(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アフターバーナー燃料の供給と遮断を行うアフターバーナー燃料遮断装置において、燃料ポンプに主燃焼器ラインとアフターバーナー燃焼器ラインを分岐して接続し、その主燃焼器ラインに、主燃料計量機構を接続し、アフターバーナー燃焼器ラインに、アフターバーナー／ローカル燃料計量機構、アフターバーナー／コア燃料計量機構、アフターバーナー／ファン燃料計量機構をそれぞれ接続し、そのアフターバーナー／ローカル燃料計量機構、アフターバーナー／コア燃料計量機構、アフターバーナー／ファン燃料計量機構の後流にアフターバーナー燃料遮断用バルブをそれぞれ接続すると共に、その各アフターバーナー燃料遮断用バルブに、これらアフターバーナー燃料遮断用バルブに制御用の燃料油を供給して開閉するノズルフラッパを有するサーボ弁を接続し、且つノズルフラッパは、燃料を噴射するノズルとそのノズルを塞ぐフラッパとからなり、フラッパのトルクモータに、アフターバーナ燃料供給と遮断の電気信号が入力されて、フラッパを揺動し、ノズルで、電気信号に応じた油圧信号に変換してサーボ弁を作動し、そのサーボ弁から制御用の燃料油を各アフターバーナー燃料遮断用バルブに供給して、その各アフターバーナー燃料遮断用バルブを同時に開閉することを特徴とするアフターバーナー燃料遮断装置。
【請求項２】
サーボ弁は、スプール弁を有し、ノズルフラッパでの油圧信号で、スプール弁を作動して各アフターバーナー燃料遮断用バルブの開閉を行う請求項１記載のアフターバーナー燃料遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機用ガスタービン・エンジンのアフターバーナー・システムに係り、特にアフターバーナー燃料を簡単に遮断できるアフターバーナー燃料遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
航空機用ガスタービン・エンジンやジェットエンジンにおいて、急加速など推力を一時的に増すためにアフターバーナーで再燃焼させ、推力を元に戻す際には、アフターバーナー燃料供給用のポンプからの燃料供給を遮断することにより、エンジンへのアフターバーナー燃料流出を停止していた。これを実現するため、ポンプ入口流路を遮断する機構を設けていた。
【０００３】
図３は、この航空機用ガスタービン・エンジンのアフターバーナー・システムのブロック図を示したもので、エンジン燃料入口より、主燃料ポンプ１０と燃料遮断用バルブ１１を介してアフターバーナー燃料ポンプ１２に分岐して燃料が供給され、主燃料ポンプ１０から主燃料計量機構１３にて燃料が計量された後エンジン主燃焼器に供給され、アフターバーナー燃料ポンプ１２からの燃料は、アフターバーナー／ローカル燃料計量機構１４，アフターバーナー／コア燃料計量機構１５，アフターバーナー／ファン燃料計量機構１６に分岐されて供給され、そこでそれぞれ別個に計量された後、アフターバーナー燃焼器へ供給される。
【０００４】
このアフターバーナー燃料を遮断するためには、アフターバーナー燃料ポンプ１２から燃料が吐出されないようにすると共に燃料遮断用バルブ１１を閉じるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、アフターバーナー燃料を遮断するためには、ポンプ供給燃料を停止しなければならないため、アフターバーナー専用の独立したアフターバーナー燃料ポンプ１２以外は使用できなかった。またポンプ１２の入口の燃料遮断用バルブ１１で燃料を遮断するため、ポンプ後流の燃料は流出してしまう可能性もあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アフターバーナー燃料の供給と遮断を簡単に行えるアフターバーナー燃料遮断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、アフターバーナー燃料の供給と遮断を行うアフターバーナー燃料遮断装置において、燃料ポンプに主燃焼器ラインとアフターバーナー燃焼器ラインを分岐して接続し、その主燃焼器ラインに、主燃料計量機構を接続し、アフターバーナー燃焼器ラインに、アフターバーナー／ローカル燃料計量機構、アフターバーナー／コア燃料計量機構、アフターバーナー／ファン燃料計量機構をそれぞれ接続し、そのアフターバーナー／ローカル燃料計量機構、アフターバーナー／コア燃料計量機構、アフターバーナー／ファン燃料計量機構の後流にアフターバーナー燃料遮断用バルブをそれぞれ接続すると共に、その各アフターバーナー燃料遮断用バルブに、これらアフターバーナー燃料遮断用バルブに制御用の燃料油を供給して開閉するノズルフラッパを有するサーボ弁を接続し、且つノズルフラッパは、燃料を噴射するノズルとそのノズルを塞ぐフラッパとからなり、フラッパのトルクモータに、アフターバーナ燃料供給と遮断の電気信号が入力されて、フラッパを揺動し、ノズルで、電気信号に応じた油圧信号に変換してサーボ弁を作動し、そのサーボ弁から制御用の燃料油を各アフターバーナー燃料遮断用バルブに供給して、その各アフターバーナー燃料遮断用バルブを同時に開閉するようにしたアフターバーナー燃料遮断装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、サーボ弁は、スプール弁を有し、ノズルフラッパでの油圧信号で、スプール弁を作動して各アフターバーナー燃料遮断用バルブの開閉を行う請求項１記載のアフターバーナー燃料遮断装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１１】
先ず、図２により航空機用ガスタービン・エンジンのアフターバーナー・システムを説明する。
【００１２】
エンジン燃料入口よりの燃料が、燃料ポンプ２０により、主燃焼器ライン２１とアフターバーナー燃焼器ライン２２に分岐され、主燃焼器ライン２１に主燃料計量機構２３が接続され、燃料が計量された後、エンジン主燃焼器へ供給されて燃焼される。
【００１３】
燃料ポンプ２０からアフターバーナー燃焼器ライン２２へ供給された燃料は、アフターバーナー／ローカル燃料計量機構２４，アフターバーナー／コア燃料計量機構２５，アフターバーナー／ファン燃料計量機構２６に供給され、それぞれ別個に計量された後、それぞれ燃料遮断用バルブ２７，２８，２９を介してアフターバーナー燃焼器へ供給される。
【００１４】
燃料遮断用バルブ２７，２８，２９は、１個のサーボバルブ３０にて開閉動されるようになっており、そのサーボバルブ３０に、開閉の電気信号３２を入力することで、燃料遮断用バルブ２７，２８，２９を開閉するようになっている。
【００１５】
この燃料遮断用バルブ２７，２８，２９とサーボバルブ３０の詳細を図１により説明する。
【００１６】
図１は、サーボバルブ３０と燃料遮断用バルブ２７，２８，２９としての圧力制御バルブ３１を示している。
【００１７】
サーボバルブ３０は、電気信号３２を油圧信号に変換するもので、入力される電気信号３２を油圧信号に変換するノズルフラッパ３３と、そのノズルフラッパ３３の変換された油圧信号で回路を切り換えるスプール弁３４とから構成される。
【００１８】
ノズルフラッパ３３は、燃料の高圧ライン３５からオリフィス３６を介して接続され、オリフィス３６で減圧された燃料を噴射するノズル３７と、直流電磁コイル等のトルクモータ３８にて揺動され、そのノズル３７に位置してノズル口を閉じるフラッパ３９とからなっている。
【００１９】
スプール弁３４は、スリーブ４０内にスプール４１が摺動自在に設けられ、そのスプール４１の一方に高圧ライン３５に接続された高圧室４２が形成され、他方が、オリフィス３６の下流側のノズルライン４３に接続された圧力調整室４４が形成される。この圧力調整室４４には、スプール４１を受けるスプール座４５が設けられると共にスプール４１を高圧室４２側に付勢するスプリング４６が設けられる。
【００２０】
スリーブ４０には、高圧ライン３５に連なる高圧ポートｈと、低圧ライン４７に連なる低圧ポートｌと、出力ポートｏとが形成され、その出力ポートｏと圧力制御バルブ３１とが制御ライン４８で接続される。
【００２１】
スプール４１の高圧室４２側の端部には、高圧ポートｈと低圧ポートｌとを仕切る弁部４１ａが形成され、その途中には導入部４１ｂが形成される。
【００２２】
圧力制御バルブ３１は、図ではアフターバーナーローカル燃料遮断用バルブ２７のみを示しているが、コア、ファン用の燃料遮断用バルブ２８，２９も構造は同じである。また３系統に分岐しているのは燃料計量量がそれぞれ相違するためである。
【００２３】
圧力制御バルブ３１は、燃料計量機構からの燃料が導入される導入口４９を有するバルブスリーブ５０と、そのバルブスリーブ５０に摺動自在に設けられ、バルブスリーブ５０に形成された燃料出口ポート５１を開閉するスロットリングピストン５２と、そのスロットリングピストン５２内に挿入され、スロットリングピストン５２を駆動するためのリセットピストン５３とからなり、スロットリングピストン５２とリセットピストン５３間にコイルスプリング５４が設けられ、またリセットピストン５３に、リセットピストン５３をスロットリングピストン５２側に付勢するコイルスプリング５５が設けられる。
【００２４】
バルブスリーブ５０には、制御ライン４８からの燃料油をリセットピストン５３の背面側の室５６に導入する制御ポート５７、アフターバーナ作動時にスロットリングピストン５２の開閉を行う制御用の燃料油を導入するポート５８、高圧ライン３５の燃料油と略同圧の燃料油を導入する高圧ポート５９が設けられ、スロットリングピストン５２には、リセットピストン５３とで形成される圧力室６０に開口する導入ポート６１が形成される。
【００２５】
なお、６３は、バルブスリーブ５０のキャップ、６２は、リセットピストン５３の背面側の室５６に設けたスプリングシートである。
【００２６】
次に本発明の作用を述べる。
【００２７】
先ず、図２に示すように、エンジン燃料入口よりＪＰ−４等の燃料が燃料ポンプ２０にて昇圧され、主燃焼器ライン２１より主燃料計量機構２３で燃料が計量された後、エンジン主燃焼器へ供給されて燃焼される。
【００２８】
また、残りはアフターバーナー燃焼器ライン２２より、アフターバーナー／ローカル燃料計量機構２４，アフターバーナー／コア燃料計量機構２５，アフターバーナー／ファン燃料計量機構２６に供給され、それぞれ別個に計量された後、それぞれ燃料遮断用バルブ２７，２８，２９を介してアフターバーナー燃焼器へ供給される。
【００２９】
図１は、アフターバーナー燃焼が行われている状態を示し、この状態で、圧力制御バルブ３１は、そのリセットピストン５３が図示の位置にあり、導入口４９からの燃料を燃料出口ポート５１に流してアフターバーナー燃焼器に供給する。
【００３０】
この際、サーボバルブ３０は、高圧ライン３５からの高圧の燃料油がオリフィス３６を通って減圧され、ノズル３７から燃料油を噴射している。スプール弁３４は、高圧ライン３５からの高圧燃料油が高圧室４２に導入され、スプール４１は、スプール座４５に着座した位置にあり、この状態で、低圧ライン４７からの低圧燃料油は低圧ポートｌからスプール４１の導入部４１ｂを通し、出力ポートｏを介して制御ライン４８に流れ、圧力制御バルブ３１の制御ポート５７よりリセットピストン５３の背面側の室５６に導入される。この室５６に導入される燃料油の圧力は、導入口５８より導入される燃料の圧力より充分低いため、リセットピストン５３は、図示の位置に保持されてアフターバーナー燃焼が行われる。
【００３１】
アフターバーナー燃焼を遮断する時には、電気信号３２をノズルフラッパ３３のトルクモータ３８に送ることで、フラッパ３９がノズル３７のノズル口を閉じるように揺動する。これにより高圧ライン３５からオリフィス３６を通る燃料油の流れが遮断され、オリフィス３６の下流側のノズルライン４３が、高圧ライン３５の圧力と同じになり、その圧力が圧力調整室４４に作用し、スプール４１の両端には同じ高圧が作用するため、スプリング４６の力によってスプール４１が図でみて左側に移動され、この結果、低圧ポートｌが閉じ、高圧ライン３５に連なる高圧ポートｈと出力ポートｏとが導入部４１ｂを介してつながり、高圧の燃料油が制御ライン４８に流入する。
【００３２】
制御ライン４８に流入した高圧の燃料油は、制御ポート５７からリセットピストン５３の背面側の室５６に導入され、この結果、リセットピストン５３は、左側に移動すると共にスロットリングピストン５２を左方に移動する。スロットリングピストン５２の移動により、燃料出口ポート５１は閉じられる。
【００３３】
このように、トルクモータ３８に電気信号３２を入力し、これを油圧信号に変換し、この油圧信号でスプール弁３４を作動することで、アフターバーナー燃料計量バルブの後流の圧力制御バルブ３１をサーボバルブ３０への電気指令に応じて閉め切ることにより、アフターバーナー燃焼器への燃料供給を遮断することが可能である。
【００３４】
また、サーボバルブ３０の１個で、燃料遮断用バルブ２７，２８，２９を遮断するため、エンジン運転中の不具合発生時等に、ローカル、コア、ファンのセグメントへの燃料を同時に遮断可能である。
【００３５】
燃料遮断後、アフターバーナー燃焼器への燃料供給を再度行う場合は、サーボバルブ３０に電気信号３２を送り、ノズル３７から再度燃料油が噴出するようフラッパ３７を戻すことで、スプール弁３４と圧力制御バルブ３１は、再度図１の状態に戻り、燃料をアフターバーナー燃焼器へ供給することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、サーボバルブに電気信号を入力して油圧信号に変換し、この信号でアフターバーナー燃料計量バルブの後流の燃料遮断用バルブを遮断することで、油圧機構の高い信頼性を充分生かした機構とすることができる。また、アフターバーナー専用のポンプでなく、メインも兼ねた燃料ポンプで、アフターバーナー燃焼を停止でき、ポンプシステムの構成の自由度を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す要部の回路図である。
【図２】本発明におけるアフターバーナー・システムの全体概略図である。
【図３】従来のアフターバーナー・システムの概略図である。
【符号の説明】
２０  燃料ポンプ
２１  主燃焼器ライン
２２  アフターバーナー燃焼器ライン
２３  主燃料供給機構
２４，２５，２６  アフターバーナー燃料供給機構
２７，２８，２９  アフターバーナー燃料遮断用バルブ
３０  サーボバルブ
３３  ノズルフラッパ
【図１】
0003948067.tif 000002
【図２】
0003948067.tif 000003
【図３】
0003948067.tif 000004