(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ燃料を蓄え、互いに連通孔を介して連通する複数のタンクと、
不活性ガスを所定の濃度以上含んだ防爆気体を供給する防爆気体発生装置と、
前記連通孔を介して前記複数のタンクの内部を貫通するように設けられ、前記防爆気体が流れる気体供給管とを具備し、
前記気体供給管の前記複数のタンクの各々の内部における側面に、前記防爆気体が噴出される噴出口が形成され、
更に、前記タンクの前記燃料の量に関する情報を検出する検知部と、
前記検知部の検知結果に基づいて、前記防爆気体の発生量を決定し、当該発生量を示す防爆気体発生量制御信号を前記防爆気体発生装置に出力する制御部とを具備し、
前記防爆気体発生装置は、前記防爆気体発生量制御信号に基づいて前記防爆気体を発生し、前記気体供給管へ供給する
航空機の燃料タンク。
【請求項２】
請求項１に記載の航空機の燃料タンクであって、
前記気体供給管に連通し、前記防爆気体が噴出される噴出部と、
前記噴出部から噴出される前記防爆気体の噴出方向と噴出量を調整可能とする調整機構と
を更に具備し、
前記制御部は、更に、前記検知部の検知結果に基づいて、前記防爆気体の噴出方向および噴出量を決定し、当該噴出方向および当該噴出量示す気体噴出量・方向制御信号を前記調整機構へ出力し、
前記調整機構は、前記気体噴出量・方向制御信号に基づいて前記噴出部における前記防爆気体の噴出量および噴出方向を調整する
航空機の燃料タンク。
【請求項３】
請求項２に記載の航空機の燃料タンクにおいて、
前記タンク内の気相領域の気体濃度を検知する濃度検知部と
を更に具備し、
前記制御部は、前記検知部の検知結果に加えて前記濃度検知部の検知結果に基づいて、前記防爆気体の発生量を決定し、前記防爆気体発生量制御信号を前記防爆気体発生装置に出力する
航空機の燃料タンク。
【請求項４】
請求項３に記載の航空機の燃料タンクにおいて、
前記制御部は、前記検知部が前記燃料の残量がゼロであることを検知した場合、前記噴出部を閉じることを決定し、前記噴出部を閉じることを示す前記気体噴出量・方向制御信号を前記調整機構へ出力し、
前記調整機構は、前記気体噴出量・方向制御信号に基づいて前記噴出部を閉じる
航空機の燃料タンク。
【請求項５】
請求項４に記載の航空機の燃料タンクにおいて、
前記燃料の残量がゼロであるとして前記噴出部が閉じていたとき、且つ、前記濃度検知部が検知した前記気体濃度が適正な値でない場合、
前記制御部が、前記濃度検知部の検知結果および前記検知部の検知結果に基づき、前記防爆気体の発生量を決定し、当該発生量を示す防爆気体発生量制御信号を前記防爆気体発生装置に出力し、
前記制御部は、更に、前記検知部の検知結果に基づいて、前記防爆気体の噴出方向および噴出量を決定し、当該噴出方向および当該噴出量示す気体噴出量・方向制御信号を前記調整機構へ出力する
航空機の燃料タンク。
【請求項６】
燃料を蓄えるためのタンクに設けられた検知部が、前記燃料の量に関する情報を検知して、該検知結果を燃料量信号として制御部に送るステップと、
前記制御部が、前記燃料量信号に基づいて、防爆気体の発生量、防爆気体の噴出量および防爆気体の噴出方向を決定するステップと、
前記制御部が、前記発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置に、前記噴出量および前記噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構にそれぞれ出力するステップと、
前記防爆気体発生装置が、前記防爆気体発生量制御信号に対応した流量および量の防爆気体を気体供給管へ供給するステップと、
前記調整機構が、前記気体噴出量・方向制御信号に対応した噴出量および方向で、前記気体供給管に連通し前記防爆気体が噴出される噴出部から、前記防爆気体が噴出するように前記噴出部を調整するステップと
を具備し、
前記気体供給管に供給された防爆気体は、前記調整機構により調整された前記噴出部より前記タンクに供給される
航空機の燃料タンクの防爆方法。
【請求項７】
請求項６の航空機の燃料タンクの防爆方法において、
前記タンク内の燃料のない領域である気相領域の気体濃度を検知し、該検知結果を気体濃度信号として前記制御部に送るステップと、
前記制御部が、前記気体濃度信号に基づいて、防爆気体の第２発生量を決定するステップと、
前記発生量及び前記第２発生量いずれか大きい方を、改めて前記発生量に設定するステップと、
設定された前記発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置に送るステップと
を更に具備する
航空機の燃料タンクの防爆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の燃料タンク構造に関し、特に防爆機能を備える航空機の燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンクの防爆方法のひとつとして、燃料タンク内の気体の酸素濃度を低く維持する技術が知られている。例えば特許文献１には、燃料タンク内に不活性ガスを供給し、燃料タンク内の気層領域を掃気する技術が記載されている。
【０００３】
防爆手段の参考例として、図１を挙げる。図１は、航空機の主翼に設けられた燃料タンク１１０の一部の構成を示す模式図である。主翼１３０には、複数の燃料タンク１１１（１）、１１１（２）、１１１（３）が設けられている。燃料タンク１１１（１）〜１１１（３）の各々に、液相の燃料が貯蔵された液相領域１１２が描かれている。各燃料タンク内の燃料の液面よりも上部は気相領域１０２である。気相領域１０２には、機上不活性気体発生装置１１４から不活性気体供給管１１３を介して不活性気体が供給されている。
【０００４】
航空機の翼内に気体を供給する技術の例として、特許文献２および特許文献３を挙げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２７９９６号公報
【特許文献２】特許第３５２９９１０号公報
【特許文献３】特許第３５２９９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の参考例のような気体噴出方法では、防爆用の不活性気体（以下、防爆気体という）は一定方向に一定量噴出される。すなわち各燃料タンクでの燃料の残量が異なっていても、同じように防爆気体が供給される。このような方法では燃料の残量が多い場合でも少ない場合と同様に防爆気体が供給されるので、不必要に多くの防爆気体が消費される可能性がある。その結果、多量の防爆気体が必要となり、気体発生装置が大型化していた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、燃料タンク内の液相の燃料が存在しない領域である気相領域の酸素濃度を所定値以下とし、防爆効果を維持しながら、防爆気体発生量を低減し、防爆気体発生装置を小型化することができる航空機の燃料タンクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一側面による航空機の燃料タンクは、それぞれ燃料（１２）を蓄え、互いに連通孔（５ａ）を介して連通する複数のタンク（１１（１）、１１（２）…、１１（ｎ））と、不活性ガスを所定の濃度以上含んだ防爆気体を供給する防爆気体発生装置（１４）と、連通孔（５ａ）を介して複数のタンク（１１（１）、１１（２）…、１１（ｎ））の内部を貫通するように設けられ、防爆気体が流れる気体供給管（１３）とを備える。気体供給管（１３）の複数のタンク（１１（１）、１１（２）…、１１（ｎ））の各々の内部における側面に、防爆気体が噴出される噴出口（１６）が形成される。
燃料タンクは更に、タンク（１１）の燃料（１２）の量に関する情報を検出する検知部（１５）と、検知部（１５）の検知結果に基づいて、防爆気体の発生量を決定し、当該発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置（１４）に出力する制御部（１８）とを備える。防爆気体発生装置（１４）は、防爆気体発生量制御信号に基づいて防爆気体を発生し、気体供給管（１３）へ供給する。
【００１０】
本発明に従えば、図１の場合と比較して、配管が短く単純化されるので、各燃料タンクに効率的に迅速に防爆気体を供給することが出来る。それにより、防爆気体の使用量を低減することができる。
本発明に従えば更に、燃料の量の検知結果に応じて防爆気体の発生量が調整されるため、防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【００１１】
本発明の更に他の側面によれば、燃料タンクは更に、気体供給管（１３）に連通し、防爆気体が噴出される噴出部（１６）と、噴出部（１６）から噴出される防爆気体の噴出方向と噴出量を調整可能とする調整機構（１７）とを備える。制御部（１８）は、検知部（１５）の検知結果に基づいて、防爆気体の噴出方向および噴出量を決定し、当該噴出方向および当該噴出量示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構（１７）へ出力する。調整機構（１７）は、気体噴出量・方向制御信号に基づいて噴出部（１６）における防爆気体の噴出量および噴出方向を調整する。
【００１２】
本発明に従えば、燃料量の検出値に基づいて防爆気体の噴出方向および噴出量が決定されるため、防爆気体を必要な量、必要な場所に噴出することができる。そのため防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【００１３】
本発明の更に他の側面において、燃料タンクは更に、タンク（１１）内の気相領域（２）の気体濃度を検知する濃度検知部（図示されず）を備える。制御部（１８）は、検知部（１５）の検知結果に加えて濃度検知部（図示されず）の検知結果に基づいて、防爆気体の発生量を決定し、防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置（１４）に出力する。
【００１４】
本発明に従えば、検知部の検知結果に加えて濃度検知部の検知結果に基づいて防爆気体の発生量が決定される。そのため、防爆気体が必要なときに、必要量発生でき、防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【００１５】
本発明の更に他の側面において、制御部（１８）は、検知部（１５）が燃料（１２）の残量がゼロであることを検知した場合、噴出部（１６）を閉じることを決定し、噴出部（１６）を閉じることを示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構（１７）へ出力する。調整機構（１７）は、気体噴出量・方向制御信号に基づいて噴出部（１６）を閉じる。
【００１６】
本発明に従えば、燃料の残量がゼロであることが検知された場合、防爆気体の噴出部が閉じられる。そのため、防爆気体が不要な場所には噴出されず、防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【００１７】
本発明の更に他の側面において、燃料（１２）の残量がゼロであるとして噴出部（１６）が閉じていたとき、制御部（１８）が、濃度検知部（図示されず）の検知結果および検知部（１５）の検知結果に基づき、防爆気体の発生量を決定し、当該発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置（１４）に出力する。制御部（１８）は、更に、検知部（１５）の検知結果に基づいて、防爆気体の噴出方向および噴出量を決定し、当該噴出方向および当該噴出量示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構（１７）へ出力する。
【００１８】
本発明に従えば、燃料の残量がゼロであるとして噴出部が閉じていたとき、制御部が、濃度検知部の検知結果および検知部の検知結果に基づき、防爆気体の発生量を決定し、当該発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置に出力する。制御部は、更に、検知部の検知結果に基づいて、防爆気体の噴出方向および噴出量を決定し、当該噴出方向および当該噴出量を示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構へ出力する。そのため、防爆気体が必要とされる場合は、防爆気体を発生、噴出することができ、防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができ、安全性も向上させることができる。
【００１９】
本発明の一側面による航空機の燃料タンクの防爆方法は、燃料（１２）を蓄えるためのタンク（１１）に設けられた検知部（１５）が、燃料（１２）の量に関する情報を検知して、該検知結果を燃料量信号として制御部（１８）に送るステップと、制御部（１８）が、燃料量信号に基づいて、防爆気体の発生量、防爆気体の噴出量および防爆気体の噴出方向を決定するステップと、制御部（１８）が、発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置（１４）に、噴出量および噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構（１７）にそれぞれ出力するステップと、防爆気体発生装置（１４）が、防爆気体発生量制御信号に対応した流量および量だけ防爆気体を気体供給管（１３）へ供給するステップと、調整機構（１７）が、気体噴出量・方向制御信号に対応した噴出量および方向で、気体供給管（１３）に連通し防爆気体が噴出される噴出部（１６）から、防爆気体が噴出するように噴出部（１６）を調整するステップとを備える。気体供給管（１３）に供給された防爆気体は、調整機構（１７）により調整された噴出部（１６）よりタンク（１１）に供給される。
【００２０】
本発明に従えば、燃料を蓄えるためのタンクに設けられた検知部が、燃料の量に関する情報を検知して、該検知結果を燃料量信号として制御部に送るステップと、制御部が、燃料量信号に基づいて、防爆気体の発生量、防爆気体の噴出量および防爆気体の噴出方向を決定するステップと、制御部が、発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置に、噴出量および噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号を調整機構にそれぞれ出力するステップと、防爆気体発生装置が、防爆気体発生量制御信号に対応した流量および量だけ防爆気体を気体供給管へ供給するステップと、調整機構が、気体噴出量・方向制御信号に対応した噴出量および方向で、気体供給管に連通し防爆気体が噴出される噴出部から、防爆気体が噴出するように噴出部を調整するステップとを備える。気体供給管に供給された防爆気体は、調整機構により調整された噴出部よりタンクに供給されるため、防爆気体を必要な量、必要な場所に噴出することで防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【００２１】
本発明の他の側面によれば、航空機の燃料タンクの防爆方法は更に、タンク（１１）内の燃料（１２）のない領域である気相領域（２）の気体濃度を検知し、該検知結果を気体濃度信号として制御部（１８）に送るステップと、制御部（１８）が、気体濃度信号に基づいて、防爆気体の第２発生量を決定するステップと、発生量及び第２発生量いずれか大きい方を、改めて発生量を設定するステップと、設定された発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置（１４）に送るステップとを更に備える。
【００２２】
本発明に従えば、タンク内の燃料のない領域である気相領域の気体濃度を検知し、該検知結果を気体濃度信号として制御部に送るステップと、制御部が、気体濃度信号に基づいて、防爆気体の第２発生量を決定するステップと、発生量及び第２発生量いずれか大きい方を、改めて発生量に設定するステップと、設定された発生量を示す防爆気体発生量制御信号を防爆気体発生装置に送るステップとを更に具備するため、気体濃度により防爆気体が必要なときに、必要量発生でき、防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、燃料タンク内の燃料が存在しない領域である気相領域の酸素濃度を所定値以下とし、防爆効果を維持しながら、防爆気体発生量を低減し、防爆気体発生装置を小型化することができる航空機の燃料タンクと防爆方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、従来の技術の燃料タンクの一部の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施の一形態の燃料タンクの構成を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施の一形態の調整機構の構成の一例を示す模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施の一形態の燃料タンクの燃料の残量による気体噴出角度および気体噴出量の違いを示す模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施の一形態の燃料タンクの燃料の残量による気体噴出角度および気体噴出量の違いを示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施の一形態の燃料タンクの動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の一形態の制御部に格納されている計算テーブルの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の燃料タンクの実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２６】
まず、本発明の実施の一形態の燃料タンクの構成について説明する。
図２は、本発明の実施の一形態の燃料タンク１０の構成を示す模式図である。航空機の燃料タンク１０は、主翼３０に設けられている。燃料タンク１０内は、リブ５により複数の燃料タンク１１（１）、１１（２）、１１（３）、・・・、１１（ｎ）（ｎは正の整数）に仕切られている。ただし、リブ５には防爆気体供給管１３が通る連通孔５ａが開いているため、そこから燃料１２は流通可能である。燃料タンク１１（１）、１１（２）、１１（３）、・・・、１１（ｎ）の基本的な構成は同じであるため、以降は、特に区別する必要がある場合を除いて、燃料タンク１１として説明する。
【００２７】
各燃料タンク１１は、燃料配管（図示されず）から供給された燃料１２を格納する。格納された燃料１２は、他の燃料配管（図示されず）を介してエンジン等に供給される。各々の燃料タンク１１は、検知部１５を有する。検知部１５は、燃料量センサであり、燃料タンク１１内の燃料１２の残量（液面の高さ）を検知し、検知結果を燃料量信号として制御部１８に送る。制御部１８は、防爆コントローラであり、検知部１５から受信した燃料量信号と、制御部１８に格納されている計算式またはテーブルとに基づき、防爆気体の発生量、防爆気体の噴出量、および防爆気体の噴出方向を決定する。そして、防爆気体の発生量を示す防爆気体発生量制御信号１８−２を防爆気体発生装置１４に、防爆気体の噴出量および噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号１８−３を調整機構１７にそれぞれ送る。
【００２８】
防爆気体発生装置１４は防爆気体を発生させる。発生した防爆気体は、弁１４−１を介して気体供給管１３へ送出される。制御部１８は、弁１４−１の開度を制御することにより、気体供給管１３に送出される防爆気体の総量を調節する。防爆気体は希ガスに例示される不活性ガスを多く（所定の濃度以上）含んだ気体である。防爆気体として、不活性ガス濃度が１００％の不活性ガスそのものを用いることができる。あるいは防爆気体として、窒素のような不活性ガスの割合を高めて、空気と比較して酸素の割合を少なくし、その酸素濃度を燃料１２の爆発限界以下（例示：不活性ガス濃度９１％以上）にしたガスを用いることができる。
【００２９】
燃料タンク１０の内部に、気体供給管１３が配置される。気体供給管１３は接続部９において第１の燃料タンク１１（１）の内部に導入される。気体供給管１３は更に、複数の燃料タンク１１（１）、１１（２）、１１（３）、・・・、１１（ｎ）のうちの隣接する燃料タンクを連通する孔を通って、燃料タンク１１（２）、１１（３）、・・・、１１（ｎ）の内部に導入される。このようにして気体供給管１３は、連通孔５ａを介して複数のタンク１１（１）、１１（２）、１１（３）、・・・、１１（ｎ）の内部を貫通するように設けられる。気体供給管１３は一種のピッコロチューブである。すなわち、その延長方向のさまざまな位置の側面に開口を有する管である。しかし一般的なピッコロチューブと異なり、それらの開口は管の周方向の様々な固定された位置に形成されていない。
【００３０】
気体供給管１３の側面は、各燃料タンク１１に少なくとも一つ噴出部１６を有している。気体供給管１３は、防爆気体発生装置１４が発生した防爆気体を噴出部１６から各燃料タンク１１内に噴出させることにより、各燃料タンク１１へ供給する。気体供給管１３は、防爆構造を考慮し、導電性の高いアルミニウムやカーボンコンポジットチューブで形成されていることが好ましい。気体供給管１３は、防爆気体が通過可能であれば、その断面形状はいかなる形状でもよい。しかしながら後述のように防爆気体の噴出量及び噴出角度を制御可能とするためには、断面形状が円形の管を用いることが最も簡単である。また、気体供給管１３は、一つの管からなるもののほか、複数の管が継ぎ合わされたものでもよい。
【００３１】
調整機構１７は、防爆を考慮して燃料タンク１１の外側の近傍に設けられている。調整機構１７は、噴出量・方向制御アクチュエータであり、制御部１８からの気体噴出量・方向制御信号１８−３に基づいて、噴出部１６の開口領域の面積およびその方向を制御する。調整機構１７は、噴出部１６を制御することにより、各燃料タンク１１内に噴射する防爆気体の気体噴出量と気体噴出方向を制御する。
【００３２】
図３は、本発明の実施の一形態の調整機構１７の構成の一例を示す模式図である。噴出部１６は、防爆気体が噴出可能な開口領域を有する部材である。噴出部１６は、防爆気体発生装置１４が発生し気体供給管１３を介して供給される防爆気体の噴出量および噴出方向を調整する。噴出部１６は、その調整のための機構として、回転カバー２２と回転チューブ２３とを備える。回転カバー２２及び回転チューブ２３は、同軸円筒の形状を有し、一方の円筒が他方の円筒を含んでいる。この例では、回転カバー２２が、回転チューブ２３を含んでいて、回転チューブ２３の外側に配置されている。回転カバー２２と回転チューブ２３とは互いにその周方向に摺動可能である。回転チューブ２３は、気体供給管１３と接続部２４にて接続される。接続部２４は気体供給管１３と回転チューブ２３とを互いに周方向に回転可能に接続するスリップリングである。
【００３３】
回転カバー２２は、管の周方向の第１角度から第２角度までの範囲において管の長手方向の幅が単調に増加する開口部２５を有する。図３には、その好適な例として、一辺が管の長手方向を向くように配置された三角形の開口部２５が描かれている。回転チューブ２３は、管の長手方向の幅が開口部２５の最大幅以上であり周方向の長さがその幅よりも小さい長方形のスリットである開口部２６を有する。
【００３４】
開口部２５と開口部２６とが重なった領域が、気体供給管１３内を流通する防爆気体が外側へ噴出される開口領域（貫通穴）となる。このとき、回転カバー２２と回転チューブ２３とがそれぞれ独立に制御された回転角で回転することで、気体噴出角度と気体噴出量が調整される。気体噴出角度は、管の周方向に開口部２６の位置が制御されることにより決定される。各燃料タンク１１の気体噴出量の割合は、各燃料タンク１１内における開口部２５と開口部２６との重なり度合いに応じた開口領域の面積（弁開度）により決定される。
【００３５】
調整機構１７は、モータ１９ａ、１９ｂと、伝達機構である回転部材２０ａ、２０ｂ、と連結索２１ａ、２１ｂとからなる駆動機構である。回転カバー２２は連結索２１ａに接続されている。連結索２１ａは回転部材２０ａに接続されている。回転部材２０ａはモータ１９ａに接続されている。
【００３６】
モータ１９ａは、制御部１８からの噴出量・方向制御信号に基づいて回転部材２０ａを動作させる。回転部材２０ａの回転が連結索２１ａによって伝達されることにより、回転カバー２２が回転する。同様に、回転チューブ２３は連結索２１ｂに接続されている。連結索２１ｂは回転部材２０ｂに接続されている。回転部材２０ｂはモータ１９ｂに接続されている。モータ１９ｂは、制御部１８からの噴出量・方向制御信号に基づいて回転部材２０ｂを動作させる。回転部材２０ｂの回転が連結索２１ｂによって伝達されることにより、回転カバー２２が回転する。調整機構１７は、モータ１９ａ、１９ｂや回転部材２０ａ、２０ｂを有するため、防爆を考慮すると、燃料タンク１０の外に設置することが好ましい。
【００３７】
図４Ａと図４Ｂは、本発明の実施の一形態の燃料タンクの燃料の残量による防爆気体噴出角度および気体噴出量の違いを示す模式図である。図４Ａは、燃料１２の残量が多く気相領域２が少ない場合を示す。図４Ｂは、燃料１２の残量が少なく気相領域２が多い場合を示す。
【００３８】
図４Ａに示すように燃料１２の残量が多い場合の防爆気体の噴出角度をθ１、防爆気体の噴出量をＱ１とする。図４Ｂに示すように燃料１２の残量が少ない場合の防爆気体の噴出角度をθ２、防爆気体の噴出量をＱ２とする。θ１とθ２は、機体が概ね水平に飛行していると仮定して、水平面からの俯角によって定義される。
【００３９】
θ１およびθ２は、気相領域２における噴出部１６から最も遠い箇所（防爆機体供給管１３から遠い側のリブ５と燃料１２の液面とが交わる箇所）に向かう方向に設定される。このとき、θ１＜θ２、Ｑ１＜Ｑ２となるように噴出部１６を調整する。これは、燃料１２の残量が少ない程、気相領域２が多くなり、気相領域２の酸素濃度を下げるためにより多くの防爆気体を供給する必要があるためである。気相領域２の出来るだけ奥まで出来るだけ多くの防爆気体を供給することで、気相領域２の酸素濃度を低い値に維持することが出来る。
【００４０】
なお、図４Ａ、図４Ｂでは、分かり易さのために、防爆気体噴出角度および気体噴出量について、模式的に２次元的に方向を示している。しかし、本発明はこの例に限定されるものではなく、３次元的に方向を設定することも可能である。更に、図４Ａ、図４Ｂにおいて、気体供給管１３が、気相領域２の上部中央付近に有った場合、燃料タンク１１に噴出部１６を少なくとも２個設け、それぞれが気相領域２の右下方向及び左下方向へ向けて防爆気体を噴出するようにしても良い。この場合、更に防爆気体を迅速に供給でき、より早く気相領域２の酸素濃度を下げることが出来る。
【００４１】
このように、気相領域２の多寡に応じて防爆気体の噴出量および噴出方向を適切に制御することで、必要な箇所に必要な分だけ防爆気体を噴出することができる。すなわち、防爆気体の噴出を効率的に無駄なく行うことが出来る。これにより、燃料１２の残量が多い場合の防爆気体噴出量が少なくすることが可能となり、防爆性を維持しつつ、防爆気体噴出量を抑えることができる。
【００４２】
次に、本発明の実施の一形態の燃料タンクの動作（燃料タンクの防爆方法）について説明する。図５は、本発明の実施の一形態の燃料タンクの動作（燃料タンクの防爆方法）を示すフローチャートである。
先ず、燃料タンク１１において、検知部１５は、燃料１２の残量を常時検知し監視している。そして、検知結果を燃料量信号として制御部１８に送信している（ステップＳ０１）。
【００４３】
制御部１８は、所定の条件が満たされたか否かを監視する。所定の条件は、例えば、少なくとも一つの燃料タンク１１の燃料１２の残量が所定の設定値以下になったことや、予め設定された時間間隔が経過したことなどである。制御部１８は、所定の条件が満たされた場合、以下の動作を行う。制御部１８は、受信した燃料量信号を用い、制御部１８に格納されている計算式もしくはテーブルにより、必要な防爆気体の発生量、防爆気体の噴出量および防爆気体の噴出方向を決定する。そして、防爆気体の発生量を示す防爆気体発生量制御信号１８−２を防爆気体発生装置１４に、防爆気体の噴出量および噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号１８−３を調整機構１７にそれぞれ送る（ステップＳ０２）。
【００４４】
調整機構１７は、受信した気体噴出量・方向制御信号１８−３に従い、モータ１９ａを駆動させ、回転部材２０ａ、連結索２１ａを介し噴出部１６の回転カバー２２を回転させる。調整機構１７は更に、モータ１９ｂを駆動させ、回転部材２０ｂ、連結索２１ｂを介し噴出部１６の回転チューブ２３を回転させる。このようにして、開口部２６の回転位置により気体噴出角度を調整し、開口部２５および開口部２６の重なり度合いを変更することにより気体噴出量を調整する（ステップＳ０３）。防爆気体発生装置１４は、受信した防爆気体発生量制御信号１８−２に従い、所定の流量で所定の量だけ防爆気体を気体供給管１３へ供給する（ステップＳ０４）。
【００４５】
気体供給管１３に供給された防爆気体は、調整機構１７により調整された噴出部１６より燃料タンク１０内の燃料タンク１１に供給される（ステップＳ０５）。
【００４６】
図６は、制御部１８の記憶装置に格納されている計算式もしくはテーブルの一例である。このテーブルは、燃料１２の残量Ｐと、防爆気体の噴出方向θと、開口領域の面積Ｓと、防爆気体の噴出量Ｑと、回転チューブ２３の回転角δａと、回転チューブ２３と回転カバー２２との相対変位角度δｂとを関連付けている。ただし、０＜Ｐ２＜Ｐ１、θ１＜θ２＜θ３、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３、δａ１＜δａ２＜δａ３、δｂ１＜δｂ２＜δｂ３である。なお、回転角度δａは、例えば、気体供給管１３における静置した燃料１２の表面から最も遠い位置を基準とする。相対変位角度δｂは、例えば、開口領域の面積Ｓが単調に増加する場合における面積Ｓが最も小さくなる位置を基準とする。
【００４７】
制御部１８は、図６のようなテーブルにおいて、検出された燃料の残量Ｐに対応する値を抽出することにより、噴出方向θと、面積Ｓと、噴出量Ｑと、回転角δａと、相対変位角度δｂを算出することができる。もしくは制御部１８は、所定の計算式を用いてこれらの値を算出することができる。例えば、まず、燃料１２がある残量Ｐの場合、その残量Ｐに基づいて、必要な防爆気体噴出方向θと必要な防爆気体噴出量Ｑを求める。次に、必要な防爆気体噴出方向θに基づいて、開口部２６の開口方向すなわち回転チューブ２３の回転角度δａを求める。また、必要な気体噴出量Ｑに基づいて、開口部２５と開口部２６との重なり度合い、すなわち、必要な開口領域の面積Ｓにより回転チューブ２３と回転カバー２２との相対変位角度δｂ、を求める。
【００４８】
そこで制御部１８は、防爆気体の噴出量および噴出方向を制御するために、求めたδａ、δｂに基づいて回転チューブをδａ回転させ、同時に回転カバーをδａ＋δｂ回転させることを指令する気体噴出量・方向制御信号１８−３を調整機構１７に送る。これにより、開口部２６の開口方向および開口部２５と開口部２６の重なり度合いが調整され、必要な防爆気体噴出方向および噴出量が実現される。
【００４９】
また、さらに、航空機の燃料タンク１０は通常、航空機の上昇、下降などによる気圧変動が発生した場合、燃料タンク１０の内外気圧差が生じるため、内気の放出や外気の取り込みを行う必要がある。その場合、燃料タンク１１内の気相領域２の防爆気体の濃度又は酸素濃度が大きく変動する。そのため、それらの濃度の変動に対応して、燃料タンク１１に防爆気体を供給する必要がある。したがって、制御部１８は、検知部１５からの燃料量信号の他に、防爆気体濃度センサ（図示されず）又は酸素濃度センサ（図示されず）から、燃料タンク１１の気相領域２の防爆気体の濃度又は酸素の濃度を示す気体濃度信号を受け取る。そして、その気体濃度信号に基づいて防爆気体発生装置１４を制御し、燃料タンク１０内に防爆気体を供給することも可能である。
【００５０】
その場合、本発明の実施の一形態の燃料タンクの動作（燃料タンクの防爆方法）として、以下のような変形例が考えられる。まず、防爆気体濃度センサ（図示されず）又は酸素濃度センサ（図示されず）は、気相領域２の防爆気体濃度又は酸素濃度を検知する。そして、検知結果を気体濃度信号として制御部１８に送る（気体濃度検知ステップ）。制御部１８は、受信した気体濃度信号を用いて、制御部１８に格納されている他の計算式もしくは他のテーブルにより、必要な防爆気体の気体濃度に基づく発生量を決定する。一方で、制御部１８は、上記ステップＳ０２と同様に、検知部１５から受信した燃料量信号を用い、制御部１８に格納されている計算式もしくはテーブルにより、必要な防爆気体の燃料量に基づく発生量、防爆気体の噴出量および防爆気体の噴出方向を決定する。そして、防爆気体の気体濃度に基づく発生量と防爆気体の燃料量に基づく発生量とを比較して、発生量の多い方を最終的に防爆気体の発生量と決定する。その後、最終的に決定された防爆気体の発生量を示す防爆気体発生量制御信号１８−２を防爆気体発生装置１４に、また、防爆気体の噴出量および噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号１８−３を調整機構１７にそれぞれ送信する（濃度調整量決定）。その後、既述のステップＳ０３ないしステップＳ０５を行うことにより、燃料タンク１１に防爆気体が供給される。
【００５１】
ただし、濃度調整量決定ステップは以下のようにしても良い。制御部１８は、受信した気体濃度信号と検知部１５の燃料量信号とを用いて、制御部１８に格納されている更に他の計算式もしくは更に他のテーブルにより、必要な防爆気体の発生量、防爆気体の噴出量および防爆気体の噴出方向を決定する。そして、防爆気体の発生量を示す防爆気体発生量制御信号１８−２を防爆気体発生装置１４に、また、防爆気体の噴出量および噴出方向を示す気体噴出量・方向制御信号１８−３を調整機構１７にそれぞれ送信する。
【００５２】
このような制御により、燃料タンク１０の内外気圧差による内気の放出や外気の取り込みによって防爆気体濃度が低下もしくは酸素濃度が上昇した場合の対処がなされる。制御部１８は、防爆気体発生装置１４を制御して防爆気体を必要量発生させる。制御部１８は更に、既述の検知部１５の燃料１２の残量に応じて噴出部１６を制御する。その結果、防爆気体を必要な場所に必要な量を供給することができ、防爆性を維持しつつ、防爆気体噴出量を抑えることができる。
【００５３】
この他、防爆気体濃度センサ（図示されず）又は酸素濃度センサ（図示されず）からの気相領域２の気体濃度信号も防爆気体の発生量の決定に用いることができる。このような制御は、燃料タンク１０の内外気圧差による内気の放出や外気の取り込みが発生する場合に有効である。このような制御は更に、燃料１２内に溶存している酸素を多く含む気体が気相領域２に出てくることにより気相領域２の酸素濃度が上昇する場合においても、同様に有効である。
【００５４】
さらに、燃料タンク１１の一つの燃料１２の残量がゼロの場合、本発明の実施の一形態の燃料タンクの動作（燃料タンクの防爆方法）として、以下のような変形例が考えられる。まず、ある燃料タンク１１の検知部１５が、燃料１２の残量がゼロであるという燃料量信号を制御部１８に送る。制御部１８は、受信した燃料１２の残量がゼロであるという燃料量信号の値を制御部１８に格納されている条件式（又は計算式もしくはテーブル）に代入する。その結果、当該燃料タンク１１の噴出部１６を閉じることを指令する噴出量・方向信号が得られる。制御部はこの噴出量・方向信号を調整機構１７に送る。当該燃料タンク１１の調整機構１７は、受信した噴出量・方向信号に基づき、噴出部１６を閉じ、防爆気体の噴出を停止する。
【００５５】
燃料１２がゼロの場合、防爆気体の噴出が停止されるため、防爆気体を不要な場所に供給することが避けられる。その結果、防爆性を維持しつつ、防爆気体噴出量を抑えることができる。
【００５６】
ただし、噴出部１６が閉じていた場合でも、防爆気体濃度センサ（図示されず）又は酸素濃度センサ（図示されず）からの気相領域２の気体濃度信号で示される濃度が適正な値でない（例示：防爆気体の濃度が設定値よりも低い、又は、酸素濃度が設定値よりも高い）場合、以下の動作を行っても良い。すなわち、上述の動作方法のように、気体濃度信号又は／及び燃料量信号に基づいて、制御部１８が防爆気体発生装置１４を制御して、気相領域２における噴出部１６から最も遠い箇所に向かう方向に防爆気体が噴出されるように噴出部１６を調整する信号を調整機構１７に送るようにしても良い。
【００５７】
これにより、或る燃料タンク１１内の燃料１２がゼロで防爆気体の発生および噴出が停止されている場合でも、防爆気体が必要とされる場合は供給することができる。その結果、防爆性を維持しつつ、防爆気体噴出量を抑えることができる。
【００５８】
以上のように本実施の形態の燃料タンク１０によれば、各燃料タンク１１の燃料１２の残量の多少に応じ、防爆気体噴出方向および防爆気体噴出量を調整可能とする調整機構１７を具備しているため、防爆気体の噴出方向および噴出量を調整できる。そのため、より効率よく防爆気体を噴出でき、防爆気体の発生量を低減し、防爆気体発生装置の容量または大きさを小さくすることができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施の形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲おいて、適宜変更が可能である。例えば、燃料の残量の代わりに、燃料消費量を用いることも可能である。その場合、（燃料の残量＝初期燃料量−燃料消費量）の関係を用いて残量を算出した後に上記動作を実行する方法や、制御部１８のテーブルを燃料の残量ではなく燃料消費量に基づいたテーブルにして上記動作を実行する方法が考えられる。そのとき、検知部としては、燃料タンク１１に設けられ、エンジンへ供給される燃料の量（燃料消費量）を計測する装置（例示：流量計や流量積算計など）を用いることが出来る。また、気体供給管のみが回転する場合や回転カバーのみが回転する場合、噴出部に弁を利用するものやこれらを組み合わせたものに適用できる。
【００６０】
また、気体供給管として、開口部を設けるが、上記噴出部のように開口の量や方向を調整しないピッコロチューブを用いることも可能である。このとき、防爆気体の噴出量等を制御しなくても良いし、制御部１８で燃料１２の残量に基づいて防爆気体発生装置１４の防爆気体の発生量だけ制御しても良い。この場合、図１の場合と比較して、配管が短く単純化されるので、燃料タンク１１に効率的に迅速に防爆気体を供給することが出来る。更に、複数の開口部を設け、それらの方向を様々な向きにすることで、図１のような方向が固定された供給口と比較して、効率的に気相領域に防爆気体を供給することが出来る。更に、既述の変形をすることも可能である。また燃料タンク１０が複数の燃料タンク１１（１）〜１１（ｎ）に区切られている場合を例にして説明したが、単一の区画の燃料タンクの場合にも同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６１】
２    気相領域
５    リブ
５ａ    連通孔
９    接続部
１０    燃料タンク
１１（１）、１１（２）、１１（３）、１１（４）    燃料タンク
１２    燃料
１３    防爆気体供給管
１４    防爆気体発生装置
１４−１    弁
１５    検出部
１６    噴出部
１７    調整機構
１８    制御部
１８−２    防爆気体発生量制御信号
１８−３    気体噴出量・方向制御信号
１９    モータ
２０    回転部材
２１    連結索
２２    回転カバー
２３    回転チューブ
２４    接続部
２５    開口部
２６    開口部
３０    主翼
１０２    気相領域
１１０    燃料タンク
１１１（１）、１１１（２）、１１１（３）    燃料タンク
１１２    燃料
１１３    不活性気体供給管
１１４    機上不活性気体発生装置
１３０    主翼
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
0005427562.tif 000007
【図６】
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