JP2016121687A - 吸入粒状物質セパレータを備えたシステム及び方法 - Google Patents

吸入粒状物質セパレータを備えたシステム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2016121687A
JP2016121687A JP2015245795A JP2015245795A JP2016121687A JP 2016121687 A JP2016121687 A JP 2016121687A JP 2015245795 A JP2015245795 A JP 2015245795A JP 2015245795 A JP2015245795 A JP 2015245795A JP 2016121687 A JP2016121687 A JP 2016121687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
fluid
blower
controller
particulate matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP2015245795A
Other languages
English (en)
Inventor
フィラス・ユネス
Younes Firas
スケユキ・コバヤシ
Sukeyuki Kobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2016121687A publication Critical patent/JP2016121687A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/05Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
    • F02C7/052Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with dust-separation devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/02Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/057Control or regulation

Abstract

【課題】補機ギヤボックス駆動ブロア及び同様の他のブロアに関するエンジン燃料消費率(SFC)を改善すること。【解決手段】タービンエンジンシステムは、吸入流体流れを受け入れ、実質的に清浄な流体の第1の流れを受け入れる清浄出口(52)と、排出流体の第2の流れを受け入れる排出出口(54)とを有する吸入粒状物質セパレータ(36)を含む。流体ポンプ(64)は排出出口(54)と流体連通する。流体ポンプ(64)を通る排出流体の流れは選択的に調整される。【選択図】 図1

Description

本発明は、一般にタービンエンジンに関し、より具体的にはタービンエンジンに使用される吸入粒状物質セパレータに関する。
タービンエンジン、特にガス又は燃焼タービンエンジンは、複数のタービンブレード上でエンジンを通過する燃焼ガス流からエネルギを抽出する回転式エンジンである。ガスタービンエンジンは、陸上及び海上移動並びに発電用途で使用されてきたが、これはヘリコプターを含む航空機といった航空用途で最も一般的である。航空機において、ガスタービンエンジンは、航空機の推進用に使用される。陸上用途において、タービンエンジンは発電用に使用される場合が多い。
ガスタービンエンジンの粒状物質吸い込みは、エンジン性能及び信頼性に悪影響を及ぼす場合があり、また、エンジンが必要とする補修及び保守管理の頻度が増える場合もある。吸入流体流れを介してエンジン圧縮機に供給される粒状物質の数の低減を助けるために種々の方法が用いられている。例えば、公知の吸入粒状物質セパレータ(IPS)システムは、粒状物質に運動量及び軌道を与えることで作用して、この粒状物質を圧縮機に流入する流体流から離れるように導くようになっている。粒状物質は、通常補機ギヤボックスで(AGB)から動力を得るブロアによって除去される。AGBはタービンから動力を得るので、IPSブロアは、エンジン速度に関連する速度で連続的に作動する。
いくつかの他のIPSシステムは、クラッチ付きブロア又は可変駆動ブロアを含む。可変駆動ブロアは、調整可能な速度でブロアを駆動する可変出力モータを有する。このようなブロアでは、馬力抽出を低減できるが、このシステムは重量がありかつ複雑である。
米国特許第8424279号明細書
1つの態様において、本発明の実施形態は、吸入流体流れを受け入れる入口、実質的に清浄な流体の第1の流れを受け入れる清浄出口、及び排出流体の第2の流れを受け入れる排出出口を有する吸入粒状物質セパレータと、排出出口と流体連通する流体ポンプと、流体ポンプを通る排出流体の流れを調整する空気流制御装置と、流体ポンプを通る排出流体の流れを選択的に調整するために、空気流制御装置に接続するコントローラと、を有するタービンエンジンシステムに関する。
他の態様において、本発明の実施形態は、吸入流体流れを受け入れる入口、実質的に清浄な流体の第1の流れを受け入れる清浄出口、及び排出流体の第2の流れを受け入れる排出出口を備えた吸入粒状物質セパレータと、排出出口に流体連通する流体ポンプとを有する吸入粒状物質セパレータシステムを作動させる方法に関する。本方法は、少なくとも1つの運転状態を特定する段階と、少なくとも1つの運転状態に基づいて流体ポンプを通る排出流体の流れを調整する段階とを含む。
例示的なヘリコプターの一部の平面図。 図1に示すヘリコプターに使用できる例示的なガスタービンエンジン入口の一部の拡大断面図。 本発明の第1の実施形態による図2のIPSシステムの一部の概略図。 本発明の第2の実施形態による図2のIPSシステムの一部の概略図。 本発明の第3の実施形態によるIPSシステムの作動方法を示すフローチャート。
本発明の記載される実施形態は、一般にタービンエンジンに関し、より具体的にはタービンエンジンに使用される吸入粒状物質セパレータに関する。吸入粒状物質セパレータは、ブロア等の流体ポンプを含み、この流体ポンプは、周囲空気の粒状物質の濃度が低い場合といった粒状物質の分離が不要な場合であっても連続的に作動する。ブロアの連続的作動は、エンジンから不要な馬力量を抽出して燃料消費率を低下させる可能性がある。本発明の実施形態は、流体流中の粒状物質量又は高度といった作動条件に応じてIDSブロアの作動を制御するためのシステム及び方法を提供する。例示目的で、本発明の実施形態は、以下で航空機用ガスタービンエンジンに関連して記載される。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、移動体用途、又はこれ以外の工業用途、商業用途、及び住宅用途といった航空機以外の用途に広く適用できることを理解されたい。
図1は、ガスタービン組立体12を含むヘリコプター10の形態の航空機の平面図である。例示的な実施形態において、各ガスタービンエンジン組立体12は、吸入粒状物質セパレータ(IPS)システム16及び排気口18を有するガスタービンエンジン14を含む。2つのガスタービンエンジン14は、各ガスタービンエンジン14の間で軸方向に延びる対称軸20に対して対称に配置される。第3のガスタービンエンジン14は、対のエンジン14の後方に配置される。詳細には、対称に配置された対のガスタービンエンジン14は、ヘリコプター胴体22に対して取り付けられるが、第3のエンジン14は、胴体22が定めるエンジン区画24内に取り付けられる。駆動シャフト26は、各ガスタービンエンジン14の前部から主動力伝達装置28まで延びる。他の設計において、駆動シャフト26は、エンジン14の他の領域から延びることができる。
図2は、図1のガスタービンエンジン14のうちの1つに関するIPSシステム16の拡大断面図である。ガスタービンエンジン14は、中心線30を定め、特に従来型構成要素である圧縮機入口34を有する圧縮機32を含む。例示的な実施形態において、IPSシステム16は、エンジン14の前端部に取り付けるように設計された取り外し可能なユニットとすることができる。詳細には、例示的な実施形態において、IPSシステム16は、圧縮機32及び排出システム38と流体連通する吸入粒状物質セパレータ(IPS)36を含む。IPS36は、限定されるものではないが本明細書では粒状物質と呼ぶことができ、流体からIPS36を通って圧縮機入口34に入る、エンジン空気流に望ましくない砂、塵埃、ほこり、液体、及び/又は他の異物を含む物質を分離するように構成される。また、本明細書で用いる場合、用語「流体」は、限定されるものではないが、ガス、空気、又は液体のうちのいずれかを含む流動する何らかの物質又は媒体であることを理解されたい。
IPS36は、ナセル入口40及び弾丸型ノーズ42を含み、これらは一緒になって吸入流体流れを受け入れる吸気通路44の形態の入口及びフロースプリッター46を定める。弾丸型ノーズ42は、円錐台状又は凸状ハブセクション48を含む。ハブセクション48の直径は、吸気通路44に沿って下流方向に漸増する。さらに、ナセル入口40の直径は、この領域では同様に幾分増大する。ハブセクション48の直径は最大径に達するまで漸増し続け、その後、ハブ直径は、急減又は減少する。IPS36の直径が低減する部分は、分離セクション50を定める。分離セクション50は、吸入流体中の粒状物質が、結果的に圧縮機32に流入することになる比較的清浄な流体である第2の流れから物理的に分離する領域である。吸入流体が急激に加速してハブの最大径を通過し、その後、この流体が強制的に圧縮機入口34に向かって半径方向内向きに急旋回するので、粒状物質の分離はこの領域で起こる。吸入通路44、フロースプリッター46、及び分離セクション50は、中心線30の周りで半径方向に延びる。
フロースプリッター46は、吸入通路44を清浄流体通路52と、該清浄流体通路52の半径方向外側の汚染流体通路54とに二分岐する。清浄流体通路52は、ハブセクション48から圧縮機32の入口34まで延び、実質的に清浄流体の流れを受け入れる清浄出口を定める。汚染流体通路54は、ハブセクション48から排出システム38まで延び、排出流体の流れを受け入れる排出出口を定める。清浄流体の流れは、排出流体の流れに比べて実質的に清浄と考えられ、排出流体よりも粒状物質の濃度が低い。
例示的な実施形態において、IPS排出システム38は、スクロールケース58の第1の端部に結合したスクロールベーン56を含む。排出ダクト60は、スクロールケース58の出口ポート62に結合してここから流体ポンプまで延び、流体ポンプの非限定的な例はブロア64である。排気ダクト66は、ブロア64に結合してここから離れて延びる。スクロールベーン56及びスクロールケース58は、中心線30の周りかつ吸入通路44が定める周囲の周りで半径方向に延びる。
例示的な実施形態において、ブロア64は、エンジン14の補機ギヤボックスに(AGB)68に連結されかつ駆動される。ブロア64は、粒状物質を排出ダクト60から排気ダクト66を通って除去するのを助ける。別の実施形態において、ブロア64は、収集された粒状物質を排出ダクト60から排気ダクト66を通って放出するのを助ける任意の装置とすることができる。他の実施形態において、ブロア64は何らかの他の手段で駆動できることを理解されたい。
エンジン作動時、流体は、吸入通路44に流入し、ハブセクション48を通過して、フロースプリッター46によって2つの流体流れに分かれる。汚染流体流として知られる一方の流れは、汚染流体通路54に向かって半径方向外側に向けられて排出システム38に入り、汚染流体流は、ガスタービンエンジン14から放出される。清浄流体流として知られる第2の流体流は、清浄流体通路52に向かって半径方向内側に向けられる。吸入流体中の大部分の粒状物質は、大きな慣性及び運動量に起因して清浄流体通路52への転向の際に方向を変えることができない。その結果、大部分の粒状物質は、軸方向のままで汚染流体通路54に流入することになるので、比較的清浄な流体流が圧縮機32に流入するのを助ける。汚染流体は、汚染流体通路54を通ってスクロールベーン56に流入し、スクロールベーン56は、汚染流体をスクロールケース58に向かわせる。スクロールケース58は、汚染流体流から粒状物質を収集し、粒状物質を排出ダクト60からブロア64に導き、ブロア64は、粒状物質を排気ダクト66から大気に放出する。
図3は、本発明の第1の実施形態による図2のIPS排出システム38の一部の概略図である。IPS排出システム38は、ブロア64を通る排出流体の流れを調整するための空気流制御装置70を含むことができる。空気流制御装置70は、IPS排出システム38の排出流路内の流れを制御し、排出流路は吸入粒状物質セパレータの排出出口まで及び、排出ダクト60、ブロア64、及び排気ダクト66を含む。空気流制御装置70は、排出流路を選択的に制限することでブロア64を通る質量流量を低減することができる。ブロア64はAGB68から動力を取り、結果的にガスタービンエンジン14から動力を取るので、質量流量の低減により、AGB68からの必要とされる動力が少なくなり、ブロア64で消費される馬力が低減する。ブロア馬力抽出が減少すると、エンジンの燃料消費率(SFC)が改善される。
空気流制御装置70は、IPS排出システム38の排出流路内のブロア64の上流又は下流を含む種々の場所に設けることができる。例えば、空気流制御装置70は、ブロア64に繋がる流路を制限するための、ブロア64に繋がる流路の一部を妨げるための、又はブロア64に繋がる流路の一部を定めるオリフィスのサイズを変更するための機構を含む。空気流制御装置70のいくつかの非限定的な例としては、絞り弁、又はブロア64の入口又は出口の内部に配置されたベーンのガイド角を制御する機構を挙げることができる。
コントローラ72は、空気流制御装置70の作動を制御してブロア64を通る排出流体の流れを選択的に調整するために、空気流制御装置70に接続することができる。コントローラ72は、必要に応じて空気流制御装置70をリアルタイムで調整してブロア64を通して所望の粒状物質分離性能に対応する流量を可能にすること、又は予定の飛行経路及び予想される粒状物質分離性能に対応する所定の周期で調整すること、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
空気流制御装置70のための例示的なコントローラ72は、処理ユニット、システムメモリ、及びシステムメモリを含む様々なシステムコンポーネントを処理ユニットに結合するシステムバスを含むコンピュータの形態にある汎用コンピューティングデバイスを含むことができる。システムメモリは、読出し専用メモリ(ROM)及びランダムアクセスメモリ(RAM)を含むことができる。また、コンピュータは、磁気ハードディスクからの読出し及びその書込みのための磁気ハードディスクドライブ、取外し式磁気ディスクからの読出し及びその書込みのための磁気ディスクドライブ、CD−ROM又は他の光媒体等の取外し式光ディスクからの読出し及びその書込みのための光ディスクドライブを含むことができる。これらのドライブ及びそれらの関連の機械可読媒体は、機械実行可能命令、データ構造体、プログラムモジュール、及びコンピュータのための他のデータの不揮発性記憶を可能にする。
例示的な実施形態において、空気流制御装置70は、絞り弁の形態で提供される。絞り弁70は、流れを制限又は妨げることによって若しくはオリフィスのサイズを変更することによって管理できる機構を含む。図示のように、絞り弁70は、電気、油圧、又は空気アクチュエータ又はポジショナー76で調整される本体74を有することができる。調整可能な本体74は、排出システム38の排出流路内に設けることができ、コントローラ72から受信した制御信号に応答してポジショナー76によって開閉して、開度を変えるようになっている。調整可能本体74は、ブロア64への損傷を防ぐために部分的に閉じるだけとすることができる。ポジショナー76は、航空機エンジ駆動式発電機、バッテリ、又は他のエネルギ源により駆動することができる。IPS排出システム38に適切な絞り弁70のいくつかの実施例としては、限定されるものではないが、バタフライ弁、グローブ弁、ダイアフラム弁、又は他の流れ制御装置を挙げることができる。
絞り弁70は、コントローラ72からの信号に基づいて自動調整可能である。制御信号は、コントローラ72に対する少なくとも1つの入力の関数とすることができる。絞り弁70は、この入力の関数として選択された流量又は電力設定値でブロア64を作動するように制御できる。コントローラ72は、種々の供給源から絞り弁70を制御するための入力を受信することができる。コントローラ入力の供給源は、例えば、粒状物質センサ、高度センサ、又はパイロット操作スイッチとすることができる。さらに、コントローラ72は、複数の供給源から絞り弁70を制御するための入力を受信するために、各入力源を任意の組み合わせたものに接続することができる。
1つの実施例において、コントローラ72は、コントローラ72に接続された粒状物質センサ78から入力信号を受信することができる。粒状物質センサ78は、特定の場所での流体中の粒状物質の量を検出又は監視することができる。粒状物質センサ78は、大気中の粒状物質の量を検出するためにナセル入口40(図2)の流体がIPSシステム16に流入する場所に配置すること、又は粒状物質が分離された例えばブロア64の下流といった下流箇所に配置することができる。粒状物質センサ78のいくつかの非限定的な例としては、静電センサ、光電管、又は電磁カウンタを挙げることができる。
コントローラ72は、粒状物質センサ78から入力信号を受信して、入力信号の関数として絞り弁70を制御することができる。例えば、流体中の粒状物質が僅か又は全く無い場合、絞り弁70は、ブロア64への流体流を低減することができる。大量の粒状物質が存在する場合、ブロア64への流体流れは、所望の粒状物質セパレータ性能に対応する流量に設定することができる。
他の実施例において、コントローラ72は、コントローラ72に接続された高度センサ80から入力信号を受信することができる。高度センサ80は、ヘリコプター10の高度を検出又は測定することができる。高度センサ80のいくつかの非限定的な例としては、高度計、GPS、ベローズ、又は真空弁を挙げることができる。
コントローラ72は、高度センサ80から信号を受信して、この信号の関数として絞り弁70を制御することができる。例えば、高高度において、流体中に粒状物質が僅か又は存在しないことが予期される場合、絞り弁70はブロア64への流体流れを低減することができる。低高度において、大量の粒状物質の存在が予期される場合、ブロア64への流体流れは、所望の粒状物質セパレータ性能に対応する流量に設定することができる。
別の実施例において、コントローラ72は、パイロット操作スイッチ82から入力信号を受信することができる。スイッチ82は、ブロア64への流体流れを所望の粒状物質セパレータ性能に対応する流量に設定又は調整するために、ヘリコプター10のパイロットが操作可能である。スイッチ82は、ブロア64への特定の流体流量を選択するために使用することができる。もしくは、スイッチ82は、ブロア64に対して所定の流量となるようにIPSシステム16の運転モードを設定するために使用することができる。例えば、IPSシステム16は、絞り弁70がブロア64に対する全開流量を可能にする高分離モードと、絞り弁70がブロア64に対する流量を制限する低分離モードとを有する。パイロットは、離着陸といった強化された粒状物質分離を必要とする状况では高分離モードを選択し、高高度又は海上飛行といった多くの分離を必要としない状况では低分離モードに切り替えることができる。
絞り弁70は、ブロア64の上流又は下流を含む、IPS排出システム38の排出流路内の様々な場所に設けることができる。図3に示す実施形態において、ブロア64は、排出ダクト60に流体連通するブロア入口84及び排気ダクト66に流体連通するブロア出口86を含む。絞り弁70は、ブロア出口86下流の排気ダクト66内に配置される。
図4は、本発明の第2の実施形態による図2のIPS排出システム38の一部の概略図である。図4に示す実施形態において、絞り弁70は、ブロア入口84上流の排出ダクト60内に配置される。
図5は、本発明の第3の実施形態によるIPSシステム16の作動方法90を示すフローチャートである。方法90は、運転状態に応じて、ブロア64といった流体ポンプの作動を制御するために使用することができる。作動時、コントローラ72は、方法90を実行することができる。コントローラ72は、流体ポンプの作動を制御するための実行可能命令セットを有する1又はそれ以上のコンピュータプログラムの全て又はその一部を含むことができる。
プログラムは、機械実行可能命令又はデータ構造を保持又は格納する機械可読媒体を含むことができるコンピュータプログラム製品に含むことができる。このような機械可読媒体は、何らかの利用可能媒体とすることができ、汎用又は専用のコンピュータ、或いはプロセッサを備えた他のマシンによってアクセスすることができる。一般に、このようなコンピュータプログラムは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、アルゴリズム、その他を含むことができ、これらは、特定のタスクを実施し、又は特定の抽象データ型を実装するといった技術的作用を有する。機械実行可能命令、関連データ構造、及びプログラムは、本明細書で開示される情報の交換を実行するプログラムコードの実施例を示す。機械実行可能命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は専用処理機械に特定の機能又は機能のグループを実施させる命令及びデータを含むことができる。
ステップ92において、少なくとも1つの運転状態が特定される。運転条件のいくつかの非限定的な例としては、吸入流体流れ内の粒状物質の量、清浄流体内の粒状物質の量、排出流体内の粒状物質の量、又はパイロット操作スイッチ82の位置を挙げることができる。ステップ92に関して、コントローラ72は、1又は複数の運転状態を特定するために粒状物質センサ78、高度センサ80、パイロット操作スイッチ82、又はこれらの任意の組み合わせを含む種々のセンサから入力を受信することができる。ステップ94において、ステップ92で特定した1又は複数の運転状態に基づいて、ブロア64を通る排出流体の流れを調整する。流れ調整は、空気流制御装置70を用いてブロア64を通る排出流体の流れを調整することを含む。ブロア64を通る流れは、高度センサ80で判定された高高度で、粒状物質センサ78で検出された粒状物質が僅か又は存在しない場合、又はパイロットがスイッチ82を使用して特定の流量又は分離モードを選択した場合といった、特定の運転状態において低減することができる。流れ低減は、ブロア64に繋がる流路を制限すること、ブロア64に繋がる流路の一部を妨げること、又はブロア64に繋がる流路の一部を定めるオリフィスのサイズを変更することを必要とする。1つの実施例において、ブロア64を通る流れは、ポジショナー76を用いて本体74の位置を調整することで絞ることができる。
前記の実施形態のいずれかにおいて、ブロア64以外の流体ポンプを使用することができる。例えば、流体ポンプは、収集された粒状物質を排出ダクト60から排気ダクト66を通して放出するのを助ける任意の装置とすることができる。さらに、本発明の各実施形態は、エンジン14のAGB68で駆動される又は他の装置で駆動される流体ポンプに適用することができる。
本明細書に記載される本発明に関連するシステム、方法、及び他の装置の種々の実施形態は、特にタービンエンジンにおいて燃費を改善する。前述の実施形態の技術的効果は、ブロア流路を制限又は調整すること従って空気流質量を低減することで、ブロアの馬力抽出を変えるための空気流制御装置を備えた吸入粒状物質分離システムを含む。ブロア馬力抽出を低減することで、補機ギヤボックス駆動ブロア及び同様の他のブロアに関連するエンジン燃料消費率(SFC)が改善される。可変駆動ブロアを使用してIPSブロアの馬力抽出を低減することが知られているが、これらのシステムは重量があり、SFCには有効ではない。また、これらのシステムは比較的複雑であり、直接駆動式ブロアに比べて信頼性が低い可能性がある。本発明の実施形態は、可変駆動式ブロアシステムに比べて比較的軽量かつ単純な空気流制御装置を利用する。
加えて、ブロアに対する空気流質量は、流体流れ中の粒状物質の量、航空機の高度、又はパイロット操作スイッチの位置といった運転状態に応じて制御することができる。SFCの改善に加えて、ブロア馬力抽出の低減は、追加の又は緊急のエンジン馬力が必要な場合に好都合とすることができ、本明細書に記載の実施形態を利用して、トルクをブロアからエンジンに流用することができる。
本明細書は、開示される主題の実施例を用いて、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本開示の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
10 ヘリコプター
12 エンジン組立体
14 ガスタービンエンジン
16 IPSシステム
18 排気口
20 軸
22 胴体
24 エンジン区画
26 駆動シャフト
28 動力伝達装置
30 中心線
32 圧縮機
34 圧縮機入口
36 IPS
38 排出システム
40 ナセル入口
42 弾丸型ノーズ
44 吸入通路
46 スプリッター
48 ハブセクション
50 分離セクション
52 清浄流体通路
54 汚染流体通路
56 スクロールベーン
58 スクロールケース
60 排出ダクト
62 出口ポート
64 ブロア
66 排気ダクト
68 補機ギヤボックス
70 空気流制御装置/絞り弁
72 コントローラ
74 絞り弁本体
76 絞り弁ポジショナー
78 粒状物質センサ
80 高度センサ
82 スイッチ
84 ブロア入口
86 ブロア出口
90 方法
92 ステップ
94 ステップ

Claims (15)

  1. 吸入流体流れを受け入れる入口(44)と、実質的に清浄な流体の第1の流れを受け入れる清浄出口(52)と、排出流体の第2の流れを受け入れる排出出口(54)とを有する吸入粒状物質セパレータ(36)と、
    前記排出出口(54)と流体連通する流体ポンプ(64)と、
    前記流体ポンプ(64)を通る排出流体の流れを調整する空気流制御装置(70)と、
    前記流体ポンプ(64)を通る前記排出流体の流れを選択的に調整するために、前記空気流制御装置(70)に接続するコントローラ(72)と、
    を備えるタービンエンジンシステム。
  2. 前記流体ポンプ(64)は、ブロアで構成される、請求項1に記載のタービンエンジンシステム。
  3. 前記ブロア(64)を駆動するために前記ブロア(64)に結合した補機ギヤボックス(68)をさらに備える、請求項2に記載のタービンエンジンシステム。
  4. 前記ブロア(64)は、前記排出出口(54)に流体連通するブロア入口(84)とブロア出口(86)とを備え、前記空気流制御装置(70)は、前記ブロア入口(84)の下流にある、請求項2又は3に記載のタービンエンジンシステム。
  5. 前記ブロア出口(86)は、ダクト(66)に流体連通し、前記空気流制御装置(70)は、前記ダクト(66)を通る前記排出流体の流れを調整する、請求項4に記載のタービンエンジンシステム。
  6. 前記空気流制御装置(70)は、絞り弁(70)を備える、請求項1から5のいずれかかに記載のタービンエンジンシステム。
  7. 少なくとも前記排出出口(54)及び前記流体ポンプ(64)を含む流路をさらに備え、前記絞り弁(70)は、前記流路内の調整可能本体(74)と、前記本体(74)に作動可能に結合されて前記コントローラ(72)からの制御信号に基づいて前記流路内の前記本体(74)の向きを調整するようになったポジショナー(76)とを備える、請求項6に記載のタービンエンジンシステム。
  8. 前記吸入粒状物質セパレータ(36)は、
    少なくとも部分的に前記清浄出口(52)を含む清浄流路と前記排出出口(54)を含む排出流路とを定める、フロースプリッター(46)と、
    前記フロースプリッター(46)の上流でこれに隣接して、粒状物質を前記排出流路に向けるための凸状ハブセクション(48)と、
    を備える、請求項1に記載のタービンエンジンシステム。
  9. 前記空気流制御装置(70)は、前記流体ポンプ(64)の上流の前記排出流路内に配置される、請求項8に記載のタービンエンジンシステム。
  10. 前記コントローラ(72)に接続された粒状物質センサ(78)であって、前記コントローラ(72)が、前記粒状物質センサ(78)から信号を受信して、前記信号の関数として前記空気流制御装置(70)を制御するように構成される、粒状物質センサ(78)、
    前記コントローラ(72)に接続された高度センサ(80)であって、前記コントローラ(72)が、前記高度センサ(80)から信号を受信して、前記信号の関数として前記空気流制御装置(70)を制御するように構成される、高度センサ(80)、
    前記空気流制御装置(70)を選択的に制御するために前記コントローラ(72)に接続されたスイッチ(82)、
    のうちの少なくとも1つをさらに備える、請求項1に記載のタービンエンジンシステム。
  11. 吸入流体流れを受け入れる入口(44)、実質的に清浄な流体の第1の流れを受け入れる清浄出口(52)、及び排出流体の第2の流れを受け入れる排出出口(54)を備えた吸入粒状物質セパレータ(36)と、前記排出出口(54)に流体連通する流体ポンプ(64)とを有する吸入粒状物質セパレータシステム(16)を作動させる方法(90)であって、
    少なくとも1つの運転状態を特定する段階(92)と、
    前記少なくとも1つの運転状態に基づいて前記流体ポンプ(64)を通る排出流体の流れを調整する段階(94)と、
    を含む方法(90)。
  12. 前記流れを調整する段階(94)は、前記流れを絞る段階を含む、請求項11に記載の方法(90)。
  13. 前記流れを調整する段階(94)は、前記流れを低減する段階を含む、請求項11に記載の方法(90)。
  14. 前記流れを低減する段階は、前記流体ポンプ(64)に繋がる流路を制限する段階、前記流体ポンプ(64)に繋がる流路の一部を妨げる段階、又は前記流体ポンプ(64)に繋がる流路の一部を定めるオリフィスのサイズを変更する段階のうちの1つを含む、請求項13に記載の方法(90)。
  15. 前記少なくとも1つの運転状態を特定する段階(92)は、前記吸入流体流れ中の粒状物質の量、前記清浄流体中の粒状物質の量、前記排出流体中の粒状物質の量、高度、又はパイロット操作スイッチ(82)の位置のうちの少なくとも1つを特定する段階を含む、請求項11に記載の方法(90)。
JP2015245795A 2014-12-22 2015-12-17 吸入粒状物質セパレータを備えたシステム及び方法 Ceased JP2016121687A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/578,659 US20160177823A1 (en) 2014-12-22 2014-12-22 System and method with inlet particle separator
US14/578,659 2014-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016121687A true JP2016121687A (ja) 2016-07-07

Family

ID=54848431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015245795A Ceased JP2016121687A (ja) 2014-12-22 2015-12-17 吸入粒状物質セパレータを備えたシステム及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160177823A1 (ja)
EP (1) EP3037352A1 (ja)
JP (1) JP2016121687A (ja)
CN (1) CN105715380A (ja)
BR (1) BR102015032040A2 (ja)
CA (1) CA2915142A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3039227B1 (fr) * 2015-07-22 2019-12-27 Safran Aircraft Engines Aeronef comprenant un propulseur arriere carene avec stator d’entree a volets mobiles
CN107605602B (zh) * 2016-11-09 2018-08-31 南京航空航天大学 一种变结构涡轴发动机进气系统
US10513979B2 (en) * 2017-01-24 2019-12-24 General Electric Company Asymmetric inlet particle separator system
US10816014B2 (en) 2018-07-25 2020-10-27 Honeywell International Inc. Systems and methods for turbine engine particle separation
US11085373B2 (en) 2019-01-31 2021-08-10 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Gas turbine engine with mount for interchangeable inlets

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072606A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 General Electric Company Adaptive inertial particle separators and methods of use
US20080141649A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 John Paul Petrowicz Segmented inertial particle separators and methods of assembling turbine engines
US20090139398A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Honeywell International, Inc. Inlet particle separator systems and methods
JP2012202327A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 機器収容設備及び機器収容設備の換気方法
WO2014092778A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 United Technologies Corporation Dual filtration particle separator
US20140356125A1 (en) * 2013-03-05 2014-12-04 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Gas turbine engine heat exchanger system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3979903A (en) * 1974-08-01 1976-09-14 General Electric Company Gas turbine engine with booster stage
US4704145A (en) * 1986-06-27 1987-11-03 Avco Corporation Modular multi-channel particle separator
US4928480A (en) * 1988-03-04 1990-05-29 General Electric Company Separator having multiple particle extraction passageways
US6932084B2 (en) * 1994-06-03 2005-08-23 Ric Investments, Inc. Method and apparatus for providing positive airway pressure to a patient
US20160090912A1 (en) * 2010-11-30 2016-03-31 General Electric Company Inlet particle separator system
US9410482B2 (en) * 2010-12-24 2016-08-09 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Gas turbine engine heat exchanger

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072606A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 General Electric Company Adaptive inertial particle separators and methods of use
US20080141649A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 John Paul Petrowicz Segmented inertial particle separators and methods of assembling turbine engines
US20090139398A1 (en) * 2007-11-30 2009-06-04 Honeywell International, Inc. Inlet particle separator systems and methods
JP2012202327A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 機器収容設備及び機器収容設備の換気方法
WO2014092778A1 (en) * 2012-12-10 2014-06-19 United Technologies Corporation Dual filtration particle separator
US20140356125A1 (en) * 2013-03-05 2014-12-04 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Gas turbine engine heat exchanger system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3037352A1 (en) 2016-06-29
BR102015032040A2 (pt) 2016-09-27
US20160177823A1 (en) 2016-06-23
CN105715380A (zh) 2016-06-29
CA2915142A1 (en) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8424279B2 (en) Particle separator and debris control system
US11073090B2 (en) Valved airflow passage assembly for adjusting airflow distortion in gas turbine engine
JP2016121687A (ja) 吸入粒状物質セパレータを備えたシステム及び方法
RU2723371C2 (ru) Выпускные клапаны восстановления тяги для использования с летательным аппаратом
JP6205107B2 (ja) 入口粒子分離システム
EP2987986B1 (en) Low noise aeroengine inlet system
US9909504B2 (en) Gas turbine engine with cooling scheme for drive gear system and pitch control
US10113486B2 (en) Method and system for modulated turbine cooling
BR102016021634B1 (pt) Motor traseiro e aeronave
GB2496297A (en) Gas turbine engine with variable pitch first stage fan section
BR102016021636B1 (pt) Aeronave e motor
CA2901735C (en) Gas turbine engine configuration interface
US9759133B2 (en) Turbofan with variable bypass flow
US11111855B2 (en) Inlet particle separator

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161129

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170711

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170728

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170815

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20171226