(57)【要約】      （修正有）【課題】必要な空気流を維持する一方で、改良された航空機システム及びブリード空気に基づく航空機空気調和システム内の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの低い入口圧力での冷却性能を改善する方法を提供する。【解決手段】ACMシャフト７８ａ上に連続してタービン７４に機械結合された圧縮機７２を備えるACMを備える。当該システムは更にACMの圧縮機に結合され流体連通するパック熱交換器４４を備える。当該システムは更に平行な作動経路でACMに結合されバイパス空気流調節要素８６を含むバイパス空気流アセンブリを備える。当該アセンブリがそれ自身によって抽出されたエネルギーをACMに伝達して低い入口圧力での冷却性能においてACMパックシステムを助け、ACMパックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらす。【選択図】図２
2015113110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良された低い入口圧力での冷却性能を含む、航空機用空気サイクル装置（ACM）パックシステムであって、
ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）と、
前記ACMの前記少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器と、
平行な作動経路で前記ACMに結合され、バイパス空気流調節要素を含むバイパス空気流アセンブリと
を備えるシステムにおいて、
前記バイパス空気流アセンブリが、前記バイパス空気流アセンブリによって抽出されたエネルギーを前記ACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能において前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムを助け、前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらすシステム。
【請求項２】
前記空気サイクル装置（ACM）が、前記ACMシャフト上に1つのタービンに連続して機械的に結合された1つの圧縮機を備える3ホイールパックを備える、請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記バイパス空気流アセンブリが、タービンシャフトに結合された平行なタービン、並びに前記タービンシャフトを前記ACMシャフトに結合して、前記平行な作動経路で前記ACMの前記タービン及び前記バイパス空気流の前記タービンを駆動する機械的駆動要素を備える、請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記機械的駆動要素が、機械的シャフト又はギヤ式シャフトを備える、請求項3に記載のシステム。
【請求項５】
前記バイパス空気流調節要素が、前記平行なタービンに結合された平行なタービン弁を備える、請求項3又は4に記載のシステム。
【請求項６】
前記バイパス空気流アセンブリが、機械的エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ、又は空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリである、請求項1又は2に記載のシステム。
【請求項７】
空気サイクル装置（ACM）パックシステムの低い入口圧力での冷却性能を改良するための方法であって、
航空機の航空機空気調和システムの中に空気サイクル装置（ACM）パックシステムを取り付けるステップであって、前記ACMパックシステムが、
ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）と、
前記ACMの前記少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器と、
前記ACMに結合され、バイパス空気流調節要素を含むように構成されたバイパス空気流アセンブリと
を備える、ステップと、
前記バイパス空気流アセンブリと前記ACMを平行な作動経路で結合するステップと、
前記バイパス空気流アセンブリを使用して、前記バイパス空気流アセンブリを横切って流れるバイパス空気流からエネルギーを抽出して、抽出されたエネルギーを得るステップと、
前記バイパス空気流アセンブリから前記抽出されたエネルギーを前記ACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能において前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムを助け、前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらすステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記伝達するステップが、機械的エネルギーをバイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達するステップ、又は空気エネルギーをバイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達するステップのいずれかを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記取り付けるステップが、前記ACMシャフト上に1つのタービンに連続して機械的に結合された1つの圧縮機を備える3ホイールパックを備える空気サイクル装置（ACM）を取り付けるステップを更に含む、請求項7又は8に記載の方法。
【請求項１０】
タービンシャフトに結合された平行なタービンを備える前記バイパス空気流アセンブリと、前記タービンシャフトを前記ACMシャフトに結合して、前記平行な作動経路で前記ACMの前記タービン及び前記バイパス空気流アセンブリの前記タービンを駆動し、かつ機械的エネルギーを前記バイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達する機械的駆動要素とを取り付けるステップを更に含む、請求項9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に航空機空気調和システム及び方法に関し、より詳細には、ブリード空気に基づく航空機空気調和システム内の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの低い入口圧力での冷却性能を改善するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機空気調和システム用の典型的な航空機空気サイクル装置パッケージ（ACMパック）は、1つ又は複数の熱交換器、圧縮機及び1つ又は複数のタービンを含むことができる。これらの構成要素は、地上及び飛行中の両方で様々な冷却及び空気流基準用の寸法に形成される。ACMパックを作動する動力は、入口圧力と出口圧力との差から得ることができ、出口圧力は航空機客室に必要な圧力によって定義される。したがって、利用可能な入口圧力が低下すると、ACMパックの性能の潜在能力もまた低下する。
【０００３】
より高い高度で飛行中、航空機のエンジンブリード空気システムが相対的に固定された圧力比率を経験するので、利用可能な入口圧力は、外部の周囲空気圧力の低下により減少する。この入口圧力がパックの冷却及び空気流性能の限界まで低下すると、所望の低い出力温度を維持するために空気流を低減することができ、またタービンの周囲の何らかの流れを迂回させることによって所望の空気流を維持するために出力温度を上昇させることができる。しかし、ACMパックを通る動力が減少すると、圧縮機及びタービンは、その最適な設計点から移動し、より効率が低下する可能性があり、更に減少した入口圧力によって出力損失を増々悪化させる可能性がある。このことによって、入口圧力の低下によるACMパックの性能を一層大きく低下させる原因になる可能性がある。
【０００４】
航空機の乗員客室内の乗員１人当たりの最小空気流に関する現在のFAR（アメリカ連邦航空規定）の要求は、空気流が減少した場合、貨物などの乗員以外の利用に対して空気流が低減されなければならないという点で、入口圧力が低下した場合の冷却性能と空気流との間の問題を複雑にしてきた。したがって、ACMパックは、高所で見られるより低い入口圧力で、性能の引き下げを満たすばかりでなく、冷却及び空気流要求を満たすように設計される必要がある。これには、熱負荷、乗員総数、及び／又は貨物によるACMパック要求に課す制限と、より能力の高いパックの寸法及び重量の増加とを取引することが必要になる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、必要な空気流を依然として維持する一方で、ブリード空気に基づく航空機空気調和システム内の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの低い入口圧力での冷却性能を改良するための改良された航空機システム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
改良された航空機システム及び方法に対するこの必要が満たされる。以下の詳細な説明の中で考察するように、そのような改良された航空機システム及び方法の実施形態が、既存のシステム及び方法に勝る重要な利点を提供することができる。
【０００７】
一実施形態では、航空機用の空気サイクル装置（ACM）パックシステムが提供される。ACMパックシステムは、改良された低い入口圧力での冷却性能を含む。ACMパックシステムは、ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）を備える。ACMパックシステムは、更に、ACMの少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器を備える。
【０００８】
ACMパックシステムは、更に、平行な作動経路でACMに結合されたバイパス空気流アセンブリを備える。バイパス空気流アセンブリは、バイパス空気流調節要素を含む。バイパス空気流アセンブリが、バイパス空気流アセンブリによって抽出されたエネルギーをACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能においてACMパックシステムを助け、ACMパックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらす。
【０００９】
別の実施形態では、1つ又は複数の航空機エンジンを備える航空機が提供され、各航空機エンジンはブリード空気を生成するためのブリード空気システムを備える。航空機は、更に、航空機客室及び航空機客室から分離したパックベイを含む内部容積を画定する胴体を備える。
【００１０】
航空機は、更に、パックベイ内に配置され、航空機客室と流体連通する航空機空気調和システムを備える。航空機空気調和システムは、空気サイクル装置（ACM）パックシステムを備える。
【００１１】
ACMパックシステムは、ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）を備える。ACMパックシステムは、更に、ACMの少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器を備える。ACMパックシステムは、更に、平行な作動経路でACMに結合されたバイパス空気流アセンブリを備える。バイパス空気流アセンブリは、平行なタービン弁を備える。バイパス空気流アセンブリは、バイパス空気流アセンブリによって抽出されたエネルギーをACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能においてACMパックシステムを助け、ACMパックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらす。
【００１２】
別の実施形態では、空気サイクル装置（ACM）パックシステムの低い入口圧力での冷却性能を改良するための方法が提供される。その方法は、航空機の航空機空気調和システムの中に空気サイクル装置（ACM）パックシステムを取り付けるステップを含む。ACMパックシステムが、ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）を備える。ACMパックシステムは、更に、ACMの少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器を備える。ACMパックシステムは、更に、ACMに結合され、バイパス空気流調節要素を含むように構成されたバイパス空気流アセンブリを備える。
【００１３】
その方法は、更に、バイパス空気流アセンブリとACMを平行な作動経路で結合するステップを含む。その方法は、更に、バイパス空気流アセンブリを使用して、バイパス空気流アセンブリを横切って流れるバイパス空気流からエネルギーを抽出して、抽出されたエネルギーを得るステップを含む。その方法は、更に、バイパス空気流アセンブリから抽出されたエネルギーをACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能において空気サイクル装置（ACM）パックシステムを助け、空気サイクル装置（ACM）パックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらすステップを含む。
【００１４】
考察した形態、機能及び利点は、本開示の様々な実施形態の中で独立して達成可能であり、又は以下の説明及び図面を参照して理解され得る、やはり別の実施形態の追加の詳細の中に組み合わせることが可能である。
【００１５】
以下の詳細な説明を参照して、好適で例示的な実施形態を図示する添付の図面と併せて考察されると、本開示をより良く理解することができる。図面は、必ずしも縮尺通りに描かれているのではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】航空機の航空機空気調和システムの中で本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの実施形態の1つを組み込むことができる航空機の概略図である。
【図２】3ホイールパックに対して平行なタービンを備える、本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの実施形態の概略図である。
【図３】4ホイールパックに対して平行なタービン弁を備える、本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの別の実施形態の概略図である。
【図４】3ホイールパックに対してターボ圧縮機（TC）の第1の実施形態を備える、本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの別の実施形態の概略図である。
【図５】3ホイールパックに対してターボ圧縮機（TC）の第2の実施形態を備える、本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの別の実施形態の概略図である。
【図６】3ホイールパックに対してターボ圧縮機（TC）の第3の実施形態を備える、本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの別の実施形態の概略図である。
【図７】本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステムの実施形態を含むことができる航空機空気調和システムを示す航空機の実施形態の機能的ブロック図である。
【図８】開示の方法の実施形態を示す流れ図である。
【図９】航空機の製造及び保守点検方法の流れ図である。
【図１０】航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、開示する実施形態を添付の図面を参照して以下により完全に説明するが、しかし、その中で、すべてではなく、いくつかの実施形態が図示されている。実際に、複数の異なる実施形態を提供することができるが、本明細書に記載する実施形態に限定されると考えるべきではない。むしろ、この開示が完全になるように、かつ当業者に本開示の範囲を完全に伝達するようにこれらの実施形態を提供する。
【００１８】
ここで図面を参照すると、図1は、航空機12の航空機空気調和システム40の中に本開示の空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の実施形態の1つを組み込むことができる航空機12の概略図を図示する。以下に詳細に説明する空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図2〜図6参照）は、低い入口圧力での冷却性能を改良するために設計されている。更に、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図2〜図6参照）の低い入口圧力での冷却性能を改良するための方法250（図8参照）を開示する。
【００１９】
図1に示すように、航空機12は、内部容積15を画定する胴体13を有する。内部容積15は、好適には乗員又は貨物用の航空機客室14、好適にはパイロット又は他の運行乗務員用のフライトデッキ16、前方電子機器及び機器ベイ18、前方貨物室20、後方貨物室22、及びばら積み貨物室24を含むことができる。航空機12の内部容積15は、更に追加の貨物室又は貨物領域を含むことができる。航空機客室14及びフライトデッキ16は、加圧空気を有する加圧された領域であり、前方電子機器及び機器ベイ18、前方貨物室20、後方貨物室22、及びばら積み貨物室24は、選択的に加圧空気によって加圧された領域である。
【００２０】
航空機12は、更にウィングボックス28（図1参照）を備え、ウィングボックス28から1つ又は複数のウィング30（図1参照）が延伸する。図1は、ウィングボックス28から延伸する一方のウィング30を図示し、他方のウィング30（図示せず）が、好適にはウィングボックス28の反対側から外側に延伸する。図1に示すように、ウィング30は、ガスタービンエンジンの形態などの1つ又は複数のエンジン32を含む、各エンジン32は、エンジン32に結合された1つ又は複数のブリード空気システム34（図1参照）を有することができる。
【００２１】
図1に示すように、航空機12の内部容積15は、更に、少なくとも1つのパックベイ36を含む。好適には、航空機12は2つのパックベイ36を有し、1つのパックベイ36が各ウィング30の下に配置されている。しかし、航空機12は追加のパックベイ36を有することができ、パックベイ36は航空機12の別の適切な領域の中に配置され得る。パックベイ36は、加圧されない空気を有する加圧されない領域である。パックベイ36の内部は、ウィングから胴体までの航空機フェアリングなどの航空機フェアリング38（図1参照）の内部に延伸することができ、航空機フェアリング38は胴体13の下方に、かつウィング30の間に配置される、航空機12上の構造体である。
【００２２】
パックベイ36及び航空機フェアリング38は、航空機空気調和システム40（図1参照）を格納する。図1に示すように、航空機空気調和システム40は、入口41、空気サイクル装置（ACM）42及びパック熱交換器（HX）44を有する空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の実施形態を備える。
【００２３】
図1に更に示すように、航空機エンジン32のブリード空気システム34（すなわち、空気システム）からのブリード空気50は、ブリード空気ダクト52を経て航空機空気調和システム40へ、より詳細には、航空機空気調和システム40のACMパックシステム10へ運搬され得る。この応用の目的のために、「ブリード空気」は、航空機ガスタービンエンジンなど、航空機エンジン内に吸い込まれる外部空気のことであり、外部空気は、航空機エンジンの圧縮機段で圧縮され、航空機空気調和システム及び航空機空気調和システムの空気サイクル装置（ACM）パックにエネルギー源又は動力源として使用され、航空機内の他のシステム又は構成要素の中でも使用され得る。図2〜図6に示すように、ACMパックシステム10及び航空機空気調和システム40は、ブリード空気に基づくシステムと呼ぶことができる。
【００２４】
一旦ブリード空気50（図1参照）が航空機空気調和システム40の中で調節されると、次いで、ブリード空気50は、空気ダクト53（図1参照）を経て調節済み空気供給源46（図1参照）として、航空機12（図1参照）の航空機客室14（図1参照）及び他の内部容積15（図1参照）の中に分配されて、航空機内部温度及び湿度を制御し、換気及び加圧することができる。調節済み空気供給源46（図1参照）は、外部周囲環境に排出され、又は航空機空気調和システム40（図1参照）に戻して再循環され得る。図1に示すように、航空機12は、更に、流出空気48a、48bが航空機12から流出することができるように、1つ又は複数の流出空気弁47a、47bを備える。流出空気48a、48b（図1参照）は、客室流出空気、及び／又は航空機12（図1参照）の他の領域からの他の流出空気を含むことができる。
【００２５】
図1に更に示すように、ラム空気60が、ラム空気システム58を経て航空機12の外部から航空機空気調和システム40のACMパックシステム10の中に吸い込まれることが可能である。ラム空気60（図1参照）は、ACMパックシステム10（図1参照）の中に吸い込まれるブリード空気50（図1参照）を冷却するために使用され、次いで、この空気が、航空機客室14（図1参照）への調節済み空気供給源46（図1参照）を冷却することができる。この応用の目的のために、「ラム空気」とは、航空機自体の移動によって生成される、航空機の外部の周囲空気のことであり、ラム空気はラム空気入口を経て航空機内に取り込まれ、空気サイクル装置（ACM）パックシステムの中に吸い込まれるブリード空気を冷却するために使用され、次いで、航空機客室への調節済み空気供給源を冷却するために使用され得る。ラム空気60（図1参照）は、ラム空気システム58（図1参照）向けのパック熱交換器（HX）44（図1参照）に対してヒートシンクとして働くことができる。
【００２６】
図1に示すように、ラム空気システム58は、ACMパックシステム10内に、及び詳細には、パック熱交換器（HX）44内に、パック熱交換器（HX）44を通過して、ラム入口空気60a（図2参照）の形態などのラム空気60を吸込む、又は引き入れるためのラム空気入口62及びラム空気入口ダクト64を備える。図1に示すように、ラム空気システム58は、更に、ラム出口空気60b（図2参照）の形態などのラム空気60をACMパックシステム10及び詳細には、パック熱交換器（HX）44の外へ排気するためのラム空気出口ダクト66及びラム空気出口68を備える。
【００２７】
図1に更に示すように、航空機12は、更に、ACMパックシステム10に作動可能に連結され、又は結合される1つ又は複数の制御システム54（図1、図7参照）を備えて、必要な場合、ACMパックシステム10を制御及び作動する。1つ又は複数の制御システム54（図1参照）は、フライトデッキ16（図1参照）又は航空機12（図1参照）内の他の適切な位置に配置され得る。1つ又は複数の制御システム54（図1参照）は、例えば、空気流の量、空気流の温度及び圧力、湿度、換気、並びに他の適用可能な形態を制御及び調節するために、弁、スイッチ、ファン及び他の様々な構成要素を有効にし、及び無効にするために使用され得る。例えば、1つ又は複数の制御システム54（図1参照）は、統合型空気供給制御システム、及び客室空気調節及び温度制御システム、機械制御システム、空気制御システム、油圧制御システム、電気制御システム、又は他の適切な制御システムを備える1つ又は複数の環境制御システムを備えることができる。
【００２８】
制御システム54は、好適には、1つ又は複数の制御装置56（図1、図7参照）を備える。制御装置56（図1参照）は、フライトデッキ16（図1参照）の中、又は航空機12（図1参照）内の別の適切な位置の中に配置されることも可能である。制御システム54（図1参照）及び制御装置56（図1参照）は、1つ又は複数の有線の制御ライン（図示せず）を経て、又は無線連結又は接続（図示せず）を経てACMパックシステム10（図1参照）に連結又は接続され得る。制御装置56（図1参照）は、関連するソフトウェアを備えるコンピュータ処理装置、関連するソフトウェアを備える統合型空気システム制御装置、デジタルコンピュータ及び関連するソフトウェアを備えるデジタル電子制御装置、アナログコンピュータ及び関連するソフトウェアを備えるアナログ電子制御装置、リレーロジック回路及びプログラマブルロジック制御装置又はコンピュータを備える空気制御装置、空気ロジック制御装置及びプログラマブルロジック制御装置又はコンピュータを備える空気制御装置、回路接続のリレーロジック及びプログラマブルロジック制御装置又はコンピュータを備える油圧制御装置、あるいは別の適切な制御装置の1つ又は複数を備えることができる。
【００２９】
航空機12（図1参照）は、更に、1つ又は複数のACMパックシステム10（図1参照）に動力を供給することができる1つ又は複数のパワー系統57（図7参照）を含む。ACMパックシステム10（図1参照）の1つ又は複数の構成要素を駆動する1つ又は複数のパワー系統57は、機械的又はシャフト動力、空気動力、電力、油圧動力、あるいは他の適切なパワー系統の1つ又は複数を備えることができる。
【００３０】
一実施形態では、航空機12（図2〜図6参照）向けの空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図2〜図6参照）が提供される。空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図2〜図7参照）は、低い入口での圧力冷却性能168（図7参照）を改良した。図2〜図6は、航空機12（図1〜図6参照）のパックベイ36（図1参照）の中の航空機空気調和（AC）システム40内に取り付けられるのが好適である新規なACMパックシステム10の様々な実施形態を図示する。ACMパックシステム10（図2〜図6参照）は、好適には、ブリード空気に基づく空気調和システムの中で使用するために設計されている。詳細には、ACMパックシステム10（図2〜図6参照）は、航空機12（図1参照）が航行態様中などに、ブリード空気50（図7参照）の入口圧力166（図7参照）が低い場合に有益である。
【００３１】
ACMパックシステム10（図2〜図6参照）は、ブリード空気に基づく空気調和システムを使用する新規な航空機の中に取り付けることができ、又はブリード空気に基づく空気調和システムを使用する既存の航空機の中に追加導入することができる。ACMパックシステム10（図2〜図6参照）の一実施形態の別の航空機への詳細な適用は、航空機の構造及び寸法、航空機が新規な設計か、又は既存の設計かどうか、あるいは航空機の設計考察に依存することができる。
【００３２】
図2〜図6は、空気サイクル装置（ACM）42及びパック熱交換器（HX）44を備えるACMパックシステム10の実施形態を示す。ACMパックシステム10（図2〜図6参照）は、ACMシャフト78a（図2〜図6参照）上に連続して、少なくとも1つのタービン74（図2〜図6参照）に機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機72（図2〜図6参照）を備える空気サイクル装置（ACM）42（図2〜図6参照）を備える。
【００３３】
本明細書で使用する場合、「空気サイクル装置（ACM）」という用語は、航空機に供給されるように意図された加圧空気を調節する装置又はシステムを意味し、加圧空気は、冷却サイクルシステムを経て温度について調節され、加圧空気は、湿度制御システムを経て湿度について調節される。ACMパックシステム10は、更に、当分野で公知の弁、ダクト、制御装置及び他の構成要素を備えることができる。本明細書に開示する航空機空気調和システム40（図1参照）の実施形態の中で使用されるACMパックシステム10（図2〜図6参照）は、海面高度及び航行高度を含めて、航空機の全体的な作動を通して、航空機12（図1参照）に対して、加圧、換気及び温度並びに湿度制御を提供する。
【００３４】
図2に示す一実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78上に連続して、1つのタービン74に機械的に結合された1つの圧縮機72を備える3ホイールパック70を備える。図3に示す別の実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78a上に連続して機械的に結合された圧縮機72、第1のタービン74a及び第2のタービン74bを備える4ホイールパック120を備える。
【００３５】
パック熱交換器（HX）44（図2〜図6参照）は、好適には、ACM42（図2〜図6参照）の少なくとも1つの圧縮機72（図2〜図6参照）に結合され、流体連通する。パック熱交換器44（図2〜図6参照）は、好適には、一次熱交換器（PHX）92（図2〜図6参照）及び二次熱交換器（SHX）94（図2〜図6参照）を備える。ACMパックシステム10（図2〜図6参照）の中に追加の熱交換器を使用することも可能である。
【００３６】
ACMパックシステム10（図2〜図7参照）は、更に、平行な作動経路84（図2、図3参照）でACM42（図2、図3参照）に連結されたバイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）を備える。一実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11（図2、図3参照）は、機械的エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11a（図7参照）である。別の実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11（図4〜図6参照）は、空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11b（図7参照）である。
【００３７】
バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）は、平行なタービン弁（PTV）86aの形態などのバイパス空気流調節要素86を備える。バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）は、バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）によって抽出されたエネルギーをACM42（図2〜図7参照）に伝達して、低い入口空気圧力などの低い入口圧力167（図7参照）での冷却性能において空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図2〜図7参照）を助け、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図2〜図7参照）の改良された低い入口圧力での冷却性能168（図7参照）をもたらす。ACMパックシステム10（図1参照）への入口41（図1参照）での低い入口圧力167（図7参照）は、航空機12（図1参照）が飛行中の航行作動状態である場合、典型的には約30psi（平方インチ当たりのポンド）又は30psi未満であることができる。飛行中のそのような航行作動形態は、典型的には30,000フィートを超える高度航行である場合がある。しかし、入口41（図1参照）での低い入口圧力167（図7参照）は、航空機12（図1参照）の推力及び作動状態に依存することができる。ACMパックシステム10（図1参照）への入口41（図1参照）での入口圧力166（図7参照）は、航空機12（図1参照）が地上作動状態である場合、典型的には約50psiであることができる。
【００３８】
図2は、3ホイールパック70に対して平行なタービン75を有する、本開示のACMパックシステム10aの形態などの空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の実施形態の概略図を図示する。図2に示すこの実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78aなどのシャフト78上に連続して、第1のタービン74aなどの1つのタービン74に機械的に結合された1つの圧縮機72を備える3ホイールパック70を備える。
【００３９】
図2に示すこの実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11が、タービンシャフト78bなどのシャフト78に機械的に結合された第2のタービン74bなどのタービン74を備える。好適には、タービン74（図2参照）は、平行なタービン75（図2参照）である。
【００４０】
この実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11（図2参照）が、タービンシャフト78b（図2参照）をACMシャフト78a（図2参照）に結合して、平行な作動経路84（図2参照）でACM42（図2参照）の第1のタービン74a（図2参照）及びバイパス空気流アセンブリ11（図2参照）の平行なタービン75（図2参照）を駆動する機械的駆動要素80（図2参照）を更に備える。機械的駆動要素80（図2参照）は、ACM42（図2参照）の第1のタービン74a（図2参照）及び平行なタービン75（図2参照）の形態などのタービン74（図2参照）を機械的に駆動するための機械的シャフト80a（図2参照）、ギヤ式シャフト80b（図7参照）の形態、又は別の適切な要素であることができる。機械的駆動要素80（図2参照）は、機械的エネルギー170a（図7参照）を平行なタービン75（図2参照）からACM42（図2参照）の圧縮機72（図2参照）に伝達する手段を提供する。機械的駆動要素80（図2参照）は、第1のタービン74a（図2参照）及び平行なタービン75（図2参照）を駆動する手段を提供して、動力の分流を可能にする。図2に示すように、機械的駆動要素80の第1の端部82aが、タービンシャフト78bに結合され、機械的駆動要素80の第2の端部82bが、ACMシャフト78aに結合されて、平行な作動経路84でACM42のタービン74及びバイパス空気流アセンブリ11の平行なタービン75を駆動し、機械的エネルギー170aをバイパス空気流アセンブリ11からACM42に伝達する。
【００４１】
バイパス空気流アセンブリ11（図2参照）は、更に、一次熱交換器92（図2参照）からの出口空気96（図2参照）を平行なタービン75（図2参照）を横切るバイパス空気流172（図2参照）として分流するバイパスダクト90（図2参照）を含む様々な結合バイパスダクトを備える。PTVバイパスダクト88（図2参照）は、平行なタービン75（図2参照）からACM42及び第1のタービン出口空気114aダクトに加えられることができ、PTV86a（図2参照）は、好適には、PTVバイパスダクト88（図2参照）に結合される。
【００４２】
この実施形態では、好適には、平行なタービン弁（PTV）86a（図2参照）の形態などのバイパス空気流調節要素86（図2参照）が、PTVバイパスダクト88（図2参照）を経て平行なタービン75（図2参照）に結合されている。タービン弁（PTV）86a（図2参照）は、PTV86a（図2参照）が開いている場合、タービンシャフト78bからACMシャフト78aに動力の分流を提供して、平行なタービン75（図2参照）が、第1のタービン74a（図2参照）と平行に作動することを可能にする。
【００４３】
平行なタービン75（図2参照）は、圧縮機72（図2参照）がより効率的な設計設定で作動することを可能にする。より多くの空気流がブリード空気50（図2参照）によって提供される場合、そのブリード空気は、バイパス空気流172として、平行なタービン75（図2参照）に分流され、抽出されたエネルギー170（図7参照）は回収されて、圧縮機72（図2参照）又はACMパックシステム10（図2参照）内の他の構成要素を作動するために使用される。
【００４４】
したがって、平行なタービン75（図2参照）は、追加のエネルギー又は動力を圧縮機72（図2参照）又はACMパックシステム10（図2参照）内の他の構成要素に分流し、圧縮機72（図2参照）が、通常有するエネルギー又は動力を超え、上回るエネルギー又は動力の増加を得る場合、圧縮機72（図2参照）は、航空機エンジン32（図2参照）から生じるブリード空気50（図2参照）から、同じ入口圧力166（図7参照）でのより多くの空気流を引き入れ、吸い込むことができる。平行なタービン75（図2参照）を横切ってバイパス空気流172を流すことによって、追加のエネルギー又は動力が、ACM42（図2参照）又はACMパックシステム10内の他の構成要素の中に戻されることが可能になり、したがって、ACMパックシステム10が増加した効率及び増加した冷却性能を有することができる。
【００４５】
図2は、航空機エンジン32内のブリード空気システム34からのブリード空気50が、ブリード空気ダクト52を経て、パック熱交換器44の一次熱交換器92内に流れることを示す。図2に更に示すように、出口空気96がダクト98を通ってACM42の圧縮機72に流れる。出口空気96（図2参照）は、圧縮機72（図2参照）内で圧縮され、ダクト102を経て圧縮機出口空気100（図2参照）として排出される。図2に更に示すように、圧縮機出口空気100は、二次熱交換器94内に流入し、ラム出口空気60bとして流出し、選択的にファン76によって更に動きを促進され得るラム入口空気60aによって二次熱交換器94の中で冷却される。
【００４６】
図2は、更に、冷却された圧縮機出口空気100aが、ダクト104a、104b、104cを経て、凝縮器熱交換器108及び水回収装置110を備える水分離システム106を通って流れ、第1のタービン入口空気112aとして排出され、第1のタービン入口空気112aは第1のタービン74aを通って膨張し、第1のタービン出口空気114aとして排出されて、空気ダクト53を経て航空機客室14に流れる調節済み空気供給源46を得る。
【００４７】
図3は、4ホイールパック120に対して平行なタービン弁アセンブリ118を有する、本開示のACMパックシステム10bの形態などの空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の別の実施形態の概略図を図示する。図3に示すこの実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78a上に連続して機械的に結合された、圧縮機72、並びに第1のタービン74a及び第2のタービン74bの形態など、2つのタービン74を備える4ホイールパック120を備える。
【００４８】
この実施形態では、バイパス機械的エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11a（図7参照）の形態などのバイパス空気流アセンブリ11（図3参照）は、ACM42（図3参照）に結合された平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）を備える。平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）は、好適には、圧縮機バイパス弁（CBV）122（図3参照）、隔離弁（ISOV）128（図3参照）、4ホイールパック逆止弁132a（図3参照）などの逆止弁132（図3参照）、及び平行なタービン弁（PTV）86a（図3参照）などのバイパス空気流調節要素86（図3参照）を備える。
【００４９】
バイパス空気流アセンブリ11（図3参照）は、更に、一次熱交換器92（図3参照）からの出口空気96（図3参照）を、第1のタービン74a（図3参照）を横切るバイパス空気流172（図3参照）として分流するCBVバイパスダクト124（図3参照）を含む様々な結合バイパスダクトを含む。CBV122（図3参照）は、好適には、CBVバイパスダクト124に結合される。PTVバイパスダクト126（図3参照）を加えることができ、PTVバイパスダクト126は、バイパス空気流172を第1のタービン74a（図3参照）から空気ダクト53に分流し、空気ダクト53は、調節済み空気供給源46になる第2のタービン出口空気114bを含む。PTV86a（図3参照）は、好適には、PTVバイパスダクト126（図3参照）に結合される。
【００５０】
図3に示すACMパックシステム10bを格納する航空機12が航行作動形態である場合、平行なタービン弁アセンブリ118が並行して作動する用意ができるまで、ISOV128は開いている。HAV136（図3参照）が開くと、ISOV128（図3参照）は閉鎖され、CBV122（図3参照）が開いてバイパス空気流172を第1のタービン74aを横切って移動させ、PTV86a（図3参照）は次第に開いて、冷却損失を未然に防ぎ、一方で入口圧力が減少する場合に空気流を維持する。逆止弁132（図3参照）は、空気流が間違った方向に確実に流れないように防止する。開いている場合、PTV86a（図3参照）は、第1のタービン74aを第2のタービン74bに効果的に位置合わせする。したがって、HAV136（図3参照）が開いている場合に使用されない第1のタービン74a（図3参照）は、平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）によって再び仕事を割り振られ、並行して使用される。CBV122（図3参照）及びPTV86a（図3参照）が開いている場合、ISOV128（図3参照）は閉鎖される。
【００５１】
図3は、航空機エンジン32内のブリード空気システム34からのブリード空気50が、ブリード空気ダクト52を経て、パック熱交換器44の一次熱交換器92内に流れることを示す。図3に更に示すように、出口空気96がダクト98を通ってACM42の圧縮機72に流れる。出口空気96（図3参照）は、圧縮機72（図3参照）内で圧縮され、ダクト102（図3参照）を経て圧縮機出口空気100（図3参照）として排出される。図3に更に示すように、圧縮機出口空気100（図3参照）は、二次熱交換器94（図3参照）内に流入し、ラム出口空気60b（図3参照）として流出し、選択的にファン76（図3参照）によって更に動きを促進され得るラム入口空気60a（図3参照）によって二次熱交換器94（図3参照）の中で冷却される。
【００５２】
図3は、更に、冷却された圧縮機出口空気100aが、ダクト104a、104b、104cを経て、凝縮器熱交換器108及び水回収装置110を備える水分離システム106を通って流れ、第1のタービン入口空気112aとして第1のタービン74aへ排出され、又は第2のタービン入口空気112bとして第2のタービン74bへ排出される。第1のタービン入口空気112a（図3参照）は、ISOV128（図3参照）が開いており、HAV136（図3参照）が閉鎖されている場合、ISOVダクト130（図3参照）を経てISOV128（図3参照）を通って流れる。第1のタービン入口空気112a（図3参照）は第1のタービン74a（図3参照）を通って膨張し、第1のタービン出口空気114a（図3参照）として排出され、逆止弁ダクト134（図3参照）を経て、4ホイールパック逆止弁132a（図3参照）の形態などの逆止弁132（図3参照）を通って流れる。
【００５３】
第2のタービン入口空気112b（図3参照）は、ISOV128（図3参照）が閉鎖され、HAV136（図3参照）が開いている場合、HAVダクト138（図3参照）を経て流れる。第2のタービン入口空気112b（図3参照）は第2のタービン74b（図3参照）を通って膨張し、第2のタービン出口空気114b（図3参照）として排出されて、空気ダクト53（図3参照）を経て航空機客室14（図3参照）に流れる調節済み空気供給源46を得る（図3参照）。
【００５４】
図4は、3ホイールパック70に対してターボ圧縮機（TC）アセンブリ150の第1の実施形態を有する、本開示のACMパックシステム10cの形態などの空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の別の実施形態の概略図を図示する。
【００５５】
図4に示すこの実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78aなどのシャフト78上に連続して、第1のタービン74aの形態などの1つのタービン74に機械的に結合された、第1の圧縮機72aの形態などの1つの圧縮機72を備える3ホイールパック70を備える。
【００５６】
この実施形態では、空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11b（図7参照）の形態などのバイパス空気流アセンブリ11（図4参照）は、再生熱交換器156及び3ホイールパック逆止弁132bなどの逆止弁132に結合されたターボ圧縮機（TC）アセンブリ150を備える。TCアセンブリ150、再生熱交換器156及び逆止弁132は、すべてACM42に結合される。この実施形態では、平行なタービン弁（PTV）86aの形態などのバイパス空気流調節要素86が、PTVバイパスダクト88を経てTCアセンブリ150に結合される。
【００５７】
バイパス空気流アセンブリ11（図4参照）は、更に、一次熱交換器92（図4参照）からの出口空気96（図4参照）を、TCタービン77（図4参照）を横切るバイパス空気流172a（図4参照）として分流するバイパスダクト152（図4参照）を含む様々な結合バイパスダクトを含む。TCタービン77（図4参照）からACM42（図4参照）及び第1のタービン出口空気114aダクトにPTVバイパスダクト88（図4参照）を加えることができ、PTV86a（図4参照）は、好適には、PTVバイパスダクト88（図4参照）に結合される。
【００５８】
バイパス空気流アセンブリ11（図4参照）は、更に、一次熱交換器92（図4参照）からの出口空気96（図4参照）を、TC圧縮機73（図4参照）を通り、ダクト158を経て再生熱交換器156を通ってバイパス空気流172b（図4参照）として分流するバイパスダクト154（図4参照）を含む。圧縮機72a（図4参照）での温度を低下させるために1つ又は複数の再生熱交換器156を加えることができて、圧縮機72aを更に効率的にすることができる。
【００５９】
この実施形態では、空気動力又はエネルギーをバイパス空気流アセンブリ11からACM42（図4参照）に伝達するバイパス空気流172a（図4参照）が、バイパスダクト152を経てTCタービン77（図4参照）を横切って流れる。加えて、バイパス空気流172bが、バイパスダクト154を経てTC圧縮機73に流れ、第1の圧縮機72aまで流れるにつれて、圧力増加を得る。再生熱交換器156（図4参照）は、熱162（Q）（図4参照）を伝達し、その結果、第1の圧縮機72a（図4参照）はより低い入口温度（図4参照）を得る。再生熱交換器156（図4参照）もまた、第1のタービン74a（図4参照）に入る空気を加熱し、それによって更に効率的にもなる。
【００６０】
この実施形態では、ターボ圧縮機アセンブリ150（図4参照）を3ホイールパック70（図4参照）に加えることによって、バイパス空気流172a（図4参照）が、一次熱交換器92（図4参照）の後の点144（図4参照）で引っ張られる。この空気エネルギー170b（図7参照）伝達実施形態によって、PTV86a（図4参照）が次第に開いて、冷却損失を未然に防ぎ、一方で入口圧力が減少する場合に空気流を維持する。
【００６１】
図4は、航空機エンジン32内のブリード空気システム34からのブリード空気50が、ブリード空気ダクト52を経て、パック熱交換器44の一次熱交換器92内に流れることを示す。図4に更に示すように、出口空気96がダクト98を通って、3ホイールパック逆止弁132bの形態などの逆止弁132を通って、ACM42の第1の圧縮機72aなどの圧縮機72に流れる。出口空気96（図4参照）は、圧縮機72（図4参照）内で圧縮され、ダクト102（図4参照）を経て圧縮機出口空気100（図4参照）として排出される。図4に更に示すように、圧縮機出口空気100は、二次熱交換器94内に流入し、ラム出口空気60bとして流出し、選択的にファン76（図4参照）によって更に動きを促進され得るラム入口空気60aによって二次熱交換器94の中で冷却される。
【００６２】
図4は、更に、冷却された圧縮機出口空気100aが、ダクト104a、104b、104cを経て、凝縮器熱交換器108及び水回収装置110を備える水分離システム106を通って流れ、第1のタービン入口空気112aとして排出されることを示す。第1のタービン入口空気112aは、第1のタービン74aを通って膨張し、第1のタービン出口空気114aとして排出されて、空気ダクト53を経て航空機客室14に流れる調節済み空気供給源46を得る。
【００６３】
図5は、3ホイールパック70に対してターボ圧縮機（TC）アセンブリ150の第2の実施形態を有する、本開示のACMパックシステム10dの形態などの空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の別の実施形態の概略図を図示する。
【００６４】
図5に示すこの実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78aなどのシャフト78上に連続して、第1のタービン74aの形態などの1つのタービン74に機械的に結合された、第1の圧縮機72aの形態などの1つの圧縮機72を備える3ホイールパック70を備える。
【００６５】
この実施形態では、空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11b（図7参照）の形態などのバイパス空気流アセンブリ11（図5参照）は、再生熱交換器156及び3ホイールパック逆止弁132bなどの逆止弁132に結合されたターボ圧縮機（TC）アセンブリ150を備える。TCアセンブリ150、再生熱交換器156及び逆止弁132は、すべてACM42に結合される。この実施形態では、平行なタービン弁（PTV）86aの形態などのバイパス空気流調節要素86が、PTVバイパスダクト88を経てTCアセンブリ150に結合される。
【００６６】
バイパス空気流アセンブリ11（図5参照）は、更に、一次熱交換器92（図5参照）からの出口空気96（図5参照）を、TC圧縮機73（図5参照）を通り、ダクト158を経て再生熱交換器156を通るバイパス空気流172b（図5参照）として分流するバイパスダクト154（図5参照）を含む様々な結合バイパスダクトを含む。1つ又は複数の再生熱交換器156を加えることができて、圧縮機72a（図5参照）での温度を下げて、圧縮機72aをより効率的にすることができる。
【００６７】
TCタービン77（図5参照）からACM42（図5参照）及び第1のタービン出口空気114aダクトにPTVバイパスダクト88（図5参照）を加えることができ、PTV86a（図5参照）は、好適には、PTVバイパスダクト88（図5参照）に結合される。
【００６８】
加えて、二次熱交換器94からバイパスダクト164（図5参照）が加えられ、バイパスダクト164は、冷却された圧縮機出口空気100a（図5参照）を二次熱交換器94（図5参照）から、TCタービン77（図5参照）を横切るバイパス空気流172a（図5参照）として分流する。
【００６９】
この実施形態では、空気動力又はエネルギーをバイパス空気流アセンブリ11からACM42（図5参照）に伝達するバイパス空気流172a（図5参照）が、バイパスダクト164を経てTCタービン77（図5参照）を横切って流れる。加えて、バイパス空気流172bが、バイパスダクト154を経てTC圧縮機73に流れ、第1の圧縮機72aまで流れるにつれて、圧力増加を得る。再生熱交換器156（図5参照）は、熱162（Q）（図5参照）を伝達し、その結果、第1の圧縮機72a（図5参照）はより低い入口温度（図5参照）を得る。再生熱交換器156（図5参照）もまた、第1のタービン74a（図5参照）に入る空気を加熱し、それによって更に効率的にもなる。
【００７０】
この実施形態では、ターボ圧縮機アセンブリ150（図5参照）を3ホイールパック70（図5参照）に加えることによって、バイパス空気流172a（図5参照）は、空気流がより低温で、より低い圧力を有する場合、二次熱交換器94（図5参照）の後の点146（図5参照）で引っ張られる。この空気エネルギー170b（図7参照）伝達実施形態によって、PTV86a（図5参照）が次第に開いて、冷却損失を未然に防ぎ、一方で入口圧力が減少する場合に空気流を維持する。
【００７１】
図5は、航空機エンジン32内のブリード空気システム34からのブリード空気50が、ブリード空気ダクト52を経て、パック熱交換器44の一次熱交換器92内に流れることを示す。図5に更に示すように、出口空気96がダクト98を通って、3ホイールパック逆止弁132bの形態などの逆止弁132を通って、ACM42の第1の圧縮機72aなどの圧縮機72に流れる。出口空気96（図5参照）は、圧縮機72（図5参照）内で圧縮され、ダクト102（図5参照）を経て圧縮機出口空気100（図5参照）として排出される。図5に更に示すように、圧縮機出口空気100は、二次熱交換器94内に流入し、ラム出口空気60bとして流出し、選択的にファン76（図5参照）によって更に動きを促進され得るラム入口空気60aによって二次熱交換器94の中で冷却される。
【００７２】
図5は、更に、冷却された圧縮機出口空気100aが、ダクト104a、104b、104cを経て、凝縮器熱交換器108及び水回収装置110を備える水分離システム106を通って流れ、再生熱交換器156を通過し、ダクト160を経て流れ、第1のタービン入口空気112aとして排出されることを示す。第1のタービン入口空気112aは、第1のタービン74aを通って膨張し、第1のタービン出口空気114aとして排出されて、空気ダクト53を経て航空機客室14に流れる調節済み空気供給源46を得る。
【００７３】
図6は、3ホイールパック70に対してターボ圧縮機（TC）アセンブリ150の第3の実施形態を有する、本開示のACMパックシステム10eの形態など、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の別の実施形態の概略図を図示する。
【００７４】
図6に示すこの実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78aなどのシャフト78上に連続して、第1のタービン74aの形態などの1つのタービン74に機械的に結合された、第1の圧縮機72aの形態などの1つの圧縮機72を備える3ホイールパック70を備える。
【００７５】
この実施形態では、空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11b（図7参照）の形態などのバイパス空気流アセンブリ11（図6参照）は、再生熱交換器156及び3ホイールパック逆止弁132bなどの逆止弁132に結合されたターボ圧縮機（TC）アセンブリ150を備える。TCアセンブリ150、再生熱交換器156及び逆止弁132は、すべてACM42に結合される。この実施形態では、平行なタービン弁（PTV）86aの形態などのバイパス空気流調節要素86が、PTVバイパスダクト88を経てTCアセンブリ150に結合される。
【００７６】
バイパス空気流アセンブリ11（図6参照）は、更に、一次熱交換器92（図6参照）からの出口空気96（図6参照）を、TC圧縮機73（図6参照）を通り、ダクト158を経て再生熱交換器156を通るバイパス空気流172b（図6参照）として分流するバイパスダクト154（図6参照）を含む様々な結合バイパスダクトを含む。1つ又は複数の再生熱交換器156を加えることができて、圧縮機72a（図6参照）での温度を下げて、圧縮機72aをより効率的にすることができる。
【００７７】
TCタービン77（図6参照）からACM42（図6参照）及び第1のタービン出口空気114aダクトにPTVバイパスダクト88（図6参照）を加えることができ、PTV86a（図6参照）は、好適には、PTVバイパスダクト88（図6参照）に結合される。
【００７８】
加えて、一次熱交換器92、二次熱交換器94及び再生熱交換器156を含む熱交換器の後にバイパスダクト161（図6参照）が加えられ、バイパスダクト161は、水分離システム106及び再生熱交換器156（図6参照）から、TCタービン77（図6参照）を横切るバイパス空気流172a（図6参照）として第1のタービン入口空気112a（図6参照）を分流する。
【００７９】
この実施形態では、空気動力又はエネルギー170b（図7参照）をバイパス空気流アセンブリ11からACM42（図6参照）に伝達するバイパス空気流172a（図6参照）が、バイパスダクト161を経てTCタービン77（図6参照）を横切って流れる。加えて、バイパス空気流172bが、バイパスダクト154（図6参照）を経てTC圧縮機73（図6参照）に流れ、第1の圧縮機72a（図6参照）まで流れるにつれて、圧力増加を得る。再生熱交換器156（図6参照）は、熱162（Q）（図6参照）を伝達し、その結果、第1の圧縮機72a（図6参照）はより低い入口温度（図6参照）を得る。再生熱交換器156（図6参照）もまた、第1のタービン74a（図6参照）に入る空気を加熱し、それによって更に効率的にもなる。
【００８０】
この実施形態では、ターボ圧縮機アセンブリ150（図6参照）を3ホイールパック70（図6参照）に加えることによって、バイパス空気流172a（図6参照）は、空気流が最も低い圧力である場合、再生熱交換器156（図6参照）の後の点148（図6参照）で引っ張られる。この空気エネルギー170b（図7参照）伝達実施形態によって、PTV86a（図6参照）が次第に開いて、冷却損失を未然に防ぎ、一方で入口圧力が減少する場合に空気流を維持する。
【００８１】
図6は、航空機エンジン32内のブリード空気システム34からのブリード空気50が、ブリード空気ダクト52を経て、パック熱交換器44の一次熱交換器92内に流れることを示す。図6に更に示すように、出口空気96がダクト98を通って、3ホイールパック逆止弁132bの形態などの逆止弁132を通って、ACM42の第1の圧縮機72aなどの圧縮機72に流れる。出口空気96（図6参照）は、圧縮機72（図6参照）内で圧縮され、ダクト102（図6参照）を経て圧縮機出口空気100（図6参照）として排出される。図6に更に示すように、圧縮機出口空気100は、二次熱交換器94内に流入し、ラム出口空気60bとして流出し、選択的にファン76（図6参照）によって更に動きを促進され得るラム入口空気60aによって二次熱交換器94の中で冷却される。
【００８２】
図6は、更に、冷却された圧縮機出口空気100aが、ダクト104a、104b、104cを経て、凝縮器熱交換器108及び水回収装置110を備える水分離システム106を通って流れ、ダクト160を経て流れ、第1のタービン入口空気112aとして排出されることを示す。第1のタービン入口空気112a（図6参照）は、第1のタービン74a（図6参照）を通って膨張し、第1のタービン出口空気114a（図6参照）として排出されて、空気ダクト53（図6参照）を経て航空機客室14（図6参照）に流れる調節済み空気供給源46（図6参照）を得る。別法として、第1のタービン入口空気112a（図6参照）は、第1のタービン74a（図6参照）を迂回し、バイパス空気流172a（図6参照）として、バイパスダクト161（図6参照）を経て、TCタービン77（図6参照）の形態などの第2のタービン74b（図6参照）へ流れる。バイパス空気流172a（図6参照）は、第2のタービン74b（図6参照）を横切り、PTV86a（図6参照）を通ってACM42（図6参照）及び第1のタービン出口空気114a（図6参照）へ流れて、空気ダクト53（図6参照）を経て航空機客室14（図6参照）に流れる調節済み空気供給源46を得る。
【００８３】
別の実施形態では、上記に考察した空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の実施形態を含む航空機12が提供される。図7は、航空機12の実施形態の1つの機能的ブロック図であり、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10の1つ又は複数の実施形態を含むことができる航空機空気調和システム40を示す。
【００８４】
図7に示すように、航空機12は、1つ又は複数の航空機エンジン32を備え、各航空機エンジン32は、好適には、ブリード空気50を生成するためのブリード空気システム34を備える。航空機12は、更に、少なくとも1つのウィング30を備えることができる。しかし、航空機12は、回転翼を有するが、ウィングのない回転翼機もまた備えることができる。図7に示すように、航空機12は、更に、内部容積15（図1参照）を画定する胴体13を有する。内部容積15は、航空機客室14、及び航空機客室14から分離されたパックベイ36を有する。図7に更に示すように、航空機12は、更に、パックベイ36内に配置され、航空機客室14と流体連通する航空機空気調和システム40を備える。航空機空気調和システム40は、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10を備える。
【００８５】
ACMパックシステム10は、上記に考察するように、ACMシャフト78a上に連続して、少なくとも1つのタービン74に機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機72を備える空気サイクル装置（ACM）42を備える。ACMパックシステム10は、更に、ACM42の少なくとも1つの圧縮機72に結合され、流体連通するパック熱交換器44を備える。ACMパックシステム10は、更に、平行な作動経路84でACM42に連結されたバイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）を備える。バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）は、平行なタービン弁86aを有する。バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）は、バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）によって抽出されたエネルギーをACM42に伝達して、低い入口空気圧力などの低い入口圧力167（図7参照）での冷却性能においてACMパックシステム10を助け、それによって、ACMパックシステム10の改良された低い入口圧力での冷却性能168（図7参照）をもたらす。
【００８６】
上記に考察するように、図2に示す一実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78上に連続して、1つのタービン74に機械的に結合された1つの圧縮機72を有する3ホイールパック70を備える。図3に示す別の実施形態では、空気サイクル装置（ACM）42は、ACMシャフト78a上に連続して、機械的に結合された圧縮機72、第1のタービン74a及び第2のタービン74bを有する4ホイールパック120を備える。
【００８７】
図2に示す一実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11は、タービンシャフト78bに結合された平行なタービン75を備える。この実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11が、更に、タービンシャフト78bをACMシャフト78aに結合して、平行な作動経路84でACM42のタービン74及びバイパス空気流アセンブリ11の平行なタービン75を駆動し、機械的エネルギー170a（図7参照）をバイパス空気流アセンブリ11からACM42へ伝達する機械的駆動要素80を備える。機械的駆動要素80は、ACM42のタービン74及び平行なタービン75を機械的に駆動するための機械的シャフト80a、ギヤ式シャフト80b、又は別の適切な要素を備えることができる。この実施形態では、好適には、平行なタービン弁（PTV）86aの形態などのバイパス空気流調節要素86が、平行なタービン75に結合される。
【００８８】
図3に示す別の実施形態では、バイパス機械的エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11aの形態などのバイパス空気流アセンブリ11は、ACM42に結合された平行なタービン弁アセンブリ118を備え、その場合ACM42は4ホイールパック120である。平行なタービン弁アセンブリ118は、好適には、圧縮機バイパス弁（CBV）122、隔離弁（ISOV）128、逆止弁132a及び平行なタービン弁（PTV）86aを備える。平行なタービン弁アセンブリ118は、機械的エネルギー170a（図7参照）をバイパス空気流アセンブリ11からACM42へ伝達する。
【００８９】
図4に示す別の実施形態では、空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ11bの形態などのバイパス空気流アセンブリ11は、再生熱交換器156及び逆止弁132bに結合されたターボ圧縮機アセンブリ150を備え、すべてがACM42に結合される。この実施形態では、平行なタービン弁（PTV）86aの形態などのバイパス空気流調節要素86が、ターボ圧縮機アセンブリ150に結合される。この実施形態では、ターボ圧縮機アセンブリ150は、空気エネルギー170bをバイパス空気流アセンブリ11からACM42へ伝達する。
【００９０】
別の実施形態では、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10（図1〜図7参照）の低い入口圧力での冷却性能168（図7参照）を改良するための方法250が提供される。図8は、本開示の方法250の実施形態を示す流れ図を示す。
【００９１】
図8に示すように、方法250は、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10、10a〜10e（図1〜図7参照）を航空機（図1、図7参照）の航空機空気調和システム40（図7参照）内に取り付けるステップ252を含む。上記に考察するように、ACMパックシステム10、10a〜10e（図1〜図7参照）は、ACMシャフト78a（図2〜図7参照）上に連続して少なくとも1つのタービン74（図2〜図7参照）に機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機72（図2〜図7参照）を備える空気サイクル装置（ACM）42（図1〜図7参照）を備える。ACMパックシステム10、10a〜10e（図1〜図7参照）は、更に、ACM42（図1〜図7参照）の少なくとも1つの圧縮機72（図2〜図7参照）に結合され、流体連通するパック熱交換器（HX）44（図1〜図7参照）を備える。ACMパックシステム10、10a〜10e（図1〜図7参照）は、更に、ACM（図1〜図7参照）に結合するように構成され、バイパス空気流調節要素86（図2〜図7参照）を有するバイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）を備える。
【００９２】
一実施形態では、取り付けるステップ252は、ACMシャフト78a（図2、図4〜図6参照）上に連続して、1つのタービン74（図2、図4〜図6参照）に機械的に結合された1つの圧縮機72（図2、図4〜図6参照）を備える3ホイールパック70（図2、図4〜図6参照）を備えるACM42（図2、図4〜図6参照）を取り付けるステップを含む。取り付けるステップ252は、更に、バイパス空気流アセンブリ11（図2、図4〜図6参照）を3ホイールパック70（図2、図4〜図6参照）に取り付けるステップを含む。一実施形態では、バイパス空気流アセンブリ11（図2参照）は、タービンシャフト78b（図2参照）に結合された平行なタービン75（図2参照）を備える。機械的駆動要素80（図2参照）が、好適には、平行なタービン75（図2参照）とACM42（図2参照）との間に取り付けられる。より好適には、機械的駆動要素80（図2参照）の第1の端部82a（図2参照）が、タービンシャフト78b（図2参照）に結合され、機械的駆動要素80（図2参照）の第2の端部82b（図2参照）が、ACMシャフト78a（図2参照）に結合されて、平行な作動経路84（図2参照）でACM42（図2参照）のタービン74（図2参照）及びバイパス空気流アセンブリ11（図2参照）の平行なタービン75（図2参照）を駆動し、機械的エネルギー170a（図7参照）をバイパス空気流アセンブリ11（図2参照）からACM42（図2参照）に伝達する。
【００９３】
バイパス空気流アセンブリ11（図4〜図6参照）を3ホイールパック70（図4〜図6参照）に取り付けるステップの別の実施形態では、取り付けるステップ252が、更に、3ホイールパック70（図4〜図6参照）に対してターボ圧縮機（TC）アセンブリ150（図4〜図6参照）を備えるバイパス空気流アセンブリ11（図4〜図7参照）を取り付けるステップを含むことができる。TCアセンブリ150（図4〜図6参照）は、好適には、再生熱交換器（HX）156（図4〜図6参照）及び逆止弁132b（図4〜図6参照）に結合され、すべてがACM42（図4〜図6参照）に結合される。更に、平行なタービン弁86a（図4〜図6参照）を備えるバイパス空気流調節要素86（図4〜図6参照）が、TCアセンブリ150（図4〜図6参照）に結合される。
【００９４】
別の実施形態では、取り付けるステップ252は、ACMシャフト78a（図3参照）上に連続して、機械的に結合された1つの圧縮機72（図3参照）、第1のタービン74a（図3参照）及び第2のタービン74b（図3参照）を備える4ホイールパック70（図3参照）を備えるACM42（図3参照）を取り付けるステップを含む。この実施形態では、取り付けるステップ252は、更に、平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）を備えるバイパス空気流アセンブリ11（図3参照）を取り付けるステップ、及び平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）をACM42（図3参照）に結合するステップを含む。平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）は、圧縮機バイパス弁122（図3参照）、隔離弁128（図3参照）、逆止弁132a（図2参照）、及び平行なタービン弁86a（図3参照）を備えるバイパス空気流調節要素86（図3参照）を備える。平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）は、機械的エネルギー170a（図7参照）をバイパス空気流アセンブリ11（図3参照）からACM42（図3参照）に伝達する。図3に更に示すように、高高度弁（HAV）138を取り付けることができる。
【００９５】
図8に示すように、方法250は、更に、バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）とACM42（図1〜図7参照）を平行な作動経路84（図2〜図7参照）で結合するステップ254を含む。図8に示すように、方法250は、更に、バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）を使用して、バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）を横切って流れるバイパス空気流172（図7参照）からエネルギーを抽出して、抽出されたエネルギー170（図7参照）を得るステップ256を含む。
【００９６】
図8に示すように、方法250は、更に、バイパス空気流アセンブリ11（図2〜図7参照）から抽出されたエネルギー170（図7参照）をACM42（図1〜図7参照）に伝達するステップ258を含み、そのステップは、低い入口空気圧力などの低い入口圧力（図7参照）での冷却性能において空気サイクル装置（ACM）パックシステム10、10a〜10e（図1〜図7参照）を助け、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10、10a〜10e（図1〜図7参照）の改良された低い入口圧力での冷却性能168（図7参照）をもたらす。伝達するステップ258は、機械的エネルギー170a（図7参照）をバイパス空気流アセンブリ11（図2、図3参照）からACM42（図2、図3参照）に伝達するステップ、又は空気エネルギー170b（図4〜図6参照）をバイパス空気流アセンブリ11（図4〜図6参照）からACM42（図4〜図6参照）に伝達するステップのいずれかを含む。
【００９７】
図9は、航空機の製造及び保守点検方法300の流れ図を示す。図10は、航空機316のブロック図を示す。図9〜図10を参照すると、本開示の実施形態が、図9に示す航空機の製造及び保守点検方法300、及び図10に示す航空機316の文脈で説明され得る。量産試作中に、例示的な航空機の製造及び保守点検方法300が、航空機316の仕様及び設計302、並びに材料調達304を含むことができる。製造中、構成要素及び部分組立品の製造306、並びに航空機316のシステム統合308が行われる。その後、航空機316は、就航中312に配置されるために認証及び搬送310を経ることができる。顧客によって就航中312に、航空機316は、修正、再構成、刷新及び他の適切な保守点検も含むことができる定期的な整備及び保守点検314のための予定を組み込むことができる。
【００９８】
航空機の製造及び保守点検方法300の各工程は、システムインテグレーター、第三者機関、及び／又は操作者（例えば、顧客）によって実施又は実行されることが可能である。この説明の目的のために、システムインテグレーターは、限定せずに任意の数の航空機製造者及び主要システム下請人を含むことができる。第三者機関は、限定せずに任意の数の供給業者、下請人及び供給者を含むことができ、操作者は、航空会社、リース会社、軍用機関、サービス組織及び他の適切な操作者であることができる。
【００９９】
図10に示すように、例示的な航空機の製造及び保守点検方法300によって製造された航空機316は、複数の高水準システム320及び内部322を備える機体318を含むことができる。複数の高水準システム320の実施例は、1つ又は複数の推進システム324、電気システム326、油圧システム328及び環境システム330を含むことができる。任意の数の他のシステムを含むことも可能である。航空宇宙産業の実施例が示されているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業に適用可能である。
【０１００】
本明細書で実施される方法及びシステムは、製造及び保守点検方法300の任意の1つ又は複数の段階中に採用可能である。例えば、構成要素及び部分組立品の製造306に相当する構成要素及び部分組立品は、航空機316が就航中312である間に製造される構成要素及び部分組立品に類似する態様で組み立てられ、又は製造され得る。更に、1つ又は複数の装置実施形態、方法実施形態、又はその組合せが、例えば、実質的に航空機316の組み立てを促進すること、又は航空機316の費用を低減することによって、構成要素及び部分組立品の製造306及びシステム統合308の間に利用可能である。同様に、1つ又は複数の装置実施形態、方法実施形態、又はその組合せが、例えば、限定せずに、航空機316が就航中312に、定期的な整備及び保守点検314に対して利用可能である。
【０１０１】
空気サイクル装置（ACM）パックシステム10、10a〜10e（図2〜図7参照）及び方法250（図8参照）の開示する実施形態は、平行なタービン75（図2参照）を3ホイールパック70（図2参照）に加え、ターボ圧縮機アセンブリ150（図4〜図6参照）を3ホイールパック70（図4〜図6参照）に加えることによって、又は平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）を4ホイールパック120（図3参照）に加えることによって、純粋なバイパス流の代わりに、主タービンバイパス流などのバイパス空気流172（図7参照）を平行なタービン75（図2参照）を横切って送ることによって、低い入口圧力での冷却性能を改良する手段を提供する。バイパス空気流172（図7参照）をこの平行なタービン75（図2参照）を横切って送ることは、圧縮機72（図2参照）を駆動するための追加の動力を抽出し、かつ出口空気を冷却し、その両方がパック冷却性能を助ける。追加的に、バイパス空気流172（図7参照）に圧縮機72（図2参照）を迂回させることによって、圧縮機72が、低い入口空気圧力状態などの低い入口圧力状態の下で、より効率的に作動することを可能にし、それによってもACMパックシステム10の冷却性能を改良する。
【０１０２】
加えて、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10、10a〜10e（図2〜図7参照）及び方法250（図8参照）の開示する実施形態は、圧縮機72（図2参照）がより効率的な設計設定で作動することを可能にする。より多くの空気流がブリード空気50（図2参照）によってもたらされる場合、空気流は、平行なタービン75（図2参照）に分流され、機械的エネルギー170a（図7参照）が回復されて、圧縮機72（図2参照）又はACMパックシステム10内の他の構成要素を作動するために使用され得る。タービンバイパス空気流から動力及びエネルギーを抽出することによって、パック出口温度の全体的な上昇が、動力抽出からの冷却効果によって部分的に和らげられることが可能である。更に、タービンバイパス空気流が圧縮機も迂回することによって、圧縮機は、同じ動力出力に対してより高い効率で、かつより大きな圧力比率で作動することができ、更に、性能の低下を未然に防ぐことができる。1つのタービン74を備えるACMパックシステム10（図2参照）に対して、共通のシャフト又は機械的駆動要素80（図2参照）のいずれかの上に追加の平行なタービン75（図1参照）を加えて、バイパス空気流172（図7参照）から動力を抽出することができて、動力又は抽出されたエネルギー170（図7参照）を機械的又は空気的に第2の圧縮機72b（図4〜図6参照）を有する圧縮機72（図2参照）に伝達することができる。
【０１０３】
2つのタービンを備えるパックについては、1つのタービン74a（図3参照）が、外部空気の既により低い入口圧力及び湿度の欠如に起因して、より高い高度では使用されない可能性があり、その場合、平行なタービン弁アセンブリ118（図3参照）が使用されて、バイパス空気流172（図7参照）によって、そうでない場合には使用されない第1のタービン74a（図3参照）に動力を供給することができる。第2のタービン74b（図3参照）を並行して使用することは、単一のタービンバイパス空気流の冷却性能を超える低い圧力での冷却性能を大幅に改良する。
【０１０４】
加えて、空気サイクル装置（ACM）パックシステム10、10a〜10e（図2〜図7参照）及び方法250（図8参照）の開示する実施形態は、ACMパックシステム10の寸法及び重量を増加する必要なしに、航空機の乗員客室内の乗員１人当たりの最小空気流に関するFAR（アメリカ連邦航空規定）の要求に一層十分に準拠することができる改良された低い入口圧力での冷却性能を含むACMパックシステム10を提供する。
【０１０５】
付則1：改良された低い入口圧力での冷却性能を含む、航空機用空気サイクル装置（ACM）パックシステムであって、ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）と、前記ACMの少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器と、平行な作動経路で前記ACMに結合され、バイパス空気流調節要素を含むバイパス空気流アセンブリとを備えるシステムにおいて、前記バイパス空気流アセンブリが、前記バイパス空気流アセンブリによって抽出されたエネルギーを前記ACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能において前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムを助け、前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらすシステム。
【０１０６】
付則2：前記空気サイクル装置（ACM）が、前記ACMシャフト上に1つのタービンに連続して機械的に結合された1つの圧縮機を備える3ホイールパックを備える、付則1に記載のシステム。
【０１０７】
付則3：前記バイパス空気流アセンブリが、タービンシャフトに結合された平行なタービン、並びに前記タービンシャフトを前記ACMシャフトに結合して、前記平行な作動経路で前記ACMの前記タービン及び前記バイパス空気流アセンブリの前記タービンを駆動する機械的駆動要素を備える、付則2に記載のシステム。
【０１０８】
付則4：前記機械的駆動要素が、機械的シャフト又はギヤ式シャフトを備える、付則3に記載のシステム。
【０１０９】
付則5：前記バイパス空気流調節要素が、前記平行なタービンに結合された平行なタービン弁を備える、付則3に記載のシステム。
【０１１０】
付則6：前記バイパス空気流アセンブリが、再生熱交換器及び逆止弁に結合されたターボ圧縮機アセンブリを備え、すべてが前記ACMに結合されており、前記バイパス空気流調節要素が前記ターボ圧縮機アセンブリに結合されている平行なタービン弁を備える、付則2に記載のシステム。
【０１１１】
付則7：前記空気サイクル装置（ACM）が、前記ACMシャフト上に連続して機械的に結合された圧縮機、第1のタービン、及び第2のタービンを備える4ホイールパックを備える、付則1に記載のシステム。
【０１１２】
付則8：前記バイパス空気流調節要素が、前記第1のタービンと前記第2のタービンとの間に結合された平行なタービン弁を備える、付則7に記載のシステム。
【０１１３】
付則9：前記バイパス空気流アセンブリが、前記ACMに結合された平行なタービン弁アセンブリを備え、前記平行なタービン弁アセンブリが、圧縮機バイパス弁、隔離弁、逆止弁及び平行なタービン弁を備える、付則8に記載のシステム。
【０１１４】
付則10：前記バイパス空気流アセンブリが、機械的エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ、又は空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリである、付則1に記載のシステム。
【０１１５】
付則11：ブリード空気を生成するためのブリード空気システムをそれぞれが備える1つ又は複数の航空機エンジンと、航空機客室及び航空機客室から分離したパックベイを含む内部容積を画定する胴体と、パックベイ内に配置され、航空機客室と流体連通する航空機空気調和システムとを備える航空機であって、前記航空機空気調和システムが、ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機と、ACMの少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器と、平行な作動経路でACMに結合され、平行なタービン弁を備える空気サイクル装置（ACM）パックシステムを備える空気サイクル装置（ACM）パックシステムにおいて、前記バイパス空気流アセンブリが、前記バイパス空気流アセンブリによって抽出されたエネルギーを前記ACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能において前記ACMパックシステムを助け、前記ACMパックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらす、航空機。
【０１１６】
付則12：前記空気サイクル装置（ACM）が、前記ACMシャフト上に1つのタービンに連続して機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える3ホイールパックを備える、付則11に記載の航空機。
【０１１７】
付則13：前記バイパス空気流アセンブリが、タービンシャフトに結合された平行なタービン、並びに前記タービンシャフトを前記ACMシャフトに結合して、前記平行な作動経路で前記ACMの前記タービン及び前記バイパス空気流アセンブリの前記タービンを駆動し、機械的エネルギーを前記バイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達する機械的駆動要素を備える、付則12に記載の航空機。
【０１１８】
付則14：前記バイパス空気流アセンブリが、再生熱交換器及び逆止弁に結合されたターボ圧縮機アセンブリを備え、すべてが前記ACMに結合されており、前記平行なタービン弁が、前記ターボ圧縮機アセンブリに結合され、前記ターボ圧縮機アセンブリが、空気エネルギーを前記バイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達する、付則12に記載の航空機。
【０１１９】
付則15：前記空気サイクル装置（ACM）が、前記ACMシャフト上に連続して機械的に結合された圧縮機、第1のタービン、及び第2のタービンを備える4ホイールパックを備える、付則11に記載の航空機。
【０１２０】
付則16：前記バイパス空気流アセンブリが、前記ACMに結合された平行なタービン弁アセンブリを備え、前記平行なタービン弁アセンブリが、圧縮機バイパス弁、隔離弁、逆止弁及び平行なタービン弁を備え、前記平行なタービン弁アセンブリが、機械的エネルギーを前記バイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達する、付則15に記載の航空機。
【０１２１】
付則17：空気サイクル装置（ACM）パックシステムの低い入口圧力での冷却性能を改良するための方法であって、航空機の航空機空気調和システムの中に空気サイクル装置（ACM）パックシステムを取り付けるステップであって、前記ACMパックシステムが、ACMシャフト上に連続して少なくとも1つのタービンに機械的に結合された少なくとも1つの圧縮機を備える空気サイクル装置（ACM）と、前記ACMの前記少なくとも1つの圧縮機に結合され、流体連通するパック熱交換器と、前記ACMに結合され、バイパス空気流調節要素を含むように構成されたバイパス空気流アセンブリとを備える、ステップと、前記バイパス空気流アセンブリと前記ACMを平行な作動経路で結合するステップと、前記バイパス空気流アセンブリを使用して、前記バイパス空気流アセンブリを横切って流れるバイパス空気流からエネルギーを抽出して、抽出されたエネルギーを得るステップと、前記バイパス空気流アセンブリから前記抽出されたエネルギーを前記ACMに伝達して、低い入口圧力での冷却性能において前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムを助け、前記空気サイクル装置（ACM）パックシステムの改良された低い入口圧力での冷却性能をもたらすステップとを含む方法。
【０１２２】
付則18：前記伝達するステップが、機械的エネルギーをバイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達するステップ、又は空気エネルギーをバイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達するステップのいずれかを含む、付則17に記載の方法。
【０１２３】
付則19：前記取り付けるステップが、前記ACMシャフト上に1つのタービンに連続して機械的に結合された1つの圧縮機を備える3ホイールパックを備える空気サイクル装置（ACM）を取り付けるステップを更に含む、付則17に記載の方法。
【０１２４】
付則20：タービンシャフトに結合された平行なタービンを備える前記バイパス空気流アセンブリと、前記タービンシャフトを前記ACMシャフトに結合して、前記平行な作動経路で前記ACMの前記タービン及び前記バイパス空気流アセンブリの前記タービンを駆動し、かつ機械的エネルギーを前記バイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達する機械的駆動要素とを取り付けるステップを更に含む、付則19に記載の方法。
【０１２５】
付則21：前記取り付けるステップが、再生熱交換器及び逆止弁に結合されたターボ圧縮機アセンブリを備え、すべてが前記ACMに結合されているバイパス空気流アセンブリを取り付けるステップと、前記平行なタービン弁を備えるバイパス空気流調節要素を前記ターボ圧縮機アセンブリに結合するステップとを更に含む、付則19に記載の方法。
【０１２６】
付則22：前記取り付けるステップが、前記ACMシャフト上に連続して機械的に結合された圧縮機、第1のタービン、及び第2のタービンを備える4ホイールパックを備える空気サイクル装置（ACM）を取り付けるステップを更に含む、付則17に記載の方法。
【０１２７】
付則23：前記取り付けるステップが、前記ACMに結合された平行なタービン弁アセンブリを備える、前記バイパス空気流アセンブリを取り付けるステップを更に含み、前記平行なタービン弁アセンブリが、圧縮機バイパス弁、隔離弁、逆止弁、及び平行なタービン弁を備えるバイパス空気流調節要素を備え、前記平行なタービン弁アセンブリが、機械的エネルギーを前記バイパス空気流アセンブリから前記ACMに伝達する、付則22に記載の方法。
【０１２８】
前述の説明及び関連する図面の中で提示された教示の恩恵を有する、この開示に関係する当業者にとって、本開示の多くの修正形態及び他の実施形態に思い当たることであろう。本明細書に記載する実施形態は、例示的であることを意味し、限定又は網羅的であることを意図しない。本明細書では特定の用語が採用されるが、それらは一般的及び説明的な意味でのみ使用され、限定する目的ではない。
【符号の説明】
【０１２９】
10  空気サイクル装置（ACM）パックシステム
10a  ACMパックシステム
10b  ACMパックシステム
10c  ACMパックシステム
10d  ACMパックシステム
10e  ACMパックシステム
11  バイパス空気流アセンブリ
11a  機械的エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ
11b  空気エネルギー伝達バイパス空気流アセンブリ
12  航空機
13  胴体
14  航空機客室
15  内部容積
16  フライトデッキ
18  前方電子機器及び機器ベイ
20  前方貨物室
22  後方貨物室
24  ばら積み貨物室
26  脚格納室
28  ウィングボックス
30  ウィング
32  エンジン
34  ブリード空気システム
36  パックベイ
38  航空機フェアリング
40  航空機空気調和システム
41  入口
42  空気サイクル装置（ACM）
44  パック熱交換器（HX）
46  調節済み空気供給源
47a  流出空気弁
47b  流出空気弁
48a  流出空気
48b  流出空気
50  ブリード空気
52  ブリード空気ダクト
53  空気ダクト
54  制御システム
56  制御装置
57  パワー系統
58  ラム空気システム
60  ラム空気
60a  ラム入口空気
60b  ラム出口空気
62  ラム空気入口
64  ラム空気入口ダクト
66  ラム空気出口ダクト
68  ラム空気出口
70  3ホイールパック、4ホイールパック
72  圧縮機
72a  第1の圧縮機
72b  第2の圧縮機
73  TC圧縮機
74  タービン
74a  第1のタービン
74b  第2のタービン
75  平行なタービン
76  ファン
77  TCタービン
78  シャフト
78a  ACMシャフト
78b  タービンシャフト
78c  TCシャフト
80  機械的駆動要素
80a  機械的シャフト
80b  ギヤ式シャフト
82a  第1の端部
82b  第2の端部
84  平行な作動経路
86  バイパス空気流調節要素
86a  タービン弁
88  PTVバイパスダクト
90  バイパスダクト
92  一次熱交換器
94  二次熱交換器
96  出口空気
98  ダクト
100  圧縮機出口空気
100a  圧縮機出口空気
102  ダクト
104a  ダクト
104b  ダクト
104c  ダクト
106  水分離システム
108  凝縮器熱交換器
110  水回収装置
112a  第1のタービン入口空気
112b  第2のタービン入口空気
114a  第1のタービン出口空気
114b  第2のタービン出口空気
118  タービン弁アセンブリ
120  4ホイールパック
122  圧縮機バイパス弁
124  CBVバイパスダクト
126  PTVバイパスダクト
128  隔離弁
130  ISOVダクト
132  逆止弁
132a  4ホイールパック逆止弁
132b  3ホイールパック逆止弁
134  逆止弁ダクト
136  高高度弁（HAV）
138  高高度弁（HAV）ダクト
144  点
146  点
150  ターボ圧縮機（TC）アセンブリ
152  バイパスダクト
154  バイパスダクト
156  再生熱交換器
158  ダクト
160  ダクト
161  バイパスダクト
162  熱
164  バイパスダクト
166  入口圧力
167  低い入口圧力
168  改良された低い入口圧力での冷却性能
170  抽出されたエネルギー
170a  機械的エネルギー
170b  空気エネルギー
172  バイパス空気流
172a  バイパス空気流
172b  バイパス空気流
250  方法
252  ステップ
254  ステップ
256  ステップ
258  ステップ
300  航空機の製造及び保守点検方法
302  仕様及び設計
304  材料調達
306  構成要素及び部分組立品の製造
308  システム統合
310  認証及び搬送
312  就航中
314  整備及び保守点検
316  航空機
318  機体
320  システム
322  内部
324  推進システム
326  電気システム
328  油圧システム
330  環境システム
【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】
2015113110.tif 000009
【図８】
2015113110.tif 000010
【図９】
2015113110.tif 000011
【図１０】
2015113110.tif 000012
【外国語明細書】
2015113110000001.pdf