JP6719992B2 - 着氷を防止するように構成されるデバイス - Google Patents

Description

本明細書で開示される主題は、乗物センサに関し、より具体的には、乗物センサ上の着氷を防止するシステムに関する。

運転全体にわたって、航空機センサまたはプローブに許容できない量の氷が堆積する場合があり、氷は、離脱時に、エンジンまたはセンサの後方の他の構成要素に損傷をもたらす場合がある。幾つかの知られているエンジン温度センサは、ある形態の防氷用熱を利用して、着氷を防止する、または着氷の程度を制限する。しかし、電気加熱要素は、プローブの寿命を減少させる場合があり、空気圧防氷式プローブは、利用可能なエネルギーのほんの一部しか利用することができず、それは、防氷を不十分にする可能性がある。

したがって、乗物センサまたはプローブの防氷を改善するシステムを提供することが望まれる。

一態様において、着氷を防止するように構成されるデバイスが開示される。デバイスは、前縁を画定する少なくとも１つの壁と、加圧流体を受取るように構成される空気圧通路とを含む。デバイスはまた、前縁及び少なくとも１つの壁の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの噴出ポートを含み、少なくとも１つの噴出ポートは、空気圧通路と流体的に連通して、空気圧通路から加圧流体を受取り、少なくとも１つの噴出ポートは、流体ジェットを形成して、デバイスの前縁から離れるよう液体水滴の進路を変更するように構成される。

別の態様において、ベースプラットフォームと、ベースプラットフォームに結合されたプローブと、ベースプラットフォーム及びプローブの少なくとも一方に結合されたデバイスとを含むプローブアセンブリが開示される。デバイスは、プローブの上流の空気流内に配置され、かつ、プローブ上の着氷を防止するように構成され、また、前縁を画定する少なくとも１つの壁と、加圧流体を受取るように構成される空気圧通路と、前縁及び少なくとも１つの壁の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの噴出ポートとを含み、少なくとも１つの噴出ポートは、空気圧通路と流体的に連通して、空気圧通路から加圧流体を受取り、少なくとも１つの噴出ポートは、加熱流体ジェットを形成して、デバイスの前縁から離れるよう液体水滴の進路を変更するように構成される。

同様に、航空機エンジンが開示され、航空機エンジンは、ハウジングと、ファンと、圧縮機と、圧縮機の上流に配設されたプローブアセンブリとを含む。プローブアセンブリは、ベースプラットフォームと、ベースプラットフォームに結合されたプローブと、ベースプラットフォーム及びプローブの少なくとも一方に結合されたデバイスとを含み、デバイスは、プローブの上流の空気流内に配置され、かつ、プローブ上の着氷を防止するように構成される。デバイスは、前縁を画定する少なくとも１つの壁と、加圧流体を受取るように構成される空気圧通路と、前縁及び少なくとも１つの壁の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの噴出ポートとを含み、少なくとも１つの噴出ポートは、空気圧通路と流体的に連通して、空気圧通路から加圧流体を受取り、少なくとも１つの噴出ポートは、加熱流体ジェットを形成して、デバイスの前縁から離れるよう液体水滴の進路を変更するように構成される。

実施形態の前述のまた他の特徴及び利点は、添付図面に関連して行われる以下の詳細な説明から明らかになる。

一実施形態によるプローブアセンブリを有する航空機エンジンの断面図である。 図１に示すアセンブリの斜視図である。 図１及び２に示すアセンブリと共に利用することができる着氷防止デバイスの斜視図である。 図３に示すデバイスの平面図である。 別の実施形態による着氷防止デバイスの平面図である。 更に別の実施形態によるプローブアセンブリの斜視図である。 更に別の実施形態によるプローブアセンブリの斜視図である。 更に別の実施形態によるプローブアセンブリの斜視図である。 更に別の実施形態によるプローブアセンブリの斜視図である。 更に別の実施形態によるプローブアセンブリの斜視図である。

図１は、航空機エンジン１０の一部分を示し、航空機エンジン１０の一部分は、全体として、ファン１２と、低圧圧縮機１４と、高圧圧縮機１６と、内側ケース１８と、外側ケース２０と、着氷防止デバイス２４を含むセンサまたはプローブアセンブリ２２を含む。

示す実施形態において、プローブアセンブリ２２は、外側ケース２０に結合し、外側ケース２０を通して内側ケース１８と外側ケース２０との間のキャビティ２６に入るように延在する。キャビティ２６は、空気流２８を、プローブアセンブリ２２を横切って高圧圧縮機１６に方向付けるように構成される。プローブアセンブリ２２は、温度等の空気流２８のパラメータを測定するように構成される。着氷防止デバイス２４は航空機エンジン１０と共に示されるが、デバイス２４は、航空機の種々の他の場所においてまたは他の乗物と共に利用され、対象物上の着氷を防止することができる。

図２を参照すると、プローブアセンブリ２２は、ベースプラットフォーム３０と、空気圧コネクタ３６と、電気コネクタ３２と、プローブ要素（図示せず）を収容するプローブハウジング３４と、着氷防止デバイス２４とを含む。ベースプラットフォーム３０は、エンジン外側ケース２０等の乗物構成要素に結合するように構成される。コネクタ３２は、電気ワイヤ等のプローブ要素に対する電気的連通または信号連通用の導管を提供する。コネクタ３６は、デバイス２４に対する空気圧接続を提供し、デバイス２４は、エンジン１０の圧縮機セクション等の供給源から加熱された加圧流体（例えば、空気）を受取る。プローブハウジング３４は、ベースプラットフォーム３０に結合するように構成され、プローブ要素は、プローブハウジング３４内に配設され、プローブ要素の近くを通過する空気のパラメータまたは状態を検知するように構成される。

図３及び４を参照すると、着氷防止デバイス２４は、全体的に、楔状であり、プローブハウジング３４の上流に配置されて、プローブアセンブリを形成する。したがって、空気流２８は、プローブハウジング３４の前のデバイス２４上を通過する。デバイス２４は、全体として、集束する第１及び第２の壁４０、４２と、前縁４４と、空気圧通路４６（図４）と、１つまたは複数の噴出ポート４８とを含む。空気圧通路４６は、空気圧コネクタ３６と流体的に連通し、空気圧コネクタ３６から加熱された加圧流体を受取る。

噴出ポート４８は、前縁４４に形成され、通路４６と流体的に連通して、加熱された加圧空気を受取る。示す実施形態において、ポート４８は細長いスロットである。しかし、ポート４８は、デバイス２４が本明細書で述べるように機能することを可能にする任意の適した形状を有することができる。例えば、ポート４８は円形とすることができる。噴出ポート４８は、加熱された加圧流体または空気ジェット５０を生成し、ジェット５０を空気流２８に入るように方向付けるように構成される。したがって、図４に示すように、空気流２８及び空気流２８内に含まれる水滴は、壁４０、４２の周りに方向付けられ、それにより、水滴が、プローブハウジング３４またはデバイス２４上に接触し、氷として堆積することを防止する。更に、加熱空気は、前縁４４、壁４０、４２、及び／またはデバイス２４の他の部分を加熱し、そのことが、それらの上の着氷を更に防止する。

図５は、前縁４４内ではなく、第１の壁４０に形成された噴出ポート１４８を含むことを除いて、デバイス２４と同様である着氷防止デバイス１２４を示す。

図６は、着氷防止デバイス２４が、プローブハウジング３４に対して間隔をあけた関係でベースプラットフォーム３０に結合される配置構成を示す。図７は、デバイス２４がベースプラットフォーム３０とプローブハウジング３４の両方に結合される配置構成を示す。したがって、デバイス２４の一部は、プローブハウジング３４の形状に相補的である形状を有することができる。図６と図７の両方において、デバイス２４の高さＨ１はプローブハウジング３４の高さＨ２より低い。図８は、Ｈ１がＨ２に等しい配置構成を示す。図９は、プローブアセンブリ２２がプローブハウジング３４を含まない配置構成を示す。したがって、デバイス２４は、プローブ要素５２の上流に配設される。

図１０は、着氷防止デバイスの特徴部と一体化されたプローブアセンブリ２２２を示す。示す実施形態において、空気圧通路４６及び噴出ポート４８はプローブハウジング３４内に形成される。したがって、別個の着氷防止デバイスは必要とされない。図示するように、プローブハウジング３４は、全体的にエーロフォイル状または涙滴型である。しかし、プローブハウジング３４は、プローブアセンブリ２２２が本明細書で述べるように機能することを可能にする任意の適した形状を有することができる。例えば、プローブハウジング３４は楔状または楕円形とすることができる。

本明細書には、プローブ等の対象物上の着氷を防止することを制御するためのシステム及び方法が述べられる。着氷防止デバイスは、その上に氷が堆積する場合があるプローブの上流に配設される。デバイスは、空気等の、加熱された加圧流体を受取る流体ラインと流体的に連通する。デバイスは、内部に形成された噴出ポートを含み、加熱された加圧空気が、ポートを通して強制的に押出されて、加熱空気ジェットを形成し、それにより、デバイスの前縁から離れるよう液体水滴の進路を変更する。熱は、加熱された加圧流体から、デバイスの一部に伝達されて、デバイス上の着氷を防止する。したがって、デバイスは、氷の離脱時に周囲の構成要素に損傷をもたらす場合がある、プローブまたは他の対象物の着氷を防止する。

本開示は、制限された数の実施形態のみに関連して詳細に述べられたが、本開示が、そのような開示される実施形態に限定されないことが容易に理解されるべきである。むしろ、本開示は修正されて、これまでに述べられていないが、本開示の趣旨及び範囲に相応する、任意の数の変形、変更、置換、または均等な配置構成を組込まれ修正することができる。更に、種々の実施形態が述べられたが、本開示の態様が、述べた実施形態の一部のみを含んでもよいことが理解される。したがって、本開示は、先の説明によって制限されるものと見なされるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (13)

1. 乗物センサ上の着氷を防止するように構成されるデバイスであって、
   前縁を画定する少なくとも１つの壁と、
   加圧流体を受取るように構成される空気圧通路と、
   前記前縁及び前記少なくとも１つの壁の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの噴出ポートとを備え、前記少なくとも１つの噴出ポートは、前記空気圧通路と流体的に連通して、前記空気圧通路から前記加圧流体を受取り、前記少なくとも１つの噴出ポートは、流体ジェットを形成して、デバイスの前縁から離れるよう液体水滴の進路を変更するように構成され、
   前記少なくとも１つの壁は、前記前縁へと集束する楔状に配置された第１及び第２の壁を有しており、
   前記乗物センサが、前記デバイスの下流側かつ前記第１の壁と前記第２の壁の間に配置された、デバイス。
2. エーロフォイル状である、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記少なくとも１つの噴出ポートは細長いスロットである、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記少なくとも１つの噴出ポートは、前記前縁に形成される、請求項１に記載のデバイス。
5. 前記少なくとも１つの噴出ポートは、前記前縁以外の場所において前記少なくとも１つの壁に形成される、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記空気圧通路は加熱された加圧空気を受取るように構成され、前記少なくとも１つの噴出ポートは、加熱空気ジェットを形成するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
7. プローブアセンブリであって、
   ベースプラットフォームと、
   前記ベースプラットフォームに結合されたプローブと、
   前記ベースプラットフォーム及び前記プローブの少なくとも一方に結合されたデバイスとを備え、前記デバイスは、前記プローブの上流の空気流内に配置され、かつ、前記プローブ上の着氷を防止するように構成され、前記デバイスは、
   前縁を画定する少なくとも１つの壁と、
   加圧流体を受取るように構成される空気圧通路と、
   前記前縁及び前記少なくとも１つの壁の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの噴出ポートとを備え、前記少なくとも１つの噴出ポートは、前記空気圧通路と流体的に連通して、前記空気圧通路から前記加圧流体を受取り、前記少なくとも１つの噴出ポートは、加熱流体ジェットを形成して、デバイスの前縁から離れるよう液体水滴の進路を変更するように構成され、
   前記少なくとも１つの壁は、前記前縁へと集束する楔状に配置された第１及び第２の壁を有しており、
   前記プローブが、前記デバイスの下流側かつ前記第１の壁と前記第２の壁の間に配置されたプローブハウジング内に収容された、アセンブリ。
8. 前記デバイスは楔状である、請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記デバイスはエーロフォイル状である、請求項７に記載のアセンブリ。
10. 前記少なくとも１つの噴出ポートは細長いスロットである、請求項７に記載のアセンブリ。
11. 前記少なくとも１つの噴出ポートは、前記前縁に形成される、請求項７に記載のアセンブリ。
12. 前記少なくとも１つの噴出ポートは、前記前縁以外の場所において前記少なくとも１つの壁に形成される、請求項７に記載のアセンブリ。
13. 前記ベースプラットフォームに結合された空気圧コネクタを更に備え、前記空気圧コネクタは前記空気圧通路と流体的に連通する、請求項７に記載のアセンブリ。

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