JP2002541377A - 遠心ポンプを並列運転するための負荷分割バルブ及びシステム - Google Patents
遠心ポンプを並列運転するための負荷分割バルブ及びシステムInfo
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- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ポンプの並列運転を可能にし、運転していないポンプを介して逆流しないようにしたシステムを提供する。システムは、第２ポンプに並列な第１ポンプを有する。システムは、第１ポンプが運転されていない時に第１ポンプをフローが通過しないようにするための、第１ポンプと連通しているチェックバルブを更に有する。システムは、フローを制御するためにチェックバルブ、感知バルブ出口及び第２ポンプと連通している負荷分割バルブを更に有する。第２ポンプが運転されていない時には第１ポンプがシステムフローを供給し、第１ポンプが運転されていない時には第２ポンプがシステムフローを供給し、２台のポンプが運転されている時にはシステムフローは第１ポンプと第２ポンプの両方からのフローの部分からなる。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は、遠心ポンプを並列運転するためのシステムに関し、特に遠心ポンプ
を並列運転するための負荷分割バルブに関する。
を並列運転するための負荷分割バルブに関する。
【０００２】 （背景技術） ポンピング用途においては、しばしば２台の遠心ポンプを並列に運転すること
が望ましい場合がある。航空機産業では安全基準要求から、１台のエンジンに対
して２台のポンプを運転し、１台のポンプが故障しても別の１台のポンプがエン
ジンに燃料を供給し続けることができるようにすることが望ましい。遠心ポンプ
は、低フローでは追加手段なしに並列運転が許容されないという特性を有してい
る。遠心ポンプは、高フローでの並列運転が可能である。しかしながら、航空機
燃料ポンプは、広範囲のフローに対して運転しなければならない。また、ポンプ
が単一係着されたら低フローでの全需要が１台のポンプにより満たされることに
なり、別の１台のポンプが高圧力になって別の１台のポンプに逆流が生じること
になる。
が望ましい場合がある。航空機産業では安全基準要求から、１台のエンジンに対
して２台のポンプを運転し、１台のポンプが故障しても別の１台のポンプがエン
ジンに燃料を供給し続けることができるようにすることが望ましい。遠心ポンプ
は、低フローでは追加手段なしに並列運転が許容されないという特性を有してい
る。遠心ポンプは、高フローでの並列運転が可能である。しかしながら、航空機
燃料ポンプは、広範囲のフローに対して運転しなければならない。また、ポンプ
が単一係着されたら低フローでの全需要が１台のポンプにより満たされることに
なり、別の１台のポンプが高圧力になって別の１台のポンプに逆流が生じること
になる。
【０００３】 （発明の開示） 本発明の主な目的は、広範囲のフローに対する遠心ポンプの並列運転を可能に
するような改良したシステムを提供することにある。
するような改良したシステムを提供することにある。
【０００４】 本発明の別の目的は、低フローで遠心ポンプの同時並列運転を可能にするよう
な負荷分割バルブを提供することにある。
な負荷分割バルブを提供することにある。
【０００５】 本発明の更に別の目的は、ポンプの同時並列運転を可能にし、運転を停止して
いる並列ポンプを介して逆流しないようにしたシステムを提供することにある。
いる並列ポンプを介して逆流しないようにしたシステムを提供することにある。
【０００６】 ここで述べた目的及び利点は、遠心ポンプの並列運転を可能にする本発明のシ
ステムにより達成される。このシステムは、並列に配置された２台の遠心ポンプ
から構成されている。第１遠心ポンプの出口ライン上にチェックバルブが配置さ
れており、万が一第１ポンプが運転されていない場合でも第１ポンプを介して逆
流しないようにチェックバルブは閉になっている。
ステムにより達成される。このシステムは、並列に配置された２台の遠心ポンプ
から構成されている。第１遠心ポンプの出口ライン上にチェックバルブが配置さ
れており、万が一第１ポンプが運転されていない場合でも第１ポンプを介して逆
流しないようにチェックバルブは閉になっている。
【０００７】 フロー感知バルブは、第１ポンプ及び第２ポンプの出口に配置されている。２
台のポンプが両方共にフローを供給している場合には、感知バルブは閉位置のま
まである。第２ポンプからのフローがない場合には、感知バルブが開いて第１ポ
ンプからの流体を運び、負荷分割バルブの一部をバイパスする。
台のポンプが両方共にフローを供給している場合には、感知バルブは閉位置のま
まである。第２ポンプからのフローがない場合には、感知バルブが開いて第１ポ
ンプからの流体を運び、負荷分割バルブの一部をバイパスする。
【０００８】 負荷分割バルブは、第１ポンプからのフローを受容する第１ポンプ入力ポート
、第２ポンプからのフローを受容する第２ポンプ入力ポート、感知バルブからの
入力を受容するバイパス入力ポートの３つの入力ポートを有している。負荷分割
バルブは２つの出力ポートも有しており、２つの出力ポートは合わせてマニホー
ルドをなし、共用出力またはシステム出力を形成している。
、第２ポンプからのフローを受容する第２ポンプ入力ポート、感知バルブからの
入力を受容するバイパス入力ポートの３つの入力ポートを有している。負荷分割
バルブは２つの出力ポートも有しており、２つの出力ポートは合わせてマニホー
ルドをなし、共用出力またはシステム出力を形成している。
【０００９】 負荷分割バルブは負荷分割バルブ内に置かれた第２ポンプスプールを有し、第
２ポンプスプールは、負荷分割バルブの下流に設置された燃料制御デバイスまた
はその他のデバイスが必要とする流量の関数として位置決めされる。第２ポンプ
スプールの位置は、第２ポンプ窓の面積を決定する。第２ポンプスプールはまた
、第２ポンプ窓前後の一定の差圧を維持する。
２ポンプスプールは、負荷分割バルブの下流に設置された燃料制御デバイスまた
はその他のデバイスが必要とする流量の関数として位置決めされる。第２ポンプ
スプールの位置は、第２ポンプ窓の面積を決定する。第２ポンプスプールはまた
、第２ポンプ窓前後の一定の差圧を維持する。
【００１０】 第２ポンプスプールもまた、スプールの長さ方向に配置された第１組の窓及び
第２組の窓を有している。第１組の窓は、第１ポンプ入力ポートからのフローが
第２ポンプ窓の内部キャビティに入り込むことを許容する。第２組の窓は、第２
ポンプスプールの内部キャビティと第１ポンプ出力ポートを連通させる。好適実
施例においては、第１組の窓の面積は第２ポンプ窓の面積に等しい。
第２組の窓を有している。第１組の窓は、第１ポンプ入力ポートからのフローが
第２ポンプ窓の内部キャビティに入り込むことを許容する。第２組の窓は、第２
ポンプスプールの内部キャビティと第１ポンプ出力ポートを連通させる。好適実
施例においては、第１組の窓の面積は第２ポンプ窓の面積に等しい。
【００１１】 第１ポンプスプールは第２ポンプスプール内に配置され、第１組の窓前後の差
圧を維持する圧力調整弁として作用する。第１スプールが維持する差圧は、第２
ポンプスプールが維持する差圧に等しい。第１組の窓の面積及び差圧は第２ポン
プ窓の面積及び差圧に等しく、各ポンプは下流の燃料制御が必要とする全フロー
の半分を供給する。
圧を維持する圧力調整弁として作用する。第１スプールが維持する差圧は、第２
ポンプスプールが維持する差圧に等しい。第１組の窓の面積及び差圧は第２ポン
プ窓の面積及び差圧に等しく、各ポンプは下流の燃料制御が必要とする全フロー
の半分を供給する。
【００１２】 負荷分割バルブ及びシステムに対する基本運転モードは３つある。第１モード
では２台のポンプが両方共に運転可能であり、第１ポンプが負荷分割バルブの第
１ポンプ入力ポートにフローを供給し、第２ポンプが負荷分割バルブの第２ポン
プ入力ポートにフローを供給する。チェックバルブが開、感知バルブが閉になっ
ているので、第１ポンプは一定の圧力で負荷分割バルブの第１ポンプ入力ポート
にフローを供給し、第２ポンプは一定の圧力で負荷分割バルブの第２ポンプ入力
ポートにフローを供給する。
では２台のポンプが両方共に運転可能であり、第１ポンプが負荷分割バルブの第
１ポンプ入力ポートにフローを供給し、第２ポンプが負荷分割バルブの第２ポン
プ入力ポートにフローを供給する。チェックバルブが開、感知バルブが閉になっ
ているので、第１ポンプは一定の圧力で負荷分割バルブの第１ポンプ入力ポート
にフローを供給し、第２ポンプは一定の圧力で負荷分割バルブの第２ポンプ入力
ポートにフローを供給する。
【００１３】 全フローは、下流の燃料制御により設定される。負荷分割バルブの第２ポンプ
スプールの位置は、必要流量に応じて設定される。これは換言すれば、第２ポン
プ窓と第１組の窓に等しいフロー面積を設定することになる。第２ポンプスプー
ル及び第１ポンプスプールは、第２ポンプスプール窓前後及び第１組の窓前後の
差圧を等しく設定するので、Wf = ΔP1/2×A×定数により、各窓を通過するフロ
ーは等しい。従って、各ポンプは全フローの半分を供給する。
スプールの位置は、必要流量に応じて設定される。これは換言すれば、第２ポン
プ窓と第１組の窓に等しいフロー面積を設定することになる。第２ポンプスプー
ル及び第１ポンプスプールは、第２ポンプスプール窓前後及び第１組の窓前後の
差圧を等しく設定するので、Wf = ΔP1/2×A×定数により、各窓を通過するフロ
ーは等しい。従って、各ポンプは全フローの半分を供給する。
【００１４】 第１スプールは、第２組の窓の面積を変えることにより第１組の窓前後の圧力
差を維持し、第２組の窓前後の差圧が、第１ポンプからの圧力出力からチェック
バルブの差圧と第１組の窓前後の差圧を引いた値から、第２ポンプからの圧力出
力から第２ポンプ窓前後の差圧を引いた値を引いた値に等しくなるようにする。
差を維持し、第２組の窓前後の差圧が、第１ポンプからの圧力出力からチェック
バルブの差圧と第１組の窓前後の差圧を引いた値から、第２ポンプからの圧力出
力から第２ポンプ窓前後の差圧を引いた値を引いた値に等しくなるようにする。
【００１５】 第２モードでは、第１ポンプはフローを供給することができない。第１ポンプ
を介して逆流しないようにするためにチェックバルブが閉じることになり、負荷
分割バルブからのフロー出力の１００％が第２ポンプからのものになる。
を介して逆流しないようにするためにチェックバルブが閉じることになり、負荷
分割バルブからのフロー出力の１００％が第２ポンプからのものになる。
【００１６】 第３モードでは、第２ポンプはフローを供給することができない。感知バルブ
が開いて、第１ポンプの出力を負荷分割バルブのバイパス入力ポートに連通させ
る。第２ポンプスプールが移動して第２ポンプ入力ポートを閉じ、バイパス入力
ポートを第２ポンプ／バイパス出力ポートに連通させる。従って、負荷分割バル
ブからのフロー出力の１００％が第１ポンプから来る。
が開いて、第１ポンプの出力を負荷分割バルブのバイパス入力ポートに連通させ
る。第２ポンプスプールが移動して第２ポンプ入力ポートを閉じ、バイパス入力
ポートを第２ポンプ／バイパス出力ポートに連通させる。従って、負荷分割バル
ブからのフロー出力の１００％が第１ポンプから来る。
【００１７】 ［発明の詳細な説明］ （発明を実施するための最良の形態） ここで図１を詳しく見てみると、遠心ポンプを並列運転するための負荷分割バ
ルブ及びシステムが示され、通常は符号１０で表わされている。システム１０は
、第１遠心ポンプ１２及び第２遠心ポンプ１４を有している。第１遠心ポンプ１
２の出力の圧力は、第２遠心ポンプ１４の出力の圧力より大きい。
ルブ及びシステムが示され、通常は符号１０で表わされている。システム１０は
、第１遠心ポンプ１２及び第２遠心ポンプ１４を有している。第１遠心ポンプ１
２の出力の圧力は、第２遠心ポンプ１４の出力の圧力より大きい。
【００１８】 チェックバルブ１８は、第１ポンプ出口１６に連通している第１端部２０及び
ばね２４が作用する第２端部２２を有している。チェックバルブ１８は、第１ポ
ンプ１２がばね２４の力に打ち克つ程度に十分な圧力を供給している時は常に開
となる。従って、チェックバルブ１８の差圧はばね２４により決定される。
ばね２４が作用する第２端部２２を有している。チェックバルブ１８は、第１ポ
ンプ１２がばね２４の力に打ち克つ程度に十分な圧力を供給している時は常に開
となる。従って、チェックバルブ１８の差圧はばね２４により決定される。
【００１９】 ライン２８は、感知バルブ３０及び負荷分割バルブ３２に連通している。感知
バルブ３０は、第１ポンプ入力ポート３４と、第２ポンプ入力ポート３６、スプ
ール３８と、出力ポート４０を有している。第１ポンプ入力ポート３４は、ライ
ン２８に連通し、第１ポンプ１２の出力をスプール３８の第１端部４２に与える
。第２ポンプ入力ポート３６は、第２ポンプ出口４４に連通し、第２ポンプ１４
の出力をスプール３８の第２端部４６に与える。
バルブ３０は、第１ポンプ入力ポート３４と、第２ポンプ入力ポート３６、スプ
ール３８と、出力ポート４０を有している。第１ポンプ入力ポート３４は、ライ
ン２８に連通し、第１ポンプ１２の出力をスプール３８の第１端部４２に与える
。第２ポンプ入力ポート３６は、第２ポンプ出口４４に連通し、第２ポンプ１４
の出力をスプール３８の第２端部４６に与える。
【００２０】 第２端部４６は第１端部４２より面積が大きいので、第２ポンプ１４がフロー
を供給している時は常に、図で示すようにスプール３８が閉位置に移動し、第１
ポンプ入力ポート３４と出力ポート４０の連通を防止する。出力ポート４０は、
負荷分割バルブ３２のバイパス入力ポート４８に連通している。
を供給している時は常に、図で示すようにスプール３８が閉位置に移動し、第１
ポンプ入力ポート３４と出力ポート４０の連通を防止する。出力ポート４０は、
負荷分割バルブ３２のバイパス入力ポート４８に連通している。
【００２１】 負荷分割バルブ３２は、第１ポンプ入力ポート５０、第２ポンプ入力ポート４
１、バイパス入力ポート４８の３つの入力ポートを有している。第１ポンプ入力
ポート５０はライン２８に連通し、第２ポンプ入力ポート４１は第２ポンプ出口
４４に連通している。バイパス入力ポート４８は感知バルブ３８の出力ポート４
０に連通している。
１、バイパス入力ポート４８の３つの入力ポートを有している。第１ポンプ入力
ポート５０はライン２８に連通し、第２ポンプ入力ポート４１は第２ポンプ出口
４４に連通している。バイパス入力ポート４８は感知バルブ３８の出力ポート４
０に連通している。
【００２２】 負荷分割バルブは、第１ポンプ出力ポート５６及び第２ポンプ／バイパス出力
ポート５８も有している。出力ポート５６及び５８は、システム出力ライン６０
に連通している。
ポート５８も有している。出力ポート５６及び５８は、システム出力ライン６０
に連通している。
【００２３】 負荷分割バルブ３２内には、第２ポンプスプール５４が配置されている。第２
ポンプスプール５４は、第１の２つの窓６２及び第２の２つの窓６４を更に有し
ている。第１の２つの窓６２及び第２の２つの窓６４は、第２ポンプスプール５
４のキャビティ６５との連通を与える。第２ポンプスプール５４は第１端部６６
を更に有し、第１端部６６の位置は第２ポンプ窓６８の面積を決定する。第２ポ
ンプスプール５４の位置は、第１の２つの窓６２の面積も制御する。好適実施例
においては、第２ポンプ窓６８の面積と第１の２つの窓６２の面積は等しい。第
２ポンプスプール５４の第２端部７０は、ばね７２の座として働く。第２端部７
０は、システム出力の圧力を検知するためにライン７４を介してシステム出力ラ
イン６０とも連通している。
ポンプスプール５４は、第１の２つの窓６２及び第２の２つの窓６４を更に有し
ている。第１の２つの窓６２及び第２の２つの窓６４は、第２ポンプスプール５
４のキャビティ６５との連通を与える。第２ポンプスプール５４は第１端部６６
を更に有し、第１端部６６の位置は第２ポンプ窓６８の面積を決定する。第２ポ
ンプスプール５４の位置は、第１の２つの窓６２の面積も制御する。好適実施例
においては、第２ポンプ窓６８の面積と第１の２つの窓６２の面積は等しい。第
２ポンプスプール５４の第２端部７０は、ばね７２の座として働く。第２端部７
０は、システム出力の圧力を検知するためにライン７４を介してシステム出力ラ
イン６０とも連通している。
【００２４】 第１ポンプスプール７８は、第２ポンプスプール５４内に設置される。第１ポ
ンプスプール７８は第１端部８０を有し、第１端部８０はキャビティ６５に連通
している。第１スプール７８の位置は、第２の２つの窓６４の面積を決定する。
第１ポンプスプール７８の第２端部８２は、ばね８４のばね座として働く。好適
実施例においては、ばね６４のばね定数はばね７２のばね定数に等しい。ばね８
４は、柱９２の第２端部８６に取り付けられている。柱９２は、それを以って移
動するために第２ポンプスプール５４の第２端部７０に固定されている。第１ポ
ンプスプール７８の第２端部８２は、ライン８８及び通路９０を経由してライン
２８に連通している。上記したように、第１端部８０はキャビティ６５に連通し
ている。従って、ばね８４は第２の２つの窓６４の面積を変えることにより第１
組の窓６２の圧力損失を一定に保持する。
ンプスプール７８は第１端部８０を有し、第１端部８０はキャビティ６５に連通
している。第１スプール７８の位置は、第２の２つの窓６４の面積を決定する。
第１ポンプスプール７８の第２端部８２は、ばね８４のばね座として働く。好適
実施例においては、ばね６４のばね定数はばね７２のばね定数に等しい。ばね８
４は、柱９２の第２端部８６に取り付けられている。柱９２は、それを以って移
動するために第２ポンプスプール５４の第２端部７０に固定されている。第１ポ
ンプスプール７８の第２端部８２は、ライン８８及び通路９０を経由してライン
２８に連通している。上記したように、第１端部８０はキャビティ６５に連通し
ている。従って、ばね８４は第２の２つの窓６４の面積を変えることにより第１
組の窓６２の圧力損失を一定に保持する。
【００２５】 第１ポンプ１２及び第２ポンプ１４が両方共に運転されている場合のシステム
１０及び負荷分割バルブ３２の運転は、以下の通りである。システム出力６０に
おける全フローは、フローの設定が可能な下流の燃料制御デバイスまたはその他
のデバイス（図示せず）により設定する。
１０及び負荷分割バルブ３２の運転は、以下の通りである。システム出力６０に
おける全フローは、フローの設定が可能な下流の燃料制御デバイスまたはその他
のデバイス（図示せず）により設定する。
【００２６】 第２ポンプ１４は、全フローの半分（本明細書中で詳しく述べる）を第２ポン
プ出口ライン４４における或る圧力で供給する。第２ポンプ出口ライン４４は、
感知バルブ３０の第２ポンプ入力ポート３６及び負荷分割バルブ３２の第２ポン
プ入力ポート４１に連通している。
プ出口ライン４４における或る圧力で供給する。第２ポンプ出口ライン４４は、
感知バルブ３０の第２ポンプ入力ポート３６及び負荷分割バルブ３２の第２ポン
プ入力ポート４１に連通している。
【００２７】 第１ポンプ１２は、全フローの半分を或る圧力で第１出力ライン１６を介して
チェックバルブ１８の第１端部２０へ供給し、これがチェックバルブを開き、第
１ポンプ出口ライン１６をライン２８に連通させる。ライン２８は、感知バルブ
３０の第１ポンプ入力ポート３４及び負荷分割バルブ３２の第１ポンプ入力ポー
ト５０に連通している。
チェックバルブ１８の第１端部２０へ供給し、これがチェックバルブを開き、第
１ポンプ出口ライン１６をライン２８に連通させる。ライン２８は、感知バルブ
３０の第１ポンプ入力ポート３４及び負荷分割バルブ３２の第１ポンプ入力ポー
ト５０に連通している。
【００２８】 第２ポンプ入力ポート３６に供給された流体の圧力は、感知バルブスプール３
８の第２端部４６において作用する。第１ポンプ入力ポート３４に供給された流
体の圧力は、感知バルブスプール３８の第１端部４２において作用する。上記し
たように、第２端部４６の面積は第１端部４２の面積より大きいので、第２ポン
プ１４が運転されていれば、感知バルブスプール３８は第１ポンプ入力ポート３
４と出力ポート４０との連通を防止するために左に移動することになる。従って
、第１ポンプ１２は、バイパス入力ポート４８に連通しない。
８の第２端部４６において作用する。第１ポンプ入力ポート３４に供給された流
体の圧力は、感知バルブスプール３８の第１端部４２において作用する。上記し
たように、第２端部４６の面積は第１端部４２の面積より大きいので、第２ポン
プ１４が運転されていれば、感知バルブスプール３８は第１ポンプ入力ポート３
４と出力ポート４０との連通を防止するために左に移動することになる。従って
、第１ポンプ１２は、バイパス入力ポート４８に連通しない。
【００２９】 第２ポンプ１４が運転されていれば、第２ポンプ出口４４内の圧力が第２ポン
プスプール５４を移動させてばね７２を圧縮し、これにより第２ポンプ窓６８及
び第１組の窓６２を開くことになる。これが第２ポンプ入力ポート４１を第２ポ
ンプ／バイパス出力ポート５８に連通させ、第１ポンプ入力ポート５０をキャビ
ティ６５に連通させる。
プスプール５４を移動させてばね７２を圧縮し、これにより第２ポンプ窓６８及
び第１組の窓６２を開くことになる。これが第２ポンプ入力ポート４１を第２ポ
ンプ／バイパス出力ポート５８に連通させ、第１ポンプ入力ポート５０をキャビ
ティ６５に連通させる。
【００３０】 第２ポンプ窓６８前後の圧力損失は、ばね７２により決定される。従って、第
２ポンプ窓６８及び第１組の窓６２の面積は、燃料制御により設定されるような
全フローに応じて設定される。第２ポンプ出力４４の圧力は、第２ポンプ１４の
運転パラメータにより決定される。システム出力６０でのフローの圧力は、第２
ポンプ出力４４での圧力から、ばね７２により決定されるような第２ポンプ窓６
８前後の圧力損失を引いた値に等しくなる。
２ポンプ窓６８及び第１組の窓６２の面積は、燃料制御により設定されるような
全フローに応じて設定される。第２ポンプ出力４４の圧力は、第２ポンプ１４の
運転パラメータにより決定される。システム出力６０でのフローの圧力は、第２
ポンプ出力４４での圧力から、ばね７２により決定されるような第２ポンプ窓６
８前後の圧力損失を引いた値に等しくなる。
【００３１】 第２スプール５４の移動はまた、第２組の窓６４を第１ポンプ入力ポート５０
に連通させ、第１組の窓６２を第１ポンプ出力ポート５６に連通させる。従って
、キャビティ６５を介して第１ポンプ１２とシステム出力ライン６０の連通が確
立される。
に連通させ、第１組の窓６２を第１ポンプ出力ポート５６に連通させる。従って
、キャビティ６５を介して第１ポンプ１２とシステム出力ライン６０の連通が確
立される。
【００３２】 上記のように、第１の窓６２の面積及び圧力損失は、第２ポンプ窓６８の面積
及び圧力損失に等しい。従って、第１の窓６２を通過するフローと第２スプール
窓６８を通過するフローは等しい。第２組の窓６４を通過するフローは、第１組
の窓６２内のフローにも等しい。従って、全フローの半分が第１ポンプ１２によ
り供給され、全フローの半分が第２ポンプ１４により供給される。
及び圧力損失に等しい。従って、第１の窓６２を通過するフローと第２スプール
窓６８を通過するフローは等しい。第２組の窓６４を通過するフローは、第１組
の窓６２内のフローにも等しい。従って、全フローの半分が第１ポンプ１２によ
り供給され、全フローの半分が第２ポンプ１４により供給される。
【００３３】 第２組の窓６４の面積は、第１ポンプスプール７８の第１端部８０に作用する
キャビティ６５における圧力及び第１ポンプ１２の出力圧力に応じて、第１ポン
プスプール７８の位置により決定される。キャビティ６５における圧力は、第１
ポンプの出力圧力からチェックバルブの圧力損失と第１組の窓の圧力損失を引い
た値に等しい。
キャビティ６５における圧力及び第１ポンプ１２の出力圧力に応じて、第１ポン
プスプール７８の位置により決定される。キャビティ６５における圧力は、第１
ポンプの出力圧力からチェックバルブの圧力損失と第１組の窓の圧力損失を引い
た値に等しい。
【００３４】 システム出力６０における圧力に対する第１ポンプ１２及び第２ポンプ１４の
寄与率は、第１組の窓６２と第２ポンプ窓６８の相対面積を変えること及び／ま
たはばね７２及び８４に対するばね定数の比を変えることによって変化させるこ
とができる。
寄与率は、第１組の窓６２と第２ポンプ窓６８の相対面積を変えること及び／ま
たはばね７２及び８４に対するばね定数の比を変えることによって変化させるこ
とができる。
【００３５】 図２は、第２ポンプ１４のみが運転されている時のシステム１０の運転につい
て説明している。第１ポンプ１２は、チェックバルブ１８のばね２４に打ち克つ
程度に十分な圧力を与えていない。従って、第１ポンプ出口１６とライン２８と
は連通していない。
て説明している。第１ポンプ１２は、チェックバルブ１８のばね２４に打ち克つ
程度に十分な圧力を与えていない。従って、第１ポンプ出口１６とライン２８と
は連通していない。
【００３６】 第２ポンプ１４は、第２ポンプスプール５４の第１端部６６において十分な圧
力を供給して第２ポンプスプール５４の第２端部７０においてばね７２を圧縮し
、第２ポンプ窓６８を開いて第２ポンプ出口４４をシステム出力ライン６０に連
通させる。
力を供給して第２ポンプスプール５４の第２端部７０においてばね７２を圧縮し
、第２ポンプ窓６８を開いて第２ポンプ出口４４をシステム出力ライン６０に連
通させる。
【００３７】 システム出力ライン６０の圧力は、ライン７４を介して第２スプール５４の第
２端部７０に連通している。これにより、システム出力ライン６０と第２ポンプ
出口４４の差圧がばね７２の力に等しくなるように維持される。
２端部７０に連通している。これにより、システム出力ライン６０と第２ポンプ
出口４４の差圧がばね７２の力に等しくなるように維持される。
【００３８】 第２スプール５４の位置はまた、第２組の窓６４を第１ポンプ出口ポート５６
に連通させ、第１組の窓６２を第１ポンプ入力ポート５０に連通させる。これは
システム出力ライン６０上に存在する第２ポンプ１４の流体出力をキャビティ６
５及びライン２８に連通させる。しかしながらチェックバルブ１８は閉じている
ので、運転されていない第１ポンプ１２を介して逆流しないようになっている。
従って、システム１０の出力は、運転されていない第１ポンプ１２を介して逆流
することなしに運転されている第２ポンプ１４によって供給される。
に連通させ、第１組の窓６２を第１ポンプ入力ポート５０に連通させる。これは
システム出力ライン６０上に存在する第２ポンプ１４の流体出力をキャビティ６
５及びライン２８に連通させる。しかしながらチェックバルブ１８は閉じている
ので、運転されていない第１ポンプ１２を介して逆流しないようになっている。
従って、システム１０の出力は、運転されていない第１ポンプ１２を介して逆流
することなしに運転されている第２ポンプ１４によって供給される。
【００３９】 図３は、第１ポンプ１２が運転されていて第２ポンプ１４が運転されていない
時のシステム１０の運転について説明している。第１ポンプ１２は、チェックバ
ルブ１８の第１端部２０に連通している第１ポンプ出口１６において出力を供給
する。第１端部２０における圧力は、第２端部２２のばね２４を圧縮し、チェッ
クバルブ１８を開き、第１ポンプ出口１６をライン２８に連通させる。
時のシステム１０の運転について説明している。第１ポンプ１２は、チェックバ
ルブ１８の第１端部２０に連通している第１ポンプ出口１６において出力を供給
する。第１端部２０における圧力は、第２端部２２のばね２４を圧縮し、チェッ
クバルブ１８を開き、第１ポンプ出口１６をライン２８に連通させる。
【００４０】 ライン２６は、ライン２８からの圧力フィードバックをチェックバルブ１８の
第２端部２２へ供給する。こうすることによりチェックバルブ１８は、ばね２４
の力に等しいライン２８と第１ポンプ出口１６との差圧を確実に維持することに
なる。
第２端部２２へ供給する。こうすることによりチェックバルブ１８は、ばね２４
の力に等しいライン２８と第１ポンプ出口１６との差圧を確実に維持することに
なる。
【００４１】 ライン２８は、負荷分割バルブ３２の第１ポンプ入力ポート４８及び感知バル
ブ３０の第１ポンプ入力ポート３４に連通している。従って、第１ポンプ１２が
供給する圧力は感知バルブ３０のスプール３８の第１端部４２に存在する。第２
ポンプ１４は運転されていないので、スプール３８の第２端部４６に連通してい
る第２ポンプ出口４４における圧力は、第１端部４２における圧力より小さい。
従って、スプール３８は右に移動し、バイパス入力ポート４８に連通している出
力ポート４０に第１ポンプ入力ポート３４を連通させる。
ブ３０の第１ポンプ入力ポート３４に連通している。従って、第１ポンプ１２が
供給する圧力は感知バルブ３０のスプール３８の第１端部４２に存在する。第２
ポンプ１４は運転されていないので、スプール３８の第２端部４６に連通してい
る第２ポンプ出口４４における圧力は、第１端部４２における圧力より小さい。
従って、スプール３８は右に移動し、バイパス入力ポート４８に連通している出
力ポート４０に第１ポンプ入力ポート３４を連通させる。
【００４２】 上記したように、第２ポンプ１４は運転されておらず、従って負荷分割バルブ
３２の第２ポンプスプール５４の第１端部６６における圧力は、第２ポンプスプ
ール５４の第２端部７０上でばね７２が付勢する力より小さい。従って、第２ポ
ンプスプール５４は第２ポンプ入力ポート４１に向かって移動し、第２ポンプ入
力ポート４１と第２ポンプ／バイパス出力ポート５８との連通を妨げる。これに
より、運転されていない第２ポンプ１４を介して逆流しないようになっている。
３２の第２ポンプスプール５４の第１端部６６における圧力は、第２ポンプスプ
ール５４の第２端部７０上でばね７２が付勢する力より小さい。従って、第２ポ
ンプスプール５４は第２ポンプ入力ポート４１に向かって移動し、第２ポンプ入
力ポート４１と第２ポンプ／バイパス出力ポート５８との連通を妨げる。これに
より、運転されていない第２ポンプ１４を介して逆流しないようになっている。
【００４３】 バイパス入力ポート４８は、バルブスプール５４の周りの環状通路を介して第
２ポンプ／バイパス出力ポート５８に連通している。従って、第１ポンプ１２の
出力がシステム出力ライン６０において供給される。
２ポンプ／バイパス出力ポート５８に連通している。従って、第１ポンプ１２の
出力がシステム出力ライン６０において供給される。
【００４４】 上記した装置及び方法に基づき、遠心ポンプの並列運転を可能にするような、
遠心ポンプを並列運転するための負荷分割バルブ及びシステムの発明が提供され
る。本発明は、遠心ポンプの同時並列運転を可能にする負荷分割バルブも提供す
る。本発明は更に、ポンプの同時並列運転を提供し、並列に配置された運転され
ていないポンプを介して逆流しないようにしている。
遠心ポンプを並列運転するための負荷分割バルブ及びシステムの発明が提供され
る。本発明は、遠心ポンプの同時並列運転を可能にする負荷分割バルブも提供す
る。本発明は更に、ポンプの同時並列運転を提供し、並列に配置された運転され
ていないポンプを介して逆流しないようにしている。
【００４５】 本発明を実施するための最良の形態に関して本発明について開示及び説明して
きたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細においての
上述の、及びその他の変更、省略、追加をして実施し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解できよう。
きたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細においての
上述の、及びその他の変更、省略、追加をして実施し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解できよう。
【図１】 ２台のポンプがフローを供給するような本発明の負荷分割システムの概略図で
ある。
ある。
【図２】 第２ポンプのみがフローを供給することを説明している本発明の負荷分割シス
テムの概略図である。
テムの概略図である。
【図３】 第１ポンプのみがフローを供給するような負荷分割システムの概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月２６日（２００１．２．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】 第１ポンプスプールは第２ポンプスプール内に配置され、第１組の窓前後の差
圧を維持する圧力調整弁として作用する。第１ポンプスプールが維持する差圧は
、第２ポンプスプールが維持する差圧に等しい。第１組の窓の面積及び差圧は第
２ポンプ窓の面積及び差圧に等しく、各ポンプは下流の燃料制御が必要とする全
フローの半分を供給する。
圧を維持する圧力調整弁として作用する。第１ポンプスプールが維持する差圧は
、第２ポンプスプールが維持する差圧に等しい。第１組の窓の面積及び差圧は第
２ポンプ窓の面積及び差圧に等しく、各ポンプは下流の燃料制御が必要とする全
フローの半分を供給する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】 第１ポンプスプールは、第２組の窓の面積を変えることにより第１組の窓前後
の圧力差を維持し、第２組の窓前後の差圧が、第１ポンプからの圧力出力からチ
ェックバルブの差圧と第１組の窓前後の差圧を引いた値から、第２ポンプからの
圧力出力から第２ポンプ窓前後の差圧を引いた値を引いた値に等しくなるように
する。
の圧力差を維持し、第２組の窓前後の差圧が、第１ポンプからの圧力出力からチ
ェックバルブの差圧と第１組の窓前後の差圧を引いた値から、第２ポンプからの
圧力出力から第２ポンプ窓前後の差圧を引いた値を引いた値に等しくなるように
する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】 負荷分割バルブ３２内には、第２ポンプスプール５４が配置されている。第２
ポンプスプール５４は、スプール５４の壁に第１の２つの窓６２及び第２の２つ
の窓６４を更に有している。第１の２つの窓６２及び第２の２つの窓６４は、第
２ポンプスプール５４の壁により画定されたキャビティ６５との連通を与える。
第２ポンプスプール５４は第１端部６６を更に有し、第１端部６６の位置は第２
ポンプ窓６８の面積を決定する。第２ポンプスプール５４の位置は、第１の２つ
の窓６２の面積も制御する。好適実施例においては、第２ポンプ窓６８の面積と
第１の２つの窓６２の面積は等しい。第２ポンプスプール５４の第２端部７０は
、ばね７２の座として働く。第２端部７０は、システム出力の圧力を検知するた
めにライン７４を介してシステム出力ライン６０とも連通している。
ポンプスプール５４は、スプール５４の壁に第１の２つの窓６２及び第２の２つ
の窓６４を更に有している。第１の２つの窓６２及び第２の２つの窓６４は、第
２ポンプスプール５４の壁により画定されたキャビティ６５との連通を与える。
第２ポンプスプール５４は第１端部６６を更に有し、第１端部６６の位置は第２
ポンプ窓６８の面積を決定する。第２ポンプスプール５４の位置は、第１の２つ
の窓６２の面積も制御する。好適実施例においては、第２ポンプ窓６８の面積と
第１の２つの窓６２の面積は等しい。第２ポンプスプール５４の第２端部７０は
、ばね７２の座として働く。第２端部７０は、システム出力の圧力を検知するた
めにライン７４を介してシステム出力ライン６０とも連通している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】 第２ポンプ窓６８前後の圧力損失は、ばね７２により決定される。従って、第
２ポンプ窓６８及び第１組の窓６２の面積は、燃料制御により設定されるような
全フローに応じて設定される。第２ポンプ出力４４における流体の圧力は、第２
ポンプ１４の運転パラメータにより決定される。システム出力６０でのフローの
圧力は、第２ポンプ出力４４での圧力から、ばね７２により決定されるような第
２ポンプ窓６８前後の圧力損失を引いた値に等しくなる。
２ポンプ窓６８及び第１組の窓６２の面積は、燃料制御により設定されるような
全フローに応じて設定される。第２ポンプ出力４４における流体の圧力は、第２
ポンプ１４の運転パラメータにより決定される。システム出力６０でのフローの
圧力は、第２ポンプ出力４４での圧力から、ばね７２により決定されるような第
２ポンプ窓６８前後の圧力損失を引いた値に等しくなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】 上記のように、第１組の窓６２の面積及び圧力損失は、第２ポンプ窓６８の面
積及び圧力損失に等しい。従って、第１組の窓６２を通過するフローと第２スプ
ール窓６８を通過するフローは等しい。第２組の窓６４を通過するフローは、第
１組の窓６２内のフローにも等しい。従って、全フローの半分が第１ポンプ１２
により供給され、全フローの半分が第２ポンプ１４により供給される。
積及び圧力損失に等しい。従って、第１組の窓６２を通過するフローと第２スプ
ール窓６８を通過するフローは等しい。第２組の窓６４を通過するフローは、第
１組の窓６２内のフローにも等しい。従って、全フローの半分が第１ポンプ１２
により供給され、全フローの半分が第２ポンプ１４により供給される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】 システム出力ライン６０の圧力は、ライン７４を介して第２ポンプスプール５
４の第２端部７０に連通している。これにより、システム出力ライン６０と第２
ポンプ出口４４の差圧がばね７２の力に等しくなるように維持される。
４の第２端部７０に連通している。これにより、システム出力ライン６０と第２
ポンプ出口４４の差圧がばね７２の力に等しくなるように維持される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】 第２ポンプスプール５４の位置はまた、第２組の窓６４を第１ポンプ出口ポー
ト５６に連通させ、第１組の窓６２を第１ポンプ入力ポート５０に連通させる。
これはシステム出力ライン６０上に存在する第２ポンプ１４の流体出力をキャビ
ティ６５及びライン２８に連通させる。しかしながらチェックバルブ１８は閉じ
ているので、運転されていない第１ポンプ１２を介して逆流しないようになって
いる。従って、システム１０の出力は、運転されていない第１ポンプ１２を介し
て逆流することなしに運転されている第２ポンプ１４によって供給される。
ト５６に連通させ、第１組の窓６２を第１ポンプ入力ポート５０に連通させる。
これはシステム出力ライン６０上に存在する第２ポンプ１４の流体出力をキャビ
ティ６５及びライン２８に連通させる。しかしながらチェックバルブ１８は閉じ
ているので、運転されていない第１ポンプ１２を介して逆流しないようになって
いる。従って、システム１０の出力は、運転されていない第１ポンプ１２を介し
て逆流することなしに運転されている第２ポンプ１４によって供給される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】 本発明を実施するための最良の形態に関して本発明について開示及び説明して
きたが、本発明の範囲から逸脱することなく、形式及び詳細においての上述の、
及びその他の変更、省略、追加をして実施し得ることは、当業者であれば容易に
理解できよう。
きたが、本発明の範囲から逸脱することなく、形式及び詳細においての上述の、
及びその他の変更、省略、追加をして実施し得ることは、当業者であれば容易に
理解できよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロイター、チャールズ・イー アメリカ合衆国コネチカット州06035・グ ランビー・サニーハイツ ６ Ｆターム(参考） 3H020 AA05 AA07 BA01 BA04 BA06 BA11 CA01 DA13 DA14 DA21 DA28 3H045 AA06 AA16 AA24 AA31 BA01 BA12 BA19 BA22 BA31 CA03 DA15 DA16 DA31 DA41 EA32
Claims (14)
- 【請求項１】 第１ポンプを第２ポンプと並列運転し、前記第１ポンプが
供給する第１部分のフローと前記第２ポンプが供給する第２部分のフローからな
る流体のフローを供給するための、出口を含む負荷分割バルブシステムであって
、 前記第１ポンプに連通している第１入力と、 前記第２ポンプに連通している第２入力と、 ケーシングと、 前記ケーシング内に配置された第２スプールと、 前記第２スプール内に配置された第１スプールとからなり、 前記第２スプール及び前記第１スプールが、前記第１ポンプ及び前記第２ポン
プの運転及び前記フローに応じて位置決めされることを特徴とする負荷分割バル
ブシステム。 - 【請求項２】 前記第２スプールが、 前記第２入口と前記出口の間に配置された或る面積を有する第２ポンプ窓を画
定する第１端部と、 キャビティを画定する外壁と、 前記第１入口と前記キャビティとを連通させるための、前記外壁に第１面積を
有する第１窓と、 前記キャビティと前記出口とを連通させるための、前記外壁に第２面積を有す
る第２窓と、 第２端部と、 前記第２ポンプ窓の前記第２面積及び前記第１窓の前記第１面積を決定する前
記第２スプールの位置決めのための、前記第２端部に設置された第２位置決め手
段とからなることを特徴とする請求項１に記載の負荷分割バルブ。 - 【請求項３】 前記第１スプールが、 第１端部と、 第２端部と、 前記第２窓の前記第２面積を決定する前記第１スプールの位置決めのための第
１位置決め手段とからなることを特徴とする請求項２に記載の負荷分割バルブ。 - 【請求項４】 前記第２部分に等しい第１部分を提供するために、前記第
１面積が前記面積にほぼ等しく、前記第１位置決め手段が前記第２位置決め手段
にほぼ等しくなっていることを特徴とする請求項３に記載の負荷分割バルブ。 - 【請求項５】 前記第２位置決め手段が、第２ばねからなることを特徴と
する請求項２に記載のシステム。 - 【請求項６】 前記第１位置決め手段が、第１ばねからなることを特徴と
する請求項３に記載のシステム。 - 【請求項７】 第１ポンプを第２ポンプと並列運転して流体のフローを供
給するための、システム出口を含むシステムであって、 前記第１ポンプが運転されていない時に該第１ポンプをフローが通過しないよ
うにするための、前記第１ポンプに連通しているチェックバルブ手段と、 前記チェックバルブ及び前記第２ポンプに連通し、感知バルブ出口を有し、前
記第２ポンプが運転されていない時には前記チェックバルブを前記感知バルブ出
口に連通するような感知バルブ手段と、 前記フローを制御するために前記チェックバルブ、前記感知バルブ出口及び前
記第２ポンプに連通している負荷分割バルブ手段とからなり、 前記第１ポンプ及び前記第２ポンプが運転されている時には、前記フローが、
前記第１ポンプが供給する第１部分のフローと前記第２ポンプが供給する第２部
分のフローとからなり、前記第２ポンプが運転されていない時には、前記フロー
が前記第１部分からなり、前記第１ポンプが運転されていない時には、前記フロ
ーが前記第２部分からなることを特徴とするシステム。 - 【請求項８】 前記負荷分割バルブが、 ケーシングと、 前記ケーシング内に配置された第２スプールと、 前記第２スプール内に配置された第１スプールとを更に有し、 前記第２スプール及び前記第１スプールが、前記第１ポンプ及び前記第２ポン
プの運転及び前記フローに応じて位置決めされていることを特徴とする請求項７
に記載のシステム。 - 【請求項９】 前記第２スプールが、 前記第２入口と前記出口の間に配置された或る面積を有する第２ポンプ窓を画
定する第１端部と、 キャビティを画定する外壁と、 前記第１入口と前記キャビティとを連通させるための、前記外壁に第１面積を
有する第１窓と、 前記キャビティと前記出口とを連通させるための、前記外壁に第２面積を有す
る第２窓と、 第２端部と、 前記第２ポンプ窓の前記第２面積及び前記第１窓の前記第１面積を決定する前
記第２スプールの位置決めのための、前記第２端部に設置された第２位置決め手
段とからなることを特徴とする請求項８に記載の負荷分割バルブ。 - 【請求項１０】 前記第１スプールが、 第１端部と、 第２端部と、 前記第２窓の前記第２面積を決定する前記第１スプールの位置決めのための第
１位置決め手段とからなることを特徴とする請求項９に記載の負荷分割バルブ。 - 【請求項１１】 前記第２部分に等しい第１部分を提供するために、前記
第１面積が前記面積にほぼ等しく、前記第１位置決め手段が前記第２位置決め手
段にほぼ等しくなっていることを特徴とする請求項１０に記載の負荷分割バルブ
。 - 【請求項１２】 前記第２スプールが、前記第２ポンプが運転されていな
い時に前記感知バルブ出口と前記システム出口を連通させるためのバイパス手段
を更に有することを特徴とする請求項９に記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記第２位置決め手段が、第２ばねからなることを特徴
とする請求項９に記載のシステム。 - 【請求項１４】 前記第１位置決め手段が、第１ばねからなることを特徴
とする請求項１０に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/287,829 | 1999-04-07 | ||
| US09/287,829 US6250894B1 (en) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | Load sharing valve and system for operating centrifugal pumps in parallel |
| PCT/US2000/005939 WO2000060239A2 (en) | 1999-04-07 | 2000-03-07 | Load sharing valve and system for operating centrifugal pumps in parallel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002541377A true JP2002541377A (ja) | 2002-12-03 |
Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000609706A Pending JP2002541377A (ja) | 1999-04-07 | 2000-03-07 | 遠心ポンプを並列運転するための負荷分割バルブ及びシステム |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6250894B1 (ja) |
| EP (1) | EP1165964A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002541377A (ja) |
| WO (1) | WO2000060239A2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2016503861A (ja) * | 2013-01-18 | 2016-02-08 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプシステム |
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