(57)【要約】  本発明は、空気が航空機の周囲から吸気口（４）を通って前記ラムエア管路（２）に流入する前記吸気口（４）と、空気が排気口（６）を通って前記ラムエア管路（２）から流出する前記排気口（６）と、を備えている航空機用冷却システムに関する。熱交換器（１０）は、ラムエア管路（２）内に配置されている。換気装置（８）は、ラムエア管路（２）と流体的に連通している。また、航空機の少なくとも一つの熱負荷された構成部品、特に客室空調システムの熱負荷された構成部品を冷却し、及び／又は少なくとも一つの熱負荷された構成部品の設置空間を換気するため、分配管路１２とラムエア管路２とが連結されている。
2010513119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機用冷却システムであって、
−ラムエア管路（２）と、
−空気が前記航空機の周囲から前記ラムエア管路（２）に流入する吸気口（４）と、
−空気が前記ラムエア管路（２）から流出する前記排気口（６）と、
−前記ラムエア管路（２）内に配置される熱交換器（１０）と、
−前記ラムエア管路（２）と流体的に連通して配置される換気装置（８）と、
−前記熱交換器（１０）の上流で前記ラムエア管路（２）に連結された分配管路（１２）と、を備えている航空機用冷却システムにおいて、
前記ラムエア管路（２）内に配置された前記熱交換器（１０）は、前記ラムエア管路（２）を通って流れる前記ラムエアによって提供された冷却エネルギーを前記航空機の客室空調システムに供給するように設けられ、
前記分配管路（１２）は、前記客室空調システムの少なくとも一つの熱負荷された構成部品の設置空間を換気するように設けられ、
前記換気装置（８）は、前記分配管路（１２）の上流に配置されていることを特徴とする航空機用冷却システム。
【請求項２】
前記換気装置（８）は送風機であることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記換気装置（８）は、空気噴射装置であることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項４】
一方向弁が前記ラムエア管路（２）内に配置され、前記一方向弁は、前記ラムエア管路（２）内の前記空気が、前記吸気口（４）から前記排気口（６）にのみ流れ得るようにすることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記ラムエア管路（２）は二本の平行な流れ枝管路に分割されており、前記一方向弁が第一の前記枝管路内に配置され、前記換気装置が第二の前記枝管路内に配置されることを特徴とする請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記一方向弁は前記分配管路（１２）の上流に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記送風機は前記ラムエア管路（２）内に配置され、空気が前記送風機の周りを流れ得ることを特徴とする、請求項２、又は４〜６の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記送風機（８）は送風管路（２２）内に配置され、該送風管路は前記ラムエア管路（２）内に配置され、前記送風管路（２２）は前記ラムエア管路（２）よりも小さな断面を有していることを特徴とする請求項７に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記送風機（８）又は前記送風管路（２２）の出口は出口領域（Ａ１）を有し、前記送風機（８）又は前記送風管路（２２）の前記出口における前記ラムエア管路（２）以外の領域（Ａ２）と関連する前記出口領域（Ａ１）は、前記送風機（８）が空気を運ぶ場合に、前記出口領域（Ａ１）における静圧が前記ラムエア管路（２）以外の前記領域（Ａ２）における静圧より小さい、又は同等であるように寸法決めされていることを特徴とする請求項７又は８に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記ラムエア管路（２）の前記吸気口（４）、及び／又は前記ラムエア管路（２）の前記排気口（６）のそれぞれが、作動可能なフラップ（１８）を備えていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
客室空調システムであって、
−請求項１〜１０の何れか一項に記載の冷却システムと、
−前記熱交換器から流出し、前記ラムエアによって冷却される空気の温度を検出する温度検出装置と、
−前記客室空調システムの機能を制御する制御装置と、を備えている客室空調システムにおいて、
前記制御装置は、前記熱交換器から流出し、前記客室に通され、前記ラムエアによって冷却されるべき空気が閾値を超える場合に、前記客室空調システムがスイッチオフされるように形成されていることを特徴とする客室空調システム。
【請求項１２】
前記ラムエアによって前記熱交換器内において冷却される前記空気は、エンジンブリードエアであることを特徴とする請求項１１に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラムエアに基づく航空機用冷却システムに関し、該冷却システムによって、客室空調システムの熱交換器及び少なくとも一つの更なる航空機の構成部品は冷気を供給され、及び／又は構成部品の設置空間は換気され得る。この構成部品は、客室空調システムの構成部品であり得る。
【背景技術】
【０００２】
航空機において、客室空調システムは、客室及び操縦席に新鮮な空気及び再循環された空気を供給する働きをする。さらにまた、客室空調システムは、高々度における飛行中、地上での空気圧と実質的に一致する圧力が、客室及び操縦席内で支配的であることも保証しなくてはならない。客室空調システムは、エンジンからのブリードエア、又は例えば航空機の後端部に配置され得る補助エンジン（ＡＰＵ）からのブリードエアを空気源として使用する。ブリードエアの温度は通常、約１５０℃〜約２００℃である。ブリードエアは、熱交換器（いわゆる、主要熱交換器又は第一次熱交換器）内において冷却される。この熱交換器には、飛行中、ラムエア管路内でラムエアとして入手可能である外気が供給される。地上では、ブリードエアを冷却するため、ファンが熱交換器を通る空気流れを発生させる。
【０００３】
ラムエア管路は通常、いわゆるＮＡＣＡ型ラムエア吸気管路（ＮＡＣＡ：米国航空宇宙諮問委員会）、ディフューザー、選択的にラムエア管路プレナム、及びラムエア排気管路を備えている。ディフューザーとラムエア排気管路との間に、最初に記載された客室空調システムの熱交換器が配置されている。さらに、地上で客室空調システムの熱交換器を通る空気流れを保証するファンが、ラムエア管路内に配置されている。
【０００４】
飛行中、外気は、ラムエア吸気管路を介してラムエア管路に流入する。ディフューザー内の動圧部分は、流れを遅くする静圧に部分的に変化される。結果として、周囲の圧力と関連して、ラム圧と呼ばれる静的な正圧が作り出される。ラム圧は、客室空調システムの熱交換器に通じた外気の流れをもたらす。ラムエア管路に通じた外気の流れは、ラムエア吸気管路フラップによって制御されている。また、ラムエア排気管路は通常、フラップに取り付けられている。ラムエア排気管路の比較的広く開口されたフラップは、外気がその周りを流れるとき、周囲の圧力に関連して減圧を発生させる。したがって、熱交換器入口側での正圧の存在、及び出口側での減圧の存在が、熱交換器に通じた空気流量を決定する圧力差をもたらす。ラムエア吸気管路及びラムエア排気管路上のフラップは、作動装置によって制御されている。
【０００５】
航空機が地上にいるとき、外気の流れは存在しない。ファン、例えばＡＣＭ（空気循環機）のファンはラムエア管路内に流れをもたらし、それによって外気は客室空調システムの熱交換器に使用可能になり、高温ブリードエアを冷却する。
【０００６】
航空機は少なくとも一つのさらなるラムエア管路を備え、該ラムエア管路によって、客室空調システムの少なくとも一つのさらに熱負荷された構成部品を冷却することができ、及び／又は熱負荷された構成部品の設置空間を換気することができる。このラムエア管路の機能は、ラムエア管路内に設けられた熱交換器及びラムエア排気管路を有さないことを除いては、前述されたラムエア管路の機能と実質的に一致するが、ラムエア管路は、客室空調システムの熱負荷された構成部品に冷気を供給し、及び／又は客室空調システムの熱負荷された構成部品が配置されている設置空間に空気を通す分配管路の中に開口している。
【０００７】
燃料及び／又は燃料蒸気は、それが漏洩するため、設置空間内に収集、又は形成され得る。燃料及び／又は燃料蒸気は、タンクから設置空間に流入し得る。それゆえ、熱負荷された構成部品の設置空間は、換気、すなわち通風されなければならない。設置空間の換気は、可燃性の混合物が設置空間内に形成され得ることを防止しなければならない。空調システムがスイッチオフされた状態で、燃料及び／又は燃料蒸気は設置空間内に収集し得るので、もし、熱負荷された構成部品を有する客室空調システムがスイッチオンされると、最初に、熱負荷された構成部品の設置空間が換気されなくてはならない。また、熱負荷された構成部品の冷却は、構造体を過熱から保護することができる。
【０００８】
ラムエア管路内においてファンによって作り出された空気流れは、監視されなくてはならない。ファンが故障した場合に、可燃性混合体が熱負荷された構成部品の設置空間内に形成され得るので、客室空調システムはスイッチオフされなくてはならない。この監視は、ソフトウェアが稼動している空調システムスイッチオフ装置によって実行され得る。空調システムスイッチオフ装置は、例えばファン速度が所望の範囲にあるかどうかを分析する。この空調システムスイッチオフ装置は、回避されるべき付加的な欠陥の源を構成する付加的な装置である。
【０００９】
また、熱負荷された構成部品の設置空間を換気し、熱負荷された構成部品を冷却するためのこのシステムは、ＵＢＶ（非加圧室換気装置：unpressurised bay ventilation）と呼ばれる。その目的は、燃料蒸気の潜在的な存在があるにも関わらず、例えば漏洩などから客室空調システムの設置空間内に可燃性混合物が形成されないことを保証することである。客室空調システムの幾つかの装置の表面は、高温表面を有し、それによって燃焼が誘発され得る。さらに、換気システムは、客室空調システムの設置空間内の空気を冷却する働きをする。
【００１０】
航空機において、重要な装置は、常に冗長設計されている。従って、航空機において、客室空調システムの熱交換器を冷却するための二つのラムエア管路、及び少なくとも一つの熱負荷された構成部品を冷却し、熱負荷された構成部品の設置空間を換気するための、分配管路を有する二つのラムエア管路が設けられている。さらに、地上で空気流れを作り出すための四つのファンが設けられている。管路及びファンは、空間を必要とし、整備されなくてはならず、航空機の質量を増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、冷却システムに必要とされる空間を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、航空機は、ラムエア管路、ラムエア管路内に配置された熱交換器、及びラムエア管路と流体的に連通して配置される換気装置を有する冷却システムを備えており、さらに、航空機の少なくとも一つの熱負荷された構成部品を冷却し、及び／又は航空機の熱負荷された構成部品の設置空間を換気するための分配管路がラムエア管路に連結されていることを特徴としている。空気が航空機周囲から吸気口を通ってラムエア管路に流入する。その空気は、排気口を通ってラムエア管路を流出する。熱交換器は、例えば最初に記載された客室空調システムの主要熱交換器、及び／又は第一次熱交換器などの熱交換器であり得る。熱交換器は、例えば、高温のブリードエアを冷却する。熱負荷された構成部品は、稼働中に加熱し得る航空機の任意の構成部品である。熱負荷された構成部品は、客室空調システムの構成部品であり得る。航空機の重量が減少され、その効率が向上されることが本発明の利点である。
【００１３】
分配管路がラムエア管路に連結され、該ラムエア管路内に客室空調システムの熱交換器が配置されるとき、冷却システムの冗長設計をした場合でさえ、航空機全体に対してたった二つのラムエア管路、及びたった二つの換気装置だけが必要とされる。
【００１４】
吸気口は、ＮＡＣＡ型を有し得る。周囲から吸気口内に流入する空気の動的部分は、ディフューザー内で静的な正圧に変わる。正圧は、熱交換器の入口及び分配管路の入口において利用可能であり、それによって、熱交換器、及び航空機の少なくとも一つの熱負荷された構成部品は冷気を供給され得る。
【００１５】
換気装置は、送風機であり得る。送風機は、電気的に駆動されてもよく、又は例えばエンジンブリードエアなどの圧縮空気によって駆動されてもよい。また、換気装置は、ラムエア管路内に空気を噴射する空気噴射装置であり得る。ラムエア管路内に噴射された空気は、ラムエア管路内の空気よりも高い圧力を有し得る。必要に応じて、ラムエア管路内に噴射された空気は、予め冷却されたブリードエアであり得る。換気装置は、地上及び／又は低速飛行において、ラムエア管路を通る空気流れを保証するために使用され、それによって、熱交換器と、少なくとも一つの熱負荷された構成部品とは冷気を供給され、及び／又は熱負荷された構成部品の設置空間は換気される。さらに換気装置は、可燃性燃料蒸気が形成し得ないように、熱負荷された構成部品の設置空間が換気されることを保証する。また換気装置は、飛行中にも稼動され得る。
【００１６】
ラムエア管路内に、ラムエア管路内の空気が吸気口から排気口にのみ流れ得ることを保証する一方向弁が配置され得る。特に、換気装置がスイッチオンされると、流体的な短絡が生じるため、換気装置によって作り出された空気流れが吸気口の方向に反らされる危険性がある。一方向弁は、空気が吸気口の方向に流れ得ることを防止する。
【００１７】
ラムエア管路は、二本の平行な流れ枝管路に分割され得、一方向弁は第一枝管路内に配置され、換気装置は第二枝管路内に配置されている。前述したように、航空機が地上にいる、及び／又は低速飛行している場合に、換気装置は、少なくとも一つの航空機の構成部品を冷却するため、及び／又はその設置空間を換気するための分配管路と、客室空調システムの熱交換器とが空気流れを供給されることを保証している。一方向弁は、吸気口の方向への流れを防止する。
【００１８】
冷却システムは、分配管路が熱交換器の上流に配置されるように形成され得る。”上流”及び”下流”という用語は、吸気口から排気口への流れに関係している。換気装置及び一方向弁は、分配管路の上流に配置されている。本発明のこの実施形態において、換気装置は、分配管路内及び熱交換器内の流れを含む正圧を発生させる。
【００１９】
換気装置は、分配管路の下流に配置さる得る。この実施形態において、換気装置は、吸気口及び分配管路から外へ空気を吸い出す減圧を発生させる。熱交換器は、換気装置の下流に配置される。分配管路から流出する空気は、少なくとも一つの航空機の構成部品の冷却中に熱せられている。熱交換器へ流入する空気の温度が高過ぎないことを保証するために、空気の大部分が吸気口から吸い出され、空気の小部分が分配管路管路から吸い出されるべきである。
【００２０】
換気装置は、熱交換器の下流に配置され得る。この場合、換気装置は、熱交換器を通る空気流れをもたらす減圧を発生させる。もし分配管路が熱交換器の上流に配置される場合、上述されたように、空気の大部分が吸気口を通って吸い出され、空気の小部分が分配管路を通って吸い出されるべきであり、それによって、熱交換器に流入する空気は可能な限り低温となる。
【００２１】
一方向弁は、分配管路の上流に配置され得る。これは、空気流れが分配管路から流出し、ラムエア管路の吸気口の方向に流れることを防止する。
【００２２】
送風機は、空気がその周りを流れ得るように、ラムエア管路内に配置され得る。送風機は、ラムエア管路よりも小さな断面を有する送風管路内に配置され得る。この実施形態において、一方向弁は必要とされない。送風機は、地上及び／又は低速飛行において、ラムエア管路を通る流れを発生させることができる。飛行中、吸気口を通って流入する空気は、送風機又はラムエア管路を通る送風管路を通り過ぎて流れ得る。
【００２３】
送風機又は送風管路の出口は出口領域を有し得て、送風機又は送風管路の出口におけるラムエア管路以外の領域と関連する前記出口領域は、送風機が空気を運んでいるとき、出口における静圧がラムエア管路以外の領域における静圧よりも低いか又は同等であるように寸法決めされる。これは、送風機によって発生された流れが、吸気口の方向に流れることを防止する。飛行中、吸気口を通って流入する空気は、送風機又は送風管路を通り過ぎて、ラムエア管路以外の領域を通って流れる。
【００２４】
ラムエア管路の吸気口及び／又はラムエア管路の排気口は、それぞれ、可動式フラップを備え得る。吸気口におけるフラップによって、ラムエア管路内の入口側を支配している正圧が設定され得る。ラムエア管路の排気口に配置されたフラップによって、ラムエア管路の出口側の減圧が設定され得る。明らかに、吸気口フラップ及び排気口フラップは、吸気口及び排気口それぞれを通る流れを変え得る任意の装置に置き換えられることができる。
【００２５】
また本発明は、上述された冷却システムを備える客室空調システムに関し、該客室空調システムは、熱交換器から流出し、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき空気の温度を検出する温度検出装置と、客室空調システムの機能を制御する制御装置とを備えている。制御装置は、もし、熱交換器から流出し、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき空気が閾値を超える場合に、客室空調システムがスイッチオフされるように形成されている。この客室空調システムは、熱交換器から流出し、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき空気の温度を検出することによって、換気装置の機能を監視するための別体型空調システムスイッチオフシステムを必要とせずに、換気装置の機能が監視され得るという利点を有している。熱交換器内でラムエアによって冷却されるべき空気は、エンジンブリードエアであり得る。熱交換器から流出する冷却された空気は、それが客室内に通される前に、さらに処置され得る。
【００２６】
熱交換器から流出し、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき空気の温度は、熱交換器の出口、及び／又は空調システム内の任意の点における温度検出装置によって検出され得る。熱交換器から流出し、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき空気は、その温度が検出される前に他の空気流れと混合され、及び／又はさらに処置され得る。例えば空気の温度は、混合装置及び／又は客室への入口において検出され得る。
【００２７】
もし、熱交換器から流出し、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき空気の温度が閾値を超える場合、空調システムはスイッチオフされる。もし、換気装置が、地上で設置空間を適切に換気するために空気流れを供給しない、又は微量な空気流れを供給する場合、換気装置は結果として、空調システムの熱交換器内でブリードエアを冷却するために殆ど空気を供給しない。これは、熱交換器又は空調システムから、閾値を越えて流出する空気をもたらし、結果として、空調システムがスイッチオフされることにつながる。このため、換気装置の機能が停止した場合に空調システムのスイッチをオフする、従来技術における別体型空調システムスイッチオフ装置は削除され得る。
【００２８】
本発明は、添付された図を参照しながらより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】換気装置がラムエア管路内に配置され、前記換気装置は、一方向弁を備えるバイパスによって橋渡しされていることを特徴としている。
【図２】一方向弁がラムエア管路内に配置されている実施形態であって、前記一方向弁はバイパスによって橋渡しされており、バイパス内に換気装置が配置されていることを特徴としている。
【図３】バイパス及び一方向弁を有さない実施形態であって、換気装置は、分配管路及び熱交換器の上流に配置されている。
【図４】バイパス及び一方向弁を有さない実施形態であって、換気装置は、分配管路及び熱交換器の下流に配置されている。
【図５】送風機が送風管路内に配置されている実施形態であって、前記送風管路はラムエア管路内に位置することを特徴とする。
【図６】空気噴射装置を有する実施形態
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、吸気口４及び排気口６を備えるラムエア管路２を示している。吸気口４は、吸気口フラップ（図示せず）を備えており、該吸気口フラップによって、吸気口４に流入する空気の量が制御され得る。吸気口４は、好適にはＮＡＣＡ型を有している。排気口６は、排気口フラップ１８を備えている。ラムエア管路２内には、客室空調システムの熱交換器１０が配置されている。上述したように、客室空調システムは、客室及び操縦席の温度を制御し、飛行中、操縦席及び客室の圧力を、地上における気圧に実質的に相当する圧力に設定している。熱交換器１０は、客室空調システムの主要熱交換器、及び／又は第一次熱交換器を備え得る。熱交換器１０は、例えば高温のエンジンブリードエアを冷却する。熱交換器によって冷却された空気は、さらに調整された後、客室内に通され得る。
【００３１】
ラムエア管路２は分配管路１２と連結されて、航空機の少なくとも一つの熱負荷された構成部品を冷却し、及び／又は少なくとも一つの熱負荷された構成部品の設置空間を換気している。分配管路は、ラムエア管路２からの冷気を供給し、これを換気、すなわち通風し、それによって、可燃性混合物は設置空間内に形成し得ない。燃料蒸気又は燃料が、少なくとも一つの熱負荷された構成部品において点火される場合を避けられなければならない。分配管路は、例えば構造物の加熱を回避するために、ラムエア管路から客室空調システムの構成部品（いわゆるパック（pack））に冷気を通す。分配管路は、複数の分配管路に分岐し得る。分配管路は複数の開口部を備え、ラムエア管路２から空調システム構成部品の設置空間内に、冷気を分配している。さらに、機体領域内の設置空間は外部に向かう開口部を有しており、それによって、空気は再度、設置空間から外に流出し得る。
【００３２】
ラムエア管路は、換気装置８が配置される主要枝管路と、一方向弁１４が配置されるバイパス枝管路１６に分岐している。換気装置８は、好適には送風機である。好適に、ディフューザーがバイパスの上流に配置されている。
【００３３】
飛行中、外気の流れは、通常ＮＡＣＡ型を有する吸気口４を介してラムエア管路２に流入している。ディフューザー内の吸気口内に流入する空気の動的部分は、部分的に静圧に変わる。結果として、静的な正圧が、熱交換器１０の入口、及び分配管路１２の連結部に作り出される。吸気口フラップ（図示せず）は、ラムエア管路２内への空気流れを制御し、従ってラムエア管路２内における正圧を制御する。
【００３４】
通常、排気口６は排気口フラップ１８を備えている。外気は、比較的広く開口された排気口フラップ１８の周りを流れ、従って排気口６内に、周囲の圧力に対する減圧を生じさせる。減圧は、排気口フラップ１８によって設定される。この減圧は、熱交換器１０を通る流れを支持している。
【００３５】
吸気口４の吸気口フラップ（図示せず）は開口されることができ、それによって、ラムエア管路２内の正圧が分配管路１２内の流量を保証し、少なくとも一つの航空機の構成部品を十分に冷却し、及び／又はその設置空間を十分に換気するする。排気口６における排気口フラップ１８は、熱交換器１０を通って流れる空気の量を制御できる。熱交換器１０を通って流れる空気の量は、例えば客室が熱せられている場合には、減らすことができる。
【００３６】
吸気口フラップ（図示せず）及び排気口フラップ１８は、作動装置によって調整され得る。作動装置は、例えば、回転運動を直線運動に変換するウォームを有する回転モーターであり得る。明らかに、吸気口フラップ及び排気口フラップ１８は、吸気口及び排気口それぞれを通る流れを変え得る任意の装置に置き換えることができる。
【００３７】
航空機が地上にいるとき、換気装置８は吸気口４を通る空気を吸い込む。バイパス内の一方向弁１４は、換気装置８によって運ばれた空気が、換気装置８の吸入口側の方向に逆流することを防止する。換気装置８によって運ばれた空気は分配管路１２内に流入し、そこで、航空機の構成部品、特に空調システムの構成部品が冷却され、及び／又はそれらの設置空間が換気される。さらに、空気は客室空調システムの熱交換器１０に流入し、排気口６を通ってラムエア管路２から流出する。
【００３８】
換気装置８はＡＣＭとは無関係であり得、それによって、ＡＣＭを駆動する為に使用されるエネルギーは客室空調システムの性能を向上するために使用されることができるか、又は、客室空調システムは、一定した冷却性能を維持しながら、低吸入圧でのブリードエアで稼動されることが出来る。航空機が地上にいる場合には、通常は換気装置だけが稼動される。しかしながら、必要に応じて、換気装置はまた、飛行中にスイッチオンされることも可能である。換気装置８は、全飛行工程中において稼動され得るように設計されなければならない。換気装置は、電気的に、又は例えばブリードエアなどの圧縮空気によって稼動される送風機であり得る。飛行中、空気は、吸気口４から分配管路１２及び熱交換器１０の方向に、一方向弁１４を通じて流れる。しかしながら、空気は吸気口４から換気装置８を通じて流れることも可能である。
【００３９】
上述したように、漏洩のために、燃料及び／又は燃料蒸気は、少なくとも一つの熱負荷された構成部品の設置空間内に収集、又は形成され得る。燃料及び／又は燃料蒸気は、タンクから設置空間に流入し得る。それゆえ、熱負荷された構成部品の設置空間は、熱負荷された構成部品を有するシステムがスイッチオンされる前に、換気、すなわち通風されなければならない。設置空間の換気は、可燃性混合物が設置空間内に形成され得ることを防止する。さらに、可燃性混合物が設置空間内に形成し得ないことが保証される場合には、客室空調システムの稼動は継続のみすることができる。従って、設置空間の換気が失敗、又は極度に弱い場合には、可燃性蒸気が設置空間内に形成され得るので、空調システムはスイッチオフされなければならない。
【００４０】
上述されたように、従来技術においては、ラムエア管路を通る空気流れを監視する、空調システムスイッチオフ装置が必要とされる。この空調システムスイッチオフ装置は、客室空調システムがスイッチオンされるとすぐに、本発明においては不要になる。ラムエア管路を通る空気流れが欠乏すると、熱交換器を冷却する空気流れがなくなる。結果として、熱交換器によって冷却されるべきエンジンブリードエアは冷却されない。従ってエンジンブリードエアはその高温を持続し、この高温は客室空調システムのセンサーによって検出される。空気が極度に高い温度では客室内に流入させることはできないので、客室空調システムはスイッチオフされなくてはならない。これは、客室空調システムの制御ユニットによって実行される。従って、客室空調システムがスイッチオンされるとすぐには、換気装置の機能及びラムエア管路内の空気流れのそれぞれを監視し、可燃性混合物が少なくとも一つの熱負荷された構成部品の設置空間に形成しないことを保証する付加的な空調スイッチオフ装置は必要とされない。従って、航空機の安全性及び信頼性が向上される。
【００４１】
吸気口フラップ（図示せず）は、吸気口フラップが完全に閉ざされ得ないことを保証する、例えば停止装置などの受動的手段を備えているので、飛行中にこのエラー状態は起こり得ない。これは、客室空調システムの少なくとも一つの構成部品の設置空間、及び／又は客室空調システムの構成部品が、分配管路１２を通る十分な冷気を供給されることを保証する。
【００４２】
本発明の教示を用いる客室空調システムは、記載された本発明による冷却システムを備えており、前記客室空調システムは、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき、熱交換器１０から流出する空気の温度を検出する温度検出装置（図示せず）、及び客室空調システムの機能を制御する制御装置（図示せず）を備えている。制御装置は、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき、熱交換器１０から流出する空気が閾値を超える場合に、客室空調システムがスイッチオフされるように形成されている。熱交換器内においてラムエアによって冷却されるべき空気は、エンジンブリードエアであり得る。この客室空調システムにおいては、上述されたように、空調システムがスイッチオンされるとすぐに、換気装置の機能及び／又はラムエア管路内の空気流れの存在を監視するための付加的な空調システムスイッチオフ装置は必要とされない。この客室空調システムにおいては、ラムエア管路内の空気流れの存在、従って換気装置の機能は、間接的に、すなわちラムエアによって冷却されるべき熱交換器１０から流出する空気の温度を介して、監視されている。
【００４３】
客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき、熱交換器１０から流出する空気の温度は、熱交換器の出口、及び／又は空調システム内の任意の点において、温度検出装置によって検出され得る。上述されたように、客室内に通され、ラムエアによって冷却されるべき、熱交換器１０から流出する空気は、他の空気流れと混合されるか、及び／又はその温度が検出される前にさらに処置される。例えば空気の温度は、混合装置及び／又は客室への入口において検出され得る。
【００４４】
上述されたように、空調システムをスイッチオンする前に、設置空間は換気されなくてはならない。また、客室空調システムがスイッチオフされた状態でも、燃料及び／又は燃料蒸気は少なくとも一つの熱負荷された構成部品の設置空間に収集、又は形成され得るので、この換気装置は必要である。ここで、その換気装置は、例えば客室空調システムをスイッチオンする前の送風機８の実速度が、十分に長時間所望の範囲内にあるかどうかを監視され得る。空調システムがスイッチオンされるとすぐに、この監視はスイッチオフされ得る。
【００４５】
図１に示される実施形態において、バイパス１６は、ラムエア管路２よりも小さな断面を有しているが、それは必ずしも必要ではない。
【００４６】
図２による実施形態において、一方向弁１４はラムエア管路２内に配置され、換気装置８はバイパス１６内に配置されている。その他の点では、図２における実施形態の機能は、図１における実施形態の機能と対応している。バイパス１６は、ラムエア管路２よりも小さな断面を有し得る。しかしながら、バイパス１６が、ラムエア管路２と同じ断面、又はラムエア管路２よりも大きな断面を有することもまた可能である。また、バイパス１６及びそれが橋渡しするラムエア管路領域は、ラムエア管路２の平行な枝管路として見なされ得る。
【００４７】
しかしながら、冷却システムがバイパスを有する事は必要不可欠ではない。図３は、本発明によるバイパス及び一方向弁を有さない実施形態を示す。その他の点では、この実施形態は、図１及び図２による実施形態と対応する。この実施形態においては、飛行中にラムエア管路２を通って流れる空気は、換気装置８に損傷を与えないことが保証されなくてはならない。さらに、換気装置は、ラムエア管路２を通って流れる空気に対して実質的な抵抗を与えてはならない。
【００４８】
図３に示される実施形態において、換気装置８は、分配管路１２及び熱交換器１０の上流に配置されている。結果として換気装置８は正圧を発生させ、この正圧が、構成部品の設置空間が換気されること、及び航空機の構成部品、特に客室空調システムの構成部品に、分配管路１２を通る冷気が供給されることを保証する。さらにこの正圧は、熱交換器１０を通って流れ、吸気口４から換気装置８によって独占的に吸い込まれる冷気をもたらす。換気装置８の制御及び監視は、図１における実施形態のそれらと実質的に対応する。
【００４９】
図４は本発明のさらなる実施形態を示しており、そこでは、換気装置８は、分配管路１２及び熱交換器１０の下流に配置されている。換気装置８は、排気口６の近くに配置され得る。この場合、換気装置８は、分配管路１２からの空気の第一部分と、吸気口４を介した空気の第二部分とを吸い込む。空気の第一部分は冷却された構成部品により加熱されるので、この第一部分は空気の第二部分よりも少なく、それによって、熱交換器１０内への流入時に吸い込まれる空気の温度は、高くなり過ぎることはない。この実施形態においても、飛行中にラムエア管路２を通って流れる空気が換気装置８に損傷を与えないことが保証されなくてはならない。明らかに、換気装置８は、ラムエア管路２を通って流れる空気に対して、実質的な流体抵抗を構成してはならない。換気装置８の制御及び監視は、図１における実施形態のそれらと実質的に対応する。
【００５０】
図５は本発明の１つの実施形態を示しており、送風機８が送風管路２２内に配置されている。送風管路２２は、ラムエア管路２よりも小さな断面を有し、ラムエア管路内に配置されている。送風管路２２は出口領域Ａ１を有している。送風管路２２の出口におけるラムエア管路２以外の部分は、領域Ａ２を有している。飛行中、空気は、送風機８を過ぎた先のバイパス領域２０を通るラムエア管路２を通って流れ、バイパス領域２０は送風管路２２の周りに形成されている。
【００５１】
送風機８は正圧を発生させ、この正圧は熱交換器１０に冷気を供給するとともに、分配管路１２に空気を供給し、設置空間を換気し、及び／又は少なくとも一つの構成部品を冷却している。送風機８によって運ばれた空気は、バイパス領域２０を通り送風機８の吸入領域へ流れることを防止されなくてはならない。このことは、送風機８が空気を運ぶ場合に、送風管路出口における静圧がバイパス領域２０の端部における静圧より低い、又は同等であるように、送風管路２２の領域Ａ１と関連があるバイパス領域２０の領域Ａ２が寸法決めされることで達成される。この場合、送風機によって発生される全体的な流れエネルギーは、送風管路２２の排気領域Ａ１を通る流れの動的部分に位置付けられている。
【００５２】
バイパス領域に一方向弁を設けることも可能である。
【００５３】
図５において、送風機８、送風管路２２、及びバイパス領域２０は、分配管路１２及び熱交換器１０の上流に配置されている。また、送風機８、送風管路２２、及びバイパス領域２０は、分配管路１２又は熱交換器１０の下流に配置されることも可能である。送風機８の制御及び監視は、図１における実施形態のそれらと実質的に対応する。
【００５４】
図６は本発明のさらなる実施形態を示しており、換気装置は空気噴射装置２４として形成されている。空気噴射装置２４は、例えばブリードエアなどの圧縮空気を、ラムエア管路２内に噴射する。結果として、ラムエア管路２内において、吸気口４から吸い込まれる空気をもたらす空気流れが発生し得、この空気流れは分配管路１２に流入し、熱交換器１０を通って流れる。飛行中、空気は、空気噴射装置２４を通り過ぎて流れる。また、空気噴射装置２４が、飛行中に、空気をラムエア管路２内に噴射することも可能である。ブリードエアは、ラムエア管路２内に噴射される前に冷却され得る。その他の点では、この実施形態の機能及び監視は、図３における実施形態のそれらと実質的に対応している。
【００５５】
図６においては、空気噴射装置２４は、分配管路１２及び熱交換器１０の上流に配置されている。また、空気噴射装置２４は、分配管路１２又は熱交換器１０の下流に配置されることも可能である。
【００５６】
航空機の熱負荷された構成部品、特に客室空調システムの熱負荷された構成部品を冷却するため、及び／又はその設置空間を換気するために、付加的なラムエア管路が必要とされないことが本発明の利点である。このことは、空間及び質量を節約する。さらに、冷却システムの設置が簡素化される。さらに地上において、上述された航空機の熱負荷された構成部品、及び客室空調システムの熱負荷された構成部品、それぞれを冷却するため、及び／又はその設置空間を換気するための、付加的な換気装置が必要とされていない。このことは空間及び質量を更に節約し、さらにその使用可能性が向上される。さらに、より数の少ないラムエア管路しか要求されないので、航空機の空気抵抗は減少される。さらに上述のように、ラムエア管路内の空気流れの監視は簡素化される。
【符号の説明】
【００５７】
１０  熱交換器
１２  分配管路
１４  一方向弁
１６  バイパス枝管路
１８  排気口フラップ
２  ラムエア管路
２０  バイパス領域
２２  送風管路
２４  空気噴射装置
４  吸気口
６  排気口
８  換気装置（送風機）
Ａ１  出口領域
Ａ２  領域
【図１】
2010513119.tif 000003
【図２】
2010513119.tif 000004
【図３】
2010513119.tif 000005
【図４】
2010513119.tif 000006
【図５】
2010513119.tif 000007
【図６】
2010513119.tif 000008
【国際調査報告】
2010513119.tif 000009
2010513119.tif 000010
2010513119.tif 000011