(57)【要約】【課題】簡単で効率良く低コストで、特に計量バルブを変更することなく、この問題を解決することを目的とする。【解決手段】流量制御バルブ１６に供給する高圧ポンプ１０を備えるターボ機械における燃料噴射装置であって、流量制御バルブの出口は、加圧遮断バルブ２０を介して、燃料インジェクタ１８の供給パイプ２２に接続される。加圧遮断バルブ２０は、２つの燃料加圧閾値を規定するために、高圧ポンプ１０の入口と出口とに接続される。一方の燃料加圧閾値は、ターボ機械を始動および再始動するために用いられ、他方の燃料加圧閾値は、アイドル速度においてターボ機械を作動するために、および可変幾何形状を有する機器２４を制御するために用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械における燃料噴射装置であって、
加圧遮断バルブを介して、燃料インジェクタに供給する流量制御手段に燃料タンクを接続する少なくとも１つのポンプを備え、該加圧遮断バルブが、円筒形本体内部でインジェクタに供給するために閉鎖位置と開放位置との間を移動できるピストンを備え、ピストンが、燃料の加圧が所定の第１の加圧閾値よりも低い限り、インジェクタの供給を閉鎖するために燃料の加圧を感知し、加圧遮断バルブが、ターボ機械のアイドル速度においてピストンに逆圧を加える手段を備え、それによって、第２の加圧閾値を生成し、該第２の加圧閾値が、第１の加圧閾値と、ターボ機械の可変幾何形状を有する機器を制御するための最小値とを超える、燃料噴射装置。
【請求項２】
逆圧を加える手段が、開口を備え、該開口が、バルブの円筒形本体内に形成され、ポンプの出口から圧力が、開口を通過し、前記開口が、ピストンの閉鎖されたインジェクタ供給位置でピストンによって密閉され、ターボ機械のアイドル速度においてピストンが移動することによって再び開放される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ピストンの閉鎖されたインジェクタ供給位置と、円筒形本体の開口の開放との間のピストンの経路が、噴射される燃料流量を決定し、該噴射される燃料流量に対して、第１の加圧閾値から第２の加圧閾値への移行が実行される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
本体内部の逆圧の取り込み開口の直径によって、第２の加圧閾値の値が決定される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
ピストンに逆圧を加える手段の形状によって、第１の加圧閾値と第２の加圧閾値との間の移行速度が決定される、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
円筒形本体内に形成された開口が、所定の直径の孔を備え、該孔が、本体の内側円筒状表面の環状溝に通じている、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
本体の内側表面の環状溝が、ピストンの外側円筒状表面の環状溝と連通するように構成され、ピストンには、ピストンの内部に開いている径方向の開口が形成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
バルブの円筒形本体が、ポンプの入口に接続された別の開口を備え、該別の開口が、ポンプの入口における圧力を永続的にピストンに加え、かつ第１の加圧閾値を規定するために、第２の加圧閾値を規定する逆圧を加える手段から軸方向に間隔を空けて位置する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
請求項１に記載の燃料噴射装置を備える、航空機のターボリアクタまたはターボプロペラなどのターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機のターボリアクタまたはターボプロペラなどのターボ機械のための燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この燃料噴射装置は、ターボ機械のタービンによって駆動される少なくとも１つの高圧ポンプを備え、高圧ポンプの入口は、燃料タンクに接続され、高圧ポンプの出口は、流量制御の操作手段を有し、計量バルブを備える。入口と出口自体は、加圧遮断手段（ストップバルブと称されることもある）を介して、ターボ機械の燃焼チャンバ内部に位置する燃料インジェクタに接続される。
【０００３】
加圧遮断手段は、燃料インジェクタの供給パイプの開放位置と閉鎖位置との間を、円筒形本体内部で移動できるピストンを備える。このようなピストンは、一方では、計量バルブの出口で燃料圧力を感知し、他方では、燃料圧力が所定の閾値を下回っている限り、インジェクタの供給パイプを閉鎖する目的のために、制御圧力を感知する。
【０００４】
ターボ機械の通常動作中、ポンプの出口と入口との間の燃料圧力差は、特に可変ピッチ翼を備える付属機器（以後、このような機器を「可変幾何形状機器」と称する）を制御する目的のために、適切な値にされる。
【０００５】
燃焼不具合の結果としてエンジン停止が発生する場合、エンジンは、ターボ機械内部の気流によって駆動される単独のエンジン軸回転によって、空気中にある間に再び始動することが期待される。
【０００６】
このような条件におけるターボ機械の再始動速度は、飛行中の回転速度または地上で始動装置によって実行される通常の再始動中におけるよりもかなり低速である。燃料噴射装置の高圧ポンプは、この低回転速度で駆動され、加圧遮断手段を開放しかつ可変幾何形状機器を制御するために、燃料を十分な圧力で供給することができない。
【０００７】
この問題を解決するために、最新技術における種々の手段が提案されてきた。
【０００８】
出願人の先の出願である欧州特許出願公開第１２３１３６８号明細書では、ターボ機械の回転速度によって２つの加圧レベルを有する加圧遮断手段が提案された。低い加圧レベルは、アイドルエンジン速度と、低減された燃料流量でのエンジン作動とに対応し、高い加圧レベルは、高い燃料流量での作動を保証できる。このような加圧手段は、高圧ポンプと、計量バルブと、加圧遮断手段との間に並列に組み込まれた複数のダイヤフラムを介して、流量制御手段の計量バルブによって制御される。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２３１３６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この知られている解決方法は、加圧レベルが低く、可変幾何形状機器を制御するには不十分であるという欠点がある。また、計量バルブを変更し、これらのダイヤフラムを設置しなければならず、したがって大幅なコストアップとなる。本発明は、簡単で効率良く低コストで、特に計量バルブを変更することなく、この問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明は、ターボ機械における燃料噴射装置であって、加圧遮断バルブを介して、燃料インジェクタに供給する流量制御手段に燃料タンクを接続する少なくとも１つのポンプを備え、該加圧遮断バルブは、円筒形本体内部でインジェクタに供給するために開放位置と閉鎖位置との間を移動できるピストンを備え、このようなピストンは、このような燃料の加圧が所定の閾値よりも低い限り、インジェクタの供給を閉鎖するために燃料の加圧を感知し、加圧遮断バルブは、ターボ機械のアイドル速度においてピストンに逆圧を加える手段を備え、それによって、所定の第２の加圧閾値を超えて燃料圧力を増大させることを目的とし、このような第２の加圧閾値は、第１の加圧閾値と、ターボ機械の可変幾何形状を有する機器を制御するための最小値とを超える、燃料噴射装置を提案する。
【００１１】
したがって、本発明によれば、第２の燃料加圧閾値を与えることができる手段は、加圧遮断バルブに組み込まれ、流量制御手段には組み込まれていない。
【００１２】
第２の加圧閾値は、エンジンのアイドル速度において、例えば、可変ピッチ翼などの可変幾何形状機器を十分に制御することを可能にする。
【００１３】
第１の加圧閾値は、地上でエンジンを容易に始動することを可能にし、また飛行中にターボ機械内部の気流によって駆動されるエンジンシャフトの回転の単独効果の下で、エンジンを再始動することを可能にする。
【００１４】
本発明の別の特徴によれば、逆圧を加える手段は、開口を備え、開口は、バルブの円筒形本体内に形成され、ポンプの出口からの圧力が、開口を通過する。前記開口は、ピストンの閉鎖されたインジェクタ供給位置でピストンによって密閉され、ターボ機械がアイドル速度にあるときは、ピストンを移動することによって再び開放される。
【００１５】
第１の加圧閾値から第２の加圧閾値への移行は、ピストンの閉鎖されたインジェクタ供給位置と円筒形本体の開口の開放との間のピストンの経路によって、すなわち、実際には、ピストンの変位軸に沿ったこの開口の位置によって決定される。
【００１６】
第２の加圧閾値の値は、その一部は、この開口の直径によって決定される。第１の加圧閾値と第２の加圧閾値との間の移行速度は、この開口の形状によって決定されることができる。
【００１７】
例えば、バルブの本体内に形成された開口は、円筒形通路を備え、この円筒形通路の直径が、第２の加圧閾値の値を決定する。このような円筒形通路は、バルブ本体の円筒状内側面の環状溝に通じ、このような溝は、上述の円筒形通路の直径を超える軸方向寸法またはピストンの移動軸に沿った寸法を有し、ピストン内部に開いている径方向の開口が形成されるピストンの環状溝と連通するように構成されている。
【００１８】
このような構成によって、第１の加圧閾値と第２の加圧閾値との間の移行速度を大幅に増加でき、これにより、アイドルエンジン速度において適正な燃料圧力を極めて高速で得て、ターボ機械の可変幾何形状機器を制御できる。
【００１９】
本発明は、添付の図面を参照して、例として示される以下の説明を読むことにより、詳細に理解され、本発明の他の特徴、詳細および利点がより明確になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１で概略的に示された燃料噴射装置は、本質的には高圧ポンプ１０を備え、高圧ポンプの入口は、低圧ポンプ１２およびフィルタを経由して燃料タンク１４に接続され、高圧ポンプの出口は、ターボ機械の作動条件に応じて、インジェクタ１８に送られる燃料量を調整できる標準タイプの流量制御手段１６（ＦＭＶすなわち燃料計量バルブ）に接続される。
【００２１】
加圧遮断バルブ２０は、流量制御手段１６の出口とインジェクタ１８用の供給パイプ２２との間に取り付けられる。このような加圧遮断バルブ２０は、ストップバルブとも称され、流量制御手段１６の出口で燃料圧力Ｐを感知し、このような燃料圧力Ｐが特定の値に達しない限り、すなわち、燃料の加圧が第１の閾値を下回る限り、インジェクタ１８への燃料供給を妨げる。このような加圧は、ポンプ１０の出口と入口との間の圧力差に対応している。
【００２２】
このような閾値は、エンジンシャフトが、ターボ機械内部を循環する空気によって駆動されて回転するときのみ、ターボ機械を再始動可能にするように決定される。
【００２３】
このような加圧閾値は、比較的低く（例えば、約１９バール（約１９００ｋＰａ））、地上にある場合には、例えば圧縮空気を用いた始動装置によって、ターボ機械を容易に始動させる。
【００２４】
本発明によれば、加圧遮断バルブ２０は、第２の加圧閾値を、第１の加圧閾値よりも高く規定するよう構成され、第２の加圧閾値は、ターボ機械の始動または再始動段階が完了すると直ぐに、到達または超過されなければならない。このような第２の加圧閾値は、例えば約３０バール（約３０００ｋＰａ）の値を有し、適切な燃料加圧、すなわちポンプ１０の出口と入口との間のＰＨ−ＰＢ圧力差を生成するのに十分高く、これにより特に可変ピッチ翼を備えた補助可変幾何形状機器のグループ２４を容易に制御できる。
【００２５】
図２の図表は、インジェクタ１８に供給された燃料出力に応じた、ＰＨ−ＰＢ圧力差の変化を表している。曲線Ｉは、加圧遮断バルブが、１つの加圧閾値のみを規定している場合のこのような変化を表している。曲線ＩＩは、上述の２つの加圧閾値を規定している、本発明によるバルブ２０の場合におけるこのような変化を表している。
【００２６】
この図表において、本発明による装置では、第１の加圧閾値と第２の加圧閾値との間の移行は、噴射される正確な燃料流量に対して極めて高速で実行されることが明らかである。この噴射される正確な燃料流量は、比較的に極めて低く、始動または再始動段階が完了すると直ぐに到達される。したがって、ターボ機械がアイドル速度にあるとき、ＰＨ−ＰＢ差は、３０バール（３０００ｋＰａ）を超え、可変幾何形状機器を制御するのに十分に適切である。
【００２７】
次に図３を参照して、これら２つの燃料加圧閾値を規定することができる加圧遮断バルブ２０の特徴が開示される。
【００２８】
図１および図３の直立状態で示されているこのようなバルブは、本質的には、その開放下端部が流量制御手段１６の出口に接続された円筒形本体３０と、ピストン３２とを備え、ピストン３２は、図３で表されたインジェクタ１８の供給パイプ２２を閉鎖する下方位置と、このような供給パイプが通じている上方位置との間で、本体３０内部を密閉状態で案内される。
【００２９】
ピストン３２の下方位置は、本体３０の開放下端部の内部に固定して取り付けられた座３４によって画定される。
【００３０】
ピストン３２は、バネ３６によって座３４に接するピストンの下方位置に永続的に付勢され、バネ３６は、ピストンの周りに取り付けられ、その両端をピストン３２の上部外側縁部３８に押し付け、本体３０の上部先端部に固定して取り付けられた座４０を押し付ける。
【００３１】
座４０は、ピストン３２に連結されたシャフト４４の軸方向位置を検出する、例えば電磁式の中心センサ４２を保持する。
【００３２】
図示された実施形態では、ピストン３２は、閉鎖下端部と開放上端部とを有する管状の円筒形であり、シャフト４４は、ピストン３２の内部に延び、バイアスバネ４６によってピストンの底部に押し付けられる。バイアスバネ４６は、その下端部で、シャフト４４の下端部の縁部４８を押し付け、その上端部で、本体３０の上端部に固定して取り付けられた座４０を押し付けている。バネ４６は、バネ３６と同様に使用され、座３４に接するその下方位置にピストン３２を付勢する。
【００３３】
第１の加圧閾値は、ポンプ１０の入口の燃料圧力を本体３０内部に加えることによって規定される。このような圧力は、ピストン３２の上方に見られる本体３０の部分内に形成された少なくとも１つの開口５０によって加えられ、これにより圧力ＰＢは、ピストン３２の位置がどこにあってもピストン３２に作用して、それを下方に押すことができる。
【００３４】
第２の加圧閾値は、ポンプ１０の出口の燃料圧力ＰＨを、本体３０内で開口５０の位置よりも低い位置に形成された開口５２によって、ピストン３２に加えることによって規定される。これにより、この開口５２は、ピストン３２がその下方位置にあるときはピストン３２によって密閉され、ピストン３２が、流量制御手段１６の出口の燃料圧力Ｐによって上方に移動すると再び開く。このように、燃料圧力ＰＨはピストン３２に作用して、ピストン３２を下方に押す。このような圧力Ｐは、インジェクタの供給パイプ２２の内部の圧力によって、本体３０の内部の圧力によって、およびインジェクタに供給される燃料の流量によって決定される。
【００３５】
より正確には、開口５２は、本体３０の外側で開口し、かつ長さがこの箇所における本体３０の厚みよりも小さい円筒形通路５４と、通路５４の高さで本体３０の内側円筒状表面内に形成された環状溝５６と、環状溝５６から通路５４を分離する材料の厚みで形成され、それらを互いに連通させる、直径が極めて小さい孔５８とを備える。
【００３６】
ピストン３２の円筒壁は、同一の横断面内に位置し、かつピストンの軸回りに間隔を空けて配置された、少なくとも１つの、好ましくは複数の径方向の開口６０を備える。開口６０は、ピストンの外周面の環状溝内に形成され、ピストンが、本体３０の下端部に加えられた燃料圧力Ｐによって上方に移動すると、本体３０の環状溝５６の高さまで持ち上げられるよう構成される。
【００３７】
図３で見られるように、ピストン３２が、その下方のインジェクタ１８の供給パイプ２２の閉鎖位置にあるときは、径方向の開口６０が形成されたピストン３２の環状溝は、本体３０の内面の環状溝５６から軸方向に少し離れている。
【００３８】
このような軸方向距離が、第１の加圧閾値の長さを画定する。
【００３９】
第２の加圧閾値のレベルは、孔５８の直径によって規定され、噴射される燃料流量値は、本体３０内の孔５８の軸方向位置によって決定される、この燃料流量値に対して、２つの加圧閾値の間で移行が生成される。
【００４０】
本発明は、２つの燃料加圧閾値を、すなわち一方の燃料加圧閾値は、始動および再始動に対して、他方の燃料加圧閾値は、加圧遮断バルブを簡単に低コストで変更してエンジンのアイドル速度から規定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による燃料噴射装置を概略的に示す。
【図２】噴射される流量に応じた燃料圧力差の変化を示すグラフである。
【図３】本発明による装置の加圧遮断バルブの概略的な軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  高圧ポンプ
１２  低圧ポンプ
１４  燃料タンク
１６  流量制御手段
１８  インジェクタ
２０  加圧遮断バルブ
２２  供給パイプ
２４  可変幾何形状機器
３０  本体
３２  ピストン
３４、４０  座
３６、４６  バネ
３８  縁部
４２  センサ
４４  シャフト
４８  縁部
５０、５２、６０  開口
５４  通路
５６  環状溝
５８  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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