JPH0454485Y2 - - Google Patents

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JPH0454485Y2
JPH0454485Y2 JP1985122378U JP12237885U JPH0454485Y2 JP H0454485 Y2 JPH0454485 Y2 JP H0454485Y2 JP 1985122378 U JP1985122378 U JP 1985122378U JP 12237885 U JP12237885 U JP 12237885U JP H0454485 Y2 JPH0454485 Y2 JP H0454485Y2
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valve
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diaphragm
regulator
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は航空機に搭載される空気調和装置の抽
気系統に設置される圧力制御弁に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a pressure control valve installed in an air bleed system of an air conditioner mounted on an aircraft.

[従来の技術] 航空機用の空調装置には、例えば、第3図に示
されるように、エンジンの軸流コンプレツサ10
1から抽出した高温高圧のブリードエアBをエア
サイクルマシン(ACM)102に導入し、コン
プレツサCにおける断熱圧縮、熱交換器103に
おけるラムエアL(外気)との熱交換、タービン
Tにおける断熱膨脹の各工程を経て冷却した後に
この冷気を混合機104に導入する一方、混合機
104に前記コンプレツサ101からブリードエ
アBを導入して冷気に対する必要な除湿、温度調
整等を行ない、しかる後、コツクピツトやキヤビ
ン等の与圧室105に供給するシステムが一般に
採用されている。そして、前記ACM102の上
流側に高圧ブリドーエアBを所定の作動圧に調整
するための一次の圧力制御弁106を設ける一
方、その下流側に二次の圧力制御弁107を設
け、ここにおいて与圧室105に必要な下流圧力
にコントロールするのが通例である。従来、この
二次調圧用に利用されている圧力制御弁107と
しては、ダイヤフラムとスプリングとを組合せて
そのバルブプレートを開閉させるようにした機構
のもの等が使用されているが、しかしこのもの
は、ダイヤフラムによつて区画される一対の室の
うちスプリングが収容される側の室に設定圧(一
般に大気圧)を導入し、反対側の室に圧力制御弁
の出口圧を導入して、出口圧が設定圧よりも低け
ればダイヤフラムをバルブ開度増大方向に駆動
し、出口圧が設定圧よりも高ければダイヤフラム
がバルブ開度減少方向に駆動するものである。す
なわち、前記圧力制御弁は出口圧を設定圧に保持
するための差圧駆動をするだけのものであり、出
口圧は外気にしたがつて飛行高度とは無関係に終
始初期設定圧に保たれるに過ぎない。また、それ
以外にも、既存のものでは航空機の飛行高度の関
数としてその下流圧力を制御出来るものがなく、
システムに必要以上の抽気を消費している場合が
殆どである。これは、圧力制御弁で調圧される下
流圧力を、システムに要求される最大圧力に設定
しているため、通常の作動時には余分に抽気を取
入れるようにしているためである。
[Prior Art] Air conditioners for aircraft include, for example, an axial flow compressor 10 of an engine, as shown in FIG.
The high-temperature, high-pressure bleed air B extracted from 1 is introduced into an air cycle machine (ACM) 102, and is subjected to adiabatic compression in a compressor C, heat exchange with ram air L (outside air) in a heat exchanger 103, and adiabatic expansion in a turbine T. After cooling through the process, this cold air is introduced into the mixer 104, and bleed air B from the compressor 101 is introduced into the mixer 104 to perform necessary dehumidification, temperature adjustment, etc. for the cold air. A system for supplying the pressurized chamber 105 such as the above is generally employed. A primary pressure control valve 106 is provided on the upstream side of the ACM 102 to adjust the high-pressure Brido air B to a predetermined operating pressure, and a secondary pressure control valve 107 is provided on the downstream side of the ACM 102. It is customary to control the downstream pressure required at 105. Conventionally, the pressure control valve 107 used for this secondary pressure regulation has a mechanism in which a diaphragm and a spring are combined to open and close the valve plate. Of a pair of chambers divided by a diaphragm, a set pressure (generally atmospheric pressure) is introduced into the chamber on the side where the spring is housed, and the outlet pressure of the pressure control valve is introduced into the chamber on the opposite side. If the pressure is lower than the set pressure, the diaphragm is driven in the direction of increasing the valve opening, and if the outlet pressure is higher than the set pressure, the diaphragm is driven in the direction of decreasing the valve opening. In other words, the pressure control valve merely drives a differential pressure to maintain the outlet pressure at the set pressure, and the outlet pressure is maintained at the initial set pressure from beginning to end, regardless of the flight altitude, according to the outside air. It's nothing more than that. In addition, there is no existing system that can control the downstream pressure as a function of the flight altitude of the aircraft.
In most cases, the system is consuming more bleed air than necessary. This is because the downstream pressure regulated by the pressure control valve is set to the maximum pressure required by the system, so extra bleed air is taken in during normal operation.

[考案が解決しようとする問題点] ところが、航空機の空調システムに必要な抽気
量は、通常の場合、その飛行高度の関数としてリ
ニアに制御することが求められる。これは、飛行
高度が高くなるにつれて気温が低下するため、冷
房用の抽気エアが少なくて済み、必要以上の抽気
は航空機のドラグ損失を増して好ましくないから
である。しかし、一方において飛行条件等によつ
ては余分に抽気が必要とされる場合(例えば、雨
天航行時にコツクピツトウインドの雨水よけにエ
アを利用するとき等)があることも事実であつ
て、かかる場合はその条件に応じ圧力制御弁の下
流圧力を飛行高度とノンリニアに制御できるもの
でなければならない。
[Problems to be solved by the invention] However, the amount of bleed air required for an aircraft air conditioning system is normally required to be controlled linearly as a function of the flight altitude. This is because as the flight altitude increases, the temperature decreases, so less bleed air is needed for cooling, and bleed air that is more than necessary increases the drag loss of the aircraft, which is undesirable. However, on the other hand, it is also true that there are cases where extra air is required depending on the flight conditions (for example, when air is used to protect the pit wind from rainwater during navigation in the rain). In such a case, it must be possible to control the downstream pressure of the pressure control valve non-linearly with the flight altitude according to the conditions.

本考案は、このような航空機の空調装置に要求
される特性に鑑み、常時はその飛行高度の関数と
してその下流圧力をリニアに制御でき、また必要
な場合は下流圧を飛行高度とノンリニアに可変制
御し得る機能を備えた二次圧調整用の圧力制御弁
を提供することを目的としている。
In consideration of the characteristics required for such aircraft air conditioning systems, the object of the present invention is to provide a pressure control valve for regulating secondary pressure that can normally control the downstream pressure linearly as a function of the flight altitude, and that has the function of being able to variably control the downstream pressure non-linearly with the flight altitude when necessary.

[問題点を解決するための手段] 本考案は、このような目的を達成するために、
開閉可能なバルブ2を介設したバルブボデイ1
と、このバルブボデイ1の上流側から導入した上
流圧力を圧力降下させてコントロール圧力を発生
するレギユレータ3と、このレギユレータ3で発
生したコントロール圧力と前記バルブボデイ1の
下流側から導入した下流圧力および主スプリング
9のバネ付勢力とをダイヤフラム6を介して拮抗
させ該ダイヤフラム6の釣合位置に応じて前記バ
ルブ2を開閉するコントローラ4の各要素の結合
からなる航空機用の圧力制御弁であつて、前記レ
ギユレータ3を、前記バルブボデイ1の上流側か
ら導入されるエアを絞つて圧力降下させコントロ
ール圧力を発生するメータリングバルブ11と、
周囲圧力に比例して該メータリングバルブ11を
その開成方向に牽引する真空ベローズ13と、こ
のメータリングバルブ11で発生したコントロー
ル圧力を受けて該メータリングバルブ11をその
閉止方向に牽引する複数段の受圧面積の異なるダ
イヤフラム12,12と、このメータリング
バルブ11をその開成方向に付勢するコントロー
ルスプリング18とを備えて構成するとともに、
受圧面積の異なる複数段の前記ダイヤフラム12
,12に対する前記コントロール圧力の受感
状態を切換るコントロール圧力切換機構14を設
けたことを特徴としている。
[Means for solving the problem] In order to achieve the above purpose, the present invention
Valve body 1 with a valve 2 that can be opened and closed
, a regulator 3 that reduces the upstream pressure introduced from the upstream side of the valve body 1 to generate control pressure, the control pressure generated by the regulator 3, the downstream pressure introduced from the downstream side of the valve body 1, and the main spring. The pressure control valve for an aircraft is composed of a combination of each element of a controller 4 which counterbalances the spring biasing force of 9 through a diaphragm 6 and opens and closes the valve 2 according to the balanced position of the diaphragm 6, a metering valve 11 that throttles the air introduced from the upstream side of the valve body 1 to lower the pressure of the regulator 3 to generate control pressure;
A vacuum bellows 13 that pulls the metering valve 11 in its opening direction in proportion to the ambient pressure, and a plurality of stages that pulls the metering valve 11 in its closing direction in response to control pressure generated in the metering valve 11. The metering valve 11 is configured to include diaphragms 12, 12 having different pressure receiving areas, and a control spring 18 that biases the metering valve 11 in its opening direction.
The diaphragm 12 has multiple stages with different pressure receiving areas.
, 12 is provided with a control pressure switching mechanism 14 for switching the sensing state of the control pressure.

[作用] このような構成の圧力制御弁であれば、飛行高
度が変化し周囲圧力が増減すると、その真空ベロ
ーズ13が圧力変化に比例してレギユレータ3の
メータリングバルブ11を牽引する力を変化する
ことになるので、これに伴ない該メータリングバ
ルブ11は高度に比例してバルブボデイ1の上流
側から導入されるエアの絞り量を増し、この結果
レギユレータ3は飛行高度に反比例するコントロ
ール圧力を発生することになる。そして、このレ
ギユレータ3で発生されたコントロール圧力は、
コントローラ4でバルブボデイ1の下流側から導
入される下流圧力をその主スプリング9のバネ付
勢力に拮抗するようにダイヤフラム6の釣合位置
を変化させ、これに対応してバルブボデイ1のバ
ルブ2の開度が開閉されることになるから、結局
そのバルブ2の下流圧力を飛行高度の関数として
リニア(飛行高度に反比例)に制御することが出
来るものとなる。また、飛行条件等に応じその下
流圧力を飛行高度と無関係に制御したい場合に
は、そのコントロール圧力切換機構14によりコ
ントロール圧力が受感されるダイヤフラム12
,12を切換るようにすればよく、かくすれ
ば複数段のダイヤフラム12,12で受圧面
積を相違させているからレギユレータ3において
そのメータリングバルブ11に作用する開成方向
の牽引力を段階的に変化させることが出来、これ
に伴ないレギユレータ3で発生するコントロール
圧力を段階的に可変できることになるから、コン
トローラ4からバルブ開度の調整を介してその下
流圧力を飛行高度とノンリニアに制御することも
容易に可能となる。
[Function] With a pressure control valve configured as described above, when the flight altitude changes and the ambient pressure increases or decreases, the vacuum bellows 13 changes the force pulling the metering valve 11 of the regulator 3 in proportion to the pressure change. Accordingly, the metering valve 11 increases the amount of air introduced from the upstream side of the valve body 1 in proportion to the altitude, and as a result, the regulator 3 increases the control pressure that is inversely proportional to the flight altitude. will occur. The control pressure generated by this regulator 3 is
The controller 4 changes the balance position of the diaphragm 6 so as to counteract the downstream pressure introduced from the downstream side of the valve body 1 with the spring biasing force of the main spring 9, and correspondingly changes the opening of the valve 2 of the valve body 1. Since the valve 2 is opened and closed, the downstream pressure of the valve 2 can be controlled linearly (inversely proportional to the flight altitude) as a function of the flight altitude. In addition, if it is desired to control the downstream pressure regardless of the flight altitude depending on the flight conditions, etc., the control pressure switching mechanism 14 can be used to sense the control pressure using the diaphragm 12.
, 12. In this way, since the pressure receiving areas are different between the multiple stages of diaphragms 12, 12, the traction force in the opening direction acting on the metering valve 11 in the regulator 3 can be changed in stages. As a result, the control pressure generated by the regulator 3 can be varied in stages, so the downstream pressure can be controlled non-linearly with the flight altitude by adjusting the valve opening from the controller 4. easily possible.

[実施例] 以下、図面に示す一実施例について本考案をよ
り具体的に説明する。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an example shown in the drawings.

第1図は本考案に係る圧力制御弁のシステム概
要を図示するもので、この圧力制御弁は、開閉可
能なバタフライバルブ(バルブプレート)2をそ
の中途部に介設したバルブボデイ1と、このバル
ブボデイ1の上流側から導入される上流圧力を所
定の制御則で圧力降下させてコントロール圧力を
発生するレギユレータ3と、このレギユレータ3
で発生したコントロール圧力をバルブボデイ1の
下流圧力等と釣合わせて前記バタフライブルブ2
を開閉するコントローラ4の各要素の結合により
構成されるものである。
FIG. 1 shows the system outline of the pressure control valve according to the present invention. A regulator 3 that generates control pressure by lowering the upstream pressure introduced from the upstream side of 1 according to a predetermined control law, and this regulator 3
The control pressure generated in the butterfly valve 2 is balanced with the downstream pressure of the valve body 1, etc.
It is constructed by combining each element of the controller 4 that opens and closes.

ここにおいて、前記バルブボデイ1は一端にブ
リードエアの流入口1aを他端に同流出口1bを
有する筒状体からなるもので、その両端に上下流
側の抽気管路が直列に接続され、そのバタフライ
ブルブ2の開度に応じて抽気量を絞り上流圧力を
圧力降下させて所定の下流圧力に調圧する役目を
果すものである。なお、このバルブボデイ1の上
流側管路一側には、前記レギユレータ3に上流圧
力を導入するための上流圧受感ポート(フイルタ
組立品)5が付設されている。
The valve body 1 is a cylindrical body having a bleed air inlet 1a at one end and an outlet 1b at the other end, and upstream and downstream bleed air pipes are connected in series to both ends, and serves to adjust the downstream pressure to a predetermined level by reducing the amount of bleed air according to the opening of the butterfly valve 2. An upstream pressure sensing port (filter assembly) 5 for introducing upstream pressure to the regulator 3 is attached to one side of the upstream pipe of the valve body 1.

また、前記コントローラ4は前記バルブボデイ
1上に立設したチヤンバ4a内にダイヤフラム6
を昇降可能に配設し、このダイヤフラム6をその
上下両側から作用する力を拮抗させる釣合位置に
変位させ、その変位量に応じて前記バタフライバ
ルブ2を開閉する機構を具備せしめて構成したも
のである。すなわち、ダイヤフラム6の下面側に
は、前記バルブボデイ1の図示しない下流側管路
に開口される下流圧受感ポート7から圧力導通管
路8を介して導入される下流圧力と、チヤンバ4
a内に介装した主スプリング9のバネ付勢力が作
用される一方、その上面側に前記レギユレータ3
で発生されるコントロール圧力が圧力導通管路
a、b、cを介して導入され、これら両側から作
用する力が拮抗する釣合位置にダイヤフラム6が
保持されるようになつている。そして、このダイ
ヤフラム6と前記バルブプレート2とはバルブボ
デイ1を貫通するリンク10で連結され、ダイヤ
フラム6の昇降運動がバルブプレート2の開閉運
動に変換される。つまり、コントロール圧力が優
勢でダイヤフラム6が下降するときには、バタフ
ライバルブ2が開成方向に回転して流量を増し下
流圧力を増大するように作動し、逆に下流圧力と
主スプリング9のバネ付勢力が優勢でダイヤフラ
ム6が上昇するときは、上記と反対の作動を営む
ことになる。なお、図中4bはチヤンバ4aの頂
部に設けた調整スクリユで、ダイヤフラム6と当
接してその上昇限を規制し、ひいてはバタフライ
バルブ2の最小閉止角度とこれに対応する下流圧
力のロワーリミツトを設定する。
Further, the controller 4 has a diaphragm 6 disposed within a chamber 4a erected on the valve body 1.
The diaphragm 6 is disposed so as to be movable up and down, the diaphragm 6 is moved to a balanced position where the forces acting from both sides of the diaphragm are balanced, and a mechanism is provided to open and close the butterfly valve 2 according to the amount of displacement. It is. That is, on the lower surface side of the diaphragm 6, there is a downstream pressure introduced from the downstream pressure sensing port 7 which is opened to the downstream side pipe line (not shown) of the valve body 1 via the pressure conduction pipe line 8, and the chamber 4.
While the spring biasing force of the main spring 9 interposed in a is applied, the regulator 3 is
The control pressure generated by the diaphragm 6 is introduced through the pressure conduits a, b, and c, so that the diaphragm 6 is held in a balanced position where the forces acting from both sides are balanced. The diaphragm 6 and the valve plate 2 are connected by a link 10 passing through the valve body 1, and the vertical movement of the diaphragm 6 is converted into the opening/closing movement of the valve plate 2. In other words, when the control pressure is dominant and the diaphragm 6 descends, the butterfly valve 2 rotates in the opening direction to increase the flow rate and increase the downstream pressure, and conversely, the downstream pressure and the spring biasing force of the main spring 9 are When the diaphragm 6 rises in a dominant manner, the operation opposite to the above is performed. In addition, 4b in the figure is an adjustment screw provided at the top of the chamber 4a, which comes into contact with the diaphragm 6 to regulate the upper limit of its rise, thereby setting the minimum closing angle of the butterfly valve 2 and the corresponding lower limit of the downstream pressure. .

しかして、このコントローラ4に必要なコント
ロール圧力を発生する前記レギユレータ3は次の
ような構成を具備してなるものである。このレギ
ユレータ3は、メータリングバルブ11と上下二
段のダイヤフラム12,12等を内有する本
体(格納ケース)3aと、これに付勢される真空
ベローズ13および前記ダイヤフラム12,1
2へのコントロール圧力の受感状態を切換るコ
ントロール圧力切換機構14とから構成されてい
る。
The regulator 3 that generates the control pressure necessary for the controller 4 has the following configuration. The regulator 3 includes a main body (storage case) 3a that includes a metering valve 11, upper and lower diaphragms 12, 12, etc., a vacuum bellows 13 energized by the main body 3a, and the diaphragms 12, 12.
2, and a control pressure switching mechanism 14 that switches the sensing state of the control pressure to 2.

まず、その本体3aの内部構成について説明す
ると、まず本体3a内の下方部にメータリングバ
ルブ11を昇降可能に収納するバルブ室15が設
けられており、その一側に前記上流圧受感ポート
5から圧力導通管路16を経由して上流圧力(上
流側エア)を導入する流入ポート15aが開口さ
れている一方、その上端中央にこの流入エアがメ
ータリングバルブ11による絞りを介して上方の
コントロール圧力発生室17に流出する流出ポー
ト15bを開口させている。そして、このバルブ
室15内でメータリングバルブ11は、上下相反
する方向の真空ベローズ13とダイヤフラム12
,12等の牽引力が拮抗する位置に保持さ
れ、その位置に応じ流出ポート15bからのエア
流出量を絞り、コントロール圧力発生室17側に
その絞り量に対応して上流圧力を圧力降下させた
必要なコントロール圧力を発生する。具体的に
は、メータリングバルブ11が下方に変位し流出
ポート15bの開度が増大する(絞り量が少なく
なる)と、圧力発生室17側で得られるコントロ
ール圧力が上昇し、逆にメータリングバルブ11
が上方に変位し流出ポート15bの開度が減少す
る(絞り量が大きくなる)と、圧力発生室17側
で得られるコントロール圧力が低下することにな
る。また、コントロール圧力発生室17側には、
前記流出ポート15bに対向するようにして上下
二段のダイヤフラム12,12が室内を各々
気密に仕切つて介設されている。これらのダイヤ
フラム12,12はその受圧面積が異なつて
おり、上段のもの12の方が下段のもの12
よりも受圧面積を大きくしている。そして、この
ダイヤフラム12,12のいずれにコントロ
ール圧力を受感させるかは、後述のコントロール
圧力切換機構14により自在に切換ることができ
る。そして又、これらのダイヤフラム12,1
2と本体3aの頂部内面との間の室17aにコ
ントロールスプリング18を介装し、そのバネ定
数と変位量との積として発現されるバネ付勢力が
常時ダイヤフラム12,12を下向きに押し
下げる力として作用される。しかして、これら上
下二段のダイヤフラム12,12と前記メー
タリングバルブ11とは、前記流出ポート5bを
挿通して設けた連結杆19をもつて連結され、後
述するようにダイヤフラム12,12に作用
するコントロール圧力とコントロールスプリング
18のバネ付勢力との合力がメータリングバルブ
11に上方への牽引力を与える。なお、前記流出
ポート5bからコントロール圧力発生室17に吐
出されるエアは該圧力発生室17の一側に設けた
オリフイス20から外部に排出されるようになつ
ている一方、このコントロール圧力発生室17に
前記圧力導通管路aが連通されていて該圧力発生
室17で発生したコントロール圧力が圧力導通管
路aから同管路b、cを経由して前記コントロー
ラ4に導入され、そのダイヤフラム6の上面側に
作用されることになる。また、本体3aの頂部中
央にはダイヤフラム12の上方室17aを外部
と連通するベント21を設けている。
First, to explain the internal configuration of the main body 3a, a valve chamber 15 is provided in the lower part of the main body 3a to accommodate the metering valve 11 so as to be movable up and down. An inflow port 15a that introduces upstream pressure (upstream air) via the pressure conduit 16 is open, and at the center of its upper end, this inflow air is passed through a restriction by the metering valve 11 to reach the upper control pressure. An outflow port 15b that flows out into the generation chamber 17 is opened. In this valve chamber 15, the metering valve 11 has a vacuum bellows 13 and a diaphragm 12 in opposite directions.
, 12, etc., and throttle the amount of air flowing out from the outflow port 15b in accordance with that position, and reduce the upstream pressure on the control pressure generation chamber 17 side in accordance with the amount of restriction. Generates control pressure. Specifically, when the metering valve 11 is displaced downward and the opening degree of the outflow port 15b increases (the amount of restriction decreases), the control pressure obtained on the pressure generation chamber 17 side increases, and conversely, the metering valve 11 increases. Valve 11
is displaced upward and the opening degree of the outflow port 15b decreases (the amount of throttling increases), the control pressure obtained on the pressure generating chamber 17 side decreases. In addition, on the control pressure generation chamber 17 side,
Upper and lower two diaphragms 12, 12 are interposed so as to face the outflow port 15b, airtightly partitioning each chamber. These diaphragms 12, 12 have different pressure receiving areas, and the upper diaphragm 12 is larger than the lower diaphragm 12.
The pressure receiving area is larger than that of the previous model. Which of the diaphragms 12, 12 is made to sense the control pressure can be freely switched by a control pressure switching mechanism 14, which will be described later. And also these diaphragms 12,1
A control spring 18 is interposed in the chamber 17a between the control spring 2 and the inner surface of the top of the main body 3a, and the spring biasing force expressed as the product of the spring constant and the displacement amount acts as a force that constantly pushes the diaphragms 12, 12 downward. be acted upon. These two upper and lower diaphragms 12, 12 and the metering valve 11 are connected by a connecting rod 19 inserted through the outflow port 5b, and act on the diaphragms 12, 12 as described later. The resultant force of the control pressure and the spring biasing force of the control spring 18 gives an upward traction force to the metering valve 11. Note that the air discharged from the outflow port 5b to the control pressure generation chamber 17 is discharged to the outside from an orifice 20 provided on one side of the pressure generation chamber 17; The pressure conduit a is connected to the pressure generating chamber 17, and the control pressure generated in the pressure generation chamber 17 is introduced from the pressure conduit a to the controller 4 via the conduits b and c. It will be applied to the upper surface side. Further, a vent 21 is provided at the center of the top of the main body 3a to communicate the upper chamber 17a of the diaphragm 12 with the outside.

次に前記真空ベローズ13について説明する
と、この真空ベローズ13はレギユレータ3の前
記本体3aの下方部に位置し、その下面側をベー
ス22に固設して設置されている。この真空ベロ
ーズ13はその外周面に周囲圧力(外気圧)を受
け、周囲圧力に比例して収縮しようとする。そし
て、この真空ベローズ13に作用する周囲圧力は
航空機の飛行高度に対応して変化することにな
る。しかして、この真空ベローズ13の上端と前
記本体3a内のメータリングバルブ11とは連結
杆23をもつて連結されており、真空ベローズ1
3はその収縮を介してメータリングバルブ11に
その開成方向に当る下向きの牽引力を与える。ま
た、この真空ベローズ13の下向きの牽引力に対
し、前記ダイヤフラム12又は12は連結杆
19を介しメータリングバルブ11のその閉止方
向に当る上向きの牽引力を与え、更に前記コント
ロールスプリング18は同じく連結杆19を介し
真空ベローズ13の牽引力と同方向のバネ付勢力
をメータリングバルブ11に与えることになる。
したがつて、レギユレータ本体3a内のメータリ
ングバルブ11は、そのバルブ室15内で、バル
ブ開成方向に作用する真空ベローズ13の牽引力
(周囲圧力)およびコントロールスプリング18
のバネ付勢力とバルブ閉止方向に作用するダイヤ
フラム12または12の牽引力(発生コント
ロール圧力)とが釣合う位置に保持されることに
なり、メータリングバルブ11は、そのバルブ開
度に対応したコントロール圧力をコントロール圧
力発生室17側に発生することになる。
Next, the vacuum bellows 13 will be explained. The vacuum bellows 13 is located below the main body 3a of the regulator 3, and its lower surface side is fixed to the base 22. This vacuum bellows 13 receives ambient pressure (external air pressure) on its outer peripheral surface and tends to contract in proportion to the ambient pressure. The ambient pressure acting on the vacuum bellows 13 changes in accordance with the flight altitude of the aircraft. The upper end of this vacuum bellows 13 and the metering valve 11 in the main body 3a are connected by a connecting rod 23, and the vacuum bellows 1
3 applies a downward traction force to the metering valve 11 in its opening direction through its contraction. In addition, in response to the downward pulling force of the vacuum bellows 13, the diaphragm 12 or 12 applies an upward pulling force in the closing direction of the metering valve 11 via the connecting rod 19, and the control spring 18 also applies an upward pulling force to the metering valve 11 through the connecting rod 19. A spring biasing force in the same direction as the traction force of the vacuum bellows 13 is applied to the metering valve 11 via.
Therefore, the metering valve 11 in the regulator body 3a has a traction force (ambient pressure) of the vacuum bellows 13 acting in the valve opening direction and a control spring 18 within its valve chamber 15.
The metering valve 11 is held at a position where the spring biasing force and the traction force (generated control pressure) of the diaphragm 12 or 12 acting in the valve closing direction are balanced, and the metering valve 11 is held at a position where the control pressure corresponding to the valve opening degree is maintained. will be generated on the control pressure generation chamber 17 side.

さらに、前記コントロール圧力切換機構14に
ついて説明すると、この切換機構14はレギユレ
ータ3で発生したコントロール圧力を上下二段の
前記ダイヤフラム12,12のいずれに受感
させるかを選択するための要素で、前記圧力導通
管路aからダイヤフラム12と12との間に
形成される室17bに、コントロール圧力を導び
く分岐圧力導通管路24にソレノイドバルブ25
を介設して構成されている。すなわち、図示のよ
うにソレノイドバルブ25がONされが高圧設定
状態では、コントロール圧力が下段のダイヤフラ
ム12のみに受感され、一方ソレノイドバルブ
25がOFFにされた低圧設定状態では、コント
ロール圧力が室17bに導入されて双方のダイヤ
フラム12、12にコントロール圧が作用さ
れ、この状態では上段のダイヤフラム12のみ
にコントロール圧力が受感されているのと等しく
なる。そして、ダイヤフラム12,12はそ
の受圧面積が相違し、上段のもの12の方が大
きく設定してあるから、高圧設定状態ではメータ
リングバルブ11を牽引する力が小さく低圧設定
状態では牽引力が大きくなり、これ故に前者の設
定状態では発生コントロール圧力が大きくなり、
後者の設定状態では発生コントロール圧力が小さ
くなり、しかもこの圧力設定状態の段階的な切換
をソレノイドバルブ25のON・OFF切換操作で
瞬時に行なわしめることができる。
Furthermore, to explain the control pressure switching mechanism 14, this switching mechanism 14 is an element for selecting which of the two upper and lower diaphragms 12, 12 should receive the control pressure generated by the regulator 3. A solenoid valve 25 is installed in a branch pressure conduit 24 that leads control pressure from the pressure conduit a to the chamber 17b formed between the diaphragms 12 and 12.
It is constructed by intervening. That is, as shown in the figure, when the solenoid valve 25 is turned ON and the high pressure is set, the control pressure is felt only by the lower diaphragm 12, while when the solenoid valve 25 is turned OFF and the low pressure is set, the control pressure is felt by the chamber 17b. The control pressure is applied to both diaphragms 12, 12, and in this state it is equivalent to the control pressure being felt only by the upper diaphragm 12. The diaphragms 12 and 12 have different pressure-receiving areas, and the upper diaphragm 12 is set larger. Therefore, the traction force for the metering valve 11 is small when the pressure is set to high, and the traction force is large when the pressure is set to low. , Therefore, in the former setting state, the generated control pressure increases,
In the latter setting state, the generated control pressure is small, and the stepwise switching of this pressure setting state can be instantaneously performed by switching the solenoid valve 25 ON/OFF.

なお、図示の実施例において、26は前記圧力
導通管路a、bの接続部に設けたリリーフバルブ
組立品であり、管路a等に一定以上のコントロー
ル圧力が発生したとき、これを解放する役目を果
す。また、27は前記圧力導通管路b、cの接続
部に設けたソレノイドバルブであつて、圧力制御
時にはOFFにされているが、ONに切換ると圧力
導通管路bとcとを切断し前記コントローラ4へ
のコントロール圧力の導入を遮断して、バルブボ
デイ1のバタフライバルブ2をノーマルクローズ
ドの状態にする。そして、dは圧力導通管路10
bから分岐し前記圧力導通管路8に前記下流圧受
感ポート7側とシヤトルバルブ28を介して択一
的に接続される圧力導通管路であつて、前記ソレ
ノイドバルブ27がONのときレギユレータ3の
発生するコントロール圧力をコントローラ4のダ
イヤフラム6の下面側に導き、バタフライバルブ
2を閉止状態に保つ。
In the illustrated embodiment, reference numeral 26 is a relief valve assembly provided at the connection between the pressure conduit a and b, which releases the relief valve when a control pressure of a certain level or more is generated in the conduit a, etc. fulfill one's role. Reference numeral 27 is a solenoid valve installed at the connection between the pressure conduits b and c, which is turned off during pressure control, but when turned on, disconnects the pressure conduit b and c. The introduction of control pressure to the controller 4 is cut off, and the butterfly valve 2 of the valve body 1 is placed in a normally closed state. and d is the pressure conduit 10
A pressure conduction conduit branched from b and selectively connected to the pressure conduit conduit 8 to the downstream pressure sensing port 7 side via a shuttle valve 28, which is connected to the regulator 3 when the solenoid valve 27 is ON. The control pressure generated by the controller 4 is guided to the lower surface side of the diaphragm 6 of the controller 4 to keep the butterfly valve 2 in a closed state.

次いで、上記構成の圧力制御弁の作動のついて
説明する。今、図示のような高圧設定状態にある
場合を想定して圧力制御の概要を述べると、以下
の通りである。空調システムの圧力制御状態で航
空機の飛行高度が変化しこれに伴ない周囲圧力が
増減すると、レギユレータ3の真空ベローズ13
がその圧力変化に比例してのメータリングバルブ
11を開成方向に牽引する力を変化することにな
る。つまり、メータリングバルブ11は高度に比
例してバルブボデイ1の上流側から導入されるエ
アの絞り量を増し、この結果レギユレータ3は飛
行高度に反比例するコントロール圧力を発生する
ことになる。しかるに、バルブボデイ1のバタフ
ライ開度を調整するコントローラ4は、レギユレ
ータ4で発生されたコントロール圧力とバルブボ
デイ1の下流側から導入される下流圧力およびそ
の主スプリング9のバネ付勢力とが拮抗する釣合
位置にダイヤフラム6の変位を収束させ、さらに
このダイヤフラム6の釣合位置に対応してバルブ
ボデイ1内でバタフライ開度が制御されることに
なるから、結局そのバルブボデイ1(バルブプレ
ート2)の下流圧力を第2図実線で示すような飛
行高度の関数としてリニアに、即ち飛行高度に反
比例させて制御することが出来るものとなる。
Next, the operation of the pressure control valve configured as described above will be explained. The outline of the pressure control will now be described assuming a high pressure setting state as shown in the figure. When the flight altitude of the aircraft changes under the pressure control state of the air conditioning system and the ambient pressure increases or decreases accordingly, the vacuum bellows 13 of the regulator 3
The force that pulls the metering valve 11 in the opening direction changes in proportion to the pressure change. That is, the metering valve 11 increases the throttle amount of air introduced from the upstream side of the valve body 1 in proportion to the altitude, and as a result, the regulator 3 generates a control pressure that is inversely proportional to the flight altitude. However, the controller 4 that adjusts the butterfly opening degree of the valve body 1 maintains a balance between the control pressure generated by the regulator 4, the downstream pressure introduced from the downstream side of the valve body 1, and the spring biasing force of the main spring 9. Since the displacement of the diaphragm 6 is converged to this position, and the butterfly opening degree is controlled within the valve body 1 in accordance with the balanced position of the diaphragm 6, the downstream pressure of the valve body 1 (valve plate 2) is eventually controlled. can be controlled linearly as a function of the flight altitude as shown by the solid line in FIG. 2, that is, in inverse proportion to the flight altitude.

以上はレギユレータ3に付勢されるソレノイド
バルブ25をONにした高圧設定状態での制御則
であるが、かかる飛行高度の関数としてリニアに
下流圧力を制御する制御内容は、ソレノイドバル
ブ25をOFFにした低圧設定状態の場合も同様
に実行され、この場合は第2図点線で示す如き飛
行高度と下流圧力との関係が得られることにな
る。すなわち、この場合はレギユレータ3内でそ
のコントロール圧力が受感されるダイヤフラム1
2の受圧面積が相対的に大きいからレギユレー
タ3からは高圧設定のときよりも一段低いコント
ロール圧力が発生し、そのためコントローラ4に
よる下流圧力の制御は一段低いレベルで行なわれ
ることになる。そして、これら高圧設定による圧
力制御と低圧制御に圧力制御とは、コントロール
圧力切換機構14を構成するソレノイドバルブ2
5のON・OFF切換操作で必要な都度相互に互換
することができる。詳言すれば、飛行高度に応じ
下流圧力をリニアに制御することができるのみな
らず、飛行条件の変化等に起因して飛行高度と無
関係に下流圧力を制御したい場合には、そのコン
トロール圧力切換機構14(ソレノイドバルブ2
5)を切換ることによつて下流圧力を段階的に増
減させることができるのである。つまり、飛行高
度とノンリニヤな圧力制御も可能である。
The above is a control law for a high pressure setting state in which the solenoid valve 25 energized by the regulator 3 is turned ON, but the content of control that linearly controls the downstream pressure as a function of flight altitude is as follows by turning the solenoid valve 25 OFF. The same procedure is carried out in the case of the low pressure setting state, and in this case, the relationship between the flight altitude and the downstream pressure as shown by the dotted line in FIG. 2 is obtained. That is, in this case, the diaphragm 1 whose control pressure is sensed within the regulator 3
2 has a relatively large pressure receiving area, the regulator 3 generates a control pressure that is one step lower than when the high pressure is set, and therefore the controller 4 controls the downstream pressure at a one step lower level. The pressure control based on these high pressure settings, the low pressure control, and the pressure control are the solenoid valve 2 that constitutes the control pressure switching mechanism 14.
5 ON/OFF switching operations allow mutual compatibility whenever necessary. In detail, not only can downstream pressure be controlled linearly according to flight altitude, but if you want to control downstream pressure regardless of flight altitude due to changes in flight conditions, etc., you can use the control pressure switch. Mechanism 14 (Solenoid valve 2
By switching 5), the downstream pressure can be increased or decreased in stages. In other words, flight altitude and non-linear pressure control are also possible.

したがつて、このような構成、作動機構の圧力
制御弁を利用すれば、空調システムに必要なブリ
ードエアの抽気量を、飛行条件の変化や機能上の
要求にかかわらず常に必要最小限にコントロール
することができて、空調システムの作動に無駄が
なくなり、航空機の飛行性能に与える悪影響も除
かれる。
Therefore, by using a pressure control valve with such a configuration and operating mechanism, the amount of bleed air required for the air conditioning system can be constantly controlled to the minimum necessary amount regardless of changes in flight conditions or functional requirements. This eliminates waste in the operation of the air conditioning system and eliminates negative effects on the flight performance of the aircraft.

以上、一実施例に基づいて説明したが、本考案
は図示しかつ上記に詳述した構成のもののみに適
用が限定されるものでないことは勿論であつて、
例えばバルブボデイ1内に介設するバルブ2の形
式が、コントローラ4内の具体的な構造およびそ
のダイヤフラム6によるバルブプレート2の開閉
機構、さらにレギユレータ3の内部構造や要素の
配置形態等はその他種々に変更する余地がある。
また、レギユレータ3の本体3a内に介設するダ
イヤフラムは、下流圧力を複数段で可変可能にす
べく受圧面積の異なるものを3段以上に列設して
もよいし、一方各ダイヤフラムに対するコントロ
ール圧力の受感状態を切換るコトロール圧力切換
機構14の構造を必要に応じ適宜に改変できる。
Although the present invention has been described above based on one embodiment, it goes without saying that the application of the present invention is not limited to only the configuration shown in the drawings and detailed above.
For example, the type of the valve 2 interposed in the valve body 1, the specific structure of the controller 4, the opening/closing mechanism of the valve plate 2 using its diaphragm 6, the internal structure of the regulator 3, the arrangement of elements, etc. may vary. There is room for change.
Further, the diaphragms installed in the main body 3a of the regulator 3 may be arranged in three or more stages with different pressure receiving areas in order to make it possible to vary the downstream pressure in multiple stages. The structure of the control pressure switching mechanism 14 that switches the sensitive state of the pressure can be modified as necessary.

[考案の効果] 従来の空調システム用の圧力制御弁は、飛行高
度とは無関係に、下流圧力を常に設定圧に調節す
るものであつた。その際の設定圧は、最も多量の
エアを必要とする時、例えば離着陸時に照準を合
わせ、しかもコツクピツトウインドの雨水よけに
エアが使われるときの必要圧力に定められてい
た。従つて、飛行高度が高くなり空調に必要なエ
アの絶対量が減少したときに、そして、雨水よけ
にエアが使用されていないときに、大量の無駄な
エアをエンジンのブリードエアから抽気している
という不具合があつた。
[Effects of the invention] Conventional pressure control valves for air conditioning systems always adjust the downstream pressure to a set pressure, regardless of the flight altitude. The set pressure at that time was determined to be the pressure required when the largest amount of air was needed, such as when aiming during takeoff and landing, and when the air was used to protect the pit wind from rain. Therefore, when the flight altitude increases and the absolute amount of air required for air conditioning decreases, and when the air is not being used for rainwater protection, a large amount of wasted air is extracted from the engine bleed air. There was a problem that the

これに対して、本考案の圧力制御弁によれば、
常時はシステムに必要な下流圧力を飛行高度の関
数としてリニアに制御し、必要な場合にはノンリ
ニアに段階的に制御することもできるようにして
いるので、常に空調のために採取するエンジン抽
気を必要最少限にコントロールしておくことがで
き、ドラグ損失も防ぐことができ、しかも、雨水
よけにエアを使用する場合には、設定圧力を換え
るだけで対応することができるという優れた効果
がある。
On the other hand, according to the pressure control valve of the present invention,
The downstream pressure required by the system is normally controlled linearly as a function of flight altitude, but can also be controlled in non-linear steps when necessary, so that the engine bleed air extracted for air conditioning is always controlled. It has the excellent effect of being able to control it to the minimum necessary, preventing drag loss, and when using air to protect against rainwater, it can be done simply by changing the set pressure. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の一実施例を示す圧力制御弁の
概略断面図である。第2図はこの実施例の圧力制
御弁による下流圧力と飛行高度との関係を示す
図、第3図は従来の航空機用の空調装置を示すシ
ステム図である。 1……バルブボデイ、2……バルブ(バルブプ
レート)、3……レギユレータ、4……コントロ
ーラ、5……上流圧受感ポート、6……ダイヤフ
ラム、7……下流圧受感ポート、8……圧力導通
管路、9……主スプリング、10……リンク、1
1……メータリングバルブ、12,12……
ダイヤフラム、13……真空ベローズ、14……
コントロール圧力切換機構、15……バルブ室、
15a……流入ポート、15b……流出ポート、
16……圧力導通管路、17……コントロール圧
力発生室、18……コントロールスプリング、1
9……連結杆、20……オリフイス、21……ベ
ント、22……ベース、23……連結杆、24…
…分岐圧力導通管路、25……ソレノイドバル
ブ、a〜d……圧力導通管路。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a pressure control valve showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the downstream pressure caused by the pressure control valve of this embodiment and the flight altitude, and FIG. 3 is a system diagram showing a conventional air conditioner for an aircraft. 1... Valve body, 2... Valve (valve plate), 3... Regulator, 4... Controller, 5... Upstream pressure sensitive port, 6... Diaphragm, 7... Downstream pressure sensitive port, 8... Pressure continuity Conduit, 9... Main spring, 10... Link, 1
1... Metering valve, 12, 12...
Diaphragm, 13... Vacuum bellows, 14...
Control pressure switching mechanism, 15...valve chamber,
15a...Inflow port, 15b...Outflow port,
16...Pressure communication pipe line, 17...Control pressure generation chamber, 18...Control spring, 1
9... Connecting rod, 20... Orifice, 21... Vent, 22... Base, 23... Connecting rod, 24...
...Branch pressure conduit, 25...Solenoid valve, a to d...Pressure conduit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 開閉可能なバルブ2を介設したバルブボデイ1
と、このバルブボデイ1の上流側から導入した上
流圧力を圧力降下させてコントロール圧力を発生
するレギユレータ3と、このレギユレータ3で発
生したコントロール圧力と前記バルブボデイ1の
下流側から導入した下流圧力および主スプリング
9のバネ付勢力とをダイヤフラム6を介して拮抗
させ該ダイヤフラム6の釣合位置に応じて前記バ
ルブ2を開閉するコントローラ4の各要素の結合
からなる航空機用の圧力制御弁であつて、前記レ
ギユレータ3を、前記バルブボデイ1の上流側か
ら導入されるエアを絞つて圧力降下させコントロ
ール圧力を発生するメータリングバルブ11と、
周囲圧力に比例して該メータリングバルブ11を
その開成方向に牽引する真空ベローズ13と、こ
のメータリングバルブ11で発生したコントロー
ル圧力を受けて該メータリングバルブ11をその
閉止方向に牽引する複数段の受圧面積の異なるダ
イヤフラム12,12と、このメータリング
バルブ11をその開成方向に付勢するコントロー
ルスプリング18とを備えて構成するとともに、
受圧面積の異なる複数段の前記ダイヤフラム12
,12に対する前記コントロール圧力の受感
状態を切換るコントロール圧力切換機構14を設
けたことを特徴とする圧力制御弁。
Valve body 1 with a valve 2 that can be opened and closed
, a regulator 3 that reduces the upstream pressure introduced from the upstream side of the valve body 1 to generate control pressure, the control pressure generated by the regulator 3, the downstream pressure introduced from the downstream side of the valve body 1, and the main spring. The pressure control valve for an aircraft is composed of a combination of each element of a controller 4 which counterbalances the spring biasing force of 9 through a diaphragm 6 and opens and closes the valve 2 according to the balanced position of the diaphragm 6, a metering valve 11 that throttles the air introduced from the upstream side of the valve body 1 to lower the pressure of the regulator 3 to generate control pressure;
A vacuum bellows 13 that pulls the metering valve 11 in its opening direction in proportion to the ambient pressure, and a plurality of stages that pulls the metering valve 11 in its closing direction in response to control pressure generated in the metering valve 11. The metering valve 11 is configured to include diaphragms 12, 12 having different pressure receiving areas, and a control spring 18 that biases the metering valve 11 in its opening direction.
The diaphragm 12 has multiple stages with different pressure receiving areas.
, 12. A pressure control valve characterized in that a control pressure switching mechanism 14 is provided for switching a sensing state of the control pressure with respect to , 12.
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