特許 6917124 航空機の中央翼タンク用の冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6917124

(24)【登録日】2021年7月21日

(45)【発行日】2021年8月11日

(54)【発明の名称】航空機の中央翼タンク用の冷却システム

(51)【国際特許分類】

   B64D 37/34 20060101AFI20210729BHJP

   F25B 1/00 20060101ALN20210729BHJP

【ＦＩ】

   B64D37/34

   !F25B1/00 321H

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-199215(P2015-199215)

(22)【出願日】2015年10月7日

(65)【公開番号】特開2016-107973(P2016-107973A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2018年10月5日

(31)【優先権主張番号】14/557,959

(32)【優先日】2014年12月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100163522

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 晋平

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(72)【発明者】

【氏名】ブラッドフォード・エー・モラヴェク

(72)【発明者】

【氏名】ロドニー・エヌ・グラハム

(72)【発明者】

【氏名】アラン・グリム

(72)【発明者】

【氏名】パトリック・ジェイ・マルヴァニー

(72)【発明者】

【氏名】ディヴィッド・エー・アドキンズ・セカンド

(72)【発明者】

【氏名】エリック・シー・オルソン

(72)【発明者】

【氏名】アイヴァーナ・ジョジク

(72)【発明者】

【氏名】マーク・エム・ソーントン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン−フィリップ・エー・ベリエール

【審査官】 志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１０８８１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１９３２９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２９０９４３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｄ ３７／０２

Ｂ６４Ｄ ３７／３２

Ｂ６４Ｄ ３７／３４

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

航空機の燃料タンクを冷却するためのシステムであって、
燃料タンク（２４）内の燃料（４０）温度を検知する温度センサ（１４０）であって、冷却システムが、前記燃料（４０）温度を制御温度より低く維持する、温度センサ（１４０）と、
熱交換器（８６）を含む冷却システム（６０）であって、前記熱交換器（８６）は、前記燃料タンク（２４）の表面と熱的に連通し、かつ前記燃料タンクの最下面（５０）と接触するよう構成された冷却ループ（７４）を含み、冷却流体が前記冷却ループ（７４）を通って流れることにより前記燃料タンクの表面から熱を奪い前記燃料タンク内の燃料を冷却し、前記冷却ループ（７４）は、前記燃料タンク内の燃料と接触していない、冷却システム（６０）と、
前記温度センサ（１４０）及び前記冷却システムと信号通信する制御モジュール（７２）であって、
前記温度センサ（１４０）を監視する制御ロジックと、
前記燃料（４０）温度が前記制御温度より高いかどうかを判定する制御ロジックと、
前記燃料（４０）温度が前記制御温度より高い場合、前記冷却システム（６０）を作動させるための作動信号を生成する制御ロジックと、
を含む制御モジュール（７２）と、
を備えるシステム。

【請求項2】

前記制御温度が、燃料の引火点、及び前記燃料タンクのアレージ圧力に基づく、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記冷却ループ（７４）が、蛇行形状で、前記燃料タンクの最下面（５０）に沿って配置されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記制御温度が、所定のマージンとして機能するように、燃料の可燃下限（ＬＦＬ）温度より低い、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記制御温度が、１０℃から３２℃までの範囲にわたる、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記熱交換器（８６）のすぐ下に配置された遮熱部（１５０）をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

冷却空気（１６０）が、ＡＣパック（３０）、及び前記冷却システムの発熱部品の周りに導入される、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記冷却システム（６０）が、凝縮器（８２）、膨張弁（８４）、及び冷媒（９４）を備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記冷却流体が、前記冷媒（９４）であり、前記冷媒が、前記燃料タンクを冷却するために、前記熱交換器を通って流れる、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記制御モジュール（７２）が、前記冷却システム（６０）を停止させるための停止信号を生成する制御ロジックを含み、前記温度センサ（１４０）が、前記燃料（４０）温度が下限温度であることを示した場合、前記制御モジュールが、前記停止信号を生成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記下限温度が、前記制御温度より０℃低い温度から、前記制御温度より５℃低い温度の範囲にわたる、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステムを用いて航空機の中央翼タンクを冷却する方法であって、
前記中央翼タンク（２４）内の燃料温度を温度センサ（１４０）によって検知するステップと、
前記温度センサ（１４０）を制御モジュール（７２）によって監視するステップであって、前記制御モジュール（７２）が、前記温度センサ（１４０）と信号通信する、ステップと、
前記制御モジュール（７２）により、前記燃料温度が制御温度より高いかどうかを判定するステップと、
前記燃料温度が前記制御温度より高い場合、前記制御モジュール（７２）により、作動信号を生成するステップであって、前記制御モジュール（７２）が熱交換器（８６）を含む冷却システム（６０）と信号通信する、ステップと、
前記作動信号が生成された場合、前記冷却システム（６０）を作動させるステップと、
前記冷却システム（６０）が作動した場合、冷却流体（９４）を前記冷却ループ（７４）を通して流すステップと、を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示されるシステムは、航空機の燃料温度を制御するシステムに関し、より詳細には、航空機の燃料タンク内に置かれた燃料の温度を、制御温度より低く、かつ下限温度より高く維持する冷却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

燃料タンクは、航空機の翼の機外部分に配置される場合があり、翼タンクと呼ばれる。いくつかのタイプの航空機は、翼のそれぞれに配置された、複数のメインタンク、及びリザーブタンクを含む場合がある。航空機はまた、航空機の胴体内に配置された中央翼タンクを含む場合がある。中央翼タンクはまた、ある航空機では、翼の機内部分を占める場合がある。中央翼タンクはまた、熱供給源に近接して配置され得る。中央翼タンクに近接する熱供給源の一例は、空気調節（ＡＣ）パックであり、空気調節（ＡＣ）パックは、航空機の環境制御システム（ＥＣＳ）の一部である。航空機は、液体燃料を消費するが、航空機内の燃料タンクはすべて、燃料の上面の上方に、いくらかの量の空気、及び燃料蒸気を含有し、これは一般的に、アレージと呼ばれる。比較的長時間の飛行中は、大量の燃料が消費される場合があり、したがって、航空機の燃料タンク内のアレージ容量が増加する。アレージは、酸素、及び燃料蒸気等の反応性成分を含有する場合がある。また、アレージはまた、大気からの他の気体、もしくは蒸気、又は航空機によって生成され、燃料タンク内に送られる他の気体、もしくは蒸気を含有する場合がある。

【0003】

ＡＣパック等の熱供給源に中央翼タンクが近接していることにより、航空機の中央翼タンク内に含有される燃料、及び反応性成分の温度が上昇する場合がある。現在入手可能ないくつかのタイプの航空機は、不活性気体を、航空機内の中央翼タンク、及び他の燃料タンクに供給し、これによりアレージの気体組成を変化させる不活性化システムを含む場合がある。しかしながら、当該技術分野では、航空機のアレージ内の反応性成分を管理するための、他のタイプの、簡単で、コストに対する効果が高い手法が、絶えず必要とされている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

一態様では、航空機の燃料タンク用の冷却システムが、温度センサと、冷却システムと、制御モジュールとを含む。温度センサは、燃料タンク内の燃料温度を検知する。冷却システムは、燃料温度を、制御温度より低く維持する。冷却システムは、熱交換器を含む。冷却流体が、熱交換器を通って流れ、燃料タンクの表面と、熱的に連通している。制御モジュールは、温度センサ、及び冷却システムと信号通信する。制御モジュールは、温度センサを監視する制御ロジックと、燃料温度が、制御温度より高いかどうかを判定する制御ロジックと、燃料温度が、制御温度より高い場合、冷却システムを作動させるために、作動信号を生成する制御ロジックとを含む。

【0005】

別の態様では、航空機の中央翼タンクを冷却する方法が開示される。この方法は、中央翼タンク内の燃料温度を、温度センサによって検知するステップを含む。この方法はまた、温度センサを、制御モジュールによって監視するステップを含む。制御モジュールは、温度センサと信号通信する。この方法は、制御モジュールにより、燃料温度が制御温度より高いかどうかを判定するステップをさらに含む。この方法はまた、燃料温度が制御温度より高い場合、制御モジュールにより、作動信号を生成するステップを含む。この方法は、作動信号が生成された場合、冷却システムを作動させるステップを含む。最後に、この方法は、冷却システムが作動した場合、冷却流体を、熱交換器を通して流すステップを含む。冷却流体は、中央翼タンクの表面と熱的に連通している。

【0006】

開示される方法、及びシステムの、他の目的、及び利点が、以下の説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】中央翼タンクを含む航空機の図である。

【図2】図１に示される中央翼タンク、空気調節（ＡＣ）パック、及び中央翼タンク冷却システムの概略図である。

【図3】図２に示される中央翼タンクの最下面の図である。

【図4】遮熱部をさらに含む、図２に示される中央翼タンク冷却システムの、代替的な実施形態の図である。

【図5】冷却空気が、遮熱部と、ＡＣパックとの間を流れることができる、図４に示される中央翼タンク冷却システムの、さらに別の実施形態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１に示されるように、開示される航空機１０は、胴体２０、及び翼２２を含んでもよい。航空機１０はまた、少なくとも部分的に航空機１０の胴体２０内に、翼２２の両方に隣接して配置された、中央翼タンク２４を含んでもよい。図１と図２との両方を参照すると、中央翼タンク２４は、１つ以上の（図２に示される）空気調節（ＡＣ）パック３０に近接して配置され得る。ＡＣパック３０が、航空機１０の外側から引き込まれ、客室３４に供給される空気の調節を担う装置であることを、当業者ならば容易に認識するであろう。ＡＣパック３０は、航空機１０の環境制御システム（ＥＣＳ）３２の一部である場合もある。ＥＣＳ３２は、例えば、気温、圧力、及び湿度等の、航空機１０の胴体２０内に配置された客室３４内の様々なパラメータを制御するために使用され得る。

【0009】

ここで図２を見ると、中央翼タンク２４は、航空機１０（図１）による最終的な消費のために使用される燃料４０を含有するか、又は保持するために使用され得る。中央翼タンク２４はまた、燃料の表面の上方に、ある容量の気体を含有する場合があり、この気体は、アレージ４２と呼ばれる。例えば、図２に示されるような実施形態では、中央翼タンク２４内に含有される大部分の燃料４０は、燃料４０が最小レベル４８であるように消費される。したがって、アレージ４２が最大容量になる。中央翼タンク２４は、ＡＣパック３０が、中央翼タンク２４内に含有される燃料４０の温度を上昇させる熱供給源として機能するように、ＡＣパック３０に近接して配置され得る。加熱された燃料４０は、中央翼タンク２４内で、燃料蒸気４４を生み出す場合があり、燃料蒸気４４は、気化してアレージ４２になる。特に、燃料４０は、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って据えられ得る。中央翼タンク２４の最下面５０は、ＡＣパック３０が熱くなり、これにより、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って据えられた燃料４０の温度が上昇し得るように、１つ以上のＡＣパック３０の隣に位置付けることができる。ＡＣパック３０が説明されているが、中央翼タンク２４が、例えば客室３４（図１）からの熱、航空機１０内に配置された他の燃料タンク、又は油圧式熱交換器等の代わりに、航空機１０（図１）内の他の熱供給源にさらされる可能性があることを理解されたい。

【0010】

中央翼タンク２４内に置かれた燃料４０の温度を下げるために、中央翼タンク冷却システム６０が、中央翼タンク２４の最下面５０と、ＡＣパック３０との間に配置され得る。中央翼タンク２４が説明されているが、開示される冷却システムが、航空機１０（図１）内に配置された他のタイプの燃料タンクにも適用され得ること、及び本開示が、中央翼タンク２４の冷却のみに限定されるものではないことを、当業者ならば容易に認識するであろう。

【0011】

中央翼タンク冷却システム６０は、燃料４０の温度を、以下により詳細に説明される所定の温度、即ち制御温度より低く維持するために使用され得る。制御温度は、燃料４０の可燃下限（ＬＦＬ）温度より低い所定の値であってもよい。制御温度は、燃料４０が確実に、ＬＦＬ温度より低く維持されるように、マージン、またはバッファとして機能することができる。ＬＦＬ温度は、燃料４０の引火点と、燃料タンクのアレージ圧力とに応じるものであってもよい。中央翼タンク２４が開放型ベント付きタンクである実施形態では、燃料タンクのアレージ圧力は、ほぼその高度における大気圧である。したがって、制御温度はまた、燃料４０の引火点と、燃料タンクのアレージ圧力とに基づく。例えば、１つの一般的に使用される燃料タイプのＬＦＬ温度が、所与の圧力において、約３８℃（１００°Ｆ）である場合、制御温度は、約１０℃（約５０°Ｆ）から約３２℃（約９０°Ｆ）までの範囲にわたる可能性がある。しかしながら、所定のマージンのためのこれらの範囲は、本質的に単なる例示的なものであり、修正され得ることを理解されたい。

【0012】

中央翼タンク冷却システム６０は、冷却ユニット７０、及び制御モジュール７２を含んでもよい。図示されるような例示的な実施形態では、冷却ユニット７０は、圧縮機８０、凝縮器８２、膨張弁８４、及び熱交換器８６を含んでもよい。圧縮機８０、凝縮器８２、膨張弁８４、及び熱交換器８６が、相変化冷却システム９２を作り出すことを、当業者ならば認識するであろう。相変化冷却システム９２は、中央翼タンク２４を冷却するために、液体から気体に相変化し、再び液体に戻る、冷媒９４等の冷却流体を使用する。

【0013】

中央翼タンク冷却システム６０が、中央翼タンク２４を冷却するために冷媒９４が相変化する、相変化に基づく冷却システムのみに限定されるものではないことを理解されたい。その代わり、図に示されるような相変化冷却システム９２が、本質的に単なる例示的なものであり、例えば空気サイクル冷却システム、又は液体冷却システム等の、いかなる他のタイプの冷却システムもまた使用され得ることを当業者ならば容易に認識するであろう。例えば、一手法では、航空機１０の１つ以上の主機関から抽出された抽気空気が、中央翼タンク２４を冷却するために使用され得る。その上、冷媒９４が説明されているが、特定のタイプの冷却システムに応じて、中央翼タンク２４から熱を奪うために、いかなる他のタイプの冷却流体もまた使用され得ることを理解されたい。例えば、冷却システムが液体冷却システムである場合は、冷却流体は液体であってもよく、又は冷却システムが空気サイクル冷却システムである場合は、空気等の気体であってもよい。

【0014】

例示的な相変化冷却システム９２は、圧縮機８０により気体状の冷媒９４を圧縮し、凝縮器８２を通して、気体から熱を放散させ、気体を流体に凝縮し、流体に膨張弁８４を通過させ、かつ流体が、熱交換器８６を通って流れることができるようにすることによって動作する。図２に見られるように、冷却空気９６が、凝縮器８２を通じて流れてもよい。冷却空気９６は、凝縮器８２を通って流れる気体から、熱を奪うために使用され得る。冷却空気９６は、航空機１０（図１）の外側から引き込まれるラム空気であってもよい。代替的に、別の実施形態では、冷却空気９６は、１つ以上の冷却ファン（不図示）によって生成され得る。

【0015】

熱交換器８６は、冷却流体が周囲の環境を通って流れ、そこから熱を奪うことを可能にする、いかなるタイプの装置であってもよい。例えば、図示された実施形態では、熱交換器８６は、冷媒９４が、熱を奪いながら、液状から気体状に気化して戻ることを可能にする蒸発器である。図２に示されるような実施形態では、気体状の冷媒９４は、圧縮機８０に運び戻される。熱交換器８６は、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って配置され得る。熱交換器８６は、中央翼タンク２４内に置かれた燃料４０を冷却するために使用され得る。

【0016】

ここで図３を見ると、中央翼タンク２４の最下面５０、及び熱交換器８６が、示されている。熱交換器８６は、冷却ループ７４、入口１１０、及び出口１１２を含んでもよい。膨張弁８４（図２）を出た冷媒９４は、冷却ループ７４の入口１１０を通って、熱交換器８６に入る。図３に見られるように、冷却ループ７４は、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って配置されている。冷媒９４は、液体の状態で、冷却ループ７４を通って流れ、中央翼タンク２４の最下面５０から熱を奪い、これにより、中央翼タンク２４（図２）の燃料４０を冷却する。言い換えれば、冷媒９４は、中央翼タンク２４の最下面５０と熱的に連通しており、中央翼タンク２４内に含有される燃料４０（図２）の温度を下げ、かつ制御するために使用される。上述のように、冷媒９４が論じられているが、いかなる他のタイプの冷却流体もまた、中央翼タンク２４の最下面５０から熱を奪うために使用され得るということを、当業者ならば容易に認識するであろう。

【0017】

冷却ループ７４が、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って配置されているが、冷却ループ７４がまた、中央翼タンク２４のいかなる他の表面に沿って配置されてもよいことを当業者ならばまた認識するであろう。しかしながら、ＡＣパック３０（図１）は、中央翼タンク２４のすぐ下で放熱するため、最下面５０に沿って熱交換器８６の冷却ループ７４を配置することにより、最も効果的な冷却が達成できる。

【0018】

図３に示されるような例示的な実施形態では、熱交換器８６の冷却ループ７４が、蛇行形状で、実質的に中央翼タンク２４の最下面５０全体に沿って配置されている。しかしながら、冷却ループ７４がまた、他の構成で、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って配置され得ることを理解されたい。例えば、別の実施形態では、冷却ループ７４は、コイル式の構成で、中央翼タンク２４の最下面５０に沿って配置され得る。その上、図３は、実質的に中央翼タンク２４の最下面５０全体を覆う冷却ループ７４を示しているが、冷却ループ７４がまた、中央翼タンク２４の最下面５０の一部のみを覆っていてもよいことを当業者ならば認識するであろう。最後に、図に示されるような実施形態では、冷却ループ７４は、中央翼タンク２４の最下面５０に接触している。しかしながら、代替的な実施形態では、冷却ループ７４がまた、中央翼タンク２４の最下面５０に組み込まれるか、又は含有されてもよいことを理解されたい。

【0019】

図２に戻ると、制御モジュール７２が、相変化冷却システム９２、及び温度センサ１４０の両方と、信号通信してもよい。さらに、制御モジュール７２はまた、航空機の高度、圧力、又は中央翼タンク２４内の燃料量を示す、航空機信号、スイッチ、又はセンサと通信してもよい。例えば、制御モジュール７２は、専用の圧力センサを使用して、又は既存の飛行機の高度信号と通信することにより、航空機の高度を監視することができる。温度センサ１４０は、中央翼タンク２４内の燃料４０の温度を検知する。温度センサ１４０は、中央翼タンク２４の最下部分１４２に沿って配置され得る。特に、温度センサ１４０は、ＡＣパック３０の最も近くに置かれた燃料４０の温度を検知するために、中央翼タンク２４内の最下部分１４２に沿って配置され得ることを認識されたい。言い換えれば、温度センサ１４０は、中央翼タンク２４内に置かれた燃料４０の最も熱い部分を監視するために、中央翼タンク２４（又は、適用可能ならば、別のタイプの燃料タンク）内に配置され得る。温度センサ１４０が、既に中央翼タンク２４の一部である既存のセンサであってもよいことを当業者ならば容易に認識するであろう。言い換えれば、中央翼タンク冷却システム６０は、燃料温度を判定するための特化したセンサを必要とせず、したがって、中央翼タンク冷却システム６０の全体的なコスト、及び複雑性が減少する。

【0020】

制御モジュール７２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、組み合わせ論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コードを実行する（共用、専用、又はグループ）プロセッサ、又はシステムオンチップ等における、上記のいくつか、もしくはすべての組み合わせを指してもよく、又はこれらの一部であってもよい。制御モジュール７２は、温度センサ１４０を監視する制御ロジックを含む。温度センサ１４０から燃料４０の温度を受信することに加えて、制御モジュール７２はまた、入力された航空機の高度を受信することができる。

【0021】

制御モジュール７２はまた、燃料温度、及び航空機の高度に基づき、相変化冷却システム９２を選択的に作動させるための制御ロジックを含む。詳細には、制御モジュール７２は、燃料温度が制御温度より高いか、又は低いかを判定するために、温度センサ１４０を監視する。制御モジュール７２はまた、燃料４０向けの適切な制御温度を決定するために、航空機の高度を監視する制御ロジックを含む。上述のように、燃料４０のＬＦＬ温度は、燃料タンクのアレージ圧力に基づいており、航空機の高度は、燃料タンクのアレージ圧力を示す。図２に示されるような例示的な実施形態では、制御モジュール７２は、圧縮機８０と信号通信しており、燃料温度、及び航空機の高度に基づいて、圧縮機８０を駆動することにより、相変化冷却システム９２を作動させる。しかしながら、冷却システムが液体冷却システム、又は空気サイクル冷却システムである場合は、制御モジュール７２は、冷却流体の流れを制御する、中央翼タンク冷却システム６０の他の部品と通信してもよいことを当業者ならば容易に認識するであろう。

【0022】

燃料温度が制御温度より高い場合、制御モジュール７２は、相変化冷却システム９２を作動させる作動信号を送信する制御ロジックを含む。詳細には、図２に示されるような実施形態では、圧縮機８０は、作動信号によって駆動され得る。圧縮機８０が駆動すると、中央翼タンク冷却システム６０は、中央翼タンク２４の最下面５０を冷却するために動作することができる。詳細には、相変化冷却システム９２が作動し、圧縮機８０が駆動すると、冷媒９４が、中央翼タンク２４の最下面５０を冷却するために、相変化することができる。

【0023】

制御モジュール７２は、中央翼タンク２４内に置かれた燃料４０が下限温度に冷却されるまで、相変化冷却システム９２を動作させ続ける（即ち、圧縮機８０が、駆動したままになる）。下限温度は、燃料の制御温度より低い所定の値であってもよい。例えば、一実施形態では、下限温度は、制御温度より約０℃低い温度から、制御温度より約５℃低い温度までの範囲にわたってもよい。しかしながら、これらの範囲は、本質的に単なる例示的なものであり、システムの制約に応じて修正され得ることを理解されたい。一手法では、燃料４０の下限温度は、中央翼タンク２４内に置かれたいかなる液体の水も凍結することがないように、設定、又は決定され得る。

【0024】

下限温度は、最下面５０が既に十分に冷却された場合、中央翼タンク冷却システム６０が、中央翼タンク２４を冷却し続けないことを確実にするために使用され得る。したがって、温度センサ１４０が、燃料４０が下限温度であるか、又は下限温度より低いことを示した場合、制御モジュール７２は、相変化冷却システム９２を停止させるために、停止信号を送信することができる。詳細には、図２に示されるような非限定的な実施形態では、停止信号は、圧縮機８０を停止させるために使用され得る。相変化冷却システム９２が停止すると、中央翼タンク冷却システム６０が、中央翼タンク２４の最下面５０を冷却するために動作することはできない。

【0025】

例示的な一実施形態では、制御モジュール７２は、中央翼タンク冷却システム６０における、特定のターンオン時間、及びターンオフ時間を決定する、先見的なロジックをさらに含んでもよい。詳細には、制御モジュール７２が、所定期間にわたり、温度センサ１４０を継続的に監視することにより、燃料４０の加熱速度、又は熱慣性を監視することができる。制御モジュール７２はまた、液体レベルセンサ（不図示）を監視することにより、中央翼タンク２４内の燃料４０の燃料レベルも監視することができる。その後、制御モジュール７２が、燃料４０の熱慣性、及び燃料レベルに基づき、中央翼タンク冷却システム６０の特定のターンオン時間を決定してもよい。さらに、制御モジュール７２はまた、燃料４０の熱慣性、及び燃料レベルに基づき、中央翼タンク冷却システム６０の特定のターンオフ時間を決定してもよい。制御モジュール７２の先見的なロジックにより、燃料４０の燃料レベル、及び加熱速度、又は冷却速度における、リアルタイムの傾向に基づき、圧縮機８０のターンオン時間、及びターンオフ時間を設定することができ、燃料４０の温度を、制御温度より低く維持するためのより効率的な手法を、最終的に提供し得ることを、当業者ならば容易に認識するであろう。

【0026】

図４は、中央翼タンク冷却システム６０の代替的な実施形態である。詳細には、遮熱部１５０が、熱交換器８６のすぐ下に配置されてもよい。遮熱部１５０は、例えば、（図２に示される）圧縮機８０等の、中央翼タンク冷却システム６０の発熱部品によって放射された熱を偏向させるために使用され得る。したがって、遮熱部１５０は、中央翼タンク２４内に配置された燃料４０の温度を下げることができる。結果として、中央翼タンク冷却システム６０は、作動する頻度が少なくなるか、又はより短時間作動すればよくなる。その上、中央翼タンク冷却システム６０を、遮熱部１５０が含まれない冷却システムと比較した場合、より小さく、かつより小型にすることもできる。

【0027】

図５は、遮熱部１５０を含む中央翼タンク冷却システム６０の、さらに別の実施形態である。図５に示されるような実施形態では、冷却空気１６０が、中央翼タンク冷却システム６０の発熱部品（即ち、図２に示される圧縮機８０）、及びＡＣパック３０の周りに導入され得る。冷却空気１６０は、中央翼タンク冷却システム６０の発熱部品、及びＡＣパック３０によって放射される熱を放散するために使用され得る。冷却空気１６０は、航空機１０（図１）の外側から引き込まれるラム空気か、冷却ファン（不図示）によって生成される空気のいずれかであってもよい。冷却空気１６０がラム空気である場合、遮熱部１５０が、省略され得ることを理解されたい。冷却空気１６０は、中央翼タンク２４内に配置された燃料４０の温度をさらに下げることができる。したがって、中央翼タンク冷却システム６０は、作動する頻度が少なくなるか、又はより短時間作動すればよくなる。その上、中央翼タンク冷却システム６０を冷却空気１６０が使用されていない冷却システムと比較した場合、より小さく、かつより小型にすることもできる。

【0028】

図を全体的に参照すると、開示された中央翼タンク冷却システムにより、航空機の中央翼タンク内に置かれた燃料の温度を維持するための、比較的簡単な手法を提供することができる。中央翼タンク内の燃料の温度を実質的にＬＦＬ温度より低く維持する重要性を当業者ならば容易に理解するであろう。開示された中央翼タンク冷却システムにより、燃料温度が確実に特定の範囲内にあるように、中央翼タンク内の燃料の温度を制御温度に、又は制御温度より低く維持するための、自動化された、コストに対する効果が高い手法が提供される。

【0029】

また、本開示は、以下の項目による実施形態を含む。
項目１．航空機の燃料タンク用の冷却システムであって、
燃料タンク内の燃料温度を検知する温度センサであって、冷却システムが、燃料温度を制御温度より低く維持する、温度センサと、
熱交換器を含む冷却システムであって、冷却流体が、熱交換器を通って流れるとともに、燃料タンクの表面と熱的に連通している、冷却システムと、
温度センサ及び冷却システムと信号通信する制御モジュールであって、
温度センサを監視する制御ロジックと、
燃料温度が、制御温度より高いかどうかを判定する制御ロジックと、
燃料温度が、制御温度より高い場合、冷却システムを作動させるための作動信号を生成する制御ロジックとを含む制御モジュールとを備える冷却システム。

【0030】

項目２．制御温度が、燃料の引火点、及び燃料タンクのアレージ圧力に基づく、項目１に記載の冷却システム。

【0031】

項目３．熱交換器が冷却ループを備え、冷却流体が冷却ループを通って流れる、項目１に記載の冷却システム。

【0032】

項目４．冷却ループが燃料タンクの最下面に接触している、項目３に記載の冷却システム。

【0033】

項目５．冷却ループが燃料タンクの最下面に組み込まれている、項目３に記載の冷却システム。

【0034】

項目６．冷却ループが、蛇行形状で、燃料タンクの最下面に沿って配置されている、項目３に記載の冷却システム。

【0035】

項目７．制御温度が、燃料の可燃下限（ＬＦＬ）温度より低い所定のマージンである、項目１に記載の冷却システム。

【0036】

項目８．制御温度が、約１０℃から約３２℃までの範囲にわたる、項目１に記載の冷却システム。

【0037】

項目９．熱交換器のすぐ下に配置された遮熱部をさらに備える、項目１に記載の冷却システム。

【0038】

項目１０．冷却空気が、ＡＣパック、及び冷却システムの発熱部品の周りに導入される、項目９に記載の冷却システム。

【0039】

項目１１．冷却システムが、凝縮器、膨張弁、及び冷媒を備える、項目１に記載の冷却システム。

【0040】

項目１２．冷却流体が、冷媒であり、冷媒が、燃料タンクを冷却するために、熱交換器を通って流れる、項目１１に記載の冷却システム。

【0041】

項目１３．制御モジュールが、冷却システムを停止させるための停止信号を生成する制御ロジックを含み、温度センサが、燃料温度が下限温度であることを示した場合、制御モジュールが、停止信号を生成する、項目１に記載の冷却システム。

【0042】

項目１４．下限温度が、制御温度より約０℃低い温度から、制御温度より約５℃低い温度の範囲にわたる、項目１３に記載の冷却システム。

【0043】

項目１５．航空機の中央翼タンクを冷却する方法であって、
中央翼タンク内の燃料温度を温度センサによって検知するステップと、
温度センサを制御モジュールによって監視するステップであって、制御モジュールが、温度センサと信号通信する、ステップと、
制御モジュールにより、燃料温度が制御温度より高いかどうかを判定するステップと、
燃料温度が制御温度より高い場合、制御モジュールにより、作動信号を生成するステップであって、制御モジュールが冷却システムと信号通信する、ステップと、
作動信号が生成された場合、冷却システムを作動させるステップと、
冷却システムが作動した場合、冷却流体を熱交換器を通して流すステップであって、冷却流体が、中央翼タンクの表面と熱的に連通している、
ステップとを含む方法。

【0044】

項目１６．熱交換器のすぐ下に配置された遮熱部を提供するステップを含む、項目１５に記載の方法。

【0045】

項目１７．ＡＣパック、及び冷却システムの発熱部品の周りに、冷却空気を提供するステップを含む、項目１６に記載の方法。

【0046】

項目１８．温度センサが、燃料温度が下限温度であることを示した場合、制御モジュールにより、停止信号を生成するステップを含み、停止信号が、冷却システムを停止させる、項目１５に記載の方法。

【0047】

項目１９．熱交換器の一部である冷却ループを備え、冷却流体が、冷却ループを通って流れる、項目１５に記載の方法。

【0048】

項目２０．冷却ループが、中央翼タンクの最下面に接触するか、中央翼タンクの最下面に組み込まれるかのいずれかである、項目１９に記載の方法。

【0049】

本明細書に説明される装置、及び方法の形態が、本開示の好ましい態様を構成するが、本開示は、装置、及び方法のこれらの精密な形態に限定されるものではなく、本開示の範囲から逸脱することなく、変更がなされ得ることを理解されたい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 航空機
２０ 胴体
２２ 翼
２４ 中央翼タンク
３０ ＡＣパック
３４ 客室
４０ 燃料
４２ アレージ
４４ 燃料蒸気
４８ 最小レベル
５０ 最下面
６０ 中央翼タンク冷却システム
７０ 冷却ユニット
７２ 制御モジュール
７４ 冷却ループ
８０ 圧縮機
８２ 凝縮器
８４ 膨張弁
８６ 熱交換器
９２ 相変化冷却システム
９４ 冷媒
９６ 冷却空気
１１０ 入口
１１２ 出口
１４０ 温度センサ
１４２ 最下部分
１５０ 遮熱部
１６０ 冷却空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】