JPH01134029A - 燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、燃料制御装置に係り、更に詳細には燃料制御
装置に使用される遮断及び圧カｊｒｌｆ御弁に係る。

従来の技術 ターボジェットエンジンやターボファンエンジンの推力
を増強するための一つの方法はアフタ・ぐ−ナを使用す
る方法である。アフタバーナはそれに流入するガス流に
熱エネルギを追加することにより推力を増大する。熱エ
ネルギが零より所望の値に次第に増大されるよう、燃料
がアフタバーナにより複数の段（複数のセグメント）に
分けてガス流に徐々に導入される。熱エネルギを徐々に
増大させることにより、アフタバーナは制御を向上させ
、エンジンのブローアウトやサージの虞れが低減される
。

アフタバーナの各段は燃料制御装置により制御され、燃
料制御装置は各股肉の混合比がほぼ化学量論的比率にな
るよう、アフタバーナ内の一連の各段へ燃料を供給する
。一般に燃料制御装置は各段に個別の遮断及び圧力制御
弁を有している。アフタバーナには１６の段が存在する
ので、各段に個別に遮断及び圧力制御弁が設けられると
燃料制御装置の重量及び体積が増大する。

発明の開示 本発明の目的は、アフタバーナの燃料制御装置の重量及
び体積を低減することである。

本発明によれば、一つの計量弁にて各段へ供給される燃
料の流れを計量し、遮断及び圧力制御弁により各段へ供
給される燃料の流量を制御することにより、燃料がアフ
タバーナの各段へ導かれる。

各遮断弁が必要に応じて或る段へ供給される燃料の流れ
を開閉する。対応する遮断弁内に収容された各圧力制御
弁が、各段へ一定の重量流量の燃料が供給されるよう計
量弁を横切る圧力降下の関数として各段へ供給される燃
料の流量を制御する。

従ってアフタバーナの燃料制御装置の重量、体積、及び
複雑さが低減される。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形態 添付の第１図に本発明の遮断及び圧力制御弁の一つの実
施例を含む燃料制御装置の一部が図示されている。燃料
制御装置は図には示されていないターボファンエンジン
又はターボジェットエンジンの図には示されていないア
フタバーナの各段へ供給される燃料の量及び順序を制御
するよう構成されている。燃料制御装置は、一般に、ハ
ウジング１２と、計量弁１４と、複数個の遮断及び圧力
制御弁１６（そのうちの二つのみが図示されている）と
を含んでいる。計量弁はアフタバーナの各段へ供給され
る燃料の量を制御する。遮断及び圧力制御弁は各段をオ
ン、オフすると共に、計量弁を横切る圧力降下を制御す
る。

計量弁は実質的に円筒形のスプール１８を有し、該スプ
ールはハウジング１２内に配置された円筒形のスリーブ
２０内にそれに沿って往復動可能に密に嵌合されている
。スプール１８はスリーブに設けられた孔２４と整合す
る複数個のウィンドウ２２を有している。スリーブの番
孔２４は遮断及び圧力制御弁１６と連通ずる計量された
燃料導管２６と整合している。円筒形のフランジ２８が
スリーブ内の室３０の一部内に位置するスプールの図に
て左側の部分より半径方向外方へ延在している。液圧流
体がフランジ２８に作用するよう導管３２又は３４を経
て導入されるようになっている。

電気流体弁３６が導管３２又は３４へ導入されこれによ
りフランジ及びスプールに作用する流体の量を制御し、
これにより圧力の不釣合いを発生させてスプールを図に
て横方向へ駆動するようになっている。スプールの横方
向の運動により各ウィンドウ２２と番孔２４との間の整
合面積の大きさが変化され、これにより各計量された燃
料導管２６を経てアフタバーナの各段へ供給される燃料
の流れが計量されるようになっている。

前述の如く、遮断及び圧力制御弁１６は各計量された燃
料導管の流路内に配置されている。各遮断及び圧力制御
弁１６は後に詳細に説明する如くハウジング１２内の実
質的に円筒形の領域３８内に配置されている。各遮断及
び圧力制御弁は複数個の流入導管及び流出導管と、イン
ナスリーブ及びアウタスリーブと、圧力制御弁と、遮断
弁とを有している。

流入及び流出 遮断及び圧力制御弁１６は計量された燃料導管２６の上
流側部分４０を経て計量弁１４より所定の重量流量の燃
料の流れを受ける。遮断及び圧力制御弁はスプール１８
内の燃料と連通ずる導管４２を経て計量弁の上流側の圧
力を検出する。また遮断及び圧力制御弁は導管４４を経
て遮断及び冷却用の高圧を検出する。所定の重量流量の
燃料の流れは遮断及び圧力制御弁を経て流れ、計量され
た燃料導管２６の下流側部分４６を経てエンジンへ供給
される。導管４８が図には示されていないシーケンス弁
より液圧信号を供給するようになっており、また後に説
明する如く導管５０が図には示されていないポンプへ液
圧信号を供給するようになっている。

インナスリーブ及びアウタスリーブ 第２図、第２ａ図、第３図、第３ａ図に於て、各遮断及
び圧力制御弁はインナスリーブ５２及びアウタスリーブ
５４を有している。実質的に円筒形をなすアウタスリー
ブ５４はハウジング１２内の孔３８内に嵌合されている
。アウタスリーブの半径方向外方へ延在する肩部５６が
ハウジングの部分５８に当接し、これれによりアウタス
リーブが正確に位置決めされるようになっている。

アウタスリーブ５４は５つのオリフィスを有している。

第一のオリフィス６０が計量された燃料導管の下流側部
分４６へ燃料を導くようになっている。第二のオリフィ
ス６２（第２ａ図参照）が後に詳細に説明する如く計量
された燃料導管の下流側部分４６内の燃料の圧力を導く
ようになっている。第三のオリフィス６４（第２ａ図参
照）が後に説明する如く計量された燃料導管の下流側部
分４６内の燃料の圧力を導管５０へ導くようになってい
る。フィルタ要素６８を含む第四のオリフィス６６（第
２図参照）が導管４２より上流側の圧力を導くようにな
っている。第五のオリフィス７０（第２ａ図参照）が図
には示されていない供給源より導管４４を経て冷却流及
びその圧力を導くようになっっている。

インナスリーブ５２は実質的に円筒形をなし、開口端部
７２及び閉止端部７４を有している。閉止端部７４は半
径方向内方へ延在するフランジ７６を有し、該フランジ
は後に説明する如くシャフト７８を受入れるよう構成さ
れている。またフランジ７６は内部にＯリング８２が配
置された円形溝８０を有し、これによりシャフトがフラ
ンジに対しシールされた状態に維持されるようになって
いる。

インナスリーブ５２はその外面に形成された第一、第二
、及び第三の溝と４つの孔とを有している。第一の孔８
４は第一のオリフィス６０と連通し、これにより計量さ
れた燃料の流れが計量された燃料導管の上流側部分４０
より下流側部分４６へ流れ得るようになっている。第一
の溝８６は第五のオリフィス７０と連通し、これにより
冷却流及びその圧力が第二の孔８８及び第三の孔９０へ
導かれるようになっている。第二の溝９２は第二のオリ
フィス６２と第三のオリフィス６４との間に導管を与え
ており、これにより計量された燃料導管の下流側部分４
６内の燃料の圧力が導管５０へ導かれるようになってい
る。第三の溝９４は第四のオリフィス６６と連通してお
り、これにより上流側の圧力が第四の孔′９６を経てイ
ンナスリーブの内部へ導かれるようになっている。

アウタスリーブ５４はインナスリーブ５２と共働するよ
うビン９８によりインナスリーブに固定的に取付けられ
ている。

圧力制御弁 圧力制御弁１００がインナスリーブ５２内に往復動Ｆ＋
Ｊ能に装召されている。圧力制御弁１００は円錐形の閉
止端部１０２と開口端部１０４とを有している。円錐形
の閉止端部は図にて左方へ向けて開いており、インナス
リーブの第一の孔８４を通過する燃料の流量を制御する
よう構成された肩部１０６に滑らかに接続されている。

圧力制御弁内にはシャフト７８が配置されている。シャ
フト７８はばね１０８及びシャフトの周りに周方向に配
列された二つのバイメタル式の温度補償要素１１０によ
り圧力制御弁に取付けられている。ばね１０８はその図
にて右端に於て温度補償要素に係合し、その図にて左端
に於て圧力制御弁１００の開口端部１０４より半径方向
内方へ延在するフランジ１１２に係合している。

遮断弁 遮断弁１１４はアウタスリーブ５４を囲繞する開口端部
１１６と閉止端部１１８とを有しており、該閉止端部に
シャフト７８が固定されている。シャフト７８は圧力制
御弁のキャリブレーションを遮断弁より容易に行ない得
るよう遮断弁内にねじ式に調節可能に装召されている。

後に説明する如く、室１２０が遮断弁１１４の閉止端部
１１８とインナスリーブ５２の閉止端部７４との間に形
成されている。ねじ部１２４にてハウジング１２にねじ
込まれるよう構成された円筒形のインサート１２２が導
管４８と連通する孔１２６を有している。キャップ１２
８がインサートの内ねじ部１３２にねじ込まれるよう構
成された円筒形のねじ部１３０を有している。キャビテ
ィ１３４が遮断弁の閉止端部１１８の周りにてキャップ
１２８内に形成されている。ばね１３６が遮断弁の閉止
端部を付勢しており、その図にて右端にて遮断弁の肩部
１３８に係合し、その図にて左端にてキャップ１２８に
係合している。

作動 作動に於ては、高圧が室１２０に作用するようアウタス
リーブ５４に設けられた第五のオリフィス７０及びイン
ナスリーブ５２に設けられた第一の溝８６及び第三の孔
９０を経て導かれる。室１２０内の高圧はばね］３６の
ばね力に打勝ち、これにより遮断弁１１４を第２図及び
第２ａ図で見て左方へ駆動し、これにより燃料が第一の
オリフィス６０、孔８４、ハウジングに設けられた周方
向溝１４０を経て計量された燃料導管の下流側部分４６
へ流れ、更にエンジンへ流れる。燃料がエンジンへ供給
される際に、計量弁１４の下流側の圧力が計量された燃
料導管２６の上流側部分４゜を経て圧力制御弁１００に
よりその円錐形の閉止端部１０２にて検出される。計量
弁の上流側の圧力が導管４０により第四のオリフィス６
６、インナスリーブ５２に設けられた第三の溝９４及び
第四の孔９６を経て圧力制御弁により検出される。

圧力制御弁はばね１０８のばね力及び温度補償要素１１
０の影響を受けた状態で上流側圧力と下流側圧力との間
の差圧に応答し、これにより計量弁を横切る圧力降下を
制御する。圧力制御弁の肩部１０６は差圧により惹起こ
されるその運動により位置決めされ、これにより第一の
孔の面積が制御され、これにより圧力降下が制御される
。当技術分野に於て周知の如くバイメタル要素にて形成
された温度補償要素１１０は、温度変化に拘らず圧力制
御が比較的正確に行なわれるよう、ばね１０８に対する
温度変化の影響を相殺するれよう構成されている。

まずキャビティ１３４より圧力を導くことによりシーケ
ンス弁により開弁される遮断弁に於ては、計量された燃
料導管の下流側部分内を流れる燃料の圧力がアウタスリ
ーブ５４に設けられた第二のオリフィス６２、インナス
リーブ５２に設けられた第二の溝９２、アウタスリーブ
に設けられた第三のオリフィス６４を経て導管５０へ導
かれる。

導管５０は計量された燃料の流れが遮断及び圧力制御弁
を経てエンジンへ流れるよう図には示されていないポン
プの吐出圧を制御する図には示されていない弁へ燃料の
圧力を導く。

遮断弁を遮断すべく、高圧がシーケンス弁により導管４
８を経てキャビティ１３４へ導かれる。

この高圧及びばね１３６の両方の力により遮断弁が図に
て右方へ駆動され、これにより第一のオリフィス６４及
び孔８０（第３図及び第３ａ図参照）を経て流れる燃料
の流れが遮断される。更に遮断弁は第二のオリフィス６
２、第二の溝９２、アウタスリーブの第三のオリフィス
６４を経て流れる燃料の流れを遮断し、これにより更に
ポンプの吐出圧を制御する。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遮断及び圧力制御弁の一つの実施例が
組込まれた燃料制御装置を一部破断して示す断面図であ
る。 第２図は第１図の遮断及び圧力制御弁を開位置にて示す
断面図である。 第２ａ図はインナスリーブ及びアウタスリーブが第２図
の位置より部分的に回動された状態にて第２図の遮断及
び圧力制御弁を開位置にて示す断面図である。 第３図は第１図の遮断及び圧力制御弁を閉位置にて示す
断面図である。 第３ａ図はインナスリーブ及びアウタスリーブが第３図
の位置より部分的に回動された状態にて第３図の遮断及
び圧力制御弁を示す断面図である。 １０・・・燃料制御装置、１２・・・ハウジング、１４
・・・計量弁、１６・・・遮断及び圧力制御弁、１８・
・・スプール、２０・・・スリーブ、２２・・・ウィン
ドウ、２６・・・計量された燃料導管、２８・・・フラ
ンジ、３０・・室、３６・・・電気流体弁、３８・・・
円筒形の領域。 ４０・・・上流側部分、４６・・・下流側部分、５２・
・・インナスリーブ、５４・・・アウタスリーブ、５６
・・・肩部、６０．６２．６４．６６．７０・・・オリ
フィス。 ６８・・・フィルタ要素、７２・・・開口端部、７４・
・・閉１１一端部、７６・・・フランジ、７８・・・３
シヤフト、８０・・・円形溝、８２・・・０リング、８
４・・・孔、８６・・・溝。 ８８．９０・・・孔、９２．９４・・・溝、９６・・・
孔、９８・・・ピン、１００・・・圧力制御弁、１０２
・・・閉止端部、１０４・・・開口端部、１０６・・・
肩部、１０８・・・ばね、１１０・・・温度補償要素、
ユ１２・・・フランジ。 １コ４・・・遮断弁、１１６・・・開口端部、１１８・
・・閉止端部１１２０・・・室、１２２・・・インサー
ト、１２４・・・ねじ部、１２６・・・孔、１２８・・
・キャップ、１３０・・・ねじ部、１３２・・・内ねじ
部、１３４・・・キャビティ、１３６・・ばね、１３８
・・・肩部特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシー
ズ・コーポレイション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アフタバーナ内の複数の段へ供給される燃料の流量を制
   御する燃料制御装置にして、 前記複数の段の各々へ供給される燃料の流れを同時に計
   量する計量弁と、 それぞれ或る特定の段へ供給される前記計量された燃料
   の流れを制御する複数個の弁と、 を有し、各弁は 前記計量された燃料の流れと連通する第一の弁要素であ
   って、前記第一の弁要素が前記弁を経て前記特定の段へ
   供給される前記燃料の流れを選択的に開閉するよう選択
   的に位置決めされる第一の弁要素と、 前記第一の弁要素内に配置された第二の弁要素であって
   、前記計量弁の上流側の圧力と下流側の圧力との間の差
   圧に応答し、前記差圧の関数として前記弁よりの前記燃
   料の流れを制御することにより前記計量弁を横切る圧力
   降下を制御する第二の弁要素と、 を有することを特徴とする燃料制御装置。