(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１２）であって、
占有ゾーン（２８）及び循環ゾーン（３０）を有する客室エリア（１８）を備える胴体（１４）と、
前記占有ゾーン（２８）及び前記循環ゾーン（３０）に流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション（２２）と、
前記航空機（１２）に連結された給気システム（４０）であって、
前記胴体（１４）に連結された給気デバイス（５０）、
前記給気デバイス（５０）に流体連通するように連結された給気ダクト（５２）、並びに
前記給気ダクト（５２）に流体連通するように、且つ前記占有ゾーン（２８）及び前記フロアディストリビューションセクション（２２）の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された給気出口（５４）
を含む前記給気システム（４０）と、
前記航空機（１２）に連結された空気循環システム（４２）であって、
前記胴体（１４）に連結された再循環給気デバイス（７０）、
前記再循環給気デバイス（７０）に流体連通するように連結され、且つ前記フロアディストリビューションセクション（２２）に連結された再循環ダクト（７２）、並びに
前記再循環ダクト（７２）に流体連通するように、且つ前記循環ゾーン（３０）及び前記フロアディストリビューションセクション（２２）の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された再循環出口（７４）
を含む前記空気循環システム（４２）と
を備え、
フロアディストリビューションセクション（２２）に位置した混合プレナム（１１０）をさらに備えており、前記混合プレナム（１１０）は、前記給気システム（４０）からの外気団を、前記空気循環システム（４２）からの循環空気団と混合するように構成されている、航空機。
【請求項２】
前記給気出口（５４）が、占有ゾーン（２８）に流体連通するように連結されている、請求項１に記載の航空機。
【請求項３】
前記再循環出口（７４）が循環ゾーン（３０）に流体連通するように連結されている、請求項１又は２に記載の航空機。
【請求項４】
前記給気システム（４０）及び前記循環システム（４２）がフロアディストリビューションセクション（２２）に流体連通するように連結されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項５】
フロアディストリビューションセクション（２２）に連結されたミキサ（１０２）をさらに備えている、請求項４に記載の航空機。
【請求項６】
前記給気ダクト（５０）及び前記再循環ダクト（７２）は、前記混合プレナム（１１０）に流体連通するように連結されており、前記航空機は、
ｉ）前記混合プレナム（１１０）に連結されたミキサ（１０２）及び、前記混合プレナム（１１０）と前記占有ゾーン（２８）とに流体連通するように連結された複数のダクトであって、前記複数のダクトは混合空気団を前記占有ゾーン（２８）に導くように構成されている、複数のダクト、並びに
ｉｉ）前記複数のダクトの少なくとも一つに連結された流量制御デバイス（１３１）
の少なくとも一方をさらに備えている、請求項１に記載の航空機。
【請求項７】
ｉ）前記再循環ダクト（７２）に流体連通するように連結された補助ダクト（１２８）であって、前記補助ダクト（１２８）に流体連通するように連結された流量制御デバイス（１３１）を含む補助ダクト（１２８）、並びに
ｉｉ）貨物ゾーン（２０）、排気ゾーン（３４）、及び前記貨物ゾーン（２０）と前記排気ゾーン（３４）とに流体連通するように連結された空気流デバイス（１３４）
の少なくとも一方をさらに備えている、請求項１に記載の航空機。
【請求項８】
占有ゾーン（２８）、循環ゾーン、及び混合ゾーンに流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション（２２）を有する航空機（１２）の内部の気流を制御する方法であって、
外気を給気システム（４０）へと方向付けることと、
循環空気を空気循環システム（４２）へと方向付けることと、
外気を占有ゾーン（２８）へと導くことと、
循環空気を循環ゾーン（３０）へと導くことと、
外気及び循環空気を前記フロアディストリビューションセクション（２２）内に配置された混合ゾーン内で混合し、混合空気の形成を容易にすることと、
混合空気を空気循環ゾーン（４２）へと導くことと、さらに
ｉ）外気及び循環空気をフロアディストリビューションセクション（２２）へと方向付け、フロアディストリビューションセクション（２２）内で外気と循環空気とを混合すること、及び
ｉｉ）外気及び循環空気を、フロアディストリビューションセクション（２２）内に位置する混合プレナム（１１０）へと方向付け、混合プレナム（１１０）内で外気と循環空気とを混合すること、のうちの少なくとも一つを含む、方法。
【請求項９】
さらに、循環空気を補助ダクト（１２８）へと導くことを含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は環境制御システムに関するものであり、具体的には、外気及び循環空気を航空機に供給するための方法及びシステムに関するものである。
【０００２】
従来、気圧調整された航空機では、フライト中に客室を加圧状態に維持するため、及び客室の温度を制御するために、環境制御システム（「ＥＣＳ」）が使用されている。航空機客室の占有密度は高いので、ＥＣＳの一般的なアプローチは、客室を与圧するためにエンジンから外気を流すことである。このような給気は「抽気」として知られている。いくつかの既知のシステムは、飛行条件下において、このようなダクト抽気を使用し、空調パックを使用して抽気を冷却し、次いで抽気を循環する客室の気流と混合して客室と操縦室とに再供給する。地上では、航空機は、一般的に、客室の空気を与圧するための外気を抽気するために、補助動力装置として知られる小型の圧縮機を運転する。いくつかの既知の航空機では、循環空気の流れにより総気流の約５０％が供給され、外部の抽気により総気流の約５０％が供給される。
【０００３】
具体的には、いくつかの既知の航空機では、客室の与圧及び温度を維持するために、空調パックを介して客室に外気を供給し、再循環ファンにより客室内の空気の一部を再循環させて、許容可能なレベルの体積気流量を航空機の乗客に提供する。多くの場合、再循環ファンは一定速度で運転され、空調パックにより提供される流れを調節することにより、客室への総体積気流量を一定に維持することができる。場合によっては、客室の空気の質を向上させるために、空気循環をフィルタに通す。或いは、航空機は、客室の空気をさらに調節するために、客室の加湿器及び／又は脱湿器を有する。
【０００４】
近年、世界中で、空路による年間旅行者数が増加していることにより、民間航空機での旅行のために、客室空気の質の向上及び燃料の節減に関する関心、規制、及び必要性が強まっている。ＥＣＳにより供給される外気の量が増大すると航空機の燃料効率は低下し、特にＥＣＳが航空機のエンジンからの抽気を使用するときそのような低下が著しい。したがって、飛行中の一乗員当たりの最小流量を要求する政府規制を満たしながら、客室内に流入する外気の量を減らすことが望ましい。さらに、客室内の気流及び空気の質を向上させ、客室内のＣＯ２及び他の汚染物質を低減させ、航空機の熱負荷を低減させ、外気の注入を低減させ、且つ燃料節減を増進するＥＣＳが望まれている。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、航空機が提供される。この航空機は、占有ゾーンと、循環ゾーンと、占有ゾーン及び循環ゾーンに流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクションとを有する胴体を含んでいる。航空機は、胴体に連結された給気デバイスと、外気供給デバイスに流体連通するように連結された給気ダクトと、給気ダクトに流体連通するように、且つ占有ゾーン及びフロアディストリビューションセクションの少なくとも一方に流体連通するように連結された給気出口とを含んでいる。航空機は、さらに、フロアディストリビューションセクションに連結された空気循環システムを含んでいる。空気循環システムは、胴体に連結された再循環給気デバイスと、再循環給気デバイスに流体連通するように連結され、且つフロアディストリビューションセクションと連結された再循環ダクトと、再循環ダクトに流体連通するように、且つ循環ゾーン及びフロアディストリビューションセクションの少なくとも一方に流体連通するように連結された再循環出口とを含んでいる。
【０００６】
別の態様では、航空機に使用される環境制御システムが提供される。この場合、航空機は、占有ゾーン及び循環ゾーンに流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクションを含んでいる。環境制御システムは、航空機に連結された給気デバイスと、給気デバイスに流体連通するように連結された給気ダクトとを有する給気システムを含んでいる。給気システムは、さらに、給気ダクトに流体連通するように、且つ占有ゾーン及びフロアディストリビューションセクションの少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された給気出口を含んでいる。環境制御システムは、航空機に連結された空気循環システムを含んでいる。空気循環システムは、航空機に連結された再循環給気デバイスと、再循環給気デバイスに流体連通するように連結され、且つフロアディストリビューションセクションに連結された再循環ダクトとを含んでいる。空気循環システムは、さらに、再循環ダクトに流体連通するように、且つ循環ゾーン及びフロアディストリビューションセクションの少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された再循環出口を含んでいる。
【０００７】
別の態様では、占有ゾーン、循環ゾーン、及び混合ゾーンに流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクションを有する航空機の内部の気流を制御する方法が提供される。この方法は、外気を給気システムへと方向付けることと、循環空気を空気循環システムへと方向付けることとを含む。方法は、さらに、外気を占有ゾーンへと導くことと、循環空気を循環ゾーンへと導くこととを含む。外気及び循環空気は、混合空気の形成を容易にするために、混合ゾーン内で混合される。この方法は、混合空気を空気循環システムへと導くことを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】航空機に使用可能な例示的環境制御システムのブロック図である。
【図２】航空機と、図１の環境制御システムの例示的給気システムとを示すブロック図である。
【図３】航空機と、図１の環境制御システムの例示的空気循環システムとを示すブロック図である。
【図４】図１に示す航空機のフロアディストリビューションセクションの上面図である。
【図５】図２及び３に示す給気システム及び空気循環システムの例示的な気流を示すブロック図である。
【図６】航空機と、航空機に使用可能な別の例示的環境制御システムとを示すブロック図である。
【図７】図６に示す航空機のフロアディストリビューションセクションの上面図である。
【図８】図７に示すフロアディストリビューションセクションの別の上面図である。
【図９】図７に示すフロアディストリビューションセクションの側方断面図である。
【図１０】図６に示す給気システム及び空気循環システムの例示的な気流を示すブロック図である。
【図１１】航空機と、航空機に使用可能な別の例示的環境制御システムとを示すブロックである。
【図１２】図１１に示す航空機のフロアディストリビューションセクションの上面図である。
【図１３】フロアディストリビューションシステムと、図１１の環境制御システムの例示的混合プレナムとを示す側方断面図である。
【図１４】図１１に示す給気システム及び空気循環システムの例示的な気流を示すブロック図である。
【図１５】航空機と、航空機に使用可能な別の例示的環境制御システムとを示すブロック図である。
【図１６】図１５に示す航空機のフロアディストリビューションセクションの上面図である。
【図１７】図１６に示すフロアディストリビューションセクションの側方断面図である。
【図１８】図１５に示す給気システム及び空気循環システムの例示的な気流を示すブロック図である。
【図１９】航空機の例示的胴体と、胴体内部に配置された例示的気流デバイスとを示す断面図である。
【図２０】航空機の環境を制御する例示的方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に記載される実施形態は、環境システムと、同システムの操作方法に関するものである。具体的には、実施形態は、構造体の占有ゾーン、循環ゾーン、及び混合ゾーンへと外気及び循環空気を供給するシステムに関する。さらに、実施形態は、限定しないが、軍用環境、民間用環境、産業用環境、鉄道用環境、船舶用環境、空力環境、及び消費者環境といった様々な環境に利用される。本明細書に記載される実施形態は、構造体内部の空気の質と、構造体の燃料効率との向上を促す。例示的な実施形態では、構造体には、限定されないが、航空機、宇宙船、打ち上げ用ロケット、水上又は水中船、及び／又は陸上ビークルといったビークルが含まれる。別の構成では、構造体は建造物及び住宅を含むことができる。本明細書に記載される実施形態はビークルに限定されず、さらに、航空ビークルを使用する明細書及び図面は例示に過ぎず、本明細書に記載される実施形態は既存及び／又は新規の航空機に適応でき、安全且つ効率的で利用しやすい環境制御システムを提供する。
【００１０】
図１は、航空機１２内部の気流制御に使用可能な例示的環境制御システム１０のブロック図である。航空機１２は、内部容積１６を有する胴体１４を含む。さらに、胴体１４は、客室エリア１８、貨物エリア２０、及び客室エリア１８と貨物エリア２０との間に位置する床下ディストリビューションセクション２２を含む。この例示的実施形態では、上階２４及び下階２６がフロアディストリビューションセクション２２の位置を画定する。客室エリア１８は、占有ゾーン２８、循環ゾーン３０、混合ゾーン３２、及び排気ゾーン３４を含む。この例示的実施形態では、占有ゾーン２８は、循環ゾーン３０より高いレベルの空気の質を必要とする。好ましい実施形態では、占有ゾーン２８は、乗客が着席する位置（図示しない）を含みうる。例示的な一実施形態では、循環ゾーン３０は、通路（図示しない）又は乗客が着席しない他の容積を含みうる。この例示的実施形態では、混合ゾーン３２は占有ゾーン２８及び循環ゾーン３０に隣接している。混合ゾーン３２は、客室エリア１８から排出される前に占有ゾーン２８及び循環ゾーン３０を流通する空気を混合するように構成されている。環境制御システム１０は、給気システム４０及び空気循環システム４２を含む。給気システム４０は、客室エリア１８に流体連通するように連結されており、外気団４４を内部容積１６に供給するように構成されている。空気循環システム４２は、フロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結されており、内部容積１６内で気団４６を再循環させるように構成されている。
【００１１】
環境制御システム１０は、給気システム４０と空気循環システム４２とに動作可能に連結されたコントローラ４８も含む。コントローラ４８は、給気システム４０及び空気循環システム４２に制御信号を供給することにより、航空機１２内部の様々な位置において、気流に関する種々の規制を満たす選択された供給流量及び選択された再循環流量を提供する。例えば、コントローラ４８は、供給流量及び再循環流量を、選択された連邦航空規則（ＦＡＲ）要件を満たすように、冷却要件を満たすように、乗員の快適性要件を満たすように、煙及び臭いの抑制要件を満たすように、及び／又は種々の汚染物質に対する乗員の暴露を最小化するように、制御することができる。加えて、コントローラ４８は、航空機１２の燃費の良い動作を可能にするように、選択された気流要件を満たすように供給流量及び再循環流量を制御することができる。
【００１２】
図２は、航空機１２と、図１の給気システム４０とを示すブロック図である。給気システム４０は、給気デバイス５０、給気ダクト５２、及び給気出口５４を含む。さらに、給気システム４０は、限定しないが、給気ダクト５２に流体連通するように連結されて、給気デバイス５０と給気出口５４の間に配置されたバルブといった流量制御デバイス５６を含む。図示の実施例では、給気システム４０は、第１エンジン５８と第２エンジン６０、例えばそれぞれ右エンジン及び左エンジンに連結されている。給気システム４０は、単一のエンジンに連結することも、三つ以上のエンジンに連結することもできる。給気システム４０は、エンジン５８、６０と流通連通することなく、胴体１４から抽気する圧縮機（図示しない）に連結することもできる。
【００１３】
外気供給デバイス５０は、客室エリア１８に流体連通するように連結される。給気デバイス５０は、航空機１２の外部から外気団４４を受け取り、その少なくとも一部を、給気ダクト５２及び給気出口５４を介して客室エリア１８に供給するように構成されている。外気供給デバイス５０は、種々の供給流量（例えば、可変の体積流量又は質量流量）で客室エリア１８に供給することができる。外気団４４は、エンジン抽気、例えば、エンジン５８、６０、及び特に航空機１２に付属の、又は航空機１２が担持するエンジン５８、６０の圧縮機セクション（図示しない）から抽出された空気を含むことができる。この例示的実施形態では、給気システム４０は、限定しないが、航空機１２の内部容積１６に供給される外気団４４の温度制御を容易にする空調パックといった温度制御デバイス６２を含むことができる。さらに、給気システム４０は、タービン（図示しない）及び／又は抽気（図示しない）からの熱を外気団４４と交換するように構成された熱交換器（図示しない）を含むことができる。加えて、この例示的実施形態では、給気システム４０は、限定しないが、外気供給デバイス５０を通過する外気団４４の少なくとも一部から汚染物質（例えば、ガス状及び／又は粒子状の汚染物質）を濾過するための一又は複数の濾過要素（図示しない）を含む空気清浄パックといった濾過デバイス６４を含むことができる。さらに、給気システム４０は、ＶＯＣ／Ｏ３コンバータ６６を含むことができる。
【００１４】
外気供給デバイス５０は、湿度制御デバイス（図示しない）を含むことができる。湿度制御デバイスは、外気供給デバイス５０を通過する外気団４４又は外気供給デバイス５０に近接する外気団４４の少なくとも一部に水分を追加すること、外気供給デバイス５０を通過する空気又は外気供給デバイス５０に近接する空気の少なくとも一部から水分を除去すること、乾燥空気を内部容積１６の選択された場所に方向付けること、及び／又は湿り空気を内部容積１６の選択された場所に方向付けることができる。
【００１５】
給気ダクト５２は、外気供給デバイス５０に流体連通するように連結される。給気ダクト５２は、外気供給デバイス５０から内部容積１６へと外気団４４を導くように構成される。給気ダクト５２は、限定しないが、配管及び／又はチャネルといったコンポーネントを含みうる。別の構成では、給気ダクト５２は、環境制御システム１０を本明細書に記載されるように機能させるために使用できる任意のチャネリングデバイスを含むことができる。この例示的実施形態では、供給ダクト５２は、少なくとも貨物エリア２０及びフロアディストリビューションセクション２２の内部に配置される。しかしながら、給気ダクト５２は、本明細書に記載されるように環境制御システム１０を動作させるために、胴体１４のいずれの部分にも配置可能である。
【００１６】
この例示的実施形態では、給気出口５４は、給気ダクト５２と流体連通するように連結され、且つ上階２４に連結されている。具体的には、給気出口５４は、上階２４に連結されて、客室エリア１８と流体連通している。給気出口５４は、給気ダクト５２から占有ゾーン２８、循環ゾーン３０、及び混合ゾーン３２の少なくとも一つへと外気団４４を放出するように構成されているディフューザ６８を含みうる。この例示的実施形態では、給気出口５４は、上階２４に連結されて、占有ゾーン２８と流体連通している。具体的には、給気出口５４は、上階２４と、複数の座席３６のうちの少なくとも一つの座席３６の近くとに連結されている。
【００１７】
給気出口５４は、外気団４４を、占有ゾーン２８に、及び座席３６の周囲及び／又は囲りに放出するように構成される。この例示的実施形態では、給気出口５４は、上階２４と、座席３６下に連結されている。別の構成では、給気出口５４は、胴体の１４の、座席３６の側面に近い場所（図示しない）及び／又は座席３６の上に、流体連通するように連結することができる。給気出口５４は、給気ダクト５２から占有ゾーン２８へと外気団４４を導くような位置及び／又は方向に配置することができる。さらに、給気出口５４は、複数の座席３６の周囲に外気団４４を放出するように配置することができる。給気出口５４のディフューザ６８は、ディフューザ６８から占有ゾーン２８への外気団４４の流れを調整するように構成されたコントローラ４８（図１に示す）に連結することができる。
【００１８】
図３は、航空機１２と、空気循環システム４２とを示すブロック図である。空気循環システム４２は、再循環給気デバイス７０、再循環ダクト７２、及び再循環出口７４を含む。再循環ダクト７２は、再循環給気デバイス７０及び再循環出口７４に流体連通するように連結されている。空気循環システム４２は、さらに、フィルタ７６及び空気清浄器パック７８を含むことができる。さらに、空気循環システム４２は、再循環ダクト７２に連結されて、再循環給気デバイス７０と再循環出口７４の間に配置された熱交換器８０を含むことができる。
【００１９】
再循環給気デバイス７０は、再循環ダクト７２を介してフロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結される。再循環給気デバイス７０は、種々の供給流量（例えば、可変の体積流量又は質量流量）で内部容積１６に循環空気団４６を供給するように構成される。この例示的実施形態では、再循環給気デバイス７０は、客室エリア１８内に存在する空気４６を受け取り、排出ゾーン３４から再循環ダクト７２へと空気４６を導くように構成されている。再循環給気デバイス７０は可変速度再循環ファン（図示しない）を含むことができ、このファンの回転速度は、選択された供給流量（例えば、再循環ファンの回転速度に比例する流量、及び／又は再循環ファンの回転速度に他の方法で関連付けられている流量）を提供するために変更可能である。本明細書において使用する場合、再循環給気デバイス７０は、回転する空気推進要素、例えばブレード付きファン、プロペラ、及び／又はインペラなどを有する任意の再循環デバイスを含むことができる。一実施形態では、空気循環システム４２は、排気ゾーン３４と貨物エリア２０の間の再循環ダクト７２（図１）に連結された再循環給気デバイス７０を含むことができる。
【００２０】
再循環ダクト７２は、再循環給気デバイス７０に流体連通するように、且つフロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように、それぞれ連結される。再循環ダクト７２は、再循環給気デバイス７０からフロアディストリビューションセクション２２及び内部容積１６へと循環空気団４６を導くように構成される。再循環ダクト７２は、限定しないが、配管及び／又はチャネルといったコンポーネントを含みうる。別の構成では、再循環ダクト７２は、環境制御システム１０を本明細書に記載されるように機能させるために使用できる任意のチャネリングデバイスを含むことができる。この例示的実施形態では、再循環ダクト７２は、貨物エリア２０及び排気ゾーン３４の少なくとも一方の内部に配置される。別の構成では、再循環ダクト７２は、本明細書に記載されるように環境制御システム１０を機能させるために、胴体１４のいずれの部分にも配置可能である。
【００２１】
再循環出口７４は、客室エリア１８と流体連通するフロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結される。具体的には、再循環出口７４は、フロアディストリビューションセクション２２から、占有ゾーン２８、循環ゾーン３０、及び混合ゾーン３２の少なくとも一つへと空気４６を放出するように構成されたディフーザ８６を含みうる。この例示的実施形態では、ディフューザ８６は、循環ゾーン３０に流体連通するように連結されている。具体的には、ディフーザ８６は、上階２４と、複数の通路３８のうちの少なくとも一つの通路３８の近くとに連結される。ディフューザ８６は、通路３８及び循環ゾーン３０に循環空気団４６を放出するように構成される。別の構成では、再循環出口７４は、胴体の１４の、座席３８の側面に近い場所（図示しない）及び／又は通路３８の上に連結することができる。再循環出口７４は、再循環ダクト７２から循環ゾーン３０へと循環空気団４６を導くような任意の位置及び／又は方向に配置することができる。再循環出口７４のディフューザ８６は、ディフューザ８６から循環ゾーン３０への循環空気団４６の流れを調整するように構成されたコントローラ４８（図１に示す）に連結することができる。
【００２２】
この例示的実施形態では、再循環ダクト７２は、第１の再循環ダクト８８と第２の再循環ダクト９０を含む。空気循環システム４２は、第１の再循環給気ダクト５２に流体連通するように、且つ第２の再循環給気ダクト５２に流体連通するように、それぞれ連結された制御ダクト９２を含む。制御ダクト９２は、第１の再循環ダクト８８と第２の再循環ダクト９０とを通る循環空気団４６の流れを調節する及び／又は均衡させる、及び／又は第１の再循環ダクト８８と第２の再循環ダクト９０とを通る循環空気４６の温度を調節するように構成される。
【００２３】
図４は、フロアディストリビューションセクション２２の上面図である。複数の給気ダクト５２が、給気システム４０と複数のディフューザ６８とに流体連通するように連結されている。給気システム４０は、外気団４４を、給気ダクト５２中を通ってディフューザ６８から出るように導く。複数の再循環ダクト７２が、空気循環システム４２と複数のディフューザ８６とに流体連通するように連結されている。循環空気システム４２は、循環空気団４６を、再循環ダクト７２中を通ってディフューザ６８から出るように導く。
【００２４】
図５は、給気システム４０及び空気循環システム４２の気流を示すブロック図である。例示的な動作において、外気団４４は外気供給デバイス５０を通るように導かれる。次いで、外気供給デバイス５０は、外気団４４の少なくとも一部を航空機１２の内部容積１６に供給する。具体的には、外気供給デバイス５０は、外気団４４を、給気ダクト５２および、外気団４４を圧縮し、圧縮された外気団４４の少なくとも一部を航空機１２の内部容積１６に供給する空調パック６２を通るように導くように構成される。この例示的実施形態では、外気団４４の少なくとも一部は、エンジン抽気（例えば、航空機１２に付属するか又は担持されるタービンエンジンの圧縮機セクション（図示しない）から抽出された空気）を含むことができる。さらに、外気団４４は、給気ダクト５２を介して濾過デバイス６４及びＶＯＣ／Ｏ３コンバータ６６を通るように導かれる。給気ダクト５２は、給気出口５４のディフューザ６８から占有ゾーン２８へと外気団４４を導くように構成される。給気システム４０は、空気の質のローディング要件を満たすことを容易にするために、外気団４４を占有ゾーン２８へと導くように構成されている。コントローラ４８（図１に示す）は、流量制御デバイス５６及び／又はディフューザ６８に連結されており、流量制御デバイス５６及び／又はディフューザ６８を選択的に開閉することにより、外気供給デバイス５０から給気ダクト５２を通って流入し、給気出口５４から占有ゾーン２８へと流れる外気団４４の流量を制御するように構成されている。
【００２５】
さらに、例示的な動作において、再循環空気団４６は循環給気デバイス７０を通るように導かれる。再循環給気デバイス７０は、内部容積１６の異なる部分内の循環空気団を、様々な供給流量で移動させるように構成されている。具体的には、再循環給気デバイス７０は、循環空気団４６を、再循環ダクト７２と付属のフィルタ７６及び清浄器７８とを通るように導く。循環空気団４６は、次いで、循環空気団４６の温度を調整するように構成された熱交換器８０を通るように導かれる。再循環ダクト７２は、循環空気団４６をフロアディストリビューションセクション２２へと導くように構成されており、循環空気団４６は、そこで再循環出口７４のディフューザ８６によりフロアディストリビューションセクション２２から循環ゾーン３０へと放出される。
【００２６】
次いで、循環空気団４６は、占有ゾーン２８内に存在する外気団４４と混合し、混合ゾーン３２内での混合空気９３の形成を容易にする。再循環給気デバイス７０は、排気ゾーン３４を通って再循環ダクト７２へと戻るように混合空気９３を継続的に導くことにより、混合空気９３の再循環を容易にする。この例示的実施形態では、混合空気９３の一部は、流出量制御デバイス９４（図１に示す）、例えばバルブ、を介して空気循環システム４２から放出される。コントローラ４８（図１に示す）は、流量制御デバイス５６及び／又はディフューザ８６に連結されており、流量制御デバイス５６及び／又はディフューザ８６を選択的に開閉することにより、再循環ダクト７２を通って循環給気デバイス７０から流入し、再循環出口７４から流出する空気循環の流量を制御するように構成されている。この例示的実施形態では、給気システム４４の気流圧及び空気循環システム４６の気流圧が、客室エリア１８内部の圧力より大きいため、外気団４４及び循環空気団４６を客室エリア１８に容易に導くことができ、且つ混合ゾーン３２内で外気団４４と循環空気団４６を容易に混合することができる。
【００２７】
図６は、航空機１２と、別の例示的な環境制御システム９６とを示すブロック図である。図７は、フロアディストリビューションセクション２２の上面図である。環境制御システム９６について、環境制御システム１０のコンポーネント（図１〜５に示す）と同じ又は同様のコンポーネントは、環境制御システム１０（図１〜５に示す）と同じ参照番号で示す。この例示的実施形態では、給気出口５４は、フロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結されている。具体的には、給気ダクト５２は、フロアディストリビューションセクション２２に連結されて、フロアディストリビューションセクション２２と流体連通するフロア入口９８を含んでいる。フロア入口９８は、外気団４４をフロアディストリビューションセクション２２内に放出するように構成されている。さらに、この例示的実施形態では、再循環ダクト７２は、フロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結されている。具体的には、再循環ダクト７２は、下階２６に連結されて、フロアディストリビューションセクション２２と流体連通するフロア入口１００を含んでいる。フロア入口１００は、循環空気団４６をフロアディストリビューションセクション２２内に放出するように構成されている。
【００２８】
図８は、フロアディストリビューションセクション２２の別の上面図である。フロアディストリビューションセクション２２は、上階２４と下階２６（図６に示す）の間に配置された複数のミキサ１０２を含む。各ミキサ１０２は、外気団４４を、フロアディストリビューションセクション２２内に存在する循環空気団４６と混合し、混合空気１０４の形成を容易にする。この例示的実施形態では、ミキサ１０２は、限定しないが、ベーン、フィン、及びカラムといった構成を含んでいる。環境制御システム１０を本明細書に記載されるように動作させる、外気団４４を循環空気団４６と混合するいずれの構成も使用可能である。この例示的実施形態では、ミキサ１０２は、フロアディストリビューションセクション２２内において、反復するパターンで互いにずれて位置している。別の構成では、ミキサ１０２は、フロアディストリビューションセクション２２内において非反復パターンで配置することができる。環境制御システム９６を本明細書に記載されるように動作させる、ミキサ１０２のいずれの方向、パターン、及び構成も使用可能である。
【００２９】
図９は、フロアディストリビューションセクション２２と、フロアディストリビューションセクション２２に連結されたディフューザ１０６とを示す側方断面図である。環境制御システム９６は、フロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように、且つ客室エリア１８に流体連通するように、それぞれ連結されている。ディフューザ１０６は、占有ゾーン２８、循環ゾーン３０、及び混合ゾーン３２（図６に示す）の少なくとも一つに混合空気１０４を放出するように構成される。この例示的実施形態では、ディフューザ１０６は、占有ゾーン２８に流体連通するように連結されている。具体的には、ディフューザ１０６は、上階２４と、複数の座席３６のうちの少なくとも一つの座席３６の近くとに連結される。ディフューザ１０６は、占有ゾーン２８と、少なくとも一つの座席３６の周囲及び／又は周りに混合空気１０４を放出するように構成されている。この例示的実施形態では、ディフューザ１０６は、上階２４と、少なくとも一つの座席３６の下とに連結されている。別の構成では、ディフューザ１０６は、上階２４及び／又は客室エリア１８に対して、環境制御システム９６を本明細書に記載されるように動作させるいずれの位置及び／又は方向にも位置することができる。
【００３０】
図１０は、図６に示す給気システム４０及び空気循環システム４２の例示的な気流を示すブロック図である。例示的な動作において、外気団４４は外気供給デバイス５０を通るように導かれる。次いで、外気供給デバイス５０は、外気団４４の少なくとも一部を内部容積１６に供給する。具体的には、外気供給デバイス５０は、外気団４４を、給気ダクト５２および、外気団４４を圧縮し、圧縮された外気団４４の少なくとも一部を内部容積１６に供給する空調パック６２を通るように導くよう構成される。この例示的実施形態では、外気団４４の少なくとも一部は、エンジン抽気（例えば、航空機１２に付属するか又は担持されるタービンエンジンの圧縮機セクション（図示しない）から抽出された空気）を含むことができる。さらに、外気団４４は、濾過デバイス６４及びＶＯＣ／Ｏ３コンバータ６６を通るように導かれる。外気供給デバイス５０は、外気団４４を、給気ダクト５２及び入口９８（図６に示す）を通して、入口９８からフロアディストリビューションセクション２２へと導くように構成されている。
【００３１】
さらに、例示的な動作において、循環空気団４６は再循環給気デバイス７０を通るように導かれる。具体的には、再循環給気デバイス７０は、循環空気団４６を、再循環ダクト７２と付属のフィルタ７６及び清浄器７８とを通るように導く。循環空気団４６は、次いで、循環空気団４６の温度を調整するように構成された熱交換器８０を通るように導かれる。再循環ダクト７２は、循環空気団４６を入口１００からフロアディストリビューションセクション２２に導くように構成されている。フロアディストリビューションセクション２２は、外気団４４と循環空気団４６の混合を容易にするように構成されている。具体的には、フロアディストリビューションセクション２２は、混合空気１０４を形成するために、外気団４４と循環空気団４６の混合を容易にするように構成されている。混合空気１０４は、ディフューザ１０６を通って占有ゾーン２８へ導かれる。次いで、混合空気１０４は、占有ゾーン２８内に存在する外気団４４と混合する。再循環給気デバイス７０は、排気ゾーン３４を通って再循環ダクト７２へと戻るように混合空気１０４を継続的に導くことにより、混合空気１０４の再循環を容易にする。この例示的実施形態では、循環空気団４６の一部は、流出量制御デバイス９４（図６に示す）を介して空気循環システム４２から放出される。この例示的実施形態では、給気システム４４の気流圧及び空気循環システム４６の気流圧が、フロアディストリビューションセクション２２内部の圧力より大きいため、外気団４４及び循環空気団４６をフロアディストリビューションセクション２２に容易に導くことができ、且つフロアディストリビューションセクション２２内で外気団４４と循環空気団４６を容易に混合することができる。
【００３２】
図１１は、航空機１２と、別の例示的な環境制御システム１０８とを示すブロック図である。図１２は、図１１に示すフロアディストリビューションセクション２２の上面図である。図１３は、フロアディストリビューションセクション２２と、環境制御システム１０８の混合プレナム１１０とを示す側方断面図である。環境制御システム１０８について、環境制御システム１０のコンポーネント（図６〜１０に示す）と同じ又は同様のコンポーネントは、環境制御システム１０（図６〜１０に示す）と同じ参照番号で示されている。この例示的実施形態では、環境制御システム１０８は、フロアディストリビューションセクション２２内部に配置された混合プレナム１１０を含む。混合プレナム１１０は、頂壁１１２、底壁１１４、及び頂壁１１２と底壁１１４の間に配置された側壁１１６を含む。頂壁１１２、底壁１１４、及び側壁１１６は、それらの内部に閉じた空洞１１８を画定するように構成されている。
【００３３】
この例示的実施形態では、給気ダクト５２は、混合プレナム１１０に流体連通するように連結されている。具体的には、給気ダクト５２は、底壁１１４に連結されて、空洞１１８と流体連通するプレナム入口１２０を含んでいる。プレナム入口１２０は、外気団４４を空洞１１８内に放出するように構成されている。この例示的実施形態では、再循環ダクト７２は、混合プレナム１１０に流体連通するように連結されている。具体的には、再循環ダクト７２は、底壁１１４に連結されて、空洞１１８と流体連通するプレナム入口１２２を含んでいる。プレナム入口１２２は、循環空気団４６を空洞１１８内に放出するように構成されている。
【００３４】
混合プレナム１１０は、頂壁１１２と底壁１１４の間に配置された複数の混合ミキサ１０２を含む。各ミキサ１０２は、混合空気１０４の形成を容易にするために、外気団４４を空洞１１８内に存在する循環空気団４６と混合するように構成されている。この例示的実施形態では、ミキサ１０２は、限定しないが、ベーン、フィン、及びカラムといった構成を含む。環境制御システム１０８を本明細書に記載されるように動作させる、外気団４４を循環空気団４６と混合するいずれの構成も使用可能である。この例示的実施形態では、ミキサ１０２は、混合プレナム１１０内において、反復するパターンで互いにずれて位置している。別の構成では、ミキサ１０２は、混合プレナム１１０内に非反復パターンで配置することができる。環境制御システム１０８を本明細書に記載されるように動作させる、ミキサ１０２のいずれの方向、パターン、及び構成も使用可能である。
【００３５】
環境制御システム１０８は、混合プレナム１１０に連結して、空洞１１８及び客室エリア１８と流体連通するディフューザ１０６を含む。この例示的実施形態では、混合プレナム１１０は、各ディフューザ１０６に流体連通するように連結された複数の出口ダクト１２４を含む。ダクト１２４は、空洞１１８からの混合空気１０４をディフューザ１０６に導くように構成されている。ディフューザ１０６は、占有ゾーン２８、循環ゾーン３０、及び混合ゾーン３２の少なくとも一つに混合空気１０４を放出するように構成されている。この例示的実施形態では、ディフューザ１０６は、占有ゾーン２８に流体連通するように連結されている。具体的には、ディフーザ１０６は、頂壁１１２と、複数の座席３６のうちの少なくとも一つの座席３６の近くに連結される。ディフューザ１０６は、占有ゾーン２８と、座席３６の周囲及び／又は周りに混合空気１０４を放出するように構成されている。この例示的実施形態では、ディフューザ１０６は、上階２４と、座席３６下に連結されている。
【００３６】
図１４は、図１１に示す給気システム４０及び空気循環システム４２の例示的な気流を示すブロック図である。例示的な動作において、外気団４４は外気供給デバイス５０を通るように導かれる。次いで、外気供給デバイス５０は、外気団４４の少なくとも一部を内部容積１６に供給する。具体的には、外気供給デバイス５０は、外気団４４を、給気ダクト５２および、外気団４４を圧縮し、圧縮された外気団４４の少なくとも一部を内部容積１６に供給する空調パック６２を通るように導くよう構成される。この例示的実施形態では、外気団４４の少なくとも一部は、エンジン抽気（例えば、航空機１２に付属するか又は担持されるタービンエンジンの圧縮機セクション（図示しない）から抽出された空気）を含むことができる。さらに、外気団４４は、濾過デバイス６４及びＶＯＣ／Ｏ３コンバータ６６を通るように導かれる。外気供給システム５０は、外気団４４を、給気ダクト５２及びプレナム入口１２０へと導くように構成されている。外気団４４は、次いで混合プレナム１１０の空洞１１８内へと導かれる。
【００３７】
さらに、循環空気団４６は再循環給気デバイス７０を通るように導かれる。具体的には、再循環給気デバイス７０は、循環空気団４６を、再循環ダクト７２と付属のフィルタ７６及び清浄器７８とを通るように導く。循環空気団４６は、次いで、循環空気団４６の温度を調整するように構成された熱交換器８０を通るように導かれる。再循環ダクト７２は、循環空気団４６を、入口１２２から混合プレナム１１０の空洞１１８内に導くように構成されている。空洞１１８及びミキサ１０２は、外気団４４と循環空気団４６の混合を容易にするように構成されている。具体的には、空洞１１８は、混合空気１０４を形成するために、外気団４４と循環空気団４６の混合を容易にするように構成されている。混合空気１０４は、ディフューザ１０６を通って占有ゾーン２８へ導かれる。再循環給気デバイス７０は、排気ゾーン３４を通って再循環ダクト７２へと戻るように混合空気１０４を継続的に導くことにより、混合空気１０４の再循環を容易にする。この例示的実施形態では、循環空気団４６の一部は、流出量制御デバイス９４（図１１に示す）、例えばバルブ、を介して空気循環システム４２から放出される。この例示的実施形態では、給気システム４４の気流圧及び空気循環システム４６の気流圧が混合プレナム１１０内部の圧力より大きいため、外気団４４及び循環空気団４６を混合プレナム１１０に容易に導くことができ、且つ混合ゾーン１１０内で外気団４４と循環空気団４６を容易に混合することができる。
【００３８】
図１５は、航空機１２と、別の例示的な環境制御システム１２６とを示すブロック図である。図１６は、図１５に示すフロアディストリビューションセクション２２の上面図である。図１７は、図１５に示すフロアディストリビューションセクション２２の側方断面図である。環境制御システム１２６について、環境制御システム１０８のコンポーネント（図１１〜１４に示す）と同じ又は同様のコンポーネントは、環境制御システム１０８（図１１〜１４に示す）と同じ参照番号で示されている。この例示的実施形態では、環境制御システム１２６は、貨物ゾーン２０又は貨物エリア２０とフロアディストリビューションセクション２２との間で再循環ダクト７２に流体連通するように連結された補助ダクト１２８を含んでいる。具体的には、補助ダクト１２８は、熱交換器８０と混合プレナム１１０の間で再循環ダクト７２に連結する。さらに、補助ダクト１２８は、限定しないが、サービスエリアといった内部容積１６内の補助位置１３０に流体連通するように連結される。環境制御システム１２６は、例えば、可変空気量バルブのような流量制御デバイス１３１を含む。
【００３９】
図１８は、図１５に示す給気システム及び空気循環システムの例示的な気流を示すブロック図である。コントローラ４８（図１に示す）は、流量制御デバイス１３１に連結されており、流量制御デバイス１３１を選択的に開閉することにより、再循環ダクト７２から補助ダクト２８を通って補助位置１３０へと流れる空気循環の流量を制御するように構成されている。流量制御デバイス１３１は、少なくとも内部容積１６の熱負荷及び飛行条件に基づいて、補助ダクト１２８へ流入する循環空気団４６の速度を制御するように構成されている。さらに、給気システム４０は外気団４４を混合プレナム１１０へと導くように構成されており、空気循環システム４２は、上述のように混合空気１０４の形成を容易にするために、循環空気団４６を混合プレナム１１０へと導くように構成されている。
【００４０】
図１９は、胴体１４と、胴体１４の内部に配置された別の環境制御システム１３２との断面図である。環境制御システム１３２は、排気ゾーン３４及び貨物エリア２０に流体連通するように連結された少なくとも一つの空気流デバイス１３４を含み、この空気流デバイス１３４には少なくとも一つのファン１３６が連結されている。この例示的実施形態では、空気流デバイス１３４には、限定されないが、パイプ、ダクト、及び／又はベントといったチャネル構造が含まれる。空気流デバイス１３４及びファン１３６は、客室エリア１８、貨物エリア２０、及び排気ゾーン３４の間での圧力差の制御を容易にするように構成されている。具体的には、空気流デバイス１３４及びファン１３６は、客室エリア１８から排気ゾーン３４及び貨物エリア２０への循環空気団４６の流れを制御するように構成されている。機内減圧は稀な事象であるが、本明細書に開示される環境制御システム１０、９６、１０８、及び１２６は、未検出の金属疲労により胴体に小さな穴が開いて空中でビークルの外板（図示しない）の一部が失われることにより生じうる客室内の減圧に対処するように構成された環境制御システム１３２を含むことができる。
【００４１】
図２０は、占有ゾーン及び循環ゾーン（例えば、占有ゾーン２８及び循環ゾーン３０）（図１に示す）に流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクションを有する航空機１２の内部容積１６を環境面で制御する例示的方法２０００のフロー図である。方法は、外気（例えば、外気団４４）を、給気システム（例えば、給気システム４０）（図２に示す）に方向付けること２０１０を含む。さらに、循環空気（例えば、循環空気団４６）は、空気循環システム（例えば、空気循環システム４２）（図３に示す）に方向付けられる２０２０。方法２０００は、外気を占有ゾーンへと導くこと２０３０と、循環空気を循環ゾーンへと導くこと２０４０とを含む。さらに、方法２０００は、外気と循環空気とを混合ゾーン内で混合することにより、混合空気（例えば、混合空気１０４）（図５に示す）の生成を容易にすること２０５０を含む。方法は、混合空気を空気循環システムへと導くこと２０６０を含む。
【００４２】
図面及び明細書において、一態様により航空機１２が開示されており、この航空機は、占有ゾーン２８及び循環ゾーン３０を有する客室エリア１８を含む胴体１４と、前記占有ゾーン２８及び前記循環ゾーン３０に流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション２２と、前記航空機１２に連結された給気システム４０であって、前記胴体１４に連結された給気デバイス５０、前記給気デバイス５０に流体連通するように連結された給気ダクト５２、並びに前記給気ダクト５２に流体連通するように、且つ前記占有ゾーン２８及び前記フロアディストリビューションセクション２２の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された給気出口５４を含む前記給気システム４０と、前記航空機１２に連結された空気循環システム４２であって、前記胴体１４に連結された再循環給気デバイス７０、前記再循環給気デバイス７０に流体連通するように連結され、且つ前記フロアディストリビューション２２に連結された再循環ダクト７２、並びに前記再循環ダクト７２に流体連通するように、且つ前記循環ゾーン３０及び前記フロアディストリビューションセクション２２の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された再循環出口７４を含む空気循環システム４２とを備えている。
【００４３】
一変形例による航空機では、前記給気出口５４は、占有ゾーン２８に流体連通するように連結されている。別の変形例による航空機では、前記再循環出口７４は、循環ゾーン３０に流体連通するように連結されている。また別の変形例による航空機では、前記給気システム４０及び前記循環システム４２は、フロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結されている。また別の変形例では、航空機は、フロアディストリビューションセクション２２に連結されたミキサ１０２をさらに含む。また別の変形例では、航空機は、フロアディストリビューションセクション２２に連結された混合プレナム１１０をさらに含み、前記混合プレナム１１０は、前記給気システム４０からの外気団を、前記空気循環システム４２からの循環空気団と混合するように構成されている。
【００４４】
一実施例では、航空機は、前記混合プレナム１１８に連結されたミキサ１０２をさらに含む。別の実施例による航空機では、前記給気ダクト５０及び前記再循環ダクト７２は、前記混合プレナム１１０に流体連通するように連結されている。また別の実施例では、航空機は、前記混合プレナム１１０と前記占有ゾーン２８とに流体連通するように連結された複数のダクトをさらに含み、前記複数のダクトは混合空気団を前記占有ゾーン２８に導くように構成されている。また別の実施例では、航空機は、前記複数のダクトの少なくとも一つに連結された流量制御デバイス１３１をさらに含む。
【００４５】
一の事例では、航空機は、前記再循環ダクト７２に流体連通するように連結された補助ダクト１２８をさらに含み、前記補助ダクト１２８には流量制御デバイス１３１が流体連通するように連結されている。別の事例では、航空機１２は、さらに、貨物ゾーン２０と、排気ゾーン３４と、前記貨物ゾーン２０及び前記排気ゾーン３４に流体連通するように連結された空気流デバイス１３４とを含む。
【００４６】
一態様により、占有ゾーン２８及び循環ゾーン３０に流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション２２を有する航空機１２に使用される環境制御システム１３２が開示されており、前記環境制御システム１２６は、航空機１２に連結された給気システム４０であって、航空機１２に連結された給気デバイス５０、前記給気デバイス５０に流体連通するように連結された給気ダクト５２、並びに前記給気ダクト５２に流体連通するように、且つ占有ゾーン２８及びフロアディストリビューションセクション２２の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された給気出口５４を含む前記給気システム４０と、航空機１２に連結された空気循環システム４２であって、前記胴体１２に連結された再循環給気デバイス７０、前記再循環給気デバイス７０に流体連通するように連結され、且つ前記フロアディストリビューション２２に連結された再循環ダクト７２、並びに前記再循環ダクト７２に流体連通するように、且つ循環ゾーン３０及びフロアディストリビューションセクション２２の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された再循環出口７４を含む空気循環システム４２とを備えている。
【００４７】
一変形例では、環境制御システム１３２は、さらに、前記再循環ダクト７２に連結された熱変換機を備えている。別の変形例では、環境制御システム１３２は、前記給気システム４０と前記空気循環システム４２とに動作可能に連結されたコントローラをさらに含む。また別の変形例による環境制御システム１３２では、前記給気出口５４は占有ゾーン２８に流体連通するように連結されており、前記再循環出口３４は循環ゾーン３０に流体連通するように連結されている。また別の変形例による環境制御システム１３２では、前記給気システム４０及び前記循環システム４２は、フロアディストリビューションセクション２２に流体連通するように連結されている。
【００４８】
一実施例では、環境制御システム１３２は、フロアディストリビューションセクション２２に連結された混合プレナム１１０をさらに含み、前記混合プレナム１１０は、前記給気システム４０からの外気団を、前記空気循環システム４２からの循環空気団と混合するように構成されている。別の実施例では、環境制御システム１３２は、前記混合プレナム１１０と前記占有ゾーン２８とに流体連通するように連結された複数のダクトをさらに含み、前記複数のダクトは混合空気団を前記占有ゾーン２８に導くように構成されている。
【００４９】
一態様では、占有ゾーン２８、循環ゾーン、及び混合ゾーンに流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション２２を有する航空機内部の気流を制御する方法が提供される。この方法は、外気団を給気システム４０へと方向付けることと、循環空気を空気循環システム４２へと方向付けることと、外気団を占有ゾーン２８へと導くことと、循環空気を循環ゾーン３０へと導くことと、外気及び循環空気を混合ゾーン内で混合することにより混合空気の形成を容易にすることと、混合空気を空気循環システム４２へと導くこととを含む。
【００５０】
一変形例では、方法は、外気及び循環空気をフロアディストリビューションセクション２２へと方向付けることをさらに含む。別の変形例では、方法は、外気及び循環空気をフロアディストリビューションセクション２２内で混合することをさらに含む。また別の変形例では、方法は、外気及び循環空気を、フロアディストリビューションセクション２２内に位置する混合プレナム１１０へと方向付けることと、外気及び循環空気を混合プレナム１１０内で混合することとをさらに含む。一実施例では、方法は、循環空気を補助ダクト１２８へと導くことをさらに含む。
【００５１】
本明細書に開示される実施形態の場合、外気は、航空規則に準拠する流量で占有ゾーン内に位置する乗客用座席の周りに供給される。例示的実施形態では、乗客近傍の空気の流量は、限定しないが、約０．３５ポンド／人／分〜約０．７５ポンド／人／分、一座席当たり約７立方フィート／分〜約１０立方フィート／分、出口速度約０．３フィート／秒〜約１．８フィート／秒（約０．１ｍ／秒〜約０．５５ｍ／秒）、温度約華氏６０°〜約華氏８０°＋／−華氏５°、及び湿度約１０％〜２０％といったパラメータを含む。具体的には、一実施形態では、空気の流量は、限定しないが、０．５５ポンド／人／分、温度約華氏７５°、出口速度約０．６６フィート／秒（０．２ｍ／秒）未満、及び湿度約１０％〜約２０％といったパラメータを含む。出口及びディフューザの大きさ及び位置は、異なる気流速度に合わせて調節可能である。さらに、出口は、内部容積内での大きな温度差及びドラフトを最小化及び／又は排除するように構成されている。開示される実施形態の場合、空気循環システムは、フロアディストリビューションセクション及び／又は貨物エリア内のコンポーネント（例えば、給電線）からの熱負荷を除去するように構成されている。本明細書に開示される実施形態は、煙の侵入を最小化及び／又は排除するように構成されている。具体的には、本明細書に開示される実施形態は、煙が存在する場合に煙を貨物エリア内に維持し易くするために、客室の圧力を貨物室の圧力より高く維持するように構成されている。本明細書に開示される実施形態は、客室エリアへの煙の侵入を低減及び／又は排除し易くするために、圧力差を監視して、圧力差に基づいて客室／貨物室の空気流量を制御及び／又は調節する煙及び／又は圧力センサを含んでいる。本明細書に開示される実施形態は、熱交換器によっても、熱交換器なしでも、動作することができる。
【００５２】
さらに、本明細書に開示される実施形態の場合、外気供給デバイス及び空気循環デバイスは、信号経路（図示しない）を介してコントローラに動作可能に連結される。コントローラは、複数のコンポーネント間に分散させることができ、コンピュータ又は演算システム、機械的デバイス、及び／又は電子機械的デバイスなどの一部を含むことができる。選択された実施形態では、コントローラは、動作条件／検討事項に基づいて、必要な供給流量及び／又は循環流量を決定する命令によりプログラムすることができる。この場合、コントローラは、給気システム及び／又は空気循環システムに対して、少なくとも概ね決定された供給流量及び／又は循環流量をそれぞれ提供するように命令することができる。加えて、コントローラは、動作条件が変化するとき、供給流量及び／又は循環流量を変更することができる。
【００５３】
コントローラは、信号経路（図示しない）を介して流量制御デバイスに動作可能に連結することもでき、ビークルが上昇及び下降する際の与圧を制御するように、供給流量及び流量制御デバイスを制御することができる。流量制御デバイスは、ビークルからの排気の放出を制御するように構成することができる。コントローラは、ビークル内部において選択された圧力及び／又はビークルの内部と外部の間の選択された圧力差を供給するように、供給流量（例えば、ビークルの内部に進入する外気）及び流量制御デバイスを制御することができる。
【００５４】
本明細書に記載の実施形態では、コントローラは、ビークル上で運搬されるビークル占有者の数に基づいて供給流量を変更することができる。例えば、政府規則は、飛行中の、乗員一人あたりの最小外気流量を定めている可能性がある。また別の実施形態では、適切な熱制御、適切な設備冷却、適切な貨物室排気、適切なラバトリー排気、適切なギャレー排気、及び／又は発煙事象の際の適切な煙抑制／脱出を確実に行うために供給流量を変更することができる。コントローラは、格納された情報、感知された情報、オペレータによって供給された情報、及び／又はデータリンクにより供給された情報を使用して流量要件を決定することができる。
【００５５】
具体的には、コントローラは、供給流量の変更に応じて、及び／又は上述したものに類似の種々の動作条件／検討事項に基づいて、再循環流量を変更することができる。例えば、例示的な実施形態では、コントローラは、選択された位置における総流量（例えば、体積流量又は質量流量）が少なくとも概ね一定に保たれるように、供給流量が増加又は減少するとき再循環流量を変更することができる。空気循環デバイスが種々の可変速度再循環ファンを含む特定の実施形態では、コントローラは、少なくとも概ね、所望の再循環流量を供給するように、再循環ファンの回転速度を決定し、それに従って再循環ファンの回転速度を制御／命令することができる。選択された実施形態では、このようなフィーチャは、外気要件を低下させることができるので、ビークルの燃料経済性が上昇すると同時に、再循環流量の増大により所望の客室内流量が維持される。例えば、コントローラは、飛行の選択されたフェーズの間、及び／又は選択された高度を上回るとき、燃料経済性を向上させるために、供給流量を低減させ、再循環流量を増大させることができる。
【００５６】
例示的な実施形態では、環境制御システムは、ビークル内部の空気に関連付けられる種々の特徴を感知するように構成されたセンサ（図示しない）を含む。例えば、センサは、空気圧、空気流量（例えば、体積流量及び／又は質量流量）、空気温度、空気湿度、及び／又は空気伝播汚染物質（例えば、粒子状汚染物質、ガス状汚染物質、生元素、及び／又は化学元素）を感知するように構成することができる。
【００５７】
例示的実施形態では、コントローラは、センサによって感知された一又は複数の特徴に応じて供給流量及び／又は再循環流量を調節するように構成することができる。例えば、選択された実施形態では、選択された汚染物質（例えば、ＣＯ及び／又はＣＯ２）が選択された濃度に到達又はそのような濃度を上回ったことをセンサが検出した場合に、コントローラは、内部の汚染物質濃度を低下させるために、供給流量（例えば、ビークルの内部に進入する外気）を増大させることができる。他の実施形態では、コントローラは供給流量を減少させ、操縦室又はＶＯＣ／Ｏ３コンバータのメンテナンスステーションに信号を送信して、ビークルの内部で過剰なＯ３が感知されるかチェックし、Ｏ３の濃度を低下させることができる。また別の実施形態では、特定の発煙条件が生じた場合には、ビークル内部から煙を排出するために、コントローラは、供給流量を増大させ、流量制御デバイスを通る排気の放出量を増大させ、且つ空気循環流を低減又は停止させることができる。また別の実施形態では、コントローラは、エレクトロニクスベイの位置及び／又は選択された電子コンポーネントにおいて過剰な温度が感知される場合に、設備冷却を強化するために、供給流量を増大させることができる。また別の実施形態では、コントローラは、供給流量と循環流量の組み合わせを使用して、ビークル内部の温度制御及び／又は与圧制御を助けることができる。
【００５８】
民間航空機の熱負荷（冷却／加熱負荷）は、飛行条件及び地上条件毎に、動的に変化する。熱負荷には、胴体、照明、占有者、エレクトロニクスベイ、ＩＦＥ及び他の電気デバイスを通る周囲空気による加熱負荷又は冷却負荷が含まれる。快適な客室環境を維持するために、本明細書に記載される実施形態は、これらの熱負荷を除去するように構成されている。
【００５９】
環境制御のためのシステム及び方法の例示的実施形態について、上記に詳細に記載した。このシステム及び方法は、本明細書に記載されている具体的な実施形態に限定されることはなく、むしろ、システムのコンポーネント及び／又は方法のステップは、本明細書に記載されている他のコンポーネント及び／又はステップから分離されて独立に使用可能である。各コンポーネント及び各方法ステップは、他のコンポーネント及び／又は方法ステップと組み合わせて使用することもできる。種々の実施形態の具体的なフィーチャが一部の図面には示されて他の図面には示されないことがあるが、このような図解は便宜的に行われているにすぎない。図面の任意のフィーチャは、他の任意の図面の任意のフィーチャと組み合わせて参照及び／又は特許請求されることがある。
【００６０】
ここに記載した説明では、ベストモードを含む本発明を開示し、且つ当業者が任意の機器や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施を含め、本発明を実行することを可能にするために実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義されており、当業者に想到される他の実施例も含みうる。このような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から逸脱しない構成要素を有する場合、あるいは、それらが特許請求の範囲の文言とのわずかな相違を有する均等な構成要素を含んでいる場合は、特許請求の範囲の範囲内に含まれる。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
航空機（１２）であって、
占有ゾーン（２８）及び循環ゾーン（３０）を有する客室エリア（１８）を備える胴体（１４）と、
前記占有ゾーン（２８）及び前記循環ゾーン（３０）に流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション（２２）と、
前記航空機（１２）に連結された給気システム（４０）であって、
前記胴体（１４）に連結された給気デバイス（５０）、
前記給気デバイス（５０）に流体連通するように連結された給気ダクト（５２）、並びに
前記給気ダクト（５２）に流体連通するように、且つ前記占有ゾーン（２８）及び前記フロアディストリビューションセクション（２２）の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された給気出口（５４）
を含む前記給気システム（４０）と、
前記航空機（１２）に連結された空気循環システム（４２）であって、
前記胴体（１４）に連結された再循環給気デバイス（７０）、
前記再循環給気デバイス（７０）に流体連通するように連結され、且つ前記フロアディストリビューションセクション（２２）に連結された再循環ダクト（７２）、並びに
前記再循環ダクト（７２）に流体連通するように、且つ前記循環ゾーン（３０）及び前記フロアディストリビューションセクション（２２）の少なくとも一方に流体連通するように、それぞれ連結された再循環出口（７４）
を含む前記空気循環システム（４２）と
を備える航空機。
（態様２）
前記給気出口（５４）が、占有ゾーン（２８）に流体連通するように連結されている、態様１に記載の航空機。
（態様３）
前記再循環出口（７４）が循環ゾーン（３０）に流体連通するように連結されている、態様１又は２に記載の航空機。
（態様４）
前記給気システム（４０）及び前記循環システム（４２）がフロアディストリビューションセクション（２２）に流体連通するように連結されている、態様１ないし３のいずれか一項に記載の航空機。
（態様５）
フロアディストリビューションセクション（２２）に連結されたミキサ（１０２）をさらに備えている、態様４に記載の航空機。
（態様６）
フロアディストリビューションセクション（２２）に連結された混合プレナム（１１０）をさらに備えており、前記混合プレナム（１１０）は、前記給気システム（４０）からの外気団を、前記空気循環システム（４２）からの循環空気団と混合するように構成されている、態様１ないし５のいずれか一項に記載の航空機。
（態様７）
前記給気ダクト（５０）及び前記再循環ダクト（７２）は、前記混合プレナム（１１０）に流体連通するように連結されており、前記航空機は、
ｉ）前記混合プレナム（１１０）に連結されたミキサ（１０２）及び、前記混合プレナム（１１０）と前記占有ゾーン（２８）とに流体連通するように連結された複数のダクトであって、前記複数のダクトは混合空気団を前記占有ゾーン（２８）に導くように構成されている、複数のダクト、並びに
ｉｉ）前記複数のダクトの少なくとも一つに連結された流量制御デバイス（１３１）の少なくとも一方をさらに備えている、態様６に記載の航空機。
（態様８）
ｉ）前記再循環ダクト（７２）に流体連通するように連結された補助ダクト（１２８）であって、前記補助ダクト（１２８）に流体連通するように連結された流量制御デバイス（１３１）を含む補助ダクト（１２８）、並びに
ｉｉ）貨物ゾーン（２０）、排気ゾーン（３４）、及び前記貨物ゾーン（２０）と前記排気ゾーン（３４）とに流体連通するように連結された空気流デバイス（１３４）
の少なくとも一方をさらに備えている、態様１に記載の航空機。
（態様９）
占有ゾーン（２８）、循環ゾーン、及び混合ゾーンに流体連通するように連結されたフロアディストリビューションセクション（２２）を有する航空機（１２）の内部の気流を制御する方法であって、
外気を給気システム（４０）へと方向付けることと、
循環空気を空気循環システム（４２）へと方向付けることと、
外気を占有ゾーン（２８）へと導くことと、
循環空気を循環ゾーン（３０）へと導くことと、
外気及び循環空気を混合ゾーン内で混合し、混合空気の形成を容易にすることと、
混合空気を空気循環ゾーン（４２）へと導くことと
を含む方法。
（態様１０）
さらに、
ｉ）外気及び循環空気をフロアディストリビューションセクション（２２）へと方向付け、フロアディストリビューションセクション（２２）内で外気と循環空気とを混合すること、
ｉｉ）外気及び循環空気を、フロアディストリビューションセクション（２２）内に位置する混合プレナム（１１０）へと方向付け、混合プレナム（１１０）内で外気と循環空気とを混合すること、並びに
ｉｉｉ）循環空気を補助ダクト（１２８）へと導くこと
のうちの少なくとも一つを含む、態様９に記載の方法。
【符号の説明】
【００６１】
１２    ビークル
１４    胴体
１６    内部容積
１８    客室エリア
２０    貨物エリア
２２    フロアディストリビューションセクション
２４    上階
２６    下階
２８    占有ゾーン
３０    循環ゾーン
３２    混合ゾーン
３４    排気ゾーン
４０    給気システム
４２    空気循環システム
４４    外気
４６    内部循環空気
４８    コントローラ
５０    給気デバイス
５２    ダクト
５４    給気出口
５８    エンジン
７０    再循環給気デバイス
７２    再循環ダクト
７４    再循環出口
８６    ディフューザ
９４    流出量制御デバイス
９８    フロア入口
１００    フロア入口
１１０    混合プレナム
１１２    頂壁
１１４    底壁
１１６    側壁
１１８    閉じた空洞
１２０    プレナム入口
１２２    プレナム入口
１２８    補助ダクト
１３０    補助位置
１３１    流量制御デバイス
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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