(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機内用不活性ガス発生システムにおける空気分離モジュールアセンブリであって、
入口、出口、エクジットポート、エントリーポイントを有し、前記入口が暖空気源に連なり、燃料タンクに不活性ガスを供給する空気分離モジュールと、前記エントリーポイントに連結され、前記エクジットポートと暖空気源の少なくとも一つに連なっている弁、とからなり、高速ウォームアップ能力を有し、暖空気源に連結されていることを特徴とする空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項２】
更に作動パラメーターをチェックし、コンピュータに報告するモニターを有することを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項３】
前記エクジットポートと前記エントリーポイントが、前記空気分離モジュールのほぼ相対する側にあることを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項４】
前記空気分離モジュールが、透過性膜を使用することを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項５】
高速ウォーミングアップ能力によって、前記空気分離モジュールが５分以内に酸素含有量９％以下の窒素ガスを生成することを特徴とする請求項４記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項６】
暖空気源が、エンジン抽気、外気コントロールシステム空気又はコンプレッサーからの一つであることを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項７】
更に前記空気分離モジュールの周囲が外側断熱殻から成ることを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項８】
さらに、暖空気源と前記弁との間に位置する第一オリフィスと第一逆止弁、及び前記出口と前記弁との間に位置する第二オリフィスと第二逆止弁を有することを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項９】
前記空気分離モジュールは、外側殻、第一チューブシート、第二チューブシート、第一と第二チューブシートとの間にある複数の中空繊維を有することを特徴とする請求項１記載の空気分離モジュールアセンブリ。
【請求項１０】
入口、出口、エクジットポート、エントリーポイントを有し、前記入口が暖空気源に連なり、燃料タンクに不活性ガスを供給する空気分離モジュールと、前記エントリーポイントに連結され、前記エクジットポートと暖空気源の少なくとも一つに連なっている弁とからなる空気分離モジュールアセンブリにおいて、
前記空気分離モジュールを高速ウォーミングアップする方法が、暖空気を前記空気分離モジュールに流し窒素ガスを分離する段階、その分離窒素ガスの一部を前記燃料タンクのアレージ空間に送る第１導入段階、次いで、分離窒素ガスの一部を前記空気分離モジュールに戻す第２導入段階とからなることを特徴とする空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１１】
前記空気分離モジュールが透過性膜を用いることを特徴とする請求項１０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１２】
前記高速ウォーミングアップ能力によって、前記空気分離モジュールが５分以内に酸素含有量９％以下の窒素ガスを生成することを特徴とする請求項１０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１３】
さらに、前記空気分離モジュールをモニターし、予定のしきい値に達すると、前記第２導入段階が打ち切られることを特徴とする請求項１０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１４】
さらに、分離窒素ガスをアレージ洗浄弁に導入し、アレージをその窒素ガスで洗浄することを特徴とする請求項１０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１５】
前記空気分離モジュールが、華氏＋１４０から２２０度の安定温度状態で作動させることを特徴とする請求項１０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１６】
航空機上の暖空気源からの空気を、前記空気分離モジュールの中空繊維を通過したあと機外に排出することを特徴とする請求項１０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１７】
入口、出口、エクジットポート、エントリーポイントを有し、前記入口が暖空気源に連なり、燃料タンクに不活性ガスを供給する空気分離モジュールと、前記エントリーポイントに連結され、前記エクジットポートと暖空気源の少なくとも一つに連なっている弁とからなる空気分離モジュールアセンブリにおいて、
暖空気源からの空気を、前記空気分離モジュールの前記エントリーポイントに導き、前記空気分離モジュールの前記エクジットポートからの暖空気を排出し、暖空気を前記空気分離モジュールを通過させて、窒素ガスを分離させ、分離した窒素ガスの一部を前記燃料タンクのアレージ空間に送る第１導入と、分離した窒素ガスの一部を前記空気分離モジュールに戻す第２導入と、からなることを特徴とする空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１８】
前記空気分離モジュールに、透過性膜を用いることを特徴とする請求項１７記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項１９】
高速ウォーミングアップ能力によって、前記空気分離モジュールが５分以内に酸素含有量９％以下の窒素ガスを生成することを特徴とする請求項１７記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項２０】
入口、出口、エクジットポート、エントリーポイントを有し、前記入口が暖空気源に連なり、燃料タンクに不活性ガスを供給する空気分離モジュールと、前記エントリーポイントに連結され、前記エクジットポートと暖空気源の少なくとも一つに連なっている弁とからなる空気分離モジュールアセンブリにおいて、
暖空気を前記空気分離モジュールを通過させて、窒素ガスを分離させる段階、分離した窒素ガスの一部を前記燃料タンクのアレージ空間に送る第１導入段階と、分離した窒素ガスの一部を前記空気分離モジュールに戻す第２導入段階と、暖空気源からの空気を前記空気分離モジュールの前記エントリーポイントに導く段階、そして前記空気分離モジュールの前記エクジットポートから暖空気を排出する段階からなることを特徴とする空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項２１】
前記空気分離モジュールが透過性膜を用いることを特徴とする請求項２０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項２２】
高速ウォーミングアップ能力によって、前記空気分離モジュールが５分以内に酸素含有量９％以下の窒素ガスを生成することを特徴とする請求項２０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【請求項２３】
さらに、前記空気分離モジュールをモニターし、予定のしきい値に達すると、第二の導入段階が打ち切られることを特徴とする請求項２０記載の空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気分離モジュールアセンブリ及び空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法に係り、より具体的には、航空機内用不活性ガス発生システムであって、透過性膜型空気分離モジュールを高速ウォームアップする高速始動弁使用の空気分離モジュールアセンブリ及び空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願は、１９９９年１１月９日付米国出願番号６０／１６４．３４０、名称「透過性膜型分離器の高速ウォームアップ用高速始動弁を用いる空気分離モジュール、及び空気分離モジュールの高速ウォーミングアップ方法」の優先権を主張するもので、その全容をここに公開する。
【０００３】
圧力スウィング吸着（ＰＳＡ）方法を採用してのモレキュラーシーブを利用する航空機内用不活性ガス発生システム（ＯＢＩＧＧＳ）の空気分離モジュール（ＡＳＭ）は、これまで長い間、ＡＨ−６４ヘリコプター、Ｃ−１７輸送機及びＶ−２２チルトローター航空機などの航空機燃料タンクの不活性化に利用されてきた。
【０００４】
通常の作動モードでは、このＰＳＡ技術は華氏−６０度〜１３０度にわたる典型的作動温度で調整されたエンジン抽気を用い、酸素を除去し、窒素濃度の高い空気（ＮＥＡ）を発生させる。この広範な温度域は、本ＰＳＡ技術の性能にとって比較的小さな影響である。このＮＥＡ生成ガスは、最初は通常約２１％濃度の酸素を含む空気が充ちている燃料タンク内上部のアレージ（Ｕｌｌａｇｅ）空間を置換するのに利用される。航空機の燃料タンク内にあるアレージ空間を、酸素濃度を約９％又はそれ以下に減少させることは、燃料タンクが例えば電気的スパークや扇動的な爆発等潜在的な発火源に晒された場合に、その爆発可能性をなくすことになる。
【０００５】
通常の航空機のスタートアップ時に、ＰＳＡ  ＯＢＩＧＧＳが受ける初めの空気温度は、その時点での外気諸条件や、如何に速く暖エンジン抽気をＯＢＩＧＧＳに供給されるかによっても変わるが、非常に冷たいことがある。ＰＳＡ技術を採用するＯＢＩＧＧＳの性能は、華氏−６０度から＋１３０度の空気温度ではほとんど影響なく、すぐに効率よいＮＥＡが発生となる。ウォームアップ時間又はスタートアップ時間は必要ない。
【０００６】
ＵＳＡＦ  Ｆ−２２等の航空機には、ＮＥＡを発生させる最新のＯＢＩＧＧＳＡＳＭ技術が現在採用されており、ＪＳＦなど将来の航空機にも採用されるであろう。この新しい技術は、透過性膜（ＰＭ）の中空繊維が使われ、華氏約＋１４０から＋２２０度の作動温度で最も効率的に使える。取入れられる空気は、数千もの細い中空状繊維の束の一方の端に導入され、酸素が、繊維の内壁を透過して排気される。窒素は酸素よりも遅く中空繊維を透過するので、原料ガスが中空繊維の長さ方向に通過する時、酸素は透過性膜繊維からの透過によりなくなり、中空繊維束の反対口では、ＮＥＡが発生する。
【０００７】
このＰＭ技術は、ＰＳＡ  ＯＢＩＧＧＳ技術よりも高い作動温度でよいＮＥＡ発生量をもつ潜在的な利点がある。このことは、好ましい原料空気が、一般に華氏＋２２０度より暖かい航空エンジン抽気から得られる適用にとっては特に魅力がある。ＰＭ技術を使うには、ＰＳＡ  ＯＢＩＧＧＳよりも、空気の冷却は少なくてすむ。このことは、熱交換器の大きさと重量とを減らし、航空機への適用にとって重要な利点となる。
【０００８】
ＰＳＡあるいはＰＭ技術を用いる全てのＯＢＩＧＧＳ  ＡＳＭでは、流量コントロール装置を用いて、ＯＢＩＧＧＳ  ＡＳＭから流れるＮＥＡ量をコントロールしている。この流量コントロール装置は、通常固定オリフィスで、その大きさはＮＥＡ流量を、ＮＥＡ生成ガス中の酸素含有量が約９％又は以下に限るような大きさとなっている。ＰＳＡ及びＰＭ生成ガスの窒素純度は、ＡＳＭからのＮＥＡ生成ガス流量に逆比例する。繊維を通過するＮＥＡが多いと、酸素がＰＭ繊維を透過する時間が少なくなり、その結果ＮＥＡ酸素濃度が増加する。流量が高すぎると、酸素と燃料蒸気との爆発性の組合せを燃料タンク内に生む結果になる。流量が少なすぎると望ましい低酸素内容となるが、低いＮＥＡ流量は、燃料タンクからの酸素を含んだ空気の追い出しを大幅に遅らせ、安全な不活性状態へ到達するのが遅れる。
【０００９】
前記したように、ＰＭ  ＡＳＭは、華氏＋１４０から２２０度といった高い作動温度で最高に作動する。航空機に急発進や急浮上が必要となった場合には、燃料タンクを高速に安全状態に不活性化する時間が重要である。ＰＭが高い通常ＰＭ作動温度にまで達するのを待つと、最適性能に達するのに遅くなり、スタートアップ時又はウォームアップ時に得られるＮＥＡ発生量を低下させることになる。ＰＭは速やかにウォーミングアップされなければならない、あるいは燃料タンクを不活性化するにより長い時間が必要となる。戦闘機の作戦では、飛行機を５分以下で浮上させなければならない。然し、ＰＭ  ＡＳＭをウォームアップし、通常性能近くに達するだけで、それより長い時間がかかる。ここにＰＭ  ＡＳＭを５分以内でウォーミングアップできるシステムの必要性が存在する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、ＰＭ  ＡＳＭのウォームアップに要する時間を短縮することが本発明の目的である。
【００１１】
本発明の別の目的は、エンジン抽気システムからの暖かい取入れ空気をＰＭ  ＡＳＭに供給するＰＭ  ＡＳＭシステムを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、ＰＭ  ＡＳＭを通るＮＥＡの流量を初期に増加させ、ＰＭ内の中空繊維が温まるのを迅速化することである。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、暖かなエンジン抽気の一部をＰＭ  ＡＳＭの外殻内へ導く方法と装置を提供することにある。
【００１４】
さらに本発明の他の目的は、ＮＥＡ生成流及び／又はエンジン抽気を利用してＰＭ分離器の中空繊維を暖める方法と装置を提供することである。
【００１５】
その上さらに、本発明の他の目的は、酸素含有量が約９％又はこれ以下のＮＥＡ生成ガスを５分以内に提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、５分以内にウォームアップできる透過膜型空気分離システムを提供することにある。
【００１７】
有利な点は、本発明が約３分でほぼ正常な性能を得るＰＭ  ＡＳＭウォームアップ装置とその方法を目指していることである。これは、現状の性能が約７．５分であるということに比べられる。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高速始動弁を使用し、それによってＰＭ  ＡＳＭを通って増加したＮＥＡの流れが得られ、次いでこれがＰＭ  ＡＳＭ外殻内に誘導される。これでエンジン抽気システムからの暖かい取入れ空気が、各中空繊維内及び周辺へ流れを増加することになり、ＰＭ  ＡＳＭの中空繊維のウォーミングアップも加速される。
【００１９】
別の方法は、暖かい取入れ空気の一部をＰＭ  ＡＳＭの外殻に導入してＰＭ  ＡＳＭのウォームアップを促進する方法であり、増加したＮＥＡの流れと取入れ空気の流れの混合物を外殻に導き、ＰＭ  ＡＳＭのウォーミングアップを促進する方法である。
【００２０】
これら及び本発明の他の目的は、高速ウォームアップ能力を有する空気分離モジュールアセンブリによって達成される。この空気分離モジュールを暖原料空気に連結する。空気分離モジュールは、入口、出口、エクジットポートおよびエントリーポイントを有する。入口は暖かい原料空気に連結されている。弁は、エントリーポイントに連結される。この弁は、更に、エクジットポートおよび暖原料空気の少なくとも一つに連結される。
【００２１】
本発明の前記目的は、空気分離モジュールを急激にウォーミングアップする方法によって達せられる。暖空気は分離モジュール内を流れ、そこから窒素ガスが分離される。分離した窒素ガスの一部は、燃料タンクのアレージ空間に導かれる。この分離された窒素ガスの一部は、空気分離モジュール内に戻される。
【００２２】
本発明の前記及びその他の目的は、空気分離モジュールを高速にウォーミングアップする方法によって達成される。暖かい空気は空気分離モジュール内を流れ、そこから窒素ガスが分離される。分離された窒素ガスの一部は燃料タンクのアレージ空間に導かれる。分離された窒素ガスの一部は、空気分離モジュール内に戻される。暖原料空気は空気分離モジュールのエントリーポイントに導かれる。
この暖空気は次いで空気分離モジュールから排気される。
【００２３】
本発明の前記目的は、空気分離モジュールを高速にウォーミングアップする方法によって達せられる。暖空気は空気分離モジュール内を流れ、そこから窒素ガスが分離される。この分離された窒素ガスの一部は、燃料タンクのアレージ空間に導かれる。分離された窒素ガスの一部は、空気分離モジュール内に戻される。空気は暖原料空気から空気分離モジュールのエントリーポイントに導かれ、空気分離モジュールのエクジットポートから暖空気を排出する。
【００２４】
更に、本発明の他の目的及び有利な点は、次の詳細な説明から当業者には直ちに明らかになるであろう。ここでは、本発明の好ましい実施の形態は、発明を実施するに最良の形態を具体的に説明するために示し、記述されている。実施にあたって、本発明は他の異なる実施態様も可能であり、その細部も全て本発明との関わりをなくすことなく様々に変更することも可能である。従って、図面やその説明は、本質的に例示的なもので限定的と考えてはならない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明を、添付の図面において実施例で説明するが、限定するものではない。
ここで、同じ番号を付した要素はすべて似た要素を表している。
【００２６】
図１は、ＯＢＩＧＧＳ  ＡＳＭの略図で、全体を１０で表記してあり、航空機のコンピュータにＯＢＩＧＧＳの作業をモニター、コントロールをさせるための任意取付けのコミュニケーションインターフェイスを含んでいる。ＯＢＩＧＧＳのコントロール範囲は、プログラムの要求するところにより、すべての航空機コンピュータから全ての組み込みコンピュータにまで及んでいる。
【００２７】
エンジンコンプレッサー、熱交換器、外気コントロールシステム（ＥＣＳ）、又は機械的に動かすコンプレッサーからの原料空気１２は、空気混合フィルター１４を通ってＰＭ分離器２０に導かれる。ＰＭ分離器２０を囲む外側断熱殻２６（番号１―３）は、必要があれば用いられるもので、ＰＭ分離器２０を好ましい作動温度に保持するのに役立つ。
【００２８】
空気混合フィルター１４は、過剰の水やその他凝縮した混入物を取り除き、混入物はベント１６を通じ機外に排出する。濾過された空気は、隔離弁と任意に取り付けられる減圧器１８に導かれる。減圧器１８は、必要により閉じて、空気がＰＭ分離器２０に入り込むのを防ぐことが出来る。この隔離弁と任意に取付けられる減圧器１８は、正常作動中ＡＳＭの構造が検査及び爆発圧に耐える圧までに下流の圧力を下げ、および／或いはシステムの要求量まで空気消費を抑える。この減圧空気は、次いで、ＰＭ分離器２０に流れ、そこで酸素と水蒸気は中空繊維膜２２の壁を透過し、ベント１６から機外に排出される。ベント１６はまた、ＰＭ分離器２０の外殻５０に形成されるエクジットポート５４（図４）に連結している。
【００２９】
このＮＥＡ生成物は、ＰＭ分離器２０を経て、中空繊維膜２２を経て、３つの出口流路の１つに流れる。正常あるいは安定状態の作動の間は、第一の流路２４が用いられる。
【００３０】
この第一流路はＰＭ分離器２０の一方の端部に位置する窒素出口５６を通ってＰＭ分離器２０を出る。ＮＥＡ生成ガス用の第一流路２４は、通常、普通ＮＥＡ減圧弁あるいは一定流量にコントロールするオリフィス（図示せず）を含む航空機各種配管、更に各燃料タンク（図示せず）への航空機配管である。第二の流路は、任意に取付けられるアレージ洗浄弁６０へ、およびそこを通る流路であって、この弁は必要により使うようにすることが出来、燃料タンクアレージへのＮＥＡの流量を増加して、燃料タンクの不活性化する初期段階に、貯まっていた酸素をより早く追い出すものである。このアレージ洗浄弁６０は、燃料タンクを不活性化する初期段階の時間を減少させるために利用される。燃料タンクが不活性化された後、アレージ洗浄弁は閉じられ、第一流路２４は燃料が消費されたとき不活性状態を維持するため引き続きＮＥＡ流を燃料タンクに供給する。このアレージ洗浄弁６０は、航空機の下降中、燃料タンク内圧を増加していく周辺空気圧と均一化させるために必要な高流量のＮＥＡを供給するように作動される。これで航空機が高度を低く降下する間、燃料タンクに爆発性の空気−燃料比を生む原因となる大気中の空気が燃料タンクへ侵入するのが防がれる。
【００３１】
第二流路は，第一流路２４からアレージ洗浄弁６０に通じている。これによって、ＮＥＡ生成ガスの一部は、アレージ洗浄弁６０に再導入される。
【００３２】
第三流路は、高速始動弁４０に通じ、弁内を通り、更にオリフィス４１を通り、ＡＳＭ２０外殻５０内に形成されたエントリーポイント４２内に通じている。この高速始動弁４０は、作動の最初の数分間開かれ、暖かい取入れ空気の流量を増し、ＰＭ２０からのＮＥＡの流れを通常の流れよりも増すことでＰＭ  ＡＳＭのウォーミングアップを速める。これで暖原料空気がＰＭ分離器２０内へ流れる量を増やし、ウォーミングアップ時間と燃料タンクの不活性化時間を短縮する。高速始動弁４０を通るＮＥＡの流れは、エントリーポイント４２を通り、外殻５０内及び中空繊維２２周りに導かれ、又流量制限オリフィス４１を通り、初期ＡＳＭのウォーミングを更に高める。外殻５０と中空繊維２２の外面周りを通るこの高速のスタートＮＥＡ流は、ＡＳＭを浸透したガスと空気混合フィルター排出口からの汚れた空気と一緒になり、出口５４（図４参照）及びベント１６を通り機外に排出される。
【００３３】
この高速始動弁４０からのガスが外殻５０へのエントリーポジションは、中空ＰＭ繊維のウォーミングアップが最適となるように、ベント１６との関係で位置決めするのが望ましい。図４は、エントリーポイント４２とベント１６の組み合わせの一例を示すものである。これらの位置は、システムパッケージ設計の要求に従って変化する。この高速始動弁４０は、既定の時間内或はＰＭ  ＡＳＭの温度がＰＭ分離器２０又は排気管に設けた温度センサーによる測定値に達する迄作動させることができる。その他の方法として、高速始動弁４０は時間又は温度関数として調整する可変流量コントロール域を利用し、ウォーミング効果を更に高める。
【００３４】
ＡＳＭ２０には、ＯＢＩＧＧＳモニター１００が設けられ、重要な作動パラメーターをチェックし、組み込みコンピュータあるいは航空機コンピュータに伝達し、データを分析して、ＯＢＩＧＧＳモニターインターフェース１０２を通じてＯＢＩＧＧＳ作用をコントロールする。モニター１００は電気で動く。モニター１００には、酸素センサー１１０が設けられ、ＮＥＡ生成ガスの酸素量を測定し、これを航空機コンピュータに伝達する。モニター１００は又、空気混合フィルター１４の上流圧１１４、下流圧１１２、及びＰＭ分離器２０の下流圧１１６を測定し伝達する変換器が設けられている。取入れ空気の温度は、熱電対１２０で測定され、コントロールコンピュータに伝達される。この情報は、航空機コンピュータでモニターされ、コンピュータはＯＢＩＧＧＳモニター１０２を通してＡＳＭへの適切な動作を始め、また保守活動が必要な時期を指示する。
【００３５】
第一流路２４は常時開放され、ＮＥＡを入れて、アレージから酸素を継続的に追い出している。アレージ洗浄弁６０は、ある時間間隔で、あるいは航空機が特定高度に達する迄、あるいは燃料タンク（図示せず）に配置した外部酸素センサーによってタンクの安全性が感知されるまで、酸素の除去を促進するため流量を増やすべく開放されている。
【００３６】
熱電対（ＴＣ１）１２０はフィルター１４から出てくる空気温度のモニターに用いられる。ＯＢＩＧＧＳモニター１００と航空機コンピュータ間の任意に取り付けられるコミュニケーションインターフェイスは、ＰＴ３アナログアウトライン１３０、ＰＴ２アナログアウトライン１３２、ＰＴ１アナログアウトライン１３４、酸素アナログアウトライン１３６、モニターフォールトライン１３８、温度（ＴＣ１）アナログアウトライン１４０、アレージ洗浄弁コントロール１４２及びＯＢＩＧＧＳ隔離弁コントロール１４４が含まれている。これらアナログ信号は、必要とされるシステム設計に依っては、デジタル信号であってもよいことが容易にわかる。作動中、モニター１００は高速始動弁４０を電気的に、又はソレノイド弁からのパイロットコントロール圧で空気的にコントロールする。このモニター１００は又、隔離弁と減圧器１８を電気的にあるいは空気圧的にコントロールする。ＯＢＧＧＳモニター１００はまた、アレージ洗浄弁を電気的又は空気圧的にコントロールする。ＯＢＩＧＧＳモニター１００は３つの圧力変換器１１２、１４４及び１１６のそれぞれからの圧力信号を与える３つの空気圧ライン各々から空気圧を受ける。
【００３７】
作用面では、図１で、高速始動弁４０はウォームアップの間、中空繊維２２の作動温度が華氏＋１４０度から＋２２０度になる迄、開いている。この温度は、出口路２４の熱電対（図示せず）を使用して測定できる。
【００３８】
ＮＥＡの流れは、ＰＭ分離器２０から出口路２４を通じて出て、また高速始動弁４０を経てオリフィス４１に、次いでエントリーポイント４２を経て再誘導される。オリフィス３０６と、逆止弁３０２は、ライン２００内に位置し、オリフィス３０４と逆止弁３００は、高速始動弁４０の入口の出口路２４を連結するライン２０２に位置している。この逆止弁３００は暖エンジン抽気とＮＥＡとの混合を防ぎ、逆止弁３０２はＮＥＡがＰＭ分離器２０の入口に逆流するのを防止する。
【００３９】
作動面では、第三の実施態様は、暖エンジン空気とＮＥＡ生成物双方が中空繊維２２の加熱に使用されているため最も早いウォームアップが提供される。有利な点は、エントリーポイント４２の位置が、出口５４から遠く離れた場所にあり、最高の熱交換の時間と表面が得られ、中空繊維２２の外側表面を暖めることである。
【００４０】
図２は、別の方法を示しており、ここでは中空膜繊維２２のウォーミングを促進するために、暖かい取入れ空気がＰＭ分離器を通る前に、直接ＰＭ  ＡＳＭ殻５０内に導いている。図２は、出口ライン２４が高速始動弁４０に連結されているのではなく、隔離弁の出口と任意に取付けられる減圧器１８を、高速弁４０の入口に連結する離れた別のライン２００に連結している点を除けば、図１と同一である。この方法では、ウォームアップ時にＮＥＡ生成物流を多く利用する代わりに、ＰＭ  ＡＳＭのウォーミングアップ用に直接取入れ空気を使用する。
【００４１】
図１の作用時には、より暖かなエンジン抽気の一部が隔離弁１８の出口から高速始動弁４０へ、さらにオリフィス４１を経て導かれる。この暖かなエンジン抽気は次いで、エントリーポイント４２を通りＰＭ分離器２０に入る。この方法は、ＰＭ分離器の中空繊維２２のウォーミングをスピードアップする。ＮＥＡ生成ガスは、前述した第一又は第二流路のいずれかに流れる。
【００４２】
図３の第三の実施態様は、取入れ空気とＮＥＡ生成ガスが一緒になり、ＡＳＭ殻に導入されてＰＭ中空繊維のウォーミングを促進することが示されている。図３に、この好ましい実施例が描かれているが、これは図１と図２の組み合わせであり、多様なＯＢＩＧＧＳ適用にあたり、システム成果を最大にできる融通性が可能となっている。空気とＮＥＡガスの混合を防止するために逆止弁３００、３０２が追設されている。システム運転パラメターは、取入れ空気源、許されるウォーミングアップの時間、ＮＥＡの純度、ＮＥＡ流量その他の必要性に影響されるので、流量コントロールオリフィス３０４、３０６を設けて、システム運転パラメターを最適化するよう各々の取入れ空気源からの流量をコントロールする。
【００４３】
図４で説明したように、中空繊維２２は、第一エポキシチューブシート４００と第二エポキシチューブシート４０２とに挟まれている。各中空繊維２２の入口側の端は第一エポキシチューブシートの表面に接触し、各中空繊維２２のもう一方の端は第二のエポキシチューブシートの表面に接触している。エントリーポイント４２は第二エポキシチューブシート４０２の近くに位置し、エクジットポート５４は第一エポキシチューブシート４００の近くに位置している。第一、第二エポキシチューブシート４００、４０２は、取り込み空気と窒素生成物をそれぞれ流す。
【００４４】
本発明が前記目的の全てを可能にしていることは当業者の普通の技術によっても容易に明らかであろう。前記明細書を読めば、通常の技術を有する人であれば、ここで広範囲に公開した本発明に関し、様々の変更、同等物での置換え、本発明の種々の他の面を行うことができる。従って、ここで与えられる保護は、添付した請求項目及びその同等物に含まれる定義によってのみ限定されることを思考しているものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】増加したＮＥＡを、ＰＭ繊維を通ってＰＭ  ＡＳＭ外殻内に流れるよう導かれるようにした高速始動弁をもったＰＭ  ＯＢＩＧＧＳ空気分離モジュールの略図である。
【図２】暖かい取入れ空気を、ＰＭ  ＡＳＭの外殻内へ導く高速始動弁をもったＰＭ  ＯＢＩＧＧＳの略図である。
【図３】増加したＮＥＡ流と暖かい取入れ空気を組合せて、ＰＭ  ＡＳＭ外殻に導く高速始動弁をもったＰＭ  ＯＢＩＧＧＳ  ＡＳＭの略図である。
【図４】ＰＭ  ＯＢＩＧＧＳ  ＡＳＭの断面の略図である。
【符号の説明】
１０：ＯＢＩＧＧＳ  ＡＳＭ
１２：原料空気
１６：ベント
１８：減圧器
２０：ＰＭ分離器
２２：中空膜
２４：第一流路
２６：外側断熱殻
４０：高速始動弁
４１：オリフィス
４２：エントリーポイント
５０：外殻
５４：エクジットポート
５６：窒素出口
６０：アレージ洗浄弁
１００：ＯＢＩＧＧＳモニター
１０２：ＯＢＩＧＧＳモニターインターフェース
１１２：圧力変換器（空気混合フィルター１４の下流圧）
１１４：圧力変換器（空気混合フィルター１４の上流圧）
１１６：圧力変換器（ＰＭ分離器２０の下流圧）
１３０：ＰＴ３アナログアウトライン
１３２：ＰＴ２アナログアウトライン
１３４：ＰＴ１アナログアウトライン
１３６：酸素アナログアウトライン
１３８：モニターフォールトライン
１４０：温度（ＴＣＩ）アナログアウトライン
１４２：アレージ洗浄弁コントロールライン
１４４：ＯＢＩＧＧＳ隔離弁コントロールライン
３００：逆止弁
３０２：逆止弁
３０４：オリフィス
３０６：オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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