JPH0128218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、タービンエンジンのノズルの可動フ
ラツプの作動装置に係る。

［従来の技術］ ノズル断面積を速度に応じて調整するために、
可動壁部材を構成する可動フラツプを移動させる
型のタービンエンジンのノズルは従来より公知で
ある。例えば出願人によるフランス特許第
1215236号及び第1215237号に記載のノズルは回動
式フラツプを備えており、該フラツプはノズル断
面積を調整し更にノズルの形状を変更して亜音速
流に適した先細形から超音速流に適した先細−末
広型への変形又はその逆の変形を行なうことが可
能である。

また、同様の可動フラツプを含むタービンエン
ジンノズル用逆スラスト装置も公知である。

タービンエンジンのノズルの可動フラツプを操
作するために多数の異なるタイプの装置が公知で
ある。

これらの公知装置のいくつかは、可動フラツプ
を操作するための油圧シリンダを含んでおり、装
置の作動条件を満たすように選択されたポンプか
ら燃料又は作動油が前記シリンダに供給される。
ノズルから出た高温燃焼ガスは、操作すべき各フ
ラツプに圧力を作用させ、この圧力はフラツプを
回動させてフラツプをノズルの軸からより遠くに
離間させる。一方で各フラツプがノズルの最大開
口に対応する位置に存在する第１の場合には各フ
ラツプに作用しているガス圧力は比較的小さく、
他方でノズルの最小開口に対応する位置（又は逆
スラスト装置のフラツプの場合は完全閉鎖に対応
する位置）に存在する第２の場合には各フラツプ
に作用しているガス圧力は遥かに大きい。

従つてポンプには、前記第１の場合よりも前記
第２の場合に遥かに大きい吐出圧力が必要とされ
る。また、タービンエンジンの短時間の過渡状態
即ち、可動フラツプが移動される状態の間はポン
プが作動油を高流量で油圧シリンダに供給するこ
とが要求される。前記の過渡状態の間、ノズルの
可動フラツプは、油圧シリンダにより、該ノズル
の最大開口及び最小開口に夫々対応する位置のい
ずれかに誘導される。これに対して、タービンエ
ンジンの定常状態即ち、可動フラツプが移動され
ない状態の間は、ポンプは作動油を低流量特に油
圧シリンダの漏れに対応する流量で供給するのみ
でよい。前記の定常状態の間、ノズルの可動フラ
ツプは油圧シリンダにより、所望の位置に固定さ
れる。

前記に如き種々の作動条件を満足させるため
に、種々のタイプのポンプがすでに使用されてお
り、これらの各ポンプはタービンエンジンのシヤ
フトにより直接に又は適当な伝動装置を介して機
械的に駆動されている。例えば定気筒容積の自動
調整容積ポンプが使用されており、該ポンプはポ
ンプ流量の過剰部分を再循環するように構成され
た流量調整手段に結合されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のシステム全部に共通の欠点は、ポンプの
速度と流量とが前述の定常状態に於いても必要以
上に大きい値に維持されており、ポンプを含む機
械的駆動部分の必要以上の摩耗と加熱とが生起さ
れることである。更に、流量調整手段が使用され
るので前述の過渡状態に移行するまでのシステム
の応答時間が余りにも長い。

タービンエンジンのコンプレツサから高圧空気
を取り出すべく、該コンプレツサに結合して定気
筒容積を持つ容積ポンプも試用済である。しかし
乍らこのような装置ではまだ確実な安定性を得る
ことができない。また、２個の容積ポンプを結合
し、１個のポンプは作動油又は燃料を油圧シリン
ダ内に低流量で常時供給して定常状態に於ける油
圧シリンダの漏れを補償し、別の容積ポンプが吐
出した作動液体は、過渡状態のとき以外は再循環
され過渡状態のときは油圧シリンダに供給される
ように構成したシステムについても検討した。し
かし乍らこのようなシステムは明らかに重量が大
きく価格が高い。

更に、可変流量を持ちしかも流量の流動方向を
反転させ得るポンプの使用も試みた。しかし乍ら
このようなシステムは比較的複雑であり、圧力制
限装置の如き種々の付属装置を結合しなければな
らない。最後に定常状態の維持に十分な比較的低
流量の容積ポンプと過渡状態のときにのみ機能す
る油圧式の圧力蓄積器との結合についても検討し
た。このシステムでは勿論、継続する２回の過渡
状態即ち継続する２回の可動フラツプを移動させ
る操作の間に経過する時間が、該圧力蓄積器の再
充圧を行なえるだけの十分な長さでなければなら
ない。

本発明の目的は、定容積型の液体ポンプにより
供給される液体圧シリンダにより、タービンエン
ジンのノズルの可動フラツプをタービンエンジン
の作動条件に適応して作動する装置であつて、し
かも機機的駆動部分の摩耗と加熱とが少ない装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、前記目的は、タービンエンジ
ンのノズルの可動フラツプの作動装置であつて、 前記タービンエンジンのコンプレツサから高圧
空気を取り出すべく、一端が前記コンプレツサに
接続された高圧管と、 入口が前記高圧管の他端に接続されており、回
転出力軸を有する定容積型の空気モータと、 回転入力軸が前記回転出力軸に接続された定容
積型の液体ポンプと、ピストン軸の復動動作によ
り、前記フラツプを作動すべく、ピストン軸が前
記フラツプに連結された液体圧シリンダと、 前記液体ポンプから前記液体圧シリンダへ送ら
れる液体の体積を制御すべく、入口が前記液体ポ
ンプの吐出口に接続されており、出口が前記液体
圧シリンダに接続されている制御手段と、 前記フラツプが所望の位置に動かされる時には
前記制御手段が前記液体圧シリンダに前記液体を
供給し、前記フラツプが前記所望の位置に位置決
めされた時には前記制御手段が前記液体圧シリン
ダに前記液体を供給するのを停止するように、前
記制御手段に指示する指示手段とを有する装置に
よつて達成される。

［作用］ 本発明によれば、タービンエンジンのコンプレ
ツサから供給される高圧空気によつて定容積型の
空気モータが回転し、この空気モータによつて定
容積型の液体ポンプが駆動されるが故に、指示手
段の指示により液体圧シリンダに作動流体を供給
するのを停止している間に、液体圧ポンプが強制
的に停止され同時に空気モータも強制的に停止さ
れたとしても、タービンエンジンから空気モータ
に流れる高圧空気の流れが止まるだけで構造的に
何ら問題は発生せず、 従つて、可動フラツプを移動させる際、即ち、
指示手段の指示により液体圧シリンダに作動流体
を供給する際には、液体ポンプ及び空気モータの
回転を許容し得、可動フラツプを所望の位置に位
置決めしている間、即ち、指示手段の指示により
液体圧シリンダに作動流体を供給するのを停止し
ている間には、液体ポンプ及び空気モータの回転
を必要最底限とし得、従つて液体ポンプ及び空気
モータの駆動エネルギのロスを減少させ得、液体
ポンプ及び空気モータを含む機械的駆動部分の摩
耗と過熱とを少なくし得る。

更に本発明によれば、空気モータはコンプレツ
サからの高圧空気により駆動するが故に、空気モ
ータの回転出力、従つて液体ポンプの吐出圧力
は、コンプレツサの高圧空気の圧力に実質的に比
例しており、従つて、液体圧シリンダが可動フラ
ツプに作用させ得る最大出力は常にコンプレツサ
の圧力に比例し、他方で、可動フラツプにかかる
ノズルからの噴出ガス圧力もコンプレツサの圧力
に実質的に比例するが故に、液体圧シリンダの駆
動力をタービンエンジンの出力に実質的に比例さ
せ得る。

可動フラツプを所望の位置に位置決めしている
間、液体ポンプは、制御手段に存在し得る作動液
体の漏れを補償するため、場合によつては液体ポ
ンプの冷却回路に供給するために十分な流量の作
動液体を送り込んでも良い。

前述の如きタービンのシヤフトから液体ポンプ
の駆動力を得る従来の装置では、液体ポンプは定
常状態に於いても絶えず高速回転しており、好ま
しくない加熱が生じる。従つて、液体圧シリンダ
に対する要求流量の関数たる可変速度で駆動され
る本発明の液体ポンプを使用すると、可変流量定
回転速度の自動調整ポンプと実質的に同様の利点
を得ることが可能である。これらの利点に加えて
更に、本発明の装置の場合、定気筒容積を持つ液
体ポンプは殆んどの時間、即ち、定常状態の間は
低速回転しており、そのために摩耗するのが遅
い。

本発明の装置を組込むと空気モータの重量増加
が生じるが、液体ポンプの機械的駆動のためにタ
ービンエンジンのシヤフトを作動させることが不
要になるので前記の如き空気モータの増量増加の
少くとも一部は補償される。

［具体例］ 添付図面に示す具体例に基いて本発明を以下に
説明する。

図に於いて、タービンエンジン特にターボジエ
ツトエンジンのコンプレツサ１が概略的に示され
ている。符号２は回転出力軸を有する定容積型の
空気モータを示しており、高圧管としてのパイプ
３は、例えばコンプレツサ１の最終段の出口で取
出した圧力Ｐ４の高圧空気を空気モータ２に供給
する。圧力Ｐ４はターボジエツトエンジンの作動
状態に従つて可変である。空気モータ２に於いて
膨張した空気は、圧力Ｐ０で大気中に排出され
る。符号４は液体ポンプとしての定気筒容積を持
つ回転容積ポンプを示しており、ポンプ４の回転
入力軸は、シヤフト５の形状で図示された公知手
段によつて空気モータ２の回転出力軸に常時連結
されている。ポンプ４の吸引パイプ４ａは、リザ
ーバ６に収容された作動液体中に浸漬しており、
吐出パイプ４ｂは制御手段としてのデイストリビ
ユータ７の入口に到達している。デイストリビユ
ータ７の２個の出口は、パイプ７ａ，７ｂを介し
て液体圧シリンダとしての油圧シリンダ８の２個
のチヤンバＡ，Ｂに接続されている。油圧シリン
ダ８のピストン８ａのピストン軸８ｂは、図示し
ない手段を介して可動フラツプの１個又は複数個
に連結されている。フラツプはそれ自体公知の方
法でタービンエンジンのノズルに装着されてい
る。デイストリビユータ７に関しては多数の態様
が公知であり詳細に説明する必要はない。デイス
トリビユータ７は、指示手段としての計算制御デ
バイス９から出た任意の物理的性質を持つ信号、
例えば空気圧信号、油圧信号、電気信号等に従つ
て、入口即ちパイプ４ｂに接続された入口管をパ
イプ７ａ又はパイプ７ｂに接続する。デイストリ
ビユータ７は、ポンプ４より送られた所定流量の
作動液体をシリンダ８のチヤンバＡ又はチヤンバ
Ｂに誘導し、同時に、別のチヤンバ即ちチヤンバ
Ｂ又はＡを戻りパイプ７ｃと連通させる。パイプ
７ｃは、リザーバ６の上方又はリザーバ６の内部
に開口している。リザーバ６に特別な作動液体を
充填する代りに、リザーバ６をターボジエツトエ
ンジンに供給する燃料の回路に挿入してもよい。
計算制御デバイス９は、タービンエンジンの瞬間
作動状態に関する情報からデイストリビユータ７
の制御信号を生成する公知手段を含む。前記情報
は適当なセンサによつてデバイス９の入力に伝送
される。

尚、タービンエンジンの作動の制御用汎用コン
ピユータに計算制御デバイス９を組込んでもよ
い。

空気モータ２の気筒容積をαm、ポンプ４の気
筒容積をαpで示し、この回転装置の総効率が１
よりやや小さいと仮定すると、前記ポンプ４の相
対吐出圧力が式 ΔP＝αm／αp（P4−P0） で示されることが容易に理解される。即ち、油圧
シリンダ８のピストン８ａに与えられ得る最大圧
力は、空気モータ２に供給される空気の相対圧力
に実質的に比例する。その結果、前記の如く、シ
リンダ８のピストン軸８ｂを介して作用する可動
フラツプ操作のための力と、主としてノズルを通
る噴出ガスによつて該フラツプに作用する圧力よ
り生じたフラツプの移動抵抗との間で自動的適応
が行なわれる。

勿論、ターボジエツトエンジンのコンプレツサ
１のより以前の段階の１個より取出したより低圧
の空気を空気モータ２に供給することも可能であ
る。

本発明の装置は、タービンエンジンの凡ゆるタ
イプのノズルフラツプを操作すべく使用され得
る。

ノズルの複数個の可動フラツプが公知の方法で
互いに機械的に連結されているので、唯１個のシ
リンダ８で複数フラツプの同時操作が勿論可能で
ある。

夫々が１個のフラツプを操作すべく構成された
複数のシリンダに、デイストリビユータ７の出力
パイプ７ａ，７ｂから並列供給を行なうことも可
能である。

［効果］ 本発明によれば、タービンエンジンのコンプレ
ツサから供給される高圧空気によつて定容積型の
空気モータが回転し、この空気モータによつて定
容積型の液体ポンプが駆動されるが故に、指示手
段の指示により液体圧シリンダに作動流体を供給
するのを停止している間に、液体圧ポンプが強制
的に停止され同時に空気モータも強制的に停止さ
れたとしても、タービンエンジンから空気モータ
に流れる高圧空気の流れが止まるだけで構造的に
何ら問題は発生せず、 従つて、可動フラツプを移動させる際、即ち、
指示手段の指示により液体圧シリンダに作動流体
を供給する際には、液体ポンプ及び空気モータの
回転を許容し得、可動フラツプを所望の位置に位
置決めしている間、即ち、指示手段の指示により
液体圧シリンダに作動流体を供給するのを停止し
ている間には、液体ポンプ及び空気モータの回転
を必要最底限とし得、従つて液体ポンプ及び空気
モータの駆動エネルギーのロスを減少させ得、液
体ポンプ及び空気モータを含む機械的駆動部分の
摩耗と過熱とを少なくし得る。

更に本発明によれば、空気モータはコンプレツ
サからの高圧空気により駆動するが故に、空気モ
ータの回転出力、従つて液体ポンプの吐出圧力
は、コンプレツサの高圧空気の圧力に実質的に比
例しており、従つて、液体圧シリンダが可動フラ
ツプに作用させ得る最大出力は常にコンプレツサ
の圧力に比例し、他方で、可動フラツプにかかる
ノズルからの噴出ガス圧力もコンプレツサの圧力
に実質的に比例するが故に、液体圧シリンダの駆
動力をタービンエンジンの出力に実質的に比例さ
せ得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１個の具体例の概略説明図であ
る。 １……コンプレツサ、２……空気モータ、３…
…パイプ、４……ポンプ、５……シヤフト、６…
…リザーバ、７……デイストリビユータ、８……
油圧シリンダ、９……計算制御デバイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タービンエンジンのノズルの可動フラツプの
   作動装置であつて、 前記タービンエンジンのコンプレツサから高圧
   空気を取り出すべく、一端が前記コンプレツサに
   接続された高圧管と、 入口が前記高圧管の他端に接続されており、回
   転出力軸を有する定容積型の空気モータと、 回転入力軸が前記回転出力軸に接続された定容
   積型の液体ポンプと、 ピストン軸の復動動作により、前記フラツプを
   作動すべく、ピストン軸が前記フラツプに連結さ
   れた液体圧シリンダと、 前記液体ポンプから前記液体圧シリンダへ送ら
   れる液体の体積を制御すべく、入口が前記液体ポ
   ンプの吐出口に接続されており、出口が前記液体
   圧シリンダに接続されている制御手段と、 前記フラツプが所望の位置に動かされる時には
   前記制御手段が前記液体圧シリンダに前記液体を
   供給し、前記フラツプが前記所望の位置に位置決
   めされた時には前記制御手段が前記液体圧シリン
   ダに前記液体を供給するのを停止するように、前
   記制御手段に指示する指示手段とを有する装置。 ２ 前記液体ポンプの吸入口が、燃料油タンク又
   は作動油タンクに接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 前記高圧管の一端が、前記コンプレツサの最
   終段の出口に接続されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。