JP6557487B2 - 航空機の着水時に機能する水流入防止装置、気圧調整弁、および航空機 - Google Patents

Description

本発明は、航空機の着水時に機能する水流入防止装置と、それを備えた気圧調整弁に関する。

航空機には気圧調整弁が設けられており、その弁の開度を調整することにより飛行中の機内圧力の調整が行われている。この気圧調整弁は、飛行高度が低いときには開放されている。そのため、非常時に海や河川に着水した際、気圧調整弁から機内に水が流入し得る。

非常着水するに際して、操縦士は気圧調整弁を閉じる操作を行うことができる。しかし、非常事態に対処するため、それよりも操縦士が優先させる操作がある。
そこで、気圧調整弁を閉じる操作が行われないとしても、非常着水時に気圧調整弁を介した水の流入を防止する装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１では、着水時に水中で浮上する浮力体が付いた蓋や、水に浸漬されると膨張する膨張体により気圧調整弁を閉じることが記載されている。

特開２０１４−１９１７４号公報

特許文献１に記載された装置により、機内への水の流入を防止する一定の効果が見込まれるものの、航空機にはより高度の信頼性が要求されるため、機内への水の流入をより十分に防止でき、より安定して作動する手段の拡充が望まれる。
本発明は、そういった要求に応えることのできる航空機用の水流入防止装置およびそれを備えた気圧調整弁を提供することを目的とする。

第１の本発明は、機内の気圧を調整する気圧調整弁を備える航空機が着水した際に、気圧調整弁を介した機内への水の流入を防止する装置であって、機内と機外とを連通し、気圧調整弁の弁体が位置する流路を着水時に機外側から塞ぐ閉塞体を備えている。
そして、本発明は、閉塞体が、流路の機外側の端部を形成する部材に、着水時に変形する接続部を介して支持され、接続部が、着水時に流路の周囲から流路内に流入しようとする水の力が閉塞体に作用することで、閉塞体により流路を塞ぐ向きに変形することを特徴とする。

第２の本発明は、気圧調整弁の弁体が位置する流路を着水時に機外側から塞ぐ閉塞体が、流路の機外側の端部を形成する部材に対して回転可能であり、着水していない平常時には、少なくとも流路を塞ぐ向きへの回転が規制されていることを特徴とする。
以下、「平常時には閉塞体の回転が規制されていること」について説明する。
閉塞体の回転には、流路を塞ぐ向きへの回転と、それとは逆向きの回転とがあるが、少なくとも、平常時に流路を塞ぐ向きには閉塞体が回転しないことが必要である。閉塞体の姿勢によっては、自重により流路を塞ぐ向きには回転しない場合があるので、その場合は、閉塞体の自重により、流路を塞ぐ向きへの閉塞体の回転が規制されている。
上記のように、流路を塞ぐ向きへの閉塞体の回転を規制する要求を満足することに加えて、空気の流動や機体の振動により閉塞体が、逆向きにも回転しないようにすることも望まれる。したがって、閉塞体の自重が働く向きも考慮して、平常時に、流路を塞ぐ向きとは逆向きに閉塞体が回転することをも規制するため、流路を塞ぐ向きへと閉塞体を回転させる力と、それとは逆向きへと閉塞体を回転させる力(閉塞体の自重)とがつり合った状態とすることが好ましい。

平常時に流路を塞ぐ向きへの閉塞体の回転を規制する規制部として、（１）水に溶解されて破断する、（２）水圧により破断する、（３）水圧により伸びる、これら（１）から（３）の少なくとも一つの特性を備えているものを好ましく採用することができる。

また、第２の本発明の水流入防止装置は、閉塞体に対して所定の回転向きに力を加える加圧部と、平常時に、加圧部の力に抗して閉塞体の回転を規制する加圧規制部と、を備える、ことが好ましい。
そうすると、平常時に、加圧部の力、そして加圧規制部による拘束により、流路を塞ぐ向き、およびそれとは逆向きのいずれの向きへの閉塞体の回転も規制することができる。
加圧部が流路を塞ぐ向きへと閉塞体を加圧する場合は、着水時に加圧規制部による規制を脱した加圧部により、閉塞体を回転させて流路を確実に塞ぐことができる。

第１および第２の本発明において、流路を部分的に塞ぐ閉塞体が複数あり、複数の閉塞体によって流路の全体が塞がれることが好ましい。

第３の本発明は、機内の気圧を調整する気圧調整弁を備える航空機が着水した際に、気圧調整弁を介した機内への水の流入を防止する装置であって、機内と機外とを連通し、気圧調整弁の弁体が位置する流路内で着水時に回転することで流路を塞ぐ閉塞体と、着水時に回転した閉塞体のそれ以上の回転を規制するストッパと、を備えている。
そして、本発明は、閉塞体が、水平方向に沿った流路内に配置され、着水していない平常時には、機内側の端部よりも機外側の端部が下方に位置するように、水平方向に対して傾いた姿勢に保持されていることを特徴とする。
ここで、本発明における「水平」は、厳密に水平であることを必要としておらず、若干、水平からシフトしていても許容される。

本発明の気圧調整弁は、上述の水流入防止装置を備えることを特徴とする。
本発明の航空機は、上述の気圧調整弁を備えることを特徴とする。

本発明の水流入防止装置は、流路内の大気圧と流路の周囲の水圧との圧力差に基づいて流路内に流入しようとする水の力を利用して閉塞体により流路を塞ぐ。それによって気圧調整弁を介した機内への水の流入を防止することができるので、機内の浸水を遅らせ、乗客および乗員が機外へと脱出するために必要な時間を確保することができる。

（ａ）は、航空機の機体を示す図である。（ｂ）および（ｃ）は、機体に備わる気圧調整弁のダクトに設置された第１実施形態の水流入防止装置を示す縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）の破線の円形で囲んだ範囲を示している。 （ａ）は、図１（ｂ）をIIａの方向から示す図である。（ｂ）は、図１（ｃ）をIIｂの方向から示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１実施形態の変形例を示す縦断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１実施形態の変形例を示す縦断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、第２実施形態の水流入防止装置を示す縦断面図である。 第３実施形態の水流入防止装置を示す縦断面図である。 第４実施形態の水流入防止装置を示す縦断面図である。 第５実施形態の水流入防止装置を示す縦断面図である。 第６実施形態の水流入防止装置を示す縦断面図である。 第２実施形態の変形例を示す縦断面図である。 本発明の変形例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。
図１（ａ）を参照し、各実施形態に共通する航空機１００の構成について簡単に説明する。
航空機１００は、胴体１０１と、主翼１０２とを備えている。
胴体１０１の内部に設置されたフロア１０３の上方の空間１０４（床上空間）は、客室、操縦室、貨物室等に区画されている。床上空間１０４および床下空間１０５は、航空機に搭載された図示しない空調システムにより与圧されている。

胴体１０１の下部には、主脚１０６をはじめとする種々の装備品を収容するとともに主翼１０２の中央部が配置されるベイ１０７が形成されている。ベイ１０７はフェアリング１０８により覆われている。フェアリング１０８の内側は与圧されていない。フェアリング１０８の内側と外側とは開口や間隙を介して連通している。
ベイ１０７は、機内の与圧空間と、与圧されていない外部空間とを隔てる圧力隔壁１０９（図１（ｂ））により区画されている。

航空機１００は、機内の与圧空間の気圧を調整する気圧調整弁１（図１（ｂ））を胴体１０１の下部に備えている。
空調システムは、図示しない航空機のエンジンからの抽気を熱源および圧力源として、機内の空調および与圧を行う。
空調システムは、気圧調整弁１の開度を調整することにより、機内を所定の気圧範囲に保つ。図１（ｂ）に細い矢印で示すように、気圧調整弁１を介して機内から機外へと空気が流れる。

気圧調整弁１は、圧力隔壁１０９の内側（機内）と外側（機外）とを連通する円筒状のダクト２と、ダクト２の内側に配置される弁体３とを備えている。ダクト２は、鉛直方向に起立した圧力隔壁１０９を水平方向に貫通している。
気圧調整弁１は、弁体３が軸３Ａを中心に回転することによりダクト２内の流路が開閉されるバタフライバルブ(butterfly valve)である。弁体３が実線で示す位置にあるとき気圧調整弁１は全開の状態にある。弁体３は、図示しないアクチュエータにより、気圧調整弁１の開度に対応する位置まで駆動される（例えば、一点鎖線で示す位置）。

気圧調整弁１として、シャッタバルブ等、公知の種々のバルブを採用することができる。
ダクト２は、適宜な形状に定めることができる。例えば、ダクト２の機内側の端部２Ａをベルマウス状に形成することができる。

冗長性を確保するために、圧力隔壁１０９に複数の気圧調整弁１を設置することができる。

航空機１００が非常着水すると、水面との衝突によりフェアリング１０８が破損し、胴体１０１の下部が水に浸かる。そのとき気圧調整弁１を介して、図１（ｂ）に白抜きの矢印で示すように機内へと水が流入することで機内が浸水するのを避ける必要がある。
ここで、操縦士が気圧調整弁１を閉じる操作を行うことができるが、その操作が遅れることもありうる。また、非常着水に先立ち航空機１００が衝撃を受けていると、気圧調整弁１の制御系が故障していて、操縦士が操作を行っても弁体３を作動させることができない場合もありうる。
以下で説明する各実施形態では、気圧調整弁１を閉じる操作が遅れたり制御系の故障により弁体３が作動しないとしても、気圧調整弁１を介した機内への水の流入を防止することが可能な装置について説明する。

〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る水流入防止装置１０は、図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、ダクト２の機外側に突出した端部２Ｂに設置されている一対の蓋１１と、蓋１１をダクト２に接続する接続部１２とを備えている。蓋１１は、図１（ｂ）に示すように、着水していない平常時には開いている。
水流入防止装置１０は、図１（ｃ）に示すように、着水すると蓋１１を閉じてダクト２の開口２Ｃを塞ぐことで、気圧調整弁１のダクト２を介した機内への水の流入を防止する。

蓋１１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように半円形の板状に形成されている。図２（ｂ）に示すように一対の蓋１１が閉じると、ダクト２の円形の開口２Ｃが塞がれる。このとき一方の蓋１１の端部１１Ａと他方の蓋１１の端部１１Ａとの間に隙間があいていてもよい。また、一方の蓋１１の端部１１Ａと他方の蓋１１の端部１１Ａとが重なり合っていてもよい。なお、蓋１１の形状は、半円に限らず、例えば矩形であってもよい。また、ダクト２の開口２Ｃを塞ぐ適宜な形状に蓋１１の形状を定めることができる。
蓋１１は、アルミニウム合金等の金属材料、繊維強化樹脂、樹脂材料等の適宜な材料から形成されている。
蓋１１は、図１（ｂ）に示すように、平常時は、ダクト２の上端および下端にそれぞれ、接続部１２を介して支持されている。このとき、蓋１１は、ダクト２の軸線と平行に配置されている。

接続部１２は、所定の力が加えられると変形し、それによって図１（ｃ）に示すように蓋１１が閉じる。本実施形態では蓋１１と接続部１２とが板材から一体に形成されており、板材の表面には直線状の溝１２１（図２（ａ））が形成されている。溝１２１の形成により板材の裏側に残された肉薄の部分が接続部１２に該当する。
ダクト２と接続部１２とは、締結等の適宜な方法により結合されている。

図１（ｃ）を参照し、水流入防止装置１０の作用について説明する。
航空機１００の胴体１０１の下部が着水すると、ダクト２の機外側の開口２Ｃの周りに水が到達する。そのとき、ダクト２内の大気圧に対して水圧が必ず大きいので、水が開口２Ｃの周囲からダクト２内に流入しようとする。その流入しようとする水の力（図１（ｃ）に３つの平行な矢印で示す）が蓋１１に作用することで、蓋１１をダクト２に接続する接続部１２に所定以上の力が加えられると、接続部１２（肉薄部）が溝１２１に沿って折れ曲がるように変形する。それに伴い、蓋１１がダクト２の開口２Ｃを塞ぐように内側へと転回する（一点鎖線の矢印を参照）。

大気圧と水圧との圧力差に基づいてダクト２内に流入しようとする水の力は、一対の蓋１１のいずれに対しても作用するので、それらの蓋１１のそれぞれに対応する接続部１２のいずれも変形する。開口２Ｃに向けて転回した蓋１１は、水面からの深さに応じた水圧によりダクト２の端面に押圧される。それによって気圧調整弁１を介した機内への水の流入が防止される。
本明細書において、水の流入防止とは、水の流入が完全に阻止されることのみを意味するものではなく、水が流入したとしてもその量が軽減されることをも包含している。

気圧調整弁１以外の箇所、例えば、非常着水時に破損した機体の一部や部材同士の接合箇所などから機内に水が流入することで、床下空間１０５の浸水が徐々に進行するとしても、水流入防止装置１０により、比較的開口部の面積が大きいダクト２の開口２Ｃが塞がれていることで、浸水の速度を遅らせることができる。そのため、乗客および乗員が機外へと脱出するために必要な時間を確保することができる。

本実施形態の水流入防止装置１０は、着水時にダクト２の開口２Ｃを閉じる蓋１１と、蓋１１をダクト２に接続し、着水時に変形する接続部１２とを備えているだけで、非常着水時における機内への水の流入を防止することができる。
したがって、同様の目的から、気圧調整弁１の付近で水を検知するセンサと、センサによる水の検知信号を受けてダクト２の開口２Ｃを塞ぐ電磁弁と、センサおよび電磁弁を繋ぐ配線とを備えた構成と比べて、軽量化を図ることができる。
しかも、そういった電気的な装置と比べて、本実施形態の水流入防止装置１０は、衝撃を受けても故障する可能性が低いので、非常着水時に確実に作動させることができる。
さらに、電気的な装置を用いる場合は定期的な整備を必要とし、修理や交換を行うこととなるのに対して、機体に一旦水流入防止装置１０を装備したならば、そのまま、整備を要することなく機体の寿命を全うすることが可能である。

水流入防止装置１０の蓋１１が、図３（ａ）に示すように、ダクト２の開口２Ｃに向かって、左右の両端に接続部１２を介して支持されていてもよい。その場合も、ダクト２の周囲からダクト２内に流入しようとする水の力が一対の蓋１１のいずれに対しても作用するので、上記同様に、蓋１１が閉じてダクト２の開口２Ｃが塞がれる。

また、図３（ｂ）に示すように、１つの蓋１１によりダクト２の開口２Ｃを塞ぐようにしてもよい。開口２Ｃを塞ぐ蓋１１の数は任意であり、３つ以上の蓋１１により開口２Ｃを塞ぐようにしてもよい。

ダクト２の周方向のいずれの位置に接続部１２を介して蓋１１が支持されていても、蓋１１を閉じるために十分な力が蓋１１に作用する。
但し、蓋１１の挙動は、航空機１００の非常着水時の信頼性を確保するため重要であるから、航空機１００の模型を用いる着水試験や、解析等に基づいて、蓋１１を迅速かつ十分に、しかも安定して閉じるために好適な位置に、蓋１１を設置することが好ましい。
一つの考え方として、ダクト２の開口２Ｃの周囲に水の流れがあまりない状態を仮定すると、ダクト２内の大気圧と水圧との圧力差が水面からより深い位置で大きいため、ダクト２の上端に設置された蓋１１に作用する水の力よりも、ダクト２の下端に設置された蓋１１に作用する水の力の方が大きい。そのため、１つの蓋１１により開口２Ｃを塞ぐ場合は、蓋１１をダクト２の下端に設置するとよい。

複数の蓋１１により開口２Ｃを塞ぐ場合は、水中の浮遊物やフェアリング１０８の破片等の障害物により一部の蓋１１の動きが妨げられたり、障害物との衝突により一部の蓋１１が破損したとしても、残りの蓋１１が閉じることでダクト２を介した水の流入を抑制することができる。そのため、ダクト２を介した機内への水の流入による床下空間１０５への浸水を遅らせて、機外への脱出に必要な時間を確保することができる。

本実施形態に示す気圧調整弁１が設置される機体の位置は、一例に過ぎず、与圧空間と外部空間とを隔てる適宜な隔壁（例えば、胴体１０１の後部に設けられる圧力隔壁）に気圧調整弁１を設置することができる。

水流入防止装置１０は、設置されるダクト２の向きを問わず、ダクト２を介した機内への水の流入を防止することができる。
つまり、本実施形態ではダクト２の開口２Ｃは後方（尾翼側）を向いているが、それとは逆に、ダクト２の開口２Ｃが前方（機首側）を向いていてもよいし、ダクト２の開口２Ｃが上方を向いていたり、図４（ａ）に示すように下方を向いていてもよい。いずれの場合であっても、上記で説明したのと同様に、大気圧と水圧との圧力差に基づいてダクト２内に流入しようとする水の力により、蓋１１が動いて開口２Ｃを塞ぐことで、機内への水の流入を防止することができる。

接続部１２は、平常時には変形せずに、開いた状態に蓋１１の姿勢を保持し、かつ、非常着水時にダクト２内に流入しようとする水の力を受けて変形するように（破断することなく）所定の剛性を有している。
適宜な材料や厚みを選択することにより、接続部１２に適切な剛性を与えることができる。
接続部１２は蓋１１とは別体の部材であってもよい。

平常時の蓋１１の姿勢は、必ずしもダクト２の軸線と平行である必要はなく、図４（ｂ）に示すように、一対の蓋１１がダクト２の端部２Ｂから拡がるようにダクト２の軸線に対して傾斜していてもよい。その場合も、大気圧と水圧との圧力差に基づく水の力が蓋１１に作用することで接続部１２が変形し、蓋１１を閉じることができる。
また、蓋１１が図４（ｂ）に示す向きとは逆向きに傾斜していることで、少し閉じた状態となっていてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
以下、第１実施形態とは相違する事項を中心に説明する。
第２実施形態の水流入防止装置２０は、図５（ａ）に示すように、回転軸２１によりダクト２の機外側の端部２Ｂに対して回転可能に接続される一対の蓋１１と、平常時に一対の蓋１１が回転することをそれぞれ規制する規制部２２とを備えている。

回転軸２１は、ダクト２の軸線方向に対して直交している。
蓋１１は、平常時には、図５（ａ）に示すように開いており、非常着水時には、規制部２２による規制を脱する。すると、図５（ｂ）に示すように、ダクト２内の大気圧と水圧との圧力差に基づいてダクト２内に流入しようとする水の力により、蓋１１が回転軸２１を中心に回転し、それによってダクト２の開口２Ｃが塞がれる。
開口２Ｃを塞ぐために蓋１１に回転自由度を与える適宜な方法により、蓋１１をダクト２の端部２１Ｂに回転可能に接続することができる。例えば、紐等を介して蓋１１とダクト２の端部２Ｂとを接続することができる。

規制部２２は、少なくとも平常時は、蓋１１の表面と圧力隔壁１０９の機外側の面とを連結している。規制部２２は、平常時に蓋１１が回転することを防ぐために必要な剛性を備えている。それに加えて、規制部２２は、着水時に規制を解除するために、（１）水に溶解されて破断する、（２）水圧により破断する、（３）水圧により伸びる、これら（１）〜（３）の少なくとも一つの特性を備えている。具体的には、セルロースを含む部材（例えば、紙製の紐）や、弾性体（例えば、バネ）を規制部２２として採用することができる。
図５（ａ）および（ｂ）は、規制部２２として上記の（１）または（２）の特性を備えるものを採用した例を示している。
上記の（３）の特性を備えるものとしては、例えば、水圧により変形するバネを用いることができる。そのバネが水圧により弾性域を超えて塑性域で変形してもよい。

ダクト２から流出した機内の乾燥した空気が規制部２２の周囲を流れることにより、平常時に規制部２２を乾燥した状態に保つことができる。規制部２２が位置するベイ１０７はフェアリング１０８により覆われているので、規制部２２に雨が振りかかることもない。

規制部２２として、柔軟性（または可撓性）を有する部材を採用することもできる。
柔軟性を有する規制部２２により、ダクト２の下端に設置された蓋１１が圧力隔壁１０９に連結されていると、平常時に、蓋１１が自重により開く向きに回転するが、蓋１１は閉じないので許容される。
平常時に蓋１１が閉じないことに加えて、周囲の空気の流動や機体の振動により蓋１１が回転することを規制するためには、規制部２２に、自立する剛性が必要となる。例えば紙製の芯材を用いることで規制部２２が自立する剛性を備えていると、開く向きおよび閉じる向きのいずれの向きへの蓋１１の回転をも規制し、平常時に蓋１１を所定の姿勢（例えば、ダクト２の軸線に沿った姿勢）に保持することができる。

〔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実施形態の水流入防止装置３０は、第２実施形態の水流入防止装置２０が備えている構成（一対の蓋１１、回転軸２１、および規制部２２）に加えて、蓋１１を閉じる向き（矢印参照）に加圧するバネ２３を備えている。
バネ２３は、回転軸２１に設けることができる。バネ２３の形態は特に限定されない。後述するバネ（図７）についても同様である。

規制部２２（加圧規制部）は、平常時に、バネ２３の弾性力に抗して蓋１１の回転を規制し、蓋１１が閉じる向きにも開く向きにも回転しない。
周囲の空気の流動や機体の振動により、蓋１１に開く向きの力が作用したとしても、バネ２３により蓋１１の回転が規制される。また、蓋１１に閉じる向きの力が作用したとしても、規制部２２により蓋１１の回転が規制される。

非常着水時に、規制部２２が破断したり伸びたりすると、蓋１１がバネ２３の弾性力と、ダクト２内に流入しようとする水の力とによって閉じ、ダクト２の開口２Ｃが塞がれる。
つまり、水の力に加えてバネ２３の弾性力が働くことで、非常着水時に蓋１１をより確実に閉じることができる。
また、バネ力単体であっても水中で蓋１１が閉じるようにバネ２３の弾性力を適切に設定することにより、波やうねりがあるために水の力が蓋１１を閉じる向きに十分に作用しない場合であっても、蓋１１を安定して閉じることができる。

〔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実施形態の水流入防止装置４０は、規制部として、蓋１１の自重に抗して蓋１１の回転を規制するバネ１３を備えている。水流入防止装置４０は上述の規制部２２を備えていない。
バネ１３は、ダクト２に設置された上方の蓋１１と下方の蓋１１とをそれぞれ、矢印の向きに加圧している。
上方の蓋１１（１１Ｕ）の閉じる向きへの回転はバネ１３（１３Ａ）によって規制されている。上方の蓋１１Ｕの自重とバネ１３Ａの弾性力とがつり合っていて、蓋１１Ｕは閉じる向きにも開く向きにも回転しない。
また、下方の蓋１１（１１Ｄ）の開く向きへの回転はバネ１３（１３Ｂ）によって規制されている。下方の蓋１１Ｄの自重とバネ１３Ｂの弾性力とがつり合っていて、蓋１１Ｄは開く向きにも閉じる向きにも回転しない。

着水時に、上方の蓋１１Ｕは、バネ１３Ａの弾性力に抗してダクト２内に流入しようとする水の力により閉じ、下方の蓋１１Ｄは、自重に抗してダクト２内に流入しようとする水の力により閉じる。それによってダクト２の開口２Ｃを塞ぐことができる。

上述した規制部２２やバネ１３の他、蓋１１の回転を規制するために、蓋１１を支持する回転軸２１の動きに摩擦を与えることも可能である。

〔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実施形態の水流入防止装置５０は、一対の蓋１１をそれぞれ開く向きへと加圧するバネ１４（加圧部）と、バネ１４による加圧力に抗して蓋１１の回転を規制するストッパ１５（加圧規制部）とを備えている。バネ１４による加圧力と、ストッパ１５による拘束により、蓋１１は閉じる向きにも開く向きにも回転しない。
着水時に、蓋１１は、ダクト２内に流入しようとする水の力により閉じ、それによってダクト２の開口２Ｃが塞がれる。

〔第６実施形態〕
次に、図９を参照し、本発明の第６実施形態について説明する。
第６実施形態の水流入防止装置６０は、水平に設置されたダクト２の機外側の開口２Ｃを非常着水時に塞ぐために閉塞体２４を備えている。閉塞体２４は円板状に形成されている。
閉塞体２４は、気圧調整弁１が備えている弁体３であるバタフライバルブと同様の構造であり、ダクト２の直径に沿って水平に設置された軸２４１を中心に、図９の時計回り方向（矢印の向き）に回転する。

ダクト２の内壁には、回転した閉塞体２４の端部が突き当てられるストッパ２５が設けられている。ストッパ２５は、閉塞体２４のそれ以上の回転を規制する。
ストッパ２５は、ダクト２の周方向の少なくとも一箇所に設けられていれば足りる。周方向に連続する環状のストッパ２５を設けることもできる。

図９に示すように、平常時において、閉塞体２４は水平方向に対して少し傾いており、機内側の端部２４Ａよりも機外側の端部２４Ｂが下方に位置している。平常時、閉塞体２４はこの姿勢のまま保持される。この姿勢から閉塞体２４が図９の時計回りまたは反時計回りに回転するのを規制するため、例えばバネを用いることができる。

着水すると、まずは胴体１０１の下端部が水に浸かる。このことから、大気圧と水圧との圧力差によりダクト２内に流入しようとする水は、傾けて配置された閉塞体２４の機外側で、かつ下側に位置する端部２４Ｂの表面に到達する（白抜きの矢印参照）、その水の力が加えられることで矢印の向きに閉塞体２４が回転し、一点鎖線で示すように、閉塞体２４が鉛直方向に沿った姿勢でストッパ２５により係止される。
閉塞体２４はその姿勢のまま、水圧により保持される。４本の矢印で水圧の分布を示すように、水圧は水面から深いほど大きいので、閉塞体２４を時計回りに回転させる向きに水圧が作用する。そのため、ダクト２の開口２Ｃを塞いだ状態に維持することができる。

閉塞体２４が弁体３よりも機内側に設けられる場合も、上記と同様に閉塞体２４が作動し、ダクト２内の流路を塞ぐことができる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の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。
例えば、図３（ａ）や図４（ａ）に二点鎖線で示すように、水中で浮上するフロート２６を蓋１１に取り付けることにより、非常着水時の蓋１１の動作を助けることができる。フロート２６として、水に対する比重が小さい適宜な形態、例えば、中空のカプセルを用いることができる。
また、ダクト２の開口２Ｃを塞ぐ蓋１１とダクト２の端面との間の隙間を封止するシールを、蓋１１あるいはダクト２の端面に設けることにより、ダクト２を介して機内へと流入する水の量を低減することに寄与できる。

図１０は、第２実施形態の板状の蓋１１に代えて、球体のフロート２７を用いた例を示す。
フロート２７は、ダクト２の下端に紐２８で吊り下げられているとともに、ダクト２の外周部とフロート２７とを連結する規制部２９により平常時において開口２Ｃを塞ぐ向きへと回転することが規制されている。規制部２９がフロート２７と圧力隔壁１０９とを連結していてもよい。
フロート２７の径は、ダクト２の開口２Ｃの径よりも大きい。
航空機の着水により規制部２９が水に浸漬されることで破断したり伸びたりすると、ダクト２内に流入しようとする水の力と、フロート２７に働く浮力とによってフロート２７が矢印の向きに回転する。それによって、開口２Ｃがフロート２７（二点鎖線で示す）により塞がれる。

上記各実施形態とは異なり、図１１に示すように、ダクト２が圧力隔壁１０９の機外側には突出していない場合もある。図１１の例では、圧力隔壁１０９に形成された通気開口１１０にダクト２が機内側から接続されている。この例では、ダクト２および通気開口１１０により、機内と機外とを連通し、気圧調整弁１の弁体３が位置する流路１１１が構成されている。
その場合は、流路１１１の機外側の端部を形成する部材である圧力隔壁１０９に、蓋１１を設置することができる。

上記各実施形態で説明した水流入防止装置は、気圧調整弁の他にも、航空機の着水時に水が流入する可能性のある弁や開口に広く適用することができる。

１ 気圧調整弁
２ ダクト（流路を形成する部材）
２Ａ 端部
２Ｂ 端部
２Ｃ 開口
３ 弁体
３Ａ 軸
１０ 水流入防止装置
１１ 蓋（閉塞体）
１１Ａ 端部
１２ 接続部
１３ バネ（規制部）
１４ バネ（加圧部）
１５ ストッパ（加圧規制部）
２０ 水流入防止装置
２１ 回転軸
２２ 規制部
２３ バネ（加圧部）
２４ 閉塞体
２４Ａ 端部
２４Ｂ 端部
２５ ストッパ
２６ フロート
２７ フロート（閉塞体）
２８ 紐
２９ 規制部
３０ 水流入防止装置
４０ 水流入防止装置
５０ 水流入防止装置
６０ 水流入防止装置
１００ 航空機
１０１ 胴体
１０２ 主翼
１０３ フロア
１０４ 床上空間
１０５ 床下空間
１０６ 主脚
１０７ ベイ
１０８ フェアリング
１０９ 圧力隔壁
１１０ 通気開口
１１１ 流路
１２１ 溝
２４１ 軸

Claims (8)

1. 機内の気圧を調整する気圧調整弁を備える航空機が着水した際に、前記気圧調整弁を介した前記機内への水の流入を防止する装置であって、
   前記機内と機外とを連通し、前記気圧調整弁の弁体が位置する流路を着水時に機外側から塞ぐ閉塞体を備え、
   前記閉塞体は、
   前記流路の機外側の端部を形成する部材に、前記着水時に変形する接続部を介して支持され、
   前記接続部は、
   前記着水時に前記流路の周囲から前記流路内に流入しようとする水の力が前記閉塞体に作用することで、前記閉塞体により前記流路を塞ぐ向きに変形する、
   ことを特徴とする航空機の水流入防止装置。
2. 機内の気圧を調整する気圧調整弁を備える航空機が着水した際に、前記気圧調整弁を介した前記機内への水の流入を防止する装置であって、
   前記機内と機外とを連通し、前記気圧調整弁の弁体が位置する流路を前記着水時に機外側から塞ぐ閉塞体を備え、
   前記閉塞体は、
   前記流路の機外側の端部を形成する部材に対して回転可能であり、
   着水していない平常時には、少なくとも前記流路を塞ぐ向きへの回転が規制されているとともに、
   前記流路を部分的に塞ぐ前記閉塞体が複数あり、
   複数の前記閉塞体によって前記流路の全体が塞がれる、
   ことを特徴とする航空機の水流入防止装置。
3. 前記平常時に前記流路を塞ぐ向きへの前記閉塞体の回転を規制する規制部を備え、
   前記規制部は、
   （１）水に溶解されて破断する、
   （２）水圧により破断する、
   （３）水圧により伸びる、
   前記（１）から（３）の少なくとも一つの特性を備えている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の水流入防止装置。
4. 前記閉塞体に対して所定の回転向きに力を加える加圧部と、
   前記平常時に、前記加圧部の力に抗して前記閉塞体の回転を規制する加圧規制部と、を備える、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の水流入防止装置。
5. 機内の気圧を調整する気圧調整弁を備える航空機が着水した際に、前記気圧調整弁を介した前記機内への水の流入を防止する装置であって、
   前記機内と機外とを連通し、前記気圧調整弁の弁体が位置する流路を着水時に機外側から塞ぐ閉塞体を備え、
   前記閉塞体は、
   前記流路の機外側の端部を形成する部材に、前記着水時に変形する接続部を介して支持され、
   前記接続部は、
   前記着水時に前記流路の周囲から前記流路内に流入しようとする水の力が前記閉塞体に作用することで、前記閉塞体により前記流路を塞ぐ向きに変形するとともに、
   前記流路を部分的に塞ぐ前記閉塞体が複数あり、
   複数の前記閉塞体によって前記流路の全体が塞がれる、
   ことを特徴とする水流入防止装置。
6. 機内の気圧を調整する気圧調整弁を備える航空機が着水した際に、前記気圧調整弁を介した前記機内への水の流入を防止する装置であって、
   前記機内と機外とを連通し、前記気圧調整弁の弁体が位置する流路内で前記着水時に回転することで前記流路を塞ぐ閉塞体と、
   前記着水時に回転した前記閉塞体のそれ以上の回転を規制するストッパと、を備え、
   前記弁体と前記閉塞体が別体であり、
   前記閉塞体は、
   水平方向に沿った前記流路内に配置され、
   着水していない平常時において、前記閉塞体が水平方向に対して傾斜している、
   ことを特徴とする航空機の水流入防止装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の水流入防止装置を備えることを特徴とする気圧調整弁。
8. 請求項７に記載の気圧調整弁を備えることを特徴とする航空機。

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