JP2016151503A - 配管構造および航空機 - Google Patents

Abstract

【課題】高価な装置を必要とせず、線状のセンサを用いていながら、配管の初期段階の欠陥に対応する小流量のリークをも確実に検知すること。
【解決手段】航空機が備える配管構造１０は、周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の抽気が流れる配管１１と、配管１１の外周部を覆い、配管１１からリークした抽気を流出させる複数の通気孔１４を規定するカバー１３と、複数の通気孔１４の各々に対応する位置を通り、カバー１３の外側の気体の温度または濃度に感応する線状のセンサ３１と、を備えている。センサ３１は、通気孔１４に対応する位置から上方へと立ち上がる範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、配管構造、およびその配管構造を備えた航空機に関する。

航空機の機体には、エンジンからの高温の抽気が流れる配管が設けられている。
航空機の軽量化のため、抽気配管は比較的薄肉に作られており、長期に亘る使用により亀裂や腐食が生じて抽気のリークが発生するおそれがある。
抽気配管からのリークを検知するために、抽気配管に結合する高周波放射を送信部から送って抽気配管沿いに伝搬させ、抽気配管の亀裂等から外部に伝搬した放射を受信し、評価することにより、リークを検知する装置が提案されている（特許文献１）。

特表２００９−５１１８８４号公報

抽気配管からのリークを検知するため、抽気配管を覆うカバーに、リークした抽気を外部に流出させる複数の通気孔を配管の長さ方向に間隔をおいて形成している。それらの通気孔を順次通るように、通気孔から流出した抽気により昇温される線状のセンサを設けている。昇温すると変化するセンサの電気抵抗に基づいて、リークを検知することができる。

抽気配管およびセンサは、主翼の内部や胴体内に用意された狭いスペースに取り回され、ブラケットにより周囲の部材に取り付けられる。
リーク時には高温の抽気が流出する通気孔の位置は、熱の影響を受け易い部材に対向する位置を避けて定められている。しかしながら、亀裂や腐食の初期段階における小流量のリークが検知されずに、その後、亀裂や腐食の進展により、通気孔から流出する抽気の流量が増大してはじめてリークが検知されるとすれば、抽気のリークによる熱の影響がより広範囲に及ぶこととなる。

特許文献１のリーク検知装置によれば、リークを迅速に検知可能とされているが、高周波放射の送信部・受信部、および評価部が必要となるので、装置コストが高い。特に、受信した高周波放射を適切に評価してリークの発生を判断するアルゴリズムの構築は容易ではなく、装置コストが高騰する。

そこで、本発明は、高価な装置を必要とせず、配管の初期段階の欠陥に対応する小流量のリークをも線状のセンサにより確実に検知可能な配管構造、およびそれを備えた航空機を提供することを目的とする。

本発明の配管構造は、周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の気体が流れる配管と、配管の外周部を覆い、配管からリークした気体を流出させる複数の通気口を規定するカバーと、複数の通気口の各々に対応する位置を通り、カバーの外側の気体の温度または濃度に感応する線状のセンサと、を備えている。
そして、本発明は、センサが、通気口に対応する位置から上方へと立ち上がる範囲を含むことを特徴とする。
ここで、２本のセンサを使用し、それらのセンサのうちの一方のセンサが、通気口に対応する位置で、配管の長さ方向に沿っている他のセンサと交差するように構成すると、上方へと立ち上がる範囲を含むように各センサを配線する場合と比べて、配線長を抑えつつリークの検知感度を向上させることができる。

本発明の配管構造は、周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の気体が流れる配管と、配管の外周部を覆い、配管からリークした気体を流出させる複数の通気口を規定するカバーと、複数の通気口の各々に対応する位置を通り、カバーの外側の気体の温度または濃度に感応する線状のセンサと、を備えている。
そして、本発明は、センサが、通気口に対応する位置において曲げられることで、通気口から流出した流れに接触する表面積が拡大されていることを特徴とする。

本発明の配管構造は、周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の気体が流れる配管と、配管の外周部を覆い、配管からリークした気体を流出させる複数の通気口を規定するカバーと、複数の通気口の各々に対応する位置を通り、気体の温度または濃度に感応する線状のセンサと、を備えている。
そして、本発明は、センサが、カバーの外側に配置される外側部分と、外側部分から連続し、カバーの内側で通気孔に連通した空隙に達している内側部分と、を有することを特徴とする。
本発明の配管構造が、配管およびカバーとの間に介在する断熱材を備えている場合は、空隙が散在する断熱材に内側部分が接触しているように構成することができる。

本発明の配管構造において、通気口から流出した気体の流れに影響するカバーの外側の気体の流れを遮蔽する防風壁を備えることが好ましい。

本発明の配管構造において、センサに向けて通気口から流出した気体をガイドするガイド部材を備えることが好ましい。

上述の各配管構造は、配管とカバーとの間に介在する断熱材を備えていることが好ましい。

本発明の航空機は、上述の配管構造を備えることを特徴とする。
本発明は、航空機の動力源であるエンジンまたは補助動力装置からの抽気が流れる配管構造に好適である。

本発明は、センサの配線の手法を上記のように工夫したり、通気口から流出した流れに対して浮力や外乱要素が影響を及ぼすことを防ぐ防風壁およびガイド部材等のデバイスを装備するものである。それにより、電子的な演算や解析を行う高価な装置を必要とせず、カバーの通気口から流出する流れを捕捉することが難しい線状の（ワイヤ状の）センサを用いていながら、配管の初期段階の欠陥に対応する小流量のリークをも確実に検知することができる。

第１実施形態に係る配管構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線で破断した縦断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＩｃ−Ｉｃ線で破断した横断面図である。 （ａ）は、配線カバーの上端に形成された通気孔に対応する位置における配管構造の横断面図である。（ｂ）は、センサの配線例を示す図である。（ｃ）は、センサの別の配線例を示す図である。 （ａ）は、配管カバーの３時位置よりも下方に形成された通気孔における配管構造の横断面図である。（ｂ）は、配管カバーの３時位置よりも上方に形成された通気孔における配管構造の横断面図である。（ｃ）は、配管カバーの６時位置に形成された通気孔における配管構造の横断面図である。 （ａ）は、センサの配線例を示す図である。（ｂ）〜（ｄ）も同様である。 （ａ）は、第２実施形態におけるセンサの配線例を示す図である。（ｂ）は、別の配線例を示す図である。（ｃ）および（ｄ）も同様である。 （ａ）は、第３実施形態におけるセンサの配線例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線で破断した横断面図である。（ｃ）および（ｄ）は、センサの別の配線例を示す図である。 （ａ）は、第４実施形態に係る配管構造を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）に示す配管構造の側面図である。（ｃ）は、防風壁の変形例を示す図である。（ｄ）は、センサの配線例を示す図である。 （ａ）は、第５実施形態に係る配管構造を示す側面図である。（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線で破断した横断面図である。（ｃ）および（ｄ）は、第５実施形態の変形例を示す図である。（ｅ）および（ｆ）は、第５実施形態の別の変形例を示す図である。 本発明の変形例に係る配管構造を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１（ａ）に示す配管構造１０は、航空機のエンジンからの抽気を空調装置や防氷装置等に供給する。
配管構造１０は、航空機の主翼や胴体の内部に用意されたスペースに配置されており、主翼や胴体を構成する構造部材により支持されている。
本明細書において、「上」は鉛直方向の上方をいい、「下」は鉛直方向の下方をいうものとする。
また、本明細書において、「水平方向」は、地上に駐機された状態の航空機における水平方向をいうものとする。

本実施形態の配管構造１０は、胴体の後端に設けられた補助動力装置からの抽気を空調装置や防氷装置等に供給するものにも適合する。

配管構造１０は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、抽気が流れる配管１１と、配管１１の外周部を覆う断熱材１２およびカバー１３と、配管１１内からの抽気のリークを検知するリークセンサ３０（リークディテクタ）とを備えている。
リークセンサ３０は、温度に感応する温度センサに相当する線状のセンサ３１と、センサ３１の電気抵抗に基づいてリークを検知するコントローラ３２とを有している（図１（ａ））。

配管１１は、ステンレス鋼等の金属材料から形成されている。配管１１は、複数の配管に分割されていてもよい。配管同士はカップリングにより接続される。
配管１１の内部には、エンジンから取り出された高温の抽気が連続して流れる。その配管１１を保温し、抽気の熱を配管１１の内部に留めるため、配管１１の外周部は、断熱材１２（図１（ｂ）および（ｃ））により包囲されている。
断熱材１２は通気性を有している。断熱材１２としては、例えば、グラスウール、ウレタンフォーム等、種々のものを用いることができる。

カバー１３は、配管１１および断熱材１２の外周部を覆うとともに、配管１１からリークした抽気を流出させるリーク検知用の通気孔１４を規定している。
カバー１３としては、例えば、ＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastic）等の複合材から形成されたものを用いることができる。カバー１３が断面リング状に形成されていると、配管１１に装着し易い。配管１１およびカバー１３は同心円状に配置される。

通気孔１４は、図１（ａ）に示すように、カバー１３の長さ方向（配管１１の軸線方向Ａに同じ）に間隔をおいて複数が形成されており、各通気孔１４がカバー１３を厚み方向に貫通している。通気孔１４は円形に形成されているが、他の形状であってもよい。
各通気孔１４は、カバー１３の円周上の１箇所に形成されている（図１（ｃ））。
配管１１の長さ方向の任意の箇所でかつ周方向の任意の箇所に生じた亀裂、腐食等の欠陥部からリークした抽気は、配管１１の外周部とカバー１３の内周部との間に位置する断熱材１２を通り、欠陥部に近い通気孔１４に到達し、その通気孔１４を介して、カバー１３の外側に配置された線状のセンサ３１に向けて流出する。その抽気により、通気孔１４に対向するセンサ３１の部位３１Ａが昇温すると、センサ３１の電気抵抗が変化するので、それに基づいてリークを検知することができる。

リークセンサ３０（図１（ａ））は、各通気孔１４を順次経由する線状のセンサ３１の電気抵抗に基づいて、配管１１の全長に亘り一括して抽気のリークを検知する。
センサ３１の幅（径）は、通気孔１４の孔径よりも小さく、例えば数ｍｍである。
センサ３１としては、昇温されると電気的特性が変化して電気抵抗が変化するものを適宜に用いることができる。

センサ３１は、通気孔１４の各々に対応する位置を通るように、カバー１３に沿って取り回される。センサ３１は、長さ方向に適宜な間隔をおいて配置される図示しないブラケットにより、カバー１３の表面との間に間隔をおいて支持される。ブラケットは、機体の構造部材や装備品に固定されている。センサ３１とカバー１３との間の間隔は、例えば、数ｍｍ〜数十ｍｍである。

配管構造１０の周囲には、機体の構造部材や装備品等の部材が存在している。リーク時には高温の抽気が流出する通気孔１４は、熱の影響を受け易い部材に対向する位置を避けて、カバー１３の長さ方向における位置および周方向における位置が定められている。
熱の影響を受け易い部材としては、例えば、複合材（繊維強化樹脂）やアルミニウム合金から形成された部材が該当する。
ここで、通気孔１４の周方向における位置は、通気孔１４の向き、すなわち、通気孔１４の孔軸がカバー１３の基準位置（例えば図１（ｃ）のＴ１２）に対してなす角度（ローテーション）のことを意味している。本明細書においては、通気孔１４の角度のことを、カバー１３の横断面を時計の文字盤と見立てたときの「時」により示す場合がある。

通気孔１４が例えば３時位置Ｔ３や９時位置Ｔ９の近傍に位置していると、通気孔１４に対向するセンサ３１を取り付けるためのブラケットを、配管設置スペースの側方に存在するスパーやストリンガ等に取り付け易い。しかし、狭い配管設置スペースに熱の影響を受け易い部材が散在しているので、３時位置Ｔ３や９時位置Ｔ９の近傍にブラケットを取り付ける場所を確保できないことも多い。したがって、通気孔１４の周方向の位置（角度、ローテーション）は一定ではない。

通気孔１４と、それに対向するセンサ３１とが十分に近接していれば、通気孔１４から流出した抽気の流れ（リーク流）がセンサ３１にほぼ確実に到達するが、センサ３１を支持するクランプの取付位置によっては通気孔１４とセンサ３１とが離れている。そのため、通気孔１４から流出したリーク流がセンサ３１から逸れてセンサ３１が検知に必要な温度にまで昇温しない可能性がある。その主な要因は、リーク流に働く浮力にある。

リーク流が浮力によりセンサ３１から逸れることに対処するように、本実施形態の配管構造１０は、センサ３１の配線の向きに主要な特徴を有している。
ここで、図１（ａ）に（Ｔ１２）を付した通気孔１４のようにカバー１３の上端（１２時位置）に通気孔１４が位置している場合は、図２（ａ）に実線矢印で示すように、通気孔１４から孔軸方向に沿って上方へと流出したリーク流が、流量が小さくても浮力により誘導されることで、そのままセンサ３１に到達する。そのため、センサ３１を典型的な方法に従って配線すればよい。通気孔１４（Ｔ１２）に対応する位置では、図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、センサ３１がカバー１３の長さ方向に沿って配線されている。

問題となるのは、図１（ａ）に示す通気孔１４（Ｔ１２）以外の通気孔１４のように、カバー１３の上端以外に通気孔１４が位置している場合である。この場合は、当該通気孔１４から孔軸に沿って流出したリーク流の流量が大きければ、図１（ｃ）に実線矢印のＦ１で示すように、リーク流がそのまま孔軸方向に沿って進む。一方、リーク流の流量が小さければ、そのリーク流の圧力に浮力が勝り、図１（ｃ）に破線矢印のＦ２で示すようにリーク流が周囲の気体に対して浮上する。このため、仮に、当該通気孔１４に対応する位置でセンサ３１をカバー１３の長さ方向に沿って配線しており、リーク流の流量が小さい場合にセンサ３１に高温の気体が到達しなければ、リークが検知されない。

そこで、本実施形態では、カバー１３の上端に位置する通気孔１４（Ｔ１２）以外の通気孔１４の各々に対応する位置において、図１（ａ）および（ｃ）に示すように、カバー１３の外周部に沿って上方へと立ち上がるようにセンサ３１を配線している。そうすることで、流量が大きいリーク流Ｆ１（図１（ｃ）の実線）のみならず、流量が小さいリーク流Ｆ２（図１（ｃ）の破線）をもセンサ３１に到達するようにしている。リーク流がセンサ３１に到達し、センサ３１が昇温するとセンサ３１の電気抵抗が変化する。リークセンサ３０のコントローラ３２（図１（ａ））は、センサ３１の電気抵抗に基づいて、センサ３１の温度が設定温度に到達しているか否かを判定し、設定温度に到達していると判定したならばリークを検知する。

本実施形態では、図１（ｃ）に示すように、カバー１３の周方向に沿ってセンサ３１を配線しているが、必ずしもカバー１３の周方向に沿って配線する必要はなく、通気孔１４から流出したリーク流Ｆ１，Ｆ２がセンサ３１に到達する限りにおいて許容される。

図１（ａ）〜（ｃ）に示す配管１１の区間では、配管１１が水平方向Ｄ０に沿って設置されているので、（Ｔ１２）以外の通気孔１４の各々に対応する位置で、センサ３１が配管１１の軸線Ａに対して直交するように立ち上がっている。
一方、図４（ａ）に示すように、通気孔１４の各々に対応する位置において、配管１１の軸線Ａに対して傾斜した方向に配線することも許容される。その場合も、センサ３１が通気孔１４に対応する位置で上方へと立ち上がっている。

配管１１が水平方向Ｄ０に沿って設置される区間に限らず、図２（ｃ）に示すように配管１１が水平方向Ｄ０に対して傾斜して設置される区間においても、カバー１３の外周部に沿って上方へと立ち上がるようにセンサ３１を配線するとよい。
つまり、本実施形態が適用される配管１１が延出する方向は、水平方向Ｄ０には限定されず、設置された配管１１の姿勢は任意である。配管１１が水平方向に対して傾いていれば、通気孔１４のローテーションを問わず、通気孔１４に対応する位置でセンサ３１が立ち上がるように配線するとよい。
第２実施形態〜第６実施形態でも同様である。

本実施形態では、センサ３１がカバー１３の下端から上端まで（あるいは上端から下端まで）、半周に亘り配線されているが、浮力の影響を受ける、流量が小さいリーク流と、それよりも流量が大きいリーク流とをセンサ３１に到達させることだけを考えれば、通気孔１４よりも下方や、浮上したリーク流が通らない位置にセンサ３１を配線する必要がない。つまり、センサ３１を重点的に配置すべき範囲が存在する。

図３（ａ）は、通気孔１４がカバー１３の３時位置よりも下方に位置する場合の配線例を示し、図３（ｂ）は、通気孔１４がカバー１３の３時位置よりも上方に位置する場合の配線例を示している。これらの図において、破線の矢印Ｆ２は、浮上する小流量のリーク流を示し、実線の矢印Ｆ１は、それよりも流量が大きいリーク流を示している。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、流量が大きいリーク流（実線矢印Ｆ１）および流量が小さいリーク流（破線矢印Ｆ２）のいずれも、通気孔１４の下端縁１４Ａよりも下方へは流れないとすると、カバー１３の横断面の中心Ｘから通気孔１４の下端縁１４Ａに向けて引いた直線Ｌ１よりも下方にはセンサ３１を配線しなくてもよい。ここでは、余裕を見て直線Ｌ１よりも少し下方にまでセンサ３１を配線している。
図３（ａ）に示すように、３時および９時位置よりも下方に位置する通気孔１４から流出したリーク流は、３時および９時位置まではカバー１３の外周部に沿って上昇する。その流出直後のリーク流によりセンサ３１を効率よく昇温させるように、３時および９時位置よりも下方の範囲ＲＬではセンサ３１をカバー１３の周方向に沿って配線することが好ましい。その範囲ＲＬよりも上方では、リーク流はカバー１３により進路を規制されずに鉛直方向に沿って浮上する。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、流量が小さいリーク流（破線矢印Ｆ２）が、自由に浮上を開始可能な起点Ｐ１から上方へと引いた直線Ｌ２よりも上方へは流れないとすると、直線Ｌ２よりも上方にはセンサ３１を配線しなくてもよい。
直線Ｌ２は、図３（ａ）においては３時位置および９時位置でカバー１３の直径に沿って引いた線Ｌ３に対する垂線であり、図３（ｂ）においては、通気孔１４の上端縁１４Ｂでカバー１３の直径に沿って引いた線Ｌ３に対する垂線である。図３（ａ）および（ｂ）のいずれにおいても、余裕を見込んで直線Ｌ２よりも少し上方にまでセンサ３１を配線している。
以上より、図３（ａ）および（ｂ）に示す例では、直線Ｌ１と直線Ｌ２とがなす角度の範囲Ｒ１，Ｒ２が、センサ３１を重点的に配置すべき範囲に該当する。
ここで、流量が大きいリーク流をセンサ３１に確実に到達させるため、直線Ｌ１は、少なくとも通気孔１４の上端縁１４Ｂよりも下方、望ましくは下端縁１４Ａよりも下方に定める必要がある。

図３（ｃ）に示すように、通気孔１４が６時位置またはその近傍に形成されている場合において、通気孔１４から流出したリーク流の流量が大きければ、リーク流は実線矢印で示すようにそのまま下方へと噴出する。この場合は、通気孔１４よりも下方にセンサ３１を配置するとよい。ここでは、直線Ｌ２から、通気孔１４を少し過ぎた位置Ｌ４までの範囲Ｒ３に亘りセンサ３１を配線している。

本実施形態によれば、カバー１３の通気孔１４から上方へと立ち上がる範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を含むようにセンサ３１を配線することにより、流量が小さいリーク流もセンサ３１に到達するので、リークセンサ３０により、亀裂や腐食等が進展していない欠陥部に起因するリークをも確実に検知することができる。リークセンサ３０による検知結果に基づいて、配管１１の補修、交換を適切に行うことにより、配管構造１０を含む系統の信頼性や航空機の安全性を向上させることができる。

センサ３１は、カバー１３に形成された通気孔１４に対応する位置から上方へと立ち上がる範囲を含んでいる限り、任意に取り回すことができる。
図４（ａ）に示すように、カバー１３の長さ方向に通気孔１４が並んでいる配管構造１０の区間では、センサ３１をカバー１３の周りにほぼ螺旋状に配線することができる。
また、図４（ｂ）に示すように、カバー１３の上半分にセンサ３１を重点的に配線することもできる。

センサ３１の断線等に備えた冗長性を確保し、かつ、センサ３１の検知感度をより向上させるために、２本のセンサ３１を用いてセンサ３１を二重化することが好ましい。このとき、図４（ｃ）に示すように、２本のセンサ３１を平行に配線することもできるし、図４（ｄ）に示すように、１本のセンサ３１１をカバーの長さ方向に沿って配線し、そのセンサ３１１に対してもう１本のセンサ３１２を通気孔１４に対応する位置で交差させることもできる。この場合は、通気孔１４の位置で上下方向に沿って配線されるセンサ３１２により、浮上した小流量のリーク流を捕捉することができる。図４（ｄ）に示す構成によれば、配線長を抑えつつリークの検知感度を向上させることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
以下の実施形態では、第１実施形態と相違する事項を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
第２実施形態も、第１実施形態と同様に、リーク流がセンサ３１から逸れることによりリークが検知されないことへの方策を提供する。
第２実施形態では、センサ３１に曲げ加工を施すことによりリーク流が流れる位置にセンサ３１を重点的に配置している。それによって、リーク流に接触するセンサ３１の表面積を拡大することでリーク流を捕捉する。

図５（ａ）に示す例では、センサ３１を折り曲げることによって通気孔１４に対応する位置にセンサ３１を十字状に配置している。詳しくは、通気孔１４を孔軸方向に投影した範囲（図では通気孔１４の開口範囲と同じ）の内側に、カバー１３の長さ方向に通気孔１４を通過するセンサ３１の区間３１５と、カバー１３の上下方向に通気孔１４を通過するセンサ３１の区間３１６とが位置している。
十字状に配線することにより、通気孔１４に対応する位置でセンサ３１を単にカバー１３の長さ方向に沿って配線した場合と比べて、通気孔１４から流出したリーク流がセンサ３１に接触する表面積が拡大されている。センサ３１の周囲の気体の流動や温度・圧力の変動等の外乱により、センサ３１から逸れ易い小流量のリーク流であっても、通気孔１４に対応する位置でセンサ３１の表面積が拡大されている分、センサ３１から逸らさずに捕捉することができる。これによってリークセンサ３０による検知感度を向上させることができる。
さらに、十字を形成するセンサ３１の上下方向に延びる区間３１６が、通気孔１４に対応する位置から上方へと立ち上がっているので、第１実施形態と同様に、通気孔１４から浮上するリーク流をセンサ３１から逸らさずに捕捉することができる。

また、図５（ｂ）に示す例のように、センサ３１を通気孔１４に対応する位置で上下方向に沿って蛇行するように折り曲げることによっても、通気孔１４から流出したリーク流に接触するセンサ３１の表面積が増えるので、同様の効果を得ることができる。
図５（ｂ）とは異なり、センサ３１がカバー１３の長さ方向に沿って蛇行していてもよいが、図５（ｂ）のように上下方向に沿ってセンサ３１が蛇行していると、通気孔１４に対応する位置から上方へとセンサ３１が立ち上がっているので、第１実施形態と同様に、通気孔１４から浮上するリーク流をセンサ３１から逸らさずに捕捉することができる。

図５（ｂ）に示すセンサ３１の一部を、図５（ｄ）に示すように、通気孔１４に向けて折り曲げることもできる。そうすると、通気孔１４から流出した直後のリーク流を捕捉することが可能となるので、効率よくリークを検知することができる。

さらに、図５（ｃ）に示すように、通気孔１４に対応する位置でセンサ３１を渦巻状に曲げることによっても、通気孔１４から流出したリーク流に接触するセンサ３１の表面積が増えるので、同様の効果を得ることができる。

第２実施形態は、カバー１３の周方向における通気孔１４の位置（角度、ローテーション）を問わず、カバー１３に形成された複数の通気孔１４のいずれにも適合する。

図５（ａ）〜（ｄ）に示した十字状、蛇行した形状、渦巻状に形成されたセンサ３１の部分が、必ずしも、通気孔１４を孔軸方向に沿って投影した範囲内に配置されている必要はなく、浮力がリーク流に及ぼす影響も考慮して、センサ３１の当該部分を通気孔１４に対して適宜な位置（例えば、通気孔１４よりも少し上方）に配置することができる。

図５（ａ）〜（ｄ）に示した例において、２本のセンサ３１を用いてセンサ３１を二重化することも可能である。その場合は、２本のセンサ３１の両方に対して、十字状、蛇行した形状、渦巻状等、リーク流との表面積を拡大するための加工を施してもよいし、一方のセンサ３１に対してのみ、当該加工を施し、他方のセンサ３１には当該加工を施さなくてもよい。
以上は、第３〜第６実施形態においても同様であり、第３〜第６実施形態のそれぞれの特徴を２本のセンサ３１の両方に適用するのか、いずれか一方のみに適用するのかは、任意に選択することができる。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、流量が小さいリーク流をも逃さずにセンサ３１により捕捉することができるので、流量の如何によらず、発生したリークを確実に検知することができる。

第１実施形態に関して説明したセンサ３１の配線例と、第２実施形態に関して説明したセンサ３１の形態例とを組み合わせることもできる。例えば、図３（ｂ）に示した角度範囲Ｒ２に亘り、センサ３１を上下方向に蛇行するように配線することができる。

〔第３実施形態〕
次に、図６を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、少量のリークを検知するために、カバー１３の内側にセンサ３１の一部を配置する。カバー１３の内側には、配管１１を包囲する断熱材１２（図６（ｂ））が存在している。

図６（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサ３１は、カバー１３の外側に配線される外側部分３１３と、外側部分３１３から連続し、カバー１３の内側に配置された断熱材１２に接触する内側部分３１４とを有している。内側部分３１４は、通気孔１４を介してカバー１３の内側に入っている。
本実施形態では、断熱材１２として、ガラス繊維から形成されたグラスウールや、樹脂材料から形成された連続気泡のフォーム（例えばウレタンフォーム）等、通気性を有するものを用いるものとする。

配管１１に生じた亀裂等の欠陥部からリークした抽気は、配管１１を包囲する断熱材１２を介して通気孔１４に向かい、通気孔１４から流出するまでのプロセスとして、まずは断熱材１２に拡散する。抽気が断熱材１２に拡散するというのは、断熱材１２を構成するガラス繊維の間やウレタンフォームの連続気泡等、断熱材１２に散在する空隙Ｓ１に抽気が巡ることを意味する。そうすると、拡散した抽気によりセンサ３１の内側部分３１４が昇温するので、リークセンサ３０によりリークを検知することができる。

第３実施形態によれば、周囲の風の影響を受けたりすることがないので、カバー１３の内側で微小な流量のリークをも検知することが可能となる。

本実施形態では、センサ３１の内側部分３１４が断熱材１２の内部に達するように、断熱材１２に切込みを入れ、図６（ｂ）に示すように、センサ３１の内側部分３１４を断熱材１２にもぐり込ませている。内側部分３１４をもぐり込ませる位置は、断熱材１２の厚みの例えば半分程度に留める。内側部分３１４が配管１１に近接していると、リークしていない配管１１の温度にセンサ３１が感応するおそれがあるためである。
本実施形態に限らず、センサ３１が断熱材１２の表面に接触していてもよい。

配管１１からリークした抽気は、断熱材１２に留まらず、断熱材１２の外周部とカバー１３の内周部との間の環状の隙間Ｓ２（空隙）にも拡散する。
そのため、カバー１３の内側にセンサ３１の一部を配置するにあたり、図６（ｃ）に示すように、断熱材１２の外周部とカバー１３の内周部との間の隙間Ｓ２にセンサ３１の内側部分３１４を通気孔１４から差し込むことができる。隙間Ｓ２に拡散した抽気によりセンサ３１の内側部分３１４が昇温するので、図６（ａ）および（ｂ）に示した構成と同様の効果を得ることができる。

あるいは、図６（ｄ）に示すように、隙間Ｓ２の略全周に亘り、センサ３１を配線することもできる。通気孔１４からカバー１３の内側に入ったセンサ３１は、隙間Ｓ２を通ってカバー１３の内側をほぼ１周し、通気孔１４からカバー１３の外側へと出る。
このようにカバー１３の内側でほぼ全周に亘りセンサ３１を配置していると、周方向に温度勾配が存在する場合であっても、隙間Ｓ２に配置された内側部分３１４の一部でもリークの検知に必要な温度にまで昇温することで、リークを検知することができる。

第３実施形態は、カバー１３の周方向における通気孔１４の位置（角度、ローテーション）を問わず、カバー１３に形成された複数の通気孔１４のいずれにも適合する。

〔第４実施形態〕
次に、図７を参照し、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態に係る配管構造は、周囲の風によるリーク検知感度の低下を避けるため、通気孔１４から流出するリーク流に対して風を遮蔽する防風壁１５（図７（ａ）および（ｂ））を備えている。
配管構造の周囲の風は、例えば、配管設置スペースの換気や、当該スペース内の温度勾配や圧力勾配などによる気体の流動であり、リーク流の当初の向きを規定する通気孔１４の孔軸方向に対して交差する向きに流れている。
その風の向きに従って、特に小流量のリーク流がセンサ３１から逸れてしまうことを防ぐため、防風壁１５は、通気孔１４が形成されたカバー１３の表面から突出している。

図７（ａ）および（ｂ）に示す例では、センサ３１が、カバー１３の表面に対して所定の間隔をおいて、カバー１３の長さ方向に沿って配線されている。センサ３１は防風壁１５を貫通している。また、センサ３１は、図５（ｂ）を参照して説明したように通気孔１４に対応する位置で蛇行するように折り曲げられている。これに限らず、例えば、図５（ａ）、（ｃ）、および（ｄ）に示すような他の形態を作用することができる。

本実施形態では、防風壁１５が環状に形成されており、カバー１３の外周部を包囲するようにカバー１３に装着されている。防風壁１５は、カバー１３の長さ方向における通気孔１４の両側にそれぞれ配置されている。これらの防風壁１５により、図中、左方から通気孔１４へと向かう風Ｆ３と、右方から通気孔１４へと向かう風Ｆ４とのいずれをも遮蔽することができる。
本実施形態によれば、配管構造の周囲の風Ｆ３，Ｆ４を防風壁１５により遮蔽することにより、流量が小さいリーク流をもセンサ３１に到達させることができるので、配管１１に発生したリークを確実に検知することができる。

防風壁１５は、リーク流が逸れずにセンサ３１に確実に到達するように、カバー１３の表面から、少なくともセンサ３１の位置まで突出していることが好ましい。本実施形態の防風壁１５は、通気孔１４を横切るセンサ３１を超える位置まで突出している。

防風壁１５は、リーク流に対して風を遮蔽するために通気孔１４およびその近傍のみに設けられていればよい。例えば、防風壁１５をＣ字状に形成する等、リーク流に対して風を遮蔽するために必須ではない箇所を欠損させることもできる。
また、防風壁１５は、リーク流の流れに影響を及ぼすために遮蔽したい風の向きに応じて必要な位置に設ければよく、通気孔１４の片側だけに設けることもできる。
カバー１３の上下方向に沿って上向きあるいは下向きに風が流れる場合は、通気孔１４の上方あるいは下方に位置する防風壁を設けることができる。例えば、図７（ｃ）に示すように、側壁１６１および上壁１６２を備えるように、防風壁１６を形成することができる。
防風壁１６は、カバー１３に設けることもできるし、センサ３１に設けることもできる。

第４実施形態は、通気孔１４の位置（角度、ローテーション）を問わず、カバー１３に形成された複数の通気孔１４のいずれにも適合する。
第４実施形態は、第１実施形態および第２実施形態で説明した各構成と適宜に組み合わせることができる。
例えば、図７（ｄ）に示すように、防風壁１５，１５の間で、第１実施形態と同様に、通気孔１４に対応する位置から上方へと立ち上がるようにセンサ３１を配線するとよい。

〔第５実施形態〕
次に、図８を参照し、本発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態に係る配管構造は、通気孔１４から流出したリーク流をセンサ３１へと案内するガイド部材１７を備えている。
図８（ａ）および（ｂ）に示す例では、センサ３１が、カバー１３の表面に対して所定の間隔をおいて、カバー１３の長さ方向に沿って配線されている。また、センサ３１は、図５（ｂ）を参照して説明したように通気孔１４に対応する位置で蛇行するように折り曲げられている。これに限らず、例えば、図５（ａ）、（ｃ）、および（ｄ）に示すような他の形態を作用することができる。

ガイド部材１７は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、板状に形成されてカバー１３の表面から突出しており、通気孔１４よりも上方に配置されている。
このガイド部材１７は、主として、浮力の影響により浮上するリーク流に対応する。ガイド部材１７は、リーク流が逸れずにセンサ３１に確実に到達するように、カバー１３の表面から、少なくともセンサ３１の位置まで突出していることが好ましい。本実施形態のガイド部材１７は、通気孔１４を横切るセンサ３１を超える位置まで突出している。

通気孔１４から流出したリーク流は、ガイド部材１７により浮上が規制されることで、ガイド部材１７の下方に位置するセンサ３１へと到達する。
したがって、浮力の影響を受け易い小流量のリーク流をも確実に検知することができる。

ガイド部材１７は、図８（ｃ）および（ｄ）に示すように、通気孔１４の孔軸方向に沿った外周縁１７Ａが下方に向けて突出するように形成することもできる。そうすると、外周縁１７Ａにより、ガイド部材１７の下方に流入したリーク流をガイド部材１７の下方から逃さずに、センサ３１に向けて案内することができる。

さらには、図８（ｅ）および（ｆ）に示すように、筒状に形成したガイド筒１８を用いることもできる。
ガイド筒１８は、通気孔１４を包囲し、カバー１３の表面から突出している。センサ３１は、ガイド筒１８の壁を厚み方向に貫通するように配線されている。
通気孔１４から流出したリーク流は、ガイド筒１８の壁により浮上が規制されつつ、ガイド筒１８の軸線方向に沿ってセンサ３１まで案内される。
ガイド筒１８を用いると、浮力の影響による他、周囲の気体の流動等の外乱によりリーク流がセンサ３１から逸れることも避けることができる。

ガイド筒１８の内径は、リーク流の圧力損失を考慮して適宜に定めることができる。図８（ｅ）および（ｆ）に示す例では、通気孔１４の孔径よりも少し大きく設定しているが、通気孔１４の孔径と同等の内径に設定してもよい。

第５実施形態は、通気孔１４の位置（角度、ローテーション）を問わず、カバー１３に形成された複数の通気孔１４のいずれにも適合する。
ガイド部材１７およびガイド筒１８がカバー１３の表面から突出する向きは、通気孔１４の孔軸に沿った向きに限らない。ガイド部材１７およびガイド筒１８が、孔軸に対して傾斜する向きに突出していてもよい。

以上で説明した第１〜第５実施形態のうち、適宜に選択した２つ以上を組み合わせることができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
配管１１とカバー１３との間に断熱材１２を介在させることは必須ではない。図９に示すように、配管１１の外周部がカバー１３により直接覆われている場合でも、上記の第１〜第３実施形態で説明したセンサ３１の配線の手法や、第４〜第５実施形態で説明した、配管構造に用いるデバイス（防風壁、ガイド部材）が適合する。
図９に示す配管１１の外周部とカバー１３の内周部との間の隙間Ｓ２に、第３実施形態（図６）で示すようにセンサ３１の一部（内側部分３１４）を配置すれば、第３実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の配管構造は、エンジンや補助動力装置からの抽気が流れるものに限定されない。他の高温ガスが流れる配管構造にも本発明を適用することができる。
また、本発明は、航空機に限らず、各種の産業プラントに装備される配管構造に適用することもできる。

さらに、リーク検知のために用いる感応部は、リーク先の空間の気体の温度に感応する温度センサには限らず、気体の濃度に感応する濃度センサであってもよい。

１０ 配管構造
１１ 配管
１２ 断熱材
１３ カバー
１４ 通気孔（通気口）
１４Ａ 下端縁
１４Ｂ 上端縁
１５ 防風壁
１６ 防風壁
１７ ガイド部材
１７Ａ 外周縁
１８ ガイド筒
３０ リークセンサ
３１ センサ
３１Ａ 部位
３２ コントローラ（検知部）
１６１ 側壁
１６２ 上壁
３１１ センサ
３１２ センサ
３１３ 外側部分
３１４ 内側部分
３１５ 区間
３１６ 区間
Ａ 軸線
Ｄ０ 水平方向
Ｆ３，Ｆ４ 風
Ｐ１ 起点
Ｓ１ 空隙
Ｓ２ 隙間
Ｘ 中心

Claims (10)

1. 周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の気体が流れる配管と、
   前記配管の外周部を覆い、前記配管からリークした前記気体を流出させる複数の通気口を規定するカバーと、
   複数の前記通気口の各々に対応する位置を通り、前記カバーの外側の気体の温度または濃度に感応する線状のセンサと、を備え、
   前記センサは、
   前記通気口に対応する位置から上方へと立ち上がる範囲を含む、
   ことを特徴とする配管構造。
2. ２本の前記センサが用いられ、
   それらの前記センサのうちの一方の前記センサが、
   前記通気口に対応する位置で、前記配管の長さ方向に沿っている他方の前記センサと交差している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配管構造。
3. 周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の気体が流れる配管と、
   前記配管の外周部を覆い、前記配管からリークした前記気体を流出させる複数の通気口を規定するカバーと、
   複数の前記通気口の各々に対応する位置を通り、前記カバーの外側の気体の温度または濃度に感応する線状のセンサと、を備え、
   前記センサは、
   前記通気口に対応する位置において曲げられることで、前記通気口から流出した流れに接触する表面積が拡大されている、
   ことを特徴とする配管構造。
4. 周囲の雰囲気の温度よりも高い温度の気体が流れる配管と、
   前記配管の外周部を覆い、前記配管からリークした前記気体を流出させる複数の通気口を規定するカバーと、
   複数の前記通気口の各々に対応する位置を通り、前記気体の温度または濃度に感応する線状のセンサと、を備え、
   前記センサは、
   前記カバーの外側に配置される外側部分と、
   前記外側部分から連続し、前記カバーの内側で前記通気孔に連通した空隙に達している内側部分と、を有する、
   ことを特徴とする配管構造。
5. 前記配管および前記カバーとの間に介在する断熱材を備え、
   前記内側部分は、
   前記空隙が散在する前記断熱材に接触している、
   ことを特徴とする請求項４に記載の配管構造。
6. 前記通気口から流出した前記気体の流れに影響する前記カバーの外側の気体の流れを遮蔽する防風壁を備える、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配管構造。
7. 前記センサに向けて前記通気口から流出した前記気体をガイドするガイド部材を備える、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配管構造。
8. 前記配管と前記カバーとの間に介在する断熱材を備える、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の配管構造。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の配管構造を備える、
   ことを特徴とする航空機。
10. 前記配管を流れる前記気体は、
    前記航空機の動力源であるエンジンまたは補助動力装置からの抽気である、
    ことを特徴とする請求項９に記載された航空機。

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