JP2002327630A - 制御が単純化されたターボジェットエンジンまたはターボプロップエンジンのためのディスチャージシステム - Google Patents

制御が単純化されたターボジェットエンジンまたはターボプロップエンジンのためのディスチャージシステム

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JP2002327630A
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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスチャージ手段が主に静的要素で構成さ
れる、複流タービンエンジンを提供する。 【解決手段】 低圧コンプレッサ５と高圧コンプレッサ
７との間に軸方向に配設された構造的中間カバー９を、
一次流２と二次流３との間に含むとともに、低圧コンプ
レッサ５から供給されるガス流束の一部を二次流３側に
バイパスさせることが可能なディスチャージ手段を含
む、複流タービンエンジン、特に航空機用複流ターボジ
ェットエンジンであって、ディスチャージ手段が、一次
流２の外壁内の中間カバー９の上流側に位置し、一次流
２と常時連絡しているコレクタを形成する環状空洞１６
と、中間カバー９内に設けられ前記コレクタ１６に接続
されたほぼ軸方向の複数の管路１８と、前記管路１８を
二次流３に連絡させるために高圧コンプレッサ７の周囲
に配設された、流量調節弁２２を具備する複数の管２０
とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複流（ｄｏｕｂｌ
ｅ ｆｌｕｘ）タービンエンジン、より詳細には航空機
用複流ターボジェットエンジンの分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】複流で高希釈比のターボジェットエンジ
ンにおいては、ガスの流れる方向に上流から下流への一
次流束内に低圧コンプレッサが設けられ、これに続い
て、燃焼室に圧縮空気を送る高圧コンプレッサが設けら
れる。燃焼室内では空気が加圧燃料と混合され、室の下
流側にて、高圧コンプレッサを駆動する高圧タービン
に、次にファンおよび低圧コンプレッサを駆動する低圧
タービンに、エネルギを与えるためにこの燃料を燃焼す
る。タービンから出されたガスは残留推力を供給し、こ
の推力は、二次流（ｖｅｉｎｅ ｓｅｃｏｎｄａｉｒ
ｅ）を循環するガスにより発生する推力に加えられる
が、これらの推力は飛行機の推進に必要である。
【０００３】たとえば部分的負荷などある飛行条件下で
は、飛行機の下降段階時、低圧コンプレッサにより供給
される空気量は、エンジンの正常な運転にとっては多す
ぎるため、流れの不安定性をもたらす、羽根に沿った流
線の剥離によるポンピングと呼ばれる現象の発生を防止
するために、この空気の一部を二次流側にバイパスさせ
ることが必要である。
【０００４】さらに、飛行機が大きな雲を横断する時に
は、雨または雹の形態の多量の水分がコンプレッサ内に
浸入する。エンジンがスロットル全開の回転速度にある
場合、水分は気化し、高い流量の燃料が供給される燃焼
室の燃焼停止をきたさないよう、十分に高温で噴霧化し
た蒸気状態になる。反対に、飛行機が着陸前の降下また
はアプローチ段階にある場合、エンジンは低速で回転
し、コンプレッサの圧縮率は比較的低く、液体または固
体の状態の水分が燃焼室まで到達し、供給される燃料の
量が比較的少ないため、バーナのうちの１つさらには全
てのバーナを消火させることがある。このことは重大な
結果をもたらすことがある。
【０００５】そのような理由から、ターボジェットエン
ジンのディスチャージ（ｄｅｃｈａｒｇｅ）装置は通
常、複雑な制御装置の作用により、高圧コンプレッサか
ら低圧コンプレッサを分離する環状空間内の一次流に入
ることができる可動スクープ（ｅｃｏｐｅ）を具備す
る。この環状空間は軸方向においてＳ字形であるため、
比重により一次流の外壁に沿って循環する水分粒子はス
クープにより捕捉され、二次流側にバイパスされる。
【０００６】ＧＢ２２５９３２８は、エンジンの支持ア
ームの下流側の二次流内に排出する固定管に、採取した
空気および粒子を向けるために、中間カバー内に配設さ
れた同期装置によりスクープが作動される、ディスチャ
ージ装置を開示している。
【０００７】ＥＰ０４０７２９７は、同期作動し径方向
において外側に向かって可動なトラップを、流間カバー
（ｃａｒｔｅｒ ｉｎｔｅｒ−ｖｅｉｎｅ）の内壁と外
壁との間に設けている。
【０００８】ＥＰ０３７４００４もまた、スクープ装置
に結合されたトラップを一次流の外壁内に設けている。
【０００９】これら全てのディスチャージ装置において
は、スクープおよびトラップの制御装置は、流間カバー
内に配設され同期作動する。これらの制御装置は、制御
リング、コネクティングロッド、連接トラップまたはス
クープを動作させるための油圧シリンダまたはケーブル
を含むため、比較的複雑であり、さらに、避けることの
できない保守およびメンテナンスの作業時、接近するこ
とがむずかしい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ディ
スチャージ手段が主に静的要素で構成される、複流ター
ボジェットエンジンを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】したがって本発明は、低
圧コンプレッサと高圧コンプレッサとの間に軸方向に配
設された構造的中間カバーを、一次流と二次流との間に
含むとともに、低圧コンプレッサから供給されるガス流
束の一部を二次流側にバイパスさせることが可能なディ
スチャージ手段を含む、複流タービンエンジン、特に航
空機用複流ターボジェットエンジンに関する。
【００１２】このタービンエンジンは、ディスチャージ
手段が、一次流の外壁内の中間カバーの上流側に位置
し、一次流と常時連絡しているコレクタを形成する環状
空洞と、中間カバー内に設けられ前記コレクタに接続さ
れたほぼ軸方向の複数の管路と、前記管路を二次流に連
絡させるために高圧コンプレッサの周囲に配設された、
流量調節弁を具備する複数の管とを含むことを特徴とす
る。
【００１３】中間カバーおよび管路は、単一の鋳造部材
で作製される。中間カバーは複数の径方向アームを含
み、管路は、前記径方向アームの間に配設されるのが有
利である。
【００１４】コレクタは、内部流の外壁に設けられグリ
ッドを形成する複数のオリフィスにより、一次流と連絡
することが好ましい。
【００１５】流量調節弁は、個々に調節可能であるのが
きわめて有利である。
【００１６】したがって全ての流量調節弁が開位置にあ
る時には、一次流内で多量の空気が採取され、環状コレ
クタ、管路、および管を経て二次流側に向けられる。
【００１７】１つの流量調節弁のみが開いている時に
は、一次流内で少量の空気が採取される。一次流の径方
向において外部のゾーンからのこの少量の空気は、水の
粒子に富む。その時、ディスチャージ装置は粒子トラッ
プの役割を果たす。全ての弁が少流量位置に設定されて
いる時も、この機能が得られる。
【００１８】コレクタから一次流を分離するグリッドに
より、流量調節弁が閉じている時の一次流の空力的連続
性が確保される。
【００１９】中間カバーとともに単一の部材で作製され
る管路により、中間カバーの剛性を有利に向上させるこ
とが可能である。
【００２０】提供するディスチャージ装置内では、一次
流と接触している可動機構は１つもなく、構造的中間カ
バー内にも可動機構は１つもない。高圧コンプレッサの
周囲の管内に配設された流量調節弁は、メンテナンスの
ために簡単に交換できるアセンブリである。また、トラ
ップおよびスクープの周囲には継手のような複雑な気密
装置はない。
【００２１】本発明のその他の長所および特徴は、例と
して示し添付の図面を参照して行う以下の記述を読むこ
とにより明らかになろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】図示するように、軸ｘの複流ター
ボジェットエンジン１は、その前面ゾーンに、図示しな
いファンを含み、該ファンは、一次空気流、および環状
であって流間カバー４により分離された二次空気流３に
空気を供給する。
【００２３】一次流２内には、上流から下流に向かっ
て、低圧コンプレッサ５と、Ｓ字形断面を有する環状管
路６と、図示しない燃焼室に圧縮空気を供給する高圧コ
ンプレッサ７とを連続して含む。
【００２４】流間カバー４は、上流から下流に向かっ
て、内壁が低圧コンプレッサ５のステータを構成する流
束分離フロントスポイラ８と、Ｓ字形環状管路６をその
内部ゾーンに含む構造的中間カバー９と、高圧コンプレ
ッサ７のステータ１０とを備える。
【００２５】二次流３は、フロントスポイラ８の外壁１
１と、二次流３を横断しフランジにより中間カバー９の
周囲に固定された、モータ支持アーム１３の内部プラッ
トフォーム１２と、高圧コンプレッサ７のステータ１０
を取り囲むフード１４とにより内側を画定される。
【００２６】中間カバー９は、ファンにより発生した力
を、環状管路６を取り囲む中間カバー９の環状部分９ａ
を経由して、支持アーム１３に伝達するための複数の径
方向アーム１５を、環状管路６の内側に有する。
【００２７】本発明によれば、分離フロントスポイラ８
は、一次流２を取り囲み、低圧コンプレッサ５の最終段
と径方向アーム１５との間に軸方向に配設された環状空
洞１６を、中間カバー９に隣接するその内部領域に含
む。
【００２８】この環状空洞１６は、グリッドを形成し、
空洞１６を画定する一次流２の外壁のゾーン内に設けら
れたたとえば複数のオリフィス１７により、常に一次流
２と連絡している。この空洞１６は、分離フロントスポ
イラ８の後面に開口している。
【００２９】環状管路６を取り囲む中間カバー９の環状
部分９ａは、オリフィス１９により上流で環状空洞１６
内で、この環状部分９ａの後面内の下流側に開口する、
ほぼ軸方向の複数の管路１８を含む。
【００３０】これらの管路１８は、フード１４内に設け
られたオリフィス２１により二次流３内に開口する、斜
管２０により高圧コンプレッサ７のステータ１０の周囲
に延長される。
【００３１】各管２０は、個別に調節が可能な自身の流
量調節弁２２を含む。この流量調節弁は、たとえばギロ
チン方式、球形ボアソー（ｂｏｉｓｓｅａｕ）式等、任
意の種類とすることができ、弁の旋回軸も任意とするこ
とができる。高圧コンプレッサ７の周囲にこれら弁２２
を配設することにより、メンテナンスのためのアクセス
が容易になる。なぜなら弁２２にアクセスするのに、流
間カバーの外部フード１４を開くだけでよいからであ
る。
【００３２】管路１８は、図２に示すように、中間カバ
ーの外部環状部分９ａ内に延びる、２つの隣接する径方
向アーム１５を分離する円周空間内に配設されるのが好
ましい。
【００３３】きわめて有利には、管路１８および中間カ
バー９は、鋳造または機械溶接された単一部材で作製さ
れる。軸方向に配設された管路１８が存在することによ
り、特にブロワから発生された力を通過させるための中
間カバー９の構造を補強することができる。
【００３４】一次流２内に空気捕捉グリッドを伴う中間
カバー９の外部において、コレクタの役割を果たす空洞
１６が存在することにより、一次流２を取り囲む中間カ
バー９の隔壁内の径方向アーム１５間に捕捉オリフィス
が存在する必要がなくなり、それにより中間カバー９の
鋳造および切削が簡単になる。
【００３５】したがってディスチャージ空気の捕捉は、
オリフィス１７を有する環状グリッドを介して行われ
る。これにより、高圧コンプレッサ７のレベルにおける
空力的歪みが制限される。
【００３６】ディスチャージシステムの動作は、容易に
理解される。
【００３７】管２０内の流量調節弁２２が閉じている時
には、管２０を通過する空気量は全くない。したがって
管路１８を通過する空気量もない。空洞１６および管路
１８内の空気は、エンジンの回転数に応じて所与の圧力
になる。その時に一次流２の外壁の空力的連続性を確保
するグリッドのオリフィス１７を通る空気はない。
【００３８】全ての弁２２が少流量位置に設定された
時、あるいはただ１つの弁２２が大開口位置にあり、他
の弁が閉じている時には、オリフィス１７から少量の空
気が空洞１６内に入り、二次流３内に排出される。この
少量の空気は、一次流の外壁の近傍で取り込まれ、大部
分の粒子、特に、このゾーン内の一次流の外壁の曲率お
よびこれらの粒子の比重のため、一次流２の入口に入っ
た水滴を含む。
【００３９】全ての弁２２が最大開口位置にある時に
は、捕捉ゾーンと二次流３との圧力差および管２０内の
負荷損の減少により、大部分の空気が一次流側に向けら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるターボジェットエンジンのディス
チャージ装置を示す、流間カバーと一次流の上流側部分
の長手方向半断面図である。
【図２】中間カバーの一部の斜視前面図である。
【符号の説明】
１ 複流ターボジェットエンジン ２ 一次流 ３ 二次流 ４ 流間カバー ５ 低圧コンプレッサ ６ 環状管路 ７ 高圧コンプレッサ ８ 流束分離フロントスポイラ ９ 構造的中間カバー ９ａ 環状部分 １０ ステータ １１ 外壁 １２ 内部プラットフォーム １３ 支持アーム １４ フード １５ 径方向アーム １６ 環状空洞 １７、１９、２１ オリフィス １８ 管路 ２０ 斜管 ２２ 流量調節弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミシエル・ジルベール・ブロー フランス国、91800・ブシ・サン・アント ワーヌ、レジダンス・レ・マレル・15、リ ユ・デ・グレス (72)発明者 パスカル・ノエル・ブロシエ フランス国、77630・サン・マルタン・ア ン・ビエール、アモー・ドウ・フオルジ ユ、リユ・ドウ・ロルム・10 Ｆターム(参考） 3H034 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17 BB19 CC03 DD05 DD18 EE12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低圧コンプレッサ（５）と高圧コンプレ
    ッサ（７）との間に軸方向に配設された構造的中間カバ
    ー（９）を、一次流（２）と二次流（３）との間に含む
    とともに、低圧コンプレッサ（５）から供給されるガス
    流束の一部を二次流（３）側にバイパスさせることが可
    能なディスチャージ手段を含む、複流タービンエンジ
    ン、特に航空機用複流ターボジェットエンジンであっ
    て、ディスチャージ手段が、一次流（２）の外壁の中間
    カバー（９）の上流側に位置し、一次流（２）と常時連
    絡しているコレクタを形成する環状空洞（１６）と、中
    間カバー（９）内に設けられ前記コレクタ（１６）に接
    続されたほぼ軸方向の複数の管路（１８）と、高圧コン
    プレッサ（７）の周囲に配設され、前記管路（１８）を
    二次流（３）と連絡する流量調節弁（２２）を具備する
    複数の管（２０）とを含むことを特徴とするタービンエ
    ンジン。
  2. 【請求項２】 中間カバー（９）および管路（１８）
    が、鋳造または機械溶接された単一部材で作製されるこ
    とを特徴とする、請求項１に記載のタービンエンジン。
  3. 【請求項３】 中間カバー（９）が複数の径方向アーム
    （１５）を含み、管路（１８）が、前記径方向アーム
    （１５）の間に配設されることを特徴とする、請求項１
    または２に記載のタービンエンジン。
  4. 【請求項４】 コレクタ（１６）が、内部流（２）の外
    壁に設けられグリッドを形成する複数のオリフィス（１
    ７）により、一次流と連絡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タービンエンジン。
  5. 【請求項５】 流量調節弁（２２）が、個々に調節可能
    であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一
    項に記載のタービンエンジン。
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