Details

1. 序論
OBIGGS試験装置は、軍用および輸送機用のオンボード不活性ガス発生システム（OBIGGS）の包括的な認定、受け入れ、および研究開発試験を実施するために設計されたターンキー型地上ステーションです。ブリードエア条件（圧力、温度、湿度および動的過渡現象）を精密に再現することにより、この試験装置は膜の完全性、不活性ガス純度、応答時間および気密性といったすべての重要な性能パラメータを検証し、システムが業界および規制要件を満たすか、それを上回ることを保証します。

主要機能:
• 完全にシーケンス化された、PLC制御の試験プロファイル（パラメータは調整可能）  
• 圧力、流量、温度、ガス組成の高速データ収集（1 Hz–10 Hz）  
• 認証対応の自動レポート生成および生データ出力（CSV/PDF/XML）  
• ターンキー導入、オペレータートレーニング、保守サポート  

2. OBIGGS: 目的と応用
2.1. なぜ燃料タンクの不活性化が必要か？  
燃料タンクの空間（ウレージ）は、燃料と空気の混合気で満たされており、酸素濃度が約12%を超えると爆発性を帯びます。点火源には、落雷、静電気放電、戦闘または衝撃損傷、高エネルギー火花などが含まれます。不活性化は酸素を排除し、燃焼の三角形（燃料＋酸化剤＋点火源）を断ち切ることで壊滅的な爆発を防止します。

2.2. OBIGGSの動作  
1. ブリードエアの取り出し: エンジン圧縮機域から空気を抽出（200–300 ℃, 4–7 bar）。  
2. 空気前処理: 多段フィルタリングと熱交換器によりISO 8573-1 クラス1.1.1に準拠した粒子、オイル残渣、湿気を除去。  
3. 膜分離: 中空糸膜バンドルがO₂およびH₂Oを選択的に透過させ、保持された窒素富化空気（NEA）は≥ 90% N₂純度を達成。  
4. ウレージ不活性化: NEAを継続的にタンクのウレージに導入し、O₂を10–12%以下に維持。  
5. パーミエート処理: 酸素富化排気は大気に放出または低圧リターンへリサイクル。  

2.3. 利点と用途  
• 生存性: 戦闘損傷や落雷時の爆発を防止。  
• 規制適合性: FAA/EASA燃料タンク安全規則、MIL-STD-810G、SAE AS82137に準拠。  
• 重量と容積削減: 重いガスボンベ不要 ― 膜モジュールは小型軽量。  
• 継続的保護: 全飛行フェーズで不活性化を保証。  
• 低ライフサイクルコスト: 可動部品が最小限、膜寿命は5,000時間以上、フィルタ交換のみ。  

運用実績: F-16, Rafale, Eurofighter, A-330 MRTT, KC-135, 軍用ヘリコプター, UAV。

3. システムアーキテクチャ
3.1 空気供給と圧力制御  
  - 8 bar(g) @ 1 000 LPM NTP 主入口, ISO 8573-1 フィルタリング  
  - PR-1 (0,5–12 bar, 3 500 LPM) および PR-2 (0,5–7 bar, 1 600 LPM) 高精度レギュレータ  
  - 二安定ボールバルブ4基（–0,95 → +30 bar, 15 mm 接続）による隔離  

3.2 流量制御と測定  
  - 手動ニードルバルブによるスイープレートプロファイリング（1–10 bar）  
  - 質量流量計:  
    ▪ FM-1: 0–100 LPM (±2 % F.S.)  
    ▪ FM-2: 50–500 LPM (±2 % F.S.)  
    ▪ FM-3/4: 94–944 ccm (±2 % F.S.) ― 低流量用  

3.3 酸素分析  
  - Servomex MiniMP 5200 パラマグネティック分析計  
  - 範囲: 0–100 % O₂, ±0,02 % 精度, T₉₀ < 15 s  
  - 自動ゼロ／スパン校正、内蔵圧力・温度補償  

3.4 制御とデータ収集  
  - Siemens S7-1200 PLC アナログ／デジタルI/O  
  - 10.1″ HMIタッチスクリーンによるリアルタイム制御とトレンド表示  
  - Windows 10 ラップトップ＋カスタムSCADA: 試験スクリプト、ライブチャート、CSV/PDF/XMLエクスポート  

4. 技術仕様

    

      

        
カテゴリ
        
仕様
      
    
    

      

        
空気圧
        
入口: 8 bar(g) @ 1 000 LPM NTP
濾過: ISO 8573-1 クラス 1.1.1
PR-1: 0.5–12 bar, 3 500 LPM
PR-2: 0.5–7 bar, 1 600 LPM
      
      

        
バルブ & 接続
        
入出力バルブ: 4× 15 mm バイスタブルボールバルブ (–0.95→+30 bar)
ニードルバルブ: 2× 1–10 bar 調整可能
プッシュイン継手、8 mm/12 mm 配管
      
      

        
流量計測
        
FM-1: 0–100 LPM ±2 % F.S.
FM-2: 50–500 LPM ±2 % F.S.
FM-3/4: 94–944 ccm ±2 % F.S.
      
      

        
ガス分析
        
アナライザー: Servomex MiniMP 5200 (常磁性式)
範囲: 0–100 % O2
精度: ±0.02 % O2
T90: < 15 s
      
      

        
制御システム
        
PLC: Siemens S7-1200
HMI: 10.1″ TFTタッチスクリーン
ソフトウェア: カスタムSCADA (試験シーケンス、データエクスポート)
      
      

        
データ記録
        
サンプリングレート: 1–10 Hz
メモリ: ローカルSSD; USBバックアップ
エクスポート: CSV, PDF, XML
      
      

        
電気
        
電源: 230 VAC ±10 %, 50 Hz, 2 kW
保護: RCD, 過電流遮断器, 非常停止
EMC: EN 55011, EN 61326 準拠
      
      

        
機械
        
フレーム: 粉体塗装済み304ステンレス鋼
寸法: 1 200×800×1 600 mm (長×幅×高)
重量: 約320 kg
可搬性: ロック付きキャスター
      
      

        
環境条件
        
動作環境: +10 °C ～ +50 °C (オプションチャンバー: –20 °C ～ +60 °C)
湿度: 10–90 % RH, 結露なし
      
      

        
安全機能
        
非常停止、16 barの安全弁、セーフティインターロック
漏洩アラーム
      
      

        
規格適合性
        
CE (EMC, LVD)、MIL-STD-810G (衝撃/振動/温度)、ISO 9001:2015
      
      

        
ドキュメント
        
IQ/OQ/PQプロトコル、FAT/SATテンプレート、校正証明書
      
      

        
トレーニング & サポート
        
2日間のオンサイトトレーニング; 12か月保証 (36か月まで延長可能); 年次メンテナンス契約あり
      
    


5. 機械設計と環境設計  
• シャーシと筐体: 耐食性304ステンレス、粉体塗装、耐改ざんパネル＋クイックリリース。  
• 移動性: ヘビーデューティキャスター＋統合ブレーキ。  
• 熱管理: 電子機器用強制換気、オプションで環境試験用温調チャンバー（–20 ℃～+60 ℃）。  
• サービスアクセス: 色分けされた空圧系統、明確な接続ラベル、着脱可能パネルによる迅速な保守・校正。  

6. 運用手順
1. 設置と校正  
  - 空圧および230 VAC電源の単一接続  
  - 分析計の自動ゼロ／スパン校正、システム気密試験（10 barを5分保持）  

2. 試験シーケンス  
  - プロファイル定義: 圧力ランプ（0.5 barステップ）、流量スイープ（50→500 LPM）、温度サイクル  
  - HMIまたはSCADAで開始、PLCがバルブ制御とデータ収集を実行  

3. リアルタイム監視  
  - 主要パラメータのライブトレンド表示: P_in, 膜差圧, 流量, O₂%  
  - アラーム閾値: 過圧, O₂逸脱, 漏れ  

4. レポートと分析  
  - 認証対応の自動生成レポート: グラフ、表、合否サマリー  
  - 生データをエクスポートして個別解析（MATLAB, Pythonなど）  

7. 安全性、適合性、品質
• 安全インターロック: 非常停止がすべての電源・空圧ラインを遮断、16 bar過圧バルブ、漏れ検知で自動停止  
• 規制適合性: CEマーキング（EMC/LVD）、MIL-STD-810G 衝撃/振動/温度、ISO 9001:2015 品質保証  
• 文書パッケージ: 初品検査（FAI）、トレーサブルな校正証明書、IQ/OQ/PQプロトコル、FAT/SATテンプレート、完全な操作・保守マニュアル  

8. 設置、トレーニング、アフターサービス
• 設置: 単一接続、現場立ち上げ（工場エンジニアによる）、FATデモンストレーション  
• トレーニング: 2日間の実技オペレーションおよび保守トレーニング（運用、校正、トラブルシュート、安全手順）  
• サポート:  
  - 保証: 標準12か月（最大36か月まで延長可能）  
  - 保守契約: 年次校正、ソフト更新、優先部品供給  
  - リモートサポート: VPNによる安全診断とソフト支援  

OBIGGS試験装置は、航空機OEM、MROデポ、研究開発センターに対し、不活性ガス発生システムの検証と認証のための妥協なきエンドツーエンドソリューションを提供します。その堅牢な設計、包括的な自動化、ターンキーサポートにより、立ち上げ時間と運用リスクを最小化し、要求の厳しい航空シナリオにおいて最大限の安全性と規制適合性を保証します。