JPH0138040B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空の剛性の構造体の外表面への着氷
を防止する装置に関する。

特に外気流の衝撃にさらされる航空機の構造体
は氷結状態で氷の急速な堆積の場となりやすい。
過度の冷却による水の凝結は構造体の外表面のあ
る点で始まり、徐々に広がり、大きな氷塊を形成
して流線形プロフイルを崩してしまい、突発的に
剥離して構造体に損害を与える。

特にターボジエツトの空気取入れ口では端面部
材、固定又は回転フード、あるいは案内羽根上に
形成される氷塊は羽根を損傷し、あるいは氷塊が
ロータにより遠心分離されて管の内壁を傷めたり
する。

着氷が生じることを防ぐ方法として、構造体の
外表面上の開口を通し多孔質の外膜を有する室を
経由して防氷液を誘導し、この外面上への防氷液
の配分を可能ならしめるという方法が公知であ
る。

しかしながらこの場合、凍結防止液の搭載を必
要としさらにその機能開始指令はパイロツトの操
作に頼らなければならない。

結氷が危険な厚さに達する以前にこれを取除く
方法として空気圧作用により変形し得る柔軟性の
膜を用いるものがあり、航空機の翼の前縁上に形
成され易い氷を破砕して結氷が危険な厚さに達す
る以前に除氷を実施しようというものである。

しかしながらこの公知の方法もまたその機能開
始のためにはパイロツトの加圧指令を必要とす
る。

本発明の目的は、通常の状態では、中空の剛性
の構造体の外表面への着氷を防止すべく機能し、
着氷して結氷が生じた場合、この結氷が危険な厚
さに達する前に、自動的にこれを取除くように構
成された防氷装置を提供することにある。本発明
の前記目的は、中空の剛性の構造体の外表面への
着氷を防止するための防氷装置であつて、前記構
造体の外表面との間に複数の小室を形成するよう
に、該外表面を覆う変形可能な膜と、前記構造体
の内部に熱ガスを供給するための熱ガス源とを備
えており、前記各小室は、前記構造体の外表面に
夫々設けられた少くとも１個の開口により、前記
構造体内部と夫々連通しており、前記各小室を形
成する前記膜の各部分には、前記各小室と外部と
を夫々連通すべく、少くとも１個の孔が設けられ
ていることを特徴とする防氷装置によつて達成さ
れる。

本発明のその他の特徴については以下の説明並
びに具体例として示した添付図面から理解され得
よう。

第１図では尖頭形のタービンエンジンの中空の
剛性の構造体としての回転キヤツプ１を略図とし
て示す。このキヤツプは軸２を含む。この構造体
は図示されていない例えば熱ガスを供給するため
の熱ガス源としてのコンプレツサから開口３及び
４を介して矢印Ｆの方向に常時熱ガスを供給され
る。

回転キヤツプ１の外表面１′には規則的に離間
され、平行線に従つて配分された突起状のリブ６
が設けられている。この断面図に示されていない
別の一連のリブも同様に比較的規則正しい格子網
を形成するようにして第二のグループの平行線、
例えばキヤツプ軸線方向に伸びる線に従つて配置
されている。各々の格子は直径の大きな少くとも
１個の開口７を含んでおり、この開口を経て矢印
F′で示したように回転キヤツプの内部８に封入さ
れた熱ガスが漏れる。

例えば高分子物質を材料とする変形可能な可撓
性の膜９はリブ６を介して外表面１′に固定され
る。従つてリブ６は外表面全体を覆う高さの低い
例えば１１のような小室の境界を形成する。

小室の境界をなすリブは例えば膜を製造する際
に成型によつて膜と一体に設けても良い。

この場合には、回転キヤツプの外表面上に設け
られるリブは省略することができよう。更に、可
撓性膜を回転キヤツプの外表面に格子状にまたは
平行線状に貼付けた接着剤で外表面に取付けても
良い。

可撓性膜９について、第１図の左側部分は正常
作動状態を表わしており、膜の孔１０から熱ガス
が洩れ、図の右側部分は結氷状態を表わし、可撓
性の膜の孔が塞がれている。

変形可能の膜９は例えば高分子材料又は弾性織
物で作られその表面全体に亘つて小径の開口又は
孔１０が穿孔されているが、但し場合によつては
６のような部分に対応する部分には穿孔されてい
ない。

熱ガスを絶えず供給される内部８の圧力P₁は
大気圧力P₂を上回る。図の左側部分から（矢印
ｆ）わかる通り、熱ガスは膜９の開口、即ち孔１
０を介して絶えず洩れる。このようにして外側の
可撓性膜９は絶えず温め直され、正常状態ではこ
の熱ガスの流量はあらゆる着氷を防ぐに充分であ
る。

図の右側部分にはさらに厳しい条件が出現した
場合に装置がどのように機能するかを図示してあ
る。過度に冷却された水を含む外気と膜の表面と
の接触は膜の表面全体にわたつて水の凝結を開始
させるに充分であり得る。従つて氷結は徐々に速
度を増し、時には非常に急速になる。図の右側部
分で形成されている氷は従つて可撓性膜９の孔１
０を塞ぎ、開口７を通過した熱ガスが洩れ出すの
を防ぐ効果を持つ。個々の小室１１は加圧され、
膜のリブ６によつて境界をつけられた部分は変形
して曲率を変える。この変形は氷１２が危険な厚
さに達する以前にこれを破砕する効果を持つ。

本発明に従う装置が正しく機能するためには膜
９が可撓性、及び耐久性の面で同時に優れた特性
を示すことが必要となる。例えば可撓性膜９の部
分断面の細部を示す第２図の拡大図（第１図の円
で囲んだ部分）に示されるように、変形の際に孔
１０の部分に裂け目の糸口が生じるのを防ぐため
膜の各孔１０の周囲の内側には成形によつて設け
られた増厚部分が設けられている。

従つて本装置では結氷に対抗するため、一方で
は可撓性膜に熱気流を通過させる熱作用、他方で
は可撓性膜の孔が氷の被膜により塞がれる時この
膜の変形と結びついた機械作用の２種の作用が結
合して用いられていることが注目される。

同様にこの機械作用の利用は複雑な付属装置、
弁、センサ等々なしに自動式に行われることも注
目されよう。

また本装置を着氷検出器として使用することも
できる。例えば、本装置の寸法をさらに縮小し着
氷によつて特に損害を受けやすい部分に選択的に
着氷検出器として配置することができる。この場
合、膜が変形すると膜の変形を示す電気信号を送
出する変位検出装置が設けられる。

この電気的手段として、変形可能の膜の内面を
弾性的に押圧しており、中空の構造体の開口を介
して摺動するように構成された部材が構造体内部
に固定されたケース内に収められた電気接片を動
かすようにしても良い。

また、構造体の外表面と各囲繞内部の変形可能
の膜とに配置されたコンデンサのアーマチユアか
ら変位検出装置を構成するようにしても良い。

この場合、変形可能な膜の変形によつて生じる
容量の変化は例えば発振回路を介して信号を送出
することができる。

信号送出に用いられる検出手段は予め定められ
た閾値（P₃＞P₁）を上廻わる圧力について信号
を送出すべく調整した公知形の圧力センサにより
構成することもできる。この種のセンサは構造体
内部か又は適正に選定したいずれか１つの小室内
部かに配置することができる。

このような圧力センサから送出される信号は任
意の形式の防氷装置に利用され得る。

上記の圧力センサに常時給電するためには極く
僅かなエネルギ負担を要するのみで、航空機エン
ジンのエネルギ消費量に殆んど影響を及ぼすこと
はない。

勿論本発明は上述の具体例のみに限定されるも
のではなく、技術的に等価なすべての具体例にそ
の範囲を及ぼすものである。

本願発明の防氷装置は上述の構成を有するの
で、通常の状態においては、常時熱ガスが各小室
から大気中へ放出されることにより、外表面に着
氷することを防止し、更に外気温度が低下して、
着氷した場合、膜の開口が氷により塞がれ、熱ガ
スの大気中への放出が阻止され、構造体内部の圧
力が増加し、膜が脹らんで変形することにより、
特別の操作及び指令を要することなく、自動的に
膜上の氷塊を破砕し取除くことができるという格
別の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は航空機のターボジエツトエンジンのキ
ヤツプ、例えば回転キヤツプに本発明を適用した
具体例の断面図、第２図は変形可能な多孔質の膜
の拡大詳細図である。 １……回転キヤツプ、６……リブ、７……開
口、８……構造体内部、９……膜、１０……孔、
１１……小室、P₁……内部の圧力、P₂……大気
圧力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空の剛性の構造体の外表面への着氷を防止
   するための防氷装置であつて、前記構造体の外表
   面との間に複数の小室を形成するように、該外表
   面を覆う変形可能な膜と、前記構造体の内部に熱
   ガスを供給するための熱ガス源とを備えており、
   前記各小室は、前記構造体の外表面に夫々設けら
   れた少くとも１個の開口により、前記構造体内部
   と夫々連通しており、前記各小室を形成する前記
   膜の各部分には、前記各小室と外部とを夫々連通
   すべく、少くとも１個の孔が設けられていること
   を特徴とする防氷装置。 ２ 前記構造体の外表面には、前記小室を形成す
   るための外部方向に突出するリブが１体的に設け
   られている特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記膜の内表面には、前記小室を形成するた
   めの内部方向に突出するリブが１体的に設けられ
   ている特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 前記膜と前記構造体の外表面とは接着物質に
   より、前記小室を形成するように互いに接着され
   ている特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ５ 前記小室が互いに平行に伸びるように配置さ
   れている特許請求の範囲第１項から第４項のいず
   れか一項に記載の装置。 ６ 前記小室が互いに網目を形成するように配置
   されている特許請求の範囲第１項から第４項のい
   ずれか一項に記載の装置。 ７ 前記小室の少くとも１個に膜の変形を検出
   し、該変形を示す電気信号を生成する変位検出装
   置が具備されている特許請求の範囲第１項から第
   ６項のいずれか一項に記載の装置。 ８ 前記小室の少くとも１個に圧力の増加を検出
   するための圧力センサが具備されている特許請求
   の範囲第１項から第６項のいずれか一項に記載の
   装置。