JP2797719B2 - Fuel flow control device for gas turbine engine - Google Patents

Fuel flow control device for gas turbine engine

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JP2797719B2
JP2797719B2 JP41321590A JP41321590A JP2797719B2 JP 2797719 B2 JP2797719 B2 JP 2797719B2 JP 41321590 A JP41321590 A JP 41321590A JP 41321590 A JP41321590 A JP 41321590A JP 2797719 B2 JP2797719 B2 JP 2797719B2
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turbine engine
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尚弥 園
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石川島播磨重工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
用燃料流量制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel flow control device for a gas turbine engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、定容量形ポンプ1を使用した場
合の一般的なガスタービンエンジン用燃料流量制御装置
を示すものであり、燃料流入路43からの燃料は定容量
形ポンプ1により供給流路33を介してガスタービンエ
ンジン42の燃焼室へ供給されるようにしてあり、定容
量形ポンプ1は、ガスタービンエンジン42の回転軸出
力を歯車機構等により直接取り出して駆動されるように
してある。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a general fuel flow rate control device for a gas turbine engine when a constant displacement pump 1 is used. The gas is supplied to the combustion chamber of the gas turbine engine 42 through the supply passage 33, and the constant displacement pump 1 is driven by directly taking out the rotation shaft output of the gas turbine engine 42 by a gear mechanism or the like. It is.

【0003】前記ガスタービンエンジン用燃料流量制御
装置においては、定容量形ポンプ1の吐出側と吸込側と
を結ぶ循環流路24を形成し、該循環流路24の定容量
形ポンプ1吐出側所要位置に、ノズル6及び該ノズル6
を開閉可能なフラッパ8を有する比例電磁弁7を設け、
前記循環流路24の比例電磁弁7より上流側には、絞り
5を設けてある。
In the fuel flow control device for a gas turbine engine, a circulation flow path 24 connecting the discharge side and the suction side of the constant displacement pump 1 is formed. At the required position, the nozzle 6 and the nozzle 6
A proportional solenoid valve 7 having a flapper 8 capable of opening and closing
A throttle 5 is provided upstream of the proportional solenoid valve 7 in the circulation flow path 24.

【0004】小径シリンダ部25に摺動自在に嵌挿され
る小径ピストン部2aと大径シリンダ部26に摺動自在
に嵌挿される大径ピストン部2bとを両端に有する計量
ピストン2を設け、該計量ピストン2の大径ピストン部
2bのヘッド側室27側への移動を制限する調整ねじ3
を設け、前記小径シリンダ部25のヘッド側室28と前
記循環流路24の絞り5より上流側の定容量形ポンプ1
吐出側とを連通せしめるバランス流路29を形成すると
共に、前記大径シリンダ部26のヘッド側室27と、前
記循環流路24の絞り5及び比例電磁弁7間位置とを連
通せしめるバランス流路30を形成し、更に、前記大径
シリンダ部26のロッド側室31と前記循環流路24の
定容量形ポンプ1吸込側とを連通せしめる接続流路32
を形成してある。
A measuring piston 2 having, at both ends, a small-diameter piston portion 2a slidably fitted into a small-diameter cylinder portion 25 and a large-diameter piston portion 2b slidably fitted into a large-diameter cylinder portion 26 is provided. Adjusting screw 3 for restricting movement of the large-diameter piston portion 2b of the measuring piston 2 toward the head-side chamber 27;
And a constant displacement pump 1 upstream of the throttle 5 of the circulation channel 24 and the head side chamber 28 of the small diameter cylinder 25.
A balance flow path 29 for communicating with the discharge side and a balance flow path 30 for communicating the head side chamber 27 of the large-diameter cylinder section 26 with the position between the throttle 5 and the proportional solenoid valve 7 of the circulation flow path 24. And a connecting flow path 32 for connecting the rod-side chamber 31 of the large-diameter cylinder section 26 with the suction side of the constant-volume pump 1 of the circulation flow path 24.
Is formed.

【0005】前記供給流路33途中には、前記計量ピス
トン2の移動に伴って開度調整される計量部4を形成
し、該供給流路33の計量部4より上流側から前記循環
流路24の定容量形ポンプ1吸込側へ通じる調整流路3
4を分岐せしめ、該調整流路34途中に、前記供給流路
33の計量部4の上下流差圧(P1−P2)を一定に保
持するための差圧制御装置35を設けてある。
In the middle of the supply channel 33, there is formed a measuring section 4 whose opening is adjusted in accordance with the movement of the measuring piston 2, and the circulation channel is provided from the upstream side of the measuring section 4 of the supply channel 33. 24 constant displacement pump 1 regulating flow path 3 leading to suction side
A differential pressure control device 35 for keeping the upstream and downstream differential pressure (P1-P2) of the measuring section 4 of the supply flow path 33 constant is provided in the adjustment flow path 34 in the middle of the adjustment flow path 34.

【0006】前記差圧制御装置35は、ダイアフラム1
0により、前記調整流路34に連通する上流側室36と
前記供給流路33の計量部4より下流側に連通する下流
側室37とに仕切られるケーシング38と、該ケーシン
グ38の上流側室36内に前記ダイアフラム10と対向
するよう配置されたノズル9と、前記ケーシング38の
下流側室37内に前記ダイアフラム10を上流側室36
へ付勢するスプリング11とから構成され、前記供給流
路33における計量部4の上下流圧力P1,P2の変化
に応じて前記ダイアフラム10によりノズル9の開度調
整がなされ、差圧(P1−P2)が一定に保持され、前
記計量ピストン2の計量部4の開度面積に比例した燃料
が前記ガスタービンエンジン42の燃焼室へ供給される
ようにしてある。
The differential pressure control device 35 includes a diaphragm 1
0, the casing 38 is divided into an upstream chamber 36 communicating with the adjustment channel 34 and a downstream chamber 37 communicating downstream of the measuring section 4 of the supply channel 33, and the inside of the upstream chamber 36 of the casing 38 A nozzle 9 arranged to face the diaphragm 10; and a diaphragm 10 in the downstream chamber 37 of the casing 38
The opening of the nozzle 9 is adjusted by the diaphragm 10 in accordance with changes in the upstream and downstream pressures P1, P2 of the measuring section 4 in the supply flow path 33, and the differential pressure (P1- P2) is kept constant, and fuel proportional to the opening area of the metering section 4 of the metering piston 2 is supplied to the combustion chamber of the gas turbine engine 42.

【0007】更に、前記供給流路33の計量部4より下
流側所要位置と、前記循環流路24の定容量形ポンプ1
吸込側とを連通せしめるバイパス流路39を形成し、該
バイパス流路39途中に開閉弁22を設け、前記供給流
路33の前記バイパス流路39分岐位置より下流側に、
スプリング14によって供給流路33を閉じる方向に付
勢され前記開閉弁22を開いた際における圧力P2の低
下により供給流路33を閉じ前記ガスタービンエンジン
42の燃焼室への燃料供給を停止せしめ得る遮断弁13
を設けてある。
Further, a predetermined position of the supply flow path 33 downstream of the measuring section 4 and the fixed displacement pump 1
A bypass flow path 39 for communicating with the suction side is formed, an on-off valve 22 is provided in the middle of the bypass flow path 39, and a downstream side of the bypass flow path 39 branch position of the supply flow path 33,
The supply passage 33 is closed by the pressure P2 when the on-off valve 22 is opened by being urged by the spring 14 in the direction in which the supply passage 33 is closed, so that the fuel supply to the combustion chamber of the gas turbine engine 42 can be stopped. Shut-off valve 13
Is provided.

【0008】図中、12は大径ピストン部2bに装着さ
れたシール、23は計量ピストン2の位置を検出するた
めの位置検出器であり、PMは絞り5と比例電磁弁7間
における圧力、PLは定容量形ポンプ1吸込側における
圧力を示している。
In the drawing, reference numeral 12 denotes a seal mounted on the large-diameter piston portion 2b, 23 denotes a position detector for detecting the position of the measuring piston 2, and PM denotes a pressure between the throttle 5 and the proportional solenoid valve 7, PL indicates the pressure on the suction side of the constant displacement pump 1.

【0009】ガスタービンエンジン42の運転時には、
図示していないスロットルレバーの操作に応じて、計量
ピストン2が所要位置に移動するよう位置検出器23の
検出信号に基づき、比例電磁弁7へ与えられる電流値が
制御され、フラッパ8によってノズル6の開度調整が行
われ、これにより、圧力PMが変化し計量ピストン2が
所要位置に移動する。
During operation of the gas turbine engine 42,
A current value applied to the proportional solenoid valve 7 is controlled based on a detection signal of the position detector 23 so that the metering piston 2 moves to a required position in response to the operation of a throttle lever (not shown). Is adjusted, whereby the pressure PM changes and the metering piston 2 moves to the required position.

【0010】前記計量ピストン2の移動に伴い、供給流
路33の計量部4の開度が調整され、前記供給流路33
の計量部4の上下流差圧(P1−P2)が差圧制御装置
35により一定に保持された状態で、所要量の燃料がガ
スタービンエンジン42の燃焼室へ供給される。
As the measuring piston 2 moves, the opening of the measuring section 4 of the supply flow path 33 is adjusted.
The required amount of fuel is supplied to the combustion chamber of the gas turbine engine 42 in a state where the upstream and downstream differential pressure (P1-P2) of the measuring section 4 is kept constant by the differential pressure control device 35.

【0011】前記計量部4が最も絞られ燃料の流量が最
少となる位置は、計量ピストン2が図3中最も右(大径
ピストン部2bのヘッド側室27側)に寄って調整ねじ
3に突き当たる位置であり、この位置は、スタータによ
るガスタービンエンジン42始動時に必要な最低レベル
に合わせてあり、この位置での燃料供給量はガスタービ
ンエンジン42の自立運転のために必要な量より少ない
ため、この位置ではガスタービンエンジン42のアイド
リング状態は維持できないようになっている。
At a position where the metering section 4 is most throttled and the flow rate of the fuel is at a minimum, the metering piston 2 abuts on the adjusting screw 3 toward the rightmost side in FIG. This position is adjusted to the minimum level required when the gas turbine engine 42 is started by the starter, and the fuel supply amount at this position is smaller than that required for the gas turbine engine 42 to operate independently. In this position, the idling state of the gas turbine engine 42 cannot be maintained.

【0012】又、電力供給停止時に比例電磁弁7のフラ
ッパ8が開き絞り5の作用によってPMが計量ピストン
2の小径ピストン部2aと大径ピストン部2bの面積比
をP1に乗じた値以下になると、計量ピストン2に作用
する力のバランスがくずれ、計量ピストン2が調整ねじ
3に突き当たる位置まで移動して最小燃料流量しか、ガ
スタービンエンジン42に供給されなくなるので、ガス
タービンエンジン42が急激に停止し、これによりガス
タービンエンジン42の制御不能による過回転等の重大
事故が防止されるように、あらかじめ比例電磁弁7のフ
ラッパ8とノズル6の間隙または絞り5を調整してい
る。
Further, when the power supply is stopped, the flapper 8 of the proportional solenoid valve 7 is opened, and by the action of the throttle 5, the PM falls below a value obtained by multiplying the area ratio of the small-diameter piston portion 2a and the large-diameter piston portion 2b of the measuring piston 2 by P1. Then, the balance of the force acting on the metering piston 2 is lost, and the metering piston 2 moves to a position where it abuts the adjusting screw 3 so that only the minimum fuel flow rate is supplied to the gas turbine engine 42. The gap between the flapper 8 of the proportional solenoid valve 7 and the nozzle 6 or the throttle 5 is adjusted in advance so as to stop the operation and prevent a serious accident such as overspeed due to the inability to control the gas turbine engine 42.

【0013】又、ガスタービンエンジン42に何らかの
トラブルが発生し、該ガスタービンエンジン42への燃
料供給を停止しないと火炎等の危険があるような場合に
は、開閉弁22を開き、供給流路33の燃料を定容量形
ポンプ1吸込側に流出させると、圧力P2が低下して遮
断弁13が閉じ、燃料がガスタービンエンジン42に全
く供給されなくなる。
In the event that some trouble occurs in the gas turbine engine 42 and there is a danger of a flame or the like unless the supply of fuel to the gas turbine engine 42 is stopped, the on-off valve 22 is opened and the supply flow path is opened. When the fuel 33 flows out to the suction side of the constant displacement pump 1, the pressure P <b> 2 decreases, the shutoff valve 13 closes, and no fuel is supplied to the gas turbine engine 42.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】一般に、ガスタービン
エンジン42は、急激な熱応力によるガスタービンエン
ジン42の損傷防止のために、数分間アイドル回転(最
低の自立回転数:通常最大回転数の60〜70%)に保
持しクーリングを行った後、停止する必要がある。
Generally, the gas turbine engine 42 is allowed to idle for several minutes (minimum self-sustained rotation speed: usually 60 rotations of the maximum rotation speed) in order to prevent damage to the gas turbine engine 42 due to sudden thermal stress. (~ 70%), and after cooling, it is necessary to stop.

【0015】しかしながら、前述の如きガスタービンエ
ンジン用燃料流量制御装置においては、電力の供給が停
止された場合、ガスタービンエンジン42が急停止して
しまうため、該ガスタービンエンジン42に過大な熱応
力が発生し、ガスタービンエンジン42が損傷する可能
性が高かった。
However, in the fuel flow control device for a gas turbine engine as described above, when the supply of electric power is stopped, the gas turbine engine 42 is suddenly stopped. And the possibility of damaging the gas turbine engine 42 was high.

【0016】本発明は、斯かる実情に鑑み、電力供給停
止時においてもガスタービンエンジンが急停止すること
がなく、熱応力によるガスタービンエンジン損傷を防止
し得るガスタービンエンジン用燃料流量制御装置を提供
しようとするものである。
In view of such circumstances, the present invention provides a gas turbine engine fuel flow control device capable of preventing a gas turbine engine from being damaged due to thermal stress without suddenly stopping the gas turbine engine even when power supply is stopped. It is something to offer.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
エンジンによって駆動される定容量形ポンプと、該定容
量形ポンプの吐出側と吸込側とを結ぶ循環流路と、該循
環流路の定容量形ポンプ吐出側所要位置に設けられ、ノ
ズル及び該ノズルを開閉可能なフラッパを有する比例電
磁弁と、前記循環流路の比例電磁弁より上流側に設けら
れる絞りと、小径シリンダ部に摺動自在に嵌挿された小
径ピストン部と大径シリンダ部に摺動自在に嵌挿された
大径ピストン部とを両端に有する計量ピストンと、前記
大径シリンダ部のヘッド側室に摺動自在に嵌挿され該ヘ
ッド側室を反大径ピストン部側の第一ヘッド側室と大径
ピストン部側の第二ヘッド側室とに仕切るピストンと、
該ピストンの反大径ピストン部側への移動を制限する調
整ねじと、前記ピストンの大径ピストン部側への移動を
制限するストッパと、前記小径シリンダ部のヘッド側室
と前記循環流路の絞りより上流側の定容量形ポンプ吐出
側とを連通せしめるバランス流路と、前記大径シリンダ
部の第二ヘッド側室と、前記循環流路の絞り及び比例電
磁弁間位置とを連通せしめるバランス流路と、前記大径
シリンダ部のロッド側室と前記循環流路の定容量形ポン
プ吸込側とを連通せしめる接続流路と、前記大径シリン
ダ部の第一ヘッド側室を、通常運転時には前記循環流路
の絞りより上流側の定容量形ポンプ吐出側に、電力供給
停止時には前記循環流路の定容量形ポンプ吸込側に連通
せしめ得る電磁切換弁と、該電磁切換弁と前記大径シリ
ンダ部の第一ヘッド側室とを結ぶ流路途中に設けた調整
絞りと、前記循環流路の絞りより上流側の定容量形ポン
プ吐出側から分岐してガスタービンエンジンの燃焼室へ
連通し、且つ前記計量ピストンの移動に伴って開度調整
される計量部を有する供給流路とを備えたことを特徴と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a constant displacement pump driven by a gas turbine engine, a circulation passage connecting the discharge side and the suction side of the constant displacement pump, A proportional solenoid valve provided at a required position on the discharge side of the constant displacement pump and having a nozzle and a flapper capable of opening and closing the nozzle; a throttle provided upstream of the proportional solenoid valve in the circulation flow path; A measuring piston having a small-diameter piston portion movably inserted and a large-diameter piston portion slidably inserted into a large-diameter cylinder portion at both ends; and a slidably movable head side chamber of the large-diameter cylinder portion. A piston which is inserted and partitions the head side chamber into a first head side chamber on the side opposite to the large diameter piston portion and a second head side chamber on the side of the large diameter piston portion;
An adjusting screw for restricting movement of the piston toward the non-large-diameter piston portion; a stopper for restricting movement of the piston toward the large-diameter piston portion; a throttle for the head-side chamber of the small-diameter cylinder portion and the circulation passage; A balance flow path that communicates with the constant-capacity pump discharge side on the upstream side, a second head side chamber of the large-diameter cylinder portion, and a balance flow path that communicates a position between the throttle and the proportional solenoid valve of the circulation flow path. A connecting flow path for communicating the rod-side chamber of the large-diameter cylinder section with the constant-volume pump suction side of the circulation flow path; and a first head-side chamber of the large-diameter cylinder section, the circulation flow path during normal operation. An electromagnetic switching valve that can communicate with the constant-volume pump suction side of the circulation flow path when the supply of power is stopped, to the constant-capacity pump discharge side upstream of the throttle, and the electromagnetic switching valve and the large-diameter cylinder portion. One head An adjustment throttle provided in the middle of the flow path connecting the side chamber, and a branch from the fixed-displacement pump discharge side upstream of the throttle of the circulation flow path, communicating with the combustion chamber of the gas turbine engine, and moving the metering piston. And a supply flow path having a measuring section whose opening is adjusted in accordance with the above.

【0018】[0018]

【作用】従って、ガスタービンエンジンの始動時には、
電磁切換弁が通電されて大径シリンダ部の第一ヘッド側
室の圧力が定容量形ポンプ吸込側の圧力と等しくなり、
このときピストンの両端における受圧面積は同じであっ
て第二ヘッド側室の圧力は前記第一ヘッド側室の圧力よ
り大となり、ピストンは調整ねじに突き当る位置まで移
動するため、調整ねじの突出量を予め適宜調整しておけ
ば、計量ピストンが前記ピストンに当接する位置におい
て、スタータによるガスタービンエンジン始動時に必要
な最少燃料流量が確保され、ガスタービンエンジンがス
タータにより始動される。
Therefore, when starting the gas turbine engine,
When the electromagnetic switching valve is energized, the pressure in the first head side chamber of the large-diameter cylinder becomes equal to the pressure on the suction side of the constant displacement pump,
At this time, the pressure receiving areas at both ends of the piston are the same, and the pressure of the second head side chamber becomes larger than the pressure of the first head side chamber, and the piston moves to a position where it abuts on the adjustment screw. If appropriately adjusted in advance, at the position where the metering piston comes into contact with the piston, the minimum fuel flow required when the gas turbine engine is started by the starter is secured, and the gas turbine engine is started by the starter.

【0019】ガスタービンエンジンが始動され通常運転
状態において、電力の供給が停止された場合、電磁切換
弁に通電が行われなくなり、該電磁切換弁が切り換わ
り、大径シリンダ部の第一ヘッド側室の圧力が定容量形
ポンプ吐出側の圧力と等しくなり、第二ヘッド側室の圧
力より大となって、ピストンはストッパに突き当る位置
まで移動すると同時に、比例電磁弁への通電も停止さ
れ、フラッパが開き絞りの作用によって小径シリンダ部
の第二ヘッド側室の圧力が低下して、小径ピストン部に
かかる力の方が大径ピストン部にかかる力より大とな
り、さらにピストンの移動によっておしのけられる燃料
による第二ヘッド側室の圧力上昇も調整絞りによって計
量ピストンの両端にかかる力が等しくなるようあらかじ
め設定されているので、ピストンがストッパに当り次
第、計量ピストンは必ずピストン側へ移動し、該ピスト
ンに突き当たり、ここで、小径シリンダ部のヘッド側室
の圧力と大径シリンダ部の第一ヘッド側室の圧力はとも
に定容量形ポンプ吐出側の圧力と等しくなるが、小径ピ
ストン部の受圧面積はピストンの第一ヘッド側室側の受
圧面積より小さいため、ピストンはストッパに当接した
まま移動することはなく、従って、前記ストッパの位置
を予め適宜設定しておけば、計量ピストンが前記ピスト
ンに当接する位置において、ガスタービンエンジンの自
立運転に必要な最少燃料流量が確保され、ガスタービン
エンジンはアイドリング状態で保持される。
When the gas turbine engine is started and the power supply is stopped in a normal operation state, the power is not supplied to the electromagnetic switching valve, the electromagnetic switching valve is switched, and the first head side chamber of the large-diameter cylinder portion is switched. Pressure becomes equal to the pressure on the discharge side of the constant displacement pump, becomes larger than the pressure on the second head side chamber, the piston moves to the position where it abuts the stopper, and at the same time, the energization of the proportional solenoid valve is stopped, The pressure of the second head side chamber of the small-diameter cylinder decreases due to the action of the throttle, and the force applied to the small-diameter piston becomes greater than the force applied to the large-diameter piston. Since the pressure rise of the second head side chamber is also set in advance so that the forces applied to both ends of the measuring piston by the adjustment throttle are equal, As soon as the stone hits the stopper, the measuring piston always moves to the piston side and hits the piston, where the pressure of the head side chamber of the small diameter cylinder and the pressure of the first head side chamber of the large diameter cylinder are both constant capacity type. Although the pressure is equal to the pressure on the pump discharge side, the pressure receiving area of the small-diameter piston portion is smaller than the pressure receiving area of the piston on the first head side chamber side, so that the piston does not move while being in contact with the stopper. If the position is appropriately set in advance, the minimum fuel flow required for the gas turbine engine to operate independently is ensured at the position where the metering piston contacts the piston, and the gas turbine engine is held in an idling state.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1及び図2は本発明の一実施例であり、
図中図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わして
いる。
FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the present invention.
In the figure, portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3 represent the same items.

【0022】大径シリンダ部26のヘッド側室27を反
ロッド側室31側へ所要量拡張せしめ、前記ヘッド側室
27に、該ヘッド側室27を反大径ピストン部2b側の
第一ヘッド側室27aと大径ピストン部2b側の第二ヘ
ッド側室27bとに仕切るピストン15を、摺動自在に
嵌挿し、前記第二ヘッド側室27bに、前記ピストン1
5の大径ピストン部2b側への移動を制限するストッパ
17を設け、前記大径シリンダ部26の第一ヘッド側室
27aを、通常運転時には前記循環流路24の絞り5よ
り上流側の定容量形ポンプ1吐出側に、電力供給停止時
には前記循環流路24の定容量形ポンプ1吸込側に連通
せしめ得る電磁切換弁18を設け、該電磁切換弁18と
前記第一ヘッド側室27aとを結ぶ流路40途中に、調
整絞り19を設ける。
The head-side chamber 27 of the large-diameter cylinder portion 26 is expanded by a required amount toward the rod-side chamber 31 so that the head-side chamber 27 is larger than the first head-side chamber 27a on the side of the non-large-diameter piston portion 2b. A piston 15 for partitioning into a second head side chamber 27b on the side of the radial piston portion 2b is slidably fitted, and the piston 1 is inserted into the second head side chamber 27b.
A stopper 17 is provided to limit the movement of the first large-diameter cylinder 5 toward the large-diameter piston portion 2b, and the first head-side chamber 27a of the large-diameter cylinder portion 26 is moved to a constant volume upstream of the throttle 5 in the circulation flow path 24 during normal operation. An electromagnetic switching valve 18 is provided on the discharge side of the type pump 1 so as to be able to communicate with the suction side of the constant displacement type pump 1 of the circulation channel 24 when the power supply is stopped, and connects the electromagnetic switching valve 18 to the first head side chamber 27a. The adjustment throttle 19 is provided in the middle of the flow path 40.

【0023】前記ピストン15の第二ヘッド側室27b
側の端面には、突部15aを形成してあり、図2に示す
如く、前記ピストン15がストッパ17に当接した状態
で、計量ピストン2の大径ピストン部2bが前記突部1
5aに当接した場合、ガスタービンエンジン42のアイ
ドリング状態が維持可能となるよう、前記ストッパ17
の位置並びに突部15aの長さは設定してある。
The second head side chamber 27b of the piston 15
A projection 15a is formed on the end face on the side of the measuring piston 2. As shown in FIG. 2, the large-diameter piston 2b of the measuring piston 2 is connected to the projection 1 with the piston 15 in contact with a stopper 17, as shown in FIG.
5a so that the idling state of the gas turbine engine 42 can be maintained.
And the length of the projection 15a are set.

【0024】又、前記ピストン15の両端部外周には、
シール16,20を装着すると共に、前記ピストン15
外周におけるシール16,20間位置には、環状溝41
を形成してあり、該環状溝41部分における圧力が常に
前記定容量形ポンプ1吸込側の圧力PLに等しくなるよ
う流路21を大径シリンダ部26に接続してある。
Also, on the outer periphery of both ends of the piston 15,
The seals 16 and 20 are attached and the piston 15
An annular groove 41 is provided at a position between the seals 16 and 20 on the outer periphery.
The flow path 21 is connected to the large-diameter cylinder 26 so that the pressure in the annular groove 41 is always equal to the pressure PL on the suction side of the constant displacement pump 1.

【0025】次に、上記実施例の作動を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0026】ガスタービンエンジン42の始動時には、
図1に示す如く、電磁切換弁18が通電されて大径シリ
ンダ部26の第一ヘッド側室27aの圧力PBが定容量
形ポンプ1吸込側の圧力PLと等しくなり、このときピ
ストン15の両端における受圧面積は同じであって第二
ヘッド側室27bの圧力PT(=PM)はPT>PBと
なり、ピストン15は調整ねじ3に突き当る位置まで移
動するため、調整ねじ3の突出量を予め適宜調整してお
けば、計量ピストン2が前記ピストン15の突部15a
に当接するようフラッパ8を開いた状態で、スタータに
よるガスタービンエンジン42始動時に必要な最少燃料
流量が確保され、ガスタービンエンジン42がスタータ
により始動される。
When starting the gas turbine engine 42,
As shown in FIG. 1, the electromagnetic switching valve 18 is energized, and the pressure PB of the first head side chamber 27 a of the large-diameter cylinder portion 26 becomes equal to the pressure PL on the suction side of the constant displacement pump 1. The pressure receiving area is the same, the pressure PT (= PM) of the second head side chamber 27b becomes PT> PB, and the piston 15 moves to a position where it abuts the adjustment screw 3, so that the protrusion amount of the adjustment screw 3 is appropriately adjusted in advance. If this is done, the measuring piston 2 will be
With the flapper 8 open so as to abut the gas turbine engine, the minimum fuel flow required when the starter starts the gas turbine engine 42 is secured, and the gas turbine engine 42 is started by the starter.

【0027】ガスタービンエンジン42が始動され通常
運転状態に入ると、前記ピストン15は図1に示す位置
に保持され、この状態で図示していないスロットルレバ
ーの操作に応じて、計量ピストン2が所要位置に移動
し、供給流路33の計量部4の開度が調整され、前記供
給流路33の計量部4の上下流差圧(P1−P2)が差
圧制御装置35により一定に保持された状態で、所要量
の燃料がガスタービンエンジン42の燃焼室へ供給され
る。
When the gas turbine engine 42 is started and enters a normal operation state, the piston 15 is held at the position shown in FIG. 1, and in this state, the metering piston 2 is required according to the operation of a throttle lever (not shown). To the position, the degree of opening of the measuring section 4 of the supply flow path 33 is adjusted, and the upstream and downstream differential pressure (P1-P2) of the measuring section 4 of the supply flow path 33 is kept constant by the differential pressure control device 35. In this state, a required amount of fuel is supplied to the combustion chamber of the gas turbine engine 42.

【0028】これに対し、電力の供給が停止された場
合、電磁切換弁18に通電が行われなくなり、該電磁切
換弁18が図2に示す位置に切り換り、大径シリンダ部
26の第一ヘッド側室27aの圧力PBが定容量形ポン
プ1の吐出側の圧力P1と等しくなり、PB(=P1)
>PT(=PM)となって、ピストン15はストッパ1
7に突き当る位置まで移動する。
On the other hand, when the power supply is stopped, the electromagnetic switching valve 18 is not energized, and the electromagnetic switching valve 18 switches to the position shown in FIG. The pressure PB in one head side chamber 27a becomes equal to the pressure P1 on the discharge side of the constant displacement pump 1, and PB (= P1)
> PT (= PM), and the piston 15 becomes the stopper 1
Move to the position where it hits 7.

【0029】同時に比例電磁弁7への通電も停止され、
フラッパ8が開き絞り5の作用によってPMが低下し、
計量ピストン2の小径ピストン部2aにかかる力が大径
ピストン部2bにかかる力より大きくなるよう設定して
あるため、計量ピストン2は前記ピストン15側へ移動
し、該ピストン15の突部15aに突き当る。
At the same time, the power supply to the proportional solenoid valve 7 is stopped.
The flapper 8 opens and the PM decreases due to the action of the diaphragm 5,
Since the force applied to the small-diameter piston portion 2a of the measuring piston 2 is set to be greater than the force applied to the large-diameter piston portion 2b, the measuring piston 2 moves toward the piston 15 and the projecting portion 15a of the piston 15 Hit it.

【0030】ここで、小径シリンダ部25のヘッド側室
28の圧力と大径シリンダ部26の第一ヘッド側室27
aの圧力はともに定容量形ポンプ1吐出側の圧力P1と
等しくなるが、小径ピストン部2aの受圧面積はピスト
ン15の第一ヘッド側室27a側の受圧面積より小さい
ため、ピストン15はストッパ17に当接したまま移動
することはない。
Here, the pressure in the head side chamber 28 of the small diameter cylinder section 25 and the first head side chamber 27 of the large diameter cylinder section 26
a is equal to the pressure P1 on the discharge side of the constant displacement pump 1, but since the pressure receiving area of the small diameter piston portion 2a is smaller than the pressure receiving area of the piston 15 on the first head side chamber 27a side, the piston 15 It does not move while in contact.

【0031】また、ピストン15の移動中は、おしのけ
られた燃料による圧力PMの上昇があるが、調整絞り1
9を調整してピストン15の移動速度を制限することに
より、圧力PMの上昇による燃料増加(オーバースピー
ド)を防止すると共に、前記ピストン15の移動速度を
制限しすぎた場合に発生する計量ピストン2の計量燃料
減少側への移動を、ピストン15の移動中に限ってなく
し計量ピストン2を停止させるようにし、ピストン15
がストッパ17に当る以前に計量ピストン2がアイドル
燃料位置以下にならないようになっている。
During the movement of the piston 15, the pressure PM increases due to the pushed fuel.
9, the movement speed of the piston 15 is limited to prevent an increase in fuel (overspeed) due to an increase in the pressure PM, and the metering piston 2 generated when the movement speed of the piston 15 is excessively limited. The movement of the measuring piston 2 is stopped only during the movement of the piston 15, so that the measuring piston 2 is stopped.
The metering piston 2 does not fall below the idle fuel position before hitting the stopper 17.

【0032】従って、前記ストッパ17の位置並びに突
部15aの長さを予め適宜設定しておけば、計量ピスト
ン2が図2に示す如く前記ピストン15の突部15aに
当接する位置において、ガスタービンエンジン42の自
立運転に必要な最少燃料流量が確保され、ガスタービン
エンジン42はアイドリング状態で保持される。
Accordingly, if the position of the stopper 17 and the length of the projection 15a are appropriately set in advance, the gas turbine is located at the position where the measuring piston 2 contacts the projection 15a of the piston 15 as shown in FIG. The minimum fuel flow required for the self-sustaining operation of the engine 42 is ensured, and the gas turbine engine 42 is kept idling.

【0033】又、調整絞り19は前述したようにピスト
ン15の移動速度を支配しており、予め適当な面積に設
定しておくことにより、ガスタービンエンジン42の始
動からアイドル状態に至る途中で電力供給の停止又は電
磁切換弁18の断線が起きた場合にも急激な燃料流量の
変化を押え、ガスタービンエンジン42がストールを起
すのを防止することも可能になる。
The adjusting throttle 19 governs the moving speed of the piston 15 as described above. By setting the adjusting throttle to an appropriate area in advance, the electric power is controlled during the period from the start of the gas turbine engine 42 to the idling state. Even when the supply is stopped or the electromagnetic switching valve 18 is disconnected, it is possible to suppress a rapid change in the fuel flow rate and to prevent the gas turbine engine 42 from stalling.

【0034】こうしてガスタービンエンジン用燃料流量
制御装置として必要とされる他の機能に何ら影響を及ぼ
すことなく、電力供給停止時においてガスタービンエン
ジン42が急停止することを回避でき、熱応力によって
ガスタービンエンジン42が損傷することを防止でき
る。
In this way, the sudden stop of the gas turbine engine 42 when the power supply is stopped can be avoided without affecting other functions required as the fuel flow control device for the gas turbine engine, and the gas stress due to thermal stress can be prevented. Damage to the turbine engine 42 can be prevented.

【0035】尚、本発明のガスタービンエンジン用燃料
流量制御装置は、上述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、その他何らかの理由で二段階の最少燃料流量を
設定したい場合においても適用可能であり、例えば航空
機に搭載されるジェットエンジンに適用すれば、落雷等
による電力遮断時、エンジンを停止させることなくある
回転状態に維持できること等、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であ
る。
It should be noted that the fuel flow control device for a gas turbine engine of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to a case where it is desired to set a two-stage minimum fuel flow for some other reason. Yes, for example, when applied to a jet engine mounted on an aircraft, various changes can be made without departing from the gist of the present invention, such as being able to maintain a certain rotation state without stopping the engine when power is cut off due to a lightning strike or the like. Obviously you can get it.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明のガスタービ
ンエンジン用燃料流量制御装置によれば、電力供給停止
時においてもガスタービンエンジンの急停止が回避さ
れ、熱応力によるガスタービンエンジンの損傷を防止す
ることができるという優れた効果を奏し得る。
As described above, according to the fuel flow control device for a gas turbine engine of the present invention, a sudden stop of the gas turbine engine can be avoided even when the power supply is stopped, and damage to the gas turbine engine due to thermal stress can be prevented. An excellent effect that it can be prevented can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の通常運転時における系統図
である。
FIG. 1 is a system diagram during normal operation of one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の電力供給停止時における系
統図である。
FIG. 2 is a system diagram when power supply is stopped according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来例の系統図である。FIG. 3 is a system diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定容量形ポンプ 2 計量ピストン 2a 小径ピストン部 2b 大径ピストン部 3 調整ねじ 4 計量部 5 絞り 6 ノズル 7 比例電磁弁 8 フラッパ 15 ピストン 17 ストッパ 18 電磁切換弁 19 調整絞り 24 循環流路 25 小径シリンダ部 26 大径シリンダ部 27 ヘッド側室 27a 第一ヘッド側室 27b 第二ヘッド側室 28 ヘッド側室 29,30 バランス流路 31 ロッド側室 32 接続流路 33 供給流路 40 流路 42 ガスタービンエンジン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Constant displacement pump 2 Metering piston 2a Small diameter piston part 2b Large diameter piston part 3 Adjusting screw 4 Metering part 5 Throttle 6 Nozzle 7 Proportional solenoid valve 8 Flapper 15 Piston 17 Stopper 18 Electromagnetic switching valve 19 Adjusting throttle 24 Circulation flow path 25 Small diameter Cylinder section 26 Large-diameter cylinder section 27 Head side chamber 27a First head side chamber 27b Second head side chamber 28 Head side chamber 29, 30 Balance flow path 31 Rod side chamber 32 Connection flow path 33 Supply flow path 40 Flow path 42 Gas turbine engine

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガスタービンエンジンによって駆動され
る定容量形ポンプと、該定容量形ポンプの吐出側と吸込
側とを結ぶ循環流路と、該循環流路の定容量形ポンプ吐
出側所要位置に設けられ、ノズル及び該ノズルを開閉可
能なフラッパを有する比例電磁弁と、前記循環流路の比
例電磁弁より上流側に設けられる絞りと、小径シリンダ
部に摺動自在に嵌挿された小径ピストン部と大径シリン
ダ部に摺動自在に嵌挿された大径ピストン部とを両端に
有する計量ピストンと、前記大径シリンダ部のヘッド側
室に摺動自在に嵌挿され該ヘッド側室を反大径ピストン
部側の第一ヘッド側室と大径ピストン部側の第二ヘッド
側室とに仕切るピストンと、該ピストンの反大径ピスト
ン部側への移動を制限する調整ねじと、前記ピストンの
大径ピストン部側への移動を制限するストッパと、前記
小径シリンダ部のヘッド側室と前記循環流路の絞りより
上流側の定容量形ポンプ吐出側とを連通せしめるバラン
ス流路と、前記大径シリンダ部の第二ヘッド側室と、前
記循環流路の絞り及び比例電磁弁間位置とを連通せしめ
るバランス流路と、前記大径シリンダ部のロッド側室と
前記循環流路の定容量形ポンプ吸込側とを連通せしめる
接続流路と、前記大径シリンダ部の第一ヘッド側室を、
通常運転時には前記循環流路の絞りより上流側の定容量
形ポンプ吐出側に、電力供給停止時には前記循環流路の
定容量形ポンプ吸込側に連通せしめ得る電磁切換弁と、
該電磁切換弁と前記大径シリンダ部の第一ヘッド側室と
を結ぶ流路途中に設けた調整絞りと、前記循環流路の絞
りより上流側の定容量形ポンプ吐出側から分岐してガス
タービンエンジンの燃焼室へ連通し、且つ前記計量ピス
トンの移動に伴って開度調整される計量部を有する供給
流路とを備えたことを特徴とするガスタービンエンジン
用燃料流量制御装置。
1. A fixed displacement pump driven by a gas turbine engine, a circulation passage connecting a discharge side and a suction side of the constant displacement pump, and a required position of the fixed displacement pump discharge side of the circulation passage. A proportional solenoid valve having a nozzle and a flapper capable of opening and closing the nozzle, a throttle provided upstream of the proportional solenoid valve in the circulation flow path, and a small diameter slidably fitted in the small diameter cylinder portion. A measuring piston having a piston portion and a large-diameter piston portion slidably fitted into the large-diameter cylinder portion at both ends; and a measuring-side piston slidably fitted into the head-side chamber of the large-diameter cylinder portion, and A piston partitioning into a first head chamber on the side of the large-diameter piston section and a second head chamber on the side of the large-diameter piston section, an adjusting screw for restricting movement of the piston to the side opposite to the large-diameter piston section, To diameter piston side A stopper for restricting the movement of the small-diameter cylinder section, a balance flow path for communicating the head-side chamber of the small-diameter cylinder section with the fixed-capacity pump discharge side upstream of the throttle of the circulation flow path, and a second head of the large-diameter cylinder section. A balance flow path that allows the side chamber to communicate with the position between the throttle and the proportional solenoid valve of the circulation flow path, and a connection flow that allows the rod side chamber of the large-diameter cylinder to communicate with the constant volume pump suction side of the circulation flow path. Path, the first head side chamber of the large diameter cylinder portion,
An electromagnetic switching valve that can be connected to the constant-displacement pump discharge side upstream of the throttle of the circulation flow path during normal operation, and to the constant-displacement pump suction side of the circulation flow path when power supply is stopped;
An adjusting throttle provided in the middle of a flow path connecting the electromagnetic switching valve and the first head-side chamber of the large-diameter cylinder portion; and a gas turbine branching from a discharge side of a fixed displacement pump upstream of the throttle of the circulation flow channel. A fuel flow control device for a gas turbine engine, comprising: a supply passage communicating with a combustion chamber of the engine and having a measuring section whose opening is adjusted in accordance with movement of the measuring piston.
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