JPS59120723A - ガスタ−ビンエンジン用燃料制御装置 - 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】 本発明は、ガスタービンエンジン用の流体機械的燃料制
御装置に係り、更に詳細にはガスタービンエンジンのバ
ーナへ至る燃料の流れを許し又は遮断する手段の改善に
係る。

一般にガスタービンエンジン用の流体機械的燃料制御装
置は、ガスタービンエンジンのバーブへ至る燃料の流れ
を許し又は遮断する最低圧／″Ｉｆ１断弁（最低圧弁）
を含んでいる。作動に於てはエンジンを始動させるべく
スタータによりエンジンが回転駆動されると、エンジン
の燃料ポンプが駆動されて燃料が燃料制御装置へボンゾ
送りされる。

最低圧弁はｌンブ吐出圧が燃わｌ制御装置を作動させる
に十分な圧力になるまで開弁状態に頼持される。典型的
なガスタービンエンジンの燃料制御装置は、エンジンが
回転駆動されて始動される際に燃料ポンプの出口より燃
料タンクへ燃料を戻１ウィンドミルバイパス弁（バイパ
ス弁）を含んでいる。かくしてエンジンが回転し最低圧
弁が閉弁されている場合には、バイパス弁はポンプより
吐出された燃料を燃料タンクへ戻ずべく開弁状態に維持
され、エンジンが始動されて最低圧弁が開弁されると、
バイパス弁は開弁してエンジンのバーナヘポンプより吐
出された所要量の燃＄３１を供給すべく閉弁する。

以上の説明より、最低圧弁及びバイパス弁の開閉を制御
する手段が必要であることが理解されよう。従来より一
般に、上述の如く作動を達成すべく最低圧弁及びバイパ
ス弁を選択的に加圧するシーケンス弁により最低圧弁及
びバイパス弁を流体機械的に作動させることが行われて
いる。また燃料制御されるべきガスタービンエンジンが
搭載された航空機のコックビットより電気的に又は機械
的にシーケンス弁を作動させることが従来より一般に行
われている。一つの公知の構成に於ては、機械的なリン
クによりシーケンス弁がコックビット内に設けられた手
にて作動されるレバーに接続されている。また他の一つ
の構成に於ては、シーケンス弁はリンクによりシーケン
ス弁に接続された電気モータにより所定の位置へ駆動さ
れ且所定の位置に保持されるようになっている。かかる
構成はかなり複雑なものである。駆動モータ及び／′又
はそのためのリンク機構を組込むことはかなりの時間を
要するものであり、また手によるかなりの量の作業及び
調整を必要とするものであることが解っている。更に上
述の如き構成に於ては、燃料制ｔＩｌ装置のコストが大
きく増大するだけでなく、燃料制御装置の信頼性もそれ
程向上づるものではない。

本発明の主要な目的は、ガスタービンエンジンのバーナ
へ至る燃料の流れの開始及び遮断を制御する改良された
燃料制御装置を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、信頼性の高い燃料制御装置
を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、低部に製造可能であり且組
立てが容易な燃料制御装置を提供することである。

これらの目的及び他の目的は、最低圧弁を制御するシー
ケンス弁に流体ラッチが設【ノられた本発明によって達
成される。流体ラッチはｌα低圧弁を量弁ザる設定位置
にシーケンス弁を維持し、これによりエンジンへ燃料を
導く。流体ラッチはソレノイドアクチュエータにより作
動される始動弁を経て最低圧弁の上流側より供給される
ポンプ吐出圧にてシーケンス弁の弁要素を加圧づること
によって作動されるようになっており、これによりエン
ジンのクランキング時にポンプ吐出圧が所要の値に増大
される際に最低圧弁が閉弁されていてもシーケンス弁の
作動が行われるようになっている。

好ましい実施例に於ては、流体ラッチは可動の弁要素に
接続されたビス［・ンを含んでおり、ピストンの加圧、
従ってピストンを所定の係止位置に維持することは燃料
ポンプより供給されるポンプ吐出燃料により行われるよ
うになっている。ソレノイドアクチュエータにより作動
される遮断弁は、エンジンへの燃料の供給を停止づ−る
必要がある場合には、シーケンス弁の弁要素の係止状態
を解除して最低圧弁を閉弁ざぜるべく流体ラッチヘポン
プ吐出圧を供給げる。シーケンス弁は上述の如く最低圧
弁と同期してバ・イパス弁を作動さける。

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。

添付の図面に於て、ガスタービンエンジン１５のバーナ
１０へ供給される燃料の流量は仮想線にて部分的に包囲
された流体機械的燃料制御Ｉ波装置０により制御される
。明瞭化の目的で、添イ」の図面には本発明に関連する
燃料制御ｉ置２ｏの一部のみが詳細に示されている。流
体機械的燃料制御装置は一般に当技術分野に於てよく知
られており、代表的な燃料制御装置として、本願出願人
であるユナイテッド・チクノロシーズ・」−ポレイショ
ンのＨａｍｉｌｔｏｎ　Ｓ　ｔａｎｄａｒｄ　Ｑ　１ｖ
ｉｓｉｏｎにより２４ｍされているＪ　Ｆ（，６０燃料
制御装置及びＪＦＣ−６８燃料制御装置がある。燃料制
御装置２０はバーナ１０と燃料タンク２５及び３０との
間に配置されており、エンジンのスプールにより回転駆
動される燃料ポンプ３５により燃おｉタンク２５及び３
０より順次燃料が吸引されるようになっている。タンク
２５が空になると弁４０が開弁され、これによりタンク
３０よりポンプ３５へ燃料が流れるようになり、このこ
とによりポンプが空になつたタンク２５より空気を吸引
することが回避されるようになっている。

燃料制御装置２０の主計■弁４５により、種々のエンジ
ン運転パラメータ及び必要とされる推力を基準に、ポン
プ３５の吐出口より導管５０及び５５を経てバーナ１０
へ供給される所要量の燃料が計量されるようになってい
る。最低圧／″ａａ断弁下最低圧弁という）６０がＳ　
管５０と導管５５との接続部に設けられてＪ３す、主計
量弁４５よりエンジンへ至る燃料の流れを許し又は遮断
づるようになっている。最低圧弁６０は内部に室７０を
有する弁要素６５を含んでおり、室７０は弁要素６５を
図にて下カヘ付勢してエンジンへ至る燃料の流れを遮断
するばね７５を収容している。導管５０と連通する枝管
８０は途中にウィンドミルバイパス弁（以下バイパス弁
という）８２を右しており、バイパス弁は最低圧弁６０
と同様の構造を右している。即ちバイパス弁８２は内部
に空９０を有する往復動可能な弁要素８５を含んでおり
、室９０は弁要素８５を図にて下方ヘイ」勢して主計量
弁４５より枝管８０及び導管１０５を経てポンプ３５の
入口へ至る燃料の流れを遮断するばね１００を収容して
いる。室９０内の圧力は、航空機のコックビット又は他
のオペレータがいる場所に設けられた表示灯９４を点灯
する圧ノコスイッチ９２へ導管９１を杼で供給されるよ
うになっている。

最低圧弁６０及びバイパス弁８２は（れぞれ導＠１１５
及び１２０により最低圧弁及びバイパス弁に接続された
シーケンス弁１１０により制御されるようになっている
。シーケンス弁１１０はランド１３０．１３５．１４０
を有づる弁要素（スプール）１２５を含ん（′おり、弁
要素１２５は内部通路１４５を有しており、内部通路１
／１５によりランド１３０とランド１３５との間の流体
圧がシーケンス弁のランド１４．０よりも外側の部分へ
供給されるようになっている。またシーケンス弁１１０
は流体ラッチ１５０を含んでおり、流体ラッチはばね１
６０により図にて右方ヘイ」努されたピストン１５５を
含んでいる。シーケンス弁１１０はポンプ吐出圧（Ｐｆ
　）の燃料にて加圧される入口及びポンプ３５の下方に
示されている如くドレーン圧Ｐｄ　　（ポンプ入口圧力
）の燃料にて加圧される入口とを有している。流体ラッ
チのピストン１５５のばね１６０が当接した表面は、導
管１６５を経て供給される燃料によりドレーン圧Ｐｄ又
はポンプ吐出圧Ｐｆに選択的に加圧されるようになって
いる。導管１６５はソレノイドアクチュエータ１８０に
より駆動される往復動可能なボール状の弁要素１７５を
含む遮断弁１７０まで延在している。シーケンス弁１１
０の弁要素１２５の図にて右端は導管１８５を経′Ｃ供
給される燃料により選択的に加圧されるようになってい
る。導管１８５は途中に絞り１９５を有する導管１９０
と連通しており、導管１９０は導管５５と連通している
。また導管１８５には導管５０と連通する導管２００及
び導管１９０と導＠　２００との接続部に設（Ｊられた
始動弁２０５を経て燃料が供給されるよ゛うになってい
る。始動弁２０５Ｇまソレノイドアクチュエータ２１５
により作動される往復動可能なボール状の弁要素２１０
を含んでいる。ソレノイドアクチュエータ２１５はスイ
ッチ２２０１−１より作動されるようになっている。

上述の如く構成された燃料制御装置の作動は以下の如く
である。燃料ポンプ３５が運転され−Ｃいないときには
、エンジンへ至る燃料の流れが遮断され、ばね７５及び
１００によりそれぞれ最低圧弁６０及びバーイパス弁８
０の弁要素が図にて下方へ付勢される。始動弁２０５及
び遮断弁１７（１゜１それぞれ図示の位置にあり、シ・
−ケンス弁１１０の弁要素１２５及びラッヂピス１ヘン
１５５はばね１６０により図にて右方へ付勢される。

エンジンを始動させる必要がある場合には、先ずエンジ
ン１０のスプール及び燃料ポンプ３５が補助タービンの
如き手段により回転駆動される。

ポンプ吐出圧（Ｐ［）が所要の値に到達した場合であっ
てエンジンを始動させる８四があるＳ合には、ソレノイ
ドアクチュエータ２１５かスイッチ２２０の開成により
作動される。このことにＪ、り始動弁２０５のボール状
の弁要素２１０が図にて右方ｌ＼駆動され、これにより
導管１８５と導管２００とが連通される。従って始動弁
２０５が閉弁されると、シーケンス弁１１０のランド１
３０の端面が導管５０及び２００、始動弁２’０５、導
管１８５を経て供給されるポンプ吐出燃料により加圧さ
れる。所要の値に到達しているポンプ吐出圧によりシー
ケンス弁の弁要素１２５が図にて左方へ駆動されて図示
の位置にもたらされる。シーケンス弁１１０の弁要素１
２５が図示の位置に設定されるまで、ポンプ吐出圧がラ
ンド１３５とランド１４０どの間より導管１１５を経て
最低圧弁６０の弁要素６５内に導かれ、これにより弁要
素６５がばね７５の作用により図にて下方へ付勢され、
これにより最低圧弁６０が閉弁される。かかる非作動位
置に於ては、シーケンス弁１１０の弁要素１２５はラン
ド１３０とランド１３５との間より導管１２０を経てバ
イパス弁８２の弁要素８５の内部へドレーン圧を供給し
、これにより導管５０及び枝管８０内のポンプ吐出圧に
よりばね１００のばね力に抗して弁要素８５が図にて上
方へ付勢され、これによりバイパス弁８２が閉弁され、
ポンプより吐出された燃料は導管１０５を経てポンプ入
口へ戻される。

上述の如く、導管１８５を経てシーケンス弁１１０のラ
ンド１３０に作用づるボンプロ１出圧により弁要素１２
５が図にてノミ方へ付勢されて図示の位置にもたらされ
る。シーケンス弁１１０の弁要素１２５を図示の位置に
設定づることにより燃料制御装置に多数の効果が与えら
れる。第一に、最低圧弁６０の弁要素６５の内部に作用
するポンプ吐出圧がランド１３５とランド１４０との間
より供給されるドレーン圧に置換えられ、これにより導
管５０を経て供給されるポンプ吐出燃料により弁要素６
５が加圧されて該弁要素が−にＲされ、これにより導管
５０とエンジンのバーナに通ずる導管５５とが連通され
る。同様にバイパス弁８２の弁要素８５の内部に作用づ
るドレーン圧がランド１３０とランド１３５との間より
供給されるポンプ吐出圧に置換えられ、これによりポン
プより吐出された総ての燃料が計量されてバーナ１０へ
供給されるようバイパス弁８２が閉弁される。バイパス
弁８２にポンプ吐出圧が作用することは圧ツノスイッチ
９２により検出され、該圧力スイッチは表示灯９４を点
灯してシーケンス弁１１０が駆動されたことをパイロッ
トに知らせる。更にシーケンス弁１１０の弁要素１２５
が図にて左方へ移動することにより内部通路１４５にポ
ンプ吐出圧が導かれるようになり、これによりピストン
１５５がその右側の端面に於て加圧され、これによりシ
ーケンス弁が図示の位置に係止される。従って弁要素１
２５が一旦図示の位置に係止されると、ソレノイドアク
ヂュエータ２１５への通電が解除され、最低圧弁６０の
周りの燃料の流れが遮断され、ピストン１５５に作用す
るポンプ吐出圧によりシーケンス弁１１０が図示の設定
状態に維持される。

弁要素１２５を上述の如く燃料の圧ノＪにて係止するこ
とにより燃料制御装置の寿命が増大し、またソレノイド
アクヂュエータ２１５の信頼性が向上することか理解さ
れよう。

以上の説明より、シーケンス弁は、燃料制御装置のコス
ト及び重量を増大させまた燃お１制御装置の信頼性を低
下さＵ燃料制御装置をエンジン及び航空機に組込む際の
容易さを低下させることになるリンク機構や電気モータ
などを必要とすることす＜、燃料ポンプよりエンジンの
バーナへ至る燃料の流れを開始させ維持サベく最低圧弁
及びバイパス弁を効果的に制御することが理解されよう
。

リンク機構や電気モータを使用する従来の燃料制御装置
とは異り、本発明による燃料制御装置に於ては流体機械
的燃料制御装置に少数の導管を追加し、またシーケンス
弁を作動させるべくシーランス弁へ供給されるポンプ吐
出圧を制御するための単純なソレノイドアクヂュエータ
作動型のボール弁を追加するたけでよい。

エンジン′１５の運転を停止づ−る必要がある場合には
、ソレノイドアクチコエータ１８０が励磁され、遮断弁
の弁要素１７５が図にて右方へ駆動され、これによりポ
ンプ吐出圧Ｐｆを導く導管と導管１６５とが連通される
。従ってピストン１５５の右端の表面のみならず左端の
表面にもポンプ吐出圧が作用するようになる。しかしピ
ストン１５５の左端の表面にはポンプ吐出圧に加えてば
ね１６０のばね力も作用するので、またランド１３０に
作用する圧ツノは絞り１９５によりポンプ吐出圧より僅
かに低減されるので、ピストン１５５に対する上述の如
き加珪により弁要素１２５の係止状態が解除され、弁要
素が図にて右方へ駆動され、これにより最低圧弁にポン
プ吐出圧が作用するようになり、バイパス弁にドレーン
圧が作用するようなり、これによりエンジンへ至る燃料
の流れが遮断される。一般に、ポンプ吐出圧がランド１
３０に対ザる再加圧が回避される値にまで低下するまで
遮断弁のソレノイドはしばらくの間（５秒程庇）励磁さ
れた状態に維持される。

シーケンス弁１１０の作動解除は、ドレーン圧が再度バ
イパス弁及び導管９１に導かれることに応答して表示灯
９４が消灯されることによって示される。シーケンス弁
の弁要素１２５がオフ位置く図にて右方へ駆動された位
置）に位置決めされると、導管１１５及び最低圧弁６０
の室７０内のドレーン圧がポンプ吐出圧に置換えられて
最低圧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種々の修正が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。例えば＞＃ｔｆ
ｆ１９０は導管５５にではなくドレーンに接続されても
よい。その＠合、ソレノイドアクブー１］二一夕２１５
が消磁されるとシーケンス弁の弁要素１２５のランド１
３０にはドレーン圧が作用するようになるので、シーケ
ンス弁の再作動を阻止すべく遮断弁のソレノイドアクチ
ュ■−夕１８０をしばらくの間励磁状態に維持する必要
はない。

【図面の簡単な説明】

添イ」の図は本発明によるガスタービンエンジン用燃料
制御装置を承り概略構成図である。 １０・・・バーブ、１５・・・ガスタービンエンジン。 ２０・・・燃料制御装置、１５．３０・・・燃料タンク
。 ３５・・・燃料ポンプ、４０・・・プ？、４５・・・主
泪は弁。 ５０．５５・・・導管、６０・・・最低圧弁、６５・・
・弁要素、７０・・・室、７５・・・ばね、８０・・・
枝管、８２・・・バイパス弁、８５・・・弁要素、９０
・・・室、９１・・・導管、９２・・・圧力スイッチ、
９４・・・表示灯、１００・・・ばね、１０５・・・導
管、１１ｏ・・・シーケンス弁。 １１５．１２０・・・導管、１２５・・・弁要素、１３
０．１３５．１４０・・・ランド、１４５・・・内部通
路、１５０・・・流体ラッチ、１５５・・・ピストン、
１６０・・・ばね、１６５・・・導管、１７０・・・遮
断弁、１７５・・・弁要素、１８０・・・ソレノイドア
クヂュエータ、１８５．１９０・・・導管、１９５・・
・絞り、２００・・・導管、２０５・・・始動弁、２１
０・・・弁要素、２１５・・・ソレノイド］アクチュエ
ータ、２２０・・・スイッチ特許出願人　　ユナイテッ
ド・デクノｌ」シーズ・コーポレイション

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バーナを含むガスタービンエンジンのための燃料制御装
   置であって、流体圧により作動されポンプより前記バー
   ナへ燃料が流れ得るよう開弁され前記燃料の流れを遮断
   すべく閉弁されるよう構成された最低圧弁を粁で前記ポ
   ンプにより前記バーナへ燃料が供給されるよう構成され
   ており、前記最低圧弁の加圧はシーケンス弁により制御
   されるよ−う構成された燃料制御装置に於て、前記シー
   ケンス弁は流体ラッチ部を含み、前記流体ラッチ部は作
   動されると最低圧弁の設定状態を維持して前記ポンプよ
   り前記バーナへ至る前記燃料の流れを維持すべく前記ポ
   ンプにより前記流体ラッチ部へ供給される燃料により第
   一の方向へ加圧されるよう構成されていることを特徴と
   づる燃料制御装置。