JPH0340216B2 - - Google Patents

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ナへ
至る燃料の流れを許し又は遮断する最低圧／遮断
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ポンプ送りされる。
最低圧弁はポンプ吐出圧が燃料制御装置を作動さ
せるに十分な圧力になるまで閉弁状態に維持され
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すウ
イ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すべく開弁状態に維
持され、エンジンが始動されて最低圧弁が開弁さ
れると、バイパス弁は閉弁してエンジンのバーナ
へポンプより吐出された所要量の燃料を供給すべ
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スタービンエンジが搭載さ
れた航空機のコツクピツ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ツクピツ
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つている。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
が解つている。更に上述の如き構成に於ては、燃
料制御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するもの
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、低廉に製造可能で
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ツチが設けられた本発
明によつて達成される。流体ラツチは最低圧弁を
開弁す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。流体ラツチはソレ
ノイドアクチユ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することによ
つて作動されるようになつており、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つてい
る。好ましい実施例に於ては、流体ラツチは可能
の弁要素に接続されたピストンを含んでおり、ピ
ストンの加圧、従つ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つている。ソ
レノイドアクチユ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する必要があ
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させるべく流体ラツチへ
ポンプ吐出圧を供給する。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せ
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装置２
０により制御される。明瞭化の目的で、添付の図
面には本発明に関連する燃料制御装置２０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
あるユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイ
シヨンのHamilton Standard Divisionにより製
造されているJFC−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により燃料タンク２５及び３０
より順次燃料が吸引されるようになつている。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
うになつている。

燃料制御装置２０の主計量弁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つている。最低圧／遮断弁
（以下最低圧弁という）６０が導管５０と導管５
５との接続部に設けられており、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する
ようになつている。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を図にて下方へ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は途中にウインドミル
バイパス弁（以下バイパス弁という）８２を有し
ており、バイパス弁は最低圧弁６０と同様の構造
を有している。即ちバイパス弁８２は内部に室９
０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を図にて下方へ付勢して
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
空機のコツクピツ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を点灯する圧力スイツ
チ９２へ導管９１を経て供給されるようになつて
いる。

最低圧弁６０及びバイパス弁８２はそれぞれ導
管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
れるようになつている。シーケンス弁１１０はラ
ンド１３０，１３５，１４０を有する弁要素（ス
プール）１２５を含んでおり、弁要素１２５は内
部通路１４５を有しており、内部通路１４５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１４０よりも外側の部分へ
供給されるようになつている。またシーケンス弁
１１０は流体ラツチ１５０を含んでおり、流体ラ
ツチはばね１６０により図にて右方へ付勢された
ピストン１５５を含んでいる。シーケンス弁１１
０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。流体ラツチのピストン
１５５のばね１６０が当接した表面は、導管１６
５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
なつている。導管１６５はソレノイドアクチユエ
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１１０の弁要素１２５の図
にて右端は導管１８５を経て供給される燃料によ
り選択的に加圧されるようになつている。導管１
８５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と導管２００との接続部に
設けられた始動弁２０５を経て燃料が供給される
ようになつている。始動弁２０５はソレノイドア
クチユエータ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
イドアクチユエータ２１５はスイツチ２２０によ
り作動されるようになつている。

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が運転されてい
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及びバイパス弁８０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１７０は
それぞれ図示の位置にあり、シーケンス弁１１０
の弁要素１２５及びラツチピストン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（Pf）が所要の値に到達した場合
であつてエンジンを始動させる必要がある場合に
は、ソレノイドアクチユエータ２１５がスイツチ
２２０の閉成により作動される。このことにより
始動弁２０５のボール状の弁要素２１０が図にて
右方へ駆動され、これにより導管１８５と導管２
００とが連通される。従つて始動弁２０５が開弁
されると、シーケンス弁１１０のランド１３０の
端面が導管５０及び２００、始動弁２０５、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１２５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との間より導管１１５を経て最低圧弁６
０の弁要素６５内に導かれ、これにより弁要素６
５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８
５の内部ヘ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１
００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が開弁さ
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１
１０のランド１３０に作用するポンプ吐出圧によ
り弁要素１２５が図にて左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することにより燃料
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６５が加圧されて該弁要素が上昇され、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の内部に作用す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力
スイツチ９２により検出され、該圧力スイツチは
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ツトに知らせる。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。従つて弁
要素１２５が一旦図示の位置に係止されると、ソ
レノイドアクチユエータ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力にて
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チユエータ２１５の信頼
性が向上することが理解されよう。

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料制御装置
の信頼性を低下させ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
なく、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すべ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小数の導管を追加
し、またシーケンス弁を作動させるべくシーケン
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チユエータ作動型のボール
弁を追加するだけでよい。

エンジン１５の運転を停止する必要がある場合
には、ソレノイドアクチユエータ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。従つてピストン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１５
５の左端の表面にはポンプ吐出圧に加えてばね１
６０のばね力も作用するので、またランド１３０
に作用する圧力は絞り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
する上述の如き加圧により弁要素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１３
０に対す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
度）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つて示
される。シーケンス弁の弁要素１２５がオフ位置
（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
弁が閉弁される。

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つて明らかであ
ろう。例えば導管１９０は導管５５にではなくド
レーンに接続されてもよい。その場合、ソレノイ
ドアクチユエータ２１５が消磁されるとシーケン
ス弁の弁要素１２５のランド１３０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ユエ
ータ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】

添付の図は本発明によるガスタービンエンジン
用燃料制御装置を示す概略構成図である。 １０……バーナ、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……弁、４５
……主計量弁、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…
…圧力スイツチ、９４……表示灯、１００……ば
ね、１０５……導管、１１０……シーケンス弁、
１１５，１２０……導管、１２５……弁要素、１
３０，１３５，１４０……ランド、１４５……内
部通路、１５０……流体ラツチ、１５５……ピス
トン、１６０……ばね、１６５……導管、１７０
……遮断弁、１７５……弁要素、１８０……ソレ
ノイドアクチユエータ、１８５，１９０……導
管、１９５……絞り、２００……導管、２０５…
…始動弁、２１０……弁要素、２１５……ソレノ
イドアクチユエータ、２２０……スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ バーナを含むガスタービンエンジンのための
   燃料制御装置であつて、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経て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
   ケンス弁は流体ラツチ部を含み、前記流体ラツチ
   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ツチ部
   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する燃料制御装
   置。