(57)【要約】  航空機内域を冷却するためのシステムは混合チャンバー（１８）を有し、該混合チャンバーは冷却空気を提供するための空調機構（１２ａ，１２ｂ）に接続され及び／又は再循環された空気を混合チャンバー（１８）に供給するための再循環された空気を運ぶ装置（２０ａ，２０ｂ）に接続される。さらに、システム（１０）は航空機側の空気分配システム（２３）を有し、該航空機側の空気分配システムは混合チャンバー（１８）と冷却される航空機内域を接続する少なくとも一つのライン（３２）と、航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気を航空機側の空気分配システム（２３）に送るために航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）に接続することができる少なくとも一つのライン（２８ａ，２８ｂ）とを有する。さらに、システム（１０）は、航空機側の空気分配システム（２３）及び混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の運転状態を示すパラメータを検出するための検出装置（３４）と、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルを受け取って、評価するように設定された制御ユニット（４２）であって、システム（１０）が航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）に接続されたときに、検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに応じて航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御するように設定された制御ユニットとを有する。【選択図】  図１
2012518567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機内域を冷却するためのシステム（１０）であって、
混合チャンバー（１８）と航空機側の空気分配システム（２３）とを有し、
前記混合チャンバー（１８）は、冷却空気を提供するための空調機構（１２ａ，１２ｂ）に接続され、及び／又は再循環された空気を前記混合チャンバー（１８）に供給するための再循環された空気を運ぶ装置（２０ａ，２０ｂ）に接続されたものであり、
前記航空機側の空気分配システム（２３）は、前記混合チャンバー（１８）と冷却される航空機内域を接続する少なくとも一つのライン（３２）と、航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気を前記航空機側の空気分配システム（２３）へ送るために前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）に接続することができる少なくとも一つのライン（２８ａ，２８ｂ）とを有するものであって、
前記システム（１０）は、前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の運転状態を示すパラメータを検出するための検出装置（３４）と、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルを受け取って、評価するよう設定された制御ユニット（４２）であって、前記システム（１０）が前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）に接続されたときに、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに応じて制御するよう設定された制御ユニット（４２）とを有するものであることを特徴とする航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項２】
前記制御ユニット（４２）は、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに応じて、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の温度及び質量流量の少なくとも一方が前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の運転状態に適合されるように、及び／又は、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のスイッチを切るように、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御するように設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項３】
前記検出装置（３４）は少なくとも一つの温度センサー（３６）を有し、
前記制御ユニット（４２）は、該制御ユニット（４２）が、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに基づいて、前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の空気の温度が下限温度閾値より低いことを検出したときに、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の温度が増大するように、又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のスイッチを切るように、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御するように設定されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項４】
前記検出装置（３４）は少なくとも一つの圧力センサー（３８）を有し、
前記制御ユニット（４２）は、該制御ユニット（４２）が、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに基づいて、前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の圧力が下限圧力閾値より低い又は上限圧力閾値より高いことを検出したときに、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の質量流量が減少するように、及び／又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の温度が増大するように、又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のスイッチを切るように、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御するように設定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域を冷却するためのシステム。
【請求項５】
前記検出装置（３４）は前記混合チャンバー（１８）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４のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項６】
前記制御ユニット（４２）は、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された複数のシグナルであって、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転状態を示すシグナルを受け取って、評価するように設定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４のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項７】
前記制御ユニット（４２）は前記システム（１０）の複数の運転パラメータが保存されたメモリーに接続され、前記制御ユニット（４２）は、前記メモリーに保存された前記システム（１０）の前記複数の運転パラメータに応じて、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御するように設定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６のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項８】
前記制御ユニット（４２）は前記システム（１０）の航空機側のコンポーネントを形成し、又は独立したコンポーネントの形式で設計され、又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のコンポーネントを構成するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却するためのシステム。
【請求項９】
航空機内域を冷却する方法であって、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却するためのシステムを準備する工程、
前記航空機内域を冷却するためのシステム（１０）を航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）に接続する工程と、
前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の運転状態を示すパラメータを検出するために、前記制御ユニット（４２）が前記検出装置（３４）から受け取って、評価した前記複数のシグナルに応じて、前記制御ユニット（４２）により前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御する工程とを有することを特徴とする航空機内域を冷却する方法。
【請求項１０】
前記制御ユニット（４２）は、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の温度及び質量流量の少なくとも一方を前記航空機側の空気分配システム（２３）及び混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の運転状態に適合させるように、及び／又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御することを特徴とする請求項９に記載の航空機内域を冷却する方法。
【請求項１１】
前記検出装置（３４）は少なくとも一つの温度センサー（３６）を有し、
前記制御ユニット（４２）は、該制御ユニット（４２）が、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに基づいて、前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の空気の温度が下限温度閾値より低いことを検出したときに、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の温度が増大するように、又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のスイッチを切るように、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の航空機内域を冷却する方法。
【請求項１２】
前記検出装置（３４）は少なくとも一つの圧力センサー（３８）を有し、
前記制御ユニット（４２）は、該制御ユニット（４２）が、前記検出装置（３４）により提供された複数のシグナルに基づいて、前記航空機側の空気分配システム（２３）及び前記混合チャンバー（１８）の少なくとも一方の圧力が下限圧力閾値より低いこと、又は上限圧力閾値より高いことを検出したときに、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の質量流量が減少するように、及び／又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供された空気の温度が増大するように、又は前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）のスイッチを切るように前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却する方法。
【請求項１３】
前記制御ユニット（４２）は、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転状態を示す複数のシグナルであって、前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）により提供されたシグナルを受け取って、評価することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却する方法。
【請求項１４】
前記制御ユニット（４２）は前記システム（１０）の複数の運転パラメータが保存されたメモリーに接続され、前記制御ユニット（４２）はメモリーに保存された前記システム（１０）の前記複数の運転パラメータに応じて前記航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）の運転を制御することを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却する方法。
【請求項１５】
航空機内域を冷却するための配置であって、
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の航空機内域を冷却するためのシステム（１０）、及び
前記システム（１０）に接続するために適切な航空機外部の空気発生機構（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）を有することを特徴とする航空機内域を冷却するための配置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機外部の空気機構が用いられる、航空機内域を冷却するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
航空機内の空調設備では、航空機のエンジン又は補助動力ユニット（ＡＰＵ）によって空調設備に提供され、また航空機の地上運転時には航空機外部の高圧空気発生機構によって空調設備に提供される高圧縮プロセスエアーのきちんとした操作が必要である。これらのプロセスエアー供給システムの全てが使用できない場合、航空機の空調設備を運転することはできない。さらに、航空機の地上運転時、例えば比較的長時間にわたる保守作業において、航空機の空調設備の運転はコストの理由から望ましくなく、安全の理由からも困難である。そのため、地上運転時の航空機に、航空機外部の低圧空気発生機構によって提供された予め冷却された空気を供給することが慣習化されている。
【０００３】
複数の低圧空気発生機構は異なった設計、異なった冷却能力で使用されることができる。近年使用される低圧空気発生機構のほとんどが、約５℃の温度で、低圧空気発生機構の構成にそれぞれ応じた発生された冷却空気量及びシステムの圧力ひいては冷却空気の圧力で冷却空気を提供する。しかしながら、０℃より低い温度の冷却空気を発生する能力を有する低圧空気発生機構は既にある。航空機外部の低圧空気発生機構は、接続ホースを用いて規格化された航空機側のポートにつながり、結果として、低圧空気発生機構により発生された冷却空気は航空機内部に導かれることができる。そして、冷却空気は、航空機内部の複数の空気分配システムによって、冷却される航空機内域、例えば、客室、コックピット、貨物室又は、熱を発生する、特に電子の航空機のコンポーネントの様々な設置場所等に送られる。航空機のエンジンが始動する前に、航空機外部の低圧空気発生機構は航空機から切り離され、冷却される航空機内域の冷却は航空機の空調設備により引き継がれる。
【０００４】
現在使用される航空機の空調設備は航空機の加圧領域に配置された混合チャンバーを有し、航空機の空調設備の運転において、そこに、約−２５℃以下の温度で比較的高圧の非常に低温の空気と、約３０℃の温度の暖かい再循環された空気とが航空機の空調設備の空調機構により供給される。その後、所望の温度にするために混合チャンバー内で混合された空気は、冷却される航空機内域に種々の空気分配ラインを通して送られる。空調設備内の空気の流れを制御するために、空調機構と混合チャンバーを接続するライン内にそれぞれの場合に対応する逆止弁が配置され、逆止弁は混合チャンバーに供給するために提供された再循環された空気が、加圧された航空機内域の外に設置された空調機構へ出ることを防ぐ。
【０００５】
航空機の地上運転において、航空機外部の低圧空気発生機構が冷却される航空機内域の冷却を引き継ぐとき、低圧空気発生機構により提供された空気は、対応する航空機側の低圧空気分配システムを介して、航空機の空調設備の混合チャンバーに直接送られる。低圧空気分配システムは、加圧されてないベリーフェアリングを通って、加圧された航空機内域へ、混合チャンバー方向に延伸する吸気ラインを有する。加圧された航空機内域と加圧されていない航空機内域の間の遷移領域における吸気ラインに配置された逆止弁は、加圧された航空機内域に配置される吸気ライン部分から、加圧されていない航空機内域を通って延伸する吸気ライン部分への空気の逆流を防ぐ。その結果、逆止弁は、加圧されていない航空機内域に配置された低圧空気分配システムの一部でリークがある場合でも、空気が加圧された航空機内域から出ることを防ぐ。
【０００６】
近年知られている航空機冷却システムでは、航空機外部の空気機構を用いる冷却システムの運転において、最新の運転パラメータについての情報の交換が冷却システムの航空機側のコンポーネントと航空機外部の空気機構の間で行われないという問題がある。これは危機的な運転状態をもたらす結果となる可能性がある。特に、近年知られている航空機の冷却システムでは、０℃より低い非常に低温度の冷却空気を発生する能力のある低圧空気発生機構が用いられる場合において、航空機側の空気分配システムの着氷による重大な危険がある。着氷によるダメージを和らげるために、例えばバルブ又はフラップのように着氷の危険のある航空機側の空気分配システムのコンポーネントは、より安定に設計されなければならず、加熱されなければならず、又は誤運転を表示する追加の電子システムにつなげられなければならない。これは、更なるコストと、望まれざる重量の増加をもたらす結果となる。さらに、冷却システムの航空機側のコンポーネントと航空機外部の空気機構の間の情報交換の欠如により、航空機外部の空気機構により提供される冷却能力の最適な制御は不可能となる。その結果、冷却システムの定められた運転段階では、航空機外部の空気機構は特定の場合に高すぎる冷却能力を供給する。これは冷却システムのエネルギー消費に悪影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、航空機外部の空気機構を用いる場合に航空機の地上運転時において冷却される航空機内域の安全で、エネルギー効率的な冷却を可能とする、航空機内域を冷却するためのシステム及び方法について規定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１の特徴を有する航空機内域を冷却するためのシステム、及び請求項９の特徴を有する航空機内域を冷却するための方法により達成される。
【０００９】
航空機内域を冷却するための本発明のシステムは、冷却空気を提供するために空調機構に接続され、及び／又は再循環された空気を混合チャンバーに供給するために再循環された空気を運ぶ装置に接続される混合チャンバーを有する。本発明の冷却システムにより冷却される航空機内域は、客室、コックピット、貨物室とすることができる。さらに、本発明の冷却システムにより、例えば電子システムのような、航空機内の熱的に負荷のあるコンポーネントの設置場所を冷却することができる。空調機構は加圧されていない航空機内域に優先的に配置され、約−２５℃の温度の空気を提供するように設定される。例えば、再循環された空気を運ぶ装置は、送風機の形式で設計されることができ、冷却される航空機内域、例えば客室キャビンから、冷却システムの混合チャンバーに戻るように再循環空気を導く機能を果たすことができる。再循環された空気を運ぶ装置により混合チャンバー内へ運ばれたこの再循環空気は、約３０℃の温度を優先的に有する。混合チャンバー内で、空調機構により提供された冷却空気と混合が生じる。望むならば、又は必要ならば、本発明の冷却システムは単に一つの空調機構と単に一つの再循環された空気を運ぶ装置とを有するものであって良い。しかしながら、このシステムは二以上の空調機構と二以上の再循環された空気を運ぶ装置を優先的に有する。再循環された空気を運ぶ装置と本発明の冷却システムの混合チャンバーが、加圧された航空機内域に配置されるように優先的に備えられる。
【００１０】
さらに、航空機内域を冷却するための本発明のシステムは、混合チャンバーと冷却される航空機内域を接続する少なくとも一つのラインと、航空機外部の空気発生機構により提供された空気を航空機側の空気分配システムへ運ぶために航空機外部の空気発生機構と接続可能な少なくとも一つのラインを有する航空機側の空気分配システムを有する。本発明の冷却システムは、任意の航空機外部の空気発生機構に接続されるように備えられることができる。例えば、本システムは、約５℃の温度の空気を発生する従来の低圧空気発生機構に接続されるように設定されることができる。しかしながら、本発明の冷却システムは、０℃より低い非常に低温の冷却空気を発生する能力のある航空機外部の低圧空気発生機構と接続されるように優先的に備えられる。
【００１１】
さらに、航空機内域を冷却するための本発明のシステムは、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態を示すパラメータを検出するための検出装置を有する。本発明の冷却システムの制御ユニットは、検出装置により提供された複数のシグナルを受け取って、評価するように設定され、さらに、本発明の冷却システムが航空機外部の空気発生機構に接続されたときに、検出装置により提供された複数のシグナルに応じて航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように設定される。すなわち、本発明の冷却システムの制御ユニットは、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態に応じて航空機外部の空気発生機構の運転の直接的な制御を可能にする。
【００１２】
航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態のモニタリングにより、及びそれに対応する航空機外部の空気発生機構の運転の適合により、例えばそれら冷却システム領域のこれら領域における着氷のような航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の危機的な運転状態は、完全に回避されることができ、又は少なくとも早期に発見され、航空機外部の空気発生機構の運転の適切な制御により除かれることができる。そのため、０℃より低い温度の空気を提供する航空機外部の空気発生機構との接続において、本発明の冷却システムは特に安全に運転されることができる。さらに、本発明の冷却システムは、航空機外部の空気発生機構により提供された冷却能力を冷却システムが要求する冷却能力に適応できる。そのため、航空機外部の空気発生機構が必要とされない冷却能力を発生する運転状態は、回避されることができ、その結果として、航空機外部の空気発生機構はよりエネルギー効率の良い方法で運転されることができる。
【００１３】
本発明の冷却システムの制御ユニットは、検出装置により提供された複数のシグナルに応じて、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度及び質量流量の少なくとも一方が航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態に適合されるように、及び／又は航空機外部の空気発生機構のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように優先的に設定される。例えば、本発明の冷却システムの制御ユニットが検出装置により提供された複数のシグナルに基づいて、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態が指定の運転状態からある程度だけ逸脱したことを検出したときに、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度又は質量流量の適合が生じる。一方で、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態が指定の運転状態から大幅に逸脱するか、又は危機的な運転状態に近づいたときには、航空機外部の空気発生機構の切断が必要とされる。しかしながら、例えば周囲の条件理由によって、又は定められた運転状況において冷却される航空機内に低い冷却能力しか要求されない場合のような、本発明の冷却システムによる航空機外部の空気発生機構に対する冷却能力の要求が無視できるほど低い、又は要求がないときには、航空機外部の空気発生機構の切断が理にかなっている。
【００１４】
航空機内域を冷却するための本発明のシステムの検出装置は、少なくとも一つの温度センサーを有することができる。さらに、本発明の冷却システムの制御ユニットは、制御ユニットが、検出装置により提供された複数のシグナルに基づいて、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の中の空気の温度が下限閾値以下であることを検出したとき、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度が増大するように、又は航空機外部の空気発生機構のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように設定されることができる。下限閾値が、例えば２℃となることができる。このような航空機外部の空気発生機構の運転の制御により、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の着氷の危険を確実に減少することができる。
【００１５】
当然のことながら、本発明の冷却システムの制御ユニットは、制御ユニットが、検出装置により提供された複数のシグナルに基づいて、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の空気の温度が上限温度閾値より高いことを検出したときに、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度が減少するように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように設定されることもできる。このような航空機外部の空気発生機構の運転の制御により、冷却システムに、航空機外部の空気発生機構によって常に十分な冷却エネルギーが供給されることを保証することができる。
【００１６】
さらに、本発明の冷却システムの検出装置は少なくとも一つの圧力センサーを有することができる。制御ユニットは、該制御ユニットが、検出装置により提供された複数のシグナルに基づいて、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の圧力が下限閾値より低いか、又は上限圧力閾値より高いことを検出したときに、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の質量流量が減少するように、及び／又は航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度が増大するように、又は航空機外部の空気発生機構のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように設定されることができる。圧力センサーによって測定された圧力と下限又は上限圧力閾値を比較するために、制御ユニットは、航空機外部の空気発生機構により提供された冷却空気の質量流量についての情報を受け取り、処理することができる。この情報は航空機外部の空気発生機構により制御ユニットに提供されることができる。下限閾値より低い圧力は、航空機側の空気分配システム又は混合チャンバーを通る空気の流れ方向に関して圧力センサーの上流に位置する航空機側の空気分配システム領域又は混合チャンバー領域における着氷を示すものとして評価されることができる。同様に、上限圧力閾値より高い圧力は、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方を通る空気の流れ方向に関して圧力センサーの下流に位置する航空機側の空気分配システムの領域及び混合チャンバーの少なくとも一方の領域における着氷を示すものとして評価されることができる。
【００１７】
圧力センサーにより測定された圧力値の下限圧力閾値から又は上限圧力閾値からの逸脱が比較的わずかな場合は、除氷する目的、及び航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の危機的な運転状態を避ける目的で、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の質量流量を十分に減少させることができ、及び／又は航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度を十分に増大させることができる。しかしながら、圧力センサーにより測定された圧力値が、下限圧力閾値より遙かに低く又は上限圧力閾値より遙かに高い場合には、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の危機的な運転状態を避ける目的で、航空機外部の空気発生機構のスイッチを切り、それにより航空機外部の空気発生機構から本発明の冷却システムの空気分配システムへの空気の供給を妨げることを必要とすることができる。さらに、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の測定された圧力値が下限圧力閾値と上限圧力閾値の間の場合には、制御ユニットは、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の圧力が最適化された特定の圧力値に一致するように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように、特に航空機外部の空気発生機構により提供された空気の質量流量及び航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度の少なくとも一方を制御するように設定されることができる。
【００１８】
測定装置又は測定装置の複数のセンサーは航空機側の空気分配システムの任意の位置に配置されることができる。しかし、選ばれた位置に応じて、圧力センサー及び温度センサーの少なくとも一方が適切な数分、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態の最適なモニタリングを保証するために必要とされる可能性もある。混合チャンバーの温度は、混合チャンバーの圧力と同じく、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーを通る空気の流れ方向に関して混合チャンバーの上流及び下流の両方に位置された航空機側の空気分配システム領域の運転状態の推測を可能にするので、必要な測定装置のセンサーの数を最小にするために、混合チャンバーに測定装置又は測定装置のセンサーを配置することが有利である。結果として、冷却システムのコストと複雑さも、システムの重量と同様に、減少されることができる。
【００１９】
さらに、本発明の航空機内域を冷却するためのシステムの制御ユニットは、航空機外部の空気発生機構の運転状態を示す複数のシグナルであって、航空機外部の空気発生機構により提供された複数のシグナルを受け取って、評価するように設定されることができる。そして、この航空機外部の空気発生機構の運転状態を示す複数のシグナルは、航空機外部の空気発生機構の運転の制御と関連して制御ユニットにより考慮されることができる。例えば、航空機外部の空気発生機構により提供された複数のシグナルは、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の質量流量及び温度の少なくとも一方についての情報を制御ユニットに提供することができる。
【００２０】
本発明の冷却システムの制御ユニットはシステムの複数の運転パラメータが保存されたメモリーに接続されることができる。このメモリーは制御ユニットに統合されることができ、又は独立したメモリー形式又は他の制御ユニットに割り当てられたメモリー形式で設計されることができる。メモリーに保存された複数の運転パラメータを経由して、特定のパラメータ、例えば、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の最大許容総流量、航空機外部の空気発生機構の最大システム圧力、正常運転時に航空機外部の空気発生機構によって提供された空気の最低温度、航空機側に計器誤差がある場合の航空機外部の空気発生機構により提供された空気の最低温度などを考慮に入れる。そして、メモリーに保存されたこのようなシステム運転パラメータに頼ることのできる制御ユニットは、メモリーに保存されたシステム運転パラメータに応じて、航空機外部の空気発生機構の運転を制御するように、すなわち航空機外部の空気発生機構の制御と関連してメモリーに保存されたシステム運転パラメータを考慮して設定されることができる。
【００２１】
本発明の冷却システムの制御ユニットは電子制御ユニット形式に優先的に設計される。制御ユニットはシステムの航空機側のコンポーネントを形成でき、すなわち、航空機内域に統合されるように備えられることができる。しかしながら、これに代えて、制御ユニットは独立したコンポーネントの形式に設計されることもでき、又は航空機外部の空気発生機構のコンポーネントを構成することもできる。制御ユニットは適切なデータラインを介して検出装置及び航空機外部の空気発生機構に接続されることができる。これに代えて、制御ユニット、航空機外部の空気発生機構、及び検出装置は、複数のシグナルとデータのそれらコンポーネント間の無線通信方式が可能なように構成されることもできる。
【００２２】
本発明の航空機内域を冷却するための方法は、上述した航空機内域を冷却するためのシステムの準備工程を含む。次に、冷却システムは航空機外部の空気発生機構に接続される。航空機外部の空気発生機構の運転は、航空機外部の空気発生機構及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態を示すパラメータを検出するための検出装置から制御ユニットが受け取って、評価する複数のシグナルに応じて、制御ユニットにより制御される。
【００２３】
制御ユニットは、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度及び質量流量の少なくとも一方を航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の運転状態に適合するように、及び／又は航空機外部の空気発生機構のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構の運転を優先的に制御する。
【００２４】
検出装置が少なくとも一つの温度センサーを有する場合、制御ユニットは、該制御ユニットが、検出装置により提供された複数のシグナルに基づいて、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の空気の温度が下限温度閾値より低いことを検出したときに、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度が増大するように、又は航空機外部の空気発生機構のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御することができる。
【００２５】
これに代えて、又はこれに加えて、検出装置が少なくとも一つの圧力センサーを有する場合には、制御ユニットは、該制御ユニットが、検出装置により提供された複数のシグナルに基づいて、航空機側の空気分配システム及び混合チャンバーの少なくとも一方の圧力が下限圧力閾値より低い又は上限圧力閾値より高いことを検出したときに、航空機外部の空気発生機構により提供された空気の質量流量が減少するように、及び／又は航空機外部の空気発生機構により提供された空気の温度が増大するように、又は航空機外部の空気発生機構のスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構の運転を制御することができる。
【００２６】
さらに、本発明の航空機内域を冷却するための方法の場合には、制御ユニットは航空機外部の空気発生機構の運転状態を示す複数のシグナルであって、航空機外部の空気発生機構により提供された複数のシグナルを受け取って、評価することができる。そのため、航空機外部の空気発生機構の運転状態を示す複数のシグナルは、航空機外部の空気発生機構の運転の制御と関連して制御ユニットにより考慮に入れられることができる。
【００２７】
制御ユニットはシステム運転パラメータが保存されたメモリーに接続されることができる。そのため、制御ユニットは、メモリーに保存されたシステム運転パラメータに応じて、航空機外部の空気発生機構の運転を制御することができる。
【００２８】
航空機内域を冷却するための本発明の配置は、前述の航空機内域を冷却するためのシステムを有し、冷却システムに接続されるのに適した航空機外部の空気発生機構を有する。以下、本発明の好ましい態様を、添付の図面に基づいてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】航空機内域を冷却するためのシステムの第一態様を示す図である。
【図２】航空機内域を冷却するためのシステムの第二態様を示す図である。
【図３】航空機内域を冷却するためのシステムの第三態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に示す航空機内域を冷却するためのシステム１０は、加圧されていない航空機内域の航空機の翼の付け根部分にそれぞれ配置された二つの空調機構１２ａ，１２ｂを有する。空調機構１２ａ，１２ｂは冷却空気が提供され、混合チャンバー１８に適切な空気分配ライン１６ａ，１６ｂを介して接続される。空気分配ライン１６ａ，１６ｂに配置された逆止弁１７ａ，１７ｂは、混合チャンバー１８に供給される空気が空調機構１２ａ，１２ｂへ逆流することを防ぐ。混合チャンバー１８内において、空調機構１２ａ，１２ｂにより提供された空気は、冷却される航空機内域から再循環された空気の送風機２０ａ，２０ｂにより吸い出された再循環された空気と、混合される。再循環された空気の送風機２０ａ，２０ｂにより運ばれた空気は接続ライン２２ａ，２２ｂを介して、まず空気分配ライン１６ａ，１６ｂへ導かれ、そこから混合チャンバー１８へ導かれる。
【００３１】
さらに、冷却システム１０は、航空機側の空気分配システム２３を有する。航空機側の空気分配システム２３は、航空機のベリーフェアリング領域に設置され、航空機外部の低圧空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにそれぞれ接続される、４つの航空機側のポート２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを有する。必要に応じて、４つより少なく又は４つより多く、ポート２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが備えられることができる。第一吸気ライン２８ａはポート２４ａ，２４ｂと混合チャンバー１８を接続する。同様に、第二吸気ライン２８ｂはポート２４ｃ，２４ｄと混合チャンバー１８を接続する。吸気ライン２８ａ，２８ｂに設置された逆止弁３０ａ，３０ｂは混合チャンバー１８に供給される空気のポート２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ方向への逆流を妨げる。さらに、航空機側の空気分配システム２３は混合チャンバー１８と冷却される航空機内域を接続するライン３２を有する。
【００３２】
さらに、冷却システム１０は、混合チャンバー１８に配置された温度センサー３６と同様に混合チャンバー１８に配置された圧力センサー３８を有する検出装置３４を有する。検出装置３４のセンサー３６，３８は、混合チャンバー１８内の温度と圧力を測定する機能を果たす。検出装置３４により提供された複数のシグナルは、電子制御ユニット４２にデータライン４０ａ，４０ｂを介して伝達される。電子制御ユニット４２は、検出装置３４から伝達された複数のシグナルを受け取って、評価し、結果として、航空機側の空気分配システム２３及び混合チャンバー１８の少なくとも一方の運転状態を確認するよう設定される。さらに、電子制御ユニット４２は航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにデータライン４４を介して接続される。望むならば又は必要ならば、電子制御ユニット４２、検出装置３４、及び航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを接続するデータライン４０ａ，４０ｂ，４４は無線通信経路により置き換えることもできる。
【００３３】
電子制御ユニット４２は、検出装置３４により提供された複数のシグナルに応じて航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転を制御する。特に、電子制御ユニット４２は、検出装置３４によって提供された複数のシグナルに応じて、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄによって提供された空気の温度及び質量流量の少なくとも一方が航空機側の空気分配システム２３及び混合チャンバー１８の少なくとも一方の運転状態に適合するように、及び／又は航空機外部の空気発生機構２６，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄのスイッチを切るように、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転を制御するように設定される。
【００３４】
混合チャンバー１８の検出装置３４の温度センサー３６が、下限温度閾値より低い温度、例えば＋２℃を示すとき、電子制御ユニット４２は、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄによって提供された空気の温度が増大するように、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｃ，２６ｄの運転を制御する。検出装置３４の温度センサー３６によって測定された航空機側の空気分配システム２３及び混合チャンバー１８の少なくとも一方の空気の温度が下限温度閾値よりずっと下に下がったとき、電子制御ユニット４２による航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの制御は航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの切断も含むことができる。このような航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転制御により、航空機側の空気分配システム２３及び混合チャンバー１８の少なくとも一方に着氷する事態が回避され又は早急に解消される。これは、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにおいて、０℃以下の温度の空気を発生する能力がある機構の問題である場合に特に有利である。
【００３５】
検出装置３４の圧力センサー３８により混合チャンバー１８の圧力が下限圧力閾値より低いと示されたとき、電子制御ユニット４２は、これを、航空機側の空気分配システム２３と混合チャンバー１８を通る空気の流れ方向に関して混合チャンバー１８の上流に位置する、航空機側の空気分配システム２３の領域における着氷を示すものとして評価する。これに比べ、電子制御ユニット４２は、検出装置３４の圧力センサー３８によって示され、上限圧力閾値より高い圧力を、航空機側の空気分配システム２３と混合チャンバー１８を通る空気の流れ方向に関して混合チャンバー１８の下流、すなわちライン３２の領域に位置する空気分配システム２３の領域における着氷を示すものとして評価する。
【００３６】
その後、電子制御ユニット４２は、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより提供された空気の質量流量を減少するように、及び／又は航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより提供された空気の温度をは増大するように、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転を制御する。検出装置３４の圧力センサー３８によって測定された圧力値が下限圧力閾値より遙かに低く、又は上限圧力閾値より遙かに高い場合には、電子制御ユニット４２による航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの制御は、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの切断をさせることもできる。
【００３７】
さらに、電子制御ユニット４２は、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転状態を示す複数のシグナルを、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄから受け取って、評価するように設定される。特に、電子制御ユニット４２は、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより提供された空気の温度及び質量流量を示す複数のシグナルを受け取る。
【００３８】
さらに、電子制御ユニット４２はシステム１０の複数の運転パラメータが保存された統合メモリーを備える。電子制御ユニット４２のメモリーに保存された複数のシステム運転パラメータは、例えば、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより提供された空気の最大許容総量、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの最大システム圧力、正常運転時の航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより提供された空気の最小温度、及び航空機側の計器誤差を考慮した航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにより提供された空気の最小温度を含む。電子制御ユニット４２は、制御ユニット４２のメモリー内に保存された複数の運転パラメータを考慮に入れて、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転を制御する。
【００３９】
図１に示す態様では、電子制御ユニット４２は冷却システム１０の航空機側のコンポーネントを形成し、航空機内域部に配置される。一方で、図２に示す態様の場合では、電子制御ユニット４２は航空機の地上運転時に冷却システム１０の航空機側のコンポーネントと航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄに接続される独立したコンポーネントの形式で設計される。最後に、図３は、電子制御ユニット４２が航空機外部の空気発生機構２６ｄのコンポーネントを形成する態様を示す。その他の点では、図２及び図３に示される態様の構造及び運転モードは図１に示されるシステムの構造及び運転モードに一致する。
【図１】
2012518567.tif 000003
【図２】
2012518567.tif 000004
【図３】
2012518567.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月29日(2011.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
混合チャンバー１８の検出装置３４の温度センサー３６が、下限温度閾値より低い温度、例えば＋２℃を示すとき、電子制御ユニット４２は、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄによって提供された空気の温度が増大するように、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転を制御する。検出装置３４の温度センサー３６によって測定された航空機側の空気分配システム２３及び混合チャンバー１８の少なくとも一方の空気の温度が下限温度閾値よりずっと下に下がったとき、電子制御ユニット４２による航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの制御は航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの切断も含むことができる。このような航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの運転制御により、航空機側の空気分配システム２３及び混合チャンバー１８の少なくとも一方に着氷する事態が回避され又は早急に解消される。これは、航空機外部の空気発生機構２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにおいて、０℃以下の温度の空気を発生する能力がある機構の問題である場合に特に有利である。
【国際調査報告】
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