JPH04250327A - 水動力計 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は低馬力制御を可能とした
水動力計に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に水動力計は、図３に示すように、
流量調整用のインレットバルブ５およびアウトレットバ
ルブ６を介して流体の導入（給水１２）と排出（排水１
３）を行うようにしたケーシング１内に、例えば翼車２
が入力軸４に連結して回転自在に取り付けられ、入力軸
４を介して与えられる外部からの回転駆動力に対して流
体との間に生じる制動力の大きさをケーシング１内に滞
留する流体の量を調整することで制御する構成となって
いる。更に具体的に述べるならば、図３に示す従来の水
動力計では、図４の特性図に示すように、アウトレット
バルブ６の開度をコントローラ８によってアクチェエー
タ７を介して自動制御することで、回転速度センサ９に
よって検出される動力計の回転速度や吸収馬力を調整し
、インレットバルブ５の開度を手動調整することで大ま
かな流量の調整を行い、流体の温度上昇が許容境界（水
温上昇制限）内（図４の斜線部は温度上昇許容境界外の
領域を示す）に収まるよう調整する方式が一般的であっ
た。なお、流体の温度上昇許容境界は、キャビテイショ
ンによる翼車のエロージョンを防止するために設定され
るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、図３
に示す従来の水動力計では、アウトレットバルブ６の開
度を自動制御して吸収馬力の調整を行う。このような水
動力計において、低馬力における吸収馬力の調整は、図
４に示すようにインレットバルブ５を全閉に近くした状
態（開度５％）でアウトレットバルブ６を全開に近くし
て、図４のＡ点で運転可能である。しかし、そのときの
インレットバルブ５の開度を維持したまま（即ちアウト
レットバルブ６の自動制御のみによって）馬力を増加し
ようとすると、図４のＢ点において水温上昇制限に到達
するため、僅かな馬力増加しか許容されなかった。

【０００４】そこで、目的とする最大吸収馬力（図４の
Ｃ点）を得るには、インレットバルブ５を開いて流体の
温度上昇を許容範囲に収める必要がある。この対策とし
て、アウトレットバルブ６と共にインレットバルブ５も
自動制御する方式が考えられる。しかし、この方式は、
第１にシステムが複雑になること、第２にインレットバ
ルブ５が最大馬力に対応したサイズに設計されているた
めに低馬力での微調整は困難であることなどから、実用
化されていなかった。

【０００５】一方、動力計を使用した航空機エンジン等
の試験においては、アイドル状態（ほぼゼロ馬力）から
最大馬力までの急加減速運転（インレットバルブの手動
調整での急加減速は不可能）を含む耐久試験が義務付け
られている（米軍規格ＭＩＬ−Ｅ−８５９３）。このた
め、従来の水動力計では規格通りの試験が困難であり、
高価な電気動力計を用いざるを得なかった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
その目的は、従来の水動力計に改良を加え、従来と同様
の自動制御で低馬力の微調整を実現することができる水
動力計を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の水動力
計に設けられているインレットバルブとアウトレットバ
ルブの他、インレットバルブの後流にバイパスバルブを
設置し、このバイパスバルブによる流量調整により、流
体の一部をケーシングに導入することなくバイパス路を
通して直接排出する構成とすることで、アウトレットバ
ルブが全開付近に到達した後、ケーシングに導く流量を
更に減じ、少流量における微調整を可能としたことを特
徴とするものである。

【０００８】また本発明は、バイパスバルブをアウトレ
ットバルブに連動させることで、高馬力から低馬力まで
の流量調整を連続的に且つ従来通りの自動制御で行える
構成としたことも特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成の作用を、図１を参照して説明する
。図１において、静翼３を内蔵するケーシング１内に回
転自在に取り付けられた翼車２の回転力は、インレット
バルブ５を介して導入されアウトレットバルブ６を介し
て排出される流体の熱エネルギーに変換される。その制
動力の大きさはケーシング１内に滞留する流体の量に依
存し、インレットバルブ５を開くかアウトレットバルブ
６を閉じることで増加し、インレットバルブ５を閉じる
かアウトレットバルブ６を開くことで減少する。この点
は、図３の従来の水動力計でも同様であり、図４にその
関係を示す如く、低馬力を制御するためには、インレッ
トバルブ５を全閉に近付ける必要がある。従来、このと
きの最高馬力は、図４に示す５％開度においてＢ点のよ
うに低くなってしまい、動力計本来の最大能力を制限す
る結果となり、作動範囲が狭くなって実用的でない。

【００１０】そこで本発明では、図１の構成に示すよう
に、（図３の従来構成に加えて）インレットバルブ５の
後流にバイパスバルブ１０が設置される。このバイパス
バルブ１０には比較的小型で微調整可能なものが用いら
れ、同バルブ１０の流量調整により、インレットバルブ
５を介して導入される流体の一部がバイパス路１４を通
り、ケーシング１に流入することなく直接排出される。 バイパスバルブ１０は更に、単一のコントローラ８によ
りアウトレットバルブ６に連動して制御され、アウトレ
ットバルブ６がほぼ全開状態に近付くのに伴い開かれる
。

【００１１】このように、アウトレットバルブ６が全開
付近に到達した後、それに連動してバイパスバルブ１０
を開くことにより、ケーシング１に流入する流体の流量
を更に減じ、図２の特性図の“網かけ”部で示されるよ
うに、最高馬力を維持したまま、水温上昇の制限内で低
馬力の制御を行うことが可能となる。しかも、この制御
は、単一のコントローラ８によるアウトレットバルブ６
およびバイパスバルブ１０に対する開閉制御によって可
能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付して詳
細な説明を省略する。

【００１３】図１は本発明一実施例に係る水動力計の構
成を示す概念図である。図１に示す水動力計は、図３に
示す従来の水動力計の構成に加え、インレットバルブ５
を介して導入される流体の一部をケーシング１に流入さ
せずにバイパスして排出するためのバイパス路（バイパ
ス管）１４を設けたものである。このバイパス路１４に
は、同バイパス路１４を通して排出される流体の流量を
調整するための比較的小型で微調整可能なバイパスバル
ブ１０が設置される。このバイパスバルブ１０は、コン
トローラ８により、ケーシング１からの流体の排出を調
整するためのアウトレットバルブ６に連動して開閉制御
されるようになっている。

【００１４】また、図１に示す水動力計では、インレッ
トバルブ５の後流に、更に昇圧弁１１が設けられる。こ
の昇圧弁１４は、バイパスバルブ１０の調整によりバイ
パス路１４を通して排出される流体の流量を、安定に制
御するために設けられたものである。

【００１５】さて、図１の水動力計では、先に［作用］
の項目で述べたように、インレットバルブ５を介して導
入される流体の一部が、バイパスバルブ１０の流量調整
により、バイパス路１４を通り、ケーシング１に流入す
ることなく直接排出される。したがって、図２の特性図
に示すように、アウトレットバルブ６が全開付近に近付
いた状態で、コントローラ８の制御により同バルブ６に
連動してバイパスバルブ１０を開調整することにより、
（インレットバルブ５とアウトレットバルブ６の開度が
図３に示す従来の水動力計と同一状態であっても）従来
に比べてケーシング１に流入する流体の流量を更に減じ
ることができ、図２の特性図の“網かけ”部で示される
ように、最高馬力を維持したまま、水温上昇の制限内で
低馬力の制御を行うことが可能となる。

【００１６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、水
動力計に必要なインレットバルブとアウトレットバルブ
に加えて、インレットバルブの後流にアウトレットバル
ブと連動して開閉制御されるバイパスバルブを設け、イ
ンレットバルブを介して導入される流体の一部を、ケー
シングに流入させずにバイパスバルブ経由で直接排出す
る構成としたので、従来と同様の自動制御を用い、高馬
力を維持したまま、従来の水動力計では困難であった低
馬力での制御を実現することができる。

【００１７】この結果、航空機エンジンなどで要求され
るアイドル状態から最大馬力までの急加減速試験が可能
となる。更に、大馬力用の水動力計を用いて小馬力のエ
ンジン試験も可能となり、試験設備の汎用性が増す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る水動力計の構成を示す
概念図。

【図２】図１に示す本発明実施例の水動力計の特性図。

【図３】従来の水動力計の構成を示す概念図。

【図４】図３に示す従来の水動力計の特性図。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…翼車、５…インレットバルブ、６
…アウトレットバルブ、８…コントローラ、１０…バイ
パスバルブ、１１…昇圧弁、１４…バイパス路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　流量調整用のインレットバルブおよび
   アウトレットバルブを介して流体の導入と排出を行うよ
   うにしたケーシング内に、円盤または翼車が回転自在に
   取り付けられ、外部からの回転駆動力に対して流体との
   間に生じる制動力の大きさを上記ケーシング内に滞留す
   る流体の量を調整することで制御する水動力計において
   、上記インレットバルブを介して導入される流体の一部
   をバイパスするためのバイパス路と、このバイパス路を
   通して排出される流体の量を調整するための、上記アウ
   トレットバルブと連動するバイパスバルブと、を具備し
   、流体の一部を上記ケーシングに導入することなく直接
   排出することで、上記ケーシングに導入される流体の量
   の微調整を可能としたことを特徴とする水動力計。