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JP-2026077566-A - 極低温液体貯蔵システム

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Abstract

【課題】極低温液体貯蔵システムを提供する。 【解決手段】外側タンクと、外側タンクの内側にあり極低温液体を貯蔵するように構成される内側タンクと、隔離弁と、外側タンクの外側にあり隔離弁を介して内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために内側タンクに流体的に接続される回収室であって、隔離弁は内側タンクから回収室を隔離するために作動することができる回収室と、内側タンクと回収室との間を移動可能な測定プローブとを備える極低温液体貯蔵システム。 【選択図】図４

Inventors

  • ハリー ローレンス

Assignees

  • エアバス オペレーションズ リミティド

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20250821
Priority Date
20241025

Claims (18)

  1. 外側タンクと、 前記外側タンクの内側にあり、極低温液体を貯蔵するように構成される内側タンクと、 隔離弁と、 前記外側タンクの外側にあり、前記隔離弁を介して前記内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために前記内側タンクに流体的に接続される回収室であって、前記隔離弁は、前記内側タンクから前記回収室を隔離するために作動することができる回収室と、 前記内側タンクと前記回収室との間を移動可能な測定プローブと、を備える、極低温液体貯蔵システム。
  2. 前記内側タンクの内部に極低温液体を更に備え、前記測定プローブは、前記極低温液体に少なくとも部分的に浸漬される、請求項１に記載の極低温液体貯蔵システム。
  3. 前記測定プローブは、前記内側タンクの内部の極低温液体の量を測定するように構成される、請求項２に記載の極低温液体貯蔵システム。
  4. 前記回収室から前記内側タンクに延びる案内レール装置を更に備え、前記測定プローブは、前記案内レール装置に連結され、前記内側タンクと前記回収室との間を移動する時に前記案内レール装置に沿って移動するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  5. 前記案内レール装置の第１の部分は、前記内側タンク内で下方に延びており、前記案内レール装置の第２の部分は、前記回収室内で横方向に延びており、前記案内レール装置の湾曲部分は、前記案内レール装置の前記第１の部分を前記案内レール装置の前記第２の部分に接続する、請求項４に記載の極低温液体貯蔵システム。
  6. 前記隔離弁は、前記隔離弁を通る弁開口部を画定する筐体と、前記弁開口部を遮断するための閉止部とを備え、前記案内レール装置は、前記閉止部が移動可能になる間隙部を備える、請求項４または５に記載の極低温液体貯蔵システム。
  7. 前記案内レール装置は、前記回収室内に少なくとも１つの湾曲部分を有する、請求項４から６のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  8. 前記内側タンクと前記外側タンクとの間に管状の蛇腹部を更に備え、前記蛇腹部は、前記内側タンクを前記回収室に流体的に接続する、請求項１から７のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  9. 前記測定プローブは、鎖を更に備え、前記システムは、前記内側タンクと前記回収室との間で前記測定プローブを移動させるために前記鎖に係合するように配置される駆動機構を更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  10. 前記測定プローブが前記内側タンクの内部にある時に、前記鎖は前記隔離弁を介して前記回収室から前記内側タンクに延びる、請求項９に記載の極低温液体貯蔵システム。
  11. 前記内側タンクと前記外側タンクとの間に真空空間を更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  12. 前記回収室の内部に圧力センサを更に備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  13. 前記測定プローブは、１つ以上のケーブルを備え、前記測定プローブが前記内側タンクの内部にある時に、前記ケーブル（またはそれぞれのケーブル）は前記隔離弁を介して前記回収室から前記内側タンクに延びる、請求項１から１２のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  14. 前記測定プローブは、前記隔離弁を介して前記内側タンクと前記回収室との間を移動可能である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システム。
  15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の極低温液体貯蔵システムを備える、航空機。
  16. 極低温液体貯蔵システムの測定プローブにアクセスする方法であって、前記極低温液体貯蔵システムは、外側タンクと、前記外側タンクの内側の内側タンクと、前記内側タンクの内部の極低温液体と、隔離弁と、前記外側タンクの外側にあり前記隔離弁を介して前記内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために前記内側タンクに流体的に接続される回収室と、前記内側タンクの内部の測定プローブとを備え、前記方法は、 前記隔離弁を通って前記測定プローブを前記内側タンクから前記回収室に後退させる工程と、 前記内側タンクから前記回収室を隔離するために前記隔離弁を作動させ、それによって前記隔離弁を介して前記内側タンクから前記回収室に流体が流れることを防止する工程と、 前記回収室を開く工程と、 前記開かれた回収室の内部の前記測定プローブにアクセスする工程と、を備える、方法。
  17. 前記内側タンクから前記回収室を隔離するために前記隔離弁が作動されると、前記回収室をパージする工程を更に備える、請求項１６に記載の方法。
  18. 極低温燃料貯蔵システムを備える航空機であって、前記極低温燃料貯蔵システムは、 外側タンクと、 前記外側タンクの内側の内側タンクと、 前記内側タンクの内部の極低温燃料と、 隔離弁と、 前記外側タンクの外側にあり、前記隔離弁を介して前記内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために前記内側タンクに流体的に接続される回収室と、 前記内側タンクと前記回収室との間を移動可能な測定プローブであって、鎖を備え、前記測定プローブは、前記内側タンクにある時に前記極低温燃料に浸漬される測定プローブと、 前記回収室から前記内側タンクに延びており、前記測定プローブが移動可能である案内レール装置であって、 前記内側タンクの頂部から下方に延びる前記内側タンクの内部の第１の部分と、 前記案内レール装置の前記第１の部分に対して実質的に垂直に延びる前記回収室の内部の第２の部分とを備える案内レール装置と、を備える、航空機。

Description

本発明は、極低温液体貯蔵システム、航空機、及び極低温液体貯蔵システムの測定プローブにアクセスする方法に関する。 多壁貯蔵容器内に収容された構成要素に到達する難しさを考慮すると、極低温液体貯蔵システム、特に極低温貯蔵タンク内の構成要素を保守することは、困難である。そのような構成要素にアクセスすることは、しばしば、極低温貯蔵タンク内に貯蔵された液体を排出すること、真空を除去すること、及び構成要素に到達するためにユーザにタンクの内側への直接的なアクセスを提供することを要求する。これは、特に貯蔵タンクが極低温液体を貯蔵する場合に、一度極低温液体が排出され、要求される構成要素にアクセスする前に、装置を徐々に周囲温度まで上昇させなければならないので、時間を消費し、多大な労力を要する。 本発明の第1の態様は、外側タンクと、外側タンクの内側にあり極低温液体を貯蔵するように構成される内側タンクと、隔離弁と、外側タンクの外側にあり隔離弁を介して内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために内側タンクに流体的に接続される回収室であって、隔離弁が内側タンクから回収室を隔離するために作動することができる回収室と、内側タンクと回収室との間を移動可能な測定プローブとを備える極低温液体貯蔵システムを提供する。 外側タンクの外側に回収室を提供することは、例えば外側タンク及び内側タンクの両方の出入口を通るように、内側タンクへの直接的なアクセスを要求することなく、内側タンクに流体的に接続される容積へのユーザのアクセスを提供する。従って、内側タンクから回収室に（及びその逆に）移動可能な測定プローブを提供することは、プローブがより容易にアクセスされることを可能にし、例えば測定プローブの保守の容易さを改善し得る。回収室と内側タンクとの間に隔離弁を提供することは、内側タンクと回収室との間の流体の連通を選択的に防止することを可能にする。このようにして、回収室は内側タンク内の状態に影響を及ぼすことなく、アクセスされ、パージされ、または改変されるように、内側タンクから隔離され得る。 任意選択的に、測定プローブは、隔離弁を介して内側タンクと回収室との間を移動可能である。 極低温液体貯蔵システムは、内側タンクの内部に極低温液体を更に備えていてもよい。 極低温液体は、水素、ヘリウムまたは任意の他の極低温液体を備えていてもよい。「極低温液体」という用語は、ここでは－１５０℃未満の液体を称するために使用される。 極低温液体は、航空機燃料のような燃料を備えていてもよい。 測定プローブは、極低温液体に少なくとも部分的に浸漬されてもよい。 内側タンクの内部の極低温液体に浸漬された測定プローブを提供することは、極低温液体のパラメータの範囲を測定すること、または監視することを可能にし得る。これらのパラメータの例は、液体の液位もしくは量、または液体の温度を含んでいてもよい。 測定プローブは、内側タンクの内部の極低温液体の量（例えば、液体の体積、質量、または液位）を測定するように構成されてもよい。 内側タンクの内部の液体の量を測定するように構成される測定プローブを提供することは、内側タンクの内部の液体の量を経時的に監視することを可能にし得る。次に、このデータは、内側タンクの内部の極低温液体の量が予め定められた値に到達した時、または内側タンクが極低温液体で再補充されるべき時に、極低温液体の量の変化率を判定するために使用され得る。 極低温液体貯蔵システムは、回収室から内側タンクに延びる（１つ以上の案内レールを備える）案内レール装置を更に備えていてもよい。測定プローブは、案内レール装置に連結されてもよく、内側タンクと回収室との間を移動する時に案内レール装置に沿って移動するように構成されてもよい。 測定プローブは、案内レール装置によって案内されてもよく、及び／または案内レール装置によって拘束されてもよい。 任意選択的に、案内レール装置は、隔離弁の位置で間隙部を有する。 隔離弁は、流体が回収室と内側タンクとの間を流れ、流体の流れを防止するために作動される時にゲートまたは他の閉止部が横切って延びる、弁開口部を画定してもよい。そのように、案内レール装置は、弁開口部を通って延びてもよく、従って、隔離弁を介して回収室から内側タンクに延びてもよい。 案内レール装置は、内側タンクと回収室との間を移動する時に測定プローブが辿る経路を画定するための便利な構造を提供し得る。このようにして、案内レール装置は、内側タンクもしくは回収室の内部の測定プローブの位置、またはそれらの間の移動を制御するために使用され得る。 案内レール装置の第１の部分は、内側タンク内で下方に延びてもよい。案内レール装置の第２の部分は、回収室内で横方向に延びてもよい。案内レール装置の第２の部分は、案内レール装置の第1の部分に対して実質的に垂直であってもよい。案内レール装置の湾曲部分は、案内レール装置の第１の部分を案内レール装置の第２の部分に接続してもよい。 内側タンク内で下方に延びる案内レール装置の第１の部分を提供することは、任意選択的には内側タンクの頂部から、測定プローブが内側タンク内の案内レール装置に沿って下方に延びることを可能にし得る。これは、測定プローブが液位センサとして使用されることを可能にし得る。回収管内で横方向に延びる案内レール装置の第２の部分を提供することは、例えば回収室内で上方に延びる案内レール装置と比較して、極低温液体貯蔵システムの高さを低減することを可能にし得る。案内レール装置の湾曲部分は、湾曲部分に沿って測定プローブが内側タンクと回収室との間を移動し得る経路を提供してもよい。 隔離弁は、隔離弁を通る弁開口部を画定する筐体と、弁開口部を遮断するための閉止部とを備えていてもよい。案内レール装置は、閉止部が移動可能である間隙部を備えていてもよい。 弁開口部を遮断するように移動可能な物理的な閉止部を備える隔離弁を提供することは、内側タンクから回収室を隔離する便利な方法を提供し得る。流体の流れを遮断するために閉止部が弁開口部の全体にわたって延びる場合に、案内レールの間隙部は、閉止部が案内レール装置によって妨げられることなく作動されることを可能にする。 案内レール装置は、案内レール装置に沿った測定プローブの移動を制限するために、内側タンク内に終端停止部を備えていてもよい。 終端停止部は、例えばプローブがそれ自体の重量にて内側タンクの頂部から下方に垂れ下がる場合に、内側タンクの内部の目標位置を越える測定プローブの移動を制限するための、及び／またはプローブ内の張力を制御するための便利な方法を提供してもよい。 案内レール装置は、回収室内に少なくとも1つの湾曲部分を有していてもよい。案内レール装置は、回収室の内部でＵ字形経路を辿ってもよい。 回収室の内部に湾曲部分を有する案内レール装置を提供することは、プローブが回収室の内部にある時に、測定プローブを収容するために要求される回収室の長さを低減し得る。 極低温液体貯蔵システムは、内側タンクと外側タンクとの間に管状蛇腹部を更に備えていてもよい。蛇腹部は、内側タンクを回収室に流体的に接続し得る。 管状蛇腹部は、（例えば温度の変化による）外側タンクに対する内側タンクの移動に対応するために内側タンクと外側タンクとを接続する便利な方法を提供し得る。 任意選択的に、測定プローブは、鎖を更に備え、システムは、測定プローブを内側タンクと回収室との間で移動させるために鎖と係合するように配置されたピニオンギアのような駆動機構を更に備える。鎖は、内側タンクと回収室との間を移動可能であってもよい。 任意選択的に、測定プローブが内側タンクの内部にある時に、鎖は、隔離弁を介して回収室から内側タンクに延びる。 任意選択的に、測定プローブは、光ファイバケーブルまたは電気ケーブルのような１つ以上のケーブルを備える。任意選択的に、測定プローブが内側タンクの内部にある時、上記（またはそれぞれの）ケーブルは、隔離弁を介して回収室から内側タンクに延びる。 鎖は、可撓性の一連のリンクを備えていてもよく、任意選択的に、それぞれのリンクは、隣接するリンクに対して回転可能である。 鎖は、任意選択的には案内レール装置に沿って、測定プローブを直線運動で移動させるために、（ピニオンギアのような）駆動機構と係合する便利な構成要素を提供し得る。 駆動機構は、駆動機構を鎖から選択的に切り離すためのクラッチを備えていてもよい。 駆動機構を鎖から選択的に切り離すための手段を提供することは、任意選択的には保守のために、駆動機構及び／または回収室からの鎖の除去を容易にし得る。 内側タンクと外側タンクとの間に、真空空間が提供されてもよい。 内側タンクと外側タンクとの間に真空空間を提供することは、極低温液体貯蔵システムの断熱効果を改善することができ、特に内側タンクからの及び／または内側タンクへの熱伝達を低減することができる。 回収室は、回収室をパージするためのポンプに接続するための開口部を備えていてもよい。 回収室をパージすることは、回収室から流体を除去することとして定められ得る。回収室をパージするための手段を提供することは、例えばユーザに回収室へのアクセスを提供するために回収室が開かれる前に、回収室の流体を除去することを可能にする。 極低温液体貯蔵システムは、回収室の内部に圧力センサを更に備えていてもよい。 外側タンクの外側の回収室に圧力センサを提供することは、内側タンクへの直接的なアクセスを要求することなく、内側タンクと回収室とが流体的に接続された時に、内側タンク内の圧力を監視することを可能にし得る。これは、内側タンク内の圧力センサよりも容易にアクセスされ得るので、圧力センサの保守の容易さを向上させ得る。 本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の極低温液体貯蔵システムを備える航空機を提供する。極低温液体貯蔵システムは、航空機燃料貯蔵システムを備えていてもよい。 本発明の第３の態様は、極低温液体貯蔵システムの測定プローブにアクセスする方法を提供し、極低温液体貯蔵システムは、外側タンクと、外側タンクの内側の内側タンクと、内側タンクの内部の極低温液体と、隔離弁と、外側タンクの外側にあり隔離弁を介して内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために内側タンクに流体的に接続される回収室と、内側タンクの内部の測定プローブとを備え、方法は、隔離弁を介して測定プローブをタンクから回収室に後退させる工程と、内側タンクから回収室を隔離するために隔離弁を作動させ、それによって隔離弁を介して内側タンクから回収室に流体が流れることを防止する工程と、回収室を開く工程と、開かれた回収室の測定プローブにアクセスする工程とを備える。 方法は、内側タンクから回収室を隔離するために隔離弁が作動されると回収室をパージする工程を更に備えていてもよい。 隔離弁が作動されると回収室をパージすることは、内側タンクの状態及び／または流体に影響を及ぼすことなく回収室の内部の流体を除去することを可能にし得る。 本発明の第４の態様は、極低温燃料貯蔵システムを備える航空機を提供し、極低温燃料貯蔵システムは、外側タンクと、外側タンクの内側の内側タンクと、内側タンクの内部の極低温燃料と、隔離弁と、外側タンクの外側にあり隔離弁を介して内側タンクから回収室に流体が流れることを可能にするために内側タンクに流体的に接続される回収室と、内側タンクと回収室との間を移動可能な測定プローブであって、鎖を備え、測定プローブは内側タンクの内部にある時に極低温燃料に浸漬される測定プローブと、回収室から内側タンクに延びており測定プローブが移動可能である案内レール装置であって、内側タンクの頂部から下方に延びる内側タンクの内部の第１の部分と案内レール装置の第１の部分に対して実質的に垂直に延びる回収室の内部の第２の部分とを備える案内