KR102184520B1 - Orifice integrated type relief valve assembly, and turbo pump circuit system having the relief valve assembly - Google Patents

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KR102184520B1 KR1020190063122A KR20190063122A KR102184520B1 KR 102184520 B1 KR102184520 B1 KR 102184520B1 KR 1020190063122 A KR1020190063122 A KR 1020190063122A KR 20190063122 A KR20190063122 A KR 20190063122A KR 102184520 B1 KR102184520 B1 KR 102184520B1
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박창규
이창섭
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to an orifice-integrated relief valve assembly in which an orifice is formed in parallel with a relief valve so that the oil discharged from a hydraulic turbo pump can flow, thereby enabling a part of the oil to continue to circulate even at low pressure, and a turbo pump circuit system having the same. According to the present invention, the orifice-integrated relief valve assembly comprises: a relief valve (13a) in which a pipe through which a fluid passes is installed and which is opened so that the fluid can flow therethrough if a predetermined pressure is reached; and an orifice (13b) which is formed in parallel with the relief valve (13a) and through which a fluid having a constant flow rate continues to flow. According to the present invention, the turbo pump circuit system including the orifice-integrated relief valve assembly having the orifice includes the orifice-integrated relief valve assembly (13). The orifice-integrated relief valve assembly (13) bypasses the oil at a predetermined minimum flow rate until the outlet pressure of the hydraulic turbo pump (12) reaches a predetermined pressure, and bypasses the oil at a flow rate greater than the minimum flow rate if the outlet pressure of the hydraulic turbo pump (12) is greater than the predetermined pressure.

Description

오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리 및 이를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템{ORIFICE INTEGRATED TYPE RELIEF VALVE ASSEMBLY, AND TURBO PUMP CIRCUIT SYSTEM HAVING THE RELIEF VALVE ASSEMBLY}Orifice integrated relief valve assembly and turbo pump circuit system including the same {ORIFICE INTEGRATED TYPE RELIEF VALVE ASSEMBLY, AND TURBO PUMP CIRCUIT SYSTEM HAVING THE RELIEF VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 비행체에서 연료를 공급하는 터보 펌프 회로 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압 터보 펌프에서 토출된 오일을 저압에서도 일부가 상시 순환할 수 있도록 유압 터보 펌프에서 토출된 오일을 유동시킬 수 있도록 릴리프 밸브와 병렬로 오리피스가 설치된 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리 및 이를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템 관한 것이다.The present invention relates to a turbopump circuit system for supplying fuel from an aircraft, and more particularly, to allow the oil discharged from the hydraulic turbopump to flow so that some of the oil discharged from the hydraulic turbopump can circulate at all times even at low pressure. An orifice-integrated relief valve assembly in which an orifice is installed in parallel with the relief valve, and a turbo pump circuit system including the same.

비행체에서 터보 펌프의 출력은 비행 상황에 따라 다양하게 변화한다. 비행중 터빈에 과도한 출력이 걸리면, 상기 터보 펌프의 토출압력이 과도하게 높아져 연료분사기, 액츄에이터 등의 가용 압력 범위를 초과하게 된다. 특히, 유도무기, 군용기 등과 같은 비행체에서는 순간적인 작동환경에 민첩하게 반응해야 하므로, 상기 터보 펌프의 토출압력이 단시간에 급격하게 변동할 수 있다.The output of the turbopump in the vehicle varies depending on the flight situation. When excessive power is applied to the turbine during flight, the discharge pressure of the turbo pump is excessively high, and the available pressure range of the fuel injector and actuator is exceeded. Particularly, in a vehicle such as a guided weapon or a military aircraft, since it is necessary to react quickly to an instantaneous operating environment, the discharge pressure of the turbo pump may change rapidly in a short time.

이를 해소하기 위하여, 터보 펌프의 출구에 토출라인과 병렬로 릴리프 밸브를 설치하여 토출압력이 높아지는 것을 방지한다.To solve this problem, a relief valve is installed in parallel with the discharge line at the outlet of the turbo pump to prevent the discharge pressure from increasing.

그러나, 상기 릴리프 밸브는 상기 터보 펌프의 출구압력이 상기 릴리프 밸브의 개방압력보다 낮은 조건에서는 폐쇄되어 유량이 없으므로, 상기 터보 펌프의 전체 토출 유량은 감소한다. 상기 터보 펌프와 같은 원심 펌프는 유량이 작으면 효율이 감소할 뿐만 아니라, 낮은 효율로 인하여 상기 펌프의 발열량은 높아진다. 이에 따라, 상기 터보 펌프를 통과하는 연료의 온도가 과도하게 높아져, 상기 터보 펌프에서 토출된 연료로 작동하는 연료분사기, 액츄에이터가 가용 온도를 초과하는 문제점이 있다.However, since the relief valve is closed when the outlet pressure of the turbo pump is lower than the opening pressure of the relief valve and there is no flow rate, the total discharge flow rate of the turbo pump is reduced. In a centrifugal pump such as the turbo pump, the efficiency decreases when the flow rate is small, and the heat generation amount of the pump increases due to the low efficiency. Accordingly, there is a problem in that the temperature of the fuel passing through the turbo pump is excessively high, and the fuel injector and actuator operating with the fuel discharged from the turbo pump exceed the usable temperature.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '직렬 구성의 터보 펌프와 시동 펌프를 갖는 초임계 작동 유체 회로'에 관한 기술이 개시되어 있다.Meanwhile, the following prior art document discloses a technique relating to a'supercritical working fluid circuit having a turbo pump and a starting pump in a series configuration'.

KR 10-2015-0143402 AKR 10-2015-0143402 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 터보 펌프의 출구 압력이 낮더라도 소량의 오일이 상기 통과하도록 하여, 펌프의 효율을 높이면서 발열을 방지할 수 있는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리 및 이를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and an orifice-integrated relief valve assembly capable of preventing heat generation while increasing the efficiency of the pump by allowing a small amount of oil to pass through even if the outlet pressure of the turbo pump is low, and It is an object to provide a turbo pump circuit system including this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리는, 내부에 유체(流體)가 통과하는 배관이 설치되고, 정해진 압력에 도달하면 상기 유체가 유동할 수 있도록 개방되는 릴리프 밸브와, 상기 릴리프 밸브와 병렬로 배치되고, 상시 일정한 유량의 유체가 유동하는 오리피스를 포함한다.An orifice-integrated relief valve assembly according to the present invention for achieving the above object is provided with a pipe through which a fluid passes, and a relief valve that is opened to allow the fluid to flow when a predetermined pressure is reached; And an orifice which is disposed in parallel with the relief valve and through which a fluid of a constant flow rate always flows.

상기 릴리프 밸브와 상기 오리피스는 유체를 가압하여 액츄에이터로 공급하는 유압 터보 펌프의 하류에 설치되는 것을 특징으로 한다.The relief valve and the orifice are installed downstream of a hydraulic turbo pump that pressurizes the fluid and supplies it to the actuator.

상기 유압 터보 펌프로부터 상기 액츄에이터로 가압된 유체를 공급하는 공급라인으로부터 분기되는 우회라인에 상기 릴리프 밸브와 상기 오리피스가 서로 병렬로 설치되는 것을 특징으로 한다.The relief valve and the orifice are installed in parallel with each other in a bypass line branching from a supply line for supplying the pressurized fluid from the hydraulic turbo pump to the actuator.

상기 오리피스를 통과하는 오일의 유량은 상기 릴리프 밸브의 개방시 상기 릴리프 밸브를 통과하는 오일의 유량보다 적게 설정되는 것을 특징으로 한다.The flow rate of the oil passing through the orifice may be set to be less than the flow rate of the oil passing through the relief valve when the relief valve is opened.

한편, 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템은, 연료 탱크와, 상기 연료 탱크로부터 공급된 오일을 가압하여 토출하는 유압 터보 펌프와, 상기 유압 터보 펌프로부터 토출된 오일에 의해 작동하고, 상기 연료 탱크로 상기 오일이 리턴되는 액츄에이터를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에 있어서, 상기 유압 터보 펌프의 하류에 상기 유압 터보 펌프의 출구 압력이 정해진 압력에 도달하기 전까지는 미리 정해진 최소유량으로 오일을 우회시키고, 상기 유압 터보 펌프의 출구 압력이 정해진 압력보다 크면, 상기 최소유량보다 큰 유량으로 상기 오일을 우회시키는 릴리프 밸브 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.On the other hand, a turbo pump circuit system including an orifice-integrated relief valve assembly is operated by a fuel tank, a hydraulic turbo pump that pressurizes and discharges oil supplied from the fuel tank, and oil discharged from the hydraulic turbo pump, In a turbo pump circuit system including an actuator for returning the oil to the fuel tank, the oil is bypassed at a predetermined minimum flow rate until an outlet pressure of the hydraulic turbo pump reaches a predetermined pressure downstream of the hydraulic turbo pump. And, when the outlet pressure of the hydraulic turbo pump is greater than a predetermined pressure, a relief valve assembly for bypassing the oil at a flow rate greater than the minimum flow rate is installed.

상기 릴리프 밸브 어셈블리는, 상기 유압 터보 펌프로부터 배출되는 오일의 압력이 정해진 압력 이상보다 크면, 상기 오일은 연료 터보 펌프로 우회시키는 릴리프 밸브와, 상기 릴리프 밸브로 병렬로 설치되고 상기 유압 터보 펌프가 작동 중이면, 상기 최소유량의 오일을 상기로 연료 터보 펌프로 우회시키는 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.The relief valve assembly, when the pressure of the oil discharged from the hydraulic turbo pump is greater than or equal to a predetermined pressure, the oil is installed in parallel with the relief valve to bypass the fuel turbo pump and the relief valve, and the hydraulic turbo pump is operated If medium, characterized in that it comprises an orifice for bypassing the oil of the minimum flow rate to the fuel turbo pump.

상기 연료 탱크로부터 공급된 오일은 상기 유압 터보 펌프와, 상기 유압 터보 펌프와 병렬로 설치되 연료분사기로 상기 오일을 공급하는 연료 터보 펌프로 각각 공급되고, 상기 릴리프 밸브 어셈블리를 통과한 오일은 우회하여 상기 연료 터보 펌프로 공급되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.The oil supplied from the fuel tank is supplied to the hydraulic turbo pump and a fuel turbo pump installed in parallel with the hydraulic turbo pump and supplying the oil to a fuel injector, and the oil passing through the relief valve assembly is bypassed. It characterized in that it is supplied to the fuel turbo pump.

상기 유압 터보 펌프의 하류와 상기 연료 터보 펌프의 상류를 연결하는 우회라인이 형성되고, 상기 우회라인에 상기 릴리프 밸브 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.A bypass line connecting the downstream of the hydraulic turbo pump and the upstream of the fuel turbo pump is formed, and the relief valve assembly is installed in the bypass line.

상기 유압 터보 펌프와 상기 액츄에이터 사이에서 상기 우회라인이 분기되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.It characterized in that the bypass line is branched between the hydraulic turbo pump and the actuator.

상기 연료 탱크로부터 배출된 오일을 공급하는 공급라인은 상기 연료 탱크의 하류에서 분기되어 상기 유압 터보 펌프와 상기 연료 터보 펌프에 각각 연결되고, 상기 우회라인은 상기 유압 터보 펌프와 상기 연료 터보 펌프로 분기되는 지점과 상기 연료 터보 펌프 사이에서 연결되는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.The supply line for supplying the oil discharged from the fuel tank is branched downstream of the fuel tank and connected to the hydraulic turbo pump and the fuel turbo pump, respectively, and the bypass line is branched to the hydraulic turbo pump and the fuel turbo pump. It characterized in that it is connected between the point and the fuel turbo pump.

상기 유압 터보 펌프가 정해진 압력 보다 높은 압력으로 작동하면, 상기 유압 터보 펌프를 통과한 오일 중 일부는 상기 릴리프 밸브와 상기 오리피스를 통하여 상기 연료 터보 펌프로 우회하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.When the hydraulic turbo pump is operated at a pressure higher than a predetermined pressure, some of the oil that has passed through the hydraulic turbo pump is diverted to the fuel turbo pump through the relief valve and the orifice.

상기 유압 터보 펌프가 정해진 압력 보다 낮은 압력으로 작동하면, 상기 유압 터보 펌프를 통과한 오일 중 일부는 상기 오리피스를 통하여 상기 연료 터보 펌프로 우회하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.When the hydraulic turbo pump is operated at a pressure lower than a predetermined pressure, some of the oil that has passed through the hydraulic turbo pump is diverted to the fuel turbo pump through the orifice.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리 및 이를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에 따르면, 저압 조건에서도 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 통하여 일정한 유량의 오일이 터프 펌프를 통과하므로, 터보 펌프의 토출 유량을 유지할 수 있어 효율이 향상된다.According to the orifice-integrated relief valve assembly of the present invention and a turbo pump circuit system including the same, even under low pressure conditions, the oil of a constant flow rate passes through the tough pump through the orifice-integrated relief valve assembly, so that the turbo pump is discharged. Efficiency is improved by maintaining the flow rate.

또한, 터보 펌프를 통하여 일정 유량이 항상 유동하므로, 터보 펌프를 적정 온도 이하로 유지할 수 있고, 저압 구간에서 펌프의 효율이 증가하여 펌프의 토출 압력의 저하는 실질적으로 발생하지 않는다.In addition, since a constant flow rate always flows through the turbo pump, the turbo pump can be maintained below an appropriate temperature, and the efficiency of the pump is increased in the low pressure section, so that the discharge pressure of the pump does not decrease substantially.

아울러, 고압 조건에서는 오리피스를 통과하는 유량은 증가하지만, 상기 오리피스에 의해 증가하는 유량은 상기 릴리프 밸브를 통과하는 유량에 비하여 미미하므로 실질적으로 동일한 성능을 유지할 수 있다.In addition, although the flow rate through the orifice increases under high pressure conditions, the flow rate increased by the orifice is insignificant compared to the flow rate through the relief valve, so that substantially the same performance can be maintained.

도 1은 본 발명에 따른 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에서 저압시 작동상태를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에서 저압시 작동상태를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing a turbo pump circuit system comprising an orifice integral relief valve assembly according to the present invention.
2 is a schematic diagram showing an operating state at low pressure in a turbo pump circuit system including an orifice integrated relief valve assembly according to the present invention.
3 is a schematic view showing an operating state at low pressure in a turbo pump circuit system including an orifice-integrated relief valve assembly according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리 및 이를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에 대하여 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an orifice-integrated relief valve assembly according to the present invention and a turbo pump circuit system including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리(13)는, 내부에 유체(流體)가 통과하는 배관이 설치되고, 정해진 압력에 도달하면 상기 유체가 유동할 수 있도록 개방되는 릴리프 밸브(13a)와, 상기 릴리프 밸브(13a)와 병렬로 배치되고, 상시 일정한 유량의 유체가 유동하는 오리피스(13b)를 포함한다.An orifice-integrated relief valve assembly 13 according to the present invention includes a pipe through which a fluid passes therein, a relief valve 13a that is opened to allow the fluid to flow when a predetermined pressure is reached, and the It is disposed in parallel with the relief valve (13a), and includes an orifice (13b) through which the fluid of a constant flow constant flows.

이러한 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리(13)를 포함하여, 연료 탱크(11)와, 상기 연료 탱크(11)로부터 공급된 오일을 가압하여 토출하는 유압 터보 펌프(12)와, 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출된 오일에 의해 작동하고, 상기 연료 탱크(11)로 상기 오일이 리턴되는 액츄에이터(14)를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에서, 상기 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리(13)가 상기 유압 터보 펌프(12)의 출구 압력이 정해진 압력에 도달하기 전까지는 미리 정해진 최소유량으로 오일을 우회시키고, 상기 유압 터보 펌프(12)의 출구 압력이 정해진 압력보다 크면, 상기 최소유량보다 큰 유량으로 상기 오일을 우회시키도록 한다.Including such an orifice-integrated relief valve assembly 13, a fuel tank 11, a hydraulic turbo pump 12 that pressurizes and discharges oil supplied from the fuel tank 11, and the hydraulic turbo pump 12 In a turbo pump circuit system including an actuator 14 operated by the oil discharged from the fuel tank 11 and returning the oil to the fuel tank 11, the orifice-integrated relief valve assembly 13 comprises the hydraulic turbo pump 12 ), the oil is bypassed at a predetermined minimum flow rate until the outlet pressure reaches a predetermined pressure, and if the outlet pressure of the hydraulic turbo pump 12 is greater than the predetermined pressure, the oil is bypassed at a flow rate greater than the minimum flow rate. Let's do it.

연료 탱크(11)는 내부에 유체(流體), 바람직하게는 오일, 더 바람직하게는 연료가 저장된다. 상기 연료 탱크(11)는 비행체에 장착된다. 상기 연료 탱크(11)에 저장된 오일은 상기 비행체의 비행에 필요한 연료로 사용될 뿐만 아니라, 일부는 폐쇄된 회로를 순환하면서, 상기 비행체내의 각종 장치를 구동하는 액츄에이터(14)의 작동 유체로도 사용된다.The fuel tank 11 stores a fluid, preferably oil, and more preferably fuel. The fuel tank 11 is mounted on the aircraft. The oil stored in the fuel tank 11 is not only used as fuel required for the flight of the vehicle, but is also used as a working fluid of the actuator 14 that drives various devices in the vehicle while circulating some of the closed circuits. .

상기 연료 탱크(11)에 저장된 오일은 공급라인(L1)을 통하여 배출된다. 상기 공급라인(L1)을 통하여 배출된 오일은 후술되는 유압 터보 펌프(12)와 연료 터보 펌프(15)로 각각 공급되고, 유압 터보 펌프(12)로 공급된 유체는 리턴라인(L2)을 통하여 다시 상기 연료 탱크(11)로 리턴된다.The oil stored in the fuel tank 11 is discharged through the supply line L1. The oil discharged through the supply line L1 is supplied to a hydraulic turbo pump 12 and a fuel turbo pump 15 to be described later, respectively, and the fluid supplied to the hydraulic turbo pump 12 is supplied through a return line L2. It is returned to the fuel tank 11 again.

유압 터보 펌프(12)는 상기 연료 탱크(11)와 상기 공급라인(L1)으로 연결된다. 상기 유압 터보 펌프(12)는 상기 연료 탱크(11)로부터 공급된 오일을 가압하여 토출한다. 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출된 오일은 상기 비행체 내의 각종 장치를 구동하는 액츄에이터(14)로 공급되어 상기 액츄에이터(14)에서 작동 유체로 사용되고, 상기 액츄에이터(14)로부터 리턴라인(L2)을 통하여 상기 연료 탱크(11)로 리턴된다.The hydraulic turbo pump 12 is connected to the fuel tank 11 through the supply line L1. The hydraulic turbo pump 12 pressurizes and discharges oil supplied from the fuel tank 11. The oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 is supplied to an actuator 14 that drives various devices in the aircraft, and is used as a working fluid in the actuator 14, and the return line L2 is supplied from the actuator 14. It is returned to the fuel tank 11 through.

상기 유압 터보 펌프(12)와 상기 액츄에이터(14) 사이에 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 배출된 오일 중 일부를 상기 연료 터보 펌프(15)의 우회시키는 우회라인(L3)이 분기되어, 상기 연료 터보 펌프(15)의 전단에 연결된다.A bypass line (L3) for bypassing some of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 between the hydraulic turbo pump 12 and the actuator 14 is branched, and the fuel It is connected to the front end of the turbo pump 15.

특히, 상기 우회라인(L3)에 상기 유압 터보 펌프(12)의 토출 압력이 정해진 압력 이상이 되면, 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 배출된 오일의 일부를 우회시키는 릴리프 밸브 어셈블리(13)가 설치된다.In particular, a relief valve assembly 13 is installed in the bypass line L3 to bypass a part of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 when the discharge pressure of the hydraulic turbo pump 12 is higher than a predetermined pressure. do.

상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)는 상기 유압 터보 펌프(12)의 하류에서, 상기 우회라인(L3)이 병렬로 분기되고 분기된 각각의 라인에 릴리프 밸브(13a)와 오리피스(13b)가 설치되도록 한다.The relief valve assembly 13 allows the bypass line L3 to branch in parallel, and a relief valve 13a and an orifice 13b to be installed in each branched line downstream of the hydraulic turbo pump 12. .

이때, 상기 오리피스(13b)를 통하여 유동하는 오일의 유량은 상기 릴리프 밸브(13a)의 개방시 상기 릴리프 밸브(13a)를 통하여 유동하는 오일의 유량보다는 적게 설정된다. 상기 오리피스(13b)는 많은 유량의 오일을 통과시키는 것이 목적이 아니고, 상기 릴리프 밸브(13a)의 폐쇄시 상기 유압 터보 펌프(12)의 온도를 낮출 수 있는 소량의 오일만 통과시키면 되기 때문이다.At this time, the flow rate of oil flowing through the orifice 13b is set to be less than the flow rate of oil flowing through the relief valve 13a when the relief valve 13a is opened. This is because the orifice 13b is not intended to pass oil of a large flow rate, and only a small amount of oil that can lower the temperature of the hydraulic turbo pump 12 when the relief valve 13a is closed needs to pass.

상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)는 상기 유압 터보 펌프(12)의 하류에 상기 유압 터보 펌프(12)의 출구 압력이 정해진 압력에 도달하기 전까지는 미리 정해진 최소유량으로 오일을 우회시키고, 상기 유압 터보 펌프(12)의 출구 압력이 정해진 압력보다 크면, 상기 최소유량보다 큰 유량으로 상기 오일을 우회시킨다.The relief valve assembly 13 bypasses the oil at a predetermined minimum flow rate until the outlet pressure of the hydraulic turbo pump 12 reaches a predetermined pressure downstream of the hydraulic turbo pump 12, and the hydraulic turbo pump If the outlet pressure of (12) is greater than the predetermined pressure, the oil is bypassed with a flow rate greater than the minimum flow rate.

상기 릴리프 밸브(13a)와 상기 오리피스(13b)가 병렬로 설치되기 때문에, 유압 터보 펌프(12)로부터 가압된 오일이 토출되면, 압력에 상관없이 일정한 유량, 즉 상기 최소유량의 오일은 상기 오리피스(13b)를 통하여 유동한다. 또한, 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출된 오일이 상기 릴리프 밸브(13a)의 개방압력보다 큰 압력을 갖는다면, 상기 릴리프 밸브(13a)도 개방되어 상기 릴리프 밸브(13a)와 상기 오리피스(13b)를 통하여 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출된 오일이 유동할 수 있다.Since the relief valve 13a and the orifice 13b are installed in parallel, when the pressurized oil is discharged from the hydraulic turbo pump 12, a constant flow rate, that is, the oil of the minimum flow rate, regardless of the pressure is the orifice ( Flows through 13b). In addition, if the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 has a pressure greater than the opening pressure of the relief valve 13a, the relief valve 13a is also opened to the relief valve 13a and the orifice 13b. ), the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 may flow.

즉, 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출되는 오일의 압력이 저압이면, 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)를 통한 오일의 유량은 상기 오리피스(13b)를 통과하는 최소유량이 된다. 상기 유압 터보 펌프(12)의 출구 압력이 고압, 즉 상기 릴리프 밸브(13a)의 개방 압력 이상이면, 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)의 유량은 상기 릴리프 밸브(13a)를 통과하는 유량과 상기 오리피스(13b)를 통과하는 유량의 합이 되어 상기 최소유량보다 큰 유량이 된다.That is, when the pressure of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 is low, the flow rate of the oil through the relief valve assembly 13 becomes the minimum flow rate passing through the orifice 13b. When the outlet pressure of the hydraulic turbo pump 12 is high pressure, that is, greater than or equal to the opening pressure of the relief valve 13a, the flow rate of the relief valve assembly 13 is the flow rate passing through the relief valve 13a and the orifice ( The sum of the flow rates passing through 13b) becomes a flow rate greater than the minimum flow rate.

상기 연료 탱크(11)로부터 상기 오일이 배출되는 공급라인(L1)은 분기되어 상기 유압 터보 펌프(12)와 연료 터보 펌프(15)로 각각 상기 연료 탱크(11)에 저장된 오일이 상기 유압 터보 펌프(12)와 상기 연료 터보 펌프(15)로 공급되도록 한다.The supply line (L1) through which the oil is discharged from the fuel tank 11 is branched, and the oil stored in the fuel tank 11 by the hydraulic turbo pump 12 and the fuel turbo pump 15 is respectively stored in the hydraulic turbo pump. (12) and the fuel to be supplied to the turbo pump (15).

상기 연료 탱크(11)로부터 상기 연료 터보 펌프(15)로 연결되는 공급라인(L1)의 중간, 특히 상기 공급라인(L1)에서 상기 유압 터보 펌프(12)와 분기되는 지점과 상기 연료 터보 펌프(15) 사이에서 상기 우회라인(L3)이 연결되어 합기된다.In the middle of the supply line L1 connected from the fuel tank 11 to the fuel turbo pump 15, in particular, at the supply line L1, a branch branched from the hydraulic turbo pump 12 and the fuel turbo pump ( 15) The bypass line (L3) is connected and aerated.

상기 연료 터보 펌프(15)는 상기 비행체의 추력을 발생시키는 연료분사기(16)로 상기 오일, 즉 연료를 가압하여 공급한다. 상기 연소실에서는 상기 오일을 연소시켜 추력을 얻는다.The fuel turbo pump 15 pressurizes and supplies the oil, that is, fuel to the fuel injector 16 that generates thrust of the aircraft. In the combustion chamber, the oil is burned to obtain thrust.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 터보 펌프 회로 시스템의 작용에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the turbo pump circuit system according to the present invention having the configuration as described above is as follows.

도 2는 본 발명에 따른 터보 펌프 회로 시스템이 저압으로 작동하고 있는 상태가 도시되어 있다.2 shows a state in which the turbo pump circuit system according to the present invention is operated at low pressure.

상기 유압 터보 펌프(12)가 구동되면, 상기 오일은 상기 연료 탱크(11)로부터 상기 공급라인(L1)을 통하여 상기 유압 터보 펌프(12)로 유입된다. 상기 유압 터보 펌프(12)는 상기 오일을 가압하여 토출시킨다. 가압된 상태로 토출된 오일은 대부분 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 상기 액츄에이터(14)로 보내져, 상기 액츄에이터(14)를 작동시킨다. 상기 액츄에이터(14)의 작동에 의해 상기 비행체에서 각종 가동 부위의 작동에 사용된다. 이후, 상기 오일은 상기 리턴라인(L2)을 통하여 상기 연료 탱크(11)로 리턴된다.When the hydraulic turbo pump 12 is driven, the oil flows into the hydraulic turbo pump 12 from the fuel tank 11 through the supply line L1. The hydraulic turbo pump 12 pressurizes and discharges the oil. Most of the oil discharged in a pressurized state is sent from the hydraulic turbo pump 12 to the actuator 14 to operate the actuator 14. It is used for the operation of various movable parts in the vehicle by the operation of the actuator 14. Thereafter, the oil is returned to the fuel tank 11 through the return line L2.

한편, 상기 유압 터보 펌프(12)에서 토출된 오일 중 일부는 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)로부터 유동한다. 저압상태에서는 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출되는 오일의 압력이 상기 릴리프 밸브(13a)의 개방압력에 도달하지 않더라도, 상기 오리피스(13b)를 통하여, 정해진 유량의 오일이 유동한다.Meanwhile, some of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 flows from the relief valve assembly 13. In the low pressure state, even if the pressure of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 does not reach the opening pressure of the relief valve 13a, the oil having a predetermined flow rate flows through the orifice 13b.

상기 오리피스(13b)를 통하여 저압 조건에서도 정해진 유량의 오일이 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)를 통하여 유동하므로, 상기 유압 터보 펌프(12)의 출구 압력은 유지되면서, 상기 오리피스(13b)를 통하여 유동하는 오일에 의해 상기 유압 터보 펌프(12)의 온도를 낮춤으로써, 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출되는 오일의 온도를 낮춘다. 상기 액츄에이터(14)를 거쳐 상기 연료 탱크(11)로 리턴되는 오일의 유량은 통일한 상태에서, 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출되는 오일의 온도가 낮아짐으로써, 터보 펌프 회로 시스템에서 유동하는 오일의 온도가 상승을 완화시켜, 상기 연료분사기(16)나 상기 액츄에이터(14)가 가용 온도를 넘어서는 현상을 방지한다.Since the oil of a predetermined flow rate flows through the relief valve assembly 13 even under the low pressure condition through the orifice 13b, the outlet pressure of the hydraulic turbo pump 12 is maintained and flows through the orifice 13b. By lowering the temperature of the hydraulic turbo pump 12 by oil, the temperature of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 is lowered. Oil flowing in the turbopump circuit system by lowering the temperature of the oil discharged from the hydraulic turbopump 12 while the flow rate of the oil returned to the fuel tank 11 through the actuator 14 is unified. The increase in the temperature of the fuel injector 16 or the actuator 14 is prevented from exceeding the available temperature.

상기 오리피스(13b)를 통하여 유동되는 오일은 상기 우회라인(L3)을 통하여, 상기 연료 터보 펌프(15)의 상류에서 상기 공급라인(L1)과 합류되어, 상기 연료 터보 펌프(15)로부터 연소실에 설치된 연료분사기(16)로 분사되어 연소되어 소모된다. The oil flowing through the orifice 13b merges with the supply line L1 upstream of the fuel turbo pump 15 through the bypass line L3, and enters the combustion chamber from the fuel turbo pump 15. It is injected by the installed fuel injector 16 and burned and consumed.

도 3은 본 발명에 따른 터보 펌프 회로 시스템이 고압으로 작동하고 있는 상태가 도시되어 있다.3 shows a state in which the turbo pump circuit system according to the present invention is operating at high pressure.

고압 조건에서는 상기 유압 터보 펌프(12)로부터 토출된 오일의 압력이 상기 릴리프 밸브(13a)의 개방압력보다 높으므로, 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)에서는 상기 릴리프 밸브(13a)와 상기 오리피스(13b)를 통하여 상기 오일이 상기 우회라인으로 유동한다. 상기 오리피스(13b)를 통과하는 유량만큼 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)르 통하여 유동하는 유량이 증가하지만, 상기 연소실에 설치된 상기 연료분사기(16)에서 연소로 소모되기 때문에, 상기 터보 펌프 회로 시스템을 유동하는 오일의 온도에는 실질적으로 영향을 미치지 않는다.In the high pressure condition, since the pressure of the oil discharged from the hydraulic turbo pump 12 is higher than the opening pressure of the relief valve 13a, in the relief valve assembly 13, the relief valve 13a and the orifice 13b The oil flows through the bypass line. The flow rate flowing through the relief valve assembly 13 increases as much as the flow rate passing through the orifice 13b, but because it is consumed by combustion in the fuel injector 16 installed in the combustion chamber, the turbo pump circuit system flows. It has no practical effect on the temperature of the oil.

이와 같이, 본 발명에서는 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)의 내부에 상기 릴리프 밸브(13a)와 상기 오리피스(13b)를 병렬로 배치하여, 상기 오리피스(13b)를 통하여 일정 유량의 오일이 상기 릴리프 밸브 어셈블리(13)를 통하여 상기 우회라인(L3)으로 유동하도록 함으로써, 상기 터보 펌프 회로 시스템을 유동하는 오일의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, the relief valve 13a and the orifice 13b are arranged in parallel in the inside of the relief valve assembly 13, so that the oil of a constant flow rate is transmitted through the orifice 13b. By allowing the flow to the bypass line L3 through (13), it is possible to prevent an increase in the temperature of the oil flowing through the turbo pump circuit system.

상기 오일의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있어서, 상기 유압 터보 펌프(12) 또는 상기 연료 터보 펌프(15)가 작동 중 캐비테이션 현상이 발생하는 것도 방지할 수 있다.It is possible to suppress an increase in the temperature of the oil, and thus it is possible to prevent cavitation from occurring while the hydraulic turbo pump 12 or the fuel turbo pump 15 is operating.

11 : 연료탱크
12 유압터보펌프
13 : 릴리프 밸브 어셈블리
13a: 릴리브 밸브
13b: 오리피스
14 : 유압 작동기
15 : 연료터보펌프
16 : 연소실
L1 : 공급라인
L2 : 리턴라인
L3 : 우회라인11: fuel tank
12 Hydraulic turbo pump
13: relief valve assembly
13a: relief valve
13b: orifice
14: hydraulic actuator
15: fuel turbo pump
16: combustion chamber
L1: Supply line
L2: Return line
L3: Bypass line

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 연료 탱크와, 상기 연료 탱크로부터 공급라인을 통해 공급된 오일을 가압하여 토출하는 유압 터보 펌프와, 상기 유압 터보 펌프로부터 토출된 오일에 의해 작동하는 액츄에이터, 상기 액츄에이터로부터 연료 탱크로 상기 오일이 리턴되는 리턴라인을 포함하는 터보 펌프 회로 시스템에 있어서,
상기 연료 탱크로부터 상기 유압 터보 펌프로 연결되는 공급라인과 병렬로 연결된 분기라인에는 연료 분사기로 공급되는 오일을 가압하는 연료 터보 펌프가 설치되고,
상기 유압 터보 펌프의 하류에서 상기 액츄에이터로 오일이 공급되는 공급라인 에서 분기되어 상기 연료 터보 펌프의 상류에 연결되는 우회라인이 설치되며,
상기 우회라인에는 상기 유압 터보 펌프의 하류에 상기 유압 터보 펌프의 출구 압력이 정해진 압력에 도달하기 전까지는 미리 정해진 최소유량으로 오일을 우회시키고, 상기 유압 터보 펌프의 출구 압력이 정해진 압력보다 크면, 상기 최소유량보다 큰 유량으로 상기 오일을 우회시키는 릴리프 밸브 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.A fuel tank, a hydraulic turbo pump that pressurizes and discharges oil supplied from the fuel tank through a supply line, an actuator operated by the oil discharged from the hydraulic turbo pump, and the oil is returned from the actuator to the fuel tank In the turbo pump circuit system including a return line,
A fuel turbo pump for pressurizing oil supplied to a fuel injector is installed in a branch line connected in parallel with a supply line connected to the hydraulic turbo pump from the fuel tank,
A bypass line branched from a supply line through which oil is supplied to the actuator from a downstream of the hydraulic turbo pump and connected to an upstream of the fuel turbo pump is installed,
In the bypass line, oil is bypassed at a predetermined minimum flow rate until the outlet pressure of the hydraulic turbo pump reaches a predetermined pressure downstream of the hydraulic turbo pump, and when the outlet pressure of the hydraulic turbo pump is greater than a predetermined pressure, the A turbo pump circuit system comprising an orifice-integrated relief valve assembly, characterized in that a relief valve assembly for bypassing the oil at a flow rate greater than the minimum flow rate is installed. 제5항에 있어서,
상기 릴리프 밸브 어셈블리는,
상기 유압 터보 펌프로부터 배출되는 오일의 압력이 정해진 압력 이상보다 크면, 상기 오일을 상기 연료 터보 펌프로 우회시키는 릴리프 밸브와,
상기 유압 터보 펌프의 작동 중에 상기 유압 터보 펌프의 출구 압력이 정해진 압력에 도달하기 전까지는, 상기 최소유량의 오일을 상기 연료 터보 펌프로 우회시키는 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.The method of claim 5,
The relief valve assembly,
A relief valve for bypassing the oil to the fuel turbo pump when the pressure of the oil discharged from the hydraulic turbo pump is greater than or equal to a predetermined pressure,
An orifice-integrated relief valve assembly comprising an orifice for bypassing the oil of the minimum flow rate to the fuel turbo pump until the outlet pressure of the hydraulic turbo pump reaches a predetermined pressure during operation of the hydraulic turbo pump. Including turbo pump circuit system. 제6항에 있어서,
상기 연료 탱크로부터 상기 공급라인을 통해 공급된 오일은 상기 유압 터보 펌프의 하류에서 병렬로 분기되어 상기 액츄에이터로 공급된 다음 상기 리턴라인을 통해 상기 연료 탱크로 복귀하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.The method of claim 6,
Turbo including an orifice-integrated relief valve assembly that is branched in parallel from the fuel tank through the supply line downstream of the hydraulic turbo pump, supplied to the actuator, and then returned to the fuel tank through the return line. Pump circuit system. 제6항에 있어서,
상기 우회라인에서 상기 릴리프 밸브와 상기 오리피스는 병렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.The method of claim 6,
Turbo pump circuit system including an orifice-integrated relief valve assembly, characterized in that the relief valve and the orifice are installed in parallel in the bypass line. 제5항에 있어서,
상기 유압 터보 펌프와 상기 액츄에이터 사이에서 상기 우회라인이 분기되는 것을 특징으로 하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.The method of claim 5,
Turbo pump circuit system comprising an orifice integrated relief valve assembly, characterized in that the bypass line is branched between the hydraulic turbo pump and the actuator. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 유압 터보 펌프가 정해진 압력 보다 높은 압력으로 작동하면, 상기 유압 터보 펌프를 통과한 오일 중 일부는 상기 릴리프 밸브 및 상기 오리피스를 통하여 합류하여 상기 우회라인을 통해 상기 연료 터보 펌프로 우회하는 것을 특징으로 하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.The method of claim 5,
When the hydraulic turbo pump is operated at a pressure higher than a predetermined pressure, some of the oil passing through the hydraulic turbo pump merges through the relief valve and the orifice, and is diverted to the fuel turbo pump through the bypass line. Turbo pump circuit system comprising an orifice integral relief valve assembly. 제5항에 있어서,
상기 유압 터보 펌프가 정해진 압력 보다 낮은 압력으로 작동하면, 상기 유압 터보 펌프를 통과한 오일 중 일부는 상기 릴리프 밸브는 통과하지 못하고 상기 오리피스만을 통하여 상기 우회라인을 통해 상기 연료 터보 펌프로 우회하는 것을 특징으로 하는 오리피스 일체형 릴리프 밸브 어셈블리를 포함하는 터보 펌프 회로 시스템.The method of claim 5,
When the hydraulic turbo pump is operated at a pressure lower than a predetermined pressure, some of the oil that has passed through the hydraulic turbo pump does not pass through the relief valve and is bypassed to the fuel turbo pump through the bypass line only through the orifice. Turbo pump circuit system comprising an orifice integral relief valve assembly.
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JP2001336410A (en) * 2000-05-24 2001-12-07 Unisia Jecs Corp Hydraulic oil pipe line for internal combustion engine
KR20150143402A (en) 2012-08-20 2015-12-23 에코진 파워 시스템스, 엘엘씨 Supercritical working fluid circuit with a turbo pump and a start pump in series configuration

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