JP2000002155A - Turbofan engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、亜音速で航行す
る航空機、特に旅客機に広く採用されているターボファ
ンエンジンに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbofan engine widely used for an aircraft navigating at a subsonic speed, particularly for a passenger aircraft.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、亜音速で航行する航空機に
は、ターボファンエンジンが広く採用されており、この
ようなターボファンエンジンの中に、図9に示したもの
がある。2. Description of the Related Art Conventionally, turbofan engines have been widely used in aircraft that travel at subsonic speeds. One of such turbofan engines is shown in FIG.
【0003】このターボファンエンジン1は、低圧ター
ビン6を回転軸10を介してファン9に直接つなぎファ
ン9を回転させている。ファン9による空気流はバイパ
ス流となってエンジンに推力を与えるほか、一部は低圧
コンプレッサ11、高圧コンプレッサ7により圧縮され
て燃焼室3への流入空気となる。燃焼室3から吐き出さ
れる高温ガス流は高圧タービン5と低圧タービン6へ回
転エネルギーを与え、さらに残存エネルギーはそのまま
後方へ排出されエンジン推力の一部となる。In this turbofan engine 1, the low-pressure turbine 6 is directly connected to a fan 9 via a rotating shaft 10 to rotate the fan 9. The air flow from the fan 9 becomes a bypass flow to give thrust to the engine, and a part of the air is compressed by the low-pressure compressor 11 and the high-pressure compressor 7 to become air flowing into the combustion chamber 3. The high-temperature gas flow discharged from the combustion chamber 3 gives rotational energy to the high-pressure turbine 5 and the low-pressure turbine 6, and the remaining energy is directly discharged rearward and becomes a part of the engine thrust.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記ターボファンエン
ジンにおいて、バイパス比をあげることによって性能向
上ができるが、ファンの外径を大きくしてバイパス比を
上げようとすると、ファンの周速が過大となり推進効率
が低下する。一方、ファンの外径を大きくしたまま周速
を下げると、ファンとタービンが回転軸を介して直接的
に接続されているためタービン周速が過小となりタービ
ン効率が低下するという問題が生じる。In the above turbofan engine, the performance can be improved by increasing the bypass ratio. However, if the outer diameter of the fan is increased to increase the bypass ratio, the peripheral speed of the fan becomes excessively high. Propulsion efficiency decreases. On the other hand, if the peripheral speed is reduced while the outer diameter of the fan is kept large, there is a problem that the turbine peripheral speed becomes too small and the turbine efficiency is reduced because the fan and the turbine are directly connected via the rotating shaft.
【0005】そこで、ファンが連結される回転軸に遊星
歯車減速機を設け、ファンを減速回転させる技術が提案
されている。これによって、タービンの回転軸の回転数
を下げずタービン効率を良好に維持したままファンの回
転を減速し、ファン効率も良好にすることができるとい
うものである。この場合、上記のような減速装置は、極
めて軽量であることと、絶対的な信頼性が要求される。Therefore, a technique has been proposed in which a planetary gear reducer is provided on a rotating shaft to which the fan is connected, and the fan is rotated at a reduced speed. As a result, the rotation of the fan can be decelerated while maintaining the good turbine efficiency without lowering the rotation speed of the rotating shaft of the turbine, and the fan efficiency can be improved. In this case, the above-described reduction gear is required to be extremely lightweight and to have absolute reliability.
【0006】しかしながら、材料の問題や微妙なバラン
スを実現できる構造設計を要することから、現在の歯車
技術においては、この用途に使用可能な軽量かつ高信頼
性の歯車は一部の小型エンジンでの実用にとどめ、大型
エンジンにおいては未だ実用化されていない。さらに、
歯車以外の機構でこの用途に適切な減速機構も現在まで
に実用に供するものはない。However, due to the material problems and the need for a structural design that can achieve a delicate balance, in the current gear technology, a lightweight and highly reliable gear that can be used for this purpose is used in some small engines. It has only been put to practical use and has not yet been put into practical use in large engines. further,
No mechanism other than gears suitable for this application has been put to practical use.
【0007】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、複雑な歯車式減速機構を用いることなく、フ
ァンと風車の組み合わせによるトルクコンバータ形式の
流体減速装置を用いて、ファン効率やタービン効率を良
好な状態に維持したままバイパス比を大幅に上げエンジ
ン性能を向上させることのできるターボファンエンジン
の提供をその目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and uses a torque converter type fluid reduction device using a combination of a fan and a wind turbine without using a complicated gear-type reduction mechanism, thereby improving fan efficiency and turbine efficiency. It is an object of the present invention to provide a turbofan engine capable of significantly increasing a bypass ratio and improving engine performance while maintaining good efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、タービン部分に結合して回転するファ
ンの後方に風車を回転自在に設け、ファンと風車の組み
合わせによるトルクコンバータ形式の流体減速装置を形
成するとともに、風車の外周側に、ファンの外径よりも
大きな外径を有する低速ファンを延設し、ファンの回転
で生じる空気流によって風車を減速回転させ、低速ファ
ンの回転によって主なるバイパス推力を発生させるとい
う構成をとる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a wind turbine that is rotatably provided behind a fan that rotates while being connected to a turbine portion. A low-speed fan having an outer diameter larger than the outer diameter of the fan is extended on the outer peripheral side of the wind turbine while forming a fluid speed reducer, and the wind turbine is decelerated and rotated by an air flow generated by the rotation of the fan. Thus, the main bypass thrust is generated.
【0009】このターボファンエンジンでは、ファンに
よる空気流は風車に回転エネルギーを与えた後一部はバ
イパス流に加えられエンジン推力に寄与するほか、一部
は低圧コンプレッサおよび高圧コンプレッサにより圧縮
されて燃焼室への流入空気となる。燃焼室から吐き出さ
れる高温ガス流は高圧タービンと低圧タービンへ回転エ
ネルギーを与えた後残存エネルギーはそのまま後方へ排
出されエンジン推力の一部となる。また、風車は、その
外周に延設された低速ファンでの推進効率が最適になる
ように減速回転される。In this turbofan engine, after the airflow from the fan imparts rotational energy to the windmill, part of the airflow is added to the bypass flow to contribute to engine thrust, and part of the airflow is compressed by the low-pressure compressor and the high-pressure compressor for combustion. It becomes the air flowing into the room. The high-temperature gas flow discharged from the combustion chamber gives rotational energy to the high-pressure turbine and the low-pressure turbine, and the remaining energy is directly discharged rearward and becomes a part of the engine thrust. Further, the wind turbine is rotated at a reduced speed so that the propulsion efficiency of the low-speed fan extending on the outer periphery is optimized.
【0010】ファンと風車からなる流体減速装置を通過
する空気流と、低速ファンを通過する空気流を仕切るた
め、ファンと風車の外周部に筒状のダクトを設ける構造
とする。In order to separate the air flow passing through the fluid reduction device composed of the fan and the wind turbine from the air flow passing through the low-speed fan, a cylindrical duct is provided on the outer periphery of the fan and the wind turbine.
【0011】ファンと風車からなる流体減速装置でのエ
ネルギー伝達効率を最適化するため、ファンと風車の双
方またはそのいずれか一方が複数個設けられた、または
風車の各段間に一段または複数段の静翼を設ける多段減
速機を構成することもできる。また、風車および低速フ
ァン効率を最適化するため、二重反転構成とすることも
できる。In order to optimize the energy transfer efficiency of the fluid speed reducer including the fan and the windmill, one or more of the fan and the windmill are provided, or one or more stages are provided between the respective stages of the windmill. A multi-stage speed reducer provided with the stationary vanes may be configured. In order to optimize the efficiency of the windmill and the low-speed fan, a contra-rotating configuration may be adopted.
【0012】つぎに、この発明によるターボファンエン
ジンを図面を用いて説明する。Next, a turbofan engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
よるターボファンエンジン20を示している。このター
ボファンエンジン20は、後部側は、図9に示したター
ボファンエンジン1と略同様の構成になっており、前部
側に、ダクト21を挟んで風車(エアータービン)22
と低速ファン23が設けられている点が最大の特徴であ
る。以下、これを詳しく説明する。FIG. 1 shows a turbofan engine 20 according to an embodiment of the present invention. The rear side of the turbofan engine 20 has substantially the same configuration as the turbofan engine 1 shown in FIG. 9, and a windmill (air turbine) 22
And the point that the low-speed fan 23 is provided. Hereinafter, this will be described in detail.
【0014】回転軸34を介して低圧タービン33に直
接的に接続されているファン38は、低圧タービン33
の効率を良好に維持する回転数で回転される。このファ
ン38とその後方に回転自在に位置する風車22はトル
クコンバータをなし、ファン38からの空気流は風車2
2に回転トルクを与える。風車22はその外周に延設さ
れた低速ファン23の効率を最適化するように適当な回
転数で減速回転する。従って、ファン38と風車22は
減速装置をなしているともいえる。The fan 38 directly connected to the low-pressure turbine 33 via the rotating shaft 34
Is rotated at a rotational speed that maintains good efficiency. The fan 38 and the wind turbine 22 rotatably positioned behind the fan 38 form a torque converter.
2 is given a rotational torque. The wind turbine 22 is rotated at a reduced speed at an appropriate speed so as to optimize the efficiency of the low-speed fan 23 extending around the wind turbine 22. Therefore, it can be said that the fan 38 and the windmill 22 form a reduction gear.
【0015】ファン38と風車22からなる流体減速装
置を通過する空気流と、低速ファン23を通過する空気
流を仕切るため、ファン38と風車22の外周部に筒状
のダクト21が設けられている。図1では、ダクト21
は風車22に連結されているが、ファン38またはカウ
ル42に連結する構造とすることもできる。A cylindrical duct 21 is provided on the outer periphery of the fan 38 and the windmill 22 in order to separate the airflow passing through the fluid reduction device composed of the fan 38 and the windmill 22 and the airflow passing through the low-speed fan 23. I have. In FIG. 1, the duct 21
Is connected to the windmill 22, but may be connected to the fan 38 or the cowl 42.
【0016】低速ファン23からの旋回空気流は整流翼
44bで軸方向へと整流され、バイパス流となって主な
るエンジン推力を与える。一方、ファン38による空気
流は風車22に回転トルクを与えた後、一部はバイパス
流となってエンジン推力に寄与するほか、一部は低圧コ
ンプレッサ46及び高圧コンプレッサ47により圧縮さ
れて燃焼室25への流入空気となる。The swirling airflow from the low-speed fan 23 is rectified in the axial direction by the rectifying blades 44b, and becomes a bypass flow to give a main engine thrust. On the other hand, the airflow from the fan 38 gives a rotational torque to the windmill 22 and then partly becomes a bypass flow to contribute to the engine thrust, and partly compressed by the low-pressure compressor 46 and the high-pressure compressor 47 to form the combustion chamber 25. It becomes the inflow air to the.
【0017】ダクト21の後方に接続はしないで連続的
に位置する筒状の仕切45と、仕切45の後端部に可動
的に付属する可動部45aが設けられている。可動部4
5aは、低速ファン23からの空気流と風車22からの
空気流の干渉による損失を防止するように調節される。
すなわち、風車22を通過してバイパス流に加えられる
空気速度を低速ファン23によるバイパス流速に近づけ
るように調節される。A cylindrical partition 45 which is continuously connected to the rear of the duct 21 without being connected thereto, and a movable portion 45a movably attached to the rear end of the partition 45 are provided. Movable part 4
5a is adjusted so as to prevent loss due to interference between the airflow from the low-speed fan 23 and the airflow from the windmill 22.
That is, the velocity of the air passing through the windmill 22 and added to the bypass flow is adjusted so as to approach the bypass flow velocity of the low-speed fan 23.
【0018】図1のターボファンエンジン20を図9の
ターボファンエンジン1と同様に簡略化した図を図2に
示す。この図2のA−A’面におけるファン38,風車
22および整流翼44aの各前縁1、3、5および各後
縁2、4,6における流体の速度三角形を図3に示す。
また、図2のB−B’面における低速ファン23および
整流翼44bの各前縁j1、j3および各後縁j2、j4
におけるによる流体の速度三角形を図4に示す。FIG. 2 is a simplified view of the turbofan engine 20 of FIG. 1 similar to the turbofan engine 1 of FIG. FIG. 3 shows fluid velocity triangles at the leading edges 1, 3, 5 and trailing edges 2, 4, 6 of the fan 38, the windmill 22, and the straightening vanes 44a in the AA ′ plane of FIG.
Each pre slow fan 23 and the rectifying vanes 44b in the plane B-B 'in FIG. 2 edge j 1, j 3 and the trailing edge j 2, j 4
FIG. 4 shows the velocity triangle of the fluid according to FIG.
【0019】図3を用いて速度三角形を説明する。ファ
ン38は周速U1、U2(但し、U 1=U2)で回転し
ているところ、前方から流入速度V1(ファン38側か
ら見るとW1の速度で)の流入空気がファン38の前縁
1に入る。そして、ファン38で圧縮・加速されて、そ
の後縁2では、速度V2(ファン38側から見るとW 2
の速度で)で流出する。風車22が周速U3、U4(但
し、U3=U4)で回転しているところ、風車22の前
縁3にV2より若干小の速度V3(風車22側から見る
とW3の速度)で入る。そして、風車22に回転トルク
を付与して、速度V4(風車22側から見るとW4の速
度)で流出する。そして、整流翼44aで周方向(図3
の上下方向)の成分を0とした上、その後縁6から速度
Vm6で流出する。The speed triangle will be described with reference to FIG. Fa
38 is peripheral speed U1, U2(However, U 1= U2)
Inflow velocity V from the front1(Fan 38 side
Looking at W1Of the incoming air is at the leading edge of the fan 38
Enter 1. Then, it is compressed and accelerated by the fan 38,
In the trailing edge 2, the speed V2(When viewed from the fan 38 side, W 2
At the speed). Wind speed 22 is peripheral speed U3, U4(However
Then U3= U4), In front of the windmill 22
V on edge 32Speed V slightly smaller than3(View from the windmill 22 side
And W3Speed). Then, the rotational torque is applied to the windmill 22.
And the speed V4(W from the windmill 22 side4Speed
Spill out at Then, in the circumferential direction (FIG. 3)
) Component is set to 0, and the speed from the trailing edge 6
Vm6Leaked at
【0020】同様に図4を用いて速度三角形を説明す
る。低速ファン23は周速Uj1、U j2(但し、U
j1=Uj2>U3)で回転しているところ、前方から
流入速度Vj1(低速ファン23側から見るとWj1の
速度で)の流入空気が低速ファン23の前縁j1に入
る。そして、低速ファン23で増速されて、その後縁j
2では、速度Vj2(低速ファン23側から見るとV
j2の速度で)で流出する。そして、整流翼44aで周
方向(図4の上下方向)の成分を0とした上、その後縁
j4から速度Vj4で流出する。なお、可動部45aの
向きを調整することにより、速度Vj4を速度Vm6に
近づけ、低速ファン23からの空気流と風車38からの
空気流の干渉による損失を減少させることができる。Similarly, the speed triangle will be described with reference to FIG.
You. The low-speed fan 23 has a peripheral speed Uj1, U j2(However, U
j1= Uj2> U3), From the front
Inflow velocity Vj1(W from the low-speed fan 23 sidej1of
(At speed) the leading edge j of the low speed fan 231Enter
You. Then, the speed is increased by the low-speed fan 23, and
2Then, the speed Vj2(When viewed from the low-speed fan 23 side, V
j2At the speed). Then, the air flows around the rectifying wing 44a.
The component in the direction (vertical direction in FIG. 4) is set to 0, and the trailing edge
j4To speed Vj4Leaked at In addition, the movable portion 45a
By adjusting the direction, the speed Vj4The speed Vm6To
Closer, the air flow from the low-speed fan 23 and the
Losses due to airflow interference can be reduced.
【0021】風車22の軸部41は、ベアリング39,
40を介して躯体部分50に回転自在に取り付けられ
る。風車22の軸方向荷重は低速ファン23のそれと逆
方向でバランスしているため、ベアリング39,40は
軸方向への過度の負荷を考慮する必要はない。このた
め、このターボファンエンジン20を製造する際に、特
殊な材料や技術は特に必要とせず、従来からの技術で十
分に対応することができる。The shaft portion 41 of the wind turbine 22 has a bearing 39,
It is rotatably attached to the frame part 50 via 40. Since the axial load of the wind turbine 22 is balanced in the opposite direction to that of the low-speed fan 23, the bearings 39 and 40 do not need to consider excessive axial load. For this reason, when manufacturing this turbofan engine 20, special materials and techniques are not particularly required, and conventional techniques can sufficiently cope with them.
【0022】図5は、この発明の他の実施形態によるタ
ーボファンエンジン51を示している。このターボファ
ンエンジン51は、図2に示したターボファンエンジン
20における風車22とファン38の間に、さらに別の
風車52およびファン53を加えた構成になっている。
この場合、ファン53は回転軸34に固定され、風車5
2はダクト21に固定されている。FIG. 5 shows a turbofan engine 51 according to another embodiment of the present invention. This turbofan engine 51 has a configuration in which another windmill 52 and a fan 53 are added between the windmill 22 and the fan 38 in the turbofan engine 20 shown in FIG.
In this case, the fan 53 is fixed to the rotating shaft 34 and the windmill 5
2 is fixed to the duct 21.
【0023】また、図6も他の実施形態によるターボフ
ァンエンジン54を示している。このターボファンエン
ジン54では、図2に示したターボファンエンジン20
における風車22と整流翼44aの間に、さらに別の整
流翼55と風車56が設けられている。それ以外の部分
の構成については、ターボファンエンジン20と同様で
あり、同一部分に同一符号を記している。FIG. 6 also shows a turbofan engine 54 according to another embodiment. In the turbo fan engine 54, the turbo fan engine 20 shown in FIG.
, A further rectifying blade 55 and another wind turbine 56 are provided between the wind turbine 22 and the rectifying blade 44a. The configuration of the other parts is the same as that of the turbofan engine 20, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
【0024】さらに、図7も他の実施形態によるターボ
ファンエンジン60を示している。このターボファンエ
ンジン60では、風車および低速ファン効率を最適化す
るため、二段の風車61,62および低速ファン63,
64を設けて、互に逆転するように設けられている。FIG. 7 also shows a turbofan engine 60 according to another embodiment. In this turbofan engine 60, in order to optimize the efficiency of the windmill and the low-speed fan, the two-stage windmills 61 and 62 and the low-speed fan 63,
64 are provided to be opposite to each other.
【0025】更に、図8は他の実施形態によるターボフ
ァンエンジン70を示している。このターボファンエン
ジン70は、回転軸34に固定された3段のファン71
の回転により生じる空気流をこれらファン71間に配置
された2段の風車72で受け、風車72に回転トルクを
減速して付与している。よって、これらファン71と風
車72の組み合わせによりトルクコンバータ式の流体減
速装置をなす。更に、これらファン71と風車72の組
み合わせは流入空気を圧縮する機能も有する。即ち、前
記流入空気は上記ファン71や風車72を通過する間、
ダクト21で仕切られた空間内で順次圧縮されるのであ
る。その一部は高圧コンプレッサー47へ導かれ、高圧
コンプレッサー47で更に圧縮されて燃焼室25へ導か
れる。その残部は膨張タービンへ導かれる。FIG. 8 shows a turbofan engine 70 according to another embodiment. The turbofan engine 70 includes a three-stage fan 71 fixed to the rotating shaft 34.
The two-stage windmill 72 disposed between the fans 71 receives the airflow generated by the rotation of the fan 71, and applies the rotation torque to the windmill 72 at a reduced speed. Therefore, the combination of the fan 71 and the windmill 72 forms a torque converter type fluid reduction device. Further, the combination of the fan 71 and the windmill 72 also has a function of compressing inflow air. That is, while the inflow air passes through the fan 71 and the windmill 72,
It is sequentially compressed in the space partitioned by the duct 21. A part thereof is guided to the high-pressure compressor 47, further compressed by the high-pressure compressor 47, and guided to the combustion chamber 25. The remainder is led to the expansion turbine.
【0026】なお、膨張タービンは動翼76、静翼7
3、および動翼74からなり、上流側の動翼76はその
内周部に円環状のサブダクト21aが固設され、更にこ
のサブダクト21aの内周部に翼75が固設されてい
る。サブダクト21aは高圧コンプレッサー47へ導く
べく圧縮された流入空気が膨張タービン側へ逃げるのを
防止する機能を有する。また、翼75はファン71から
高圧コンプレッサー47へ流入すべく空気流の障害にな
らない様に、形状や向きが設定されている。The expansion turbine includes a moving blade 76 and a stationary blade 7.
3 and a moving blade 74. The upstream moving blade 76 has an annular subduct 21a fixedly provided on the inner periphery thereof, and a blade 75 fixedly provided on the inner periphery of the subduct 21a. The sub duct 21a has a function of preventing the inflow air compressed to be guided to the high-pressure compressor 47 from escaping to the expansion turbine side. The shape and direction of the wings 75 are set so that the wings 75 do not hinder the air flow so as to flow from the fan 71 to the high-pressure compressor 47.
【0027】しかして、膨張タービンでは、昇圧した流
入空気が、順次減圧されながら2段の動翼76、74に
回転トルクを付与する。そして、この流入空気は、整流
翼44aを通って整流された上、低速ファン23による
空気流と合流し推力の一部となる。なお、本実施形態で
は、低圧コンプレッサー47を構成する風車72が低速
ファン23と一緒に回転する構造であるので、その迎角
の可変が困難である。しかし、出口側の膨張タービンの
静翼73や可動部45aの向きを可変制御することによ
り、低圧コンプレッサーとしての圧縮比を安定して確保
できるとともに流体減速装置としての減速比の適切化が
図れる。Thus, in the expansion turbine, the pressurized inflow air applies rotational torque to the two-stage moving blades 76 and 74 while sequentially reducing the pressure. Then, the inflow air is rectified through the rectifying blades 44a, and joins with the airflow from the low-speed fan 23 to become a part of the thrust. In the present embodiment, since the wind turbine 72 constituting the low-pressure compressor 47 rotates together with the low-speed fan 23, it is difficult to change the angle of attack. However, by variably controlling the directions of the stationary blades 73 and the movable portion 45a of the expansion turbine on the outlet side, the compression ratio as a low-pressure compressor can be stably secured, and the reduction ratio as a fluid reduction device can be optimized.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように、この発明によるターボフ
ァンエンジンは構成されているため、低速ファンの回転
によって大量のバイパス空気流を得るとともに、トルク
コンバータの作動流体として風車を駆動したあとの空気
流もバイパス空気流の一部として加えられる。この結
果、バイパス比を大幅に増加させることができ、性能向
上が可能になる。従来技術による大型大出力のコアエン
ジンを用いても、例えば、10:1以上の超高バイパス
比を有するターボファンエンジンが実現できるようにな
る。As described above, since the turbofan engine according to the present invention is constituted, a large amount of bypass airflow is obtained by the rotation of the low-speed fan, and the air after driving the windmill as the working fluid of the torque converter is obtained. A stream is also added as part of the bypass air stream. As a result, the bypass ratio can be greatly increased, and the performance can be improved. Even if a large-sized and large-output core engine according to the related art is used, for example, a turbofan engine having an ultra-high bypass ratio of 10: 1 or more can be realized.
【0029】また、タービン効率を良好に維持する回転
数で低圧タービンを回転させることができるので、低圧
タービン段数の低圧タービン径の減少が可能となり、エ
ンジンの重量軽減と保守作業の簡易化や、さらに運行費
用の低減にもつながるようになる。また、従来の低圧コ
ンプレッサーを省くことが可能となり、あるいは高圧コ
ンプレッサーの段数を減ずることも可能となる。Further, since the low-pressure turbine can be rotated at a rotation speed that maintains good turbine efficiency, the number of low-pressure turbine stages can be reduced, and the engine weight can be reduced and maintenance work can be simplified. In addition, the operation cost will be reduced. Further, the conventional low-pressure compressor can be omitted, or the number of stages of the high-pressure compressor can be reduced.
【図1】この発明の一実施形態によるターボファンエン
ジンを示す一部切り欠き断面図。FIG. 1 is a partially cutaway sectional view showing a turbofan engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1を簡略化した説明図。FIG. 2 is an explanatory view obtained by simplifying FIG. 1;
【図3】図2のA−A’での速度三角形による説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram using a speed triangle at A-A ′ in FIG. 2;
【図4】図2のB−B’での速度三角形による説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram using a speed triangle at B-B ′ in FIG. 2;
【図5】他の実施形態によるターボファンエンジンを示
す説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a turbofan engine according to another embodiment.
【図6】さらに他の実施形態によるターボファンエンジ
ンを示す説明図。FIG. 6 is an explanatory view showing a turbofan engine according to still another embodiment.
【図7】他の実施形態によるターボファンエンジンを示
す説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing a turbofan engine according to another embodiment.
【図8】他の実施形態によるターボファンエンジンを示
す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a turbofan engine according to another embodiment.
【図9】従来技術によるターボファンエンジンの説明
図。FIG. 9 is an explanatory view of a turbofan engine according to the related art.
20,51,54,60…ターボファンエンジン 21…ダクト 21a…サブダクト 22,52,56,72…風車 23…低速ファン 25…燃焼室 26…高圧タービン 33…低圧タービン 34…回転軸 38,53,71・・・ファン 75・・・翼 73・・・膨張タービンの静翼 74,76・・・膨張タービンの動翼 77・・・軸受 20, 51, 54, 60 Turbo fan engine 21 Duct 21a Sub duct 22, 52, 56, 72 Wind turbine 23 Low speed fan 25 Combustion chamber 26 High pressure turbine 33 Low pressure turbine 34 Rotating shaft 38, 53, 71: Fan 75: Blade 73: Static blade of expansion turbine 74, 76: Moving blade of expansion turbine 77: Bearing
Claims (10)
後方に風車を回転自在に設け、ファンと風車の組み合わ
せによるトルクコンバータ形式の流体減速装置を形成す
るとともに、風車の外周側に、ファンの外径よりも大き
な外径を有する低速ファンを延設し、ファンの回転で生
じる空気流によって風車を減速回転させ、低速ファンの
回転によって主なるバイパス推力を発生させることを特
徴とするターボファンエンジン。A wind turbine is rotatably provided behind a fan that rotates while being connected to a turbine portion, and a torque converter type fluid reduction device is formed by a combination of the fan and the wind turbine. A turbofan engine, comprising: extending a low-speed fan having an outer diameter larger than the outer diameter, decelerating and rotating a windmill by an airflow generated by the rotation of the fan, and generating a main bypass thrust by the rotation of the low-speed fan. .
を設け、ファンと風車からなる流体減速装置を通過する
空気流と低速ファンを通過する空気流を仕切る構造を持
つ請求項1に記載のターボファンエンジン。2. A structure according to claim 1, wherein a cylindrical duct is provided on the outer periphery of the fan and the windmill to separate an airflow passing through a fluid reduction device comprising the fan and the windmill and an airflow passing through the low-speed fan. The described turbofan engine.
またはそのいずれか一方が複数個設けられ多段減速機を
構成する請求項1または2に記載のターボファンエンジ
ン。3. The fluid speed reducer includes both a fan and a windmill,
3. The turbofan engine according to claim 1, wherein a plurality of any one of the plurality of speed reducers is provided to constitute a multi-stage speed reducer.
翼を設ける請求項3に記載のターボファンエンジン。4. The turbofan engine according to claim 3, wherein one or more stages of vanes are provided between each stage of the wind turbine.
逆回転させる構成とした請求項1に記載のターボファン
エンジン。5. The turbofan engine according to claim 1, wherein the wind turbine and the low-speed fan are configured to be doubled and rotated in reverse.
を逆回転させる構成とした上記ターボファンエンジンに
おいて、ファンと風車の双方またはそのいずれか一方が
複数個設けられた、または風車の各段間に一段または複
数段の静翼を設ける請求項5に記載のターボファンエン
ジン。6. A turbofan engine having a structure in which a windmill and a low-speed fan are doubled and each of them is rotated in a reverse direction, wherein a plurality of both or one of the fan and the windmill is provided, or between each stage of the windmill. The turbofan engine according to claim 5, wherein one or more stages of vanes are provided.
けた請求項2に記載のターボファンエンジンにおいて、
ダクトに連続して設けられた仕切の後端部に可動部を設
け減速装置内を通過した空気の速度を低速ファンによる
バイパス流速に近づけるように調節可能な構造を持つタ
ーボファンエンジン。7. The turbofan engine according to claim 2, wherein a cylindrical duct is provided on the outer periphery of the fan and the windmill.
A turbofan engine having a structure in which a movable portion is provided at a rear end portion of a partition provided continuously with a duct and the speed of air passing through the speed reducer can be adjusted to approach a bypass flow speed of a low-speed fan.
ンジンにおいて、減速装置と低速ファンをコアエンジン
の後方に配置したターボファンエンジン。8. The turbofan engine according to claim 1, wherein a speed reducer and a low-speed fan are arranged behind the core engine.
ンジンにおいて、前記ファンと風車の組み合せにより前
記流体減速装置を構成すると共に高圧コンプレッサーへ
圧縮空気を供給するための低圧コンプレサーをも構成し
てなるターボファンエンジン。9. The turbofan engine according to claim 1, wherein the fluid reduction device is constituted by a combination of the fan and the wind turbine, and a low-pressure compressor for supplying compressed air to a high-pressure compressor. Become a turbofan engine.
部を膨張タービンを介して前記低速ファンを通過した空
気流と合流させることにより前記バイパス推力の一部と
してなる請求項9に記載したターボファンエンジン。10. The bypass thrust according to claim 9, wherein a part of the air flow that has passed through the fluid reduction gear is combined with the air flow that has passed through the low-speed fan through an expansion turbine to become a part of the bypass thrust. Turbo fan engine.
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WO2010089880A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | Turbofan engine |
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