JP5165926B2 - ターボ機械の低圧コンプレッサ用の抽気システム - Google Patents

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Description

本発明はターボ機械の低圧コンプレッサ用の抽気システムに関する。
より詳細には、本発明は、１次フローパスと２次フローパスとの間で、低圧コンプレッサと高圧コンプレッサとの間に軸方向に配置された構造的中間ケーシングと、中間ケーシングの周囲に位置するサポートアームの下流で、低圧コンプレッサによって供給されたガスストリームの一部を２次フローパスの方へ迂回させる抽気通路とを備え、上記中間ケーシングがその周囲に複数のサポートアームを備えている、バイパスターボ機械、特に、航空機のバイパスジェットエンジンに関する。
ジェットエンジンにおいて、コンプレッサ抽気システムは二つの機能を実行する。第一に、システムは、サージ又は旋回失速を防止するために過剰な空気を排出することにより低圧コンプレッサを適応させる。第二に、雹がチャンバまで到達するならば、エンジンのフレームアウトが起こる可能性があるため、システムの機能は雹を排出することである。
現在のところ知られている装置（ＥＰ１３０８６０１）では、空気は、中間ケーシングの前方に位置するスライド弁機構によって取り出され、次に、２次ストリーム案内羽根の背後の２次ストリームへ放出される。しかし、エンジン性能を改良するために、２次ストリーム案内羽根をジェットエンジンのサポートアームに一体化することは知られているやり方である。
欧州特許出願公開第０１７４２５５号明細書 欧州特許出願公開第１３０８６０１号明細書 欧州特許出願公開第１２４９６１８号明細書 仏国特許出願公開第２６５９６９０号明細書 米国特許第５６９４７６７号明細書
この結果として、空気はサポートアームの背後へ排出され、特に、小型エンジンの場合には、フローパスの中間に利用できる高さが殆ど無いため、実現することが困難な状況になる。従って、このような装置は雹を十分に排出することができない。
本発明は、上記の不利点を解決するターボ機械及び抽気システムを提供することを目的とする。
これらの目的は、本発明によれば、ターボ機械又は抽気システムが、サポートアームの上流に現れる抽気開口部と、３個の位置、すなわち、スライド弁が抽気通路及び開口部を完全に遮断する閉鎖位置と、サポートアームの上流に現れる抽気開口部が遮断され、サポートアームの下流でガスストリームの一部を迂回させる抽気通路が開かれている中間位置と、サポートアームの上流に現れる抽気開口部及びサポートアームの下流に現れる抽気通路が共に開かれている開放位置とを占めるスライド弁とを備えることによって達成される。
この特長のため、雹はスライド弁が開放位置にあるときに完全に排出される。エンジンのフレームアウトの危険性はこれによって雹が生じた場合に取り除かれる。
有利には、スライド弁は、スライド弁が中間位置にあるときに、抽気開口部を遮断するフランジを備える。
特定の実施形態では、ターボ機械は、スライド弁が上で滑動するケースリングを備える。
好ましくは、スライド弁は、スライド弁とプレートとの間を密閉するために、エラストマーシール又はブラシシールを備えている。さらに、本発明は、本発明によるターボ機械の低圧コンプレッサ形成部分に用いられる抽気システムに関する。
本発明のその他の特長及び利点は、添付図面を参照して、実例として記載された例示的な実施形態の以下の説明を読むことによって明らかになるであろう。
図１において、軸Ｘ−Ｘをもつバイパスジェットエンジンは、前方領域に、フローパス間にあるケーシング４によって分離された環状１次フローパス２及び環状２次フローパス３に空気を供給するファン４を備える。
１次フローパス２に、上流から下流へ、連続して取り付けられているのは、低圧コンプレッサ６と、雁首形の断面形状を有する環状ダクト８と、圧縮空気を燃焼チャンバ（図示せず）へ供給する高圧コンプレッサ１０とである。
フローパス間にあるケーシング４は、上流から下流へ、内壁が低圧コンプレッサのステータを構成するストリーム分割スポイラー（１２）と、半径方向内部領域に雁首形をしたダクト８を備える構造的中間ケーシング１４と、高圧コンプレッサ１０のステータ１６とを備える。２次フローパス３は、スポイラー１２の外壁と、２次フローパスの中を通り抜けるエンジンサポートアーム１８の内部プラットフォームとによって内部に画成されている。本実施形態では、出口案内羽根（ＯＧＶ）はサポートアーム１８に一体化されている。
図２からわかるように、環状マニホールド２０は低圧コンプレッサ６の下流で１次フローパスへ通じている。このマニホールドは、３個の位置の間で滑動するように取り付けられたスライド弁２２によって閉じることができる。図２に示されたスライド弁の位置では、スライド弁は、環状マニホールド２０を密閉式に遮断する完全閉鎖位置にある。この目的のため、シール２４は、スライド弁２２と環状マニホールド２０との間を密閉接続する。
図３において、スライド弁は中間位置で示されている。この位置では、スライド弁２２に固定して取り付けられたフランジ２６は、サポートアーム１８の上流に現れる抽気開口部２８を隔離する。サポートアーム１８の下流でガスストリームの一部を迂回させる抽気通路２９は、これに反して、矢印３０及び３２によって示されているように開放されている。気流はサポートアーム１８の下を通り、これらのアームの下流でグリル３４を介して逃げる。気流はその後に２次ストリーム３と混合する。
図４はスライド弁が完全に開放状態にある場合の動作を示している。この位置では、スライド弁２２のフランジ２６は、サポートアーム１８の上流に現れる抽気開口部２８を完全に露出させる。この位置は、特に、低いエンジン速度の間に、雹が生じた場合に採用され得る。雹は、矢印３６によって示されているように、２次ストリームへそのまま排出される。よって、中間ケーシングのフローパス間にある部分の目詰まりを防止することが可能である。雹は高いエンジン速度では排出される必要がないため空気力学的な損失は許容できる。
図５は、一方のシール３８がブラシシールであり、もう一方のシール２４がエラストマーシールである変形型の実施形態を示している。この変形型の実施形態では、スライド弁２２はケースリング４０上を滑動する。図５において、スライド弁は完全閉鎖位置で示され、中間位置及び完全開放位置は参照符号２２１及び２２２によって示されている。
図６は、スライド弁２２が作動され、一方の位置から別の位置へ切り替えられるようにする手段の説明のための実施例を示している。本実施例では、これらの手段は、ラム４２、例えば、油圧又は電動ラムによって形成されている。ラム４２は出口案内羽根１８（ＯＧＶ）のプラットフォーム４３の下に位置している。
ラムのロッド４４は、ラムの動きを逆転させるベルクランク４６を作動させる。ロッド４４が伸ばされるとき、スライド弁２２は閉鎖位置にあり、逆に、図６に示されているように、アクチュエータのロッドが引っ込められるとき、スライド弁は開放位置にある。
本発明による抽気システムを備えるジェットエンジンの部分図である。 閉鎖位置にある抽気システムの図である。 中間位置にある抽気システムの図である。 完全開放位置にある抽気システムの図である。 ブラシシールを備える変形型の実施形態を表す図である。 スライド弁を作動させる手段の実施例を示す斜視図である。
符号の説明
２ １次フローパス
３ ２次フローパス
４ フローパス間にあるケーシング
６ 低圧コンプレッサ
８ 環状ダクト
１０ 高圧コンプレッサ
１２ スポイラー
１４ 構造的中間ケーシング
１６ ステータ
１８ サポートアーム
２０ 環状マニホールド
２２、２２１、２２２ スライド弁
２４、３８ シール
２６ フランジ
２８ 抽気開口部
２９ 抽気通路
３０、３２、３６ 矢印
３４ グリル
４０ ケースリング
４２ ラム
４３ プラットフォーム
４４ ロッド
４６ ベルクランク

Claims (6)

  1. １次フローパスと２次フローパスとの間で、低圧コンプレッサと高圧コンプレッサとの間に軸方向に配置された構造的中間ケーシングと、
    中間ケーシングの周囲に位置するサポートアームの下流で、低圧コンプレッサによって供給されたガスストリームの一部を２次フローパスの方へ迂回させる抽気通路と、
    を備えるバイパスターボ機械であって、
    サポートアームの上流に現れる抽気開口部と、
    ３個の位置、すなわち、スライド弁が抽気通路及び開口部を完全に遮断する閉鎖位置と、サポートアームの上流に現れる抽気開口部が遮断され、サポートアームの下流でガスストリームの一部を迂回させる抽気通路が開かれている中間位置と、サポートアームの上流に現れる抽気開口部及びサポートアームの下流に現れる抽気通路が共に開かれている開放位置とを占めるスライド弁と、
    を備える、ターボ機械。
  2. バイパスターボ機械が、航空機のバイパスジェットエンジンである、請求項１に記載のターボ機械。
  3. スライド弁が、スライド弁が中間位置にあるときに、抽気開口部を遮断するフランジを備える、請求項１又は２に記載のターボ機械。
  4. スライド弁が上で滑動するケースリングを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のターボ機械。
  5. スライド弁が、スライド弁と１次フローパスとの間を密閉するために、エラストマーシール又はブラシシールを備えている、請求項１から４のいずれか一項に記載のターボ機械。
  6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のターボ機械の低圧コンプレッサ形成部分に使われる、抽気システム。
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