(57)【要約】【課題】エンジンの適切な動作にとって有害である、特定の流れ状態を回避することを可能にしていて且つ上述の既知の方法に固有の欠点が少なくとも部分的に存在しない、供給回路を調整する方法の提供。【解決手段】第１のポンプ（１２）と、第１のポンプ（１２）に通じる上流ダクト（１０ａ）と、を少なくとも具備する、供給回路（１０）を調整する方法であって、この方法は、第１のポンプ（１２）に供給される上流ダクト（１０ａ）内の流れのガス含有量を決定する段階と、決定する段階において決定された、上流ダクト（１０ａ）内のガス含有量の値が、予め定められた閾値以上である場合に、第１のポンプ（１２）に供給される流れの流速を修正する段階と、を具備する。【選択図】図１Ａ【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポンプ（１２）と、前記第１のポンプ（１２）に通じる上流ダクト（１０ａ）と、を少なくとも具備する、供給回路（１０）を調整する方法であって、この方法が、
前記第１のポンプ（１２）に供給される前記上流ダクト（１０ａ）内の流れのガス含有量を決定する段階と、
前記決定する段階において決定された、前記上流ダクト（１０ａ）内の前記ガス含有量の値が、予め定められた閾値以上である場合に、前記第１のポンプ（１２）に供給される流れの流速を修正する段階とを具備する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記決定する段階において決定された前記ガス含有量の値が、前記予め定められた閾値以上である場合に、前記第１のポンプ（１２）に供給される前記流速は、前記上流ダクト（１０ａ）内において、スーパーキャビテーション状態を得るように増加させられる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のポンプ（１２）に供給される流速の増加が、２％より大きく且つ１５％未満であり、好適には２％より大きく且つ１０％未満であり、より好適には２％より大きく且つ５％未満である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記供給回路（１０）が、前記第１のポンプ（１２）から下流において下流ダクト（１３）と、前記下流ダクトから分岐していて且つ特定量の流体が前記下流ダクト（１３）から抽出されることを可能にする少なくとも１つの第１の分岐流路（１３ａ）と、を具備しており、
前記第１のポンプ（１２）に供給される流れの前記流速の前記修正は、少なくとも前記第１の分岐流路（１３ａ）を介して前記下流ダクト（１３）から抽出される流体の量を修正することにより実施される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のポンプ（１２）に供給される流体の前記流速は、少なくとも前記第１の分岐流路（１３ａ）を介して前記下流ダクト（１３）から抽出される流体の量を減少することにより増加される、ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記流れのガス含有量は、二相流の前記ガス含有量を決定するのに適していて且つ前記上流ダクト（１０ａ）内に配置される、相測定ツール（３０）により決定される、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス含有量についての前記予め定められた閾値は、５０％〜８０％の範囲内にある、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のポンプ（１２）に供給される流体の前記流速の前記修正は、前記相測定ツール（３０）が１秒未満において前記ガス含有量の、少なくとも５％、好適には１０％、より好適には１５％の変動を測定する場合に実施される、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ポンプ（１２）と、前記ポンプ（１２）に通じる上流ダクト（１０ａ）と、前記上流ダクト（１０ａ）内に配設された相測定ツール（３０）と、流速調整装置（１８）と、計算ユニット（４０）と、を少なくとも具備する、供給回路（１０）において、
前記計算ユニット（４０）は、前記上流ダクト（１０ａ）内の前記相測定ツール（３０）により測定されたガス含有量値が予め定められた閾値以上である場合に、前記ポンプ（１２）に供給される流速を修正するように前記流速調整装置（１８）を制御するように構成される、ことを特徴とする供給回路（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン、特にはタービンエンジン用の燃料供給回路の分野に係わり、そして本発明は、特には、供給回路を調整する方法、及び二相流が流れる、その様な供給回路にもまた関する。
【０００２】
本発明は、特に航空機のターボジェットに使用されてもよい。
【背景技術】
【０００３】
航空機エンジンは従来、航空機の翼に一般的に位置する、タンクから燃料を取り出す燃料供給回路を具備する。それらのタンクからエンジンへのその経路上において、燃料は、それらのタンクから出て飛行機の一部を形成する、パイプ（管）内、及びその後エンジンの供給回路の一部を形成する、パイプ内を流れることにより開始する。これら２本の管の間の接合部は従って、飛行機とエンジンとの間の境界面を構成する。更に、その様なエンジンの供給回路は、燃料が燃焼室に供給される前に、燃料を加圧するように作用するポンプ装置を具備する。ポンプ装置は一般的に。２つの段階、即ち低圧（ＬＰ）ポンプ及び高圧（ＨＰ）ポンプ、を具備する。ＬＰポンプは一般的に、羽根付き羽根車を有する、遠心ポンプであり、ＬＰポンプの適切な動作は、ＬＰポンプが燃料を十分に供給されることに強く依存する。特に、その種類のポンプは、液相の燃料により動作するように設計されるので、燃料の流れの中にガスが存在すると、ポンプの適正な動作を低下させる恐れがある。
【０００４】
しかしながら、エンジンを製造する時に、エンジン製造者は、エンジンが飛行中にさらされることになる動作条件を必ずしも知っているわけではなく、そして特には、彼ら（製造者）は、航空機の燃料タンク及びパイプの詳細設計を必ずしも知らない。逆には、幾つかのエンジンモデルが一般的に、任意の１つの航空機モデルに対応しているので、航空機製造者は、与えられた航空機において使用されることになる、エンジンの型式を必ずしも知っているとは限らない。結果として、航空機とエンジンとの間の境界面に存在する、流れ状態は、ほとんど知られていない。残念なことには、飛行機の構成及びそれの使用条件（ダクト（導管）の配置図、高度、燃料の種類、温度等）に依存して、境界面における流れ特性は妨害され得る。その結果は、特には脱気又は実際にはキャビテーション（空洞化）と、更に流れの圧力が低くなり過ぎる時に出現するようなこれらの２つの現象の間の結合と、を具備してもよい。結果として生じる二相流はその後、微小気泡と、気泡と、完全なガスポケット（凹所）と、を具備しており、それらは、ＬＰポンプの動作を阻害し、更にＬＰポンプに回復不能な損傷さえも与え、それによりエンジンの機能不全をもたらす恐れがある。これに関して、図１は、テストベンチ（試験台）において観察された流体の流れを示しており、キャビテーションの様々なモード（様式）を示しており、そして特には、低速で且つ比較的高い流れ圧力における流れに対応していて且つポケットを含む、キャビテーションモード（図１Ａ）を示す。このモードは、安定したキャビテーションポケット（ガスポケット）を有していて且つ比較的静的な流れであって、飛行機とエンジンとの間の境界面（羽根の吸入側であるとしても考えられ得る、広がり部分を有するベンチュリー管喉部によりモデル化される）に位置したままであって、ポケットはダクトに沿って移動せず、そしてポケットがポンプに到達しない、流れにより特徴付けられる。一般的には、この種類のキャビテーションはまた、ポンプ羽根の吸い込み側においても形成され得る。更に図１は、ポケットキャビテーションモードにおいてに比べて、より高い流速及びより低い圧力に対応する、乱流キャビテーションモード（図１Ｂ）を示す。このモードは、高度の渦度、即ち、キャビテーションポケットが、流れに沿うダクトの部分において下流方向に移動する明確な周波数において同期した状態で分離する状態の非常に動的な流れ、により特徴付けられる。
【０００５】
これらのキャビテーションの流れ状態は、ポンプ、ひいてはエンジンの適切な動作にとって有害であり得る。具体的には、これらの種類の状態において、ＬＰポンプは、本質的に気相中にある流体を時々供給されてもよい。図１Ｂの垂直線Ｔは、流れが殆ど完全に気体である、部分を示す。この形態は、特にポンプが呼び水されなくなる状態をもたらすことが可能であるか、又は実際には振動を招くことが可能であり、従ってポンプを損傷する可能性がある、サージング（脈動）現象の出現を招くことが可能である。
【０００６】
これらの種類の流れ状態を回避するためには、飛行中において航空機とエンジンとの間の境界面において燃料が供給される状態を模擬すること、従って正確に特定することが必要であろう。しかしながら、上述のように、エンジン製造者は、その様な模擬を可能にするための、特に航空機の正確な構成に関する十分な情報を殆ど有さない。従って、これらの流れ状態を回避することを目的とする今日の解決策の内容は、飛行機とエンジンとの間の境界面において圧力が低過ぎる（キャビテーション現象を促進する）任意の危険性を回避するように飛行包囲線を制限するものであるか、又は実際には、航空機の重量を無意味に増加させる結果を有する、ＬＰポンプの寸法の過剰増大によるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、エンジンの適切な動作にとって有害である、特定の流れ状態を回避することを可能にしていて且つ上述の既知の方法に固有の欠点が少なくとも部分的に存在しない、供給回路を調整する方法に対する、及びまた供給回路に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、第１のポンプと、第１のポンプに通じる上流ダクトと、を少なくとも具備する供給回路を調整する方法を提供しており、この方法が、第１のポンプに供給される上流ダクト内の流れのガス含有量を決定する段階と、決定する段階において決定された、上流ダクト内のガス含有量の値が、予め定められた閾値以上である場合に、第１のポンプに供給される流れの流速を修正する段階と、を具備する。
【０００９】
本開示において、流れは、液体の流れ、又は二相流、即ち液相と、液体の蒸気及び液体に当初溶解した任意の空気を具備する気相と、の両方を具備する流体の流れであってもよく、そして用語「上流」及び「下流」は、流体の流れ方向に対して理解されるべきである。
【００１０】
用語「ガス（気体）含有量」は、上流ダクトの一部にわたり、全体としての流体中の気相の総体積分率を意味するように使用される。従って、予め定められた値は、予め定められた気相分率に対応する。閾値は、特定の流れ状態の出現に対応するように、例えば、特定のキャビテーションモード、及び特に乱流キャビテーションモードに対応するように、決定されてもよい。従って、決定する段階は、第１のポンプから上流におけるその様な流れ状態の出現を検出するように作用する。
【００１１】
更に、用語「流速を修正する」は、第１のポンプに供給される流体の質量流速を増大又は減少することとして理解されるべきである。従って、一旦決定する段階において乱流キャビテーション状態が検出されると、第１のポンプに供給される流体の質量流速は修正される。この流速修正は、第１のポンプから上流の圧力の修正、ひいては流れ状態の変更をもたらす。従って、この方法により、その様な状態の出現を検出し且つ次に航空エンジンにとって飛行包囲線を制限する必要なしで流速を単に修正することにより、エンジンの動作を害することが可能な乱流キャビテーションモードに対応する、流速状態を回避することが可能になる。更に、その様な方法は、ポンプの寸法が大きくなり過ぎることを回避することを可能にし、それによりその重量及び寸法を増大させることを回避するように作用する。
【００１２】
特定の実施の形態において、決定する段階において決定されたガス含有量値が予め定められた閾値以上である場合に、第１のポンプに供給される流速は増加される。
【００１３】
特定の実施の形態において、決定する段階において決定されたガス含有量値が予め定められた閾値以上である場合に、第１のポンプに供給される流速は、上流ダクト内において「スーパーキャビテーション（超空洞化）」状態を得るように増加される。
【００１４】
決定する段階において予め定められた閾値以上のガス含有量値を検出することは、ポンプに危険をもたらすキャビテーションモード、例えば乱流キャビテーションモード、の存在の特徴である。乱流キャビテーションモードは一般的に、このモードの不安定な性質を考慮すると、ポンプの、ひいてはエンジンの、適切な動作のために、ポンプにとって最も有害な流れ状態を構成する。具体的には、この種類の状態下において、ＬＰポンプは、時々、本質的に気相中にある流体を供給されてもよい。この構成は、特にポンプに呼び水がされなくなり、更にポンプが損傷することに導き得る。
【００１５】
具体的には、流速を増加させることは、該流れの圧力の減少をもたらしており、この圧力減少は、上流ダクト内に既に存在するキャビテーション現象を強調し、それにより、乱流キャビテーションモードにおいてに比べてより高い流速とより低い流れ圧力とに対応する、キャビテーションの所謂「スーパーキャビテーション」モードに達するという効果を有する。この流速増加は、上流ダクト内において「スーパーキャビテーション」状態を意図的に得るように達成される。具体的には、図１Ｃに示されるように、これらの状態は、より局所的であって且つ動的に「安定した」流れ内のキャビテーション現象により特徴付けられる。より正確には、液相は、ダクトに沿って実質的に一定のままである、実質的に円形の断面及び直径のジェット（噴流）の形態で流れる。従って、発生したガスは、該液体流れとダクトの壁との間の環状の流れにおいて、ダクトの特定の区域に留まる。その結果、ガスの流れは、より安定し、従って第１のポンプの適切な動作に対する有害性が少なくなる。
【００１６】
特定の実施の形態において、第１のポンプに供給される流速の増加は２％より大きい。
【００１７】
初期流速と比較して少なくとも２％の流れの質量流速のこの増加は、ほとんどの用途において、乱流状態からスーパーキャビテーション状態へ移行することを可能にする。
【００１８】
特定の実施の形態において、第１のポンプに供給される流速の増加は、１５％未満、好適には１０％未満、より好適には５％未満である。
【００１９】
従って、第１のポンプに供給される流速の小さな増加幅は、殆どの用途において、乱流状態から「スーパーキャビテーション」状態に移行するのに十分であり得る。これにより、エンジンの動作に過度の影響を与えることが回避される。
【００２０】
特定の実施の形態において、回路は、第１のポンプから下流の下流ダクトと、下流ダクトから分岐していて且つ下流ダクトから特定量の流体を抽出することを可能にする、少なくとも１つの第１の分岐流路と、を具備しており、第１ポンプに供給される流速の修正は、下流ダクトから第１の分岐流路を介して抽出される流体の量を修正することにより実施される。
【００２１】
下流ダクトは、第１のポンプから来る流体が流れる、ダクト（導管）である。分岐流路は、ダクトに対して横方向に接続する流路であってもよい。手段は、下流ダクト内を流れる特定量の流体が分岐流路を介して抽出されることを可能にする。従って、第１のポンプに供給される流速に対する修正は単に、少なくとも第１の分岐流路を介して下流ダクトから抽出される、流体の量を修正することにより実行可能である。
【００２２】
特定の実施の形態において、第１のポンプに供給される流体の流れは、少なくとも第１の分岐流路を介して下流ダクトから抽出される流体の量を減らすことにより増加される。
【００２３】
特定の実施の形態において、流れのガス含有量は、二相流のガス含有量を決定するのに適していて且つ上流ダクト内に配置された、相測定ツールにより決定される。
【００２４】
特定の実施の形態において、相測定ツールは、複数の同軸電極を具備しており、相測定ツールは、同軸電極間の電気容量を測定することによりダクト内のガス含有量を決定するように構成される。
【００２５】
相測定ツールは、お互いに且つ外側シリンダ（円筒）に同軸に配置された複数の円筒形電極をそこ（外側シリンダ）に配置する、外側シリンダを具備してもよい。ダクト内を流れる流体は、電極に沿って外側シリンダ内を流れる。電極は、電気容量を測定するように作用し、そしてその値は、測定ツールを通り流れる流体のガス含有量を表す。この種類の相測定ツールは、仏国特許第２９７８８２８号により詳細に記載される。このパラメータを実時間で知ることは、ガス含有量値が閾値に達すると直ちに流れ状態を修正できるという利点をもたらしており、その際これは、流速を修正することにより行われる。
【００２６】
特定の実施の形態において、第１のポンプから下流で抽出される流体の量は、第１の分岐流路に設けられた、供給弁の開度を調節することにより修正される。
【００２７】
分岐流路を介して下流ダクト内を流れる特定量の流体を抽出するための手段は、単純な抽出弁を具備してもよい。該弁の開度は、分岐流路内を流れる流体の量、従って下流ダクトから抽出される流体の量を調整するように作用する。
【００２８】
特定の実施の形態において、制御ユニットは、相測定ツールにより決定されたガス含有量の値を、予め定められた臨界値と比較して、そしてその比較の結果の関数として、抽出弁の開度を制御する。
【００２９】
制御ユニットは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）であってもよい。制御ユニットは、相測定ツールにより送信された、ガス含有量の値の関数として、抽出弁の開度を制御することにより流れ状態を修正するように自律的に作動する。
【００３０】
特定の実施の形態において、相測定ツールは、上流ダクトの外径と等しい外径を提示する。
【００３１】
換言すれば、外側シリンダは、上流ダクトの外径に等しい直径を有する。これにより、上流ダクトの形状において任意の不連続性を生じることを回避することが可能になる。
【００３２】
特定の実施の形態において、相測定ツールの同軸電極の前縁部及び後縁部は、流れにおける水頭損失を制限するように最適化される。
【００３３】
一例として、前縁部は、流れにおける水頭損失を制限するように面取りされてもよい。
【００３４】
特定の実施の形態において、流れは、タービンエンジンのための燃料の流れであり、そして流れは液相と気相とを具備する。
【００３５】
このようにして、調整方法は、タービンエンジンへの燃料の速度を調整するように作用する。
【００３６】
特定の実施の形態において、供給回路は、第１のポンプと、第１のポンプから下流の第２のポンプと、を具備しており、第１と第２のポンプは、下流ダクトにより共に接続する。
【００３７】
供給回路は、タービンエンジンの一部を形成する。第１のポンプは、低圧（ＬＰ）ポンプであってもよく、そして第２のポンプは、高圧（ＨＰ）ポンプであってもよい。
【００３８】
特定の実施の形態において、供給回路は、第１ポンプと第２ポンプとの間に配置された、少なくとも１つの熱交換器と、第１ポンプと熱交換器との間から分岐する第１分岐流路と、熱交換器と第２のポンプとの間において下流ダクトから分岐する第２の分岐流路と、を具備する。
【００３９】
熱交換器は、油／燃料熱交換器又は空気／燃料熱交換器であってもよい。熱交換器は、燃料がエンジン内に噴射される前に、燃料流の温度を調整するように作用する。第２の分岐流路は、第１の分岐流路と類似してもよい。抽出弁は、第１の分岐流路及び／又は第２の分岐流路に設けられてもよい。従って、第１の分岐流路及び第２の分岐流路は、熱交換器に対して上流側及び下流側のそれぞれで燃料混合物を抽出するように作用しており、それにより混合後に、抽出される燃料の温度を調整することを可能にする。これらの要素は通常、タービンエンジンの供給制御において存在する。従って、本開示の文脈において、第１及び／又は第２の分岐流路は、下流ダクトから抽出される流体の量を修正することにより上流ダクト内の流速を修正するように作用する。従って、この様にして抽出することは、その様な供給回路に既に従来から存在する、要素を使用することにより、上流ダクト内の流れ状態を修正するように作用する。その結果、第１のポンプに供給される流速を修正するための追加の装置を使用する必要がなく、そのことは、エンジンの重量の増加を回避するように作用する。
【００４０】
特定の実施の形態において、タービンエンジンに供給された燃料は、車両、好適には航空機の一部を形成する、タンクから取り出される。
【００４１】
特定の実施の形態において、第１及び／又は第２の分岐流路により抽出された燃料は、該タンクに戻される。
【００４２】
従って、燃料は、循環ループを形成するようにタンクとタービンエンジンとの間において流れる。
【００４３】
特定の実施の形態において、相測定ツールは、車両とタービンエンジンとの間の境界面から下流に配置される。
【００４４】
言い換えれば、相測定ツールは、車両とタービンエンジンとの間の境界面と第１のポンプとの間の上流ダクト内に、即ち上流ダクトへの入口に配置される。相測定ツールのこの位置は、相測定ツールが境界面から直ぐ下流のガス含有量を測定することを可能にしており、従って境界面において引き起こされる流れの乱れ、及び乱流キャビテーションの潜在的な存在を検出することを可能にする。
【００４５】
特定の実施の形態において、ガス含有量閾値は５０％から８０％の範囲内にある。
【００４６】
この範囲の値にあるガス含有量値は、流れの中の乱流キャビテーション状態の存在の特徴であり得る。
【００４７】
特定の実施の形態において、相測定ツールが１秒未満において、ガス含有量の少なくとも５％、好適には１０％、より好適には１５％の変動を測定する時に、第１のポンプに供給される流速は修正される。
【００４８】
ポケット内のキャビテーション又は「スーパーキャビテーション」等の安定したキャビテーションモードは、所与の部分にわたって実質的に一定である、ガス含有量を提示する。その結果、相測定ツールが検出するガス含有量の過度の変動は、不安定な流れ状態の存在の特徴となり得る。
【００４９】
特定の実施の形態において、低圧ポンプは、予め定められた流れモードの関数として構成される。例えば、低圧ポンプは、４５％までのガス含有量を有する流れのために構成されてもよい。その様な状況下において、乱流キャビテーションの存在を検出することができ、従って流れ状態を修正することができることにより、流れの中のガス含有量を４５％未満の値において維持することを可能にする。従って、全ての種類の流れに対して構成されるように過大寸法で形成された、低圧ポンプを使用する必要はない。従って、供給回路の総重量は、減少可能である。
【００５０】
本開示はまた少なくとも、ポンプと、ポンプに通じる上流ダクトと、上流ダクト内に配設された相測定ツールと、流速調整装置と、計算ユニットと、を具備する供給回路を提供しており、該計算ユニットは、上流ダクト内のガス含有量値が予め定められた閾値以上である場合に、ポンプに供給される流速を修正するように流速調整装置を制御するように構成される。その様な供給回路を使用することに関連する技術的利点は、上述の供給回路を調整する方法に関連するものと類似する。更に、その方法に関して説明された特徴は、単独で又は組み合わせて、供給回路に対して置き換え可能である。
【００５１】
本発明及びその利点は、非限定的に与えられた本発明の実施の形態の以下の詳細な説明を読むことで、より良好に理解可能である。説明は、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】図１Ａは、流体がポケットキャビテーションモードにおいて流れている、パイプをモデル化された方法で示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、流体が乱流キャビテーションモードにおいて流れている、パイプをモデル化された方法で示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、流体がスーパーキャビテーションモードにおいて流れている、パイプをモデル化された方法で示す。
【図２】図２は、本開示の供給回路を具備する、航空機を示す。
【図３】図３は、その様な供給回路の図である。
【図４】図４は、相測定ツールを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図２は、エンジン１と航空機９の翼内に設置されたタンク２とを有する、航空機９を示す。エンジン１は、タンク２から取り出された燃料が供給される、供給回路１０を有する。タンク２からエンジン１へのその経路において、燃料は、タンク２から来ていて且つ航空機９の一部を形成する、第１のタンクパイプ（管）２ａ内を最初に流れており、そしてその後、エンジン１の供給回路１０の一部を形成するパイプ１０ａ内を流れる。これら２本のパイプ２ａと１０ａとの間の接合部は、航空機９とエンジン１との間の境界面Ｉを構成する。
【００５４】
供給回路１０は、図３に図式的に示される。供給回路１０は、燃料が燃焼室２０に供給される前に、燃料を加圧するためのポンプ装置を具備する。このポンプ装置は、第１のポンプ１２（低圧ポンプ）と、第２のポンプ１４（高圧ポンプ）と、を具備する。図３中の矢印は、燃料の流れ方向を示す。パイプ１０ａは、タンク２から来る燃料が流れる、上流ダクト（導管）であり、更にパイプ１０ａは、第１のポンプ１２に通じる。第１のポンプ１２は、下流ダクト１３が接続される、第２のポンプ１４に燃料が達するまで燃料が流れる、下流ダクト１３に送る。第２ポンプ１４を出た燃料はその後、メータ（計器）ユニット１９に送られ、更にその後エンジン１の燃焼室２０に送られる。熱交換器１６は、第１ポンプ１２と第２ポンプ１４との間の下流ダクト１３に配置される。熱交換器１６は、下流ダクト１３内を流れる流体と、第２ポンプ１４の下流側でメータユニット１９により取り込まれていて且つ計量パイプ（管）１９ａにより熱交換器１６に取り込まれる流体との間で熱を交換することにより、流れの温度を調節するように作用する。
【００５５】
供給回路１０はまた、第１の分岐流路１３ａと、第２の分岐流路１３ｂと、を有する。第１と第２の分岐流路１３ａ及び１３ｂは、下流ダクト１３から特定量の燃料を取り出すように作用する。第１の分岐流路１３ａは、第１ポンプ１２と熱交換器１６との間において下流ダクト１３から分岐する。第２の分岐流路１３ｂは、熱交換器１６と第２ポンプ１４との間において下流ダクト１３から分岐する。
【００５６】
抽出装置１８は、第１と第２の分岐流路１３ａ及び１３ｂに設けられる。抽出装置１８は、第１の分岐流路１３ａに設けられた第１の抽出弁１８ａと、第２の分岐流路１３ｂに設けられた第２の抽出弁１８ｂと、を有する。抽出弁１８ａ及び１８ｂの開度は、第１と第２の分岐流路１３ａ及び１３ｂ内を流れる燃料の量、従って下流ダクト１３から抽出される燃料の量、を調整するように作用する。抽出装置１８はまた、下流ダクト１３から抽出された燃料がタンク２に向かって還流する、戻りダクト１０ｂに接続する。戻りダクト１０ｂ自体は、境界面Ｉにおいて第２のタンクパイプ２ｂに接続する。供給回路１０から来る燃料は、この第２のタンクパイプ２ｂを介してタンク２に流れる。
【００５７】
相測定ツール（装置）３０は、境界面Ｉの下流において上流ダクト１０ａ内に配置される。図４に示されるように、相測定ツール３０は、そこ（円筒形シェル（殻）３０ａ）に配置された複数の円筒形電極３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅを有する、円筒形シェル３０ａを具備しており、それらの電極は、お互いに且つ円筒形シェル３０ａと同軸である。上流ダクト１０ａ内を流れる流体は、これらの電極に沿って相測定ツール３０に流れ込む。電極は、相測定ツール３０を通り流れる流体のガス含有量を表す、値を提示する、電気容量を測定するように作用する。
【００５８】
計算ユニット（装置）４０は、相測定ツール３０と抽出装置１８とに接続する。一例として、制御ユニット４０は、全デジタル電子式エンジン制御（ＦＡＤＥＣ）型であってもよい。相測定ツール３０により測定された、上流ダクト１０ａ内を流れる流体のガス含有量は、計算ユニット４０に送信される。このガス含有量の値の関数として、計算ユニット４０は、以下に説明する方法を用いて、第１と第２の供給弁１８ａ及び１８ｂの開度を制御する。
【００５９】
乱流キャビテーション状態の出現の特徴であるガス含有量閾値は、予め定められる。この例において、予め定められた閾値は、１０％のガス含有量に対応する。相測定ツール３０により測定された上流ダクト１０ａ内のガス含有量値が予め定められた閾値より大きいと計算ユニット４０が判断した場合に、計算ユニット４０は、乱流キャビテーション状態が下流ダクト１３内に存在すると推定して、そしてその結果、計算ユニット４０は、第１と第２の供給弁１８ａ及び１８ｂの開度を制御する。
【００６０】
上記の例において、予め定められた閾値が存在することにより、乱流キャビテーション状態が存在すると推定することが可能になる。それにもかかわらず、別の手段が使用され得るであろう。例えば、下流ダクト１３内の乱流キャビテーション状態は、相測定ツール３０が１秒未満においてガス含有量の少なくとも５％の変動を測定する場合に検出可能である。
【００６１】
第１と第２の供給弁１８ａ及び１８ｂを部分的に閉じることは、第１と第２の分岐流路１３ａ及び１３ｂにより下流ダクト１３から抽出される、燃料の量を減少するように作用する。下流ダクト１３から抽出される燃料の量のこの減少は、上流ダクト１０ａ内の燃料の流速の増加をもたらす。
【００６２】
この話題に関して、航空ポンプの主な製造者は、ガスの全量がインデューサ（入口導翼）及び羽根車の羽根（この例において第１のポンプ１２）を介して通過する際に圧縮されると仮定する。残念ながら、キャビテーションの痕跡が主ポンプ（この例において第２のポンプ１４）のＨＰ段階において見られ得るので、これは真実である必要はない。このことは、特定量のガスが第１のポンプ１２からの出口において圧縮されず、そしてその結果、下流ダクト１３に見られるはずであることを示す。「スーパーキャビテーション」はガス含有量に対して飽和状態にあると考えられるので、これはより真実でさえあり、そして上述のように、ダクトの一部にわたり、全体としての流体中の気相の総体積分率は、更により大きく増加する。結果として、ダクト内の流体の総質量は、それぞれ、液相及び気相質量により重み付けされる。ダクトの容積は、エンジン構成において一定のままであるので、流体の総質量は、各相の比重により重み付けされる。大気温度における灯油の比重は、１立方メートル当たり約７８０キログラム（ｋｇ／ｍ３）であり、そして灯油蒸気の密度は、約４．５ｋｇ／ｍ３であり、それによりこれら２つの値の間において約１７０の比を与えており、ＡＲＰ４９２Ｃ規格による低圧ポンプ（この例において第１のポンプ１２）における許容可能なガス含有量が４５％であることが理解される。更に、回転速度、高度及び温度の特定の条件下における第１のポンプの質量流速要件は、一定のままである。更に、下流ダクト１３から抽出された液体を濾過することは不可能であり、そのことは、二相流をタンク２に向かって戻すこと、及びその結果、第２のポンプ１４から上流の流体の総質量を減少させることを意味するであろう。タンク２内において見られるべき二相混合物は、従って、第１のポンプ１２によりもう一度吸い込まれる。このために、抽出装置１８は、抽出二相流を制限するために、それの新しい位置にある必要がある。燃料システムに存在する別の効果は、第１のポンプ１２を通過する液体におけるその圧縮性の結果としての灯油の温度の上昇である。より正確には、タンク２に戻される流れの温度は、 「低温」燃料と「高温」燃料との混合により重み付けられる。第１のポンプ１２からの出口におけるガスの存在は、存在する液体の量を減少させており、それにより、抽出された燃料の平均温度を上昇させる。その結果、タンク２へ燃料が戻ると、平均燃料温度の上昇を結果的に生じる。キャビテーションが吸熱現象（液体を蒸気に変換することは、エネルギーを消費し、そしてそのエネルギーが液体から奪われており、それにより液体及び蒸気により形成されるポケットにおける局所的な冷却を生じる）であることを想定すると、キャビテーションは流体の潜熱の結果として遅れるので、この上昇は有益な効果を有する。灯油に関して、飽和蒸気圧は、より高い温度において上昇し、それによりキャビテーションの出現を遅らせる。その結果、第１のポンプ１２は、二相混合物よりも多い液体を吸入する。
【００６３】
本例において、制御ユニット４０は、上流ダクト１０ａ内において流速を５％増加させることができるように、第１と第２の供給弁１８ａ及び１８ｂの開度を制御する。この流速の増加は、上流ダクト１０ａ内の乱流キャビテーションモード（図１Ｂに示される）から「スーパーキャビテーション」モード（図１Ｃに示される）に移行するように作用する。用語「スーパーキャビテーション」は、乱流キャビテーションモードに比べて、より安定で且つより規則的であって従って第１のポンプ１２の適切な動作にとってより好適であり、従って第１のポンプを損傷する危険性を減少させるように作用する、流れモード（様式）を指定するように使用される。
【００６４】
本発明は、特定の実施の形態を参照して説明されたが、特許請求の範囲により定義される本発明の一般的な範囲を逸脱することなく、それらの実施の形態に、修正及び変更を加えることができることは明らかである。特には、図示及び／又は言及された様々な実施の形態の個別の特徴は、追加的な実施の形態において組み合わされてもよい。従って、説明及び図面は、限定的ではなく例示的であるという意味において考慮されるべきである。
【００６５】
方法に関して説明された全ての特徴は、単独で又は装置と組み合わせて置き換え可能であり、そして逆に、装置に関して説明された全ての特徴は、単独で又は方法に組み合わせて置き換え可能であることも明らかである。
【図１Ａ】
2020514615.tif 000002
【図１Ｂ】
2020514615.tif 000003
【図１Ｃ】
2020514615.tif 000004
【図２】
2020514615.tif 000005
【図３】
2020514615.tif 000006
【図４】
2020514615.tif 000007
【国際調査報告】
2020514615.tif 000008
2020514615.tif 000009
2020514615.tif 000010
2020514615.tif 000011