(57)【要約】  本発明は、作動手段の動作により、２つのフランジ間で脈動可能な脈動ダイアフラムを有する少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、ポンプ（１）の吸込ライン（４）とポンプ（１）の吐出ライン（５）との間で燃料を循環させることを特徴とする、航空機における燃料循環のための方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機における燃料循環方法であって、作動手段の動作によって、２つのフランジ間で脈動可能な脈動ダイアフラムを有する少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記ポンプ（１）の吸込ライン（４）と前記ポンプ（１）の吐出ライン（５）との間で前記燃料を循環させることを特徴とする、燃料循環方法。
【請求項２】
外部の燃料供給源に接続された吸込ライン（４）、及び、前記航空機のタンク（３０）に接続された吐出ライン（５）を有する前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記タンクに燃料を充填することを特徴とする、請求項１に記載の燃料循環方法。
【請求項３】
タンク（３０）に接続された吸込ライン（４）、及び、前記航空機の別のタンク（３０）に接続された吐出ライン（５）を有する前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記タンク（３０）間で燃料を移送することを特徴とする、請求項１又は２に記載の燃料循環方法。
【請求項４】
タンク（３０）に接続された吸込ライン（４）、及び、前記航空機のエンジン（３１）に接続された吐出ライン（５）を有する前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記エンジンに燃料を供給することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料循環方法。
【請求項５】
タンク（３０）に接続された吸込ライン（４）、及び、前記航空機の補助動力ユニット（３２）に接続された吐出ライン（５）を有する前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記補助動力ユニットに燃料を供給することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料循環方法。
【請求項６】
タンク（３０）に接続された吸込ライン（４）、及び、燃料を受け取るための外部源に接続された吐出ライン（５）を有する前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記タンク（３０）を空にすることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料循環方法。
【請求項７】
航空機における燃料循環システムであって、作動手段の動作によって、２つのフランジ間で脈動可能な少なくとも１つの脈動ダイアフラムポンプ（１）を使用して、前記ポンプ（１）の吸込ライン（４）と前記ポンプ（１）の吐出ライン（５）との間で前記燃料を循環させることを特徴とする、燃料循環システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）の前記吸込ライン（４）が外部の燃料供給源に接続され、且つ、前記吐出ライン（５）が前記航空機のタンク（３０）に接続されて、前記タンクに燃料を充填することを特徴とする、請求項７に記載の燃料循環システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）の前記吸込ライン（４）がタンク（３０）に接続され、且つ、前記吐出ライン（５）が前記航空機の別のタンク（３０）に接続されて、前記タンク（３０）間で燃料を移送することを特徴とする、請求項７又は８に記載の燃料循環システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）の前記吸込ライン（４）がタンク（３０）に接続され、且つ、前記吐出ライン（５）が前記航空機のエンジン（３１）に接続されて、前記エンジンに燃料を供給することを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載の燃料循環システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）の前記吸込ライン（４）がタンク（３０）に接続され、且つ、前記吐出ライン（５）が前記航空機の補助動力ユニット（３２）に接続されて、前記補助動力ユニットに燃料を供給することを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の燃料循環システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）の前記吸込ライン（４）がタンク（３０）に接続され、且つ、前記吐出ライン（５）が燃料を受け取るための外部源に接続されて、前記タンク（３０）を空にすることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか一項に記載の燃料循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば飛行機のような、航空機における燃料循環のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空術学分野では、燃料補給のための外部装置からあるいは異なるタンク間で燃料を分配するための内部装置から、航空機内で燃料を循環させること（移送）、および／または航空機のジェットエンジンのようなエンジンあるいは少なくとも１つの補助動力ユニット（ＡＰＵ）に、それらの動作に必要な燃料を供給すること（供給）は周知である。
【０００３】
航空機の燃料補給は、トラックからの気密式ライン（０．２５ＭＰａ（２．５バール）で＋／−１００ｍ３／ｈ）から、次のフライトに必要な量の燃料を機上に搭載するために行われる操作である。この操作は「圧力給油」とも呼ばれる。
【０００４】
燃料の移送は、航空機が２台以上のタンクを持っている場合に、航空機内で必要となる操作である。タンクの数は、航空機製造業者と対象となる型式の構成によって変動し、それによって空にする順序が強制的に決まる。特に、「スカベンジ（Ｓｃａｖｅｎｇｅ）」とも呼ばれる燃料の移送はマニホールドの充填の間に行うことができ、エンジンの消費量より大きい流量が連続的に供給される。その目的はマニホールドを１００％のフル状態とし、別のタンクへのオーバーフロー状態を保つことによって、航空機のロールおよび／またはピッチフライト条件に関係なく、エンジンへの良好な供給を確保するためである。燃料の移送は、航空機の一方または他方にバランスの不均衡を引き起こしかねないエンジンの１つの過剰消費、および／もしくはエンジンの１つの停止中、および／もしくは、飛行機のタンクへの不均一な充填時に、重心を再確立するために飛行機の両側に位置する２つのタンク間で燃料を移送する間に行われる場合がある。または、燃料の移送は、飛行機の空力特性に影響を与える飛行機の重心位置を最適化し、その結果、燃料消費を最適化するために、ＡＦＴタンクとも呼ばれる後部タンクから、および／もしくはＦＷＤタンクとも呼ばれる前方タンクから、および／もしくはＣＴＲタンクとも呼ばれる中央タンクから、できる限りの燃料の移送を行う間に、行われる場合がある。
【０００５】
エンジンへの燃料供給は、エンジンに燃料を送るマニホールドから燃料を引き出す燃料ポンプによって達成される。一般にエンジン毎に１つの燃料ポンプがあり、側面毎に１つの予備ポンプがある、そしていずれもタンクの底部に位置している。これらはタンクを空にすることなくメンテナンスをできるよう、分解できる筐体の状態で設置することができる。
【０００６】
このように、航空機の中の燃料循環は、電力または水力を供給される例えばターボポンプおよび／あるいは容積ポンプのようなターボ形ポンプ、または作動圧力を供給されるベンチュリー効果ポンプ（イジェクタ）を用いて行われる。
【０００７】
航空機の燃料システムで最も頻繁に使用されるのは、遠心ポンプとも呼ばれるターボ形ポンプであり、主に吸入管、筐体と排出管で構成されたポンプ本体を備える。筐体は、シャフト上に搭載された羽根車形状のインペラを形成する可動部分またはローターを受容する。ローターは、電力または水力または熱またはタービンモーターであり得る駆動装置により作動する。
【０００８】
このタイプのポンプには多くの欠点がある。実際に、一般のこのタイプのポンプは、エネルギー性能がおよそ３０から７０％と悪いだけでなく、かなりの重量とスペースの必要性を有し、頻繁な維持管理を必要とする回転部分の深刻な磨耗があり、キャビテーション現象に対し敏感である。キャビテーションは数分で機械を破壊し得るノイズ現象である。排気中は、遠心ポンプの内部に存在する液体は均一の圧力を持っていない。特に、低圧力が多かれ少なかれ強調される領域がある。ポンプで汲み出された液体がその沸点、すなわち液体状態から気体状態への切り替え点に十分に近い場合に、沸点での圧力が蒸発圧力より低くなり、その結果蒸気泡がポンプ内に形成されることがある。かかる気泡が圧力の増加する領域に到達すると、突然内破を起こす。内破は騒音を伴い、そしてもしそれが壁の近辺で起こると、金属に微小穿孔を生み出す機械的損傷（浸食）を引き起こしかねない。
【０００９】
しかしながら、航空機の燃料供給システムで利用される他のポンプはベンチュリー効果ポンプであり、そのベンチュリー効果ポンプが作動圧力を生み出すためには別タイプのポンプの使用を必要とするため、ユニットの重量が増加する。さらに、そのポンプが、およそ１０から２５％の非常に低いエネルギー効率で、キャビテーション現象に敏感である。
【００１０】
キャビテーション現象が装置の機械的劣化、性能の低下、ノイズや、場合によっては飛行機のジェットエンジンにとって問題となり得る気泡の混入を引き起こすため、対象となる適用において、キャビテーション現象は、その現象に「敏感」と言われる装置にとって非常に有害である。航空術学において、キャビテーションを引き起こす条件とは、各燃料特有の密度を有する燃料のタイプ、低気圧（すなわち航空機が高所にあるとき）、液体状態から気体状態への切り替えを促進する流体の高温状態、および高速流動である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
それゆえに、エネルギー効率が良好な、軽量および省スペースで、維持管理の必要性が小さく、特に飛行状態によって現れ得るキャビテーション現象に鈍感な航空機燃料の供給システムが真に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明の目的の１つは、良好な効率を有し、維持管理の必要性が小さく、キャビテーション現象に鈍感な、航空機における燃料循環の方法およびシステムを提案することによって、これらの欠点を改善することである。
【００１３】
そのために、本発明によれば、作動手段の働きにより、２つのフランジ間で脈動可能な少なくとも１つの脈動ダイアフラムポンプを用いて、ポンプの吸込ラインとポンプの吐出ラインとの間で燃料を循環させることからなる注目すべき方法が提案される。
【００１４】
従来技術における燃料循環方法と比較すると、ダイアフラムポンプに回転部分が無いことと、キャビテーション現象および汚染現象への高レベルの耐性により、維持管理の必要性が小さくなる。さらに、ダイアフラムポンプがポンプの自吸を可能にするので、燃料の循環方法の実装が容易になる。
【００１５】
本発明による方法は、いくつかの特定の実施形態により提示され得る。実際には、第１の実施形態は、その吸込ラインが外部の燃料供給源に接続され、かつ、その吐出ラインが航空機のタンクに接続された少なくとも１つのダイアフラムポンプを用いて、タンクに燃料を充填することからなる。
【００１６】
第２の実施形態は、その吸込ラインが１つのタンクに接続され、かつ、その吐出ラインが航空機の別のタンクに接続された少なくとも１つのダイアフラムポンプを用いて、複数のタンク間で燃料を移送することからなる。
【００１７】
第３の実施形態は、その吸込ラインがタンクに接続され、かつ、その吐出ラインが航空機のエンジンに接続された少なくとも１つのダイアフラムポンプを用いて、エンジンに燃料を供給することからなる。
【００１８】
第４の実施形態は、その吸込ラインがタンクに接続され、かつ、その吐出ラインが航空機の補助動力ユニットに接続された少なくとも１つのダイアフラムポンプを用いて、補助動力ユニットに燃料を供給することからなる。
【００１９】
最後に、第５の実施形態は、その吸込ラインがタンクに接続され、かつ、その吐出ラインが燃料を受け取るための外部源に接続された少なくとも１つのダイアフラムポンプを用いて、タンクを空にすることからなる。
【００２０】
航空機の燃料循環システムにあわせて施された改善は、作動手段の働きにより、２つのフランジ間で脈動可能な少なくとも１つの脈動ダイアフラムポンプを備え、ポンプの吸込ラインとポンプの吐出ラインとの間で燃料を循環させる点で、注目すべきものである。
【００２１】
従来技術における燃料循環方法と比較すると、ダイアフラムポンプにおいて回転部分が無いことと、キャビテーション現象および汚染現象への高レベルの耐性により、維持管理の必要性が小さくなる。さらに、ダイアフラムポンプがポンプの自吸を可能にするので、燃料の循環方法の実装が容易になる。
【００２２】
第１の実施形態によると、ダイアフラムポンプの吸込ラインが外部の燃料供給源に接続され、かつ、吐出ラインが航空機のタンクに接続され、タンクに燃料を充填する。
【００２３】
第２の実施形態によると、ダイアフラムポンプの吸込ラインが１つのタンクに接続され、かつ、吐出ラインが航空機の別のタンクに接続され、複数のタンク間で燃料を移送する。
【００２４】
第３の実施形態によると、ダイアフラムポンプの吸込ラインがタンクに接続され、かつ、吐出ラインが航空機のエンジンに接続され、エンジンに燃料を供給する。
【００２５】
第４の実施形態によると、ダイアフラムポンプの吸込ラインがタンクに接続され、かつ、吐出ラインが航空機の補助動力ユニットに接続され、補助動力ユニットに燃料を供給する。
【００２６】
最後に、第５の実施形態によると、ダイアフラムポンプの吸込ラインがタンクに接続され、かつ、吐出ラインが燃料を受け取るための外部源に接続され、タンクを空にする。
【００２７】
他の利点および特徴は、以下の添付図面を参照しながら、本発明によるポンプおよび航空機の燃料供給システムの非限定的な例として提示される様々な実施形態に関する以降の説明から理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】航空機のタンクを充填するための本発明による燃料循環の方法およびシステムの概略図である。
【図２】航空機の第１のタンクから第２のタンクへ燃料を転送するための本発明による燃料循環の方法およびシステムの概略図である。
【図３】航空機のジェットエンジンに燃料を供給するための本発明による燃料循環の方法およびシステムの概略図である。
【図４】航空機の補助動力ユニット（ＡＰＵ）に燃料を供給するための本発明による燃料循環の方法およびシステムの概略図である。
【図５】航空機のタンクを空にするための本発明による燃料循環の方法およびシステムの概略図である。
【図６】本発明による方法で実装されたポンプの実施形態の第１変形例の側面図である。
【図７】本発明による方法で実装されたポンプの実施形態の第２変形例の側面図である。
【図８】本発明による方法で実装されたポンプの実施形態の第３変形例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明による航空機における燃料循環の方法およびシステムの以降の説明において、同じ参照符号は同じ要素を示す。さらに、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【００３０】
図１から図５に参照されるように、本発明は、航空機内における燃料循環の方法およびシステムに関する。本発明による方法は、作動手段の働きにより、２つのフランジ間で脈動可能な少なくとも１つの脈動ダイアフラムポンプ（１）を用いて、ポンプ（１）の吸込ラインとポンプの吐出ラインとの間で燃料を循環させることからなる。
【００３１】
そのために、図１から図８に参照されるように、燃料循環システムは少なくとも１つのダイアフラムポンプ（１）を備える。１つの特定の実施形態によれば、ダイアフラムポンプは、吸込ライン（４）が開口していく円筒状チャンバおよびポンプ本体（２）に同軸の吐出ライン（５）を取り囲む円筒状ポンプ本体（２）、ならびに、中央開口部を有し、ともに円筒状チャンバ内に延在していく固定された下部および上部フランジとの間で円筒状チャンバ内に延在していく脈動膜を備える。
【００３２】
脈動膜は円形の中央開口部を有する円板形状である。脈動膜は、例えばシリコーンエラストマやその同類のもののような、弾性変形可能な物質から得られる。脈動膜の厚さはその中央部からその周縁部にかけて増加し、円形の中央開口部は吐出ライン（５）の内径と実質的に等しい直径を有する。
【００３３】
下部フランジは、ポンプ（１）の本体（２）の底壁と一体をなし、上部フランジは、以下に詳述するように、ポンプの変位を変えるために垂直方向に移動させることができる。また、膜を保持する上部および下部のフランジの壁は凸状をなす。
【００３４】
さらに、ポンプ（１）は、上部および下部のフランジ間に膜を支持する剛性の手段を備える。その支持手段は、特に、膜の周縁部と協働する。かかる支持手段は、例えば、膜の周縁部を支持する環状カラーからなる。
【００３５】
また、ポンプ（１）は脈動膜の支持手段と協働して、脈動膜を作動する手段を備える。かかる作動手段は、例えば、リニア電磁アクチュエータ、および電磁アクチュエータの作動域を制限する減衰手段からなる。
【００３６】
電磁アクチュエータ自体は、上部フランジの上方にある吐出ライン（５）と同軸で、かつ励磁モータと同列に延在する可動の円筒状リングからなる。励磁モータは、内部と呼ばれる固定された円筒状の電機子と、外部と呼ばれる固定された円筒状の電機子とから構成され、電源回路に接続された環状コイルと、環状コイルの上方および下方それぞれに延びる２つの環状永久磁石を支持している。電源回路は、例えば、少なくとも１つのパワーアンプおよび信号発生器を備える。
【００３７】
可動の円筒状リングの下端部は、肩部を有する環状カラーに一体化し、脈動膜の支持リングに一体化した接続要素に係合される。こうして、特にアクチュエータが休止しているときに、接続要素は脈動膜を固定する。
【００３８】
さらに、上部フランジは、ポンプ（１）の変位を変えるために内部の固定電機子に対して垂直方向に摺動可能なスライドに、好適に一体化されている。かかるスライドは、例えば、吐出ライン（５）の流通のための中央凹部と、内部の固定電機子に一体化されたガイドが延びていく穴とを有する円形部分からなる。スライドの位置を変えるため、スライドには、内部の固定電機子に形成された穴に延在していくネジと協働するネジ山がある。ネジは、その下部で外壁上にネジ山を有する、円形断面の管状部分を有する。
【００３９】
上部フランジはスライドの底面に一体化されており、ポンプ（１）の回転の垂直軸に沿ってかかるスライドの位置を変化させることによって、ポンプの変位を関連する適用要件に従って変えられるようになっている。
【００４０】
加えて、吸込ライン（４）および／または吐出ライン（５）は少なくとも１つのフィルターを備えることができる。
【００４１】
さらに、本発明によるポンプは、圧力センサおよび／または温度センサおよび／または燃料存在検知センサのような、少なくとも１つのセンサを好適に備え得る。かかるセンサによって測定された情報は、管理手段を備える供給回路に送信することができ、特にリニア電磁アクチュエータの電源特性を加減することにより、その情報の関数として流量を調整することができる。
【００４２】
したがって、リニア電磁アクチュエータが作動すると、可動の円筒状リングが下方および上方に交互に動かされ、その結果、リニア電磁アクチュエータに給電する周波数で、脈動膜が下方および上方それぞれに作動する。このようにして、膜は、円筒状チャンバ内に存在する燃料の変位を引き起こす波面を吐出ライン（５）へ伝播する。
【００４３】
換言すれば、燃料循環システムは、交互に運動する膜を利用する容積変位型のダイアフラムポンプ（１）を組み入れ、ここで一定量の燃料をトラップすることにより燃料を移動させ、そしてトラップした容積の燃料を吐出ライン（５）に強制的に吐き出させる。それゆえ、ダイアフラムポンプ（１）は良好な吸引特性を示す。
【００４４】
燃料がポンプ内で接触する唯一の可動部分は、エラストマー膜である。すべての機械的および電気的構成要素は、燃料への暴露から隔離されている。このことで、異物を捕捉する危険性が最小限となり、本発明による燃料循環の方法およびシステムの信頼性を最大化することが可能になる。それゆえ、システムの維持管理が軽減される。
【００４５】
いくつかの実施形態の変形が、ポンプ本体（２）に対する吸込ライン（４）の配置により可能である。事実、図６に示す第１変形例によれば、ダイヤフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）は、ポンプ本体（１）に対して半径方向に延在する。
【００４６】
図７に示す第２の変形例によれば、吸込ライン（４）は吐出ライン（５）とは反対側から、吐出ラインと同軸に延在する。
【００４７】
最後に、図８に示す第３の変形例によれば、ダイヤフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）は、ポンプ（１）の円筒状本体（２）に複数の通気孔（２９）形状を形成し、円筒状チャンバをポンプ（１）の外部と連通するように配置する。この特定の実施形態では、かかる通気孔（２９）は、円筒状ポンプ本体（２）の周囲に均一に分布し、円筒状チャンバの全高にわたって延在する縦方向の開口をなす。
【００４８】
ポンプ本体（２）、チャンバおよび膜は、ポンプ本体（２）およびチャンバのためには平行六面体形状のような、ならびに膜のためには長方形のような、任意の形状を有することができるので、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、ポンプの形状は本発明を限定しないことは明らかである。重要なことは、航空機の燃料の循環方法におけるダイアフラムポンプの好適な利用である。
【００４９】
最後に、提示された例は特定の例示にすぎず、決して本発明の範囲に関して限定しないことは明らかである。
【００５０】
上述のとおり、本発明による方法は、ダイヤフラムポンプ（１）を用いて航空機内で様々な燃料循環操作を行うことを可能にする。
【００５１】
図１で参照されるように、本発明による方法は、航空機のタンク（３０）の少なくとも１つに燃料を充填することを可能にする。そのために、循環システムのダイアフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）が、外部の燃料供給源に接続され、かつ吐出ライン（５）が航空機のタンク（３０）に接続されて、タンクに燃料を充填する。
【００５２】
図２で参照されるように、本方法は、航空機の少なくとも２つのタンク（３０）間で燃料の移送を可能にする。そのために、循環システムのダイヤフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）が１つのタンク（３０）に接続され、かつ吐出ライン（５）が航空機の別のタンク（３０）に接続されて、タンク（３０）間で燃料を移送する。
【００５３】
図３で参照されるように、本方法はまた、航空機のタンク（３０）の少なくとも１つから、エンジン（３１）の少なくとも１つに燃料を供給することを可能にする。そのために、循環システムのダイヤフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）がタンク（３０）に接続され、かつ吐出ライン（５）が航空機のエンジン（３１）に接続されて、エンジンに燃料を供給する。
【００５４】
図４で参照されるように、本方法はタンク（３０）の少なくとも１つから少なくとも１つの補助電源ユニット（ＡＰＵ）に燃料を供給することを可能にする。そのために、循環システムのダイヤフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）がタンク（３０）に接続され、かつ吐出ライン（５）が航空機の補助電力ユニット（３２）に接続されて、補助電力ユニットに燃料を供給する。
【００５５】
最後に、図５で参照されるように、本発明による方法はまた、タンク（３０）の少なくとも１つを空にすることを可能にする。そのために、循環システムのダイヤフラムポンプ（１）の吸込ライン（４）はタンク（３０）に接続され、かつ吐出ライン（５）が燃料を受け取るための外部源に接続されて、タンク（３０）を空にする。
【００５６】
システムが、実施され得る異なる燃料循環操作に必要なだけのダイアフラムポンプ（１）を備えることができることは極めて明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2017530049.tif 000011
2017530049.tif 000012
2017530049.tif 000013
2017530049.tif 000014
2017530049.tif 000015
2017530049.tif 000016