JPS62216899A - 前縁の除氷装置および除氷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は前縁を除氷する方法及び装置に関する。

特に、本発明は翼、支柱、安定板及びグロベラなどの航
空機の前縁ｆを除氷することに関する。詳細には、本発
明は前縁に使用するための空気圧により作動される除氷
装置に関する。

〔従来の技術と発明か解決しようとする問題点〕動力航
空技術の初期の段階から、ある飛行条件の下での航空機
の萬及び支柱などの構成要素（７〕表面の着氷は、時折
、飛行の支障となっていた。そのような着氷は、そのま
まに放ｄされれば、最終的には航空機の重量増加を引起
こし、また、翼の翼構造を飛行不可能な状態となるほど
に変えてしまう。飛行条件下の着氷に対抗するための手
段を見出すことは絶えず検討されてきた課題であり。

その結果、堆積した氷を除去するための、聡称としては
除氷として知られるプロセスである３つの一般に適用し
うる方法が提案された。

１つの除氷方式においては、前縁、すなわち、氷が付着
し且つ航空機の周囲を流れる空気と衝突し、この気流か
停滞する地点を有する航空機の構成要素の縁部は堆積し
た氷と航空機構成要素との間の接着力を低下させるため
に加熱される。接着力が低下すると、この氷は、通常、
航空機の周囲を通過する気流により航空機構成要素から
吹飛ばされる。一般に非常に広く受入れられている前縁
加熱方法は２つあるつその一方の方法によれば、発熱体
は前縁の上方に取付けられるコ゛ム製ブーツに内蔵され
るか又は航空機構成要素の外板構造に内蔵されることに
より航空機構成要素の前縁ゾーンに配置される。この発
熱体は通常は１台又は複数台の航空機エンジンにより駆
動される発７を源から取出される電気的エネルギーを動
力とし、堆積する氷をゆるめるのに十分な熱を発生する
ためにオン／オフ切替えされる。通常、１台又は２台の
エンジンにより動力を供給される非常に小形の航空機に
おいては、電気的除氷を利用するために十分な量の電力
を得ることは不可能であろう。

他方の加熱方法によれば、タービンエンジンの１つ又は
複数の圧縮段から得られる高温の気体が加熱除氷又は着
氷防止の効果を提供するために翼及び支柱などの構成要
素の前縁に循環される。この方法をタービンエンシンを
動力とする航空機に採用した場合、航空機のエンジンタ
ービンからのこのようないわゆるコンプレッサ抽気又は
パイ・ぐス気流の使用によ）燃費が上がり、タービンの
出力は低下すると考えられる。

制限はあるが、状況によっては、氷の航空機への付着力
を弱めるため又は航空機の表面にたまる水の氷点を下げ
るために、航空機の全面又は一部に化学薬品が塗布され
ることもある。

残る１つの一般に採用されている除氷方法は通常は機械
的除氷と呼ばれる。主な業務用機械的除氷手段である空
気圧除氷においては、航空機の翼又は支柱構成要素の前
縁ゾーンは加圧流体、通常は空気を使用して膨張させる
ことができる複数の膨張自在のほぼ管状の構造で被覆さ
れる。管状構造は膨張するとＡ又は支柱の１）コ縁の形
状を押広げようとし、前縁に堆積してｂる氷を割り、航
空機構成要素の周囲を通過する気流の中に分散させる。

通常、このような管状構造は航空機構成要素の前縁とほ
ぼ平行に拡張するように構成されている。

翼及び安定板などの翼構造の場合、このような管状構造
はＪＡ翼構造幅一杯に延在する。多くの場合、翼又は支
柱には複数の管状構造が配置され、通常は前縁から離間
して弦方向に連続配列されることにより翼又は支柱の前
縁と平行になるように構成される。複数の管は翼構造又
は支柱の曲線面全体に対して水除去機能を提供すること
ができる。

従来、空気圧除氷装置はゴム状の、すなわち相当に高い
弾性特性を有する化合物から形成される。

通常、このような除氷装置構造の管を形成する材料は、
除氷装置（並びに前Ｒ）の形状を実質的に変化させ、そ
れにより前縁に堆積・する氷を割る膨張サイクルの間に
、４０チ以上拡張又は伸張することができる。このよう
に膨張率の高い管を膨張させるためには大量の空気が必
要であることが少なくとも１つの理由となって、このよ
うな管を膨張させるための時間は従来は平均で２秒から
約６秒となっている。

このような従来の空気圧式除氷装置を形成するゴム又は
ゴム状材料は、通常、約６９００ｋＰａ　の弾性係数を
有する。周知のように、氷は通常の堆積氷がそれを支持
する表面の輪郭形状のわずかな変化には適応することが
できるほどの弾性係数を有する。氷の弾性係数としては
、約２７５，０００１ｃＰａから約３，４５０，０００
　ｋＰａまで様々な直が報告されている。しがしながら
、従来の除氷装置に使用される配合ゴムの弾性係数は堆
積氷に通常関連する弾性係数とは実質的に異々シ、膨張
中に除氷装置が受ける大きな拡張はその上の堆積氷の構
造をひび割らせるか又は裂くように機能するので、その
ような堆積氷を翼に衝突する気流により吹飛ばすことが
できる。

堆積氷はそれを支持する表面の輪郭形状のわずかな変化
に従って、ごくゆっくりと変化する。堆積氷が支持面の
輪郭形状の変化に従って変化する現象は熱可塑性材料に
おけるコールドクロー〇現象に幾分似ている。堆積氷が
きわめて急速ではあるが小さな変形を受けた場合、被覆
水層はこのような輪郭形状の変化に十分に速く対応する
ことができず、ハンマーによる打撃を受けたときのよう
に粉砕する。さらに最近になって、米国特許第３．５４
９，９６４号に示されるように％翼又は安定板の前縁に
１気機械的打堪を与えると前縁の堆積氷の除去の助けに
なることが発見されている。目下のところ、このような
前縁が長期間にわたシ打撃を受けることにより応力破骨
を生じやすいという点を考慮して、この電気機械的打撃
方式は実質的には業務用としては開発が進んでいない。

電熱除氷装置の適用を必要とせず且つ膨張状態にある間
に長期間にわたり前縁の形状を相当にゆがませ、それに
より、＠縁の有効な性能をそこなうような空気圧式除氷
装置の適用を必要とじ逢い前縁除氷手段は当業界でかな
り多くの用途に適用することができるであろう。さらに
、そのような前縁除氷手段が′ｔｌ気機械的打撃方式に
伴なうような応力による長時間構造損傷を生じる確率が
さほど高くないとすれば、そのような除氷手段は業務用
として相当に有用なものとなるであろう。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は着氷面、特に前縁面を除氷する方法を提供する
。この方法においては、相当に高い弾性係数を有する材
料から成る外面に氷が堆積する。

方法によれば、この外面の下方Ｋ、動作したときに外面
をゆがませ、外面の相当に多くの部分に弦方向ひずみを
発生させるのに適する大きさ、位五及び物理的構成を有
するゆがめ手段が設けられる。

ゆがめ手段は、外面に堆積した氷を解離するのに十分な
ほどの所望の周期的なゆがみ及び弦方向ひずみを発生さ
せるのに十分な程度に周期的に作動され、この作動は約
０．２５秒以内、さらに好ましくは約０，１０秒以内、
そして最も好ましくは０．０５秒以内に十分な程度まで
実行される。ゆがめ手段は膨張自在の手段であるのが好
ましく、加圧流体、好ましくは空気などの圧縮気体を使
用して作動することができる膨張自在の手段であるのが
好ましい。しがしながら、本発明の方法を実施する場合
、外面をその休止時の形状から押圧するか又は反らせる
ことにより外面をゆがませるように構成される機械的リ
フターなどの他のゆがめ手段を採用することができる。

ゆがみは外面にきわめて短い時間で通常は１００ミリ秒
以内、最も好ましくは５００　ミリ秒未満の時間の中で
引起されるのが好ましｈ０発生するゆがみは約０．５セ
ンチメートル以下が好ましく、より好ましくは約０．２
５センチメートル以下である。

本発明によれば、前縁面などの着氷面を除氷する装置は
、通常、氷が堆積するための、相当に高い弾性係数を有
する材料から形成される外面を含む。この弾性係数は少
なくとも２７５，０００ｋＰａであるのが好ましく、除
氷装置の表面に堆積する氷の特性である弾性係数と少な
くとも等しいのが最も好ましい。

装置は、動作したときに除氷装置の外面をゆがませて、
外面の相当に多くの部分に弦方向ひずみを発生させるよ
うな大きさ、位置及び物理的構成を有する少なくとも１
つのゆがめ手段を含む。このゆがめ手段は、外面の下方
に配置され且つ加圧流体を使用して作動される膨張自在
の管状部材であるのが好ましい。この流体は圧縮された
気体状物質であるのが好ましｈｏ 装置は、外面のゆがみと発生させるためにゆがめ手段の
動作をトリガする作動手段をきむ。この作動手段は、膨
張手段と共に使用するように構成される場合、膨張自在
の部材を約０．２５秒以内、好°ましくは約１００６９
秒以内、そして最も好ましくは約５０ミリ秒以内に膨張
させる手段を含む。

このようなゆがめ手段が膨張自在の部材である場合、通
常、装置は膨張に続いてゆがめ手段を収縮させる手段を
含む。

好ましい実施例においては、ゆがめ手段が膨張自在であ
る場合、本発明による装置は、膨張自在の管状部材が外
面の所望の変形及び弦方向ひずみを発生させるために必
要な程度を越えるほど膨張することのないように保証す
る手段を含む。このような気体状流体の過剰膨張防止手
段は、通常、加圧気体状流体源と流体連通するアキュム
レータを含み、アキュムレータは、アキュムレータから
気体状流体が管状部材の中に放出されたときに管状部材
が所望の程度まで膨張するような特定の大きさを有する
。通常、膨張自在の部材を膨張させる膨張部材はソレノ
イド作動・ザイロット弁であり、アキュムレータはその
ような膨張手段の構造に組込まれるのが好ましい。

本発明の好ましい実施例を実施する際に使用するための
圧縮気体は航空機のエンジンタービンのコンプレッサ段
などの低圧気体源から増圧器を介して得ることができる
。そのような増圧器は１通常、２つのピストン面を含み
、その一方のピストン面のｌｆｉ積は他方のピストン面
より狭い。狭いピストン面に低圧気体源からの気体を供
給する手段が設けられ、この気体供給によるピストンの
移動によって、広いピストン面と関連する空洞は排気さ
れる。広いピストン面と関連する空気チャンバが排気さ
れたときに、低圧気体源からの気体が広いピストンチャ
ンバに与えられ、ピストンが逆転して狭いピストン面と
関連するチャンバ内にある気体を圧縮するように、位置
合せ手段を有するポペットが設けられる。所望の程度の
圧縮が達成されると、ポイントは再び移動されるので、
床層ピストンチャンバを再び排気することができ、低圧
気体は再び狭いピストンチャンバに加えられる。

本発明の上述の及びその他の特徴と利点は、共に本明細
書の一部ｋｌ成する以下の本発明の最良の実癩例の説明
及び図面を参照することによりさらに明白になるであろ
う。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明は前縁を除氷する方法及び装置を提供する。除氷
とは、前縁への着氷に続いて氷を除去することである。

前縁とは、ある＋４造に衝突する気流を受は且つその大
部分を突切るように機能するその構造の表面の一部であ
る。前縁としては、たとえば、飛行中の航空機の周囲を
流れる気流が第１に衝突する翼、安定板、支柱、ナセル
並びにその他のハウジング及び突出部の前縁部が考えら
れる。

図面に関して説明すると、第１図は本発明による前縁除
氷装ＪＩＯを示す。

除氷装置１ｉ１０は、弾性係数、すなわち、ｌ／′１わ
ゆるヤング係数が相当に高いグラスチック又は金属など
の剛性材料から形成される外面層、すなわち外板１２を
含む、この弾性係数は少なくとも４０．０００ｋＰａと
すべきである。弾性係数は前縁に堆積する氷に関連する
弾性係数と少ｉくとも等しいのが好ましく、この弾性係
数は少なくとも２７５．０００　ｋＰａ　であるのが好
ましい。多くの好ましい実施例においては、この弾性係
数は約７．５００，０００　ｋＰａ以上になっても良い
と考えられる。

上方中間ブライ１４及び下方中間ブライ１６は外板１２
の下方に配置される。これらの中間ブライ１４，１６は
、通常１片面にゴム引用配合がムがコーティングされた
有材料である。上方中間ブライ１４では、ゴムコーテイ
ング面は外板１２に向かって外方に向いておシ、外板１
２に接着される。下方中間ブライ１６のゴム引用配合ゴ
ム面は外板１２とは反対側の内方に向いており、そのた
め、中間ブライ１４，１６の布拐料は共動して中間ブラ
イ１４．１６の間に間隙空間１８を規定する。

中間ブライ１４，１６に採用される布は何らかの適切な
又は従来通りの性質をもつものであれば良い。レーヨン
、ポリエステル、ナイロン又はアクリルの繊維を材料と
する織布を採用するのが好ましい。ゴム引用配合ゴムは
、除氷装置１０の外板１２又はその他の構成要素に接着
するのに適すル天ｆｉ：”Ａ、スチレンブタジェンゴム
又ハクロロデレンゴムなどの何らかの適切な又は従来通
シの性質をもつものであれば良い。適切な配合コ９ムは
ゴム配合の分野においては良く知られている。

中間ブライ１４，１６はヒートシール、化学ｆｆｊ合、
合着接着剤の機械的接合手段によるか、又は図示される
ように除氷装置の少々くとも一方の後縁部２０における
ステッチ部１９により接合される。

膨張自在の部材２４及び接着ブライ２６は下方中間プラ
イ１６に接着剤、下方中間ブライ１６のゴム引用配合ゴ
ム面への加硫接合又はその他の適切な又は従来通シの手
段により取付けられる。接着プライ２６は、通常、航空
機の外板に接着するのに適するゴム又はゴム状材料から
形成される。

そのような配合ゴムは先行技術におｈて良く知られてお
り、特定のどの配合ゴムを選択すべきかは、除氷装置が
取付けられるＭ空機の外板の性質、天然ゴムと合成ゴム
のコストの対比及び有用性を含むいくつ小のファクター
によって決まる。接着ブライの材料を選択する際に考慮
すべき・臂うメータはゴム加工技術の分野では良く知ら
れている。

Ｎｅｏｐｒｓｎｅ■（ｄｕＰｏｎｔ）などのりｏｏルン
ゴム及びニトリルゴムは接着プライの材料として好まし
い。

膨張自在の部材２４は、通常は除氷装置の長さに沿って
延び、中間プライ１４．１６と同様に片面がゴム引用配
合ゴムでコーティングされた織布材料力為ら形成される
管状構造である。管状部材２４は、ゴム引用配合ゴムを
コーティングされた面がこの部材２４の中心から外方に
向き、従って、管状部材２４の内部に膨張空洞２８を規
定するように構成される。膨張用導管３０は適切な又は
従来の周知の方法により１彫張空洞２８と流体連通する
ように設けられる。間隙用導管３１は、真空源を使用し
て間隙空間１８を真空排気することができるように間隙
空間１８と流体連通する状態で設けられる。

第１図には膨張自在の部材２４は１つしが示されていな
いが、外板１２の下方に複数の膨張部材を配置し、膨張
時に外板のゆがみを発生させるように構成しても良いこ
とを了承すべきである。膨張自在の部材２４は、所望の
圧力、通常は約６９ｋＰａないし約２７６　ｋＰａに膨
張したときに外板が管状部材の上方で約０．５センチメ
ートルを越えない程度、好ましくは約０．２５センチメ
ートルを越えない程度に変形されるようなサイズと形状
を有する。実際に必要とされるゆがみは前縁の物理的形
状と、そこに形成される着氷の性質とにより実走されろ
う通常、このようなゆがみは０．１センチメートルから
０．３５センチメートルの範囲にあることが望ましい。

管状部材２４の膨張に従って外板がゆがむことにより、
外板１２には第１図に線３５により示される弦方向ひず
みが発生し、このゆがみと、それに半なう弦方向ひずみ
は氷と外板との境界面に、氷の外板への接着を破断する
ように作用する応力を発生し且つ氷が付着している外板
におけるひずみの程度までひずむことが不可能であると
いう理由によると考えられる凝集破砕を氷自体に発生さ
せる点まで進む。

除水装置ＩＯ全本は航空機の外板に適切な又は従来通り
の周知の方法により接合されるが、通常は３Ｍ−ｆ−ト
ナンバー１３００１．などの接着剤を使用して接合を行
なう。

段なしフィレット３７．３８は除氷装置１１１０のＩＭ
囮形状を一様でなめらかなものとするために設けられる
。

線３５により示される弦方向ひずみは除氷装置の外板１
２におけるある非常に１ＧＩＪ！された延坤運、肋を含
む。外板１２の延坤が制限されるのは、従来の空気圧式
除氷装置とは異なり、外板が高い連」係数を有している
ためである。実質的に低い弾性係数を有するべきコ９ム
引中ＨＬ’ｌｆライ１．１　、１６及び接着プライ２６
については弾性係数の値をそ　。

れほど考慮する必要はな匹。実質的に高い弾性係数を有
するべき外板１２に関してのみ、弾性係数の値は重要に
なる。従って、外板は約３係を越える、最も好ましくは
約５．０チを越える極限伸び率を有する相当に弾性係数
の高い材料から形成される。弾性であるとは、サイズ又
は形状全永久的にそこなうことなく変形を持続できるこ
とをいう。

弦方向ひずみの請来としてゆがむ間に外板１２が受ける
妨作伸びは、除水装置の外板を形成する外板１２の材、
料の固有のメ限沖び率より低くなければならず、極限伸
び率を越えれば外板１２の早期破１裏が起こってしまう
。肋作沖び率は、また、材料の疲れひずみより低くなけ
ればならなｌｘ、、疲れひずみは、頻繁なゆがみが材料
の疲れ破表を生じさぐるようなｆ申びである。

外板１２は金属又はプラスチックなどの適切な又は従来
通りの材料から形成されれば良い。焼なましステンレス
鋼の薄板及び焼なましチタンの薄板は本発明を実施する
上で外板１２として有用である。

薄いとは、金属の場合で０．００２５４センチメートル
から約Ｕ、０２５４センナメートル、非金属の場合はｏ
、ｏ　ｏ　ｓセンチメートルから０．０５０８センチメ
ートルであることケいう。同様に、高い弾性係数及び適
切な極限伸び率という特性を有するプラスチックも外板
の形成には有用である。本発明を実施する上で特に有用
なプラスチック材料の１つはＩＣＩより入手可能なポリ
エーテルエーテルケトン（Ｐ＠＠ｋ）である。

ポリ力一ヴ不一ト、アセタール、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリぶつ化ビニル、ポリエチレン等の他の適切な又
は従来通りのプラスチック材料を本発明の実施に際して
使用することができる。このような材料は約３．０％を
越える、好ましくは約５．０％を越える極限伸び率と、
少なくとも約４０，０００ｋＰｓ　、好ましくは少なく
とも約２７５，０００　ｋＰａ、約７．５００，０００
　ｋＰａ　　以上までの弾性係数、すなわちヤング係数
とを有する。金属ではなく、ポリマー材料を使用すると
、このようなポリマー材、ｆ：＋には氷が着きにくいと
いう利点がある。

第１図に関して、外板１２を変形させるために膨張自在
の管状部材２４に代わる別の手段を使用できることは明
白であろう。膨張自在の部材２４の代わシに、外板１２
を変形させるために機械的り７ターを採用して作動され
るパーを使用することができる。そのような機械的リフ
ターはカム状装置、又は従来の油圧り７タ一機構などの
流体作動システムを採用して作動させることができる。

第５図に関して説明する。第５図には、相当に高い弾性
係数を有することを特徴とする外板１２を含む除氷Ｊｄ
ｌＯの本発明の別の好ましい実施例が示される。外板１
２は、内部に複数の通路１２２が形成された剛性Ａ４造
１２０により支持される。剛性Ａ４造１２０は、Ｒ構造
１２０の前縁として外板１２が機能する間に発生する空
気圧の結果としての座屈に抗して外板１２を支持するよ
うに構成される複数の接触点１２３をよむ。

通路１２２はアルコールなどの凍結しにくい低密度の液
体で充たされる９通路１２２内の液体は、外板１２２を
外方へわずかに変形させることにより通路１２２と有効
に膨張させる圧縮力を周期的に受ける。その後、低密度
の液体が受けた圧力は取除かれ、外板１２の変形は元に
戻る。

剛性翼構造は金属などの何らかの適切な又は従来通りの
材料、あるいは適切な又は従来通りの強化合成物から形
成することができる。外板は焼なましステンレン′、ｆ
４又は焼々ましチタンの薄板から形成することができる
が、Ｐｅａｋなどのグラスチック材料から形成しても良
い、接触点１２３は最終的には第５図に示されるように
設けられれば良い（点状接点又は線状接点）が、外板１
２が載１されて支持される、より広め平置を形成してｈ
ても良い。通路及び接触点をどの特定の形状にするかは
、１つには、剛性翼構造１２０及び外板１２を構成する
ために選択される材料によって決まる。

別の実施例においては、通路１２２の内部に入れられた
液体を急激に加圧する代わりに、流体圧力のパルスを液
体中を通路１２２に沿って長手方向に進むように導入し
ても良い。この・ぐルスは、パルスが通過するときに外
板１２に瞬間的ゆがみを発生させる効果を有すると考え
られる。この瞬間的・２ルスは、電動偏心装置により５
駆動される通路１２２と接続する！ランジャピストンに
よす発生させることができるであろう。あるいは、容積
の大きな機械的に駆動されるポンプにより発生されるパ
ルスを受取るタイマー駆動ソレノイド９を使用してパル
スを発生させることができるであろう。

・やルスは、第５図に示されるように相当に高い弾性係
数又は比較的剛性の外板１２を使用して所望の除氷効果
を発生させるために、０．５秒未満の、好ましくは１０
０ミリ秒未満の、最も好ましくは約５０ミリ秒未満の同
じ時間間隔の中で作用しなければならない。

このような外板１２の変形手段は全て急速に機能するこ
とが重要である。０．６センチメードル以下の厚すの、
少なくとも０．０５センチメートルの厚さの氷を有効に
除去するためには、外板１２は約０．２５０秒以内に変
形されることが望ましい。稀にしが発生しな込が、０．
６センチメードルを越よる厚さの氷も本発明の除氷装置
を採用して容易に除去される。変形は約１００ミリ秒以
内に起こるのが好ましく、変形は約５０ミリ秒以内にほ
ぼ完了するのがさらに好ましい。この急速な変形は、堆
積した氷に外板１２の表面輪郭形状の変化に実質的に適
応する機会を与えずに氷を外板１２から吹飛ばすように
機能する。作動時間が約１．０秒を著しく越えると、外
板１２からの氷の除去は全く不完全になってしまう。不
完全な除氷は除氷すべき構成要素の性能に悪影響を及ぼ
す。

ゆがみ手段が機械的装置である場合、外板１２を外方へ
押圧するためにカム装置又は行程の短い油圧アクチェエ
ータを使用する等により、急速な変形を得ることは比較
的容易である。除氷装置１０が第１図に示されるような
管状部材２４を含む場合、加圧された流体を利用して膨
張を起こさせることができる。流体が液体である場合は
、所望の時間制限の中で確実に膨張を起こさせるために
、比較的大量の加圧流体を比較的短い時間周期の中で移
動させる能力を有するｇｃ置が必要である。管状部材２
４が空気圧により膨張される場合には、相当に高い圧力
の空気圧源を実質的に瞬時膨張を発生させるような方法
で除氷装置内に放出させることができる。

しがしながら、かなり高い圧力を加えられた空気などの
流体を制御なしに管状部材２４の中に導入すると、除氷
装置は過度に膨張し、その結果、前縁構造の損傷を招く
と考えられる。従って、本発明による除氷装置は外板が
ゆがむ程度を制限又は制御する手段を含むのが好ましい
。

機械的カム又は油圧リフターの場合は、行程を制限する
ための周知の手段で十分であろう。液体膨張形の管状部
材２４においては、容積又は圧力を制限する装置が所望
の通りに機能すると考えられる。気体膨張形の管状部材
２４の場合は、加圧された気体状流体をアキュムレータ
の中に貯蔵することが１つの手段として考えられる。ア
キュムレータは、アキュムレータの放出時に、所望の膨
張を発生させ、それにより、外板１２に所望の程度のゆ
がみ及び弦方向ひずみを発生させるのに丁度十分な、慎
重に決定された量の空気が膨張自在の部材の中へ放出さ
れるような物理的大きさを有する。

同様に、そのような何らかのアキュムレータの除氷装置
内への急速且つ完全な放出を確実に保証する手段又は装
置も望ましい。図面に関して説明すると、第４図は、第
１図に示されるのと同様の管状部材２４の中に導入する
ための適切な量の加圧空気を貯えるように構成された大
きさの内部チャン・ぐ５３を有するアキュムレータ５２
を含むパイロット作動弁５０を示す。アキュムレータに
は、アキュムレータ内部の空気圧を比較的ゆっくりと上
昇させるように構成されるオリフィス５５を含む入口５
４が設けられる。・ンイロット弁座５６は内部チャンバ
５３の中に開くように設けられる。

・母イロット升座５６は、ばね偏向手段５８を含むシャ
フト５７に取付けられる。シャフト５７は電気的ソレノ
イド５９により駆動される。ソレノイドが作動されると
、パイロット弁座５６はアキュムレータの内部チャンバ
５３に向かう方向に駆動されることにより、ばね偏向手
段５８を圧縮する。

ソレノイドが解放されると、ばね偏向手段５８はパイロ
ット弁座５６を閉鎖位置に戻すように機能する。

主弁座６１は・ぐイロクト弁座５６を包囲するような関
係で設けられる。主弁座はピストン６２により支持され
る。空洞６３はピストン６２に隣接する位置にあり、ピ
ストン６２は偏向ばね６４により偏向駆動される。空気
抜き孔６６はパイロット弁座５６を主弁のピストンの空
洞６３と接続し、これにより、内部チャンバ５３からの
高圧空気はパイロット弁座５６の開放により空洞６３に
加えられる。

主弁座６１の表面領域より広いピストン６２の表面領域
の上方で空ｌｌ！１ｉ１６３に加えられる空気圧は主弁
座６１を開放させるように機能し、アキュムレータの内
部チャンバ５３に入っていた空気を放出させる。内部チ
ャン・寸５３からの放出は出口ポート６７を使用して行
なわれる。アキュムレータの内部チャンバ５３内の圧力
が降下するにつれて、偏向ばね６４は主弁ｄ！ｉを閉鎖
位置に戻すように機能する。

・ぐイロット作動弁５０は適切な又は従来通りの構成の
エゼクタ６９と、出口ボート６７の少なくとも一方と連
通ずる真空通路７０．！：を含む。真空通路７０は空気
抜き通路７１とエゼクタ６９との間で空気伝送連通状態
にあり、これにより、出口ｄ？−）６７で真空状１［ｘ
を起こすことができる・′臂イロット弁座及び主弁座が
閉鎖されている期間中に比較的低圧の気体源をエゼクタ
６９に当てることにより、出口ポートに、従って、第１
図に示される膨張自在の管状部材２４に真空状態を生じ
させれば良ｂ０第１図に示される間隙用導管３１及び第
１図の間隙空間１８の中にある空気を排出できるように
、間隙用導管３１を真空通路７０と流体連通ずるように
構成することが望ましいであろう。このような相互接続
のために、適切な又は従来通シの周知の導管手段を採用
しても良い。

第４図のオリフィス５５は、空気が貯えられたアキュム
レータの内部チャンバ５３が弁座５６゜６１の適正な閉
鎖機能を妨げるように急速に放出する間に内部チャンバ
５３の中の圧力が再び上昇するのを阻止するように機能
する。

次に第２図に関して説明する。４４２図は、航空機の翼
及び水平安定板を除氷する本発明によるシステム８０の
略図である。このシステム８０はコンプレッサ又はジェ
ットエンジンタービンカラの抽気などの低圧空気源８１
を含む。低圧空気源８１は低圧空気源の一定の供給圧力
全確保する調整器８２．８３に接続される。調整器８３
は第４図に示されるエゼクタ６９に低圧空気を供給する
ように構成される。

調整４８２は一定の低圧空気を増圧器８４に供給し、増
圧器８４は低圧空気源８１から発生した空気の圧力を所
望の高圧まで上昇させる。アキュムレータ８５は高圧空
気を供給するために設けられる。このアキュムレータ８
５は適切な又は従来通りの金属構成から形成することが
できるが、ｄｕＰｏｎｔよう市販されているＫＥｖＬＡ
Ｒ”　などの強度の高い織布を使用して形成されても良
し。相対的に低圧であるとは、空気が約７　ｋＰａなＩ
ｎ　Ｌ　７００ｋＰａの供給圧力にあることを指す。ま
た、高圧であるとは、圧力が約７００　ｋＰａから約１
２，０００ｋＰａであることを指す。

主アキュムレータ８５の高圧空気は適切な導管８６を介
して、第４図に示されるアキュムレータ５２のような・
臂イロット弁と関連する複数のアキュムレータに送）出
される。次に、第４図に示されるような・量イロット作
動９Ｐ５０を使用して、アキュムレータからの高圧空気
は第１図に示されるような膨張自在の部材２４を有する
個々の虞及び安定板除氷装置８７，８８．８９に供給さ
れる。

制御装置９０は、除水装置８７，８８．８９の膨張自在
の部材２４への高圧空気の放出を所定のタイミングに従
って実行できるようにするために・ぐイロット作動弁５
０と関連するソレノイド５９の作動を制御するように機
能する。制御装置９Ｑは、さらに別の機能として、真空
調整器８３から・ンイロット作動弁５０と関連するエゼ
クタ６９への空気の供給のタイミング及び量を決定する
ことができるのが好ましい。このような制御は周知の方
式により実行することができる。

ただし、第２図のシステム８０は単なる１例として示さ
れたものであり、特定の除氷装置及び弁装置の構成に対
応してこのシステムに様々な変形及び変更を加えても差
しつかえない。詳細にいえば、低圧空気源の代わシに、
コンプレッサ又はガス貯Ｒはトル（図示せず）などから
得られる高圧空気＃を使用することができる。その場合
、増圧器は不要になるであろう。また、真空調整器８３
及び調整器８２を真空発生と増圧のために低圧空気を供
給する単一の装置から構成しても良い。

第２図に示される増圧器８４は第３図に示されるような
構成を有することができる。＠３図に関して説明すると
、増圧器８４は、広い面９３及び狭い面９４を有し且つ
広いピストン空洞９５と狭いピストン空洞９６の内部で
動作するピストン９２を含む。狭いピストン空洞９６へ
の入口９８は入口逆止め弁９９を含む。狭いピストン空
洞９６からの出口１００は出口逆止め弁１０１を含む。

通路１０６を含むシャトルポペット１０５が設けられ、
シャトルポペット１０５がピストンの軸に沿って移動す
ることにより、通路１０６は通気通路１０７及び駆動入
口１０８とアライメントされる。

偏向ばね１０９はシャトルポペット１０５を当初の位置
にアライメントきせるために設けられる。

偏向ばね１０９はピストン９２のシャフト部分１１０に
より動作烙れ、このシャフト部分１１０はピストンの圧
縮動作中に偏向ばね１０９を圧縮し、偏向ばね１０９は
シャトルポ（ツ）１０５を通気通路１０７とのアライメ
ント状態に戻そうとする力をシャトルポペットに加える
。ポペット位置合せ装置１１１は、ピストン９２の所望
の十分な運動が完了するまで偏向ばれ１０９の作用を阻
止するために設けられる。

動作において、狭いピストン空洞９６を充満し。

広い面９３がシャトルポペット１０５に当接してシャト
ルポペット１０５を通路１０６が駆動入口１０８とアラ
イメントするように位置合せするまでピストンを駆動す
るために、低圧空気が入口９８に供給される。次に、広
いピストン空洞９５に低圧空気が供給これ、狭いピスト
ン空洞内にある空気を圧縮し且つ圧縮された空気を出口
１００から排出させる方向にピストンを駆動する。圧縮
動作が大きくなるにつれて、ピストンのシャフト部分１
１０は偏向ばね１０９をポペット位置合せ装置１１１の
保持作用に肪る力を発生する１１１．どに十分に圧縮し
、それにより、通路１０６は通気通路１０７と再びアラ
イメントされて、次の動作サイクルに備える。

増圧器８４及び・々イロット作動弁５ｏは、通常。

アルミニウムなどの軽量の材料から製造きれる。

増圧器８４の密封面などの部分及びパイロット作動弁５
０は＠量プラスナックなどの他の機械加工可能な材料か
ら形成されても良い。

以上、好ましい実施例を図示し且つ詳細に説明したが、
特許請求の範囲に限定される範囲全逸脱せずに様々な変
形を実施しうろことは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成される除氷装置構造の側
横断面図。 第２図は、本発明に従って除氷装置の動作を制御する制
御システムの略図、 第３図は、本発明の実施に吏用するのに適する空気圧式
増圧器の側横断面図、 第４図は、本発明の実施に夏用するのに適するエゼクタ
／パイロット作動吐出し弁の部分横断面側面図、及び 第５図は５本発明による除氷装置の別の実施例の断面図
である。 １０・・・前縁除氷装置、１２・・・外板、１４・・・
上方中間プライ、１６・・・下方中間プライ、１８・・
・間隙空間、２４・・・膨張自在の管状部材、２６・・
・接着プライ、２８・・・膨張空洞、３０・・・膨張用
導管、３１・・・間隙用導管、５０・・り七イロット作
動弁、５２・・・アキュムレータ、５３・・・内部チャ
ンバ、５４・・・入口、５６・・り悩ロット弁座、５９
・・・ソレノイド。 ６１・・・主弁座、６２・・・ピストン、６３・・・空
洞。 ６６・・・空気抜き穴、６７・・・出口ポート、６９・
・・エゼクタ、７ｏ・・・真空通路、７１・・・空気抜
き通路。 ８１・・・低圧空気源、８２．８３・・・調整器、８４
・・・増圧器、８５・・・アキュムレータ、８７，８８
．８９・・・除氷装置、９０・・・制御装置、９２・・
・ピスト／、９３・・・広いピストン面、９４・・・狭
いピストン面。 ９５・・・広イヒストン空洞、９６・・・狭いピストン
空洞、９８・・・入口、１００・・・出口、ｌｏ５・・
・シャトルポペット、、１０６・・・通路、１０７・・
・通気通路。 １０８・・・駆動入口、１０９・・・偏向ばね、１１１
・・・ポペット位置合せ装置。 μ下余白 一′ ；ｉノ ビ Ｅや　　　　　　　　　　　　、５夕 手続補正書（方式） 昭和６２年４月７４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、着氷面に氷が堆積される相当に高い弾性係数を有す
   る外面を設ける過程と； 外面の下方に、動作したときに外面をゆがませて、外面
   の相当に多くの部分に弦方向ひずみを発生させるような
   大きさ、位置及び物理的構成を有する少なくとも１つの
   手段を設ける過程と；外面に堆積した氷を解離するのに
   十分なほどの周期的な所望のゆがみ及び弦方向ひずみを
   発生させるのに十分な程度に周期的に手段を０．２５０
   秒以内で作動する過程と； から成る着氷面を除氷する方法。 ２、手段が外面に機械的なハンマー状打撃効果を発生し
   ないものである特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、手段が膨張自在の部材及び機械的リフターの一方と
   なるように設けられる特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 ４、前縁に氷が堆積される相当に高い弾性係数を有する
   外面を設ける過程と； 外面の下方に、膨張したときに外面をゆがませて、外面
   の相当に多くの部分に弦方向ひずみを発生させるような
   大きさ、位置及び構成を有する少なくても１つの可撓性
   で相当な弾性を有する膨張自在の手段を設ける過程と； 膨張自在の手段を周期的に膨張及び収縮させ、膨張が外
   面に堆積した氷を解離するのに十分なほどの所望のゆが
   み及び弦方向ひずみを発生させるのに十分な程度に実行
   され且つ膨張が加圧流体を使用して０．２５０秒以内に
   十分な程度まで実行される過程と； から成る着氷前縁面を除氷する方法。 ５、外面が変形される程度及び外面に加えられる弦方向
   ひずみの程度を確実に制限する過程を含む特許請求の範
   囲第４項記載の方法。 ６、膨張が１００ミリ秒以内に実行される特許請求の範
   囲第４項記載の方法。 ７、氷が堆積され、少なくとも４０，０００ｋＰａのヤ
   ング係数を有する材料から形成される相当に高い弾性係
   数を有する外面を前縁に設ける過程と；外面の下方に、
   膨張したときに外面をゆがませて、外面の相当に多くの
   部分に弦方向ひずみを発生させ且つ外面を形成する材料
   の極限伸びパラメータを越えない外面の伸びを発生させ
   るような大きさ、位置及び構成を有する少なくとも１つ
   の空気圧により膨張自在の管を設ける過程と； 外面に堆積した氷を解離するのに十分なほどの望ましい
   ゆがみ及び弦方向ひずみを発生させるのに十分な程度に
   膨張自在の管を周期的に０．２５０秒以内で膨張及び収
   縮させる過程と； から成る航空機の着氷前縁面を除氷する方法。 ８、膨張が１００ミリ秒以内に実行される特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 ９、外面が変形される程度及び外面に加えられる弦方向
   ひずみの程度を確実に制限する過程を含む特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 １０、相当に高い弾性係数を有する材料から形成され、
   氷がその上に堆積される前縁の外面と； 外面の下方に配置され、作動されたときに外面の相当に
   多くの部分に弦方向ひずみを発生させるように０．２５
   ０秒以内に外面の除氷を実行するために必要な程度に外
   面をゆがませるような大きさ、位置及び物理的構成を有
   する少なくとも１つのゆがめ手段と； 外面のゆがみを発生させるためにゆがめ手段の作動をト
   リガする作動手段と； を具備する着氷前縁面を除氷する装置。 １１、ゆがめ手段が膨張自在の部材及び機械的リフター
   の一方である特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、ゆがめ手段が外面にハンマー状効果を与えないも
   のである特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３、ゆがめ動作が１００ミリ秒以内に所望の程度まで
   実行される特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １４、相当に高い弾性係数を有する材料から形成され、
   氷が堆積される前縁の外面と； 外面の下方にあり、膨張したときに外面をゆがませ、外
   面の相当に多くの部分に弦方向ひずみを発生させるよう
   な大きさ、位置及び構成を有する少なくとも１つの膨張
   自在の手段と； 外面に堆積した氷を解離するのに十分なほどの所望のゆ
   がみ及び弦方向ひずみを発生させるのに十分な程度に膨
   張自在の手段を０．２５０秒以内に加圧流体を使用して
   膨張させる膨張手段と； 膨張自在の手段を収縮させる収縮手段と； を具備する着氷前縁面を除氷する装置。 １５、加圧流体が気体状流体である特許請求の範囲第１
   ４項記載の装置。 １６、外面が変形される程度及び外面に加えられる弦方
   向ひずみの程度を制限する確実な制限手段を含む特許請
   求の範囲第１４項記載の装置。 １７、膨張手段が膨張自在の手段を１００ミリ秒以内に
   膨張させる特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １８、少なくとも約４０，０００ｋＰａを越える弾性係
   数を特徴とする材料から形成される外面層と；外面層の
   下方にあり、膨張したときに外面層をゆがませ、外面層
   の相当に多くの部分に弦方向ひずみを発生させるような
   大きさ、位置及び構成を有する少なくとも１つの膨張自
   在の管状部材と；外面層に堆積された氷を解離するのに
   十分なほどの望ましいゆがみ及び弦方向ひずみを発生さ
   せるのに十分な程度に膨張自在の管状部材を０．２５０
   秒以内に加圧流体を使用して膨張させる膨張手段と； 膨張自在の管状部材を収縮させる収縮手段と； 外面層に所望の変形及び弦方向ひずみを発生させるのに
   必要な程度を越えるほどに膨張自在の管状部材が膨張す
   ることのないように保証する制御手段と； を具備する着氷前縁面を除氷する装置。 １９、制御手段は相当に高い圧力の気体状流体源を含み
   、相当に高い圧力の流体を特定の量だけ貯える蓄圧手段
   をさらに含み、膨張手段は管状部材への蓄圧を開始から
   完了までに０．２５０秒以内で解放する解放手段を含む
   特許請求の範囲第１８項記載の装置。 ２０、蓄圧手段は、相当に高い圧力の流体で充満され、
   また、膨張自在の管状部材の中に放出されたときに、管
   状部材の中で外面層に所望のゆがみ及び弦方向ひずみを
   発生させるのに十分な所望の膨張圧力が得られるような
   大きさのチャンバである特許請求の範囲第１９項記載の
   装置。 ２１、膨張手段がソレノイド作動パイロット弁である特
   許請求の範囲第１９項記載の装置。 ２２、膨張手段が管状部材に真空圧を発生するように構
   成されるエゼクタを含む特許請求の範囲第１９項記載の
   装置。 ２３、少なくとも約４０，０００ｋＰａを越える弾性係
   数を有する材料から成る少なくとも１つのプライにより
   形成される外面と； その下方に設けられ片面にゴム引用配合ゴムがコーティ
   ングされた織布であり、後縁部でコーティングされない
   面が相対向してその間に間隙空間を規定し且つ外面のプ
   ライに固着される上方中間プライと、下方中間プライと
   を構成するように互いに固着された１対の中間プライと
   ； 片面にゴム引用配合ゴムがコーティングされた織布から
   形成され、コーティングされない面が管の内壁を規定す
   る管を形成するように構成され、下方中間プライに接着
   される管状空気圧部材と； 下方中間プライ及び管状空気圧部材に接着され、除氷装
   置を取付けるべき基板に接着可能な材料から形成される
   接着プライと； 管状空気圧部材との空気連通を成立するように構成され
   る少なくとも１本の通路と； 間隙空間との空気連通を成立するように構成される少な
   くとも１本の通路と； 管状空気圧部材を所望の程度に膨張させるのに適する量
   の相当に高い圧力の空気を封入するように構成されるア
   キュムレータと； アキュムレータ及び管状空気圧部材用通路と連通し、管
   状空気圧部材用通路を使用してアキュムレータから管状
   空気圧部材へ空気を送るパイロット弁と； 少なくとも１本の通路と連通し、管状空気圧部材及び間
   隙空間の少なくとも一方を真空排気する真空源と； 相当に高い圧力の気体源と； を具備する空気圧式前縁除氷装置。 ２４、相当に高い圧力の気体源は、相対的に狭い表面積
   を有するピストン面と、相対的に広い表面積を有するピ
   ストン面の１対のピストン面と、低圧気体を狭いピスト
   ン面と関連するチャンバに導き、供給する通路と、シャ
   トルポペットと、シャトルポペットを位置合せする手段
   と、一部はシャトルポペットにより支持され、広いピス
   トン面と関連する空洞から気体を排気するように構成さ
   れる少なくとも１本の通路と、低圧気体を広いピストン
   面と関連する空洞に導入し、供給する入口手段と、狭い
   ピストン面と関連する空洞から高圧圧縮気体を除去する
   ように構成される出口とを具備する増圧器である特許請
   求の範囲第２３項記載の空気圧式前縁除氷装置。 ２５、ｉ）相当に高い圧力の流体を保持するように構成
   されるアキュムレータと； ｉｉ）小形の弁座アセンブリと； ｉｉｉ）小形の弁座アセンブリを開放してアキュムレー
   タと流体連通させるように構成されるソレノイドと； ｉｖ）大形の弁座アセンブリと； ｖ）小形の弁座アセンブリがピストンの一方の面と流体
   連通しているため、ソレノイドを使用して小形の弁座ア
   センブリが開放されると、アキュムレータからの流体は
   大形の弁座アセンブリに加えられ、アキュムレータから
   の流体が大形のピストンアセンブリに加わると大形のピ
   ストンアセンブリが大形の弁座アセンブリを開放するよ
   うに機能し、大形の弁座アセンブリを開放するように構
   成されるピストン手段と； ｖｉ）大形の弁座アセンブリが開放されたときにアキュ
   ムレータから加圧流体を送出す出口ポート及びそれと関
   連する手段と； ｖｉｉ）アキュムレータからの所望の量の加圧流体の吐
   出しが完了した後に大形の弁座アセンブリを再び閉鎖す
   る手段と； ｖｉｉｉ）エゼクタと； ｉｘ）流体がエゼクタポートを通過するときに真空状態
   となるように構成される空気抜きポートと； ｘ）空気抜きポートを出口ポートに接続する導管手段と
   を具備するパイロット弁。 ２６、ｉ）低圧供給流体の入口と； ｉｉ）一方が他方より相当に広く、関連する狭いピスト
   ン面と、広いピストン面とをそれぞれ有する１対のピス
   トンチャンバと； ｉｉｉ）狭いピストンチャンバに低圧流体を供給する導
   管手段と； ｉｖ）シャトルポペットと； ｖ）シャトルポペットの位置合せ装置と； ｖｉ）少なくとも一部がシャトルポペットにより支持さ
   れ且つ第２の部分がその他の方法により増圧器に支持さ
   れ、各部分がシャトルポペットの移動によりアライメン
   トされ、広いピストンチャンバから増圧器外の地点へ気
   体状流体を供給する排気導管手段と； ｖｉｉ）シャトルポペットが所定の位置まで移動したと
   きに排気導管手段の、シャトルポペットにより支持され
   る部分とアライメント可能となるように構成される第２
   の低圧流体源と； ｖｉｉｉ）出口と； ｉｘ）出口と狭いピストンチャンバとの間で流体伝達関
   係にある導管手段と； ｘ）シャトルポペットを所定の位置に対して接離するよ
   うに偏向する偏向手段とを具備する流体圧力増圧器。