燃料プレートアセンブリおよび脱酸素装置
【課題】 航空機燃料システムにおける燃料の脱酸素化を向上させる効果的かつ経済的な、複雑でない燃料プレートおよびシーリングガスケット構造を提供する。
【解決手段】 燃料脱酸素装置の燃料流路アセンブリ３４内の燃料流路３８を通流する燃料が酸素透過膜３６と接触する。減圧により燃料流路３８と酸素透過膜３６との間に酸素分圧の圧力勾配が作り出され、これによりコーキングの原因となる燃料内の溶存酸素が除去される。第１の流路板５２および第２の流路板５４が流路インピンジメント要素５５を備え、燃料の乱流をつくりだすことにより燃料流と酸素透過膜３６との接触を高めて溶存酸素の質量輸送を増加させる。また本発明により脱酸素化を向上させるアセンブリの製造を容易にする燃料プレートおよびシーリングガスケットが提供される。
【解決手段】 燃料脱酸素装置の燃料流路アセンブリ３４内の燃料流路３８を通流する燃料が酸素透過膜３６と接触する。減圧により燃料流路３８と酸素透過膜３６との間に酸素分圧の圧力勾配が作り出され、これによりコーキングの原因となる燃料内の溶存酸素が除去される。第１の流路板５２および第２の流路板５４が流路インピンジメント要素５５を備え、燃料の乱流をつくりだすことにより燃料流と酸素透過膜３６との接触を高めて溶存酸素の質量輸送を増加させる。また本発明により脱酸素化を向上させるアセンブリの製造を容易にする燃料プレートおよびシーリングガスケットが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脱酸素化による燃料の安定化、特に燃料安定化装置の燃料プレートアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機において燃料は多くの場合、様々な航空システムの冷媒として利用される。炭化水素ジェット燃料中の溶存酸素の存在は、酸素が望ましくない副生成物を生み出す酸化反応を持続させるため好ましくない。ジェット燃料中の空気の溶解は、酸素濃度が約７０ｐｐｍに達する。燃料が３００〜８５０°Ｆに加熱されると、酸素は、一般的に「コークス」もしくは「コーキング」と呼ばれる堆積物を生じさせる燃料の遊離基反応を開始させる。コークスは燃料ラインに悪影響を及ぼし、燃料供給を妨げるおそれがある。こうした堆積物の形成は、所期の熱交換機能もしくは燃料の効果的な注入のいずれかに関する、燃料装置の一般的な機能に障害を生じさせるおそれがある。
【０００３】
現在、従来型のさまざまな燃料脱酸素化技術が、燃料から酸素を除去するために利用されている。一般的に、コーキングの問題を克服するためには酸素濃度を６ｐｐｍ以下に低下させれば十分である。
【０００４】
航空機燃料システムに利用されている従来型の燃料安定化装置（ＦＳＵ）の一つは、酸素透過性の膜を横切る酸素分圧の圧力勾配を作り出すことによりジェット燃料から酸素を除去する。燃料安定化装置は外側ハウジング内で透過膜および多孔性基板にサンドイッチ状にはさまれた複数の燃料プレートを含む。各々の燃料プレートは燃料流路の一部を画定し、多孔板を背面にもつ透過膜が燃料流路の残りの部分を画定する。透過膜は、燃料流路内の燃料と接触して、大量の液体燃料が透過膜および多孔板を通して移動するのを防ぐテフロン ＡＦ（登録商標）もしくは他種の非晶質ガラス状ポリマコーティングを含む。
【０００５】
同様の形状の複数の平板を用いることにより生産効率が向上し、全体費用が軽減される。さらに、燃料から溶存酸素を除去する能力が向上するとともに燃料安定化装置の大きさや重量は実質的に縮小される。さらに、平面状の設計は、従来の管状の設計に比べて楽に拡大縮小できる。
【特許文献１】米国特許第６，３１５，８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７０９，４９２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９３９，３９２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
不都合なことに、酸素透過膜は、一般的に機械的整合性に欠けるおそれがある比較的精密な薄い（約２〜５ミクロン）の膜であると同時に、燃料プレートは、相対的に機械加工するのが難しく、機械加工に時間のかかる高価なステンレススチール製である。金属燃料プレートと酸素透過膜とが接触することにより、透過膜に破損を招くおそれがあり、従って、複数のプレート間の漏出を防ぐように慎重な製造および組立てを必要とする。
【０００７】
プレート間の欠陥のあるシーリング、すなわち破損した透過膜は、燃料安定化装置性能を劇的に低下させる流路間の漏れを生じさせるおそれがある。周囲への潜在的な漏出を防ぐ減圧流路のシーリングのみならず燃料プレート間の接触面のシーリング、燃料プレートと酸素透過膜との間の燃料流路のシーリングは、燃料安定化装置の効果的な運転のために重要である。さらに、酸素の拡散率を増加させ燃料脱酸素装置の性能を向上させるために、燃料プレートはさらにシーリングや製造を複雑化させる相対的に複雑な３次元燃料流路構造を含む。
【０００８】
相対的に複雑な３次元燃料流路構造や高精度の燃料安定化装置のシーリングガスケットを製造する有効な製造技術があるにもかかわらず、これらの従来技術は大幅に時間を費やすとともに経費がかかる。
【０００９】
したがって、燃料の脱酸素化を向上させるように、複雑な３次元燃料流路構造の製造を容易にする脱酸素装置の有効な比較的安価かつさほど複雑でない燃料プレートやシーリングガスケット機構を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のエネルギー変換装置用の燃料装置は、複数の非金属燃料プレートと、ガスケットと、酸素透過膜と、多孔性基板と、エポキシフィルム接着剤と、液状エポキシ材料と、減圧フレームプレートと、を備えてなる脱酸素装置を含む。脱酸素装置は航空機熱管理用途で使用される燃料を脱酸素化するオンライン燃料安定化装置（ＦＳＵ）である。燃料安定化装置における重要な構成要素は燃料プレートである。燃料流路内の層流インピンジメント要素のような入り組んだ３次元燃料流路構造は、燃料安定化装置内の酸素拡散率を劇的に高める。燃料プレートは、様々なプラスチック、もしくはＫＡＰＴＯＮ（登録商標）のような比較的軟質な非金属材料から製造される。非金属材料にレーザカッティングを利用することにより、従来は金属製燃料プレートでは利用できなかった入り組んだ３次元燃料流路構造をもつ、相対的に面積の大きい燃料プレートの、費用効果の高い製造を可能にする。
【００１１】
比較的デリケートな酸素透過膜に損傷を与えることなく燃料プレートが加圧されうるため、非金属燃料プレートはこの燃料プレートと酸素透過膜との間に有効なシーリング接触面を効果的に提供する。非金属燃料プレートが、燃料流路内のシーリングを可能にするのみならず、複雑な３次元の燃料流路構造とこれに対応して複雑なシーリングガスケットとを製造する技術を可能にするとともに、このシーリングガスケットが燃料プレート、酸素透過膜、および非金属の燃料プレートの間の接触面を密閉、軟化させる。
【００１２】
したがって、本発明は、燃料乱流および脱酸素化を向上させるための複雑な３次元の燃料流路構造の製造を容易にする、脱酸素装置における効果的な、相対的に安価かつ複雑でない燃料プレートおよびシーリングガスケット機構を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はエネルギー変換装置（ＥＣＤ）１２用の燃料装置１０の一般的な概略図を示す。脱酸素装置１４は、燃料タンクなどの貯槽器１６から液体燃料Ｆを受ける。燃料Ｆは通常、ジェット燃料などの液体炭化水素である。エネルギー変換装置１２はあらゆる形態として存在しうるが、最終的に使用される前のある時点では潤滑油として使用される、もしくは所定の処理用、あるいは燃焼用の、もしくはある種のエネルギーを放出するための液体炭化水素が、著しく溶存酸素を含む場合、自動酸化反応やコーキングを持続させるのに十分な熱を、このエネルギー変換装置内で得る。
【００１４】
エネルギー変換装置１２の一形態はガスタービンエンジンであり、特に航空機のエンジンである。一般的に燃料はまた、航空機における一つもしくは複数のサブシステムの冷媒としての役割を果たし、燃焼直前に燃料噴射器へと送られるに従い加熱される。
【００１５】
熱交換セクション１８は熱交換関係で燃料が通過する装置を表す。熱交換セクション１８はエネルギー変換装置１２と直接関連しており、より大きいシステム１０のどこにでも配置されることを理解されたい。熱交換装置１８は、これに代えてもしくはこれに加えてシステム全体にわたって配置された複数の熱交換を含みうる。
【００１６】
概ね理解されるように、貯槽器１６に貯蔵された燃料Ｆは通常溶存酸素を含み、概ね７０ｐｐｍの飽和度である。燃料ポンプ２０は貯槽器１６から燃料Ｆを汲み出す。貯槽器１６は、燃料ポンプ２０、弁２４および燃料貯槽器通路２２を介して脱酸素装置１４の燃料インレット２６と連通している。燃料ポンプ２０により印加される圧力が、脱酸素装置１４および燃焼装置１０のその他の部分を通して燃料Ｆが循環するのを補助する。燃料Ｆが脱酸素装置１４を通過するに従い、酸素は減圧装置２８へと選択的に除去される。
【００１７】
脱酸素化燃料Ｆｄは脱酸素装置１４の燃料アウトレット３０から脱酸素化燃料通路３２を経て熱交換装置１８へ、そしてガスタービンエンジンの燃料噴射器などのエネルギー変換装置１２へと流れる。脱酸素化された燃料の一部は、再循環通路３３によって示されるように脱酸素装置１４もしくは貯槽器１６のいずれかへと再循環される。特定のコンポーネント配置を図示の実施例に示しているが、その他の配置も本発明により利益を得られる ことを理解されたい。
【００１８】
図２Ａを参照すると、脱酸素装置１４が望ましくは多数の減圧／燃料流路アセンブリ３４を含む（図２Ｂ）。アセンブリ３４は、燃料流路３８と、支持メッシュによって形成されることが可能な酸素受入減圧流路４０との間に、酸素透過膜３６を含む（図３）。酸素分圧の圧力勾配を提供するように流路が様々な形状や配置をとりうることを理解すべきであり、この圧力勾配が燃料を脱酸素化するように膜を横切る酸素濃度差を維持する。
【００１９】
酸素透過膜３６は溶存酸素（およびその他の気体）をオングストローム（Å）サイズの孔隙を通して拡散させるが、より大きい燃料分子は遮断する。あるいは、もしくは孔隙とともに、透過膜３６が燃料を遮断しながらこの膜を通して酸素（およびその他の気体）を溶解、拡散させる溶液拡散メカニズムを利用する。米国デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュ・ポン・ド・ヌムール社により登録された「Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦ」の商標で多くの場合認識されているペルフルオロ‐２，２‐ジメチル‐１，３‐ジオキソール（ＰＤＤ）の非晶質共重合体であるＴｅｆｌｏｎ ＡＦの一群、およびイタリアミラノのソルベー・ソレクシス社により登録された２，２，４‐トリフルオロ‐５‐トリフルオロメトキシ‐１，３‐ジオキソール（ＴＤＤ）の共重合体であるＨｙｆｌｏｎ ＡＤの一群が、燃料脱酸素化に効果的な成果をもたらすことが実証されている。
【００２０】
燃料流路３８を通流する燃料は酸素透過膜３６と接触する。減圧によって燃料流路３８の内壁と酸素透過膜３６との間に酸素分圧の圧力勾配がつくり出され、これにより燃料内に溶存する酸素を拡散させて膜３６を支持する多孔質支持板４２を通して酸素を移動させ、そして燃料流路３８から間隔を介した酸素受入流路４０を通して脱酸素装置１４の外へと移動させる。一つの膜をベースとする燃料脱酸素装置のその他の様態およびこれに関連するコンポーネントについてのさらに詳しい理解については、本出願人に譲渡され、全体として本願の参照となる特許文献１および特許文献２の平面薄膜脱酸素装置を参照されたい。
【００２１】
図２Ｂを参照すると、脱酸素装置１４における一つの流路アセンブリ３４を形成する一組のプレートが、例えば不織布のポリエステルなどの多孔質支持板４２によって支持された酸素透過膜３６に隣り合うようにサンドイッチ状に挟まれた流路板アセンブリ４４を含む（図３にも示す）。多孔質基板を図に概略的に示したが、さまざまな形状を取りうることを理解されたい。一つもしくは複数のアセンブリ３４に隣接するのが分離板４８である。分離板４８は、燃料が流路板アセンブリ３４によって画定された既定の燃料経路を横切って漏出するのを防止する。流路アセンブリ３４の数に関係なく、脱酸素装置１４は境界板４６および外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂによって密閉され、ハウジングプレート５０ａ，５０ｂは各々、燃料インレット２６、減圧ポート２９、および燃料アウトレット３０を含む（図２Ａおよび図２Ｅに示す）。
【００２２】
外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂは、流路アセンブリ３４がこれらの間にサンドイッチ状に挟まれるように、望ましくはボルトなどの複数の留め具を通して互いに固定される。外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂは、望ましくはこれらのプレートの間のシーリングを保つように流路アセンブリ３４を与圧する相対的に硬質なコンポーネントである。図示の実施例には直線状のものとして示しているが、他の形状、寸法、もしくは軟質なハウジングを含む構成が適当かつ本発明に含まれることは当業者にとって理解されるであろう。
【００２３】
各々の流路板アセンブリ４４はインレット２６とアウトレット３０との間に燃料流路３８の一部を画定する。減圧ポート２９（図２Ａ）は、流路板５２，５４内の減圧ポート２９を通して境界板４６および多孔質支持板４２と連通している。減圧により各々の多孔質支持板４２内部に分圧圧力勾配がつくり出され、燃料流路３８から酸素透過膜３６を通して溶存酸素が抽出される。その後酸素が減圧ポート２９を通して排出される。
【００２４】
流路アセンブリ３４の特定の数量は、燃料の種類、燃料温度、およびエンジンからの要求質量流量といった、用途に固有の要求事項により決定される。さらに、異なる量の溶存酸素を含有する異なる燃料は、所望の量の溶存酸素を除去するために異なる量の脱酸素化を必要とする場合がある。
【００２５】
各々の流路板アセンブリ４４は、インレット２６とアウトレット３０との間（図２Ａ）に一つの燃料流路３８（図３）を画定する。望ましくはインレット２６とアウトレット３０との間に複数の平行な流路３８が脱酸素装置１４内の複数の流路アセンブリ３４によって画定される。燃料から除去される溶存酸素量を最大限にするため、各々の燃料流路３８の形態は、望ましくは燃料の酸素透過膜３６に対する露出を最大化するように画定される。燃料流路３８は、望ましくは燃料が酸素透過膜３６と接触するように十分小さく、かつ燃料流を制限しないように十分に大きい。
【００２６】
各々の流路板アセンブリ４４は、第１の流路板５２と、第２の流路板５４と、これらの間の流路板ガスケット５６（図２Ｄに単独で示す）と、を含んでなる。明確に示すために図示の実施例に示した流路板アセンブリ４４には２つの流路板と一つのガスケットのみを示しており、任意の複数のプレートアセンブリが外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂの間に配置されうることを理解されたい。
【００２７】
第１の流路板５２および第２の流路板５４は、望ましくは例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、さらに望ましくは炭素繊維が２０％（重量％）まで充填されたＰＰＳのような熱可塑性樹脂といった非金属材料で製造される。第１の流路板５２および第２の流路板５４は、望ましくは米国デラウェア州のＥ．Ｉ．デュ・ポン・ド・ヌムール社で製造されたＫＡＰＴＯＮ（登録商標）フィルムなどの非金属材料で製造される。型成形でなく機械加工された材料はもとより、燃料と適合する（反応性がない）導電性のある（静電荷の蓄積を防ぐ）その他のプラスチックが代わりに用いられうることを理解されたい。
【００２８】
第１の流路板５２および第２の流路板５４は酸素輸送を向上させる流路インピンジメント要素５５（図２Ｃ、図３）を含む。流路板５２、５４が組み合わせられると、流路板５２，５４によって画定された流路３８に入り組んだ２次元の流動特性を与えるように流路インピンジメント要素５５が交互に介在する（図４）。すなわち、各々の流路板５２，５４上の流路インピンジメント要素５５が、それぞれ流路板５２，５４の平面より上に延びている。流路板５２，５４がガスケット５６とともに組み合わされて流路板アセンブリ４４をなすと、流路インピンジメント要素５５が隣り合う流路板５２，５４から延びて完全な流路３８を形成する（図３）。
【００２９】
流路インピンジメント要素５５は大量の燃料流から膜表面への酸素輸送を向上させるとともに、非金属材料であるため重量と酸素透過膜３６を傷つけるおそれのある鋭い角とが最小限に抑えられる。脱酸素装置１４の流路インピンジメント要素５５は燃料流と複合酸素透過膜３６との接触を高め、溶存酸素の質量輸送を増加させる。
【００３０】
燃料流路３８を通流する燃料は酸素透過膜３６と接触する。減圧により燃料流路３８の内壁と複合酸素透過膜３６との間に酸素分圧の圧力勾配がつくり出され、これにより燃料内に溶存する酸素を拡散させて膜３６を支持する多孔質支持板４２を通して酸素を移動させ、そして燃料流路３８から間隔を介した酸素受入流路４０を通して脱酸素装置１４の外へと移動させる。一つの膜をベースとする燃料脱酸素装置のその他の様態およびこれに関連するコンポーネントについてのさらに詳しい理解については、本出願人に譲渡され、全体として本願の参照となる特許文献１の膜ベースの燃料脱酸素装置、特許文献３の熱管理装置およびその方法、および特許文献２の平面薄膜脱酸素装置を参照されたい。
【００３１】
第１の流路板５２および第２の流路板５４は、燃料の擾乱を通じて酸素の拡散率を増大させるうねを形成させる流路インピンジメント要素５５（図２）を含む。
【００３２】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、各々の流路板５２，５４は、これらの片側５２ａ，５４ａに燃料流をシールする溝５８と、反対側５２ｂ，５４ｂに直立隆起部６０と、を含む。溝５８は燃料プレートアセンブリ４４を密閉するように燃料プレートガスケット５６を受ける（図４Ｃ）。ガスケット５６（図２Ｄ）のほかに、接着フィルムやエポキシ液体などのその他のシーリング材料が、これに代えてもしくはこれに加えて、利用されうることを理解されたい。溝５８および直立隆起部６０は、望ましくは燃料プレート５２，５４の周りの燃料漏れ経路となりうる場所に画定される（図４Ｄ）。溝５８および直立隆起部６０は、望ましくは燃料プレート５２，５４の材料厚さが全体にわたって均等になるように正反対の位置となる。つまり、溝５８は、燃料プレート５２，５４の平面５２ａ，５４ａ内において、燃料プレート５２，５４の平面５２ｂ，５４ｂから直立隆起部６０が延びる高さと概ね等しい深さで延びる。
【００３３】
さらに各々の燃料プレート５２，５４は、片側５２ａ，５４ａに減圧流路を密閉する溝６２（図４Ｅ）と、反対側５２ｂ，５４ｂに燃料プレート減圧ガスケット６６（図４Ｃ）を受ける直立隆起部６４と、を含み、溝５８と直立隆起部６０とによる燃料プレートアセンブリ４４と同じように燃料プレートアセンブリ４４を密閉する。溝６２および直立隆起部６４は、望ましくは燃料プレート５２，５４の周りの燃料漏れ経路となりうる場所に画定される（図４Ｅ）。実施例では燃料プレート５２，５４のみを示したが、望ましくは各々のプレートが、シーリングを保証し、隣接するプレートの組立て時にアラインメントや係合を提供する溝‐ガスケット‐直立隆起部材接触面を含むことを理解されたい。複数の燃料プレートアセンブリ４４（図３）間に連絡を行う減圧ポート２９と、燃料インレット２６および燃料アウトレット３０とが、各々、脱酸素装置１４の短い側面（図４Ｇ）と、長い側面（図４Ｈ）と、に配置される。
【００３４】
レーザカットは、高精度シーリングガスケットや燃料プレート５２，５４を製造する一つの望ましい技術である。ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）もしくはその他の同様の非金属材料が、望ましくはＣＯ2レーザなどのコンピュータ制御の高精度レーザおよび所望のシーリングガスケットや燃料プレート構成のＣＡＤ設計ファイルによりカットされる。レーザは、シーリングガスケットや燃料プレート燃料流路の形状にカットするために要求されるパターンに従うようにプログラムされている。レーザカッティングは、段階的に、つまり後に組み合わせられる材料の層ごとに行われ、あるいは、完全な燃料プレートを提供するように一回の作業で行われ、例えば燃料プレート５２，５４が単一のプレートとして形成される。レーザカッティングは高精度シーリングガスケットや燃料プレートの大量生産において費用効果の高い製造技術を提供する。特にゴムタイプのシーリング材料で作られたレーザカット高精度シーリングガスケットは、漏出しないアセンブリを提供する。高精度シーリングガスケットや隣接する燃料プレートを製造するためにレーザカット技術を利用する利点は、特に積層燃料安定化装置アセンブリに関連性がある。
【００３５】
一般的に理解されているようにウォータジェットカッティングは本発明の高精度燃料安定化装置のシーリングや燃料プレートを製造するのに効果的なもう一つの技術である。ウォータジェットカッティングは絶対的な繰り返し精度をもち、材料特性もしくは温度に影響を及ぼさない。
【００３６】
一般的に理解されているように放電加工（ＥＤＭ）は本発明の高精度燃料安定化装置のシーリングや燃料プレートを製造するのに効果的なさらに別の技術である。放電加工製造は、製造数が少ないもしくは高い精度が要求される場合にかなり経済的で非常に好ましい製造工程である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の燃料脱酸素装置を使用するエネルギー変換装置（ＥＣＤ）およびこれに関連する燃料装置の一般的な概略図。
【図２Ａ】本発明の燃料脱酸素装置の斜視図。
【図２Ｂ】本発明の燃料脱酸素装置の分解組立図。
【図２Ｃ】脱酸素装置の拡大部分概略図。
【図２Ｄ】燃料脱酸素装置のガスケットの平面図。
【図２Ｅ】燃料脱酸素装置の拡大断面図。
【図３】流路の拡大概略断面図。
【図４Ａ】燃料脱酸素装置の燃料プレートの拡大上面図。
【図４Ｂ】図４Ａの燃料プレートの拡大下面図。
【図４Ｃ】第１の燃料プレートと第２の燃料プレートとの間にガスケットを有する溝と直立部との接触部分の拡大斜視図。
【図４Ｄ】燃料ガスケットの位置を示す燃料プレートの拡大平面図。
【図４Ｅ】減圧ガスケットの位置を示す燃料プレートの拡大平面図。
【図４Ｆ】燃料ポートおよび減圧ポートの位置を示した複数の燃料プレートの拡大斜視図。
【図４Ｇ】プレート内減圧ポートを示した燃料脱酸素装置の短軸に沿った拡大断面図。
【図４Ｈ】プレート内燃料連絡を示した燃料脱酸素装置の長軸に沿った拡大断面図。
【符号の説明】
【００３８】
３４…燃料流路アセンブリ
３６…酸素透過膜
３８…燃料流路
４０…酸素受入流路
４２…多孔質支持板
４４…流路板アセンブリ
５２…第１の流路板（燃料プレート）
５４…第２の流路板（燃料プレート）
５５…流路インピンジメント要素
５６…ガスケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は脱酸素化による燃料の安定化、特に燃料安定化装置の燃料プレートアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機において燃料は多くの場合、様々な航空システムの冷媒として利用される。炭化水素ジェット燃料中の溶存酸素の存在は、酸素が望ましくない副生成物を生み出す酸化反応を持続させるため好ましくない。ジェット燃料中の空気の溶解は、酸素濃度が約７０ｐｐｍに達する。燃料が３００〜８５０°Ｆに加熱されると、酸素は、一般的に「コークス」もしくは「コーキング」と呼ばれる堆積物を生じさせる燃料の遊離基反応を開始させる。コークスは燃料ラインに悪影響を及ぼし、燃料供給を妨げるおそれがある。こうした堆積物の形成は、所期の熱交換機能もしくは燃料の効果的な注入のいずれかに関する、燃料装置の一般的な機能に障害を生じさせるおそれがある。
【０００３】
現在、従来型のさまざまな燃料脱酸素化技術が、燃料から酸素を除去するために利用されている。一般的に、コーキングの問題を克服するためには酸素濃度を６ｐｐｍ以下に低下させれば十分である。
【０００４】
航空機燃料システムに利用されている従来型の燃料安定化装置（ＦＳＵ）の一つは、酸素透過性の膜を横切る酸素分圧の圧力勾配を作り出すことによりジェット燃料から酸素を除去する。燃料安定化装置は外側ハウジング内で透過膜および多孔性基板にサンドイッチ状にはさまれた複数の燃料プレートを含む。各々の燃料プレートは燃料流路の一部を画定し、多孔板を背面にもつ透過膜が燃料流路の残りの部分を画定する。透過膜は、燃料流路内の燃料と接触して、大量の液体燃料が透過膜および多孔板を通して移動するのを防ぐテフロン ＡＦ（登録商標）もしくは他種の非晶質ガラス状ポリマコーティングを含む。
【０００５】
同様の形状の複数の平板を用いることにより生産効率が向上し、全体費用が軽減される。さらに、燃料から溶存酸素を除去する能力が向上するとともに燃料安定化装置の大きさや重量は実質的に縮小される。さらに、平面状の設計は、従来の管状の設計に比べて楽に拡大縮小できる。
【特許文献１】米国特許第６，３１５，８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７０９，４９２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９３９，３９２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
不都合なことに、酸素透過膜は、一般的に機械的整合性に欠けるおそれがある比較的精密な薄い（約２〜５ミクロン）の膜であると同時に、燃料プレートは、相対的に機械加工するのが難しく、機械加工に時間のかかる高価なステンレススチール製である。金属燃料プレートと酸素透過膜とが接触することにより、透過膜に破損を招くおそれがあり、従って、複数のプレート間の漏出を防ぐように慎重な製造および組立てを必要とする。
【０００７】
プレート間の欠陥のあるシーリング、すなわち破損した透過膜は、燃料安定化装置性能を劇的に低下させる流路間の漏れを生じさせるおそれがある。周囲への潜在的な漏出を防ぐ減圧流路のシーリングのみならず燃料プレート間の接触面のシーリング、燃料プレートと酸素透過膜との間の燃料流路のシーリングは、燃料安定化装置の効果的な運転のために重要である。さらに、酸素の拡散率を増加させ燃料脱酸素装置の性能を向上させるために、燃料プレートはさらにシーリングや製造を複雑化させる相対的に複雑な３次元燃料流路構造を含む。
【０００８】
相対的に複雑な３次元燃料流路構造や高精度の燃料安定化装置のシーリングガスケットを製造する有効な製造技術があるにもかかわらず、これらの従来技術は大幅に時間を費やすとともに経費がかかる。
【０００９】
したがって、燃料の脱酸素化を向上させるように、複雑な３次元燃料流路構造の製造を容易にする脱酸素装置の有効な比較的安価かつさほど複雑でない燃料プレートやシーリングガスケット機構を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のエネルギー変換装置用の燃料装置は、複数の非金属燃料プレートと、ガスケットと、酸素透過膜と、多孔性基板と、エポキシフィルム接着剤と、液状エポキシ材料と、減圧フレームプレートと、を備えてなる脱酸素装置を含む。脱酸素装置は航空機熱管理用途で使用される燃料を脱酸素化するオンライン燃料安定化装置（ＦＳＵ）である。燃料安定化装置における重要な構成要素は燃料プレートである。燃料流路内の層流インピンジメント要素のような入り組んだ３次元燃料流路構造は、燃料安定化装置内の酸素拡散率を劇的に高める。燃料プレートは、様々なプラスチック、もしくはＫＡＰＴＯＮ（登録商標）のような比較的軟質な非金属材料から製造される。非金属材料にレーザカッティングを利用することにより、従来は金属製燃料プレートでは利用できなかった入り組んだ３次元燃料流路構造をもつ、相対的に面積の大きい燃料プレートの、費用効果の高い製造を可能にする。
【００１１】
比較的デリケートな酸素透過膜に損傷を与えることなく燃料プレートが加圧されうるため、非金属燃料プレートはこの燃料プレートと酸素透過膜との間に有効なシーリング接触面を効果的に提供する。非金属燃料プレートが、燃料流路内のシーリングを可能にするのみならず、複雑な３次元の燃料流路構造とこれに対応して複雑なシーリングガスケットとを製造する技術を可能にするとともに、このシーリングガスケットが燃料プレート、酸素透過膜、および非金属の燃料プレートの間の接触面を密閉、軟化させる。
【００１２】
したがって、本発明は、燃料乱流および脱酸素化を向上させるための複雑な３次元の燃料流路構造の製造を容易にする、脱酸素装置における効果的な、相対的に安価かつ複雑でない燃料プレートおよびシーリングガスケット機構を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１はエネルギー変換装置（ＥＣＤ）１２用の燃料装置１０の一般的な概略図を示す。脱酸素装置１４は、燃料タンクなどの貯槽器１６から液体燃料Ｆを受ける。燃料Ｆは通常、ジェット燃料などの液体炭化水素である。エネルギー変換装置１２はあらゆる形態として存在しうるが、最終的に使用される前のある時点では潤滑油として使用される、もしくは所定の処理用、あるいは燃焼用の、もしくはある種のエネルギーを放出するための液体炭化水素が、著しく溶存酸素を含む場合、自動酸化反応やコーキングを持続させるのに十分な熱を、このエネルギー変換装置内で得る。
【００１４】
エネルギー変換装置１２の一形態はガスタービンエンジンであり、特に航空機のエンジンである。一般的に燃料はまた、航空機における一つもしくは複数のサブシステムの冷媒としての役割を果たし、燃焼直前に燃料噴射器へと送られるに従い加熱される。
【００１５】
熱交換セクション１８は熱交換関係で燃料が通過する装置を表す。熱交換セクション１８はエネルギー変換装置１２と直接関連しており、より大きいシステム１０のどこにでも配置されることを理解されたい。熱交換装置１８は、これに代えてもしくはこれに加えてシステム全体にわたって配置された複数の熱交換を含みうる。
【００１６】
概ね理解されるように、貯槽器１６に貯蔵された燃料Ｆは通常溶存酸素を含み、概ね７０ｐｐｍの飽和度である。燃料ポンプ２０は貯槽器１６から燃料Ｆを汲み出す。貯槽器１６は、燃料ポンプ２０、弁２４および燃料貯槽器通路２２を介して脱酸素装置１４の燃料インレット２６と連通している。燃料ポンプ２０により印加される圧力が、脱酸素装置１４および燃焼装置１０のその他の部分を通して燃料Ｆが循環するのを補助する。燃料Ｆが脱酸素装置１４を通過するに従い、酸素は減圧装置２８へと選択的に除去される。
【００１７】
脱酸素化燃料Ｆｄは脱酸素装置１４の燃料アウトレット３０から脱酸素化燃料通路３２を経て熱交換装置１８へ、そしてガスタービンエンジンの燃料噴射器などのエネルギー変換装置１２へと流れる。脱酸素化された燃料の一部は、再循環通路３３によって示されるように脱酸素装置１４もしくは貯槽器１６のいずれかへと再循環される。特定のコンポーネント配置を図示の実施例に示しているが、その他の配置も本発明により利益を得られる ことを理解されたい。
【００１８】
図２Ａを参照すると、脱酸素装置１４が望ましくは多数の減圧／燃料流路アセンブリ３４を含む（図２Ｂ）。アセンブリ３４は、燃料流路３８と、支持メッシュによって形成されることが可能な酸素受入減圧流路４０との間に、酸素透過膜３６を含む（図３）。酸素分圧の圧力勾配を提供するように流路が様々な形状や配置をとりうることを理解すべきであり、この圧力勾配が燃料を脱酸素化するように膜を横切る酸素濃度差を維持する。
【００１９】
酸素透過膜３６は溶存酸素（およびその他の気体）をオングストローム（Å）サイズの孔隙を通して拡散させるが、より大きい燃料分子は遮断する。あるいは、もしくは孔隙とともに、透過膜３６が燃料を遮断しながらこの膜を通して酸素（およびその他の気体）を溶解、拡散させる溶液拡散メカニズムを利用する。米国デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．デュ・ポン・ド・ヌムール社により登録された「Ｔｅｆｌｏｎ ＡＦ」の商標で多くの場合認識されているペルフルオロ‐２，２‐ジメチル‐１，３‐ジオキソール（ＰＤＤ）の非晶質共重合体であるＴｅｆｌｏｎ ＡＦの一群、およびイタリアミラノのソルベー・ソレクシス社により登録された２，２，４‐トリフルオロ‐５‐トリフルオロメトキシ‐１，３‐ジオキソール（ＴＤＤ）の共重合体であるＨｙｆｌｏｎ ＡＤの一群が、燃料脱酸素化に効果的な成果をもたらすことが実証されている。
【００２０】
燃料流路３８を通流する燃料は酸素透過膜３６と接触する。減圧によって燃料流路３８の内壁と酸素透過膜３６との間に酸素分圧の圧力勾配がつくり出され、これにより燃料内に溶存する酸素を拡散させて膜３６を支持する多孔質支持板４２を通して酸素を移動させ、そして燃料流路３８から間隔を介した酸素受入流路４０を通して脱酸素装置１４の外へと移動させる。一つの膜をベースとする燃料脱酸素装置のその他の様態およびこれに関連するコンポーネントについてのさらに詳しい理解については、本出願人に譲渡され、全体として本願の参照となる特許文献１および特許文献２の平面薄膜脱酸素装置を参照されたい。
【００２１】
図２Ｂを参照すると、脱酸素装置１４における一つの流路アセンブリ３４を形成する一組のプレートが、例えば不織布のポリエステルなどの多孔質支持板４２によって支持された酸素透過膜３６に隣り合うようにサンドイッチ状に挟まれた流路板アセンブリ４４を含む（図３にも示す）。多孔質基板を図に概略的に示したが、さまざまな形状を取りうることを理解されたい。一つもしくは複数のアセンブリ３４に隣接するのが分離板４８である。分離板４８は、燃料が流路板アセンブリ３４によって画定された既定の燃料経路を横切って漏出するのを防止する。流路アセンブリ３４の数に関係なく、脱酸素装置１４は境界板４６および外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂによって密閉され、ハウジングプレート５０ａ，５０ｂは各々、燃料インレット２６、減圧ポート２９、および燃料アウトレット３０を含む（図２Ａおよび図２Ｅに示す）。
【００２２】
外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂは、流路アセンブリ３４がこれらの間にサンドイッチ状に挟まれるように、望ましくはボルトなどの複数の留め具を通して互いに固定される。外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂは、望ましくはこれらのプレートの間のシーリングを保つように流路アセンブリ３４を与圧する相対的に硬質なコンポーネントである。図示の実施例には直線状のものとして示しているが、他の形状、寸法、もしくは軟質なハウジングを含む構成が適当かつ本発明に含まれることは当業者にとって理解されるであろう。
【００２３】
各々の流路板アセンブリ４４はインレット２６とアウトレット３０との間に燃料流路３８の一部を画定する。減圧ポート２９（図２Ａ）は、流路板５２，５４内の減圧ポート２９を通して境界板４６および多孔質支持板４２と連通している。減圧により各々の多孔質支持板４２内部に分圧圧力勾配がつくり出され、燃料流路３８から酸素透過膜３６を通して溶存酸素が抽出される。その後酸素が減圧ポート２９を通して排出される。
【００２４】
流路アセンブリ３４の特定の数量は、燃料の種類、燃料温度、およびエンジンからの要求質量流量といった、用途に固有の要求事項により決定される。さらに、異なる量の溶存酸素を含有する異なる燃料は、所望の量の溶存酸素を除去するために異なる量の脱酸素化を必要とする場合がある。
【００２５】
各々の流路板アセンブリ４４は、インレット２６とアウトレット３０との間（図２Ａ）に一つの燃料流路３８（図３）を画定する。望ましくはインレット２６とアウトレット３０との間に複数の平行な流路３８が脱酸素装置１４内の複数の流路アセンブリ３４によって画定される。燃料から除去される溶存酸素量を最大限にするため、各々の燃料流路３８の形態は、望ましくは燃料の酸素透過膜３６に対する露出を最大化するように画定される。燃料流路３８は、望ましくは燃料が酸素透過膜３６と接触するように十分小さく、かつ燃料流を制限しないように十分に大きい。
【００２６】
各々の流路板アセンブリ４４は、第１の流路板５２と、第２の流路板５４と、これらの間の流路板ガスケット５６（図２Ｄに単独で示す）と、を含んでなる。明確に示すために図示の実施例に示した流路板アセンブリ４４には２つの流路板と一つのガスケットのみを示しており、任意の複数のプレートアセンブリが外側ハウジングプレート５０ａ，５０ｂの間に配置されうることを理解されたい。
【００２７】
第１の流路板５２および第２の流路板５４は、望ましくは例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、さらに望ましくは炭素繊維が２０％（重量％）まで充填されたＰＰＳのような熱可塑性樹脂といった非金属材料で製造される。第１の流路板５２および第２の流路板５４は、望ましくは米国デラウェア州のＥ．Ｉ．デュ・ポン・ド・ヌムール社で製造されたＫＡＰＴＯＮ（登録商標）フィルムなどの非金属材料で製造される。型成形でなく機械加工された材料はもとより、燃料と適合する（反応性がない）導電性のある（静電荷の蓄積を防ぐ）その他のプラスチックが代わりに用いられうることを理解されたい。
【００２８】
第１の流路板５２および第２の流路板５４は酸素輸送を向上させる流路インピンジメント要素５５（図２Ｃ、図３）を含む。流路板５２、５４が組み合わせられると、流路板５２，５４によって画定された流路３８に入り組んだ２次元の流動特性を与えるように流路インピンジメント要素５５が交互に介在する（図４）。すなわち、各々の流路板５２，５４上の流路インピンジメント要素５５が、それぞれ流路板５２，５４の平面より上に延びている。流路板５２，５４がガスケット５６とともに組み合わされて流路板アセンブリ４４をなすと、流路インピンジメント要素５５が隣り合う流路板５２，５４から延びて完全な流路３８を形成する（図３）。
【００２９】
流路インピンジメント要素５５は大量の燃料流から膜表面への酸素輸送を向上させるとともに、非金属材料であるため重量と酸素透過膜３６を傷つけるおそれのある鋭い角とが最小限に抑えられる。脱酸素装置１４の流路インピンジメント要素５５は燃料流と複合酸素透過膜３６との接触を高め、溶存酸素の質量輸送を増加させる。
【００３０】
燃料流路３８を通流する燃料は酸素透過膜３６と接触する。減圧により燃料流路３８の内壁と複合酸素透過膜３６との間に酸素分圧の圧力勾配がつくり出され、これにより燃料内に溶存する酸素を拡散させて膜３６を支持する多孔質支持板４２を通して酸素を移動させ、そして燃料流路３８から間隔を介した酸素受入流路４０を通して脱酸素装置１４の外へと移動させる。一つの膜をベースとする燃料脱酸素装置のその他の様態およびこれに関連するコンポーネントについてのさらに詳しい理解については、本出願人に譲渡され、全体として本願の参照となる特許文献１の膜ベースの燃料脱酸素装置、特許文献３の熱管理装置およびその方法、および特許文献２の平面薄膜脱酸素装置を参照されたい。
【００３１】
第１の流路板５２および第２の流路板５４は、燃料の擾乱を通じて酸素の拡散率を増大させるうねを形成させる流路インピンジメント要素５５（図２）を含む。
【００３２】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、各々の流路板５２，５４は、これらの片側５２ａ，５４ａに燃料流をシールする溝５８と、反対側５２ｂ，５４ｂに直立隆起部６０と、を含む。溝５８は燃料プレートアセンブリ４４を密閉するように燃料プレートガスケット５６を受ける（図４Ｃ）。ガスケット５６（図２Ｄ）のほかに、接着フィルムやエポキシ液体などのその他のシーリング材料が、これに代えてもしくはこれに加えて、利用されうることを理解されたい。溝５８および直立隆起部６０は、望ましくは燃料プレート５２，５４の周りの燃料漏れ経路となりうる場所に画定される（図４Ｄ）。溝５８および直立隆起部６０は、望ましくは燃料プレート５２，５４の材料厚さが全体にわたって均等になるように正反対の位置となる。つまり、溝５８は、燃料プレート５２，５４の平面５２ａ，５４ａ内において、燃料プレート５２，５４の平面５２ｂ，５４ｂから直立隆起部６０が延びる高さと概ね等しい深さで延びる。
【００３３】
さらに各々の燃料プレート５２，５４は、片側５２ａ，５４ａに減圧流路を密閉する溝６２（図４Ｅ）と、反対側５２ｂ，５４ｂに燃料プレート減圧ガスケット６６（図４Ｃ）を受ける直立隆起部６４と、を含み、溝５８と直立隆起部６０とによる燃料プレートアセンブリ４４と同じように燃料プレートアセンブリ４４を密閉する。溝６２および直立隆起部６４は、望ましくは燃料プレート５２，５４の周りの燃料漏れ経路となりうる場所に画定される（図４Ｅ）。実施例では燃料プレート５２，５４のみを示したが、望ましくは各々のプレートが、シーリングを保証し、隣接するプレートの組立て時にアラインメントや係合を提供する溝‐ガスケット‐直立隆起部材接触面を含むことを理解されたい。複数の燃料プレートアセンブリ４４（図３）間に連絡を行う減圧ポート２９と、燃料インレット２６および燃料アウトレット３０とが、各々、脱酸素装置１４の短い側面（図４Ｇ）と、長い側面（図４Ｈ）と、に配置される。
【００３４】
レーザカットは、高精度シーリングガスケットや燃料プレート５２，５４を製造する一つの望ましい技術である。ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）もしくはその他の同様の非金属材料が、望ましくはＣＯ2レーザなどのコンピュータ制御の高精度レーザおよび所望のシーリングガスケットや燃料プレート構成のＣＡＤ設計ファイルによりカットされる。レーザは、シーリングガスケットや燃料プレート燃料流路の形状にカットするために要求されるパターンに従うようにプログラムされている。レーザカッティングは、段階的に、つまり後に組み合わせられる材料の層ごとに行われ、あるいは、完全な燃料プレートを提供するように一回の作業で行われ、例えば燃料プレート５２，５４が単一のプレートとして形成される。レーザカッティングは高精度シーリングガスケットや燃料プレートの大量生産において費用効果の高い製造技術を提供する。特にゴムタイプのシーリング材料で作られたレーザカット高精度シーリングガスケットは、漏出しないアセンブリを提供する。高精度シーリングガスケットや隣接する燃料プレートを製造するためにレーザカット技術を利用する利点は、特に積層燃料安定化装置アセンブリに関連性がある。
【００３５】
一般的に理解されているようにウォータジェットカッティングは本発明の高精度燃料安定化装置のシーリングや燃料プレートを製造するのに効果的なもう一つの技術である。ウォータジェットカッティングは絶対的な繰り返し精度をもち、材料特性もしくは温度に影響を及ぼさない。
【００３６】
一般的に理解されているように放電加工（ＥＤＭ）は本発明の高精度燃料安定化装置のシーリングや燃料プレートを製造するのに効果的なさらに別の技術である。放電加工製造は、製造数が少ないもしくは高い精度が要求される場合にかなり経済的で非常に好ましい製造工程である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の燃料脱酸素装置を使用するエネルギー変換装置（ＥＣＤ）およびこれに関連する燃料装置の一般的な概略図。
【図２Ａ】本発明の燃料脱酸素装置の斜視図。
【図２Ｂ】本発明の燃料脱酸素装置の分解組立図。
【図２Ｃ】脱酸素装置の拡大部分概略図。
【図２Ｄ】燃料脱酸素装置のガスケットの平面図。
【図２Ｅ】燃料脱酸素装置の拡大断面図。
【図３】流路の拡大概略断面図。
【図４Ａ】燃料脱酸素装置の燃料プレートの拡大上面図。
【図４Ｂ】図４Ａの燃料プレートの拡大下面図。
【図４Ｃ】第１の燃料プレートと第２の燃料プレートとの間にガスケットを有する溝と直立部との接触部分の拡大斜視図。
【図４Ｄ】燃料ガスケットの位置を示す燃料プレートの拡大平面図。
【図４Ｅ】減圧ガスケットの位置を示す燃料プレートの拡大平面図。
【図４Ｆ】燃料ポートおよび減圧ポートの位置を示した複数の燃料プレートの拡大斜視図。
【図４Ｇ】プレート内減圧ポートを示した燃料脱酸素装置の短軸に沿った拡大断面図。
【図４Ｈ】プレート内燃料連絡を示した燃料脱酸素装置の長軸に沿った拡大断面図。
【符号の説明】
【００３８】
３４…燃料流路アセンブリ
３６…酸素透過膜
３８…燃料流路
４０…酸素受入流路
４２…多孔質支持板
４４…流路板アセンブリ
５２…第１の流路板（燃料プレート）
５４…第２の流路板（燃料プレート）
５５…流路インピンジメント要素
５６…ガスケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料流路の第１の部分を画定する第１の非金属燃料プレートと、
前記燃料流路の第２の部分を画定する第２の非金属燃料プレートと、
前記第１の非金属燃料プレートと前記第２の非金属燃料プレートとの間に取付けられたガスケットと、
を備えてなる脱酸素装置の燃料プレートアセンブリ。
【請求項２】
前記第１の非金属燃料プレートが、前記燃料流路の前記第１の部分内に少なくとも部分的に形成された複数の層流インピンジメント要素を画定することを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項３】
前記複数の層流インピンジメント要素が、前記第１の非金属燃料プレートによって画定される表面よりも少なくとも部分的に上に延びることを特徴とする請求項２に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項４】
前記第２の非金属燃料プレートが第２の複数の層流インピンジメント要素を画定するとともに、この第２の複数の層流インピンジメント要素が、前記燃料流路の前記第１の部分内の前記複数の層流インピンジメント要素に介在する前記第２の複数の層流インピンジメント要素中に少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の非金属燃料プレートおよび前記第２の非金属燃料プレートが、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）で製造されることを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の非金属燃料プレートと前記第２の非金属燃料プレートとが同じ形状のものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の非金属燃料プレートおよび前記第２の非金属燃料プレートが、片面に溝をもつとともに反対側の面に直立隆起部をもつことを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の非金属燃料プレートが、前記ガスケットを受ける溝を含むとともに、前記第２の非金属燃料プレートが、前記溝と嵌合して前記ガスケットと接触する直立隆起部を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項９】
燃料流路の第１の部分内に形成された第１の複数の層流インピンジメント要素と、溝と、を画定する第１の非金属燃料プレートと、
前記燃料流路の第２の部分内に形成されるとともに前記第１の複数の層流インピンジメント要素の間に介在する第２の複数の層流インピンジメント要素と、直立突起部と、を画定する第２の非金属燃料プレートと、
前記溝内部に取付けられたガスケットであって、前記溝と嵌合可能な前記直立隆起部と接触して前記燃料流路の前記第１の部分と前記燃料流路の前記第２の部分とを密閉するガスケットと、
酸素受入流路と、
前記燃料流路および前記酸素受入流路と連通する酸素透過膜と、
を備えてなる脱酸素装置。
【請求項１０】
前記第１の非金属燃料プレートおよび前記第２の非金属燃料プレートが、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）で製造されることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１１】
前記第１の複数の層流インピンジメント要素および前記第２の複数の層流インピンジメント要素がレーザカットされることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１２】
前記第１の複数の層流インピンジメント要素および前記第２の複数の層流インピンジメント要素がウォータジェットで切断されることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１３】
前記第１の複数の層流インピンジメント要素および前記第２の複数の層流インピンジメント要素が放電加工により形成されることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１４】
前記第１の非金属燃料プレートと、前記第２の非金属燃料プレートと、前記ガスケットと、前記酸素透過膜と、を与圧する第１の外側ハウジングプレートおよび第２の外側ハウジングプレートをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１】
燃料流路の第１の部分を画定する第１の非金属燃料プレートと、
前記燃料流路の第２の部分を画定する第２の非金属燃料プレートと、
前記第１の非金属燃料プレートと前記第２の非金属燃料プレートとの間に取付けられたガスケットと、
を備えてなる脱酸素装置の燃料プレートアセンブリ。
【請求項２】
前記第１の非金属燃料プレートが、前記燃料流路の前記第１の部分内に少なくとも部分的に形成された複数の層流インピンジメント要素を画定することを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項３】
前記複数の層流インピンジメント要素が、前記第１の非金属燃料プレートによって画定される表面よりも少なくとも部分的に上に延びることを特徴とする請求項２に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項４】
前記第２の非金属燃料プレートが第２の複数の層流インピンジメント要素を画定するとともに、この第２の複数の層流インピンジメント要素が、前記燃料流路の前記第１の部分内の前記複数の層流インピンジメント要素に介在する前記第２の複数の層流インピンジメント要素中に少なくとも部分的に形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の非金属燃料プレートおよび前記第２の非金属燃料プレートが、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）で製造されることを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の非金属燃料プレートと前記第２の非金属燃料プレートとが同じ形状のものであることを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の非金属燃料プレートおよび前記第２の非金属燃料プレートが、片面に溝をもつとともに反対側の面に直立隆起部をもつことを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の非金属燃料プレートが、前記ガスケットを受ける溝を含むとともに、前記第２の非金属燃料プレートが、前記溝と嵌合して前記ガスケットと接触する直立隆起部を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料プレートアセンブリ。
【請求項９】
燃料流路の第１の部分内に形成された第１の複数の層流インピンジメント要素と、溝と、を画定する第１の非金属燃料プレートと、
前記燃料流路の第２の部分内に形成されるとともに前記第１の複数の層流インピンジメント要素の間に介在する第２の複数の層流インピンジメント要素と、直立突起部と、を画定する第２の非金属燃料プレートと、
前記溝内部に取付けられたガスケットであって、前記溝と嵌合可能な前記直立隆起部と接触して前記燃料流路の前記第１の部分と前記燃料流路の前記第２の部分とを密閉するガスケットと、
酸素受入流路と、
前記燃料流路および前記酸素受入流路と連通する酸素透過膜と、
を備えてなる脱酸素装置。
【請求項１０】
前記第１の非金属燃料プレートおよび前記第２の非金属燃料プレートが、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）で製造されることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１１】
前記第１の複数の層流インピンジメント要素および前記第２の複数の層流インピンジメント要素がレーザカットされることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１２】
前記第１の複数の層流インピンジメント要素および前記第２の複数の層流インピンジメント要素がウォータジェットで切断されることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１３】
前記第１の複数の層流インピンジメント要素および前記第２の複数の層流インピンジメント要素が放電加工により形成されることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【請求項１４】
前記第１の非金属燃料プレートと、前記第２の非金属燃料プレートと、前記ガスケットと、前記酸素透過膜と、を与圧する第１の外側ハウジングプレートおよび第２の外側ハウジングプレートをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の脱酸素装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【公開番号】特開２００７−１９２５３３（Ｐ２００７−１９２５３３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１５１（Ｐ２００７−３１５１）
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５９０００５４４９）ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション (581)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＴＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５９０００５４４９）ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション (581)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＴＥＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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