(57)【要約】      （修正有）【課題】輸送体に搭載される空調パッケージを提供する。【解決手段】空調パック１４５は、空気循環アセンブリ１１６、蒸気循環システム１２６、及び混合ダクト１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃを含む。空気循環アセンブリ１１６は、抽気を受け取り、その抽気を利用してラム空気を圧縮するように構成されている。蒸気循環システム１２６は、圧縮されたラム空気を受け取り、圧縮されたラム空気の動作温度を低減させるように構成されている。混合ダクト１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃは、圧縮されたラム空気を受け取り、圧縮されたラム空気を抽気と混合して、輸送体の少なくとも一部分を冷却するために使用されるハイブリッド空気の流れを生成するように構成されている。【選択図】図３
2019167082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抽気を受け取り且つ前記抽気を利用してラム空気を圧縮するように構成された空気循環アセンブリ（１１６）、
圧縮された前記ラム空気を受け取り且つ前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させるように構成された蒸気循環システム（１２６）、及び
前記圧縮されたラム空気を受け取り且つ前記圧縮されたラム空気を前記抽気と混合して、輸送体（１０）の少なくとも一部分を冷却するために使用されるハイブリッド空気の流れを生成するように構成された混合ダクト（１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃ）を備える、空調パック（１４５）。
【請求項２】
熱交換器（１１２）を更に備え、前記熱交換器（１１２）が、前記輸送体（１０）の抽気源（１１３）から受け取った前記抽気の動作温度を低減させるように構成され、前記空気循環アセンブリ（１１６）が、前記熱交換器（１１２）から前記抽気を受け取るように構成されている。請求項１に記載の空調パック（１４５）。
【請求項３】
前記空気循環アセンブリ（１１６）が、シャフト（１２２）を介してタービン（１２０）と機械的に連結されたエアコンプレッサ（１１８）を含み、前記ラム空気が前記エアコンプレッサ（１１８）で受け取られ、前記抽気が、前記タービン（１２０）を通って膨張し前記エアコンプレッサ（１１８）に動力供給して前記ラム空気を圧縮する、請求項１又は２に記載の空調パック（１４５）。
【請求項４】
ハウジング（１４２）を更に備え、前記空気循環アセンブリ（１１６）、前記蒸気循環システム（１２６）、及び前記混合ダクト（１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃ）が、前記ハウジング（１４２）内に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の空調パック（１４５）。
【請求項５】
前記空気循環アセンブリ（１１６）が、前記輸送体（１０）の補助動力装置（１５２）から前記抽気を受け取るように構成され、前記圧縮されたラム空気の圧力が前記補助動力装置（１５２）から受け取った前記抽気の圧力と実質的に同じであるように、前記ラム空気を圧縮するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の空調パック（１４５）。
【請求項６】
前記空気循環アセンブリ（１１６）が、前記輸送体（１０）の主たるエンジン（１４）から前記抽気を受け取るように構成され、前記圧縮されたラム空気の圧力が前記輸送体（１０）の客室（２８）内の圧力と実質的に同じであるように、前記ラム空気を圧縮するように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の空調パック（１４５）。
【請求項７】
前記蒸気循環システム（１２６）が、前記蒸気循環システム（１２６）内の冷媒を加圧するためのモータ駆動冷媒コンプレッサ（１２８）を含み、前記蒸気循環システム（１２６）が、前記圧縮されたラム空気から前記冷媒に熱を伝達して、前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させることを可能にする、蒸発器（１３４）を更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の空調パック（１４５）。
【請求項８】
モータ駆動冷媒コンプレッサ（１２８）が、制御回路（１４６）と動作可能に接続され、前記制御回路（１４６）が、前記輸送体（１０）の外側の周囲温度が指定閾値温度未満に下がったことに応じて、前記モータ駆動冷媒コンプレッサ（１２８）を起動解除するように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の空調パック（１４５）。
【請求項９】
輸送体（１０）で使用される空気を調整するための方法であって、
抽気源（１１３）から受け取った抽気を使用して圧縮されたラム空気を生成すること、
前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させること、
前記抽気源（１１３）から受け取った前記抽気を前記圧縮されたラム空気と混合してハイブリッド空気の流れを生成すること、及び
前記ハイブリッド空気の流れを利用して前記輸送体（１０）内の少なくとも１つの区画の温度を調節することを含む、方法。
【請求項１０】
前記抽気を使用して前記圧縮されたラム空気を生成する前に、前記抽気源（１１３）からの前記抽気の動作温度を低減させることを更に含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、広くは、民間航空機などの輸送体を冷却することにおいて使用される空気を調整するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
民間航空機などの輸送体で使用される既知の空調システムは、客室、貨物室などの航空機の様々な内部区画に冷たい加圧された空気を供給するために、通常、空気ベースの熱力学サイクルを使用する。既知の空調システムは、通常、航空機のガスタービンエンジンなどの輸送体のエンジンのコンプレッサ段から引き出された抽気によって、空気圧で動力供給される。エンジンからの抽気は、高い温度及び圧力にある。空調システムは、通常、抽気を冷却するために輸送体の外側の周囲環境からのラム空気を使用する。抽気が空調システム内で冷却され調整されると、その抽気は、様々な輸送体の冷却作業のために使用される。例えば、客室内の温度制御、換気、及び加圧のために、抽気が客室の中へ供給され得る。客室を通って流れた後、空気は、排気ポート及び／又は排気バルブを通して周囲環境へ放出され得る。
【０００３】
しかし、エンジン又は他の抽気源からの抽気を空調のために使用すると、そうでなければ推進のために使用され得る動力を逃がしてしまうことになる。例えば、客室を冷却及び調整するために抽気を使用すると、輸送体の動作中の燃料経済性及び／又は効率が低減され得る。何故ならば、推進のために使用されない高圧空気を生成するために、仕事が浪費されるからである。
【０００４】
更に、抽気を冷却するために輸送体の外側からのラム空気を使用すると、通常、周囲空気を捕まえ、その周囲空気をエアインテーク又はベントを通して輸送体の中へ導くことが必要になる。抽気を冷却するために、輸送体が動いている間に空気を輸送体の中へ導くことは、（より少ない周囲空気を輸送体の中へ導くことに比較して）輸送体への抵抗力を高めることになる。増加した抵抗力は、燃料経済性及び効率を低減させ得る。何故ならば、所与の速度で周囲環境を通過するように輸送体を推進するためにより多くのエネルギーが必要になり得るからである。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の特定の実施形態は、輸送体に搭載された空調パッケージを提供する。本明細書で使用される際に、空調パッケージは、自己完結型の空調ユニットを含み又は表し得る。例えば、本明細書で説明される１以上の実施形態による空調パッケージは、ハウジング又はケース内で自己完結しており、任意選択的に、空調パックを輸送体に設置することができるように携帯可能であり得る。「空調パッケージ」という用語は、本明細書で「空調パック」とも称される。
【０００６】
１以上の実施形態による空調パックは、空気循環アセンブリ、蒸気循環システム、及び混合ダクトを含む。空気循環アセンブリは、抽気を受け取り、その抽気を利用してラム空気を圧縮するように構成されている。蒸気循環システムは、圧縮されたラム空気を受け取り、圧縮されたラム空気の動作温度を低減させるように構成されている。混合ダクトは、圧縮されたラム空気を受け取り、圧縮されたラム空気を抽気と混合して、輸送体の少なくとも一部分を冷却するために使用されるハイブリッド空気の流れを生成するように構成されている。
【０００７】
本開示の特定の実施形態は、空調パック及び制御回路を含む輸送体を提供する。空調パックは、空気循環アセンブリ、蒸気循環システム、及び混合ダクトを含む。空気循環アセンブリは、抽気を受け取り、その抽気を利用してラム空気を圧縮するように構成されている。蒸気循環システムは、圧縮されたラム空気を受け取り、圧縮されたラム空気の動作温度を低減させるように構成されている。混合ダクトは、圧縮されたラム空気を受け取り、圧縮されたラム空気を抽気と混合して、輸送体の少なくとも一部分を冷却するために使用されるハイブリッド空気の流れを生成するように構成されている。制御回路は、空調パックと動作可能に接続されている。制御回路は、輸送体の動作のモード又は輸送体の外側の周囲環境状態のうちの１以上に基づいて、異なる特定の構成にある空調パックを通る抽気とラム空気とのためのそれぞれの流路を制御するように構成されている。
【０００８】
本開示の特定の実施形態は、輸送体内で使用される空気を調整するための方法を提供する。該方法は、抽気源から受け取った抽気を使用して、圧縮されたラム空気を生成することを含む。該方法は、圧縮されたラム空気の動作温度を低減させることを含む。該方法は、抽気源から受け取った抽気を圧縮されたラム空気と混合してハイブリッド空気の流れを生成すること、及びハイブリッド空気の流れを利用して輸送体内の少なくとも１つの区画の温度を調節することも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態による、輸送体の前面斜視図を示す。
【図２】本開示の一実施形態による、輸送体の概略図である。
【図３】空調パックのシステムアーキテクチャを示す、本開示の一実施形態による輸送体の冷却システムの概略表現である。
【図４】本開示の一実施形態による、第１の地上構成にある空調パックを示す冷却システムの概略図である。
【図５】本開示の一実施形態による、第２の地上構成にある空調パックを示す冷却システムの概略図である。
【図６】本開示の一実施形態による、第１の巡航構成にある空調パックを示す冷却システムの概略図である。
【図７】本開示の一実施形態による、第２の巡航構成にある空調パックを示す冷却システムの概略図である。
【図８】本開示の一実施形態による、輸送体内で使用される空気を調整するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の特定の実施形態は、空気を冷却及び調整するように構成された空調パックを含む。既知の空調システムと比較して、本明細書で説明される実施形態における空調パックは、空調要件を満たす一方で、ガスタービンエンジン又は補助動力装置などの抽気源からより少ない抽気を引き出す。空調パックの実施形態は、動作中の輸送体の燃料経済性及び効率を高めることができる。何故ならば、より多くの割合の抽気が輸送体の推進のために使用され得るからである。更に、本明細書で説明される空調パックは、既知の空調システムよりも少ないラム空気が動作中に利用され、それによって、輸送体の抵抗力を低減させることも可能にする。増加した燃料経済性及び低減された抵抗力は、輸送体の航続距離を延ばし、燃料コストを低減させることができる。
【００１１】
本明細書で説明される実施形態による空調パックは、必要に応じて熱を排除するための熱力学的リフト（thermodynamic lift）を提供するために選択的に起動される蒸気循環システムを含む。より具体的には、蒸気循環システムが、熱力学的リフトが必要とされるときに起動され、且つ、熱陸学的リフトが必要とされない特定の条件下で動力消費を低減させるために起動解除され得る、モータ駆動冷媒コンプレッサを含む。本明細書で使用される際に、「熱力学的リフト」は、熱力学的流れシステム内の１以上の流体からではなく、外部の動力源から引き出されたエネルギーを使用して提供される、熱力学的流れシステム内の流体の更なる冷却（又はもし必要であるならば加熱）を指す。
【００１２】
本開示の１以上の実施形態による空調パックは、ラム空気を圧縮するために、輸送体の抽気源から引き出された抽気の空気圧の動力を使用する。圧縮されたラム空気は、蒸気循環システムの蒸発器内で冷却され得る。ラム空気は、混合ダクト内で抽気と混合されて、空調パックの出口ポートから放出されるハイブリッド空気の流れを規定する。放出されたハイブリッド空気の流れは、温度制御され、輸送体内で使用され、例えば、冷却、換気、及び／又は加圧のために輸送体の客室の中へ導かれる。
【００１３】
特定の既知の空調システムの出力は、通常、抽気であり、したがって、ラム空気は、抽気を冷却するために単独で使用され、その後、輸送体から排出される。しかし、本開示の実施形態による空調パックは、抽気とラム空気との両方の混合物であるハイブリッド空気の流れを出力する。抽気の空気圧の動力は、ラム空気を指定圧力まで圧縮するために使用される。特定の条件下で圧縮されたラム空気の更なる冷却が必要とされる（又は望まれる）ならば、蒸気循環システムが起動されて、熱力学的リフトを提供することができる。
【００１４】
図１は、本開示の一実施形態による、輸送体１０の前面斜視図を示している。示されている実施形態の輸送体１０は、航空機であり、本明細書では航空機１０と称される。特に、図１で示されている航空機１０は、民間航空機であり得る。航空機は、本明細書で説明される輸送体の１つの非限定的な例示的実施形態であり、本開示の他の実施形態の輸送体１０は、列車、バス、自動車、船舶などの、別の種類の輸送体であり得る。例えば、本明細書の様々な実施形態で説明される空調パックは、輸送体内の温度、圧力、及び換気を制御するために、様々な異なる輸送体に設置され得る。空調パックを含み得る様々な異なる輸送体は、図１で示されている航空機１０などの民間航空機を含むが、民間航空機に限定されるわけではない。
【００１５】
例示的な一実施形態の航空機１０は、航空機１０を推進するための２つの主たるエンジン１４を含み得る、推進システム１２を含む。主たるエンジン１４は、ガスタービン（例えば、ターボファン）エンジン１４であり得る。任意選択的に、推進システム１２は、示されているよりも多くの主たるエンジン１４を含み得る。主たるエンジン１４は、航空機１０の翼１６によって担持され得る。他の実施形態では、主たるエンジン１４が、胴体１８及び／又は尾部２０によって担持されてもよい。尾部２０は、水平尾翼２２と、垂直尾翼２４も支持し得る。航空機１０の胴体１８は、（全て図２で示されている）客室２８、操縦室３０、貨物エリア３２などを含み得る、（図２で示されている）内部空間２６を画定する。
【００１６】
図２は、本開示の一実施形態による、航空機１０の概略図である。図２の航空機１０の図は、調整された空気を生成し、調整された空気を航空機１０の内部空間２６へ供給するために使用される、航空機１０の構成要素を示している。例えば、示されている実施形態の航空機１０は、１以上の動力源１１３、及び冷却システム１１５を含む。１以上の動力源１１３は、冷却システム１１５に加圧された（例えば、圧縮された）空気を供給するように構成されている。冷却システム１１５に供給される、１以上の動力源１１３からの加圧された空気は、本明細書で「抽気」と称され、動力源１１３は「抽気源」と称される。
【００１７】
冷却システム１１５は、抽気からエネルギーを引き出して、航空機１０内の様々な冷却及び／又は換気作業のために供給される調整された空気を生成するように構成されている。冷却システム１１５からの調整された空気の少なくとも一部は、内部空間２６内に供給され得る。例えば、乗客が位置付けられている客室２８、パイロット及び／若しくは他の乗務員が位置付けられている操縦室３０、並びに／又は貨物（例えば、ペット、荷物、バルク商品など）が保存されている貨物エリア３２などの範囲内である。調整された空気は、指定された温度、圧力、及び／又は湿度を有し得る。図２で示されている航空機１０の構成要素は、空調に適切であり、航空機１０は、図２で示されていない様々な更なる構成要素、システム、デバイスなどを有し得ることが理解される。
【００１８】
冷却システム１１５は、空調パック１４５及び制御回路１４６を含む。空調パック１４５は、図３〜図７で示され且つそれらを参照して詳細に説明される、熱交換器、コンプレッサ、タービン、バルブ、及びダクトなどの、様々な空気処理及び熱管理構成要素及びデバイスを有するシステムである。本明細書で説明される実施形態による空調パック１４５は、航空機１０の動作期間の全体を通して、航空機１０のために加圧、換気、及び温度制御を提供する。例えば、空調パック１４５は、航空機１０が地上レベルで静止している間に航空機１０の動作の地上モードで、航空機１０が巡航レベルで飛行している間に航空機１０の動作の巡航モードで、及びそれらの間の任意の飛行状態又はモードで使用されるように構成可能である。
【００１９】
１以上の実施形態では、空調パック１４５が、単一の統合されたシステムであり得る。それによって、空調パック１４５の構成要素は、単一のハウジング又はケース内に一緒に配置され得る。任意選択的に、一実施例として、制御回路１４６などの空調パック１４５の様々な構成要素は、ハウジング又はケースの外面上に位置付けられ得るか、又は空調パック１４５から遠隔に設置され得る。空調パック１４５は、手で持って運ぶことができるように十分にコンパクトであり且つ軽量であり得る。結果として、空調パック１４５は、航空機１０内の適所にハウジングを積み込み、ダクト、チューブ、電気のコンセントなどの間で対応する接続を行うことによって、既存の抽気ベースの空調システムを含む航空機１０内に設置することが比較的簡単であり得る。
【００２０】
制御回路１４６は、空調パック１４５と動作可能に接続され、空調パック１４５の動作を制御するように構成されている。例えば、制御回路１４６は、（ｉ）バルブの開閉、（ｉｉ）スイッチ、モータ、並びに／又はファンの起動及び起動解除、（ｉｉｉ）システム温度及び圧力、航空機の区画の温度、外部周囲温度、航空機の高度、航空機の速度などの、様々なパラメータのモニタリングを行うために使用され得る。制御回路１４６は、制御回路１４６で受け取った様々な入力に基づいて、ある特定のバルブを開閉して、空調パック１４５を通る空気流路を再構成するように構成され得る。一実施例として、制御回路１４６は、航空機１０の異なる動作モード（例えば、巡航若しくは地上）に基づいて、及び／又は、航空機１０の外側の周囲環境条件（例えば、暑い日若しくは寒い日）に基づいて、空調パック１４５を通る空気流路を再構成し得る。
【００２１】
本明細書で説明される１以上の実施形態では、空調パック１４５が、航空機１０が動作の地上モードにある間に使用されるための１以上の地上構成に構成可能であり、航空機１０が動作の巡航モードにある間に使用されるための１以上の巡航構成に構成可能である。
【００２２】
１以上の地上構成では、空調パック１４５が、航空機１０の内部空間２６内の温度制御及び換気のために調整された空気を供給して、客室２８の積み込み及び積み下ろしの間の乗客の快適さを高め、次のフライトの準備をしている間の飛行乗務員の快適さを高め得る。空調パック１４５の様々な地上構成が、図４及び図５に関連して示され説明される。例えば、図４は、第１の地上構成を表し、図５は、第２の地上構成を表している。第１及び第２の地上構成の両方では、航空機１０の補助動力装置１５２が、空調パック１４５に抽気を供給する抽気源１１３として使用されている。空調パック１４５が、抽気を使用してラム空気を圧縮することによって、ラム空気の圧力は、補助動力装置１５２から受け取った抽気の圧力と実質的に同じである（例えば、抽気圧力の指定範囲内にある）。その後、圧縮されたラム空気は、抽気と混合され、２つの空気の流れが共に空調パック１４５内で冷却される。図４で示されている第１の地上構成では、（図３で示されている）蒸気循環システム１２６が、混合されたラム空気と抽気との流れに対する冷却ブーストを提供して、航空機１０内で使用される空調パック１４５から放出される供給空気の流れの動作温度を低減させる。第１の地上構成は、地上レベルにある航空機１０の外側の周囲環境の温度が指定閾値温度以上であるときに、使用され得る。図５で示されている第２の地上構成は、第１の地上構成とは異なる。何故ならば、空調パック１４５の蒸気循環システム１２６が動作していない（例えば、使用されていない）からである。第２の地上構成は、周囲温度が指定閾値温度未満であるときに、使用され得る。例えば、周囲温度が華氏ゼロ度であるならば、ラム空気の流れは十分に冷たいので、蒸気循環システム１２６からの冷却ブーストは必要ない。
【００２３】
１以上の巡航構成では、空調パック１４５が、内部空間２６の加圧のために、更には、内部空間２６の温度制御及び換気のために、調整された空気を供給し得る。調整された空気は、航空機１０が所定の高度で巡航している間に、乗客と乗務員の快適さを高め得る。空調パック１４５の様々な巡航構成が、図６及び図７に関連して示され説明される。例えば、図６は、第１の巡航構成を表し、図７は、第２の巡航構成を表している。第１及び第２の巡航構成の両方では、航空機１０の主たるエンジン１４のうちの少なくとも１つが、抽気源１１３として使用される。空調パック１４５が、抽気を使用してラム空気を圧縮することによって、ラム空気の圧力は、客室２８の圧力と実質的に同じである（例えば、客室空気圧の指定範囲内にある）。抽気の少なくとも一部は、空調パック１４５内のラム空気から分離して冷却されるが、抽気は空調パック１４５から放出される前にラム空気と混合する。例えば、図６で示されている第１の巡航構成では、抽気だけが熱交換器１１２内で冷却され、抽気だけがタービン１２０を通って膨張する。更に、ラム空気だけが、空調パック１４５の蒸気循環システム１２６によって冷却され、それは、ラム空気に冷却ブーストを提供するように動作する。図７で示されている第２の巡航構成では、抽気の一部分が、蒸気循環システム１２６の上流のラム空気と混合することによって、蒸気循環システム１２６は、ラム空気と抽気の一部とに冷却ブーストを提供する。第２の巡航構成は、様々な条件のために、第１の巡航構成の代わりに使用され得る。例えば、航空機１０が、標準高度よりも高い高度で巡航しているときである。抽気の一部を蒸気循環システム１２６に導くことは、タービン１２０を通る抽気の流量を低減させる。それは、空調パック１４５を通るラム空気の流量を低減させ、空調パック１４５のより優れた制御を可能にし得る。
【００２４】
図６及び図７では示されていないが、空調パック１４５は、更に２つの巡航構成を有し得る。例えば、第３の巡航構成は、蒸気循環システム１２６が使用されないことを除いて、図６の第１の巡航構成と同じ空気流路を画定し得る。同様に、第４の巡航構成は、蒸気循環システム１２６が使用されないことを除いて、図７の第２の巡航構成と同じであり得る。蒸気循環システム１２６は、航空機１０の外側の所定の高度における周囲温度が指定閾値温度未満であるときにオフにされ得る。何故ならば、ラム空気が十分に冷たいので更なる冷却が必要ないからであろう。本明細書で説明されるように、制御回路１４６は、空調パック１４５の種々の構成を制御するように構成され得る。
【００２５】
制御回路１４６は、１以上のプロセッサ、コントローラ、及び／若しくは他のハードウェア論理ベースデバイスを含み、それらと接続され、又はそれらを含み且つそれらと接続された、１以上のハードウェア回路又は電気回路を含み且つ／又は表す。制御回路１４６は、中央処理装置（CPU）、１以上のマイクロプロセッサ、グラフィックス処理装置（GPU）、又は特定の論理指示命令に従って入力されたデータを処理することができる任意の他の電子部品を含み得る。例えば、制御回路１４６は、有形の且つ非一過性のコンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリデバイス）に記憶された指示命令を実行し得る。例えば、制御回路１４６は、空調パック１４５内の特定の値を起動又は起動解除して、特定のトリガイベントに応答してメモリデバイスに記憶された指示命令に従って空気流路を変更するように構成され得る。トリガイベントは、オペレータ入力デバイスから受け取った入力を含み得る（例えば、キーボード、手で握ることができる入力デバイスなどを介して、オペレータが空調パック１４５の特定の構成を手動で選択する）。空調パック１４５の流路を再構成するための制御回路１４６のための他のトリガイベントは、本明細書でより詳細に説明されるように、検出された航空機１０の動作状態及び又は検出された周囲環境状態に基づき得る。制御回路１４６は、１以上の有線制御ライン又は無線通信リンクを介して空調パック１４５と動作可能に接続され得る。それによって、制御回路１４６は、有線経路に沿って又は無線で、空調パック１４５の様々なバルブ及び他のデイバスと制御信号を通信し得る。
【００２６】
航空機１０は、航空機１０に搭載された様々な構成要素及びシステムのために電力を供給する電源１５０も含む。電源１５０は、空調パック１４５と電気的に（例えば、伝導的に且つ／又は誘導的に）接続されて、空調パック１４５のモータ１３０に電力供給する。それは、図３で示されている。電源１５０は、バッテリ、発電機、交流電源などを含み又は表し得る。
【００２７】
示されている実施形態の航空機１０は、冷却システム１１５の空調パック１４５に抽気を供給するように構成された、複数の抽気源１１３を含む。具体的には、航空機１０が、抽気源１１３を表す主たるエンジン１４及び（図２で「APU」と略されている）補助動力装置１５２を含む。主たるエンジン１４は、それぞれの主たるエンジン１４の（図示せぬ）コンプレッサの中へ引き込まれる空気を受け取る。その空気は、（図示せぬ）燃焼器の中へ流れる前に圧縮される。その空気は、燃料と共に燃焼し、航空機１０を推進させるための推力を生成する。空気は、航空機１０の外側からコンプレッサの中へ引き込まれる。主たるエンジン１４のうちの少なくとも１つは、コンプレッサの中間の段に沿った（図示せぬ）抽気ポートを含む。抽気ポートは、加圧された抽気が燃焼器に入る前に主たるエンジン１４を出ることを可能にするように構成されている。少なくとも１つの主たるエンジン１４からの抽気は、抽気ダクト１５４を通って空調パック１４５に運ばれ得る。
【００２８】
補助動力装置１５２は、航空機１０に搭載されたガスタービンエンジンであってよい。補助動力装置１５２は、航空機１０を推進するよりもむしろ、負荷に動力供給するための動力を生成する。更に、補助動力装置１５２は、主たるエンジン１４が使用されていないときに、航空機１０の地上動作中、空調パック１４５によって使用される加圧された抽気も生成し得る。主たるエンジン１４のように、補助動力装置１５２は、航空機１０の外側から空気を受け取り、補助動力装置１５２の（図示せぬ）コンプレッサ内で空気を加圧して、抽気を生成し得る。補助動力装置１５２は、主たるエンジンのスタートのため、及び電気負荷（例えば、照明及び器具）に電力供給するために使用され得る、電力及び／又は軸動力も供給し得る。補助動力装置１５２からの抽気は、抽気ダクト１５６を通って空調パック１４５に運ばれ得る。図２で示されているように、抽気ダクト１５６は、任意選択的に、少なくとも１つの主たるエンジン１４からの抽気ダクト１５４と結合され得る。
【００２９】
抽気を受け取ることに加えて、冷却システム１１５の空調パック１４５は、航空機１０のラム空気ダクト１５８を通してラム空気を受け取る。ラム空気ダクト１５８は、航空機１０の外面上のラム空気インテーク１６０から空調パック１４５へ延在する。ラム空気インテーク１６０は、そこを通ってラム空気が航空機１０に入るところのスクープ又はベントであってよい。ラム空気は、航空機１０の動きによって航空機１０の中へ流れる、航空機１０の外側の周囲空気である。
【００３０】
少なくとも１つの実施形態では、空調パック１４５が、抽気源１１３（例えば、主たるエンジン１４及び／又は補助動力装置１５２）からの抽気と、ラム空気と、の両方受け取る。空調パック１４５は、ラム空気を加圧する（例えば、圧縮する）ために、抽気からエネルギーを引き出す。ラム空気は、空調パック１４５内で抽気と混合して、ハイブリッド空気の流れを規定する。ハイブリッド空気の流れは、調整された空気として空調パック１４５から放出される。調整された空気は、吸気ダクト１６１を介して航空機１０の内部空間２６内の客室２８及び／又は他のエリアへ供給される。ハイブリッド空気の流れは、空調パック１４５によって調整されて、航空機１０内の内部の温度制御、湿度制御、換気、及び加圧を提供する。ハイブリッド空気の流れは、客室２８内の空気と混ざり、航空機１０の流出ポート１６２を通って航空機１０から放出され得る。１以上の実施形態では、ラム空気ダクト１５８から空調パック１４５内に受け取られたラム空気の一部は圧縮されないがむしろ、空調パック１４５内の熱を吸収するための冷媒として使用される。例えば、ラム空気のこの部分は、抽気から熱を吸収するために使用され得る。熱を吸収するために使用されるラム空気の部分は、空調パック１４５を出て、排気ダクト１６６内で航空機１０の排気ポート１６４まで導かれる。ここで、加熱されたラム空気は航空機１０から解放される。
【００３１】
図３は、空調パック１４５のシステムアーキテクチャを示す、本開示の一実施形態による航空機１０の冷却システム１１５の概略表現である。図３で示されている空調パック１４５のシステムアーキテクチャは、例示的な一実施形態であり、空調パック１４５は、図３で示されているシステムアーキテクチャに限定されることを意図しない。
【００３２】
空調パック１４５は、熱交換器１１２、空気循環アセンブリ１１６、及び蒸気循環システム１２６を含む。熱交換器１１２及び空気循環アセンブリ１１６は、空調流れ回路１７０に沿って配置される。空調流れ回路１７０は、一連の相互連結された空気処理部材及びバルブ１７２を含む。それらは、空気処理部材を通る気流を制御する。空気処理部材は、本明細書でダクトと称されるが、「ダクト」という用語は、特定の種類の空気処理部材に限定されることを意図されず、画定された通路に沿って気流を導くための様々な導管、シュート、チューブ、ホースなどを含み得る。抽気及びラム空気は、空調流れ回路１７０を通って流れる。
【００３３】
空調パック１４５は、空調パック１４５を通して空気の流れを運ぶラム空気ヒートシンク回路１４４も含む。空調流れ回路１７０内の空気からの熱は、ラム空気ヒートシンク回路１４４の中へ捨てられる。空調流れ回路１７０を通る抽気とラム空気とのためのそれぞれの流路は、空調流れ回路１７０に沿って位置付けられた様々なバルブ１７２を選択的に制御（例えば、開閉）することによって影響を受ける。制御回路１４６は、バルブに制御信号を通信することによって、バルブ１７２の状態又は位置を自動的に制御し得る。制御回路１４６は、無線で且つ／又は導線を通じて、対応するバルブ１７２へ制御信号を通信し得る。図３〜図７では、シンボル「Ｘ」を有するバルブ１７２が、そこを通って流体が流れることを可能にする開いた又は少なくとも部分的に開いたバルブを表し、ブランクシンボルを有する（例えば、「Ｘ」を欠いている）バルブ１７２が、そこを通って流体が流れることをブロックする閉じたバルブを表している。
【００３４】
空気循環アセンブリ１１６は、本明細書でエアコンプレッサ１１８と称されるコンプレッサ１１８とタービン１２０とを含む。それらは、シャフト１２２を介して機械的に互いに連結されている。例えば、タービン１２０の回転は、シャフト１２２を回転させる。それは、同様にエアコンプレッサ１１８を回転させる。エアコンプレッサ１１８とタービン１２０は、各々、（図示せぬ）回転する動翼と静止した静翼との１以上の段を含み得る。本明細書で説明される１以上の実施形態では、タービン１２０が、抽気を受け取り、タービン１２０を通して抽気を膨張させる。タービン１２０は、タービン１２０を通過する抽気からエネルギーを引き出し、そのエネルギーは、（シャフト１２２を介して）エアコンプレッサ１１８の回転を駆動するための空気圧の動力として使用される。
【００３５】
蒸気循環システム１２６は、冷媒を含む冷媒ループ１３６を含む。冷媒は、Ｒ‐１３４ａなどの標準的な冷媒を表し又は含み得るが、それに限定されるものではない。冷媒ループ１３６は、閉じたループ内の一連の相互連結されたチューブ１３７によって画定され得る。蒸気循環システム１２６は、冷媒ループ１３６に沿って配置された様々な構成要素を含む。それらは、（本明細書で冷媒コンプレッサ１２８と称される）コンプレッサ１２８、凝縮器１３２、冷媒過冷却器２０２、及び蒸発器１３４を含む。冷媒コンプレッサ１２８は、モータ１３０によって駆動される。モータ１３０は、電源１５０によって電力供給される電気モータであってよい。
【００３６】
少なくとも１つの実施形態では、空調パック１４５が、ハウジング１４２又はケースを含み、空調パック１４５の構成要素の少なくとも一部が、ハウジング１４２内に配置される。例えば、示されている実施形態では、熱交換器１１２、空気循環アセンブリ１１６、及び蒸気循環システム１２６が、全て、ハウジング１４２内に配置されている。ラム空気ヒートシンク回路１４４の一部分も、ハウジング１４２内に配置されている。例えば、ハウジング１４２は、ラム空気が、ラム空気ダクト１７８からハウジング１４２内に配置されたラム空気ヒートシンク回路１４４の部分に導かれることを可能にする、ラム空気回路入口ポート１８２を含む。ハウジング１４２は、１以上のプラスチック及び／又は金属などの、硬い材料から構成され得る。制御回路１４６は、示されている一実施形態では、ハウジング１４２内及び／又は上に配置されるが、制御回路１４６は、別の一実施形態では、ハウジング１４２から遠隔に（例えば、ハウジング１４２の外側に、ハウジング１４２から間隔を空けられて）位置付けられていてもよい。１以上の実施形態では、熱交換器１１２及び／又は蒸気循環システム１２６の全て又は部分が、ハウジング１４２の外側に配置され得る。
【００３７】
空調パック１４５は、抽気入口ダクト１７４を介して熱交換器１１２と流体連通した抽気入口ポート１１４を含む。抽気入口ダクト１７４は、（図２で示されている）抽気ダクト１５４、１５６に連結されている（又はそれらの延長部分である）。抽気ダクト１５４、１５６は、１以上の抽気源１１３から延在している。１以上の抽気源１１３からの抽気は、抽気入口ポート１１４を通して空調パック１４５の中へ、且つ熱交換器１１２へ運ばれる。
【００３８】
熱交換器１１２は、空調流れ回路１７０とラム空気ヒートシンク回路１４４との間で熱伝達を提供する。熱交換器１１２内で、抽気だけから熱が、又は抽気と圧縮されたラム空気との両方から熱が、ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の中へ捨てられる。熱交換器１１２は、２つの空気の流れの間の物質移動を可能とすることなしに、熱伝達を可能とするように構成され得る。ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気は、ラム空気、航空機１０の内部空間２６（図２）からの再循環空気などを含み得る。
【００３９】
少なくとも１つの実施形態では、航空機１０のラム空気ダクト１５８が、第１のダクト１７８と第２のダクト１８０に分割され得る。第１のダクト１７８は、ハウジング１４２内のラム空気回路入口ポート１８２において空調パック１４５と連結し、ラム空気ヒートシンク回路１４４と流体連通している。第２のダクト１８０は、ハウジング１４２内のラム空気入口ポート１２４において空調パック１４５と連結し、空調流れ回路１７０と流体連通している。第１のダクト１７８内のラム空気は、ラム空気ヒートシンク回路１４４に入り、熱交換器１１２で、抽気だけから又は抽気と圧縮されたラム空気とから熱を吸収するために使用される。第２のダクト１８０内のラム空気は、空調流れ回路１７０に入り、空気循環アセンブリ１１６のエアコンプレッサ１１８によって圧縮される。
【００４０】
エアコンプレッサ１１８は、タービン１２０内で抽気から引き出されたエネルギーによって動力供給される。例えば、空調パック１４５の構成に応じて、抽気入口ポート１１４内に受け取られた抽気の１００％までが、タービン１２０を通して導かれて、エアコンプレッサ１１８内でラム空気を圧縮するために使用され得る。タービン１２０は、熱交換器１１２の下流の抽気を受け取る。熱交換器１１２は、タービン１２０に入る前の抽気の動作温度を低減させるために使用される。例えば、タービン１２０に入る抽気の温度を低減させることは、高温の抽気がタービン１２０を損傷させることを防止し、且つ／又は、タービン１２０の動作の優れた制御を可能にし得る。
【００４１】
蒸気循環システム１２６は、必要に応じて、抽気と圧縮されたラム空気との、又は圧縮されたラム空気だけの、更なる冷却のための熱力学的リフトを提供するように構成されている。例えば、蒸気循環システム１２６の蒸発器１３４は、空調流れ回路１７０と冷媒ループ１３６との間の熱伝達を提供する。蒸発器１３４は、エアコンプレッサ１１８の下流のラム空気を受け取る。それによって、蒸発器１３４で受け取られる圧縮されたラム空気が加圧される。蒸発器１３４内で、ラム空気からの熱は、冷媒ループ１３６内の冷媒に伝達される。冷媒は、ラム空気を冷却する。空調パック１４５の１以上の地上構成では、抽気が、蒸発器１３４の上流のラム空気と混合し得る。それによって、抽気は、蒸発器１３４を通っても流れる。冷媒によって吸収された熱は、冷媒の少なくとも一部が、液相から気相へ蒸発することをもたらす。蒸気循環システム１２６は、冷媒コンプレッサ１２８を駆動するモータ１３０によって動力供給される冷却システムである。
【００４２】
空調流れ回路１７０内のラム空気は、抽気と混合して、ハイブリッド空気の流れを規定する。ラム空気は、空調流れ回路１７０に沿った幾つかの混合ダクト１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃのうちの１つ内で抽気と混合する。例えば、空調流れ回路１７０は、第１の混合ダクト１３８Ａ、第２の混合ダクト１３８Ｂ、及び第３の混合ダクト１３８Ｃを含む。本明細書でより詳細に説明されるように、ラム空気は、空調パック１４５の現在の構成に応じて、混合ダクト１３８Ａ、１３８Ｂ、１３８Ｃのうちの異なる１つ内で抽気と混合する。ハイブリッド空気の流れは、出口ポート１４０を通って空調パック１４５から放出される。出口ポート１４０は、ハウジング１４２内で画定され得る。空調パック１４５から放出されるハイブリッド空気の流れは、調整されることによって、制御された温度、湿度、及び圧力にある。ハイブリッド空気の流れは、航空機１０の様々な冷却作業のために使用され得る。例えば、（両方とも図２で示されている）操縦室３０と客室２８を冷却する、換気する、及び加圧するなどである（但し、それらに限定されるものではない）。
【００４３】
ダクトは、空調流れ回路１７０を通る複数の流路又はラインを画定する。例えば、空調流れ回路１７０は、主要なライン１８６を含む。主要なライン１８６に沿って、エアコンプレッサ１１８、熱交換器１１２、蒸発器１３４、及びタービン１２０が位置付けられる。主要なライン１８６に沿った構成要素は直列である。例えば、ラム空気は、主要なライン１８６を通って流れることができ、出口ポート１４０を通して放出される前に、エアコンプレッサ１１８、熱交換器１１２、蒸発器１３４、及びタービン１２０の順番でそれらを通って流れる。示されている実施形態では、空調流れ回路１７０が、主要なライン１８６に沿って蒸発器１３４とタービン１２０との間に配置された、凝縮器１９４及び水抽出器１９６又はセパレータも含む。空調流れ回路１７０は、熱交換器バイパスライン１８８、蒸発器バイパスライン１９０、及びバイパスライン１９２も含む。熱交換器バイパスライン１８８は、エアコンプレッサ１１８と蒸発器１３４との間で延在し、熱交換器１１２を迂回する。蒸発器バイパスライン１９０は、熱交換器１１２とタービン１２０との間で延在し、凝縮器１９４及び水抽出器１９６のみならず、蒸発器１３４を迂回する。高温バイパスライン１９２は、蒸発器１３４と出口ポート１４０との間で延在し、凝縮器１９４及び水抽出器１９６のみならず、タービン１２０を迂回する。本明細書でより詳細に説明されるように、バルブ１７２は、空調流れ回路１７０の様々なライン１８６、１８８、１９０、１９２を通して、ラム空気と抽気とを選択的に導くように、制御回路１４６によって制御される。
【００４４】
図４は、本開示の一実施形態による、第１の地上構成にある空調パック１４５を示す冷却システム１１５の概略図である。空調パック１４５は、空調流れ回路１７０に沿ったバルブ１７２の状態又は位置を制御回路１４６が個別に制御することによって、様々な構成に構成可能である。制御回路１４６は、有線経路に沿って又は無線通信リンクを介して、バルブ１７２に電気制御信号を通信することによって、バルブ１７２の状態を制御する。少なくとも１つの実施形態では、空調パック１４５が、航空機１０が地上レベルにあり飛行していないときに第１の地上構成において設定される。
【００４５】
示されている実施形態では、第１の地上構成にある空調パック１４５が、主要なライン１８６に沿って気流を導く。それによって、空気は、熱交換器１１２、蒸発器１３４、又はタービン１２０の何れも迂回しない。空調パック１４５は、制御回路１４６が、第１のバイパスバルブ１７２Ａ、第２のバイパスバルブ１７２Ｂ、及び第３のバイパスバルブ１７２Ｃを閉じたときに、第１の地上構成を実現する。第１のバイパスバルブ１７２Ａは、熱交換器バイパスライン１８８に沿って配置され、第１のバイパスバルブ１７２Ａを閉じることによって、エアコンプレッサ１１８内で加圧されたラム空気が、熱交換器バイパスライン１８８を通って流れることを防止する。第２のバイパスバルブ１７２Ｂは、蒸発器バイパスライン１９０に沿って配置され、第２のバイパスバルブ１７２Ｂを閉じることによって、熱交換器１１２から放出された抽気が、蒸発器バイパスライン１９０を通って流れることを防止する。第３のバイパスバルブ１７２Ｃは、高温バイパスライン１９２に沿って配置され、第３のバイパスバルブ１７２Ｃを閉じることによって、蒸発器１３４から放出された空気が、高温バイパスライン１９２を通って流れることを防止する。主要なライン１８６に沿って配置されたバルブ１７２は、空気が主要なライン１８６を通って流れることを可能にするために、開いた位置に設定又は維持される。図４〜図７で示されているように、実線の流れ線はそこを通る流体の流れを有する流れ線を表し、点線の流れ線はそこを通る流体の流れが存在しない流れ線を表している。図４では、バイパスバルブ１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃが閉じられている。したがって、点線で示されているバイパスライン１８８、１９０、及び１９２を通って流れる流体が存在しない。
【００４６】
第１の地上構成では、空調パック１４５が、抽気源１１３（図２及び図３）を表す（図２で示されている）補助動力装置１５２から抽気を受け取る。（図１及び図２で示されている）主たるエンジン１４は、航空機１０が地上にあるときにオフであり又はアイドリングしており、したがって、抽気は補助動力装置１５２によって供給され得る。例えば、冷却システム１１５の制御回路１４６又は航空機１０の別の制御回路は、空調パック１４５の外側の抽気ダクト１５４、１５６（図２）に沿った（図示せぬ）バルブを制御して、主たるエンジン１４から抽気を供給することなしに、補助動力装置１５２から抽気を供給し得る。抽気は、抽気入口ポート１１４（図３）を通って空調流れ回路１７０に入り、抽気入口ダクト１７４に沿って流れる。
【００４７】
空気循環アセンブリ１１６のエアコンプレッサ１１８は、第２のダクト１８０に沿ってラム空気入口ポート１２４（図３）を通してラム空気を受け取る。エアコンプレッサ１１８は、第１の地上構成にあるときに、補助動力装置１５２（図２）によって空調パック１４５に供給される抽気の圧力に相当する圧力まで、ラム空気を圧縮し得る。例えば、エアコンプレッサ１１８によって放出されるラム空気の圧力は、抽気圧力の指定範囲内にある補助動力装置１５２からの抽気の圧力と合致し得る。指定範囲は、抽気圧力の１％、３％、又は５％以内であり得る。第１の地上構成では、エアコンプレッサ１１８によって放出されたラム空気が、熱交換器１１２の上流の第１の混合ダクト１３８Ａ内で抽気と混合する。ラム空気は抽気と混合し又は混ざり、ハイブリッド空気の流れを規定する。ハイブリッド空気の流れは、熱交換器１１２を通って流れる。その場合、熱がハイブリッド空気の流れからラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れに伝達されて、ハイブリッド空気の流れを冷却する。
【００４８】
第１の地上構成では、熱交換器１１２と蒸気循環システム１２６の蒸発器１３４とが、空調流れ回路１７０の主要なライン１８６に沿って直列に配置される。熱交換器１１２の下流のハイブリッド空気の流れは、蒸気循環システム１２６の蒸発器１３４を通って流れる。蒸発器１３４は、蒸気循環システム１２６の冷媒ループ１３６内の冷媒の中へ熱を伝達することによって、ハイブリッド空気の流れの動作温度を低減させる。過冷却器２０２は冷媒を更に加熱し、蒸発した冷媒がコンプレッサ１２８に運ばれる。
【００４９】
蒸気循環システム１２６では、蒸発器１３４を出る蒸発した冷媒が、過冷却器２０２内で気相へ更に加熱されて、蒸発した冷媒は、冷媒コンプレッサ１２８へ運ばれる。冷媒コンプレッサ１２８は、冷媒を加圧する。冷媒コンプレッサ１２８は、モータ１３０によって駆動される。モータ１３０は、航空機１０の電源１５０（図２及び図３）によって電力供給され得る。冷媒コンプレッサ１２８から放出された高温の加圧された冷媒は、凝縮器１３２へ流れる。その場合、冷媒からの熱は、ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れの中へ伝達される。例示の一実施形態で示されているように、蒸気循環システム１２６は、冷媒ループ１３６に沿った過冷却器２０２と呼ばれる再生熱交換器も含み、蒸気循環システム１２６の効率を高め得る。過冷却器２０２は、蒸発器１３４の下流の冷媒から凝縮器１３２の下流の冷媒へ熱が伝達されることを可能にする。蒸気循環システム１２６は、凝縮器１３２と蒸発器１３４との間の冷媒ループ１３６に沿って配置された膨張バルブ２０４を含む。より具体的には、膨張バルブ２０４が、過冷却器２０２と蒸発器１３４との間で蒸発器１３４の上流に配置される。
【００５０】
凝縮器１３２は、ラム空気ヒートシンク回路１４４に沿って、熱交換器１１２と直列に配置されている。例えば、第１のダクト１７８を通ってラム空気ヒートシンク回路１４４に入るラム空気は、凝縮器１３２を通って流れ、続いて、熱交換器１１２を通って流れる。（例えば、１以上の地上構成にあるとき）ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れは、凝縮器１３２内で冷媒から熱を吸収し、熱交換器１１２内でハイブリッド空気の流れから熱を吸収する。空調パック１４５は、任意選択的に、ラム空気ヒートシンク回路１４４内にファン２０６を含む。ファン２０６は、ラム空気ヒートシンク回路１４４を通る気流を駆動して、航空機が地上にある間（及び任意選択的に低速飛行状態の間）に、空気の流れの流量が指定量の熱を消散させるのに十分であることを保証する。ファン２０６は、ファンモータ２０８によって駆動される。熱交換器１１２の下流で、ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れは、空調パック１４５から放出され、排気ポート１６４（図２）を通って航空機１０から捨てられる前に、（これも図２で示されている）排気ダクト１６６を通って流れる。
【００５１】
蒸発器１３４を出て行くハイブリッド空気の流れは、タービン１２０に到達する前に凝縮器１９４及び水抽出器１９６を通って流れ得る。凝縮器１９４は、ハイブリッド空気の流れから更なる熱を除去して、水抽出器１９６に入る空気が、空気内の水の一部を液体に凝縮するのに十分冷たいことを保証し得る。凝縮器１９４内で、（タービン１２０の上流の）蒸発器１３４を出て行くハイブリッド空気の流れからの熱は、タービン１２０の下流のハイブリッド空気の流れの中へ伝達され得る。水抽出器１９６は、液体の水滴の除去を介してハイブリッド空気の流れを乾燥させる。ハイブリッド空気の流れから引き出される水は、水導管２１０を通して導かれ、凝縮器１３２の上流のラム空気ヒートシンク回路１４４の中へ注入されて、質量の追加を通じて、ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れの利用可能なヒートシンクを増加させ得る。
【００５２】
水抽出器１９６の下流で、ハイブリッド空気の流れはタービン１２０に入る。タービン１２０の動翼及び静翼を通って流れるハイブリッド空気の流れのエネルギーは、シャフト１２２を介してエアコンプレッサ１１８の回転を駆動すると同時に、空気の温度を低減させる。少なくとも１つの実施形態では、空調パック１４５が１以上の地上構成にあるときに、空調パック１４５に入る抽気の全ては、タービン１２０を通して導かれて、エアコンプレッサ１１８内のラム空気の圧縮に動力供給し、ハイブリッド空気の流れの温度を低減させる。例えば、示されている実施形態では、航空機１０内を冷却するために使用されるように、出口ポート１４０（図３）を通って空調パック１４５から放出される前に、抽気の実質的に全て及びエアコンプレッサ１１８によって圧縮されたラム空気の実質的に全てが、タービン１２０を通って流れる。ハイブリッド空気の流れがタービン１２０を通って膨張すると、ハイブリッド空気の流れは、（これも図２で示されている）吸気ダクト１６１に沿って空調パック１４５から放出される前に、凝縮器１９４を通って流れ、上流のハイブリッド空気の流れから一部の熱を吸収する。空調パック１４５は、ハイブリッド空気の流れを、指定温度、圧力、及び湿度に調整するように構成されている。非限定的な実施例では、吸気ダクト１６１に沿って放出されるハイブリッド空気の流れが、華氏０度と華氏２０度の間などの、華氏３２度（Ｆ）未満の温度を有し得る。
【００５３】
図５は、本開示の一実施形態による、第２の地上構成にある空調パック１４５を示す冷却システム１１５の概略図である。第２の地上構成は、図４で示されている第１の地上構成に類似している。但し、第２の地上構成では、蒸気循環システム１２６が使用されていない（例えば、オフである）。蒸気循環システム１２６は、冷媒コンプレッサ１２８を駆動するモータ１３０を制御することによって選択的にオン及びオフにされる。それによって、モータ１３０が動作しているときに、蒸気循環システム１２６は使用され又は「オン」であり、モータ１３０が動作していないときに、蒸気循環システム１２６は使用されておらず又は「オフ」である。少なくとも１つの実施形態では、制御回路１４６が、１以上の指定状態又は状況に応じて、モータ１３０を起動解除し、蒸気循環システム１２６をオフにするように構成され得る。航空機１０の外側の周囲環境の測定された温度に基づいて、航空機１０が地上にあるときに、制御回路１４６は、モータ１３０を起動解除し得る。例えば、周囲環境が指定閾値温度未満であるならば、蒸気循環システム１２６によって提供される更なる冷却は必要でないだろう。モータ１３０に電力供給するために使用されるエネルギーを保存するために蒸気循環システム１２６が使用されていない間に、ラム空気は、ハイブリッド空気の流れを調節するのに十分冷たいだろう。閾値温度は、異なる航空機のモデル、調整される空気の要件、構成要素の機能、及び／又はオペレータの好みに特有のものであり得る。閾値温度として使用され得る温度の非限定的な実施例は、華氏２０度、華氏３０度、華氏４０度、及び華氏５０度を含む。例えば、閾値温度が華氏４０度に指定されているならば、制御回路１４６は、周囲温度が華氏４０度以上にあるときに（蒸気循環システム１２６をオンにするために）モータ１３０を起動するように構成され、周囲温度が華氏４０未満にあるときに（蒸気循環システム１２６をオフにするために）モータ１３０を起動解除するように構成されている。
【００５４】
蒸気循環システム１２６がオフにされた状態で、空調パック１４５が第２の地上構成にあるときの空調流れ回路１７０は、蒸気循環システム１２６が動作している状態で、第１の地上構成にあるときの空調流れ回路１７０と同じであるか又は類似し得る。任意選択的に、空調流れ回路１７０は、第１の地上構成から第２の地上構成に移行するために、蒸気循環システム１２６がオフにされたときに、わずかに変化し得る。
【００５５】
図５で示されている第２の地上構成では、第１及び第２のバイパスバルブ１７２Ａ、１７２Ｂが閉じられて、空気が、それぞれ、熱交換器バイパスライン１８８と蒸発器バイパスライン１９０を通って流れることを防止する。制御回路１４６は、第３のバイパスバルブ１７２Ｃを部分的に開いて、熱交換器１１２と蒸発器１３４の下流のハイブリッド空気の流れの一部が、高温バイパスライン１９２を通ってタービン１２０を迂回することを可能にする。高温バイパスライン１９２を通ってタービン１２０を迂回するハイブリッド空気の流れの部分は、エアコンプレッサ１１８でラム空気を加圧するために使用されない。一方、タービン１２０を通って流れるハイブリッド空気の流れの残りの部分は、ラム空気を加圧するために使用される。高温バイパスライン１９２内のハイブリッド空気の流れは、出口ポート１４０（図３）を通って空調パック１４５を出て行く前に、第３の混合ダクト１３８Ｃ内でタービン１２０から放出されたハイブリッド空気の流れと混ざる。制御回路１４６は、空調パック１４５を出て客室２８（図２）及び／又は航空機１０の他のエリアに供給される空気の温度を制御するために、第３のバイパスバルブ１７２Ｃを開き得る。例えば、高温バイパスライン１９２を通ってタービン１２０を迂回するハイブリッド空気の流れの部分は、タービン１２０を通って膨張するハイブリッド空気の流れの部分よりも高い温度にある。空調パック１４５から放出される調整された空気の温度を高めるために、高温バイパスライン１９２内の空気は、タービン１２０を出て行く膨張した空気と混ざり得る。
【００５６】
図５で示されているように、蒸気循環システム１２６がオフにされたときに、蒸発器１３４は、ハイブリッド空気の流れの任意の冷却を提供せず、凝縮器１３２は、ラム空気ヒートシンク回路１４４の中へ任意の熱を捨てない。示されている一実施形態では、熱交換器１１２が、空調流れ回路１７０からラム空気ヒートシンク回路１４４へ熱を伝達する唯一の構成要素である。図４で示されている第１の地上構成におけるように、第２の地上構成では、抽気が補助動力装置１５２（図２）から供給される。
【００５７】
図６及び図７は、本開示の一実施形態による、それぞれ、第１及び第２の巡航構成にある空調パック１４５を示している。上述されたように、空調パック１４５は、航空機１０が所定の高度で飛行している間に、巡航構成のうちの１つにあるように構成され得る。図６で示されている第１の巡航構成では、熱交換器１１２と蒸発器１３４との間の（本明細書で第２の主要なバルブ１７２Ｅとも称される）調節バルブ１７２Ｅは閉じている。一方、図７で示されている第２の巡航構成では、調節バルブ１７２Ｅが部分的に又は完全に開いている。
【００５８】
巡航構成では、空調パック１４５が、抽気源１１３（図２）を表す（図１及び図２で示されている）主たるエンジン１４のうちの１以上から、抽気インレットダクト１７４内に抽気を受け取る。例えば、巡航構成では、抽気が、主たるエンジン１４だけから受け取られ、補助動力装置１５２からは受け取られなくてもよい。少なくとも１つの実施形態では、空気循環アセンブリ１１６のエアコンプレッサ１１８が、ラム空気を（両方とも図２で示されている）客室２８と操縦室３０内の客室空気圧に相当する圧力まで加圧するように構成されている。例えば、エアコンプレッサ１１８を出て行くラム空気は、客室空気圧の指定範囲内の圧力を有し得る。指定範囲は、客室空気圧の１％、３％、又は５％以内であり得る。
【００５９】
（調節バルブ１７２Ｅが閉じている）図６で示されている第１の巡航構成では、抽気がラム空気から分離されて冷却される。例えば、熱交換器１１２が抽気を冷却し、蒸気循環システム１２６の蒸発器１３４がラム空気を冷却する。抽気はラム空気と混合して、熱交換器１１２及び蒸発器１３４の下流のハイブリッド空気の流れを生成する。例えば、示されている実施形態では、抽気が、第３の混合ダクト１３８Ｃ内でラム空気と混合する。熱交換器１１２はラム空気を受け取らず、蒸発器１３４は示されている実施形態では抽気を受け取らない。
【００６０】
制御回路１４６は、空調流れ回路１７０に沿ったバルブ１７２を個別に制御して、巡航構成のうちの選択された１つを実現する。図６の示されている実施形態では、制御回路１４６が、第１、第２、及び第３のバイパスバルブ１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃのうちの３つ全てを開いて、熱交換器バイパスライン１８８、蒸発器バイパスライン１９０、及び高温バイパスライン１９２をそれぞれ通って空気が流れることを可能にする。制御回路１４６は、主要なライン１８６に沿った、第１の主要なバルブ１７２Ｄ、第２の主要な（例えば、調節）バルブ１７２Ｅ、及び第３の主要なバルブ１７２Ｆを閉じる。第１の主要なバルブ１７２Ｄは、エアコンプレッサ１１８と熱交換器１１２との間にある。第３の主要なバルブ１７２Ｆは、蒸発器１３４とタービン１２０との間（より具体的には、蒸発器１３４と凝縮器１９４との間）にある。
【００６１】
抽気入口ダクト１７４内で空調パック１４５に入る抽気は、熱交換器１１２を通って流れる。その場合、熱は、ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れに伝達される。熱交換器１１２を出て行く抽気は、蒸発器バイパスライン１９０に沿って第２のバイパスバルブ１７２Ｂを通してタービン１２０に直接的に導かれる。例えば、空調パック１４５に入る抽気の全ては、エアコンプレッサ１１８を駆動するためにタービン１２０に導かれ得る。タービン１２０を通って膨張した後で、抽気は、第３の混合ダクト１３８Ｃ内でラム空気と混合する。ハイブリッド空気の流れは、吸気ダクト１６１に沿って空調パック１４５から放出される。
【００６２】
エアコンプレッサ１１８によって加圧されるラム空気は、熱交換器バイパスライン１８８に沿って第１のバイパスバルブ１７２Ａを通して蒸発器１３４に直接的に導かれる。蒸気循環システム１２６がオンにされたときに、冷媒は、蒸発器１３４内でラム空気から熱を吸収して、ラム空気を冷却する。蒸発器１３４を出て行くラム空気は、高温バイパスライン１９２に沿って第３のバイパスバルブ１７２Ｃを通して導かれ、航空機１０の冷却、換気、及び／又は加圧のために空調パック１４５から放出される前に、第３の混合ダクト１３８Ｃ内で抽気と混合する。
【００６３】
任意選択的に、ラム空気ヒートシンク回路１４４内のファン２０６に動力供給するモータ２０８は、航空機１０が飛行している間に制御回路１４６によってオフにされ得る。ラム空気ヒートシンク回路１４４を通るラム空気の流量は、必要とされる熱の吸収を提供するのに十分であり、したがって、モータ２０８に電力供給するために使用され得るエネルギーは、保存され得る。
【００６４】
示されていないが、特定の状況又は状態では、空調パック１４５の更なる巡航構成を生成するために、空調パック１４５が巡航構成のうちの１つにある間に、蒸気循環システム１２６がオフにされ得る。例えば、高高度では、周囲空気の温度が十分に低く、ラム空気が蒸気循環システム１２６による更なる冷却を必要としないかもしれない。図６で示されている第１の巡航構成の変形例である（図示せぬ）第３の巡航構成では、制御回路１４６が、飛行中に航空機１０の外側の周囲温度が指定閾値温度未満に下がったことに応じて、モータ１３０を起動解除し、蒸気循環システム１２６をオフにするように構成され得る。飛行中の指定閾値温度は、航空機１０が地上レベルにある間の指定閾値温度よりも低くなり得る。航空機１０が飛行している間の指定閾値温度の非限定的な実施例は、華氏−２０度、華氏−１０度、華氏０度、及び華氏１０度を含む。飛行中に蒸気循環システム１２６がオフにされたとき、空調流れ回路１７０は変化しないままであり得る。例えば、第３の巡航構成にある空調流れ回路１７０は、図６で示されている第１の巡航構成にある空調流れ回路１７０と同じであるか又は実質的に同じであり得る。ただし、蒸気循環システム１２６はオフにされている。
【００６５】
図７は、本開示の一実施形態による、第２の巡航構成にある空調パック１４５を示している。図７で示されている第２の巡航構成と図６で示されている第１の巡航構成との間の唯一の差異は、第２の巡航構成では、制御回路１４６が、第２の主要なバルブ（例えば、調節バルブ）１７２Ｅを部分的に又は完全に開いた位置に設定するが、一方、第１の巡航構成では、第２の主要なバルブ１７２Ｅが閉じているということである。第２の主要なバルブ１７２Ｅを開くことによって、熱交換器１１２の下流の抽気のほとんどは、蒸発器バイパスライン１９０に沿って第２のバイパスバルブ１７２Ｂを通してタービン１２０に直接的に導かれる。抽気の少ない部分（例えば、半分未満）は、第２の主要なバルブ１７２Ｅを通して蒸発器１３４に導かれる。抽気の少ない部分は、第２の混合ダクト１３８Ｂで、熱交換器バイパスライン１８８に沿って流れるラム空気と混合し、混ざった空気の流れは蒸発器１３４に入る。タービン１２０を通って膨張した抽気は、空調パック１４５から放出される前に、第３の混合ダクト１３８Ｃで（ラム空気と抽気の少ない部分とによって規定される）混ざった空気の流れと混合する。
【００６６】
示されている第２の巡航構成では、抽気のほとんどが、エアコンプレッサ１１８を駆動するためにタービン１２０を通って膨張するが、抽気の少ない部分は、タービン１２０を迂回し、蒸発器１３４の上流のラム空気と混合する。図７で示されている第２の巡航構成は、非常に高い高度などの特定の状況において有用であり、エアコンプレッサ１１８の効率的な動作を保証することができる。例えば、抽気の一部がタービン１２０を迂回することを可能にすることは、エアコンプレッサ１１８によって加圧されるラム空気の流量を低減させる。空調パック１４５が、図７で示されている第２の巡航構成で動作している間に、蒸気循環システム１２６は、（図示せぬ）第４の巡航構成に移行するためにオフにされ得る。
【００６７】
図８は、本開示の一実施形態による、輸送体内で使用される空気を調整するための方法３００のフローチャートである。方法３００は、図１〜図７を参照して本明細書で説明される実施形態に従って実行され得る。例えば、方法３００は、図１で示されている輸送体１０内の少なくとも１つの区画又は空間を、温度調節し、換気し、且つ／又は加圧するために使用される空気を調整するために使用され得る。輸送体１０は、本明細書で航空機として説明される（航空機１０と称されている）が、航空機に限定されるものではない。方法３００は、列車、バス、船舶などの他の種類の輸送体においても使用され得る。方法３００は、空調パック１４５と制御回路１４６とを含む、図２で示されている冷却システム１１５によって完全に又は少なくとも部分的に実行され得る。
【００６８】
３０２で、抽気源１１３から受け取られた抽気の動作温度が低減される。抽気源１１３は、航空機１０の主たるエンジン１４又は補助動力装置１５２であり得る。例えば、航空機１０が動作の巡航モードにあるときに、主たるエンジン１４は、空調パック１４５の巡航構成において抽気を供給し得る。そして、航空機１０が動作の地上モードにあるときに、補助動力装置１５２は、地上構成において抽気を供給し得る。抽気の温度低減は、熱交換器１１２内で実現され得る。熱交換器１１２は、抽気からラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れの中へ熱を伝達することを可能にする。ラム空気ヒートシンク回路１４４内の空気の流れは、全体的に又は少なくとも部分的に、航空機１０の外側からのラム空気であり得る。
【００６９】
３０４で、低減された温度の（例えば、冷却された）抽気は、圧縮されたラム空気を生成するために使用される。例えば、熱交換器１１２からの抽気は、航空機１０の外側からのラム空気を圧縮するために使用されるように、空気循環アセンブリ１１６に導かれ得る。抽気は、空気循環アセンブリ１１６のタービン１２０を通って膨張し得る。空気循環アセンブリ１１６は、シャフト１２２を介してタービン１２０と機械的に連結されたエアコンプレッサ１１８を含む。タービン１２０内の抽気の膨張は、タービン１２０に動力供給して、シャフト１２２を介してエアコンプレッサ１１８を回転させる。エアコンプレッサ１１８の回転は、ラム空気入口ポート１２４を通してエアコンプレッサ１１８で受け取られたラム空気を圧縮する。
【００７０】
３０６で、航空機１０の外側の周囲温度が指定閾値温度以上であるか否かが判定される。例えば、制御回路１４６は、温度センサと動作可能に接続されており、それによって、制御回路１４６は、温度センサに基づいて周囲空気の現在の温度を特定する。指定閾値温度は、輸送体の現在の動作モード（例えば、飛行又は地上）に基づき得る。周囲温度が指定閾値温度以上ならば、フローは３１０から３０６へ進む。３１０で、圧縮されたラム空気の動作温度が低減される。１以上の実施形態では、圧縮されたラム空気が、圧縮されたラム空気を冷却するように構成された蒸気循環システム１２６に導かれる。蒸気循環システム１２６は、冷媒を圧縮するためにモータ１３０によって供給されるエネルギーを使用するモータ駆動冷媒コンプレッサ１２８を含む。モータ１３０は、航空機１０の電源１５０によって電力供給され得る。圧縮されたラム空気は、蒸気循環システム１２６の蒸発器１３４に導かれる。その場合、圧縮されたラム空気から冷媒へ熱が伝達されて、圧縮されたラム空気を冷却する。任意選択的に、抽気は、圧縮されたラム空気と共に蒸発器１３４へ流れ、それによって、抽気の動作温度は、圧縮されたラム空気と同時に低減される。
【００７１】
一方で、周囲温度が指定閾値温度未満ならば、フローは３０８へ進み、モータ駆動冷媒コンプレッサ１２８は起動解除される。冷媒コンプレッサ１２８を起動解除することは、蒸気循環システム１２６を効率的にオフにし得る。例えば、周囲温度が十分に冷たいならば、蒸気循環システム１２６は、圧縮されたラム空気のための更なる冷却を提供する必要がないだろう。冷媒コンプレッサ１２８は、制御回路１４６又は航空機１０の他の制御回路によって、冷媒コンプレッサ１２８を駆動するモータ１３０を起動解除して、起動解除され得る。
【００７２】
方法３００のためのフローは、ステップ３０８及び３１０の何れかの後で３１２へ進む。３１２では、圧縮されたラム空気が抽気と混合して、ハイブリッド空気の流れを生成する。ステップ３１２は、図８のフローチャートではステップ３０２、３０４、及び３１０の後に提示されているが、イベントの時系列的順序は、図８で示されている提示と同じ順序に従わなくてもよい。例えば、（制御回路１４６がある特定のバルブ１７２を開閉することによって制御される）空調パック１４５の特定の構成に応じて、ラム空気は、空調流れ回路１７０の全体を通して異なる混合ダクト１３８で抽気と混合し得る。例えば、航空機１０が地上レベルで動作の地上モードにあるときの１以上の地上構成では、ラム空気が、熱交換器１１２と抽気入口ポート１１４との間で熱交換器１１２の上流に配置された第１の混合ダクト１３８Ａ内で抽気と混合する。したがって、ステップ３０４で生成された圧縮された空気は、３１２で、入って来る抽気と混合し得る。そして、生成されたハイブリッド空気の流れは、熱交換器１１２に入り得る。結果として、圧縮されたラム空気の温度は、熱交換器１１２での抽気の温度の低減と同時に、３０２で低減され得る。代替的に、航空機１０が所定の高度で飛行中に動作の巡航モードにあるときの１以上の巡航構成では、ラム空気が熱交換器１１２の下流の抽気と混合する。それによって、（圧縮されたラム空気ではない）抽気だけが、（例えば、ステップ３０２で）熱交換器１１２内で冷却される。混合ダクト１３８も、蒸気循環システム１２６の下流であり、それによって、（抽気ではない）圧縮されたラム空気だけが、（ステップ３１０で）蒸気循環システム１２６内で冷却され得る。
【００７３】
図８では示されていないが、方法３００は、空調パック１４５の構成を切り替えるために、空調流れ回路１７０を再構成する１以上のステップを含み得る。再構成するステップは、空調流れパック１４５内の圧縮されたラム空気と抽気とのための異なるそれぞれの流れ経路を制御し設定するために、ある特定のバルブ１７２を開閉することによって実行され得る。再構成は、制御回路１４６によって制御され、（例えば、航空機１０が地上にある間の動作の地上モードから航空機１０の飛行中の動作の巡航モードへの）動作の異なるモード間での航空機１０の移行に応じて生じ得る。
【００７４】
３１４では、ハイブリッド空気の流れが、航空機１０内の少なくとも１つの区画の温度を調節するために利用される。例えば、ハイブリッド空気の流れは、出口ポート１４０を通して空調パック１４５から放出され、客室２８、操縦室３０、及び／又は航空機１０の他のエリアに供給されて、温度制御、換気、及び／又は加圧を提供し得る。
【００７５】
本明細書で示されているように、本開示の実施形態は、航空機などの輸送体のために調整された空気を提供する。それは、蒸気循環システムの冷媒コンプレッサを駆動するために必要とされる外部動力の量を制限すると同時に、既知の空調システムよりもエンジン（例えば、主たるエンジン及び／又は補助動力装置）から引き出されるより少ない抽気を利用し得る。本明細書で説明される実施形態は、共通ハウジング内などの空調パック内で抽気がラム空気と混合するので、既知の空調システムよりもよりコンパクトな空調パックを提供することもできる。
【００７６】
本明細書で使用される「一（a）」又は「１つの（an）」に続く単数形の要素又はステップは、複数の当該要素又はステップを必ずしも除外しないと理解されたい。更に、「一実施形態」への言及は、本明細書に記載の特徴を組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈すべきでない。また、反対に明示的に記述されない限り、特定の性質を有する１以上の要素を「備える」、「含む」、又は「有する」実施形態は、その性質を有しない追加の要素を含み得る。
【００７７】
本明細書で使用する「制御装置」「装置」「中央処理装置」「CPU」「コンピュータ」などの語は、マイクロコントローラ、縮小指示命令セットコンピュータ（RISC）、特定用途向け集積回路（ASIC）、論理回路、及び、本書で説明される機能を実行することが可能なハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせを含む他の任意の回路又はプロセッサを使用するシステムを含む、プロセッサベース又はマイクロプロセッサベースの、任意のシステムを含み得る。上述の例は例示的なものにすぎず、従って、上記用語の定義及び／又は意味を何らかの方法で限定することを意図していない。
【００７８】
本明細書で使用する、タスク又は工程を実施する「ように構成される」構造、限定事項、又は要素は、特にタスク又は工程に対応するように、構造的に形成、構成、又は適合されている。明確さのため、及び誤解を避けるために、タスク又は工程を実施するために変更可能であるに過ぎない対象物は、本明細書で使用するタスク又は工程を実施する「ように構成」されてはいない。
【００７９】
上記の説明は、限定ではなく、例示を意図するものであることを理解するべきである。例えば、上述の実施形態（及び／又はそれらの態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。加えて、本開示の様々な実施形態の範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料に適応させるために、本開示の様々な実施形態の教示に多数の改変を加えることが可能である。本明細書に記載の材料の形状寸法及びタイプは、本開示の様々な実施形態のパラメータを規定することを意図しているが、これらの実施形態は限定的なものではなく例示的な実施形態である。本発明を精査することにより、当業者には他の多くの実施形態が明らかであろう。本開示の様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲、並びに、かかる特許請求の範囲が認められる均等物の全範囲を参照して決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（including）」及び「そこにおいて（in which）」という語は、それぞれ、「備える（comprising）」及び「そこで（wherein）」という語の明白な同義語として使用される。また、「第１」「第２」及び「第３」等の語は単に符号として使用され、それらの対象物に数的要件を課すことを意図するものではない。更に、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズ・プラス・ファンクション書式で記述されておらず、かかる特許請求の範囲の限定が、更なる構造のない機能の記述が後続する「のための手段（means for）」という言い回しを明示的に使用しない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されるべきではない。
【００８０】
更に、本開示は、下記の条項による実施形態を含む。
条項１
抽気を受け取り且つ前記抽気を利用してラム空気を圧縮するように構成された空気循環アセンブリ、
圧縮された前記ラム空気を受け取り且つ前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させるように構成された蒸気循環システム、及び
前記圧縮されたラム空気を受け取り且つ前記圧縮されたラム空気を前記抽気と混合して、輸送体の少なくとも一部分を冷却するために使用されるハイブリッド空気の流れを生成するように構成された混合ダクトを備える、空調パック。
条項２
熱交換器を更に備え、前記熱交換器が、前記輸送体の抽気源から受け取った前記抽気の動作温度を低減させるように構成され、前記空気循環アセンブリが、前記熱交換器から前記抽気を受け取るように構成されている。条項１に記載の空調パック。
条項３
前記空気循環アセンブリが、シャフトを介してタービンと機械的に連結されたエアコンプレッサを含み、前記ラム空気が前記エアコンプレッサで受け取られ、前記抽気が、前記タービンを通って膨張し前記エアコンプレッサに動力供給して前記ラム空気を圧縮する、条項１に記載の空調パック。
条項４
ハウジングを更に備え、前記空気循環アセンブリ、前記蒸気循環システム、及び前記混合ダクトが、前記ハウジング内に配置されている、条項１に記載の空調パック。
条項５
前記空気循環アセンブリが、前記輸送体の補助動力装置から前記抽気を受け取るように構成され、前記圧縮されたラム空気の圧力が前記補助動力装置から受け取った前記抽気の圧力と実質的に同じであるように、前記ラム空気を圧縮するように構成されている、条項１に記載の空調パック。
条項６
前記空気循環アセンブリが、前記輸送体の主たるエンジンから前記抽気を受け取るように構成され、前記圧縮されたラム空気の圧力が前記輸送体の客室内の圧力と実質的に同じであるように、前記ラム空気を圧縮するように構成されている、条項１に記載の空調パック。
条項７
前記蒸気循環システムが、前記蒸気循環システム内の冷媒を加圧するためのモータ駆動冷媒コンプレッサを含み、前記蒸気循環システムが、前記圧縮されたラム空気から前記冷媒に熱を伝達して、前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させることを可能にする、蒸発器を更に含む、条項１に記載の空調パック。
条項８
前記モータ駆動冷媒コンプレッサが、制御回路と動作可能に接続され、前記制御回路が、前記輸送体の外側の周囲温度が指定閾値温度未満に下がったことに応じて、前記モータ駆動冷媒コンプレッサを起動解除するように構成されている、条項７に記載の空調パック。
条項９
前記混合ダクトが、前記蒸気循環システムの上流であり、前記蒸気循環システムが、前記ハイブリッド空気の流れを受け取る、条項１に記載の空調パック。
条項１０
前記混合ダクトが、前記空気循環アセンブリ及び前記蒸気循環システムの下流である、条項１に記載の空調パック。
条項１１
空調パックを備えた輸送体であって、前記空調パックが、
抽気を受け取り且つ前記抽気を利用してラム空気を圧縮するように構成された空気循環アセンブリ、
圧縮された前記ラム空気を受け取り且つ前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させるように構成された蒸気循環システム、及び
前記圧縮されたラム空気を受け取り且つ前記圧縮されたラム空気を前記抽気と混合して、前記輸送体の少なくとも一部分を冷却するために使用されるハイブリッド空気の流れを生成するように構成された混合ダクトを備え、前記輸送体が更に、
前記空調パックと動作可能に接続された制御回路を備え、前記制御回路が、前記輸送体の動作のモード又は前記輸送体の外側の周囲環境状態のうちの１以上に基づいて、異なる特定の構成にある前記空調パックを通る前記抽気と前記ラム空気とのためのそれぞれの流路を制御するように構成されている、輸送体。
条項１２
前記空気循環アセンブリが、シャフトを介してタービンと機械的に連結されたエアコンプレッサを含み、前記ラム空気が前記エアコンプレッサで受け取られ、前記抽気が、前記タービンを通って膨張し前記エアコンプレッサに動力供給して前記ラム空気を圧縮する、条項１１に記載の輸送体。
条項１３
前記空調パックがハウジングを含み、前記空気循環アセンブリ、前記蒸気循環システム、及び前記混合ダクトが、前記ハウジング内に配置されている、条項１１に記載の輸送体。
条項１４
前記輸送体が動作の地上モードにあることに応じて、前記制御回路が、前記圧縮されたラム空気を導いて、前記蒸気循環システムの上流の前記混合ダクト内で前記抽気と混合することによって、前記蒸気循環システムが前記ハイブリッド空気の流れを受け取る、ように構成されている、条項１１に記載の輸送体。
条項１５
前記輸送体が動作の巡航モードにあることに応じて、前記制御回路が、前記抽気の少なくとも一部分を導いて、前記蒸気循環システムを迂回させ、且つ、前記蒸気循環システムと前記空気循環アセンブリとの下流の前記圧縮されたラム空気と混合するように構成されている、条項１１に記載の輸送体。
条項１６
前記蒸気循環システムが、前記蒸気循環システム内の冷媒を加圧するためのモータ駆動冷媒コンプレッサを含み、前記蒸気循環システムが、前記圧縮されたラム空気から前記冷媒に熱を伝達して、前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させることを可能にする、蒸発器を更に含む、条項１１に記載の輸送体。
条項１７
前記制御回路が、前記輸送体の外側の周囲温度が少なくとも指定閾値温度であることに応じて前記モータ駆動冷媒コンプレッサを起動するように構成され、前記周囲温度が前記指定閾値温度未満であることに応じて前記モータ駆動冷媒コンプレッサを起動解除するように構成されている、条項１６に記載の輸送体。
条項１８
輸送体で使用される空気を調整するための方法であって、
抽気源から受け取った抽気を使用して圧縮されたラム空気を生成すること、
前記圧縮されたラム空気の動作温度を低減させること、
前記抽気源から受け取った前記抽気を前記圧縮されたラム空気と混合してハイブリッド空気の流れを生成すること、及び
前記ハイブリッド空気の流れを利用して前記輸送体内の少なくとも１つの区画の温度を調節することを含む、方法。
条項１９
前記抽気を使用して前記圧縮されたラム空気を生成する前に、前記抽気源からの前記抽気の動作温度を低減させることを更に含む、条項１８に記載の方法。
条項２０
前記圧縮されたラム空気の前記動作温度を低減させるステップが、モータ駆動冷媒コンプレッサを含む蒸気循環システムの蒸発器で生じ、前記方法が更に、前記輸送体の外側の周囲温度が指定閾値温度未満であることに応じて、前記モータ駆動冷媒コンプレッサを起動解除することを含む、条項１８に記載の方法。
【００８１】
ここに記載した説明では、ベストモードを含む本開示の様々な実施形態を開示し、且つ当業者が任意のデバイス又はシステムの作成及び使用、並びに組込まれた任意の方法の実行を含め、本開示の様々な実施形態を実施することを可能にするために実施例を使用している。本開示の様々な実施形態の特許性の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想起する他の実施例を含み得る。かかる他の実施例は、実施例が特許請求の範囲の文言と相違しない構造要素を有する場合、又は、実施例が、特許請求の範囲の文言とごくわずかな相違しかない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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