(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素の選択的な吸着作用を有し、膜を形成している中空の細長いファイバーの束(３)を有する濾過部材を中に収容しているほぼ円筒形のケース(１，２)を備えた空気分離装置(１１)を具備する、航空機のタンク(１０)のための不活性化装置であって、前記ファイバーの長軸は、前記円筒形のケース(１，２)の長軸（Ａ）と平行であり、そして、前記ケース(１，２)は、第１の端部に空気の入口オリフィス(４)と、第２の端部に浄化された気体の出口オリフィス(５)とを有し、前記空気分離装置は、ケース(１，２)内に前記ファイバーの束(３)を支持する支持ユニットを有する、不活性化装置において、
前記支持ユニットは、前記ケース(１，２)内に配置された少なくとも１つのばねユニット(６)を含み、前記ばねユニット(６)は、前記ファイバーの束の伸縮を可能にしながら、前記ファイバーの束の長手方向の支持を保証するために、前記ケース(１，２)により形成されたストッパーと前記ファイバーの束(３)の長手方向の端部との間で圧縮されており、
前記ファイバーの束(３)は、これの少なくとも一方の端部の所に、硬い材料の硬い層(８)を有しており、そして、前記支持ユニットは、前記硬い層(８)に支持されていることを特徴とする不活性化装置。
【請求項２】
前記ばねユニット（６）は、弾性ワッシャー（６）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の不活性化装置。
【請求項３】
前記弾性ワッシャー（６）は、波形ワッシャー形式の弾性ワッシャー(６)であることを特徴とする、請求項２に記載の不活性化装置。
【請求項４】
前記ばねユニット（６）は、複数の弾性ワッシャー(６)を有していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の不活性化装置。
【請求項５】
前記ばねユニット（６）は、前記ケース(１，２)により形成されているストッパーとファイバーの束(３)の長手方向の一端部との間で、ケース(１，２)の同じ側に重ねられた複数の弾性ワッシャー(６)を有していることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の不活性化装置。
【請求項６】
前記ばねユニット（６）は、複数の弾性ワッシャー(６)を有し、このうちの２つの弾性ワッシャー(６)が、ケース(１，２)の両端部の所に夫々配置されていることを、即ち、少なくとも第１の弾性ワッシャー(６)は、ケース(１，２)により形成されている第１のストッパーとファイバーの束(３)の長手方向の第１の端部との間に配置され、又、少なくとも第２の弾性ワッシャー(６)は、ケース(１，２)により形成されている第２のストッパーとファイバーの束(３)の長手方向の第２端部との間に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の不活性化装置。
【請求項７】
前記ばねユニット（６）は、少なくとも１つの弾性ワッシャー(６)と組みをなした平坦な支持ワッシャー(１６)を有しており、前記平坦な支持ワッシャー(１６)は、前記弾性ワッシャー(６)と前記ファイバーの束(３)の端部との間に配設され、即ち、前記支持ワッシャー(１６)は、前記ファイバーの束(３)の端面と接触していることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の不活性化装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの弾性ワッシャー(６)は、前記平坦な支持ワッシャー(１６)と接触していることを特徴とする、請求項７に記載の不活性化装置。
【請求項９】
前記ケースは、２つの端部（１，２）からなり、これら端部は互いに組み合わされて、前記ケース(１，２)のベースとカバーとを夫々形成していることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の不活性化装置。
【請求項１０】
前記ファイバーの束(３)の周りで、前記ケース(１，２)内に配設された円筒形の中心スリーブ(７)を有していることを特徴とする、請求項９に記載の不活性化装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の不活性化装置を有する航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、分離装置、不活性化装置、及び、このような装置を備えた航空機に関している。  
本願発明は、特に、膜を形成している中空の細長いファイバーの束を有する濾過部材を中に収容しているほぼ円筒形のケースを備え、前記ファイバーの長軸は、前記円筒形のケースの長軸と平行であり、そして、前記ケースは、第１の端部に空気の入口オリフィスと、第２の端部に浄化された気体の出口オリフィスとを有し、前記分離装置は、ケース内に前記ファイバーの束の支持ユニットを有する、空気の分離装置に関している。
【背景技術】
【０００２】
中空のファイバーの膜による空気からの気体の濾過は、産業上、特に、航空の分野で、一般に使用されているプロセスである。このような技術は、少なくとも１つのコンプレッサー又は少なくとも１つのエンジンから得られた空気を集めることと、この集められた空気を１種類の化学形式の分子(例えば、酸素)のみの「通過(passage)」を可能にする選択的な多孔性膜を有する分離装置内で循環させることとを、有している。このようなシステムを封止される方法で区分けすることにより、最初に酸素が減じられた、かくして窒素がリッチである空気を、そして第２の酸素富化空気を再捕獲することが可能となっている。前記窒素富化空気は、例えば、不活性燃料タンクで使用され得、又、前記酸素富化空気は、大気に単に排出され得る。
【０００３】
この空気分離システムは、ベースにより一端部が閉じられ(溶接、接着剤、ねじ留めによる)、他端部がカバーにより閉じられた(一般的に、ねじ留め、又は、フランジによる結合による)金属シリンダー(容器として知られている)を備えたケースを一般的に有している。前記カバーには、空気を受け入れる入口オリフィスが穿孔されており、又、前記ベースは、このシステムの出口の所に窒素富化空気を集め得る。他の出口が、分離された気体(酸素)のために設けられている。前記円筒形の容器には、システムにより濾過された酸素の排出のために、シリンダーの軸に対して垂直なオリフィスが設けられ得る。前記入口オリフィスと出口オリフィスとの幾何学的形態は、異なる性質及び形状を有し得る。
【０００４】
前記ケース内に配置される濾材は、中空で細長い多数のファイバーの束により一般的に構成されている。これらファイバーの長軸は、ケースの円筒体の長軸とアラインメントされている。
【０００５】
これらファイバーの一端部には、熱硬化性材料、理想的には、エポキシ樹脂が、鋳造又は再機械加工により設けられ得る。これら硬い材料の端部は、ファイバーを機械的に支持し、又、システムの異なるチャンバ間の封止を維持させるために、Ｏ−リングのシールと共働する。
【０００６】
文献US 7717983 B2は、膜の外面の両側にある中空のシリンダー内に、両側で中心付けられた円錐形の束の軸方向の支持のためのユニットを開示している。
【０００７】
しかし、この配置は、装置の集合体を剛性にし、システムの動作位相の間に、膜に好ましくないストレスを生じさせる。
【発明の概要】
【０００８】
本願発明の目的は、上記従来技術の欠点の一部又は全部を除去することである。  
この目的のために、上位概念に記載された一般的な規定と更に対応した本願発明に係わる装置は、支持ユニットは、ケース内に配置された少なくとも１つのばねユニットを有し、前記ばねユニットは、伸縮可能なように、ファイバーの束の長手方向の支持のために、前記ケースに形成されたストッパーとファイバーの束の長手方向の端部との間で圧縮されていることを特徴としている。
【０００９】
この形式の装置は、簡単な組み立て及び膜の束の支持を可能にしている。  
更に、この配設に係われば、膜の伸縮は、システムの保存及び機能の位相の間に(温度は、例えば、−５０℃と７０℃との間で変化する)、なされ得る。
【００１０】
更なる実施の形態では、本願発明の実施の形態は、以下の特徴の１つ又は複数を有し得る、
・前記支持ユニットは、弾性ワッシャーのような少なくとも１つのばねを有している
・前記支持ユニットは、波形ワッシャー形式の弾性ワッシャーを有している
・前記支持ユニットは、前記ケースにより形成されているストッパーとファイバーの束の長手方向の一端部との間で、ケースの同じ側に重ねられた複数の弾性ワッシャーを有している
・前記支持ユニットは、複数の弾性ワッシャーを有し、このうちの２つの弾性ワッシャーが、ケースの両端部の所に夫々配置されていることを、即ち、少なくとも第１の弾性ワッシャーは、ケースにより形成されている第１のストッパーとファイバーの束の長手方向の第１の端部との間に配置され、又、少なくとも第２の弾性ワッシャーは、ケースにより形成されている第２のストッパーとファイバーの束の長手方向の第２端部との間に配置されている
・前記支持ユニットは、前記少なくとも１つの弾性ワッシャーと組みをなした平坦な支持ワッシャーを有しており、前記平坦な支持ワッシャーは、弾性ワッシャーとファイバーの束の端部との間に配設され、即ち、前記支持ワッシャーは、ファイバーの束の端面と接触している
・前記少なくとも１つの弾性ワッシャーは、平坦な支持ワッシャーと接触している
・前記ケースは、互いに組み合わされて、ケースのベースとカバーとを夫々形成している２つの端部を有している
・前記ファイバーの束の周りで、前記ケース内に配設された円筒形の中心スリーブを有している。
【００１１】
更に、膜の端部が、硬い(エポキシ樹脂、又は、その他)端部と一体的である場合には、このタイプの装備は、硬い端部(エポキシ樹脂のみ、及び、エポキシ樹脂に埋め込まれたファイバー)にかかるせん断力を制限する。
【００１２】
本願発明は、又、以下のもしくは前述された特徴のいずれか１に係わる分離装置を備えた、航空機のタンクのための分離装置に関している。ここで、中空のファイバーの束は、酸素の選択的な吸着性を有するタイプのものである。
【００１３】
本願発明は、このタイプの分離装置を備えた航空機に関している。  
又、本願発明は、以下のもしくは前述された特徴の組合せを有する異なる装置又は方法に関している。
【００１４】
他の特別な態様と効果とは、図面を参照して与えられた以下の記載を読むことにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本願発明に係わる分離装置の第１の実施の形態を断面で示している概略的な部分図を示している。
【図２】図２は、本願発明に係わる分離装置で使用され得る弾性ユニット又はばねの一例の、半断面での前面図を示している。
【図３】図３は、本願発明の他の実施の形態に係わる分離装置の一端部の、断面での概略的な部分図を示している。
【図４】図４は、図３の装置のための支持ユニットの一例の断面で示されている図を示している。
【図５】図５は、分離装置を備えている飛行機を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に示されているエアー分離装置は、ほぼ円筒形状のケース１，２を有している。このケースは、膜を形成している中空の細長いファイバーの束３を有している濾材を収容している。これら膜は、"MEDAL"社により販売されている膜である。
【００１７】
図１に示されているように、前記ケースは、円筒形のケースのベースとカバーとを夫々形成し、互いに組み合させた２つの端部１，２により形成され得る。
【００１８】
一方又は両方の端部１，２は、ケースの円筒形の中心部分を規定し得る。更に、円筒形の中心コア７(これは、例えば、金属で形成されている)が、設けられ得る。この円筒形の中心コア７は、２つの端部１，２の少なくとも一方に接続され得る。円筒形の中心長軸が、図１に示されている。
【００１９】
ファイバーの束３の長軸は、円筒形のケース１，２の長軸に平行(即ち、円筒部分の母線に平行)である。一般的に、ケース１，２は、一端部に空気入口オリフィス４を、又、第２の端部に濾過された気体(富化窒素)の出口５を有している。簡単にするために、濾過された気体(酸素)の排出オリフィスは、図には示されていない。
【００２０】
効果的な態様に係われば、この装置は、ケース１，２内のファイバーの束の長手方向の支持のためのユニットを有している。このユニットは、弾性ワッシャー６のようなばねにより構成されている。この弾性ワッシャー６は、ケース１，２内に配設され、ケースにより形成されているストッパーとファイバーの束の一端との間で圧縮されている。この手段により、ワッシャー６は、ケース１，２内でのファイバーの束３の弾性的な軸方向の支持を果たしている。換言すれば、(特に、使用温度に応じて)弾性ワッシャー６は、ケース１，２内でファイバーの束３の伸長又は圧縮を果たしている。この弾性ワッシャー６の外径は、好ましくは、ケース１，２の内径に対応している。
【００２１】
かくして、弾性ワッシャー６は、温度の上昇に従ったファイバーの筒体の軸方向の伸縮を自由にしながら、軸方向の圧縮力を吸収可能となっている。
【００２２】
前記弾性ワッシャー６は、好ましくは、図２に示されているように、波形状の弾性ワッシャーである。弾性ワッシャー６により形成されているリングの一方の面は、ケース(又は、ケースに取着された部材)により支持され、また、ワッシャー６の他方の面が、ファイバーの束３の一端に支持されている。ワッシャー又はばねのような多の形式の弾性ユニット、例えば、横方向の断面に従って起伏している複数の突起を形成している(金属又は他の材料の)ばね、が想定されることは、判るであろう。例えば、ばねユニットは、BORELLY社により販売されている波形ワッシャー、特に、ONDULFIL(登録商標)として知られているワッシャーであり得る。
【００２３】
ファイバーの束３の一端部が、硬い熱硬化性樹脂に埋め込まれている場合には、弾性ワッシャー６は、この硬い部分のずれ(shearing )を生じさせないで、ファイバーに力を伝える。
【００２４】
更に、弾性ワッシャー６は、ファイバーの束３とシリンダーとの間の気体交換の面に悪影響を与えない。
【００２５】
ファイバーの束３の長手方向の両端部は、各々、中心付けのためにデザインされた中空領域を有し得る(これら中空領域は、オプションであって、この例では使用されていない)。
【００２６】
前記ワッシャー６は、(図１に示されているように)単一で使用され得るか、又は、平坦な支持ワッシャー１６(これは波形状では無く、従って、弾性では無い)と組合わせられ得る。例えば、この平坦な支持ワッシャー１６は、ファイバーの束３と接触するように配置され得る。一方、波形状のワッシャー６は、ケース１，２のストッパーと平坦な支持ワッシャー１６との間に配設されている。
【００２７】
前記支持ワッシャー１６は、ファイバーの束３に加えられる力を、波形状のワッシャー６(平坦なワッシャー１６とは異なり、弾性ワッシャー６は、不連続だけでファイバーの束３に接触する)よりも良好に分布させることを可能にしている。
【００２８】
可能な変形例では、弾性ワッシャー６(単独、又は、前記支持ワッシャー１６と組みをなして)は、又、ファイバーの束３の他端部に同じようにして、配設され得る。換言すると、弾性的な支持部は、ファイバーの束３の両側に形成され得る。
【００２９】
更に、図４に示されているように、支持ユニットは、重ねられた複数の弾性ワッシャー６(例えば、２又は３、もしくはこれ以上のワッシャー)により構成され得る。
【００３０】
使用される弾性ワッシャー６の数は、ファイバーの束３の伸びのレベルと、各部品の機械加工の精度とにより選定され得る。
【００３１】
かくして、複数の弾性ワッシャー６が、必要な場合には、これらは、ケース１，２のベースにファイバーの束３を押す(thrust)ために、束３の同じ側に配置され得る。この場合には、膜の伸長の間のディメンションの変化が、(チャンバの容積の減少に伴って)弾性ワッシャー６が位置している側に全体に渡って生じるであろう。反対に、容積のこの変化は、弾性ワッシャー６が、ファイバーの束３の両側に位置している場合には、束３の両側に等しく分配されるであろう。
【００３２】
前記弾性ワッシャー６は、カバー２側に、即ち、入口側に、全体に渡って配置され得る。このような配置は、気体入口側で圧力が一般的に高いので、熱膨張又は熱収縮により生じるディメンションの変化を補償ためにのみ、ばね、即ち、ワッシャーを働かせる効果を有している。
【００３３】
図３は、支持ユニットが、ファイバーの束３の一端部に、２対の重ねられたワッシャーを有している分離装置を示している。各対は、弾性ワッシャー６と平坦な支持ワッシャー１６とからなっている。これら対のワッシャー６，１６の一方の対の支持ワッシャー１６は、ファイバーの束３の一端部に、硬い物質が含浸された端部(図３で黒点で示されている)の所で支持されている。図３に示されているように、硬い物質が含浸されたファイバーの束３の周囲には、純粋な(即ち、膜を形成しているファイバーが無い)硬い物質の外層８８が設けられている。この純水な硬い物質の外層８８は、ケース１，２を封止するための少なくとも１つのシール１４(例えば、Ｏ−リングのシール)を収容するように、デザインされ得る。更に、活性表面の部分を塞がないように、ワッシャー６，１６は、好ましくは、純粋な硬い物質の層８により(ファイバーと混合された硬い物質の層ではなく)支持されている。
【００３４】
図３に示されている限定しない例では、前記ファイバーの束３は、(例えば、アルミニウムにより形成されている)中心チューブ１２を有している。この中心チューブの一端は、ストッパー１３(チューブ１２の中にねじ込まれている)により閉じられている。
【００３５】
上述された解決策は、装置の硬い部品の対称的な機械加工を可能にし、かくして、一方向、又は、他方向での装着を容易にしている。更に、この装着で使用される部品の数が、比較的制限され、信頼性のある装置を構成することができる。
【００３６】
更に、上述された解決策は、膜のエポキシ樹脂の端部に与えられるレバーアームを制限又は減じることにより、支持力が中心部に加えられる解決策に比較して、ファイバーの集合体(膜)の自由な伸縮を可能にしている。
【００３７】
図５に示されているように、装置１１、航空機のタンク１０を不活性にするためのシステム(OBBIGS)に使用され得る。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］  酸素の選択的な吸着作用を有し、膜を形成している中空の細長いファイバーの束(３)を有する濾過部材を中に収容しているほぼ円筒形のケース(１，２)を備えた分離装置(１１)を具備する、航空機のタンク(１０)のための不活性化装置であって、前記ファイバーの長軸は、前記円筒形のケース(１，２)の長軸（Ａ）と平行であり、そして、前記ケース(１，２)は、第１の端部に空気の入口オリフィス(４)と、第２の端部に浄化された気体の出口オリフィス(５)とを有し、前記分離装置は、ケース(１，２)内に前記ファイバーの束(３)の支持ユニットを有する、不活性化装置において、
前記支持ユニットは、前記ケース(１，２)内に配置された少なくとも１つのばねユニット(６)を有し、前記ばねユニット(６)は、伸縮可能なように、前記ケース(１，２)により形成されたストッパーとファイバーの束(３)の長手方向の端部との間で圧縮されており、
又、前記ファイバーの束(３)は、これの少なくとも一方の端部の所に、熱硬化性材料のような硬い物質の硬い層(８)を有しており、そして、前記支持ユニットは、前記硬い層(８)に支持されていることを特徴とする不活性化装置。
［２］  前記支持ユニットは、弾性ワッシャー(６)のような少なくとも１つのばねを有していることを特徴とする［１］に記載の不活性化装置。
［３］  前記支持ユニットは、波形ワッシャー形式の弾性ワッシャー(６)を有していることを特徴とする［１］又は［２］に記載の不活性化装置。
［４］  前記支持ユニットは、複数の弾性ワッシャー(６)を有していることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれか１項に記載の不活性化装置。
［５］  前記支持ユニットは、前記ケース(１，２)により形成されているストッパーとファイバーの束(３)の長手方向の一端部との間で、ケース(１，２)の同じ側に重ねられた複数の弾性ワッシャー(６)を有していることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１項に記載の不活性化装置。
［６］  前記支持ユニットは、複数の弾性ワッシャー(６)を有し、このうちの２つの弾性ワッシャー(６)が、ケース(１，２)の両端部の所に夫々配置されていることを、即ち、少なくとも第１の弾性ワッシャー(６)は、ケース(１，２)により形成されている第１のストッパー(１２)とファイバーの束(３)の長手方向の第１の端部との間に配置され、又、少なくとも第２の弾性ワッシャー(６)は、ケース(１，２)により形成されている第２のストッパーとファイバーの束(３)の長手方向の第２端部との間に配置されている、ことを特徴とする［１］乃至［５］のいずれか１項に記載の不活性化装置。
［７］  前記支持ユニットは、前記少なくとも１つの弾性ワッシャー(６)と組みをなした平坦な支持ワッシャー(１６)を有しており、前記平坦な支持ワッシャー(１６)は、弾性ワッシャー(６)とファイバーの束(３)の端部との間に配設され、即ち、前記支持ワッシャー(１６)は、ファイバーの束(３)の端面と接触している、ことを特徴とする［１］乃至［６］のいずれか１項に記載の不活性化装置。
［８］  前記少なくとも１つの弾性ワッシャー(６)は、前記平坦な支持ワッシャー(１６)と接触していることを特徴とする［７］に記載の不活性化装置。
［９］  前記ケースは、互いに組み合わされて、ケース(１，２)のベースとカバーとを夫々形成している２つの端部を有していることを特徴とする［１］乃至［８］のいずれか１項に記載の不活性化装置。
［１０］  前記ファイバーの束(３)の周りで、前記ケース(１，２)内に配設された円筒形の中心スリーブ(７)を有していることを特徴とする［９］に記載の不活性化装置。
［１１］  ［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載の不活性化装置を有する航空機。
【図１】
0006430495.tif 000002
【図２】
0006430495.tif 000003
【図３】
0006430495.tif 000004
【図４】
0006430495.tif 000005
【図５】
0006430495.tif 000006