JP2002068093A - 航空機用防爆システム - Google Patents
航空機用防爆システムInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/40—Weight reduction
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】航空機の急降下時でも防爆ガスが不足するのを
防止できる防爆システムを提供する。 【解決手段】飛行用エンジン１からの抽出空気から酸素
を除去することで、酸素濃度が低く窒素濃度が高い防爆
ガスを生成する防爆ガス生成装置１１を備える。その防
爆ガスを燃料系統機器１２に供給する。その抽出空気を
防爆ガス生成装置１１への供給前に高圧空気供給装置５
により圧縮する。その高圧空気供給装置５により圧縮さ
れて防爆ガス生成装置１１に供給される抽出空気圧力の
設定圧力からの変動を阻止するように、その高圧空気供
給装置１１の駆動力を制御する。
防止できる防爆システムを提供する。 【解決手段】飛行用エンジン１からの抽出空気から酸素
を除去することで、酸素濃度が低く窒素濃度が高い防爆
ガスを生成する防爆ガス生成装置１１を備える。その防
爆ガスを燃料系統機器１２に供給する。その抽出空気を
防爆ガス生成装置１１への供給前に高圧空気供給装置５
により圧縮する。その高圧空気供給装置５により圧縮さ
れて防爆ガス生成装置１１に供給される抽出空気圧力の
設定圧力からの変動を阻止するように、その高圧空気供
給装置１１の駆動力を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定翼あるいは回
転翼を有する航空機における燃料の爆発を防止するため
の防爆システムに関する。
転翼を有する航空機における燃料の爆発を防止するため
の防爆システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機においては、飛行中の落雷や機内
静電気火花などにより、さらに軍用機では被弾等によ
り、燃料に着火して火災が発生するのを防止する必要が
ある。そこで、燃料タンクに代表される燃料系統機器内
に、空気よりも窒素濃度を高めて酸素濃度を低下させた
防爆ガス（窒素富化ガス）を充填することで、着火源が
あっても爆発することがない防爆システムが採用され始
めている。
静電気火花などにより、さらに軍用機では被弾等によ
り、燃料に着火して火災が発生するのを防止する必要が
ある。そこで、燃料タンクに代表される燃料系統機器内
に、空気よりも窒素濃度を高めて酸素濃度を低下させた
防爆ガス（窒素富化ガス）を充填することで、着火源が
あっても爆発することがない防爆システムが採用され始
めている。
【０００３】その防爆ガスの組成における酸素濃度は、
空気中における酸素濃度は約２０％であるのに対して、
爆発に至る可能性が急激に減少する９％以下に設定され
る場合が多い。そこで、酸素分子と窒素分子とで吸着係
数の異なる吸着材や、酸素分子と窒素分子とで透過係数
の異なる選択透過膜等を利用したエアセパレーションモ
ジュールを用いて、その防爆ガスを空気から生成するこ
とが行われている。その防爆ガスの元になる圧縮空気と
して、飛行中にあっては航空機の飛行用メインエンジン
からの抽出空気を使用し、エアセパレーションモジュー
ルに圧縮空気を供給している。
空気中における酸素濃度は約２０％であるのに対して、
爆発に至る可能性が急激に減少する９％以下に設定され
る場合が多い。そこで、酸素分子と窒素分子とで吸着係
数の異なる吸着材や、酸素分子と窒素分子とで透過係数
の異なる選択透過膜等を利用したエアセパレーションモ
ジュールを用いて、その防爆ガスを空気から生成するこ
とが行われている。その防爆ガスの元になる圧縮空気と
して、飛行中にあっては航空機の飛行用メインエンジン
からの抽出空気を使用し、エアセパレーションモジュー
ルに圧縮空気を供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】航空機の燃料タンクの
内圧は、タンク内への水分等の混入防止やタンク壁に作
用する応力低減のため、外気圧より数ｋＰａ〜１０ｋＰ
ａ程度高い圧力になるように保持されている。そのた
め、航空機が降下して外気圧が上昇した場合、特に燃料
残量が少なく燃料タンク内の液面上の空間が大きい場
合、外気の圧力上昇に追従して燃料タンクに注入する防
爆ガスを増加させる必要が生じる。
内圧は、タンク内への水分等の混入防止やタンク壁に作
用する応力低減のため、外気圧より数ｋＰａ〜１０ｋＰ
ａ程度高い圧力になるように保持されている。そのた
め、航空機が降下して外気圧が上昇した場合、特に燃料
残量が少なく燃料タンク内の液面上の空間が大きい場
合、外気の圧力上昇に追従して燃料タンクに注入する防
爆ガスを増加させる必要が生じる。
【０００５】しかし、防爆ガスの元になる飛行用メイン
エンジンからの抽出空気の圧力は飛行状況に応じた変動
が大きく、航空機の降下時はメインエンジンの出力が通
常は絞られるために抽出空気の圧力は急激に低下する。
そのため、その抽出空気を防爆ガスの元になる圧縮空気
としてエアセパレーションモジュールに直接に導入する
場合、航空機の降下時はエアセパレーションモジュール
へ必要な圧力の圧縮空気を供給することができず、防爆
ガスの供給が追いつかなくなる。そのため、外気をその
まま燃料タンクに注入するということが行われ、燃料タ
ンク内の酸素濃度が上昇して防爆システムの機能が降下
時に失われることが起こっていた。
エンジンからの抽出空気の圧力は飛行状況に応じた変動
が大きく、航空機の降下時はメインエンジンの出力が通
常は絞られるために抽出空気の圧力は急激に低下する。
そのため、その抽出空気を防爆ガスの元になる圧縮空気
としてエアセパレーションモジュールに直接に導入する
場合、航空機の降下時はエアセパレーションモジュール
へ必要な圧力の圧縮空気を供給することができず、防爆
ガスの供給が追いつかなくなる。そのため、外気をその
まま燃料タンクに注入するということが行われ、燃料タ
ンク内の酸素濃度が上昇して防爆システムの機能が降下
時に失われることが起こっていた。
【０００６】一方、航空機は着陸のための降下時には地
上の突起物との接触などによる火災発生を防止する必要
があり、特に軍用機では降下時に被弾する可能性が最も
高くなるため、防爆システムの必要性は実際の運用にお
いては降下時が最も高まる。すなわち、上述のような従
来の防爆システムでは最も必要とされる時に役に立たな
いという問題があった。
上の突起物との接触などによる火災発生を防止する必要
があり、特に軍用機では降下時に被弾する可能性が最も
高くなるため、防爆システムの必要性は実際の運用にお
いては降下時が最も高まる。すなわち、上述のような従
来の防爆システムでは最も必要とされる時に役に立たな
いという問題があった。
【０００７】また、航空機における装備品の中で空調シ
ステムが占めるコスト、重量が大きいという問題があ
り、特に冗長性を持たせるために空調システムを２系統
とする場合に問題となる。
ステムが占めるコスト、重量が大きいという問題があ
り、特に冗長性を持たせるために空調システムを２系統
とする場合に問題となる。
【０００８】本発明は、上記問題を解決することのでき
る航空機用防爆システムを提供することを目的とする。
る航空機用防爆システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、飛行用エンジ
ンからの抽出空気から酸素を除去することで、酸素濃度
が低く窒素濃度が高い防爆ガスを生成する防爆ガス生成
装置を備え、その防爆ガスを燃料系統機器に供給する航
空機用防爆システムにおいて、その抽出空気を防爆ガス
生成装置への供給前に圧縮する高圧空気供給装置と、そ
の高圧空気供給装置により圧縮されて防爆ガス生成装置
に供給される抽出空気の圧力が、設定圧力から変動する
のを阻止するように、その高圧空気供給装置の駆動力を
制御する制御機構とが設けられていることを特徴とす
る。本発明の構成によれば、飛行用エンジンからの抽出
空気は高圧空気供給装置により圧縮されて防爆ガス生成
装置に供給され、しかも、その防爆ガス生成装置に供給
される抽出空気圧力の設定圧力からの変動を阻止するよ
うに高圧空気供給装置の駆動力が制御される。これによ
り、航空機が急降下しても防爆ガス生成装置に安定して
設定圧力の抽出空気を供給できるので、航空機の急降下
により防爆ガスの必要量が増大した時でも、その防爆ガ
スの供給が追いつかなくなるのを防止できる。
ンからの抽出空気から酸素を除去することで、酸素濃度
が低く窒素濃度が高い防爆ガスを生成する防爆ガス生成
装置を備え、その防爆ガスを燃料系統機器に供給する航
空機用防爆システムにおいて、その抽出空気を防爆ガス
生成装置への供給前に圧縮する高圧空気供給装置と、そ
の高圧空気供給装置により圧縮されて防爆ガス生成装置
に供給される抽出空気の圧力が、設定圧力から変動する
のを阻止するように、その高圧空気供給装置の駆動力を
制御する制御機構とが設けられていることを特徴とす
る。本発明の構成によれば、飛行用エンジンからの抽出
空気は高圧空気供給装置により圧縮されて防爆ガス生成
装置に供給され、しかも、その防爆ガス生成装置に供給
される抽出空気圧力の設定圧力からの変動を阻止するよ
うに高圧空気供給装置の駆動力が制御される。これによ
り、航空機が急降下しても防爆ガス生成装置に安定して
設定圧力の抽出空気を供給できるので、航空機の急降下
により防爆ガスの必要量が増大した時でも、その防爆ガ
スの供給が追いつかなくなるのを防止できる。
【００１０】その高圧空気供給装置は、その抽出空気に
より駆動されるタービンと、このタービンにより駆動さ
れることで抽出空気を圧縮するコンプレッサとを有し、
前記制御機構により、そのコンプレッサにより圧縮され
る抽出空気の圧力変化が設定圧力から変動するのを阻止
するように、そのタービンを駆動する抽出空気流量を変
化させるのが好ましい。これにより、抽出空気を圧縮す
るための動力として抽出空気が利用でき、しかも、防爆
ガス生成装置に供給される抽出空気圧力の変動を阻止す
るための高圧空気供給装置の駆動力の制御機構を簡単に
構成できる。
より駆動されるタービンと、このタービンにより駆動さ
れることで抽出空気を圧縮するコンプレッサとを有し、
前記制御機構により、そのコンプレッサにより圧縮され
る抽出空気の圧力変化が設定圧力から変動するのを阻止
するように、そのタービンを駆動する抽出空気流量を変
化させるのが好ましい。これにより、抽出空気を圧縮す
るための動力として抽出空気が利用でき、しかも、防爆
ガス生成装置に供給される抽出空気圧力の変動を阻止す
るための高圧空気供給装置の駆動力の制御機構を簡単に
構成できる。
【００１１】その抽出空気の冷却手段が設けられ、その
高圧空気供給装置は、その抽出空気により駆動されるタ
ービンと、このタービンにより駆動されることで抽出空
気を圧縮するコンプレッサとを有し、そのタービンから
排出される抽出空気が空気調和用の調和空気として航空
機の空調領域に供給されるのが好ましい。これにより、
専用の空調システムをなくしたり、あるいは冗長性を持
たせるために２系統の空調システムが必要な場合でも専
用の空調システムを一系統にできる。また、タービンの
駆動に用いた抽出空気を調和空気としても利用すること
で、抽出空気の無駄な消費を低減することができ、これ
によっても防爆ガス生成装置に供給される抽出空気の不
足を防止できる。
高圧空気供給装置は、その抽出空気により駆動されるタ
ービンと、このタービンにより駆動されることで抽出空
気を圧縮するコンプレッサとを有し、そのタービンから
排出される抽出空気が空気調和用の調和空気として航空
機の空調領域に供給されるのが好ましい。これにより、
専用の空調システムをなくしたり、あるいは冗長性を持
たせるために２系統の空調システムが必要な場合でも専
用の空調システムを一系統にできる。また、タービンの
駆動に用いた抽出空気を調和空気としても利用すること
で、抽出空気の無駄な消費を低減することができ、これ
によっても防爆ガス生成装置に供給される抽出空気の不
足を防止できる。
【００１２】その燃料系統機器への防爆ガス供給の必要
性検知機構と、その燃料系統機器への防爆ガス供給の必
要性が無い時に、そのコンプレッサにより圧縮された抽
出空気を、その防爆ガス生成装置へ供給することなくタ
ービンへその駆動のために導く機構とが設けられている
のが好ましい。これにより、防爆ガスの不要時は調和空
気流量を増やすことができる。
性検知機構と、その燃料系統機器への防爆ガス供給の必
要性が無い時に、そのコンプレッサにより圧縮された抽
出空気を、その防爆ガス生成装置へ供給することなくタ
ービンへその駆動のために導く機構とが設けられている
のが好ましい。これにより、防爆ガスの不要時は調和空
気流量を増やすことができる。
【００１３】その高圧空気供給装置は、その抽出空気に
より駆動されるタービンと、このタービンにより駆動さ
れることで抽出空気を圧縮するコンプレッサとを有し、
そのコンプレッサを前記タービンと共に駆動可能な電動
アクチュエータが設けられているのが好ましい。これに
よりタービンの小型軽量化を図ることができる。
より駆動されるタービンと、このタービンにより駆動さ
れることで抽出空気を圧縮するコンプレッサとを有し、
そのコンプレッサを前記タービンと共に駆動可能な電動
アクチュエータが設けられているのが好ましい。これに
よりタービンの小型軽量化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１に示す航空機の防爆システム
においては、飛行用メインエンジン１から取り出されて
プリクーラ２により予冷却された抽出空気は、第１レギ
ュレータ３を経て１次熱交換器４に送られ、その１次熱
交換器４において外気との間で熱交換されることで冷却
された後に、高圧空気供給装置を構成するタービン駆動
コンプレッサ５に送られる。その第１レギュレータ３
は、航空機に搭載される制御装置１５に第１レギュレー
タ３の２次側圧力に対応する信号を送り、第１レギュレ
ータ３の１次側圧力が変動しても２次側圧力が設定値に
なるように制御装置１５により開度制御されるが、航空
機の急降下等により１次側圧力の変動が大きい場合、そ
の設定値よりも第１レギュレータ３の２次側圧力が低下
する場合がある。
においては、飛行用メインエンジン１から取り出されて
プリクーラ２により予冷却された抽出空気は、第１レギ
ュレータ３を経て１次熱交換器４に送られ、その１次熱
交換器４において外気との間で熱交換されることで冷却
された後に、高圧空気供給装置を構成するタービン駆動
コンプレッサ５に送られる。その第１レギュレータ３
は、航空機に搭載される制御装置１５に第１レギュレー
タ３の２次側圧力に対応する信号を送り、第１レギュレ
ータ３の１次側圧力が変動しても２次側圧力が設定値に
なるように制御装置１５により開度制御されるが、航空
機の急降下等により１次側圧力の変動が大きい場合、そ
の設定値よりも第１レギュレータ３の２次側圧力が低下
する場合がある。
【００１５】そのタービン駆動コンプレッサ５はタービ
ン６とコンプレッサ７とを備え、そのタービン駆動コン
プレッサ５に送られた抽出空気はタービン６に後述のタ
ービンパワーバルブ２２を介して送られると共に、コン
プレッサ７に送られる。これにより、そのタービン６は
抽出空気により駆動される。そのタービン６の出口から
排出された抽出空気は空気調和用の調和空気として航空
機の操縦室や客室等の空調領域２５に供給される。
ン６とコンプレッサ７とを備え、そのタービン駆動コン
プレッサ５に送られた抽出空気はタービン６に後述のタ
ービンパワーバルブ２２を介して送られると共に、コン
プレッサ７に送られる。これにより、そのタービン６は
抽出空気により駆動される。そのタービン６の出口から
排出された抽出空気は空気調和用の調和空気として航空
機の操縦室や客室等の空調領域２５に供給される。
【００１６】このタービン６により駆動されるコンプレ
ッサ７により、コンプレッサ７に送られた抽出空気は後
述のエアセパレーションモジュール１１への供給前に圧
縮される。そのコンプレッサ７において圧縮された空気
は２次熱交換器８において外気（ラム空気）との間で熱
交換されることで冷却された後に、第２レギュレータ９
を介してエアセパレーションモジュール（防爆ガス生成
装置）１１に供給される。その第２レギュレータ９は、
制御装置１５に第２レギュレータ９の２次側圧力に対応
する信号を送り、第２レギュレータ９の１次側圧力が変
動しても２次側圧力が設定値になるように制御装置１５
により開度制御される。
ッサ７により、コンプレッサ７に送られた抽出空気は後
述のエアセパレーションモジュール１１への供給前に圧
縮される。そのコンプレッサ７において圧縮された空気
は２次熱交換器８において外気（ラム空気）との間で熱
交換されることで冷却された後に、第２レギュレータ９
を介してエアセパレーションモジュール（防爆ガス生成
装置）１１に供給される。その第２レギュレータ９は、
制御装置１５に第２レギュレータ９の２次側圧力に対応
する信号を送り、第２レギュレータ９の１次側圧力が変
動しても２次側圧力が設定値になるように制御装置１５
により開度制御される。
【００１７】そのエアセパレーションモジュール１１
は、抽出空気から酸素を除去することで、酸素濃度が低
く窒素濃度が高い防爆ガスを生成するもので、酸素分子
と窒素分子とで透過係数が異なる、すなわち窒素ガスに
比べ酸素ガスを数倍透過しやすい特性を有する選択透過
膜を備える。その選択透過膜を透過した抽出空気は、酸
素濃度が透過前に約２０％であったのが例えば３０〜４
０％に高められ、外気中に排気される。一方、その選択
透過膜を透過しなかった抽出空気は窒素濃度が高められ
ることから、酸素濃度が例えば９％以下に低下された防
爆ガスとされる。その防爆ガスが燃料タンク（燃料系統
機器）１２に供給される。
は、抽出空気から酸素を除去することで、酸素濃度が低
く窒素濃度が高い防爆ガスを生成するもので、酸素分子
と窒素分子とで透過係数が異なる、すなわち窒素ガスに
比べ酸素ガスを数倍透過しやすい特性を有する選択透過
膜を備える。その選択透過膜を透過した抽出空気は、酸
素濃度が透過前に約２０％であったのが例えば３０〜４
０％に高められ、外気中に排気される。一方、その選択
透過膜を透過しなかった抽出空気は窒素濃度が高められ
ることから、酸素濃度が例えば９％以下に低下された防
爆ガスとされる。その防爆ガスが燃料タンク（燃料系統
機器）１２に供給される。
【００１８】その燃料タンク１２内における燃料液面よ
り上方の空間は、電磁開閉弁により構成されるイグジッ
トバルブ１３を介して外気に通じるものとされている。
その燃料タンク１２の内圧をモニタする第１圧力センサ
１４が設けられている。そのイグジットバルブ１３と圧
力センサ１４は制御装置１５に接続されている。その制
御装置１５は、第１圧力センサ１４により検知された燃
料タンク１２の内圧に応じてイグジットバルブ１３に開
閉信号を出力する。これにより、燃料タンク１２の内圧
が外気圧より設定値だけ、例えば数ｋＰａ（１ｐｓｉ）
程度以上高い圧力になれば、そのイグジットバルブ１３
を開いて燃料タンク内のガスを噴出させ、燃料タンク１
２の内圧を外気圧に応じた圧力に保持している。
り上方の空間は、電磁開閉弁により構成されるイグジッ
トバルブ１３を介して外気に通じるものとされている。
その燃料タンク１２の内圧をモニタする第１圧力センサ
１４が設けられている。そのイグジットバルブ１３と圧
力センサ１４は制御装置１５に接続されている。その制
御装置１５は、第１圧力センサ１４により検知された燃
料タンク１２の内圧に応じてイグジットバルブ１３に開
閉信号を出力する。これにより、燃料タンク１２の内圧
が外気圧より設定値だけ、例えば数ｋＰａ（１ｐｓｉ）
程度以上高い圧力になれば、そのイグジットバルブ１３
を開いて燃料タンク内のガスを噴出させ、燃料タンク１
２の内圧を外気圧に応じた圧力に保持している。
【００１９】そのタービン駆動コンプレッサ５により圧
縮されてエアセパレーションモジュール１１に供給され
る抽出空気の圧力が、設定圧力から変動するのを阻止す
るように、そのタービン駆動コンプレッサ５の駆動力を
制御する機構が設けられている。すなわち、そのコンプ
レッサ７により圧縮されてエアセパレーションモジュー
ル１１に供給される抽出空気の圧力をモニタする第２圧
力センサ２１が、２次熱交換器８と第２レギュレータ９
との間の抽出空気配管に設けられている。また、１次熱
交換器４の出口とタービン６の抽出空気入口との間の抽
出空気配管に、電磁流量調節弁により構成されるタービ
ンパワーバルブ２２が設けられている。その第２圧力セ
ンサ２１とタービンパワーバルブ２２は制御装置１５に
接続されている。その制御装置１５は、第２圧力センサ
２１により検知された抽出空気圧力に応じてタービンパ
ワーバルブ２２に開度変更信号を出力する。これによ
り、上記第２レギュレータ９に至る抽出空気の圧力が、
上記第２レギュレータ９の２次側設定圧力よりも高い設
定圧力（例えば３０〜５５ｐｓｉ）になるように、その
タービンパワーバルブ２２の開度を調節し、タービン６
に供給される抽出空気流量を制御し、タービン６により
駆動されるコンプレッサ７により圧縮される抽出空気圧
力を変化させている。すなわち、コンプレッサ７により
圧縮される抽出空気の圧力が設定圧力から変動するのを
阻止するように、タービン６を駆動する抽出空気流量を
変化させている。これにより、その第２レギュレータ９
に至る抽出空気の圧力が、第２レギュレータ９の２次側
設定圧力よりも十分に高い設定圧力に保持されるので、
エアセパレーションモジュール１１に安定した圧力の抽
出空気を供給することができる。
縮されてエアセパレーションモジュール１１に供給され
る抽出空気の圧力が、設定圧力から変動するのを阻止す
るように、そのタービン駆動コンプレッサ５の駆動力を
制御する機構が設けられている。すなわち、そのコンプ
レッサ７により圧縮されてエアセパレーションモジュー
ル１１に供給される抽出空気の圧力をモニタする第２圧
力センサ２１が、２次熱交換器８と第２レギュレータ９
との間の抽出空気配管に設けられている。また、１次熱
交換器４の出口とタービン６の抽出空気入口との間の抽
出空気配管に、電磁流量調節弁により構成されるタービ
ンパワーバルブ２２が設けられている。その第２圧力セ
ンサ２１とタービンパワーバルブ２２は制御装置１５に
接続されている。その制御装置１５は、第２圧力センサ
２１により検知された抽出空気圧力に応じてタービンパ
ワーバルブ２２に開度変更信号を出力する。これによ
り、上記第２レギュレータ９に至る抽出空気の圧力が、
上記第２レギュレータ９の２次側設定圧力よりも高い設
定圧力（例えば３０〜５５ｐｓｉ）になるように、その
タービンパワーバルブ２２の開度を調節し、タービン６
に供給される抽出空気流量を制御し、タービン６により
駆動されるコンプレッサ７により圧縮される抽出空気圧
力を変化させている。すなわち、コンプレッサ７により
圧縮される抽出空気の圧力が設定圧力から変動するのを
阻止するように、タービン６を駆動する抽出空気流量を
変化させている。これにより、その第２レギュレータ９
に至る抽出空気の圧力が、第２レギュレータ９の２次側
設定圧力よりも十分に高い設定圧力に保持されるので、
エアセパレーションモジュール１１に安定した圧力の抽
出空気を供給することができる。
【００２０】そのコンプレッサ７により圧縮された抽出
空気をタービン６に供給可能とするため、２次熱交換器
８と第２レギュレータ９との間の抽出空気配管を、ター
ビンパワーバルブ２２とタービン６との間の抽出空気配
管に接続するバイパス抽出空気配管３１が設けられてい
る。そのバイパス抽出空気配管３１に、電磁開閉弁によ
り構成されるブートストラップバルブ２３が設けられて
いる。そのブートストラップバルブ２３は制御装置１５
に接続されている。その制御装置１５は、第１圧力セン
サ１４により検知された燃料タンク１２の内圧が設定圧
以上になった時、ブートストラップバルブ２３に全開信
号を出力し、第２レギュレータ９とタービンパワーバル
ブ２２とに全閉信号を出力し、その燃料タンク１２の内
圧が設定圧未満になった時、ブートストラップバルブ２
３に全開信号を出力し、第２レギュレータ９とタービン
パワーバルブ２２への全閉信号を解除する。その燃料タ
ンク１２の内圧の設定圧は、その設定以上である時は燃
料タンク１２へ防爆ガスを供給する必要がない値となる
ように設定され、第１圧力センサ１４による燃料タンク
１２への防爆ガス供給の必要性検知を可能にする。これ
により、燃料タンク１２へ防爆ガスを供給する必要がな
い時、コンプレッサ７により圧縮された抽出空気をエア
セパレーションモジュール１１に供給することなく、全
てタービン６の駆動に用いて調和空気として利用するブ
ートストラップ空調システムを構成でき、この場合は抽
出空気を防爆ガスとして使用している時よりも低温で多
くの調和空気を得ることができる。
空気をタービン６に供給可能とするため、２次熱交換器
８と第２レギュレータ９との間の抽出空気配管を、ター
ビンパワーバルブ２２とタービン６との間の抽出空気配
管に接続するバイパス抽出空気配管３１が設けられてい
る。そのバイパス抽出空気配管３１に、電磁開閉弁によ
り構成されるブートストラップバルブ２３が設けられて
いる。そのブートストラップバルブ２３は制御装置１５
に接続されている。その制御装置１５は、第１圧力セン
サ１４により検知された燃料タンク１２の内圧が設定圧
以上になった時、ブートストラップバルブ２３に全開信
号を出力し、第２レギュレータ９とタービンパワーバル
ブ２２とに全閉信号を出力し、その燃料タンク１２の内
圧が設定圧未満になった時、ブートストラップバルブ２
３に全開信号を出力し、第２レギュレータ９とタービン
パワーバルブ２２への全閉信号を解除する。その燃料タ
ンク１２の内圧の設定圧は、その設定以上である時は燃
料タンク１２へ防爆ガスを供給する必要がない値となる
ように設定され、第１圧力センサ１４による燃料タンク
１２への防爆ガス供給の必要性検知を可能にする。これ
により、燃料タンク１２へ防爆ガスを供給する必要がな
い時、コンプレッサ７により圧縮された抽出空気をエア
セパレーションモジュール１１に供給することなく、全
てタービン６の駆動に用いて調和空気として利用するブ
ートストラップ空調システムを構成でき、この場合は抽
出空気を防爆ガスとして使用している時よりも低温で多
くの調和空気を得ることができる。
【００２１】上記構成によれば、飛行用エンジン１から
の抽出空気はタービン駆動コンプレッサ５により圧縮さ
れてエアセパレーションモジュール１１に供給され、し
かも、そのエアセパレーションモジュール１１に供給さ
れる抽出空気圧力の設定圧力からの変動を阻止するよう
にタービン駆動コンプレッサ５の駆動力が制御される。
これにより、航空機が急降下してもエアセパレーション
モジュール１１に安定して設定圧力の抽出空気を供給で
きるので、航空機の急降下により防爆ガスの必要量が増
大した時でも、その防爆ガスの供給が追いつかなくなる
のを防止できる。また、その抽出空気を圧縮するための
動力として抽出空気を利用でき、しかも、エアセパレー
ションモジュール１１に供給される抽出空気圧力の変動
を阻止するためのタービン駆動コンプレッサ５の駆動力
の制御機構を簡単に構成できる。そのタービン駆動コン
プレッサ５のタービン６の排気を空調用の調和空気とし
て利用することで、防爆システムを空調システムと統合
し、専用の空調システムをなくしたり、あるいは冗長性
を持たせるために２系統の空調システムが必要な場合で
も専用の空調システムを一系統にできるため、航空機の
装備品の軽量化、コストダウンが実現できる。また、タ
ービン６の駆動に用いた抽出空気を調和空気としても利
用することで、抽出空気の無駄な消費を低減することが
でき、これによってもエアセパレーションモジュール１
１に供給される抽出空気の不足を防止できる。さらに、
防爆ガスの不要時は低温の調和空気を増やすことができ
る。
の抽出空気はタービン駆動コンプレッサ５により圧縮さ
れてエアセパレーションモジュール１１に供給され、し
かも、そのエアセパレーションモジュール１１に供給さ
れる抽出空気圧力の設定圧力からの変動を阻止するよう
にタービン駆動コンプレッサ５の駆動力が制御される。
これにより、航空機が急降下してもエアセパレーション
モジュール１１に安定して設定圧力の抽出空気を供給で
きるので、航空機の急降下により防爆ガスの必要量が増
大した時でも、その防爆ガスの供給が追いつかなくなる
のを防止できる。また、その抽出空気を圧縮するための
動力として抽出空気を利用でき、しかも、エアセパレー
ションモジュール１１に供給される抽出空気圧力の変動
を阻止するためのタービン駆動コンプレッサ５の駆動力
の制御機構を簡単に構成できる。そのタービン駆動コン
プレッサ５のタービン６の排気を空調用の調和空気とし
て利用することで、防爆システムを空調システムと統合
し、専用の空調システムをなくしたり、あるいは冗長性
を持たせるために２系統の空調システムが必要な場合で
も専用の空調システムを一系統にできるため、航空機の
装備品の軽量化、コストダウンが実現できる。また、タ
ービン６の駆動に用いた抽出空気を調和空気としても利
用することで、抽出空気の無駄な消費を低減することが
でき、これによってもエアセパレーションモジュール１
１に供給される抽出空気の不足を防止できる。さらに、
防爆ガスの不要時は低温の調和空気を増やすことができ
る。
【００２２】図２は上記実施形態の第１変形例を示し、
上記実施形態との相違はコンプレッサ７をタービン６と
共に駆動可能な補助動力源としての電動アクチュエータ
（モータ）４１を備えている点にある。制御装置１５
は、コンプレッサ７のタービン６による駆動だけでは第
２圧力センサ２１により検出される抽出空気圧力を設定
圧力にできない場合に、その電動アクチュエータ４１を
駆動する。これにより、コンプレッサ７の駆動力を増大
し、防爆ガスの必要量の増大に追従してエアセパレーシ
ョンモジュール１１に抽出空気を供給することができ
る。この第１変形例によればタービン６の小型軽量化を
図ることができる。他は第１実施形態と同様で同一部分
は同一符号で示す。
上記実施形態との相違はコンプレッサ７をタービン６と
共に駆動可能な補助動力源としての電動アクチュエータ
（モータ）４１を備えている点にある。制御装置１５
は、コンプレッサ７のタービン６による駆動だけでは第
２圧力センサ２１により検出される抽出空気圧力を設定
圧力にできない場合に、その電動アクチュエータ４１を
駆動する。これにより、コンプレッサ７の駆動力を増大
し、防爆ガスの必要量の増大に追従してエアセパレーシ
ョンモジュール１１に抽出空気を供給することができ
る。この第１変形例によればタービン６の小型軽量化を
図ることができる。他は第１実施形態と同様で同一部分
は同一符号で示す。
【００２３】図３は上記実施形態の第２変形例を示し、
上記実施形態との相違はコンプレッサ７をタービン６に
代えて電動アクチュエータ（モータ）４２によって駆動
する高圧空気供給装置５′を備えている点にある。制御
装置１５は、第２圧力センサ２１により検知された抽出
空気圧力に応じてアクチュエータ４２に駆動信号を出力
し、エアセパレーションモジュール１１に供給される抽
出空気圧力が設定圧力から変動しないように、そのアク
チュエータ４２の出力を調節してコンプレッサ７により
圧縮される抽出空気圧力を変化させている。なお、ター
ビンパワーバルブ２２およびブートストラップバルブ２
３は備えておらず、高圧空気供給装置５′から調和空気
は取り出されない。他は第１実施形態と同様で同一部分
は同一符号で示す。
上記実施形態との相違はコンプレッサ７をタービン６に
代えて電動アクチュエータ（モータ）４２によって駆動
する高圧空気供給装置５′を備えている点にある。制御
装置１５は、第２圧力センサ２１により検知された抽出
空気圧力に応じてアクチュエータ４２に駆動信号を出力
し、エアセパレーションモジュール１１に供給される抽
出空気圧力が設定圧力から変動しないように、そのアク
チュエータ４２の出力を調節してコンプレッサ７により
圧縮される抽出空気圧力を変化させている。なお、ター
ビンパワーバルブ２２およびブートストラップバルブ２
３は備えておらず、高圧空気供給装置５′から調和空気
は取り出されない。他は第１実施形態と同様で同一部分
は同一符号で示す。
【００２４】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、上記実施形態では防爆ガスを選択透過膜を用いて
生成したが、酸素分子と窒素分子とで吸着係数の異なる
吸着材を用いて生成してもよい。また、上記実施形態で
は必要な調和空気をすべて高圧空気供給装置からの排気
により得ているが、別系統の空気調和装置を装備し、そ
の別系統の空気調和装置の故障時に高圧空気供給装置か
らの排気を調和空気として使用したり、あるいは、別系
統の空気調和装置により供給される調和空気に高圧空気
供給装置からの排気を補助的な調和空気として混合する
ようにしてもよい。また、防爆ガスを燃料タンク以外の
燃料系統機器に供給するようにしてもよい。
えば、上記実施形態では防爆ガスを選択透過膜を用いて
生成したが、酸素分子と窒素分子とで吸着係数の異なる
吸着材を用いて生成してもよい。また、上記実施形態で
は必要な調和空気をすべて高圧空気供給装置からの排気
により得ているが、別系統の空気調和装置を装備し、そ
の別系統の空気調和装置の故障時に高圧空気供給装置か
らの排気を調和空気として使用したり、あるいは、別系
統の空気調和装置により供給される調和空気に高圧空気
供給装置からの排気を補助的な調和空気として混合する
ようにしてもよい。また、防爆ガスを燃料タンク以外の
燃料系統機器に供給するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、航空機の急降下時でも
防爆ガスが不足するのを防止でき、防爆システムと空調
システムを統合化することで航空機の装備品の軽量化、
コストダウンを実現できる防爆システムを提供できる。
防爆ガスが不足するのを防止でき、防爆システムと空調
システムを統合化することで航空機の装備品の軽量化、
コストダウンを実現できる防爆システムを提供できる。
【図１】本発明の実施形態の防爆システムの構成説明図
【図２】本発明の実施形態の第１変形例の防爆システム
の構成説明図
の構成説明図
【図３】本発明の実施形態の第２変形例の防爆システム
の構成説明図
の構成説明図
１ 飛行用エンジン ４、８ 熱交換器 ５ タービン駆動コンプレッサ（高圧空気供給装置） ５′ 高圧空気供給装置 ６ タービン ７ コンプレッサ １１ エアセパレーションモジュール（防爆ガス生成装
置） １２ 燃料タンク（燃料系統機器） １４ 第１圧力センサ １５ 制御装置 ２１ 第２圧力センサ ２２ タービンパワーバルブ ２３ ブートストラップバルブ ３１ バイパス抽出空気配管 ４１ 電動アクチュエータ ４２ 電動アクチュエータ
置） １２ 燃料タンク（燃料系統機器） １４ 第１圧力センサ １５ 制御装置 ２１ 第２圧力センサ ２２ タービンパワーバルブ ２３ ブートストラップバルブ ３１ バイパス抽出空気配管 ４１ 電動アクチュエータ ４２ 電動アクチュエータ
Claims (5)
- 【請求項１】飛行用エンジンからの抽出空気から酸素を
除去することで、酸素濃度が低く窒素濃度が高い防爆ガ
スを生成する防爆ガス生成装置を備え、その防爆ガスを
燃料系統機器に供給する航空機用防爆システムにおい
て、その抽出空気を防爆ガス生成装置への供給前に圧縮
する高圧空気供給装置と、その高圧空気供給装置により
圧縮されて防爆ガス生成装置に供給される抽出空気の圧
力が、設定圧力から変動するのを阻止するように、その
高圧空気供給装置の駆動力を制御する制御機構とが設け
られていることを特徴とする航空機用防爆システム。 - 【請求項２】その高圧空気供給装置は、その抽出空気に
より駆動されるタービンと、このタービンにより駆動さ
れることで抽出空気を圧縮するコンプレッサとを有し、
前記制御機構により、そのコンプレッサにより圧縮され
る抽出空気の圧力変化が設定圧力から変動するのを阻止
するように、そのタービンを駆動する抽出空気流量を変
化させる請求項１に記載の航空機用防爆システム。 - 【請求項３】その抽出空気の冷却手段が設けられ、その
高圧空気供給装置は、その抽出空気により駆動されるタ
ービンと、このタービンにより駆動されることで抽出空
気を圧縮するコンプレッサとを有し、そのタービンから
排出される抽出空気が空気調和用の調和空気として航空
機の空調領域に供給される請求項１に記載の航空機用防
爆システム。 - 【請求項４】その燃料系統機器への防爆ガス供給の必要
性検知機構と、その燃料系統機器への防爆ガス供給の必
要性が無い時に、そのコンプレッサにより圧縮された抽
出空気を、その防爆ガス生成装置へ供給することなくタ
ービンへその駆動のために導く機構とが設けられている
請求項３に記載の航空機用防爆システム。 - 【請求項５】その高圧空気供給装置は、その抽出空気に
より駆動されるタービンと、このタービンにより駆動さ
れることで抽出空気を圧縮するコンプレッサとを有し、
そのコンプレッサを前記タービンと共に駆動可能な電動
アクチュエータが設けられている請求項１に記載の航空
機用防爆システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265346A JP4203705B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 航空機用防爆システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265346A JP4203705B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 航空機用防爆システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002068093A true JP2002068093A (ja) | 2002-03-08 |
| JP4203705B2 JP4203705B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
ID=18752624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000265346A Expired - Fee Related JP4203705B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 航空機用防爆システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4203705B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008509049A (ja) * | 2004-08-10 | 2008-03-27 | エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | 処理空気を生成するシステム |
| JP2010064733A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Hamilton Sundstrand Corp | 機内イナートガス発生システムおよび空気分離モジュールに流入する供給空気の温度管理方法 |
| JP2011063259A (ja) * | 2009-09-21 | 2011-03-31 | Hamilton Sundstrand Corp | 燃料タンク内のアレッジの生成方法および装置 |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000265346A patent/JP4203705B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008509049A (ja) * | 2004-08-10 | 2008-03-27 | エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | 処理空気を生成するシステム |
| JP2010064733A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Hamilton Sundstrand Corp | 機内イナートガス発生システムおよび空気分離モジュールに流入する供給空気の温度管理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4203705B2 (ja) | 2009-01-07 |
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