(57)【要約】  航空機内の熱交換器（１２）を冷却するためのシステム（１０）は、エンジンブリードエアーをプロセスエアーライン（２８）に供給するために第一端が航空機のエンジン（１６）に接続されたプロセスエアーライン（２８）を有する。プロセスエアーライン（２８）の第二端はプロセスエアーラインを流れるエンジンブリードエアーをタービン（３０）に供給するためにタービン（３０）に接続される。冷却エアーライン（３４）の第一端は冷却エアーライン（３４）にタービン（３０）内におけるエンジンブリードエアーの膨張により発生された冷却空気を供給するためにタービン（３０）に接続される。冷却エアーライン（３４）は冷却エアーライン（３４）を流れる冷却空気を冷却される熱交換器（１２）に供給するように適合される。【選択図】  図１
2012507424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機内の熱交換器（１２）を冷却するためのシステム（１０）であって、
プロセスエアーライン（２８）及び冷却エアーライン（３４）を有し、
前記プロセスエアーラインの第一端は、エンジンブリードエアーを前記プロセスエアーライン（２８）に供給するために前記航空機のエンジン（１６）に接続され、前記プロセスエアーラインの第二端は、該プロセスエアーライン（２８）を流れる前記エンジンブリードエアーをタービン（３０）に供給するために前記タービン（３０）の流入側に接続され、
前記冷却エアーラインの第一端は前記タービン（３０）内における前記エンジンブリードエアーの膨張により発生された冷却空気を前記冷却エアーライン（３４）に供給するために前記タービン（３０）の流出側に接続され、前記冷却ラインは、前記冷却エアーライン（３４）を流れる前記冷却空気を冷却される前記熱交換器（１２）に供給するように適合されたものであって、
前記プロセスエアーライン（２８）はエンジンブリードエアーライン（１４）から分岐したものであり、該エンジンブリードエアーラインの第一端は前記エンジンブリードエアーを前記エンジンブリードエアーライン（１４）に供給するために二つのエンジンブリードエアーライン分枝（１４ａ，１４ｂ）によって異なる位置で前記航空機のエンジン（１６）に接続されたものであることを特徴とする航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項２】
前記エンジンブリードエアーライン（１４）は、該エンジンブリードエアーライン（１４）を流れる前記エンジンブリードエアーを冷却するために前記熱交換器（１２）を通して運ぶように適合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項３】
前記プロセスエアーライン（２８）は、前記エンジンブリードエアーライン（１４）を通る前記エンジンブリードエアーの前記流れ方向に関して前記熱交換器（１２）の上流又は下流で前記エンジンブリードエアーライン（１４）から分岐したものであることを特徴とする請求項２に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項４】
冷却される前記熱交換器（１２）は、外気が流れるように適合された冷却ダクト（５２）内に配置されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項５】
前記冷却エアーライン（３４）は、前記冷却ダクト（５２）へ通じるものであることを特徴とする請求項４に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項６】
前記タービン（３０）によって駆動され、外気を引き込み圧縮するように適合されたコンプレッサー（４０）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項７】
前記コンプレッサー（４０）の流入側は、外気を外気ライン（４４）内に運ぶために外気ライン（４４）に接続され、該外気ライン（４４）は前記外気ライン（４４）を流れる前記外気を冷却される前記熱交換器（１２）に供給するように適合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項８】
前記外気ライン（４４）の一部（４４ａ）は、前記冷却ダクト（５２）へ通じ、及び／又は前記外気ライン（４４）は前記冷却ダクト（５２）によって少なくとも一部分が形成されるものであることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項９】
前記コンプレッサー（４０）の流出側は、圧縮されたコンプレッサーエアーをコンプレッサーエアーライン（４６）に供給するために前記コンプレッサーエアーライン（４６）に接続され、該コンプレッサーエアーライン（４６）は前記コンプレッサーエアーライン（４６）を流れる前記コンプレッサーエアーを冷却される前記熱交換器（１２）に供給するように適合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項１０】
前記コンプレッサーエアーライン（４６）の一部が前記冷却ダクト（５２）へ通じ、及び／又は前記コンプレッサーエアーライン（４６）は前記冷却ダクト（５２）によって少なくとも一部分が形成されるものであることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムに関する。
【０００２】
近年の商用航空機内において、熱交換器は例えば航空機空調システム、除氷システム、又は航空機内の熱的に負荷のかかる装置を冷却するための冷却システムのような様々なシステムに設置されている。必要に応じて、熱交換器は気体−気体熱交換器、気体−液体熱交換器、又は液体−液体熱交換器の形式を取ることができる。エンジンコンプレッサー又は補助エンジンコンプレッサーから取り除かれ、さらに航空機の空調システム又は航空機の除氷システムで使用するために用いられる高温のブリードエアーを冷却するために用いる熱交換器は、一般に、エンジンから取り除かれたエンジン冷却空気、いわゆるファンエアーによって冷却される。これに代えて、高温のエンジンブリードエアーが流れる熱交換器は、冷却エアーダクトを流れる外気により冷却されることもできる。外気を冷却エアーダクトを通して運ぶために、高温のエンジンブリードエアーは注入ノズルを介して冷却エアーダクトへ導かれる。そのためエンジンブリードエアーの冷却エアーダクトへの注入により生じるジェットポンプ効果は、充分な量の外気が冷却エアーダクト内へ吸い込まれ冷却される熱交換器を通ることを保証する。
【０００３】
特に、プロペラエンジンを装備する航空機内では、エンジンから取り除かれるエンジン冷却空気がないという問題がある。そのため高温のエンジンブリードエアーが流れる熱交換器の冷却は、必然的に、冷却エアーダクト及び冷却される熱交換器を介して外気を運ぶために、高温のエンジンブリードエアーが注入ノズルを介して注入される冷却ダクトの使用を必要とする。しかしながら、高圧縮されたエンジンブリードエアーの冷却ダクトへの注入は、冷却ダクト内でのエンジンブリードエアーの膨張に起因するかなりの騒音の発生を導く可能性がある。さらに、高温のエンジンブリードエアーが流れる熱交換器からの大量の熱の除去は、冷却エアーダクトへの比較的高い注入空気質量流量の注入によってのみ冷却ダクトを介して運ばれることができる高い冷却空気質量流量を必要とする。最後に、冷却ダクトへのエンジンブリードエアーの注入により外気が冷却ダクトを介して運ばれる冷却システムは、エンジンブリードエアーが直接ではなく間接的に冷却に利用されるという欠点を有する。これはシステムのエネルギー効率の損失を導く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、エネルギー効率的な方法でエンジン冷却空気を使用することなく運転できる、航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムを示すことを目的とする
【０００５】
この目的を達成するために、航空機内の熱交換器を冷却するための本発明のシステムはプロセスエアーラインを有し、該プロセスエアーラインの第一端は、エンジンブリードエアー、すなわち高圧及び高温の空気をプロセスエアーラインに供給するために、航空機のエンジンに接続される。プロセスエアーラインの第二端は、プロセスエアーラインを流れるエンジンブリードエアーをタービンに供給するためにタービンの流入側に接続される。タービン内で、高圧のエンジンブリードエアーは、膨張され、同時に冷却される。そのため、冷却エアーラインの第一端は、タービン内におけるエンジンブリードエアーの膨張により発生した冷却空気を冷却エアーラインに供給するためにタービンの流出側に接続される。さらに、この冷却エアーラインは冷却エアーラインを流れる冷却空気を冷却される熱交換器に供給するように適合される。冷却エアーラインは任意の所望の方法で熱交換器と熱的に結合されることができる。冷却エアーラインを流れる冷却空気から冷却される熱交換器への冷却エネルギーの適切な伝達が保証されることのみが重要な点である。例えば、冷却エアーラインは熱交換器から適切な形状で延伸することができる。冷却される熱交換器は単一の熱交換器又は複数の熱交換器とすることができる。
【０００６】
本発明の冷却システムは、航空機の地上走行中及び巡航中の両方において、エンジン冷却空気を使用することなく、航空機内に設けられた熱交換器の適切な冷却をすることができる。そのため、本冷却システムはプロペラエンジンを備え、エンジン冷却空気を送ることのできない航空機内でも制限なく使用することができる。さらに、本冷却システムは比較的低い騒音で運転することができ、その結果として、エンジンブリードエアーの冷却ダクトへの注入によって冷却ダクトを介して外気が運ばれる先行技術の冷却システムで必要とされたような、防音素材の使用を回避することができる。これはコスト及び重量を低減する。本発明の冷却システムは、その構造が単純となる更なる利点を有する。そのため、必要ならば、この冷却システムは比較的単純な方法で従来の冷却システムに統合されることができる。最終的に、本発明の冷却システムは比較的小さい設置空間を占めるだけとなる。
【０００７】
本発明の冷却システムのプロセスエアーラインは、航空機のエンジンに直接接続されることができる。しかしながら、これに代えて、プロセスエアーラインは別の一又は複数のライン又は他のコンポーネントにより、航空機のエンジンに接続されることができる。例えば、プロセスエアーラインはエンジンブリードエアーラインから分岐でき、エンジンブリードエアーラインの第一端は、エンジンブリードエアーをエンジンブリードエアーラインに供給するために航空機のエンジンに接続される。エンジンブリードエアーラインはエンジンブリードエアーを航空機内の他のシステム、例えば航空機空調システム又は航空機の除氷システムに供給できる。これはエンジンブリードエアーの更なる利用、例えば前述した航空機システムのために必要とされるはずであるので、エンジンブリードエアーラインは、エンジンブリードエアーラインを流れるエンジンブリードエアーを適切な冷却装置に供給することができる。例えば、エンジンブリードエアーラインは、エンジンブリードエアーラインを流れるエンジンブリードエアーを、本発明の冷却システムにより冷却される熱交換器を介して運ぶように適合されることができる。
【０００８】
プロセスエアーラインは、エンジンブリードエアーラインを通るエンジンブリードエアーの流れ方向に関して冷却される熱交換器の上流でエンジンブリードエアーラインから分岐できる。このような態様であれば、エンジンブリードエアーは圧力及び温度の損失なくプロセスエアーラインに続いてタービンに供給されることができる。しかしながら、これに代えて、望むならば又は必要ならば、プロセスエアーラインはエンジンブリードエアーラインを通るエンジンブリードエアーの流れ方向に関して熱交換器の下流でエンジンブリードエアーラインから分岐できる。
【０００９】
冷却される熱交換器は冷却エアーラインを流れる冷却空気によってだけで冷却されることができる。しかしながら、これに代えて、冷却される熱交換器は外気が流れることのできる冷却ダクト内に設置されることができる。冷却ダクトは、例えば、ラムエアーダクトの形式に構成されることができる。それにより、航空機の巡航中に、熱交換器は冷却ダクトを流れる外気により冷却され、一方で、航空機の地上走行中には熱交換器の冷却は冷却エアーラインを流れる冷却空気により可能となる。さらに、このような態様であれば、すくなくとも航空機の巡航中に、外気及び冷却エアーラインからの冷却空気による熱交換器の同時冷却を達成することができる。このようにして、本発明の冷却システムの冷却能力を増大することができる。
【００１０】
熱交換器の構造様式に応じて、冷却ダクトを流れる外気及び冷却エアーラインからの冷却空気は、熱交換器を流れる独立した空気流として運ばれることができる。しかしながら、これに代えて、冷却ダクトを流れる外気及び冷却エアーラインからの冷却空気を熱交換器の上流又は下流で単一の空気流に一体化することも考えられる。このような本発明の冷却システムの展開は、例えば冷却ダクトに通じる冷却エアーラインを用いることによって達成されることができる。
【００１１】
さらに、航空機内の熱交換器を冷却するための本発明のシステムは、タービンによって駆動され、外気を取り込み圧縮するように適合されたコンプレッサーを有することが好ましい。例えば、タービン及びコンプレッサーはコンプレッサー／タービンユニットの形式で構成されることができ、共通のシャフトに設置されることができる。このコンプレッサーによって取り込まれ圧縮された外気は、未使用のまま外へ返還されることができる。しかしながら、コンプレッサーにより発生した圧縮された空気は更なる使用のために供給されることが好ましい。例えば、コンプレッサーにより発生された圧縮した空気は、例えば航空機空調システムのような他の航空機システムに供給されることができる。しかしながら、これに代えて又はこれに加えて、本発明の冷却システム内でコンプレッサーにより発生した圧縮された空気を使用することができる。
【００１２】
例えばコンプレッサーの流入側は外気を外気ラインへ運ぶために外気ラインに接続されることができ、該外気ラインは外気ラインを流れる外気を冷却される熱交換器に供給するように適合されることができる。すなわち、コンプレッサーは、冷却エアーラインからの冷却空気に加えて、冷却外気を熱交換器に供給するために使用されることができる。このように、冷却能力だけでなく、本冷却システムのエネルギー効率も増大されることができる。外気ラインは、任意の所望の方法で熱交換器と熱的に結合されることができる。外気ラインを流れる外気から冷却される熱交換器への冷却エネルギーの適切な伝達が保証されることだけが重要な点である。
【００１３】
冷却される熱交換器が外気が流れることのできる冷却ダクト内に設置される場合に、コンプレッサーの流入側は冷却ダクトを通る外気を運ぶために冷却ダクトに接続されることもできる。すなわち、コンプレッサーの流入側に接続された外気ラインは冷却ダクトによって部分的に又は完全に形成されることができる。これに代えて、外気ラインと冷却ダクトを、外気ライン又は外気ラインの一部が冷却ダクトに通じるように構築することも考えることができ、その結果、外から外気ラインを介して吸い込まれた外気は冷却ダクトに送られることができる。
【００１４】
本発明の冷却システムのこれに代わる展開では、コンプレッサーの流出側が、圧縮されたコンプレッサーエアーをコンプレッサーエアーラインに供給するためにコンプレッサーエアーラインに接続され、該コンプレッサーエアーラインはコンプレッサーエアーラインを流れるコンプレッサーエアーを冷却される熱交換器に供給するように適合される。この本発明の冷却システムの展開でも、コンプレッサーは追加の冷却空気を熱交換器に供給するために使用される。そのため、この冷却システムの実施形態も冷却能力の増大とシステムのエネルギー効率の増大を可能にする。コンプレッサーエアーラインは任意の所望の方法で熱的に熱交換器に結合されることができる。コンプレッサーエアーラインを流れるコンプレッサーエアーから冷却される熱交換器への冷却エネルギーの適切な伝達が保証されることだけが重要な点である。
【００１５】
コンプレッサーエアーラインは冷却される熱交換器を通る独立したラインの形式で延伸できる。しかしながら、これに代えて、コンプレッサーエアーラインは冷却エアーラインに通じることができ、その結果、コンプレッサーエアーラインを流れるコンプレッサーエアーと冷却エアーラインを流れる冷却空気は熱交換器を流れる単一の空気流の形式で導かれることができる。熱交換器が外気流が流れることのできる冷却ダクト内に配置される場合には、コンプレッサーエアーラインまたはコンプレッサーエアーラインの一部分は冷却ダクトに通じることもできる。さらに、コンプレッサーの流出側は冷却ダクトに直接接続されることができ、その結果、コンプレッサーエアーラインは部分的に又は全体的に冷却ダクトによって形成されることができる。最後に、コンプレッサーも冷却ダクトに統合されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
以下、航空機内の熱交換器を冷却するための本発明のシステムの好ましい実施形態について、添付の概略図を用いて詳細に説明する。
【００１７】
【図１】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第一の実施形態
【図２】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第二の実施形態
【図３】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第三の実施形態
【図４】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第四の実施形態
【図５】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第五の実施形態
【図６】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第六の実施形態
【図７】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第七の実施形態
【図８】航空機内の熱交換器を冷却するためのシステムの第八の実施形態
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１内で１０で与えられる冷却システムは冷却エネルギーを航空機内の熱交換器１２に供給するために使用される。熱交換器１２は単一又は複数の熱交換器の形式で、エンジンブリードエアーライン１４によって、熱交換器１２に供給される高温のエンジンブリードエアーがながれる熱交換器とすることができる。エンジンブリードエアーライン１４は、その第一端に二つのエンジンブリードエアーライン分枝１４ａ，１４ｂを有する。エンジンブリードエアーライン分枝１４ａ，１４ｂは、航空機のエンジン１６の異なる位置に接続される。そのため、エンジン１６から取り除かれた高温のエンジンブリードエアーは、エンジンブリードエアーライン分枝１４ａ，１４ｂを介してエンジンブリードエアーライン１４に流れ、そこから熱交換器１２を通過する。熱交換器１２を流れた後、エンジンブリードエアーは航空機空調システム（詳細に示されていない）と航空機の翼の除氷システム（同様に示されていない）に供給される。
【００１９】
エンジンブリードエアーライン分枝１４ｂを流れるエンジンブリードエアーは、航空機のエンジン１６からエンジンブリードエアーライン分枝１４ａを介して取り除かれたエンジンブリードエアーよりも高いシステム圧力を有する。エンジンブリードエアーがより高い圧力下でエンジンブリードエアーライン分枝１４ｂからエンジンブリードエアーライン分枝１４ａを介してエンジン１６に逆流することを防止するために、逆止め弁１８がエンジンブリードエアーライン分枝１４ａ内に配置されることができる。一方で、エンジンブリードエアーライン分枝１４ｂを流れるエンジンブリードエアーは制御バルブ２０により制御される。さらに、制御バルブ２２，２４は、エンジンブリードエアーライン分枝１４ａ，１４ｂの接続点と熱交換器１２の間のエンジンブリードエアーライン１４を通るエンジンブリードエアーの流れを制御する。最終的に、更なる制御バルブ２６がエンジンブリードエアーライン１４内の熱交換器１２の下流に設置され、航空機空調システムと航空機の翼の除氷システムへのエンジンブリードエアーの供給を制御する。
【００２０】
熱交換器１２の上流で、プロセスエアーライン２８はエンジンブリードエアーライン１４から分岐する。そのため、エンジンブリードエアーライン１４に接続されるプロセスエアーライン２８の第一端はエンジンブリードエアーライン１４とエンジンブリードエアーライン分枝１４ａ，１４ｂにより航空機のエンジン１６に接続され、その結果、エンジン１６から取り除かれた高温のエンジンブリードエアーは、エンジンブリードエアーライン１４を通ると同時にプロセスエアーライン２８を流れる。プロセスエアーライン２８の第二端はタービン３０の流入側に接続されるので、高温で高圧に圧縮されたエンジンブリードエアーはプロセスエアーライン２８を介してタービン３０に供給される。プロセスエアーライン２８を流れるエンジンブリードエアーの制御は、プロセスエアーライン２８内のタービン３０の上流に設置される制御バルブ３２により達成される。
【００２１】
タービン３０を流れるときに、高温で高圧に圧縮されたエンジンブリードエアーは膨張し、同時に冷却される。膨張され冷却されたエンジンブリードエアーは、冷却空気として第一端がタービン３０の流出側に接続された冷却エアーライン３４に供給される。冷却エアーライン３４は、その経路の先で、熱交換器１２に熱的に結合され、その結果、冷却エアーライン３４を流れる冷却空気の冷却エネルギーは、熱交換器１２を冷却するために用いられることができる。冷却エアーライン３４と熱交換器１２の熱的な結合は任意の所望の適切な方法で確立されることができる。例えば、冷却エアーライン３４は熱交換器１２を通して延伸する。タービン３０の流出側と熱交換器１２の間の冷却エアーライン３４を流れる冷却空気の制御は制御バルブ３６により達成される。
【００２２】
熱交換器１２の下流、すなわち冷却エアーライン３４を流れた後の冷却空気は、その冷却エネルギーを熱交換器、すなわちエンジンブリードエアーライン１４からの、熱交換器１２を流れる高温のエンジンブリードエアーに伝達し、冷却エアーラインライン３４を流れる冷却空気は外に放出される。冷却空気の外への放出は冷却エアーライン３４の熱交換器１２の下流に設置された制御バルブ３８により制御される。
【００２３】
タービン３０内における高温で高圧に圧縮されたエンジンブリードエアーの膨張により発生されたエネルギーは、タービン３０とコンプレッサー／タービンユニットを形成し、タービン３０と同一のシャフト４２上に配置されたコンプレッサー４０を駆動するために使用される。コンプレッサー４０の流入側は外気ライン４４に接続されるので、運転中のコンプレッサー４０は外気ライン４４を介して外気を引き込む。コンプレッサー４０内で、外気は圧縮される。コンプレッサー４０の流出側はコンプレッサーエアーライン４６に接続される。コンプレッサーエアーライン４６を流れる圧縮されたコンプレッサーエアーは使用されずに外へ放出されることができる。しかしながら、これに代えて、コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアーは航空機の他のシステム、例えば航空機空調システムやコンプレッサーエアーを要求する他のシステムに供給されることもできる。外気ライン４４を通る外気流の制御は外気ライン４４に設置される制御バルブ４８により達成される。コンプレッサーエアーライン４６を流れるコンプレッサーエアーを制御するために、制御バルブ５０がコンプレッサーエアーライン４６内に設置される。
【００２４】
図２に示される冷却システム１０は、熱交換器１２が冷却ダクト５２内に設置されている点で図１に示された態様と異なる。外気は、例えばラムエアーダクトの形式で構成されることのできる冷却ダクト５２を流れる。冷却ダクト５２を流れる外気を制御するために、制御バルブ５４が設けられる。制御バルブ５４は、例えばラムエアーダクト吸気口フラップの形式で構成されることができる。
【００２５】
航空機の巡航中に、航空機が安定した高い対気速度を有する場合に、外気は冷却ダクト５２を流れるので、熱交換器１２は冷却ダクト５２を流れる外気に含まれる冷却エネルギーによってのみ冷却されることができる。しかしながら、これに代えて、航空機の巡航中に、熱交換器１２の冷却は冷却ダクト５２を流れる外気と冷却エアーライン３４からの冷却空気の組み合わせによっても可能である。その結果、航空機の巡航中に、冷却ダクト５２を流れる外気と冷却エアーライン３４からの冷却空気を用いて熱交換器１２を冷却することにより、システムの冷却能力は増大されることができる。熱交換器１２が冷却ダクト５２を流れる外気によってのみ冷却されることができる場合にも、プロセスエアーライン２８を介したエンジンブリードエアーの除去を省くことが可能となる。このために、例えば、制御バルブ３２を閉じることができる。一方で、航空機の地上走行中には、冷却エアーライン３４からの冷却空気が熱交換器１２の適切な冷却を確保する。
【００２６】
冷却ダクト５２を流れる外気と冷却エアーライン３４からの冷却空気は熱交換器１２を流れる独立した空気流として導かれ、又は、何か任意の方法で熱交換器１２と熱接触させられる。しかしながら、これに代えて、冷却ダクト５２を流れる外気と冷却エアーライン３４からの冷却空気は、熱交換器の上流又は下流で単一の空気流に結合されることができる。この為に、図２に示すように、冷却エアーライン３４は冷却ダクト５２に通じることができる。図２に示される他の冷却システム１０の構造及び運転モードは、図１に示される態様の構造及び運転モードに対応する。
【００２７】
図３に示される冷却システム１０は、プロセスエアーライン２８がエンジンブリードエアーライン１４の熱交換器１２の上流でなくて下流から分岐している点で図１に相当する態様と異なる。図３の冷却システム１０の他の構造及び運転モードは、図１に示される態様の構造及び運転モードに対応する。
【００２８】
同様に、図４に示される冷却システム１０は、プロセスエアーライン２８がエンジンブリードエアーライン１４の熱交換器１２の上流でなくて下流から分岐している点で図２に相当するシステムと異なる。図４に示された冷却システム１０の他の構造及び運転モードは、図２の態様の構造及び運転モードに対応する。
【００２９】
図５は、コンプレッサー４０の流入側に接続された外気ライン４４が熱交換器１２と熱的に結合される点で図１のシステムと異なる冷却システム１０を示す。そのため、コンプレッサー４０によって外気ライン４４から引き込まれた外気に含まれる冷却エネルギーは熱交換器１２を冷却するために用いられることができる。追加の冷却エネルギーを熱交換器１２に供給するためのコンプレッサー４０の出力の使用は、エネルギー効率の良い方法で冷却システム１０の冷却能力の増大を可能にする。外気ライン４４を通る外気流を制御するために、追加の制御バルブ５６が熱交換器１２とコンプレッサー４０の流入側の間の外気ラインに設置される。図５に示された冷却システム１０の他の構造及び運転モードは、図１の態様の構造及び運転モードに対応する。
【００３０】
図６は、熱交換器１２が冷却ダクト５２内に配置され、コンプレッサー４０が外気を引き込む外気ライン４４は冷却ダクト５２をコンプレッサー４０の流入側に接続する第二部分４４ｂだけでなく、冷却ダクト５２に通じる第一部分４４ａを有する点で図５のシステムと異なる冷却システム１０を示す。そのため、コンプレッサー４０は冷却ダクト５２を介して外気を引き込む。図６の冷却システム１０の他の構造及び運転モードは、図５の態様の構造及び運転モードに対応する。
【００３１】
図７は、コンプレッサー４０の流出側に接続されたコンプレッサーエアーライン４６が熱交換器１２と熱的に結合される点で図１のシステムと異なる冷却システム１０を示す。すなわち、コンプレッサーエアーライン４６は、コンプレッサーエアーライン４６を流れる圧縮されたコンプレッサーエアーを熱交換器１２を冷却するために供給する。熱交換器１２を流れた後、コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアーは、冷却エアーライン３４からの冷却空気と同様に、外へ放出される。コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアーの放出を制御するために、制御バルブ５８が設けられる。図７に示す態様では、コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアーと冷却エアーライン３４からの冷却空気は独立した空気流として、熱交換器１２を通るように導かれ、熱交換器１２の下流から外へ放出される。これに代えて、コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアーと冷却エアーライン３４からの冷却空気は熱交換器１２の上流又は下流で単一の空気流に結合されることもできる。
【００３２】
最後に、図８は、熱交換器１２が冷却ダクト５２内に設置されている点で図７の態様と異なる冷却システム１０を示す。これにより、熱交換器１２は冷却エアーライン３４からの冷却空気、コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアー、及び冷却ダクト５２を流れる外気により冷却されることができる。冷却ダクト５２を流れる外気の熱交換器１２の下流での外への返還の制御は制御バルブ６０により達成される。冷却エアーライン３４からの冷却空気、コンプレッサーエアーライン４６からのコンプレッサーエアー、及び冷却空気ダクト５２を流れる外気は、ここでも熱交換器１２を通る独立した空気流として導かれることができる。しかしながら、これに代えて、いくつかの又は全ての空気流が熱交換器１２の上流又は下流で単一の空気流に結合されることができる。
【００３３】
制御バルブ２０から２６，３２，３６，３７，４８，５０及び５４から５８は、一つの電気制御ユニットにより制御されることができる。これに代えて、複数の電気制御ユニットがバルブ２０から２６，３２，３６，３８，４８，５０及び、５４から５８を制御するために設けられることができる。さらに、用途の条件によっては、いくつかの又は全てのバルブを省くことができる。さらに、図５〜８に示される冷却システム１０を、プロセスエアーライン２８が熱交換器１２の上流ではなく下流のエンジンブリードエアーライン１４から分岐するように変更することもできる。さらに、コンプレッサー４０は冷却ダクト５２に結合されることもできる。
【図１】
2012507424.tif 000003
【図２】
2012507424.tif 000004
【図３】
2012507424.tif 000005
【図４】
2012507424.tif 000006
【図５】
2012507424.tif 000007
【図６】
2012507424.tif 000008
【図７】
2012507424.tif 000009
【図８】
2012507424.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月4日(2011.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機内の熱交換器（１２）を冷却するためのシステム（１０）であって、
プロセスエアーライン（２８）及び冷却エアーライン（３４）を有し、
前記プロセスエアーラインの第一端は、エンジンブリードエアーを前記プロセスエアーライン（２８）に供給するために、エンジンブリードエアーライン（１４）により、前記航空機のエンジン（１６）に接続され、前記プロセスエアーラインの第二端は、該プロセスエアーライン（２８）を流れる前記エンジンブリードエアーをタービン（３０）に供給するために前記タービン（３０）の流入側に接続され、
前記冷却エアーラインの第一端は前記タービン（３０）内における前記エンジンブリードエアーの膨張により発生された冷却空気を前記冷却エアーライン（３４）に供給するために前記タービン（３０）の流出側に接続され、前記冷却ラインは、前記冷却エアーライン（３４）を流れる前記冷却空気を冷却される前記熱交換器（１２）に供給するように適合されたものであって、
前記プロセスエアーライン（２８）は前記エンジンブリードエアーライン（１４）から分岐したものであり、該エンジンブリードエアーラインの第一端は前記エンジンブリードエアーを前記エンジンブリードエアーライン（１４）に供給するために二つのエンジンブリードエアーライン分枝（１４ａ，１４ｂ）によって異なる位置で前記航空機のエンジン（１６）に接続されたものであることを特徴とする航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項２】
前記エンジンブリードエアーライン（１４）は、該エンジンブリードエアーライン（１４）を流れる前記エンジンブリードエアーを冷却するために前記熱交換器（１２）を通して運ぶように適合されたものであることを特徴とする請求項１に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項３】
前記プロセスエアーライン（２８）は、前記エンジンブリードエアーライン（１４）を通る前記エンジンブリードエアーの前記流れ方向に関して前記熱交換器（１２）の上流又は下流で前記エンジンブリードエアーライン（１４）から分岐したものであることを特徴とする請求項２に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項４】
冷却される前記熱交換器（１２）は、外気が流れるように適合された冷却ダクト（５２）内に配置されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項５】
前記冷却エアーライン（３４）は、前記冷却ダクト（５２）へ通じるものであることを特徴とする請求項４に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項６】
前記タービン（３０）によって駆動され、外気を引き込み圧縮するように適合されたコンプレッサー（４０）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項７】
前記コンプレッサー（４０）の流入側は、外気を外気ライン（４４）内に運ぶために外気ライン（４４）に接続され、該外気ライン（４４）は前記外気ライン（４４）を流れる前記外気を冷却される前記熱交換器（１２）に供給するように適合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項８】
前記外気ライン（４４）の一部（４４ａ）は、前記冷却ダクト（５２）へ通じ、及び／又は前記外気ライン（４４）は前記冷却ダクト（５２）によって少なくとも一部分が形成されるものであることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項９】
前記コンプレッサー（４０）の流出側は、圧縮されたコンプレッサーエアーをコンプレッサーエアーライン（４６）に供給するために前記コンプレッサーエアーライン（４６）に接続され、該コンプレッサーエアーライン（４６）は前記コンプレッサーエアーライン（４６）を流れる前記コンプレッサーエアーを冷却される前記熱交換器（１２）に供給するように適合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【請求項１０】
前記コンプレッサーエアーライン（４６）の一部が前記冷却ダクト（５２）へ通じ、及び／又は前記コンプレッサーエアーライン（４６）は前記冷却ダクト（５２）によって少なくとも一部分が形成されるものであることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項に記載の航空機内の熱交換器を冷却するためのシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
熱交換器１２の下流、すなわち冷却エアーライン３４を流れた後の冷却空気は、その冷却エネルギーを熱交換器、すなわちエンジンブリードエアーライン１４からの、熱交換器１２を流れる高温のエンジンブリードエアーに伝達し、冷却エアーライン３４を流れる冷却空気は外に放出される。冷却空気の外への放出は冷却エアーライン３４の熱交換器１２の下流に設置された制御バルブ３８により制御される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
制御バルブ２０，２２，２４，２６，３２，３６，３８，４８，５０，５４，５６及び５８は、一つの電気制御ユニットにより制御されることができる。これに代えて、複数の電気制御ユニットがバルブ２０から２６，３２，３６，３８，４８，５０及び、５４から５８を制御するために設けられることができる。さらに、用途の条件によっては、いくつかの又は全てのバルブを省くことができる。さらに、図５〜８に示される冷却システム１０を、プロセスエアーライン２８が熱交換器１２の上流ではなく下流のエンジンブリードエアーライン１４から分岐するように変更することもできる。さらに、コンプレッサー４０は冷却ダクト５２に結合されることもできる。
【国際調査報告】
2012507424.tif 000011
2012507424.tif 000012
2012507424.tif 000013
2012507424.tif 000014
2012507424.tif 000015
2012507424.tif 000016