JPS59195141A - 流体制御機構 - 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】 本発明は特に新規な流体濃度検出装置により燃料等の流
体の濃度を正確に測定可能な、好ましくは翼車形の流体
制御機構に関する。本発明による前記流体濃度検出装置
の１度は、燃料等の流体の温度、圧力又は粘性の変化に
左右されることな（極めて高く維持され得る。

現在航空機のジェット推進エンジンにおいて燃料の経済
性および性能条件の厳しさが増大するに応じ、ガス発生
部および加速部への燃料供給量を正確にモニタし制御す
る必要性が高まって来ている。従来エンジンへの燃料供
給量を測定するに際して概して２通りの構成が採用され
ているがいずれも満足すべき結果は得られなかった。

まず従来の第１の構成によれば、供給する燃料の容積お
よび濃度を別個に測定し次にこの２つのパラメータを乗
算して供給値を表わすいわゆる間接測定法により燃料供
給量が測定される。この間接測定法の場合、翼車形、差
圧形、容積形、超音波形、流動形等の従来の流量計を用
いて燃料の容積を許容範囲内の精度で測定可能であるが
、燃料の濃度測定精度は満足できるものではなかった。

例えば燃料濃度の最簡便な周知の構成では、燃料の温度
を測定しこの使用燃料の温度と濃度との関係に基づいて
その′濃度を求めていた。この構成によれば単一成分の
流体の測定は可能であるものの、複数の成分からなるエ
ンジン燃料の如き流体に対しては燃料にバラ゛ツキがあ
るので満足する測定精度が得られないことが判明してい
る。更に最近の大半の推進エンジンは各種の燃料により
駆動可能にする必要があり、従ってこの動作特性を従来
の温度・濃度検出装置により実現することはできなかっ
た。

流体濃度を測定する他の構成としては、振動ビームを用
いる構成および流体の誘電率（これは流体の濃度と関連
している）を求める構成が挙げられるが、いずれも複雑
である上棺度が低くかつ周波数応答性が悪かった。

一方流体の流量を測定する第２．の構成によれば、直接
測定形の流量計を用いて流量を直接的に測定する。直接
測定形の流量計の内最汎用の角運動量流量計には燃料の
角運動量を燃料量に比例する割合で与えるモータ駆動の
あるいは燃量駆動の翼車が使用されている。この場合燃
料はバネにより回転可能にされた同一構成のタービンに
流され、このタービンの回転変位角を電子的に測定する
ことにより燃料の流量を直接求めている。

この直接測定形の流量計は燃料の温度、圧力および粘性
等の物理的パラメータの変化に実質的に左右されない利
点があるので、該流゛縫針自体は各種の混合体であるエ
ンジン燃料の如き流体を理論上は正確に測定しうろこと
になるが、高速タービンエンジンに要求される昆い測定
精度を得るには羽根車およびタービン構成部品を極めて
高精度に作成する必要があり従って極めてコスト高にな
っていた。更にこの種の流量計はタービン推進エンジン
の巡航範囲内では所定の精度を示すがそれ以外の範囲で
は精度が著しく低下する欠点があった。

このため従来の欠点を除去又は最小限に抑えた燃料制御
機構が望まれており、本発明の目的はかかる燃料制御機
構を提供することにある。

本発明はガスタービンの航空機推進用エンジンへ供給さ
れる燃料の容積および濃度を別個に測定する翼車形の新
規な燃料制御機構を提供する。検出された容積および濃
度の値は自動的に乗算されエンジンへの燃料供給量を表
わす信号が発生される。この信号は燃料供給量を制御す
るコンピュータへ送うれ、コンピュータはこの信号に従
い所定量の燃料供給が実現されるよう燃料供給量を制御
する。

本発明の独特な実施例においては、燃料制御機構の濃度
検出部に流体オシレータが包有され、流体オシレータレ
マエンジンへ供給される燃料の一部を導入して作動され
導入された燃料の濃度を表わす周波数のパルス状の圧力
信号を発生する。またこの流体オシレータは圧力調整装
置と連係され、圧力調整装置は流体オシレータ内部のノ
ズルにおける燃料の圧力降下を自動的にほぼ一定値に維
持するよう機能する。

上述の如（ノズルにおける圧力降下を調整することによ
り好適な結果が得られる。すなわち本発明の燃料制御機
構の濃度検出部は燃料の物理的特性の変化に実質的に左
右されない。従って従来のこの種の機構と異なり湊発明
による燃料制御機構においては測定精度を実際に使用す
る燃料の温度、圧力、粘性の変化、燃料のバラツキ、又
は燃料の種類の違い等に関係なく、高（できる。

本燃料制御機構の濃度検出部においては安価な一流体装
置を採用することにより、従来の直接測定形の流量計に
よる機構に比べ低コストで製造でき、この反面測定精度
を顕著に向上し得る。更に本発明に採用する流体装置は
構造が簡潔で堅牢であり、信頼性を大巾に高めることが
できる。

特に本発明の好適な実施態様においては、流体オシレー
タに２個の圧電変換器が具備され、圧電変換器は流体オ
シレータのパルス状の圧力出力を燃料濃度を表わす電気
パルス信号に変換する。またこの２つの圧電変換器は流
体オシレータに対し互いに逆極性に接続され、本機構の
作動中流体オシレータの受ける機械的振動により生じる
誤信号が実質的に払拭され得る。

以下本発明を好ましい実施例に沿って説明する。

第１図に、本発明の燃料制御機構１０をガスタービンと
しての航空機推進用のエンジン１２に対し適用した例の
ブロック図を示す。エンジン作動中燃料は燃料供給源（
図示せず）からポンベ゛１４、絞り弁１８および主供給
導管１６を介しエンジン１２に供給される。

燃料制御機構ｌＯには、燃料濃度を検出する濃度検出部
２０と、主供給導管１６のエンジン１２と絞り弁１日と
の間に配設され周仰の翼車式流量計でなる燃料の容積検
出部２２と、電子式の信号処理部２４と、エンジン１２
と連係され燃料を制御するコンピュータ２６とが包有さ
れている。濃度検出部２０はポンプ１４と絞り弁１８と
の間の主供給導管１６に連結される分岐導管２８から小
量の燃料を導入して駆動され、一方この導入された燃料
は細導管３０を介しポンプ１４の上流において主供給導
管１６へ戻される。

燃料制御機構１０の作動中、エンジン１２に導入される
燃料の濃度を表わす電気信号３２が濃度検出部２０から
出力され、一方エンジン１２へ導入される燃料の容積を
表わす電気信号３４が容朴検出部２２から出力される。

従って信号処理部２４に電気信号３２．３４が導入され
自動的に乗算され、主供給導管１６からエンジン１２へ
実際に供給される燃料の流量を正確に表わす信号３６が
出力されてコンピュータ２６に入力される。コンピュー
タ２６においては入力された信号３６と所定の人力燃料
量を示す制御入力信号３８とが比較され、これに応じた
弁位置信号３９を出力して絞り弁１８へ送り、これによ
り絞り弁１日が自動的に調整されてエンジンへの入力燃
料量が好適にルｄ整される。

一方本発明においては特に燃料制御機１４１　ｏはエン
ジン１２へ供給される燃料の物理的特性の変化に実質的
に左右されないように構成されろ。即ち使用される燃料
の温度、圧力又は粘度の変化あるいは使用される燃料の
種類等によって燃料制御機構１０は影響を受けないよう
に設けられ、エンジン１２への入力燃料量を表わす信号
３６を極めて高精度に維持する。本発明のこの顕著な特
徴は以下第２図に沿って詳述する新規な濃度検出部２０
によって実現される。

第２図を参照するに、濃度検出部２０には互いに連係さ
れる流体オシレータ４０および圧力調整装置４２が包有
されている。流体オシレータ４０は積層形のもので、多
数の矩形の薄金属層を互いに縁部で整合し接合した単一
の胴部として構成されろ。前記胴部しま上面の上端＠４
４、胴部の中央部をなす主層４６、下面の下端層５０、
下端層４４と主層４６との間に連設された補助層４８、
および主層４６と下端層５０との間に連設された補助層
５２を包有している。

各補助層には好適な開口部が形成され（第２図には一部
のみを図示する）該開口部は集合されて主層４６と連通
される各種の流量を形成する。例えば流路５４は流体オ
シレータ４０の胴部の左隅部に位置し上端層４４および
各補助Ｊ＠４８を貫通し下方へ延びるように区画されろ
。

流路５４の下端は主ＪｖＩ４６に形成されるチャンネル
５６の直上に位置せしめられ、チャンネル５６自体は隅
部において長手に延びる。またチャンイル５６には該隅
部近傍において首部の如く形成されたノズル５８が具備
され、ノズル５８はその放出端部が主層４６に設けられ
た長手のチャンネル６０の左端部に開口している。チャ
ンネル６０の下流の右端部は主層４６に設けもれ先縁部
６４を有した長手の突出部６２においてその両側に分岐
されろ。−刀先縁部６４はノズル５８の放出端部に対し
整合され対向されている。

燃料制御機構１０の動作中、小量の燃料が分岐導管２８
から流路５４を介しチャンネル５６へ連続的に供給され
る。チャンネル５６に導入された燃料はノズル５８から
チャンネル６０にジェット流６６として噴出され、更に
先縁部６４に当たることになる。このときジェット流６
６は先縁部６４により分岐ジェット流６６ａ、６６ｂに
分流され夫々突出部６２の各側面に沿いチャンネル６８
ａ、６８ｂ　（ｆｃ導入される。チャンネル６８ａ、６
８ｂ自体は先縁部６４の下流かつ突出部６２０両側に形
成されている。

一方ｆヤンネル６０のノズル５８１則の端部にはジェッ
ト流を制御するように機能する一組のチャンネル’７０
ａ、　７０ｂが設げられ、チャン坏ルア０ａ、７０ｂは
その各内端部がノズル５８の放出端部直近においてチャ
ンネル６０の主部と連通されると＃にチャンネル６０主
部に対し互いに反対方向外側へ延設されている。チャン
ネル６８ａ、７０ａの外端部は流路７２ａを介し連通さ
れチャンネル６８ｂ、　’ｉ’Ｏｂの外端部は流路７２
ｂを介し連通される。図においては流路７２ａ、７２ｂ
を点線で簡単に示しであるか、実際上流路’？２ａ、７
２ｂは各種のチャンネルおよび流路が形成された上部の
補助ｌ＠４８に形成されている（こ几は各層に開口部が
形成され集合されて流路５４を形成する形態と同様であ
る）。

上述の如くジェット流６６は先縁部６４に当たり分流さ
れろことになるが、この、場合通常分岐ジェット流６６
ａ、６６ｂはその断面積の一方が他方に対し少な（とも
幾分大になる（即ち分岐ジェット流６６ａ、６６ｂの流
量に差が持たせられろ）。このようにジェット流６６を
不均等に分流することによりチャンネル６８ａ、６８ｂ
間に圧力差が生じろ。例えば分岐ジェット流６６ａが分
岐ジェットｆｉ６６ｂより断面積が僅かに大きい場合、
チャンネル６８ａ内の流体の圧力がチャンネル６８ｂ内
の流体の圧力より幾分高（なり、チャンネル６８ａ、６
８ｂ間のこの圧力差、がチャンネル７２ａ、’ｉ’２ｂ
を介しジェット流制御用のチャンネル７０ａ、７０ｂに
与えられ、これによりチャンネル７０ａ内の流体圧がチ
ャンネル７０ｂ内の流体圧より犬にされる。チャンネル
７０ａ、７０ｂ　（夫々内端部を介しチャンネル６ｏ主
部に連通しジェット流６６の両側に影響を与える）間に
圧力差が生じると、ジェット流６６は先縁部６４に対し
く第２図の）時計方向に僅かに変位される。

ジェットｑが変位されろと、分岐ジェット流６６ｂの断
面積は分岐ジェット流６６ａの断面積に対し増大される
ので両者の圧力が逆転して、チャンネル６８ａ、　６８
ｂ間に圧力差が生ずる。この結果チャンネル’７０Ｆ３
．７０ｂ間の圧力関係が逆転するから、ジェット流が反
時計方向に変位され再びチャンネル６８ａ、６８ｂ間の
圧力関係も逆転することになる。

このように各チャンネル間における圧力の逆転が繰り返
されると、ジェット流６６が第２図の矢印７２方向に連
続的かつ極めて迅速に振動されろ。

このジェット流の振動によりチャンネル７２ａ、７２ｂ
の各圧力がパルス状に変動される。これによりこの振動
周波数はエンジン１２へ最終的に導入される燃料の濃度
を極めて正確に表わすことになる。

−組のデ１スク状の圧電変換器７４．７６（第３図参照
）を介しチャンネル’７２ａ、７２ｂの各圧力のパルス
状の変化が夫々電気パルス信号に変換され、圧電変換器
７４．’７６に接続された出力線７８．８０および共通
出力線８２を介し電気信号３２として信号処理部２４（
第１図参照）へ送られる。

特に第３図を参照するに、圧電変換器７４　、７６は夫
々上端層４４に配設され圧電変換器より僅かに大径の円
形の凹部８４．’８６に嵌入されて（・る。各圧電変換
器７４．７６の底部は上端層４４と最上位の補助層４８
との間に間装された薄金属製のダイヤフラム８８上に載
置される。また四部８４．８６内において圧電変換器７
４．７６を夫々密封するため周知の陶器製の密封材９０
が充填される。且ダイヤフラム８８の直下かつ最上位の
補助層４８には円形の四部９２．９４が形成され、該凹
部９２．９４は夫々圧電変換器を受容する凹部８４，８
６とほぼ同一径に設けられかつ整合されている。凹部９
２，９４は夫々補助層４８内を垂直方向に延びる圧力伝
達用の流路９６゜９７（第３図参照）を介し流路７２ａ
、７２ｂと連通される。

流路７２ａ、７２ｂ内に反復して生じるパルス状の圧力
変化は流路９６　、９７を介し凹部９２，９４へ伝達さ
れ、従って四部８４．８６を区画するダイヤフラム８８
が周期的に外（１１１（即ち第３図において上方）へ彎
曲されてダイヤフラムと連係される圧電変換器もこれに
伴い周期的に外向き（即ち第３図において上向き）の力
を受けることになる。圧電変換器７４゜７６は互いに逆
極性となるよう周知の導電性エポキシ樹脂接着剤を用い
てダイヤフラム８８に接着される。例えば圧電変換器７
４の負極側と圧電変換器７６の正極側とがダイヤフラム
８８に当接されることになる。

このように２つの圧電変換器をタイヤフラム８８に逆極
性となるように接続することにより、濃度検出部２０か
らの。電気信号３２は第４図に示すように正弦波状にな
り、正弦波の正の半部３２ａおよび負の半部３２ｂが夫
々圧電変換器７４．７６によって生ぜしめられるものと
なる。又このように逆極性に接続することにより、濃度
検出部２０は機械的振動の影偉を実質的に受けない。

濃度検出部２０が機械的な振動を受げた場合凹部８４．
８６の下部のダイヤフラム８８が垂直方向（第３図参照
）に振動され、同時に各圧電変換器７４゜〒６が上方又
は下方へ彎曲されろ。圧電変換器７４が例えば上方へ彎
曲すると誤信号としてのノイズ信号９６ａが電気信号３
２の正弦波の正の半部３２ａにおいて生じるが、圧電変
換器７６も同様に上方へ振動して彎曲するので、ノイズ
信号９６ａと逆極性かつ同一波形のノイズ信号９６ｂが
生じ、ノ１ズ信号９６ａ、　９６ｂは共通線で互いに打
ち消され電気信号３２の正又は負の半部３２ａ、３２ｂ
のみがノ４ズを生じろことな（裟られることになり、上
述のように機械的振動の影響を受けないことになる。

一方、燃料制御機構１０の濃度検出部２０（第１図参照
）は主供給導管１６からエンジン１２へ供給される燃料
の物理的特性の変化に左右されないように構成される。

更に詳述するに、本発明の場合燃料濃度を示す電気信号
３２は供給される燃料の温度、圧力ないしは粘性が変化
しても極めて正確なものが得られる。

即ち本発明の燃料制御機構ｌＯにはノズル５８における
燃料の圧力降下を自動的にほぼ一定のレベルに維持する
ように圧力調整装置４２（第２図参照）が具備される。

この圧力降下を調整することによる効果は流体オシレー
タ４０の各動作特性パラメータ間の関係を示す一般式を
検討することにより明らかになろう。まず燃料濃度Ｄ、
ノズル５日における圧力降下△Ｐおよびノズルからの放
出速度７間の関係は次式により表わされる。

流体技術においては周知であるが、チャンイ・ルア２ａ
、７２ｂのパルス状圧力の周波数Ｆ（電気信号３２０周
波数）はノズルからの放出速度■に比例するので、上式
（１）は次の様に書き直すことができここにに６電比例
定数である。

ノズルの圧力降下へＰを一定に維持すると燃料濃度りと
電気信号３２の周波数Ｆは次の様になる。

ここに０１は流体オシレータ４０の総合校正定数である
。圧力調整装置４２により燃料濃度とオシレータの周波
数とが比例するので、燃料の温度、圧力又は粘性が変化
しても（あるいは異なる種類の燃料を用いても）電気信
号３２はこれらの影響を受けることなく高精度に維持さ
れる。

再び笛２図を参照するに、圧力調整装置４２は中央部に
中央かつ両端部が開放された円筒体９８を有しており、
円筒体９８の左端部にはキャップ１００が（第２図に図
示しない好適な手段を介し）連結され、円筒体９８とキ
ャップ１００との間には両者間を密封するＱ　ＩＪング
１０２か配設されている。

円筒体９８の右端部にも同様な０リング１０６を介在し
てキャップ１０４が付設されている。キャップ１０４の
中央には中空の中央突出部１Ｃ１８がキャップ１０４か
ら軸方向外側へと突設され、且中央災出部１０Ｂの中央
部には中空の中央ノし部１１０か更に外向きに延設され
ている。

一万円筒体９８内に同軸に、中空かつ両端が開放された
円筒状のう１す１１２が配設されており、う１す１１２
のキャップ１０（１、１０４側の端部は夫々キャップ１
００　、１０４と当接されている。またう４す１１２に
はその長手方向に沿い（第２図の）左から右へ向って、
互いに離間された環形のフランジ１１４　、１１６　、
１１８が円筒体９８の内面と当接するように設けられて
いる。フランジ１１４　、１１６．１１８によりう１す
１１２と円筒体９８との間に（第２図の）左から右へ順
に互いに離間された環状のチャンバ１２０　、１２２　
、１２４が区画されている。且フランジ１１４　、’　
１１６　、　ｉｌＢと円筒体９８との間には両者間を密
封するように夫々フランジ１１４　、１１６　。

１１８に０リング１２６　、１２８　、　ｉ３０が具備
される。

互いに離間された端部１３４　、１３６を有し両端部が
開放したスプール弁部材１３２がライナ１１２に対し軸
方向に摺動可能にう１す１１２内に収容されている。ス
プール弁部材１３２．う１す１１２およびキャップ１０
０　、１０４により圧力調整装置４２内に（第２図の）
左から右へ順にキャップ１００と隣接するチャンバ１３
８、環状のチャンバ１４０（スプール弁部材１３２の端
部１３４　、１３６間に区画される）、およびキャップ
１０４と隣接するチャンバ１４２が区画される。

またスプール弁部材１３２は、チャンバ１４２内に配設
され中央突出＄１０８内に延びる円錐状の圧縮バネ１４
４を介し、（第２図の）左方向へ押圧されキャップ１０
０と圧接される。圧縮バネ１４４はその底端部が端部１
３６の右側の内端面と当接され、一方圧縮バネ１４４０
反対側端部は調整用のボルト１４８の内端部に支承され
る構付の７ランジ１４６に着座されている。ポル）　１
４Ｂ自体は中央心部１１０を貝通し外側へ延出すると共
に中央部の環状のフランジ部１５０を介し中央部１１５
１１０の内面に摺接可能であり、且フランジ部１５０に
は密封用の好適な０すング１５２が付設される。またボ
ルト１４８の外端部１５４にはネジ山が形成されており
且外端部１５４は中央心肺１１０の外端部を貫通しかつ
雌ネジを設けた開口部１５６に螺合され、ボルトの外端
部は中央心肺１１０から右へ突出する。この構成により
圧縮バネ１４４のバネ力はボルト１４Ｂを単に綾線動作
することにより簡単に調整可能になる。圧縮バネのバネ
力を調整した後、ボルトはその外端部の所望の位置に固
定ワッシャ１５日を介してナラ）　１６０が固定される
。

更に圧力調整装置４２には、ノズル５８の上流の燃料圧
を示す第１の信号およびノズル５８の下流の燃料ジェッ
ト流の圧力を示す第２の信号が入力されてノズルにおけ
る圧力降下が調整される。

ノズル５８上流の燃料圧を示す第１の信号は流体オシレ
ータ４０の導入口をなす流路５４の上流直近の主供給導
管２８と円筒体９８内の導入流路１６４との間を結ぶ分
岐導管１６２（第２図参照）を介し圧力調整装置４２へ
送られる。導入流路１６４はチャンバ１２０およびキャ
ップ１００の内面に形成された凹部１６６を介しチャン
バ１３８と連通されており、導入流路１６４に導入され
た燃料はチャンバ１２０および凹部１６６を介しチャン
バ１３８へ送られ、圧縮バネ１４４の所定のバネ力に抗
してスプール弁部材１３２を（第２図の）右方へ移動せ
しめやれることになる。

一部ノズル５８下流の燃料ジェット流の圧力を示す第２
の信号は流体オシレータ４０から出力流路１６Ｂを経て
圧力調整装置４２へと送られる。流路５４から流体オシ
レータ４０に導入されろ燃料は、主層４６内に設けられ
チャン坏ルア０ａ−、７０ｂとチャンネル６８ａ　、　
６８ｂとの間のチャンネル６０からその長手方向に対し
直角方四に延びている流路１７０　、１７２　、１７４
　、＋　１７６を介し、最終的にすべて導出流路１６８
へ送られる。更に詳述するに流路１γ０　、　１７２　
、　１７４　、　１７６の各外端部は下側の補助層５２
内を下方へ延び更に流体オシレータ４０の出力流路（第
２図には図示せず）に、更にこの導出流路は導出力流路
１６８の上流端部へ連通されている。導出流路１６Ｂの
下流端部は圧力調整装置４２の円筒体９８内の導入部１
７Ｂに、且導入部１７８は更にチャンバ１２２　、１４
２に延びる導入流路１８０へ連通される。

導入部１７８の圧力はノズル５８の放出圧力になる。導
入部１７Ｂに導入された燃料の一部は（第２図の）左側
の導入流路１８０を介しチャンバ１２２へ、更にチャン
バ１２２からライナ１１２を貝通し計量機能を有した複
数の小さなオリフィス１８２を介しチャン／＜　１４０
へ送られる。また燃料はチャンバ１４０からう１す１１
２を貫通する複数のオリフイス１８４を介し外側へ、更
にチャンバ１２４へと送られる。

燃料はチャンバ１２４から更に流出流路１８６を介し圧
力調整装置４２外部に延びる導管３０へ送出される。こ
のようにして燃料は分岐導管２８．流体オシレータ４０
、流出流路１６Ｂ、圧力調整装置４２および導管３０を
経て再び主供給導管１６へ連続的に流動される（第１図
参照）。

燃料制御機構１０が始動された当初、圧力調整装置４２
の導入部１７８（第２図参照）に導入される燃料の一部
は又導入流路１８０の右へ流動されオリフィス１８Ｂを
経てチャンバ１４２へ導入され、チャンバ１４２に導入
された燃料はスプール弁部材１３２を左方向に移動すべ
く作用する。この燃料流による左方向の押圧力と圧縮バ
ネ１４４のバネ力との和の力が、チャンバ１３８内の燃
料による圧力（熱論チャンバ１３８の圧力はチャンバ１
４２の圧力より高い）と抗する。この場合圧縮バネ１４
４のバネ力は、ノズル５８における圧力降下が設定値に
あるときスプール弁部材１３２が第２図の実線で示す休
止位置から僅かに右へ移動されるよう予め調整される。

即ちスプール弁部材１３２は右へ移動されて通常の作動
位置にされ、このときスプール弁部材１３２の端部１３
４の背端面１９０を一点！１９０’により示される位置
まで移動され制御用のオリノィス１８２の一部が閉塞さ
れる。スプール弁部材１３２がこの位置をとるとき端部
１３４によりオリフイス１８２が一部が閉塞されるから
オリフイス１８２を流れる燃料の流量が制限されること
は理解されよう。

燃料の温度、圧力又は粘性の変化によりノズル５８間の
圧力降下がその設定値により変化すると、分岐導管１．
６２と流出流路１６８との間の燃料の圧力差がそれに伴
い変化する。

この結果スプール弁部材１３２が自動的に移動せしめら
れ、オリフ１ス１８２の開−口面槓が増減されるので、
分岐導管１６２と出力流路１６Ｂとの間の圧力差が変化
されて、ノズル５，８における圧力降下が再び元の所定
の設定値に戻される。

次に圧力調整装置４２０制御機能を説明するに、先ず分
岐導管２８の圧力が上昇しノズル５８における圧力降下
がその所定の設定値より高くなる場合について説明する
。この場合分岐導管１６２がら圧力調整装置４２のチャ
ンバ１３８に導入される燃料の圧力が上昇し点線で示さ
れる背端面１９０までスプール弁部材が僅かに右へ移動
され、オリフ１ス１８２の一部が閉塞される。これによ
り圧力調整装［４２（ト１ｊち導出流路１６８から導管
３０へ）流れる燃料の抵抗が増大するので、導出流路１
６８内の圧力（延いてはノズル５８の下流での流体オシ
レータ４０の内部圧）が上昇しノズルにおける圧力降下
が所期の値に戻される。同様に次に分岐導管２Ｂ内の圧
力が低下した場合、スプール弁部材１３２が僅かに左へ
移動され、オリフィス１８２の開口面積が拡大されて流
出流路１６８の圧力が低下される。

上述した新規な濃度検出部２０を用いることにより、本
発明の燃料制御機構においては従来の同様の機構に比べ
精度を大巾に向上できる。また特にこの特徴は従−来の
燃料制御機構による場合に比べ燃費を顕著に向上し、且
省力化を実現できろ。

本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲の技術的思想に含まれる設計変更を包有する
ことは理解されよう。

本発明の実施態を要約して記載すれば次の通りになる。

（１）第１および第２の内部帰還流路と流体源からの流
体を導入しジェット流に変換するノズル装置と前記のジ
ェット流を用いて夫々導入された流体の濃度を表わす周
波数のパルス状の圧力を前記第１および第２の帰還流路
に発生させる装置と夫々前記第１および第２の帰還流路
と連通ずる第１および第２の圧力伝達流路とを有した流
体オシレータと、前記第１の圧力伝達流路を横切って延
び前記第１の圧力伝達流路のパルス状の圧力に応じて曲
げられる第１のダイヤフラム装置と、前記第２の圧力伝
達流路を横切って延び前記第２の圧力伝達流路のパル名
状の圧力に応じて曲げられる第２のダイヤフラム装置と
、前記第１のダイヤフラム装置に固定され前記第１のダ
イヤフラム装置の曲がり動作に応じ正の信号を発生する
第１の変換装置と、前記第２のダイヤフラム装置に固定
され前記第２のダイヤフラム装置の凹かり動作に応じ負
の信号を発生する第２の変換装置と、前記の正および負
の信号を利用し口１１記第１および第２０帰達流路内の
パルス状の圧力の周波数を有する単一パルス信号を発生
する装置と、前記ノズル装置における圧力降下を調整し
前記単一パルス信号の周波数を導入される流体の物理的
特性に実質的に独立せしめろ独立化装置とを備えた機械
的振動の影響を受けない濃度検出装置を包有する流体制
御機構。

（２）流体オシレータにはノズル装置の導入部および￥
を山部と夫々連通する導入流路および導出流路が包イイ
され、圧力調整装置には第１および第２の導入部を有す
る差動圧調整装置が包有され、前記流体オシレータの導
入流路と前記圧力調整装置の第１の導入部とを連通ずる
第１の導管装置およびｂｌ記流体オシレータの導出流路
と・前記圧力調整装置の第２の導入部とを連通ずる第２
の導管が設けられてなる上記第１項記載の流体制御機構
。

（３）第１および第２の変換装置が夫々圧電変換装置で
あり互いに逆極性をもってダイヤフラム装置に大々固定
されてなる上記第１項記載の流体制御機Ｉ昔。

（４）エンジンおよび燃料供給源の間に連結可能な第１
の導管と、前記第１の導管に付設され前記エンジンへ流
体を供給するポンプ装置と、導入部と導出部と前記導入
部および前記導出部を介して外部へ連通する内部流路と
前記内部流路と連係され導入される燃料をジェット流と
して放出するノズル装置と前記内部流路および前記ノズ
ル装置を流れる燃料に応じて導入される燃料の濃度を表
わす第１の信号を前記ジェット流を用いて発生する装置
とを有する流体オシレータと、前記ポンプ装置の下流の
前記第１の導管と前記流体オシレータの導入部との間に
連結され前記流体オシレータ１て燃料を導入する第２の
導管と、第１および第２の導入部と導出部と前記導出部
および第２の導入部を介し外部と連通すや内部流路と前
記内部流路内に配設され第１および第２の圧力信号間の
差に応じて変位する弁装置とを有した前記ノズル装置に
おける圧力降下を実質的に−ボな所定値に維持する圧力
調整装置と、前記第２の導管と前記圧力調整装置の前記
第１の導入部との間に連結され前記第１の圧力信号を前
記圧力調整装置へ送る第３の導管と、前記流体オシレー
タの導出部と前記圧力調整装置の第２の導入部との間に
連結され前記第２の圧力信号を前記圧力調整装置へ送り
前記流体オシレータから放出された燃料を前記圧カ伽整
装置のＭｉＪ記流路流路入する第４の導管と、前記第１
の導管と前記圧力調整装置の導出部との間に連結され前
記圧力調整装置の前記流路から放出される。燃料を前記
第１の導管へ戻す第５の導管と、前記第１の導管を流れ
る燃料の容積を検出し検出したｇ積を表わす第２の信号
を発生する装置と、前記第１および第２の信号を入力し
前記第１の導管を流れる流量を表わす第３の信号を発生
する信号処理装置と、前記第３の信号を入力し前記第３
の信号に応じて前記第１の導管からエンジンへ供給され
る燃料の流量をｐ＝して前記流量を所定値に維持する燃
料制御装置とを備えたエンジンへ供給される燃料のＲｉ
を所定値に正確に制御する燃料制御機構。

（５）ノズル装置により導入された流体をジェット流に
変換し、この変換したジェット流を利用し帰還流路に発
生される流体の濃度を表わすパルス状の圧力の周波数を
、流体オシレータ（で入力される流体の温度、圧力又は
粘性の変化に対し実質的に独立せしめる方法において、
前記ノズル装置における圧力降下を入力流体の物理的特
性の変化と独立して実質的に一定に維持する一定維持工
程を包有してなる方法。

（６ン一定維持工程にはジェット流の圧力を利用しノズ
ル装置における圧力降下を所定値に戻す工程が包有され
てなる上記第５項記載の方法。

（７）一定維持工程には、第１および第２の導入部を有
する圧力調整装置を準備する工程と、流体を導管を介し
流体オシレータへ供給する工程と、前記４管の圧力を前
記、第１の導入部へ伝達する工程と、ジェット流の圧力
を前記第２の導入部へ伝達する工程とが包有されてなる
上記第５項記載の方法。

（８）燃料を入力し前記燃料の濃度を表わす第１の信号
を発生する流体オシレータを準備する工程と、第１およ
び第３の導入部と導出部と前記導出部および前記第２の
導入部を連結する内部流路とを有し前記第１および第２
の導入部へ夫々伝達される第１および第２の流体圧間の
差を所定値に維持する圧力調整装置を準備する工程と、
供給用の導管の内部と前記圧力調整装置の前記第１の導
入部とを連通ずる工程と、燃料を前記供給用の導管から
前記流体オシレータを介し前記圧力調整装置の前記第２
の導入部へ又前記圧力調整装置の前記導出部から前記圧
力調整装置の前記内部流路を介し再び前記供給用の導管
へ流動させる工程と、前記供給用の導管を流れる燃料の
容積を表わす第２の信号を発生する第２信号発生工程と
、前記第１および第２の信号を同時に利用し前記供給用
の導管からエンジンへ供給される燃料の供給量を調整す
る調整工程とを包有してなる供給用の導管からエンジン
へ供給する燃料の供給量を調整する方法。

（９）第２信号発生工程には供給用の導管に配設され第
２の信号を発生する容積形の流量計を連係可能に位置決
めする工程が包有され、調整工程には信号処理装置に第
１および第２の信号を送り前記第１および第２の信号の
積を表わす第３の信号を発生する工程が包有されてなる
上記第８項記載の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を通用する燃料制御機構の１゛ζ６略ブ
ロツブロック２図は本発明による流体オシレータを斜面
で且圧力調整装置を断面で示す図、第３図は第２図の線
３−３に沿って切断した部分拡大断面図、第４図は同動
作説明図である。 ｌＯ・・・燃料制御機構、１２・・・エンジン、１４・
・・ポンプ、１６・・・主供給導管、１Ｂ・・・絞り弁
、２０・・・ＥＫ度検出部、２２・・・容積検出部、２
４・・・信号処理部、２６・・・コンピュータ、２８・
・・分岐導管、３０・・・導管、３２　、３４・・・電
気信号、３６．３８・・・信号、３９・・・弁位置信号
、４０・・・流体オシレータ、４２・・・圧力調整装置
、４４・・・上端層、４６・・・主層、４８・・・補助
層、５０・・・下端層、５２・・・補助層、５４・・・
流路、５６・・・チャンネル、５８・・・ノズル、６０
・・・チャンネル、６２・・・突出部、６４・・・先縁
部、６６・・・ジェット流ｓ　　６６　ａ　）　６６　
ｂ・・・分岐ジェット流、６８ａ。 ６８ｂ−・チャンネ／ｌ／、７０ａ　、　７０ｂ　−チ
ャンネル、７２ａ。 ７２ｂ・・・流路、７４．７６・・・圧電変換器、７８
．８０・・・出力線、８２・・・共通出力ｊ；Ｊ、　　
８４．８６・・・凹部、８８・・・ダ１ヤフラム、９０
・・・密封材、９２．９４・・凹部、９６ａ・・・ノイ
ズ信号、　　９６，９７・・・流路、９８・・・円筒体
、１００・・・キャップ、１０２・・・Ｏリング、１０
４・・・キャップ、１０６・・・０リング、１０８・・
・中央突出部、１１０・・・中央６部、１１２・・・ラ
イナ、１１４　、１１６　、１１８・・・フランジ、　
　１２０　、１２２　、１２４・・・チャンバ、　　１
２６．１２；３゜１３０・・・０リング、］３２・・・
スプール弁部材、１３４　。 １３６・・・端部、１３８　、１４０　、１４２・チャ
ンバ、１４４・・・圧縮バネ、１４６・・・フランジ、
１４８・・ボルト、１５０・・・フランジ’３ｆ（，１
５２・・０リング、１５４・・・外端部、１５６　　開
口Ｈ？＋、１５８・・・固定ワッシャ、１６０・ナツト
、１６２・・・分岐導管、１６４・・・導入流路、１６
６・・・凹部、１６Ｂ・・・導出流路、１７０　、１７
２　、１７４．１７６・・・流路、１７Ｂ・・・浪人部
、１８０・・・導入流路、１８２・・・オリフィス、１
８４・・・オリフ１ス、１８６・・流出流路、１８Ｂ　
・オリフ〈ス、１９０・・・背端面、１９Ｑ′・・・点
線特許出願人 サキャレット　コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）流体を導入しジェット流に変換するノズル装置と
   前記のジェット流を用いて導入された流体の濃度を表わ
   す周波数のパルス状の圧力信号を発生する信号発生装置
   とを包有した流体オフレータと、前記ノズル装置に導入
   される流体の圧力の変化と独立して前記ノズルにおける
   圧力降下を実質的に一定に維持する圧力維持装置とを備
   え、前記パルス状の圧力信号の周波数が導入される流体
   の温度、圧力および粘性に対し実質的に独立せしめられ
   るように設けられてなる、流体のｍ度を正確に測定する
   濃度検出装置を包有した流体制御機構。 （２）流体オシレータは流体の導入部および導出部を有
   し、圧縮流体源から前記導入部へ圧縮流体を送る供給用
   の導管が具備され、圧力維持装置は第１および第２の導
   入部を有する圧力調整装置と、前記供給用の導管および
   前記圧力調整装置の纂１の導入部間に連結される第１の
   導管と、前記流体オシレータの導出部および前記圧力調
   整装置の第２の導入部間に連結される第２の導管とを包
   有してなる特許請求の範囲第１項記載の流体制御機構。 （３）圧力調整装置には導出部と、前記圧力調整装置の
   導出骨部と第２の導入部へ連通される流路と、前記流路
   内に配設され第１および第２の導管の流体間の圧力差の
   変化に応じ前記流路面積を変化させる弁装置とが包有さ
   れてなる特許請求の範囲第２項記載の流体制御機構。 （４）パルス状の圧力信号を導入される流体の濃度を表
   わす周波数の電気パルス信号に変換する変換装置を包有
   してなる特許請求の範叩第１項記載の流体制御機構。 （５）信号発生装置にはジェット流を用い、導入される
   流体の濃度を表わす周波数の第２のパルス状の圧力信号
   を発生する装置が包有され、変換装置には夫々第１およ
   び第２のパルス状の圧力信号の各振動数に和尚する周波
   数の電気パルス信号を発生する２個の圧電変換装置が包
   有され、前記電気パルス信号を用いて導入される流体の
   濃度を表わす周波数の単一の電気パルス信号を発生する
   装置が具備されてなる特許請求の範囲第４項記載の流体
   制御機構。 （６）電気パルス信号の周波数を変換装置に加わる機械
   的振動に対し実質的に独立せしめる周波数独立化装置を
   包有してなる特許請求の範囲第５項記載の流体制御機構
   。 （７）変換装置は圧電変換装置であり、周波数独立化装
   置には前記変換装置を互いに逆極性をもって流体オシレ
   ータに装着する装置が包有さ」ｔてなる特許請求の範囲
   第６項記載の流体制御機構。 （８１４：＃給用の導管を流れる流体の少なくとも一部
   を導入し液体の濃度を表わす第１の信号を発生する第１
   信号発生装置と、前記第１信号発生装置に連係され前記
   第１の信号の大きさを導入さり、た流体の物理的特性の
   変化に対し実質的に独立させる独立化装置と、前記供給
   用の導管を流れる流体の容積を検出し、容積を表わす第
   ２の信号を発生する第２信号発生装置と、前記第１およ
   び第２の信号表わす第３の信号を発生する装置とを備え
   た供給用の導管を流れる流体の流量を正確にモ、ニタす
   る温度検出装置を備えた流体制御機構。 （９）第１信号発生装置には流体を導入し放出するノズ
   ルが包有され、独立化装置には前記ノズルにおける圧力
   降下を調整する圧力調整装置が包有されてなる特許請求
   の範囲第８項記載の流体制御機構。 ４Ｑ導入部および導出部を有した液体オシレータを具備
   し、圧力調整装置は差動圧調整装置であり前記流体オシ
   レータの導入部と連通される第１の導入部と前記流体オ
   シレータの導出部と連通される第２の導入部とを有して
   なる特許請求の範囲第９項記載の流体制御機構。 ＯＩ）第２信号発生装置が供給用の導管と連係可能な容
   積形の流量計でなる特許請求の範囲第１０項記載の流体
   制御機構。