JP2004090778A - Air conditioner for aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機用空調装置に係り、特に、地上あるいは低高度飛行時にエンジン抽気量を減らすエア・サイクル・システム(ACS)に関する。
【0002】
【従来の技術】
航空機用空調装置は、機内(キャビン)の冷房、暖房、換気を行うと同時に、与圧用空気を供給するもので、与圧系統と冷暖房系統に大別される。与圧系統のない小型機は、エンジンの排気管の熱や、別に設けたヒータからの熱で機内を暖め、冷房は外気を機内に取入れることによって行われている。一方、与圧室のある大型機は、エンジンの圧縮機からの高温・高圧になった空気の一部を取り出し(これをエンジン・フリード・エアまたは抽気という)、(A)機外の冷気を利用(これをラム・エアという)したり、(B)冷媒を使用したべ一パ・サイクル冷却方式を利用したり、(C)エア・サイクル・冷却方式を利用したりし、これらの組合せで冷暖房を行っている。旧型の大型機及び現在のタービン・ヘリコプタは、(A)と(B)の組合せのべ一パ・サイクル方式を採用し、新型のジェット機は(A)と(C)の組み合わせのエア・サイクル方式を採用している。
【0003】
従来の装置はエア・サイクル・システム(ACSと呼ぶ)として、低圧下で水分を分離する方式(LPWS方式と呼ぶ)が用いられていたが、エンジンからの抽気量が多く、エンジン又はAPU(補助動力装置で、飛行していない時、ここから抽気している。通常、機体の後方に備えられている)の燃費が悪いため、高圧下で水分を分離する方式(3−WheelHPWS方式と呼ぶ)が採用されている。この3−WheelHPWS方式はラムエアを導入するファンとコンプレッサとタービンが一軸に装備され、調和空気中の湿度を高圧下で除去し、ACS出口温度を氷点下に下げることができる。そのため従来のLPWS方式よりも必要な冷房能力を得るために使う抽気量が少なくて済むので、エンジン又はAPUの燃費が向上する。ACS出口空気は直接キャビンヘ供給するには冷えすぎるので、再循環ラインを通って戻ってきたキャビンからの排気の一部と混合し、快適な温度に調整してからキャビンに供給される。さらに、ACSだけでは冷房能力が不足する場合は、搭載している電子機器等の冷却用にACSとは独立して、冷媒等を用いた冷却装置を備えたべ一パ・サイクル・システム(VCSと呼ぶ)を設けて冷却を行う。
【0004】
図3に従来の航空機用空調装置のシステムを示す。地上あるいは低高度においては、エンジン1から抽気される空気を抽気制御バルブ2で調節し、バルブ21を開、バルブ22とバルブ23を閉にして、その空気をACS19に入力する。このACS19で調和空気中の湿度が除去され、ACS19の出口から氷点下に近い空気がミキシングチャンバ11に導入される。また、上空の高い高度においては、バルブ21を閉、バルブ22とバルブ23を開にして、エンジン1から抽気された高温・高圧の空気と、一部外気16から空気を取り込み、このACS19で調和空気中の湿度が除去され、ACS19の出口から氷点下に近い空気がミキシングチャンバ11に導入される。一方、コックピット・キャビン12から再循環ファン13と制御バルブ14により排気される暖かい空気が、再循環ラインを通してミキシングチャンバ11に導入され、前記ACS19から導入された氷点下に近い空気と混合され、快適な温度に調整されてからコックピット・キャビン12に導入される。さらに、ACS19だけでは冷房能力が不足する場合は、ACS19とは独立してVCS(図示していない)が設けられ、搭載している電子機器等の冷却を行う。そしてコックピット・キャビン12内の圧力を所定の快適な圧力にするために、アウトフローバルブ(図示していない)が設けられ、自動的に制御されて、余分な空気を外部に出している。
【0005】
次に、ACS19の動作について説明する。エンジンで高温・高圧になった空気の一部が抽気制御バルブ2で調圧されて取出され、ACS19に入力される。
地上あるいは低高度飛行においては、バルブ21を開、バルブ22及びバルブ23を閉にして、抽気された空気は、外気の冷気をおびたラムエア6によって冷却された一次熱交換器3で冷却された後、バルブ21を経由しコンプレッサ4により圧縮され、再び二次熱交換器5で冷却され、水蒸気の一部は凝縮する。一方、ラムエア6はファン7によって外部に放出される。二次熱交換器5で冷却された空気はリピータ8の高温側回路に入り、コンデンサ9からの冷却された空気の低温側回路との熱交換により冷却される。そして、リヒータ8を出た高圧空気は、タービン10で断熱膨張した低温空気によって、コンデンサ9でさらに冷却され、含まれていた水蒸気のほとんどすべてが凝縮する、そして、コンデンサ9を出た空気は、リヒータ8を通ってタービン10に入り、タービン10を出た空気はコンデンサ9でリヒータ8からの空気と熱交換され、0℃以下でミキシングチャンバ11に導かれる。
高高度飛行においては、バルブ21を閉、バルブ22及びバルブ23を開にして、エンジン1から高温・高圧の空気が抽気され、一部、外気16からの空気がACS19に取り込まれる。そして、抽気された高温の空気は一次熱交換器3でラムエア6によって冷やされ、バルブ23を経由して直接タービン10に送り込まれる。外気16から取り込まれた空気は、バルブ22を経由してコンプレッサ4で圧縮され、二次熱交換器5でラムエア6によってさらに冷却され、リヒータ8の高温側回路に入り、コンデンサ9からの冷却された空気の低温側回路との熱交換によりさらに冷却される。リヒータ8を出た高圧空気と、抽気による一次熱交換器3からバルブ23を経由して送り込まれた空気とが、同時にタービン10で断熱膨張され、コンデンサ9でリヒータ8からの空気と熱交換され、0℃以下でミキシングチャンバ11に導かれる。
さらに、ACS19だけでは冷房能力が不足する場合は、搭載している電子機器等の冷却用にACS19とは独立して、フロン等の冷媒を用いた冷却装置を備えたべ一パ・サイクル・システムVCS(図示せず)が併用される。
上記のように、従来の大型機の航空機用空調装置は、エンジンの圧縮機で高温・高圧になった空気の一部を取り出し(抽気)、機外の冷気(ラムエア)を利用し、エア・サイクル・システムを主とし、補助的に独立してベーパ・サイクル・システムを併用して空気調和を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の航空機用空調装置は以上のように構成されているが、地上あるいは低高度飛行においては、エンジン抽気から空調用の空気をACS19(エア・サイクル・システム)に取り込んで供給し、高高度飛行においては、エンジン抽気のほかに、一部外気16をACS19に取り込み、エンジン抽気を減らしている。エンジン抽気を減らすことにより、必要な冷房能力を得るために使う抽気量が少なくて済み、エンジン(又はAPU)1の燃費を向上させることができる。そのため、地上あるいは低高度飛行においても、エンジン抽気の低減をすることができないかという課題がある。地上あるいは低高度飛行、及び高高度飛行において、抽気量をできるだけ減らして必要な冷房能力を得るために、ACS19を改造しなければならないという問題がある。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、地上あるいは低高度飛行においても、エンジン(又はAPU)からのエンジン抽気量をできるだけ滅らし、一部を外気から取り込み必要な冷房能力を得ることができる航空機用空調装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の航空機用空調装置は、航空機エンジンの圧縮機から高温・高圧になった空気の一部を取り出し、機外の冷気を利用し、エア・サイクル・システムにより機内を空気調和する航空機用空調装置であって、地上あるいは低高度飛行においては、エンジン抽気をラムエア冷却による一次熱交換器を通し、一方外気をコンプレッサで圧縮しラムエア冷却による二次熱交換器を通して、タービンに抽気と外気をデュアルノズルから流入し、高高度飛行においては、エンジン抽気をラムエア冷却による一次熱交換器を通しタービンにデュアルノズルから流入し、一方外気をコンプレッサで圧縮しラムエア冷却による二次熱交換器を通してタービンの出口側に送るエア・サイクル・システムを設け、供給空気の一部を外気から取り込むことによりエンジン抽気量を減らすことができるようにしたものである。
【0009】
本発明の航空機用空調装置は上記のように構成されており、地上あるいは低高度飛行においては、エンジン抽気を一次熱交換器に通し、一方外気をコンプレッサで圧縮し二次熱交換器を通して、冷却された抽気と外気を別々のノズル(デュアルノズル)からタービンに流入し、断熱膨張させ、低温空気にして含まれていた水蒸気のほとんどすべてを凝縮する。
高高度飛行においては、エンジン抽気を一次熱交換器に通しタービンにノズルから流入し、断熱膨張させ、低温空気にして含まれていた水蒸気のほとんどすべてを凝縮する。一方低圧の外気をコンプレッサで圧縮し二次熱交換器を通して流量/サージコントロールバルブを開いてタービンの出口側に送り、低温にされた抽気と一緒にミキシングチャンバに送りコックピット・キャビンに供給する。
地上あるいは低高度飛行においては、エンジン抽気を一次熱交換器とタービンの断熱膨張により低温にし、一方、上空に比べて比較的温度が高く高圧の外気を、コンプレッサで圧縮し二次熱交換器とタービンの断熱膨張により低温にすることができるので、一部外気を取り込み、抽気量を減らして冷却された空気を供給することができる。
高高度飛行においては、エンジン抽気を一次熱交換器とタービンの断熱膨張により低温にし、一方、地上に比べて温度が低く低圧の外気を、コンプレッサで圧縮し二次熱交換器で冷却してから、流量/サージコントロールバルブを開いて直接タービンの出口側に送り、低温にされた抽気と一緒にミキシングチャンバに送ることができるので、一部外気を取り込み、抽気量を減らして冷却された空気を供給することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の航空機用空調装置の一実施例を、図1を参照しながら説明する。図1は本発明の航空機用空調装置のシステムダイアグラムを示す図である。本発明の航空機用空調装置は、エンジン(又はAPU)1からの抽気及び外気16から空気を取り込み冷却・除湿するACS(エア・サイクル・システム)19aと、コックピット・キャビン12の空気の一部を取り出し再循環させる再循環流路部と、ACS19aからの低温の空気と再循環流路部からの暖かい空気を混合しコックピット・キャビン12に供給するミキシングチャンバ11とから構成される。
【0011】
本航空機用空調装置と従来の装置と異なるところは、地上あるいは低高度飛行時において、従来の装置では、図3に示すように、エンジン(又はAPU)1からの抽気を一次熱交換器3、コンプレッサ4、二次熱交換器5、タービン10で低温にしているが、本装置では、エンジン抽気を一次熱交換器3aに通し、一方、上空に比べて比較的温度が高い高圧の外気16を取り込み、コンプレッサ4a、二次熱交換器5aを通し、抽気と外気16をデュアルノズル20aからタービン10aに送り込み低温にして、ミキシングチャンバ11に供給している。
本装置では、エンジン抽気をコンプレッサ4a及び二次熱交換器5aに通すことなく、一次熱交換器3aを通してタービン10aに流し、断熱膨張による冷却のみを用いて、一部を外気16から補給している。このように本装置では、地上あるいは低高度飛行時において、一部、外気16を取り込み、エンジン抽気を減らし、エンジン(又はAPU)1の燃費を向上させている。
【0012】
また、高高度飛行において、従来の装置では、図3に示すように、エンジン抽気を一次熱交換器3、バルブ23、タービン10に通し、一方外気16をバルブ22、コンプレッサ4、二次熱交換器5、タービン10に通し低温にしているが、本装置では、エンジン抽気を一次熱交換器3a、デュアルノズル20a、タービン10aに通し、一方、高高度で温度が低い低圧の外気16を取り込み、コンプレッサ4a、二次熱交換器5aを通すが、低圧のためタービン10aに流れにくくなり流量が低下するので、チェックバルブ18aが閉じ、流量/サージコントロールバルブ17aを開いて、冷却された外気16をタービン10aの出口に流し、冷却された抽気と一緒にミキシングチャンバ11に供給している。このように両装置では、高高度飛行時において、システムは異なるが、一部、外気16を取り込み、エンジン抽気を減らしている。
【0013】
次に、本航空機用空調装置の動作と各部構成について説明する。ACS(エア・サイクル・システム)19aは、地上あるいは低高度飛行時において、エンジン(又はAPU)1から高温・高圧のエンジン抽気が、抽気制御バルブ2を介して取り込まれ、外気から取り込まれたラムエアにより冷却された一次熱交換器3aで熱交換され冷却される。一方、上空より温度が高く圧力の高い外気16が、コンプレッサ4aで圧縮され、外気から取り込まれたラムエアによって冷却された二次熱交換器5aで熱交換され冷却される。流量/サージコントロールバルブ17aが閉じられた状態で、チェックバルブ18aを通過して冷却された外気16が、デュアルノズル20aから、冷却された抽気と共にタービン10aに送られる。タービン10aで断熱膨張した低温空気によって、含まれていた水蒸気のほとんどすべてが凝縮する。そして、0℃以下でミキシングチャンバ11に導かれる。
また、ACS(エア・サイクル・システム)19aは、高高度飛行において、エンジン(又はAPU)1から高温・高圧のエンジン抽気が、抽気制御バルブ2を介して取り込まれ、外気から取り込まれたラムエアによって冷却された一次熱交換器3aで熱交換され冷却され、デュアルノズル20aからタービン10aに送られる。そして、タービン10aで断熱膨張し低温空気になる。一方、高高度で温度が低く低圧の外気16がコンプレッサ4aに取り込まれ圧縮され、外気から取り込まれたラムエアによって冷却された二次熱交換器5aで熱交換され冷却される。このとき、低圧のためタービン10aに流れにくくなり流量が低下すると、コンプレッサ4aがサージになるため、チェックバルブ18aを閉じ、流量/サージコントロールバルブ17aを開いて、冷却された外気16がタービン10aの出口に流され、冷却された抽気と一緒にミキシングチャンバ11に供給される。流量/サージコントロールバルブ17aは、タービン10aの出口に流量を流すことにより、コンプレッサ4aがサージに入るのを防止すると同時に、ミキシングチャンバ11への流量を適切な値にする役割も果たす。
再循環流路部は、コックピット・キャビン12の暖かい空気の一部を取り出しミキシングチャンバ11に再循環させる流路で、再循環ファン13と制御バルブ14で構成される。再循環ファン13の回転速度と制御バルブ14の開度を調節して再循環空気量を制御する。
ミキシングチャンバ11は、ACS19aに、エンジン抽気の高温・高圧の空気と、一部外気16からの空気とが取り込まれ、空気調和中で湿度が除去され、出口から氷点下に近い空気がミキシングチャンバ11に導入され、一方、コックピット・キャビン12から再循環流路部の再循環ファン13により取り込まれる暖かい空気が、制御バルブ14を介して、再循環ラインを通してミキシングチャンバ11に導入され、両空気が混合され、快適な温度に調整されてからコックピット・キャビン12に導入される。
【0014】
図2に、本航空機用空調装置の他の実施例を示す。なお図2において、図1と同一の符号で示される部品については、同一の機能を有するので詳細な説明は省略する。本装置は、コンプレッサ4bとタービン10bとファン7bが同軸に設けられ、ファン7bによってラムエア6bを取り込んで二次熱交換器5b及び一次熱交換器3bを冷却する3−WheelPWS方式で、タービン10bの出口に水分離器15bを設けたものである。また、水分離は低圧での分離(LPWS)又は高圧での分離(HPWS)のいずれでもよい。
地上あるいは低高度飛行時において、エンジン(又はAPU)1から高温・高圧のエンジン抽気が、抽気制御バルブ2を介して取り込まれ、外気から取り込まれたラムエア6bによって冷却された一次熱交換器3bで、熱交換され冷却される。一方、上空より温度が高く圧力の高い外気16が、コンプレッサ4bで圧縮され、外気から取り込まれたラムエア6bによって冷却された二次熱交換器5bで熱交換され冷却される。流量/サージコントロールバルブ17bが閉じられた状態で、冷却された外気16がチェックバルブ18bを通過して、デュアルノズル20bから、冷却された抽気と共にタービン10bに送られる。タービン10bで断熱膨張した低温空気は水分離器15bで含まれていた水蒸気のほとんどすべてが凝縮し、水分が除かれる。そして、0℃以下でミキシングチャンバ11に導かれる。
また、ACS(エア・サイクル・システム)19bは、高高度飛行において、エンジン(又はAPU)1から高温・高圧のエンジン抽気が、抽気制御バルブ2を介して取り込まれ、外気から取り込まれたラムエア6bによって冷却された一次熱交換器3bで熱交換され冷却され、デュアルノズル20bからタービン10bに送られる。そして、タービン10bで断熱膨張した低温空気は、水分離器15bで含まれていた水蒸気のほとんどすべてが凝縮し水分が除かれる。一方、高高度で温度が低く低圧の外気16が、コンプレッサ4bに取り込まれ圧縮され、ラムエア6bによって冷却された二次熱交換器5bで熱交換され冷却される。このとき、流量が少なくなり、低圧のためタービン10bに流れにくくなり、流量が低下するとコンプレッサ4aがサージになるため、チェックバルブ18bを閉じ、流量/サージコントロールバルブ17bを開いて、冷却された外気16が水分離器15bの出口に流され、冷却された抽気と一緒にミキシングチャンバ11に供給される。
【0015】
【発明の効果】
本発明の航空機用空調装置は上記のように構成されており、地上あるいは低高度飛行においては、エンジン抽気を一次熱交換器で冷却し、一方外気をコンプレッサで圧縮し二次熱交換器で冷却し、抽気と外気を同時にタービンに流入し断熱膨張させて低温空気にし、ミキシングチャンバに送り、また、高高度飛行においては、エンジン抽気を一次熱交換器を通しタービンに流入し断熱膨張させて低温空気にし、一方外気をコンプレッサで圧縮し二次熱交換器を通して、流量/サージコントロールバルブを開き、タービンの出口側に送り、低温にした抽気と一緒にミキシングチャンバに送り、コックピット・キャビンに供給することができる、このように、一部外気を取り込み、必要な冷房能力を得るために使う抽気量を少なくして、エンジン(又はAPU)の燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の航空機用空調装置の実施例を示す図である。
【図2】本発明の航空機用空調装置の他の実施例を示す図である。
【図3】従来の航空機用空調装置の流量回路を示す図である。
【符号の説明】
1…エンジン(又はAPU)
2…抽気制御バルブ
3、3a、3b…一次熱交換器
4、4a、4b…コンプレッサ
5、5a、5b…二次熱交換器
6、6b…ラムエア
7、7b…ファン
8…リヒータ
9…コンデンサ
10、10a、10b…タービン
11…ミキシングチャンバ
12…コックピット・キャビン
13…再循環ファン
14…制御バルブ
15b…水分離器
16…外気
17a、17b…流量/サージコントロールバルブ
18a、18b…チェックバルブ
19、19a、19b…ACS
20a、20b…デュアルノズル
21、22、23…バルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air conditioner for an aircraft, and more particularly, to an air cycle system (ACS) that reduces the amount of engine bleed air during ground or low altitude flight.
[0002]
[Prior art]
An air conditioner for an aircraft performs cooling, heating, and ventilation in the cabin (cabin) and supplies pressurized air, and is roughly classified into a pressurized system and a cooling / heating system. In a small machine without a pressurized system, the inside of the machine is heated by heat of an exhaust pipe of an engine or heat from a separately provided heater, and cooling is performed by taking in outside air into the machine. On the other hand, a large-sized machine with a pressurized room extracts a part of high-temperature, high-pressure air from the compressor of the engine (this is called engine freed air or bleed air), and (A) removes cold air outside the machine. (This is referred to as ram air), (B) a vapor cycle cooling system using a refrigerant, or (C) an air cycle cooling system. Air conditioning and heating are being performed. Older large aircraft and current turbine helicopters use a combination of (A) and (B) for the vapor cycle system, and newer jets use a combination of (A) and (C) for the air cycle system. Is adopted.
[0003]
In the conventional apparatus, a method of separating water under a low pressure (referred to as an LPWS method) is used as an air cycle system (referred to as an ACS). However, a large amount of air is extracted from an engine, and an engine or an APU (auxiliary) is used. A power unit, which is bleeding from here when not flying, which is usually provided at the rear of the fuselage) because of its poor fuel efficiency (called a 3-WheelHPWS system) under high pressure. Has been adopted. This 3-Wheel HPWS system is equipped with a fan, a compressor and a turbine for introducing ram air in a single shaft, can remove the humidity in the conditioned air under high pressure, and can lower the ACS outlet temperature to below freezing. Therefore, the amount of bleed air used to obtain the required cooling capacity is smaller than that of the conventional LPWS system, and the fuel efficiency of the engine or the APU is improved. The ACS outlet air is too cold to feed directly into the cabin, so it mixes with some of the exhaust from the cabin that has returned through the recirculation line and is adjusted to a comfortable temperature before being fed to the cabin. Further, when the cooling capacity is insufficient with the ACS alone, a vapor cycle system (VCS and VCS) having a cooling device using a refrigerant or the like is provided independently of the ACS for cooling the mounted electronic devices and the like. ) Is provided for cooling.
[0004]
FIG. 3 shows a conventional air conditioner system for an aircraft. On the ground or at a low altitude, the air extracted from the engine 1 is adjusted by the
[0005]
Next, the operation of the ACS 19 will be described. A part of the air which has become high temperature and high pressure in the engine is adjusted in pressure by the bleed
In the ground or low altitude flight, the
In the high altitude flight, the
Further, when the cooling capacity is insufficient with the ACS 19 alone, the vapor cycle system VCS having a cooling device using a refrigerant such as chlorofluorocarbon, independently of the ACS 19, for cooling the electronic devices mounted thereon is used. (Not shown).
As described above, a conventional large-sized aircraft air conditioner extracts a portion of the high-temperature and high-pressure air from the compressor of the engine (bleed air) and uses the cool air outside the machine (ram air) to generate air / air. The air conditioning is performed mainly by the cycle system and supplementarily and independently using the vapor cycle system.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional aircraft air conditioner is configured as described above. However, in ground or low altitude flight, air for air conditioning is taken in from an engine bleed into ACS 19 (air cycle system) and supplied, and high altitude flight is performed. In, in addition to the engine bleed, part of the
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and even on a ground or low altitude flight, the amount of engine bleed air from the engine (or APU) is reduced as much as possible, and a part of the air bleed is required from outside air. It is an object of the present invention to provide an air conditioner for an aircraft capable of obtaining a capability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the aircraft air conditioner of the present invention extracts a portion of high-temperature, high-pressure air from a compressor of an aircraft engine, utilizes cold air outside the aircraft, and uses an air cycle system. An air conditioning system for aircraft that air-conditions the cabin.In ground or low altitude flight, engine bleed air passes through a primary heat exchanger using ram air cooling, while outside air is compressed using a compressor and passes through a secondary heat exchanger using ram air cooling. In high altitude flight, engine bleed air flows from the dual nozzle through the primary heat exchanger using ram air cooling, while the external air is compressed by the compressor and the bleed air and outside air are compressed using the compressor. An air cycle system that feeds through the secondary heat exchanger to the turbine outlet and removes some of the supply air. It is obtained to be able to reduce the engine bleed amount by taking the.
[0009]
The aircraft air conditioner of the present invention is configured as described above, and on ground or low altitude flight, engine bleed air is passed through the primary heat exchanger, while outside air is compressed by the compressor and cooled through the secondary heat exchanger. The extracted bleed air and the outside air flow into the turbine from separate nozzles (dual nozzles), adiabatically expand, and condense almost all of the steam contained in the low-temperature air.
In high altitude flights, the engine bleed air passes through a primary heat exchanger and into the turbine through nozzles where it is adiabatically expanded, condensing almost all of the water vapor contained in the cold air. On the other hand, low-pressure outside air is compressed by a compressor, a flow rate / surge control valve is opened through a secondary heat exchanger and sent to the outlet side of the turbine, and sent to the mixing chamber together with the bleed air which has been cooled to be supplied to the cockpit cabin.
In ground or low-altitude flight, engine bleed air is cooled by the adiabatic expansion of the primary heat exchanger and turbine. Since the temperature can be lowered by adiabatic expansion of the turbine, a part of the outside air can be taken in, the amount of extracted air can be reduced, and the cooled air can be supplied.
In high-altitude flights, engine bleed air is cooled by adiabatic expansion of the primary heat exchanger and turbine, while outside air, which has a lower temperature than the ground and has low pressure, is compressed by a compressor and cooled by a secondary heat exchanger. By opening the flow / surge control valve and sending it directly to the outlet side of the turbine and sending it to the mixing chamber together with the cooled bleed air, it takes in some outside air and reduces the amount of bleed air to reduce the cooled air. Can be supplied.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the aircraft air conditioner of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a system diagram of an air conditioner for an aircraft of the present invention. The air conditioner for an aircraft of the present invention includes an ACS (air cycle system) 19a for taking in air from the engine (or APU) 1 and taking in air from
[0011]
The difference between the present air conditioner and the conventional device is that, at the time of ground or low altitude flight, the conventional device uses the
In this device, the engine bleed air is passed through the primary heat exchanger 3a to the turbine 10a without passing through the compressor 4a and the secondary heat exchanger 5a, and a part is supplied from the
[0012]
In high altitude flight, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 3, the engine bleed air is passed through the
[0013]
Next, the operation of the aircraft air conditioner and the configuration of each part will be described. The ACS (Air Cycle System) 19a is a ram air taken from the engine (or APU) 1 via a
Also, the ACS (air cycle system) 19a is configured such that during high altitude flight, high-temperature and high-pressure engine bleed air is taken in from the engine (or APU) 1 via the
The recirculation passage section is a passage for taking out a part of the warm air in the
In the mixing
[0014]
FIG. 2 shows another embodiment of the aircraft air conditioner. In FIG. 2, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions, and thus detailed description is omitted. In this apparatus, the
During ground or low altitude flight, high temperature / high pressure engine bleed air from the engine (or APU) 1 is taken in via the
In addition, the ACS (air cycle system) 19b is configured such that in high altitude flight, high-temperature and high-pressure engine bleed air is taken in from the engine (or APU) 1 via the
[0015]
【The invention's effect】
The air conditioner for an aircraft of the present invention is configured as described above.In ground or low altitude flight, engine bleed air is cooled by a primary heat exchanger, while outside air is compressed by a compressor and cooled by a secondary heat exchanger. Then, the bleed air and the outside air flow into the turbine at the same time, adiabatically expand to low-temperature air, and are sent to the mixing chamber.In high altitude flight, the engine bleed air flows into the turbine through the primary heat exchanger and adiabatically expands to produce low-temperature air. Air, while outside air is compressed by a compressor and passed through a secondary heat exchanger, the flow / surge control valve is opened, sent to the outlet side of the turbine, sent to the mixing chamber together with the cooled bleed air, and supplied to the cockpit cabin In this way, it is possible to take in some outside air and reduce the amount of bleed air used to obtain the required cooling capacity, Or it is possible to improve the fuel efficiency of the APU).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an air conditioner for an aircraft of the present invention.
FIG. 2 is a view showing another embodiment of the aircraft air conditioner of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a flow rate circuit of a conventional aircraft air conditioner.
[Explanation of symbols]
1. Engine (or APU)
2 Bleed
20a, 20b ...
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