JP6516611B2 - 輸送体のダクト保護システム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明の技術分野は、概して、輸送体のダクトの保護に関し、より詳細には、ダクト保護方法及びシステムに関する。
少なくとも幾つかの既知の輸送体は、輸送体内で熱気、ガス、又は流体の通流を案内するダクトを含む。そのようなダクトが、熱及び／又は湿気に敏感な構造物の付近に配置されることがしばしばある。従って、そのような構造物付近でダクトの破断や破裂が発生すると、破砕したダクトから逃げる流体及び／又はダクトから断絶した破片により、構造物の故障及び／又は関連付けられた輸送体への望ましくない影響が発生することがある。幾つかの既知の輸送体において、センシティブな構造物をダクトから分離し保護する物理的バリアを作るために、構造用遮蔽システムが用いられている。しかしながら、構造用遮蔽システムは設置が困難であるか労力を要し、物理的に重く、及び／又は製造や維持に費用がかさむ。
一態様によれば、ダクトと共に使用する装置が提供される。この装置は、弾道閉じ込め（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ）層、及び飛散物閉じ込め層に連結される絶縁シースを含む。絶縁シースは、第１の空気閉じ込め層及び第２の空気閉じ込め層を含む。絶縁シースは、第１の空気閉じ込め層と第２の空気閉じ込め層との間に配置された絶縁層も含む。
別の態様によれば、ダクトの破砕部から排出される流体フローを閉じ込める装置の製造方法が提供される。この方法は、飛散物閉じ込め層を形成すること、及び絶縁シースを形成することを含む。絶縁シースを形成することは、第１の空気閉じ込め層を形成することと第２の空気閉じ込め層を形成することとを含む。絶縁シースを形成することは、第１の空気閉じ込め層と第２の空気閉じ込め層との間に配置された絶縁層を形成することを更に含む。この製造方法は、飛散物閉じ込め層を絶縁シースに連結することを更に含む。
さらに別の態様によれば、輸送体用ダクト保護システムが提供される。このダクト保護システムは、ダクト及びダクト破裂装置を含む。ダクト破裂装置は、飛散物閉じ込め層、及び飛散物閉じ込め層に連結された絶縁シースを含む。絶縁シースは、第１の空気閉じ込め層及び第２の空気閉じ込め層を含む。絶縁シースは、第１の空気閉じ込め層と第２の空気閉じ込め層との間に配置された絶縁層も含む。
上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施例において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施例について、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に説明する。
輸送体で用いられ得る例示的なダクトシステムの斜視図である。 図１に示すダクトシステムと共に使用され得る例示的なダクト破裂装置の破断図である。 図１に示すダクトシステムと共に使用され得るダクト破裂装置の断面図である。 図２に示すダクト破裂装置の平面図である。 図２に示す装置の例示的な製造方法のフロー図である。
本明細書に記載のシステム及び方法は、輸送体のダクト保護を可能にする。本明細書で使用する「輸送体」という語は、乗客、貨物、及び／又は装備を移送可能な任意の可動な機械を指す。例えば、輸送体は、自動車両（例えば、車、バス、及びトラック）であるのみならず、水上船、海洋船、航空機、及び／又は宇宙船を含むがこれらに限定されない。
図１は、輸送体（図示せず）と共に使用され得る例示的なダクトシステム１００の斜視図である。例示的なダクトシステム１００は航空機と共に使用され、飛行機、無人機（ＵＡＶ）、グライダー、ヘリコプター、及び／又は空域を飛行する任意の他の輸送体を含むがこれらのみに限定されない。ダクトシステム１００は、航空機内で支持構造物１０４に連結されたダクト１０２を含む。例示的な実施例で、ダクト１０２は燃料タンク１０６に隣接して配置されている。
例示的な実施例で、ダクト１０２は、補助動力装置（ＡＰＵ）からのブリードエアを案内するのに用いられるＡＰＵエアダクトである。代替的に、ダクト１０２は、空気、ガス、及び／又は液体を構造物を通って案内可能な任意のダクトであってよい。ダクト１０２は任意のサイズであってよく、空気、ガス、及び／又は液体を輸送体を通って案内可能な任意の材料（例えば、チタン、ステンレス鋼、又はニッケル合金）で作製され得る。幾つかの実施例で、ダクト１０２は、高圧フロー、低圧フロー、高温フロー、及び低温フローのうちの少なくとも１つを内部で案内する。
図２は、ダクトシステム１００（図１に示す）と共に使用され得る例示的なダクト破裂装置２００の破断図であり、図３はダクト破裂装置２００の断面図であり、図４はダクト破裂装置２００の平面図である。例示的な実施例で、ダクト破裂装置２００は、ダクト１０２内の破裂の結果物から周囲の構造物を保護するため、破片の捕捉と流体フロー１０８の誘導とを促進するために、ダクト１０２を実質的に囲む。ダクト破裂装置２００はまた、ダクト破裂中にダクト１０２に生じた破砕部１１０から排出される流体フロー１０８を、外部環境に及び／又は望ましい方向に案内するように配向される。
例示的な実施例で、ダクト破裂装置２００は、飛散物閉じ込め層２０２、及び飛散物閉じ込め層２０２を実質的に囲む絶縁シース２０４を含む。絶縁シース２０４は、内側空気閉じ込め層２０６、絶縁層２０８、及び外側空気閉じ込め層２１０を含み、ダクト破裂事象においてダクト１０２から流出する高圧流体との接触から層２０８を保護するために、層２０８は層２０６と層２１０との間にある。例示的な実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、ダクト１０２及び飛散物閉じ込め層２０２を実質的に囲む絶縁シース２０４に実質的に係合する。飛散物閉じ込め層２０２はダクト１０２周囲に伸びるので、層２０２は、ダクト破砕部１１０が開くのを防止し、次いで、ダクト１０２の一部がダクト１０２から破断することを防止し、ダクト１０２周囲の構造物を保護する。更に、破片がダクト１０２からの流体フロー１０８によって加速する機会を得る前に破片を妨害することにより、飛散物閉じ込め層２０２は、破片が飛散物閉じ込め層２０２を貫通するのに十分な速度まで加速する前に破片を「捕捉する」。更に、絶縁シース２０４が最も内部の層であってダクト１０２に接触し、飛散物閉じ込め層２０２が絶縁シース２０４を囲んでもよい。別の実施例では、絶縁シース２０４が飛散物閉じ込め層２０２と一体に形成される。幾つかの実施例で、飛散物閉じ込め層２０２並びに／又は空気閉じ込め層２０６及び２１０のいずれもが、絶縁層２０８として機能する。
例示的な実施例で、ダクト破裂装置２００は、外側飛散物閉じ込め層２１２がダクト破裂装置２００の最も外部の層であるように、絶縁シース２０４を実質的に囲む外側飛散物閉じ込め層２１２を含む。代替的に、ダクト破裂装置は外側飛散物閉じ込め層２１２を含まなくてもよく、そのような実施例では、絶縁シース２０４がダクト破裂装置２００の最外部層である。
例示的な実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、ダクト１０２内の爆発や破裂により生じる破片や衝撃を吸収可能なパラアラミド繊維材料で形成される。一般的に、飛散物閉じ込め層２０２は、セラミック材、グラファイト材の組物及び／又は織物材、ガラス材、又は炭素繊維織物を含むがこれらに限定されない、ダクト１０２内の爆発や破裂により生じる破片や衝撃の吸収を促進する任意の厚さを有する任意の材料で形成される。飛散物閉じ込め層２０２は、約０．０６２５インチ〜約０．１２５インチの範囲の厚さで形成される。例示的な実装において、飛散物閉じ込め層２０２は、Ｓガラス繊維の織物で形成され、ダクト破裂による破片の貫通防止を促進するように選択された高い引張強度を有する。飛散物閉じ込め層２０２は、Ｅガラス繊維の織物で形成されてもよい。一実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、１ヤードあたり約５．０オンス（ｏｚ．／ｙｄ．）〜約２０．０ｏｚ．／ｙｄの範囲内の繊維間隔密度を有するガラス繊維織物から作製される。より具体的には、一実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、１ヤードあたり約１０．０オンス（ｏｚ．／ｙｄ．）〜約１５．０ｏｚ．／ｙｄの範囲の繊維間隔密度を有するガラス繊維織物から作製される。更に、例示的な実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、ガラス繊維ロービングが１インチあたり１．０の横糸打ち込み本数（ｐｉｃｋ）〜１インチあたり約２０．０の横糸打ち込み本数の範囲内である、ガラス繊維織物から作製される。より具体的には、飛散物閉じ込め層２０２は、ガラス繊維ロービングが１インチあたり５の横糸打ち込み本数であるガラス繊維織物から作製される。このような材料特性により、飛散物閉じ込め層２０２がダクト破裂事象による衝撃を吸収可能となるために適切な効力を有することが可能となる。しかしながら、当業者は他の適切な代替形態を認識するであろうことが理解される。
飛散物閉じ込め層２０２は、層２０２が、任意のサイズの破片を妨害する一方で伸長して破片の衝撃エネルギーを吸収することもできるように、ダクト１０２周囲に巻かれる。従って、ガラス繊維織物の各ストランドが、ダクト破砕部１１０に直近のストランド部分を超えた伸長を伸ばす量の分、織物構造を通って引かれることが望ましい。更に、飛散物閉じ込め層２０２は、強度や弾性特性を大幅に低下させることなくダクト１０２内の高温に耐えられる任意の材料で形成される。より具体的には、一実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、約３００°Ｆ〜約６００°Ｆの範囲内の温度に耐えられる材料で形成される。
飛散物閉じ込め層２０２がガラス繊維織物で形成される実施例では、環境曝露（例えば湿気）からのガラス繊維の遮蔽を促すために、製造中にサイジングの薄層（図示せず）が織物に塗布される。典型的には、サイジングは耐低温性を有するシリコーンポリマー材料で形成され、上述の温度範囲の温度に晒されると化学分解されて、ガラス繊維がダクト破片を阻むように織物内を移動することを実質的に妨げる、粘着性の残留物となる。従って、そのような分解を防止するために、この例示的な実施例では、サイジングがダクト１０２への設置の前にガラス繊維織物から除去される。代替的に、ガラス繊維織物がサイジングなしで形成されるか、サイジングが耐高温性を有する材料で形成されてもよく、この場合サイジングは除去の必要がない。
例示的な実施例で、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、絶縁層２０８がいかなる破砕部１１０からの流体フロー１０８からも実質的に隔離されるよう、間にある絶縁層２０８を実質的に封入する。より具体的には、例示的な実施例で、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、シリコーンゴムなどであるがこれに限定されない、耐熱性且つ不透過性の材料で形成され、これにより、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０が、高温高圧の流体フロー１０８への曝露から絶縁層２０８を遮蔽することを促す。従来、ダクト保護デバイスで用いられる絶縁体のタイプは、ダクト破砕部からの流体フローへの曝露に対して劣化することなく耐えるのに十分な重量と密度とを有する材料に限定されていた。しかしながら、絶縁層２０８は流体フロー１０８又は任意の他の流体に晒されないので、絶縁特性がより高い及び／又はより低密度且つ軽量であるなどの、より広範囲の絶縁材料が層２０８の形成に用いられ得る。例えば、例示的な実施例で、絶縁層２０８はガラス繊維セラミックフェルト材料で形成され、０．１２５インチ〜０．５インチの厚さを有することにより、絶縁層２０８が、約３００度〜約６００度の範囲の温度を有するダクト１０２からの燃料タンク１０６（図１に示す）などのセンシティブな設備の絶縁を促進する。代替的に、絶縁層２０８は、燃料タンク１０６の任意の温度のダクト１０２からの絶縁を促進する、任意の厚さを有する任意の材料で作成され得る。
更に、航空機の高度変化により、装置２００内の空気が装置２００内で膨張し加圧されることがある。更に、高度変化により、装置２００内の層２０２、２０６、２０８、２１０のうちの任意の層間で、凝縮が生じることがある。従って、装置２００は、装置２００内の任意の圧力上昇を解放するように動作可能なリリースポート（図示せず）を含んでもよい。リリースポートは装置２００の底部側に配置されるのが好ましく、これにより、凝縮物が形成される場合、凝縮物が重力によって装置２００の底部側に促されリリースポートを通じて放出される。
上述のように、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、耐熱性且つ不透過性の材料で形成される。より具体的には、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０の各々は、空気、ガス、又は液体をシール及び／又は保持可能な軽量の非多孔性材料で形成される。幾つかの実施例で、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、シリコーン被覆ガラスクロス材料及び／又は実質的に可撓性のポリマーで被覆されたファブリックで形成され、１／８インチ〜１／３２インチの範囲の厚さで形成される。代替的に、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、ダクト１０２からのフローを実質的に閉じ込める及び／又はシールすることを促す任意の厚さを有する任意の材料で形成される。例示的な実施例で、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、同じ材料で形成される。代替的に、内側閉じ込め層２０６が外側閉じ込め層２１０よりも耐熱性の高い材料で形成される。
例示的な実施例で、ダクト破裂装置２００はまた、外側飛散物閉じ込め層２１２をダクト破裂装置２００の最外部層として含む。例示的な実施例で、外側飛散物閉じ込め層２１２は、絶縁シース２０４の外側空気閉じ込め層２１０の周囲で連結される。外側飛散物閉じ込め層２１２は絶縁シース２０４を囲むので、外側飛散物閉じ込め層２１２は大気温度のみに晒される。従って、外側飛散物閉じ込め層２１２は、飛散物閉じ込め層２０２と同程度の耐高温性を有する材料で形成される必要がなく、むしろ、繊維複合材などであるがこれらに限定されない、常温の破片の貫通を実質的に防止する材料で形成されてよい。
各層２０６、２０８、及び２１０において、径方向に向けられた排出口２１４が形成される。排出口２１４は、破砕部１１０から放出されダクト１０２内に維持された流体フロー１０８を、燃料タンク１０６（図１に示す）などのセンシティブな設備から離して外部環境へと案内するように構成される。排出口２１４は、装置２００に、及び少なくとも層２０６、２０８、及び２１０内に形成され、これにより、流体フロー１０８（例えば、空気、ガス、又は液体）が装置２００全体を通して及び装置２００とダクト１０２との間に形成された空洞を通して案内される。流体フロー１０８は、タンク１０６及び支持構造物１０８（双方とも図１に示す）などの構造物を、破砕部１１０を出るフロー１０８から保護することを促進する、所定位置の排出口２１４から放出される。例示的な実施例で、排出口２１４は空気閉じ込め層２０６及び２１０と同じ材料で作製される。代替的に、排出口２１４は、流体フロー１０８に対し不透過性の任意の材料で作製されてよい。各実施例において、絶縁層２０８はフロー１０８から隔離され、曝露されない。図４は３つの排出口２１４を含む装置２００を示しているが、任意のサイズの任意の数の排出口２１４が装置２００全体で使用されてよい。
例示的な実施例で、物体が装置２００の外側から排出口２１４を通じて飛散物閉じ込め層２０２にアクセスし潜在的にこれを損傷することを防止するために、排出口カバー２１６が各排出口２１４を覆って固定される。排出口カバー２１６は、外側空気閉じ込め層２１０の製造に用いる材料と同じ材料で作製される。代替的に、排出口カバー２１６は、任意の他の材料又は材料の組み合わせで作製されてもよい。排出口カバー２１６は、第１の固定部分２１８と第２の固定部分２２０とを介して外側空気閉じ込め層２１０に連結される。例示的な実施例で、第１の固定部分２１８は、排出口カバー２１６を外側空気縫合によって閉じ込め層２１０に強固に連結する。代替的に、部分２１８は、超音波溶接及び／又は機械的ファスナなどであるがこれらに限定されない、排出口カバー２１６を層２１０に強固に固定する任意の連結方式で層２１０に連結され得る。例示的な実施例で、第２の固定部分（例えば、取り外し可能なファスナ）２２０は、面ファスナを介して排出口カバー２１６を外側空気閉じ込め層２１０に取り外し可能に連結する。代替的に、部分２１８は、排出口カバー２１６を層２１０に取り外し可能に連結する任意の連結手段を用いて、層２０４に連結され得る。
幾つかの実施例で、排出口２１４に隣接してセンサ２２２が配置される。より具体的には、例示的な実施例で、センサ２２２は排出口カバー２１６内にある。例示的な実施例で、センサ２２２は熱センサである。代替的に、センサ２２２は、化学センサ、フローセンサ、及び／又は歪ゲージなどであるがこれらに限定されない、フローや熱特性を検知する任意のセンサであり得る。幾つかの実施例で、センサ２２２によって収集されたデータを速やかに見ることができるよう、センサ２２２は表示ユニット（図示せず）に連結される。代替的に、センサ２２２は、センサ２２２によって収集されたデータを記憶、解析、提示及び／又は送信するリモートコンピューティングデバイス（図示せず）に連結される。センサ２２２は、表示ユニット及び／又はリモートコンピューティングデバイスに、有線又は無線信号を介して連結され得ることに留意されたい。例示的な実施例で、装置２００は、フロー１０８のフロー特性がユーザに提示されるように、破砕部１１０から放出されたフロー１０８をセンサ２２２の方へ案内する。
装置２００はまた、フロー１０８が破砕部１１０から放出されるとき装置２００がダクト１０２周囲で回転することを実質的に防止する、回転防止フィーチャ２２４を含む。フィーチャ２２４は層２０２、２０６、２０８、２１０、及び２１２内に形成され、ダクト１０２から伸びるタブ２２６を受けるサイズとされる。フィーチャ２２４は、ホースクランプを含むがこれに限定されない、装置２００のダクト１０２に対する回転を実質的に防止する任意のフィーチャであり得ることに留意されたい。
例示的な実施例で、装置２００は、長さ方向のファスナシステム２３０及び幅方向のファスナシステム２４０を含む。本明細書で使用する、ファスナシステム２３０及び／又は２４０は、自己支持型ファスナであり得る。例示的な実施例で、長さ方向のファスナシステム２３０は、装置２００の最外部層（例えば、外側空気閉じ込め層２１０又は外側飛散物閉じ込め層２１２）の外側２５０に連結される第１の長さ方向のファスナ２３２、及び、装置２００の最外部層（例えば、外側空気閉じ込め層２１０又は外側飛散物閉じ込め層２１２）の内側２５２に連結される第２の長さ方向のファスナ２３４を含む。装置２００はダクト１０２周囲に配置されるので、第１のファスナ２３２は第２のファスナ２３４に係合し、装置２００をダクト１０２に固定し、フロー１０８を装置２００内に実質的にシールする。同様に、幅方向のファスナシステム２４０は少なくとも１つの第１の幅方向のファスナ２４２及び第２の幅方向のファスナ２４４を含む。装置２００の外側２５０に連結される第１のファスナ２４２は第２のファスナ２４４に係合する。第１のファスナ２４２及び第２のファスナ２４４は、装置２００の対向する幅方向の縁２４６及び２４８に隣接して外側２５０に連結され、フロー１０８を装置２００内に実質的にシールする。例示的な実施例で、ファスナシステム２３０及び２４０の各々は、圧力ジッパ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｚｉｐｐｅｒ）などであるがこれらに限定されない、自己支持型ファスナを含む。代替的に、ファスナシステム２３０及び２４０は、面ファスナ、又は本明細書に記載の装置の動作を促進する任意のファスナを含んでもよい。装置２００及び／又はダクト１０２を検査できるよう、ファスナシステム２３０及び２４０の各々はダクト１０２に取り外し可能に連結される。
例示的な実施例で、飛散物閉じ込め層２０２の対向する端部２５４及び２５６は、対向する端部２５４及び２５６が取り外し可能に共連結されることを可能にする、ステンレス鋼面ファスナなどであるがこれに限定されないファスナ２５８を介して、共連結される。ダクト破裂事象中、動作時に、ファスナ２５８は、高圧及び高温に確実に耐えねばならない。従って、ファスナ２５８は、そのような環境に耐えられる任意の材料で構成される任意のタイプのファスナであってよい。同様に、外側飛散物閉じ込め層２１２の対向する端部２６０及び２６２は、ステンレス鋼面ファスナなどであるがこれらに限定されないファスナ２６４を介して共連結される。絶縁層２０８は、縫合及び／又は接着接合を介して、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０のうちの少なくとも１つに連結される。代替的に、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、本明細書に記載の装置２００の動作を可能にする任意の手段を用いて、絶縁層２０８に連結されてもよい。絶縁層２０８を空気閉じ込め層２０６及び／又は２０８に連結することにより、絶縁層２０８の所定位置での保持を促し、絶縁層２０８が内側空気閉じ込め層２０６と外側空気閉じ込め層２１０との間で動くことを防止することが可能となる。
更に、例示的な実施例で、外側空気閉じ込め層２１０は、第１の端部２６６及び対向する第２の端部２６８を含む。同様に、内側閉じ込め層２０６は、第１の端部２７０及び対向する第２の端部２７２を含む。また、絶縁層２０８は、第１の端部２７４及び対向する第２の端部２７６を含む。例示的な実施例で、第１の端部２６６及び２７０は、絶縁層２０８の第１の端部２７４から引き続くある距離を伸び、これにより、層２０６及び層２１０の、端部２６６及び２７０が縫合又は任意の他の方式で互いに締結され得る。同様に、第２の端部２６８及び２７２は、絶縁層２０８の第２の端部２７６からある距離を伸び、これにより、層２０６及び層２１０、第２の端部２６８及び２７２が互いに締結され得る。従って、絶縁層２０８の流体フロー１０８に対する曝露を実質的に防止するために、空気閉じ込め層２０６及び２１０は絶縁層２０８を封入する。ダクト破裂装置２００はまた、絶縁シース２０４の層２０６、２０８、２１０のうちの少なくとも１つに配置された弾道ジッパファスナ２７８を含む。ダクト１０２及び／又は装置２００の検査のために装置２００がダクト１０２から除去され得るように、ファスナシステム２３０及び２４０と同様、ファスナ２５８、２６４、及び２７８は、ダクト１０２に取り外し可能に連結される。
幾つかの実施例で、装置２００は、装置２００において第１のファスナ２３２及び２３４の長さ方向のシームの分離を実質的に防止する、複数の固定デバイス２８０を含む。例示的な実施例で、ガラス繊維クロス糸（ｌａｃｅｓ）が空洞２８２を通って、装置２００がダクト１０２周囲で実質的に固定されることを可能にするために、装置２００に画定された複数の空洞２８２は、装置２００を受けるようにサイズ調整される。一実施例で、ガラス繊維クロスレースによる装置２００の破れを実質的に防止するために、複数のグロメット２８４が各空洞２８２に配置される。代替的に、複数の固定部は、第１のファスナ２３２及び２３４の長さ方向のシームの分離を防止するための、機械的ファスナ、ワイヤ糸（ｗｉｒｅ ｌａｃｅｓ）、巻き上げ具（ｃａｐｓｔａｎ）、ジッパ、又はそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の方式であり得る。
ダクト１０２における破砕部１１０の原因となるダクト破裂事象の発生時、飛散物閉じ込め層２０２は、ダクト１０２の破片の貫通を防止するために変形するように構成される。より具体的には、飛散物閉じ込め層はダクト１０２周囲に巻きつけられ、これにより任意の有意なサイズの破片を遮るが、これと共に、飛散物閉じ込め層２０２が破片の衝撃エネルギーを吸収するために伸長可能な何らかの緩み（ｓｌａｃｋ）をダクト１０２周囲に含むことが望ましい。破砕部１１０からのダクト１０２の一部分が径方向外向きに運動すると、直接隣接する飛散物閉じ込め層２０２の部分も同様に運動する。従って、ダクト破砕部１１０に直接隣接するストランドの部分を超えた伸張を伸ばし、これにより飛散物閉じ込め層２０２の残りの部分の外周がダクト１０２に対して引かれ緊張するように、飛散物閉じ込め層２０２のガラス繊維織物の各ストランドが、織物構造を通って軸方向及び周方向に少量引かれ得ることが望ましい。ダクトの断片を捕捉し且つ伸長して力を吸収することができるように、飛散物閉じ込め層２０２が必要な効力を有することが重要であるが、飛散物閉じ込め層２０２（及び従って装置２００）は、装置２００のダクト１０２上の位置を維持するのに十分な圧縮力でダクト周囲に巻きつけられねばならない。
更に、飛散物閉じ込め層２０２は、流体フロー１０８の高温高圧フローの通過を可能にするために、透過性であるように構成される。しかしながら、装置２００内の飛散物閉じ込め層２０２と内側空気閉じ込め層２０６との間では、フロー１０８が排出口２１４のうちの１つに到達するまで、フロー１０８が周方向に及び／又は軸方向に逸らされるように、内側空気閉じ込め層２０６は流体フロー１１０に対して不透過性である。上述のように、排出口２１４は少なくとも層２０６、２０８、及び２１０に形成され、排出口２１４を通じて流体フロー１０８を案内するように構成される。空気閉じ込め層２０６及び２１０並びに排出口２１４は、流体フロー１０８が絶縁層を劣化させ絶縁体の破片が排出口２１４を閉塞又は詰まらせることを防止するために、絶縁層２０８を高温高圧流体フロー１０８から隔離するように構成される。流体フロー１０８が保護されていない絶縁層２０８に遭遇すると、フロー１０８は層２０８を破砕し、層２０８の破片が排出口２１４を閉塞し、従ってフロー１０８の大気への放出が妨害される。従って、不透過性の内側空気閉じ込め層２０６は、少なくとも１つの不透過性の排出口２１４を通じて流体フロー１０８を案内し、絶縁層２０８を保護する。例示的な実施例で、外側空気閉じ込め層２１０はまた、フローが装置２００を出ると絶縁層２０８が流体フロー１０８に晒されることを防止するために、流体フロー１０８に対して不透過性である。装置２００が外側飛散物閉じ込め層２１２を含み更に排出口２１４を有する実施例では、外側空気閉じ込め層２１０は不透過性でなくてもよい。
破砕部１１０を出る流体フロー１０８は、装置２００を通って案内され、フロー１０８が排出口２１４から排出されることを可能にするために、圧力が層２１０又は２１２から部分２２０を解放するのに十分強くなるまで、排出口カバー２１６に対する圧力を生み出す。従って、第２の固定部分２２０が層２１０又は２１２から解放される一方で第１の固定部分２１８が層２１０又は２１２に連結維持されることを可能にするために、第１の固定部分２１８は実質的に可撓性である。付加的に、第２の固定部分２２０は、部分２２０を解放するために所定の圧力が必要であるように、層２１０又は２１２に連結され得る。例えば、部分２２０を解放するのに１７０ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）が必要であるように、カバー２１６が層２１０又は２１２に取り外し可能に連結されてもよい。代替的に、カバー２１６は、層２１０又は２１２に任意の圧力で取り外し可能に連結され得る。
図５は、装置２００の例示的な製造方法３００のフロー図である。方法３００は、飛散物閉じ込め層２０２を形成すること３０２、及び、飛散物閉じ込め層２０２を実質的に囲む絶縁シース２０４を形成すること３０４を含む。絶縁シース２０４を形成すること３０４は、内側空気閉じ込め層２０６を形成すること３０６、絶縁層２０８を形成すること３０８、及び外側空気閉じ込め層２１０を形成すること３１０を含む。例示的な実施例で、飛散物閉じ込め層２０２は、層２０２がダクト１０２に対して実質的に係合するように構成されるよう、装置２００内に形成される３０２。更に、飛散物閉じ込め層２０２は、流体フロー１０８の透過を可能にするために、透過性のＳガラス繊維の耐熱性ガラス繊維織物で形成される３０２。更に、内側空気閉じ込め層２０６及び外側空気閉じ込め層２１０は、流体フロー１０８の透過を防止するために不透過性のシリコーンゴム又はシリコーン被覆ガラス繊維などであるがこれらに限定されない、耐熱性材料で形成される３０６、３１０。方法３００はまた、飛散物閉じ込め層２０２を絶縁シース２０４に連結すること３１２を含む。
本明細書に記載の実施例は、輸送体のダクト内で起こり得る爆発、破片、及び／又は破裂から、輸送体の構造物を保護することを可能にする。本明細書に記載の実施例はまた、かさばって重く且つ製造や維持に高コストがかかる構造用遮蔽システムの必要性を除去することにより、輸送体を回復不能の損害から保護するための費用効率の良いシステムを提供する。更に、本明細書に記載の実施例は、ダクト破裂に起因し得る高圧流体フローから絶縁層を隔離する。従って、本明細書に記載の実施例は、絶縁層が流体フローに晒されることを防止し、従って、絶縁層の劣化及び排出口の閉塞を防止する。上述の実施例は輸送体に関連して記載されているが、熱に対してセンシティブな構造物を有するビルなどの静止物の用途に実装されてもよい。
更に、本開示は下記の条項による態様を含む。
条項１
飛散物閉じ込め層と、前記飛散物閉じ込め層に連結される絶縁シースとを備える、ダクトと共に使用する装置であって、前記絶縁シースは、第１の空気閉じ込め層、第２の空気閉じ込め層、及び、前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層との間に配置される絶縁層を備える、装置。
条項２
前記絶縁シースにおいて画定される排出口を更に備える、前記装置。
条項３
前記飛散物閉じ込め層は実質的にダクトに係合する、前記装置。
条項４
前記絶縁シースは前記飛散物閉じ込め層を実質的に囲む、前記装置。
条項５
前記絶縁シースを実質的に囲む外側飛散物閉じ込め層を更に含む、前記装置。
条項６
前記弾道層がＳガラス繊維のガラス繊維織物を含む、前記装置。
条項７
前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、ダクトから破砕部を通って流れる流体から、前記絶縁層を実質的に隔離するために、前記絶縁層を封入する、前記装置。
条項８
前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、ダクトから破砕部を通って流れる流体に対して実質的に不透過性の耐熱性材料で形成される、前記装置。
条項９
前記第２の空気閉じ込め層に連結される取り外し可能なファスナを更に備える、前記装置。
条項１０
ダクト１０２と、条項の何れか一項に記載のダクト破裂装置とを備える、輸送体用のダクト保護システム。
条項１１
ダクトの破砕部から放出される流体フローを閉じ込める装置の製造方法であって、飛散物閉じ込め層を形成すること、絶縁シースを形成すること、及び、飛散物閉じ込め層を絶縁シースに連結することを含み、絶縁シースを形成することは、第１の空気閉じ込め層を形成すること、第２の空気閉じ込め層を形成すること、及び、第１の空気閉じ込め層と第２の空気閉じ込め層との間に配置される絶縁層を形成することを含む、方法。
条項１２
飛散物閉じ込め層を形成することは、流体が飛散物閉じ込め層を貫通して流れることを可能にするために、飛散物閉じ込め層を透過性の耐熱性材料で形成することを含む、前記方法。
条項１３
飛散物閉じ込め層を形成することは、飛散物閉じ込め層をＳガラス繊維のガラス繊維織物で形成することを含む、前記方法。
条項１４
第１の空気閉じ込め層及び第２の空気閉じ込め層を形成することは、流体がこれら層を貫通して流れることを防止するために、第１の空気閉じ込め層及び第２の空気閉じ込め層を、実質的に不透過性の耐熱性材料で形成することを含む、前記方法。
条項１５
第１の空気閉じ込め層及び第２の空気閉じ込め層を形成することは、第１の空気閉じ込め層及び第２の空気閉じ込め層を、シリコーンゴム又はシリコーン被覆ガラス繊維のうちの１つで形成することを含む、前記方法。
条項１６
絶縁シースを形成することは、ダクトから破砕部を通って流れる流体から絶縁層を実質的に隔離するために、第１の空気閉じ込め層と第２の空気閉じ込め層との間で絶縁層を封入することを含む、前記方法。
条項１７
ダクトとダクト破裂装置とを含む、輸送体用のダクト保護システムであって、ダクト破裂装置は、飛散物閉じ込め層と前記飛散物閉じ込め層に連結される絶縁シースとを備え、前記絶縁シースは、第１の空気閉じ込め層、第２の空気閉じ込め層、及び、前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層との間に配置される絶縁層を備える、ダクト保護システム。
条項１８
前記飛散物閉じ込め層はダクトに実質的に係合し、前記絶縁シースは前記飛散物閉じ込め層を実質的に囲む、前記ダクト保護システム。
条項１９
流体フローが前記飛散物閉じ込め層を通過することを可能にするために、前記飛散物閉じ込め層は透過性である、前記ダクト保護システム。
条項２０
前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、破砕部からの流体フローに対して不透過性の耐熱性材料で形成され、前記絶縁層が、前記ダクトから破砕部を通って流れる流体に晒されることを防止するために、前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は前記絶縁層を実質的に封入する、前記ダクト保護システム。
条項２１
前記絶縁シースにおいて画定される排出口を更に備える、ダクト保護システム。
本発明の様々な実施例のすべての具体的な特徴が、ある図では示されておりその他の図では示されていないことがあるが、これは利便性によるものに過ぎない。本発明の原理によれば、図面のいかなる特徴も、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照される及び／又は特許請求され得る。
本明細書では、最良のモードを含む様々な例を開示する実施例を使用しているため、当業者は任意の機器やシステムの作成ならびに使用、及び組込まれた任意の方法の実施を含む実施例を実行することができる。特許性の範囲は、特許請求の範囲によって画され、当業者が想到する他の例も含み得る。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構成要素を有する場合、あるいは、それらが特許請求の範囲の文言とわずかに異なる均等な構成要素を有する場合は、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図する。
１００ ダクトシステム
１０２ ダクト
１０４ 支持構造物
１０６ 燃料タンク
１０８ 流体フロー
１１０ ダクト破砕部
２００ ダクト破裂装置
２０２ 飛散物閉じ込め層
２０４ 絶縁シース
２０６ 内側空気閉じ込め層
２０８ 絶縁層
２１０ 外側空気閉じ込め層
２１２ 外側飛散物閉じ込め層
２１４ 排出口
２１６ 排出口カバー
２１８ 第１の固定部分
２２０ 第２の固定部分
２２２ センサ
２２４ 回転防止フィーチャ
２２６ タブ
２３０ 長さ方向のファスナシステム
２３２ 第１の長さ方向のファスナ
２３４ 第２の長さ方向のファスナ
２４０ 幅方向のファスナシステム
２４２ 第１の幅方向のファスナ
２４４ 第２の幅方向のファスナ
２４６、２４８ 幅方向の縁
２５０ 外側
２５２ 内側
２５４、２５６ 飛散物閉じ込め層２０２の対向する端部
２５８ ファスナ
２６０、２６２ 外側飛散物閉じ込め層２１２の対向する端部
２６４ ファスナ
２６６ 第１の端部
２６８ 第２の端部
２７０ 第１の端部
２７２ 第２の端部
２７４ 第１の端部
２７６ 第２の端部
２８２ 空洞
２８４ グロメット

Claims (15)

  1. 流体が内部を通るダクトと共に使用するための装置であって、
    前記流体に晒されるように構成された、前記ダクトと係合する飛散物閉じ込め層と、
    前記飛散物閉じ込め層を囲うように前記飛散物閉じ込め層に連結される絶縁シースであって、前記絶縁シースは、前記ダクト内部からの熱伝達を制限するように構成され、且つ
    第１の空気閉じ込め層、
    第２の空気閉じ込め層、及び
    前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層との間に配置される絶縁層を備える、絶縁シースと、
    前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層と前記絶縁層とを通って画定される排出口とを備える、装置。
  2. 前記絶縁シースを実質的に囲む外側飛散物閉じ込め層を更に備える、請求項１に記載の装置。
  3. 前記飛散物閉じ込め層はＳガラス繊維のガラス繊維織物を含む、請求項１に記載の装置。
  4. 前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、前記ダクトから破砕部を通じて流れる流体から、前記絶縁層を実質的に隔離するために、前記絶縁層を封入する、請求項１に記載の装置。
  5. 前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、前記ダクトから破砕部を通じて流れる流体に対して実質的に不透過性の耐熱性材料で形成される、請求項１に記載の装置。
  6. 前記第２の空気閉じ込め層に連結される取り外し可能なファスナを更に備える、請求項１に記載の装置。
  7. ダクトの破砕部から放出される流体フローを閉じ込めるための装置の製造方法であって、
    前記流体に晒されるように構成された、前記ダクトと係合する飛散物閉じ込め層を形成すること、
    前記ダクト内部からの熱伝達を制限するように構成された絶縁シースを形成することであって、
    第１の空気閉じ込め層を形成すること、
    第２の空気閉じ込め層を形成すること、及び
    前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層との間に配置される絶縁層を形成することを含む、前記絶縁シースを形成すること、
    前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層と前記絶縁層とを通る排出口を形成すること、並びに
    前記絶縁シースが前記飛散物閉じ込め層を囲うように前記飛散物閉じ込め層を前記絶縁シースに連結すること
    を含む、方法。
  8. 飛散物閉じ込め層を形成することは、流体が飛散物閉じ込め層を貫通して流れることを可能にするために、飛散物閉じ込め層を透過性の耐熱性材料で形成することを含む、請求項７に記載の方法。
  9. 飛散物閉じ込め層を形成することは、飛散物閉じ込め層をＳガラス繊維のガラス繊維織物で形成することを含む、請求項８に記載の方法。
  10. 前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層を形成することは、流体がこれら層を貫通して流れることを防止するために、前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層を、実質的に不透過性の耐熱性材料で形成することを含む、請求項７に記載の方法。
  11. 前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層を形成することは、前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層を、シリコーンゴム又はシリコーン被覆ガラス繊維のうちの１つで形成することを含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記絶縁シースを形成することは、前記ダクトから前記破砕部を通って流れる流体から前記絶縁層を実質的に隔離するために、前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層との間で前記絶縁層を封入することを含む、請求項７に記載の方法。
  13. 輸送体用のダクト保護システムであって、
    流体が内部を通るダクトと、
    ダクト破裂装置とを備え、前記ダクト破裂装置は、
    前記流体に晒されるように構成された、前記ダクトと係合する飛散物閉じ込め層と、
    前記飛散物閉じ込め層を囲うように前記飛散物閉じ込め層に連結される絶縁シースであって、前記絶縁シースは、前記ダクト内部からの熱伝達を制限するように構成され、且つ
    第１の空気閉じ込め層、
    第２の空気閉じ込め層、及び
    前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層との間に配置される絶縁層を備える、絶縁シースと、
    前記第１の空気閉じ込め層と前記第２の空気閉じ込め層と前記絶縁層とを通って画定される排出口とを備える、ダクト保護システム。
  14. 前記飛散物閉じ込め層は、前記流体が前記飛散物閉じ込め層を貫通して流れることを可能にするために透過性である、請求項１３に記載のダクト保護システム。
  15. 前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、破砕部から流れてくる前記流体に対して不透過の耐熱性材料で形成され、前記第１の空気閉じ込め層及び前記第２の空気閉じ込め層は、前記絶縁層が前記ダクトから前記破砕部を通って流れる流体に晒されることを防止するために、前記絶縁層を実質的に封入する、請求項１３に記載のダクト保護システム。
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