特開 2024-147512 流体ライン内の配置及び制御用に構成されたバルブアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024147512

(43)【公開日】2024-10-16

(54)【発明の名称】流体ライン内の配置及び制御用に構成されたバルブアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   F16K 37/00 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

F16K37/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024044896

(22)【出願日】2024-03-21

(31)【優先権主張番号】63/453,578

(32)【優先日】2023-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/595,889

(32)【優先日】2024-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】マウエ， ポール ジェレミー

(72)【発明者】

【氏名】ラムジー， ダスティン ヘンリー

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン， ベンジャミン エー．

(72)【発明者】

【氏名】ライト， エレイン チョン

(72)【発明者】

【氏名】グロート， ジョン エバレット

(57)【要約】      （修正有）

【課題】流体ラインに沿った流体の流量を制御するバルブアセンブリを提供する。
【解決手段】バルブアセンブリは、流体ライン内に適合するようにサイズ決定されたバルブ体を含み、前記バルブ体は、前記流体ライン内で開位置と閉位置との間で回転するように構成されている。駆動シャフトが、バルブ体の第１の側に接続され、バルブ体の第１の側から外向きに延在する。アクチュエータが、駆動シャフトに接続され、前記バルブ体を開位置と閉位置との間で回転させるように構成されている。センサが、バルブ体の回転位置を検知するように構成されている。その場合、センサは、アクチュエータから離れたバルブの第２の側に配置される。
【選択図】図3

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体ラインに沿った流体の流量を制御するバルブアセンブリであって、
前記流体ライン内に適合するようにサイズ決定されたバルブ体（２１）であって、前記流体ライン内で開位置と閉位置との間で回転するように構成されたバルブ体（２１）、
前記バルブ体（２１）の第１の側に接続され、前記第１の側から外向きに延在する駆動シャフト（２４）、
モータ（３１）を備えたアクチュエータ（３０）であって、前記駆動シャフト（２４）に接続され、前記開位置と前記閉位置との間で前記バルブ体（２１）を回転させるように構成されたアクチュエータ（３０）、及び
前記バルブ体（２１）の回転位置を検知するように構成されたセンサ（４０）であって、前記アクチュエータ（３０）から離れた前記バルブ体（２１）の第２の側に配置されたセンサ（４０）を備える、バルブアセンブリ。

【請求項2】

前記センサ（４０）は、前記バルブ体（２１）に直接接続された光学エンコーダである、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

【請求項3】

前記流体ラインに取り付けられた入口と出口を有するハウジングであって、前記センサ（４０）を保護するために前記センサを受け入れるようにサイズ決定された内部空間を含むハウジングを更に備える、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

【請求項4】

コンピューティングデバイス（７０）を更に備え、前記コンピューティングデバイス（７０）は、
前記流体ライン内の命令された位置へ前記バルブ体（２１）を動かすように前記アクチュエータ（３０）を起動すること、及び
前記流体ライン内の前記バルブ体（２１）の前記回転位置を示す前記センサ（４０）からの信号を受信すること、を実行させるように構成されている、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

【請求項5】

前記コンピューティングデバイス（７０）は、前記バルブ体（２１）の前記命令された位置と前記バルブ体（２１）の検知された前記回転位置との間の差を検出するように構成されている、請求項４に記載のバルブアセンブリ。

【請求項6】

前記センサ（４０）は、回転センサであり、前記モータ（３１）の電流を検出するように構成された電流センサを更に含み、前記コンピューティングデバイス（７０）は、前記モータ（３１）の前記電流に基づいて前記バルブ体（２１）の位置を特定し、前記位置を前記回転センサからの前記信号に基づく前記バルブ体（２１）の前記回転位置と比較するように構成されている、請求項４に記載のバルブアセンブリ。

【請求項7】

前記センサ（４０）は、前記バルブ体（２１）に直接配置されている、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

【請求項8】

前記センサ（４０）は、前記バルブ体（２１）の第１の側の前記駆動シャフト（２４）から反対の前記バルブ体（２１）の第２の側のポイントの移動に基づいて前記バルブ体（２１）の前記回転を検出する、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

【請求項9】

前記バルブ体（２１）はボールバルブである、請求項１に記載のバルブアセンブリ。

【請求項10】

流体ラインに沿った流体の流量を制御するバルブアセンブリであって、
前記流体ライン内に適合するようにサイズ決定されたバルブ体（２１）であって、前記流体ライン内で開位置と閉位置との間で回転するように構成されたバルブ体（２１）、
前記バルブ体（２１）に接続され、前記バルブ体（２１）の第２の側から外向きに延在するスピンドル（２５）、
前記バルブ体（２１）を回転させるように構成されたアクチュエータ（３０）、
前記バルブ体（２１）の回転中に前記アクチュエータ（３０）の電流を検出するように構成された電流センサ（５０）、及び
前記バルブ体（２１）の回転位置を検出するように構成された回転センサ（４０）を備える、バルブアセンブリ。

【請求項11】

前記回転センサ（４０）は、前記バルブ体（２１）の前記回転位置を検出するために前記スピンドル（２５）上に直接配置されている、請求項１０に記載のバルブアセンブリ。

【請求項12】

コンピューティングデバイス（７０）を更に備え、前記コンピューティングデバイス（７０）は、
前記電流センサ（５０）からの第１の信号と、前記第１の信号に基づいて前記バルブ体（２１）の第１の回転位置を特定するためのタイミングとを受信すること、
前記回転センサ（４０）から第２の信号を受信し、前記第２の信号に基づいて前記バルブ体（２１）の第２の回転位置を特定すること、及び
前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との差を特定すること、を実行するように構成されている、請求項１０に記載のバルブアセンブリ。

【請求項13】

前記コンピューティングデバイス（７０）は、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との前記差が所定量よりも大きいときに、エラー信号を送信するように構成されている、請求項１２に記載のバルブアセンブリ。

【請求項14】

前記流体ラインに接続するように構成されたハウジングであって、前記スピンドル（２５）と前記回転センサ（４０）とを収容するように構成された内部空間を含むハウジングを更に備える、請求項１０に記載のバルブアセンブリ。

【請求項15】

流体ライン内に配置されたバルブアセンブリの回転位置を特定する方法であって、
バルブ体（２１）の第１の側に接続されたアクチュエータ（３０）を起動すること、
前記アクチュエータ（３０）を用いて、前記バルブ体（２１）を前記流体ライン内で回転させること、
前記第１の側から離れた前記バルブ体（２１）の第２の側のポイントの回転を検知すること、及び
検知された前記ポイントの回転に基づいて、前記バルブ体（２１）の回転位置を特定することを含む、方法。

【請求項16】

前記バルブ体（２１）を前記流体ライン内の所定の位置へ回転させるための命令を受信すること、
前記アクチュエータ（３０）を起動して、前記バルブ体（２１）を初期位置から第２の回転位置へ回転させること、及び
前記バルブ体（２１）上の前記ポイントの回転を検知することを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

検知された前記回転に基づく前記バルブ体（２１）の前記回転位置が、前記所定の位置とは異なると判定することを更に含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記アクチュエータ（３０）の電流をモニタし、前記電流とタイミングとに基づいて前記バルブ体（２１）の前記回転位置を特定すること、及び
前記電流と前記タイミングとに基づく前記バルブ体（２１）の前記回転位置を、検知された前記回転に基づく前記バルブ体（２１）の前記回転位置と比較することを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

前記回転位置同士の間の差が所定量を超えたときに、信号を送信することを更に含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記バルブ体（２１）を閉位置と開位置との間で回転させることを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２３年３月２１日に出願された米国仮特許出願第63/453578号からの優先権を主張し、該米国仮特許出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

【0002】

[0002] 本開示は、広くは、バルブアセンブリ及び制御回路に関し、特に、バルブ体とバルブ体の回転位置を検出するセンサとを含むバルブアセンブリに関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] バルブアセンブリは、流体ライン内に配置されるバルブ体を含む。バルブ体は、流体の流量を選択的に制御するために、異なる回転位置に配置可能である。例えば、バルブ体は、完全な流体流量を可能にする開位置と、流体の流れを防止する閉位置と、様々な中間の流体流量を提供する１以上の中間位置との間に配置され得る。バルブアセンブリはまた、バルブ体を所望の回転位置に回転させる力を提供するアクチュエータも含む。

【0004】

[0004] 既存のバルブアセンブリは、バルブ体自体の位置ではなく、アクチュエータに基づいてバルブの回転位置を検出する。バルブ体の位置は、アクチュエータ電圧の推移に従って暗黙的に導き出される。したがって、これらの以前のバルブアセンブリは、潜在故障モードを有する。例えば、アクチュエータの駆動系が故障すると、バルブ体が所望の回転位置へ動くことができなくなる。この駆動系の故障は、アクチュエータの電気的態様をモニタしても検出できない。更に、バルブ体の位置制御は、２つの位置のみ、すなわち開位置と閉位置に限られていた。バルブ体の中間位置を特定することはできない。

【0005】

[0005] バルブアセンブリには、バルブ体を回転させるように機能するアクチュエータから下流の様々な構成要素が含まれる。アクチュエータの複数の態様をモニタする既存のバルブアセンブリは、幾つかの問題を検出することができない。故障がアクチュエータの下流又はアクチュエータ内の限られた場所で発生した場合、潜在故障である誤検出表示であるにもかかわらず、バルブ体は動かない。

【0006】

[0006] 既存のバルブアセンブリの既存の作動の問題を検出することは困難であり得る。バルブの駆動系の故障を検出することに関する既存の解決策は、バルブアセンブリの動作やバルブ体の位置を確認するための保守活動及び／又は自動化されたシステム試験を含むことが多い。この試験やモニタは、駆動系よりも先にアクチュエータが故障することを想定したバルブアセンブリの設計に複雑さを加える。バルブアセンブリが、民間航空機などのビークル内に取り付けられているときに、故障が出発前に発生した場合、多くの望ましくない航空機の出発遅延をもたらし得る。

【発明の概要】

【0007】

[0007] 一態様は、流体ラインに沿った流体の流量を制御するバルブアセンブリを対象とする。バルブアセンブリは、流体ライン内に適合するようにサイズ決定されたバルブ体を備える。その場合、バルブ体は、流体ライン内で開位置と閉位置との間で回転するように構成されている。駆動シャフトが、バルブ体の第１の側に接続され、バルブ体の第１の側から外向きに延在する。アクチュエータがモータを備える。その場合、アクチュエータは、駆動シャフトに接続され、バルブ体を開位置と閉位置との間で回転させるように構成されている。センサが、バルブ体の回転位置を検知するように構成されている。その場合、センサは、アクチュエータから離れたバルブの第２の側に配置される。

【0008】

[0008] 別の一態様では、センサが、バルブ体に直接接続された光学エンコーダである。

【0009】

[0009] 別の一態様では、バルブアセンブリが、流体ラインに取り付けられた入口と出口を有する本体（例えば、ハウジング）を備える。その場合、本体は、センサを保護するためにセンサを受け入れるようにサイズ決定された内部空間を含む。

【0010】

[0010] 別の一態様では、コンピューティングデバイスが、流体ライン内の命令された位置へバルブ体を動かすようにアクチュエータを起動し、流体ライン内のバルブ体の回転位置を示すセンサからの信号を受信するように構成されている。

【0011】

[0011] 別の一態様では、コンピューティングデバイスが、バルブ体の命令された位置とバルブ体の検知された回転位置との間の差を検出するように更に構成されている。

【0012】

[0012] 別の一態様では、センサ（冗長センサであり得る）が、回転センサであり、モータの電流を検出するように構成された電流センサを更に含む。その場合、コンピューティングデバイスは、モータの電流に基づいてバルブ体の開／閉位置を特定し、その位置を回転センサからの信号に基づくバルブ体の回転位置と比較するように構成されている。

【0013】

[0013] 別の一態様では、センサが、バルブ体に直接配置される。

【0014】

[0014] 別の一態様では、センサが、バルブ体の第１の側の駆動シャフトから正反対のバルブ体の第２の側のポイントの移動に基づいてバルブ体の回転を検出する。

【0015】

[0015] 別の一態様では、バルブアセンブリがボールバルブである。

【0016】

[0016] 一態様は、流体ラインに沿った流体の流量を制御するバルブアセンブリを対象とする。バルブアセンブリは、流体ライン内に適合するようにサイズ決定されたバルブ体を備える。その場合、バルブ体は、流体ライン内で開位置と閉位置との間で回転するように構成されている。スピンドル（本明細書ではフォロワーシャフトとも呼ばれる）が、駆動シャフトから反対のバルブ体の第２の側に接続され、バルブ体の第２の側から外向きに延在する。アクチュエータは、バルブ体を回転させるように構成されている。電流センサは、バルブ体の回転中にアクチュエータの電流を検出するように構成されている。回転センサは、バルブ体の回転位置を検出するためにスピンドルに直接配置される。

【0017】

[0017] 別の一態様では、コンピューティングデバイスが、電流センサからの第１の信号と、該第１の信号に基づいてボールバルブの第１の回転位置を特定するためタイミングとを受信すること、回転センサから第２の信号を受信し、該第２の信号に基づいてボールバルブの第２の回転位置を特定すること、及び、第１の回転位置と第２の回転位置との間の差を特定すること、を実行するように構成されている。

【0018】

[0018] 別の一態様では、コンピューティングデバイスが、第１の回転位置と第２の回転位置との間の差が所定量よりも大きいときに、エラー信号を送信するように構成されている。

【0019】

[0019] 別の一態様では、ハウジングが、流体ラインに接続するように構成されている。その場合、ハウジングは、スピンドルと回転センサとを収容するように構成された内部空間を含む。

【0020】

[0020] 一態様は、流体ライン内に配置されたバルブ体の回転位置を特定する方法を対象とする。該方法は、流体ラインの内部に配置されたバルブ体に接続され、バルブ体を回転させるアクチュエータであって、バルブ体の第１の側に接続されたアクチュエータを起動すること、バルブ体上のポイントの回転を検知することであって、該ポイントは第１の側の反対のバルブ体の第２の側にある、ポイントの回転を検知すること、及び、検知されたポイントの回転に基づいて、バルブ体の回転位置を特定することを含む。

【0021】

[0021] 別の一態様では、該方法が、流体ライン内でバルブ体を所定の位置へ回転させるための命令を受信すること、アクチュエータを起動して、バルブ体を初期位置から第２の回転位置へ回転させること、及び、バルブ体上のポイントの回転を検知することを更に含む。

【0022】

[0022] 別の一態様では、該方法が、検知された回転に基づくバルブ体の回転位置が、命令された回転位置とは異なると判定することを更に含む。

【0023】

[0023] 別の一態様では、該方法が、アクチュエータの電流をモニタし、電流とタイミングとに基づいてバルブ体の回転位置を特定すること、及び、電流とタイミングとに基づくバルブ体の回転位置を、検知された回転に基づくバルブ体の回転位置と比較することを更に含む。

【0024】

[0024] 別の一態様では、該方法が、回転位置同士の間の差が所定量を超えたときに、信号を送信することを更に含む。

【0025】

[0025] 一態様は、流体ライン内に配置されたバルブ体の回転位置を特定する方法を対象とする。該方法は、バルブ体を命令された位置に配置するための信号を受信することであって、該バルブ体は流体ライン内に配置されている、信号を受信すること、流体ラインの内部に配置されたバルブ体に接続されたアクチュエータを起動し、命令された位置に基づいてバルブ体を回転させること、バルブ体上のポイントの回転を検知することであって、該ポイントはアクチュエータから離れたバルブ体の側にある、ポイントの回転を検知すること、検知されたポイントの回転に基づいてバルブ体の回転位置を特定すること、及び、命令された位置と回転位置との間の差を特定することを含む。

【0026】

[0026] 別の一態様では、該方法が、差が所定量を超えたときに信号を送信することを更に含む。

【0027】

[0027] 別の一態様では、該方法が、アクチュエータが起動されたときにアクチュエータの電流を検知し、タイミングを使用してバルブ体を命令された位置へ回転させること、電流に基づいてバルブ体の回転位置を特定すること、及び、電流とタイミングとに基づく回転位置と、検知されたポイントの回転に基づく回転位置と、の間の差を特定することを更に含む。

【0028】

[0028] 一態様は、流体ライン内に配置されたバルブ体の回転位置を特定する方法を対象とする。該方法は、バルブ体を命令された位置に配置するための信号を受信することであって、該バルブ体は流体ライン内に配置されている、信号を受信すること、流体ラインの内部に配置されたバルブ体に接続されたアクチュエータを起動し、命令された位置に基づいてバルブ体を回転させること、バルブ体が回転されている間にアクチュエータの電流を検知すること、バルブ体上のポイントの回転を検知することであって、該ポイントはアクチュエータから離れたバルブ体の側にある、ポイントの回転を検知すること、検知されたポイントの回転に基づいてバルブ体の回転位置を特定すること、検知された電流に基づいてバルブ体の回転位置を特定すること、及び、特定された回転位置同士の間の差を特定することを含む。

【0029】

[0029] 上述の特徴、機能、及び利点は、様々な態様において単独で実現することができ、又は、更に別の複数の態様において組み合わせることができるが、これらの詳細は、以下の説明及び添付図面を参照することによって確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】[0030] 流体ラインに取り付けられたバルブアセンブリの概略図である。

【図2A】[0031] 流体ラインに取り付けられた開位置にあるバルブアセンブリの概略図である。

【図2B】[0032] 流体ラインに取り付けられた閉位置にあるバルブアセンブリの概略図である。

【図3】[0033] 流体ラインに取り付けられたバルブアセンブリの概略図である。

【図4】[0034] コンピューティングデバイスの概略図である。

【図5】[0035] ビークル内に取り付けられたバルブアセンブリの概略図である。

【図6】[0036] 流体ライン内に配置されたバルブ体の回転位置を特定する方法のフローチャートである。

【図7】[0037] 流体ライン内に配置されたバルブ体の回転位置を特定する方法のフローチャートである。

【図8】[0038] 流体ライン内に配置されたバルブ体の回転位置を特定する方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

[0039] 本出願は、バルブ体の回転位置を検出するように構成されたバルブアセンブリを対象とする。図１は、本体２１内に収容されているバルブ体２２を含むバルブアセンブリ２０の一実施例を示し、バルブ体２２は流体ライン１００内に配置されている。バルブ体２２は、流体の流量を制御するために、流体ライン１００内の異なる回転位置へ動くことができるように動力を加えられる。センサ４０が、駆動シャフト２４からバルブ体２２の反対側に配置されている。センサ４０は、バルブ体２２の回転位置を検出する。

【0032】

[0040] 幾つかの実施例では、バルブアセンブリ２０がまた、動作を制御するコンピューティングデバイス７０も含む。コンピューティングデバイス７０は、バルブ体２２の配置、したがって、結果としての流体ライン１００に沿った流体の流量を制御するために、アクチュエータ３０及びセンサ４０との間で信号を送受信する。

【0033】

[0041] 幾つかの実施例では、センサ４０が、バルブ体２２の非駆動側に配置されている。幾つかの実施例では、この配置が、センサ４０を流体ライン１００においてアクチュエータ３０の正反対の位置に配置することを含む。センサ４０とバルブアセンブリ２０との間には何も存在しないので、センサ４０のこの配置は、バルブ体２２の位置を検出することにおいて待ち時間をなくす及び／又は短縮する。

【0034】

[0042] 幾つかの実施例では、バルブアセンブリ２０が、バルブ体２２の回転位置を特定するための冗長システムを提供する。センサ４０による検出に加えて、バルブアセンブリ２０はまた、アクチュエータ３０の電流使用状況もモニタする。これは、バルブ体２２を様々な回転位置の間で動かすための電流を検知することを含み得る。

【0035】

[0043] バルブアセンブリ２０は、様々な異なる文脈で使用され得る。幾つかの実施例では、システム１５が、民間航空機などのビークル１１０内の燃料ラインで使用される。他の複数の実施例は、非限定的に、様々な製造設定、陸上ビークル、水上ビークル、給水システム、化学プロセス用の流体ライン、及び石油精製システム内の流体ラインに沿った使用を含む。

【0036】

[0044] 図２Ａ及び図２Ｂは、流体ライン１００に沿って配置されたバルブアセンブリ２０を示す。流体ライン１００は、中央線Ｃ／Ｌを含み、様々な形状及びサイズを有し得る。幾つかの実施例では、流体ライン１００が、流体を含むためのパイプ又は他の同様な導管である。図２Ａ及び図２Ｂは、矢印Ａによって示されている方向へ流体の流れを提供する流体ライン１００を示している。流体ライン１００は、バルブアセンブリ２０から上流の入口セクション１０１と下流の出口セクション１０２とを含む。

【0037】

[0045] バルブアセンブリ２０は、流体流量を制御するための様々な異なる構成を含み得る。異なる構成は、流体ライン１００内に適合するようにサイズ決定されたバルブ体２２であって、流体の流量を制御するために流体ライン１００内の有効開口を調整するように回転されるバルブ体２２を含む。複数の実施例には、非限定的に、ボールバルブやバタフライバルブが含まれる。ボールバルブなどの幾つかの実施例では、バルブ体２２が実質的に球形状を有する。バタフライバルブなどの別の一実施例では、バルブ体２２が細長い形状及び／又は楕円形状を有する。図２Ａ及び図２Ｂの一実施例では、チャネル２３が、バルブ体２２を通って延在し、流体が流れるようにしている。チャネル２３は、様々な形状及びサイズを含み得る。幾つかの実施例では、チャネル２３が、バルブ体２２を通って直線的に延在する円形断面形状を有し、中心線Ｃを有する。図２Ａ及び図２Ｂの一実施例では、バルブアセンブリ２０が、流体ライン１００に接続する本体２１（本明細書で等価的に「ハウジング」と呼ばれる）を含む。バルブ体２２は、本体２１内に配置され、バルブアセンブリ２０が接続されたときに流体ライン１００に沿って整列する。

【0038】

[0046] 図２Ａは、開位置にあるバルブアセンブリ２０を示す。その場合、チャネル２３の中心線Ｃは、流体ライン１００の中心線Ｃ／Ｌに整列している。図２Ｂは、流体の通過を防止する閉位置にあるバルブアセンブリ２０を示す。バルブ体２２は、流体ライン１００から離れるように動かされたチャネル２３と共に回転している。それによって、バルブ体２２は、流体ライン１００を横切って延在し、流体の流れを防止する。バルブアセンブリ２０は、様々な異なる中間位置に配置されるように構成されている。

【0039】

[0047] 駆動シャフト２４とスピンドル２５（本明細書で等価的に「フォロワーシャフト」と呼ばれる）とは、各々、バルブ体２２に接続され、バルブ体２２から外向きに延在する。駆動シャフト２４とスピンドル２５は、バルブ体２２が本体２１内に取り付けられることを可能にする。更に又は代替的に、駆動シャフト２４は、バルブ体２２を回転させるための駆動力を加えることを可能にする。スピンドル２５は、駆動シャフト２４から離れる方向において外向きに延在する。幾つかの実施例では、駆動シャフト２４とスピンドル２５とが、バルブ体２２の両側から外向きに延在し、回転軸Ｒに沿って整列している。

【0040】

[0048] バルブアセンブリ２０のバルブ体２２は、バルブ体２２を通って流体が流れることを可能にするための開位置と流体の流れを防止する閉位置との間で回転可能である。幾つかの実施例では、開位置が、流体１００の中心線Ｃ／Ｌに整列するチャネル２３の中心線Ｃを含む。幾つかの実施例では、閉位置が、流体ライン１００の中心線Ｃ／Ｌに垂直なチャネル２３の中心線Ｃを含む。これは、開位置と閉位置との間でバルブ体２２を９０°（９０度）回転させることを含み得る。幾つかの実施例では、開位置及び／又は閉位置が、バルブ体２２を異なる回転位置に配置する。開位置と閉位置との間の回転量は、幾つかの実施例では様々であってよく、９０°未満の回転も含む。

【0041】

[0049] バルブ体２２は、１以上の中間回転位置に更に配置可能である。異なる回転位置は、チャネル２３を流体ライン１００に対して異なる角度配向に整列させる。異なる回転位置は、異なる中間量の流体流量を提供する。幾つかの実施例では、バルブ体２２が、１以上の選択された回転位置（例えば、１／４開、１／２開、３／４開）に配置され得る。幾つかの実施例では、バルブ体２２が、任意の所望の回転位置に選択的に配置され得る。幾つかの実施例では、流体流量／圧力センサ１０３が、流体流量／圧力の量を検出するために流体ライン１００内に配置される。バルブ体２２は、所望の流体流量を得るために必要とされる角度位置に配置され得る。

【0042】

[0050] 幾つかの実施例では、バルブ体２２を様々な回転位置の間で回転させるために、アクチュエータ３０が駆動シャフト２４に取り付けられる。図３で示されているように、アクチュエータ３０は、駆動シャフト２４を回転させるための力を提供するように構成された電気モータ３１を含む。モータ３１の複数の例には、非限定的に、ステッピングモータやサーボモータが含まれる。アクチュエータ３０は、バルブ体２２の回転位置を制御するために、様々な速度で駆動シャフト２４を回転させるように構成されている。幾つかの実施例では、アクチュエータ３０が、モータ３１を駆動シャフト２４に結合するためのギアなどの様々な構成要素を含む駆動系３３を含む。

【0043】

[0051] 幾つかの実施例では、アクチュエータ３０が、バルブ体２２を回転させるために、駆動シャフト２４とは異なる他の構成要素に取り付けられる。幾つかの実施例では、アセンブリが駆動シャフトを含まず、アクチュエータ３０がバルブ体２２を異なるやり方で回転させるように構成されている。幾つかの実施例では、アクチュエータ３０がバルブ体２２に接続されている。幾つかの実施例では、バルブ体２２が遠隔で駆動される。

【0044】

[0052] 幾つかの実施例では、電流センサ５０がモータ３１の電流を検出する。電流センサ５０の複数の例には、非限定的に、電流トランスデューサや電流検知変圧器などが含まれる。バルブアセンブリ２０がビークル１１０内で使用される別の一実施例では、ビークル１１０内の制御回路が、電流をモニタし、電流及び／又は所定の範囲外の電流を検出する。

【0045】

[0053] 電流センサ５０は、モータ３１によって使用される電流を示す信号を提供する。幾つかの実施例では、１以上の機械的ストッパー３２が駆動シャフト２４に配置されている。ストッパー３２は、駆動シャフト２４が所定の位置を越えて回転することを防止する。モータ３１の電流における変化は、更なる回転を防止するためにストッパー３２が接触したときに生じる。この電流の変化は、電流センサ５０によって検出される。

【0046】

[0054] 幾つかの実施例では、電流センサ５０が、近接データ集中装置を含む。近接データ集中装置は、電流をモニタするためのパルス幅変調速度及び位置制御回路を含む。電流センサ５０は、バルブ体２２が角度配向の間で移動している間に、アクチュエータ３０の電流を検出する。

【0047】

[0055] センサ４０は、バルブ体２２の回転位置を検出する。センサ４０は、スピンドル２５とバルブ体２２とを含むバルブアセンブリ２０の１以上の構成要素を検出し得る。センサ４０は、非限定的に光学エンコーダ４２を含む、様々な異なる構成を含み得る。幾つかの実施例では、光学エンコーダ４２が、コード化されたディスクを通して光を発する光源を含む。光学エンコーダ４２は、航空機燃料補給システムなどの容積率の高い燃料流量を制御するときに、バルブ体２２の可変移動速度の精度を提供する。

【0048】

[0056] 図３で示されているような幾つかの実施例では、センサ４０が、バルブアセンブリ２０の本体２１内に配置されている。この配置により、センサ４０を保護するために、センサ４０を本体２１の内部空間内に配置することができる。バルブアセンブリ２０が燃料タンク環境と共に使用される一実施例では、本体２１が、センサ４０を環境から隔離させる。さもなければ、該環境は、センサ４０に損傷を与え得る。幾つかの実施例では、センサ４０が本体２１の外側に配置される。

【0049】

[0057] センサ４０は、コンピューティングデバイス７０に信号を提供する。幾つかの実施例では、信号が、光ファイバ６０を介して送信される。光ファイバ６０は、センサ４０とコンピューティングデバイス７０との間で延在する。バルブアセンブリ２０が燃料タンク環境内で使用される一実施例では、光ファイバが、安全かつ効果的なやり方で信号を伝送することをもたらす。幾つかの実施例では、非限定的にリゾルバなどの他の技術が使用される。

【0050】

[0058] 幾つかの実施例では、センサ４０が、アクチュエータ３０から反対側のバルブ体２２及び／又はスピンドル２５に直接配置される。特定の一実施例では、センサ４０が、アクチュエータ３０から反対側の回転軸Ｒに沿って配置される。この配置は、バルブ２２とアクチュエータ３０との間に生じる可能性がある潜在故障を低減及び／又は顕在化にするのに役立つ。

【0051】

[0059] コンピューティングデバイス７０は、バルブ体２２の回転を制御する。図４は、処理回路７１、メモリ回路７２、インターフェース回路７３、及び通信回路７４を含む、コンピューティングデバイス７０を示す。処理回路７１は、メモリ回路７２内に記憶されたプログラム指示命令７９に従って、バルブアセンブリ２０の動作全体を制御する。処理回路７１は、１以上の回路、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ハードウェア、又はそれらの組み合わせを含む。処理回路７１は、必要とされる機能を提供するための様々な量のコンピューティング能力を含み得る。

【0052】

[0060] メモリ回路７２は、本明細書で説明される技法のうちの１以上を実装するように処理回路７１を構成する、コンピュータプログラム製品７９などのプログラム指示命令を記憶した非一過性のコンピュータ可読記憶媒体を含む。メモリ回路７２は、例えば、リードオンリーメモリやフラッシュメモリなどの様々なメモリデバイスを含み得る。メモリ回路７２は、図４で示されているような別個の構成要素であり得るか、又は処理回路７１に組み込まれ得る。代替的に、処理回路７１は、例えば、処理回路７１が専用でありプログラム不可能である少なくとも幾つかの実施形態に従って、メモリ回路７２を省略し得る。

【0053】

[0061] インターフェース回路７３により、アクチュエータ３０とセンサ４０、５０とから信号を受信する。インターフェース回路７３は、複数の構成要素のうちの１以上からの一方向通信、及び／又は双方向通信を提供し得る。通信は、無線手段及び／又は有線手段を介し得る。幾つかの実施例では、光ファイバ６０と電力線とを介して通信が行われる。

【0054】

[0062] 通信回路７４は、コンピューティングデバイス７０との間の通信を提供する。通信は、ビークルの他の回路（例えば、ビークル制御システム）との通信、及び／又は遠隔ノード９９との通信を含み得る。遠隔ノード９９は、例えば、ビークルの動作をモニタするビークル保守人員である。幾つかの実施例では、通信回路により、バルブ２２の配置に関する信号を受信し、またバルブアセンブリ２０の任意の問題に関する信号も受信する。通信回路７４は、１以上の遠隔ノード９９との間で送受信を行う。バルブアセンブリ２０がビークル１１０内に取り付けられる幾つかの実施例では、遠隔ノード９９がビークル１１０の外に配置されている。

【0055】

[0063] ユーザインターフェース７８は、ユーザがバルブアセンブリ２０に関するデータにアクセスできるようにする。ユーザインターフェース７８は、非限定的に、キーパッド、タッチパッド、ローラーボール、及びジョイスティックなどの、１以上の入力デバイス７７を含み得る。ユーザインターフェース７８はまた、バルブアセンブリ２０の動作に関する情報を表示するための１以上のディスプレイ７６も含み得る。幾つかの実施例では、ユーザインターフェース７８が、バルブアセンブリ２０の位置を制御するためにユーザが処理回路７１に命令を入力することを可能にする。図５で示されているような一実施例では、ユーザインターフェース７８が、航空機の操縦室に配置されて、バルブアセンブリ２０の動作状態を示し、バルブアセンブリ２０を制御するための信号を入力することを可能にする。

【0056】

[0064] 幾つかの実施例では、コンピューティングデバイス７０が、独立したスタンドアロンユニットである。該スタンドアロンユニットは、バルブアセンブリ２０の動作をモニタ及び／又は制御するためだけに機能する。他の複数の実施例では、コンピューティングデバイス７０が、更なる機能を実行する別のシステムの中に統合される。図５は、コンピューティングデバイス７０がビークル１１０のシステム制御コンピューティングデバイス１１９の中に統合された一実施例を示す。コンピューティングデバイス７０の機能は、ビークル１１０の動作を監視するシステム制御コンピューティングデバイス１１９の構成要素によって実行される。

【0057】

[0065] 更に別の一実施例（図示せず）では、コンピューティングデバイス７０が、ビークル１１０から遠隔に配置される。幾つかの実施例は、航空機の地上管制や地上保守などの、ビークル１１０から遠隔にあるコンピューティングデバイス７０を含む。ビークル１１０は、センサ４０、５０から地上コンピューティングデバイス７０へ信号を送信するように構成されている。

【0058】

[0066] バルブアセンブリ２０は、既存の設計を超える利点を提供する。バルブアセンブリ２０は、バルブ体２２の位置を直接モニタする。バルブ体の位置の直接的な表示により、アクチュエータ３０の位置から故障を判断していた以前のシステムに比べ、直接的な故障検出を可能にする。この直接的な表示により、バルブ体２２の位置と駆動系の故障との検出が可能である。バルブ体２２の位置表示はまた、中間、及び部分的に開いた／閉じた状態などの、特定の角度位置にバルブ体２２を命令することも可能である。直接的なバルブ体２２の位置の表示はまた、サージ圧を低減させるために閉鎖速度を変化させることもでき、同様に、燃料補給のシャットオフ精度を高め、健全性モニタのための直接的な情報を提供する。

【0059】

[0067] バルブ体２２への直接的な光学検知と制御回路の電流のモニタとの使用により、冗長性のある表示が得られる。バルブアセンブリ２０が航空機で使用される複数の実施例では、これにより、操縦室の人員がバルブ２２の正確な位置を知ることを確実にする。

【0060】

[0068] 図６は、流体ライン１００に取り付けられたバルブアセンブリ２０内のバルブ体２２の回転位置を特定する方法を示す。該方法は、バルブ体２２に接続されたアクチュエータ３０を起動し、バルブ体２２を回転させること（ブロック１５０）を含む。アクチュエータ３０は、バルブ体２２の第１の側に接続されている。該方法はまた、バルブ体２２上のポイントの回転を検知すること（ブロック１５２）も含む。該ポイントは、様々であってよく、非限定的にスピンドル２５上やバルブ体２２上を含み得る。該ポイントは、第１の側から反対のバルブ体２２の第２の側にある。バルブ体２２の回転位置は、検知されたポイントの回転に基づいて特定される（ブロック１５４）。

【0061】

[0069] 図７は、流体ライン１００内に配置されたバルブ体２２の回転位置を特定する方法を示す。バルブ体２２を命令された位置に配置するための信号が受信される（ブロック１６０）。幾つかの実施例では、命令された位置が、パイロットなどの航空機の操縦室にいる人から受信される。アクチュエータ３０が起動され、バルブ体２２が命令された位置に基づいて回転される（ブロック１６２）。バルブ体２２上のポイントの回転が検知される（ブロック１６４）。該ポイントは、アクチュエータ３０から離れたバルブ体２２上の位置に配置される。バルブ体２２の回転位置は、検知されたポイントの回転に基づいて特定される（ブロック１６６）。命令された位置と回転位置との間の差が特定される（ブロック１６８）。

【0062】

[0070] 図８は、流体ライン１００内に配置されたバルブ体２２の回転位置を特定する方法を示す。バルブ体２２を命令された位置に配置するための信号が受信される（ブロック１７０）。アクチュエータ３０が起動されて、バルブ体２２を命令された位置に基づいて回転させる（ブロック１７２）。バルブ体２２が回転されている間に、アクチュエータ３０の電流が検知される（ブロック１７４）。回転中にバルブ体２２上のポイントが検知される（ブロック１７６）。該ポイントは、バルブ体２２のアクチュエータ３０から離れた側にある。バルブ体２２の回転位置は、検知されたポイントの回転に基づいて特定される（ブロック１７７）。バルブ体２２の回転位置は、検知された電流に基づいて特定される（ブロック１７８）。特定された回転位置同士の間の差が特定される（ブロック１７９）。

【0063】

[0071] 本発明は、本発明の本質的な特徴から逸脱しない限り、本明細書に具体的に説明された方法とは異なる他の方法で実施することが可能である。複数の本態様は、あらゆる点において、例示的でありかつ限定的でないと解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0064】

２０ バルブアセンブリ
２１ 本体／ハウジング
２２ バルブ体
２３ チャネル
２４ 駆動シャフト
２５ スピンドル／フォロワーシャフト
３０ アクチュエータ
３１ モータ
３２ ストッパー
３３ 駆動系
４０ 光学回転センサ
４２ 光学エンコーダ
５０ 電流センサ
６０ 光ファイバ
７０ コンピューティングデバイス
７１ 処理回路
７２ メモリ回路
７３ インターフェース回路
７４ 通信回路
７６ ディスプレイ
７７ 入力デバイス
７８ ユーザインターフェース
７９ プログラミング指示命令
９９ 遠隔ノード
１００ 流体ライン
１０１ 入口
１０２ 出口
１０３ 流体流量センサ
１１０ ビークル
１１１ 制御入力
１１９ 燃料制御コンピューティングデバイス

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【外国語明細書】