JP2013221410A - 航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】航空機燃料の不適切な脱気による機器への悪影響を低減することが可能な航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る航空機燃料の脱気システムは、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンライン及び前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行う脱気手段を備える。また、実施形態に係る航空機燃料の脱気方法は、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管に、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンラインを設け、脱気手段を用いて前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行うものである。
【選択図】 図１
【解決手段】実施形態に係る航空機燃料の脱気システムは、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンライン及び前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行う脱気手段を備える。また、実施形態に係る航空機燃料の脱気方法は、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管に、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンラインを設け、脱気手段を用いて前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行うものである。
【選択図】 図１
Description
本発明の実施形態は、航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法に関する。
航空機のエンジンには、燃料が燃料タンクから燃料ポンプの駆動によって供給される（例えば特許文献１参照）。
航空機の燃料には大気環境下において空気が溶け込んでいる。従って航空機が飛行して高度が上昇すると、気圧の低下に伴って燃料中に溶け込んでいる空気が脱気し易い状態となる。このため、航空機が高空を飛行する場合、燃料系統における装備品の能力が低下したり、不具合が発生する場合がある。
そこで、本発明は、航空機燃料の不適切な脱気による機器への悪影響を低減することが可能な航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法を提供することを目的とする。
本発明の実施形態に係る航空機燃料の脱気システムは、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンライン及び前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行う脱気手段を備えるものである。
また、本発明の実施形態に係る航空機燃料の脱気方法は、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管に、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンラインを設け、脱気手段を用いて前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行うものである。
また、本発明の実施形態に係る航空機燃料の脱気方法は、燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管に、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンラインを設け、脱気手段を用いて前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行うものである。
本発明の実施形態に係る航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法によれば、航空機燃料の不適切な脱気による機器への悪影響を低減することができる。
本発明の実施形態に係る航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る航空機燃料の脱気システムの構成図である。
脱気システム１は、航空機のエンジン２と燃料タンク３との間に備えられる。燃料タンク３には、燃料タンク３から燃料を吐出するための燃料ポンプ３Ａ及び燃料タンク３から空気を放出するための燃料タンクベント３Ｂが設けられる。従って、より正確には、脱気システム１は、燃料ポンプ３Ａの出口とエンジン２の燃料供給口との間に設けられる。但し、エンジン２、燃料ポンプ３Ａ及び燃料タンク３の全部又は一部を脱気システム１の構成要素としてもよい。
脱気システム１は、燃料ポンプ３Ａから吐出された燃料の一部に含まれる空気を除去して燃料タンク３に戻すシステムである。そのために、脱気システム１は、配管４、リターンライン５、オリフィス６及び逆止弁７を有する。
配管４は、燃料ポンプ３Ａの出口とエンジン２の燃料供給口とを接続し、燃料タンク３からエンジン２に燃料を移送する役割を担う。リターンライン５は、配管４から分岐して燃料タンク３と接続される。そして、リターンライン５によって、燃料タンク３からエンジン２に移送される燃料の一部を燃料タンク３に戻すことができる。
リターンライン５上には、オリフィス６が設けられる。オリフィス６は、リターンライン５を流れる燃料の脱気を行う脱気手段として機能する。更に、リターンライン５上には、望ましくは逆止弁９が設けられる。リターンライン５に逆止弁９を設けることによって、リターンライン５を流れる燃料の配管４への逆流を防止することができる。
つまり以上のような脱気システム１は、燃料タンク３からエンジン２に燃料を移送するための配管４に、配管４から分岐して燃料タンク３に燃料の一部を戻すリターンライン５を設け、オリフィス６等の脱気手段を用いてリターンライン５を流れる燃料の脱気を行うものである。
このように構成された脱気システム１によれば、燃料の脱気を促進することによって高空における燃料系の統装備品の能力低下や不具合の発生を低減させることができる。
すなわち、燃料ポンプ３Ａから吐出される燃料の一部は、リターンライン５に流れ込む。そして、リターンライン５に流れ込んだ燃料は、オリフィス６を通過する際に一時的に低圧環境下に置かれる。この結果、燃料の脱気が促進される。
オリフィス６を通過した脱気後の燃料は、空気と燃料が分離された状態で逆止弁９を経由し、リターンライン５によって再び燃料タンク３内に導かれる。燃料タンク３内に導かれた空気は、燃料タンクベント３Ｂから大気中に放出される。一方、燃料タンク３内に導かれた脱気後の燃料は、エンジン２への供給用に使用されるべく再度燃料ポンプ３Ａから吐出される。
このように、リターンライン５及びオリフィス６を用いて脱気済みの燃料を継続的に燃料タンク３内に循環させることにより、燃料タンク３内における燃料の空気溶解量を低減させることができる。
特に、航空機が低空状態にある時に脱気システム１を作動させれば、航空機が高空に到達して空気の溶解度が低下する前に燃料内の空気溶解量を低減させておくことが可能となる。尚、脱気システム１のON/OFF動作の切換は、例えば、リターンライン５上の任意の位置にスイッチで開閉するバルブを設けることによって行うことができる。
図２は、図１に示すオリフィス６の設計例を説明する図である。
図２の各グラフにおいて各横軸はデータの計算位置を示す。また、(A1)及び(B1)の各縦軸は燃料の相対流量を、(A2)及び(B2)の各縦軸は燃料の相対圧力を、それぞれ示す。
オリフィス６は、内部を通過する燃料の圧力が大気圧以下まで低下するように設計することが脱気促進の観点から好適である。そのために、流体力学分野で用いられる管路流れの式を用いてオリフィス６の内径等の条件を決定することができる。管路流れの式を用いると、配管４及びリターンライン５内の各所における燃料の流量及び圧力をシミュレートすることができる。
図２(A1)及び(A2)は、オリフィス６の内径を3mmとして計算した場合における所定の高度でのリターンライン５内の各所における燃料の流量及び圧力の計算結果を示す。図２(A2)に示されるように、オリフィス６の内径を3mmにすると、オリフィス６の内部において燃料の圧力が大気圧よりも小さくなることが確認できる。従って、オリフィス６の内径を3mmとすれば、燃料の脱気が促進されることが分かる。
尚、大気圧にて空気溶解度が飽和状態にある燃料が大気圧以下の環境に置かれると脱気が始まる。一方、高度が上昇して大気圧が低下すると、オリフィス６の内部における絶対圧力が低下して燃料蒸気圧又は真空圧に近づく。このため、オリフィス６の内径を小さく設計する効果に加えて、高度の上昇によっても脱気は促進される。
一方、図２(B1)及び(B2)は、オリフィス６の内径を4mmとして計算した場合におけるリターンライン５内の各所における燃料の流量及び圧力の計算結果を示す。図２(B2)に示されるように、オリフィス６の内径を4mmにすると、オリフィス６の内部において燃料の圧力が大気圧よりも小さくならないことが確認できる。従って、オリフィス６の内径を4mmにすると、燃料の脱気が促進されにくいことが分かる。
従って、図２に示すシミュレーション結果からは、オリフィス６の内径を3mmにすれば、燃料の脱気を良好に行うことができるということになる。同様に、リターンライン５及び配管４の条件等をモデル化したシミュレーションによって、航空機毎に適切なオリフィス６の内径を決定することができる。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
１ 脱気システム
２ エンジン
３ 燃料タンク
３Ａ 燃料ポンプ
３Ｂ 燃料タンクベント
４ 配管
５ リターンライン
６ オリフィス
７ 逆止弁
２ エンジン
３ 燃料タンク
３Ａ 燃料ポンプ
３Ｂ 燃料タンクベント
４ 配管
５ リターンライン
６ オリフィス
７ 逆止弁
Claims (5)
- 燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管と、
前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンラインと、
前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行う脱気手段と、
を備える航空機燃料の脱気システム。 - 前記脱気手段としてオリフィスを用いた請求項１記載の航空機燃料の脱気システム。
- 前記脱気手段として、内部を通過する燃料の圧力が大気圧以下まで低下するように設計されたオリフィスを用いた請求項１記載の航空機燃料の脱気システム。
- 前記リターンラインを流れる燃料の逆流を防止するための逆止弁を更に備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の航空機燃料の脱気システム。
- 燃料タンクからエンジンに燃料を移送するための配管に、前記配管から分岐して前記燃料タンクに前記燃料の一部を戻すリターンラインを設け、脱気手段を用いて前記リターンラインを流れる燃料の脱気を行う航空機燃料の脱気方法。
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| JP2012091445A JP2013221410A (ja) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | 航空機燃料の脱気システム及び航空機燃料の脱気方法 |
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| JP2013221410A true JP2013221410A (ja) | 2013-10-28 |
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2012
- 2012-04-12 JP JP2012091445A patent/JP2013221410A/ja active Pending
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