JPH11324672A - 航空機の冷却装置 - Google Patents

航空機の冷却装置

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JPH11324672A
JPH11324672A JP13075998A JP13075998A JPH11324672A JP H11324672 A JPH11324672 A JP H11324672A JP 13075998 A JP13075998 A JP 13075998A JP 13075998 A JP13075998 A JP 13075998A JP H11324672 A JPH11324672 A JP H11324672A
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JP
Japan
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air
heat exchanger
aircraft
passage
condenser
Prior art date
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Pending
Application number
JP13075998A
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English (en)
Inventor
Tatsumi Furukubo
辰巳 古久保
Hibiki Hattori
響 服部
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 航空機の空気抵抗を小さく維持しつつ複数の
熱交換器からの良好な放熱作用を確保する。 【解決手段】 航空機の胴体1内に外気取り入れ口4と
排出口5とを有する空気通路6を形成し、空気通路6内
に乗員室用エアコンの凝縮器8aとオイルクーラ9aと
を互いに直列に配置する。要求流入空気温度が低い凝縮
器8aを空気流れ上流側に配置し、要求流入空気温度が
高いオイルクーラ9aを空気流れ下流側に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は航空機の冷却装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】導入空気を補助冷却装置により冷却し、
この冷却された空気により電子装置などの被冷却体を冷
却する航空機の冷却装置が公知である(特公平7−31
80号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが通常、航空機
には様々な被冷却体が存在する。この場合、被冷却体毎
に冷却空気通路あるいは補助冷却装置を設けるようにす
ると構成が複雑になるばかりでなくコストも大巾に上昇
するという問題点がある。上述の公報はこの点について
何ら示唆していない。
【0004】一方、従来より、外気取り入れ口と排出口
とを有する空気通路を備え、この空気通路内に被冷却体
を配置する冷却装置も知られている。しかしながら、被
冷却体毎に空気通路を設けるようにすると外気取り入れ
口および排出口の開口面積が大きくなり、その結果航空
機の空気抵抗が大きくなるという問題点がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、外気取り入れ口と排出口とを
有する空気通路を具備し、該空気通路内に複数の熱交換
器を直列に配置して各熱交換器から放熱させるようにし
ている。すなわち1番目の発明では、航空機の空気抵抗
を小さく維持しつつ複数の熱交換器からの良好な放熱作
用が確保される。
【0006】2番目の発明によれば1番目の発明におい
て、作動温度領域が低い熱交換器を作動温度領域が高い
熱交換器よりも空気流れ上流側に配置している。すなわ
ち、作動温度領域が高い熱交換器を作動温度領域が低い
熱交換器よりも空気流れ上流側に配置すると、下流側の
熱交換器に流入する空気の温度が下流側の熱交換器に流
入する空気の温度が高くなり、下流側の熱交換器におい
て良好に放熱されない恐れがある。そこで2番目の発明
では、作動温度領域が低い熱交換器を上流側に配置し、
作動温度領域が高い熱交換器を下流側に配置している。
【0007】3番目の発明によれば1番目の発明におい
て、前記空気通路内に一対の熱交換器を配置し、空気流
れ上流側の熱交換器の冷却負荷は外気温に応じて定ま
り、空気流れ下流側の熱交換器の冷却負荷はエンジン負
荷に応じて定まる。すなわち例えば、航空機が地上にあ
るときには上流側の熱交換器の冷却負荷が大きくなり、
下流側の熱交換器の冷却負荷は小さくなり、航空機が上
空を航行するときには上流側の熱交換器の冷却負荷が小
さくなり、下流側の熱交換器の冷却負荷は大きくなる。
したがって3番目の発明では、上流側の熱交換器と下流
側の熱交換器との間の熱的干渉が低減される。
【0008】
【発明の実施の形態】図1を参照すると、1は航空機の
胴体、2はプロペラ、3はエンジンカウル、K−Kは航
空機の中心軸線をそれぞれ示している。胴体1の上部側
には外気取り入れ口4と排出口5とを有する空気通路6
が形成される。この外気取り入れ口4はプロペラ2の直
後方に配置される。このようにすると航空機が地上で停
止しているときにも空気通路6内を空気が流通せしめら
れる。一方、排出口5にはフラップ7が設けられる。こ
のフラップ7が閉じられると排出口5の開口面積が小さ
くされて空気通路6内を流通する空気量が低減され、フ
ラップ7が開かれると排出口5の開口面積が大きくされ
て空気通路6内を流通する空気量が増大される。なお、
図1からわかるようにフラップ7が全閉されたとしても
排出口5は開口している。
【0009】空気通路6内には一対の熱交換器、すなわ
ち空気流れ上流側に位置する上流側熱交換器8と、空気
流れ下流側に位置する下流側熱交換器9とが互いに直列
に配置される。この場合、熱交換器の良好な熱交換のた
めに必要な流入空気温度から、熱交換器から流出する空
気の最高温度までの温度領域をその熱交換器の作動温度
領域と称すると、上流側熱交換器8の作動温度領域は下
流側熱交換器9の作動温度領域よりも低くなっている。
また、上流側熱交換器8と下流側熱交換器9間の空気通
路6には逃がし通路10が接続されており、これら空気
通路6と逃がし通路10間には通常、閉じられているフ
ラップ11が配置される。フラップ11が閉じられると
空気通路6と逃がし通路10間の連通が遮断され、フラ
ップ11が開放されると空気通路6と逃がし通路10と
が互いに連通される。
【0010】上流側熱交換器8はその冷却負荷が外気温
に応じて定まる熱交換器から形成される。そのような熱
交換器の例としては乗員室用エアコンの凝縮器があり、
凝縮器の冷却負荷は外気温が高くなるにつれて高くな
る。一方、下流側熱交換器9はその冷却負荷がエンジン
負荷に応じて定まる熱交換器から形成される。そのよう
な熱交換器例としてはオイルクーラやインタークーラが
あり、オイルクーラやインタークーラの冷却負荷はエン
ジン負荷が高くなるにつれて高くなる。以下では上流側
熱交換器8をエアコンの凝縮器8aから形成し、下流側
熱交換器9をオイルクーラ9aから形成した場合につい
て説明する。なお、凝縮器8aの作動温度領域はオイル
クーラ9の作動温度領域よりも低くなっている。
【0011】外気取り入れ口4を介し空気通路6内に流
入した空気は次いで凝縮器8aおよびオイルクーラ9a
を順次通過し、排出口5から流出する。凝縮器8aおよ
びオイルクーラ9aは空気通路6内を流通する空気と熱
交換し、斯くして凝縮器8aおよびオイルクーラ9aの
放熱作用が行われる。本実施態様では、複数の熱交換器
に対し共通の空気通路6を設けてこの空気通路6内に熱
交換器を直列に配置している。その結果、外気取り入れ
口4および排出口5の開口面積を小さくすることがで
き、したがって航空機の空気抵抗を小さくすることがで
きる。また、冷却装置のために必要な空間を小さくする
ことができるのでエンジンルーム内に様々な装置を搭載
するときの自由度が高められる。
【0012】また、上述したように空気流れ上流側に作
動温度領域が低い凝縮器8aが配置され、下流側に作動
温度領域が高いオイルクーラ9aが配置される。したが
って、空気通路6内に凝縮器8aとオイルクーラ9aと
を直列に配置してもこれら凝縮器8aおよびオイルクー
ラ9aの良好な熱交換が同時に確保される。ところで、
航空機が例えば地上にあるときにはエアコンの負荷が高
いので凝縮器8aの冷却負荷は高く、エンジン負荷が低
いのでオイルクーラ9aの冷却負荷は低くなっている。
これに対し、航空機が上空を航行しているときには外気
温が低く、したがってエアコンの負荷が低いので凝縮器
8aの冷却負荷は低く、エンジン負荷が高いのでオイル
クーラ9aの冷却負荷は高くなっている。すなわち、凝
縮器8aの冷却負荷が高くなる状態と、オイルクーラ9
aの冷却負荷が高くなる状態とが互いに異なっている。
したがって、これら凝縮器8aおよびオイルクーラ9a
のさらに良好な放熱作用を同時に確保することができ
る。
【0013】一方、航空機が地上にあるときには空気通
路6内を流通する空気量が少なくなる。そこで、航空機
が地上にあるときにはフラップ7を開けるようにしてい
る。一方、航空機が上空を航行しているときにはフラッ
プ7を開けなくても十分な量の空気量が確保され、むし
ろフラップ7を閉じて航空機の空気抵抗を低減すべきで
ある。そこで、航空機が上空を航行しているときにはフ
ラップ7を閉じるようにしている。
【0014】ところが、航空機が地上にあるときには上
述したように凝縮器8aの冷却負荷が高いので凝縮器8
aから流出する空気すなわちオイルクーラ9aに流入す
る空気の温度が高くなっている。ところが、このときオ
イルクーラ9aの冷却負荷は低く、この場合オイルクー
ラ9aに多量の高温空気が流入するのは好ましくない。
そこで本実施態様では、航空機が地上にあるときにはフ
ラップ11を開けて凝縮器8aを通過した空気の一部が
フラップ11を介し逃がし通路10内に流入するように
している。その結果、凝縮器8aの良好な放熱を確保し
つつオイルクーラ9aに多量の高温空気が流入するのを
阻止することができる。なお、逃がし通路10内を流通
した空気は図示しない排出口を介し機外に排出される。
【0015】図2に別の実施態様を示す。この実施態様
では、凝縮器8a下流の空気通路6が一対の空気枝通路
6a,6bに分割され、空気枝通路6aの下流端は排出
口5に接続され、空気枝通路6bの下流端は逃がし通路
10に接続される。この場合、空気枝通路6aに対する
凝縮器8aの接触面積と空気枝通路6bに対する凝縮器
8aの接触面積とはほぼ等しくされている。図2に示さ
れるように、空気枝通路6a内にはオイルクーラ9aが
配置され、空気枝通路6b内にはファン13が配置され
る。このファン13は空気枝通路6b内に空気を流通せ
しめるためのものである。なお、本実施態様ではフラッ
プ11が全閉されたとしても空気枝通路6bは逃がし通
路10と連通している。
【0016】外気取り入れ口4を介し空気通路6内に流
入した空気は次いで凝縮器8aを通過し、その半分は次
いで空気枝通路6a内を流通してオイルクーラ9aを通
過し、次いで排出口5から流出する。一方、凝縮器8a
を通過した残りの半分の空気は次いで空気枝通路6b内
に流入し、逃がし通路10を介して流出する。このよう
にするとフラップ7の位置またはオイルクーラ9aを通
過する空気量に関わらず凝縮器8aを通過する空気量を
確保することができ、その結果凝縮器8aの良好な放熱
作用を確保することができる。したがって、空気枝通路
6bに接触する部分に凝縮器8aの冷媒流入口を設ける
のが好ましい。
【0017】これまで述べてきた実施態様は本発明をレ
シプロエンジン式プロペラ航空機に適用した場合を示し
ている。しかしながら本発明を例えばジェットエンジン
式航空機に適用することもできる。この場合、航空機が
停止しているときにも空気通路6内に空気を流通せしめ
るために空気通路6内にファンを設けるのが好ましい。
また、これまで述べてきた実施態様空気通路6を航空機
6の胴体内に設けているが、空気通路6を例えばエンジ
ンカウルにより画定されるエンジンケーシング内、また
は翼内に形成してもよい。
【0018】
【発明の効果】航空機の空気抵抗を小さく維持しつつ複
数の熱交換器からの良好な放熱作用を確保することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】航空機の部分拡大断面図である。
【図2】別の実施態様による航空機の部分拡大断面図で
ある。
【符号の説明】
1…航空機の胴体 4…外気取り入れ口 5…排出口 6…空気通路 8a…乗員室用エアコンの凝縮器 9a…オイルクーラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外気取り入れ口と排出口とを有する空気
    通路を具備し、該空気通路内に複数の熱交換器を直列に
    配置して各熱交換器から放熱させるようにした航空機の
    冷却装置。
  2. 【請求項2】 作動温度領域が低い熱交換器を作動温度
    領域が高い熱交換器よりも空気流れ上流側に配置した請
    求項1に記載の航空機の冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記空気通路内に一対の熱交換器を配置
    し、空気流れ上流側の熱交換器の冷却負荷は外気温に応
    じて定まり、空気流れ下流側の熱交換器の冷却負荷はエ
    ンジン負荷に応じて定まる請求項1に記載の航空機の冷
    却装置。
JP13075998A 1998-05-13 1998-05-13 航空機の冷却装置 Pending JPH11324672A (ja)

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