(57)【要約】排水バルブは、凍結の可能性がある水で満たされる傾向にあり、その結果、バルブが詰まる。この発明は、通路（１１）を含む航空機の排水バルブ（１）、シャフト（９）、第１シーリングメンバ（１３）および第２シーリングメンバ（１５）を提供する。シャフト（９）は、第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバが通路（１１）を経由する液体の自由な流通を許容するように配置された開弁位置と、第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバの両方が通路を経由する液体の自由な流通を妨げるように配置されてその結果第１シーリングメンバ（１３）と第２シーリングメンバ（１５）との間の領域への液体の侵入が防止される閉弁位置と、の間を移動可能である。したがって、水がバルブに溜まること、ならびに、燃料タンク（３）の冷たい壁に接触した水がバルブ内部で凍結することを防止することができる。
2009520637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの内部と外部との間で液体を流通させるための通路と、シャフトと、第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバと、を含む航空機の排水バルブであって、前記シャフトは、前記第１シーリングメンバと前記第２シーリングメンバとが前記通路を経由する液体の自由な流通を許容するように配置された開弁位置と、前記第１シーリングメンバと前記第２シーリングメンバとの両方が前記通路を経由する液体の自由な流通を妨げるように配置されてその結果前記第１シーリングメンバと前記第２シーリングメンバとの間の領域への液体の侵入を防止する閉弁位置と、の間を移動可能であることを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記シャフトは、前記閉弁位置へ向けて弾性的に付勢されることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記第２シーリングメンバは、前記第１シーリングメンバに対して移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記第２シーリングメンバは、前記シャフトに対してスライド可能に設けられることを特徴とする請求項３に記載のバルブ。
【請求項５】
前記第２シーリングメンバは、前記シャフトが前記閉弁位置にある間、前記通路を経由する液体の自由な流通を妨げる位置へ向けて弾性的に付勢されることを特徴とする請求項１−４のいずれかに記載のバルブ。
【請求項６】
さらに、第１弾性部材および第２弾性部材を含み、前記第１弾性部材および前記第２弾性部材は、前記シャフトが前記閉弁位置にある間、前記第１シーリングメンバおよび前記第２シーリングメンバのそれぞれと協働するように配置されることを特徴とする請求項１−５のいずれかに記載のバルブ。
【請求項７】
さらに、前記シャフトが閉弁位置にある間、前記第１シーリングメンバおよび前記第２シーリングメンバのそれぞれに隣接する第１バルブシートおよび第２バルブシートを含むハウジングを含み、前記第１バルブシートを含む前記ハウジングの一部は、前記ハウジングの残り部分から分離可能であることを特徴とする請求項１−６のいずれかに記載のバルブ。
【請求項８】
上記請求項１−７のいずれかに記載の排水バルブを含むことを特徴とする航空機の燃料タンク。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料タンクを含むことを特徴とする航空機。
【請求項１０】
排水バルブにより航空機の燃料タンクから水を排出する方法であって、前記排水バルブ内の通路を経由する液体の自由な流通を許容するために前記排水バルブ内の第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバが移動するステップと、水が前記通路を経由して前記航空機の燃料タンクから排出されるのを許容するステップと、その後、前記第１シーリングメンバおよび前記第２シーリングメンバの両方が前記通路を経由する液体の自由な流通を妨げるように配置されてその結果前記第１シーリングメンバと前記第２シーリングメンバとの間の領域への液体の侵入が防止される位置へ、前記第１シーリングメンバおよび前記第２シーリングメンバが移動するのを許容するステップと、を含むことを特徴とする水の排出方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の航空機から水を排出する方法であって、前記バルブシャフトが前記閉弁位置から前記開弁位置へ移動するステップと、水が前記航空機の燃料タンクから排出されるのを許容するステップと、その後、前記シャフトが前記開弁位置から前記閉弁位置へ移動するのを許容するステップと、を含むことを特徴とする水の排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク用バルブに関し、具体的には、航空機の燃料タンクの排水バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の燃料タンクの底部には水が溜まる傾向にあり、圧力あるいは湿度が著しく変化する航空機ではその傾向が顕著である。そのため、航空機は、余分な水を排出するための排水バルブが装着される。
【０００３】
飛行中あるいは寒い気候においては、航空機は極めて低い温度となる。これは、燃料タンクの冷たい壁に接触する水を凍結させることになる。公知の排水バルブは、水および冷たい壁に接触することで凍結する可能性があるこの水の一部により部分的に満たされる傾向にあり、その結果、バルブが詰まる。このような状態では、燃料タンクは排水を実施することができず、排水はバルブ内の水が溶けるまで遅らせる必要がある。航空機の整備の遅れあるいは制約のいずれも、当然、好ましくない。
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、上述した問題の少なくとも１つを解消あるいは軽減するものである。
【０００５】
本発明は、航空機の排水バルブを提供するものであり、前記バルブは、燃料タンクの内部と外部との間で液体を流通させるための通路、シャフト、第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバを含み、前記シャフトは、第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとが通路を経由する液体の自由な流通を許容するように配置された開弁位置と、第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの両方が通路を通過する液体の自由な流通を妨げるように配置されてその結果第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの間の領域への液体の侵入を防止する閉弁位置と、の間を移動可能である。
【０００６】
バルブ閉弁時における第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの間のスペースのシールは、整備の合間にそのスペースに水が溜まるのを防止する。これにより、水が溜まることならびに燃料タンクの冷たい壁に接触することで水がバルブの一部で凍結することを防止することが可能である。そこで、本発明は、低温での操作性を向上させたバルブを提供することを目的とする。
【０００７】
シャフトは、開弁位置と閉弁位置との間をスライド可能である。このシャフトは、通路と同軸に設けられる。第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバは、シャフトと同軸に設けられる。シャフトは、ばねにより閉弁位置の方向へ弾性的に付勢することができる。これにより、シャフトは、例えば、地上勤務者が弾性的な付勢と反対の方向へシャフトを押圧することで、閉弁位置から開弁位置へ移動することができるが、この力が解放された時に閉弁位置へ復帰するように構成される。
【０００８】
シャフトは必ずしも円形のシリンダ形状である必要がないことが認識され、実際に、当業者により様々な形状が考案されている。
【０００９】
それぞれのシーリングメンバは、通路を閉塞可能に設けられる任意の部品であることが理解できるであろう。例えば、一方あるいは両方のシーリングメンバは、シールプレート形状とすることができる。通路は、概して円形断面とすることができる。シーリングメンバは、概して円形であり、例えば、円盤形状である。または、一方あるいは両方のシーリングメンバは、球状のプラグとすることができる。
【００１０】
第２シーリングメンバは、第１シーリングメンバに関連して移動可能である。第１シーリングメンバは、シャフトに固定的に設けることができる。第２シーリングメンバは、シャフトにスライド可能に設けることができる。第２シーリングメンバは、シャフトが閉弁位置にある間、第２シーリングメンバが通路を経由する液体の自由な流通を妨げる位置へ弾性的に付勢させることができる。第２シーリングメンバは、ばねにより弾性的に付勢することができる。シャフトの閉弁位置へ（シャフトと一緒に）付勢された第１シーリングメンバおよびシャフトの閉塞位置へ付勢された第２シーリングメンバを有することは両シーリングメンバにより良好なシーリングを確実にすることを補助する。何故なら、第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの間の相対的な移動は、経年によるシールの形状変化を相殺することができるからである。
【００１１】
または、第２シーリングメンバはシャフト上に固定的に設けられ、また、第１シーリングメンバはシャフト上にスライド可能に設けられる。この場合、第１シーリングメンバは、シャフトが閉弁位置にある間、第１シーリングメンバが通路を経由する液体の自由な流通を妨げる位置へ例えばばねにより弾性的に付勢することができる。
【００１２】
バルブはハウジングを含んでもよい。ハウジングは、少なくとも一部に通路が設けられる。ハウジングは、シャフトが閉弁位置にある間、第１シーリングメンバに接する第１バルブシートを含む。ハウジングは、シャフトが閉弁位置にある間、第２シーリングメンバに接する第２バルブシートを含む。
【００１３】
シールは２つの硬い部品間（例えば、第１シーリングメンバの金属面とメタルバルブシートとの間）に形成することができるが、シールは弾性部材間に形成するのがより効果的である。バルブ、より好ましくは第１バルブシートは、バルブが閉弁位置にある間、第１シーリングメンバと協働するように設けられる第１弾性部材を含んでもよい。選択的あるいは付加的に、バルブ、より好ましくは第２バルブシートは、バルブが閉弁位置にある間、第２シーリングメンバと協働するように設けられる第２弾性部材を含んでもよい。選択的あるいは付加的に、第２シーリングメンバは、弾性部材を含むことができる。弾性部材は、例えば、ゴム製のＯリングとすることができる。
【００１４】
第１バルブシートに含まれるハウジングの一部は、バルブの残りの部分から分離することができる。これにより、その部分は、例えば検査あるいは交換時に取り外すことができる。その部分を取り外した時、第２シーリングメンバは、通路を経由する液体の自由な流通を防止することができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態によれば、ここに説明されているように、排水バルブを含む航空機の燃料タンクを提供する。
【００１６】
本発明の他の実施形態によれば、上記燃料タンクを含む航空機を提供する。
【００１７】
本発明のさらなる他の実施形態によれば、上記航空機から水を排水する方法を提供するものであり、前記方法は、前記バルブシャフトを閉弁位置から開弁位置へ移動させるステップ、水が航空機の燃料タンクから排出するのを許容するステップ、その後、シャフトが開弁位置から閉弁位置へ移動することを許容するステップ、を含む。
【００１８】
本発明のさらなる他の実施形態によれば、排水バルブにより航空機の燃料タンクから水を排出する方法を提供するものであり、前記方法は、排水バルブ内部の通路を経由する液体の自由な流通を許容するために排水バルブ内部で第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバを移動させるステップ、水が通路を経由して航空機の燃料タンクから排出するのを許容するステップ、その後、第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバの両方が通路を経由する液体の自由な流通を妨げる位置へ移動することを許容して、第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの間の領域への液体の侵入を防止するステップ、を含む。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態によれば、航空機の排水バルブを提供するものであり、前記バルブは、燃料タンクの内部と外部との間で液体を流通させるための通路と、第１シーリングメンバおよび第２シーリングメンバと、を含み、前記バルブは、第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとが通路を経由する液体の自由な流通を許容するように配置された開弁状態と、第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの両方が通路を経由する液体の自由な流通を妨げるように配置されてその結果第１シーリングメンバと第２シーリングメンバとの間の領域への液体の侵入を防止する閉弁状態と、の間を作動可能である。
【００２０】
ここで説明された本発明の一実施形態に係る特徴は、同時に本発明のその他の実施形態に適用されることが理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施形態を付随する概略図に基づき説明する。
図１は公知の排水バルブ１０１を示す。前記バルブは、航空機の燃料タンク１０３の壁に取り付けられ、典型的にはタンク内の最下部に取り付けられる。燃料タンクは水１０５および燃料１０７を含む。水は航空燃料より高密度であるため、燃料タンク内の水１０５はタンク底部に位置し、重力によりバルブ１０１から排出されることで燃料から分離できる。
【００２２】
排水バルブ１０１は、ハウジング１１７およびハウジングに摺動可能に取り付けられたシャフト１０９を有する。第１円形シールプレート１１３はシャフト１０９の底部に固定され、第２円形シールプレート１１５はシャフト１０９の中間部に固定される。両シールプレートはシャフトと同軸上に取り付けられる。
【００２３】
シャフト（および第１シールプレート）は、第１シールプレート１１３がバルブ１０１の底部に位置するゴムシール１１３ａに当接するようにばね１１９（図１に破線で示す）により下方向に付勢される。第２シールプレートは、通常使用の際にはハウジングと接触しない高さでシャフトに取り付けられている。これにより、水は第２シールプレートとハウジングの間の間隙を自由に流通し、第１シールプレートおよび第２シールプレートの間に溜まる。
【００２４】
第１シールプレートに係るゴムシール１１３ａを含むハウジング１１７の下部は、検査または交換が可能なように、ハウジングの残りの部分から取り外しが可能である。第２シールプレートは、通常使用の際にはハウジングと接触しないが、ハウジングの下部１２９が取り外された時にはハウジングと一時的なシールを形成するように配置される。その場合、ばね１１９がシャフトを押圧し、それにより固定された第２シールプレートを下方向に押圧する。第２シールプレートは、ハウジングの下部が交換されるまで一時的なシールを形成するハウジングと接触する。
【００２５】
図１に閉弁位置にあるバルブを示す。水をタンクから排出する場合、ツールを下からバルブ排出口に挿入してシャフト１０９を上方向へ押圧し、これにより第１シールプレート１１３がバルブ１０１の底部に位置するゴムシール１１３ａから離れる。水１０５は、第１シールプレート１１３とハウジング１１７との間の間隙を経由して燃料タンクから流出する。
【００２６】
水が完全に排出され、水の代わりに燃料がバルブから流出し始めた時、シャフト１０９が開放され、第１シールプレート１１３がばね１１９のばね力によりバルブシートに当接する元の場所に戻り、これによりバルブが閉じる。
【００２７】
飛行中および／または厳しい気象条件下、排水バルブは、航空機外装近くにある水を凍結させる非常に低い温度に直面する。上記した公知の排水バルブにおいて、第１シールプレート１１３および第２シールプレート１１５の間に溜まった水は凍結することが多く（タンク内の残りの水は凍結しないかもしれない）、これによりバルブ１０１を詰まらせ、燃料タンクからの排出を極めて困難にする。
【００２８】
図２は本発明の一態様による排水バルブ１を示す。上記した公知の排水バルブと同様に、バルブ１は航空機の燃料タンク３の壁に取り付けられる。燃料タンクは、水５および燃料７を含み、水５は、タンクの底部に存在し、重力により燃料７よりも先にバルブ１から排出される。
【００２９】
バルブ１は、シャフト９、通路１１、第１シールプレート１３および第２シールプレート１５を含む。通路は、ハウジング１７により形成され、燃料タンクの内部と航空機外部と連通する。シャフト９はハウジング１７内に摺動可能に取り付けられる。第１シールプレート１３はシャフト９の下端に固定され、第２シールプレート１５は２つのフランジ９ａ、９ｂとの間のシャフト９に摺動可能に取り付けられる。
【００３０】
バルブは、さらに２本のばね１９および２１を含む（ばね２１は図２中破線で示す）。シャフトばね１９は、ハウジング１７とシャフト９との間に位置し、シャフトを、図２に示す第１シールプレート１３が第１シールプレートシート１３ａに当接する位置に向けて下方向に付勢される。第２シールプレートに係るばね２１は、ハウジング１７と第２シールプレート１５の間に位置し、第２シールプレート１５を、図２に示す第２シールプレート１５が第２シールプレートシート１５ａに当接する位置に向けて下方向に付勢する。
【００３１】
バルブ１は、２つの弾性シール２３および２５も含み、弾性シール２３および２５は、それぞれゴム製のＯリングからなり、第１シールプレートシート１３ａおよび第２シールプレートシート１５ａ上に位置する。
【００３２】
図２において、シャフト９は、第１シールプレート１３が第１シールプレートシート１３ａに当接する閉弁位置にある。図１に示す排水バルブとは対照的に、第２シールプレートに係るばね２１が第２シールプレート１５を第２シールプレートシート１５ａに対して押し下げることによりチャンバー２７を形成する。このように、第１および第２シーリング部材間の領域への液体の侵入を防ぐ。
【００３３】
飛行中、シャフト９は図２に示される閉弁位置にあるが、航空機が地上にある場合には、バルブ１が作動して燃料タンクから水５を排出する。水５を排出するため、シャフトは閉弁位置から開弁位置へ押し上げられる（例えば、地上勤務者により）。シャフト９に固定された第１シールプレート１３は、シャフト９の動作に続き、シールシート１３ａのＯリングから離れる。シャフト９がさらに上方向へ移動するのに伴い、下方のフランジ９ａは第２シールプレート１５を押圧し、シールシート１５ａ上のプレート１５を押し上げる。そして、シャフトは開弁位置になり、シールプレートは、水が燃料タンクから流出する通路１１を経由して液体が自由に移動できるように配置される。排水バルブのオペレータは、水ではなく燃料が排出し始めたのを検知した場合、自身でシャフトに作用させた上方向への圧力を開放する。
【００３４】
シャフトばね１９は、シャフト９を第１シールプレート１３がシールシート１３ａに当接するまで下方向に移動させる。また、第２シールプレート１５も関連するばね２１によりシールシート１５ａに当接するように下方向へ移動させる。本実施の形態では、シャフトとプレートとの配置およびばねによる付勢により、第２シールが第１シールの直前に形成される。チャンバー２７は部分的に燃料で満たされており、残りの容積は空気が占める。
【００３５】
続いて飛行中、水は再び燃料タンクに溜まる。図１を参照して説明した排水バルブとは対照的に、水は航空機外部に最も近いバルブ領域には到達しない。これは水が第１シールプレートと第２シールプレートとの間の領域に入ることができないからである。その結果、バルブは結氷により不具合を生じることがない。
【００３６】
第１シールプレートシート１３ａおよび関連するＯリングを包囲するバルブの下半分は、ハウジングの残りの部分に開放可能に接続される。場合によって、Ｏリング２３の検査および修理のため、このシールアセンブリ２９は取り外す必要がある。第２シールプレートシート１５ａは、第１シールプレートシート１３ａを含むアセンブリ２９上部の本体に位置する。アセンブリが取り外された場合、第２シールプレート１５は第１シールプレート１３のバックアップシールとして機能し、液体がバルブ１から漏れることを防止する。
【００３７】
特定の実施の形態に参照して本発明を説明したが、当業者は、本発明が本明細書中に具体的に記載したものに止まらず多数の異なる変形が可能であることを理解するであろう。実施例の形態で、上記実施の形態への特定の変形を説明する。
【００３８】
バルブは、シャフトが閉弁位置にある時には、燃料が実質的にチャンバー内に残留しないように配置すればよい。そのような配置は、例えば、シャフトばねの移動を減衰させることにより実現される。バルブは、シャフトが閉弁位置にある間は、チャンバーが実質的に燃料で満たされるように配置すればよい。そのような配置は、例えば、第２シールプレートに係るばねを減衰させることにより実現できる。弾性付勢手段は、ばねの形状でなくてもよい。例えば、付勢手段は柔軟性ゴム部材でもよい。
【００３９】
シーリング部材は、必ずしもシャフトに取り付けなくてもよい。例えば、バルブを開弁状態と閉弁状態との間で操作するシーリング部材を移動させるアクチュエータを含むことができる。
【００４０】
上述の説明中、公知、明白または予測可能な同価の整数や要素に言及したが、そのような同価物は本明細書中に記載されているものとして、本発明に含む。また、いかなる同等物を含むとする、本発明の真の範囲を定める請求の範囲を参照されたい。好ましい、有利、便利などとして説明された本発明の完全体または特徴は、随意的であり、独立請求項の範囲を制限するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】公知の排水バルブの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバルブの断面図である。
【図１】
2009520637.tif 000003
【図２】
2009520637.tif 000004
【国際調査報告】
2009520637.tif 000005
2009520637.tif 000006
2009520637.tif 000007