JP5134619B2 - 航空機の機体用防火障壁 - Google Patents

Description

［関連出願の参照］本出願は、２００６年５月２日に出願の米国仮特許出願第６０／７４６，１８０号明細書および２００６年５月２日に出願の独国特許出願第１０ ２００６ ０２０ １４７．７号明細書の出願日の利益を主張するものであり、その開示を参照することによって本明細書に援用される。

本発明は、航空機の防火に関する。
より詳細には、本発明は、貨物室と客室との間での火の燃え移りを防止するための、航空機のための防火障壁、および防火障壁を備える航空機に関する。

旅客機の建造に用いられる従来の航空機の機体において、貨物室と実際の航空機の機体との間の胴体の領域に、中間スペースが形成されている。
その中間スペースは、貨物室の床の外縁を出発点としている。
貨物室の床は、スラストプレートまたは他の構造配置により、外縁領域における航空機の胴体の外表面と繋がっている。
客室の床は、中間スペースの上端を形成する。
客室の床は、客室の壁板と航空機の外表面との間の領域に開かれており、急激な気圧低下に対する気圧の補正を実現する。
上述の構成は、急激な気圧の低下が生じた場合に気圧の補正を実現するために、類似する開口を有する、貨物室の床の端部におけるスラストプレートに対しても同じように適用される。

火災が生じた場合、煙突効果がこの中間スペースにおいて生じてしまい、延焼を加速させてしまう恐れがある。

本発明の１つの課題は、航空機の機体において、延焼を遅らせる利用可能な防火（装置）を含む。

本発明の一実施形態によれば、貨物室と客室との間における火の燃え移りを防ぐための航空機の防火障壁であって、火の燃え移りに対する耐性を有するパネルであって、航空機の機体の中間壁のスペース内において火を遮断するように設計されるパネルと、航空機の通常の動作モードにおいて、防火障壁を介して所定の空気の流れを実現し、迅速な気圧低下を達成することができる通気道とを備えることを特徴とする防火障壁が開示される。

１つの独創的な防火障壁が提供される場合、中間壁のスペースにおける火の延焼を遮断するだけでなく、航空機の通常の動作モードにおいて迅速な気圧の補正を実現することを確保することが可能となる。

火災が生じた場合、これらの方法により、火の延焼を著しく遅滞させ、あるいは完全に火災を消火することが可能である。

本発明の他の実施形態によれば、防火障壁は、火の燃え移りに対して耐性を有するパネルに接続された床要素をさらに備え、通気道が床要素とパネルとの間における空気隙間の形状において実現され、迅速な気圧低下または空調に必要とされる空気が防火障壁を介して流れる。

床要素は、例えば、貨物室の床の端に配置されるスラストプレートにて実現されてもよい。

これにより、航空機の胴体の構成要素に防火障壁を組み込むことが可能となる。
床要素は、この場合、２つの機能、すなわち、防火障壁の機能および航空機の胴体の構成要素の機能を満たす。

本発明の他の実施形態によれば、火の燃え移りに対する耐性を有するパネルは、シールにより密封された開口部の形状をした通気道を有することを特徴とし、そのシールは、火災が発生した場合、開口部を密封するように設計されている。

例えば、密封は、通常の動作モードにおいては開口していてもよく、迅速な気圧の補正を実現することができる。
熱が発生した場合、そのシールは自動的に開口部を密封し、それにより火が遮断され、空気の流れを防ぐ。

本発明の他の実施形態によれば、開口部はバネ力の影響を受けて密封される。

例えば、開口部が開いている位置にある場合、予め圧縮されているバネ機構を設けてもよい。
火災が検出されるか、火災による火が発生した場合、バネが解放され、シールによって開口部を密封させる。
バネは、例えば、火災による熱が発生した場合に破壊される感熱材料により保持されてもよい。
しかしながら、相応のセンサの特徴を有する、電気的な密封機構または他のさらに複雑な密封機構を提供することもまた可能である。

本発明の他の実施形態によれば、開口部は重力の影響を受けて密封される。

この実施形態は非常にシンプルな密封機構を示す。
例えば、感熱材料を用いて、蓋が開いた状態に保たれ、感熱材料がいったん発生した熱により損傷するか破壊されると、重力の影響を受けて通気道を密封するように落下する。

本発明の他の実施形態によれば、防火障壁はさらにスペーサを備え、火の燃え移りに対する耐性を有するパネルが、スペーサによって開いた状態において固定される蓋の形状で実現され、通気道が開口し、スペーサが、火災の場合に、パネルを介して通気道を密封するように設計される。

また、開口部は、例えばこの場合、重力またはバネの力などで密封されてもよい。
本実施形態の１つの重要な態様は、パネルがスペーサによって保持されることである。
熱が発生するか、熱源または熱による影響が検出された場合、スペーサは破壊されるか、または、例えば、変形され、その結果、蓋が閉じる。

例えば、スペーサは、バイメタル、形状記憶効果、形状記憶合金、または熱可塑性高分子からなる。

これは、金属または金属に相当する材料を熱するか、あるいは、例えば、熱せられた場合に収縮または破壊される材料を熱することによって蓋が閉じることを意味する。

本発明の他の実施形態によれば、さらに、防火障壁は火災が発生した場合に、通気道を密封するための熱膨張材料を備える。

この場合、例えば、熱の影響下で、泡状となって広がる材料が用いられる。

熱膨張材料は、パネルをコーティングする形状において実現されてもよい。
この場合、熱膨張材料が広がった場合に、パネル内にある空気孔を詰まらせるように設計して、空気道が実現される。

その結果、電気的な検出器または他のタイプの検出器は必要とされない。

本発明の他の実施形態によれば、火の燃え移りに対して耐性を有するパネルは、例えば、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、チタニウム、またはセラミックなどの材料を備える。

火に対する高い安定性および高熱耐性をこの方法において確保することができる。
本発明はさらに、上述の防火障壁の特徴を有する航空機を開示する。

本発明の他の実施形態は、従属請求項において規定される。

本発明の好適な実施形態は、図を参照して以下に記載される。

各図は略図として示しており、実際の縮尺通りに示してはいない。

以下の図面による記載において、同様の参照符号は同一または類似する要素に対して用いられる。

図１は、航空機の機体の略断面図を示す。
本航空機の機体は、貨物室５０１、客室５０２、外表面５０３、客室の床５１、および貨物室５０１と外表面５０３との間に形成された中間スペース１０２を有することを特徴とする。

中間スペース１０２は貨物室の床５の外縁から始まる。
客室の床は、スラストプレート（図１に示さず）または他の構造配置により、外縁領域５における航空機の胴体の外表面と繋がっている。
客室の床５１は、中間スペースの上端を形成する。
客室の床５１は、航空機の客室の壁板８と航空機の外表面５０３との間の領域に開かれている。
客室の床の端にあるスラストプレート５もまた開口部を有する（図２の参照符号１０を参照）。
これにより、急速な気圧の低下が生じた場合、気圧の補正を実現することができる。

図２は、図１の中間スペース１０２の略図である。
防火障壁は航空機の機体における異なる位置に配置されてもよく、特に、中間スペース１０２に配置されてもよい。
例えば、スラストプレート５が配置される位置１５に配置される。
この場合、スラストプレート５は防火障壁の一部を形成する。

また、防火障壁は、例えば、中間スペース１０２の端から端の間にある位置１６に配置されてもよい。

また、防火障壁は、客室の床５１（図１を参照）の領域内に位置する位置１４に配置されてもよい。
防火障壁がない場合、火災が生じた場合、いわゆる煙突効果が、貨物室５０１と航空機の機体５０３との間、すなわち中間スペース１０２において生じる恐れがある。
その煙突効果の理由としては、例えば、航空機の墜落、緊急着陸時、または他の危険な状況に伴う出火などである。
例えば、航空機は、地上への緊急着陸の後に発火し、次いで、機体の底領域または他の位置において、燃料に引火することを避けて、外側から内側（図１の参照符号１１を参照）へと燃え移る。

火は、最初、貨物室の下に位置する底湾曲領域に引火する。その理由は、燃料への引火を避け、航空機の底部においては、いわゆる「僅かな出火（ｐｏｏｒ ｆｉｒｅ）」しか生じないからである。
火は短期間のうちに航空機の機体に燃え移り、次いで、客室の床の下領域、すなわち、航空機のいわゆる底湾曲部の領域に燃え移る（図１の参照符号１３を参照）。

上述の中間スペース１０２により、火は、客室５０２の方向に向かって燃え続ける。
この場合、火の延焼は、いわゆる煙突効果のために、中間スペース１０２において加速する。
この効果は煙突の構造により理解されることであるが、入口の開口部と出口の開口部との間における高さの違いにより、密封された通路内において圧力差が生じ、その結果、通路内（あるいは、中間スペース内の各々）における空気の移動の加速が生じる。

しかしながら、この煙突の構造の所望の効果は、「墜落後の火災」といった状況における火の延焼を客室５０２の方向に加速させてしまう。

図３は、本発明の一実施形態による防火障壁の略分解組立図である。
防火障壁１００は、火の燃え移りに対して耐性のあるパネル１０１および床要素１０４を備える。
パネル１０１は、例えば、アラミド合成繊維および／または炭素繊維によって作られた構造物からなる。
しかしながら、ガラス繊維によって作られた構造物を使用してもよい。
また、パネル１０１は、チタン薄板またはセラミック板により構成してもよい。

パネル１０１は床板１０４（例えば、スラストプレート５からなる）から所定の距離を置いて設置され、それにより空気隙間１０９を形成する。

急激な気圧の低下を補正し、空調を保つのに必要な空気は、この空気隙間１０９を介して床下の領域に向かって流れることができる。

パネル１０１は閉じられており、このパネル１０１は火の燃え移りに対して耐性を有する材料により構成されている。

図４は、図３の防火障壁１００のＸ方向から見た略上面図である。
図４を参照すると、床要素１０４（スラストプレート５）およびパネル１０１の端面は互いに間隔を置いて配置されており、その結果、空気隙間を形成する。

図５は、図３の防火障壁１００の略図であり、パネルは、より良い外観を表示するために透明で示されている。
図５における矢印は、床要素１０４における開口部を介した空気の流れを示す。

図５を参照すると、空気の流れはパネル１０１によって迂回され、その結果、火の延焼を多いに防ぐ。

上述の煙突効果は、この方法において、中間スペースにおいて防がれる。
上述のように、防火障壁１００は、この中間壁のスペース内において異なる位置に配置されてもよい。

例えば、客室の床の領域内（図２、参照符号１４）、貨物室の床の端（図２、参照符号１５）、あるいは、上述の２つの設置位置の間の位置（図２、参照符号１６）などである。

本防火障壁における独創的な機能のための１つの基本的な必要条件は、迅速な気圧の低下を保証するために、本防火障壁を介した一定の空気の流れが、航空機の通常の作動モードにおいて確保される構成である。
しかしながら、火の延焼とそれに伴う煙突効果が、火災の場合に防がれるべきである。

火の延焼に対して耐性を有するパネル１０１を用いることで、急速な延焼（フラッシュオーバー）を抑制でき、その結果、客室の方向へ火が延焼する危険がない。

図６は、本発明の別の実施形態による防火障壁の略図である。
防火障壁は、火の延焼に対して耐性を有するパネル１０１を備え、開口部１０５および２０５を有することを特徴とする。
この場合、任意の数の開口部が提供されてもよい。

開口部１０５および２０５は、航空機の通常の動作モードにおいて、開口状態または上方へ旋回移動する、各開口部に対応する蓋の配置１０６および２０６を備える。
火の延焼に対して耐性を有するパネル１０１は、スラストプレート１０４の前に設置される。
パネルに使用できる材料は上述した。

開口部１０５および２０５は、迅速な気圧の低下を確保するために、十分な、妨げのない断面を提供する。
蓋部１０６および２０６は、例えば、熱可塑性高分子を用いてパネル１０１に接着され、回転可能なように固定される。
熱が発生した場合、蓋部１０６および２０６の熱可塑性高分子を用いた据え付けが融解し、蓋部は、蓋に対応する回転軸の周囲を回転しながら移動して、開口部１０５および２０５をシールにより密封する。

蓋に対応する回転軸の周囲を蓋が回転移動することは、例えば、重力のみの影響により実現してもよい。
しかしながら、バネ機構または他の回転機構を提供することで実現することもまた可能である。
通常、蓋部は、摺動するように構成されるので、蓋は開口部を密封するために必ずしも回転する必要はなく、むしろ、ずらすか、単に落下しさえすればよい。

図７は、本発明による防火障壁の別の実施形態を示す。
この場合、火の延焼に対して耐性を有するパネル１０１は、軸７０１の周囲を旋回移動する蓋の形態で実現される。
火災の場合、蓋１０１は、例えば、熱可塑性高分子からなるスペーサ１０７が融解することで密封される。
あるいは、通気道は、バイメタル板または「形状記憶」合金を用いることによって密封可能である。

この場合、蓋１０１は、金属、または、熱した場合に収縮する他の材料を熱することで、密封する。

図８は、本発明の別の実施形態を示す。
火の延焼に対して耐性を有するパネル１０１は、孔１０８の形状で複数の通気道を有することを特徴とする。
例えば、多孔板の形状のパネル１０１は、スラストプレート１０４上に直接に配置される。
孔１０８は、迅速な気圧低下を実現するために、十分な、妨げのない断面を確保する。

パネル１０１の後方側には、熱が発生した場合に膨張または泡状になり、この処理工程により孔１０８を密封する、熱膨張コーティング（図８に示されず）が提供され、それにより、爆焼現象（フラッシュオーバー）または煙突効果が生じるのを防ぐ。

これにより、消防隊が消火活動および救助活動を行うためのさらなる猶予時間を提供することができる。
客室内の火災に関しての乗客の安全性もまた、さらに改善される。
それゆえ、航空機の総合的な安全性標準が上昇する。

さらに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、任意の他の要素または工程を排除せず、「ａ」や「ａｎ」などの冠詞は複数を排除しないことにも留意されるべきである。
さらに、上述の実施形態のうちの１つを参照して記載された特徴または工程はまた、上述の他の実施形態における特徴または工程と組み合わせて用いることができることにも留意すべきである。
特許請求の範囲における参照符号は、限定の意味に解釈されるべきではない。

航空機の胴体部を断面にて示す略図である。 貨物室と機体の外壁との間における中間スペースの略図である。 本発明の一実施形態による防火障壁の略組立分解図である。 図３の防火障壁のＸ方向から見た略上面図である 図３の防火障壁の略透明図である。 本発明の他の実施形態による防火障壁を示す。 本発明の他の実施形態による防火障壁を示す。 本発明の他の実施形態による防火障壁を示す。

Claims (9)

1. 貨物室と客室との間での火の燃え移りを防止するための、航空機の機体に用いる防火障壁であって、
   前記航空機の通常の動作モードにおいて、前記防火障壁を介して所定の空気の流れを実現し、迅速な気圧の低下を達成する通気道と、
   火の燃え移りに対して耐性を有するパネルであって、前記通気道を介し、前記航空機の機体の中間壁のスペース内において火を遮断するように設計されるパネルと、を備え、
   前記火の燃え移りに対して耐性を有するパネルは、火災の場合にシールにより密封され得る形状を有する開口部を備えた通気道を有し、
   （ａ）前記シールは、熱可塑性高分子を用いて前記パネル上に配置および固定され、
   前記熱可塑性高分子は熱の影響を受けて融解して、前記シールの固定は解除され、且つ前記シールは前記開口部を密封させる、
   （ｂ）前記開口部は、バネ力の影響を受けて密封される、及び
   （ｃ）前記開口部は、重力の影響を受けて密封される、
   のいずれかの構成を具備する、ことを特徴とする防火障壁。
2. 前記火の燃え移りに対して耐性を有する前記パネルに接続された床要素をさらに備え、
   前記通気道は、前記床要素と前記パネルとの間における空気隙間の形状を利用して実現され、迅速な気圧の低下または空調に必要とされる空気は、前記防火障壁を介して流れる、ことを特徴とする請求項１に記載の防火障壁。
3. 前記防火障壁は、貨物室の床の端に配置されるスラストプレートにおいて実現される、ことを特徴とする請求項２に記載の防火障壁。
4. スペーサをさらに備え、
   前記火の燃え移りに対して耐性を有する前記パネルは、前記スペーサによって開いた状態において固定される蓋の形状で実現され、それにより前記通気道は開口し、
   前記スペーサは、火災の場合に、前記パネルを介して前記通気道を密封するように設計される、ことを特徴とする請求項１に記載の防火障壁。
5. 前記スペーサは、バイメタル、形状記憶効果を有する材料、および熱可塑性高分子からなる群より選択される材料を備えることを特徴とする請求項４に記載の防火障壁。
6. 火災の場合に前記通気道を密封するための熱膨張材料をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の防火障壁。
7. 前記熱膨張材料は、前記パネルをコーティングする形状で実現され、
   前記パネルは、通気道を形成する空気孔を有する、ことを特徴とする請求項６に記載の防火障壁。
8. 前記火の燃え移りに対して耐性を有するパネルは、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、チタニウム、およびセラミックからなる群より選択される材料を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の防火障壁。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の防火障壁を備える、ことを特徴とする航空機。

Images