JP4342603B2 - 高出力モードと低出力モードとの間でバルブ作動可能化モジュレーションを行う、軸線をずらした二つのスプールを持つタービンエンジン - Google Patents
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Description
ドイツ国特許第DE38 16 967A1号には、高圧タービンエンジン及び低圧タービンエンジンを持つ、地上車輛用2モードガスタービン動力プラントが開示されている。通常、全負荷作動では、これらのエンジンを連結し、燃焼支持ガスを先ず最初に低圧タービンエンジンで圧縮した後、燃料を燃焼させるために燃焼器に差し向ける前に高圧タービンエンジンで更に圧縮する。燃料は、最初に高圧タービンエンジン内で膨張し、低圧タービンエンジンで更に膨張する。部分負荷時の燃費は、低圧タービンエンジンを迂回させるように作動するバルブを設けることによって、高圧タービンエンジンから動力を発生させることにより経済的になる。これによって、空気が減少し、燃料は、補助ユニットだけを駆動するのに必要なだけ消費される。
米国特許第2,748,566号には、高圧コンプレッサーシステムに進入するガス流の全部又は主要部の流路から低圧コンプレッサーシステムを切り離すように作動できる第1バイパス手段を含む船舶用ガスタービンエンジンが開示されている。エンジンは、更に、第2バイパス手段を含む。この第2バイパス手段は、この第2バイパス手段がない場合に、低圧タービンシステムに進入する排気ガス流の全部又は大部分を、低圧タービンシステム逸らすように作動できる。
本発明の様々な実施例を添付図面と関連して説明する。
エンジン10は、モジュレーションダイバータバルブアッセンブリ56及び流れダイバータバルブアッセンブリ58を作動させることにより、作動モードを、低出力モード又は巡行モードから高出力モードにできる。LPスプールアッセンブリ14は、燃料の流れが増大すると速度が上昇する。モジュレーションダイバータバルブアッセンブリ56及び流れダイバータバルブアッセンブリ58は、高出力モードが得られたとき、元の位置に戻る。
12 高圧(HP)スプールアッセンブリ
14 低圧(LP)スプールアッセンブリ
16 チューブ状シャフト
18 タービンシャフト
20 吸気部
22 低圧コンプレッサーシステム
26 LPタービンシステム
28 動力タービンシステム
30 後端
32 排気出口
34 高圧コンプレッサーシステム
36 空気入口
38 動力タービン
40 出口端
42 巡行推進器
44 ギヤボックス
46 砂塵セパレータ
48 スクロールダクト
50 インタークーラー
52 燃焼器
54 高圧タービンシステム
56 モジュレーションダイバータバルブアッセンブリ
58 流れダイバータバルブアッセンブリ
Claims (25)
- タービンエンジン(10)において、
第1低圧タービンシステム(26)及び低圧スプール動力タービンシステム(28)を含む低圧スプールアッセンブリ(14)と、
第1高圧タービンシステム(54)及び高圧スプール動力タービンシステム(38)を含む高圧スプールアッセンブリ(12)とを含み、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)は低圧圧縮システム(22)を含み、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)及び前記高圧スプールアッセンブリ(12)は、異なる軸線に沿って差し向けられており、前記高圧スプールアッセンブリ(12)は高圧圧縮システム(34)を含み、更に、
入口空気流を燃焼して燃焼ガス流を発生させる燃焼器であって、該燃焼ガス流は、前記第1高圧タービンシステム(54)を通って膨張する燃焼器(52)と、
前記第1高圧タービンシステム(54)から前記第1低圧タービンシステム(26)と前記低圧スプール動力タービンシステム(28)及び前記高圧スプール動力タービンシステム(38)への燃焼ガス流を、前記タービンエンジンの作動モードに基づいて変化させるための調節切換弁アッセンブリ(56)と、
入口空気流を前記タービンエンジンの作動モードに基づいて前記低圧圧縮システム(22)及び前記高圧圧縮システム(34)に差し向けるための流れ切換弁アッセンブリ(58)とを含む、タービンエンジン。 - 請求項1に記載のタービンエンジンにおいて、
第1作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、燃焼ガス流を前記低圧スプール動力タービンシステム(28)に差し向け、
第2作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、燃焼ガス流を前記高圧スプール動力タービンシステム(38)に差し向け、
第3作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、燃焼ガス流を前記低圧スプール動力タービンシステム(28)及び前記高圧スプール動力タービンシステム(38)の両方に差し向ける、タービンエンジン。 - 請求項2に記載のタービンエンジンにおいて、
前記第1作動モードでは、前記流れ切換弁アッセンブリ(58)は、入口空気を前記低圧スプールアッセンブリ(14)の前記低圧圧縮システム(22)に差し向け、
前記第2作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、全ての燃焼ガスを前記高圧スプール動力タービンシステム(38)に差し向け、前記流れ切換弁アッセンブリ(58)は、前記低圧圧縮システム(22)への空気流を遮断する、タービンエンジン。 - 請求項1乃至3のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、前記エンジンが前記第1作動モードから前記第2作動モードに移行するとき、前記低圧スプール動力タービンシステム(28)へのガス流を減少し、最終的には全てのガス流を前記高圧スプール動力タービンシステム(38)に差し向ける、タービンエンジン。 - 請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、2経路へ流れをそらすことができる一つのバルブを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至4のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、少なくとも二つのバルブを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記流れ切換弁アッセンブリ(58)は、2経路へ流れをそらすことができる一つのバルブを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至6のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記流れ切換弁アッセンブリ(58)は、少なくとも二つのバルブを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)は前記高圧スプールアッセンブリ(12)と同心には配向されていない、タービンエンジン。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記高圧スプールアッセンブリ(12)に連結された巡行推進器(42)を含む、タービンエンジン。 - 請求項10に記載のタービンエンジンにおいて、
前記巡行推進器(42)は、前記高圧スプールアッセンブリ(12)に機械的に連結されている、タービンエンジン。 - 請求項10に記載のタービンエンジンにおいて、
前記巡行推進器(42)は、前記高圧スプールアッセンブリ(12)に空力学的に連結されている、タービンエンジン。 - 請求項10に記載のタービンエンジンにおいて、
前記巡行推進器(42)は、巡行ファン、プロップファン、又はプロペラのうちの少なくとも一つを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至13のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、更に、
空気を前記低圧圧縮システム(22)から前記高圧圧縮システム(34)へを導くためのスクロールダクト(48)と、
燃料を導入するため、前記スクロールダクト(48)に設けられたインタークーラー(50)とを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、更に、
前記高圧スプールアッセンブリ(12)に連結された巡行推進器(42)と、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)に連結された揚力ファンとを含む、タービンエンジン。 - 請求項1乃至9のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、更に、
前記高圧スプールアッセンブリ(12)に連結された巡行推進器(42)と、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)に連結された揚力ロータとを含む、タービンエンジン。 - タービンエンジンを持つクラフトにおいて、前記タービンエンジンは、
第1低圧タービンシステム(26)及び低圧スプール動力タービンシステム(28)を含む低圧スプールアッセンブリ(14)と、
第1高圧タービンシステム(54)及び高圧スプール動力タービンシステム(38)を含む高圧スプールアッセンブリ(12)とを含み、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)は低圧圧縮システム(22)を含み、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)及び前記高圧スプールアッセンブリ(12)は、異なる軸線に沿って差し向けられており、前記高圧スプールアッセンブリ(12)は高圧圧縮システム(34)を含み、更に、
入口空気流を燃焼して燃焼ガス流を発生させる燃焼器であって、該燃焼ガス流は、前記第1高圧タービンシステム(54)を通って膨張する燃焼器(52)と、
前記第1高圧タービンシステム(54)から前記第1低圧タービンシステム(26)と前記低圧スプール動力タービンシステム(28)及び前記高圧スプール動力タービンシステム(38)への燃焼ガス流を、前記タービンエンジンの作動モードに基づいて変化させるための調節切換弁アッセンブリ(56)と、
入口空気流を前記タービンエンジンの作動モードに基づいて前記低圧圧縮システム(22)及び前記高圧圧縮システム(34)に差し向けるための流れ切換弁アッセンブリ(58)とを含む、クラフト。 - 請求項17に記載のクラフトにおいて、
第1作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、燃焼ガス流を前記低圧スプール動力タービンシステム(28)に差し向け、
第2作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、燃焼ガス流を前記高圧スプール動力タービンシステム(38)に差し向け、
第3作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、燃焼ガス流を前記高圧スプール動力タービンシステム(38)及び前記低圧スプール動力タービンシステム(28)の両方に差し向ける、クラフト。 - 請求項18に記載のクラフトにおいて、
前記第1作動モードでは、前記流れ切換弁アッセンブリ(58)は、入口空気を前記低圧スプールアッセンブリ(14)の前記低圧圧縮システム(22)に差し向け、
前記第2作動モードでは、前記調節切換弁アッセンブリ(56)は、全ての燃焼ガスを前記高圧スプール動力タービンシステム(38)に差し向け、前記流れ切換弁アッセンブリ(58)は、前記低圧圧縮システム(22)への空気流を遮断する、クラフト。 - 請求項17乃至19のうちのいずれか一項に記載のクラフトにおいて、
前記高圧スプールアッセンブリ(12)の前記高圧スプール動力タービンシステム(38)は、自由に取り付けられた、クラフト。 - 請求項17乃至20のうちのいずれか一項に記載のクラフトにおいて、
前記クラフトは、VTOL航空機を含む、クラフト。 - 請求項20に記載のクラフトにおいて、
前記クラフトは航空機を含み、該航空機は、
前記高圧スプールアッセンブリ(12)に連結された巡行推進器(42)と、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)に連結された揚力ファンとを含む、クラフト。 - 請求項20に記載のクラフトにおいて、
前記クラフトは航空機を含み、該航空機は、
前記高圧スプールアッセンブリ(12)に連結された巡行推進器(42)と、
前記低圧スプールアッセンブリ(14)に連結された揚力ロータとを含む、クラフト。 - 請求項17乃至23のうちのいずれか一項に記載のクラフトにおいて、
前記クラフトは、航空機及び船舶からなる群から選択される、クラフト。 - 請求項1乃至16のうちのいずれか一項に記載のタービンエンジンにおいて、
前記タービンエンジンは、地上車輛で使用される、タービンエンジン。
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