JP2012532797A - 落雷から配管を保護するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、落雷から配管を保護するための装置であって、前記配管は、接続パーツ（６ａ、６ｂ、４ａ、４ｂ、５１、５２）によって互いに接続された管状金属セクション（１、２、３）から構成され、前記接続パーツの第１の部分（４ａ、４ｂ、５１）がプラスチック材料パーツであり、前記接続パーツの第２の部分（６ａ、６ｂ、５２）が金属パーツであることを特徴とする装置に関する。
【選択図】図３

Description

本発明は、落雷から配管を保護するための装置、より厳密には、航空機内で燃料を輸送することを目的とする配管を保護するための装置に関する。

本発明は、より特定すれば、主構造体及び機体が複合の非導電又は低導電材料からなる航空機に適用される。

複合材料製の機体を含む航空機では、金属配管は機体よりも導電性が高く、落雷電流が燃料パイプを構成する金属管を伝わるおそれがある。

従って、配管は、機体よりも低導電性にしなくてはならない。

しかし、電気的導通は維持されねばならず、配管が静電気によって帯電しないように、配管を接地しなくてはならない。

本発明が提案する解決方法は、絶縁パーツ又は主構造体よりも電気抵抗の大きなパーツを燃料輸送パイプに一体化することを含む。

より厳密には、本発明は、落雷から配管を保護するための装置であって、前記配管は、接続パーツによって互いに接続された管状金属セクションを備え、前記接続パーツの第１の部分がプラスチック材料パーツであり、前記接続パーツの第２の部分が金属パーツである装置を提案する。

前記配管が、互いに同心の内側管及び外側管を含む二重被覆管であり、前記接続パーツが、２本の内側管を接続するための内側パーツ及び２本の外側管を接続するための外側パーツを備えることが有益である。

より厳密には、プラスチック材料から作成される接続パーツの少なくとも幾つかは、前記接続パーツによって接続された前記管同士間での電気アークの形成を防止することを目的とする間隙を維持することが出来る当接手段を備える。

特定の一実施形態によれば、前記管と前記接続パーツとの間の電気絶縁Ｏリングを含む封止手段と共に、本装置が、前記管の少なくとも幾つかと前記接続パーツの少なくとも幾つかの間に電気接続手段を備える。

特定の一実施形態によれば、前記プラスチック接続パーツが、絶縁ポリマーと、前記管が蓄積する静電気を逃がすのに十分な導電性を有する材料を提供するように導電材料の負荷（ｌｏａｄ）とを含むプラスチック材料から作成される。

前記負荷が炭素繊維負荷であることが有益である。

特定の一実施形態によれば、前記セクションが前記構造体に取付けるための前記取付軸受支持部付近に接続され、第１のセクションは金属パーツによって受容され、他方はプラスチックパーツによって受容され、前記金属パーツ及びプラスチックパーツが互いに組み付けられる。

前記金属パーツが前記取付軸受支持部に取付けられるコネクタであることが好ましい。

前記プラスチックパーツが前記コネクタに結合する少なくとも１つのスリーブを備えることが有益である。

二重被覆管の例では、前記プラスチックパーツが外側スリーブ及び内側スリーブを備え、前記内側スリーブが、前記第１のセクションの内側管の一端又は前記内側管の延長管の一端を受容するための端部を形成する第１の部分、及び前記第２のセクションの内側管を接続するための端部を形成する第２の部分を備える。

この実施形態によれば、前記接続が、金属とプラスチックが混在した接続部分を形成する。

また、本発明は、金属配管の複数のセクション、及び本発明による配管を保護するための装置を備える航空機であって、前記配管の複数のセクションが、第一端部では絶縁性接続パーツによって、第二端部では導電性接続パーツによって構造体に電気的に接続され、２つのセクションを含むように配管のセグメントを生成し、各セクションが本航空機の導電接地に接続され、前記セグメントが互いに電気的に絶縁されることを特徴とする航空機に関する。

前記接続パーツが電気絶縁Ｏリングを備える場合、電気接続手段が前記管と前記金属接続パーツとの間に位置決めされることが好ましい。

第１の他の実施形態によれば、前記航空機は、金属配管の複数のセクション、及び帯電したプラスチック接続パーツを備える配管を保護するための装置を備え、配管の複数のセクションの大部分が、帯電したプラスチック接続パーツによって接続され、金属接続パーツが、前記構造体に電気的に接続され、且つ本航空機の導電接地に前記配管を局所的に接続するように様々な場所に位置決めされる航空機でもよい。

この例では、前記金属接続パーツが前記配管に沿って約１５メートル間隔で位置決めされることが好ましい。

第２の他の実施形態によれば、前記航空機は、金属配管の複数のセクション、及び導電パーツと絶縁パーツとを含む配管を保護するための装置を備え、前記配管の複数のセクションが、第一端部では絶縁性接続パーツによって、第二端部では導電性接続パーツによって前記構造体に電気的に接続され、配管のセグメントを生成し、前記セグメントの各セクションが一端では本航空機の前記導電接地に接続され、他端では絶縁され、前記セグメントが互いに電気的に絶縁される航空機である。

また、本発明は、航空機の配管を落雷から保護するための方法であって、前記配管が、接続パーツによって互いに接続された複数の管状セクションから作られ、前記接続パーツの第１の部分が非導電材料から作られ、前記接続パーツの第２の部分が導電材料から作られ、前記管状セクションは、前記航空機の構造体に電気的に接続された導電接続パーツと非導電接続パーツを互い違いにすることによって互いに接続されることを特徴とする方法に関する。

或いは、前記方法は、航空機の配管を落雷から保護するための方法であって、前記配管が、静電気を逃がすことが出来る高抵抗接続パーツによって互いに接続された複数の管状セクションから作られ、前記高抵抗接続パーツの前記管状セクション同士が接続ストラップによって接続され、金属接地接続パーツが、前記配管に沿って１０〜２０メートル間隔、好ましくは配管の１５メートル毎に周期的に位置決めされることを特徴とする方法である。

本発明のその他の特徴及び利点は、以下の図面を参照し、本発明の実施形態による非制限的な例を前提とした記述を読むとより良く理解される。

図１は接続パーツ同士間の配管のセクションの斜視図である。 図２は数個のセクションの接続部分の側面図である。 図３は本発明のセクションの接続部分の断面の斜視図である。 図４は接続部分の断面の詳細側面図である。 図５は本発明の他の実施形態である。

本発明は、航空機の加圧部においてケロシンを輸送する配管の範囲内で記述される。

図１は、そのような航空機のケロシン供給パイプのセクション１を示す。

これは、円筒形であるか否かを問わず、任意の断面の管から製造された管状セクションである。

このセクションは、その両端に、配管が通る航空機の構造要素に配管を取付け可能な接続パーツＡが嵌合される。

管２ａ、２ｂのセクション、並びにセクション１ａ、１ｂ及び３ａ、３ｂの二つの先端が図示したより詳細な例を図２に示す。

安全基準に従うため、燃料配管は、二重被覆管１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂから構成され、即ち、ケロシンを輸送する管１ｂ、２ｂ、３ｂが、あらゆる考え得る漏出を回復し、あらゆる外部からの衝撃、特に火災を阻止する第２の管１ａ、２ａ、３ａによって保護される。

本発明の装置は、ケロシンに対する耐性がなくてはならず、外皮も５分間１１００℃の温度に耐える必要がある。

この外皮は、航空機の金属構造体３０、３１に向かって静電気を逃がすことができ、電気アークの形成を回避し、且つ既存の基準部品の使用を可能にしなければならない。

通常、外側の管はアルミニウム製であり、内側の管はチタン製である。

前述のように、主に複合材料製の航空機の例では、構造体の電気抵抗率が高く、このことは、金属配管が落雷の通り道になる可能性があることを意味している。

本発明の接続パーツの目的は、落雷が配管を通過するのを防止する障害を作ることである。

これを達成するため、図２の幾つかの接続パーツ４ａ、４ｂ、及び５１は、絶縁性のプラスチック材料製のパーツである。

従って、電気の導通は、管２ａ、２ｂを備えるセクションと管３ａ、３ｂを備えるセクションの接続点で遮断される。

図３の斜視断面図によって示される接続パーツは、その機械的な管接続機能は従来のままである。

内側パーツ５１は、Ｏリングシール９ｂが嵌合されるスリーブ１０ａ内で終端する内側管１ｂ及び２ｂを接続する。

前記内側パーツは、管同士が互いに一定の距離以内に近づくことを防止する当接部８のショルダ部を備え、この距離は、適用規格に従う規定の電気絶縁距離よりも短く、この場合、グライディングアーク放電を回避する直流絶縁面の長さ２５ｍｍに等しい。

この場合の外側パーツは２つの部分４ａ及び４ｂに分割され、空間距離の最小距離１０ｍｍが内側パーツと２つに分割された外側パーツ間で遵守されるようにする。

この２つの部分に分割されたこのパーツは、その両端に外側管１ａ、２ａを受容し、外側管には外側Ｏリング９ａを有する終端１０ａが嵌合され、所望の封止を維持しながら隙間や膨張を補償するために外側管が接続パーツ内をスライド出来るようにする。

これらのプラスチックパーツは、孔７等の取付手段による前記構造体への機械的接続、及び１つのセクションの両端のうちの一方で燃料配管の電気絶縁を可能にする。

図４は、接続パーツに対する管１ａ、１ｂの可能な変位を示す、接続状態の一部の断面図を示す。

図２に戻って参照すると、管の他端では、接続パーツ６ａ、６ｂは、静電気を逃がすために金属要素からなる。

管と接続パーツとの間に位置するＯリングにより、静電気は管の接続箇所で前記構造体の方に逃げることが出来ない。

この問題を解決するため、管及び／接続パーツに溶接された、又はねじ／ナットアセンブリによって接続パーツに接続される金属ストラップ等の電気接続手段を提供し、特に接続パーツ６ａ、６ｂと管１ａとの間又は管と軸受支持部３２との間の電気的導通を可能にする。

このアセンブリによって、管の２つのセクションが共に導電接地に接続されているが電気絶縁接続パーツによってその他のセクションから絶縁されているため、導電性接続部の両側の配管が前記構造体から絶縁され、落雷電流が燃料ラインに進入出来ない。

金属接続パーツのレベルでは、金属化ストラップは、例えば、保護用スズめっきを施された銅から作られる。

図５は、構造３０上の取付軸受支持部３２でのセクション同士の接続に特に適した本発明の他の実施形態に相当する。

この他の実施形態によれば、第１のセクションが金属パーツ３５に受容され、他方がプラスチックパーツ３６によって受容され、前記金属パーツ３５及びプラスチックパーツ３６は互いに組み付けられている。

金属パーツ３５は、本例では、例えば、軸受支持部３２に対してねじで取付けられた取付板３９によって軸受支持部３２に取付けられたコネクタである。

この金属パーツによって、第１のセクションの接続とこのセクションの前記構造体に対する機械的取付が確実に行われる。

プラスチックパーツ３６は、金属パーツに結合し、第２のセクションの接続を確実に行い、この目的のため、このプラスチックパーツ３６は、コネクタ３５に取付けられた少なくとも１つのスリーブ３６ａを備える。

内側管と外側管を有する二重被覆配管の例では、プラスチックパーツは、外側管への接続用外側スリーブ３６ａ及び内側管への接続用内側スリーブ３６ｂを備える。

第１の内側管と第２の内側管を接続するため、内側スリーブ３６ｂは、第１のセクションの内側管又はこの内側管の延長管４０の一端を受容するための端部３７を形成する第１の部分、及び第２のセクションの内側管を接続するための端部３８を形成する第２の部分を備える。

長さの同じ内側管及び外側管を使用する場合、及び燃料輸送の連続性を確保するために内側管を延長しなくてはならない場合、延長管４０は有用である。

本発明の範囲内において、延長管は、例えば支柱を使用して、金属パーツによって形成されたコネクタ３５内に取付けられることが出来る。

この場合、第１のセクションの内側管を前記構造体に、従って、航空機の導電接地に接続するように、支柱は金属であることが好ましい。

管の長さの違いを解消するため、全てのリンクはＯリング管状スリーブ４３の形態の間隙補償装置４１、４２が使用される。

第１のセクションの方には、間隙補償装置を間に挟み（ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）、導電接地の内外に管を配置するように接地ストラップを設けることが出来る。

図５における実施形態によれば、この接続によって、金属とプラスチックとが混在した接続が形成される。

従って、航空機は、金属配管の複数のセクション、及び配管を保護するための装置を備え、前記配管の複数のセクション同士が、第一端部では絶縁接続パーツによって、第二端部では導電接続パーツによって前記構造体に電気的に接続されて、配管のセグメントを生成し、前記セグメントの各セクションが一端では航空機の導電接地に接続され、他端では絶縁され、前記セグメントが互いに電気的に絶縁される。

この変形例は、配管を電気的に完全にセグメントにし、各セクションの静電気を逃がしつつ落雷電流が通過するのを防止することが出来る。

絶縁コネクタに関しては、絶縁コネクタが、繊維で補強されたＰＥＥＫからなることが好ましい。

２つのコネクタのうち一つが絶縁体である場合、繊維は導電性である必要はない。

特定の一実施形態によれば、多岐管内の流体摩擦によって生じる静電気を逃がすために十分な導電性を提供するようにプラスチックコネクタを設計するという解決法が考えられる。

本質的にＰＥＥＫは強力すぎる絶縁体であるため、炭素繊維等の導電性繊維が組み込まれなければならない。

複合材料製の航空機に必要な抵抗率の範囲に関しては、接続パーツの材料の３０（重量）％の炭素繊維の荷重によって、落雷を伝導出来るパーツがなくても静電気を逃がすことが出来る。

これによって、管に蓄積した電荷を逃がすのに十分な導電性を維持している一方、落雷を通過させないように十分な抵抗性も維持した高度の抵抗率を有するプラスチックパーツを生成出来るようになる。

パーツの機械的特性のためには、長繊維の使用が好ましい。

同様に、繊維が長いほど、電気伝導率が向上する。

しかし、長繊維は、詰まったり、ＰＥＥＫを型に押し込むスクリューを妨げたりするため、射出がより困難である。

約３〜５ｍｍの繊維荷重は、落雷の通り道にならないように十分な抵抗性を有するが静電気を逃がすのに十分な導電性を有するパーツを製造する際に直面する問題を克服する値である。

炭素レベルと繊維の長さが決まれば、成形プロセス中に材料が均質に維持されることは確実である。粘性／液相にある時ＰＥＥＫは温度変化に対して敏感であるため、しばしば炭素ポケットが見られる。

このような解決法によって、完全に同質に維持された接続パーツの使用が可能になる。

前記パーツを製造する解決法では、耐燃料性の材料を、短繊維を組み込んだＰＥＥＫに基づいて選択することを含む。

前記濃度の短繊維を添加することによって、所望の程度の耐火及び耐ストレス性、及び導電率／電気抵抗率が得られる。

従って、本発明は、落雷電流から保護するため及び静電気電流を逃がすための低重量の解決策を提供する。

しかし、この場合、約１５メートル毎に配管を直接接地させることを要求する設計基準に関して、金属性の接続パーツを必ず使用しなくてはならないことは変わらない。

更に、この場合、この基準に従うために、多岐管の大部分は、高い抵抗性を有する帯電したプラスチック接続パーツを介して接続され、金属接続パーツは、電気的接地のため周期的に、つまり約１５ｍごとに位置決めされるものとする。

１ 管状金属セクション
２ 管状金属セクション
３ 管状金属セクション
１ａ、２ａ、３ａ 二重被覆管（外側管）
１ｂ、２ｂ、３ｂ 二重被覆管（内側管）
４ａ、４ｂ 接続パーツ（外側）
６ａ、６ｂ 接続パーツ（外側）
７ 孔
８ 当接部
９ａ （電気絶縁）外側Ｏリング
９ｂ （電気絶縁）Ｏリングシール
１０ａ スリーブ
１２ 電気接続手段
３０、３１ 金属構造体
３２ （取付）軸受支持部
３５ 金属パーツ（コネクタ）
３６ プラスチックパーツ
３６ａ （接続用外側）スリーブ
３６ｂ （接続用内側）スリーブ
３７ 端部
３８ 端部
３９ 取付板
４０ 延長管
４１ 間隙補償装置
４２ 間隙補償装置
４３ Ｏリング管状スリーブ
５１ 接続パーツ（内側）
５２ 接続パーツ（内側）
Ａ 接続パーツ

Claims (18)

1. 落雷から配管を保護するための装置であって、前記配管は、接続パーツ（６ａ、６ｂ、４ａ、４ｂ、５１、５２）によって互いに接続された管状金属セクション（１、２、３）を備え、前記接続パーツの第１の部分（４ａ、４ｂ、５１）がプラスチック材料パーツであり、前記接続パーツの第２の部分（６ａ、６ｂ、５２）が金属パーツであることを特徴とする装置。
2. 前記配管が、互いに同心の内側管（１ｂ、２ｂ、３ｂ）及び外側管（１ａ、２ａ、３ａ）を含む二重被覆管から作られ、前記接続パーツが、２本の内側管を接続するための内側パーツ（５１、５２）及び２本の外側管を接続するための外側パーツ（４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の配管を保護するための装置。
3. プラスチック材料から作成される接続パーツの少なくとも幾つかは、前者（前記接続パーツ）によって接続された前記管（２ｂ、３ｂ）同士間での電気アークの形成を防止することを目的とする間隙を維持することが出来る当接手段（８）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の配管を保護するための装置。
4. 電気絶縁Ｏリング（９ａ、９ｂ）を含む前記管と前記接続パーツとの間の封止手段と共に、本装置が、前記管（１ａ、１ｂ）の少なくとも幾つかと前記接続パーツ（６ａ、６ｂ）の少なくとも幾つかとの間に電気接続手段（１２）を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配管を保護するための装置。
5. 前記プラスチック接続パーツが、絶縁ポリマーと、前記管が蓄積する静電気を逃がすのに十分な導電性を有する材料を提供するように導電材料の負荷とを含むプラスチック材料から作られることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配管を保護するための装置。
6. 前記負荷が炭素繊維負荷であることを特徴とする請求項５に記載の配管を保護するための装置。
7. 前記セクションが構造体（３０）に取付けるための取付軸受支持部（３２）付近に接続され、第１のセクションは金属パーツ（３５）によって受容され、他方はプラスチックパーツ（３６）によって受容され、前記金属パーツ及びプラスチックパーツ（３５、３６）が互いに組み付けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管を保護するための装置。
8. 前記金属パーツ（３５）が前記取付軸受支持部（３２）に取付けられるコネクタであることを特徴とする請求項７に記載の配管を保護するための装置。
9. 前記プラスチックパーツ（３６）が前記コネクタ（３５）に結合する少なくとも１つのスリーブ（３６ａ）を備えることを特徴とする請求項８に記載の配管を保護するための装置。
10. 前記プラスチックパーツが外側スリーブ（３６ａ）及び内側スリーブ（３６ｂ）を備え、前記内側スリーブが、前記第１のセクションの内側管の一端又は前記内側管の延長管（４０）の一端を受容するための端部（３７）を形成する第１の部分、及び前記第２のセクションの内側管を接続するための端部（３８）を形成する第２の部分を備えることを特徴とする請求項２及び９に記載の配管を保護するための装置。
11. 前記接続が、金属とプラスチックとが混在した接続部分を形成することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか1項に記載の配管を保護するための装置。
12. 金属配管の複数のセクション（１、２、３）、及び請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管を保護するための装置を備える航空機であって、前記配管の複数のセクション同士が、第一端部では絶縁性接続パーツによって、第二端部では導電性接続パーツによって前記構造体に電気的に接続されて、２つのセクションを含む配管のセグメントを生成し、各セクションが本航空機の導電接地に接続され、前記セグメントが互いに電気的に絶縁されることを特徴とする航空機。
13. 前記接続パーツが電気絶縁Ｏリング（９ａ、９ｂ）を含み、電気接続手段（１２）が好ましくは前記管（１ａ、２ａ）と前記金属接続パーツ（６ａ、６ｂ）との間に位置決めされることを特徴とする請求項１２に記載の航空機。
14. 金属配管の複数のセクション（１、２、３）、及び請求項５又は６に記載の配管を保護するための装置を備える航空機であって、配管の複数のセクションの大部分が、帯電したプラスチック接続パーツによって接続され、金属接続パーツが、前記構造体に電気的に接続され、且つ本航空機の導電接地に前記配管を局所的に接続するように様々な場所に位置決めされることを特徴とする航空機。
15. 前記金属接続パーツが前記配管に沿って約１５メートル間隔で位置決めされることを特徴とする請求項１４に記載の航空機。
16. 金属配管の複数のセクション（１、２、３）、及び請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の配管を保護するための装置を備える航空機であって、前記配管の複数のセクションが、第一端部では絶縁性接続パーツによって、第二端部では導電性接続パーツによって前記構造体に電気的に接続されて、配管のセグメントを生成し、前記セグメントの各セクションが一端では本航空機の前記導電接地に接続され、他端では絶縁され、前記セグメントが互いに電気的に絶縁されることを特徴とする航空機。
17. 航空機の配管を落雷から保護するための方法であって、前記配管は接続パーツによって互いに接続された複数の管状セクションから作られ、前記接続パーツの第１の部分が非導電材料から作られ、前記接続パーツの第２の部分が導電材料から作られ、前記管状セクションは、前記航空機の構造体に電気的に接続された導電接続パーツと非導電接続パーツを互い違いにすることによって互いに接続されることを特徴とする方法。
18. 航空機の配管を落雷から保護するための方法であって、前記配管は静電気を逃がすことが出来る高抵抗接続パーツによって互いに接続された複数の管状セクションから作られ、前記高抵抗接続パーツの前記管状セクション同士が接続ストラップによって接続され、金属接地接続パーツが、前記配管に沿って１０〜２０メートル間隔、好ましくは配管の１５メートル毎に周期的に位置決めされることを特徴とする方法。

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