JP2013127247A - アクティブクリアランス制御のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクティブクリアランス制御エゼクタシステム及びその方法が開示される。例示的なシステムは、空気エゼクタと、圧縮機ブリード空気を空気エゼクタに供給するよう配列された流入パイプと、ファンバイパス空気を空気エゼクタに供給するよう配列された入口ダクトと、エゼクタ出口空気を空気エゼクタから受け取り、該エゼクタ出口空気をアクティブクリアランス制御システムに供給するよう配列された供給パイプと、を含むことができる。エゼクタ出口空気は、圧縮機ブリード空気とファンバイパス空気との混合気を含むことができる。空気エゼクタは、圧縮機ブリード空気を貫通して導き、これによりファンバイパス空気を空気エゼクタ内に吸い込むよう配列されたベンチェリを含むことができる。
【選択図】 図1
Description
該アクティブクリアランス制御エゼクタシステムは、
空気エゼクタと、
圧縮機ブリード空気をエゼクタに供給するよう配列された流入パイプと、
流入パイプ内に動作可能に配置され、圧縮機ブリード空気が圧縮機から出て流入パイプを通って空気エゼクタに入ることができようにする制御バルブと、
ファンバイパス空気をエゼクタに供給するよう配列された入口ダクトと、
圧縮機ブリード空気とファンバイパス空気との混合気を含むエゼクタ出口空気を空気エゼクタから受け取り、該エゼクタ出口空気をアクティブクリアランス制御システムに供給するよう配列された供給パイプと、
を備え、空気エゼクタが、圧縮機ブリード空気を貫通して導き、これによりファンバイパス空気を空気エゼクタ内に吸い込むよう配列されたベンチェリを含み、
上記動作が更に、
FADECを利用して制御バルブの位置を制御し、貫通して流れる圧縮機ブリード空気の量を変化させることを含む。
20 入口エルボ
28 制御バルブ
30 供給パイプ
40 コレクタマニホルド
42 インピンジメントリング
200 ファンバイパス空気
500 エンジン
501 FADEC
502 ケーシング
503 カウル
505 カウル下領域
510 圧縮機セクション
520 低圧圧縮機(LPC)
530 高圧圧縮機(HPC)
540 燃焼器
542 タービンセクション
590 バイパスファン
Claims (20)
- ガスタービンエンジン用のアクティブクリアランス制御エゼクタシステムであって、
空気エゼクタと、
圧縮機ブリード空気を前記空気エゼクタに供給するよう配列された流入パイプと、
ファンバイパス空気を前記空気エゼクタに供給するよう配列された入口ダクトと、
前記圧縮機ブリード空気と前記ファンバイパス空気との混合気を含むエゼクタ出口空気を前記空気エゼクタから受け取り、且つ前記エゼクタ出口空気をアクティブクリアランス制御システムに供給するよう配列された供給パイプと、
を備え、前記空気エゼクタが、前記圧縮機ブリード空気を通して導き、これにより前記ファンバイパス空気を前記空気エゼクタ内に吸い込むよう配列されたベンチェリを含む、アクティブクリアランス制御エゼクタシステム。 - 前記エンジンのコア内に形成され、前記圧縮機ブリード空気を前記流入パイプに送給するよう配列された圧縮機ブリードポートと、
前記流入パイプ内に動作可能に配置された制御バルブと、
を更に備え、前記制御バルブが、前記圧縮機ブリード空気を圧縮機セクションから流出させ、前記流入パイプを通って前記空気エゼクタ内に入ることができるようにする、請求項1に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。 - 前記流入パイプ内の前記制御バルブの位置を制御するよう動作可能に配列されたコントローラを更に備える、請求項2に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- 前記コントローラがFADECを含む、請求項3に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- 前記供給パイプに動作可能に結合されてエゼクタ出口空気を受けるコレクタマニホルドを更に備える、請求項1に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- 前記コレクタマニホルドが、ケーシングの冷却を可能にしてケーシングのサイズを制御し、これによりブレード先端クリアランスを制御できるようにするため、エンジンのケーシング付近上に取り付けられて配置された1つ又はそれ以上のインピンジメントリングを含む、請求項5に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- 前記供給パイプ上に配置され、エゼクタ出口空気をカウル下領域に吐出するよう配列されたリリーフバルブを更に備える、請求項1に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- 前記リリーフバルブの位置を制御するよう動作可能に配列されたコントローラを更に備える、請求項7に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- 前記コントローラがFADECを含む、請求項8に記載のアクティブクリアランス制御エゼクタシステム。
- ガスタービンエンジンのアクティブクリアランス制御方法であって、
アクティブクリアランス制御エゼクタシステムを提供するステップを含み、
前記アクティブクリアランス制御エゼクタシステムが、
空気エゼクタと、
圧縮機ブリード空気を前記空気エゼクタに供給するよう配列された流入パイプと、
前記流入パイプ内に動作可能に配置され、前記圧縮機ブリード空気が圧縮機から出て前記流入パイプを通って前記空気エゼクタに入ることができようにする制御バルブと、
ファンバイパス空気を前記空気エゼクタに供給するよう配列された入口ダクトと、
前記圧縮機ブリード空気と前記ファンバイパス空気との混合気を含むエゼクタ出口空気を前記空気エゼクタから受け取り、該エゼクタ出口空気をアクティブクリアランス制御システムに供給するよう配列された供給パイプと、
を備え、前記空気エゼクタが、前記圧縮機ブリード空気を通して導き、これにより前記ファンバイパス空気を前記空気エゼクタ内に吸い込むよう配列されたベンチェリを含み、
前記方法が更に、
FADECを利用して前記制御バルブの位置を制御し、該バルブを通って流れる前記圧縮機ブリード空気の量を変化させるステップを含む、方法。 - 前記ガスタービンエンジンが、航空機と関連付けられ、前記FADECが、離陸用の比較的低い流れ設定、上昇、部分出力飛行及び降下時用の中間設定、及び巡航高度での飛行用の比較的高い流れ設定で前記制御バルブを位置付けるように構成される、請求項10に記載の方法。
- 前記FADECを利用して前記制御バルブの位置を制御し、貫通して流れる前記圧縮機ブリード空気の量を変化させるステップが、前記FADECにより少なくとも1つの温度パラメータを受け取り、該少なくとも1つの温度パラメータに少なくとも部分的に基づいて前記制御バルブの位置を調整するステップを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記アクティブクリアランス制御エゼクタシステムが、前記エゼクタ出口空気の少なくとも一部をカウル下領域に選択的に吐出するよう配列されたリリーフバルブを備える、請求項10に記載の方法。
- 前記FADECを用いて前記リリーフバルブの位置を制御するステップを更に含む、請求項13に記載の方法。
- 前記FADECを用いて前記リリーフバルブの位置を制御するステップが、前記リリーフバルブを少なくとも部分的に開放し、飛行アイドル出力設定又はその近傍で、及び地上にある間ゼロ又はその近傍の航空機速度でコア構成要素の冷却を可能にするステップを含む、請求項14に記載の方法。
- ガスタービンエンジン用のアクティブクリアランス制御システムであって、
圧縮機から延びる流入パイプに圧縮機ブリード空気を該圧縮機から送給するよう配列された圧縮機ブリードポートと、
前記流入パイプ内に動作可能に配置され、前記流入パイプを通る前記圧縮機ブリード空気の流れを選択的に制御するよう配列された制御バルブと、
前記制御バルブに動作可能に結合されて該制御バルブの位置を制御するFADECと、
ファンバイパス空気を貫通して流すよう配列された入口ダクトと、
前記流入パイプ及び前記入口ダクトに動作可能に結合されたベンチェリを含む空気エゼクタと、
を備え、前記圧縮機ブリード空気の流れが、前記入口ダクトから前記空気エゼクタを通って前記ファンバイパス空気を吸い込むようにし、
前記アクティブクリアランス制御システムが更に、
前記空気エゼクタからエゼクタ出口空気を受け取り、該エゼクタ出口空気をコレクタマニホルドに供給するよう配列された供給パイプを備え、前記エゼクタ出口空気が、前記圧縮機ブリード空気と前記ファンバイパス空気との混合気を含む、アクティブクリアランス制御システム。 - 前記コレクタマニホルドが、ケーシングの冷却を可能にしてケーシングのサイズを制御し、これによりブレード先端クリアランスを制御できるようにするため、エンジンのケーシング付近上に取り付けられて配置された1つ又はそれ以上のインピンジメントリングを含む、請求項16に記載のアクティブクリアランス制御システム。
- 前記ガスタービンエンジンが、航空機と関連付けられ、前記FADECが、離陸用の比較的低い流れ設定、上昇、部分出力飛行及び降下時用の中間設定、及び巡航高度での飛行用の比較的高い流れ設定で前記制御バルブを位置付けるように構成される、請求項16に記載のアクティブクリアランス制御システム。
- 前記供給パイプに動作可能に結合されて、前記エゼクタ出口空気の少なくとも一部を前記ガスタービンエンジンのカウル下領域に選択的に吐出するよう配列されたリリーフバルブを更に備える、請求項16に記載のアクティブクリアランス制御システム。
- 前記FADECが前記リリーフバルブの位置を制御するよう構成される、請求項19に記載のアクティブクリアランス制御システム。
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