JP2011231767A5 - - Google Patents

Description

熱交換器が吸気部から排気部への適切な流路に沿って中間にあるというような、当該適切な流路の適合（収納）が必要である。大きいガスタービンエンジンに関しては、そのような流路の適合は受け入れられるものであり、冷却気体流れの抽出についても容易な可能性がある。しかし、リアダクトファンまたはリアプロペラ装置を有するガスタービンエンジンに関しては、前記適合について問題がある。

本発明によれば、タービンによって駆動されるコンプレッサと、第二タービンによって駆動される主要推進ロータと、を備えたガスタービンエンジンであって、燃焼室が、前記コンプレッサと前記タービンとの間に配置されており、前記主要推進ロータは、燃焼室の下流に設けられており、当該エンジンは、熱交換装置を更に備え、前記熱交換装置は、アウターカウル内の流路と、前記流路に沿った吸気部と排気部との間の中間位置の熱交換器と、を有しており、前記流路は、前記エンジンを通る圧縮流体流れに対して配置されており、前記熱交換装置は、前記吸気部が前記エンジンの外部からの流体を前記流路内に受け入れるための第一位置と前記圧縮流体流れからの流体を前記流路内に受け入れるための第二位置との間で選択的に可動なバルブを有し、前記排気部が前記圧縮流体流れに連結されるプレナムチャンバを有することを特徴とする、ガスタービンエンジンが提供される。

エンジン１０は、熱交換装置３０を含んでいる。熱交換装置３０は、一般的に、アウターカウル３２内で吸気部３３と排気部３４との間に延在するように構成された流路３１を備えている。開口３５には、アウターカウル３２の外部で、吸気部３３に通じる経路３７が設けられている。吸気部３３には、典型的には低圧タービン１８によって生成される圧縮流体流れへの経路３６も通じている。

吸気部３３は、流路３１を経路３７へ接続する第一位置と、流路３１を経路３６へ接続する第二位置と、の間を要求通りに選択的に切換えるバルブ３８を、含んでいる。排気部３４は、一般的に、リア隔壁３９から延在するプレナムチャンバを備えている。後述されるように、プレナムチャンバは、下流の圧縮流体流れ経路４０またはアウターカウル３２を通る排気経路４１のどちらかと連結されている。

排気部３４では、図示されているように、プレナムチャンバが作り出される。コア気流排気流れ４０の移動流れによる流入を介して、冷却気体流れが当該流れ経路を通じて引込まれ得て、その結合した流れがその後エンジン排気ノズル４４を通じて排気される、というように、プレナムチャンバは圧縮流体流れの下流部分と連結され得る。そのような場合、排気流れは、主要エンジンコア排気流路へ案内され、アウター逆回転カウル３２ａの外面部分と高温圧縮流体流路との間に熱遮蔽を効果的に形成する。冷却気体排気の一部は、排気経路４１に沿って通過し、アウター逆回転構造３２ａに対して冷却を提供し、それによってエンジン構成要素に冷却を提供する。

前述の状況下では、図示されているように、典型的には空気の形態である冷却気体の流れは、エンジン１０に対する飛行速度に依存して、低圧コンプレッサ１４によって生成される圧縮流体流れから取り出されるか、または、自由流れ気流から取り出される。図示されているように、バルブ３８は、制御装置によって流路３１を通る流れのためのポテンシャル経路３６とポテンシャル経路３７との間で選択的に切換えるために、吸気部に取付けられている。

代替の形態においては、開口３５’に、エンジンインテーク１２内で中圧コンプレッサ１４の上流に吸気部３３へ案内する経路３７’が設けられている。

作用については、前述したように、排気部３４を形成するプレナムチャンバへ送られる排気冷却気体流れが、多くの態様で利用され得る。初めに、流路３１からの排気流れは、外部へ放出されるように配置されている。従って、下流のノズル２０にある圧縮流体流れが、利用中にカウル同士の間で作り出される環状流路４１を通る冷却気体流れを効果的に送り出すように、排気冷却気体流れを効果的に移動（流入）させる。

Claims (19)

1. タービンによって駆動されるコンプレッサと、
   出力タービンによって駆動されるプロペラと、
   を備えたガスタービンエンジンであって、
   燃焼室が、前記コンプレッサと前記タービンとの間に配置されており、
   前記プロペラは、燃焼室の下流に設けられており、
   当該エンジンは、熱交換装置を更に備え、
   前記熱交換装置は、アウターカウル内の流路と、前記流路に沿った吸気部と排気部との間の中間位置の熱交換器と、を有しており、
   前記流路は、前記エンジンを通る圧縮流体流れに並んで配置され、
   前記吸気部は、前記エンジンの外部からの流体を前記流路内に受け入れるための第一位置と前記圧縮流体流れからの流体を前記流路内に受け入れるための第二位置との間で選択的に可動なバルブを有し、
   前記排気部は、前記圧縮流体流れに連結されるプレナムチャンバを有する
   ことを特徴とするガスタービンエンジン。
2. 前記プレナムチャンバは、前記アウターカウルからの排気経路にも連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記排気経路は、前記アウターカウルと前記圧縮流体流れとの間に熱遮蔽を提供する
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 前記プレナムチャンバは、エンジン構成要素を冷却するための排気経路に連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
5. 前記熱交換器は、潤滑オイルの空冷のために設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
6. 前記バルブは、フラップバルブである
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
7. 制御装置が、前記第一位置と前記第二位置との間で前記バルブを移動させるために設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
8. 前記アウターカウルを通過する外部流量を測定するセンサが、制御装置に作用的に接続されて設けられており、
   所定値を越える外部流量が検知される場合には前記バルブは第一位置内にあり、それ以外の場合には前記バルブは第二位置内にある、というように構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
9. 前記バルブは、前記アウターカウルの外部と前記圧縮流体流れとの両方から前記流路内へ選択的に流体を受け入れるように構成され得る
   ことを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
10. 前記プレナムチャンバは、前記流路に沿って流体流れを引込むために前記圧縮流体流れに連結されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
11. 前記流路は、個別のダクトによって提供されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
12. 前記ダクトは、前記アウターカウルと一体になっている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のエンジン。
13. 前記ダクトは、カウルドア内に設けられている
    ことを特徴とする請求項１１に記載のエンジン。
14. 前記ダクトは、前記アウターカウルを補強するように作用する
    ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載のエンジン。
15. 前記ダクトは、前記カウルドアにヒンジ結合されている
    ことを特徴とする請求項１３に記載のエンジン。
16. 前記熱交換器からの排気ダクトが、前記熱交換器の排気を利用した冷却作用を提供するために、前記アウターカウルの外面と接触するように配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
17. 前記プレナムチャンバは、前記エンジンを通る他の流体流れを受け入れるように配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
18. 開口が、前記エンジンの外部からの流体を前記流路内に受け入れるために、前記アウターカウルの外面内に設けられていて、かつ、前記バルブに繋がっている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
19. 開口が、前記エンジンの外部からの流体を前記流路内に受け入れるために、前記コンプレッサの上流で前記エンジンの空気取込口内に設けられていて、かつ、前記バルブに繋がっている
    ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。