JPS60150436A - タービンエンジンの燃料供給システムにおける燃料の自己加熱を降下させる装置 - Google Patents
タービンエンジンの燃料供給システムにおける燃料の自己加熱を降下させる装置Info
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- JPS60150436A JPS60150436A JP59187224A JP18722484A JPS60150436A JP S60150436 A JPS60150436 A JP S60150436A JP 59187224 A JP59187224 A JP 59187224A JP 18722484 A JP18722484 A JP 18722484A JP S60150436 A JPS60150436 A JP S60150436A
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- cavitation
- fuel
- heating
- positive displacement
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/30—Control of fuel supply characterised by variable fuel pump output
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は容積形ポンプのりザイクルチャネルを有し、と
くにターボジェットのような航空器材内で使用されるタ
ービンエンジンの燃料回路に係る。
くにターボジェットのような航空器材内で使用されるタ
ービンエンジンの燃料回路に係る。
双胴形タービンエンジン（とくに高比率ダクテット９フ
ァンターボジェット）の特性のひとつは、高い高度での
とくに低速運転時にタービンエンジンの部分運転状態で
燃料消費がきわめて低いことである。部分運転状態およ
びとくに高高度低速運転は、全速運転にきわめて近い高
速回転に相当し、直接駆動形の容積形ポンプではこれは
ポンプの高い回転状態に相当する。反対に燃料消費は低
い自己回転状態について（低圧胴による高圧胴の閉塞に
よって惹き起こされる。）比較的高く、この状態では再
点火も同様に可能でなければならない。
ァンターボジェット）の特性のひとつは、高い高度での
とくに低速運転時にタービンエンジンの部分運転状態で
燃料消費がきわめて低いことである。部分運転状態およ
びとくに高高度低速運転は、全速運転にきわめて近い高
速回転に相当し、直接駆動形の容積形ポンプではこれは
ポンプの高い回転状態に相当する。反対に燃料消費は低
い自己回転状態について（低圧胴による高圧胴の閉塞に
よって惹き起こされる。）比較的高く、この状態では再
点火も同様に可能でなければならない。
この特性は通常では、ジェットエンジンの高圧状態から
出発して、定容量で機械的に駆動される、たとえば容積
形の燃料ポンプの容積決定基準となり、この重要な寸法
決定から、激しい減速状態において著るしい発熱を生じ
る、ポンプ入口の送り出しによるきわめて高率の燃料リ
サイクルが生じる。
出発して、定容量で機械的に駆動される、たとえば容積
形の燃料ポンプの容積決定基準となり、この重要な寸法
決定から、激しい減速状態において著るしい発熱を生じ
る、ポンプ入口の送り出しによるきわめて高率の燃料リ
サイクルが生じる。
本出願人の名によるフランス特許第２２３２９５６号に
記載のこの問題の解決手段の１つは、可変容量容積形ポ
ンプを使用するというものである。
記載のこの問題の解決手段の１つは、可変容量容積形ポ
ンプを使用するというものである。
都合のわるいことに、この形式のポンプは定流量ポンプ
、とくに歯車ポンプの作動が単純かつ安全であるのに比
較して複雑であることが判明している。
、とくに歯車ポンプの作動が単純かつ安全であるのに比
較して複雑であることが判明している。
本発明は、定容量容積形ポンプの堅牢性と信頼性を、可
変容量容積形ポンプの柔軟な利用性に燃料ポンプ内で結
びつけることを目的とする。
変容量容積形ポンプの柔軟な利用性に燃料ポンプ内で結
びつけることを目的とする。
本発明によればこの目的はポンプのキャビテーションを
惹起する方法および装置によって達成される。
惹起する方法および装置によって達成される。
従って定容量容積形ポンプを可変容量ポンプの動作方式
で作動させ、吐出し量の変化をタンク内を満たす歯の分
量を減らすことによって達成する。
で作動させ、吐出し量の変化をタンク内を満たす歯の分
量を減らすことによって達成する。
歯車ポンプの歯間スＲ−ス（または羽根ポンプの羽根間
ス４−ス）の充填の制御はポンプの吸込み圧力の変化Ｉ
こよって実施され、キャビテーション係数の調節が可能
である。
ス４−ス）の充填の制御はポンプの吸込み圧力の変化Ｉ
こよって実施され、キャビテーション係数の調節が可能
である。
低い吸込み圧で連続的に安定作動する歯車ポンプの性能
が確認される。吸込み圧の降下にともなう吐出し量の降
下の前進性は、歯の直径が大きく歯幅がせまくなればな
るほど（歯元の周辺速度が大きくなるようにして）ゆる
やかに安定化する。
が確認される。吸込み圧の降下にともなう吐出し量の降
下の前進性は、歯の直径が大きく歯幅がせまくなればな
るほど（歯元の周辺速度が大きくなるようにして）ゆる
やかに安定化する。
さらに、流体力学式軸受の使用は、流体膜の品質がキャ
ビテーションの機能を害する恐れがあるため、避けるの
がよい。
ビテーションの機能を害する恐れがあるため、避けるの
がよい。
公知形のころ軸受およびすきまの一定な羽根車を用いれ
ば効率損失を最小化することができよう。
ば効率損失を最小化することができよう。
このキャビテーションの作動状態とは、タンク内の蒸気
圧を上廻わる燃料の超過圧が、歯の移動によって生じる
空洞を完全に満たしつるほどの速さに流体を加速するに
は不充分であるような状態である。
圧を上廻わる燃料の超過圧が、歯の移動によって生じる
空洞を完全に満たしつるほどの速さに流体を加速するに
は不充分であるような状態である。
液体の充填損失は歯の先端（流体が歯に沿って流れるた
め化得なければならない動圧が蒸気圧に対して得られる
超過圧を上廻わっている場所である）から出発して歯の
凹部へ向かい、あるいは接線速度は吸込み圧が減少する
につれて減っていく。
め化得なければならない動圧が蒸気圧に対して得られる
超過圧を上廻わっている場所である）から出発して歯の
凹部へ向かい、あるいは接線速度は吸込み圧が減少する
につれて減っていく。
容積形ポンプのキャビテーションのエネルギ効果は、吐
出し量の降下につりあうポンプ軸の出力低下を惹起する
。
出し量の降下につりあうポンプ軸の出力低下を惹起する
。
その結果、高い高度での進んだ程度の部分運転状態での
非常に僅かな燃料消費について、正規に吸込みをおこな
う同じポンプに対してリサイクルループの加熱の相対的
減少が、ぽンプの吐出し量の、キャビテーションによる
相対的低下にほぼ等しくなる。５０％以上の吐出し量の
低下が確認されたが、このことは加熱を半分減らすこと
が可能であることを証明する。
非常に僅かな燃料消費について、正規に吸込みをおこな
う同じポンプに対してリサイクルループの加熱の相対的
減少が、ぽンプの吐出し量の、キャビテーションによる
相対的低下にほぼ等しくなる。５０％以上の吐出し量の
低下が確認されたが、このことは加熱を半分減らすこと
が可能であることを証明する。
しかし、容積形ポンプのキャビテーション作用は、ｙｌ
’ンプの寿命を短縮させる摩耗をひきおこす。
’ンプの寿命を短縮させる摩耗をひきおこす。
従って、燃料の自己加熱を降下させる手段としてのキャ
ビテーションの利用は、さいわいあまり頻ばんでなく過
渡的である極限条件に限定されるべきである。このよう
な条件下では、燃料のリサイクル率は、本発明の対象を
なす解決法が用いられなければ、きわめて高い値に達す
るであろう。
ビテーションの利用は、さいわいあまり頻ばんでなく過
渡的である極限条件に限定されるべきである。このよう
な条件下では、燃料のリサイクル率は、本発明の対象を
なす解決法が用いられなければ、きわめて高い値に達す
るであろう。
しかしこの種の手段の利益は、この種の極限条件がたい
ていの場合材料の寸法決定に関与するために、依然とし
て重要である。
ていの場合材料の寸法決定に関与するために、依然とし
て重要である。
燃料加熱の温度降下手段きしてキャビテーションを利用
する燃料回路は、極端なリサイクル条件で吸込まＩした
余分な燃料の排出には役立たないような最大断面のいわ
ゆる゛°パイ・ぐス″形調整弁を備える公知形の構造で
あり得る。
する燃料回路は、極端なリサイクル条件で吸込まＩした
余分な燃料の排出には役立たないような最大断面のいわ
ゆる゛°パイ・ぐス″形調整弁を備える公知形の構造で
あり得る。
この調整弁の開放ｔトｑ和が達せられると、高圧容積形
ポンプの上流側で規制的にはたらく第２の調整弁の作用
が開始される。この結合された第２の調整弁は高圧ポン
プの吸込み圧、すなわち高圧ポンプのキャビテーション
状態を変える。
ポンプの上流側で規制的にはたらく第２の調整弁の作用
が開始される。この結合された第２の調整弁は高圧ポン
プの吸込み圧、すなわち高圧ポンプのキャビテーション
状態を変える。
以下に添付図面を参照して、本発明の特定具体例につい
て詳しく説明する。
て詳しく説明する。
第１図は低圧ポンプの下流側に配置された燃料人口１と
、適用回路の上流側に配置された入口２との間に含まれ
る燃料回路の１部を示す。
、適用回路の上流側に配置された入口２との間に含まれ
る燃料回路の１部を示す。
燃料回路は、液量計５に供給する高圧容積形ポンプ４へ
の供給チャネル３を含む。飽和４１９整弁６は液量計５
内の負荷損失の検出器７によって制御され、ポンプ４の
吐出し量と供給チャネル１−３の上流点９の間に設定さ
れるリサイクルチャネル８上に配置４されている。
の供給チャネル３を含む。飽和４１９整弁６は液量計５
内の負荷損失の検出器７によって制御され、ポンプ４の
吐出し量と供給チャネル１−３の上流点９の間に設定さ
れるリサイクルチャネル８上に配置４されている。
本発明によれば、流量規正弁１０は上流点９とポンプ４
の間に挿入されている。この具体例では、弁１０は、弁
６の飽和が達成される時、ポンプ４の吸込み圧を減少さ
せるようにして、弁６によって直接的に制御される。
の間に挿入されている。この具体例では、弁１０は、弁
６の飽和が達成される時、ポンプ４の吸込み圧を減少さ
せるようにして、弁６によって直接的に制御される。
弁６と弁１０の寸法決定は、容積形ポンプ４の吸込み圧
の降下作用が弁６が全開ｌこ達する時、すなわち高い回
転状態で燃料消費が非常に少ないきわめてまれな状態お
よび／または過渡状態についてたけ開始されるように実
施されている。ポンプのキャビテーションを惹起する吸
込み圧の降下はめったに生じず、および／または過渡的
であるため、ポンプ４のきわめて緩慢な破壊を生じるに
すぎない。
の降下作用が弁６が全開ｌこ達する時、すなわち高い回
転状態で燃料消費が非常に少ないきわめてまれな状態お
よび／または過渡状態についてたけ開始されるように実
施されている。ポンプのキャビテーションを惹起する吸
込み圧の降下はめったに生じず、および／または過渡的
であるため、ポンプ４のきわめて緩慢な破壊を生じるに
すぎない。
第２Ａ図およびｉ２Ｂ図は、キャビテーションがある場
合（第２Ｂ図）またはない場合（ＰＸＺＡ図）に従って
一定の回転速度についてのポンプの作動を説明する。２
つのグラフはン１ソンプの作動点の曲線で吸込み圧Ｐｇ
の関数としての吐出し：ｔｌ：Ｑ−を示している。
合（第２Ｂ図）またはない場合（ＰＸＺＡ図）に従って
一定の回転速度についてのポンプの作動を説明する。２
つのグラフはン１ソンプの作動点の曲線で吸込み圧Ｐｇ
の関数としての吐出し：ｔｌ：Ｑ−を示している。
この吐出し量は実際は一定かつ、最小吸込み圧Ｐｇｍを
超過するが、この値を超えるとキャビテーションと吐出
し量の降下があられれることがわかる。
超過するが、この値を超えるとキャビテーションと吐出
し量の降下があられれることがわかる。
正規作動は、第２ Ａ図の曲線の事実上一定の、吸込み
圧ＰｇＯ値Ｐ２に対応する部分上に位置する点Ａによっ
て示される。ポンプの吐出し景ＱＡは、液量計５の吐出
量ＱＤＡ と、飽和していない弁６の吐出ｊｋＱ５ｈと
の和に等しい。
圧ＰｇＯ値Ｐ２に対応する部分上に位置する点Ａによっ
て示される。ポンプの吐出し景ＱＡは、液量計５の吐出
量ＱＤＡ と、飽和していない弁６の吐出ｊｋＱ５ｈと
の和に等しい。
第２Ｂ図によれば、吸込み圧Ｐｇの値Ｐ１に対応する。
曲線上に点Ｂによって示されるポンプの作用点で液量計
５の吐出量が減少してＱＤＢ になる時、さらに弁６が
その飽和吐出量ＱｓＢに達する時、ポンプの吐出し量Ｑ
ｎ ＝ ＱＤＢ ＋ Ｑｓｕは、吸込み圧Ｐｇの減少（
Ｐ２−Ｐ＋）によって生じるキャビテーションによる値
Ｑｃの公称吐出しｔ Ｑ Ａより低くなる。
５の吐出量が減少してＱＤＢ になる時、さらに弁６が
その飽和吐出量ＱｓＢに達する時、ポンプの吐出し量Ｑ
ｎ ＝ ＱＤＢ ＋ Ｑｓｕは、吸込み圧Ｐｇの減少（
Ｐ２−Ｐ＋）によって生じるキャビテーションによる値
Ｑｃの公称吐出しｔ Ｑ Ａより低くなる。
別の具体例によれば、飽和調整弁６の位置が加熱の大き
いことを示すことはなく、図示しないセンサによる回路
内の燃料温度の実測から出発して、容積形ポンプ４のキ
ャビテーションの作用が解除（開始）される。
いことを示すことはなく、図示しないセンサによる回路
内の燃料温度の実測から出発して、容積形ポンプ４のキ
ャビテーションの作用が解除（開始）される。
従って本発明は、燃料タンクが冷たい場合はポンプのキ
ャビテーションを避けることができ、動力燃料回路のは
なはだしい加熱によっても禁止的な温度上昇は生じない
。この場合、調整弁６は、流量規正弁がサーモスタット
により制御されるから、飽和状態で作動しない。
ャビテーションを避けることができ、動力燃料回路のは
なはだしい加熱によっても禁止的な温度上昇は生じない
。この場合、調整弁６は、流量規正弁がサーモスタット
により制御されるから、飽和状態で作動しない。
流量規正弁の閉止が過度である場合の高圧ポンプ４の完
全なキャビテーションｌこ対する安全性は、あらゆる飛
行状態のテストζこよって与えられる。
全なキャビテーションｌこ対する安全性は、あらゆる飛
行状態のテストζこよって与えられる。
但しいずれの場合にもポンプ４の吐出し計はに％以上減
少してはならない（ｋはポンプの停止の危険なしに５０
％に達しうる値）。
少してはならない（ｋはポンプの停止の危険なしに５０
％に達しうる値）。
第１図は、本発明に従い、容積形ポンプの吸気圧力変換
装置を備えた燃料リサイクル回路の１部をあられす説明
図、第２Ａおよび第２Ｂ図は、吸気圧力Ｐｇの関数とし
てのポンプの吐出量Ｑをあられす同一グラフ上にポンプ
の正規運転状態（第２Ａ図）とキャビテーション状態（
第２Ｂ図）での作動点のカーブを示すグラフである。 １・・・・・・燃料入口、２・・・・・・適用回路入口
、３・・・・・・チャネル、４・・・・・・容積形ポン
プ、５・・・・・・液量計、６・・・・・・飽和調整弁
、７・・・・・・ヘット９０スデイテクタ、８・・・・
・・リサイクルチャネル、１０・・・・・・流量規正弁
。
装置を備えた燃料リサイクル回路の１部をあられす説明
図、第２Ａおよび第２Ｂ図は、吸気圧力Ｐｇの関数とし
てのポンプの吐出量Ｑをあられす同一グラフ上にポンプ
の正規運転状態（第２Ａ図）とキャビテーション状態（
第２Ｂ図）での作動点のカーブを示すグラフである。 １・・・・・・燃料入口、２・・・・・・適用回路入口
、３・・・・・・チャネル、４・・・・・・容積形ポン
プ、５・・・・・・液量計、６・・・・・・飽和調整弁
、７・・・・・・ヘット９０スデイテクタ、８・・・・
・・リサイクルチャネル、１０・・・・・・流量規正弁
。
Claims (7)
- （１） タービンエンジンの燃料回路の自己発熱を降下
させる方法において、前記回路が容積形ポンプのリサイ
クルチャネルを含んでおり、前記ポンプのキャビテーシ
ョンが惹起されることを特徴とする方法。 - （２）前記ポンプの吸気圧力を変えることによってキャ
ビテーション係数を調節することを特徴とする特許請求
のＳ囲第１項に記載の方法。 - （３） タービンエンジンの燃料回路の自己発熱を降下
させる装置において、前記回路が容積形ポンプのリサイ
クルチャネルを含んでおり、前記ポンプのキャビテーシ
ョンを惹き起こすための手段を有していることを特徴と
する装置。 - （４）前記手段が前記ポンプの吸気圧力の変換装置を有
していることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
の装置。 - （５）前記変換装置が前記容積形ポンプの上流側ｌこ配
置された規正弁であることを特徴とする特許請求の範囲
第４項に記載の装置。 - （６）前記リサイクルチャネル上に設置され、かつ前記
規正弁を制御する飽和調整弁を有することを特徴とする
特許請求の範囲第５項に記載の装置。 - （７）ポンプのキャビテーションを惹き起こすための前
記手段が燃料の温度センサーこよって解除されることを
特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第５項のいずれか
に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8314248 | 1983-09-07 | ||
| FR8314248A FR2551495B1 (fr) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | Procede et dispositif pour reduire l'auto-echauffement d'un circuit de carburant de turbomachine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60150436A true JPS60150436A (ja) | 1985-08-08 |
| JPH0222220B2 JPH0222220B2 (ja) | 1990-05-17 |
Family
ID=9292031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59187224A Granted JPS60150436A (ja) | 1983-09-07 | 1984-09-06 | タービンエンジンの燃料供給システムにおける燃料の自己加熱を降下させる装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4569202A (ja) |
| EP (1) | EP0143674B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60150436A (ja) |
| DE (1) | DE3466424D1 (ja) |
| FR (1) | FR2551495B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215849A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Ihi Corp | 負荷装置 |
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| DE19625565C2 (de) * | 1996-06-26 | 1998-07-23 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoff-Förderpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen |
| DE19625564C2 (de) * | 1996-06-26 | 2000-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoff-Förderpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen |
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| US20180050812A1 (en) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Aircraft fuel pump systems |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2760564A (en) * | 1956-08-28 | Fuel supply system for oil burners - | ||
| GB393791A (en) * | 1932-08-04 | 1933-06-15 | Johannes Van Dartelen | Regulating mechanism for continuously delivering an unvarying flow of liquid, vapour, or gas |
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| FR2232956A5 (en) * | 1973-06-05 | 1975-01-03 | Snecma | Variable supply gear pump - has internally toothed ring on one gear preventing direct return of fluid |
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-
1983
- 1983-09-07 FR FR8314248A patent/FR2551495B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-08-29 DE DE8484401727T patent/DE3466424D1/de not_active Expired
- 1984-08-29 EP EP84401727A patent/EP0143674B1/fr not_active Expired
- 1984-09-05 US US06/647,386 patent/US4569202A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-09-06 JP JP59187224A patent/JPS60150436A/ja active Granted
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|---|---|---|---|---|
| JP2008215849A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Ihi Corp | 負荷装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE3466424D1 (en) | 1987-10-29 |
| FR2551495B1 (fr) | 1985-11-08 |
| US4569202A (en) | 1986-02-11 |
| FR2551495A1 (fr) | 1985-03-08 |
| EP0143674B1 (fr) | 1987-09-23 |
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