JPWO2015045905A1 - 燃料システム - Google Patents

Abstract

この燃料システム（１Ａ）は、航空用のエンジン（Ｅ）に供給する燃料（Ｎ）を昇圧して送り出す定容積ポンプ（２ｉ）及び遠心ポンプ（２ａ）と、定容積ポンプにて燃料を昇圧する定容積ポンプ使用モードと遠心ポンプにて燃料を昇圧する遠心ポンプ使用モードとをエンジンの運転状態に応じて選択するように構成された演算制御手段（４）と、エンジンと遠心ポンプとを接続し、エンジンから出力される回転動力の回転数を変更して遠心ポンプに伝達すると共に回転数の変速比を調整可能な変速機（２ｃ）とを備える。

Description

本発明は、燃料システムに関する。
本願は、２０１３年９月２５日に日本に出願された特願２０１３−１９８８２３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

航空機には、エンジンに対して必要量の燃料を供給するための燃料システムが搭載されている。このような燃料システムには、燃料タンクから排出された燃料を昇圧する燃料ポンプが設けられている。このような燃料ポンプとしては、ギアポンプ等の定容積ポンプや遠心ポンプが用いられている。

このような燃料ポンプの動力源としては、例えば、特許文献１や特許文献２に示すように、電動モータを用いる構成が提案されているが、燃料システムの大型化及び複雑化を招く場合がある。また、電動モータを駆動するための電力は、エンジンの動力を用いて発電することから、電力変換によるロスが発生し、エネルギ効率が低下する場合がある。このため、燃料ポンプは、エンジンに接続し、エンジンから出力される回転動力を用いて駆動することが望ましい。

米国特許第３９４６５５１号明細書 日本国特表２００８−５３０４４２号公報

遠心ポンプは、回転数の二乗に比例した吐出圧にて液体を吐出する特性を有している。
また、エンジンから出力される回転動力にて遠心ポンプを回転駆動する場合には、エンジンの回転数と遠心ポンプの回転数とが比例する。このため、遠心ポンプを用いる場合には、エンジンの回転数が高い場合には十分な吐出圧が得られるが、エンジンの回転数が低い場合には吐出圧が不足する可能性がある。このような遠心ポンプの吐出圧の不足を補うには、エンジンの回転数が低くても十分な吐出圧が得られるギアポンプ等の定容積ポンプを設置することが考えられる。

遠心ポンプと定容積ポンプとは全く機構が異なっており、多くの場合、同一の回転数であっても両者の吐出圧は互いに一致しない。このため、遠心ポンプと定容積ポンプとを燃料システムに設け、いずれのポンプもエンジンの回転数と比例して回転駆動されている構成では、遠心ポンプによって燃料を昇圧するモードと、定容積ポンプによって燃料を昇圧するモードとを切り替えるときに、燃料の圧力が変動して振動等が発生する場合がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、遠心ポンプと定容積ポンプとを有する燃料システムにおいて、遠心ポンプによって燃料を昇圧するモードと、定容積ポンプによって燃料を昇圧するモードとを切り替えるときの振動等を抑制することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

本発明の第１の態様では、燃料システムは、航空用のエンジンに供給する燃料を昇圧して送り出す定容積ポンプ及び遠心ポンプと、上記定容積ポンプにて上記燃料を昇圧する定容積ポンプ使用モードと上記遠心ポンプにて上記燃料を昇圧する遠心ポンプ使用モードとを上記エンジンの運転状態に応じて選択するように構成された演算制御手段と、上記エンジンと上記遠心ポンプとを接続し、上記エンジンから出力される回転動力の回転数を変更して上記遠心ポンプに伝達すると共に上記回転数の変速比を調整可能な変速機とを備える。

本発明の第２の態様では、上記第１の態様の燃料システムは、上記遠心ポンプが設置される第１流路と、上記定容積ポンプが設置される第２流路と、上記第１流路における上記遠心ポンプの上流側に設置されると共に、上記定容積ポンプ使用モードにおいて上記第１流路を閉鎖し、上記遠心ポンプ使用モードにおいて上記第１流路を開放するように構成されたシャットオフ機構とをさらに備える。

本発明の第３の態様では、上記第２の態様の燃料システムは、上記第１流路の下流端及び上記第２流路の下流端と一端とが接続されると共に上記第２流路における上記定容積ポンプの上流側に他端が接続される第３流路と、上記定容積ポンプ使用モードにおいて上記第２流路の下流端と上記第３流路とを接続し、上記遠心ポンプ使用モードにおいて上記第１流路の下流端と上記第３流路とを接続するように構成された切替機構とをさらに備える。

本発明によれば、変速比を調整可能な変速機を介してエンジンと遠心ポンプとが接続されている。このため、遠心ポンプの回転数をエンジンの回転数に比例することなく変更することが可能となる。よって、遠心ポンプによって燃料を昇圧するモードと、定容積ポンプによって燃料を昇圧するモードとを切り替えるときに、遠心ポンプによる吐出圧を定容積ポンプの吐出圧に合わせることができる。したがって、本発明によれば、遠心ポンプと定容積ポンプとを有する燃料システムにおいて、遠心ポンプによって燃料を昇圧するモードと、定容積ポンプによって燃料を昇圧するモードとを切り替えるときの振動等を抑制することが可能となる。

本実施形態の燃料システム１Ａの概略構成を示すシステムブロック図であり、定容積ポンプで燃料を昇圧するモード（定容積ポンプ使用モード）の様子を示した図である。 本実施形態の燃料システム１Ａの概略構成を示すシステムブロック図であり、遠心ポンプで燃料を昇圧するモード（遠心ポンプ使用モード）の様子を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る燃料システムの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１及び図２は、本実施形態の燃料システム１Ａの概略構成を示すシステムブロック図である。図１が定容積ポンプ２ｉで燃料Ｎを昇圧するモード（定容積ポンプ使用モード）の様子を示し、図２が遠心ポンプ２ａで燃料Ｎを昇圧するモード（遠心ポンプ使用モード）の様子を示している。なお、図１及び図２に記載された機器は互いに同一であり、各機器の動作状態や燃料の流動経路が異なっている。

本実施形態の燃料システム１Ａは、航空機に搭載され、不図示の燃料タンクに貯留された燃料を昇圧すると共にこの燃料を航空用のエンジンに必要量供給する。図１に示すように、本実施形態の燃料システム１Ａは、メイン配管１と、燃料ポンプ機構２と、計量機構３と、ＥＣＵ４と、シャットオフバルブ５と、導圧管６と、切替機構７とを備えている。

メイン配管１は、燃料タンクとエンジンの燃焼器（図示せず）とを接続する配管であり、図１における左側（燃料タンク側）から右側（エンジン側）に向けて燃料Ｎを案内する。すなわち、本実施形態のメイン配管１は、図１において左側から右側に直線状に延びる配管である。このメイン配管１は、燃料ポンプ機構２の内部において、第１流路１ａと、第２流路１ｂと、第３流路１ｃとに分岐されている。第１流路１ａは遠心ポンプ２ａが設置される流路であり、第２流路１ｂは定容積ポンプ２ｉが設置される流路である。第１流路１ａの上流端と第２流路１ｂの上流端とが図１の左側において互いに接続され、第１流路１ａの下流端と第２流路１ｂの下流端とが後述する切替機構７を介して互いに接続されている。すなわち、第１流路１ａと第２流路１ｂとは互いに並列に配置されている。第３流路１ｃは、切替機構７を介して第１流路１ａの下流端及び第２流路１ｂの下流端と一端（第３流路１ｃの一端）とが接続され、第２流路１ｂにおける定容積ポンプ２ｉの上流側に他端（第３流路１ｃの他端）が接続されている。

燃料ポンプ機構２は、メイン配管１の流れ方向において計量機構３の上流側に配置されている。この燃料ポンプ機構２は、遠心ポンプ２ａと、フィルタ２ｂと、変速機２ｃと、変速制御器２ｄと、シャットオフ機構２ｅと、低圧遠心ポンプ２ｆと、フィルタ２ｇと、逆止弁２ｈと、定容積ポンプ２ｉと、逆止弁２ｊとを備えている。

遠心ポンプ２ａは、上述のように第１流路１ａに取り付けられている。この遠心ポンプ２ａは、回転数の二乗に比例した吐出圧にて燃料Ｎを送り出すポンプであり、すなわち高回転のときには吐出圧が高くなり、低回転のときには吐出圧が低くなる。フィルタ２ｂは、遠心ポンプ２ａと後述のメータリングバルブ３ａとの間に配置されており、メイン配管１（第１流路１ａ）を流れる燃料Ｎに含まれる微小な異物を除去する。詳細には、フィルタ２ｂは、遠心ポンプ２ａと切替機構７との間に配置されている。

変速機２ｃは、エンジンＥと遠心ポンプ２ａとを接続し、エンジンＥから出力される回転動力の回転数（すなわち、エンジンＥの出力軸の回転数）を変更して遠心ポンプ２ａに伝達する。この変速機２ｃは、上記回転数の変速比を調整可能に構成されている。変速機２ｃとして、例えば、有段変速機や無段変速機を用いることができる。

変速制御器２ｄは、変速機２ｃにおける変速比を制御するように構成され、変速機２ｃと一体的に設けられている。この変速制御器２ｄには、導圧管６の一部配管である第１導圧管６ａを介して、メータリングバルブ３ａの上流側の燃料Ｎの圧力Ｐ１が伝達される。また、変速制御器２ｄには、導圧管６の一部配管である第２導圧管６ｂを介して、後述のスロットリングバルブ３ｅの下流側の燃料Ｎの圧力Ｐ３が伝達される。

本実施形態において変速制御器２ｄは、圧力Ｐ１と圧力Ｐ３との差の設定値を予め記憶しており、圧力Ｐ１と圧力Ｐ３との実際の差が設定値よりも大きい場合には遠心ポンプ２ａの回転数が低くなるように変速機２ｃの変速比を制御し、圧力Ｐ１と圧力Ｐ３との実際の差が設定値よりも小さい場合には遠心ポンプ２ａの回転数が高くなるように変速機２ｃの変速比を制御する。つまり、このような変速制御器２ｄは、圧力Ｐ１と圧力Ｐ３との実際の差に応じて変速機２ｃの変速比を制御する。これによって、圧力Ｐ１と圧力Ｐ３との差圧を常に一定に保つことができる。すなわち、圧力Ｐ１と圧力Ｐ３との差圧を上記設定値に保つことができる。また、図１及び図２には示していないが、変速制御器２ｄは、ＥＣＵ４と電気的に接続されており、ＥＣＵ４の指令に基づいても変速機２ｃの変速比を変更可能である。

シャットオフ機構２ｅは、第１流路１ａにおける遠心ポンプ２ａの上流側に設置されている。このシャットオフ機構２ｅは、ＥＣＵ４の制御の下、定容積ポンプ使用モードにおいて第１流路１ａを閉鎖し、遠心ポンプ使用モードにおいて第１流路１ａを開放する。なお、例えば定容積ポンプ使用モードと遠心ポンプ使用モードとの切り替えが円滑に実施できる場合は、このシャットオフ機構２ｅは設けられない場合がある。

低圧遠心ポンプ２ｆは、定容積ポンプ２ｉよりも上流側において第２流路１ｂの途中部位に設置されている。この低圧遠心ポンプ２ｆは、変速比が固定のギアボックスを介して航空機のエンジンＥに接続されており、エンジンＥの回転数に比例して回転駆動される遠心ポンプである。このような低圧遠心ポンプ２ｆは、定容積ポンプ２ｉにおいてキャビテーションやすべり軸受の油膜切れが生じない程度に、第２流路１ｂを流れる燃料Ｎを昇圧する。フィルタ２ｇは、低圧遠心ポンプ２ｆと定容積ポンプ２ｉとの間に配置されており、第２流路１ｂを流れる燃料Ｎに含まれる微小な異物を除去する。逆止弁２ｈは、フィルタ２ｇと定容積ポンプ２ｉとの間において第２流路１ｂに取り付けられており、フィルタ２ｇから定容積ポンプ２ｉに向けてのみ燃料Ｎを通過させる。

定容積ポンプ２ｉは、例えばギアポンプやプランジャーポンプからなるポンプであり、低圧遠心ポンプ２ｆとフィルタ２ｇとの下流側において第２流路１ｂに対して取り付けられている。この定容積ポンプ２ｉは、回転数に比例した流量の燃料Ｎを昇圧して送り出すポンプであり、すなわち高回転のときには多量の燃料を吐出し、低回転のときには少量の燃料を吐出する。
逆止弁２ｊは、定容積ポンプ２ｉと並列に設けられた流路に設置され、第２流路１ｂにおいて定容積ポンプ２ｉの下流側から上流側にのみ燃料Ｎをバイパスさせるように構成され、定容積ポンプ２ｉの下流側の圧力が上流側の圧力よりも一定以上高くなった場合に、燃料Ｎを通過させる。

計量機構３は、図１に示すように、燃料ポンプ機構２の下流側に配置されており、メータリングバルブ３ａと、開口面積調整機構３ｂと、変位検出器３ｃと、フィルタ３ｄと、スロットリングバルブ３ｅと、差圧調整バルブ３ｆとを備えている。

メータリングバルブ３ａは、メイン配管１に設けられており、メイン配管１の開口面積を調整することにより、メイン配管１を流れる燃料Ｎの流量を制御する。開口面積調整機構３ｂは、メータリングバルブ３ａに取り付けられており、ＥＣＵ４からの指令に基づいてメータリングバルブ３ａを駆動する例えば電動式のアクチュエータである。
変位検出器３ｃは、メータリングバルブ３ａと接続されており、メータリングバルブ３ａによって調整されるメイン配管１の開口面積を計測し、その計測結果を出力する。なお、図１には示されていないが、変位検出器３ｃは、ＥＣＵ４と電気的に接続されており、ＥＣＵ４に向けて上記計測結果を出力する。

フィルタ３ｄは、メイン配管１とアクチュエータＡとを繋ぐ導圧管６の一部配管である第３導圧管６ｃの途中部位に設けられている。フィルタ３ｄは、第３導圧管６ｃを流れる燃料Ｎに残存する微小な異物を除去する。フィルタ３ｄを燃料Ｎが通過することによって、アクチュエータＡに対して、より不純物の少ない燃料Ｎを供給することができる。

スロットリングバルブ３ｅは、メータリングバルブ３ａの下流側においてメイン配管１に設けられており、メータリングバルブ３ａとスロットリングバルブ３ｅとの間の燃料Ｎの圧力Ｐ２を調整する。差圧調整バルブ３ｆは、メータリングバルブ３ａの上流側における燃料Ｎの圧力Ｐ１を伝達する導圧管６の一部配管である第４導圧管６ｄと、メータリングバルブ３ａとスロットリングバルブ３ｅとの間における燃料Ｎの圧力Ｐ２を伝達する導圧管６の一部配管である第５導圧管６ｅとに接続されている。

差圧調整バルブ３ｆは、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が一定となるようにスロットリングバルブ３ｅを駆動する駆動燃料圧力を作り出す。この駆動燃料圧力は導圧管６の一部配管である第６導圧管６ｆを介してスロットリングバルブ３ｅに伝達されることによってスロットリングバルブ３ｅの開度を調整する。スロットリングバルブ３ｅは、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が一定となるようにメイン配管１の開度を調整する。これによって、メータリングバルブ３ａの上流側と下流側との差圧がメータリングバルブ３ａの開度に関わらず常に一定となり、メータリングバルブ３ａの下流側に放出される燃料Ｎの流量が、メータリングバルブ３ａによって調整されるメイン配管１の開口面積のみに依存して変化する。よって、メータリングバルブ３ａによる燃料Ｎの流量調整を容易に行うことができる。

ＥＣＵ４には、航空機の機体やエンジンＥの運転情報が入力され、ＥＣＵ４はこれらの情報に基づいて、開口面積調整機構３ｂやシャットオフバルブ５を制御する。なお、ＥＣＵ４は、本来、エンジンＥ全体の制御を行うコントロールユニットであり、本実施形態の燃料システム１Ａのみに属する装置ではない。つまり、ＥＣＵ４は、本実施形態の燃料システム１Ａの制御をその一部の機能として行うように構成されており、本発明の演算制御手段として機能する。このようなＥＣＵ４は、例えば、エンジンＥが必要とする燃料量の情報を保持しており、この燃料量に基づいて、開口面積調整機構３ｂにメータリングバルブ３ａの開度を調整させる。

また、ＥＣＵ４は、機体やエンジンＥの運転情報からその運転状態を判断し、定容積ポンプ２ｉによって燃料Ｎを昇圧する定容積ポンプ使用モードと、遠心ポンプ２ａによって燃料Ｎを昇圧する遠心ポンプ使用モードとを上記運転状態に応じて選択する。例えば、エンジンＥの回転数が低い場合には遠心ポンプ２ａの吐出圧が不足する場合があるため定容積ポンプ使用モードを選択し、エンジンＥの回転数が高い場合には遠心ポンプ使用モードを選択することが考えられる。ＥＣＵ４は、シャットオフ機構２ｅと接続されており、定容積ポンプ使用モードにおいてシャットオフ機構２ｅに第１流路１ａを閉鎖させ、遠心ポンプ使用モードにおいてシャットオフ機構２ｅに第１流路１ａを開放させる。また、ＥＣＵ４は、切替機構７と接続されており、定容積ポンプ使用モードにおいて第２流路１ｂの下流端と第３流路１ｃ（第３流路１ｃの上記一端）とを接続させ、遠心ポンプ使用モードにおいて第１流路１ａの下流端と第３流路１ｃ（第３流路１ｃの上記一端）とを接続させる。
また、ＥＣＵ４は、変速制御器２ｄと接続されており、定容積ポンプ使用モードと遠心ポンプ使用モードと切り替えるときに、変速機２ｃの変速比を、遠心ポンプ２ａの回転数が遠心ポンプ２ａ及び定容積ポンプ２ｉの両吐出圧が互いに一致する回転数となるように制御する。なお、例えばＥＣＵ４は、予め、遠心ポンプ２ａの回転数と吐出圧との関係、及び、定容積ポンプ２ｉの回転数と吐出圧との関係を記憶している。
ＥＣＵ４は、シャットオフバルブ５に電気的に接続され、シャットオフバルブ５を制御可能である。シャットオフバルブ５は、メイン配管１に設けられ、メイン配管１を閉鎖することでエンジンＥの燃焼器に向かう燃料Ｎの流れを止めることが可能である。

導圧管６は、メイン配管１等の圧力を伝達するための配管であり、本実施形態においては、第１導圧管６ａ、第２導圧管６ｂ、第３導圧管６ｃ、第４導圧管６ｄ、第５導圧管６ｅ及び第６導圧管６ｆが設けられている。第１導圧管６ａは、メイン配管１におけるメータリングバルブ３ａの上流位置と変速制御器２ｄとに接続されており、圧力Ｐ１を変速制御器２ｄに伝達する。第２導圧管６ｂは、メイン配管１におけるスロットリングバルブ３ｅの下流位置と変速制御器２ｄとに接続されており、圧力Ｐ３を変速制御器２ｄに伝達する。第３導圧管６ｃは、メイン配管１におけるメータリングバルブ３ａの上流位置とアクチュエータＡとに接続されており、圧力Ｐ１をアクチュエータＡに伝達する。第４導圧管６ｄは、メイン配管１におけるメータリングバルブ３ａの上流位置と差圧調整バルブ３ｆとに接続されており、圧力Ｐ１を差圧調整バルブ３ｆに伝達する。第５導圧管６ｅは、メイン配管１におけるメータリングバルブ３ａとスロットリングバルブ３ｅとの間の部位と差圧調整バルブ３ｆとに接続されており、圧力Ｐ２を差圧調整バルブ３ｆに伝達する。第６導圧管６ｆは、差圧調整バルブ３ｆとスロットリングバルブ３ｅとに接続されており、スロットリングバルブ３ｅを駆動する駆動燃料圧力をスロットリングバルブ３ｅに伝達する。

切替機構７は、第１流路１ａと第３流路１ｃとの接続部に配置される三方弁７ａと、第１流路１ａと第２流路１ｂとの接続部に配置される三方弁７ｂとを備えている。三方弁７ａは、図１に示す第２流路１ｂの下流端からメイン配管１の一部を介して第３流路１ｃに燃料Ｎが流れる姿勢と、図２に示す第１流路１ａの下流端から第３流路１ｃに燃料Ｎが流れる姿勢とに変更可能とされている。三方弁７ｂは、図１に示す第２流路１ｂの下流端から計量機構３と三方弁７ａとに向けて燃料Ｎが流れる姿勢と、図２に示す第２流路１ｂの下流端から計量機構３に向けて燃料Ｎが流れる姿勢とに変更可能とされている。切替機構７は、これらの三方弁７ａ及び三方弁７ｂの姿勢を変更することで、第２流路１ｂの下流端と第３流路１ｃとを接続させたり、第１流路１ａの下流端と第３流路１ｃとを接続させたりする。

このような構成を有する本実施形態の燃料システム１Ａによれば、定容積ポンプ使用モードでは、定容積ポンプ２ｉが回転駆動されると、回転数に応じた燃料Ｎが不図示の燃料タンクから本実施形態の燃料システム１Ａに供給される。本実施形態の燃料システム１Ａに供給された燃料Ｎは、まず低圧遠心ポンプ２ｆによって、定容積ポンプ２ｉにおいてキャビテーションやすべり軸受の油膜切れが生じない程度まで昇圧され、フィルタ２ｇで異物が除去された後に定容積ポンプ２ｉに供給される。

定容積ポンプ２ｉに供給された燃料Ｎは、定容積ポンプ２ｉで昇圧された後に第２流路１ｂを介してメイン配管１に流入し、メータリングバルブ３ａによってエンジンＥに必要な流量に調整される。この調整により余った燃料Ｎは、第３流路１ｃを介して定容積ポンプ２ｉの上流に返流される。メータリングバルブ３ａで適切な流量に調整された燃料Ｎは、図１に示すように、熱交換器Ｋを介してエンジンＥの燃焼器に供給される。なお、熱交換器Ｋは、燃料ＮとエンジンＥで用いられる潤滑油とを熱交換することによって潤滑油を冷却する。

また、差圧調整バルブ３ｆから、メータリングバルブ３ａの上流側の圧力Ｐ１と下流側の圧力Ｐ２との差圧が一定となるように駆動燃料圧力がスロットリングバルブ３ｅに伝達され、スロットリングバルブ３ｅが、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が一定となるようにメイン配管１の開度を調整する。

一方、遠心ポンプ使用モードでは、遠心ポンプ２ａが回転駆動されると、回転数に応じた吐出圧で燃料Ｎが圧送される。遠心ポンプ２ａに供給された燃料Ｎは、遠心ポンプ２ａで昇圧された後に第３流路１ｃ、定容積ポンプ２ｉ及び第２流路１ｂを介してメイン配管１に流入し、メータリングバルブ３ａによってエンジンＥに必要な流量に調整される。メータリングバルブ３ａで適切な流量に調整された燃料Ｎは、図２に示すように、熱交換器Ｋを介してエンジンＥの燃焼器に供給される。なお、熱交換器Ｋは、燃料ＮとエンジンＥで用いられる潤滑油とを熱交換することによって潤滑油を冷却する。

変速制御器２ｄは、メータリングバルブ３ａの上流側の圧力Ｐ１とスロットリングバルブ３ｅの下流側の圧力Ｐ３との差圧が、予め記憶する設定値となるように変速機２ｃの変速比を制御する。さらに、差圧調整バルブ３ｆから、メータリングバルブ３ａの上流側の圧力Ｐ１と下流側の圧力Ｐ２との差圧が一定となるように駆動燃料圧力がスロットリングバルブ３ｅに伝達され、スロットリングバルブ３ｅが、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧が一定となるようにメイン配管１の開度を調整する。

また、遠心ポンプ使用モードでは、図２に示すように、燃料Ｎが第２流路１ｂに流れ込んで定容積ポンプ２ｉを通過するが、燃料Ｎの圧力が遠心ポンプ２ａで十分に昇圧されているため、定容積ポンプ２ｉは燃料Ｎの昇圧を行わない。

以上のような本実施形態の燃料システム１Ａにおいては、変速比を調整可能な変速機２ｃを介してエンジンＥと遠心ポンプ２ａとが接続されている。このため、遠心ポンプ２ａの回転数をエンジンの回転数に比例することなく変更することが可能となる。よって、遠心ポンプ使用モードと、定容積ポンプ使用モードとを切り替えるときに、遠心ポンプ２ａによる吐出圧を定容積ポンプ２ｉの吐出圧に合わせることができる。したがって、本実施形態の燃料システム１Ａによれば、遠心ポンプ使用モードと、定容積ポンプ使用モードとを切り替えるときの振動等を抑制することが可能となる。

また、本実施形態の燃料システム１Ａにおいては、定容積ポンプ使用モードにおいて第１流路１ａを閉鎖し、遠心ポンプ使用モードにおいて第１流路１ａを開放するシャットオフ機構２ｅを備えている。このため、遠心ポンプ使用モードから定容積ポンプ使用モードに移行するときに、遠心ポンプ２ａへの燃料Ｎの供給を容易に停止することができる。

また、本実施形態の燃料システム１Ａにおいては、第１流路１ａの下流端及び第２流路１ｂの下流端と一端とが接続され、第２流路１ｂにおける定容積ポンプ２ｉの上流側に他端が接続された第３流路１ｃを備え、さらに定容積ポンプ使用モードで第２流路１ｂの下流端と第３流路１ｃとを接続させ、遠心ポンプ使用モードにおいて第１流路１ａの下流端と第３流路１ｃとを接続させる切替機構７を備えている。このため、定容積ポンプ使用モードにおいて、第３流路１ｃを用いて余剰分の燃料Ｎを定容積ポンプ２ｉの上流側に返流することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、第１導圧管６ａと第２導圧管６ｂから伝達される圧力（Ｐ１及びＰ３）に基づいて変速制御器２ｄが変速機２ｃの変速比を制御する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、各配管に設けられたセンサによって燃料Ｎの圧力や流量等を計測し、この計測値に基づいてＥＣＵ４が変速機２ｃの最適な変速比を求め、この求めた値に基づいて変速制御器２ｄが変速機２ｃの変速比を制御する構成としてもよい。

また、例えば、エンジンＥと変速機２ｃとの間にクラッチ機構を設置し、定容積ポンプ使用モードのときに上記クラッチ機構を切断することでエンジンＥから遠心ポンプ２ａに動力が伝達されないようにしてもよい。

また、上記実施形態では、遠心ポンプ使用モードにおいて、遠心ポンプ２ａで昇圧された燃料Ｎは、第３流路１ｃ、定容積ポンプ２ｉ及び第２流路１ｂを介してメイン配管１に流入しているが、このような構成には限定されず、遠心ポンプ２ａで昇圧された燃料Ｎがメイン配管１を介してメータリングバルブ３ａに流入する構成であってもよい。この場合、三方弁７ａ，７ｂの動作を適宜変更する。また、特に定容積ポンプ使用モードにおいて、余剰分の燃料Ｎを定容積ポンプ２ｉの上流側に返流する必要がない場合は、第３流路１ｃを設けずともよい。

本発明は、遠心ポンプと定容積ポンプとを有し、遠心ポンプによって燃料を昇圧するモードと定容積ポンプによって燃料を昇圧するモードとを選択可能な燃料システムに適用することができる。

１Ａ 燃料システム
１ メイン配管
１ａ 第１流路
１ｂ 第２流路
１ｃ 第３流路
２ 燃料ポンプ機構
２ａ 遠心ポンプ
２ｂ フィルタ
２ｃ 変速機
２ｄ 変速制御器
２ｅ シャットオフ機構
２ｆ 低圧遠心ポンプ
２ｇ フィルタ
２ｈ 逆止弁
２ｉ 定容積ポンプ
２ｊ 逆止弁
３ 計量機構
３ａ メータリングバルブ
３ｂ 開口面積調整機構
３ｃ 変位検出器
３ｄ フィルタ
３ｅ スロットリングバルブ
３ｆ 差圧調整バルブ
４ ＥＣＵ（演算制御手段）
５ シャットオフバルブ
６ 導圧管
６ａ 第１導圧管
６ｂ 第２導圧管
６ｃ 第３導圧管
６ｄ 第４導圧管
６ｅ 第５導圧管
６ｆ 第６導圧管
７ 切替機構
７ａ 三方弁
７ｂ 三方弁
Ａ アクチュエータ
Ｅ エンジン
Ｋ 熱交換器
Ｎ 燃料

Claims (3)

1. 航空用のエンジンに供給する燃料を昇圧して送り出す定容積ポンプ及び遠心ポンプと、
   前記定容積ポンプにて前記燃料を昇圧する定容積ポンプ使用モードと前記遠心ポンプにて前記燃料を昇圧する遠心ポンプ使用モードとを、前記エンジンの運転状態に応じて選択するように構成された演算制御手段と、
   前記エンジンと前記遠心ポンプとを接続し、前記エンジンから出力される回転動力の回転数を変更して前記遠心ポンプに伝達すると共に前記回転数の変速比を調整可能な変速機と
   を備える燃料システム。
2. 前記遠心ポンプが設置される第１流路と、
   前記定容積ポンプが設置される第２流路と、
   前記第１流路における前記遠心ポンプの上流側に設置されると共に、前記定容積ポンプ使用モードにおいて前記第１流路を閉鎖し、前記遠心ポンプ使用モードにおいて前記第１流路を開放するように構成されたシャットオフ機構と
   をさらに備える請求項１に記載の燃料システム。
3. 前記第１流路の下流端及び前記第２流路の下流端と一端とが接続されると共に前記第２流路における前記定容積ポンプの上流側に他端が接続される第３流路と、
   前記定容積ポンプ使用モードにおいて前記第２流路の下流端と前記第３流路とを接続し、前記遠心ポンプ使用モードにおいて前記第１流路の下流端と前記第３流路とを接続するように構成された切替機構と
   をさらに備える請求項２に記載の燃料システム。

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