JP6577509B2 - 可変スクイーズフィルム・ダンパのためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
上述の可変スクイーズフィルム・ダンパの実施形態は、異なるレベルの制振を与えるように調整することができる制御可能なダンパを提供し、エンジン性能の改善を促進する。詳細には、本明細書で説明する制振組立体及び方法は、エンジンの動作モードに応じて、制振を増大又は低減することを可能にする。制振組立体は、内側ハウジング表面と外側軸受表面との間に定められた、加圧制振流体を受け入れる複数の環を含む。複数の環と流体連通状態で結合された複数の流体供給部は、その中の加圧流体を独立に制御する。制振量の増大を必要とするエンジン動作時、2つ又はそれ以上の流体供給部が、各々それぞれの環内の流体を加圧する。制振量の低減を必要とするエンジン動作時、1つの流体供給部のみがそれぞれの環内の流体を加圧するか、又は、いずれの流体供給部もそれぞれの流体を加圧しない。代替的な実施形態において、制振組立体は、単一の環を含み、その中に可動ピストンが配置され、環の容積が制御されるようになっている。環の容積を減少させることは、制振組立体内の制振を増大させ、環の容積を増大することは、制振組立体内の制振を低減する。現在のエンジン動作条件に対して制振を調節することは、エンジン性能を高め、例えば、エンジン始動条件時の制振を増大することは、より短いエア・モータリング時間を可能にし、高エンジン速度時の制振を低減することは、エンジン馬力を高める。
[実施態様1]
半径方向外側表面を備えた軸受組立体と、
上記軸受組立体を囲み、上記半径方向外側表面に面した半径方向内側表面を備え、上記半径方向外側及び内側表面がそれらの間に複数の環を定める、ハウジングと、
上記複数の環と流体連通状態で結合した、上記複数の環の各環に流体を送給するように構成された複数の流体供給部と、
を備え、上記複数の流体供給部の各流体供給部が、上記それぞれの環内の上記流体を独立して制御する、
ダンパ組立体。
[実施態様2]
上記複数の環が、上記複数の流体供給部の第1の流体供給部に流体連通状態で結合した第1の環と、上記複数の流体供給部の第2の流体供給部に流体連通状態で結合した第2の環とを含み、上記第1の環の容積が、上記第2の環の容積と等しくない、実施態様1に記載の組立体。
[実施態様3]
上記複数の環が、上記複数の流体供給部の第1の流体供給部に流体連通状態で結合した第1の環と、上記複数の流体供給部の第2の流体供給部に流体連通状態で結合した第2の環と、上記第1の流体供給部に流体連通状態で結合した第3の環とを含み、上記第1の環の容積が、上記第3の環の容積と等しく、上記第1の環及び第3の環の上記容積が、上記第2の環の容積と等しくない、実施態様1に記載の組立体。
[実施態様4]
上記複数の環が、上記複数の流体供給部の第1の流体供給部に流体連通状態で結合した第1の環と、上記複数の流体供給部の第2の流体供給部に流体連通状態で結合した第2の環と、上記複数の流体供給部の第3の流体供給部に流体連通状態で結合した第3の環とを含み、上記第1の環の容積が、上記第2の環の容積と等しくなく、上記第2の環の容積が、上記第3の環の容積と等しくなく、上記第3の環の容積が、上記第1の環の容積と等しくない、実施態様1に記載の組立体。
[実施態様5]
上記複数の流体供給部の各流体供給部が、上記それぞれの環内の上記流体を制御するように構成された遮断弁を備えた、実施態様1に記載の組立体。
[実施態様6]
上記軸受組立体が、回転可能なシャフトに結合し、上記遮断弁の各々が、コントローラに動作可能に結合し、上記コントローラが、上記シャフトの回転速度に基づいて上記遮断弁の各々を作動するように構成された、実施態様5に記載の組立体。
[実施態様7]
上記複数の流体供給部の各流体供給部が、コントローラに動作可能に結合した調節弁を備え、上記コントローラが、上記調節弁を用いて上記それぞれの環内の上記流体を制御するように構成された、実施態様1に記載の組立体。
[実施態様8]
上記流体の温度を測定するように構成された熱電対をさらに備え、上記複数の流体供給部の各流体供給部が、上記温度の測定に基づいて上記それぞれの環内の上記流体を制御する、実施態様1に記載の組立体。
[実施態様9]
半径方向外側表面を備えた円周方向軸受組立体と、
上記軸受組立体を少なくとも部分的に取り囲む半径方向内側表面を備えたハウジングと、
上記半径方向外側表面及び上記半径方向内側表面の少なくとも一方の内部に定められてそこから半径方向に延びるノッチであって、上記ノッチと上記半径方向外側及び内側表面とがそれらの間に環を定める、ノッチと、
上記軸受組立体及び上記ハウジングの少なくとも一方に結合した、上記それぞれのノッチ内に配置されたダンパシールであって、上記ノッチ内で半径方向に位置決めできるように構成され、その内部で上記環の容積を定める、ダンパシールと、
上記環と流体連通状態で結合し、上記環に流体を送給するように構成された流体供給部と
を備えた、ダンパ組立体。
[実施態様10]
上記流体供給部が、上記環内の流体を制御するように構成された遮断弁を備えた、実施態様9に記載の組立体。
[実施態様11]
上記軸受組立体が、回転可能なシャフトに結合し、上記遮断弁の各々が、コントローラに動作可能に結合し、上記コントローラが、上記シャフトの回転速度に基づいて上記遮断弁の各々を作動するように構成された、実施態様10に記載の組立体。
[実施態様12]
上記流体供給部が、コントローラに動作可能に結合した調節弁を備え、上記コントローラが、上記調節弁を用いて上記環内の上記流体を制御するように構成された、実施態様9に記載の組立体。
[実施態様13]
上記流体の温度を測定するように構成された熱電対をさらに備え、上記流体供給部が、上記温度の測定に基づいて上記環内の上記流体を制御する、実施態様9に記載の組立体。
[実施態様14]
ターボファンエンジンを制振する方法であって、上記ターボファンエンジンは、ダンパ組立体に結合した回転可能なシャフトを含み、上記ダンパ組立体は、半径方向外側表面を含む軸受組立体と、上記軸受組立体を少なくとも部分的に取り囲むハウジングであって、上記半径方向外側表面に面した半径方向内側表面を含み、上記半径方向外側及び内側表面がそれらの間に複数の環を定めるハウジングと、上記複数の環に流体連通状態で結合した複数の流体供給部と、を含み、上記方法は、
流体の第1の流れを上記複数の流体供給部の第1の流体供給部から上記複数の環の第1の環に選択的に送るステップと、
流体の第2の流れを上記複数の流体供給部の第2の流体供給部から上記複数の環の第2の環に選択的に送るステップと、
を含む、方法。
[実施態様15]
上記第2の流体供給部を選択的にオフにするステップをさらに含む、実施態様14に記載の方法。
[実施態様16]
上記流体の第1の流れを上記第1の流体供給部から選択的に送るステップ及び上記流体の第2の流れを上記第2の流体供給部から選択的に送るステップの少なくとも一方が、上記回転可能なシャフトの回転速度を用いて決定される、実施態様14に記載の方法。
[実施態様17]
上記流体の第1の流れを上記第1の流体供給部から選択的に送るステップ及び上記流体の第2の流れを上記第2の流体供給部から選択的に送るステップの少なくとも一方が、上記流体の温度によって決定される、実施態様14に記載の方法。
[実施態様18]
流体の第3の流れを上記複数の流体供給部の第3の流体供給部から上記複数の環の第3の環に選択的に送るステップをさらに含む、実施態様14に記載の方法。
[実施態様19]
上記流体の第1の流れを上記第1の流体供給部から選択的に送るステップが、流体を上記第1の流体供給部から上記複数の環の第3の環に選択的に流すステップをさらに含む、実施態様14に記載の方法。
[実施態様20]
上記流体の第1の流れを上記第1の流体供給部から選択的に送るステップ及び上記流体の第2の流れ上記第2の流体供給部からを選択的に送るステップの少なくとも一方が、遮断弁及び調節弁の少なくとも1つを通して制御される、実施態様14に記載の方法。
112:長手方向中心線
114:ファンケース組立体
116:コアガスタービンエンジン
118:外側ケーシング
120:環状入口
122:低圧圧縮機
124:高圧圧縮機
126:燃焼セクション
128:高圧タービン
130:低圧タービン
132:ジェット排気ノズルセクション
134:高圧シャフト
136:低圧シャフト
137:コア空気流路
138:軸受組立体
140:制振システム
142:ファン
144:ファンブレード
146:ディスク
148:前方ハブ
150:外側ナセル
152:出口ガイドベーン組立体
154:下流セクション
156:バイパス空気流通路
158:空気
160:入口
162:第1の空気部分
164:第2の空気部分
166:燃焼ガス
168:HPタービンステータベーン
170:HPタービンロータブレード
172:LPタービンステータベーン
174:LPタービンロータブレード
176:ファンノズル排気セクション
178:高温ガス路
200:シャフト
202:外側レース
204:内側レース
206:ころ要素
208:外側表面
210:第1の表面セクション
212:第2の表面セクション
214:ハウジング
216:フレーム
218:内側表面
220:環
222:シールリング
224:第1の環
226:容積
228:長さ
230:距離
232:第2の環
234:容積
236:長さ
238:距離
240:第1の流体供給部
242:入口
244:第2の流体供給部
246:入口
248:第1の弁
250:第1の流体
252:第2の弁
254:第2の流体
256:コントローラ
258:熱電対
400:制振システム
402:ハウジング
404:外側表面
406:外側レース
408:軸受組立体
410:内側表面
412:第1の環
414:第2の環
416:第3の環
418:容積
420:長さ
422:第1の表面セクション
424:距離
426:容積
428:長さ
430:第2の表面セクション
432:距離
434:容積
436:長さ
438:第3の表面セクション
440:距離
442:第1の流体供給部
444:入口
446:入口
448:第2の流体供給部
450:入口
452:第1の弁
454:第1の流体
456:第2の弁
458:第2の流体
500:制振システム
502:ハウジング
504:外側表面
506:外側レース
508:軸受組立体
510:内側表面
512:第1の環
514:第2の環
516:第3の環
518:容積
520:長さ
522:第1の表面セクション
524:距離
526:容積
528:長さ
530:第2の表面セクション
532:距離
534:容積
536:長さ
538:第3の表面セクション
540:距離
542:第1の流体供給部
544:入口
546:第2の流体供給部
548:入口
550:第3の流体供給部
552:入口
554:第1の弁
556:第1の流体
558:第2の弁
560:第2の流体
562:第3の弁
564:第3の流体
600:制振システム
602:ハウジング
604:外側表面
606:外側レース
608:軸受組立体
610:内側表面
612:環
614:ノッチ
616:ダンパシール
618:容積
620:長さ
622:表面セクション
624:距離
626:距離
628:流体供給部
630:入口
632:弁
634:流体
Claims (3)
- 半径方向外側表面(208)を備えた軸受組立体(138)と、
前記軸受組立体を囲み、前記半径方向外側表面に面した半径方向内側表面(218)を備え、半径方向外側及び内側表面がそれらの間に複数の環(220)を定める、ハウジング(214)と、
前記複数の環と流体連通状態で結合した、前記複数の環の各環に流体(250;254)を送給するように構成された複数の流体供給部(240;244)と、
を備え、
前記複数の環が、シールリング(222)によって分離され、
前記複数の流体供給部の各流体供給部が、それぞれの環内の前記流体を独立して制御しており、前記複数の流体供給部の各流体供給部が、それぞれの環内の流体を制御するように構成された遮断弁(248;252)を備えており、
前記軸受組立体がガスタービンエンジン(110)に設けられて、該ガスタービンエンジンのロータの回転可能なシャフト(134;136)に結合しており、前記遮断弁の各々が、コントローラ(256)に動作可能に結合しており、前記コントローラが、前記シャフトの回転速度に基づいて前記遮断弁の各々を作動するように構成されており、
前記コントローラは、ロータ始動条件時には、前記複数の流体供給部のうちの第1の流体供給部(240)及び第2の流体供給部(244)を一緒に作動させ、前記ガスタービンエンジン(110)の巡航速度時には、第1の流体供給部(240)のみを作動させる、ダンパ組立体(140;400;500)。 - 前記複数の環が、前記複数の流体供給部の第1の流体供給部(240)に流体連通状態で結合した第1の環(224)と、前記複数の流体供給部の第2の流体供給部(244)に流体連通状態で結合した第2の環(232)とを含み、前記第1の環の容積(226)が、前記第2の環の容積(234)と等しくない、請求項1に記載のダンパ組立体(140)。
- 前記流体の温度を測定するように構成された熱電対(258)をさらに備え、前記複数の流体供給部の各流体供給部が、前記温度の測定に基づいて前記それぞれの環内の前記流体を制御する、請求項1または2に記載のダンパ組立体(140)。
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