JPS63285232A

JPS63285232A - 可変圧力制御弁

Info

Publication number: JPS63285232A
Application number: JP63100042A
Authority: JP
Inventors: ロバート・ハワード・パーキンソン; チャールズ・エドワード・リューター
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1987-04-24
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1988-11-22
Also published as: US4805658A; BR8801939A; EP0288411A2; EP0288411A3; ES2004837A4; DE288411T1

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】産業上の利用分野本発明は、ガスタービンエンジンの燃料制御装置内に於
て使用される圧力制御弁に係る。

従来の技術ガスタービンエンジンには燃料制御装置により燃料が計
量供給される。端的にいえば、燃料制御装置は圧力制御
弁と計量弁とを含んでいる。圧力制御弁は計量弁を横切
る燃料の圧力降下を一定の値に維持する。計量弁を横切
る圧力降下を一定に維持することにより、正確な重量流
量の燃料がガスタービンエンジンへ供給される。しかし
一定の圧力降下は必ずしも全ての高度にとって望ましい
訳ではない。高高度域に於ては、エンジンのパワーを維
持するに必要な燃料の量は一般に少なく、従って計量弁
を横切る一定の圧力降下は小さい値であってよい。逆に
低高度域に於ては、エンジンがそのパワーを維持するに
必要な燃料の量が多く、従って計量弁を横切る一定の圧
力降下は高い値であることが必要である。

米国特許第２，６０５，７０９号には、可変容積型燃料
ポンプの吐出流量を制御して燃料の体積供給量を制御し
、これにより各高度に於て適正な量の燃料をガスタービ
ンエンジンへ供給する弁が開示されている。

しかし可変容積型燃料ポンプは複雑であり、また信頼性
の低いものである。

従って他の形式の圧力制御が求められており、・本発明
はかか′る要請に応えるものである。

発明の開示本発明の一つの目的は、燃料制御装置が対処すべき高度
に適した一定の圧力降下を与える圧力制御弁を提供する
ことである。

本発明の他の一つの目的は、単純にして信頼性の高い圧
力制御弁を提供することである。

本発明のこれらの目的及び他の目的は、大気圧（Ｐａｎ
＋ｂ）を真空と比較することにより高度の関数として計
量弁を横切る一定の圧力降下を調節する外部装置を備え
た圧力制御弁によって達成される。

ダイヤフラムが燃料供給導管内の燃料の圧力を計量弁よ
り流れる燃料の圧力と比較することにより、燃料供給導
管よりバイパスされる燃料の流量を制御するポペット弁
の位置決めを行なう。また大気圧を真空と比較すること
によりレバーによってポペット弁が付勢される。大気圧
（即ち高度）に応じてポペット弁を付勢することにより
、圧力制御弁は高度の関数として一定の圧力降下を調節
する。

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。

発明を実施するための最良の形態図示の圧力制御弁１０はガスタービンエンジン用燃料制
御装置内に於て使用されるよう構成されている。特に図
示の実施例は有効上昇限界が約２００００フイート（６
１００ｍ）であるヘリコプタに於て使用されるガスター
ビンエンジンへ燃料を計量供給するよう構成されている
。燃料は定容積型ポンプ１２により供給導管１４を経て
供給圧にて計量弁１６へ供給される。計量弁は計量され
た燃料を計量された燃料導管１８を経て図には示されて
いないガスタービンエンジンへ供給する。

計量弁により計量された燃料は計量弁より制御された圧
力にて流れる。

本発明の圧力制御弁は燃料制御装置のハウジング２０の
三つの室、即ち大気室２２、比較室２４、バイパス室２
６内に収容されている。

燃料は供給導管１４よりバイパス導管３２及び第一の検
出導管３０を経て比較室の第一の側部２８へ供給圧にて
搬送される。また燃料は計量された燃料導管１８より第
二の検出導管３６を経て比較室の第二の側部３４へ調整
された圧力にて搬送される。比較室のこれら二つの側部
はダイヤフラム３８により仕切られており、これにより
供給圧の燃料が調整された圧力の燃料より分離されてい
る。ダイヤフラム３８は供給圧の燃料と計量された燃料
との間の差圧に応じて位置決めされる。

ダイヤフラム３８に作用するばね４２の荷重はダイヤフ
ラム調節ねじ４０によって変化され、これにより所与の
飛行要件に適合するよう制御される圧力降下が調節され
る。更に一対のバイメタルディスク４４がダイヤフラム
に作用するばね４２の荷重を調節して温度の変化に起因
する圧力変化を相殺するようになっている。ディスク４
４は当技術分野に於てよく知られている如く、典型的に
はインバー（Ｉｎｖａｒ（登録商標））及び銅−ニッケ
ル合金にて形成される。供給圧の仁な変動により惹き起
されるダイヤフラムの好ましからざる振動を抑制すべく
、検出導管３０には減衰オリフィス４６が設けられてい
る。ダイヤフラム３８には断面円形のロッド４８がその
第一の端部５０にて取付けられており、ロッド４８はハ
ウジングを貫通してバイパス室２６内へ突出している。

ロッド４８の第二の端部５２はピストン５３に取付けら
れている。ピストン５３はバイパス導管３２の出口ノズ
ル５６に対しポペット弁５４を心出しする凹状の端部を
有している。出口ノズル５６はロッド４８と同一の直径
を有している。ロッド及び出口ノズルの直径を互に等し
くすることにより、導管３２内を流れる燃料により与え
られる供給圧がロッド４８によってダイヤフラム３８に
伝達され、従ってダイヤフラムはそれを横切る全ての圧
力降下に応答する。ダイヤフラムはパイパス室の圧力レ
ベルの変動によっては殆ど彫りを受けない比較的正確な
圧力の比較を行なう。バイパス導管３２は供給導管１４
より分岐してバイパス室まで延在している。復帰導管５
８がバイパス導管よりポペット弁を経て搬送される燃料
をポンプへ戻すようになっている。ピストン５３はほぼ
長方形の空間領域６０を有している。空間領域６０内に
は軸６４によりホイール６２が回転可能に装着されてい
る。レバー６６がハウジング内にて枢点６８の周りに枢
動するようになっており、該レバーはホイール６２に当
接する第一の端部７０と大気室２２内へ突出する第二の
端部７１とを有している。

大気室２２には該大気室へ大気圧（Ｐａｍｂ）の空気を
搬送する導管７２が接続されている。内部が真空のベロ
ーズ７６の第一の端部７４が大気室内にてハウジングに
取付けられている。ベローズばね７８がベローズを囲繞
しており、ハウジングに当接する第一の端部８０を有し
ている。ばね座８２がベローズの第二の端部８４及びば
ねの第二の端部８６に当接している。ロッド９０の第一
の端部８８がばね座８２に取付けられており、ロッド９
０の第二の端部９２が弾性部材９６の第一の端部９４に
取付けられている。弾性部材９６はその第二の端部９８
にてハウジング２０に取付けられている。この弾性部材
はベローズが伸縮する際にロッド９０が直線的に運動す
ることを確保する。

調節ねじ１００がロッド９０の中央を貫通して延在して
いる。ねじ１００のノブ端部１０２がレバー６０の第二
の端部７１に当接している。

作動に於ては、大気圧の空気が大気室へ搬送される。低
高度域に於ては、大気圧が比較的高く、このことにより
ベローズ７６が圧縮される。ベローズはロッド９０を引
っばり、該ロッドにより調節ねじ１００を介してレバー
６６の第二の端部７１がベローズへ向けて駆動される。

その結果ホイール６２に係合するレバーの第一の端部７
０が出口ノズル５６へ向けて移動し、これによりピスト
ンが出口ノズルへ向けて駆動される。ダイヤフラムによ
り行なわれる圧力比較により出口ノズルヘ向けて又はこ
れより離れる方向へ往復動されるピストン５３は、レバ
ーにより出口ノズルへ向けて付勢される。これによりバ
イパス導管及びポペット弁を経て搬送される燃料の量が
低下し、計量弁へ供給される燃料の供給圧が増大され、
計量弁を横切る圧力降下が増大される。低高度域に於て
は比較的多量の燃料がエンジンへ供給されることが必要
であるので、比較的高い圧力降下により多量の燃料が供
給されることが確保される。

逆に高高度域に於ては、内部が真空のベローズはベロー
ズばねと共働してロッド９０をベローズより離れる方向
へ押圧し、これによりレバーによってピストンに対し与
えられる付勢力が低減される。これによりポペット弁を
経て搬送される燃料の量が増大し、これにより計量弁へ
供給される燃料の供給圧が低減され、計量弁を横切る圧
力降下が低減される。高高度域に於てはエンジンへ供給
される燃料が少なくてよいので、かかる低い圧力降下に
よりエンジンへ少量の燃料が供給されることが確保され
る。

計量弁を横切る圧力降下は下記の力の釣合い方程式によ
り決定される。

Ｐｓｖ　＝　［Ｌｒ　Ｉ（Ｐａｍｂ）　（Ａｂ）　−Ｆ
ｂｓｌ　＋　Ｐｔ５ｌ／　ＡｄここにＰＩｌｖ−計量弁の圧力降下Ｌｒ　　−レバー比（Ｌｂ／Ｌｖ） −１，５６Ｐａｍｂ−大気圧麿６．７〜１４．　７　　ｐｓｉ −０、４７〜１　、　０３　ｋｇ　／　ｃｄＡｂ　　−
ベローズの断面積 −１，９４１ｎ２＝１２．５ｃｄＰｂｓ−ベローズばねの荷重〜１２．　１　１ｂｓ−５，４９ｋｇＰｔ５　ｍ　）リムばねの荷重 −４，９１ｂｓ−２，２ｋｇＡｄ　　−ダイヤフラムの面積一〇°、　　５１ｉｎ”　−３，３ｃｉこの式より、圧
力降下の変化は大気圧（Ｐａｍｂ）の関数であり、他の
全てのパラメータは一定であることか理解されよう。

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他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本発明の圧力制御弁を示す射口である。１０・・・圧力制御弁、１２・・・ポンプ、１４・・・
供給導管、１６・・・計量弁、１８・・・計量された燃
料導管。２０・・・ハウジング、２２・・・大気室、２４・・・
比較室。２６・・・バイパス室、２８・・・第一の側部、３０・
・・第一の検出導管、３２・・・バイパス導管、３４・
・・第二の側部、３６・・・第二の検出導管、３８・・
・ダイヤフラム、４０・・・ねじ、４４・・・バイメタ
ルディスク。４６・・・オリフィス、４８・・・ロッド、５０・・・
第一の端部、５２・・・第二の端部、５３・・・ピスト
ン、５４・・・ポペット弁、５６・・・出口ノズル、５
８・・・復帰導管、６０・・・空間領域、６２・・・ホ
イール、６４・・・軸。６６・・・レバー、６８・・・枢点、７０・・・第一の
端部。７１・・・第二の端部、７２・・・導管、７４・・・第
一の端部、７６・・・ベローズ、７８・・・ベローズば
ね、８０・・・第一の端部、８２・・・ばね座、８４．
８６・・・第二の端部、８８・・・第一の端部、９０・
・・ロッド、９２・・・第二の端部、９４・・・第一の
端部、９６・・・弾性部材、９８・・・第二の端部、１
００・・・調節ねじ、１０２・・・ノブ端部特許出願人　　ユナイテッド拳チクノロシーズ・コーポ
レイション

Claims

【特許請求の範囲】ガスタービンエンジンへ供給される燃料の重量流量を計
量する燃料計量弁を横切る圧力降下を制御する可変圧力
制御弁にして、前記燃料の供給圧を前記燃料の計量された後の圧力と比
較することにより前記燃料計量弁を横切る圧力降下を一
定にし、前記比較の結果として前記供給圧の燃料を流量
可変に搬送し、これにより前記一定の圧力降下を維持す
る圧力制御手段と、大気圧を真空と比較し、前記圧力制
御手段が各高度に適した一定の圧力降下を与えるよう、
前記大気圧を真空と比較することの結果として前記圧力
制御手段により前記供給圧の燃料が流量可変に搬送され
ることを調節する外部手段と、を含む可変圧力制御弁。