JP2017021783A - 閉鎖領域のための煙検知システム及び航空機内における煙検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】閉鎖領域のための煙検知システムを提供する。
【解決手段】火炎検知システム１８は、外側ハウジング３０を有する検知ユニット１９を備える。外側ハウジング３０は、吸気口２０と連通する第一区画室２６と、排気口２２と連通する第二区画室２８と、区画室２６，２８間に配置された旋回部３１と、を備える。第一区画室２６と第二区画室２８とは回路基板２４によって隔てられている。回路基板２４には空気流内の煙を検知するセンサ３４がワイヤ１００を介して接続されている。空気は吸気口２０から外側ハウジング３０に流入して、第一区画室２６に向けて後部２９へと流れる。このとき空気はラビリンス４０に流入してセンサ３４へと導かれる。センサ３４は、空気流内の煙の存在を検出し、コントローラ５０に報告する。次いで、空気は、旋回部３１を介して流れ方向を変えて、第二区画室２８に至り、排気口２２に向けて前部２１へと流れる。
【選択図】図３

Description

本開示は、煙検知器に関する。

煙検知器は航空機内における煙の検知に使用される。例えば、煙検知器は、電子室内、貨物室内、客室内、着陸装置室内などで使用される。電子室は、航空電子機器、コントローラなどを含む。

一般的な航空機において、空気はコンプレッサにより加圧され、機内客室に供給される。空気の一部は、電子室の冷却等のために他の場所に供給される。

１つまたは複数の検知システムに、冷却空気のサンプルが供給される。検知システムは、サンプル空気を分析し火炎（火災）の兆候を認識するように構成され、さらに、サンプル空気内に煙が存在する場合にアラームを発動するように構成される。検知システムは、光電式煙検知器であってもよいが、空気サンプリング煙検知器も周知である。光電式煙検知器は、光を使って輝度変化を検知し、サンプル空気内に煙粒子が存在するかを判断する。一例として、空気はパイプを通って検知システム内を流れ、下流の領域に排出される。

一つの既知の煙検知器は、一方の端部に吸気口を有し、他方の逆端部に排気口を有する箱型のハウジングである。これらの例では、吸気口及び排気口は、共通の平面上に設けられている（例えば、一方が他方の垂直方向上方又は下方に位置していない）。

本開示は、閉鎖領域のための煙検知システムに関する。システムは、吸気口及び排気口を有するハウジングを備える。このハウジング内に仕切りが配置されている。ハウジングは、吸気口から空気流を受ける第一区画室と、前記排気口と連通する第二区画室に空気流を導くように構成された旋回部と、第一区画室内において煙を感知するセンサと、を備える。

本開示は、さらに、航空機内における煙検知方法に関する。当該方法において、空気流は、吸気口と連通するハウジングの第一区画室に導かれる。第一区画室は、空気流内の煙を検知するセンサを有する。さらに、空気流は旋回部に導かれる。空気流は、さらに、排気口と連通する第二区画室に導かれる。第一区画室と第二区画室とは仕切りによって隔てられている。

上記及び他の特徴は、添付の図面及び明細書からより詳細に理解されるであろう。

詳細な説明に付随する図面について以下に簡単に説明する。

航空機の概略図。 例示的な煙検知ユニットの上方斜視図。 線３−３に沿った煙検知ユニットの断面図。 線４−４に沿った煙検知ユニットの断面図。

図１は、航空機１０の概略図である。例えば、航空機内における煙を検知することにより火炎（火災）の兆候を認識するように火炎検知システム１８が用いられる。火炎検知システム１８は、火炎に加えて、例えば、航空機内の温度上昇を検知することにより、より広く温度兆候を検知することが可能である。例示的な火炎検知システム１８は航空機における使用に限定されるものではなく、他の用途に用いてもよいことを理解されたい。

本実施例において、火炎検知システム１８は、電子室（電子ベイ）１４などの閉鎖領域で起こり得る火炎の兆候を認識するため航空機１０内で使用される。また、火炎検知システム１８は、航空機１０の他の場所（例えば、貨物室、客室など）において使用されてもよい。

電子室１４のオーバーヒートを防止するために、冷却空気が給気装置１２から供給され、電子室１４が冷却される。本実施例において、大部分の冷却空気は、電子室１４へと流れる。電子室１４からの一部の空気は火炎検知システム１８に供給される。火炎検知システム１８は、冷却空気に含まれる煙を検出するよう動作可能である。さらに、火炎検知システム１８は、温度兆候を検出可能である。火炎検知システム１８の下流では、冷却空気が下流位置１６に流れる。例示的な給気装置１２はコンプレッサを備え、当該コンプレッサは機内客室にも空気を供給する。下流位置１６の例としては、コンプレッサに戻る空気流がある。

図２は、検知ユニット１９を有する火炎検知システム１８を示す。図３は、検知ユニット１９の断面図である。図２及び図３に示すように、検知ユニット１９は外側ハウジング３０を有し、外側ハウジング３０は内側区画室３２を画成する。外側ハウジング３０は、前部２１、上部２３、下部２５、後部２９及び側部２７を有する。内側区画室３２は、検出器吸気口２０の下流に位置する第一区画室２６と、検出器排気口２２の上流に位置する第二区画室２８と、を含む。吸気口２０は電子室１４から空気を受け、排気口２２は電子室１４に空気を戻す。第一区画室２６と第二区画室２８とは、仕切り２４によって隔てられている。一実施例において、仕切り２４は、検知ユニット１９を作動させる回路基板である。

一実施例において、外側ハウジング３０は、アルミダイキャストで形成される。アルミダイキャストは、外側ハウジング３０に良好な接着性を提供するとともに、費用効果が高い。また、アルミダイキャストは耐電磁干渉性に優れている。別の実施例として、外側ハウジング３０は、他の適切な材料で形成されてもよい。

高さＨは、検知ユニット１９に亘る高さであり、この高さ方向では、第一区画室２６が第二区画室２８に対し仕切り２４（以下、回路基板ともいう）の反対側に位置している。外側ハウジング３０は、二部材で形成される。本実施例では、一方の部材により、後部２９、下部２５及び検出器排気口２２が形成される。また、他方の部材により、前部２１、側部２７、上部２３及び検出器吸気口２０が形成される。これらの二部材を結合することにより、外側ハウジング３０が形成される。さらに、流れを最適化するとともに外側ハウジング３０に剛性を与えるために、第一区画室２６及び第二区画室２８における主要領域に内部壁及びバッフルを設けてもよい。

第一区画室２６は検出器吸気口２０と流体連通しており、第二区画室２８は検出器排気口２２と流体連通している。検出器吸気口２０及び検出器排気口２２は、共通の第一の側に配置されており、検出器吸気口２０及び検出器排気口２２と反対側の第二の側に電気接続部３８が配置されている。一実施例では、検出器吸気口２０及び検出器排気口２２は前部２１に配置され、電気接続部３８は後部２９に配置される。

検出器吸気口２０及び検出器排気口２２の反対側に電気接続部３８を配置することにより、検知ユニット１９が小型となり、かつ重量及び容量が減少する。さらに、検出器吸気口２０及び検出器排気口２２を同じ側に配置することにより、検出器吸気口２０及び検出器排気口２２に対する空気ラインの接続がより容易になる。

一実施例において、検出器吸気口２０は、第一の径を有し、検出器排気口２２は、第一の径と異なる第二の径を有する。これにより、検出器吸気口２０と検出器排気口２２とが、流体接続部に対してそれぞれ逆に接続されることを防止することができる。別の実施例では、検出器吸気口２０の径と検出器排気口２２の径とが同一であってもよい。

理解されるように、空気は、検出器吸気口２０から流入して、第一区画室２６を通り、通常は第一の方向に流れる。その後、空気は、流れを１８０°変える旋回部３１を介して流れ方向を変え、第二区画室２８に向けて下流に流れる。次いで、空気は、第一の方向と反対の第二の方向に流れ、検出器排気口２２へと向かう。

さらに、概略的に図示するように、回路基板２４にはワイヤ１００を介してセンサユニット３４（以下、センサともいう）が接続されている。ワイヤ１００は、上記のようにセンサ３４から回路基板２４に信号を伝える。図では、回路基板２４に接続された別のワイヤ１０２が、電気接続部３８を介してコントローラ５０に接続されている。単一のワイヤ１００，１０２を図示しているが、より多くのワイヤを用いてもよい。

図４は、図３の線４−４に沿った検知ユニット１９の断面図を示す。検出器吸気口２０は、電子室１４から空気を受ける。検出器吸気口２０の下流にスプリッタベーン（分流ベーン）４２が配置されている。図では、センサ３４は第一区画室２６に配置されている。

従って、検出器吸気口２０に流入する空気はスプリッタベーン４２に衝突し、対向する方向に導かれる。次いで、空気は旋回ベーン３６に衝突する。旋回ベーン３６は空気をラビリンス４０に向けて内側に導く。

ラビリンス４０は、ラビリンスベーン４４を有する。ラビリンスベーン４４は、空気をセンサユニット３４に導くように機能するとともに、光を遮断するように機能する。特定の形式のセンサでは、光の供給が試験システムの一部となるため、周囲光は望ましくない。センサの動作は一般的に周知である。

さらに図４を参照すると、ラビリンス４０に流入する空気は、センサ３４へと導かれる。センサ３４は、センサエレメントＳと、発光ダイオード４６と、を有する。本実施例において、センサエレメントＳは、煙粒子を検知するように構成されたハードウェア及びソフトウェアを備える。センサエレメントＳは、ＦＡＤＥＣ等のエンジンのコントローラ５０と通信する。センサエレメントＳは、アラームまたは火炎減衰システムを始動させるため、煙を検出したことを当該コントローラ５０に報告するように動作可能である。上記の通信は、ワイヤ１００、回路基板２４及びワイヤ１０２を介して行ってもよい。

本実施例において、発光ダイオード４６はセンサエレメントＳに近接して配置されている。発光ダイオード４６は、サンプル空気Ｆを照射し、センサエレメントＳによって提供される受光センサは、光についてサンプル空気Ｆをスキャンする。空気流内の煙粒子により散乱する光が所定の閾値を超える場合には、煙が存在していることを示し、センサ３４は、コントローラ５０を介してアラームを発する。他の実施例において、検知ユニット１９は、光屈折を利用しなくてもよい。他の形式のセンサを用いてもよい。つまり、１つの例示的な検出器について示しているが、本開示の範囲内には他の例が含まれる。

センサ３４の下流において、空気は、第一区画室２６と第二区画室２８との間に配置された旋回部３１（図３）を通過し、検知ユニット１９の前部２１へと戻るように反対方向に流れる。

図４に示すように、ラビリンス４０は円形外周部４１を有する。側部２７は、円形外周部４１を囲んでいる。側部２７は、実質的に円形外周部４１に沿った外形４３を有し、これにより、センサ３４に向けて空気を案内する。図３に示すように、上部２３は丸みを帯びた形状を有しており、前部２１と後部２９の中間地点で幅が最大となり、実質的に卵型をなしている。当該実施例において、下部２５（例えば、仕切り２４と下部２５の間の寸法）は、検出器排気口２２に近づくにつれて狭くなっている。検知ユニット１９の外側ハウジング３０の設計は、検出器吸気口２０と検出器排気口２２との間での圧力低下を最小限に抑えて、全体として煙検知精度を向上させるように最適化される。

つまり、煙検知システム１９は、吸気口２０及び排気口２２を有するハウジング３０を備える。仕切り２４はハウジング３０内に配置される。ハウジング３０は、吸気口から空気流を受ける第一区画室２６と、排気口２２と連通する第二区画室２８に空気を案内するように構成された旋回部３１と、を備える。センサ３４は、サンプル空気中の煙を感知するように構成され、第一区画室２６内に設けられる。

航空機内における煙検知方法は、吸気口と連通するハウジング３０の第一区画室２６に空気流を導くステップを含む。第一区画室２６は、空気流中の煙を感知し煙を検出するセンサ３４を有する。空気流は旋回部３１に導かれ、この空気流は排気口２２と連通する第二区画室２８を通って流れる。仕切り２４は、第一区画室と第二区画室とを隔てている。

用語「実質的に」は、「大部分」の定義と一致していると解釈し、度合いの当該用語について正確な境界を計る基準を提供するものではない。しかし、当業者が当該用語を解釈するように、当該用語を解釈すべきである。

本発明の実施形態を開示したが、当業者であれば、一定の変更は本発明の範囲内であると理解するであろう。故に、以下の特許請求の範囲を検討し、本発明の真の範囲及び内容を判断すべきである。

Claims (20)

1. 吸気口及び排気口を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられた仕切りと、
   空気流内の煙を検知するように構成されたセンサと、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記吸気口から空気流を受ける第一区画室と、前記排気口と連通する第二区画室に空気流を導くように構成された旋回部と、を備え、
   前記センサは前記第一区画室内に設けられている、閉鎖領域のための煙検知システム。
2. 前記第一区画室は前記吸気口と連通し、前記第二区画室は前記排気口と連通し、前記吸気口及び前記排気口は前記ハウジングにおける共通の側に配置されている、請求項１に記載の煙検知システム。
3. 前記共通の側の反対側に電気接続部が配置されている、請求項２に記載の煙検知システム。
4. 前記センサから回路基板にワイヤが延びている、請求項３に記載の煙検知システム。
5. 前記回路基板から、前記電気接続部の外側に位置するコントローラまでワイヤが延びている、請求項４に記載の煙検知システム。
6. 前記第一区画室は、前記吸気口から第一の方向に流れる空気流を受け、前記第二区画室は、前記排気口に向けて前記第一の方向と反対の第二の方向に空気流を戻す、請求項２に記載の煙検知システム。
7. 前記吸気口は第一の径を有し、前記排気口は前記第一の径と異なる第二の径を有する、請求項１に記載の煙検知システム。
8. 前記第一区画室は、前記吸気口の近傍で空気流を分流させるスプリッタベーンを備える、請求項１に記載の煙検知システム。
9. 前記ハウジングは、空気流を前記センサに向けて旋回させる旋回ベーンを備える、請求項８に記載の煙検知システム。
10. 前記仕切りは、前記センサを電気制御する回路基板である、請求項１に記載の煙検知システム。
11. （ａ）吸気口と連通するハウジングの第一区画室に空気流を導くステップと、
    （ｂ）前記空気流を旋回部に導くステップと、
    （ｃ）排気口と連通する第二区画室に前記空気流を流すステップと、
    を含み、
    前記第一区画室は前記空気流内の煙を検知するセンサを有し、
    前記第一区画室と前記第二区画室とは仕切りによって隔てられている、航空機内における煙検知方法。
12. 前記吸気口を通して前記第一区画室へと第一の方向に向けて前記空気流を導くステップと、
    前記第二区画室から前記排気口へと前記第一の方向と反対の第二の方向に向けて前記空気流を導くステップと、
    をさらに含む、請求項１１に記載の煙検知方法。
13. 前記センサに電気的に接続された回路基板で前記センサを制御するステップをさらに含み、
    前記回路基板は仕切りとなる、請求項１１に記載の煙検知方法。
14. 前記第一区画室においてスプリッタベーンを用いて前記吸気口の近傍で前記空気流を分流させるステップをさらに含む、請求項１１に記載の煙検知方法。
15. 前記スプリッタベーンの近傍で旋回ベーンを用いて前記センサに向けて前記空気流を旋回させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の煙検知方法。
16. 吸気口及び排気口を有するハウジングと、
    前記ハウジング内に設けられた仕切りと、
    空気流内の煙を感知するように構成されたセンサと、
    を備え、
    前記ハウジングは、前記吸気口から空気流を受ける第一区画室と、前記排気口と連通する第二区画室に空気流を導くように構成された旋回部と、を備え、
    前記センサは前記第一区画室内に設けられ、
    前記第一区画室は、前記吸気口の近傍で空気流を分流させるスプリッタベーンを備え、
    前記ハウジングは、空気流を前記センサに向けて旋回させる旋回ベーンを備える、閉鎖領域のための煙検知システム。
17. 前記センサから回路基板にワイヤが延びている、請求項１６に記載の煙検知システム。
18. 前記第一区画室は、前記吸気口から第一の方向に流れる空気流を受け、前記第二区画室は、前記排気口に向けて前記第一の方向と反対の第二の方向に空気流を戻す、請求項１６に記載の煙検知システム。
19. 前記仕切りは、前記センサを電気制御する回路基板である、請求項１６に記載の煙検知システム。
20. 前記第一区画室は前記吸気口と連通し、前記第二区画室は前記排気口と連通し、前記吸気口及び前記排気口は前記ハウジングにおける共通の側に配置されている、請求項１６に記載の煙検知システム。

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