JP2016503861A - 複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプシステム - Google Patents

Abstract

複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体は、第１の入口ポート（１１２）及び第２の入口ポート（１１４）と、第１及び第２の入口ポートから第１のバイパスポート（１１６）及び第２のバイパスポート（１１８）並びに第１の吐出ポート（１２２）及び第２の吐出ポート（１２４）への流体流量をその位置に基づいて調節するように配置された可動スプール（１１０）と、を含む複式バイパス弁（１０８）と、第１の入口ポートに燃料を供給するように配置された第１のポンプ（１０２）と、第２の入口ポートに燃料を供給するように配置された第２のポンプ（１０４）と、第１及び第２のポンプに燃料を供給するように配置された供給ヘッダーと、第１のバイパスポート、第２のバイパスポート及び供給ヘッダーに流体結合したバイパスヘッダーと、及び／又は第１及び第２の吐出ポートに流体結合した吐出ヘッダーと、を備える。【選択図】 図１

Description

本明細書に開示された主題は、一般的に内燃機関用の燃料供給システムに関し、より具体的には、航空機エンジン等のガスタービンエンジン用の燃料ポンプシステムに関する。

ガスタービンエンジンにおける燃料ポンプシステムは、過剰な燃料流をポンプ入口に再循環させるバイパス制御と連動して動作する単一の容積式ポンプを使用することができる。一部の動作状態（例えば、巡航時）では、ポンプ送給される燃料量が必要な燃料量をはるかに超え、ポンプ送給量の大部分が再循環される場合がある。

問題点は、所要圧力へ継続的なポンプ送給、及びその後のポンプ入口への低圧での再循環流が燃料ポンプ送給馬力の過剰な消費をもたらし、エンジン燃料消費率（ＳＦＣ）及び燃料供給システムに付与される熱の観点から効率を低下させる可能性がある点である。

上述の問題に関する少なくとも１つの解決策は、例示的な教示のために提示され非限定的である例示的な実施形態を含む本開示によって提供される。

本開示の少なくとも一部の態様による例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体は、複式バイパス弁であって、第１のバイパスポート及び第１の吐出ポートに選択的に接続可能な第１の入口ポートと、第２のバイパスポート及び第２の吐出ポートに選択的に接続可能な第２の入口ポートと、少なくとも部分的にその位置に基づいて、第１の入口ポートから第１のバイパスポート及び第１の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成され、第２の入口ポートから第２のバイパスポート及び第２の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成された可動スプールと、を含む複式バイパス弁と、第１の入口ポートに燃料を供給するように構成された第１のポンプと、第２の入口ポートに燃料を供給するように構成された第２のポンプと、第１のポンプ及び第２のポンプに燃料を供給するように構成された供給ヘッダーと、第１のバイパスポート、第２のバイパスポート、及び供給ヘッダーに流体結合したバイパスヘッダーと、第１の吐出ポート及び第２の吐出ポートに流体結合した吐出ヘッダーと、を備えることができる。第１の位置において、可動スプールは、第１の入口ポートからの燃料流量を第１の吐出ポートと第１のバイパスポートとの間で調節すると共に第２の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを第２のバイパスポートに案内することができる。第２の位置において、可動スプールは、第１の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを第１の吐出ポートに案内すると共に第２の入口ポートから燃料流量を第２の吐出ポートと第２のバイパスポートとの間で調節することができる。

本開示の少なくとも一部の態様による例示的な燃料供給システムは、複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体と制御弁組立体とを備え、複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体は、複式バイパス弁であって、第１のバイパスポート及び第１の吐出ポートに選択的に接続可能な第１の入口ポートと、第２のバイパスポート及び第２の吐出ポートに選択的に接続可能な第２の入口ポートと、少なくとも部分的にその位置に基づいて、第１の入口ポートから第１のバイパスポート及び第１の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成され、第２の入口ポートから第２のバイパスポート及び第２の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成された可動スプールと、を含む複式バイパス弁と、第１の入口ポートに燃料を供給するように構成された第１の容積式ポンプと、第２の入口ポートに燃料を供給するように構成された第２の容積式ポンプと、第１のポンプ及び第２のポンプに燃料を供給するように構成された供給ヘッダーと、第１のバイパスポート、第２のバイパスポート、及び供給ヘッダーに流体結合したバイパスヘッダーと、第１の吐出ポート及び第２の吐出ポートに流体結合した吐出ヘッダーと、を備え、制御弁組立体は、複式バイパス弁に流体結合して吐出ヘッダー内の燃料圧力を調節するようになっており、該制御弁組立体は、電子エンジン制御装置に作動的に結合した電気油圧式サーボ弁と、加圧燃料を複式バイパス弁に案内して複式バイパス弁の可動スプールを電子エンジン制御装置の指示に従って位置決めするように作動的に結合し、電気油圧式サーボ弁から受け取った加圧燃料によって作動するように作動的に結合したサーボ弁と、を備えることができる。

本開示の少なくとも一部の態様による例示的な燃料供給システムは、複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体と制御弁組立体とを備え、複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体は、複式バイパス弁であって、第１のバイパスポート及び第１の吐出ポートに選択的に接続可能な第１の入口ポートと、第２のバイパスポート及び第２の吐出ポートに選択的に接続可能な第２の入口ポートと、少なくとも部分的にその位置に基づいて、第１の入口ポートから第１のバイパスポート及び第１の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成され、第２の入口ポートから第２のバイパスポート及び第２の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成された可動スプールと、を含む複式バイパス弁と、第１の入口ポートに燃料を供給するように構成された第１の容積式ポンプと、第２の入口ポートに燃料を供給するように構成された第２の容積式ポンプと、第１のポンプ及び第２のポンプに燃料を供給するように構成された供給ヘッダーと、第１のバイパスポート、第２のバイパスポート、及び供給ヘッダーに流体結合するバイパスヘッダーと、第１の吐出ポート及び第２の吐出ポートに流体結合する吐出ヘッダーと、を備え、制御弁組立体は、複式バイパス弁に流体結合しており、該制御弁組立体は、吐出ヘッダー内に作動的に配置されて吐出ヘッダーを通る燃料流量を調節する調量弁と、調量弁を電子エンジン制御装置の指示に従って位置決めするように作動的に結合する電気油圧式サーボ弁と、調量弁及び複式バイパス弁に作動的に結合して、加圧燃料を複式バイパス弁に案内して複式バイパス弁の可動スプールを位置決めして、調量弁を横切る所望の差圧を維持するようになったスプール弁と、を備えることができる。

特許請求の範囲が達成しようとする主題は、本明細書中では特に示唆されて権利主張されている。しかしながら、この主題及び実施形態は、添付図面と併せて以下の説明を参照することによって最も良く理解できる。

中間流量位置にある可動スプールを含む、例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体の概略図。 高流量位置にある可動スプールを含む、例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体の概略図。 低流量位置にある可動スプールを含む、例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体の概略図。 例示的な燃料供給システムの概略図。 全てが本開示の少なくとも一部の態様による代替的な制御弁組立体を含む例示的な燃料供給システムの概略図。

以下の詳細な説明では、その一部を形成する添付図面を参照する。図面において、同じ参照符号は、特に明示しない限り、一般に同じ構成部品を特定する。詳細な説明、図面及び特許請求の範囲に記載された例示的な実施形態は、限定することを意図しない。本明細書に提示された主題の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更を加えることもできる。本明細書に一般的に記載して図面に示すような本開示の態様は、多様な異なる構成で配置する、置換する、組み合わせる、及び設計することができ、それら全ては明示的に検討され本開示の一部をなすことが容易に理解される。

本開示は、とりわけ内燃機関用の燃料供給システム、より具体的には、航空機エンジン等のガスタービンエンジン用の燃料ポンプシステムを含む。一般に、本開示の少なくとも一部の態様による一部の例示的な実施形態は、一部又は全ての動作条件に必要な圧力に調量システムにポンプ送給される燃料量を制限するように構成できる。

本開示は、一部の航空機エンジンの燃料供給システムでは、最大要求流量に適する大きさの容積式ポンプを用いて動作するバイパス制御を利用することを想定しており、これは巡航状態（例えば、最大出力１０〜１５％）において過剰な流れ、無駄な馬力、及び／又は過度の発熱をもたらす場合がある。

以下に詳細に説明するように、本開示の少なくとも一部の態様による一部の例示的な実施形態は、バイパス弁組立体（例えば、複式バイパス弁組立体）と連動して動作する２つ（又はそれ以上）の燃料ポンプを用いた燃料供給システムを含むことができる。一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス構成では、燃料供給システムは、いくつかの動作条件下において低い駆動馬力で動作することができるので、ポンプ送給及び再循環に起因して、エンジン効率の改善（例えば、航空機エンジンの特定の燃料消費量）及び／又は燃料に付加される熱の低減に寄与する。一部の例示的な実施形態では、燃料に付加される熱が低減することによって、潤滑油等の燃料冷却されるシステム及び構成要素の動作温度を低下させることもできる。

本開示の少なくとも一部の態様による一部の例示的な実施形態は、第１のポンプ及び第２のポンプを含むことができる。例えば、第１のポンプは、比較的小型の容積式燃料ポンプ（例えば、比較的小さなポンプ能力）を含み、及び／又は、第２のポンプは、比較的大型の容積式燃料ポンプ（例えば、比較的大きなポンプ能力）を含むことができる。第１のポンプは、特定の動作条件に要求される燃料流量を供給する大きさとすることができる。第２のポンプは、第１のポンプからの燃料流量を補うことができ、第１のポンプ及び第２のポンプの両方からの複合流が最大の予想要求流量をもたらすような大きさとすることができる。両方のポンプからの燃料流量は、エンジン必要量を越える燃料流量をバイパスしてポンプの入口に戻すように構成することができるサーボ作動型複式バイパス弁組立体に供給することができる。

本開示の少なくとも一部の態様による一部の例示的な実施形態では、巡航状態において、第１のポンプは、実質的にエンジンによって消費される全ての燃料を供給することができ、一方で、第２のポンプは、実質的に完全にバイパスすることができる。完全なバイパスの場合、第２のポンプは、燃料の圧力上昇を最小限にすること及び／又は馬力の消費を最小限にすることができる。エンジンでの燃料要求流量が大きい場合（例えば離陸時）、第２のポンプは第１のポンプからの燃料流量を増強して、両方のポンプからの複合流が要求されるシステム圧力及び流量を満たすようになっている。

図１は、本開示の少なくとも一部の態様による中間流量位置にある可動スプール１１０を含む、例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００の概略図である。図２は、本開示の少なくとも一部の態様による高流量位置にある可動スプール１１０を含む、例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００の概略図である。図３は、本開示の少なくとも一部の態様による低流量位置にある可動スプール１１０を含む、例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００の概略図である。

一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、複式バイパス弁１０８を含むことができる。例示的な複式バイパス弁１０８は、第１のバイパスポート１１６及び／又は第１の吐出ポート１２２に選択的に接続できる、第１の入口ポート１１２を含むことができる。複式バイパス弁１０８は、第２のバイパスポート１１８及び／又は第２の吐出ポート１２４に選択的に接続できる、第２の入口ポート１１４を含むことができる。複式バイパス弁１０８は可動スプール１１０を含むことができ、該可動スプール１１０は、少なくとも部分的にその位置に基づいて、第１の入口ポート１１２から第１のバイパスポート１１６及び／又は第１の吐出ポート１２２への燃料流量を調節するように構成され、及び／又は、第２の入口ポート１１４から第２のバイパスポート１１８及び／又は第２の吐出ポート１２４への燃料流量を調節するように構成されている。

一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、第１の入口ポート１１２に燃料を供給するように構成された第１のポンプ１０２、及び／又は第２の入口ポート１１４に燃料を供給するように構成された第２のポンプ１０４を含むことができる。一部の例示的な実施形態では、第１のポンプ１０２及び／又は第２のポンプ１０４は、歯車ポンプ、ベーンポンプ、又はジロータ（ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｒｏｔｏｒ）ポンプ等の容積式ポンプを含むことができる。

一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、第１のポンプ１０２及び／又は第２のポンプ１０４に燃料を供給するように構成された供給ヘッダー１０６を含むことができる。一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、第１のバイパスポート１１６、第２のバイパスポート１１８、及び／又は供給ヘッダー１０６に流体結合したバイパスヘッダー１２０を含むことができる。一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、第１の吐出ポート１２２及び／又は第２の吐出ポート１２４に流体結合した吐出ヘッダー１２６を含むことができる。

一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、吐出ヘッダー１２６内に作動的に配置されて第１の吐出ポート１２２と第２の吐出ポート１２４との間を流体連通する逆止弁１２８を含むことができる。逆止弁１２８は、実質的に、第１の吐出ポート１２２から第２の吐出ポート１２４への流れを阻止し、及び／又は第２の吐出ポート１２４から吐出ヘッダー１２６を通る流れを許容するように構成することができる。

本開示の少なくとも一部の態様による一部の例示的な実施形態では、複式バイパス弁１０８内の可動スプール１１０の位置は、吐出ヘッダー１２６を通って案内される（関連の内燃機関で消費できる）燃料の量及び／又は圧力、及び／又は、バイパスヘッダー１２０に案内される（第１のポンプ１０２及び／又は第２のポンプ１０４を通って再循環できる）燃料の量及び／又は圧力を決定できる。例えば、可動スプール１１０が図３に示す位置（例えば、「第１」又は「低流量」位置）にある場合、可動スプール１１０は、第１の入口ポート１１２からの燃料流量の少なくとも一部を第１のバイパスポート１１６に、及び／又は、第２の入口ポート１１４からの燃料流量の実質的にすべてを第２のバイパスポート１１８に案内することができる。低流量位置では、可動スプール１１０は、第１の入口ポート１１２からの燃料流量の少なくとも一部を第１の吐出ポート１２２に案内することができる。換言すれば、可動スプール１１０は、第１の入口ポート１１２からの燃料流量を第１の吐出ポート１２２と第１のバイパスポート１１６との間で調節することができ、第２の入口ポート１１４からの実質的に全ての燃料流量を第２のバイパスポート１１８に案内することができる。

可動スプール１１０が図２に示す位置（例えば、「第２の」又は「高流量」位置）にある場合、可動スプール１１０は、第１の入口ポート１１２からの燃料流量の実質的に全てを第１の吐出ポート１２２に、及び／又は、第２の入口ポート１１４からの燃料流量の実質的に全てを第２の吐出ポート１２４に案内することができる。より具体的には、第２の位置では、可動スプール１１０は、第１の入口ポート１１２からの燃料流量の実質的に全てを第１の吐出ポート１２２に案内することができ、第２の入口ポート１１４からの燃料流量を第２の吐出ポート１２４と第２のバイパスポート１１８との間で調節することができる。

可動スプール１１０が図１に示す中間流量位置にある場合、可動スプール１１０は、第１の入口ポート１１２からの燃料流量の実質的に全てを第１の吐出ポート１２２に、第２の入口ポート１１４からの燃料流量の少なくとも一部を第２の吐出ポート１２４に、及び／又は第２の入口ポート１１４からの燃料流量の少なくとも一部を第２のバイパスポート１１８に案内することができる。

一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、作動的に結合された第１の制御ライン１３０を含むことができ、これにより制御弁組立体（例えば、図４の制御弁組立体３００及び／又は図５の制御弁組立体４００）からの加圧燃料を複式バイパス弁１０８に導いて、可動スプール１１０を高流量位置に向かって移動させる。一部の例示的な複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００は、作動的に結合された第２の制御ライン１３２を含むことができ、これにより制御弁組立体からの加圧燃料を複式バイパス弁１０８に導いて、可動スプール１１０を低流量位置に向かって移動させる。より具体的には、制御弁組立体は、第１の制御ライン１３０及び第２の制御ライン１３２の一方を介して複式バイパス弁１０８に供給される圧力を上昇させ、第１の制御ライン１３０及び第２の制御ライン１３２の他方の圧力を降下させるように構成することができる。例えば、可動スプール１１０を高流量位置に向かって移動させるために、制御弁組立体は、第１の制御ライン１３０の圧力を上昇させ、第２の制御ライン１３２の圧力を降下させることができる。同様に、可動スプール１１０を低流量位置に向かって移動させるために、制御弁組立体は、第２の制御ライン１３２の圧力を上昇させ、第１の制御ライン１３０の圧力を低下させることができる。

図４は、本開示の少なくとも一部の態様による例示的な燃料供給システム２００の概略図である。燃料供給システムは、複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体１００及び／又は制御弁組立体３００を含むことができ、これは、吐出ヘッダー１２６の燃料圧力を調節するように複式バイパス弁１０８に流体結合することができる。一般に、図４に示す例示的な実施形態は、下流の多数の調量通路を適切に動作させるための適切な圧力維持を必要とする燃料供給システムにおいて特に好都合である。

一部の例示的な制御弁組立体３００は、電子エンジン制御装置３０４（例えば、全自動デジタルエンジン制御装置（「ＦＡＤＥＣ」））に作動的に結合された電気油圧式サーボ弁（ＥＨＳＶ）３０２、及び／又は、第１の制御ライン１３０及び第２の制御ライン１３２を介して複式バイパス弁へ加圧燃料を案内するように作動的に結合されたサーボ弁を含むことができ、複式バイパス弁の可動スプールを電子エンジン制御装置によって指示されるように位置決めする。サーボ弁３０６は、電気油圧式サーボ弁から受け取った加圧燃料によって作動するように作動的に結合される。

一部の例示的な制御弁組立体３００は、吐出ヘッダー１２６に作動的に結合して、吐出ヘッダー１２６内の燃料圧力に応答して電子エンジン制御装置３０４に電気信号を供給するように構成された圧力変換器３０８を含むことができる。

例示的な燃料供給システム２００は以下のように動作できる。燃料は（例えば、航空機タンクからの）、昇圧ポンプ３１０に供給することができ、該昇圧ポンプは、吐出圧力（Ｐｂ）を第１のポンプ１０２及び／又は第２のポンプ１０４を充填するのに適したレベルに上昇させることができる。電子エンジン制御装置３０４は、少なくとも部分的に検出されたエンジンパラメータ（例えば、圧縮機吐出圧力）に基づいて、燃料調量ユニット（ＦＭＵ）に供給すべき燃料圧力（Ｐｓ）を予め決定することができる。圧力変換器３０８は、圧力設定ループを形成するために、電子エンジン制御装置３０４に最新の実圧力Ｐｓの情報を提供することができる。一部の例示的な実施形態では、Ｐｓは、いくつかの動作条件においてＰｓがほぼ最小化されるように予め決定することができ（精度及び安全性考察に対処する）、これにより第１のポンプ１０２及び／又は第２のポンプ１０４による電力消費の低減をもたらすことができる。

電子エンジン制御装置３０４は、ＥＨＳＶ３０２と連動してＰｘを設定できる。例えば、電子エンジン制御装置３０４はＥＨＳＶ３０２に電気的指令を送ることができ、ＥＨＳＶ３０２は入力圧力Ｐｓ及びＰｂを用いてＰｘを設定できる。ＥＨＳＶ３０２によるＰｘの変動は、ばね３１２の圧縮の変動を引き起こすので、サーボ弁３０６の右端に加わる力が変わる。ばね力は、サーボ弁３０６の左端に作用するＰｓに起因する力によってバランスが保たれるので、ＰｓはＰｘに直接関連することができる。一般に、Ｐｓを任意の動作条件に必要な最小値に又はその近傍に制御することは、ポンプ駆動馬力の低減につながる可能性があり、これに伴って全体的なエンジン効率が向上する。

サーボ弁３０６にはＰｓ及びＰｂが供給され、これらは、第１の制御ライン１３０及び／又は第２の制御ライン１３２を介して複式バイパス弁１０８に案内することができる。実際のＰｓと所望のＰｓとの差圧によってサーボ弁３０６が移動し、これは、Ｐｙ（第１の制御ライン１３０を介して複式バイパス弁１０８に供給される）及びＰｚ（第２制御ライン１３２を介して複式バイパス弁１０８に供給される）の対応する変化をもたらす。圧力Ｐｙ及びＰｚはアンバランスなので、複式バイパス弁１０８内で可動スプール１１０が移動して、吐出ヘッダー１２６への燃料流量、及びバイパスヘッダー１２０を経由して再循環される燃料流量が変化する。吐出ヘッダー１２６への燃料流量の変化により、実際のＰｓは、予め決まったＰｓに調整することができる。

以上では基本的な電子制御ループを説明したが、ＦＭＵによってエンジンに供給される流量が実質的に変化すると対応してＰｓが変化し、これによってＰｓ制御を元の状態に戻すためのシステムの応答を引き起こし得ることを理解されたい。このような構成により、基本的な電子的圧力制御ループだけに依存する別のシステムよりも優れた、改善された応答を提供することができる。

図５は、本開示の少なくとも一部の態様による代替的な制御弁組立体４００を含む、例示的な燃料供給システム２５０の概略図である。制御弁組立体４００は、吐出ヘッダー１２６内に作動的に配置された調量弁４０２を含むことができる。調量弁４０２は、吐出ヘッダー１２６を通る燃料流量を調節するように構成することができる。ＥＨＳＶ４０４は、調量弁４０２に作動的に結合され、調量弁４０２を電子エンジン制御装置３０４によって指示されるよう位置決めすることができる。電子エンジン制御装置３０４は、調量弁４０２に作動的に結合することができる線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）４０６から、調量弁４０２の位置に応じた電気信号を受信することができる。一般に、電子エンジン制御装置３０４は、燃料要求に基づいて調量弁４０２の所望の位置を特定できる。

一部の例示的な制御弁組立体４００は、調量弁４０２及び／又は複式バイパス弁１０８に作動的に結合されたスプール弁４０８を含むことができる。スプール弁４０８は、加圧燃料を複式バイパス弁１０８の第１の制御ライン１３０及び／又は第２の制御ライン１３２に案内するように構成することができ、複式バイパス弁１０８の可動スプール１１０を位置決めして、吐出ヘッダー１２６への流量を変化させることによって調量弁４０２を横切る所望の差圧を維持するようになっている。スプール弁４０８は、調量弁４０２の上流及び下流の燃料圧力を、フィルタ処理された高圧燃料（Ｐｓｆ）及び／又は昇圧ポンプ圧（Ｐｂ）の燃料と一緒に用いることで作動させることができる。一般に、スプール弁４０８は、これを通る燃料流量に関係なく、調量弁４０２を横切る差圧を実質的に一定に維持するように構成することができる。

一部の例示的な制御弁組立体４００は、調量弁４０２の下流側に加圧弁４１０を含むことができる。加圧弁４１０は、調量弁４０２に対して下流基準圧力を提供するように構成することができる。

本開示の少なくとも一部の態様による様々な例示的な実施形態は、任意のガスタービンエンジンに広く適用することができ、特に巡航時に燃焼する燃料の削減が相当な利益をもたらす商用エンジンに好都合である。優れた熱管理により（例えば、ポンプ送給及び再循環に起因する燃料加熱が低減することにより）、構成要素が燃料冷却される場合に特別の利点がもたらされる（例えば、軍用及び商用エンジン）。スロットル制御との互換性をもたらす実施形態によって、燃焼器に対する複数の流路の独立制御が可能となる。一部の実施形態は、ソフトウェア（例えば、電子エンジン制御装置３０４）によってスケジュール設定する際に、実質的に無限の可変性を提供することができる。

一般に、エンジンの要求に応じて燃料圧力を調整すると、無駄なポンプ駆動馬力を制限することができる。バイパス機能を利用すると、ポンプシステムをスロットル式ＦＭＵと一緒に使用することができ、これは、単一の容積式ポンプで動作するバイパス制御と比較すると複数の独立した可変流路を必要とする燃焼システムの要求により適合することができる。

本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。

１００ 複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体
１０２ 第１のポンプ
１０４ 第２のポンプ
１０６ 供給ヘッダー
１０８ 複式バイパス弁
１１０ 可動スプール
１１２ 第１の入口ポート
１１４ 第２の入口ポート
１１６ 第１のバイパスポート
１１８ 第２のバイパスポート
１２２ 第１の吐出ポート
１２４ 第２の吐出ポート
１２６ 吐出ヘッダー
１２８ 逆止弁
１３０ 第１の制御ライン
１３２ 第１の制御ライン
２００ 燃料供給システム
３００ 制御弁組立体
３０２ 電気油圧式サーボ弁
３０４ 電子エンジン制御装置
３０６ サーボ弁
３０８ 圧力変換器

Claims (15)

1. 複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体（１００）であって、
   第１のバイパスポート（１１６）及び第１の吐出ポート（１２２）に選択的に接続可能な第１の入口ポート（１１２）と、第２のバイパスポート（１１６）及び第２の吐出ポート（１２４）に選択的に接続可能な第２の入口ポート（１１４）と、少なくとも部分的にその位置に基づいて、前記第１の入口ポートから前記第１のバイパスポート及び前記第１の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成され、前記第２の入口ポートから前記第２のバイパスポート及び前記第２の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成された可動スプール（１１０）と、を含む複式バイパス弁（１０８）と、
   前記第１の入口ポートに燃料を供給するように構成された第１のポンプ（１０２）と、
   前記第２の入口ポートに燃料を供給するように構成された第２のポンプ（１０４）と、
   前記第１のポンプ及び前記第２のポンプに燃料を供給するように構成された供給ヘッダー（１０６）と、
   前記第１のバイパスポート、前記第２のバイパスポート、及び前記供給ヘッダーに流体結合したバイパスヘッダー（１２０）と、
   前記第１の吐出ポート及び前記第２の吐出ポートに流体結合した吐出ヘッダー（１２６）と、
   を備え、
   第１の位置において、前記可動スプールは、前記第１の入口ポートからの燃料流量を前記第１の吐出ポートと前記第１のバイパスポートとの間で調節すると共に前記第２の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを前記第２のバイパスポートに案内し、
   第２の位置において、前記可動スプールは、前記第１の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを前記第１の吐出ポートに案内すると共に前記第２の入口ポートから燃料流量を前記第２の吐出ポートと前記第２のバイパスポートとの間で調節する、
   複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体（１００）。
2. 加圧燃料を制御弁組立体から前記複式バイパス弁に送って前記可動スプールを前記第１の位置に向かって移動させるように作動的に結合される第１の制御ラインをさらに備える、請求項１に記載の燃料ポンプ組立体。
3. 加圧燃料を制御弁組立体から前記複式バイパス弁に送って前記可動スプールを前記第２の位置に向かって移動させるように作動的に結合される第２の制御ラインをさらに備える、請求項１に記載の燃料ポンプ組立体。
4. 前記吐出ヘッダー内に作動的に配置された逆止弁をさらに備え、前記逆止弁は、前記第１の吐出ポートから前記第２の吐出ポートへの流れを実質的に阻止すると共に前記第２の吐出ポートから前記吐出ヘッダーを通る流れを許容するように構成されている、請求項１に記載の燃料ポンプ組立体。
5. 前記第１のポンプは、容積式ポンプを含む、請求項１に記載の燃料ポンプ組立体。
6. 前記第２のポンプは、容積式ポンプを含む、請求項１に記載の燃料ポンプ組立体。
7. 複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体（１００）と、
   制御弁組立体（３００）と、
   を備える燃料供給システム（２００）であって、
   前記複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体は、
   複式バイパス弁（１０８）であって、
   第１のバイパスポート（１１６）及び第１の吐出ポート（１２２）に選択的に接続可能な第１の入口ポート（１１２）と、
   第２のバイパスポート（１１８）及び第２の吐出ポート（１２４）に選択的に接続可能な第２の入口ポート（１１４）と、
   少なくとも部分的にその位置に基づいて、前記第１の入口ポートから前記第１のバイパスポート及び前記第１の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成され、前記第２の入口ポートから前記第２のバイパスポート及び前記第２の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成された可動スプール（１１０）と、を含む複式バイパス弁と、
   前記第１の入口ポートに燃料を供給するように構成された第１の容積式ポンプ（１０２）と、
   前記第２の入口ポートに燃料を供給するように構成された第２の容積式ポンプ（１０４）と、
   前記第１のポンプ及び前記第２の式ポンプに燃料を供給するように構成された供給ヘッダー（１０６）と、
   前記第１のバイパスポート、前記第２のバイパスポート、及び前記供給ヘッダーに流体結合したバイパスヘッダー（１２０）と、
   前記第１の吐出ポート及び前記第２の吐出ポートに流体結合した吐出ヘッダー（１２６）と、
   を備え、
   前記制御弁組立体は、前記複式バイパス弁に流体結合して前記吐出ヘッダー内の燃料圧力を調節するようになっており、該制御弁組立体は、
   電子エンジン制御装置に作動的に結合した電気油圧式サーボ弁（３０２）と、
   加圧燃料を前記複式バイパス弁に案内して前記複式バイパス弁の前記可動スプールを前記電子エンジン制御装置の指示に従って位置決めするように作動的に結合し、前記電気油圧式サーボ弁から受け取った加圧燃料によって作動するように作動的に結合したサーボ弁（３０６）と、
   を備える、燃料供給システム。
8. 第１の位置において、前記可動スプールは、前記第１の入口ポートからの燃料流量を前記第１の吐出ポートと前記第１のバイパスポートとの間で調節すると共に前記第２の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを前記第２のバイパスポートに案内し、
   第２の位置において、前記可動スプールは、前記第１の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを前記第１の吐出ポートに案内すると共に前記第２の入口ポートからの燃料流量を前記第２の吐出ポートと前記第２のバイパスポートとの間で調節する、請求項７に記載の燃料供給システム。
9. 前記吐出ヘッダーに作動的に結合して、前記吐出ヘッダー内の燃料圧力に応答して前記電子エンジン制御装置に電気信号を供給するように構成された圧力変換器をさらに備える、請求項７に記載の燃料供給システム。
10. 前記吐出ヘッダー内に作動的に配置された逆止弁をさらに備え、前記逆止弁は、前記第１の吐出ポートから前記第２の吐出ポートへの流れを実質的に阻止すると共に前記第２の吐出ポートから前記吐出ヘッダーを通る流れを許容するように構成されている、請求項７に記載の燃料供給システム。
11. 複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体（１００）と、
    制御弁組立体（３００）と、
    を備える燃料供給システム（２００）であって、
    前記複式ポンプ／複式バイパス燃料ポンプ組立体は、
    複式バイパス弁（１０８）であって、
    第１のバイパスポート（１１６）及び第１の吐出ポート（１２２）に選択的に接続可能な第１の入口ポート（１１２）と、
    第２のバイパスポート（１１８）及び第２の吐出ポート（１２４）に選択的に接続可能な第２の入口ポート（１１４）と、
    少なくとも部分的にその位置に基づいて、前記第１の入口ポートから前記第１のバイパスポート及び前記第１の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成され、前記第２の入口ポートから前記第２のバイパスポート及び前記第２の吐出ポートへの燃料流量を調節するように構成された可動スプール（１１０）と、を含む複式バイパス弁と、
    前記第１の入口ポートに燃料を供給するように構成された第１の容積式ポンプ（１０２）と、
    前記第２の入口ポートに燃料を供給するように構成された第２の容積式ポンプ（１０４）と、
    前記第１のポンプ及び前記第２のポンプに燃料を供給するように構成された供給ヘッダー（１０６）と、
    前記第１のバイパスポート、前記第２のバイパスポート、及び前記供給ヘッダーに流体結合するバイパスヘッダー（１２０）と、
    前記第１の吐出ポート及び前記第２の吐出ポートに流体結合する吐出ヘッダー（１２６）と、
    を備え、
    前記制御弁組立体は、前記複式バイパス弁に流体結合しており、該制御弁組立体は、
    前記吐出ヘッダー内に作動的に配置されて前記吐出ヘッダーを通る燃料流量を調節する調量弁（４０２）と、
    前記調量弁を電子エンジン制御装置の指示に従って位置決めするように作動的に結合する電気油圧式サーボ弁（３０２）と、
    前記調量弁及び前記複式バイパス弁に作動的に結合して、加圧燃料を前記複式バイパス弁に案内して前記複式バイパス弁の前記可動スプールを位置決めして、前記調量弁を横切る所望の差圧を維持するようになったスプール弁（４０８）と、
    を備える、燃料供給システム。
12. 第１の位置において、前記可動スプールは、前記第１の入口ポートからの燃料流量を前記第１の吐出ポートと前記第１のバイパスポートとの間で調節すると共に前記第２の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを前記第２のバイパスポートに案内し、
    第２の位置において、前記可動スプールは、前記第１の入口ポートからの燃料流量の実質的に全てを前記第１の吐出ポートに案内すると共に前記第２の入口ポートから燃料流量を前記第２の吐出ポートと前記第２のバイパスポートとの間で調節する、請求項１１に記載の燃料供給システム。
13. 前記スプール弁は、前記調量弁に作動的に結合され、前記調量弁の上流及び下流の燃料圧力を用いて作動する、請求項１１に記載の燃料供給システム。
14. 前記調量弁の下流にあり、該調量弁に所定の下流基準圧力を提供するように構成された加圧弁をさらに備える、請求項１１の燃料供給システム。
15. 前記調量弁及び前記電子エンジン制御装置に作動的に結合して、前記電子エンジン制御装置に前記調量弁の位置に応答した電気信号を供給する線形可変差動変圧器をさらに備える、請求項１１に記載の燃料供給システム。