(57)【要約】【課題】航空機に及ぼす上記悪影響を最小限にするか、またはほとんど完全に防止するシステムを提供すること。【解決手段】処理空気を生成するためのシステムは、冷却シンクとしての役割を果たすチャネル内に配置される第一の熱交換機を有する第一冷却システムと、第一冷却システムに組み込まれた冷却システムであって、第一熱交換機の上流または下流におけるチャネルに組み込まれた熱交換機を備える冷却システムとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理空気を供給するシステムであって、
第１熱交換機を備える第１冷却システムと、
前記第１冷却システムに組み込まれ、チャネル内で前記第１熱交換機の上流または下流のいずれかに組み込まれた熱交換機を有する組み込み冷却システムと、を有し、
冷却シンクとして働くチャネル内に前記第１熱交換機が配置されるシステム。
【請求項２】
前記組み込み冷却システムは、熱交換機と、対応する制御弁と、制御センサと、処理空気入口吸気管と、処理空気出口管と、を備え、これらが前記第１冷却システムに組み込まれる請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記チャネル内で前記熱交換機を上流側に配置するか、あるいは下流側に配置するかは、前記組み込み冷却システムの冷却性能による請求項１または２記載のシステム。
【請求項４】
前記組み込み冷却システムの前記処理空気入口管は、前記第１冷却システムの前記処理空気入口管から分岐する請求項１から３いずれか記載のシステム。
【請求項５】
前記処理空気入口管の分岐部の上流に配置されて、供給された高温処理空気のオゾンをろ過するオゾンコンバータを有する請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１冷却システムは、既存の空調システム及び既存の換気システムの少なくとも１つである請求項１から５いずれか記載のシステム。
【請求項７】
前記第１冷却システムおよび前記組み込み冷却システムは、液体−空気技術と空気−空気技術のうちの少なくとも１つに基づく請求項１から６いずれか記載のシステム。
【請求項８】
さらに、処理空気用のバイパス管を有する請求項１から７いずれか記載のシステム。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載のシステムの航空機システムにおける使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年８月１０日に出願の米国特許仮出願第６０／６００，２７４号と２００４年８月１０日に出願の独国特許出願第１０  ２００４  ０３８  ８６０．１号との出願日の利益を主張するものであり、これら特許の開示は参照することにより本明細書に組み込むものとする。
【０００２】
本発明は処理空気を生成するシステムに関し、特に、温度制御され、高圧縮された処理空気を航空機内で生成するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
温度制御され、高圧縮された処理空気を航空機内で生成するために、様々なシステムを使用することができる。これらのシステムは、主として、熱交換機、多数の制御弁、ならびに圧力および温度用の制御センサ（前記センサの数量はシステムによって異なる）を有する。
【０００４】
関連する処理空気は、エンジンあるいは航空機補助タービン（ＡＰＵ）のいずれかによってもたらされた高温空気システム（抽気システム）から取り込まれる。
【０００５】
例えば、高温処理空気は、航空機の客室または操縦席に新鮮な空気を供給するために、冷却して低温処理空気とし、かつ圧縮を緩和する必要がある。
【０００６】
既存の空気冷却システム（その熱交換機は空気−空気冷却技術または液体−空気冷却技術に基づく）は、必要な冷却シンクを形成するのにそれら自体のラムエア冷却チャネルを必要とする。
【０００７】
しかし、そうしたラムエア冷却チャネルを設けると、航空機の重量が増し、生産費用が高くなり、さらに保守コストが高くなる。さらに、ラムエア冷却チャネルを設けると、航空機の空気抵抗が増加する恐れがある。外部冷却空気を使用すると、「負の推力」をもたらすモーメント抵抗を生じる。外部冷却空気を「吸入」し、外部冷却空気を「吐出」すると、航空機の周りの空気流全体を乱し、そのことは、航空機の抵抗全体に悪影響をもたらすことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、航空機に及ぼす上記悪影響を最小限にするか、またはほとんど完全に防止するシステムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の典型的な実施形態によるシステムでは、さらなる冷却システムが、既存の設置済み冷却システムの冷却シンクとしての役割をするチャネルに組み込まれる。
【００１０】
組み込んだ冷却システムは、熱交換機、対応する制御弁、制御センサ、処理空気入口管、および処理空気出口管を有し、これらは、組み込んだ冷却システムの処理空気入口管が既存の冷却システムの処理空気入口管から分岐するように既存の冷却システムに組み込まれる。
【００１１】
さらに、組み込み冷却システムの熱交換機は、ラムエア冷却チャネル内で既存の冷却システムにある熱交換機の上流または下流に配置される。組み込む冷却システムの冷却出力が既存の冷却システムの冷却出力より低い場合、組み込む冷却システムの熱交換機は、ラムエア冷却チャネル内で既存の冷却システムにある熱交換機の上流に組み込まれるのが望ましい。既存の冷却システムの冷却出力が組み込む冷却システムの冷却出力より低い場合、そのときは、組み込む冷却システムの熱交換機をラムエア冷却チャネル内で既存の冷却システムの下流にある所定の位置に設置するのが好ましい。
【００１２】
本発明の別の典型的な実施形態によれば、オゾンフィルタ（以降、オゾンコンバータとも呼ぶ）が処理空気入口管内に配置されて、処理空気入口管内のオゾンをろ過する。例えば、既存の冷却システムと組み込む冷却システムに対して一個のオゾンコンバータが用意される。組み込む冷却システムの処理空気入口管を、既存の冷却システムの既存のオゾンコンバータの下流に配置されるように連結することで、組み込む冷却システム用のオゾンコンバータの設置を全く不必要にすることができる。これにより、重量とコストの両方を節減することができる。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、例えば、加圧されない航空機領域に向けた航空機の空調システムまたは換気システムが既存の冷却システムとなる。
【００１４】
本発明によるシステムは、例えば、Ａ３８０機でＯＢＩＧＧＳシステム（機上不活性ガス生成システム）を作動させるのに使用することができる。さらに、Ａ３８０機で酸素療法システムや真水の加圧システムに適用することも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による特有の統合概念、すなわち既存の冷却システムとの統合によって、航空機レベルで重量と余分な作業の節減を達成し、同時に空気抵抗もしくは空気抗力を低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明によるシステムの好ましい実施形態が同封の図１を参照して説明される。
【００１７】
図１は本発明の実施形態による温度を調整され高圧処理されるシステムの概略図である。
【００１８】
システム１は、既存の空気冷却システム２を有する。図１に示す冷却システム２は、いわゆる空気−空気技術に基づいている。代替方法として、液体−空気技術または何らかの他の技術に基づくシステムを使用することも可能である。
【００１９】
空気−空気技術に基づく、典型的な実施形態による冷却システム２は、ラムエア冷却チャネル３を必要とする。ラムエア冷却チャネル３は、ラムエア冷却チャネル入口４およびラムエア冷却チャネル出口５を有する。ラムエア冷却チャネル３は、既存の空気冷却システム２内で必要な冷却シンクを形成し、高温の処理空気を冷却して低温の処理空気にするために使用される。
【００２０】
図１に示すように、冷却システム２は処理空気入口管６を有しており、例えば、エンジンからの高温の処理空気は、その処理空気入口管を経由して冷却システム２に供給される。この高温処理空気は、冷却システム２に含まれる熱交換機（図示せず）と冷却シンクとして働くラムエア冷却チャネル３との手段によって低温処理空気に変換され、対応する送り先でさらに使用するために、冷却した高圧処理空気として、処理空気出口管７を経由して冷却システム２から排出される。
【００２１】
図１に示すように、システム１はさらに（組み込んだ）冷却システム８を有しており、冷却システム８は、熱交換機９と処理空気の量を制御するための制御センサ１０および制御弁１１とを有する。この組み込み冷却システム８は、組み込み冷却システム８の熱交換機９が、好ましい実施形態に従って、冷却システム２のラムエア冷却チャネル３内の上流側に配置されるように既存の冷却システム２に組み込まれる。
【００２２】
さらに、温度制御を行うために迂回する（バイパス）処理空気を制御する制御弁１５が冷却システム８および／または処理空気に対して設けられる。参照番号１６は処理空気用のバイパス管を示す。制御センサ１７は、冷却システム８および／または処理空気の圧力制御および温度制御用に設けられる。
【００２３】
典型的な実施形態によれば、図１に示しているように、組み込み冷却システム８の冷却出力が既存の冷却システム２の冷却出力より低いために、組み込んだ冷却システム８の熱交換機が、ラムエア冷却チャネル内で既存の冷却システム２にある熱交換機（図示せず）の上流に取り付けられていることは重要である。冷却システム２の冷却性能が組み込む冷却システムの冷却性能より劣るならば、そのときは、組み込む冷却システムの熱交換機９は、ラムエア冷却チャネル３内で既存の冷却システム２にある熱交換機の下流に取り付けられる。
【００２４】
図１に示すように、組み込んだ冷却システム８は処理空気入口管１２を含む。処理空気入口管１２を経由して高温処理空気が供給される。冷却システム８の処理空気入口管１２は、例えば、既存の冷却システム２の処理空気入口管６に連結することができる。
【００２５】
組み込み冷却システム８は、温度制御され、高圧縮された低温処理空気を、対応する送り先でさらに使用するために、処理空気出口管１３経由で排出する。
【００２６】
図１に示すように、システム１はさらにオゾンコンバータ１４を含む。前記オゾンコンバータ１４は、例えば、エンジンからの高温処理空気が、処理空気入口管６を経由して既存の冷却システム２に供給され、処理空気入口管１２を経由して組み込み冷却システム８に供給される前に、オゾンフィルタにかけられるように配置することができる。冷却システム２、８によって冷却された低温処理空気が客室および操縦席への新鮮な補給空気として使用される場合に、オゾンコンバータ１４を設けることが必要となることがある。特に、ＯＢＩＧＧＳシステム（図示せず）で使用する場合に、オゾンのない処理空気を供給することが必要になる。さもなければ、空気分離モジュール（図示せず）が損傷を受けることになるからである。
【００２７】
上記では、航空機で使用する本発明の好ましい実施形態を説明したが、冷却シンクとして使用されるチャネルを有する冷却システムがあり、その冷却システムの領域内に本発明によるさらなる冷却システムを組み込むことができる限り、他の領域、例えば、鉄道設備、自動車などにいうまでもなく適用することができる。
【００２８】
さらに、本発明による方法で既存の冷却システム内にさらなる冷却システムを１つ取り付ける（組み込む）だけでなく、さらなる冷却システムを複数取り付ける（組み込む）ことも可能であろう。
【００２９】
図１に示すような本発明の典型的な実施形態によれば、さらなる冷却システムを既存の冷却システムに組み入れることが可能であり、新規の冷却システムは既存のラムエア冷却チャネルに組み込まれるので、乗り物の重量増加を事実上防止することができる。さらに、上記の典型的な実施形態では、さらなるラムエア冷却チャネルを設置する必要がないので、航空機の製造において費用が増加するのを事実上防止することができる。さらに、航空機にさらなるシステムを何ら設置する必要がないので、保守の費用が増加するのを事実上防止することができる。最後に、図１に示すような典型的な実施形態によれば、航空機の空気抵抗または空気抗力の増加を事実上埋め合わせることができる。外部冷却空気がまだ使用されている（モーメント抵抗がまだ発生している）としても、しかし、既存のラムエア冷却チャネルに組み込んだ結果として、外部冷却空気の「吸引」および「吐出」による悪影響を事実上防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の典型的な実施形態によるシステムの概略図を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１  システム
２  既存の冷却システム
３  ラムエア冷却チャネル
４  ラムエア冷却チャネル入口
５  ラムエア冷却チャネル出口
６  処理空気入口管
７  処理空気出口管
８  さらなる冷却システム（組み込まれる冷却システム）
９  組み込まれる冷却システムの熱交換機
１０  第一制御センサ
１１  第一制御バルブ
１２  処理空気入口管
１３  処理空気出口管
１４  オゾンコンバータ
１５  第二制御バルブ
１６  処理空気用バイパスライン
１７  第二制御センサ
【図１】
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【国際調査報告】
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2008509049.tif 000005
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