航空機エンジンによって発生されたガスの汚染に対する分析のための等速性プローブ

【課題】分解および組み立て直しのし易い等速性プローブであって、充分な精度で空気取入れ速度を知ることができる等速性プローブを提案すること。
【解決手段】航空機エンジンによって発生されたガスの汚染に対する分析のための等速性プローブ。等速性プローブは、ガスストリームが流れる管路（１４）の中に挿入された上流端部（２４）と、取出し管のオリフィスに設けられたガスストリーム流入速度調整手段とを有する空気取出し管を備える。管は、基部（１０）上に固定された形で取り付けられた下流端部を有する。基部は、通路ブッシュ（１２）の内径ｄ内に取り付けられた外径を有する。通路ブッシュの内径ｄは、管の上流端部が通路ブッシュの内径を通って嵌合するのに適切であるように充分に大きい。プローブはまた、基部に連結された端部を有した測定チャンバ（６）も備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスストリームが流れる管路の中に挿入された上流端部を有した空気取出し管（ａｉｒｔａｐｐｉｎｇｔｕｂｅ）を備え、取出し管のオリフィスにガスストリーム流入速度調整手段が設けられた、等速性（ｉｓｏ−ｋｉｎｅｔｉｃ）プローブ、特に航空機エンジンによって発生されたガスの汚染に対する分析のための等速性プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
旅客機では、客室の加圧用空気は、圧縮空気に対してエンジンによって実施される取り出しによって供給される。この理由から、この空気に、客室の乗客による呼吸に対して空気を不適切なものにする汚染物質が存在していないことを検証する必要がある。
【０００３】
航空機エンジンによって発生されたガスの汚染に対する分析のための測定プローブが知られている。これらのプローブは等速性である。これは、空気が、プローブの取出し端部内と、取り出しが実施される空気流内とで同じ速度で流れているということを意味している。異なる３つの直径を有する取付け具が設けられており、取出し穴の直径が取入れアイソフローにおいて縮小すると、取付け具内の空気の流入速度が上昇するということが理解される。代替え案または追加として、プローブ下流のポンピングシステムによって取出し管の流入調整が得られる。
【特許文献１】仏国特許第２１４１２２０号明細書
【特許文献２】米国特許第４０３４６１１号明細書
【特許文献３】米国特許第３２５２３２３号明細書
【特許文献４】米国特許第３３９５５１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなプローブでは、取入れ速度は、精確さの著しい欠如をともなってしか分からない。さらに、取付け具を変更すると、試料採取管を分解することが必要になる。しかし、この分解は不都合であり、時間が掛かる。さらに、組み立て直し後、プローブの検査管上での連結の気密性を検査する必要がある。
【０００５】
本発明の目的は、分解および組み立て直しのし易い等速性プローブであって、充分な精度で空気取入れ速度を知ることができる等速性プローブを提案することによって、これらの欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これらの目的は、本発明によって、管が、基部に固定した形で取り付けられた下流端部を有し（この取付けは気密性を保証している）、上記基部が、通路ブッシュの内径に取り付けられた外径を有し、通路ブッシュの内径が、管の上流端部が通路ブッシュの内径を通って嵌合するのに適切であるように充分大きく、またプローブが、基部に連結された端部を有した測定チャンバも備えるということによって、達成される。
【０００７】
これらの特徴によって、取出し管と取出し管が通路管の外側で取り付けられた基部とを単に取り外すことによって、上記管路の内側にアクセスする必要なく管路の外側から取出し管を引き抜くことが可能になる。
【０００８】
好ましくは取出し管の端部は湾曲されている。
【０００９】
一実施形態によると、基部は、通路ブッシュの対応するフレア部（ｆｌａｒｅｄｐａｒｔ）内に挿入されたフレア部を有する。
【００１０】
有利には、基部のフレア部は、ナットによって、通路ブッシュのフレア部に載って適所にしっかりと保持されている。
【００１１】
好ましくは測定チャンバはノズルでテーパ付けされた端部を有し、上記ノズルは、ナットによって、基部のフレア部に載って適所にしっかりと保持されている。
【００１２】
これらの特徴によって、分解するのに単純かつ簡単な取出し管の組み立てがガスストリームで実施される。取出し管を分解するには、測定チャンバのノズルを基部のフレア部で適所に保持しているナットを単に外すだけでよく、これによって上記基部が解放され、通路ブッシュの内径から基部を取り外すことが可能になる。
【００１３】
好ましい一実施形態では、本発明による等速性プローブは、静圧測定手段、全圧測定手段、および温度測定手段を測定チャンバ内に設けて備える。
【００１４】
全圧測定手段は例えばピトー管である。
【００１５】
温度測定手段は例えば熱電対からなる。
【００１６】
３つの変数、即ち全圧、静圧、および温度を判定することによって、流量を算出することが可能となる。得られた流量値によって、所与の形状についての測定チャンバ内のガス速度を得ることが可能になる。測定チャンバ内のガス速度を判定することによって、上流のガス速度、即ち取出し管のオリフィスにおけるガス速度を流量保存方程式によって算出することが可能になる。
【００１７】
有利には、等速性プローブは、異なる直径の湾曲端部を有したいくつかの取出し管を備え、上記取出し管はそれぞれ、共通の外径の基部上に設けられており、上記直径は、最大直径を備えた管の湾曲端部が通路ブッシュの内径を通って嵌合するのに適切であるように充分大きい。
【００１８】
このようにして、取出し管内のガス進入速度を、管を変更することによって簡単に調整することが可能である。この動作は、以上に説明したように、取出し管を外側から簡単かつ迅速に分解することができるので、迅速に実施することができる。
【００１９】
また、取出し管のオリフィスにおけるガス取入れ速度を、測定チャンバに連結された取入れポンプによって調整することも可能である。このポンプによって、試料採取管の入口における空気速度を加速させ、したがって上記速度を管路内の空気の速度と等しくすることが可能になる。
【００２０】
他の実施形態では、等速性プローブは、空気取出し管の端部の入口における通路断面を変化させることを可能にする隔膜を備える。管路の外側から起動することができるこの隔膜の存在に起因して、ガスが通過できる通路の断面を変化させること、結果的に取出し管のオリフィスにおけるガスの速度を、連続的に変化させることが可能である。
【００２１】
例証としてここに掲げた一実施形態の一実施例についての、添付図面を参照した以下の説明を読めば、本発明の他の特徴および利点が明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
全体を指す符号２を用いてここに示した本発明による等速性プローブは、取出し管４と測定チャンバ６とからなる。取出し管４は基部１０が取り付けられた下流端部８を備える。基部１０は、取出し管の端部８に例えばはんだ付けまたは溶接されている。基部１０は、通路ブッシュ１２の内径内で調整された外径を有する。通路ブッシュ１２は、大直径の管路１４の外側に、例えば溶接またははんだ付けされて固定されている。
【００２３】
基部１０は、実施形態では１６で表した円錐形のフレア端部を備える。この円錐部は、通路ブッシュ１２の相補的な円錐部１８上に載っている。測定チャンバの下方端部は、円錐部１６の内側部に対して載置されたノズル２０を備える。ノズル２０は、ナット２２によって適所で締め付けられた状態になっている。このように、円錐部１６は、通路ブッシュ１２の円錐部１８とノズル２０の円錐端部との間で保持されている。
【００２４】
取出し管４は、オリフィス２６および湾曲部２８を備えた上流端部２４を有する。図２および図３で分かるように、管路１４は円形断面を表し、オリフィス２６は管路１４の円形断面の中心に位置付けられている。
【００２５】
取出し管は以下のように引き抜かれる。最初に、通路ブッシュ１２に係合されたネジ付き部を備えたナット２２が緩められ、取り外される。ナットが緩められた後は、測定チャンバ６が取り外され、これによって基部１０が解放される。次いで、取出し管４を通路ブッシュ１２に通して挿入することによって、取出し管４の全体を取り外すことが可能になる。この目的のために、通路ブッシュ内に設けられた穴の内径ｄが、管の湾曲部２８とそのフレア形状を有したオリフィス２６との通過を可能にするほど充分に大きいことに留意することが重要である。
【００２６】
管の組み立て直し、または新たな管の組み立てはこの逆に実施される。したがって、管路１４の内側にアクセスすることなく取出し管４を迅速に変更することが可能となることが観察される。
【００２７】
図４は図１の平面ＩＶ−ＩＶに沿った断面図を、図５は測定手段の外部斜視図を表している。これらの測定手段は、ピトー管３０からなる全圧測定手段と、静圧センサ３２によってなる静圧測定手段と、温度測定手段とを備える。
【００２８】
全圧、静圧、および温度を判定することによって、ベルヌーイ方程式によって流量を算出することが可能となる。流量を判定することによって、所与の形状についての速度を算出することが可能になる。測定チャンバにおける流体の速度を判定することによって、流量保存方程式によって、上流の速度、即ち取出し管４のオリフィス２６における速度を判定することが可能である。
【００２９】
円形管路１４の縦軸に対して完全に位置合わせされた穴のオリフィス２６の角度配向を保証するために、角度配向手段が設けられた。ここに表した一実施形態の実施例では、これらの手段は、通路ブッシュ１２から形成された溝４０と、基部１０の円錐部１６内に形成されたピン４２とからなる。ピン４２が溝４０内に挿入されると、オリフィス２６が管路１４に対して正しい角度配向を有することが保証される。さらに、ピン４２は、取出し管が通路ブッシュ１２に対して回転することを防止する。したがって、ピン４２は、回転防止機能も同時に提供する。
【００３０】
図７、図８、および図９は、異なる直径の取出し管４ａ、４ｂ、４ｃが設けられた、本発明による同じ等速性プローブの３つの図を表している。最大直径を備えた管は４ａである。この直径は、管４ｂの直径よりも大きく、管４ｂは管４ｃの直径よりも大きい。他方で、様々な基部１０ａ、１０ｂ、１０ｃの外径ｄは同じである。このように、異なる直径の等速性プローブ２の管を嵌合することが可能であり、これによってオリフィス２６ａ、２６ｂ、または２６ｃ内の速度を調整することが可能となる。速度は、管の直径が縮小するにつれて上昇する。その結果、所与のポンピング能力について、管内の低い気流速度に対しては、最大直径を備えたプローブが選択されることになる（逆に、管内の高い気流速度に対しては、最小直径が選択されることになる）。管を別の管に交換するためには、ナット２２が緩められ、測定チャンバ６が取り除かれる。次いで取出し管４ａ、４ｂ、または４ｃが直接にアクセス可能となる。基部１０ａ、１０ｂ、または１０ｃの外径は、通路ブッシュ１２の内径内を自由に滑動することができる。通路ブッシュ１２の内径ｄは、最大直径を備えた管、この場合は管４ａが、通路ブッシュ内に設けられた穴に嵌合することができるほど充分に大きくなるように設けられていることが観察される。交換されるべき取出し管が取り外されてしまうと、別の通路管、例えば管４ｂまたは４ｃが位置決めされ、測定チャンバ６が適所に戻され、ナット２２が締め直される。したがって変更が完了される。管路１４の内側にアクセスせずに、この変更が迅速に実施されてアセンブリの気密性を保障することに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による等速性プローブの全体断面図である。
【図２】図１で表した等速性プローブの外観図である。
【図３】図１および図２で表した等速性プローブの斜視図である。
【図４】図１の平面ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】本発明によるプローブの上方端部の外側斜視図である。
【図６】角度配向および回転防止システムの詳細図である。
【図７】取出し管の直径が徐々に縮小している、本発明による等速性プローブの断面図である。
【図８】取出し管の直径が徐々に縮小している、本発明による等速性プローブの断面図である。
【図９】取出し管の直径が徐々に縮小している、本発明による等速性プローブの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
２等速性プローブ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ取出し管
６測定チャンバ
８下流端部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ基部
１２通路ブッシュ
１４管路
１６、１８円錐部
２０ノズル
２２ナット
２４上流端部
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃオリフィス
２８湾曲部
３０ピトー管
３２静圧センサ
３４温度測定手段
４０溝
４２ピン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスストリームが流れる管路（１４）の中に挿入された上流端部（２４）を有した空気取出し管を備え、取出し管のオリフィスにガスストリーム流入速度調整手段が設けられた、等速性プローブ、特に航空機エンジンによって発生されたガスの汚染に対する分析のための等速性プローブであって、管（４）が、基部（１０）に固定された形で取り付けられた下流端部を有し、前記基部（１０）が、通路ブッシュ（１２）の内径ｄに取り付けられた外径を有し、通路ブッシュの内径が、管（４）の上流端部（２４）が通路ブッシュ（１２）の内径を通って嵌合するのに適切であるように充分大きく、このプローブが、基部に連結された端部を有した測定チャンバ（６）も備えることを特徴とする、等速性プローブ。
【請求項２】
試料採取管の上流端部（２４）が湾曲されていることを特徴とする、請求項１に記載の等速性プローブ。
【請求項３】
管（１０）が、通路ブッシュ（１２）の対応するフレア部（１８）内に挿入されたフレア部（１６）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の等速性プローブ。
【請求項４】
基部のフレア部が、ナット（２２）によって、通路ブッシュのフレア部（１８）に載って適所にしっかりと保持されていることを特徴とする、請求項３に記載の等速性プローブ。
【請求項５】
測定チャンバがノズル（２０）でテーパ付けされた端部を有し、前記ノズルが、ナット（２２）によって、基部のフレア部に載って適所にしっかりと保持されていることを特徴とする、請求項４に記載の等速性プローブ。
【請求項６】
静圧測定手段、全圧測定手段、および温度測定手段（３０、３２、３４）を測定チャンバ内（６）に設けて備えることを特徴とする、請求項１に記載の等速性プローブ。
【請求項７】
全圧測定手段がピトー管（３０）であることを特徴とする、請求項６に記載の等速性プローブ。
【請求項８】
温度測定手段が熱電対からなることを特徴とする、請求項６または７に記載の等速性プローブ。
【請求項９】
異なる直径の上流端部を有したいくつかの取出し管（４ａ、４ｂ、４ｃ）を備え、前記取出し管がそれぞれ、共通の外径ｄの基部上に取り付けられ、前記直径が、最大直径（４ａ）を備えた管の湾曲端部が通路ブッシュ（１２）の内径を通って嵌合するのに適切であるように充分大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の等速性プローブ。
【請求項１０】
測定チャンバに連結された少なくとも１つの取入れポンプを備え、前記ポンプが、取出し管（２６）のオリフィスにおけるガス取入れ速度を調整することを可能にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の等速性プローブ。
【請求項１１】
空気取出し管の端部の入口における通路断面を変化させることを可能にする隔膜を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の等速性プローブ。

【図１】