JP6251050B2 - 航空機の消火設備および航空機 - Google Patents
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Description
消火ノズルには、設置部材の裏側に敷設された消火配管が接続される。
消火ノズルは、典型的には同じ区画に複数が設けられており、消火配管は、消火剤が封入されたタンクから各消火ノズルへと取り回される。
その骨組は、複数の部材を含んで構成されており、万一、区画内に持ち込まれた物品の爆発に伴う衝撃荷重が設置部材を介して骨組に伝達された際に、個々の部材が異なる向きや変位量で変位する場合がある。
支持構造は、第1支持部材と、第1支持部材とは別の第2支持部材と、を備える。
そして、本発明において、支持構造は、複数の第1支持部材と、第1支持部材に対して交差する複数の第2支持部材と、を備え、消火配管は、第1支持部材により複数の位置で支持される第1配管と、第1配管から所定の間隔を空けて複数が分岐し、それぞれが対応する第2支持部材により複数の位置で支持される第2配管と、第1配管および第2配管を接続する可撓性を有したチューブと、を備え、第2配管には複数の消火ノズルが接続されることを特徴とする。
チューブは可撓性を有するため、第1支持部材に追従する第1配管と、第2支持部材に追従する第2配管との各々の挙動に応じて、引張、圧縮、曲げ、ねじりの任意の形態で弾性変形する。これによって第1配管と第2配管との相対変位を吸収できるので、第1配管および第2配管に過大な応力が作用することを回避して破損を防止できる。
そうすると、各配管が複数の支持部材に跨がらないので、複数の支持部材が各々に挙動しても、各配管は、支持された支持部材に追従するだけである。そして、チューブによる上記作用により、第1配管と第2配管との相対変位が吸収される。
そのカバーにより、設置部材を貫通した飛来物などからチューブを保護することができる。
その壁により、設置部材に対して斜めから飛来した飛来物に対してチューブをより確実に保護することができる。
そうすると、第1配管の接続部と第2配管の接続部との間の距離とチューブの長さとの差の分、チューブ端が変位可能である。チューブ端の変位により、より大きな相対変位を吸収することができる。
図4を参照すると、第1配管21と第2配管22とを延長させたときの仮想の交差点Xに対して、接続部21Jおよび接続部22Jが前後方向および左右方向にシフトしている。
そうすると、2以上の方向にチューブが変位可能となるので、チューブの変位により、様々な方向への変位を吸収することができる。
ここで、上記の消火設備は、航空機に形成されるいずれの区画の消火に用いるものであってもよい。
特に、荷物に紛れて爆発物が持ち込まれる可能性が高い区画である荷物室を消火するために好ましく用いることができる。
本発明によれば、上述した消火設備と同様の作用および効果を得ることができる。
本実施形態では、航空機の荷物室(カーゴルーム)内の火災を消火する消火設備を例示する。
〔胴体の構造〕
図1に示す荷物室11は、航空機の円筒状をした胴体の後部に配置される。
その胴体の構造10(以下、胴体構造)は、胴体の骨組を構成する複数のフレーム12および複数のストリンガ13と、胴体の外表面を形成するスキン(図示しない)とを含んで構成される。
フレーム12は、円環状に形成され、前後に間隔をおいて配置される。
ストリンガ13は、各フレーム12に対して直交するように前後方向に延びており、スキンの裏側に設けられる。ストリンガ13は、フレーム12の外周に、周方向に所定の間隔をおいて組み付けられる。
フレーム12の外周には、ストリンガ13を通すための凹部120(図3)が形成される。この凹部120の近くでフレーム12とストリンガ13とが組み付けられる。
これらのフレーム12およびストリンガ13は、後述する消火配管18を支持する支持部材として機能する。
胴体構造10の内側には、荷物室11の壁・天井用のライナ14(図2、図3)と、荷物室11の床用のライナ15(図1)と、荷物室11の前端および後端にそれぞれ位置するライナ(図示しない)が設けられる。これらのライナ(設置部材)は、胴体構造10により支持されており、荷物室11の室内空間(区画)を形成する。
これらのライナは、所定の耐火性を有する材料から形成される。本実施形態のライナは、ガラス繊維を含有する繊維強化樹脂(GFRP;Glass Fiber Reinforced Plastics)から形成される。
荷物室11内の火災を消火する消火設備20は、図2に示すように、消火剤の供給源である高圧タンク16Aおよび低圧タンク16Bと、消火剤を荷物室11内へと噴射する複数のノズル装置17と、タンク16A,16Bから各ノズル装置17へと消火剤を供給する消火配管18と、消火配管18が胴体構造10の複数の部材に跨る箇所に位置するチューブ組付体30とを備える。
高圧タンク16Aおよび低圧タンク16Bには、ハロン1301、ハロン1211、ハロン2402等のハロン系消火剤や、HFC−227ea、HFC−23等のハイドロフルオロカーボン系消火剤などが封入される。高圧タンク16A内の消火剤の圧力は、低圧タンク16B内の消火剤の圧力よりも高い。高圧タンク16Aは急速に消火剤を供給し、初期消火を図るために用いられ、低圧タンク16Bは、高圧タンク16Aよりも長時間、消火剤を継続して供給し、消火を完了するために用いられる。
これらのタンク16A,16Bは、荷物室11の後方に位置する防火壁(図示しない)と、防火壁よりも後方に設けられる与圧隔壁(図示しない)との間に設置される。
ノズル装置17は、本実施形態では6つある。これらのノズル装置17は、ライナ14の天井部分において、前後方向に3つ、左右方向に2つ、合計で6つが所定の間隔をおいて配列される。左側に位置するノズル装置17と、右側に位置するノズル装置17との間に、天井部分のセンターラインCL(12時位置)が設定される。
各ノズル装置17は、ライナ14に形成された開口を介して荷物室11内に向けて消火剤を噴出するノズル(図示しない)と、ライナ14の裏側に設けられるとともにノズルが組み付けられるパン171と、ノズルおよびパン171の間の隙間を塞ぐシール(図示しない)とを備える。
消火配管18は、ライナ14の裏側に配置される。ライナ14は、複数のパネル141に分割して形成されており、これらのパネル141が胴体構造10の内側に円弧状に設置される。
消火配管18は、後端側がタンク16A,16Bに接続されるとともに、ライナ14の外周に沿って前側へと延出する第1配管21と、第1配管21からノズル装置17に向けて分岐する複数(ここでは3つ)の第2配管22とを備える。
第1配管21は、タンク16A,16Bの位置からライナ14の外周に沿って立ち上がり(図示省略)、センターラインCLの左側で前側へと延出する。
第1配管21は、図2に示す一点鎖線に沿って配置されるストリンガ13に沿って延出する。第1配管21は、図3に示すように、隣り合うフレーム12とフレーム12との間でストリンガ13により支持されており、フレーム12と干渉する部分はフレーム12の下側をくぐるように曲げて形成される。
第1配管21は、第1配管21に装着されたクランプ23と、ストリンガ13に設けられたブラケット24とがボルトで締結されることによってストリンガ13に支持される。
一方、第2配管22は、図2に示すように、各々、チューブ組付体30のチューブ31を介して第1配管21に接続され、第1配管21に対して直交するように右側へと延出する。そして、左右に並ぶ2つのノズル装置17の各々のノズルに、継手を介して接続される。
また、第2配管22(22A,22B,22C)は、長さ方向の複数箇所で、クランプ25およびブラケット26を用いて、それぞれ、フレーム12(12A,12B,12C)により支持される。
第1配管21を支持する箇所、および第2配管22を支持する箇所は、適宜定められる。支持箇所のピッチを調整することにより、共振を避けるために適した固有振動数に設定することができる。
より具体的には、第1配管21の接続部21Jは、図3に示すように、隣り合うストリンガ13,13と隣り合うフレーム12,12とで囲まれた領域R1において後側に位置する。
第2配管22の接続部22Jは、領域R1の右隣の領域R2において前側に位置する。
但し、図5(a)に示すように、第1配管21の接続部21Jの右側に、第2配管22の接続部22Jが位置していてもよい。接続部21Jと接続部22Jとは、チューブ31の長さだけ左右方向に離して配置される(左右方向にシフト)。
チューブ組付体30は、第1配管21と第2配管22とを相対変位可能に接続する。チューブ組付体30は、本実施形態では3つ設けられる。
チューブ組付体30は、図2および図3に示すように、第1配管21および第2配管22を接続するチューブ31と、チューブ31を下側から覆うカバー32とを備える。
チューブ31は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共同合体)、ETFE(テトラフルオロエチレン(C2F4)とエチレン(C2H4)の共重合体)等の樹脂材料から形成されており、可撓性を有する。チューブ31は、樹脂系材料から形成された内側チューブの外周を金属製のメッシュチューブにより被覆したものでもよい。
本実施形態のチューブ31としては、フッ素系樹脂材料からなるチューブの外側をステンレス鋼のメッシュにより被覆したものが用いられる。
なお、図3の中央に示すチューブ組付体30のチューブ31は、第1配管21の前端に接続されるために、L型の継手33を介して第1配管21に接続される。残りの2つのチューブ組付体30の各チューブ31は、T型の継手33を介して第1配管21に接続される(図2)。
チューブ31に設けられる他方の口金312は、L型の継手34(図3)を介して第2配管22の接続部22Jに接続される。
カバー32は、ライナ14を貫通した飛来物などからチューブ31を保護する。飛来物としては、例えば、荷物室11内で発砲された場合の弾丸を例示できる。
上述した消火配管18は、そのような飛来物による衝撃を受けても破損しない材料により形成されており、本実施形態ではアルミニウム合金が用いられる。
本実施形態のカバー32は、アルミニウム合金から適切な厚みで形成される。
カバー32は、上方からのチューブ31の投影領域のほぼ全体を含む平面形状とされていて、チューブ31を全体的に下側から覆う。ここで、口金311,312は、カバー32の外側に位置していてもよい。
カバー32は、フレーム12にボルト等で固定される。なお、ストリンガ13にカバー32を固定することもできる。
本実施形態の消火設備20は、図示しない火災検知装置により、荷物室11内で火災が発生したことが検知されると自動的に作動する。
消火設備20は、まず、高圧タンク16Aのバルブを開き、消火配管18を通じて各ノズル装置17に消火剤を急速に供給する。次に、消火設備20は、低圧タンク16Bのバルブを開き、各ノズル装置17に消火剤を継続して供給する。
ノズル装置17のノズルから消火剤が噴射されることにより、荷物室11内の消火剤の濃度が高まり、消火剤によって燃焼反応が阻害されるので、消火に至る。
ところで、荷物室11には、荷物として爆発物が持ち込まれるおそれがある。その爆発物が爆発すると、爆風による衝撃荷重がライナ14に作用する。この衝撃荷重がライナ14を介して胴体構造10の骨組に伝わると、骨組を構成する各部材、すなわち複数のフレーム12および複数のストリンガ13の各々が個々に挙動して変位しうる。つまり、複数のフレーム12および複数のストリンガ13のうちの一の部材と他の部材との変位の向き、変位量が相違しうる。
その場合に消火配管18に過大な応力が作用することを避けるために、本実施形態では、単一のストリンガ13(13A)により第1配管21を支持している。
また、単一のフレーム12Aにより第2配管22Aを支持し、単一のフレーム12Bにより第2配管22Bを支持し、単一のフレーム12Cにより第2配管22Cを支持する。
つまり、支持部材と配管とを1対1で対応させる。
チューブ31は可撓性を有するため、ストリンガ13に追従する第1配管21と、フレーム12に追従する第2配管22との各々の挙動に応じて、引張、圧縮、曲げ、ねじりの任意の状態で弾性変形する。これによって第1配管21と第2配管22との相対変位を吸収できるので、第1配管21および第2配管22に過大な応力が作用することを回避して破損を防止できる。
加えて、上下にもシフトさせていると、さらに上下方向にもチューブ31が変位可能となる(図6(C))。
つまり、第1配管21の接続部21Jと、第2配管22の接続部22Jとをシフトさせると、チューブ31の変位により、様々な方向への変位を吸収することができる。
第1配管21と、第2配管22は、任意に取り回すことができる。
例えば、図5(b)に示すように、第1配管21の左右両側にそれぞれ、第2配管22を接続することもできる。
また、消火配管18が、一のストリンガ13により支持される第1配管21とは別に、他のストリンガ13により支持される第1配管21を備えていてもよい。
また、本発明は、航空機の荷物室の他に、例えば、航空機のエンジンを収容するエンジン室や、補助動力装置を収容する補助動力装置室など、航空機が備える各種の区画の消火設備にも適用することができる。
さらに、本発明は、航空機に限らず、例えば、船舶、鉄道、建物などの各種区画の消火設備にも適用することができる。
11 荷物室(区画)
12 フレーム(第1支持部材)
13 ストリンガ(第2支持部材)
14 ライナ(設置部材)
15 ライナ
16A 高圧タンク
16B 低圧タンク
17 ノズル装置
18 消火配管
20 消火設備
21 第1配管
21J 接続部
22 第2配管
22J 接続部
23,25 クランプ
24,26 ブラケット
30 チューブ組付体
31 チューブ
32 カバー
32A 壁
33,34 継手
120 凹部
141 パネル
171 パン
311,312 口金
CL センターライン
R1,R2 領域
X 交差点
Claims (11)
- 航空機の区画を形成する設置部材に設けられる消火ノズルと、
前記設置部材を裏側から支持する支持構造に設けられ、前記消火ノズルへと消火剤を供給する消火配管と、を備え、
前記支持構造は、
複数の第1支持部材と、
前記第1支持部材に対して交差する複数の第2支持部材と、を備え、
前記消火配管は、
前記第1支持部材により複数の位置で支持される第1配管と、
前記第1配管から所定の間隔を空けて複数が分岐し、それぞれが対応する前記第2支持部材により複数の位置で支持される第2配管と、
前記第1配管および前記第2配管を接続する可撓性を有したチューブと、を備え、
前記第2配管には複数の前記消火ノズルが接続される、
ことを特徴とする航空機の消火設備。 - 前記第1配管は、単一の前記第1支持部材により支持され、
前記第2配管は、単一の前記第2支持部材により支持される、
ことを特徴とする請求項1に記載の航空機の消火設備。 - 前記チューブは、
前記設置部材の裏側に対向するカバーによって覆われる、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の航空機の消火設備。 - 前記カバーは、
板状に形成されるとともに、
周縁から立ち上がり、前記チューブを包囲する壁を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載の航空機の消火設備。 - 前記チューブは、
前記チューブを介して接続される前記第1配管の接続部と前記第2配管の接続部との間の距離よりも長い、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の航空機の消火設備。 - 前記第1配管と前記第2配管とを延長させた場合の仮想の交差点に対して、
前記第1配管の前記接続部および前記第2配管の前記接続部は、少なくとも、前記航空機の前後方向及び前記前後方向と直交する左右方向において互いにシフトしている、
ことを特徴とする請求項5に記載の航空機の消火設備。 - 航空機の区画を形成する設置部材に設けられる消火ノズルと、
前記設置部材を裏側から支持する支持構造に設けられ、前記消火ノズルへと消火剤を供給する消火配管と、を備え、
前記消火配管は、
前記支持構造を構成する第1支持部材により支持される第1配管と、
前記支持構造を構成し、前記第1支持部材に対して交差する第2支持部材により支持される第2配管と、
前記第1配管および前記第2配管を接続する可撓性を有したチューブと、を備え、
前記チューブは、
前記設置部材の裏側に対向するカバーによって覆われる、
ことを特徴とする航空機の消火設備。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の消火設備を備える、
ことを特徴とする航空機。 - 前記支持構造は、胴体の構造であり、
前記第1支持部材は、前記胴体の構造部材であるフレームおよびストリンガの一方であり、
前記第2支持部材は、前記胴体の構造部材であるフレームおよびストリンガの他方である、
ことを特徴とする請求項8に記載の航空機。 - 前記区画は、荷物を収容する荷物室である、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の航空機。 - 航空機の区画を形成する設置部材を裏側から支持する支持構造に設けられる配管構造であって、
前記支持構造を構成する複数の第1支持部材により複数の位置で支持される第1配管と、
前記支持構造を構成し、前記第1支持部材に対して交差する複数の第2支持部材により支持される第2配管と、
前記第1配管および前記第2配管を接続する可撓性を有したチューブと、を備え、
前記第2配管は、
前記第1配管から所定の間隔を空けて複数が分岐し、それぞれが対応する前記第2支持部材により複数の位置で支持される、
ことを特徴とする航空機の配管構造。
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