(57)【要約】【課題】液体排出のための方法、システム、及び装置を提供する。【解決手段】本システムは、給気システムと連結される排液管と、排液管と連結され、排液管から液体を受け入れるように構成される液溜と、液溜と流体連通する吸気システムと、を含む。吸気システムは、液溜内の圧力を給気システム内の圧力よりも低くするように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気システムと共に使用される排出システムであって、
前記給気システムと連結される排液管（２２４）と、
前記排液管と連結され、前記排液管から液体を受け入れるように構成される液溜（２２０）と、
前記液溜と流体連通する吸気システム（２３０）であって、前記液溜内の圧力を前記給気システム内の圧力よりも低くするように構成される、吸気システム（２３０）と、
を備える排出システム。
【請求項２】
前記吸気システム（２３０）が、トイレ及び調理室用換気システムなどの換気システムである、請求項１に記載の排出システム。
【請求項３】
前記吸気システム（２３０）が、前記液溜（２２０）内に圧力を発生させるように構成されるファン（２１７、２３８）を備え、
前記ファン（２１７、２３８）が、前記液溜（２２０）及び前記排液管（２２４）の少なくとも一方に連結される、請求項１又は２に記載の排出システム。
【請求項４】
前記給気システムに連結され、かつ前記排液管（２２４）と流体連通する排水穴（２２６）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の排出システム。
【請求項５】
前記吸気システム（２３０）が、ビルジ（２２２）と流体連通するように構成される出口（２２１）をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の排出システム。
【請求項６】
排出システムを組み立てる方法（３００）であって、
給気システムに排液管（２２４）を連結するステップ（３０４）と、
前記排液管に液溜（２２０）を連結するステップ（３０６）であって、前記液溜が、前記排液管から液体を受け入れるように構成される、ステップ（３０６）と、
前記液溜に吸気システム（２３０）を連結するステップ（３１２）であって、前記吸気システムが、前記液溜と流体連通し、また前記液溜内の圧力を前記給気システム内の圧力よりも低くするように構成される、ステップ（３１２）と、
を含む方法（３００）。
【請求項７】
前記給気システムに前記排液管（２２４）を連結するステップ（３０４）が、航空機（１０２）の前記給気システムに前記排液管を連結するステップを含む、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記吸気システム（２３０）を連結するステップ（３１２）が、ファン（２１７、２３８）を含む吸気システムを連結するステップをさらに含む、請求項６又は７に記載の方法（３００）。
【請求項９】
ビルジ（２２２）に前記液溜（２２０）を連結するステップ（３０８）をさらに含む、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項１０】
前記液溜（２２０）にセンサ（２４０）を配置するステップ（３１０）をさらに含み、
前記センサが、水位及び圧力の少なくとも一方を監視するように構成される、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項１１】
前記給気システムに排水穴（２２６）を配置するステップ（３０２）をさらに含む、請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に換気システムに関し、より具体的には、環境制御システムにおける液体排出のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の周知の航空機の環境制御システム（ＥＣＳ）において、周囲空気は、客室などの航空機のコンパートメントに向けられる前に空調パック（PACK）によって調節される。一般に、調節された空気は、ダクト、弁、及びファンを含む給気アセンブリによって供給される。周囲空気の含水量は、少なくとも部分的に、航空機の周りの周囲の状態に依存する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
調節された空気が、給気アセンブリを通って流通するときに、様々な環境要因に起因して水蒸気が発生する場合がある。例えば、高温多湿環境下において、水蒸気は、空調パックを通り過ぎて、給気システムを通って流れ、供給ダクトの内面に水滴を形成する場合がある。水滴は、航空機が飛行中に方向転換するときにＥＣＳの空気流出口を通って客室及び／又は乗客へ放出されるか又は滴り落ちる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、給気システムと共に使用される排出システムを提供する。排出システムは、給気システムと連結される排液管と、排液管と連結され、排液管から液体を受け入れるように構成される液溜と、液溜と流体連通する吸気システムと、を含む。吸気システムは、液溜内の圧力を給気システム内の圧力よりも低くするように構成される。
【０００５】
別の態様において、給気システムの排出システムと共に使用されるように構成される吸気システムを提供する。吸気システムは、給気システムと連結され、排出システムから液体を受け入れるように構成される液溜と、液溜内の圧力を給気システム内の圧力よりも低くするように構成されるファンと、を含む。
【０００６】
さらに別の態様において、排出システムを組み立てる方法を提供する。本方法は、給気システムに排液管を連結するステップと、排液管に液溜を連結するステップであって、液溜が排液管から液体を受け入れるように構成される、ステップと、液溜に吸気システムを連結するステップであって、吸気システムが、液溜と流体連通し、また液溜内の圧力を給気システム内の圧力よりも低くするように構成される、ステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な航空機の生産及び保守点検方法のフロー図である。
【図２】図１に示されている方法を用いて製造され得る例示的な航空機のブロック図である。
【図３】図２に示されている航空機と共に使用される例示的な航空機の環境制御システムの概略図である。
【図４】図３に示されている排出システムを組み立てるための例示的な方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本方法及び本システムは、本明細書では、航空機１０２（図２に示されている）のための製造及び保守点検方法１００（図１に示されている）との関連で説明される。あるいは、本明細書で説明されている方法及びシステムは、給気システムに関係する任意の状況及び／又は任意の環境で実施されてもよい。生産前の期間に、方法１００は、航空機１０２の仕様及び設計１０４並びに／又は材料調達１０６を利用してもよい。生産の期間に、航空機１０２の構成要素及び部分組立品の製造１０８並びにシステム統合１１０が行われる。その後、航空機１０２は、就航１１４させるために認証及び搬送１１２を経てもよい。顧客によって就航されている間に、航空機１０２は、定期的な整備及び保守点検１１６（例えば、改良、再構成、及び／又は改修を含む）を予定する。
【０００９】
方法１００の工程のそれぞれは、システムインテグレータ、サードパーティー及び／又は運営者（例えば、顧客）によって実行又は遂行されてもよい。本発明の説明のために、システムインテグレータは、任意の数の航空機の製造業者及び主システムの下請業者を含んでもよいが、これらに限定されず、サードパーティーは、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給者を含んでもよいが、これらに限定されず、運営者は、航空会社、リース会社、軍隊、及び保守点検業者などであってもよい。
【００１０】
図２に示されているように、方法１００を用いて生産される航空機１０２は、複数のシステム１２０及び内部１２２を有する機体１１８を含んでもよい。例にかかるシステム１２０は、推進システム１２４、電気システム１２６、油圧システム１２８及び／又は環境システム１３０のうちの１つ以上を含んでもよい。任意の数の他のシステムを含んでもよい。例示的な実施態様として航空機を提示しているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業、機械装置、重機並びに暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）用途に適用されてもよい。
【００１１】
本明細書で実施されている装置及び方法は、生産及び保守点検方法１００の複数の段階のうちの任意の１つ以上の間に用いられてもよい。例えば、生産工程１０８に対応する構成要素又は部分組立品は、航空機１０２が就航している間に生産される構成要素又は部分組立品と同様の方法で作製又は製造されてもよい。また、１つ以上の装置の実施態様、方法の実施態様、又はこれらの組合せは、航空機１０２の組立てを大幅に迅速化するか、又は航空機１０２のコストを低減することによって、例えば生産段階１０８及び１１０の間に利用されてもよい。同様に、１つ以上の装置の実施態様、方法の実施態様又はこれらの組合せは、例えば、航空機１０２の就航中に並びに整備及び保守点検１１６に利用されてもよいが、これらに限定されない。
【００１２】
図３は、例示的な航空機の環境制御システム（ＥＣＳ）２００の概略図である。例示的な実施態様では、ＥＣＳ２００には、入口ダクト２０４を経由して、航空機エンジン２０２の圧縮機（図示せず）から受け入れられる空気が供給される。入口ダクト２０４は、エアサイクルマシン又は空調ユニット（パック）２０６と流体連通するように連結されている。パック２０６は、ダクト２０４から受け入れた空気の調節及び冷却を行うように構成されている。
【００１３】
パック２０６の下流において、ＥＣＳ２００は、航空機１０２（図２に示されている）の１つ以上の領域に調節された空気を誘導するためのダクトを含む。例えば、例示的な実施態様では、ＥＣＳ２００は、航空機１０２の客室２１２に調節された空気を供給するための客室用給気ダクト２１０を含む。さらに又はあるいは、ＥＣＳ２００は、航空機１０２の乗員室２１６に調節された空気を供給するための乗員室用供給ダクト２１４を含む。ＥＣＳ２００は、客室２１２と流体連通するように連結された客室再循環空気ダクト２１５をさらに含む。所定の期間に、ファン２１７は、調節された空気に再循環空気を付加して通気するために客室２１２から空気を吸い出す。客室再循環空気ダクト２１５は、客室２１２からの再循環空気とパック２０６からの調節された空気との混合を容易にするために客室用給気ダクト２１０と流体連通している。一部の実施態様において、パック２０６、ファン２１７並びにダクト２０４、２１０、２１４及び２１５を環境制御システムと称する。一部の実施態様において、ファン２１７並びにダクト２１０、２１４及び２１５を給気システムと称する。
【００１４】
例示的な実施態様では、ＥＣＳ２００は、ドレン液溜２２０及びビルジ２２２をさらに含む。液溜２２０は、排液管２２４を介して空気ダクト２１０及び２１４と連結されており、ダクト２１０及び２１４内に生成された液体を保持するように構成されている。一部の実施態様において、管２２４は、実質的に可撓性かつ不透液性である材料から作製され、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）〜０．７５インチ（１．９１ｃｍ）の範囲の直径を有する。あるいは、管２２４は、本明細書で説明されているような排出を容易にするために任意の材料から作製され、任意のサイズであってもよい。液溜２２０は、出口２２１及びビルジ管路２２３（液溜２２０内に保持された液体がビルジ２２２に流れることを可能にするように構成された）を介してビルジ２２２と連結されている。ビルジ２２２は、所定の又は使用者指定の時間にビルジ２２２の内容物を放出するまで液体及び／又は廃棄物を保持するように構成されている。１つの液溜２２０のみを有するＥＣＳ２００が示されているが、一部の実施態様では、ＥＣＳ２００の全体にわたって複数の液溜が、液溜２２０及び／又はビルジ２２２に移動される液体及び／又は廃棄物を保持するために使用される。一部の実施態様において、液体及び／又は廃棄物は水である。例示的な実施態様では、１つ以上のセンサ２４０が、液溜２２０内に配置されている。センサ２４０は、液溜２２０及び／又は排液管２２４内の水位及び圧力の少なくとも一方を監視するように構成されている。
【００１５】
例示的な実施態様では、排水穴２２６は、ダクト２１０及び２１４を通って運ばれる水蒸気の捕集及び／又は保持を行うためにダクト２１０及び２１４に連結及び／又は配置されている。排水穴２２６は、排液管２２４と連結されており、液溜２２０と流体連通している。
【００１６】
例示的な実施態様では、吸気システム２３０は、液溜２２０と連結されている。一実施態様において、吸気システム２３０は、換気システム（トイレ、洗面器、調理室、コンパートメント及び／又は冷蔵モニュメント(chiller monument)から汚れた空気を移動させるためのトイレ及び調理室用換気システムなどであるが、これに限定されない）である。このような実施態様において、吸気システム２３０は、客室２１２及び／又は乗員室２１６から汚れた空気を移動させるように構成された圧力廃液管路２３２を含む。吸気システム２３０は、廃液管路２３２内を比較的一定の負圧に維持し、これにより、汚れた空気が方向に関係なく管路２３２を通って移動することを可能にする。一部の実施態様において、比較的一定の負圧は、ファン、真空ポンプ又はブロワ（図示せず）によって達成される。あるいは、比較的一定の負圧は、本明細書で説明されているような液体の移動を容易にする任意の方法で発生されてもよい。廃液管路２３２は、排液管２２４内を負圧にするために排液管２２４と直接連結されてもよい。
【００１７】
別の実施態様において、吸気システム２３０は、航空機１０２内の既存のファンシステム（例えば、ファン２１７）である。このような実施態様において、ファン２１７は、流通管路２３６を介して排液管２２４と連結される。あるいは、吸気システム２３０は、液溜２２０に配置及び／又は連結されたファン２３８であってもよい。一部の実施態様において、吸気システム２３０内の負圧の範囲は、水柱約５インチ（１２．７ｃｍ）（インチＨ２Ｏ）〜約８インチ（２０．３２ｃｍ）（インチＨ２Ｏ）である。あるいは、吸気システム２３０内の負圧は、本明細書で説明されているような、汚れた空気の移動を容易にする任意の圧力であってもよい。吸気システム２３０は、排液管２２４が、液溜２２０と排水穴２２６との流体連通を可能にする任意の方法で方向付けられることを可能にし、これにより、給気システムの空間効率を向上させることができる。このように、吸気システム２３０は、液体及び／又は水蒸気が液溜２２０に流れることを可能にするために重力供給方向に排液管２２４を方向付ける必要性を実質的に除去する。
【００１８】
例示的な実施態様では、ＥＣＳ２００は、乗員室２１６に配置された空気管理コントローラー２５０をさらに含む。乗員室２１６に配置されているものとして本明細書では説明されているが、空気管理コントローラー２５０は、客室２１２に配置され、遠隔に配置されて地上から制御され、及び／又は、コントローラー２５０が本明細書で説明されているように機能することを可能にする任意の他の場所に配置されてもよい。空気管理コントローラー２５０は、センサ２４０によって検知された測定値を受信するためにセンサ２４０と通信可能に連結されている。また、空気管理コントローラー２５０は、液溜２２０と通信可能に連結されている。空気管理コントローラー２５０は、ダクト２１０及び２１４内の水蒸気レベルを最小限に抑えることを容易にするために必要な、液溜２２０及び／又は廃液管路２２４のターゲット水位及び／又は圧力の計算及び維持を行うように構成されている。液溜２２０及び／又は廃液管路２２４の所望の水位及び／又は圧力は、空気管理コントローラー２５０にプログラムされてもよいし、又は使用者によってコントローラー２５０に入力されてもよい。結果として、空気管理コントローラー２５０は、給気システム内の水蒸気レベルを最小限に抑えることを促進するために用途に応じて液溜２２０の水位及び／又は圧力を調整する。
【００１９】
動作中、空気及び／又は水蒸気は、ダクト２１０及び２１４を経由して客室２１２及び／又は乗員室２１６へ運ばれる。ダクト２１０及び２１４を通って移動する水蒸気及び／又は液体は、ダクト２１０及び２１４内に配置された排水穴２２６によって捕集及び／又は保持される。液溜２２０と連結された吸気システム２３０は、廃液管路２２４を負圧にし、これによって、排水穴２２６によって捕集及び／又は保持された液体を液溜２２０へ移動させる。例示的な実施態様では、液溜２２０及び／又は廃液管路２２４内の圧力は負圧であり、ダクト２１０及び２１４内の圧力は正圧である。あるいは、液溜２２０及び／又は廃液管路２２４内の圧力は、ダクト２１０及び２１４内の圧力未満である。
【００２０】
図４は、ＥＣＳ２００（図３に示されている）などの排出システムを組み立てるための例示的な方法３００のフロー図である。方法３００は、給気システムに排水穴２２６を配置するステップ３０２を含む。例示的な実施態様では、排水穴２２６は、給気ダクト（航空機１０２のダクト２１０及び／又は２１４を含むが、これらに限定されない）内に配置される。排液管２２４が、排水穴２２６に連結され（ステップ３０４）、排水穴２２６と液溜２２０とを流体連通させるために液溜２２０に連結される（ステップ３０６）。例示的な実施態様では、液溜２２０が、ビルジ２２２に連結され（ステップ３０８）、少なくとも１つのセンサ２４０が、液溜２２０及び／又は排液管２２４内の水位及び圧力の少なくとも一方を監視するために液溜２２０内に又は液溜２２０の近傍に配置される（ステップ３１０）。
【００２１】
例示的な実施態様では、吸気システムが、液溜２２０に連結される（ステップ３１２）。吸気システムは、液溜２２０内の圧力を給気システム内の圧力よりも低くする。一実施態様において、吸気システムは、換気システム（トイレ及び調理室用換気システムなどであるが、これに限定されない）である。別の実施態様において、吸気システムは、航空機１０２内で使用されるファン（例えば、ファン２１７）であり、流通管路２３６を介して排液管２２４及び／又は液溜２２０と連結される。さらに別の実施態様において、吸気システムは、液溜２２０及び／又は排液管２２４内に配置されたファン、真空ポンプ及び／又はブロワである。
【００２２】
本明細書で説明されている実施態様は、給気システム内を流れる液体及び／又は水蒸気の排出を容易にする。本明細書で説明されている方法及びシステムは、廃液管路がほぼ垂直な方向に方向付けられることを必要とせずに、給気ダクトから液体及び／又は水蒸気を排出することを可能にする。本明細書で提示されている吸気システムは、重力供給排液管の必要性を除去し、これにより、給気システムを組み立てるときのコスト及び空間効率を向上させることができる。
【００２３】
本明細書で説明されている実施態様は、一般に換気システムに関し、より具体的には、環境制御システムにおける液体排出のための方法及びシステムに関し、詳細に上述されている。本方法及び本システムは、本明細書で説明されている特定の実施態様に限定されるものではなく、それどころか、本システムの構成要素及び／又は本方法のステップは、本明細書で説明されている他の構成要素及び／又はステップから切り離して単独で利用されてもよい。また、各方法ステップ及び各構成要素は、他の方法ステップ及び／又は構成要素と組み合わせて使用されてもよい。様々な実施態様の特定の特徴が、一部の図面に示されていて、他の図面には示されていない場合があるが、これは、便宜を図っているに過ぎない。図面における任意の特徴は、任意の他の図面における任意の特徴と組み合わせて参照及び／又は特許請求され得る。
【００２４】
さらに、本開示は、以下の節に記載の実施形態を含む。
【００２５】
（付記項１）
給気システムと共に使用される排出システムであって、前記給気システムと連結される排液管と、前記排液管と連結され、前記排液管から液体を受け入れるように構成される液溜と、前記液溜と流体連通する吸気システムと、を備え、前記吸気システムが、前記液溜内の圧力を前記給気システム内の圧力よりも低くするように構成される、排出システム。
【００２６】
（付記項２）
前記吸気システムが、換気システムである、付記項１に記載の排出システム。
【００２７】
（付記項３）
前記換気システムが、トイレ及び調理室用換気システムである、付記項２に記載の排出システム。
【００２８】
（付記項４）
前記吸気システムが、前記液溜内に圧力を発生させるように構成されるファンを備える、付記項１に記載の排出システム。
【００２９】
（付記項５）
前記ファンが、前記液溜及び前記排液管の少なくとも一方に連結される、付記項４に記載の排出システム。
【００３０】
（付記項６）
前記給気システムに連結され、かつ前記排液管と流体連通する排水穴をさらに備える、付記項１に記載の排出システム。
【００３１】
（付記項７）
前記吸気システムが、ビルジと流体連通するように構成される出口をさらに備える、付記項１に記載の排出システム。
【００３２】
（付記項８）
給気システムの排出システムと共に使用されるように構成される吸気システムであって、前記給気システムと連結され、前記排出システムから液体を受け入れるように構成される、液溜と、前記液溜内の圧力を前記給気システム内の圧力よりも低くするように構成されるファンと、を備える吸気システム。
【００３３】
（付記項９）
前記給気システムが、航空機に搭載されている、付記項８に記載の吸気システム。
【００３４】
（付記項１０）
換気システムである、付記項８に記載の吸気システム。
【００３５】
（付記項１１）
トイレ及び調理室用換気システムである、付記項１０に記載の吸気システム。
【００３６】
（付記項１２）
前記液溜及び前記給気システムと連結される排液管をさらに備える、付記項８に記載の吸気システム。
【００３７】
（付記項１３）
前記ファンが、前記液溜及び前記排液管の少なくとも一方に配置される、付記項１２に記載の吸気システム。
【００３８】
（付記項１４）
前記液溜と連結される少なくとも１つの補助液溜をさらに備える、付記項８に記載の吸気システム。
【００３９】
（付記項１５）
排出システムを組み立てる方法であって、
給気システムに排液管を連結するステップと、
前記排液管に液溜を連結するステップであって、前記液溜が、前記排液管から液体を受け入れるように構成される、ステップと、
前記液溜に吸気システムを連結するステップであって、前記吸気システムが、前記液溜と流体連通し、また前記液溜内の圧力を前記給気システムの圧力よりも低くするように構成される、ステップと、
を含む、方法。
【００４０】
（付記項１６）
給気システムに排液管を連結する前記ステップが、航空機の給気システムに排液管を連結することを含む、付記項１５に記載の方法。
【００４１】
（付記項１７）
吸気システムを連結する前記ステップが、ファンを含む吸気システムを連結することをさらに含む、付記項１５に記載の方法。
【００４２】
（付記項１８）
ビルジに前記液溜を連結するステップをさらに含む、付記項１５に記載の方法。
【００４３】
（付記項１９）
前記液溜にセンサを配置するステップであって、前記センサが、水位及び圧力の少なくとも一方を監視するように構成される、ステップをさらに含む、付記項１５に記載の方法。
【００４４】
（付記項２０）
前記給気システムに排水穴を配置するステップをさらに含む、付記項１５に記載の方法。
【００４５】
語「ある(a)」又は「ある(an)」に続いて単数形で記載されている要素又はステップは、複数の要素又はステップを排除することが明示的に記載されている場合を除いて、複数の要素又はステップを排除しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施態様」及び／又は「例示的な実施態様」への言及は、記載されている特徴を同様に組み込んださらなる実施態様の存在を排除するものとして解釈されることを意図したものではない。
【００４６】
この記載された説明では、最良の態様を含めて本発明を開示するために、さらには、任意の当業者が任意の装置又はシステムの作製及び使用並びに任意の組み込み方法の実行を含めて実施態様を実施することを可能にするために、例を使用している。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者によって想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合又は特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００４７】
１０２  航空機、１１８  機体、１２０  システム、１２２  内部、１２４  推進システム、１２６  電気システム、１２８  油圧システム、１３０  環境システム、２００  環境制御システム、２０２  航空機エンジン、２０４  入口ダクト、２０６  パック、２１０  客室用給気ダクト、２１２  客室、２１４  乗員室用供給ダクト、２１５  客室再循環空気ダクト、２１６  乗員室、２１７  ファン、２２０  ドレン液溜、２２１  出口、２２２  ビルジ、２２３  ビルジ管路、２２４  排液管、２２６  排水穴、２３０  吸気システム、２３２  廃液管路、２３６  流通管路、２３８  液溜内のファン、２４０  センサ
【図１】
2015114095.tif 000003
【図２】
2015114095.tif 000004
【図３】
2015114095.tif 000005
【図４】
2015114095.tif 000006
【外国語明細書】
2015114095000001.pdf