JP4897833B2 - 個別に温度制御することができる複数の気候ゾーンを有する航空機のための空調装置 - Google Patents

Description

本発明は特に航空機内部の空調に関するが、また任意な他の必要とされる建物の空調にも転用することができる。

現代の民間航空機において、航空機の内部は、通常、独立して個別にそれぞれ温度制御できる複数の気候ゾーンに分割される。したがって、特定の内部領域における温度をより一定に保つことができ、これは、より小さい空間領域での温度制御はより大きい空間領域での温度制御よりも簡単だからであり、さらにまた、異なる空間領域で異なる温度に調節することが可能であり、客室乗務員および航空機乗客の快適さに関連する要求に個別の気候ゾーンで個別に対応することができる。

従来の空調アセンブリは、混合チャンバを備えた主分岐システムを有する給気路システムと、混合チャンバから分岐してそれぞれ対応の気候ゾーンに通じる複数のサブ分岐システムとを備える。基本温度制御を行う１個またはそれ以上の空調ユニット（また専門家の間ではよく気候パックとも呼ばれる）を主分岐システム内に配置し、これにより、調達したホットな空気源（抽気由来の給気）を冷却しまた特別な基本温度値に調節する。従来技術から知られている方法によれば、この基本温度値はすべての気候ゾーンにおける温度条件に応じて決定され、この場合、最低(最冷)温度条件が決定を左右し、また空調ユニットは、この空気源（給気）を基本温度レベルに調整し、この目的に必要とされる空調ユニットにより基本的に調整される給気の付加的に目標とする個別の温度制御をすることなしに、最低温度条件を有する気候ゾーンにおける要求温度を即座に達成することができる。

主分岐システムの終端には混合チャンバを配置し、この混合チャンバからサブ分岐システムを分岐させる。給気の基本温度制御を決める温度条件よりも高い温度条件を持つ気候ゾーンは、適切なサブ分岐システムから送られる空気の個別な加熱を必要とし、より正確に言えば適切な気候ゾーンの給気温度の各要求温度に応じた加熱を必要とする。通常は、目標とするホットな抽気のサブ分岐システムへの導入および／または電気的加熱ユニットにより、この加熱を行う。

気候ゾーンの温度条件は、気候ゾーンの測定した環境温度と環境温度目標（要求）値との差によって決まる。もしある一つの気候ゾーンにおける測定温度が誤って過度に高い実環境温度を示す場合、関連する気候ゾーンに対してこのことは過度に低い温度条件であることを（誤って）意味する。もしより高温の温度条件が全ての他の気候ゾーンで検知されたならば、このことは誤って測定された気温を持つ気候ゾーンが混合チャンバ内の給気の基本温度制御を決定することを意味する。温度測定誤差は、気候ゾーンの大きさに関係なく、どの気候域でも起こりうる。しかし、もしこの種の誤った測定が、比較的小さいおよび／または重要でない気候ゾーン、例えば客室乗務員用の休憩室（トイレ）などで起こったならば、このことは、空調すべき航空機の内部領域全体における極めて小さな部分の温度条件が混合チャンバ内の給気の基本温度制御を決定し、その残りの大部分では対応するサブ分岐システムにおける給気の個別加熱を必要とすることを意味する。当然のことながらこのことは経済的でない。残りの気候ゾーンの高い温度条件は、また、利用可能な熱源の加熱能力を上回り、潜在的な結果として、恐らくファーストクラス区域のように重要とみなされた気候ゾーンにおいて過度な低温で給気される。

本発明の目的は、とくに航空機のマルチゾーン内部の空調を全体として経済的に行うよう構成する方法、および給気の個別温度制御に利用可能である熱源をより効率的にそれらの加熱能力の範囲に維持できるようにする方法を開示することにある。

この目的を達成するため、本発明は、個別に温度制御することができる複数の気候ゾーンを有する航空機または他の建物用の空調設備であって、
‐混合チャンバおよびこの混合室から分岐してそれぞれ気候ゾーンにいたる複数のサブ分岐システムを有する給気路システムと、
‐少なくとも一つの要求温度値に応じて混合チャンバ内の給気温度を制御する基本温度制御手段と、
‐各気候ゾーンそれぞれの要求温度値に応じて各サブ分岐システム内における給気温度を個別に制御する個別温度制御手段と、を備える空調設備からスタートする。

本発明によれば、気候ゾーン群における少なくとも一つの気候ゾーンに割り当てる個別温度制御手段は、熱力学サイクル過程により動作する少なくとも一つの熱力複合エンジンを有するものとする。熱力複合エンジンは、供給される機械的的エネルギーを熱エネルギーに変換するエンジンである。熱力学サイクル過程の状況においては、二つの熱交換面の間に温度差を発生させる、または増大させ、一方の熱交換面は空気流の温度を制御する実用熱交換面として使用し、他方の熱交換面はそれを経由して熱エネルギーを周囲から吸収および周囲に放出できる自由熱交換面として使用できる。望ましい発展形態によれば、熱力複合エンジンはスターリングエンジンとする。二つの等積状態変化と二つの等温状態変化を有する理想スターリングサイクル過程は、達成可能な効率性が相当高いために、カルノーサイクル過程に極めて近似する。実用的スターリングエンジンは理想スターリングサイクル過程を実行しないことは分かっているが、実際の条件下で実用可能な近似として実行できる。スターリングエンジンそれ自体は市販で手に入る。動力としての使用法とヒートポンプまたはコールドポンプとしての使用法は先行技術に記載されている。

スターリングエンジンに限定することは、しかしながら本発明の範囲を限定する意図ではない。可逆熱力学サイクル過程、例えばカルノー過程、クラジウス‐ランキン過程あるいはエリクソン過程などにより作動する基本的熱力複合エンジンを原理上は使用することができる。

スターリングエンジンのような熱力複合エンジンは、とくに空気流を加熱することに加えて冷却することも可能にする。給気の基本温度制御のためにこの特性は、個別のとくに比較的小さい気候ゾーンにおける温度条件を無視することができ、それ故に給気の基本温度を、考慮しない気候ゾーンの要求温度レベルより潜在的に高いレベルに設定することを可能にする。考慮しない各気候ゾーンのサブ分岐システムに少なくとも１個の各熱力複合エンジンを割り当てることによって、給気は、これらのサブ分岐システムにおいて要求に応じて基本レベルより低くまたは高く、冷却または加熱することができる。給気の要求基本温度を決定するために考慮される気候ゾーンは、例えば、重要度および／または用途に基づいて、最も重要なものに制限することができる。とくに、例えばコックピット（操縦室）領域および航空機乗客が滞在する客室が考えられる。この種の優先気候ゾーンの限定は、航空機内部の決定的領域の温度条件に対してより効率的に給気の基本温度制御を適応させることを可能にする。空調装置の作動は、このことにより計画的でより経済的になり、なぜなら比較的重要でない気候ゾーンのとても低い温度条件（間違いに基づく場合もある）を全体として比較的低い給気温度の基本レベルへと導き、空調された内部領域のうち大きな割合で給気をまた無用に個別に加熱しなくてはならない状況を避けることができるからである。有効熱源に多大な負荷をかけることをこれによって避けることがよりよくできる。

ここで考慮されている可逆動作する熱力複合エンジンの利点は、燃焼過程を持たない閉鎖システムに属するので、著しく低いコストで維持できることである。それらの騒音もまた小さく、それらは通常振動も十分小さい。

冷却あるいは加熱のために熱力複合エンジンを選択的に使用することを可能にするために、本発明の望ましい実施形態は、熱力複合エンジンを、可逆回転するよう構成した駆動モータに、駆動連結する、または駆動連結できるようにし、また前記駆動モータの回転方向を逆転させるように設定した制御装置によって前記熱力複合エンジンを制御する。実用熱交換面をもつ熱力複合エンジンを、実用熱交換面を経て各気候ゾーンのサブ分岐システムに向かう双方向の調節空気流の流れ可能にする空気路システム内に配置する。本発明の範囲内において、サブ分岐システムに導入された空気流を冷却するまたは過熱するだけのために熱力複合エンジンを使用することを除外するものではない。この場合において、熱交換面を通る調節空気流に唯一つの流れ方向を可能にするように、空気路システム内に熱力複合エンジンの実用熱交換面を配するのが効率的である。制御装置はこの場合駆動モータの回転方向を逆転できるように構成する必要はない。

熱力複合エンジンは、好都合には、前記熱力複合エンジンにファン装置を関連させて設け、エンジンの実用熱交換面を経て送給する調節空気流を発生あるいは増大して、この調節空気流を各気候ゾーンの関連するサブ分岐システムに流入させる。バルブ装置を、調節空気流の流れ方向において熱力複合エンジンのどちらかの側に設け、それぞれ少なくとも一つのファンを有するものとする。代案として、ファン装置を、調節空気流の流れ方向において熱力複合エンジンの片側のみに設けることもできる。

冷却と加熱の双方の目的に熱力複合エンジンを使用するためには、ファン装置の少なくとも一つのファンを、可逆回転可能に構成した駆動モータに駆動連結する、または駆動連結できるようにし、駆動モータの回転方向を逆転するよう設定した制御装置により制御する。

熱力複合エンジンの実用熱交換面を経て送給される調節空気流であって、個々の給気温度の上昇および低下に応じて気候ゾーンのサブ分岐システムに流入させる前記空気流を、サブ分岐システムに送給する給気から直接得ることができる。変更した実施形態において、他方では調節空気流またはそれらの少なくとも熱エネルギーを、航空機の流出空気域から得ることも可能である。この場合において流出空気域とは、航空機内の領域であって、もはや空調を必要としない領域を意味する。現代の商用航空機において、航空機乗客と航空異乗組員の滞在する客室の下に位置するのが、とりわけ積荷用に用いられる床下領域であり、床下領域より下方に位置するのがビルジとして知られる場所である。この種の商用航空機において、給気は通常上方から客室に流入する。それは機体壁面に沿って客室から床下領域に流れ、そこからビルジに流出する。熱力複合エンジンにより運ばれる空気流は例えばビルジ内の流出空気から得ることができる。

本発明の一つの実施形態において、個別温度制御手段は、気候ゾーンのうち部分的な数の気候ゾーンに割り当てられた少なくとも１個の個別熱力複合エンジンを有するものとする。個別熱力複合エンジンは、給気の基本温度制御において温度条件が考慮されない気候ゾーンにのみ割り当てる。基本温度制御手段は、それ故に、少なくとも１個の気候ゾーンの要求温度値に応じて混合チャンバ内の給気温度を制御するように設定することができ、とくにそれぞれ、少なくとも一つの気候ゾーンの要求温度値から独立して、少なくとも１個のとくに関連する熱力複合エンジンを持たない気候ゾーンの要求温度値に応じて、混合チャンバ内の給気温度を制御するよう設定するものとすることができる。関連する熱力複合エンジンを持たない気候ゾーンにおいて、個別サブ分岐システム内に送給される給気温度を、従来技術例えば力的加熱ユニットおよび／または高温抽気の導入によって個別に制御することもできる。
本発明を添付した線図的説明図につき、以下に詳細に説明する。

図１において、個別に温度制御する複数の気候ゾーン１２，１４，１６，１８を、極めて図式化して示した航空機１０内に形成する。このような５個の気候ゾーンの全体を図１の例において形成する。気候ゾーン１２は航空機コックピット（操縦室）を有するとともに、気候ゾーン１４，１６，１８は航空機客室の様々な乗客用領域を有する。気候ゾーン２０は、一時的に人が滞在するためにのみ使用する客室領域、とくに、客室乗務員の休憩室である。この様々な気候ゾーンの有用な分割は単に例示に過ぎず、異なる気候ゾーン構成をいつでも選択することができると理解されたい。図１に示す気候ゾーンの図示の配置は線図的表現に基づいたものに過ぎず、現実に忠実である必要はないも理解されたい。

空調装置２２は、気候ゾーンに給気路システム２４を介して温度制御した空気を供給するものであり、気候ゾーン１２〜２０を空調するのに使用する。給気路システム２４は、混合チャンバ２８を有する主分岐システム２６と、混合チャンバ２８から分岐し、それぞれ気候ゾーン１２〜２０における気候ゾーンに関連するサブ分岐システム３０とを有する。サブ分岐システム３０は、それぞれ、各気候ゾーンに給気を吹き込む１個またはそれ以上の空気出口に新鮮な給気を導く。使用後の空気を図示しない方法で、航空機胴体の下側領域に形成したビルジへと搬送し、少なくとも一部分をそこから排出弁を経て外部環境に放出する。使用後の給気の一部分は、さらに循環させ、混合チャンバ２８内に帰還させることができる。

空調装置２２は、混合チャンバ２８内における少なくとも給気の基本温度制御を行う基本温度制御部を有し、これにより混合チャンバ２８内の給気は特定基本温度レベルとなる。基本温度制御部は、とくに、抽気に由来して主分岐システム２６を経て供給されるホットな空気を所望基本温度レベルまで冷却する１個またはそれ以上の空調ユニット３２を有する。航空機１０のエンジンからの抽気を取り出すポイントと空調ユニット３２との間に、通過流制御および／または予調節および／または加湿のための多数のコンポーネント（図示せず）を主分岐システム２６に設けることができる。

この空調ユニット３２を、図１に単独のブロックとして線図的に示した電子気候制御装置３４によって、気候ゾーン１２〜２０の少なくとも一部のゾーンにおける温度条件に応じて制御する。とくに気候制御装置３４は気候ゾーン１２，１４，１６，１８の温度条件に応じて空調ユニット３２を制御するが、気候ゾーン２０の温度条件とは独立的に制御する。

各場合において、１個またはそれ以上の温度センサを、それ自体既知であり、したがって図示しない方法で、気候ゾーン１２〜２０の温度条件を決定するために各気候ゾーンに設ける。センサの測定信号を、気候制御装置３４が評価して、各気候ゾーンの環境実温度値を決定する。図示しない方法によって、各気候ゾーンに対する気温の環境温度要求値を、例えばコックピット（操縦室）または航空機１０の客室領域の制御パネルで設定することができる。客室乗務員は、個別に、このタイプの制御パネルで各気候ゾーンに対して環境温度要求値を設定する。気候制御装置３４は、実際上単独モジュールで構築する必要はなく、様々に分割することができ、部分モジュールを随意的に互いに独立して部分動作させ、実温度値および各環境温度要求値から気候ゾーン１２〜２０における各対応ゾーンの環境温度偏差を決定する。気候制御装置３４は、さらに、気候ゾーンの環境温度偏差から各気候ゾーンに対する給気温度の対応する要求値を計算する。図１に示さない他の温度センサにより、サブ分岐システム３０内の給気温度を測定し、とくに気候ゾーン１２〜２０への空気出口近傍における温度を測定する。このことに関連して得た測定値を、気候制御装置３４によって給気実温度値として、気候ゾーンの給気温度要求値と比較し、それにより各気候ゾーンの給気温度偏差を計算する。

混合チャンバ２８内における給気の基本温度制御のために、気候制御装置３４は、上述したように決定した気候ゾーン１２，１４，１６，１８の給気温度の要求値を使用するが、気候ゾーン２０の給気温度の要求値は使用しない。気候ゾーン１２〜１８の給気温度で最も低温である要求値が、対応する気候ユニット３２の制御によって気候制御装置がもたらす給気の基本温度レベルを規定する。混合チャンバ２８内の給気温度を、対応するサブ分岐システム３０におけるその後のダクト冷却が気候ゾーン１２〜１８のいずれにも必要ないように、相応に低くセットする。その後に、温度上昇が各サブ分岐システム３０において必要となり、少なくとも混合チャンバ２８内における給気温度制御を決定している気候ゾーン１２〜１８の最低温度条件よりも高い温度条件（給気温度要求値により表される）である気候ゾーン１２〜１８に対して、給気温度の要求レベルを達成するために温度上昇が必要となる。

空調ユニット３２を有する基本温度制御部とは別に、空調制御装置２２は、さらに、気候ゾーン１２〜２０のサブ分岐システム３０に送給される新鮮給気の個別温度制御を可能にする個別温度制御部を有する。気候ゾーン１２〜１８のために、この個別温度制御部は各サブ分岐システム３０にホットな空気を流入させ、このホットな空気は抽気に由来する。ホットな空気は、給気路システム２４の主分岐システム２６に接続した個別温度制御ホット給気路システム３６を通して空調ユニット３２の上流域に導入され、各場合において、気候ゾーン１２〜１８における各ゾーンに関連するサブ分岐システム３０内に個別調節バルブ３８を通して目的に適合するよう調量して流入させることができる。個別調節バルブ３８を、個別温度制御ホット給気路システム２６内へのホット給気を調節する大域調節バルブ４０のように、気候制御装置３４によって制御することができる。

サブ分岐システム３０を個別温度制御ホット給気路システムに接続しない気候ゾーン２０に対して、空調装置２２の個別温度制御部は、他方では、可逆熱力学サイクル過程、とくにスターリング過程により動作する熱力複合コンバータ装置４２を設け、この装置は抽気に由来しない空気流を要求温度レベルに上昇または低下させ、このように温度制御した空気流を気候ゾーン２０のサブ分岐システム３０内に流入させることができる。熱力複合コンバータ装置４２も、また気候制御装置３４によって制御することができる。

混合チャンバ２８内における給気の基本温度制御を、上述したように、気候ゾーン１２〜１８の最低温度条件により行う間、個別調節バルブ３８および熱力複合コンバータ装置４２を気候ゾーンの給気温度偏差に応じて制御する。このようにして、吹き込まれる給気の温度を、給気温度の対応する要求値となるよう気候ゾーン１２〜１８の各々に、個別にこの位置で調節される。気候ゾーン２０は混合チャンバ２８内における給気の基本温度制御に対して何の影響も持たないので、気候制御装置３４によって混合チャンバ２８内で生ずる給気の基本温度制御レベルは、気候ゾーン２０の温度条件より高い可能性がある。熱力学的な熱力複合コンバータ装置４２はもし必要ならば効率的冷却が可能であるため、供給される空気流を加熱することの他に、いつでも気候ゾーン２０において所要の気候が得られる。

図１に示した構成は単に例示的なものに過ぎず、いつでも変更することができることを理解されたい。とくに、二つ以上の気候ゾーンを、個別温度制御ホット給気路システム３６から分離して設けることができ、混合チャンバ２８内における給気の基本温度制御をそれに応じて、この複数の気候ゾーンの温度条件から独立して行うことができる。しかし、本発明は、関連する熱力学的熱力複合コンバータ装置を有する１個またはそれ以上の気候ゾーンの温度条件と基本温度制御が無関係である構成に限定するものでないことをはっきりと言及する。熱力学的熱力複合コンバータ装置により個別に温度制御できる基本温度制御する気候ゾーンをも想定することができる。

以下に図２につき説明する。この図２は、熱力学的熱力複合コンバータ装置４２のさらなる詳細を示す。コンバータ装置４２は、必須コンポーネントとして、熱力複合エンジン４４、とくにスターリングエンジンを有し、このエンジンはヒートポンプまたは冷却エンジンとして随意的に動作させることができ、図示の実施例においてはα構成として知られるピストン−シリンダユニットとして構成する。ピストン−シリンダ構成の熱力複合エンジン４４の代わりに他の構成、例えば揺動プレートあるいはワンケルロータとすることができることを理解されたい。図示のα構成ピストン−シリンダエンジンも、他の構成、例えばβ構成またはγ構成に交換することができることを理解されたい。熱力複合エンジン４４を特別な構成の形態に限定することは、本発明の範囲を制限する意図はない。

熱力エンジン４４を、電動駆動ユニット４６に連結して、これにより駆動することができる。模式的表示のために、図２は駆動ユニット４６とエンジンとの間における駆動連結を詳細に示していない。本発明の範囲においてこの駆動連結の特別な実施形態は重要ではなく、したがって、より詳細に説明する必要はない。市販で入手可能なスターリングエンジンおよび他の熱力複合エンジンには電気的エンジンとの連結のために適合する機械的インタフェースを設け、この理由としては、当業者であれば、いつでも駆動ユニット４６とエンジン４４との間に適合する機械的連結装置を製造することができるからである。

α構成にしたスターリングエンジンを使用する実施例において、エンジン４４は駆動ユニット４６によって駆動される２個のピストン４７，４８を有し、これらピストンはシリンダ５０内を軸線方向に移動可能である。２個のピストンとそれらの間によって作動ガスを囲む。再生器５２を、さらに２個のピストン４７，４８間に設ける。このタイプのスターリングエンジンの動作モードはそれ自体既知である。この点において、それにより実行される熱力学サイクル過程の構成を参照すると、２つの等容状態変化を経過し、ならびに実際のエンジンでは２つのポリトロピック変化が十分生ずる。実際のスターリングエンジンの動作モードについての詳細な記述は関連文献により見つけることができる。

熱力複合エンジン４４は２個の熱交換面５４，５６を有し、エンジン４４の作動中にこれら２個の熱交換面間に温度勾配が発生する。一方の熱交換面、すなわち例えば、図２の実施例における熱交換面５６が、関連したサブ分岐システム３０内における空気の温度制御に用いる空気流のための流路内に位置するように、熱力複合エンジン４４を設置する。他方の熱交換面、この場合熱交換面５４をこの流路の外部に配置し、自由熱交換面として使用し、この自由熱交換面を介して熱エネルギーをエンジン４４の動作モードに応じて周囲から吸収または周囲に排出する。

とくに図２の実施例においては、実用熱交換面５６を有する熱力複合エンジン４４を、関連するサブ分岐システム３０に終端する空気路システム５８内に設け、空気路システムはそれぞれが空気流入口６４または６６を有する導管分岐６０，６２と、これら並列的な２個の導管分岐間をつなぐブリッジ分岐６８と、ならびに２個の導管分岐６０，６２の合流点と関連する副分岐システム３０との間に延在する共通導管分岐７０と、を備える。２個の並列的な導管分岐６０，６２の各内部に、それぞれに対応する逆止弁７２，７４を設ける。それぞれに対応する逆止弁７６または７８を、空気流入口６４，６６内にも設ける。熱力複合エンジンの設置は、実用熱交換面５６をブリッジ分岐６８内に配置し、ブリッジ分岐６８内で空気が実用熱交換面５６に沿って移動することができ、エンジンプロセスにおいて熱交換面５６からエネルギーを吸収または熱交換面５６に排出するように設置する。

熱力複合エンジンに加えて、２個のファン８４，８６を有する装置を、所要に応じて継手８２を設けることができる駆動軸装置８０を介して、駆動ユニット４６に駆動連結する、または駆動連結することができるようにし、ファンを空気路システム５８のブリッジ分岐６８内に配置し、また熱交換面５６の両側すなわちこのブリッジ分岐６８内の空気流の流れ方向における上流域および下流域に配置する。ファン８４，８６は回転することで、ブリッジ分岐内に空気流を発生あるいは増大させる。ファンの数や配置位置（熱交換面５６の片側のみまたは両側）は、例えば実効出力および／または熱交換面５６の寸法および／またはブリッジ分岐６８の流路断面積に応じて変化できることを理解されたい。

気候制御装置３４（または単に関連する気候ゾーンの個別な調節を制御するためにのみ使用する制御装置３４の部分モジュール）は、関連する気候ゾーン、すなわち例えば、図１における気候ゾーン２０などの吸気温度偏差に応じて、駆動ユニット４６の回転方向および回転速度を制御するように設定する。駆動ユニット４６に連結した熱力複合エンジン４４の実用熱交換面５６は、駆動ユニット４６の回転方向に基づいて、２個の熱交換面５４，５６のうちでより熱いまたはより冷たい方になる。したがって、ブリッジ分岐６８内の空気流は、駆動ユニット４６の回転方向によって加熱または冷却される。実用熱交換面５６の温度レベルは、この場合駆動ユニット４６の回転速度により依存し、この理由としては、ブリッジ分岐６８における空気流の加熱または冷却のレベル差は駆動ユニット４６の回転速度に依存するからである。

駆動ユニットを一方の回転方向で駆動すると、回転するファン８４，８６はブリッジ分岐６８内で逆止弁７６を開放させる吸引を引き起こし、それにより空気は流入口６４を経てブリッジ分岐６８に流入する。流入する空気は導管分岐６２内の逆止弁７４を押し開き、最終的に共通導管分岐７０を経てサブ分岐システム３０に流入する。反対方向に回転駆動すると、吸引がブリッジ分岐内の反対方向にファン８４，８６により発生し、それにより空気は流入口６６を通ってブリッジ分岐６８に流入する。この流入した空気は、それから導管分岐６０の逆止弁７２を押し開き、導管分岐６０および共通導管分岐７０を経てサブ分岐システム３０に流入する。空気流入口６４，６６は、例えば航空機のビルジ内に配置することができる。航空機内の熱力複合エンジン４４の設置場所は、望ましくは、自由熱交換面５４が航空機の流出空気領域に位置するようにし、これによりブリッジ分岐６８内の空気流の加熱または冷却に必要な正または負の熱エネルギー吸入が航空機の流出空気から発生するものとする。代案として、自由熱交換面５４からの正または負の廃棄熱を使用して、航空機の異なる領域において目的に適合した逆の温度制御することもできる。

また図２には、サブ分岐システム３０により得る気候ゾーン内の実環境温度を測定する温度センサ８８、およびサブ分岐システム３０で送給される新鮮な給気の実温度を測定する他の温度センサ９０を示す。この第２の測定値は、給気温度の上述した実際値を表す。上述したように、気候制御装置３４は、センサ８８，９０によって得られる測定値と、客室乗務員により制御パネル９２で設定することができる関連する気候ゾーンの環境温度要求値とから、給気温度偏差を決定し、この偏差を消滅するように駆動ユニット４６を制御する。

図３において、同一のあるいは同等に作用するコンポーネントを上述したのと同一の参照符号で示すが、アルファベット「ａ」の筆記体文字を付記して示す。この図に示した変更例の図２との違いは、熱力複合エンジン４４ａの実用熱交換面５６ａを経て送給される空気流は、サブ分岐システム３０ａで送給される新鮮な給気から直接得ることである。この目的のために空気流入口６４ａ，６６ａを、共通導管分岐７０ａの上流域おける他の共通導管分岐９４ａによってサブ分岐ステム３０ａと接続する並列導管分岐に展開させる。空気は、したがって、サブ分岐システム３０ａから、ブリッジ分岐６８ａで発生する吸引の方向によって、流入口分岐６４ａまたは流入口分岐６６ａのいずれかを経て流れる。

本発明のある一つの実施形態による航空機用空調装置の全体図を示す。 図１の空調装置における熱力複合エンジンの第１の好適な実施例を示す。 このタイプの熱力複合エンジンにおける第２の好適な実施例を示す。

Claims (11)

1. 個別に温度制御することができる複数の気候ゾーン（１２〜２０）よりなる気候ゾーン群を有する航空機（１０）または他の建物用の空調装置（２２）であって、
   混合チャンバ（２８）およびこの混合チャンバ（２８）から分岐してそれぞれ前記気候ゾーン群における各気候ゾーンにいたる複数のサブ分岐システム（３０）を有する給気路システム（２４）と、
   少なくとも一つの要求温度値に応じて前記混合チャンバ（２８）内の給気温度を制御する基本温度制御手段（３２）と、
   前記各気候ゾーンそれぞれの要求温度値に応じて、前記各サブ分岐システム（３０）内における給気温度を個別に制御する個別温度制御手段（３６，３８，４０，４２）と、
   を備える、該空調装置（２２）において、
   前記気候ゾーン群における少なくとも一つの気候ゾーン（２０）に割り当てる前記個別温度制御手段は、熱力学サイクル過程により動作する少なくとも一つの熱力複合エンジン（４４）を有するものとし、また
   前記基本温度制御手段は、割り当てられて関連する熱力複合エンジンを有する少なくとも１個の各気候ゾーン（２０）の要求温度値とは独立して、関連する熱力複合エンジンを持たない少なくとも１個の各気候ゾーン（１２〜１８）の要求温度値に応じて、前記混合チャンバ（２８）内の給気温度を制御するよう構成した
   ことを特徴とする、空調装置。
2. 請求項１に記載の空調装置において、前記熱力複合エンジン（４４）を、スターリングエンジンとしたことを特徴とする、空調装置。
3. 請求項１または２に記載の空調装置において、前記熱力複合エンジン（４４）は、可逆回転するよう構成した駆動モータ（４６）に駆動連結する、または駆動連結できるようにし、また前記駆動モータ（４６）の回転方向を逆転させるように設定した制御装置（３４）によって前記熱力複合エンジン（４４）を制御し、実用熱交換面（５４）を有する前記熱力複合エンジンを、前記実用熱交換面を経て前記熱力複合エンジン（４４）に関連する気候ゾーン（２０）の前記サブ分岐システム（３０）に対して双方向に調節空気流が流れることができるようにする空気路システム（５８）内に配置した、空調装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置において、前記熱力複合エンジン（４４）にファン装置（８４，８６）を関連させて設け、前記熱力複合エンジンの実用熱交換面（５６）を経て送給される調節空気流を発生しまたは調節空気流を増量し、この調節空気流を前記気候ゾーン（２０）の関連する前記サブ分岐システム（３０）に流入させることを特徴とする、空調装置
5. 請求項４に記載の空調装置において、前記調節空気流の流れ方向において前記熱力複合エンジンのどちらかの側に、少なくとも１個の対応するファン（８４，８６）を有するファン装置を設けたことを特徴とする、空調装置。
6. 請求項４に記載の空調装置において、前記ファン装置は、前記調節空気流の流れ方向において前記熱力複合エンジンのただ一方の側にファンを有するものとしたことを特徴とする、空調装置。
7. 請求項４〜６のいずれか記載の空調装置において、前記ファン装置の少なくとも一つのファン（８４，８６）を、可逆回転可能に構成した駆動モータ（４６）に駆動連結する、または駆動連結できるようにし、前記駆動モータ（４６）の回転方向を逆転するよう設定した制御装置（３４）により制御することを特徴とする、空調装置。
8. 請求項１〜７のいずれか記載の空調装置において、前記熱力複合エンジン（４４ａ）の実用熱交換面（５６ａ）を経て送給され、前記気候ゾーン（２０ａ）に関連する前記サブ分岐システム（３０ａ）に流入する調節空気流を、このサブ分岐システム内へ送給される給気から得ることを特徴とする、空調装置。
9. 請求項１〜７のいずれか記載の空調装置において、前記熱力複合エンジン（４４）の実用熱交換面（５６）を経て送給され、前記気候ゾーン（２０）の関連する前記サブ分岐システム（３０）に流入する調節空気流またはその熱エネルギーを、航空機の流出空気域から得ることを特徴とする、空調装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の空調装置において、前記個別温度制御手段は、前記気候ゾーン（１２〜２０）のうち部分的な数の気候ゾーン（２０）に割り当てた少なくとも１個の個別熱力複合エンジン（４４）を有するものとしたことを特徴とする、空調装置。
11. 請求項１０に記載の空調装置において、前記基本温度制御手段は、関連する熱力複合エンジンを有する各気候ゾーン（２０）の要求温度値とは独立して、関連する熱力複合エンジンを持たない各気候ゾーン（１２〜１８）の要求温度値に応じて、前記混合チャンバ（２８）内の給気温度を制御するよう設定するものとしたことを特徴とする、空調装置。

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