停滞燃料による断熱システム
【課題】燃料を保持する航空機の燃料タンク内のフルードラインの周囲に配置される構造体を有する、航空機のフルードライン断熱システムを提供する。
【解決手段】１つの構造体２２０を備える方法と装置である。この構造体２２０は、流体を保持するコンテナ２０４内においてフルードライン２２４の周囲に配置されるように構成されている。この構造体２２０は、さらに、構造体の容積内の流体２１４の流れを減らすことにより、この容積内の流体２１４がフルードライン２２４を断熱するように構成されている。
【解決手段】１つの構造体２２０を備える方法と装置である。この構造体２２０は、流体を保持するコンテナ２０４内においてフルードライン２２４の周囲に配置されるように構成されている。この構造体２２０は、さらに、構造体の容積内の流体２１４の流れを減らすことにより、この容積内の流体２１４がフルードライン２２４を断熱するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して断熱システムに関し、具体的には航空機のフルードラインの断熱に関する。さらに具体的には、本発明は、航空機の燃料タンク内部のフルードライン内の作動油を断熱するための方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、多数の異なるシステムを含む複雑な構造である。例えば、航空機は様々なシステムを支持する機体を含む。このようなシステムには、例えば、限定されないが、推進システム、電気システム、環境システム、油圧システム、燃料システム、及び他の適切な種類のシステムが含まれる。さらに、航空機内には、上記システム及び他のシステムのための多数の送電線とフルードラインも存在する。例えば、航空機は数マイルにも及ぶ送電線とフルードラインとを有しうる。
【０００３】
一実施例では、油圧システムのフルードラインは作動油を運搬する。このフルードラインは、航空機の翼全体に延びて、操縦翼面のような航空機の様々なコンポーネントに作動油を供給する。例えば、作動油を使用して、フラップ及び補助翼といった操縦翼面、及びランディングギヤのような他のコンポーネント、並びにその他適切な種類のコンポーネントを操作することができる。
【０００４】
航空機内において異なるフルードラインによって運搬される流体には、燃料、作動油、水、及びその他適切な流体が含まれる。これら様々な種類の流体は、動作に望ましい様々な温度範囲を有している。例えば、油圧システム内において作動油により様々なデバイスを動作させるためには、作動油が所望のレベルの圧力で油圧システムのフルードラインを流れることが必要である。作動油の温度が所望の範囲を逸脱する場合、作動油は所望のレベルの圧力で及び／又は所望の流量でフルードラインを流れない。
【０００５】
航空機のフルードラインを流れる様々な流体の所望の温度範囲を維持するために、断熱システムを航空機に加えることができる。異なる種類の断熱システムは、複雑性、又はコストを増すか、或いは必要以上に使用が難しい場合がある。
【０００６】
それゆえに、上述した問題の少なくとも一部と、起こりうるその他の問題とを考慮する方法と装置を有することが有利である。
【発明の概要】
【０００７】
有利な一実施形態では、装置は１つの構造体を備えている。この構造体は、流体を保持するコンテナ内のフルードラインの周囲に配置されるように構成されている。この構造体は、さらに、構造体の容積内の流体流を減らすことにより、この容積内の流体がフルードラインを断熱するように構成されている。
【０００８】
別の有利な実施形態では、航空機のフルードライン断熱システムは１つの構造体を備えている。この構造体は、燃料を保持する航空機の燃料タンク内のフルードラインの周囲に配置されるように構成されている。この構造体は、さらに、構造体内部の容積内の流体流を減らすことにより、フルードライン内の流体と、構造体外部の燃料タンク内の燃料との間での熱の伝達を減らすように構成されている。
【０００９】
さらに別の有利な実施形態では、フルードラインの断熱方法が提供される。１つの構造体がフルードラインの周囲に配置される。この構造体は、構造体の容積内に流体を保持するように構成されている。流体の流れを構造体の容積内で減らすことにより、構造体の容積内の流体によりフルードラインが断熱される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、流体を保持するコンテナ内のフルードラインの周囲に配置される構造体を有する装置が提供される。この構造体は、構造体の容積内の流体の流れを減らすことにより、容積内の流体によりフルードラインを断熱するように構成されている。有利には、構造体は、コンテナ内の流体に少なくとも部分的に浸っているとき、構造体の容積内に流体を保持するように構成されており、コンテナ内の流体のレベルが下がると、構造体の容積内に保持されていた流体は構造体の容積から流出し、その結果、構造体の、流体に満たされている容積が低減する。有利には、この装置は、フルードラインの周囲に構造体を保持するように構成された保持システムをさらに備えている。好適には、この保持システムは、フルードラインの周囲に構造体を保持するように構成されたカバーをさらに備えている。好適には、この保持システムは、フルードラインに沿った構造体の移動を低減するように構成された任意の数のクランプをさらに備えている。
【００１１】
有利には、流体流の減少は、コンテナ内の流体内の対流性流れによって引き起こされる。有利には、構造体は、容積を画定する多孔質材料をさらに含み、この多孔質材料は流体流を減少させるように構成することができる。好適には、多孔質材料は発泡材の形態をとる。好適には、発泡材は、１インチ当たり約４５個の気泡を有し、その空隙率は約９３％である。好適には、発泡材の厚みは約０．２インチである。有利には、この構造は、フルードラインの周囲に配置されるように構成された管をさらに備えている。有利には、フルードラインは作動油を運搬し、コンテナは燃料タンクであり、コンテナ内の流体は燃料である。有利には、構造体は、コンテナ内の流体の温度が華氏約−４０度であるとき、流体に望ましい温度を維持するように構成されている。有利には、装置はコンテナ及びフルードラインをさらに備えている。有利には、フルードライン及びコンテナは、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベース構造体、水上ベース構造体、宇宙ベース構造体、航空機、無人航空ビークル、ヘリコプター、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、設備機器、及び建造物から選択された１つのプラットフォームに配置される。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、燃料を保持する航空機の燃料タンク内のフルードラインの周囲に配置される構造体を有する、航空機のフルードライン断熱システムが提供される。この構造体は、構造体内部の容積内の燃料の流れを減少させることにより、フルードライン内の流体と構造体外部の燃料タンク内の燃料との間での熱の伝達を減少させるように構成されている。有利には、この構造体は、発泡材であり、フルードラインの周囲に発泡材を保持するように構成された保持システムをさらに含む。
【００１３】
本発明のまた別の態様によれば、フルードラインの断熱方法が提供される。この方法は、フルードラインの周囲に、容積内の流体を保持するように構成された構造体を配置することと、構造体の容積内の流体の流れを減少させて、構造体の容積内の流体によりフルードラインを断熱することとを含む。有利には、この方法は、構造体と、燃料タンク内に位置するフルードラインとをさらに含み、この構造体は、フルードラインの周囲に配置されるときフルードラインと接触するように構成されている。有利には、燃料タンクは航空機内に位置する。
【００１４】
上述のフィーチャ、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において独立に実現されるか、又は他の実施形態において組み合わせることができる。これら実施形態について、後述の説明及び添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
新規のフィーチャと考えられる有利な実施形態の特徴は、特許請求の範囲に明記される。しかしながら、有利な実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的及び利点とは、添付図面を参照して本発明の有利な一実施形態の後述の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。
【００１６】
【図１】有利な一実施形態による航空機を示している。
【図２】有利な一実施形態による断熱システムのブロック図である。
【図３】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱システムを示している。
【図４】有利な一実施形態による別の種類の断熱システムを示している。
【図５】有利な一実施形態による別の断熱システムを示している。
【図６】有利な一実施形態による燃料タンクの内部ビューを示している。
【図７】有利な一実施形態による別の燃料タンクの内部ビューを示している。
【図８】有利な一実施形態によるコンテナ内部の流体のレベルの変化を示す図である。
【図９】有利な一実施形態によるコンテナ内部の流体のレベルの変化を示す別の図である。
【図１０】有利な一実施形態によるコンテナ内部の流体のレベルの変化を示すまた別の図である。
【図１１】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示す図である。
【図１２】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示す別の図である。
【図１３】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示すまた別の図である。
【図１４】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示すまた別の図である。
【図１５】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示すフロー図である。
【図１６】有利な一実施形態による航空機の製造及び保守方法を示している。
【図１７】有利な一実施形態が実装されうる航空機を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
種々の有利な実施形態は、一又は複数の異なる検討事項を認識し、且つ考慮している。例えば、種々の有利な実施形態は、航空機において、特定のシステムのフルードラインが他のシステムを通って延びている場合があることを認識し、且つ考慮している。例えば、限定しないが、作動油を運搬するフルードラインが航空機の翼に延びていることがありうる。このフルードラインは、翼に関連する様々なコンポーネントに接続することができる。これらのコンポーネントには、例えば、補助翼、フラップ、ランディングギヤアセンブリ、及び他の適切なコンポーネントが含まれる。
【００１８】
種々の有利な実施形態は、フルードラインが航空機の燃料タンクにも延びている場合があることを認識し、且つ考慮している。種々の有利な実施形態は、飛行中、又は燃料タンク内に一晩入っていたとき、燃料タンク内の燃料の温度が約−４０度まで低下しうることを認識し、且つ考慮している。種々の有利な実施形態は、油圧系内の作動油の温度が低下しすぎると、作動油が所望の流れを有さない場合があることを認識し、且つ考慮している。
【００１９】
加えて、種々の有利な実施形態は、１つの解決法が、直径の大きなフルードラインの使用であることを認識し、且つ考慮している。種々の有利な実施形態は、さらに、別の解決法が、流体を充填すると絶縁体となる構造体であることを認識し、且つ考慮している。これらの実施例では、流体は燃料タンク内の燃料とすることができる。しかしながら、種々の有利な実施形態は、直径の大きなフルードラインの使用、及び／又は燃料を充填可能な構造体により、燃料タンク内部に保持される燃料の使用可能な量が減少しうることを認識し、且つ考慮している。
【００２０】
したがって、種々の有利な実施形態は、フルードラインを断熱するための方法及び装置を提供する。有利な一実施形態では、装置は、フルードラインの周囲に配置される構造体を備えている。この構造体は、構造体内部で容積内の流体流を減少させるように構成されている。流体の流れのこのような減少は、容積内の流体によりフルードラインが断熱されるように行われる。
【００２１】
具体的には、流体の流れがこのように減少することにより、フルードラインの周囲で流体内の対流性流れが減少する。流体内のこのような対流性流れの減少により、フルードライン内を流れる第２の流体からフルードラインの外側の流体への熱の伝達が減少する。
【実施例】
【００２２】
ここで図面を参照する。特に図１には、有利な一実施形態による航空機が示されている。この実施例では、航空機１００は、種々の有利な実施形態が実施されうる１つのプラットフォームの一例である。図示のように、航空機１００は、胴体１０６に取り付けられた翼１０２、及び翼１０４を有する。航空機１００は、翼搭載エンジン１０８、翼搭載エンジン１１０、及び尾部１１２を含む。
【００２３】
さらに、この実施例では、航空機１００は油圧システム１１４及び燃料システム１１６を有する。燃料システム１１６は、翼１０２及び翼１０４内部に位置する燃料タンク１１８と、翼１０２及び翼１０４内部の燃料ライン１２０とを含んでいる。油圧システム１１４は、やはり翼１０２及び翼１０４内部に作動油ライン１２２を含んでいる。図示のように、作動油ライン１２２は燃料タンク１１８を通って延びている。
【００２４】
この実施例では、燃料タンク１１８は航空機１００の燃料を保持している。燃料タンク１１８内の燃料の温度は、作動油ライン１２２を流れる作動油の温度とは異なっている。例えば、燃料の温度は華氏約−４０度である。この結果、燃料タンク１１８内の燃料により作動油の温度が変化する。有利な一実施形態では、油圧システム１１４内の作動油ライン１２２を絶縁するために使用可能な断熱システムが提供される。具体的には、このような絶縁システムは、作動油ライン１２２内の作動油と、燃料タンク１１８内の燃料との間での熱伝達を減少させる。この種の絶縁は断熱と呼ばれる。
【００２５】
次に図２を参照する。図２は、有利な一実施形態による断熱システムのブロック図である。このような実施例において、断熱システム２００は、任意の数のフルードライン２０２の断熱に使用することができる。本明細書で使用する「任意の数のアイテム」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、任意の数のフルードラインは一又は複数のフルードラインを意味する。
【００２６】
一実施例では、任意の数のフルードライン２０２はコンテナ２０４の内部に位置している。任意の数のフルードライン２０２及びコンテナ２０４は、プラットフォーム２０６内に位置している。これらの実施例において、プラットフォーム２０６は航空機２０８の形態をとる。さらに、一実施例では、任意の数のフルードライン２０２は航空機２０８の油圧システム２１０に実装される。図１の航空機１００の油圧システム１１４は、航空機２０８の油圧システム２１０の一実装態様の一例である。
【００２７】
図示のように、任意の数のフルードライン２０２は、第１の流体２１２を運搬する。任意の数のフルードライン２０２が油圧システム２１０内にあるとき、第１の流体２１２は作動油２１１の形態をとる。他の実施例では、第１の流体２１２は、水、空気、ガス、冷却材、又は他の何らかの適切な種類の流体の形態をとることができる。
【００２８】
さらに、コンテナ２０４は第２の流体２１４を保持する。一実施例では、コンテナ２０４は、航空機２０８の燃料タンク２１６の形態をとることができる。図１の燃料タンク１１８は、燃料タンク２１６の一実装態様の一例である。コンテナ２０４が燃料タンク２１６であるとき、第２の流体２１４は燃料２１８の形態をとる。
【００２９】
これらの実施例において、断熱システム２００は、コンテナ２０４内部の任意の数のフルードライン２０２を断熱する。図示のように、断熱システム２００は、構造体２２０と保持システム２２２のうちの少なくとも一方を含む。
【００３０】
本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙されたアイテムのいずれかが一つだけあればよいということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。
【００３１】
構造体２２０は、任意の数のフルードライン２０２のうちの一又は複数の周囲に配置される。例えば、フルードライン２２４は、コンテナ２０４内の任意の数のフルードライン２０２のうちの１つの一例である。一実施例では、構造体２２０は、コンテナ２０４内のフルードライン２２４の周囲に配置される。
【００３２】
コンテナ２０４内に第２の流体２１４が存在するとき、コンテナ２０４内部の第２の流体２１４のレベルによっては、構造体２２０が第２の流体２１４に浸っている場合がある。構造体２２０が少なくとも部分的にコンテナ２０４内で第２の流体２１４に浸っているとき、構造体２２０は第２の流体２１４を保持している。具体的には、構造体２２０は構造体２２０の容積２２６内に第２の流体２１４を保持している。
【００３３】
このような実施例では、構造体２２０は、構造体２２０の容積２２６内部の第２の流体２１４の少なくとも一部、及び／又は構造体２２０の少なくとも一部が、フルードライン２２４と直接接触するような形状を有している。このような直接の接触は、構造体２２０がフルードライン２２４の周囲に配置されて、コンテナ２０４内で第２の流体２１４に少なくとも部分的に浸るときに起こる。
【００３４】
さらに、構造体２２０の容積２２６内部に第２の流体２１４が存在するとき、第２の流体２１４はフルードライン２２４を断熱する。このようにして、第２の流体２１４は、コンテナ２０４内において、その主要目的の他に二次的な目的を有することができる。
【００３５】
例えば、第２の流体２１４が燃料２１８の形態をとるとき、第２の流体２１４の主要目的は、航空機２０８の運航のための追加燃料となることである。構造体２２０は、コンテナ２０４内部における第２の流体２１４の存在を利用し、フルードライン２２４を絶縁するという二次的な目的のために第２の流体２１４を使用することができる。
【００３６】
例えば、コンテナ２０４内の第２の流体２１４が、華氏約−４０度の温度を有する燃料２１８であるとき、構造体２２０は、この構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４によってフルードライン２２４が断熱されてフルードライン２２４に所望の温度が維持されるように、容積２２６内に第２の流体２１４を保持するように構成される。
【００３７】
加えて、構造体２２０は、コンテナ２０４内の第２の流体２１４のレベルが低下すると、第２の流体２１４が容積２２６から流出するように構成される。このようにして、構造体２２０がコンテナ２０４内の第２の流体２１４にもはや浸っていないとき、第２の流体２１４のほぼすべてが構造体２２０の容積２２６から流出する。その結果、容積２２６の第２の流体２１４はその主要目的のために使用可能となる。
【００３８】
一実施例として、第２の流体２１４が、航空機２０８内部の燃料タンク２１６の形態のコンテナ２０４内部の燃料２１８であるとき、燃料タンク２１６の燃料補給が行われている間に燃料２１８は構造体２２０の容積２２６内へ流入する。さらに、燃料２１８は、航空機２０８の運航中、容積２２６内部に保持される。航空機２０８の運行中に燃料タンク２１６内部において燃料２１８のレベルが低下すると、容積２２６の燃料２１８は、構造体２２０の容積２２６から流出して燃料タンク２１６内の燃料２１８の残りに流入する。
【００３９】
このようにして、構造体２２０の容量２２６内部に保持される燃料２１８は、フルードライン２２４の断熱と航空機２０８の運航の両方に使用される。その結果、フルードライン２２４を断熱する目的で航空機２０８の燃料タンク２１６に燃料２１８の追加量を追加する必要がない。
【００４０】
構造体２２０は、第２の流体２１４がフルードライン２２４を断熱するように、構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４の一部分を包囲及び／又は捕獲するように構成される。さらに、構造体２２０は、構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４のこの部分の流れを減少させることができる。このような流れは、例えば、流量として測定することができる。容積２２６内の第２の流体２１４の流れは、コンテナ２０４内の第２の流体２１４中の対流性流れによって引き起こされる。具体的には、構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４の流れは、フルードライン２２４の周囲の容積２２６内の第２の流体２１４が所望のレベルの断熱２２５を提供するように、減少させることができる。
【００４１】
一実施例では、このような流れの減少は、第２の流体２１４の流れが実質的に停滞するように行われる。このような実施例では、流体が実質的に停滞すると、流体流の流れがほぼ無くなる、及び／又はフルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を達成するのに十分に低速となる。例えば、容積２２６内部の第２の流体２１４の流れが減少すると、フルードライン２２４内の第１の流体２１２と構造体２２０の外側の第２の流体２１４との間での熱の伝達も減少する。
【００４２】
このような実施例では、容積２２６内の第２の流体２１４の流れが減少すると、フルードライン２２４の周囲の構造体２２０内の容積２２６内の第２の流体２１４が、第１の流体２１２から、コンテナ２０４内部の構造体２２０の外側の第２の流体２１４への熱の伝達を減少させる。言うまでもなく、他の実施例では、第２の流体２１４の流れの減少は、フルードライン２２４の周囲の構造体２２０内の容積２２６内の第２の流体２１４が、コンテナ２０４内部の構造体２０２の外側の第２の流体２１４からフルードライン２２４内部の第１の流体２１２への熱の伝達を減少させるように、行われてもよい。
【００４３】
構造体２２０は、このような実施例では、任意の数の異なる形態をとることができる。例えば、一実施例では、構造体２２０は多孔質材料２３０の形態をとることができる。多孔質材料２３０は、多孔質材料２３０の容積２２６内に第２の流体２１４を保持するように構成された任意の材料とすることができる。多孔質材料２３０は、第２の流体２１４のような流体を充填可能な気泡から構成することができる。具体的には、多孔質材料２３０が第２の流体２１４に少なくとも部分的に浸っているとき、第２の流体２１４は多孔質材料２３０内の容積２２６の少なくとも一部を満たすことができる。
【００４４】
加えて、多孔質材料２３０は、第２の流体２１４の流れがフルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を行うのに十分低速となるように、容積２２６内の第２の流体２１４を保持するように構成できる。例えば、多孔質材料２３０の容積２２６内の第２の流体２１４は、実質的に停滞していると考えることができる。このようにして、多孔質材料２３０の容積２２６内の第２の流体２１４内の対流性流れは低減及び／又は排除されて、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５が達成される。
【００４５】
幾つかの実施例では、対流性流れは、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５が行われるように調整される。換言すれば、使用される多孔質材料２３０の種類、多孔質材料２３０に選択される容積２２６、及び／又は他のパラメータは、第２の流体２１４内の対流性流れが、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を達成するのに十分に低速となるように選択される。
【００４６】
さらに、これらの実施例では、多孔質材料２３０は、多孔質材料２３０の容積２２６から第２の流体２１４が流出できるように構成される。例えば、コンテナ２０４内の第２の流体２１４のレベルが低下すると、多孔質材料２３０の第２の流体２１４に浸る部分が小さくなる。その結果、第２の流体２１４は、コンテナ２０４内の第２の流体２１４のレベルが低下するにつれて、多孔質材料２３０の容積２２６から流出する。
【００４７】
一実施例では、多孔質材料２３０は発泡材２３２の形態をとることができる。発泡材２３２は、第２の流体２１４が発泡材２３２へ流入し、発泡材２３２の容積２２６を満たし、発泡材２３２から流出することを可能にする気泡からなるマトリックス構造を有する。航空機２０８の油圧システム２１０に使用されるとき、発泡材２３２は、１インチ当たり約４５個の気泡を有する連続気泡構造を有することができ、その空隙率は約９３％である。さらに、この実施例では、発泡材２３２の厚みは約０．２インチである。
【００４８】
このような実施例では、多孔質材料２３０は、第２の流体２１４が多孔質材料２３０の容積２２６に流入し、多孔質材料２３０の容積２２６内に保持され、そして多孔質材料２３０の容積２２６から流出することを可能にする任意の材料から構成することができる。例えば、多孔質材料２３０は、発泡ポリウレタン、ポリスルフィド、エポキシプラスチック、金属メッシュスクリーン、プラスチックエキスパンダブルメッシュ、織物、及び他の適切な種類の材料から選択される少なくとも１つの材料から構成することができる。
【００４９】
加えて、他の実施例では、構造体２２０は管２３４の形態をとることができる。管２３４は、フルードライン２２４の周囲に配置される。一実施例として、管２３４は形状２３６を有し、チャネル２３８を画定する。形状２３６は、流体２２４がチャネル２３８内部にぴったりと嵌合するように選択される。
【００５０】
一実施例では、形状２３６は、Ｃ形状、Ｕ形状、又はチャネル２３８が管２３４の表面の外側に形成されるような他の何らかの適切な形状とすることができる。例えば、管２３４の表面の一部を管２３４の内側に湾曲させて、内部にフルードライン２２４を受けることができるチャネル２３８を形成することができる。例えば、チャネル２３８は、フルードライン２２４のガイドとして機能する。
【００５１】
具体的には、この種の形状を有する管２３４は、フルードライン２２４の周囲で滑らせる必要なくフルードライン２２４の周囲に管２３４を配置できるような柔軟な材料から構成することができる。例えば、管２３４の材料と管２３４の形状２３６とは、管２３４が、例えば、フルードライン２２４に管２３４をクリップ留め又は他の方法で取り付けることができるように選択される。
【００５２】
加えて、この種の形状により、管２３４は、内部に流体通路２４０も有する。流体通路２４０は、第２の流体２１４が流体通路２４０内部の容積２２６に流入できるように構成される。管２３４の端部における流体通路２４０への開口は、流体通路２４０内の容積２２６内の第２の流体２１４が、所望のレベルの断熱２２５を行うのに十分に低速の流れを有することができるように、少なくとも部分的に閉鎖及び／又はブロック可能である。
【００５３】
別の実施例では、管２３４は、フルードライン２２４の端部からフルードライン２２４の周囲に配置可能な形状２３６を有する。この場合、管２３４は、フルードライン２２４の長さに沿ってスライドしてフルードライン２２４上に位置決めされ、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を達成することができる。
【００５４】
幾つかの実施例では、構造体２２０は、保持システム２２２を用いてフルードライン２２４に対して位置決めすることができる。保持システム２２２は、例えば、カバー２４２を含むことができる。カバー２４２は、フルードライン２２４周囲の所望の位置に構造体２２０を保持するように構成された任意の構造又は材料とすることができる。
【００５５】
例えば、カバー２４２は、多孔質材料２３０がフルードライン２２４の周囲に配置された後で多孔質材料２３０の周囲に巻きつけることができるプラスチック外板の形態をとることができる。このようなプラスチック外板は、フルードライン２２４の周囲のほぼ同じ位置に多孔質材料２３０を保持することができる。
【００５６】
別の実施例では、保持システム２２２は任意の数のクランプ２４４を含むことができる。任意の数のクランプ２４４は、フルードライン２２４の周囲に構造体２２０を保持することができる。例えば、任意の数のクランプ２４４は、構造体２２０の周囲の所定の位置に多孔質材料２３０を保持することができる。幾つかの実施例では、任意の数のクランプ２４４は、フルードライン２２４の周囲に配置されて、構造体２２０がフルードライン２２４の長さに沿って移動することを概ね防ぐことができる。
【００５７】
このような実施例では、燃料２１８の形態の第２の流体２１４は、所望の熱伝導率２４６を有している。所望の熱伝導率２４６は、フルードライン２２４内の第１の流体２１２と構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４との間での熱の伝達が低減及び／又は排除されるように、十分に低くすることができる。言うまでもなく、他の実施例では、第２の流体２１４は、第２の流体２１４の熱伝導率が所望の熱伝導率２４６であるように選択された他の何らかの適切な種類の流体でもよい。第２の流体２１４は、その熱伝導率によりフルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５が達成されるよに選択することができる。
【００５８】
図２に示す断熱システム２００は、有利な実施形態を実施できる方法に対する物理的又はアーキテクチャ的な制限を示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。また、ブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために提示されている。有利な実施形態において実施される場合、これらのブロックの一又は複数を、異なるブロックに統合及び／又は分割することができる。
【００５９】
例えば、他の実施例では、断熱システム２００は、コンテナ２０４内の任意の数のフルードライン２０２を断熱するための構造体２２０に加えて、及び／又は代えて、追加の構造を含むことができる。幾つかの実施例では、構造体２２０は、任意の数のフルードライン２０２のうちの複数のフルードラインを断熱することができる。例えば、構造体２２０は、フルードライン２２４及び別のフルードラインの周囲と、これら２つのフルードラインの間の接合部の周囲にと配置することができる。
【００６０】
さらに、プラットフォーム２０６は、航空機２０８以外外の形態をとってもよい。例えば、プラットフォーム２０６は、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベース構造体、水上ベース構造体、宇宙ベース構造体、航空機、無人航空ビークル、ヘリコプター、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、設備機器、建造物、及び／又は他の何らかの適切な種類のプラットフォームから選択された１つとすることができる。
【００６１】
具体的には、プラットフォーム２０６は、第２の種類の流体内に任意の数のフルードラインが浸漬したときに、熱の影響から任意の数のフルードライン内の第１の種類の流体を断熱することが必要なあらゆるプラットフォームとすることができる。例えば、プラットフォーム２０６は、フルードラインが用いられる設備機器又は機械類の任意の部分とすることができる。
【００６２】
図１及び３〜１４に示される種々のコンポーネントを、図２のコンポーネントと組み合わせるか、図２のコンポーネントに使用するか、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。加えて、図１及び３〜１４のコンポーネントの一部は、図２のブロック図に示されたコンポーネントをどのようにして物理的構造として実装できるかの実施例である。
【００６３】
図３は、有利な一実施形態によるフルードラインの断熱システムを示している。この実施例では、断熱システム３００は、フルードライン３０２を断熱するように構成されている。フルードライン３０２は、図２のフルードライン２２４の一実装態様の一例である。フルードライン３０２は、図２の第１の流体２１２のような流体を運搬するように構成されたチャネル３０４を有している。
【００６４】
断熱システム３００は、図２の断熱システム２００の一実装態様の一例である。図示のように、断熱システム３００は、構造体３０６及び保持システム３０８を含む。この実施例では、構造体３０６は発泡材３１０の形態をとっている。発泡材３１０は、図２の発泡材２３２の一実装態様の一例である。
【００６５】
発泡材３１０は、フルードライン３０２とほぼ共形の形状を有している。具体的には、発泡材３１０の内表面３１１がフルードライン３０２とほぼ共形である。換言すれば、発泡材３１０がフルードライン３０２の周囲に配置されると、発泡材３１０の内表面３１１のほぼすべてがフルードライン３０２と接触する。
【００６６】
加えて、発泡材３１０は、図２の第２の流体２１４のような流体が発泡材３１０に流入し、発泡材３１０の気泡内部に保持されることを可能にする多孔質材料である。発泡材３１０がフルードライン３０２の周囲に配置されて発泡材３１０の内表面３１１がフルードライン３０２に接触すると、発泡材３１０の気泡内部に保持された流体の少なくとも一部もフルードライン３０２と接触する。
【００６７】
この実施例では、保持システム３０８は支持構造３１２の形態をとる。この実施例の支持構造３１２は、発泡材３１０の周囲に巻かれる螺旋状のプラスチック製の構造体である。具体的には、支持構造３１２は発泡材３１０をフルードライン３０２の周囲に巻かれた状態に維持する。さらに、支持構造３１２は、フルードライン３０２の周囲の現在の位置に発泡材３１０を保持する。
【００６８】
次に図４を参照する。図４は、有利な一実施形態による別の種類の断熱システムを示している。この実施例では、断熱システム４００は構造体４０１を含む。構造体４０１は管４０２の形態をとる。管４０２は、図２の管２３４の一実装態様の一例である。
【００６９】
図示のように、管４０２は形状４０４を有している。この実例では、形状４０４はＣ形状である。管４０２の形状４０４は、チャネル４０６と流体通路４０８とを形成している。チャネル４０６は、図３のフルードライン３０２のようなフルードラインを受けるように構成されている。例えば、管４０２は、フルードラインの周囲への配置を可能にする柔軟な材料から構成することができる。具体的には、チャネル４０６は開口４１２からフルードラインを受ける。図示のように、管４０２がフルードラインの周囲に配置されると、チャネル４０６の内表面４１３がフルードラインに接触する。
【００７０】
さらに、流体通路４０８が管４０２の内部に位置している。流体通路４０８は、図２の第２の流体２１４のような流体を運搬する。一実施例として、管４０２が燃料内でフルードラインの周囲に配置されるとき、燃料タンク内の燃料が流体通路４０８に流入することが可能である。この実施例では、管４０２がフルードラインの周囲に配置されると、燃料の流れが減少してフルードラインに所望のレベルの断熱が達成されるように、端部４１４及び／又は４１６が少なくとも部分的に閉鎖又はブロックされる。
【００７１】
ここで図５を参照する。図５は、有利な一実施形態による断熱システムを示している。この実施例では、断熱システム５００は構造体５０２を含む。この実施例では、構造体５０２は管５０２の形態をとる。管５０４は、図２の管２３４の一実装態様の一例である。
【００７２】
図示のように、管５０４は形状５０６を有している。形状５０６は、図３のフルードライン３０２のようなフルードラインを管５０４のチャネル５０８内部に配置することができるように構成されている。例えば、管５０４の端部５１０又は端部５１２をフルードラインの一端に配置して、フルードラインの長さに沿って所望の位置までスライドさせる。
【００７３】
この実施例では、管５０４はコイル形状５１４を有している。コイル形状５１４は、管５０４内に一連のコイル又は折り畳みを有している。コイル形状５１４は、管５０４に柔軟性を付与する。このようにして、管５０４を、フルードラインの周囲に配置し、フルードラインの屈曲及び／又は折り返しの周囲を、フルードラインの長さに沿ってスライドさせることができる。
【００７４】
管５０４がフルードラインの周囲に配置されると、管５０４の内表面とフルードラインとの間に容積が形成される。一実施例では、管５０４が燃料内でフルードラインの周囲に配置されると、この容積内に燃料タンク内の燃料が流入可能となる。この実施例では、管５０４がフルードラインの周囲に配置されると、燃料の流れが減少してフルードラインに所望のレベルの断熱が達成されるように、端部５１０及び／又は５１２を少なくとも部分的にブロックすることができる。しかしながら、端部５１０及び／又は端部５１２は、燃料の容積への流入及び容積からの流出が可能であるように、少なくとも部分的に開放されたままにすることもできる。
【００７５】
図３に示す断熱システム３００、図４に示す断熱システム４００、及び図５に示す断熱システム５００は、有利な実施形態を実施可能な方式に対する物理的又はアーキテクチャ的な限定であることを意図していない。例えば、他の実施例では、異なる種類の保持システムを使用して、図３の発泡材３１０をフルードライン３０２の周囲の所定の位置に保持することができる。例えば、保持システム３０８は、支持構造３１２の代わりにプラスチックカバーの形態を取ることができる。
【００７６】
ここで図６を参照する。図６は、有利な一実施形態による燃料タンクの内部ビューを示している。この実施例では、燃料タンク６００の内部ビューが示されている。燃料タンク６００は、図２の燃料タンク２１６の一実装態様の一例である。燃料タンク６００は、図２の航空機２０８のような航空機の燃料を保持するように構成されている。
【００７７】
図示のように、油圧システム６０２の一部は、燃料タンク６００の内部に位置している。具体的には、油圧システム６０２のフルードライン６０４及びフルードライン６０６は、燃料タンク６００内部に位置している。フルードライン６０４及びフルードライン６０６は、作動油を運搬するように構成されている。
【００７８】
この実施例では、断熱システム６０８はフルードライン６０６の部分６０９の周囲に配置されている。図示のように、断熱システム６０８は、構造体６１０及び保持システム６１２を含む。この実施例では、構造体６１０は発泡材６１４の形態をとる。図示のように、発泡材はフルードライン６０６の部分６０９を覆い、この中にはカプリング６１１が含まれている。このようにして、発泡材６１４はフルードライン６０６の部分６０９を断熱する。
【００７９】
図示のように、保持システム６１２は螺旋構造６１６及びクランプ６１８を含んでいる。螺旋構造６１６は、フルードライン６０６の周囲の所定の位置に発泡材６１４を保持するように構成されている。さらに、クランプ６１８は、発泡材６１４が、フルードライン６０６の周囲で矢印６２０の方向に移動することを防止する。このようにして、保持システム６１２は、フルードライン６０６の部分６０９の周囲の所定の位置に発泡材６１４を保持することにより、フルードライン６０６の部分６０９の周囲で所望のレベルの断熱を達成する。
【００８０】
この実施例では断熱システム６０８がフルードライン６０６の部分６０９の周囲にしか配置されていないが、構造体６１０のような追加的構造体をフルードライン６０６の他の部分の周囲に配置して、フルードライン６０６のこのような他の部分を断熱することができる。さらに、構造体６１０に類似の構造体をフルードライン６０４の周囲に配置することもできる。
【００８１】
ここで図７を参照する。図７は、有利な一実施形態による別の燃料タンクの内部ビューを示している。この実施例では、燃料タンク７００の内部ビューが示されている。燃料タンク７００は、図２の燃料タンク２１６の一実装態様の一例である。燃料タンク７００は、図２の航空機２０８のような航空機の燃料を保持するように構成されている。
【００８２】
図示のように、油圧システム７０２の一部は、燃料タンク７００の内部に位置している。油圧システム７０２内のフルードライン７０４は、燃料タンク７００の内部に位置している。フルードライン７０４は作動油を運搬するように構成されている。
【００８３】
この実施例では、断熱システム７０６はフルードライン７０４の周囲に配置されている。図示のように、断熱システム７０６は、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８を含む。これらの管は、図４の形状４０４に類似の形状を有することができる。
【００８４】
この実施例では、フルードライン７０４のすべてが管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８によって覆われるわけではない。燃料タンク７００内に存在しうる燃料は、フルードライン７０４の露出部分において、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８内部の流体通路（図示しない）に流入することができる。フルードライン７０４のすべてが管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８によって覆われているわけではないが、これらの管により、フルードライン７０４に所望のレベルの断熱が達成される。
【００８５】
図示のように、クランプ７２０、７２２、及び７２４がフルードライン７０４の周囲に配置されている。幾つかの実施例では、これらのクランプは断熱システム７０４の一部である。例えば、クランプ７２０、７２２、及び７２４は、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８がフルードライン７０４の長さに沿って移動することを防ぐ保持システムの一部としてもよい。他の実施例では、クランプ７２０、７２２、及び７２４は油圧システム７０２の一部とすることができる。これらのクランプが油圧システム７０２の一部であるとき、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８の長さはこれらのクランプ間に適合する。
【００８６】
図８〜１０は、有利な一実施形態による、コンテナ内部の流体のレベルの変化を示している。このような実施例では、コンテナ８００は、図２のコンテナ２０４の一実装態様の一例である。コンテナ８００は流体８０２を保持している。流体８０２は、図２の第２の流体２１４の一実装態様の一例である。
【００８７】
図８に示すように、フルードライン８０４はコンテナ８００内部に位置している。フルードライン８０４は、作動油などの流体を運搬する。断熱システム８０６はフルードライン８０４を断熱するためにフルードライン８０４の周囲に配置されている。この実施例では、断熱システム８０６は、図３の断熱システム３００を用いて実施される。具体的には、断熱システム８０６は、発泡材８０８及び支持構造８１０を含む。
【００８８】
図示のように、コンテナ８００内の流体８０２は、レベル８１２を有している。流体８０２がレベル８１２にあるとき、発泡材８０８は流体８０２内に完全に浸っている。発泡材８０８が流体８０２内にこのように浸漬している場合、コンテナ８００内の流体８０２の一部は発泡材８０８の気泡に流入する。このようにして、流体８０２は発泡材８０８の容積の少なくとも一部を満たす。さらに、発泡材８０８が流体８０２を保持して発泡材８０８の容積内の流体８０２の流れを減少させることにより、フルードライン８０４に所望のレベルの断熱が達成される。
【００８９】
次に図９を参照する。図９では、コンテナ８００内の流体８０２のレベルは、図８のレベル８１２からレベル９００まで低下している。流体８０２がレベル９００にあるとき、発泡材８０８はコンテナ８００内の流体８０２内に部分的にしか浸っていない。このような実施例では、コンテナ８００内の流体８０２のレベルが図８のレベル８１２から図９のレベル９００に低下しているので、発泡材８０８の流体８０２に浸っていない部分が増大している。
【００９０】
発泡材８０８の流体８０２に浸っていない部分が増大すると、発泡材８０８に保持されていた流体８０２が発泡材８０８から流出する。具体的には、発泡材８０８の、コンテナ８００内の流体８０２にもはや浸っていない上部に保持されていた流体８０２が、発泡材８０８の下部に流入する、及び／又は発泡材８０８から流出して、コンテナ８００内の流体８０２に流入する。発泡材８０８から流体８０２に流入する流体８０２は、流体８０２の主要目的のために使用可能なままとなる。
【００９１】
ここで図１０を参照する。図１０では、コンテナ８００内の流体８０２のレベルが、図９のレベル９００からレベル１０００まで低下している。流体８０２がレベル１０００にあるとき、発泡材８０８はコンテナ８００内の流体８０２内にもはや浸っていない。その結果、発泡材８０８内部に保持されたままの流体８０２はすべて発泡材８０８からコンテナ８００内の流体８０２へと流出する。このようにして、発泡材８０８に流入する流体８０２のほぼすべてが、その主要目的のために使用可能のままとなる。
【００９２】
図１１〜１４は、有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示している。これらのステップは、図２の断熱システム２００のような断熱システムを使用して、図２のフルードライン２２４のようなフルードラインを断熱するために実施される。
【００９３】
図１１は、有利な実施形態に従ってフルードラインの断熱に使用されるコンポーネントを示している。この実施例では、フルードライン１１００は、発泡材１１０２、カバー１１０４、クランプ１１０６、及びクランプ１１０８を用いて断熱される。
【００９４】
発泡材１１０２は、図２の発泡材２３２の一実装態様の一例である。カバー１１０４は、図２のカバー２４２の一実装態様の一例である。さらに、クランプ１１０６及びクランプ１１０８は、図２の任意の数のクランプ２４４の一実装態様の一例である。組み立てると、発泡材１１０２、カバー１１０４、クランプ１１０６、及びクランプ１１０８は、フルードライン１１００の断熱システムを形成する。
【００９５】
図１２では、発泡材１１０２はフルードライン１１００の周囲に配置されている。図示のように、発泡材１１０２には、フォーム１１０２をフルードライン１１００の周囲に配置することを可能にするスリット１２００が設けられている。例えば、発泡材１１０２は、スリット１２００を介してフルードライン１１００を受けることができる。
【００９６】
図１３では、カバー１１０４の一部が発泡材１１０２の周囲に巻かれている。図示のように、カバー１１０４は螺旋形状１３００を有している。カバー１１０４の螺旋形状１３００により、カバー１１０４は発泡材１１０２の周囲に巻きつけることができる。カバー１１０４は、発泡材１１０２の周囲に巻きつけられて、フルードライン１１００の周囲の所定の位置に発泡材１１０２を保持する。さらに、カバー１１０４は、フルードライン１１００がスリット１２００から滑り落ちないように、発泡材１１０２の周囲に巻きつけられる。
【００９７】
図１４では、カバー１１０４が発泡材１１０２の周囲に完全に巻きつけられている。さらに、クランプ１１０６及びクランプ１１０８が、発泡材１１０２のそれぞれ端部１４００及び端部１４０２において、フルードライン１１００の周囲に配置されている。クランプ１１０６及びクランプ１１０８は、フルードライン１１００の長さに沿って移動しないように、発泡材１１０２をフルードライン１１００の周囲の所定の位置に保持する。
【００９８】
次に図１５を参照する。図１５は、有利な実施形態による、フルードラインの断熱プロセスのフロー図である。図１５に示されたプロセスは、図２の断熱システム２００を用いて実施可能である。例えば、断熱システム２００を使用して、図２のフルードライン２２４を断熱することができる。
【００９９】
このプロセスは、フルードラインを取り囲む構造体の容積内部の流体を集めることにより開始される。構造体内の流体は、フルードラインが位置しているコンテナ内の流体から集めることができる。この流体は、例えば燃料である。構造体は、流体を構造体の容積に流入させることにより、流体を集めることができる。
【０１００】
次に、このプロセスは、構造体の容積内の流体がフルードラインを断熱するように同流体の流れを減少させ（工程１５０２）、その後終了する。工程１５０２では、フルードラインに所望のレベルの断熱が達成されるように、構造体の容積内の流体の流れを減少させる。例えば、幾つかの事例では、流体が構造体の容積内部で実質的に停滞するように、構造体の容積内の流体の流れを減少させる。
【０１０１】
種々の実施形態のフロー図及びブロック図は、有利な一実施形態の装置及び方法に可能な幾つかの実装態様のアーキテクチャ、機能性、及び工程を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、１つの工程又はステップの１つのモジュール、セグメント、機能及び／又は部分を表わすことができる。例えば、ブロックの一又は複数は、ハードウェア内のプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実施可能である。ハードウェアにおいて実施されるとき、ハードウェアは、例えば、フロー図又はブロック図の一又は複数の工程を実施するように製造又は構成された集積回路の形態をとることができる。
【０１０２】
有利な一実施形態の幾つかの他の実装態様では、ブロックに記載された一又は複数の機能は、図に記載の順序を逸脱して行われてよい。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックが、ほぼ同時に実行されても、又は時には含まれる機能によっては逆の順番で実施されてもよい。また、フロー図又はブロック図に示されているブロックに加えて他のブロックが追加されてもよい。
【０１０３】
種々の有利な実施形態を参照して、構造体を使用したときのフルードライン内の第１の流体とフルードライン外の第２の流体との間での熱伝達の低減の一実施例について後述する。この実施例では、作動油２１１が図２のフルードラインを通って流れている。フルードライン２２４は、燃料タンク２１６内に位置し、図２の燃料２１８に完全に浸っている。
【０１０４】
この実施例では、以下のように仮定する。
Ｌ＝０．３７５ｉｎ＝０．３７５インチ
Ｔｆ ＝−４０°Ｆ＝華氏−４０度
Ｔｌｓ ＝０°Ｆ＝華氏０度
ここで、Ｌはフルードライン２２４の外径であり、Ｔｆ は燃料２１８の温度であり、Ｔｌｓ はフルードライン２２４の外表面の温度である。
【０１０５】
さらに、燃料２１８の特徴について下記のように仮定する。
燃料の特徴：
Ｃｐ ＝．４ＢＴＵ／ｌｂｍ−°Ｆ＝．４英熱量／ポンド質量華氏度
ｋ＝．０７８ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ−°Ｆ＝．０７８英熱量／時フィート華氏度
ｖ＝．２２１ｆｔ２ ／ｈｒ＝．２２１平方フィート／時
β＝．０００５１６／°Ｆ＝．０００５１６／華氏度
ρ＝５３．２ｌｂｍ／ｆｔ３ ＝５３．２ポンド質量／立方フィート
ここで、燃料２１８の、それぞれＣｐ は比熱であり、ｋは熱伝導率であり、ｖは動粘度であり、βは膨張の容量係数であり、ρは質量密度である。
【０１０６】
フルードライン２２４の外表面から燃料タンク２１６内の燃料２１８への熱損失は、フルードライン２２４の外表面における対流性流れに応答して発生する。フルードライン２２４の長さ１フィート当たりの熱損失量は、以下の等式により与えられる：
Ｑ＝ｈ（Ｔｓ −Ｔｆ ）πｄ （１）ここで、
ｈ＝Ｎｕ（ｋ／ｄ） （２）
Ｎｕ＝．５３（ＧｒＰｒ）．２５ （３）
Ｐｒ＝Ｃｐ ｖρ／ｋ （４）
Ｇｒｄ＝［Ｌ３ ｇβρ２ （Ｔｓ −Ｔｆ ）]／μ２ （５）
ここで、Ｑは熱損失であり、ｈは境膜係数であり、Ｎｕはヌッセルト式であり、πは番号ｐｉであり、ｄは燃料タンク２１６内の燃料２１８内の対流性流れの直径であり、Ｇｒはグラスホフ数であり、Ｐｒはプラントル数であり、ｇは重力であり、Ｔｓ は燃料タンク２１６内の燃料２１８の対流性流れの表面温度であり、μは燃料２１８の粘度である。この場合、ｄはフルードライン２２４の外径Ｌであり、Ｔｓ はフルードライン２２４の外表面の温度Ｔｌｓ である。
【０１０７】
上記に列挙したように仮定すると、フルードライン２２４の外表面から燃料２１８への熱損失は、フルードライン２２４の長さ１フィート当たり、約１２６英熱量／時フィート（ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ）である。換言すれば、フルードライン２２４の長さ各１フィートについて、毎時約１２６英熱量の熱が、フルードライン２２４の外表面から燃料タンク２１６内の燃料２１８へ伝達される。
【０１０８】
しかしながら、図２の構造体２２０がフルードライン２２４の周囲に配置されると、この熱損失は低減する。具体的には、構造体２２０がフルードライン２２４の外表面における燃料２１８内の対流性流れを減少させ、それにより燃料タンク２１６内の燃料２１８に伝達される熱が減少する。
【０１０９】
例えば、構造体２２０により、燃料２１８は、構造体２２０の容積２２６内に保持される。容量２２６内の燃料２１８は、フルードライン２２４の周囲に燃料２１８のプールを形成し、このプール内の燃料２１８の流れが減少する。換言すれば、構造体２２０は、この実施例において、容量２２６内の燃料２１８が実質的に停滞するように構成されている。フルードライン２２４の周囲の構造体２２０の容量２２６内の燃料２１８が減少すると、フルードライン２２４の周囲の燃料２１８内の対流性流れも減少する。その結果、フルードライン２２４の外表面から構造体２２０の容積２２６内の燃料２１８への熱伝達量が減少する。このようにして、フルードライン２２４の外表面から構造体２２０の外側の燃料タンク２１６内の燃料２１８への熱伝達も減少する。
【０１１０】
具体的には、フルードライン２２４の外表面から構造体２２０を通して起こる熱損失は、以下の等式によって与えられる：
Ｑ＝２πＬ（ΔＴ）ｋ／ｌｎ（ＯＤ／ＩＤ） （６）
ここで、Ｑは熱損失であり、ΔＴはフルードライン２２４の外表面における温度と構造体２２０の外表面との差であり、ＯＤは構造体２２０の外径であり、ＩＤは構造体２２０の内径である。この実施例では、構造体２２０の内径は、フルードライン２２４の外径Ｌとほぼ同じである。
【０１１１】
等式（６）においてＱを解くとき、フルードライン２２４の外表面の温度を推定する。上記のように仮定すると、フルードライン２２４の外表面の温度は、フルードライン２２４の外表面の温度である華氏約０度から、燃料タンク２１６内の燃料２１８の温度である華氏約−４０度の間になるはずである。
【０１１２】
このように推定された温度を使用して、等式（６）のＱと、等式（１）のＱを解く。ここで、等式（１）において、ｄは構造体２２０の外径ＯＤであり、Ｔｓは構造体２２０の外表面の温度である。さらに、推定される温度は、ｄが構造体２２０の外径ＯＤであり、Ｔｓが構造体２２０の外表面の温度であるとき、等式（６）のＱについて計算される値が、選択された許容誤差範囲内で等式（１）のＱについて計算される値とほぼ同じになるまで調整される。
【０１１３】
この実施例で行われるように様々に仮定すると、構造体２２０を使用したときにフルードライン２２４の表面から燃料タンク２１６内の燃料２１８へと起こる熱損失は、約２３.７英熱量／時フィート（ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ）である。このようにして、構造体２２０を使用してフルードライン２２４の断熱を行うことにより、フルードライン２２４の外表面から燃料タンク２１６内の燃料への熱伝達が約８１％減少する。
【０１１４】
本発明の有利な実施形態は、図１６に示す航空機の製造及び保守方法１６００、及び図１７に示す航空機１７００の観点から説明することができる。まず図１６に注目すると、有利な一実施形態による航空機の製造及び保守の方法が示されている。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法１６００は、図１７の航空機１７００の仕様及び設計１６０２と材料調達１６０４とを含む。航空機１７００は、図２の航空機２０８の一実装態様の一例とすることができる。
【０１１５】
製造段階では、図１７の航空機１７００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６と、システムインテグレーション１６０８とが行われる。その後、図１７の航空機１７００は認可及び納品１６１０を経て運航１６１２に供される。
【０１１６】
顧客により運航１６１２される間に、図１７の航空機１７００は、定期的な整備及び保守１６１４（改造、再構成、改修、及びその他の整備又は保守を含みうる）を受ける。このような実施例では、図２の断熱システム２００を使用して、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６、システムインテグレーション１６０８、並びに整備及び保守１６１４のうちの少なくとも１つの間に、航空機１７００の油圧システムのフルードラインを断熱することができる。
【０１１７】
航空機の製造及び保守方法１６００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって実施又は実行されうる。これらの実施例では、オペレータは顧客であってもよい。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
【０１１８】
図１７は、有利な実施形態を実装しうる航空機を示している。この実施例では、航空機１７００は、図１６の航空機の製造及び保守方法１６００によって製造されたものであり、複数のシステム１７０４及び内装１７０６を有する機体１７０２を含みうる。システム１７０４の例は、推進システム１７０８、電気システム１７１０、油圧システム１７１２、及び環境システム１７１４のうちの一又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、自動車産業などの他の産業に種々の有利な実施形態を適用することができる。
【０１１９】
本明細書で具現化した装置及び方法は、図１６の航空機の製造及び保守方法１６００の一又は複数の段階で使用可能である。
【０１２０】
一実施例では、図１６のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６において製造されるコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機１７００の図１６の運航中１６１２に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造される。
【０１２１】
さらに別の実施例では、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、図１６のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６並びにシステムインテグレーション１６０８などの製造段階で利用することができる。一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機１７００が図１６における運航１６１２、及び／又は整備及び保守１６１４の間に、利用することができる。任意の数の種々の有利な実施形態の利用により、航空機１７００の組立てを実質的に効率化することができる、及び／又はコストを削減することができる。
【０１２２】
このように、種々の有利な実施形態は、フルードラインを断熱するための方法及び装置を提供する。有利な一実施形態では、装置は、フルードラインの周囲に配置される構造体を備えている。この構造体は、構造体において容積内の流体流を減少させるように構成されている。流体の流れのこのような減少は、フルードラインに隣接して流体のほぼ停滞するプールを生む。このようなほぼ停滞した流体のプールはフルードラインを断熱する。
【０１２３】
このようにして、種々の有利な実施形態により、航空機に望ましくない重量の増加を伴わずに、航空機の油圧システム内のフルードラインを断熱するシステムが提供される。さらに、これらのフルードラインを断熱するために、航空機の燃料タンク内に既存の燃料を使用することにより、そのために重量及び／又はコストの有意な増大を伴うことなく、フルードラインに所望のレベルの断熱が達成される。
【０１２４】
種々の有利な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の有利な実施形態は、他の有利な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して断熱システムに関し、具体的には航空機のフルードラインの断熱に関する。さらに具体的には、本発明は、航空機の燃料タンク内部のフルードライン内の作動油を断熱するための方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、多数の異なるシステムを含む複雑な構造である。例えば、航空機は様々なシステムを支持する機体を含む。このようなシステムには、例えば、限定されないが、推進システム、電気システム、環境システム、油圧システム、燃料システム、及び他の適切な種類のシステムが含まれる。さらに、航空機内には、上記システム及び他のシステムのための多数の送電線とフルードラインも存在する。例えば、航空機は数マイルにも及ぶ送電線とフルードラインとを有しうる。
【０００３】
一実施例では、油圧システムのフルードラインは作動油を運搬する。このフルードラインは、航空機の翼全体に延びて、操縦翼面のような航空機の様々なコンポーネントに作動油を供給する。例えば、作動油を使用して、フラップ及び補助翼といった操縦翼面、及びランディングギヤのような他のコンポーネント、並びにその他適切な種類のコンポーネントを操作することができる。
【０００４】
航空機内において異なるフルードラインによって運搬される流体には、燃料、作動油、水、及びその他適切な流体が含まれる。これら様々な種類の流体は、動作に望ましい様々な温度範囲を有している。例えば、油圧システム内において作動油により様々なデバイスを動作させるためには、作動油が所望のレベルの圧力で油圧システムのフルードラインを流れることが必要である。作動油の温度が所望の範囲を逸脱する場合、作動油は所望のレベルの圧力で及び／又は所望の流量でフルードラインを流れない。
【０００５】
航空機のフルードラインを流れる様々な流体の所望の温度範囲を維持するために、断熱システムを航空機に加えることができる。異なる種類の断熱システムは、複雑性、又はコストを増すか、或いは必要以上に使用が難しい場合がある。
【０００６】
それゆえに、上述した問題の少なくとも一部と、起こりうるその他の問題とを考慮する方法と装置を有することが有利である。
【発明の概要】
【０００７】
有利な一実施形態では、装置は１つの構造体を備えている。この構造体は、流体を保持するコンテナ内のフルードラインの周囲に配置されるように構成されている。この構造体は、さらに、構造体の容積内の流体流を減らすことにより、この容積内の流体がフルードラインを断熱するように構成されている。
【０００８】
別の有利な実施形態では、航空機のフルードライン断熱システムは１つの構造体を備えている。この構造体は、燃料を保持する航空機の燃料タンク内のフルードラインの周囲に配置されるように構成されている。この構造体は、さらに、構造体内部の容積内の流体流を減らすことにより、フルードライン内の流体と、構造体外部の燃料タンク内の燃料との間での熱の伝達を減らすように構成されている。
【０００９】
さらに別の有利な実施形態では、フルードラインの断熱方法が提供される。１つの構造体がフルードラインの周囲に配置される。この構造体は、構造体の容積内に流体を保持するように構成されている。流体の流れを構造体の容積内で減らすことにより、構造体の容積内の流体によりフルードラインが断熱される。
【００１０】
本発明の一態様によれば、流体を保持するコンテナ内のフルードラインの周囲に配置される構造体を有する装置が提供される。この構造体は、構造体の容積内の流体の流れを減らすことにより、容積内の流体によりフルードラインを断熱するように構成されている。有利には、構造体は、コンテナ内の流体に少なくとも部分的に浸っているとき、構造体の容積内に流体を保持するように構成されており、コンテナ内の流体のレベルが下がると、構造体の容積内に保持されていた流体は構造体の容積から流出し、その結果、構造体の、流体に満たされている容積が低減する。有利には、この装置は、フルードラインの周囲に構造体を保持するように構成された保持システムをさらに備えている。好適には、この保持システムは、フルードラインの周囲に構造体を保持するように構成されたカバーをさらに備えている。好適には、この保持システムは、フルードラインに沿った構造体の移動を低減するように構成された任意の数のクランプをさらに備えている。
【００１１】
有利には、流体流の減少は、コンテナ内の流体内の対流性流れによって引き起こされる。有利には、構造体は、容積を画定する多孔質材料をさらに含み、この多孔質材料は流体流を減少させるように構成することができる。好適には、多孔質材料は発泡材の形態をとる。好適には、発泡材は、１インチ当たり約４５個の気泡を有し、その空隙率は約９３％である。好適には、発泡材の厚みは約０．２インチである。有利には、この構造は、フルードラインの周囲に配置されるように構成された管をさらに備えている。有利には、フルードラインは作動油を運搬し、コンテナは燃料タンクであり、コンテナ内の流体は燃料である。有利には、構造体は、コンテナ内の流体の温度が華氏約−４０度であるとき、流体に望ましい温度を維持するように構成されている。有利には、装置はコンテナ及びフルードラインをさらに備えている。有利には、フルードライン及びコンテナは、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベース構造体、水上ベース構造体、宇宙ベース構造体、航空機、無人航空ビークル、ヘリコプター、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、設備機器、及び建造物から選択された１つのプラットフォームに配置される。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、燃料を保持する航空機の燃料タンク内のフルードラインの周囲に配置される構造体を有する、航空機のフルードライン断熱システムが提供される。この構造体は、構造体内部の容積内の燃料の流れを減少させることにより、フルードライン内の流体と構造体外部の燃料タンク内の燃料との間での熱の伝達を減少させるように構成されている。有利には、この構造体は、発泡材であり、フルードラインの周囲に発泡材を保持するように構成された保持システムをさらに含む。
【００１３】
本発明のまた別の態様によれば、フルードラインの断熱方法が提供される。この方法は、フルードラインの周囲に、容積内の流体を保持するように構成された構造体を配置することと、構造体の容積内の流体の流れを減少させて、構造体の容積内の流体によりフルードラインを断熱することとを含む。有利には、この方法は、構造体と、燃料タンク内に位置するフルードラインとをさらに含み、この構造体は、フルードラインの周囲に配置されるときフルードラインと接触するように構成されている。有利には、燃料タンクは航空機内に位置する。
【００１４】
上述のフィーチャ、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において独立に実現されるか、又は他の実施形態において組み合わせることができる。これら実施形態について、後述の説明及び添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
新規のフィーチャと考えられる有利な実施形態の特徴は、特許請求の範囲に明記される。しかしながら、有利な実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的及び利点とは、添付図面を参照して本発明の有利な一実施形態の後述の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。
【００１６】
【図１】有利な一実施形態による航空機を示している。
【図２】有利な一実施形態による断熱システムのブロック図である。
【図３】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱システムを示している。
【図４】有利な一実施形態による別の種類の断熱システムを示している。
【図５】有利な一実施形態による別の断熱システムを示している。
【図６】有利な一実施形態による燃料タンクの内部ビューを示している。
【図７】有利な一実施形態による別の燃料タンクの内部ビューを示している。
【図８】有利な一実施形態によるコンテナ内部の流体のレベルの変化を示す図である。
【図９】有利な一実施形態によるコンテナ内部の流体のレベルの変化を示す別の図である。
【図１０】有利な一実施形態によるコンテナ内部の流体のレベルの変化を示すまた別の図である。
【図１１】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示す図である。
【図１２】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示す別の図である。
【図１３】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示すまた別の図である。
【図１４】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示すまた別の図である。
【図１５】有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示すフロー図である。
【図１６】有利な一実施形態による航空機の製造及び保守方法を示している。
【図１７】有利な一実施形態が実装されうる航空機を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
種々の有利な実施形態は、一又は複数の異なる検討事項を認識し、且つ考慮している。例えば、種々の有利な実施形態は、航空機において、特定のシステムのフルードラインが他のシステムを通って延びている場合があることを認識し、且つ考慮している。例えば、限定しないが、作動油を運搬するフルードラインが航空機の翼に延びていることがありうる。このフルードラインは、翼に関連する様々なコンポーネントに接続することができる。これらのコンポーネントには、例えば、補助翼、フラップ、ランディングギヤアセンブリ、及び他の適切なコンポーネントが含まれる。
【００１８】
種々の有利な実施形態は、フルードラインが航空機の燃料タンクにも延びている場合があることを認識し、且つ考慮している。種々の有利な実施形態は、飛行中、又は燃料タンク内に一晩入っていたとき、燃料タンク内の燃料の温度が約−４０度まで低下しうることを認識し、且つ考慮している。種々の有利な実施形態は、油圧系内の作動油の温度が低下しすぎると、作動油が所望の流れを有さない場合があることを認識し、且つ考慮している。
【００１９】
加えて、種々の有利な実施形態は、１つの解決法が、直径の大きなフルードラインの使用であることを認識し、且つ考慮している。種々の有利な実施形態は、さらに、別の解決法が、流体を充填すると絶縁体となる構造体であることを認識し、且つ考慮している。これらの実施例では、流体は燃料タンク内の燃料とすることができる。しかしながら、種々の有利な実施形態は、直径の大きなフルードラインの使用、及び／又は燃料を充填可能な構造体により、燃料タンク内部に保持される燃料の使用可能な量が減少しうることを認識し、且つ考慮している。
【００２０】
したがって、種々の有利な実施形態は、フルードラインを断熱するための方法及び装置を提供する。有利な一実施形態では、装置は、フルードラインの周囲に配置される構造体を備えている。この構造体は、構造体内部で容積内の流体流を減少させるように構成されている。流体の流れのこのような減少は、容積内の流体によりフルードラインが断熱されるように行われる。
【００２１】
具体的には、流体の流れがこのように減少することにより、フルードラインの周囲で流体内の対流性流れが減少する。流体内のこのような対流性流れの減少により、フルードライン内を流れる第２の流体からフルードラインの外側の流体への熱の伝達が減少する。
【実施例】
【００２２】
ここで図面を参照する。特に図１には、有利な一実施形態による航空機が示されている。この実施例では、航空機１００は、種々の有利な実施形態が実施されうる１つのプラットフォームの一例である。図示のように、航空機１００は、胴体１０６に取り付けられた翼１０２、及び翼１０４を有する。航空機１００は、翼搭載エンジン１０８、翼搭載エンジン１１０、及び尾部１１２を含む。
【００２３】
さらに、この実施例では、航空機１００は油圧システム１１４及び燃料システム１１６を有する。燃料システム１１６は、翼１０２及び翼１０４内部に位置する燃料タンク１１８と、翼１０２及び翼１０４内部の燃料ライン１２０とを含んでいる。油圧システム１１４は、やはり翼１０２及び翼１０４内部に作動油ライン１２２を含んでいる。図示のように、作動油ライン１２２は燃料タンク１１８を通って延びている。
【００２４】
この実施例では、燃料タンク１１８は航空機１００の燃料を保持している。燃料タンク１１８内の燃料の温度は、作動油ライン１２２を流れる作動油の温度とは異なっている。例えば、燃料の温度は華氏約−４０度である。この結果、燃料タンク１１８内の燃料により作動油の温度が変化する。有利な一実施形態では、油圧システム１１４内の作動油ライン１２２を絶縁するために使用可能な断熱システムが提供される。具体的には、このような絶縁システムは、作動油ライン１２２内の作動油と、燃料タンク１１８内の燃料との間での熱伝達を減少させる。この種の絶縁は断熱と呼ばれる。
【００２５】
次に図２を参照する。図２は、有利な一実施形態による断熱システムのブロック図である。このような実施例において、断熱システム２００は、任意の数のフルードライン２０２の断熱に使用することができる。本明細書で使用する「任意の数のアイテム」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、任意の数のフルードラインは一又は複数のフルードラインを意味する。
【００２６】
一実施例では、任意の数のフルードライン２０２はコンテナ２０４の内部に位置している。任意の数のフルードライン２０２及びコンテナ２０４は、プラットフォーム２０６内に位置している。これらの実施例において、プラットフォーム２０６は航空機２０８の形態をとる。さらに、一実施例では、任意の数のフルードライン２０２は航空機２０８の油圧システム２１０に実装される。図１の航空機１００の油圧システム１１４は、航空機２０８の油圧システム２１０の一実装態様の一例である。
【００２７】
図示のように、任意の数のフルードライン２０２は、第１の流体２１２を運搬する。任意の数のフルードライン２０２が油圧システム２１０内にあるとき、第１の流体２１２は作動油２１１の形態をとる。他の実施例では、第１の流体２１２は、水、空気、ガス、冷却材、又は他の何らかの適切な種類の流体の形態をとることができる。
【００２８】
さらに、コンテナ２０４は第２の流体２１４を保持する。一実施例では、コンテナ２０４は、航空機２０８の燃料タンク２１６の形態をとることができる。図１の燃料タンク１１８は、燃料タンク２１６の一実装態様の一例である。コンテナ２０４が燃料タンク２１６であるとき、第２の流体２１４は燃料２１８の形態をとる。
【００２９】
これらの実施例において、断熱システム２００は、コンテナ２０４内部の任意の数のフルードライン２０２を断熱する。図示のように、断熱システム２００は、構造体２２０と保持システム２２２のうちの少なくとも一方を含む。
【００３０】
本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙されたアイテムのいずれかが一つだけあればよいということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。
【００３１】
構造体２２０は、任意の数のフルードライン２０２のうちの一又は複数の周囲に配置される。例えば、フルードライン２２４は、コンテナ２０４内の任意の数のフルードライン２０２のうちの１つの一例である。一実施例では、構造体２２０は、コンテナ２０４内のフルードライン２２４の周囲に配置される。
【００３２】
コンテナ２０４内に第２の流体２１４が存在するとき、コンテナ２０４内部の第２の流体２１４のレベルによっては、構造体２２０が第２の流体２１４に浸っている場合がある。構造体２２０が少なくとも部分的にコンテナ２０４内で第２の流体２１４に浸っているとき、構造体２２０は第２の流体２１４を保持している。具体的には、構造体２２０は構造体２２０の容積２２６内に第２の流体２１４を保持している。
【００３３】
このような実施例では、構造体２２０は、構造体２２０の容積２２６内部の第２の流体２１４の少なくとも一部、及び／又は構造体２２０の少なくとも一部が、フルードライン２２４と直接接触するような形状を有している。このような直接の接触は、構造体２２０がフルードライン２２４の周囲に配置されて、コンテナ２０４内で第２の流体２１４に少なくとも部分的に浸るときに起こる。
【００３４】
さらに、構造体２２０の容積２２６内部に第２の流体２１４が存在するとき、第２の流体２１４はフルードライン２２４を断熱する。このようにして、第２の流体２１４は、コンテナ２０４内において、その主要目的の他に二次的な目的を有することができる。
【００３５】
例えば、第２の流体２１４が燃料２１８の形態をとるとき、第２の流体２１４の主要目的は、航空機２０８の運航のための追加燃料となることである。構造体２２０は、コンテナ２０４内部における第２の流体２１４の存在を利用し、フルードライン２２４を絶縁するという二次的な目的のために第２の流体２１４を使用することができる。
【００３６】
例えば、コンテナ２０４内の第２の流体２１４が、華氏約−４０度の温度を有する燃料２１８であるとき、構造体２２０は、この構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４によってフルードライン２２４が断熱されてフルードライン２２４に所望の温度が維持されるように、容積２２６内に第２の流体２１４を保持するように構成される。
【００３７】
加えて、構造体２２０は、コンテナ２０４内の第２の流体２１４のレベルが低下すると、第２の流体２１４が容積２２６から流出するように構成される。このようにして、構造体２２０がコンテナ２０４内の第２の流体２１４にもはや浸っていないとき、第２の流体２１４のほぼすべてが構造体２２０の容積２２６から流出する。その結果、容積２２６の第２の流体２１４はその主要目的のために使用可能となる。
【００３８】
一実施例として、第２の流体２１４が、航空機２０８内部の燃料タンク２１６の形態のコンテナ２０４内部の燃料２１８であるとき、燃料タンク２１６の燃料補給が行われている間に燃料２１８は構造体２２０の容積２２６内へ流入する。さらに、燃料２１８は、航空機２０８の運航中、容積２２６内部に保持される。航空機２０８の運行中に燃料タンク２１６内部において燃料２１８のレベルが低下すると、容積２２６の燃料２１８は、構造体２２０の容積２２６から流出して燃料タンク２１６内の燃料２１８の残りに流入する。
【００３９】
このようにして、構造体２２０の容量２２６内部に保持される燃料２１８は、フルードライン２２４の断熱と航空機２０８の運航の両方に使用される。その結果、フルードライン２２４を断熱する目的で航空機２０８の燃料タンク２１６に燃料２１８の追加量を追加する必要がない。
【００４０】
構造体２２０は、第２の流体２１４がフルードライン２２４を断熱するように、構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４の一部分を包囲及び／又は捕獲するように構成される。さらに、構造体２２０は、構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４のこの部分の流れを減少させることができる。このような流れは、例えば、流量として測定することができる。容積２２６内の第２の流体２１４の流れは、コンテナ２０４内の第２の流体２１４中の対流性流れによって引き起こされる。具体的には、構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４の流れは、フルードライン２２４の周囲の容積２２６内の第２の流体２１４が所望のレベルの断熱２２５を提供するように、減少させることができる。
【００４１】
一実施例では、このような流れの減少は、第２の流体２１４の流れが実質的に停滞するように行われる。このような実施例では、流体が実質的に停滞すると、流体流の流れがほぼ無くなる、及び／又はフルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を達成するのに十分に低速となる。例えば、容積２２６内部の第２の流体２１４の流れが減少すると、フルードライン２２４内の第１の流体２１２と構造体２２０の外側の第２の流体２１４との間での熱の伝達も減少する。
【００４２】
このような実施例では、容積２２６内の第２の流体２１４の流れが減少すると、フルードライン２２４の周囲の構造体２２０内の容積２２６内の第２の流体２１４が、第１の流体２１２から、コンテナ２０４内部の構造体２２０の外側の第２の流体２１４への熱の伝達を減少させる。言うまでもなく、他の実施例では、第２の流体２１４の流れの減少は、フルードライン２２４の周囲の構造体２２０内の容積２２６内の第２の流体２１４が、コンテナ２０４内部の構造体２０２の外側の第２の流体２１４からフルードライン２２４内部の第１の流体２１２への熱の伝達を減少させるように、行われてもよい。
【００４３】
構造体２２０は、このような実施例では、任意の数の異なる形態をとることができる。例えば、一実施例では、構造体２２０は多孔質材料２３０の形態をとることができる。多孔質材料２３０は、多孔質材料２３０の容積２２６内に第２の流体２１４を保持するように構成された任意の材料とすることができる。多孔質材料２３０は、第２の流体２１４のような流体を充填可能な気泡から構成することができる。具体的には、多孔質材料２３０が第２の流体２１４に少なくとも部分的に浸っているとき、第２の流体２１４は多孔質材料２３０内の容積２２６の少なくとも一部を満たすことができる。
【００４４】
加えて、多孔質材料２３０は、第２の流体２１４の流れがフルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を行うのに十分低速となるように、容積２２６内の第２の流体２１４を保持するように構成できる。例えば、多孔質材料２３０の容積２２６内の第２の流体２１４は、実質的に停滞していると考えることができる。このようにして、多孔質材料２３０の容積２２６内の第２の流体２１４内の対流性流れは低減及び／又は排除されて、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５が達成される。
【００４５】
幾つかの実施例では、対流性流れは、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５が行われるように調整される。換言すれば、使用される多孔質材料２３０の種類、多孔質材料２３０に選択される容積２２６、及び／又は他のパラメータは、第２の流体２１４内の対流性流れが、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を達成するのに十分に低速となるように選択される。
【００４６】
さらに、これらの実施例では、多孔質材料２３０は、多孔質材料２３０の容積２２６から第２の流体２１４が流出できるように構成される。例えば、コンテナ２０４内の第２の流体２１４のレベルが低下すると、多孔質材料２３０の第２の流体２１４に浸る部分が小さくなる。その結果、第２の流体２１４は、コンテナ２０４内の第２の流体２１４のレベルが低下するにつれて、多孔質材料２３０の容積２２６から流出する。
【００４７】
一実施例では、多孔質材料２３０は発泡材２３２の形態をとることができる。発泡材２３２は、第２の流体２１４が発泡材２３２へ流入し、発泡材２３２の容積２２６を満たし、発泡材２３２から流出することを可能にする気泡からなるマトリックス構造を有する。航空機２０８の油圧システム２１０に使用されるとき、発泡材２３２は、１インチ当たり約４５個の気泡を有する連続気泡構造を有することができ、その空隙率は約９３％である。さらに、この実施例では、発泡材２３２の厚みは約０．２インチである。
【００４８】
このような実施例では、多孔質材料２３０は、第２の流体２１４が多孔質材料２３０の容積２２６に流入し、多孔質材料２３０の容積２２６内に保持され、そして多孔質材料２３０の容積２２６から流出することを可能にする任意の材料から構成することができる。例えば、多孔質材料２３０は、発泡ポリウレタン、ポリスルフィド、エポキシプラスチック、金属メッシュスクリーン、プラスチックエキスパンダブルメッシュ、織物、及び他の適切な種類の材料から選択される少なくとも１つの材料から構成することができる。
【００４９】
加えて、他の実施例では、構造体２２０は管２３４の形態をとることができる。管２３４は、フルードライン２２４の周囲に配置される。一実施例として、管２３４は形状２３６を有し、チャネル２３８を画定する。形状２３６は、流体２２４がチャネル２３８内部にぴったりと嵌合するように選択される。
【００５０】
一実施例では、形状２３６は、Ｃ形状、Ｕ形状、又はチャネル２３８が管２３４の表面の外側に形成されるような他の何らかの適切な形状とすることができる。例えば、管２３４の表面の一部を管２３４の内側に湾曲させて、内部にフルードライン２２４を受けることができるチャネル２３８を形成することができる。例えば、チャネル２３８は、フルードライン２２４のガイドとして機能する。
【００５１】
具体的には、この種の形状を有する管２３４は、フルードライン２２４の周囲で滑らせる必要なくフルードライン２２４の周囲に管２３４を配置できるような柔軟な材料から構成することができる。例えば、管２３４の材料と管２３４の形状２３６とは、管２３４が、例えば、フルードライン２２４に管２３４をクリップ留め又は他の方法で取り付けることができるように選択される。
【００５２】
加えて、この種の形状により、管２３４は、内部に流体通路２４０も有する。流体通路２４０は、第２の流体２１４が流体通路２４０内部の容積２２６に流入できるように構成される。管２３４の端部における流体通路２４０への開口は、流体通路２４０内の容積２２６内の第２の流体２１４が、所望のレベルの断熱２２５を行うのに十分に低速の流れを有することができるように、少なくとも部分的に閉鎖及び／又はブロック可能である。
【００５３】
別の実施例では、管２３４は、フルードライン２２４の端部からフルードライン２２４の周囲に配置可能な形状２３６を有する。この場合、管２３４は、フルードライン２２４の長さに沿ってスライドしてフルードライン２２４上に位置決めされ、フルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５を達成することができる。
【００５４】
幾つかの実施例では、構造体２２０は、保持システム２２２を用いてフルードライン２２４に対して位置決めすることができる。保持システム２２２は、例えば、カバー２４２を含むことができる。カバー２４２は、フルードライン２２４周囲の所望の位置に構造体２２０を保持するように構成された任意の構造又は材料とすることができる。
【００５５】
例えば、カバー２４２は、多孔質材料２３０がフルードライン２２４の周囲に配置された後で多孔質材料２３０の周囲に巻きつけることができるプラスチック外板の形態をとることができる。このようなプラスチック外板は、フルードライン２２４の周囲のほぼ同じ位置に多孔質材料２３０を保持することができる。
【００５６】
別の実施例では、保持システム２２２は任意の数のクランプ２４４を含むことができる。任意の数のクランプ２４４は、フルードライン２２４の周囲に構造体２２０を保持することができる。例えば、任意の数のクランプ２４４は、構造体２２０の周囲の所定の位置に多孔質材料２３０を保持することができる。幾つかの実施例では、任意の数のクランプ２４４は、フルードライン２２４の周囲に配置されて、構造体２２０がフルードライン２２４の長さに沿って移動することを概ね防ぐことができる。
【００５７】
このような実施例では、燃料２１８の形態の第２の流体２１４は、所望の熱伝導率２４６を有している。所望の熱伝導率２４６は、フルードライン２２４内の第１の流体２１２と構造体２２０の容積２２６内の第２の流体２１４との間での熱の伝達が低減及び／又は排除されるように、十分に低くすることができる。言うまでもなく、他の実施例では、第２の流体２１４は、第２の流体２１４の熱伝導率が所望の熱伝導率２４６であるように選択された他の何らかの適切な種類の流体でもよい。第２の流体２１４は、その熱伝導率によりフルードライン２２４に所望のレベルの断熱２２５が達成されるよに選択することができる。
【００５８】
図２に示す断熱システム２００は、有利な実施形態を実施できる方法に対する物理的又はアーキテクチャ的な制限を示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。また、ブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために提示されている。有利な実施形態において実施される場合、これらのブロックの一又は複数を、異なるブロックに統合及び／又は分割することができる。
【００５９】
例えば、他の実施例では、断熱システム２００は、コンテナ２０４内の任意の数のフルードライン２０２を断熱するための構造体２２０に加えて、及び／又は代えて、追加の構造を含むことができる。幾つかの実施例では、構造体２２０は、任意の数のフルードライン２０２のうちの複数のフルードラインを断熱することができる。例えば、構造体２２０は、フルードライン２２４及び別のフルードラインの周囲と、これら２つのフルードラインの間の接合部の周囲にと配置することができる。
【００６０】
さらに、プラットフォーム２０６は、航空機２０８以外外の形態をとってもよい。例えば、プラットフォーム２０６は、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベース構造体、水上ベース構造体、宇宙ベース構造体、航空機、無人航空ビークル、ヘリコプター、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、設備機器、建造物、及び／又は他の何らかの適切な種類のプラットフォームから選択された１つとすることができる。
【００６１】
具体的には、プラットフォーム２０６は、第２の種類の流体内に任意の数のフルードラインが浸漬したときに、熱の影響から任意の数のフルードライン内の第１の種類の流体を断熱することが必要なあらゆるプラットフォームとすることができる。例えば、プラットフォーム２０６は、フルードラインが用いられる設備機器又は機械類の任意の部分とすることができる。
【００６２】
図１及び３〜１４に示される種々のコンポーネントを、図２のコンポーネントと組み合わせるか、図２のコンポーネントに使用するか、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。加えて、図１及び３〜１４のコンポーネントの一部は、図２のブロック図に示されたコンポーネントをどのようにして物理的構造として実装できるかの実施例である。
【００６３】
図３は、有利な一実施形態によるフルードラインの断熱システムを示している。この実施例では、断熱システム３００は、フルードライン３０２を断熱するように構成されている。フルードライン３０２は、図２のフルードライン２２４の一実装態様の一例である。フルードライン３０２は、図２の第１の流体２１２のような流体を運搬するように構成されたチャネル３０４を有している。
【００６４】
断熱システム３００は、図２の断熱システム２００の一実装態様の一例である。図示のように、断熱システム３００は、構造体３０６及び保持システム３０８を含む。この実施例では、構造体３０６は発泡材３１０の形態をとっている。発泡材３１０は、図２の発泡材２３２の一実装態様の一例である。
【００６５】
発泡材３１０は、フルードライン３０２とほぼ共形の形状を有している。具体的には、発泡材３１０の内表面３１１がフルードライン３０２とほぼ共形である。換言すれば、発泡材３１０がフルードライン３０２の周囲に配置されると、発泡材３１０の内表面３１１のほぼすべてがフルードライン３０２と接触する。
【００６６】
加えて、発泡材３１０は、図２の第２の流体２１４のような流体が発泡材３１０に流入し、発泡材３１０の気泡内部に保持されることを可能にする多孔質材料である。発泡材３１０がフルードライン３０２の周囲に配置されて発泡材３１０の内表面３１１がフルードライン３０２に接触すると、発泡材３１０の気泡内部に保持された流体の少なくとも一部もフルードライン３０２と接触する。
【００６７】
この実施例では、保持システム３０８は支持構造３１２の形態をとる。この実施例の支持構造３１２は、発泡材３１０の周囲に巻かれる螺旋状のプラスチック製の構造体である。具体的には、支持構造３１２は発泡材３１０をフルードライン３０２の周囲に巻かれた状態に維持する。さらに、支持構造３１２は、フルードライン３０２の周囲の現在の位置に発泡材３１０を保持する。
【００６８】
次に図４を参照する。図４は、有利な一実施形態による別の種類の断熱システムを示している。この実施例では、断熱システム４００は構造体４０１を含む。構造体４０１は管４０２の形態をとる。管４０２は、図２の管２３４の一実装態様の一例である。
【００６９】
図示のように、管４０２は形状４０４を有している。この実例では、形状４０４はＣ形状である。管４０２の形状４０４は、チャネル４０６と流体通路４０８とを形成している。チャネル４０６は、図３のフルードライン３０２のようなフルードラインを受けるように構成されている。例えば、管４０２は、フルードラインの周囲への配置を可能にする柔軟な材料から構成することができる。具体的には、チャネル４０６は開口４１２からフルードラインを受ける。図示のように、管４０２がフルードラインの周囲に配置されると、チャネル４０６の内表面４１３がフルードラインに接触する。
【００７０】
さらに、流体通路４０８が管４０２の内部に位置している。流体通路４０８は、図２の第２の流体２１４のような流体を運搬する。一実施例として、管４０２が燃料内でフルードラインの周囲に配置されるとき、燃料タンク内の燃料が流体通路４０８に流入することが可能である。この実施例では、管４０２がフルードラインの周囲に配置されると、燃料の流れが減少してフルードラインに所望のレベルの断熱が達成されるように、端部４１４及び／又は４１６が少なくとも部分的に閉鎖又はブロックされる。
【００７１】
ここで図５を参照する。図５は、有利な一実施形態による断熱システムを示している。この実施例では、断熱システム５００は構造体５０２を含む。この実施例では、構造体５０２は管５０２の形態をとる。管５０４は、図２の管２３４の一実装態様の一例である。
【００７２】
図示のように、管５０４は形状５０６を有している。形状５０６は、図３のフルードライン３０２のようなフルードラインを管５０４のチャネル５０８内部に配置することができるように構成されている。例えば、管５０４の端部５１０又は端部５１２をフルードラインの一端に配置して、フルードラインの長さに沿って所望の位置までスライドさせる。
【００７３】
この実施例では、管５０４はコイル形状５１４を有している。コイル形状５１４は、管５０４内に一連のコイル又は折り畳みを有している。コイル形状５１４は、管５０４に柔軟性を付与する。このようにして、管５０４を、フルードラインの周囲に配置し、フルードラインの屈曲及び／又は折り返しの周囲を、フルードラインの長さに沿ってスライドさせることができる。
【００７４】
管５０４がフルードラインの周囲に配置されると、管５０４の内表面とフルードラインとの間に容積が形成される。一実施例では、管５０４が燃料内でフルードラインの周囲に配置されると、この容積内に燃料タンク内の燃料が流入可能となる。この実施例では、管５０４がフルードラインの周囲に配置されると、燃料の流れが減少してフルードラインに所望のレベルの断熱が達成されるように、端部５１０及び／又は５１２を少なくとも部分的にブロックすることができる。しかしながら、端部５１０及び／又は端部５１２は、燃料の容積への流入及び容積からの流出が可能であるように、少なくとも部分的に開放されたままにすることもできる。
【００７５】
図３に示す断熱システム３００、図４に示す断熱システム４００、及び図５に示す断熱システム５００は、有利な実施形態を実施可能な方式に対する物理的又はアーキテクチャ的な限定であることを意図していない。例えば、他の実施例では、異なる種類の保持システムを使用して、図３の発泡材３１０をフルードライン３０２の周囲の所定の位置に保持することができる。例えば、保持システム３０８は、支持構造３１２の代わりにプラスチックカバーの形態を取ることができる。
【００７６】
ここで図６を参照する。図６は、有利な一実施形態による燃料タンクの内部ビューを示している。この実施例では、燃料タンク６００の内部ビューが示されている。燃料タンク６００は、図２の燃料タンク２１６の一実装態様の一例である。燃料タンク６００は、図２の航空機２０８のような航空機の燃料を保持するように構成されている。
【００７７】
図示のように、油圧システム６０２の一部は、燃料タンク６００の内部に位置している。具体的には、油圧システム６０２のフルードライン６０４及びフルードライン６０６は、燃料タンク６００内部に位置している。フルードライン６０４及びフルードライン６０６は、作動油を運搬するように構成されている。
【００７８】
この実施例では、断熱システム６０８はフルードライン６０６の部分６０９の周囲に配置されている。図示のように、断熱システム６０８は、構造体６１０及び保持システム６１２を含む。この実施例では、構造体６１０は発泡材６１４の形態をとる。図示のように、発泡材はフルードライン６０６の部分６０９を覆い、この中にはカプリング６１１が含まれている。このようにして、発泡材６１４はフルードライン６０６の部分６０９を断熱する。
【００７９】
図示のように、保持システム６１２は螺旋構造６１６及びクランプ６１８を含んでいる。螺旋構造６１６は、フルードライン６０６の周囲の所定の位置に発泡材６１４を保持するように構成されている。さらに、クランプ６１８は、発泡材６１４が、フルードライン６０６の周囲で矢印６２０の方向に移動することを防止する。このようにして、保持システム６１２は、フルードライン６０６の部分６０９の周囲の所定の位置に発泡材６１４を保持することにより、フルードライン６０６の部分６０９の周囲で所望のレベルの断熱を達成する。
【００８０】
この実施例では断熱システム６０８がフルードライン６０６の部分６０９の周囲にしか配置されていないが、構造体６１０のような追加的構造体をフルードライン６０６の他の部分の周囲に配置して、フルードライン６０６のこのような他の部分を断熱することができる。さらに、構造体６１０に類似の構造体をフルードライン６０４の周囲に配置することもできる。
【００８１】
ここで図７を参照する。図７は、有利な一実施形態による別の燃料タンクの内部ビューを示している。この実施例では、燃料タンク７００の内部ビューが示されている。燃料タンク７００は、図２の燃料タンク２１６の一実装態様の一例である。燃料タンク７００は、図２の航空機２０８のような航空機の燃料を保持するように構成されている。
【００８２】
図示のように、油圧システム７０２の一部は、燃料タンク７００の内部に位置している。油圧システム７０２内のフルードライン７０４は、燃料タンク７００の内部に位置している。フルードライン７０４は作動油を運搬するように構成されている。
【００８３】
この実施例では、断熱システム７０６はフルードライン７０４の周囲に配置されている。図示のように、断熱システム７０６は、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８を含む。これらの管は、図４の形状４０４に類似の形状を有することができる。
【００８４】
この実施例では、フルードライン７０４のすべてが管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８によって覆われるわけではない。燃料タンク７００内に存在しうる燃料は、フルードライン７０４の露出部分において、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８内部の流体通路（図示しない）に流入することができる。フルードライン７０４のすべてが管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８によって覆われているわけではないが、これらの管により、フルードライン７０４に所望のレベルの断熱が達成される。
【００８５】
図示のように、クランプ７２０、７２２、及び７２４がフルードライン７０４の周囲に配置されている。幾つかの実施例では、これらのクランプは断熱システム７０４の一部である。例えば、クランプ７２０、７２２、及び７２４は、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８がフルードライン７０４の長さに沿って移動することを防ぐ保持システムの一部としてもよい。他の実施例では、クランプ７２０、７２２、及び７２４は油圧システム７０２の一部とすることができる。これらのクランプが油圧システム７０２の一部であるとき、管７０８、７１０、７１２、７１４、７１６、及び７１８の長さはこれらのクランプ間に適合する。
【００８６】
図８〜１０は、有利な一実施形態による、コンテナ内部の流体のレベルの変化を示している。このような実施例では、コンテナ８００は、図２のコンテナ２０４の一実装態様の一例である。コンテナ８００は流体８０２を保持している。流体８０２は、図２の第２の流体２１４の一実装態様の一例である。
【００８７】
図８に示すように、フルードライン８０４はコンテナ８００内部に位置している。フルードライン８０４は、作動油などの流体を運搬する。断熱システム８０６はフルードライン８０４を断熱するためにフルードライン８０４の周囲に配置されている。この実施例では、断熱システム８０６は、図３の断熱システム３００を用いて実施される。具体的には、断熱システム８０６は、発泡材８０８及び支持構造８１０を含む。
【００８８】
図示のように、コンテナ８００内の流体８０２は、レベル８１２を有している。流体８０２がレベル８１２にあるとき、発泡材８０８は流体８０２内に完全に浸っている。発泡材８０８が流体８０２内にこのように浸漬している場合、コンテナ８００内の流体８０２の一部は発泡材８０８の気泡に流入する。このようにして、流体８０２は発泡材８０８の容積の少なくとも一部を満たす。さらに、発泡材８０８が流体８０２を保持して発泡材８０８の容積内の流体８０２の流れを減少させることにより、フルードライン８０４に所望のレベルの断熱が達成される。
【００８９】
次に図９を参照する。図９では、コンテナ８００内の流体８０２のレベルは、図８のレベル８１２からレベル９００まで低下している。流体８０２がレベル９００にあるとき、発泡材８０８はコンテナ８００内の流体８０２内に部分的にしか浸っていない。このような実施例では、コンテナ８００内の流体８０２のレベルが図８のレベル８１２から図９のレベル９００に低下しているので、発泡材８０８の流体８０２に浸っていない部分が増大している。
【００９０】
発泡材８０８の流体８０２に浸っていない部分が増大すると、発泡材８０８に保持されていた流体８０２が発泡材８０８から流出する。具体的には、発泡材８０８の、コンテナ８００内の流体８０２にもはや浸っていない上部に保持されていた流体８０２が、発泡材８０８の下部に流入する、及び／又は発泡材８０８から流出して、コンテナ８００内の流体８０２に流入する。発泡材８０８から流体８０２に流入する流体８０２は、流体８０２の主要目的のために使用可能なままとなる。
【００９１】
ここで図１０を参照する。図１０では、コンテナ８００内の流体８０２のレベルが、図９のレベル９００からレベル１０００まで低下している。流体８０２がレベル１０００にあるとき、発泡材８０８はコンテナ８００内の流体８０２内にもはや浸っていない。その結果、発泡材８０８内部に保持されたままの流体８０２はすべて発泡材８０８からコンテナ８００内の流体８０２へと流出する。このようにして、発泡材８０８に流入する流体８０２のほぼすべてが、その主要目的のために使用可能のままとなる。
【００９２】
図１１〜１４は、有利な一実施形態によるフルードラインの断熱プロセスを示している。これらのステップは、図２の断熱システム２００のような断熱システムを使用して、図２のフルードライン２２４のようなフルードラインを断熱するために実施される。
【００９３】
図１１は、有利な実施形態に従ってフルードラインの断熱に使用されるコンポーネントを示している。この実施例では、フルードライン１１００は、発泡材１１０２、カバー１１０４、クランプ１１０６、及びクランプ１１０８を用いて断熱される。
【００９４】
発泡材１１０２は、図２の発泡材２３２の一実装態様の一例である。カバー１１０４は、図２のカバー２４２の一実装態様の一例である。さらに、クランプ１１０６及びクランプ１１０８は、図２の任意の数のクランプ２４４の一実装態様の一例である。組み立てると、発泡材１１０２、カバー１１０４、クランプ１１０６、及びクランプ１１０８は、フルードライン１１００の断熱システムを形成する。
【００９５】
図１２では、発泡材１１０２はフルードライン１１００の周囲に配置されている。図示のように、発泡材１１０２には、フォーム１１０２をフルードライン１１００の周囲に配置することを可能にするスリット１２００が設けられている。例えば、発泡材１１０２は、スリット１２００を介してフルードライン１１００を受けることができる。
【００９６】
図１３では、カバー１１０４の一部が発泡材１１０２の周囲に巻かれている。図示のように、カバー１１０４は螺旋形状１３００を有している。カバー１１０４の螺旋形状１３００により、カバー１１０４は発泡材１１０２の周囲に巻きつけることができる。カバー１１０４は、発泡材１１０２の周囲に巻きつけられて、フルードライン１１００の周囲の所定の位置に発泡材１１０２を保持する。さらに、カバー１１０４は、フルードライン１１００がスリット１２００から滑り落ちないように、発泡材１１０２の周囲に巻きつけられる。
【００９７】
図１４では、カバー１１０４が発泡材１１０２の周囲に完全に巻きつけられている。さらに、クランプ１１０６及びクランプ１１０８が、発泡材１１０２のそれぞれ端部１４００及び端部１４０２において、フルードライン１１００の周囲に配置されている。クランプ１１０６及びクランプ１１０８は、フルードライン１１００の長さに沿って移動しないように、発泡材１１０２をフルードライン１１００の周囲の所定の位置に保持する。
【００９８】
次に図１５を参照する。図１５は、有利な実施形態による、フルードラインの断熱プロセスのフロー図である。図１５に示されたプロセスは、図２の断熱システム２００を用いて実施可能である。例えば、断熱システム２００を使用して、図２のフルードライン２２４を断熱することができる。
【００９９】
このプロセスは、フルードラインを取り囲む構造体の容積内部の流体を集めることにより開始される。構造体内の流体は、フルードラインが位置しているコンテナ内の流体から集めることができる。この流体は、例えば燃料である。構造体は、流体を構造体の容積に流入させることにより、流体を集めることができる。
【０１００】
次に、このプロセスは、構造体の容積内の流体がフルードラインを断熱するように同流体の流れを減少させ（工程１５０２）、その後終了する。工程１５０２では、フルードラインに所望のレベルの断熱が達成されるように、構造体の容積内の流体の流れを減少させる。例えば、幾つかの事例では、流体が構造体の容積内部で実質的に停滞するように、構造体の容積内の流体の流れを減少させる。
【０１０１】
種々の実施形態のフロー図及びブロック図は、有利な一実施形態の装置及び方法に可能な幾つかの実装態様のアーキテクチャ、機能性、及び工程を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、１つの工程又はステップの１つのモジュール、セグメント、機能及び／又は部分を表わすことができる。例えば、ブロックの一又は複数は、ハードウェア内のプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実施可能である。ハードウェアにおいて実施されるとき、ハードウェアは、例えば、フロー図又はブロック図の一又は複数の工程を実施するように製造又は構成された集積回路の形態をとることができる。
【０１０２】
有利な一実施形態の幾つかの他の実装態様では、ブロックに記載された一又は複数の機能は、図に記載の順序を逸脱して行われてよい。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックが、ほぼ同時に実行されても、又は時には含まれる機能によっては逆の順番で実施されてもよい。また、フロー図又はブロック図に示されているブロックに加えて他のブロックが追加されてもよい。
【０１０３】
種々の有利な実施形態を参照して、構造体を使用したときのフルードライン内の第１の流体とフルードライン外の第２の流体との間での熱伝達の低減の一実施例について後述する。この実施例では、作動油２１１が図２のフルードラインを通って流れている。フルードライン２２４は、燃料タンク２１６内に位置し、図２の燃料２１８に完全に浸っている。
【０１０４】
この実施例では、以下のように仮定する。
Ｌ＝０．３７５ｉｎ＝０．３７５インチ
Ｔｆ ＝−４０°Ｆ＝華氏−４０度
Ｔｌｓ ＝０°Ｆ＝華氏０度
ここで、Ｌはフルードライン２２４の外径であり、Ｔｆ は燃料２１８の温度であり、Ｔｌｓ はフルードライン２２４の外表面の温度である。
【０１０５】
さらに、燃料２１８の特徴について下記のように仮定する。
燃料の特徴：
Ｃｐ ＝．４ＢＴＵ／ｌｂｍ−°Ｆ＝．４英熱量／ポンド質量華氏度
ｋ＝．０７８ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ−°Ｆ＝．０７８英熱量／時フィート華氏度
ｖ＝．２２１ｆｔ２ ／ｈｒ＝．２２１平方フィート／時
β＝．０００５１６／°Ｆ＝．０００５１６／華氏度
ρ＝５３．２ｌｂｍ／ｆｔ３ ＝５３．２ポンド質量／立方フィート
ここで、燃料２１８の、それぞれＣｐ は比熱であり、ｋは熱伝導率であり、ｖは動粘度であり、βは膨張の容量係数であり、ρは質量密度である。
【０１０６】
フルードライン２２４の外表面から燃料タンク２１６内の燃料２１８への熱損失は、フルードライン２２４の外表面における対流性流れに応答して発生する。フルードライン２２４の長さ１フィート当たりの熱損失量は、以下の等式により与えられる：
Ｑ＝ｈ（Ｔｓ −Ｔｆ ）πｄ （１）ここで、
ｈ＝Ｎｕ（ｋ／ｄ） （２）
Ｎｕ＝．５３（ＧｒＰｒ）．２５ （３）
Ｐｒ＝Ｃｐ ｖρ／ｋ （４）
Ｇｒｄ＝［Ｌ３ ｇβρ２ （Ｔｓ −Ｔｆ ）]／μ２ （５）
ここで、Ｑは熱損失であり、ｈは境膜係数であり、Ｎｕはヌッセルト式であり、πは番号ｐｉであり、ｄは燃料タンク２１６内の燃料２１８内の対流性流れの直径であり、Ｇｒはグラスホフ数であり、Ｐｒはプラントル数であり、ｇは重力であり、Ｔｓ は燃料タンク２１６内の燃料２１８の対流性流れの表面温度であり、μは燃料２１８の粘度である。この場合、ｄはフルードライン２２４の外径Ｌであり、Ｔｓ はフルードライン２２４の外表面の温度Ｔｌｓ である。
【０１０７】
上記に列挙したように仮定すると、フルードライン２２４の外表面から燃料２１８への熱損失は、フルードライン２２４の長さ１フィート当たり、約１２６英熱量／時フィート（ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ）である。換言すれば、フルードライン２２４の長さ各１フィートについて、毎時約１２６英熱量の熱が、フルードライン２２４の外表面から燃料タンク２１６内の燃料２１８へ伝達される。
【０１０８】
しかしながら、図２の構造体２２０がフルードライン２２４の周囲に配置されると、この熱損失は低減する。具体的には、構造体２２０がフルードライン２２４の外表面における燃料２１８内の対流性流れを減少させ、それにより燃料タンク２１６内の燃料２１８に伝達される熱が減少する。
【０１０９】
例えば、構造体２２０により、燃料２１８は、構造体２２０の容積２２６内に保持される。容量２２６内の燃料２１８は、フルードライン２２４の周囲に燃料２１８のプールを形成し、このプール内の燃料２１８の流れが減少する。換言すれば、構造体２２０は、この実施例において、容量２２６内の燃料２１８が実質的に停滞するように構成されている。フルードライン２２４の周囲の構造体２２０の容量２２６内の燃料２１８が減少すると、フルードライン２２４の周囲の燃料２１８内の対流性流れも減少する。その結果、フルードライン２２４の外表面から構造体２２０の容積２２６内の燃料２１８への熱伝達量が減少する。このようにして、フルードライン２２４の外表面から構造体２２０の外側の燃料タンク２１６内の燃料２１８への熱伝達も減少する。
【０１１０】
具体的には、フルードライン２２４の外表面から構造体２２０を通して起こる熱損失は、以下の等式によって与えられる：
Ｑ＝２πＬ（ΔＴ）ｋ／ｌｎ（ＯＤ／ＩＤ） （６）
ここで、Ｑは熱損失であり、ΔＴはフルードライン２２４の外表面における温度と構造体２２０の外表面との差であり、ＯＤは構造体２２０の外径であり、ＩＤは構造体２２０の内径である。この実施例では、構造体２２０の内径は、フルードライン２２４の外径Ｌとほぼ同じである。
【０１１１】
等式（６）においてＱを解くとき、フルードライン２２４の外表面の温度を推定する。上記のように仮定すると、フルードライン２２４の外表面の温度は、フルードライン２２４の外表面の温度である華氏約０度から、燃料タンク２１６内の燃料２１８の温度である華氏約−４０度の間になるはずである。
【０１１２】
このように推定された温度を使用して、等式（６）のＱと、等式（１）のＱを解く。ここで、等式（１）において、ｄは構造体２２０の外径ＯＤであり、Ｔｓは構造体２２０の外表面の温度である。さらに、推定される温度は、ｄが構造体２２０の外径ＯＤであり、Ｔｓが構造体２２０の外表面の温度であるとき、等式（６）のＱについて計算される値が、選択された許容誤差範囲内で等式（１）のＱについて計算される値とほぼ同じになるまで調整される。
【０１１３】
この実施例で行われるように様々に仮定すると、構造体２２０を使用したときにフルードライン２２４の表面から燃料タンク２１６内の燃料２１８へと起こる熱損失は、約２３.７英熱量／時フィート（ＢＴＵ／ｈｒ−ｆｔ）である。このようにして、構造体２２０を使用してフルードライン２２４の断熱を行うことにより、フルードライン２２４の外表面から燃料タンク２１６内の燃料への熱伝達が約８１％減少する。
【０１１４】
本発明の有利な実施形態は、図１６に示す航空機の製造及び保守方法１６００、及び図１７に示す航空機１７００の観点から説明することができる。まず図１６に注目すると、有利な一実施形態による航空機の製造及び保守の方法が示されている。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法１６００は、図１７の航空機１７００の仕様及び設計１６０２と材料調達１６０４とを含む。航空機１７００は、図２の航空機２０８の一実装態様の一例とすることができる。
【０１１５】
製造段階では、図１７の航空機１７００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６と、システムインテグレーション１６０８とが行われる。その後、図１７の航空機１７００は認可及び納品１６１０を経て運航１６１２に供される。
【０１１６】
顧客により運航１６１２される間に、図１７の航空機１７００は、定期的な整備及び保守１６１４（改造、再構成、改修、及びその他の整備又は保守を含みうる）を受ける。このような実施例では、図２の断熱システム２００を使用して、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６、システムインテグレーション１６０８、並びに整備及び保守１６１４のうちの少なくとも１つの間に、航空機１７００の油圧システムのフルードラインを断熱することができる。
【０１１７】
航空機の製造及び保守方法１６００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって実施又は実行されうる。これらの実施例では、オペレータは顧客であってもよい。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
【０１１８】
図１７は、有利な実施形態を実装しうる航空機を示している。この実施例では、航空機１７００は、図１６の航空機の製造及び保守方法１６００によって製造されたものであり、複数のシステム１７０４及び内装１７０６を有する機体１７０２を含みうる。システム１７０４の例は、推進システム１７０８、電気システム１７１０、油圧システム１７１２、及び環境システム１７１４のうちの一又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、自動車産業などの他の産業に種々の有利な実施形態を適用することができる。
【０１１９】
本明細書で具現化した装置及び方法は、図１６の航空機の製造及び保守方法１６００の一又は複数の段階で使用可能である。
【０１２０】
一実施例では、図１６のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６において製造されるコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機１７００の図１６の運航中１６１２に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造される。
【０１２１】
さらに別の実施例では、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、図１６のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１６０６並びにシステムインテグレーション１６０８などの製造段階で利用することができる。一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機１７００が図１６における運航１６１２、及び／又は整備及び保守１６１４の間に、利用することができる。任意の数の種々の有利な実施形態の利用により、航空機１７００の組立てを実質的に効率化することができる、及び／又はコストを削減することができる。
【０１２２】
このように、種々の有利な実施形態は、フルードラインを断熱するための方法及び装置を提供する。有利な一実施形態では、装置は、フルードラインの周囲に配置される構造体を備えている。この構造体は、構造体において容積内の流体流を減少させるように構成されている。流体の流れのこのような減少は、フルードラインに隣接して流体のほぼ停滞するプールを生む。このようなほぼ停滞した流体のプールはフルードラインを断熱する。
【０１２３】
このようにして、種々の有利な実施形態により、航空機に望ましくない重量の増加を伴わずに、航空機の油圧システム内のフルードラインを断熱するシステムが提供される。さらに、これらのフルードラインを断熱するために、航空機の燃料タンク内に既存の燃料を使用することにより、そのために重量及び／又はコストの有意な増大を伴うことなく、フルードラインに所望のレベルの断熱が達成される。
【０１２４】
種々の有利な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の有利な実施形態は、他の有利な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体（２１４）を保持するコンテナ（２０４）内のフルードライン（２２４）の周囲に配置される構造体（２２０）であって、構造体（２２０）の容積（２２６）内の流体（２１４）がフルードライン（２２４）を断熱するように、容積（２２６）内の流体（２１４）の流れを減少させるように構成された構造体（２２０）を備える装置。
【請求項２】
構造体（２２０）は、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）に少なくとも部分的に浸っているとき、構造体（２２０）の容積（２２６）内部に流体（２１４）を保持するように構成されており、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）のレベルが低下して、その結果構造体（２２０）の流体（２１４）に満たされている容積（２２６）が低減すると、構造体（２２０）の容積（２２６）内に保持された流体（２１４）が構造体（２２０）の容積（２２６）から流出する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
フルードライン（２２４）の周囲に構造体（２２０）を保持する保持システム（２２２）と、フルードライン（２２４）の周囲に構造体（２２０）を保持するカバー（２４２）と、フルードライン（２２４）に沿った構造体（２２０）の運動を低減する任意の数のクランプ（２４４）とをさらに備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
減少させる流体（２１４）の流れは、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）中の対流性流れにより引き起こされる、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
構造体（２２０）が、容積（２２６）を画定する多孔質材料（２３０）を備えており、多孔質材料（２３０）が流体（２１４）の流れを減少させるように構成されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
多孔質材料（２３０）が発泡材（２３２）の形態をとり、発泡材が１インチ当たり約４５個の気泡を有し、発泡材の空隙率が約９３％である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
発泡材（２３２）の厚みが約０．２インチである、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
構造体（２２０）が、フルードライン（２２４）の周囲に配置される管（２３４）
を備えている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
フルードライン（２２４）は作動油（２１１）を運搬し、コンテナ（２０４）は燃料タンク（２１６）であり、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）は燃料（２１８）である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
構造体（２２０）は、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）の温度が華氏約−４０度であるとき、フルードライン（２２４）に望ましい温度を維持するように構成されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
コンテナ（２０４）と、
フルードライン（２２４）と
をさらに備えている、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
フルードライン（２２４）及びコンテナ（２０４）が、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベース構造体、水上ベース構造体、宇宙ベース構造体、航空機（２０８）、無人航空ビークル、ヘリコプター、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、設備機器、及び建造物から選択された１つのプラットフォームに配置される、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
フルードライン（２２４）の断熱方法であって、
フルードライン（２２４）の周囲に構造体（２２０）を配置するステップであって、構造体（２２０）が構造体（２２０）の容積（２２６）内に流体（２１４）を保持するように構成されているステップと、
構造体（２２０）の容積（２２６）内で流体（２１４）の流れを低減することにより、構造体（２２０）の容積（２２６）内の流体（２１４）によりフルードライン（２１４）を断熱するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
構造体（２２０）及びフルードライン（２２４）が燃料タンク（２１６）内に位置しており、構造体（２２０）が、フルードライン（２２４）の周囲に配置されるとフルードライン（２２４）と接触し、且つ燃料タンク（２１６）が航空機（２０８）内にある、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
流体（２１４）を保持するコンテナ（２０４）内のフルードライン（２２４）の周囲に配置される構造体（２２０）であって、構造体（２２０）の容積（２２６）内の流体（２１４）がフルードライン（２２４）を断熱するように、容積（２２６）内の流体（２１４）の流れを減少させるように構成された構造体（２２０）を備える装置。
【請求項２】
構造体（２２０）は、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）に少なくとも部分的に浸っているとき、構造体（２２０）の容積（２２６）内部に流体（２１４）を保持するように構成されており、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）のレベルが低下して、その結果構造体（２２０）の流体（２１４）に満たされている容積（２２６）が低減すると、構造体（２２０）の容積（２２６）内に保持された流体（２１４）が構造体（２２０）の容積（２２６）から流出する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
フルードライン（２２４）の周囲に構造体（２２０）を保持する保持システム（２２２）と、フルードライン（２２４）の周囲に構造体（２２０）を保持するカバー（２４２）と、フルードライン（２２４）に沿った構造体（２２０）の運動を低減する任意の数のクランプ（２４４）とをさらに備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
減少させる流体（２１４）の流れは、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）中の対流性流れにより引き起こされる、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
構造体（２２０）が、容積（２２６）を画定する多孔質材料（２３０）を備えており、多孔質材料（２３０）が流体（２１４）の流れを減少させるように構成されている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
多孔質材料（２３０）が発泡材（２３２）の形態をとり、発泡材が１インチ当たり約４５個の気泡を有し、発泡材の空隙率が約９３％である、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
発泡材（２３２）の厚みが約０．２インチである、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
構造体（２２０）が、フルードライン（２２４）の周囲に配置される管（２３４）
を備えている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
フルードライン（２２４）は作動油（２１１）を運搬し、コンテナ（２０４）は燃料タンク（２１６）であり、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）は燃料（２１８）である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
構造体（２２０）は、コンテナ（２０４）内の流体（２１４）の温度が華氏約−４０度であるとき、フルードライン（２２４）に望ましい温度を維持するように構成されている、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
コンテナ（２０４）と、
フルードライン（２２４）と
をさらに備えている、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
フルードライン（２２４）及びコンテナ（２０４）が、移動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上ベース構造体、水上ベース構造体、宇宙ベース構造体、航空機（２０８）、無人航空ビークル、ヘリコプター、潜水艦、バス、人員運搬車、戦車、列車、自動車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、水上艦、発電所、ダム、製造工場、設備機器、及び建造物から選択された１つのプラットフォームに配置される、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
フルードライン（２２４）の断熱方法であって、
フルードライン（２２４）の周囲に構造体（２２０）を配置するステップであって、構造体（２２０）が構造体（２２０）の容積（２２６）内に流体（２１４）を保持するように構成されているステップと、
構造体（２２０）の容積（２２６）内で流体（２１４）の流れを低減することにより、構造体（２２０）の容積（２２６）内の流体（２１４）によりフルードライン（２１４）を断熱するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
構造体（２２０）及びフルードライン（２２４）が燃料タンク（２１６）内に位置しており、構造体（２２０）が、フルードライン（２２４）の周囲に配置されるとフルードライン（２２４）と接触し、且つ燃料タンク（２１６）が航空機（２０８）内にある、請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−４４４３３（Ｐ２０１３−４４４３３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１８５２９７（Ｐ２０１２−１８５２９７）
【出願日】平成２４年８月２４日（２０１２．８．２４）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８５２９７（Ｐ２０１２−１８５２９７）
【出願日】平成２４年８月２４日（２０１２．８．２４）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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