JPH10505040A - 回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１個の電気的に制御された装置(3)がロータ(1)に取付けられた回転装置を提供する。ロータ(1)は、ロータの回転が装置(3)用の電力を発生させるように、コイルを有する。スイッチ(4)は、装置(3)への電力供給を制御するために設けられ、非接触通信リンク(2)を介して制御信号を受信する。

Description

【発明の詳細な説明】 回転装置技術分野 本発明は、電力被供給装置を備えた回転装置、及び、電力被供給装置への電力 供給を制御する方法及び手段に関する。特に、本発明は、除氷システムを備えた プロペラに関する。 航空機プロペラ除氷システムは、プロペラの翼の先端縁に設けられた加熱装置 と、加熱装置への電力供給を制御する切替手段とを備えている。これらに、エネ ルギーが周期的に与えられ、氷の境界層を溶かすと共に残りの氷を遠心力と空力 学的な力によって取り除く。加熱装置の連続使用は、翼に戻って空的臨界作用面 に再結氷する氷を、連続的に溶解する原因となるので、望ましくない。 永久磁石発電材をプロペラハブに取り付けて、プロペラの回転によって、翼上 の加熱装置に供給される電力を発生させることは、周知である。 GB2254812において、本出願人は、ハブと共に回転するとともに、配電スイッ チ及び加熱装置を備えるスイッチ回路に電力を供給するためにハブに設けられた 永久磁石発電材を備えたプロペラ除氷システムを提案した。配電スイッチは、ハ ブ上のタイマによって制御され、プロペラが設けられた航空機からの回転式接続 を介して供給される制御信号によって順番に制御される。発明の開示 本発明の目的は、改良したプロペラ除氷システムを提供することである。特に 、プロペラとプロペラを搭載した機体との間の電気的接触を避け、また、監視さ れるとともに、それに応じて制御される加熱装置の操作を可能にしたシステムを 提供することである。 本発明によれば、ロータ上の電力被供給装置に供給するための制御信号に応答 する電動切替手段をロータ上に設けることによって、電力は、ロータ上の１個以 上の電力被供給装置に切り替えらる。制御信号は、ロータとロータが回転自在に 取付けられた材構との間の非接触通信リンクを介して、切替手段に供給される。 好ましくは、ロータは、ロータの回転動作によって電力が発生する誘導巻線を 備えた発電材を備え、また、通信リンクは、発電材に備えられたた誘導リンクを 含む。例えば、永久磁石発電材を用いて、巻線をロータに設けることによって、 固定磁石に対して回転したときに誘導電圧を発生させてもよい。また、磁石上の 巻線中にて制御信号を使用して変調電圧や電流を更に誘導することによって、同 様の巻線、又は分離巻線を、誘導通信リンクとして使用してもよい。 制御信号は、好ましくは、符号化バイナリ信号であり、切替手段は、制御信号 を復号するために復号手段を有する。このように、制御信号は、それぞれの切替 手段に送られ、各切替手段は、分離装置の動作を制御する。例えば、プロペラ除 氷システムの場合、異なるプロペラ上の加熱装置を、個々に制御することができ る。 更に、同じ通信リンクや同じようなリンクを、ロータから制御装置に実行情報 を送信するために使用してもよい。また、制御手段は、適正な制御信号を切替手 段に送信することによって実行情報に応答するように、変えられてもよい。例え ば、プロペラ除氷システムの場合、各加熱装置の電流や電圧は、除氷制御装置に 送信される被監視及び調整情報としてもよい。 本発明の他の実施形態において、ロータとロータが搭載された構造との間の非 接触通信リンクは、無線周波数リンク又は光通信リンクを含む。図面の説明 本発明の例を以下の図面を参照して説明する。 図１は、本発明の航空機プロペラ除氷システムの概略図である。 図２は、プロペラハブに関連する図１の除氷装置の構成のレイアウトを示す概 略図である。 図３は、図１のシステムにおける各加熱装置への電力供給を制御する電力切替 装置の概略図である。 図４は、図３の電力切替装置の単相電力スイッチと監視手段の概略図である。発明の実施形態 航空機プロペラのハブ１は、図２に概略が示されているように、ハブ１から放 射状に突き出した６枚のプロペラ翼２を備えている。各翼は、その先端縁に沿っ て取り付けられた除氷ヒータ３（図１）を有する。電力は、ハブ１の後ろ板に設 けられた各電力切替装置４の制御によって、それぞれのヒータに供給される。ヒ ータ３及び切替装置４用の電力は、プロペラを支えるエンジンギアボックス上に おいてハブ１の後ろ板の直後に取付けられた、環状配列の永久磁石６を含む永久 磁石発電材５によって、発生する。３個の星形接続の３相巻線７、８、９（図１ ）は、ハブ１の後ろ板に取り付けられているので、磁石６に対する回転によって 、電圧が、その中に誘電する。巻線７の１つは、200V出力を有し、バス１０を介 して各切替装置４に接続され、ヒータ３に電力を供給する。その他の巻線８、９ は、それぞれ、28V出力を有し、３個の切替装置４に結線１１を介して接続され 、それらの動作回路に電力を供給する。図示された例においては、巻線８は、回 転方向に向かって第１、第３、第５の翼上のヒータ３への電力を制御する切替装 置に、電力を供給し、巻線９は、回転方向に向かって第２、第４、第６の翼上の ヒータへの電力を制御する切替装置に、電力を供給する。機体に搭載される制御 装置１２は、磁石６上の巻線１３を介して送信される制御信号によって、切替装 置４の動作を制御する。この磁石６は、磁場を変えることによって、巻線８、９ に誘導される信号を変調する。 図１に示す制御装置１２は、航空機から制御信号１３を受信し、ヒータ３の動 作順序を決定するコンピュータを備えている。 ドライバ１４は、結線１５を介して磁石６上の巻線１３に与えられる高周波数 出力信号を生成する。この出力信号の周波数は、通信コントローラ１６の制御下 で、周波数シフト変調(FSK: Frequency Shift Keying)技術によって変化される 。それにより、バイナリ制御信号が、巻線８、９を介して切替装置４に送信され る。コントローラ１６に使用される通信プロトコルによれば、コマンドを各切替 装置４に個々に送ることができる。また、安全な動作を実現するために、プロト コルにエラーチェック機能を組み込むことが望ましい。 各切替装置は、図３に示すように、３相切替部１７と、巻線８、９からの制御 信号を受信して復号する制御部１８とを備えている。ハイパスフィルタ１９は、 FSK信号を通信コントローラ２０に送り、その通信コントローラ２０は、信号を 復号すると共に自分宛てのコマンドを検知する。ヒータ３を作動するためのコマ ンドは、電力切替コントローラ２１に送られる。この電力切替コントローラ２１ は、光カプラ２２を介して切替部１７に適当な制御信号を送る。 切替部１７は、各ヒータ３へのバス導体１０によって、電力供給の各相の接続 を、それぞれ制御する３個のソリッドステートスイッチ２３を、備えている。各 スイッチ２３は、バス導体１０中の電流を両方向に通過させるために、背中合わ せにして接続された一対のサイリスタ２４、０ボルト検知器を含む回路構成、及 びサイリスタ駆動回路２５、２６、２７からなる。 各ソリッドステートスイッチ２３には、それを通じて電力供給が制御される各 導体１０に誘導的に結合されているセンサ巻線２８も組み込まれ、このセンサ巻 線２８は、監視回路２９でピックアップされると共にバス導体１０の電流を監視 するために使用される対応センサ信号を、生成する。監視回路２９は、一対の電 気タッピング３２を介してバス導体１０上の電圧も監視する。監視回路２９は、 光カプラ２２を介して、切替２３の制御部１８の通信コントローラ２０へ、セン サ信号を送る。コントローラ２０は、このセンサ信号をFSKを使用して高周波数 信号に符号化し、符号化されたセンサ信号は、駆動回路３０によって各巻線８、 ９や航空機の制御装置１２の裏側の磁石６上の巻線１３を介して、送信される。 ハイパスフィルタ３１は、符号化されたセンサ信号を通信コントローラ１６に送 り、このコントローラ１６は、信号を復号してバス導体１０の電圧や電流を測定 する。 制御装置１２は、システムの動作を監視するために、また、必要ならばシステ ムの運転を適切にするために、６個全ての切替装置４の切替部１７からの電流及 び電圧情報を処理する。例えば、ソリッドステートスイッチ２３の一つが故障し たときに、切替装置４によって制御される３相の切替順序を変えてもよい。また 、各ヒータ３への電力出力は、タイマ３３を使用するソリッドステートスイッチ ２３のオン・オフサイクル時間を制御することによって、個々に評価され、また 、調節され得る。このようにして、システムは、空中温度や発生器５の出力の変 化を補正することができる。 切替装置４からのセンサ信号は、周期的、又は、制御装置１２からの制御信号 によって命令されたような要求に応じて、送信されてもよい。 動作条件に適合する所望のいずれの順序でヒータ３への電力供給を制御するよ うに、制御装置１２が適合できる事は、好ましい。 図に示した例において、ロータは、６枚の翼を備えた航空機プロペラの形をと り、また、電力は、各翼上の除氷ヒータに周期的に切り替えられる。しかしなが ら、プロペラは、何枚の翼を備えてもよく、また、除氷ヒータは、翼上の防氷ヒ ータ、又は、機構的な衝撃によって氷を除く電気的駆除力のある衝撃電力被供給 装置のような他の除氷又は防氷装置でもよい。本発明の他の実施形態では、航空 機プロペラ上の電力被供給装置は、プロペラの１枚以上の翼のピッチを制御する ためのピッチ制御機構を備えてもよい。 本発明の更に他の実施形態では、電力被供給装置が搭載されたロータは、車輪 を備えてもよく、また、この電力被供給装置は、センサ又は作動器を備えてもよ い。代わりに、ロータは、発電材を備えてもよく、また、電力被供給装置は、別 の発電材巻線の励起を制御するスイッチを備えてもよい。更に、異なる変調周波 数を通信信号に使用してもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ロータ(1)上に少なくとも１個の電力被供給装置(3)を有するとともに、制御 信号に応じて少なくとも１個の電力被供給装置(3)に電力を供給する切替手段(4) をロータ(1)上に備えた回転装置において、前記制御信号は、ロータ(1)とこのロ ータが回転可能に設けられた材構との間の非接触通信リンクを介して、切替手段 (4)に供給されることを特徴とする回転装置。 ２．前記ロータは、このロータ(1)の回転動作によってその中に電力が発生する 誘導巻線(7,8,9)を含む発電材を備え、前記通信リンクは、前記発電材に組み込 まれている誘導リンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の回転装置。 ３．前記発電材は、永久磁石発電材であり、前記巻線(7,8,9)は、前記ロータ(1) が固定磁石(6)に対して回転したときに誘導電圧を発生させるために、ロータ(1) 上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転装置。 ４．前記巻線(7,8,9)は、通信リンクの一部から成ることを特徴とする請求項３ に記載の回転装置。 ５．制御巻線(13)が、磁石(6)上に設けられ、この制御巻線(13)は、データを前 記通信リンクを介して送信するために、制御信号によって変調されることを特徴 とする請求項４に記載の回転装置。 ６．少なくとも１個の電力被供給装置(3)への電力供給を制御する制御装置(12) を備え、前記制御装置(12)は、前記制御巻線(13)内の前記制御信号を変調するこ とによって制御信号を送信するための制御巻線(13)への接続を有することを特徴 とする請求項５に記載の回転装置。 ７．前記制御信号は、符号化されたバイナリ信号から成り、前記切替手段(4)は 、 前記制御信号を復号するための復号手段を含むことを特徴とする請求項５に記載 の回転装置。 ８．前記ロータ(1)から前記制御装置(12)に実行情報を送信するために非接触通 信リンクが使用され、前記制御装置(12)は、適切な制御信号を前記切替手段(4) に送信することによって、実行情報に応答するようにアレンジされていることを 特徴とする請求項１に記載の回転装置。 ９．前記制御信号及び前記実行情報は、同じ通信リンクを介して送信されること を特徴とする請求項８に記載の回転装置。 １０．前記制御信号及び前記実行情報は、それぞれの通信リンクを介して送信さ れることを特徴とする請求項８に記載の回転装置。 １１．各非接触通信リンクは、無線周波数リンク、又は、光リンクから成ること を特徴とする請求項１に記載の回転装置。 １２．前記回転装置は、複数のプロペラ翼(2)を支えるプロペラハブ(1)であり、 前記少なくとも１個の電力被供給装置(3)は、各プロペラ翼(2)上に設けられた加 熱要素から成ることを特徴とする請求項１０に記載の回転装置。 １３．前記回転装置は、複数のプロペラ翼(2)を支えるプロペラハブ(1)であり、 前記少なくとも１個の電力被供給装置は、各プロペラ翼(2)上に設けられた加熱 要素から成り、個々の加熱要素に供給される電圧及び電流の少なくとも一方が、 制御装置１２に送信される被監視及び調整情報であることを特徴とする請求項８ に記載の回転装置。 １４．前記切替手段は、電気制御可能なスイッチであることを特徴とする請求項 １に記載の回転装置。 １５．複数の前記電力被供給装置を備え、各電力被供給装置には、周期的に電力 が供給されることを特徴とする請求項１に記載の回転装置。