JP2013545648A

JP2013545648A - 二重反転可能プロペラのファンピッチ変更操作のための液圧システム

Info

Publication number: JP2013545648A
Application number: JP2013531579A
Authority: JP
Inventors: ザトルスキ，ダレック・トマス; イェーガー，ドナルド・スコット; メナード，ジェフリー・レイモンド; ディンスモア，ニコラス・ロウ; グリン，クリストファー・チャールズ; ミラー，ブランドン・ウェイン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2013-12-26
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: EP2622179A1; US8371105B2; US20120079808A1; BR112013005595A2; CN103119250A; WO2012044394A1; CA2813366C; CA2813366A1; JP5925785B2; CN103119250B

Abstract

前方および後部プロペラの二重反転可能な前方列および後部列が、前方および後部回転可能フレーム上に設置される。フレーム上の前方および後部液圧式回転ピッチ変更アクチュエータがプロペラのピッチを制御する。フレームの外側の液圧流体供給装置が前方および後部回転ユニオンに接続され、これらの前方および後部回転ユニオンが、前方および後部ユニオンステータと、前方および後部回転ユニオン内に設置される前方および後部ユニオンロータとの間で液圧流体を伝達する。前方ユニオンロータは、前方回転ユニオンから後部ピッチ変更アクチュエータまで液圧流体を伝達するように動作可能であり、後部ユニオンロータは、後部回転ユニオンから前方ピッチ変更アクチュエータまで液圧流体を伝達するように動作可能である。前方および後部回転可能フレームは、プロペラの前方または後部に位置する構造的フレーム上に二重反転可能に設置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、航空機ガスタービンエンジンの二重反転可能プロペラのためのピッチ変更（ｐｉｔｃｈｃｈａｎｇｅ）システムに関し、より詳細には、二重反転可能プロペラのピッチ変更操作のための液圧システムに関する。

１つのタイプの航空機ガスタービンエンジンは動力タービン駆動型の二重反転可能プロペラロータを含み、この動力タービンはガス発生装置によって動力供給される。液圧流体供給システムを含むピッチ変更操作システムが、二重反転可能プロペラロータ上に設置される二重反転可能プロペラのピッチ変更操作を行うのに使用される。このピッチ変更システムは、二重反転可能フレーム内に設置されるピッチ変更アクチュエータを含み、二重反転可能フレームはまた、二重反転可能プロペラおよびブレードを支持する。

本出願と同じ譲受人であるＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｍｐａｎｙに譲渡された、「ＣｏｕｎｔｅｒｒｏｔａｔｉｎｇＰｏｗｅｒＴｕｒｂｉｎｅ」と題される、１９８６年１１月１１日に発行されたＡｌａｎＲ．Ｓｔｕａｒｔによる米国特許第４，６２１，９７８号明細書が、固定された（回転不可能）エンジン支持構造と二重反転可能プロペラロータとの間で液圧流体を伝えるのにスリップリングを使用することを開示している。スリップリングはまた、非回転要素すなわち固定要素から回転要素まで径方向に液圧流体または別の流体あるいは液圧を伝達するのに使用されるデバイスでもある。必要となる量の液圧流体または液圧油を両方の回転フレームに伝達するためのスリップリングによって形成される小さい領域は、特定の圧力においては不十分である可能性がある。

したがって、スリップリングと比較して、固定された（回転不可能）エンジン支持構造と二重反転可能プロペラロータとの間でより多量かつ良好に液圧を伝達する能力を有する液圧流体伝達装置（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｌｕｉｄｔｒａｎｓｆｅｒ）を提供することが強く望まれる。

英国特許第５３４５２８号

推進装置が、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレーム上にそれぞれ設置されて中心線軸を基準に回転可能である前方プロペラおよび後部プロペラの、軸方向において離間される二重反転可能である前方列および後部列を含む。ピッチ変更システムが、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレーム上に設置されかつ前方プロペラおよび後部プロペラにそれぞれ接続されてそれらのピッチを制御および設定するように動作可能である、前方液圧式ピッチ変更アクチュエータおよび後部液圧式ピッチ変更アクチュエータを含む。前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームの外側に設置される液圧流体供給装置が、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータ内にそれぞれ設置される前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータを含む前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンに液圧的に接続される。前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンは、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータと前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータとの間でそれぞれ液圧流体を伝達するように動作可能であり、前方ユニオンロータは、前方回転ユニオンから後部ピッチ変更アクチュエータまで液圧流体を伝達するために後部ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続され、後部ユニオンロータは、後部回転ユニオンから前方ピッチ変更アクチュエータまで液圧流体を伝達するために前方ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続される。

前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンは軸方向において離間されてよく、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータと前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータのそれぞれとの間で径方向内側および径方向外側に液圧流体を伝達させるように動作可能であってよい。前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトが前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームにそれぞれ駆動可能に接続され得、後部ユニオンロータが、前方駆動シャフトと一体の環状ロータボディを含むことができる。

前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームのそれぞれの前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットが、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームを通過する流れ経路を径方向において横切って延在してよく、前方ピッチ変更アクチュエータおよび後部ピッチ変更アクチュエータは、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームのそれぞれの前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットと一対一の比率で、径方向において流れ経路の内側に設置される液圧式回転アクチュエータであってよい。前方回転可能シャフトおよび後部回転可能シャフトが前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットを通って延在し、それにより、前方ピッチ変更アクチュエータおよび後部ピッチ変更アクチュエータがそれぞれ前方プロペラおよび後部プロペラに一対一の比率で接続される。

前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトは前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームにそれぞれ駆動可能に接続され得、後部ユニオンロータは前方駆動シャフトと一体の環状ロータボディを含んでよい。前方ユニオンロータが後部ユニオンロータを通って後方に延在してよく、後部ユニオンロータが前方駆動シャフトに一体の環状ロータボディを含むことができ、前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータがそれぞれ流体通路を少なくとも部分的に担持することができる。前方ユニオンロータによって担持される流体通路は、前方液圧流体供給ラインおよび戻りラインならびに後部回転可能供給ラインおよび回転可能戻りラインにそれぞれ流体連通され、後部ユニオンロータ内の環状ロータボディによって担持される流体通路が、後部液圧流体供給ラインおよび戻りラインならびに前方回転可能供給ラインおよび回転可能戻りラインにそれぞれ流体連通される。前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータの各々は、それぞれ、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータの環状の径方向内側ステータ表面からそれらを貫通するように径方向外側に延在する少なくとも第１および第２のステータチャネルを有する少なくとも第１および第２の流体チャンバを含むことができる。流体チャンバの各々は液圧流体供給装置に接続される少なくとも１つの入口ポートを有し、流体通路が流体チャンバに流体連通される。

後部ユニオンロータは、環状ロータボディ上に設置される環状ロータステータレース（ｒｏｔｏｒｓｔａｔｏｒｒａｃｅ）と、内側ステータ表面に摺動可能に密閉係合される環状ロータステータレースの径方向外側ロータ表面と、流体チャンバに流体連通される伝達孔と、を含み、この伝達孔はまた、環状ロータステータレースおよび環状ロータボディを完全に通過し、環状ロータボディに設置される環状回転マニホルドまで径方向に延在する。伝達孔は、回転マニホルドを通って軸方向において後方に延在する流体通路に流体連通され、流体通路は、回転マニホルド内の流体通路の複数の部分を流体通路の径方向区間に部分的に接続させる中間管を含む。

前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンは単一の入れ子状の回転ユニオンを形成するように一体化されてよく、ここでは、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータが共通の単一のステータを形成するように一体化され、入れ子状の回転ユニオンは、共通の単一のステータと前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータとの間で液圧流体を径方向内側および径方向外側に伝達するように動作可能である。

航空機ガスタービンエンジンが、上流側にあって動力タービンに動力供給するように動作可能であるガス発生装置と、少なくともガス発生装置を囲むナセルと、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレーム上にそれぞれ設置されて中心線軸を基準に回転可能である前方プロペラおよび後部プロペラの軸方向において離間される二重反転可能な前方列および後部列と、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームに駆動可能に接続される動力タービンと、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレーム上に設置されかつ前方プロペラおよび後部プロペラにそれぞれ接続されて前方プロペラおよび後部プロペラのピッチを制御および設定するように動作可能である前方液圧式ピッチ変更アクチュエータおよび後部液圧式ピッチ変更アクチュエータを含むピッチ変更システムと、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームの外側に設置されかつ前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンに接続される液圧流体供給装置と、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータ内に設置されかつ前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータと前方回転ユニオンロータおよび後部回転ユニオンロータのそれぞれとの間で液圧流体を伝達するように動作可能である前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータを含む前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンと、後部ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続されてその後部ピッチ変更アクチュエータに液圧流体を伝達するように動作可能である前方ユニオンロータと、前方ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続されてその前方ピッチ変更アクチュエータに液圧流体を伝達するように動作可能である後部ユニオンロータと、を含む。

前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトは動力タービンに二重反転可能に接続され得、また、それぞれ、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームに駆動可能に接続され得、後部ユニオンロータは、前方駆動シャフトと一体の環状ロータボディを含むことができる。動力タービンの動力タービンロータは、エンジンの軸方向において離間される前方構造的タービンフレームおよび後部構造的タービンフレーム上でそれらの間に回転可能に設置され得、また、動力タービンロータはエピサイクリックギアボックスに駆動可能に接続され、また、エピサイクリックギアボックスは、前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレームと、それらの上に設置される前方プロペラおよび後部プロペラとを二重反転可能に駆動させるために、前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトにより前方回転可能フレームよび後部回転可能フレームに駆動可能に接続される。

前方ユニオンステータは前方構造的タービンフレーム上に設置され得、前方ユニオンステータは前方液圧流体供給ラインおよび戻りラインにより液圧流体供給装置に接続され得、後部ユニオンステータは後部構造的タービンフレーム上に設置され得、後部ユニオンステータは後部液圧流体供給ラインおよび戻りラインにより液圧流体供給装置に接続され得る。前方液圧式回転ユニオンは、前方液圧流体供給ラインと戻りラインとの間ならびに後部回転可能供給ラインと回転可能戻りラインとの間でそれぞれ加圧液圧流体を伝達するように動作可能であり、後部液圧式回転ユニオンは、後部液圧流体供給ラインと戻りラインとの間ならびに前方回転可能供給ラインと回転可能戻りラインとの間でそれぞれ加圧液圧流体を伝達するように動作可能である。前方ユニオンロータは、後部回転可能フレーム内の後部回転可能供給ラインおよび戻りラインに接続され、さらに、後部ピッチ変更アクチュエータに接続され、後部ユニオンロータは、前方回転可能フレーム内の前方回転可能供給ラインおよび回転可能戻りラインに接続され、さらに、前方ピッチ変更アクチュエータに接続される。

本発明の上記の態様および別の特徴を、添付図面と併せた以下の記述で説明する。

二重反転可能プロペラを備える航空機ガスタービンエンジンの例示の実施形態を示す斜視図である。ギアボックスを介して動力タービンによって駆動される二重反転可能プロペラを備える航空機ガスタービンエンジンの例示の実施形態を示す概略図である。図１に示される二重反転可能プロペラのためのピッチ変更アクチュエータのためのデュアル液圧流体回路の例示の実施形態を含む図１に示されるエンジンの一部分を示す長手方向断面図である。図３に示されるピッチ変更アクチュエータに供給するための流体回路のための後部液圧式回転ユニオンを示す長手方向断面図である。図４に示される回転ユニオンを示す破断斜視図である。図４に示される回転ユニオンを示す外側斜視図である。図３に示されるエンジンのための代替の入れ子状の回転ユニオンを示す長手方向断面図である。ギアボックスを介して動力タービンによって駆動される前方プロペラを備え、さらには、前方プロペラを駆動させるリングギアおよび後部プロペラを駆動させるプラネットキャリアを備える、航空機ガスタービンエンジンの例示の実施形態を示す概略図である。プーラー式（ｐｕｌｌｅｒ）二重反転可能プロペラを備える航空機ガスタービンエンジンの第２の例示の実施形態を示す斜視図である。図９に示されるプーラー式二重反転可能プロペラを備える航空機ガスタービンエンジンの例示の実施形態を示す概略図である。図９に示される二重反転可能プロペラのためのピッチ変更アクチュエータのためのデュアル液圧流体回路の例示の実施形態を含む、図９に示されるエンジンの一部分を示す長手方向断面図である。図１１に示されるエンジンのための入れ子状の回転ユニオンを示す長手方向断面図である。各プロペラが図３に示される単一のピッチ変更アクチュエータに接続される、一体にまとめられる（ｇａｎｇｅｄ）ピッチ変更アクチュエータの第１の例示の実施形態を示す斜視図である。各々の第３のプロペラが図３に示される単一のピッチ変更アクチュエータに接続される、一体にまとめられるピッチ変更アクチュエータの第２の例示の実施形態を示す斜視図である。

図１は、中心線軸６と、外側シュラウドすなわちナセル３０の径方向外側に配置される前方プロペラ２２および後部プロペラ２４のそれぞれの、軸方向において離間される二重反転可能な前方環状列２１および後部環状列２３とを有する、アンダクテッドファン（ｕｎｄｕｃｔｅｄｆａｎ（ＵＤＦ））またはオープンロータ式の航空機ガスタービンエンジン２０を示す。前方環状列２１および後部環状列２３は本明細書では１２個の前方プロペラ２２および１０個の後部プロペラ２４を有するように示されるが、別の数のプロペラが使用されてもよい。ナセル３０は、前方プロペラ２２に結合されてその前方プロペラ２２と共に回転可能である前方フェアリング３２と、後部プロペラ２４に結合されてその後部プロペラ２４と共に回転可能である後部フェアリング３４とを含む。

ナセル３０は、前方フェアリング３２と後部フェアリング３４との間に配置されるスペーサフェアリング（ｓｐａｃｅｒｆａｉｒｉｎｇ）３６と、図２に示されるガス発生装置４０の径方向外側に配置されてそのガス発生装置４０を囲む前方ナセル３８とをさらに含む。前方ナセル３８は、周囲空気をガス発生装置４０まで誘導する入口４２を含む。ナセル３０により、プロペラ２２、２４の性能を最適化するための適切な空気流れ特性が得られる。

図１〜３に示されるオープンロータ式の航空機ガスタービンエンジン２０は、エンジンの後部端部２６のところ、および、ガス発生装置４０とガス発生装置４０を囲む前方ナセル３８との後部のところに概して位置する、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の離間される二重反転可能な前方環状列２１および後部環状列２３を有するプッシャタイプエンジンである。プッシャタイプのオープンロータ式の航空機ガスタービンエンジン２０の前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３は、後部構造的タービンフレーム６４の後部にある。後部構造的タービンフレーム６４は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４によって生成される推力を航空機（図示せず）まで、さらにはしたがってその指定のプッシャまで伝達するのに使用される。

図２を参照すると、ガス発生装置４０は、低圧圧縮機区間１２および高圧圧縮機区間１３と、燃焼器区間１４と、下流側で軸方向の流れ関係にある高圧タービン区間１５および低圧タービン区間１６とを備えるガスタービンエンジンである。低圧タービン区間１６および高圧タービン区間１５は、それぞれ、低圧シャフト１７および高圧シャフト１９を介して低圧圧縮機区間１２および高圧圧縮機区間１３を駆動させる。低圧タービン区間１６の後部かつ下流側には動力タービン１８が配置され、この動力タービン１８は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３を駆動させる。ガス発生装置４０を通過する空気が圧縮および加熱され、それにより、高エネルギー（高圧／高温）のガスストリーム４４が動力タービン１８を通って流れる。

図１〜３に示される特定のエンジン構成では、動力タービン１８が、エピサイクリックギアボックス４８を介して前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３を駆動させ、ここではこのエピサイクリックギアボックス４８は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３を二重反転させる。前方プロペラ２２および後部プロペラ２４は前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４上にそれぞれ設置される。動力タービン１８は、タービンブレード５８を含む動力タービンロータ５６を含む。動力タービンロータ５６は、軸方向に離間される前方構造的タービンフレーム６２および後部構造的タービンフレーム６４上でそれらの間に回転可能に設置され、また、ギアボックス入力シャフト組立体６５によりギアボックス４８に駆動可能に接続される。前方駆動シャフト７２および後部駆動シャフト７４は、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４をそれぞれ駆動させるためにギアボックス４８に二重反転可能に接続される。後部構造的タービンフレーム６４は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４によって生成される推力を航空機（図示せず）に伝達するのに使用される。

ギアボックス４８は、回転可能環状キャリア２０２から片持ち梁式に突き出るピン２０６上に回転可能に設置される遊星歯車２０４を有する回転可能環状キャリア２０２を含む。太陽歯車２０８が遊星歯車２０４に噛合されてそれらの遊星歯車２０４の径方向内側に回転可能に設置され、リングギア２１１が遊星歯車２０４に噛合されてそれらの遊星歯車２０４の径方向外側に回転可能に設置される。太陽歯車２０８はギアボックス入力シャフト組立体６５により動力タービン１８に駆動可能に接続される。太陽歯車２０８は遊星歯車２０４を駆動させるように動作可能であり、それによりさらに遊星歯車２０４が、キャリア２０２に対して二重反転可能となるようにリングギア２１１を駆動させるように動作可能となる。キャリア２０２は前方駆動シャフト７２に接続され、この前方駆動シャフト７２はさらに、前方プロペラ２２を第１の円周方向（時計回りまたは反時計回り）に駆動させるために前方回転可能フレーム５２に接続される。リングギア２１１は後部駆動シャフト７４に接続され、この後部駆動シャフト７４はさらに、後部プロペラ２４を、第１の円周方向とは反対の第２の円周方向に駆動させるために後部回転可能フレーム５４に接続される。

図８に示されるギアボックス４８の代替の配置構成では、キャリア２０２は後部駆動シャフト７４に接続され、後部駆動シャフト７４はさらに、後部プロペラ２４を駆動させるために後部回転可能フレーム５４に接続される。リングギア２１１は前方駆動シャフト７２に接続され、前方駆動シャフト７２はさらに、前方プロペラ２２を駆動させるために前方回転可能フレーム５２に接続される。

図３を参照すると、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４が後部構造的タービンフレーム６４上に二重反転可能に設置されている。前方回転可能フレーム５２は、スラストベアリング６６およびローラベアリング６８により後部構造的タービンフレーム６４上に回転可能に設置される。後部回転可能フレーム５４は、スラストベアリング６６およびローラベアリング６８により前方回転可能フレーム５２上に差動的かつ回転可能に設置される。動力タービン１８を通って流れるガスストリーム４４が、次いで、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４を通る排出流れ経路８０を介して排出される。前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４の前方回転可能ストラット８２および後部回転可能ストラット８４は、それぞれ、排出流れ経路８０を横切って径方向に延在する。

独立して制御される前方ピッチ変更システム７８および後部ピッチ変更システム７９が、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４のピッチを制御および設定する。前方ピッチ変更システム７８および後部ピッチ変更システム７９は、前方回転可能ストラット８２および後部回転可能ストラット８４に対してそれぞれ一対一の比率である、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４上に設置される前方液圧式ピッチ変更アクチュエータ８６および後部液圧式ピッチ変更アクチュエータ８８を含む。前方液圧式ピッチ変更アクチュエータ８６および後部液圧式ピッチ変更アクチュエータ８８は排出流れ経路８０の径方向内側に設置される。前方ピッチ変更システム７８および後部ピッチ変更システム７９は、本明細書では、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８の各々を粗調整および微調整するための３つの液圧式チャネルを備える３チャンネルシステム、ならびに、各々のピッチ変更アクチュエータから還送するための１つの液圧式チャネルとして示される。

前方回転可能シャフト９２および後部回転可能シャフト９４は前方回転可能ストラット８２および後部回転可能ストラット８４を通って延在してそれらを通過し、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８をそれぞれ前方プロペラ２２および後部プロペラ２４に一対一の比率で接続する。

前方液圧式ピッチ変更アクチュエータ８６および後部液圧式ピッチ変更アクチュエータ８８は、本明細書では、液圧式動力（圧力および流れ）を回転機械動力（トルクおよび速度）へと変更するデバイスである液圧式回転アクチュエータとして示される。回転アクチュエータは流体圧力を回転動力に変換し、いずれかの方向にインスタントトルク（ｉｎｓｔａｎｔｔｏｒｑｕｅ）を発生させる。基本的構成は、固定バリアと、静翼（複数可）が取り付けられる中心シャフトとを収容する密閉円筒形チャンバを含む。静翼のいずれかの側面に加えられる流体圧力がシャフトを回転させる。発生する出力トルクは、静翼の面積と、静翼の数と、加えられる流体圧力とによって決定される。回転速度は、液圧システムの流量キャパシティおよび圧力キャパシティに依存する。

固定されて設置されて前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４の外側に位置する制御式の加圧液圧流体供給装置９８が、前方液圧流体供給ライン１０２および戻りライン１０４ならびに後部供給ライン１０６および戻りライン１０８により、それぞれ前方液圧式回転ユニオン１１０および後部液圧式回転ユニオン１１２に液圧的に接続される。液圧流体供給装置９８は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４のそれぞれのピッチを変更および制御することを目的として、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８を独立して制御してそれらに動力供給するように動作可能である。液圧流体供給装置９８は、独立して制御される前方ピッチ変更システム７８および後部ピッチ変更システム７９に液圧および液圧式動力を提供する。

回転ユニオンは、非回転すなわち固定要素と回転要素との間で、中心線軸６を基準として径方向において液圧流体または別の流体あるいは液圧を伝達するための回転デバイスまたは回転手段であり、この中心線軸６を中心として、ロータがステータ内で回転するか、または、ロータが回転手段または回転ユニオンのステータの外側で同心状に回転する。

本明細書に示される回転ユニオンの実施形態は、非回転すなわち固定要素と回転要素との間で、中心線軸６を基準として径方向内側および径方向外側に液圧流体または別の流体あるいは液圧を伝達するように動作可能である。前方液圧式回転ユニオン１１０は、液圧流体供給装置９８と後部ピッチ変更アクチュエータ８８との間で加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。後部液圧式回転ユニオン１１２は、液圧流体供給装置９８と前方ピッチ変更アクチュエータ８６との間で加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。

前方液圧式回転ユニオン１１０は、前方液圧流体供給ライン１０２と戻りライン１０４との間ならびに後部回転可能供給ライン１２０と回転可能戻りライン１２２との間でそれぞれ加圧液圧流体１１８を伝達する。２つの後部回転可能供給ライン１２０が本明細書では示されており、これらの一方は、後部ピッチ変更アクチュエータ８８の各々を粗調整するためのものであり、もう一方はそれらを微調整するためのものである。

後部液圧式回転ユニオン１１２は、後部液圧流体供給ライン１０６と戻りライン１０８との間ならびに前方回転可能供給ライン１２４と回転可能戻りライン１２６との間でそれぞれ加圧液圧流体１１８を伝達する。本明細書では２つの前方回転可能供給ライン１２４が示される。一方は前方ピッチ変更アクチュエータ８６の各々を粗調整するためのものであり、もう一方はそれらを微調整するためのものである。これは図５にさらに詳細に示される。

図３を参照すると、前方液圧流体供給ライン１０２および戻りライン１０４ならびに後部液圧流体供給ライン１０６および戻りライン１０８が、それぞれ、軸方向において離間される前方構造的タービンフレーム６２および後部構造的タービンフレーム６４内に少なくとも部分的に設置されている。後部回転可能フレーム５４内に設置される後部回転可能供給ライン１２０および回転可能戻りライン１２２は、後部ピッチ変更アクチュエータ８８に接続される。前方回転可能フレーム５２内に設置される前方回転可能供給ライン１２４および回転可能戻りライン１２６は前方ピッチ変更アクチュエータ８６に接続される。

図３〜６に示される後部液圧式回転ユニオン１１２をさらに詳細に説明すると、この後部液圧式回転ユニオン１１２は、非回転のすなわち固定された環状の前方ユニオンステータ２１０および後部ユニオンステータ２１２と、前方ユニオンステータ２１０および後部ユニオンステータ２１２内に回転可能に設置されて軸６を中心に回転可能である、回転可能環状前方ユニオンロータ２１４および回転可能環状後部ユニオンロータ２１６と、を含む前方液圧式回転ユニオン１１０および後部液圧式回転ユニオン１１２の両方を実質的に示すものであり、軸６は、前方ユニオンロータ２１４および後部ユニオンロータ２１６のための回転軸である。前方ユニオンロータ２１４は後部ユニオンロータ２１６を通って後方に延在する。前方ユニオンステータ２１０および後部ユニオンステータ２１２は、回転しないように、すなわち、固定されて、前方構造的タービンフレーム６２および後部構造的タービンフレーム６４上にそれぞれ設置される。

本明細書に示される液圧式回転ユニオン１１０、１１２は、各々が、第１の流体チャンバ２３０と、第２の流体チャンバ２３２と、第３の流体チャンバ２３４とを有し、これらは、前方ユニオンステータ２１０および後部ユニオンステータ２１２の環状の径方向内側ステータ表面２４６からそれらを貫通するように径方向外側に延在する第１のステータチャネル２４０と、第２のステータチャネル２４２と、第３のステータチャネル２４４とによって形成される。第１のステータチャネル２４０、第２のステータチャネル２４２および第３のステータチャネル２４４は、前方ユニオンロータ２１４および後部ユニオンロータ２１６の環状ロータボディ２５０によって境界を画定され、それにより、径方向内側の、第１の流体チャンバ２３０、第２の流体チャンバ２３２および第３の流体チャンバ２３４が形成される。前方ユニオンロータ２１４および後部ユニオンロータ２１６の環状ロータボディ２５０上に設置される環状ロータステータレース２４７が径方向外側ロータ表面２４８を含み、この径方向外側ロータ表面２４８は、より詳細には、第１のステータチャネル２４０、第２のステータチャネル２４２および第３のステータチャネル２４４の境界を画定する。

流体チャンバは各々が少なくとも１つの入口ポート２３６を有する。各ステータチャンバのための２つのポートが図５および６に示される。ポート２３６ごとに１つのボス２３８が、流体チャンバを制御式加圧流体供給装置９８に流体接続させる。流体チャンバのうちの２つは供給用であり、また、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８の各々を粗調整および微調整するためのものであり、流体チャンバのうちの１つはピッチ変更アクチュエータの各々から還送するのに使用される。

図３および４を参照すると、流体チャンバに流体連通される伝達孔２４９が、環状ロータステータレース２４７を完全に通過しさらに後部ユニオンロータ２１６の環状ロータボディ２５０を完全に通過して、環状ロータボディ２５０に設置される環状回転マニホルド２９２まで径方向に延在している。伝達孔２４９は流体通路２５２に流体連通され、この流体通路２５２は、回転マニホルド２９２を通って軸方向において後方に延在し、またこの流体通路２５２は、回転マニホルド２９２と後部ユニオンロータ２１６の後部端部２５６のところにある環状フランジ２５４との間に設置される中間管２９４を含む。

流体通路２５２は軸方向において中間管２９４から延在し、さらに、環状フランジ２５４を通って径方向外側に延在する。流体通路２５２の各々は環状ロータボディ２５０により少なくとも部分的に担持され、また、流体通路２５２の各々は、軸方向において、回転マニホルド２９２を通りさらに中間管２９４のうちの１つを通って環状フランジ２５４内まで後方に延在する軸方向区間２６０を含む。軸方向区間２６０の各々は流体通路２５２の径方向区間２６２に流体接続される。径方向区間２６２は環状フランジ２５４を通って径方向外側に延在する。本明細書に示される前方液圧式回転ユニオン１１０および後部液圧式回転ユニオン１１２の実施形態は、前方駆動シャフト７２と一体である後部ユニオンロータ２１６の環状ロータボディ２５０と、後部駆動シャフト７４に接続されてその後部駆動シャフト７４によって回転される前方ユニオンローラ２１４とを含む。

流体通路２５２は、伝達孔２４９に流体連通される通路入口２９６を回転マニホルド２９２内に含む。通路入口２９６は、図４および５に示されるように、伝達孔２４９に直接に流体連通されるか、または、伝達孔２４９に直接に流体連通される環状回転プレナム２９８に直接に流体連通される。環状回転プレナム２９８は回転マニホルド２９２内へと径方向内側に延在し、流体通路２５２の軸方向区間２６０に流体連通される。

図３、４および５を参照すると、各径方向区間２６２はユニオンロータ２１４の通路出口２６３に接続され、ユニオンロータ２１４のこの通路出口２６３はさらに回転可能液圧ライン２７０に接続され、この回転可能液圧ライン２７０は、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４の一方にそれぞれ設置される前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８のうちの一方に繋がる。液圧ライン２７０はそれぞれ前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４上に設置され、また、これらの液圧ライン２７０は、図３に示される、前方回転可能供給ライン１２４および回転可能戻りライン１２６ならびに後部回転可能供給ライン１２０および回転可能戻りライン１２２をそれぞれ含む。環状ロータボディ２５０と、前方液圧式回転ユニオン１１０のユニオンロータ２１４の環状ロータボディ２５０を通る流体通路２５２の軸方向区間２６０とが、後部液圧式回転ユニオン１１２より長く、したがって後部液圧式回転ユニオン１１２を通過して環状フランジ２５４に到達することに留意されたい。

図４および５を参照すると、軸方向において後部ユニオンステータ２１２内のステータチャネルの前方外側および後部外側に位置する前方ローラベアリング２８４および後部ローラベアリング２８６が、径方向における後部ユニオンロータ２１６と後部ユニオンステータ２１２との間で滑らかに回転が行われるのを補助する。軸方向において後部ユニオンステータ２１２内のステータチャネルの間で後部ユニオンステータ２１２の径方向内側ステータ表面２４６に沿って、かつ前方ローラベアリング２８４および後部ローラベアリング２８６のステータチャネル間に配置され、環状シールランド２８８が、後部ユニオンロータ２１６の環状ロータボディ２５０上に設置される環状ロータステータレース２４７に密閉係合される。これにより、後部ユニオンロータ２１６と後部ユニオンステータ２１２との間で摺動可能かつ回転可能な密閉状態が形成され、さらに、ステータチャネルと中のチャンバとの間で一体的な密閉状態が形成される。

前方液圧式回転ユニオン１１０および後部液圧式回転ユニオン１１２の代替の実施形態は図７に示される入れ子状の回転ユニオン３００であり、ここでは、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータが組み合わされるかまたは一体化される。入れ子状の回転ユニオン３００は、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータを一体化させて共通の単一ステータ３１２とし、前方ユニオンロータ３１４および後部環状ユニオンロータ３１６が単一のステータ３１２内で同心状に配置される。

前方ユニオンロータ３１４および後部ユニオンロータ３１６は、それぞれ、前方環状ロータボディ３５０および後部環状ロータボディ３５１を含む。前方環状ロータボディ３５０は本明細書では後部駆動シャフト７４に一体化されて示され、後部ロータボディ３５１は本明細書では前方駆動シャフト７２に一体化されて示される。

前方ユニオンロータ３１４は軸６を基準として単一のステータ３１２内に回転可能に設置され、この軸６はロータのための回転軸である。後部ユニオンロータ３１６は単一のステータ３１２内に回転可能に設置される。前方ユニオンロータ３１４は後部ユニオンロータ３１６を通過しかつその後部ユニオンロータ３１６内に回転可能に設置される。後部ユニオンロータ３１６は、液圧流体供給装置９８と前方ピッチ変更アクチュエータ８６との間で加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。前方ユニオンロータ３１４は、液圧流体供給装置９８と後部ピッチ変更アクチュエータ８８との間で加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。

前方ユニオンロータ３１４は、非回転のすなわち固定された前方液圧流体供給ライン１０２と戻りライン１０４との間ならびに後部回転可能供給ライン１２０と回転可能戻りライン１２２（図３に示される）との間でそれぞれ加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。後部ユニオンロータ３１６は、後部液圧流体供給ライン１０６および戻りライン１０８と前方回転可能供給ライン１２４および回転可能戻りライン１２６（図３に示される）とのそれぞれの間で、加圧液圧流体１１８を伝達する。

前方液圧流体供給ライン１０２および戻りライン１０４ならびに後部液圧流体供給ライン１０６および戻りライン１０８は、共に、同一の後部構造的タービンフレーム６４内に設置される。後部回転可能フレーム５４内に設置される後部回転可能供給ライン１２０および回転可能戻りライン１２２は後部ピッチ変更アクチュエータ８８に接続される。前方回転可能フレーム５２内に設置される前方回転可能供給ライン１２４および回転可能戻りライン１２６は前方ピッチ変更アクチュエータ８６に接続される。

入れ子状の回転ユニオン３００は、第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４によって形成される第１の流体チャンバ３３０、第２の流体チャンバ３３２および第３の流体チャンバ３３４の前方セット３２０および後部セット３２４を有し、第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４は、ステータ３１２の径方向内側ステータ表面３４６から径方向外側に延在しかつその径方向内側ステータ表面３４６を貫通する。前方セット３２０はステータ３１２に沿って後部セット３２４の前方に位置する。ステータチャネルの各々は少なくとも１つのポート３３６を有し、本明細書では各ステータチャネルに対して２つのポートが示される。ポート３３６ごとに１つのボス３３８が、ステータチャネルおよびチャンバを制御式加圧液圧流体供給装置に流体接続させる。

ステータチャネルおよびチャンバのうちの２つは供給用であり、また、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８の各々を粗調整および微調整するためのものであり、チャンバおよびステータチャネルのうちの１つはピッチ変更アクチュエータの各々から還送するために接続される。

第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４の第１の流体チャンバ３３０、第２の流体チャンバ３３２および第３の流体チャンバ３３４の前方セット３２０からの前方伝達孔３４９が、後部環状ロータボディ３５１を通って、前方環状ロータボディ３５０によって担持される前方流体通路３５２まで延在し、この前方流体通路３５２は、図４に示される、前方ユニオンロータ２１４の後部端部２５６のところにある環状フランジ２５４などの、前方ユニオンロータ３１４の後部端部のところにある環状フランジまで到達する。

第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４の第１の流体チャンバ３３０、第２の流体チャンバ３３２および第３の流体チャンバ３３４の後部セット３２４からの後部伝達孔３６４が、後部ユニオンロータ３１６の後部環状ロータボディ３５１を完全に通過して、後部ユニオンロータ３１６の後部環状ロータボディ３５１によって担持される後部流体通路３５３まで径方向に延在し、この後部流体通路３５３は、図４に示される、後部ユニオンロータ２１６の後部端部２５６のところにある環状フランジ２５４と同様の、後部ユニオンロータ３１６の後部端部３５６のところにある環状フランジ３５９まで到達する。図７および３に示されるように、前方流体通路３５２および後部流体通路３５３の各々は、前方環状ロータボディ３５０および後部環状ロータボディ３５１を通って径方向区間２６２まで軸方向において後方に延在する軸方向区間３６０を含み、この径方向区間２６２は、前方環状フランジおよび後部環状フランジを通って径方向外側に延在する。本明細書に示される入れ子状の回転ユニオン３００の実施形態は、前方駆動シャフト７２および後部駆動シャフト７４にそれぞれ一体化される前方ユニオンロータ３１４および後部ユニオンロータ３１６の前方環状ロータボディ３５０および後部環状ロータボディ３５１を含む。

図９〜１１には、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の離間される二重反転可能な前方環状列２１および後部環状列２３を有するプーラータイプのオープンロータ式の航空機ガスタービンエンジン２０が示され、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の離間される二重反転可能な前方環状列２１および後部環状列２３は、概して、エンジンの前方端部２８のところ、かつ、ガス発生装置４０とガス発生装置４０を囲む後部ナセル３９との前方に、位置する。

図１１を参照すると、エンジン２０がガス発生装置４０の環状入口４３を含んでいる。環状入口４３は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３の間に位置する。ガス発生装置４０は、下流側で軸方向の流れ関係にある、低圧圧縮機区間１２および高圧圧縮機区間１３と、燃焼器区間１４と、高圧タービン区間１５および低圧タービン区間１６とを備えるガスタービンエンジンである。低圧タービン区間１６および高圧タービン区間１５は、それぞれ、低圧シャフト１７および高圧シャフト１９を介して低圧圧縮機区間１２および高圧圧縮機１３を駆動させる。低圧タービン区間１６の後部かつ下流側には動力タービン１８が配置され、この動力タービン１８は、エピサイクリックギアボックス４８を介して前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３を駆動させる。ガス発生装置４０を通過する空気が圧縮および加熱され、それにより高エネルギー（高圧／高温）のガスストリームが形成され、これは動力タービン１８を通って流れる。

図９〜１１に示される特定のエンジン構成では、動力タービン１８が、エピサイクリックギアボックス４８を介して前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３を駆動させ、ここではこのエピサイクリックギアボックス４８は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４を二重反転させる。前方プロペラ２２および後部プロペラ２４は前方回転可能フレーム５２および後部回転可能プロペラ５４上にそれぞれ設置される。前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４は前方構造的フレーム６３上に二重反転可能に設置される。前方構造的フレーム６３は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４によって生成される推力を航空機（図示せず）まで伝達するのに使用される。プーラータイプのオープンロータ式の航空機ガスタービンエンジン２０の前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３は前方構造的フレーム６３の前方にあり、したがって指定のプーラーの前方にある。

動力タービン１８は、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４の前方環状列２１および後部環状列２３の軸方向後方に回転可能に設置される動力タービンロータ５６を含む。動力タービンロータ５６はギアボックス入力シャフト組立体６５によりギアボックス４８に駆動可能に接続される。前方駆動シャフト７２および後部駆動シャフト７４が、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４をそれぞれ駆動させるためにギアボックス４８に二重反転可能に接続される。

ギアボックス４８は、環状キャリア２０２から片持ち梁式に突き出るピン２０６上に回転可能に設置される遊星歯車２４０を有する回転可能環状キャリア２０２を含む。太陽歯車２０８が遊星歯車２０４に噛合されてそれらの遊星歯車２０４の径方向内側に回転可能に設置され、リングギア２１１が遊星歯車２０４に噛合されてそれらの遊星歯車２０４の径方向外側に回転可能に設置される。太陽歯車２０８はギアボックス入力シャフト組立体６５により動力タービン１８に駆動可能に接続される。太陽歯車２０８は遊星歯車２０４を駆動させるように動作可能であり、それによりさらに遊星歯車２０４が、キャリア２０２に対して二重反転可能となるようにリングギア２１１を駆動させるように動作可能となる。リングギア２１１は前方駆動シャフト７２に接続され、この前方駆動シャフト７２はさらに、前方プロペラ２２の前方環状列２１を第１の円周方向（時計回りまたは反時計回り）に駆動させるために前方回転可能フレーム５２に接続される。キャリア２０２は後部駆動シャフト７４に接続され、この後部駆動シャフト７４はさらに、後部プロペラ２４の後部環状列２３を、第１の円周方向とは反対の第２の円周方向に駆動させるために後部回転可能フレーム５４に接続される。

図１１を参照すると、前方ピッチ変更システム７８および後部ピッチ変更システム７９が、前方プロペラ２２および後部プロペラ２４のピッチを制御および設定する。前方ピッチ変更システム７８および後部ピッチ変更システム７９は、前方回転可能ストラット８２および後部回転可能ストラット８４に対してそれぞれ一対一の比率である、前方回転可能フレーム５２および後部回転可能フレーム５４上に設置される前方液圧式ピッチ変更アクチュエータ８６および後部液圧式ピッチ変更アクチュエータ８８を含む。前方回転可能シャフト９２および後部回転可能シャフト９４が、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８と前方プロペラ２２および後部プロペラ２４との間を径方向に延在し、前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８をそれぞれ前方プロペラ２２および後部プロペラ２４に一対一の比率で接続させる。

図１１および１２には入れ子状の回転ユニオン３００（図７に示されて上で開示された回転ユニオンに類似する）が示され、ここでは、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータが組み合わされるかまたは一体化される。入れ子状の回転ユニオン３００は、制御式加圧液圧流体供給装置９８と前方ピッチ変更アクチュエータ８６および後部ピッチ変更アクチュエータ８８との間で液圧流体を伝達させる。入れ子状の回転ユニオン３００は、上で開示した前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータを一体化させて共通の単一ステータ３１２にする。前方ユニオンロータ３１４および後部ユニオンロータ３１６は単一のステータ３１２内で同心状に配置される。

前方ユニオンロータ３１４および後部ユニオンロータ３１６はそれぞれ前方環状ロータボディ３５０および後部環状ロータボディ３５１を含む。前方環状ロータボディ３５０は本明細書では前方駆動シャフト７２に一体化されて示され、後部環状ロータボディ３５１は本明細書では後部駆動シャフト７４に一体化されて示される。

前方液圧流体供給ライン１０２および戻りライン１０４ならびに後部液圧流体供給ライン１０６および戻りライン１０８は、共に、同一の前方構造的フレーム６３内に設置される。前方回転可能供給ライン１２４および回転可能戻りライン１２６は、前方回転可能フレーム５２内に設置され、前方ピッチ変更アクチュエータ８６に接続される。後部回転可能供給ライン１２０および回転可能戻りライン１２２は、後部回転可能フレーム５４内に設置され、後部ピッチ変更アクチュエータ８８に接続される。

入れ子状の回転ユニオン３００は、第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４によって形成される第１の流体チャンバ３３０、第２の流体チャンバ３３２および第３の流体チャンバ３３４の前方セット３２０および後部セット３２４を有し、第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４は、ステータ３１２の径方向内側環状ステータ表面３４６から径方向外側に延在しかつその径方向内側環状ステータ表面３４６を貫通する。前方セット３２０はステータ３１２に沿って後部セット３２４の前方に位置する。ステータチャネルの各々は少なくとも１つのポート３３６を有し、本明細書では各ステータチャネルに対して２つのポートが示される。ポート３３６ごとに１つのボス３３８が、ステータチャネルおよびチャンバを制御式加圧液圧流体供給装置に流体接続させる。

第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４の第１の流体チャンバ３３０、第２の流体チャンバ３３２および第３の流体チャンバ３３４の前方セット３２０からの前方伝達孔３４９が、前方環状ロータボディ３５０を通って、前方環状ロータボディ３５０によって担持される後部流体通路３５３まで延在し、この前方流体通路３５３は、前方ユニオンロータ３１４の前方端部３５７のところにある前方環状フランジ２５４まで到達する。後部流体通路３５３は、後部ピッチ変更アクチュエータ８８に動作可能に接続される後部回転可能フレーム５４内に設置される後部回転可能供給ライン１２０および回転可能戻りライン１２２を含む。

第１のステータチャネル３４０、第２のステータチャネル３４２および第３のステータチャネル３４４の第１の流体チャンバ３３０、第２の流体チャンバ３３２および第３の流体チャンバ３３４の後部セット３２４からの後部伝達孔３６４が、前方環状ロータボディ３５０を通って、後部環状ロータボディ３５１によって担持される前方流体通路３５２まで延在する。前方流体通路３５２は、前方ピッチ変更アクチュエータ８６に動作可能に接続される前方回転可能フレーム５２内に設置される前方回転可能供給ライン１２４および回転可能戻りライン１２６を含む。

前方流体通路３５２および後部流体通路３５３の各々は、前方環状ロータボディ３５０および後部環状ロータボディ３５１を通って径方向区間２６２まで軸方向において後方に延在する軸方向区間３６０を含み、この径方向区間２６２は、前方環状フランジ２５４および後部環状フランジ３５９を通って径方向外側に延在する。

前方ユニオンロータ３１４および後部ユニオンロータ３１６は軸６を基準として単一のステータ３１２内に回転可能に設置され、この軸６はロータのための回転軸である。後部ユニオンロータ３１６は前方ユニオンロータ３１４を通過しかつその前方ユニオンロータ３１４内に回転可能に設置される。前方ユニオンロータ３１４は、後部ピッチ変更アクチュエータ８８と液圧流体供給装置９８との間で加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。後部ユニオンロータ３１６は、前方ピッチ変更アクチュエータ８６と液圧流体供給装置９８との間で加圧液圧流体１１８を伝達するのに使用される。

図１３は、前方ピッチ変更アクチュエータ８６に接続されるか、または、前方ピッチ変更アクチュエータ８６に接続される前方回転可能シャフト９２に接続される、前方歯車６０６上の歯車歯６０４に係合されるリング歯６０２を有する前方ユニゾンリング６００により一体にまとめられる前方ピッチ変更アクチュエータ８６を示す。後部ピッチ変更アクチュエータ８８は、後部歯車６１６上の歯車歯６１４に係合されるリング歯６１２を有する後部ユニゾンリング６１０により一体にまとめられ、後部歯車６１６は後部ピッチ変更アクチュエータ８８に接続されるか、または、後部ピッチ変更アクチュエータ８８に接続される後部回転可能シャフト９４に接続される。各プロペラは単一のピッチ変更アクチュエータに接続される。このようにまとめることにより、一体にまとめられたピッチ変更アクチュエータを有するすべてのプロペラに対して等しい量のピッチ変更が行われる。また、このようにまとめることにより、ピッチ変更システム全体にある程度の冗長性がもたらされる。

図１４は、図３に示されるプロペラ２２に接続される回転可能シャフト９２に接続される歯車６０６上の歯車歯６０４に係合されるリング歯６０２を有するユニゾンリング６００により一体にまとめられるピッチ変更アクチュエータ８６を示す。しかし、プロペラ２２の各々が回転可能シャフト９２により単一のピッチ変更アクチュエータに直接に接続されるわけではない。図１４に示される一体にまとめられたアクチュエータおよび回転可能シャフト９２の実施形態では、プロペラ２２の一部分のみが回転可能シャフト９２によりピッチ変更アクチュエータ８６に直接に接続される。図１４に示されるすべての第３の回転可能シャフト９２がピッチ変更アクチュエータ８６によって直接に駆動されるかまたはそのピッチ変更アクチュエータ８６に直接に接続される。ピッチ変更アクチュエータ８６によって直接に駆動されるかまたはピッチ変更アクチュエータ８６に直接に接続される回転可能シャフト９２の数は用途ごとに多様であってよいが、ピッチ変更アクチュエータ８６は中心線軸６の周りで均等に分布されるべきである。

本発明を例示的に説明してきた。使用した用語が、限定的ではなく説明的な言語性質を有することを意図されることを理解されたい。本明細書では好適であるとみなされる本発明の例示の実施形態を説明してきたが、本明細書の教示から当業者には本発明の別の修正形態が明白となり、したがって、本発明の真の精神および範囲の範囲内にあるこれらのすべての修正形態が添付の特許請求の範囲で保護されることが望まれる。

したがって、米国の特許証で保護されることが望まれるのは、以下の特許請求の範囲で定義および差別化される本発明である。

６中心線軸
１２低圧圧縮機区間
１３高圧圧縮機区間
１４燃焼器区間
１５高圧タービン区間
１６低圧タービン区間
１７低圧シャフト
１８動力タービン
１９高圧シャフト
２０オープンロータ式の航空機ガスタービンエンジン
２１前方環状列
２２前方プロペラ
２３後部環状列
２４後部プロペラ
２６エンジンの後部端部
３０ナセル
３２前方フェアリング
３４後部フェアリング
３６スペーサフェアリング
３８前方ナセル
３９後部ナセル
４０ガス発生装置
４３環状入口
４４ガスストリーム
４８エピサイクリックギアボックス
５２前方回転可能フレーム
５４後部回転可能フレーム
５６動力タービンロータ
５８タービンブレード
６２前方構造的タービンフレーム
６３前方構造的フレーム
６４後部構造的タービンフレーム
６５ギアボックス入力シャフト組立体
６６スラストベアリング
６８ローラベアリング
７２前方駆動シャフト
７４後部駆動シャフト
７８前方ピッチ変更システム
７９後部ピッチ変更システム
８０排出流れ経路
８２前方回転可能ストラット
８４後部回転可能ストラット
８６前方液圧式ピッチ変更アクチュエータ
８８後部液圧式ピッチ変更アクチュエータ
９２前方回転可能シャフト
９４後部回転可能シャフト
９８加圧液圧流体供給装置
１０２前方液圧流体供給ライン
１０４前方液圧流体戻りライン
１０６後部液圧流体供給ライン
１０８後部液圧流体戻りライン
１１０前方液圧式回転ユニオン
１１２後部液圧式回転ユニオン
１１８加圧液圧流体
１２０後部回転可能供給ライン
１２２後部回転可能戻りライン
１２４前方回転可能供給ライン
１２６前方回転可能戻りライン
２０２回転可能環状キャリア
２０４遊星歯車
２０６ピン
２０８太陽歯車
２１０前方ユニオンステータ
２１１リングギア
２１２後部ユニオンステータ
２１４回転可能環状前方ユニオンロータ
２１６回転可能環状後部ユニオンロータ
２３０第１の流体チャンバ
２３２第２の流体チャンバ
２３４第３の流体チャンバ
２３６入口ポート
２３８ボス
２４０第１のステータチャネル
２４２第２のステータチャネル
２４４第３のステータチャネル
２４６径方向内側ステータ表面
２４７環状ロータステータレース
２４８径方向外側ロータ表面
２４９伝達孔
２５０環状ロータボディ
２５２流体通路
２５４環状フランジ
２５６後部端部
２６０軸方向区間
２６２径方向区間
２６３出口通路
２７０回転可能液圧ライン
２８４前方ローラベアリング
２８６後部ローラベアリング
２８８環状シールランド
２９２環状回転マニホルド
２９４中間管
２９６通路入口
２９８環状回転プレナム
３００入れ子状の回転ユニオン
３１２単一ステータ
３１４前方ユニオンロータ
３１６後部ユニオンロータ
３２０前方セット
３２４後部セット
３３０第１の流体チャンバ
３３２第２の流体チャンバ
３３４第３の流体チャンバ
３３６ポート
３３８ボス
３４０第１のステータチャネル
３４２第２のステータチャネル
３４４第３のステータチャネル
３４６径方向内側ステータ表面
３５０前方環状ロータボディ
３５１後部環状ロータボディ
３５２前方流体通路
３５３後部流体通路
３５６後部端部
３５７前方端部
３５９環状フランジ
３６０軸方向区間
３６４後部伝達孔
６００ユニゾンリング
６０２リング歯
６０４歯車歯
６０６前方歯車
６１０後部ユニゾンリング
６１２リング歯
６１４歯車歯
６１６前方歯車

Claims

推進装置であって：
前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレーム上にそれぞれ設置されて中心線軸を基準に回転可能である前方プロペラおよび後部プロペラの、軸方向において離間される二重反転可能な前方列および後部列と、
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレーム上に設置されかつ前記前方プロペラおよび前記後部プロペラにそれぞれ接続されてそれらのピッチを制御および設定するように動作可能である前方液圧式ピッチ変更アクチュエータおよび後部液圧式ピッチ変更アクチュエータを含む前方ピッチ変更システムおよび後部ピッチ変更システムと、
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの外側に設置される液圧流体供給装置であって、前記液圧流体供給装置が、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータ内にそれぞれ設置される前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータを含む前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンに液圧的に接続される、液圧流体供給装置と
を備え、
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが、前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータと前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータとの間でそれぞれ液圧流体を伝達するように動作可能であり、
前記前方ユニオンロータが、前記前方回転ユニオンから前記後部ピッチ変更アクチュエータまで前記液圧流体を伝達するために前記後部ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続され、
前記後部ユニオンロータが、前記後部回転ユニオンから前記前方ピッチ変更アクチュエータまで前記液圧流体を伝達するために前記前方ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続される
推進装置。
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが軸方向において離間され、また、前記ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータと前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータとの間でそれぞれ径方向内側および径方向外側に前記液圧流体を伝達させるように動作可能である、請求項１記載の推進装置。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームにそれぞれ駆動可能に接続される前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトをさらに備え、前記後部ユニオンロータが、前記前方駆動シャフトと一体の環状ロータボディを含む、請求項２記載の推進装置。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームを通過する流れ経路と；
前記排出流れ経路を横切って径方向にそれぞれ延在する、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットであって、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータが液圧式回転アクチュエータであり、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットのそれぞれに対して一対一の比率で前記流れ経路の径方向内側に設置される、前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットと；
前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットを通って延在し、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータを前記前方プロペラおよび前記後部プロペラのそれぞれに一対一の比率で接続させる、前方回転可能シャフトおよび後部回転可能シャフトと
をさらに備える、請求項１記載の推進装置。
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが、前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータと前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータとの間でそれぞれ径方向内側および径方向外側に液圧流体を伝達するように動作可能である、請求項４記載の推進装置。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームにそれぞれ駆動可能に接続される前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトをさらに備え、前記後部ユニオンロータが、前記前方駆動シャフトと一体の環状ロータボディを含む、請求項５記載の推進装置。
前記前方ユニオンロータが、前記後部ユニオンロータを通って後方に延在し、
前記後部ユニオンロータが、前記前方駆動シャフトに一体の環状ロータボディを含み、
前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータがそれぞれ流体通路を少なくとも部分的に担持し、
前記前方ユニオンロータによって担持される前記流体通路が、前方液圧流体供給ラインおよび戻りラインならびに後部回転可能供給ラインおよび回転可能戻りラインにそれぞれ流体連通され、
前記後部ユニオンロータ内の前記環状ロータボディによって担持される前記流体通路が、後部液圧流体供給ラインおよび戻りラインならびに前方回転可能供給ラインおよび回転可能戻りラインにそれぞれ流体連通される、
請求項６記載の推進装置。
前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータの各々が、それぞれ、前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータの環状の径方向内側ステータ表面からそれらを貫通するように径方向外側に延在する少なくとも第１および第２のステータチャネルを有する少なくとも第１および第２の流体チャンバを含み、
前記流体チャンバの各々が、前記液圧流体供給装置に接続される少なくとも１つの入口ポートを有し、
前記流体通路が前記流体チャンバに流体連通される、
請求項７記載の推進装置。
前記後部ユニオンロータが、前記環状ロータボディ上に設置される環状ロータステータレースを含み、
前記環状ロータステータレースの径方向外側ロータ表面が前記内側ステータ表面に摺動可能に密閉係合され、
伝達孔が前記流体チャンバに流体連通され、また、前記環状ロータステータレースおよび前記環状ロータボディを完全に通過し、前記環状ロータボディに設置される環状回転マニホルドまで径方向に延在し、
前記伝達孔が、前記回転マニホルドを通って軸方向において後方に延在する前記流体通路に流体連通され、
前記流体通路が、前記回転マニホルド内の前記流体通路の複数の部分を前記流体通路の径方向区間に部分的に接続させる中間管を含む
請求項８記載の推進装置。
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが単一の入れ子状の回転ユニオンを形成するように一体化され、
前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータが共通の単一のステータを形成するように一体化され、
前記入れ子状の回転ユニオンが、前記共通の単一のステータと前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータとの間で液圧流体を径方向内側および径方向外側に伝達するように動作可能である
請求項１記載の推進装置。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームを通過する流れ経路と；
前記排出流れ経路を横切って径方向にそれぞれ延在する、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットであって、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータが液圧式回転アクチュエータであり、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットのそれぞれに対して一対一の比率で前記流れ経路の径方向内側に設置される、前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットと；
前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットを通って延在し、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータを前記前方プロペラおよび前記後部プロペラのそれぞれに一対一の比率で接続させる、前方回転可能シャフトおよび後部回転可能シャフトと
をさらに備える、
請求項１０記載の推進装置。
航空機ガスタービンエンジンであって：
上流側にあって動力タービンに動力供給するように動作可能であるガス発生装置と、
少なくとも前記ガス発生装置を囲むナセルと、
前方回転可能フレームおよび後部回転可能フレーム上にそれぞれ設置されて中心線軸を基準に回転可能である前方プロペラおよび後部プロペラの軸方向において離間される二重反転可能な前方列および後部列であって、前記動力タービンが前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームに駆動可能に接続される、前方プロペラおよび後部プロペラの軸方向において離間される二重反転可能な前方列および後部列と、
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレーム上に設置されかつ前記前方プロペラおよび前記後部プロペラにそれぞれ接続されて前記前方プロペラおよび前記後部プロペラのピッチを制御および設定するように動作可能である前方液圧式ピッチ変更アクチュエータおよび後部液圧式ピッチ変更アクチュエータを含む前方ピッチ変更システムおよび後部ピッチ変更システムと、
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの外側に設置されかつ前方回転ユニオンおよび後部回転ユニオンに接続される液圧流体供給装置と
を備え、
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが、前方ユニオンステータおよび後部ユニオンステータ内に設置されかつ前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンロータと前方回転ユニオンロータおよび後部回転ユニオンロータとの間でそれぞれ液圧流体を伝達するように動作可能である前方ユニオンロータおよび後部ユニオンロータを含み、
前記前方ユニオンロータが、前記後部ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続されてその前記後部ピッチ変更アクチュエータに前記液圧流体を伝達するように動作可能であり、
前記後部ユニオンロータが、前記前方ピッチ変更アクチュエータに液圧的に接続されてその前記前方ピッチ変更アクチュエータに前記液圧流体を伝達するように動作可能である、
航空機ガスタービンエンジン。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームを通過する流れ経路と；
前記排出流れ経路を横切って径方向にそれぞれ延在する、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットであって、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータが液圧式回転アクチュエータであり、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットのそれぞれに対して一対一の比率で前記流れ経路の径方向内側に設置される、前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットと；
前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットを通って延在し、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータを前記前方プロペラおよび前記後部プロペラのそれぞれに一対一の比率で接続させる、前方回転可能シャフトおよび後部回転可能シャフトと
をさらに備える、請求項１２記載のエンジン。
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが、前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータと前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータとの間でそれぞれ、中心線軸を基準に径方向内側および径方向外側に液圧流体を伝達するように動作可能である、請求項１３記載のエンジン。
前記動力タービンに二重反転可能に接続され、また、それぞれ、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームに駆動可能に接続される前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトをさらに備え、前記後部ユニオンロータが前記前方駆動シャフトと一体の環状ロータボディを含む、請求項１４記載のエンジン。
前記エンジンの軸方向において離間される前方構造的タービンフレームおよび後部構造的タービンフレーム上でそれらの間に回転可能に設置される、前記動力タービンの動力タービンロータ
をさらに備え、
前記動力タービンロータがエピサイクリックギアボックスに駆動可能に接続され、
前記エピサイクリックギアボックスが、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームと、それらの上に設置される前記前方プロペラおよび後部プロペラとを二重反転可能に駆動させるために、前方駆動シャフトおよび後部駆動シャフトにより前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームに駆動可能に接続される
請求項１３記載のエンジン。
前記前方ユニオンステータが、前記前方構造的タービンフレーム上に設置され、また、前記前方ユニオンステータが、前方液圧流体供給ラインおよび戻りラインにより前記液圧流体供給装置に接続され、
前記後部ユニオンステータが、前記後部構造的タービンフレーム上に設置され、また、前記後部ユニオンステータが、後部液圧流体供給ラインおよび戻りラインにより前記液圧流体供給装置に接続され、
前記前方液圧式回転ユニオンが、前方液圧流体供給ラインと戻りラインとの間ならびに後部回転可能供給ラインと回転可能戻りラインとの間でそれぞれ加圧液圧流体を伝達するように動作可能であり、
前記後部液圧式回転ユニオンが、後部液圧流体供給ラインと戻りラインとの間ならびに前方回転可能供給ラインと回転可能戻りラインとの間でそれぞれ前記加圧液圧流体を伝達するように動作可能であり、
前記前方ユニオンロータが、前記後部回転可能フレーム内に設置される前記後部回転可能供給ラインおよび前記回転可能戻りラインに接続され、さらに、前記後部ピッチ変更アクチュエータに接続され、
前記後部ユニオンロータが、前記前方回転可能フレーム内に設置される前記前方回転可能供給ラインおよび前記回転可能戻りラインに接続され、さらに、前記前方ピッチ変更アクチュエータに接続される
請求項１６記載のエンジン。
前記前方ユニオンロータが、前記後部ユニオンロータを通って後方に延在し、
前記後部ユニオンロータが、前記前方駆動シャフトに一体の環状ロータボディを含み、
前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータがそれぞれ流体通路を少なくとも部分的に担持し、
前記前方ユニオンロータによって担持される前記流体通路が、前記前方液圧流体供給ラインおよび前記戻りラインならびに前記後部回転可能供給ラインおよび前記回転可能戻りラインにそれぞれ流体連通され、
前記後部ユニオンロータ内の前記環状ロータボディによって担持される前記流体通路が、前記後部液圧流体供給ラインおよび前記戻りラインならびに前記前方回転可能供給ラインおよび前記回転可能戻りラインに流体連通される、
請求項１７記載のエンジン。
前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータの各々が、それぞれ、前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータの環状の径方向内側ステータ表面からそれらを貫通するように径方向外側に延在する少なくとも第１および第２のステータチャネルを有する少なくとも第１および第２の流体チャンバを含み、
前記流体チャンバの各々が、前記液圧流体供給装置に接続される少なくとも１つの入口ポートを有し、
前記流体通路が前記流体チャンバに流体連通される、
請求項１８記載のエンジン。
前記後部ユニオンロータが、前記環状ロータボディ上に設置される環状ロータステータレースを含み、
前記環状ロータステータレースの径方向外側ロータ表面が前記内側ステータ表面に摺動可能に密閉係合され、
伝達孔が前記流体チャンバに流体連通され、また、前記環状ロータステータレースおよび前記環状ロータボディを完全に通過し、前記環状ロータボディに設置される環状回転マニホルドまで径方向に延在し、
前記伝達孔が、前記回転マニホルドを通って軸方向において後方に延在する前記流体通路に流体連通される、
請求項１９記載のエンジン。
前記流体通路が、前記回転マニホルド内の前記流体通路の複数の部分を前記流体通路の径方向区間に部分的に接続させる中間管を含む、
請求項２０記載のエンジン。
前記前方回転ユニオンおよび前記後部回転ユニオンが単一の入れ子状の回転ユニオンを形成するように一体化され、
前記前方ユニオンステータおよび前記後部ユニオンステータが共通の単一のステータを形成するように一体化され、
前記入れ子状の回転ユニオンが、前記共通の単一のステータと前記前方ユニオンロータおよび前記後部ユニオンロータとの間で液圧流体を径方向内側および径方向外側に伝達するように動作可能である
請求項１２記載のエンジン。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームを通過する流れ経路と；
前記排出流れ経路を横切って径方向にそれぞれ延在する、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットであって、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータが液圧式回転アクチュエータであり、前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームの前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットのそれぞれに対して一対一の比率で前記流れ経路の径方向内側に設置される、前方回転可能ストラットおよび後部回転可能ストラットと；
前記前方回転可能ストラットおよび前記後部回転可能ストラットを通って延在し、前記前方ピッチ変更アクチュエータおよび前記後部ピッチ変更アクチュエータを前記前方プロペラおよび前記後部プロペラのそれぞれに一対一の比率で接続させる、前方回転可能シャフトおよび後部回転可能シャフトと
をさらに備える、
請求項２２記載のエンジン。
前記前方回転可能フレームおよび前記後部回転可能フレームが、構造的フレーム上に二重反転可能に設置され、前記前方プロペラおよび前記後部プロペラの前記二重反転可能な前方列および後部列が前記構造的フレームの前方または後部に位置する、請求項１記載の推進装置。