JP4994457B2 - 燃料バランシングシステム - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は一般に移動プラットフォーム燃料システムに関する。特に、本発明は複数の燃料タンクを有する移動プラットフォーム用燃料バランシングシステムに関する。

発明の背景
複数の燃料タンクを有する移動プラットフォームは、さまざまな燃料タンク間の燃料レベルのバランスを取って各燃料タンクの燃料の重量を均一に分散する、またはバランスを取る必要がしばしばある。たとえば、主翼の各々に燃料タンクを有する航空機は、各タンクのほぼ等しい燃料レベルを維持して飛行中の航空機の制御の容易さ、安全性および燃費を向上させるよう努めるであろう。本明細書中で使用されるような「移動プラットフォーム」という用語は、バス、列車、船舶および航空機などのさまざまな適用可能な移動プラットフォームを指すことが理解されるであろうが、本願の全体にわたってなされる例示的な言及は航空機に関してなされるものとする。しかしながら、航空機への言及は例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を航空機のみに限定するものとして解釈されるべきであることがさらに理解されるであろう。むしろ本発明は、燃料タンクの燃料レベルのバランスを取ることが望ましい複数の燃料タンクを有するいずれかのおよびすべての移動プラットフォームに関する。

また、多くの移動プラットフォームの操作はさまざまな州政府および連邦政府の規定によって管理される。たとえば、航空機に関して、規定の順守を示すために、飛行中エンジン停止（in-flight shutdown; IFSD）事態と呼ばれる、飛行中に１つのエンジンを停止する必要がある場合、代替飛行場に到達するのに十分な燃料が残りのエンジンで使用可能であることが示されなければならない。したがって、そのような移動プラットフォームは典型的に、２つまたはそれ以上の燃料タンクを流体接続する二重クロスフィード構成を有する燃料システムを実施する。したがって、クロスフィード燃料伝達構造、たとえばクロスフィード配管システム、を通じていずれの燃料タンクからも燃料を消費することができる。より特定的には、二重クロスフィード構成は２つの異なる燃料クロスフィード経路を含み、これによりＩＦＳＤ事態と関連したどちらかのクロスフィード経路の障害が航空機の安全運行を危険に晒さないようにする。

公知のクロスフィード構成は、冗長性以外の目的を達成しない冗長燃料配管および弁設備をしばしば利用する。そのような付加的な冗長設備を有することは、移動プラットフォーム上の資源の非効率な使用である。航空機上の他の公知のクロスフィード構成は、単一のクロスフィードシステムと、航空機搭乗員によって作動される必要があり、かつ航空機搭乗員が航空機を横滑りさせて正しい方向に流れを引起す必要がある別個の重力流れ冗長、すなわちバックアップ、移動システムとを組込んでいる。これは複雑な手順が必要となり、パイロットの仕事量が増加する。さらに他の公知のシステムは、専用の移動ポンプおよび配管を使用して１つのタンクから他のタンクに燃料を移す、すなわち「高レベル」タンクから「低レベル」タンクに燃料を移す。また、そのようなシステムの中には、完全に自動化されているために移動プラットフォームオペレータ、たとえば航空機のパイロット、による開始、監視またはいずれの他の介入もしくは行動なしに燃料移動が行なわれるものも公知である。これらの公知のシステムは付加的な設備を備えており、これは移動プラットフォーム資源の非効率な使用である。

したがって、軽量化され、製造および維持コストが減少し、搭乗員の仕事量を増やさず、搭乗員に受入れ可能なインターフェイスを提供する、適用される規定を満たす移動プラットフォーム燃料システムを実現することが望ましいであろう。

発明の簡単な要約
この発明は、移動プラットホームの少なくとも２つの燃料タンク間の燃料量、すなわち燃料レベル、のバランスを取るための新しい燃料バランシングシステムおよび方法を提供する。本明細書中で使用されるように、移動プラットホームは、たとえば航空機、バス、列車、宇宙船または船舶などの、一人またはそれ以上の乗客を運ぶためのいずれかの自走式の乗り物であると理解されるであろう。また、この発明は本明細書中では航空機に関して説明および図示されるが、そのような言及は例示的なものに過ぎず、限定的なものとして考慮されるべきではないことが理解されるべきである。

さまざまな実施例において、移動プラットホーム燃料バランシングシステムが提供される。システムは、クロスフィードパイプを通じて燃料の流れを制御するための単一のクロスフィード弁を備えるクロスフィード燃料伝達組品（ＣＦＴＡ）を含む。クロスフィードパイプは第１の遠端部において移動プラットホームの第１の燃料タンクに流体接続され、対向する第２の遠端部において移動プラットホーム第２の燃料タンクに流体接続される。少なくとも１つの第１の燃料ブースタポンプが、第１の燃料タンクから燃料をポンピングするために第１の遠端部においてクロスフィードパイプに流体接続される。また、少なくとも１つの第２の燃料ブースタポンプが、第２の燃料タンクから燃料をポンピングするために第２の遠端部においてクロスフィードパイプに流体接続される。

システムはまた、第１および第２のブースタポンプならびにクロスフィードパイプの第１および第２の遠端部を備えるバランシング燃料移動組品（ＢＦＴＡ）を含む。ＢＦＴＡはさらに、バランシングパイプを通じて第１の燃料タンクから第２の燃料タンクへの燃料の流れを制御する第１の放燃料弁を含む。バランシングパイプは第１および第２の燃料タンクを流体接続する。ＢＦＴＡはまた、バランシングパイプを通じて第１の燃料タンクから第２の燃料タンク内への燃料の流れを制御する少なくとも１つの第１の給油弁を含む。さらにＢＦＴＡは、バランシングパイプを通じて第２の燃料タンクから第１の燃料タンクへの燃料の流れを制御する第２の放燃料弁と、第２の燃料タンクから第１の燃料タンク内への燃料の流れを制御する少なくとも１つの第２の給油弁を含む。システムは、少なくとも１つのオーバーライドポンプを有する中央燃料タンクを含み得る。

システムはさらに、ＢＦＴＡによって、第１および第２の燃料タンクへの燃料の移動を自動的に制御する燃料バランシングコントローラを含む。燃料バランシングコントローラは第１および第２の放燃料弁ならびに第１および第２の給油弁を自動的に制御し、それによってＢＦＴＡによる第１および第２の燃料タンクへの燃料の流れの方向を制御する。したがってバランシングコントローラは、より高いおよび／またはより低い燃料レベルを有する、たとえばより多量および／またはより少量の燃料を含む、第１および第２の燃料タンクのいずれかを自動的に判断する。そして移動プラットフォームオペレータ、たとえばパイロット、によって開始されると、バランシングコントローラは、より高いレベルの燃料タンク、または中央燃料タンク、からより低い燃料レベルを有するそれぞれの第１または第２の燃料タンクへの燃料の移動を制御する。さらにバランシングコントローラは、第１および第２の燃料タンクの燃料レベルがほぼ等しくなるように高レベル燃料タンク、または中央燃料タンク、から低レベル燃料タンクへ十分な燃料が移動された時を自動的に判断する。その後バランシングコントローラは燃料移動を自動的に終了させる。バランシングコントローラはまた、ＢＦＴＡで誤りが発生した場合、または故障が検出された場合に
燃料タンク間の燃料の移動を自動的に終了させる。

この発明の特徴、機能、および利点は、この発明のさまざまな実施例において独立して達成され得るか、またはさらに他の実施例において組合され得る。

この発明は詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されるであろう。
いくつかの図面の全体にわたって対応する参照番号は対応する箇所を示す。

発明の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は例示的な性質のものに過ぎず、本発明、その応用例または使用を限定することを意図するものでは全くない。また、以下に記載のような、好ましい実施例によって与えられる利点は例示的な性質のものであり、すべての好ましい実施例が同一の利点または同一程度の利点を与えるとは限らない。

図１は、この発明のさまざまな実施例に従った、燃料バランシングシステム１４を含む、例示的に航空機として図示される移動プラットフォーム１０の概略図である。燃料バランシングシステム１４は一般にクロスフィード燃料伝達組品（ＣＦＴＡ）１８、およびバランシング燃料移動組品（ＢＦＴＡ）２２を含む。ＣＦＴＡ１８は、燃料を供給して少なくとも１つの第１のエンジン３４および少なくとも１つの第２のエンジン３８を動作させることによって、第１の燃料タンク２６と第２の燃料タンク３０との間の燃料レベル、たとえば燃料量、のバランスを有効に取るように動作する。通常の非燃料バランシング動作中、第１のエンジン３４は第１の燃料タンク２６から動作用燃料を与えられ、第２のエンジン３８は第２の燃料タンク３０から動作用燃料を与えられる。図１の例示的な航空機／移動プラットフォーム１０はまた、第１および第２のエンジン３４および３８のどちらか一方または両方の動作用燃料を与えるのに使用され得る中央燃料タンク４２を図示している。一般的に、図１の例示的な航空機／移動プラットフォーム１０では、燃料は第１および第２のエンジン３４および３８によってまず中央燃料タンク４２から消費され、その後それぞれの第１および第２の燃料タンク２６および３０から消費される。

ＣＦＴＡ１８はまた、クロスフィードパイプ５０を通じて燃料の流れを制御する単一のクロスフィード弁４６を含む。クロスフィードパイプ５０は第１の遠端部５４において、第１の燃料ブースタポンプ６２を介して第１の燃料タンク２６に流体接続され、対向する第２の遠端部において、第２の燃料ブースタポンプ６６を介して第２の燃料タンク３０に流体接続される。ＣＦＴＡ１８はさらに、クロスフィードパイプ５０の第１の遠端部５４に流体接続されて第１の燃料タンク２６から燃料をポンピングするための少なくとも１つの第１の燃料ブースタポンプ６２を含む。少なくとも１つの第１の逆止弁６４がＣＦＴＡ１８に含まれており、確実に燃料が第１の燃料ブースタポンプ６２の出力ポート（図示せず）に向けて、または内へ逆流しないようにする。さらにＣＦＴＡ１８は、クロスフィードパイプ５０の第２の遠端部５８に流体接続されて第２の燃料タンク３０から燃料をポンピングするための少なくとも１つの第２の燃料ブースタポンプ６６を含む。また、少なくとも１つの第２の逆止弁６８がＣＦＴＡ１８に含まれており、確実に燃料が第２の燃料ブースタポンプ６６の出力ポート（図示せず）に向けて、または内へ逆流しないようにする。

移動プラットフォーム１０の操作中、さまざまな理由により、第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルは望ましくないほど不均衡または不均一になり得る。すなわち、第１の燃料タンク２６の燃料レベルが、不均衡が望ましくない程度まで第２の燃料タンク３０の燃料レベルよりも大きな割合で減少し得る。または、第２の燃料タンク３０の燃料レベルが、不均衡が望ましくない程度まで第２の燃料タンク２６の燃料レベ
ルよりも大きな割合で減少し得る。したがって、第１または第２の燃料タンク２６または３０のどちらか一方が、より低い燃料レベル、すなわちより少量の燃料、を有するそれぞれの他方の第１または第２の燃料タンク２６または３０よりも、望ましくないほどより高い燃料レベル、すなわちより多量の燃料、を有することになる。より高い燃料レベルを有する燃料タンク、たとえば第１または第２の燃料タンク２６または３０、を本明細書中では「高レベル燃料タンク」と呼ぶ。逆に、より低い燃料レベルを有する燃料タンク、たとえば第１または第２の燃料タンク２６または３０、を本明細書中では「低レベル燃料タンク」と呼ぶ。さまざまな実施例において、第１および第２の燃料タンクの間でそのような燃料の不均衡が起きた場合、移動プラットフォームオペレータ、たとえばパイロット、は移動プラットフォームオペレータキャビン領域７４、たとえばコックピット、に配置される燃料バランス制御パネル（ＦＢＣＰ）７０によって燃料クロスフィード処理を開始することができる。

図１および図２を参照して、燃料バランス制御パネル７０は、クロスフィード弁４６を制御するためのクロスフィードスイッチ７８と、少なくとも１つの第１のブースタポンプ６２を制御するための少なくとも１つの第１のブースタポンプスイッチ８２と、少なくとも１つの第２のブースタポンプ６６を制御するための少なくとも１つの第２のブースタポンプスイッチ８６とを含む。移動プラットフォーム１０の通常操作中、第１および第２のブースタポンプ６２および６６は第１および第２のエンジン３４および３８に燃料を供給するように動作している。具体的には、第１のブースタポンプ６２は第１のエンジン３４に燃料をポンピングし、第２のブースタポンプ６６は第２のエンジン３８に燃料をポンピングする。したがって、第１のエンジン３４は第１の燃料タンク２６からの燃料を消費して動作し、第２のエンジン３８は第２の燃料タンク３０からの燃料を消費して動作する。

第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルのバランスを有効に取るため、移動プラットフォーム１０の操作中、ＣＦＴＡ１８を使用して、移動プラットフォームオペレータはクロスフィードスイッチ７８を位置決めしてクロスフィード弁４６を開ける。クロスフィード弁４６を開けることによって燃料がクロスフィードパイプ５０を通じて流れることが可能となる。そして移動プラットフォームオペレータは適切な第１または第２のブースタポンプスイッチ８２または８６を使用して、低レベル燃料タンク２６または３０のそれぞれの第１または第２のブースタポンプ６２または６６を止める。これにより低レベル燃料タンクからの燃料のポンピング、すなわち消費、が終了する。それぞれの他方の第１または第２のブースタポンプ６２または６６は、高レベル燃料タンクから燃料をポンピングし続ける。クロスフィード弁４６が開放位置にあるため、高レベルタンク２６または３０の動作中のブースタポンプ６２または６６は関連した高レベル燃料タンクエンジン３４または３８に燃料をポンピングし、さらにクロスフィードパイプ５０を通じて低レベル燃料タンクエンジン３４または３８に燃料をポンピングする。したがって、第１および第２のエンジンの両方が高レベル燃料タンク２６または３０からの燃料を消費しながら動作する。移動プラットフォームオペレータは、第１および第２の燃料タンク２６および３０の燃料レベルがほぼ等しくなるまで、移動プラットフォーム操作キャビン領域７４内の他の計測設備（図示せず）を使用して燃料レベルを監視する。一旦燃料レベルがほぼ等しくなると、すなわちほぼ同じ高さになると、移動プラットフォームオペレータはクロスフィードスイッチ７８および適切なブースタポンプスイッチ８２または８６を使用して低レベル燃料タンクブースタポンプ６２または６６を再びオンにし、かつクロスフィード弁４６を閉める。

再び図１を参照して、代替的に、ＢＦＴＡ２２を使用して、移動プラットフォームの操作中、すなわち第１および第２のエンジンの動作中、に第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルのバランスを取ることができる。ＢＦＴＡ２２は、第１および第２のブースタポンプ６２および６６、ならびにクロスフィードパイプ５０の第１およ
び第２の遠端部５４および５８を含む。また、ＢＦＴＡ２２は、第１および第２の燃料タンク２６および３０を流体接続するバランシングパイプ９４を通じて第１の燃料タンク２６から第２の燃料タンク３０への燃料の流れを制御する第１の放燃料弁９０を含む。ＢＦＴＡ２２はまた、バランシングパイプ９４を通じて第１の燃料タンク２６から第２の燃料タンク３０内への燃料の流れを制御する少なくとも１つの第１の給油弁９８を含む。さらに、ＢＦＴＡ２２は、バランシングパイプ９４を通じて第２の燃料タンク３０から第１の燃料タンク２６への燃料の流れを制御する第２の放燃料弁１０２を含む。ＢＦＴＡ２２はさらに、バランシングパイプ９４を通じて第２の燃料タンク３０から第１の燃料タンク２６内への燃料の流れを制御する少なくとも１つの第２の給油弁１０６を含む。第１の放燃料弁９０、第１の給油弁９８、第２の放燃料弁１０２および第２の給油弁１０６を総称して本明細書中では燃料バランシング弁と呼ぶ。

燃料バランシングパイプ９４は、第１の燃料タンク２６から燃料を供給されている第１のエンジン３４に適切な燃圧を維持するための第１の燃料圧力オリフィスを１１０含む。燃料バランシングパイプ９４はまた、第２の燃料タンク３０から燃料を供給されている第２のエンジン３８に適切な燃料圧力を維持するための第２の燃料圧力オリフィス１１４を含む。より特定的には、第１および第２の燃料圧力オリフィス１１０および１１４は、以下に説明するように、ＢＦＴＡ２２を利用した燃料バランシング動作中にバランシングパイプ９４内のより高い燃料圧力が第１および第２の燃料圧力オリフィス１１０および１１４のそれぞれのエンジン側で確実に維持されるように適合される。第１および第２の燃料圧力オリフィス１１０および１１４は、バランシングパイプ９４内のより高い燃料圧力をオリフィス１１０および１１４のエンジン側で生成するためのいずれかの好適な装置または手段であり得る。たとえば、第１および第２の燃料圧力オリフィス１１０および１１４はバッフル、ゲート、弁、またはバランシングパイプ９４の較正された狭窄部であり得る。さまざまな実施例において、ＢＦＴＡ２２はまた、第２の給油弁１０６と流動的に連通する第１の給油圧力オリフィス１１８、および第１の給油弁９８と流動的に連通する第２の給油圧力オリフィス１２２を含む。第１および第２の給油圧力オリフィス１１８および１２２は、それぞれの第１および第２の燃料タンク２６および３０内への燃料流速を制限するように適合される。燃料流速がより遅ければ、本明細書中で説明するように、ＢＦＴＡ２２の自動化された特徴に必要な検知をサポートするための燃料移動の動力学の速度が落ちる。第１および第２の給油圧力オリフィス１１８および１２２は、それぞれの第１および第２の燃料タンク２６および３０内への燃料流速を制御するためのいずれかの好適な装置または手段であり得る。たとえば、第１および第２の給油圧力オリフィス１１８および１２２はバッフル、ゲートまたはそれぞれの給油弁９８および１０６の動作であり得る。

再び図１および図２を参照して、燃料バランシングシステム１４はまた、ＦＢＣＰ７０の燃料バランススイッチ１３０と電子的に通信する燃料バランシングコントローラ（ＦＢＣ）１２６を含む。ＦＢＣ１２６は、ＦＢＴＡ２２による第１および第２の燃料タンク２６および３０への燃料の移動を自動的に制御するように適合されるコンピュータベースのコントローラである。より特定的には、燃料バランシングスイッチ１３０によって作動されると、ＦＢＣ１２６は第１および第２の放燃料弁９０および１０２の動作、ならびに第１および第２の給油弁９８および１０６の動作を自動的に制御し、これにより第１および第２の燃料タンク２６および３０への燃料の移動を制御する。燃料バランススイッチ１３０は、移動プラットフォームオペレータ、たとえばパイロット、によって手動で制御または動作されて、ＢＦＴＡ２２によって高レベル燃料タンク２６もしくは３０、または中央燃料タンク４２から低レベル燃料タンク２６または３０への燃料の移動を開始することができるいずれかの好適なスイッチである。たとえば、さまざまな実施例において燃料バランススイッチ１３０は瞬時動作スイッチである。

さまざまな実施例において、ＦＢＣ１２６はバランシングパイプ９４を通じて燃料の移動を自動的に終了させるように適合されるが、燃料の移動は、燃料バランススイッチ１３０によって移動プラットフォーム操作により手動で終了させることもできる。ＦＢＣ１２６は燃料バランシングシステム１４を制御するためのスタンドアローンコンピュータベースのシステムの一部であってもよいし、またはＦＢＣ１２６は移動プラットフォーム１０のいずれの他のコンピュータベースのシステムの一部であってもよい。たとえば、ＦＢＣ１２６は移動プラットフォーム１０の主要な、または中核の計算システムの一部であり得る。すなわち、燃料システムソフトウェアに含まれるＢＦＴＡ２２を自動的に制御するためのコンピュータ論理またはコードは、中核のコンピュータシステムにロードされる。さらに、さまざまな実施例において、燃料バランススイッチ１３０は移動プラットフォームオペレータによって手動で操作されて、たとえば押されて、ＢＦＴＡ２２によって高レベル燃料タンク２６もしくは３０、または中央燃料タンク４２から低レベル燃料タンク２６または３０への燃料の移動を開始する単一の位置スイッチである。

上述のように、さまざまな実施例において、移動プラットフォーム１０の操作中、第１および第２のブースタポンプ６２および６６は第１および第２のエンジン３４および３８に燃料を供給するように動作する。具体的には、第１のブースタポンプ６２は第１のエンジン３４に燃料をポンピングし、第２のブースタポンプ６６は第２のエンジン３８に燃料をポンピングする。したがって、第１のエンジン３４は第１の燃料タンク２６からの燃料を消費して動作し、第２のエンジン３８は第２の燃料タンク３０からの燃料を消費して動作する。また、移動プラットフォーム１０の通常操作中、放燃料弁および給油弁９０、９８、１０２および１０６の各々は閉鎖位置にあるため、燃料がこれらを通じて流れない。第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルのバランスを有効に取るため、移動プラットフォーム１０の操作中、ＢＦＴＡ２２を使用して、移動プラットフォームオペレータは燃料バランシングスイッチ１３０を作動させる。作動指令信号が燃料バランシングスイッチ１３０からＦＢＣ１２６に伝達される。ＦＢＣ１２６は作動指令信号を解釈し、第１および第２の燃料タンク２６および３０のうちどちらが高レベル燃料タンクでどちらが低レベルタンクであるかを自動的に判断する。そしてＦＢＣ１２６は、燃料が適切な方向に、すなわち高レベル燃料タンクから低レベル燃料タンクに流れるように、第１および第２の放燃料弁９０および１０２、ならびに第１および第２の給油弁９８および１０６を自動的に動作させる。

さらに、第１および第２のブースタポンプ６２および６６は動作中のままである、すなわち実行中であるため、高レベルタンク２６または３０から低レベルタンク２６または３０へ、かつ第１および第２のエンジン３４および３８の各々へ、燃料が同時にポンピングされる。たとえば、第１の燃料タンク２６が高レベルタンクである場合、ＦＢＣ１２６は第１の放燃料弁９０および第１の給油弁９８を自動的に開ける。そして第１の燃料ブースタポンプ６２が、低レベルの第２の燃料タンク３０に同時に燃料をポンピングしつつ第１のエンジン３４に燃料をポンピングし続ける。さらに、第２の放燃料弁１０２が閉鎖位置のままであるため、第２の燃料ブースタポンプ６６は第２のエンジン３８にのみ燃料をポンピングし続ける。ＦＢＣ１２６は高レベルタンク２６から低レベルタンク３０への燃料の移動を監視し、燃料レベルがほぼ等しくなると、ＦＢＣ１２６は第１の放燃料弁および給油弁９０および９８を自動的に閉めることによって燃料の移動を自動的に終了させる。逆に、第２の燃料タンク３０が高レベルタンクである場合、ＦＢＣ１２６は第２の放燃料弁１０２および第２の給油弁１０６を自動的に開ける。そして第２の燃料ブースタポンプ６６が、低レベルの第１の燃料タンク２６に同時に燃料をポンピングしつつ第２のエンジン３８に燃料をポンピングし続ける。さらに、第１の放燃料弁９０が閉鎖位置のままであるため、第１の燃料ブースタポンプ６２は第１のエンジン３４のみに燃料をポンピングし続ける。ＦＢＣ１２６は高レベルタンク３０から低レベルタンク２６への燃料の移動を再び監視し、燃料レベルがほぼ等しくなると、ＦＢＣ１２６は第２の放燃料弁１０２および
第２の給油弁１０６を自動的に閉めることによって燃料の移動を自動的に終了させる。

代替的に、もし望ましいのであれば、移動プラットフォームオペレータは燃料バランススイッチ１３０を押すことによっていずれの方向の燃料の移動も手動で終了させることができる。ＢＦＴＡ２２による燃料移動中に燃料バランススイッチ１３０を押すと、ＦＢＣ１２６に指令信号が送られる。これに応答して、ＦＢＣ１２６は開いている放燃料弁および給油弁９０および９８、または１０２および１０６を自動的に閉める。ＢＦＴＡ２２を使用して第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルのバランスを取る利点は、高レベルタンク２６または３０から低レベルタンク２６または３０へ燃料がポンピングされることである。したがって、ＣＦＴＡ１８を使用するときよりもかなり急速に燃料バランシングが起こる。

燃料バランシングシステム１４は、移動プラットフォームオペレータが燃料不均衡に気付き、その不均衡を訂正するために燃料バランシングシステム１４が作動されているように、移動プラットフォームオペレータによって開始される。また、一旦燃料バランススイッチ１３０によって移動プラットフォームオペレータにより開始されると、ＢＦＴＡ２２は完全に自動化されて、燃料バランシング処理を監視するために移動プラットフォームオペレータによって必要とされる作業を減らし、したがって移動プラットフォームオペレータの誤りの可能性を少なくする。また、ＢＦＴＡ２２による燃料移動中は第１および第２のブースタポンプ６２および６６はオンのままであり、したがって第１および第２のブースタポンプ６２および６６のオンおよびオフを繰り返す必要がなく、これによりブースタポンプ６２および６６の寿命を節約するおよび／または延ばすことができる。さらに、ＢＦＴＡ２２は自動化されて移動プラットフォームオペレータによる監視および干渉がより少なくてすむため、ＢＦＴＡ２２を使用すると第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料のバランスを取ることが大幅に速くなる。またさらに、燃料レベルがほぼ等しいとき、またはコントローラが燃料移動処理中のもしくはＢＦＴＡ２２の問題、誤りもしくは故障を検出した場合、ＢＦＴＡ２２は燃料の移動を自動的に終了させるように適合される。しかしながら、上述のように、ＢＦＴＡ２２を使用した燃料の移動は、燃料バランススイッチ１３０を押す移動プラットフォーム操作によって手動で終了させることもできる。また、さまざまな実施例において、第１または第２の燃料タンク２６または３０のいずれか一方の漏れのために燃料が廃棄されているまたは失われていることをＦＢＣ１２６が検出すると、ＦＢＣ１２６は、ＢＦＴＡ２２によって、第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料の移動を自動的に終了させるように適合される。

燃料バランシングシステム１４のさらなる利点は、移動プラットフォームが移動中でなく、そのため第１および第２のエンジンが燃料を消費していないときに、ＢＦＴＡ２２を利用して第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルのバランスを取ることができることである。必要とされるのは、第１および第２の燃料ブースタポンプ６２および６６が動作中であることだけである。その後、上述のように燃料バランススイッチ１３０を使用して燃料移動を開始することができる。

図１に例示的に図示されるように、移動プラットフォーム１０が中央燃料タンク４２を含むさまざまな例示的な実施例において、燃料バランシングシステム１４の他の利点は、ＢＦＴＡ２２を利用して中央燃料タンク４２から第１または第２の燃料タンク２６または３０のいずれにも燃料を移動させることができることである。そのような実施例ではＢＦＴＡ２２は第１の中央タンクオーバーライドポンプ１３４および第２の中央タンクオーバーライドポンプ１３８を含み、クロスフィードパイプ５０の一部が図１に示される。中央タンク４２からの燃料を燃焼している移動プラットフォーム１０の操作中、第１の中央タンクオーバーライドポンプ１３４は中央タンク４２から第１のエンジン３４に燃料をポンピングし、第２の中央タンクオーバーライドポンプ１３８は中央タンク４２から第２のエ
ンジン３８に燃料をポンピングする。第１および第２のオーバーライドポンプ１３４および１３８は、第１および第２のブースタポンプ６２および６６よりも高い圧力で燃料を出力する。したがって、第１および第２のオーバーライドポンプ１３４および１３８の動作中はその燃料出力圧力により第１および第２の逆止弁が閉まり、それぞれの第１および第２の燃料タンク２６および３０から燃料がポンピングされなくなる。

第１および第２のオーバーライドポンプ１３４および１３６が動作中で、第１または第２の燃料タンク２６または３０がそれぞれの他方の第１または第２の燃料タンク２６または３０よりも燃料が少ないと検知されると、ＦＢＣ１２６は中央タンク４２から低レベルタンク２６または３０に燃料を移動させるように指令することができる。たとえば、第２のオーバーライドポンプ１３６が動作中で、第１の燃料タンク２６が第２の燃料タンク３０よりも燃料が少ないと検知された場合、ＦＢＣ１２６は中央燃料タンク４２から第１の燃料タンク２６に燃料を移動させるように指令することができる。より具体的には、ＦＢＣ１２６は第２の放燃料弁１０２を開けて第２の給油弁１０６を開けるように指令して、第１の燃料タンク２６の燃料レベルが第２の燃料タンク３０の燃料レベルとほぼ等しくなるまで中央燃料タンク４２から第１の燃料タンクに燃料を移動させることができる。同様に、第１のオーバーライドポンプ１３４が動作中で、第２の燃料タンク３０が第１の燃料タンク２６よりも燃料が少ないと検知された場合、ＦＢＣ１２６は第１の放燃料弁９０を開けて第１の給油弁９８を開けるように指令して、中央燃料タンク４２から第２の燃料タンク３０に燃料を移動させることができる。

燃料バランシングシステム１４は、第１および第２の燃料タンク２６および３０の燃料のレベルがほぼ等しくなるように第１の燃料タンク２６または第２の燃料タンク３０の燃料レベルを調整する。特に、燃料バランシングシステム１４は、第１および第２の燃料タンク２６および３０の両方の燃料レベルがほぼ等しくなるまで、より高い燃料レベルを有する第１および第２のタンク２６および３０のいずれかの燃料レベルを減少させるか、またはより低い燃料レベルを有する第１および第２の燃料タンク２６および３０のいずれかの燃料レベルを増加させる。さまざまな実施例において、燃料バランシングは、ＣＦＴＡ１８を主要なバランシングシステムとし、ＢＦＴＡ２２をＣＦＴＡ１８で障害が起こった場合の冗長バックアップバランシングシステムとして使用することによって達成される。または、さまざまな他の実施例において、燃料バランシングは、ＢＦＴＡ２２を主要なバランシングシステムとし、ＣＦＴＡ１８をＢＦＴＡ２２で障害が起こった場合の冗長バックアップバランシングシステムとして使用することによって達成される。

特に、第１および第２の燃料タンク２６および３０の間の燃料レベルのバランスを取るため、ＣＦＴＡ１８は、より高い燃料レベルを含む第１および第２の燃料タンク２６および３０のいずれかからクロスフィードパイプ５０を通じて第１および第２のエンジン３４および３８の両方へ燃料をポンピングする。したがってＣＦＴＡ１８は、第１および第２の燃料タンク２６および３０に含まれる燃料のレベルがほぼ等しくなるまで第１および第２のエンジン３４および３８の両方を実質的に同時に動作させるための燃料を供給する。ＢＦＴＡ２２は中央タンク４２、またはより高い燃料レベルを含む第１および第２の燃料タンク２６および３０のいずれかから、燃料バランシングパイプ９４を通じてより低い燃料レベルを含む燃料タンク２６または３０へ燃料を移動させる。ＢＦＴＡ２２は、第１および第２の燃料タンク２６および３０に含まれる燃料のレベルがほぼ等しくなるまで中央タンク４２、または高レベルタンク２６もしくは３０から低レベルタンク２６もしくは３０へ燃料をポンピングする。

さらに、燃料バランシングシステム１４は、移動プラットフォーム１０の他の燃料管理機能、たとえば給油および燃料廃棄機能、のために使用され得る構成要素を含む。したがって、燃料バランシングシステム１４、特にＢＦＴＡ２２、は重量およびコストの影響が
最小限である非常に効率的な態様で移動プラットフォーム１０に組込まれる。

当業者は上記の説明から、この発明の広範な教示内容がさまざまな形式で実現可能であることを認めることができる。したがって、この発明を特定的な例に関連して説明したが、図面、明細書およびこれに続く特許請求の範囲を検討すると他の変更例が当業者に明らかになるであろうことから、本発明の真の範囲はそのように限定されるべきではない。

この発明のさまざまな実施例に従った燃料バランシングシステムを含む、例示的に航空機として図示される移動プラットフォームの概略図である。 図１に示される燃料バランシングシステムに含まれる例示的な移動プラットフォーム燃料バランス制御パネルの概略図である。

Claims (13)

1. 移動プラットフォーム用燃料システムであって、前記システムは、
   第１の燃料タンクと、
   第２の燃料タンクと、
   前記第１の燃料タンクと前記第２の燃料タンクの間に流体接続されるクロスフィードパイプと、前記クロスフィードパイプを通る燃料の流れを制御する単一のクロスフィード弁とを含むクロスフィード燃料伝達組品と、
   前記クロスフィード燃料伝達組品に流体接続されるバランシング燃料移動組品とを備え、
   前記バランシング燃料移動組品は、前記第１の燃料タンクから前記第２の燃料タンク、および前記第２の燃料タンクから前記第１の燃料タンクへの燃料の移動を制御するための複数の燃料バランシング弁と、前記第１の燃料タンクおよび前記第２の燃料タンクを流体接続するバランシングパイプとを含み、
   前記燃料バランシング弁は、
   前記バランシングパイプを通じて前記第１の燃料タンクから前記第２の燃料タンク内への燃料の流れを制御する第１の放燃料弁および第１の給油弁と、
   前記バランシングパイプを通じて前記第２の燃料タンクから前記第１の燃料タンク内への燃料の流れを制御する第２の放燃料弁および第２の給油弁とを備え、
   前記システムはさらに
   前記燃料バランシング弁を自動的に制御して前記第１および第２の燃料タンクへの前記燃料の移動を制御するための燃料バランシングコントローラを備える、システム。
2. 前記システムはさらに、
   前記第１の燃料タンクから前記クロスフィード燃料伝達組品へ燃料をポンピングするための少なくとも１つの第１の燃料ブースタポンプと、
   前記第２の燃料タンクから前記クロスフィード燃料伝達組品へ燃料をポンピングするための少なくとも１つの第２の燃料ブースタポンプとを備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記バランシング燃料移動組品はさらに
   前記バランシングパイプに含まれて、前記第１の燃料タンクから燃料を供給される第１のエンジンに適切な燃料圧力を維持するための第１の燃料圧力オリフィスと、
   前記バランシングパイプに含まれて、前記第２の燃料タンクから燃料を供給される第２のエンジンに適切な燃料圧力を維持するための第２の燃料圧力オリフィスとを備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１の放燃料弁および第１の給油弁は、さらに、前記クロスフィードパイプの第１の部分ならびに前記第１および第２の燃料タンクを流体接続するバランシングパイプを通じて中央燃料タンクから前記第２の燃料タンク内への燃料の流れを制御し、
   前記第２の放燃料弁および第２の給油弁は、さらに、前記クロスフィードパイプの第２の部分および前記バランシングパイプを通じて前記中央燃料タンクから前記第１の燃料タンク内への燃料の流れを制御する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記システムはさらに、前記燃料バランシングコントローラに電子的に接続されて前記バランシング燃料移動組品による第１および第２の燃料タンクへの前記燃料の移動を開始するための、移動プラットフォームオペレータによって手動で制御される燃料バランススイッチを含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記燃料バランシングコントローラは前記燃料バランシング弁を自動的に制御して、前記第１および第２の燃料タンクを流体接続するバランシングパイプを通じて燃料の流れの方向を自動的に制御する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記燃料バランシングコントローラは前記燃料バランシング弁を自動的に制御して、前記バランシング燃料移動組品による前記第１および第２の燃料タンクへの前記燃料の移動を終了させる、請求項１に記載のシステム。
8. 移動プラットフォームの第１の燃料タンクと第２の燃料タンクとの間の燃料レベルのおよそのバランスを取るための方法であって、
   前記第１および第２の燃料タンクに含まれる前記燃料レベルがほぼ等しくなるまでより高い燃料レベルを含む前記第１および第２の燃料タンクのいずれかからクロスフィードパイプを通じて第１のエンジンおよび第２のエンジンの両方に燃料をポンピングして、前記第１および第２のエンジンの両方を実質的に同時に動作させるために燃料を提供するように、クロスフィード燃料伝達組品を使用して前記より高い燃料レベルを含む前記第１の燃料タンクおよび前記第２の燃料タンクのいずれかの前記燃料レベルを減少させるステップを備え、前記クロスフィード燃料伝達組品は、前記第１および第２の燃料タンクの間に流体接続される前記クロスフィードパイプと、クロスフィードパイプを通じて燃料の流れを制御するための単一のクロスフィード弁とを含み、前記方法はさらに
   前記クロスフィード燃料伝達組品に障害が発生したときに前記第１および第２の燃料タンクに含まれる前記燃料レベルがほぼ等しくなるまでより低い燃料レベルを含む前記第１の燃料タンクおよび前記第２の燃料タンクのいずれかへ燃料バランシングパイプを通じて燃料を移動させるように、バランシング燃料移動組品を使用して前記より低い燃料レベルを含む前記第１および第２の燃料タンクのいずれかの前記燃料レベルを増加させるステップを備え、前記バランシング燃料移動組品は、燃料バランシングコントローラによって自動的に制御されて前記第１および第２の燃料タンクを流体接続するバランシングパイプを通じて前記第１の燃料タンクから前記第２の燃料タンクおよび第２の燃料タンクから前記第１の燃料タンクへの前記燃料の移動を制御するための複数の燃料バランシング弁を含む、方法。
9. 前記バランシング燃料移動組品を使用して前記燃料レベルを増加させるステップは、前記燃料バランシングコントローラに電子的に接続されて、前記バランシング燃料移動組品によって前記より低い燃料レベルを含む前記第１および第２の燃料タンクのいずれかへ前記燃料の移動を開始するための燃料バランススイッチを手動で作動させるステップを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記バランシング燃料移動組品を使用して前記燃料レベルを増加させるステップは、前記燃料バランシングコントローラによって、前記燃料バランシング弁を自動的に制御して前記バランシングパイプを通じて燃料の流れの方向を制御するステップを備える、請求項８に記載の方法。
11. 前記バランシング燃料移動組品を使用して前記燃料レベルを増加させるステップは、前記燃料バランシングコントローラによって、前記燃料バランシング弁を自動的に制御して前記より低い燃料レベルを含む前記第１および第２の燃料タンクのいずれかへの前記燃料の移動を終了させるステップを含む、請求項８に記載の方法。
12. 前記バランシング燃料移動組品を使用して前記燃料レベルを増加させるステップは、前記燃料バランシングコントローラによって、前記燃料バランシング弁を自動的に制御して中央燃料タンクから前記より低い燃料レベルを含む前記第１および第２の燃料タンクのいずれかへ燃料を移動させるステップを含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記バランシング燃料移動組品を使用して前記燃料レベルを増加させるステップは、前記燃料バランシングコントローラによって、前記燃料バランシング弁を自動的に制御して前記より高い燃料レベルを含む前記第１および第２の燃料タンクのいずれかから前記より低い燃料レベルを含む前記それぞれの第１または第２の燃料タンクへ燃料を移動させるステップを含む、請求項８に記載の方法。

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