(57)【要約】航空機内の空所を不活性化するための、システム内に使用されるモジュラーコンポーネントが提供される。モジュラーコンポーネントは、中空ファイバー膜およびチューブシート膜のバンドル、低温オゾンコンバータ、中空ファイバーシェル、並びに分離器エンドキャップを含む。オゾンコンバータは、１００〜３００°Fの範囲で、高効率でオゾン除去可能なオゾン除去触媒を有する低温度オゾンコンバータである。モジュラーコンポーネントは、モジュラーコンポーネントの上流に他の低温度オゾンコンバータおよび高温度オゾンコンバータを含むシステムに使用され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機内の空所を不活性化するための、システム内に使用されるモジュラーコンポーネントであって、
中空ファイバー膜およびチューブシート膜のバンドル、低温オゾンコンバータ、中空ファイバーシェル、並びに分離器エンドキャップを含む、モジュラーコンポーネント。
【請求項２】
前記オゾンコンバータが、１００〜３００°Fの範囲で、高効率でオゾン除去可能なオゾン除去触媒を有する低温度オゾンコンバータである、請求項１に記載のモジュラーコンポーネント 
【請求項３】
当該モジュラーコンポーネントの上流に他の低温度オゾンコンバータを含むシステムに使用される、請求項１に記載のモジュラーコンポーネント。
【請求項４】
当該モジュラーコンポーネントの上流に他の高温度オゾンコンバータを含むシステムに使用される、請求項１に記載のモジュラーコンポーネント。
【請求項５】
当該モジュラーコンポーネントの上流に他の低温度オゾンコンバータおよび高温度オゾンコンバータを含むシステムに使用される、請求項１に記載のモジュラーコンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年３月１日に出願された米国仮出願番号第６１／６０５５１３号に基づくものである。
本発明は、航空機の燃料タンクや貨物室といったオープンスペースを不活性するために使用することができる圧縮空気源から窒素を分離するように機能する空気分離システムに関する。
【０００２】
空気分離のための方法は、中空ファイバー膜（ＨＦＭ）で達成される。空気分離システムは、酸素富化空気（ＯＥＡ）（廃ガスとして発生する）とともに窒素富化空気（ＮＥＡ）を生成する圧縮空気を取る。圧縮空気源は、航空機エンジンまたは補助動力装置（ＡＰＵ）からの抽気である場合、または抽気圧縮機で加圧される周囲または航空機の客室からの空気である場合がある。全ての場合において、元の空気源は、オゾンを含む周囲からのものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
オゾン暴露は、ＨＦＭのポリマーに損傷を引き起こすので、オゾン触媒コンバータは、オゾンのほとんどを除去するためにＨＦＭの上流側に必要とされる。 
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、ひとつのパッケージ内に中空ファイバー膜および低温オゾン触媒コンバータの両方を含むモジュールデザインを提供することにより、上記課題に対処する。本発明にしたがったモジュラーコンポーネントは、単一のハウジング内にパッケージングされた、中空ファイバー膜およびチューブシートバンドル、オゾン触媒を含有する、低温（＜３００°F）オゾンコンバータを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は本発明にしたがったモジュールシステムの二次元図である。
【図２】図２は本発明の一実施形態の概略図である。
【図３】図３は本発明の他の実施形態の概略図である。
【図４】図４は本発明のさらに他の実施携帯の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
ＨＦＭ分離器は、両端１にエポキシ樹脂チューブシートを備えた中空ファイバー膜から作られている。ＨＦＭ分離器及びチューブシートはアルミニウム製シェル２内に封入され、エンドキャップ３は、何らかの方法（ボルト、溶接、圧着）によってシェルに接続されて、組立体が完成する。本発明は、分離器のハウジング内にオゾンコンバータ４を統合することによって、この現行のモジュールを変更することに関する。オゾンコンバータは１００乃至３００°Fの温度範囲で高いオゾン除去効率を可能とするオゾン除去触媒を有する低温度コンバータとすることができる。コンバータ４の直径は、ＨＦＭとチューブシートの直径と同じである。コンバータ４の長さは、必要なオゾンの除去効率に依存する。
【０００７】
ＨＦＭ分離器の内部に低温オゾンコンバータを配置することについて、いくつかの利点がある。利点の一つは、オゾンコンバータの面を横切るより良好な流動分布をもつことである。オゾンコンバータが空気分離モジュール（ＡＳＭ）の別個のハウジングの上流に配置されるといった他の用途では、オゾンコンバータの大容量を可能にするための過剰な部屋がなく、オゾンコンバータへおよびそこから適切な遷移導管を提供することが困難である。適切な遷移導管がなければ、オゾンコンバータの外側部分の利用が、空気の大部分がコンバータの中心を通過するために不十分となり、その結果、オゾン除去効率は低下する。対照的に、ＨＦＭエンドキャップ３とＨＦＭのチューブシートとの間での大きな遷移は、チューブシートの面を横切る空気分配を確保するためにさえ必要とされない。 ＨＦＭファイバーを横切る圧力降下がエンドキャップ３とＨＦＭチューブシートとの間の隙間によって形成された圧力降下に比べて大きいためである。オゾンコンバータを横切る圧力降下も、ＨＦＭファイバーと比較して小さいことから、ＨＦＭチューブシートの上流にオゾンコンバータを直接配置することは、大きな遷移を与えることなく、オゾンコンバータの面を横切る一様な分布を発生させる。したがって、このモジュール設計（一体型オゾンコンバータをもつＨＦＭ分離器）は、第二のハウジングを必要とせずに、コンパクトなボリュームで、高いオゾン除去効率を提供する。
【０００８】
多くの用途において、ＡＳＭは複数のＨＦＭ分離器から構成されている。低温オゾンコンバータがＡＳＭの別個のハウジングの上流に配置される場合、そのコンバータは、組み合わせた全ての分離器の空気の流れを取り扱うことができなければならない。コンバータの効率は、コンバータ内部の空気の滞留時間の関数であるので、より大きなオゾンコンバータは、ＡＳＭに対してそれ以上の分離器をもつ必要である。これには多くの問題がある。一つには、ＡＳＭ近くに別個の大型低温オゾンコンバータのためのスペースを見つけることは、航空機用途において困難なことである。第２の問題は、複数のＡＳＭ製品で使用できる共通のオゾンコンバータコンポーネントがないことである。五つのＨＦＭ分離器を含むＡＳＭが、ＨＦＭ分離器を二つのみを含むＡＳＭより大きなオゾンコンバータを必要とする。ＨＦＭ分離器に不可欠なオゾンコンバータでは、コンバータの大きさは、ＡＳＭに使用されるＨＦＭ分離器の数が増減しても変更する必要がない。各ＨＦＭ分離器が分離器に一体化したオゾンコンバータを有しているため、各コンバータが、1つの変換器がＡＳＭに使用されている場合より少ない空気流（より長い滞留時間）を扱うので、コンバータの長さを小さくすることができる。
【０００９】
一体型オゾンコンバータをもつＨＦＭ分離器の別の利点は、システムコンポーネントの削減、さらにまた航空機において交換しなければならないコンポーネントの減少である。オゾンコンバータは、ＨＦＭ分離器の内部に存在するので、ＡＳＭ入口フィルターの下流に位置する。 ＡＳＭ入口フィルターは、オゾン触媒を汚染する液体汚染物質を除去し、航空機において、オゾンコンバータがフィルターの上流に別途位置された場合よりも長く維持することを可能にする。設計上、オゾンコンバータは、ＨＦＭ分離器は、代わりに航空機において、別個のパッケージにあるコンバータを置き換える代わりに、ＨＦＭ分離器が交換される毎に置き換えられる。
【００１０】
図２に示されている本発明の一実施形態では、低温オゾンコンバータ６は、ＡＳＭの上流に位置し、熱的に処理された（低温の）圧縮空気１０を受け取る。第一段階の低温オゾンコンバータ６は、空気がＨＦＭに入る前に圧縮空気流にあるオゾンの大半を除去する（ここで、一体型低温オゾンコンバータ4は空気流からより多くのオゾンを除去し、オゾンのない空気を近くでＨＦＭポリマーファイバーに与える。）。
【００１１】
図３に示めされた本発明の別の実施形態では、高温のオゾンコンバータ７が、空気分離モジュール（ＡＳＭ）および熱管理システム８の上流に配置され、熱い圧縮空気１１を受け取る。高温オゾンコンバータ７は、高温の空気が提供された場合、より効率的にオゾンを除去することから、熱管理システム8の上流に位置する。ＡＳＭは再び、周囲のオゾンの大半が除去された熱的に処理された圧縮空気を受け取る。一体型低温オゾンコンバータ4は空気流からより多くのオゾンを除去し、ほぼオゾンのない空気をＨＦＭポリマーファイバーに与える。
【００１２】
図４に示された本発明のさらなる追加の実施形態は、高温オゾンコンバータ７と低温オゾンコンバータ６の両方が、一体型低温オゾンコンバータ４を含むＡＳＭの上流で使用されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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