JPH02238160A - ファンジェットエンジン - Google Patents
ファンジェットエンジンInfo
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- JPH02238160A JPH02238160A JP1336775A JP33677589A JPH02238160A JP H02238160 A JPH02238160 A JP H02238160A JP 1336775 A JP1336775 A JP 1336775A JP 33677589 A JP33677589 A JP 33677589A JP H02238160 A JPH02238160 A JP H02238160A
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- blades
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- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 21
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
- F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
- F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
- F02K3/072—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type with counter-rotating, e.g. fan rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/06—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages
- F02C3/067—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor the compressor comprising only axial stages having counter-rotating rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/107—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の背景)
[産業上の利用分野]
本発明は、コアエンジンハウジング外側に延びる1組以
上のファンブレードを備え、コアエンジンによって発生
された燃焼ガスをうける1つ以上のタービンによって付
勢される高バイパス比を有する型のファンジェットエン
ジンに関する。
上のファンブレードを備え、コアエンジンによって発生
された燃焼ガスをうける1つ以上のタービンによって付
勢される高バイパス比を有する型のファンジェットエン
ジンに関する。
[従来の技術]
高バイパスエンジン、すなわち6以上のバイパス比を有
するエンジンは、2つの点でいくぶん厄介である。出力
タービンによるファンの直接駆動によって、タービン直
径およびタービン段数はともに増加し、生じた重量およ
びコストは魅力的でない。同様に、ファンブレードと高
圧圧縮機との間に設けられる低圧圧縮機または「ブース
タ」は一層多くの軸方向段数を要し、結氷の傾向が過大
になる。
するエンジンは、2つの点でいくぶん厄介である。出力
タービンによるファンの直接駆動によって、タービン直
径およびタービン段数はともに増加し、生じた重量およ
びコストは魅力的でない。同様に、ファンブレードと高
圧圧縮機との間に設けられる低圧圧縮機または「ブース
タ」は一層多くの軸方向段数を要し、結氷の傾向が過大
になる。
[発明が解決しようとする課題]
これらの課題の代表的解決法は、ファンとブースタとの
間に主減速歯車を設け出力タービンおよびブースタを高
い回転速度で運転するとともに、ファンを低速で運転す
ることである。この解決法は課題の部分的解決法で、出
力タービンは高速で回転するが、最終段ロー夕に高い応
カを生ずる出力段の大きい環状面積のため所望程には高
速でない。
間に主減速歯車を設け出力タービンおよびブースタを高
い回転速度で運転するとともに、ファンを低速で運転す
ることである。この解決法は課題の部分的解決法で、出
力タービンは高速で回転するが、最終段ロー夕に高い応
カを生ずる出力段の大きい環状面積のため所望程には高
速でない。
反対回転するタービンが、ファンおよびタービン速度の
要求に適合する手段として、高バイパスエンジンの反対
回転するファンを直接(すなわち減速歯車装置なしに)
駆動することが提案された。
要求に適合する手段として、高バイパスエンジンの反対
回転するファンを直接(すなわち減速歯車装置なしに)
駆動することが提案された。
しかしながら、この原理の発展はコアエンジン中央を貫
通する低速軸のトルク容量によって制限された。
通する低速軸のトルク容量によって制限された。
(発明の要約)
したがって、本発明の目的はダクト型または非ダクト型
バイパスファンジェットエンジンの設計および構成にお
いて一層の改善を達成することである。
バイパスファンジェットエンジンの設計および構成にお
いて一層の改善を達成することである。
とくに、本発明の目的は反対回転タービン概念を応用し
てファンブレードを経済的にかつ有効に駆動し、単一回
転タービンの仕事容量に比較したとき反対回転するター
ビンの所定の回転速度における仕事容量を4倍にも大き
くするように利用することである。隣接するブレード列
間の差動速度がタービン要素の空気力学的負荷を決定す
るため、反対回転するタービンはいちじるしくタービン
効率を改善し所要のタービンブレードの列または組数を
減少する。
てファンブレードを経済的にかつ有効に駆動し、単一回
転タービンの仕事容量に比較したとき反対回転するター
ビンの所定の回転速度における仕事容量を4倍にも大き
くするように利用することである。隣接するブレード列
間の差動速度がタービン要素の空気力学的負荷を決定す
るため、反対回転するタービンはいちじるしくタービン
効率を改善し所要のタービンブレードの列または組数を
減少する。
[課題を解決するための手段]
ここに図示されかつ説明する本発明において、ファンジ
ェットエンジンは高温燃焼ガスを発生する装置、エンジ
ンバイパス空気および推力を発生する少なくとも1つの
ファンブレードの組、および高温燃焼ガスによって駆動
されるように配置された反対回転するタービン装置を備
えている。反対回転するタービン装置は、各々タービン
ブレードに対応し、相対的に反対の角度方向に反対回転
するように形成されかつ取付けられた第1および第2の
ドラム部材を有する。減速歯車装置は第1および第2の
反対回転するドラム部材の双方によって駆動されるよう
に作動的に連結され、かつファンブレードを駆動するよ
うに作動的に連結された出力装置を有する。
ェットエンジンは高温燃焼ガスを発生する装置、エンジ
ンバイパス空気および推力を発生する少なくとも1つの
ファンブレードの組、および高温燃焼ガスによって駆動
されるように配置された反対回転するタービン装置を備
えている。反対回転するタービン装置は、各々タービン
ブレードに対応し、相対的に反対の角度方向に反対回転
するように形成されかつ取付けられた第1および第2の
ドラム部材を有する。減速歯車装置は第1および第2の
反対回転するドラム部材の双方によって駆動されるよう
に作動的に連結され、かつファンブレードを駆動するよ
うに作動的に連結された出力装置を有する。
そうでなければ、ファンジェットエンジンは少なくとも
2組のファンブレードを有し、減速歯車出力装置はファ
ンブレードの各組をファンブレードの他の組とは反対の
角度方向に駆動するように作動的に連結されている。
2組のファンブレードを有し、減速歯車出力装置はファ
ンブレードの各組をファンブレードの他の組とは反対の
角度方向に駆動するように作動的に連結されている。
好ましくは、高速軸装置は減速歯車装置を反対回転する
タービン装置に作動的に連結するため使用される。高速
軸装置は少なくとも2つの反対回転する軸部材を有し、
各々第1および第2ドラム部材のそれぞれ一方によって
駆動されるように連結される。
タービン装置に作動的に連結するため使用される。高速
軸装置は少なくとも2つの反対回転する軸部材を有し、
各々第1および第2ドラム部材のそれぞれ一方によって
駆動されるように連結される。
1つ以上のタービン入口案内ベーンが反対回転するター
ビン装置の上流に設置され、また1つ以上のタービン出
口案内ベーンが燃焼ガス流に対して反対回転するタービ
ン装置の下流に設置され、それと共働することもまた好
ましい。
ビン装置の上流に設置され、また1つ以上のタービン出
口案内ベーンが燃焼ガス流に対して反対回転するタービ
ン装置の下流に設置され、それと共働することもまた好
ましい。
減速歯車装置が一対の共働する遊星歯車集合体を有し、
各集合体は回転可能な太陽歯車、リング歯車、およびそ
れぞれリング歯車と太陽歯車との間に配置された1組の
遊星歯車を有することはさらに好ましい。各々の太陽歯
車は2つの軸部材のそれぞれ一方によって駆動されるよ
うに作動的に連結されている。単一組のファンブレード
を有するエンジン構造に対し、減速歯車装置がさらに太
陽歯車の一方と遊星歯車のそれぞれの組を連結する回転
方向逆転装置を有し、減速歯車出力装置が遊星歯車集合
体の双方の遊星歯車、の組を支持し動力を2つの軸部材
の各々からファンに伝達する回転可能な遊星歯車キャリ
ヤを存するのが好ましい。
各集合体は回転可能な太陽歯車、リング歯車、およびそ
れぞれリング歯車と太陽歯車との間に配置された1組の
遊星歯車を有することはさらに好ましい。各々の太陽歯
車は2つの軸部材のそれぞれ一方によって駆動されるよ
うに作動的に連結されている。単一組のファンブレード
を有するエンジン構造に対し、減速歯車装置がさらに太
陽歯車の一方と遊星歯車のそれぞれの組を連結する回転
方向逆転装置を有し、減速歯車出力装置が遊星歯車集合
体の双方の遊星歯車、の組を支持し動力を2つの軸部材
の各々からファンに伝達する回転可能な遊星歯車キャリ
ヤを存するのが好ましい。
回転方向逆転装置は一方の太陽歯車とそれぞれの遊星歯
車の組との間に噛み合うように配置される1組のビニオ
ン歯車を存する。ビニオン歯車の組はキャリヤ部材によ
って支持され、リング歯車はエンジンフレームに対して
固定されている。
車の組との間に噛み合うように配置される1組のビニオ
ン歯車を存する。ビニオン歯車の組はキャリヤ部材によ
って支持され、リング歯車はエンジンフレームに対して
固定されている。
2つ以上の反対回転するファンブレードの組を有するエ
ンジン構造に対し、固定された共通の遊星歯車キャリヤ
部材および反対方向に自由に回転する両リング歯車を有
するのが好ましい。この場合、減速歯車出力装置はリン
グ歯車を反対回転するファンブレードの組のそれぞれ一
方を駆動するように連結する装置を有する。
ンジン構造に対し、固定された共通の遊星歯車キャリヤ
部材および反対方向に自由に回転する両リング歯車を有
するのが好ましい。この場合、減速歯車出力装置はリン
グ歯車を反対回転するファンブレードの組のそれぞれ一
方を駆動するように連結する装置を有する。
燃焼ガス発生装置がコアエンジン部分を有し、コアエン
ジン部分が高圧圧縮機、燃焼器および高圧圧縮機を駆動
するタービンを有すること、およびファンジェットエン
ジンがさらに高圧圧縮機の上流に設置された低圧圧縮機
段を有することはさらに好ましい。反対回転する軸部材
の一方に作動的に連結された装置は低圧圧縮機を直接駆
動するため設けられている。
ジン部分が高圧圧縮機、燃焼器および高圧圧縮機を駆動
するタービンを有すること、およびファンジェットエン
ジンがさらに高圧圧縮機の上流に設置された低圧圧縮機
段を有することはさらに好ましい。反対回転する軸部材
の一方に作動的に連結された装置は低圧圧縮機を直接駆
動するため設けられている。
本発明に関連しかつその一部を構成する添付図面は本発
明の好ましい実施例を示し、記載とともに本発明の原理
を説明するのに役立つ。
明の好ましい実施例を示し、記載とともに本発明の原理
を説明するのに役立つ。
以下図面に示すほ本発明の好ましい実施例を説明する。
[実施例]
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
(実施例の説明)
まず第1図において、本発明によって構成された高バイ
パス型軸流ファンジェットエンジンが全体的に符号10
で示されている。エンジンは全体的に軸対称のフレーム
12を有し、フレーム12は予定の運動方向に対して先
端部分12a、後端部分12bを有する。
パス型軸流ファンジェットエンジンが全体的に符号10
で示されている。エンジンは全体的に軸対称のフレーム
12を有し、フレーム12は予定の運動方向に対して先
端部分12a、後端部分12bを有する。
本発明によれば、ファンジェットエンジンはバイパス空
気および推力を発生するファン装置を有する。第1図に
示す実施例のように、ファン装置は少なくとも1組の回
転ファンブレード14を有し、ブレード14は支柱18
によってフレーム12に取付けられた円筒形バイパスま
たはファンダクト16に内蔵されている。支柱18はま
た通常のように出口案内ベーンとして作用する。ファン
ブレード14はまた非ダクト型とすることができ、その
場合ダクトl6および支柱18は使用されず、ファンブ
レードの全体的空力学的プロフィルは変化する。ファン
ブレード14はハブ20に取付けられ、ハブ20は図面
に示すようにエンジン軸線22の周りに回転する。
気および推力を発生するファン装置を有する。第1図に
示す実施例のように、ファン装置は少なくとも1組の回
転ファンブレード14を有し、ブレード14は支柱18
によってフレーム12に取付けられた円筒形バイパスま
たはファンダクト16に内蔵されている。支柱18はま
た通常のように出口案内ベーンとして作用する。ファン
ブレード14はまた非ダクト型とすることができ、その
場合ダクトl6および支柱18は使用されず、ファンブ
レードの全体的空力学的プロフィルは変化する。ファン
ブレード14はハブ20に取付けられ、ハブ20は図面
に示すようにエンジン軸線22の周りに回転する。
さらに、本発明によれば燃焼ガスを発生する装置が設け
られている。この実施例のように、エンジンフレーム1
2内には全体的に24で示されエンジン10用燃焼ガス
発生装置として作用するエンジンコア部分が設けられる
。コア部分24は高圧圧縮機26、燃焼室28および圧
縮機26を駆動する高圧タービン30を備え、それらは
すべて第1図に示されている。要するに、高圧圧縮機2
6は空気を低圧圧縮機または(下記に詳細に記載する)
「ブースタ」60からF1方向に沿ってうけ入れ、圧縮
空気を燃焼器28に供給し、そこで燃料と混合され燃焼
した混合物は高圧ガスを供給する。タービン30は、高
温燃焼ガスから仕事を取出し、当業者に理解できる方法
で直接連結された中空軸(明瞭のため図示しない)によ
って、高圧圧縮機を駆動する。高温燃焼ガスはF2方向
にエンジンコア部分24から排出し、下記に詳細に記載
するように、ファンジェットエンジン10の他の部品に
よって利用される。
られている。この実施例のように、エンジンフレーム1
2内には全体的に24で示されエンジン10用燃焼ガス
発生装置として作用するエンジンコア部分が設けられる
。コア部分24は高圧圧縮機26、燃焼室28および圧
縮機26を駆動する高圧タービン30を備え、それらは
すべて第1図に示されている。要するに、高圧圧縮機2
6は空気を低圧圧縮機または(下記に詳細に記載する)
「ブースタ」60からF1方向に沿ってうけ入れ、圧縮
空気を燃焼器28に供給し、そこで燃料と混合され燃焼
した混合物は高圧ガスを供給する。タービン30は、高
温燃焼ガスから仕事を取出し、当業者に理解できる方法
で直接連結された中空軸(明瞭のため図示しない)によ
って、高圧圧縮機を駆動する。高温燃焼ガスはF2方向
にエンジンコア部分24から排出し、下記に詳細に記載
するように、ファンジェットエンジン10の他の部品に
よって利用される。
さらに本発明によれば、ファンジェットエンジンはエン
ジンコア部分の後方に取付けられ、エンジンコア部分か
ら排出する高温燃焼ガスによって駆動されるように配置
された反対回転するタービン装置を備えている。反対回
転するタービン装置はとくに少なくとも第1および第2
ドラム部材を有し、各ドラム部材は相対的に反対の角度
方向に回転するように形成されかつ取付けられたタービ
ンブレードを備えている。第1図を引き続いて参照する
と図示のように、全体的に符号32で示された、反対方
向に回転する出力タービン装置は、2組の半径方向内方
に延びるタービンブレード34を有する第1または外側
ドラム部材38、および軸線22の方向に離れた半径方
向外向きに延びる2組のタービンブレード36を有する
第2のまたは内側ドラム部材40を有する。ブレード3
4,36は交錯する列に配置され、F2方向にコアエン
ジン部分24から排出する高温燃焼ガスをうけ入れるよ
うに配置されている。第1図にそれぞれ2列のブレード
34.36だけが図示されてぃるがそれより多いまたは
少ない列を使用することもできる。ブレード34は軸線
22の周りに一方の角度方向にドラム部材38を駆動す
るように形成しかつ取付けられ、一方ブレード36は軸
線22の周りに反対の角度方向にドラム部材40を駆動
するように形成しかつ取付けられている。ドラム部材3
8.40の回転速度は絶対値で同じにするこ゜ともまた
異なるものとすることもできる。しかしながら、特定の
用途の設計仕様と共に本明細書の開示を一読した当業者
には、ブレード34.36を各ブレードおよびドラム部
材の所望の回転速度において燃焼ガス流から仕事を引出
すように形成することができるであろう。
ジンコア部分の後方に取付けられ、エンジンコア部分か
ら排出する高温燃焼ガスによって駆動されるように配置
された反対回転するタービン装置を備えている。反対回
転するタービン装置はとくに少なくとも第1および第2
ドラム部材を有し、各ドラム部材は相対的に反対の角度
方向に回転するように形成されかつ取付けられたタービ
ンブレードを備えている。第1図を引き続いて参照する
と図示のように、全体的に符号32で示された、反対方
向に回転する出力タービン装置は、2組の半径方向内方
に延びるタービンブレード34を有する第1または外側
ドラム部材38、および軸線22の方向に離れた半径方
向外向きに延びる2組のタービンブレード36を有する
第2のまたは内側ドラム部材40を有する。ブレード3
4,36は交錯する列に配置され、F2方向にコアエン
ジン部分24から排出する高温燃焼ガスをうけ入れるよ
うに配置されている。第1図にそれぞれ2列のブレード
34.36だけが図示されてぃるがそれより多いまたは
少ない列を使用することもできる。ブレード34は軸線
22の周りに一方の角度方向にドラム部材38を駆動す
るように形成しかつ取付けられ、一方ブレード36は軸
線22の周りに反対の角度方向にドラム部材40を駆動
するように形成しかつ取付けられている。ドラム部材3
8.40の回転速度は絶対値で同じにするこ゜ともまた
異なるものとすることもできる。しかしながら、特定の
用途の設計仕様と共に本明細書の開示を一読した当業者
には、ブレード34.36を各ブレードおよびドラム部
材の所望の回転速度において燃焼ガス流から仕事を引出
すように形成することができるであろう。
好ましくは1つ以上の入口案内ベーン42をブレード3
4.36上流の渦流を制御するため設けることができ、
また1つ以上の出口案内ベーン44を排出する燃焼ガス
を整流して騒音を減少するため設けることができる。入
口案内ベーン42および出口案内ベーン44の双方はフ
レーム12に対して固定されている。また、静止/回転
インクフエイスシール46および回転/回転インタフエ
イスシール48が潜在的な漏洩通路をシールするためま
た反対回転するタービンの効率を維持するため設けられ
ている。
4.36上流の渦流を制御するため設けることができ、
また1つ以上の出口案内ベーン44を排出する燃焼ガス
を整流して騒音を減少するため設けることができる。入
口案内ベーン42および出口案内ベーン44の双方はフ
レーム12に対して固定されている。また、静止/回転
インクフエイスシール46および回転/回転インタフエ
イスシール48が潜在的な漏洩通路をシールするためま
た反対回転するタービンの効率を維持するため設けられ
ている。
好ましくは、ファンジェットエンジンは反対回転するタ
ービン装置に作動的に連結され、エンジンコア部分前方
位置まで軸線方向に延びる高速軸装置を備えている。高
速軸装置はとくに少なくとも2つの反対回転する同心軸
部材を有し、各部材はドラム部材のそれぞれ1つおよび
対応するブレードの組によって駆動されるように連結さ
れている。第1図に示すように、軸52.54はドラム
部材38.40にそれぞれ連結され、それと共に回転す
る。軸52.54はエンジン軸22と同心で、反対回転
するタービン装置の位置から軸線方向にコア部分24前
方まで延びて下記の装置によって利用される。軸52.
54は高温燃焼ガスからそれぞれのタービンブレード、
すなわちブレード34,36、によって抽出された動力
を伝達し、ドラム部材38.40と同じ高速で回転する
。したがって、軸52,54は全エンジン効率に貢献す
る軽重量軸にすることができる。
ービン装置に作動的に連結され、エンジンコア部分前方
位置まで軸線方向に延びる高速軸装置を備えている。高
速軸装置はとくに少なくとも2つの反対回転する同心軸
部材を有し、各部材はドラム部材のそれぞれ1つおよび
対応するブレードの組によって駆動されるように連結さ
れている。第1図に示すように、軸52.54はドラム
部材38.40にそれぞれ連結され、それと共に回転す
る。軸52.54はエンジン軸22と同心で、反対回転
するタービン装置の位置から軸線方向にコア部分24前
方まで延びて下記の装置によって利用される。軸52.
54は高温燃焼ガスからそれぞれのタービンブレード、
すなわちブレード34,36、によって抽出された動力
を伝達し、ドラム部材38.40と同じ高速で回転する
。したがって、軸52,54は全エンジン効率に貢献す
る軽重量軸にすることができる。
さらに本発明によれば、ファンジェットエンジンは2つ
の駆動ドラム部材の双方によって駆動されるように作動
的に連結された歯車装置およびエンジンファン装置を駆
動するように作動的に連結された出力装置を有している
。さらに、第1図に図示されたように、全体的に56で
指示された減速歯車装置はエンジンコア部分24前方に
設貧され、下記に一層詳細に記載するように、軸部材5
2.54を介して両ドラム部材38.40によって駆動
されるように作動的に連結されている。減速歯車装置5
6はハブ2oを介してファンブレード14を駆動するよ
うに連結された出カ軸58を有する。
の駆動ドラム部材の双方によって駆動されるように作動
的に連結された歯車装置およびエンジンファン装置を駆
動するように作動的に連結された出力装置を有している
。さらに、第1図に図示されたように、全体的に56で
指示された減速歯車装置はエンジンコア部分24前方に
設貧され、下記に一層詳細に記載するように、軸部材5
2.54を介して両ドラム部材38.40によって駆動
されるように作動的に連結されている。減速歯車装置5
6はハブ2oを介してファンブレード14を駆動するよ
うに連結された出カ軸58を有する。
また、第1図に示された本発明のさらに好ましい構造は
、予圧縮空気をコアエンジン部分24の高圧圧縮機26
に供給する低圧または「ブースタ」圧縮機段60を有す
る。本発明の好ましい実施例において、(第2図に点線
で一層詳細に示されている)低圧圧縮機ロータ62は軸
部材52から直接駆動されるように連結されている。し
かして軸52を介してタービンブレードの組34から伝
達された動力の一部は減速歯車装置56に伝達され、残
りは低圧圧縮機60を付勢するのに利用される。
、予圧縮空気をコアエンジン部分24の高圧圧縮機26
に供給する低圧または「ブースタ」圧縮機段60を有す
る。本発明の好ましい実施例において、(第2図に点線
で一層詳細に示されている)低圧圧縮機ロータ62は軸
部材52から直接駆動されるように連結されている。し
かして軸52を介してタービンブレードの組34から伝
達された動力の一部は減速歯車装置56に伝達され、残
りは低圧圧縮機60を付勢するのに利用される。
第2.3図は減速歯車装置56の現在好ましい構造を示
す。主として第2図に図示されたように、減速歯車装置
56は、横に並んでかつエンジン軸線22と同軸に取付
けられた2つの共働する遊星歯車集合体58.60を有
する。各々の遊星歯車集合体58.60は、共働して差
動速度を発生する、それぞれのリング歯車、太陽歯車お
よび一組の遊星歯車を有する。とくに、遊星歯車集合体
60は、軸52に直接連結された太陽歯車62,および
エンジンフレーム12に固定されたリング歯車64を有
する。太陽歯車62とリング歯車64との間には、共通
の支持部材68によって支持された、遊星歯車66が噛
み合って配置されている。
す。主として第2図に図示されたように、減速歯車装置
56は、横に並んでかつエンジン軸線22と同軸に取付
けられた2つの共働する遊星歯車集合体58.60を有
する。各々の遊星歯車集合体58.60は、共働して差
動速度を発生する、それぞれのリング歯車、太陽歯車お
よび一組の遊星歯車を有する。とくに、遊星歯車集合体
60は、軸52に直接連結された太陽歯車62,および
エンジンフレーム12に固定されたリング歯車64を有
する。太陽歯車62とリング歯車64との間には、共通
の支持部材68によって支持された、遊星歯車66が噛
み合って配置されている。
遊星歯車集合体58は、フレーム12に固定されたリン
グ歯車70および軸54に直接連結された太陽歯車72
を有する。しがしながら、遊星歯車74はリング歯車7
oと噛み合っているが、太陽歯車72には直接連結され
ていない。むしろ、一組のビニオン歯車76が太陽歯車
72と遊星歯車74との間に配置され、軸52に対して
反対方向に回転する、軸54の角度方向逆転装置を形成
している。
グ歯車70および軸54に直接連結された太陽歯車72
を有する。しがしながら、遊星歯車74はリング歯車7
oと噛み合っているが、太陽歯車72には直接連結され
ていない。むしろ、一組のビニオン歯車76が太陽歯車
72と遊星歯車74との間に配置され、軸52に対して
反対方向に回転する、軸54の角度方向逆転装置を形成
している。
第3図は軸線22の方向に見た、減速歯車装置56を示
す。第3図に示すように、太陽歯車72は軸54ととも
に図示のように反時計方向に回転し、一方軸52に回転
するように連結された太陽歯車62は時計方向に移動す
る。ピニオン歯車76は、それぞれの遊星歯車74に伝
達される力の角度方向を変化するため設けられ、下記の
記載から明らかになる理由で、駆動カが太陽歯車62を
介して遊星歯車66に加えられるとき同じ回転方向にな
る。
す。第3図に示すように、太陽歯車72は軸54ととも
に図示のように反時計方向に回転し、一方軸52に回転
するように連結された太陽歯車62は時計方向に移動す
る。ピニオン歯車76は、それぞれの遊星歯車74に伝
達される力の角度方向を変化するため設けられ、下記の
記載から明らかになる理由で、駆動カが太陽歯車62を
介して遊星歯車66に加えられるとき同じ回転方向にな
る。
重要なことは、両方の遊星歯車66.74の組が同じキ
ャリヤ部材、すなわちキャリヤ部材68、によって支持
されていることである。好ましくはピニオン歯車76も
またキャリヤ68によって支持されている。キャリヤ部
材68が両軸部材52,54の回転速度に対して減速し
た速度で回転するため、絶対的意味において、キャリヤ
部材68は、出力軸部材58およびハブ20を介して、
ファンブレード14を駆動するように利用することがで
きる。本明細書の開示を一読した当業者は、第2図に略
図的に図示された軸受部材78.80のような、回転要
素に必要な構造的支持部材を含む、減速歯車装置56の
適当な要素を選択しかつ形成することができるであろう
。
ャリヤ部材、すなわちキャリヤ部材68、によって支持
されていることである。好ましくはピニオン歯車76も
またキャリヤ68によって支持されている。キャリヤ部
材68が両軸部材52,54の回転速度に対して減速し
た速度で回転するため、絶対的意味において、キャリヤ
部材68は、出力軸部材58およびハブ20を介して、
ファンブレード14を駆動するように利用することがで
きる。本明細書の開示を一読した当業者は、第2図に略
図的に図示された軸受部材78.80のような、回転要
素に必要な構造的支持部材を含む、減速歯車装置56の
適当な要素を選択しかつ形成することができるであろう
。
第4図は本発明によって構成されたファンジェットエン
ジンの別の実施例を示す。とくに、全体的に110で示
されたファンジェットエンジンは2組のファンブレード
、すなわちファンブレード114a,114bを有する
ことを除いて、第1図に示すファンジェットエンジンの
対応する要素を有し、そのブレードはそれぞれ反対回転
するハブ部材120a,120b上に取付けられている
。
ジンの別の実施例を示す。とくに、全体的に110で示
されたファンジェットエンジンは2組のファンブレード
、すなわちファンブレード114a,114bを有する
ことを除いて、第1図に示すファンジェットエンジンの
対応する要素を有し、そのブレードはそれぞれ反対回転
するハブ部材120a,120b上に取付けられている
。
この実施例において、減速歯車装置156はそれぞれハ
ブ部材120a,120bに連結された一対の出力軸1
58a,158bを有する。多数の異なった形状の減速
歯車装置が、それぞれのファンブレード114a.11
4bを反対方向に駆動することができる。たとえば、第
5図に記載されたように、減速歯車装置156は一対の
遊星歯車集合体158.160を有し,歯車集合体はリ
ング歯車170、太陽歯車172、および噛み合う遊星
歯車174を有する。遊星歯車集合体160はそれぞれ
、リング歯車164、太陽歯車162および遊星歯車1
66を有する。遊星歯車174、ならびに166は両方
とも共通のキャリヤ、すなわちキャリヤ168によって
支持されている。
ブ部材120a,120bに連結された一対の出力軸1
58a,158bを有する。多数の異なった形状の減速
歯車装置が、それぞれのファンブレード114a.11
4bを反対方向に駆動することができる。たとえば、第
5図に記載されたように、減速歯車装置156は一対の
遊星歯車集合体158.160を有し,歯車集合体はリ
ング歯車170、太陽歯車172、および噛み合う遊星
歯車174を有する。遊星歯車集合体160はそれぞれ
、リング歯車164、太陽歯車162および遊星歯車1
66を有する。遊星歯車174、ならびに166は両方
とも共通のキャリヤ、すなわちキャリヤ168によって
支持されている。
第1図の実施例に関連して説明した減速歯車装置56に
おけるように、太陽歯車162ならびに172は、それ
ぞれ、高速軸152,154によって駆動されるように
連結されている。しかしながら、リング歯車164.1
70はフレームに固定されてなく回転することが可能で
あり、一方キャリヤ168はフレームに固定されている
。高速軸152,154は反対方向に回転するため、取
付けられた太陽歯車162.172は反対方向の回転を
それぞれの遊星歯車166,174に生じさせ各遊星歯
車はそれぞれのリング歯車164,170を反対方向に
回転する。出力軸1 5 8 a,158bは、回転可
能なリング歯車170,164にそれぞれ連結され、フ
ァンブレード1 1 4 a,114bの所要の反対方
向回転を生ずる。第1図の実施例におけるピニオン歯車
76のような方向逆転歯車装置は、第4図に示す実施例
の減速歯車装置156に必要ではない。当業者は本明細
書記載を一読して、他の減速歯車装置を所要の結果を達
成するため使用しうろことが分かるであろう。
おけるように、太陽歯車162ならびに172は、それ
ぞれ、高速軸152,154によって駆動されるように
連結されている。しかしながら、リング歯車164.1
70はフレームに固定されてなく回転することが可能で
あり、一方キャリヤ168はフレームに固定されている
。高速軸152,154は反対方向に回転するため、取
付けられた太陽歯車162.172は反対方向の回転を
それぞれの遊星歯車166,174に生じさせ各遊星歯
車はそれぞれのリング歯車164,170を反対方向に
回転する。出力軸1 5 8 a,158bは、回転可
能なリング歯車170,164にそれぞれ連結され、フ
ァンブレード1 1 4 a,114bの所要の反対方
向回転を生ずる。第1図の実施例におけるピニオン歯車
76のような方向逆転歯車装置は、第4図に示す実施例
の減速歯車装置156に必要ではない。当業者は本明細
書記載を一読して、他の減速歯車装置を所要の結果を達
成するため使用しうろことが分かるであろう。
さらに、当業者には、本発明の上記実施例に対してその
他の変形および変更が、本発明の範囲または精神から離
れることなくなし得ることが明らかであろう。したがっ
て、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るそのような
変形および変更ならびに均等物を含むことを意図してい
る。
他の変形および変更が、本発明の範囲または精神から離
れることなくなし得ることが明らかであろう。したがっ
て、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るそのような
変形および変更ならびに均等物を含むことを意図してい
る。
第1図は本発明一実施例の略断面図。
第2図は第1図の破線円で囲まれた区域の詳細図。
第3図は第2図のA−A線に沿う断面図。
第4図は本発明の別の実施例の略断面図。
第5図は第4図の実施例の詳細断面図。
主な符号の説明
10・・・高バイパス型軸流ファンジェットエンジン、
12・・・フレーム、14・・・ファンブレード、16
・・・ダクト、18・・・支柱、20・・・ハブ、22
・・・軸線、24・・・コア部分、26・・・圧縮機、
28・・・燃焼室、30・・・高圧タービン、32・・
・出力タービン、34.36・・・タービンブレード、
38.40・・・ドラム部材、42・・・入口案内ベー
ン、44・・・出口案内ベーン、46.48・・・シー
ル、52.54・・・軸、56・・・減速歯車装置、5
8・・・出力軸、60・・・低圧圧縮機、62・・・太
陽歯車、64・・・リング歯車、66・・・遊星歯車、
68・・・キャリヤ、70・・・リング歯車、72・・
・太陽歯車、74・・・遊星歯車、76・・・ビニオン
歯車、78.80・・・軸受部材、110・・・高バイ
パス型軸流ファンジェットエンジン、・・・フレーム、
114a,b・・・ブレード、1b・・・ハブ部材、1
22・・・軸線、152.1高速軸、156・・・減速
歯車装置、158,・・・遊星歯車、162・・・太陽
歯車、164,・・・リング歯車、172・・・太陽歯
車、17歯車。 20a, 5 4・・・ 4・・・遊星
12・・・フレーム、14・・・ファンブレード、16
・・・ダクト、18・・・支柱、20・・・ハブ、22
・・・軸線、24・・・コア部分、26・・・圧縮機、
28・・・燃焼室、30・・・高圧タービン、32・・
・出力タービン、34.36・・・タービンブレード、
38.40・・・ドラム部材、42・・・入口案内ベー
ン、44・・・出口案内ベーン、46.48・・・シー
ル、52.54・・・軸、56・・・減速歯車装置、5
8・・・出力軸、60・・・低圧圧縮機、62・・・太
陽歯車、64・・・リング歯車、66・・・遊星歯車、
68・・・キャリヤ、70・・・リング歯車、72・・
・太陽歯車、74・・・遊星歯車、76・・・ビニオン
歯車、78.80・・・軸受部材、110・・・高バイ
パス型軸流ファンジェットエンジン、・・・フレーム、
114a,b・・・ブレード、1b・・・ハブ部材、1
22・・・軸線、152.1高速軸、156・・・減速
歯車装置、158,・・・遊星歯車、162・・・太陽
歯車、164,・・・リング歯車、172・・・太陽歯
車、17歯車。 20a, 5 4・・・ 4・・・遊星
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、バイパス空気および推力を発生するファン装置、 燃焼ガスを発生する装置、 前記燃焼ガスを中断するように配置され、そこから動力
を取出す反対回転するタービン装置であって、前記ター
ビン装置は、各々タービンブレードと対応し、相対的に
反対回転する、第1および第2のドラム部材を有するタ
ービン装置、および、前記第1および第2ドラム部材の
双方によって付勢されるように作動的に連結された減速
歯車装置であって、前記減速歯車装置は前記ファン装置
を駆動するため作動的に連結された出力装置を有する減
速歯車装置 を備えたファンジェットエンジン。 2、前記第1および第2ドラム部材は同心で、かつ前記
第1ドラム部材のタービンブレードは半径方向内方に延
び、前記第2ドラム部材のタービンブレードは半径方向
外方に延びる請求項1記載のファンジェットエンジン。 3、前記第1および第2ドラム部材の少なくとも一方の
ブレードは2列以上配列されている請求項2記載のファ
ンジェットエンジン。 4、前記第1および第2ドラム部材の他方のブレードは
前記一方のドラム部材の前記2列のブレードと少なくと
も1列が交差して配置されている請求項3記載のファン
ジェットエンジン。 5、前記減速歯車装置は少なくとも2組の共働する遊星
歯車集合体を有する請求項1記載のファンジェットエン
ジン。 6、前記2列の遊星歯車集合体は共通の遊星歯車キャリ
ヤ部材を有する請求項5記載のファンジェットエンジン
。 7、前記反対回転するタービン装置によって付勢される
ように作動的に連結されたブースタ圧縮機装置を有する
請求項1記載のファンジェットエンジン。 8、軸装置は前記減速歯車装置を前記第1および第2ド
ラム部材に作動的に連結し、前記軸装置はそれぞれ前記
第1および第2ドラム部材に連結された同心の第1およ
び第2高速軸部材を有する請求項1記載のファンジェッ
トエンジン。 9、前記ファン装置はバイパスダクト、および前記バイ
パスダクト内で回転するように取付けられた前記少なく
とも1組のファンブレードを有する請求項1記載のファ
ンジェットエンジン。 10、バイパス空気および推力を発生する少なくとも1
組のファンブレード、 高温燃焼ガスを発生するコア部分であって、コア部分は
圧縮空気を発生する高圧圧縮機、圧縮された空気と燃料
とを燃焼して燃焼ガスを発生する燃焼器、および高圧圧
縮機を駆動するタービンを有するコア部分、 エンジンコア部分の後方に取付けられかつ前記エンジン
コア部分から排出する高温燃焼ガスによって駆動される
ように配置された反対回転するタービン装置であって、
前記反対回転するタービン装置はエンジン軸線に対して
1つの角度方向に回転するように形成されかつ取付けら
れた少なくとも1組の第1タービンブレード、および前
記第1組のブレードに軸方向に隣接して配置されかつ反
対の角度方向に回転するように形成されかつ取付けられ
た少なくとも1組の第2タービンブレードを有するター
ビン装置、 前記反対回転するタービン装置に作動的に連結されエン
ジンコア部分の前方位置まで軸線方向に延びる高速軸装
置であって、前記高速軸装置は少なくとも2つの反対回
転する軸部材を有しそれぞれ前記第1組のブレードおよ
び前記第2組のブレードの一方によって駆動されるよう
に連結された高速軸装置、および コアエンジン部分の前方に設置され前記軸部材の双方に
よって駆動されるように作動的に連結された減速歯車装
置であって、前記減速歯車装置は前記2つの軸装置のい
ずれかの回転速度以下の回転速度で前記ファンブレード
を駆動するように作動的に連結された減速歯車装置 を備えた軸流ファンジェットエンジン。 11、少なくとも2組のファンブレードが設けられ、前
記減速歯車装置は各ファンブレードの組を他のファンブ
レードの組と反対の回転方向に駆動するように作動的に
連結された請求項10項記載の軸流ファンジェットエン
ジン。 12、1つ以上のタービン入口案内ベーンが前記反対回
転するタービン装置の、燃焼ガス流に対して、上流に配
置され、それと共働する請求項10記載の軸流ファンジ
ェットエンジン。 13、1つ以上のタービン出口案内ベーンが前記反対回
転するタービン装置の、燃焼ガス流に対して、下流に配
置され、それと共働する請求項10記載の軸流ファンジ
ェットエンジン。 14、前記減速歯車装置は一対の共働する遊星歯車集合
体を有し、前記各集合体は回転可能な太陽歯車、リング
歯車および各リング歯車と太陽歯車との間に配置された
1組の遊星歯車を有し、前記各太陽歯車は前記2つの軸
部材の一方によって駆動されるように作動的に連結され
た請求項10記載の軸流ファンジェットエンジン。 15、前記減速歯車装置はさらに前記太陽歯車の一方を
遊星歯車の各組に連結する回転方向逆転装置を有し、前
記減速歯車出力装置は回転可能な遊星歯車キャリヤ部材
を有しキャリヤ部材は前記遊星歯車集合体の前記双方の
対の遊星歯車を支持して動力を前記各2つの軸部材から
前記ファンブレードに伝達する請求項14記載の軸流フ
ァンジェットエンジン。 16、前記回転方向逆転装置は前記一方の太陽歯車と遊
星歯車の各組との間に噛み合うように配置された1組の
ピニオン歯車を有する請求項15記載の軸流ファンジェ
ットエンジン。 17、前記ピニオン歯車の組は前記キャリヤ部材によっ
て支持されている請求項16記載の軸流ファンジェット
エンジン。 18、前記双方のリング歯車はエンジンフレームに固定
されている請求項16記載の軸流ファンジェットエンジ
ン。 19、前記双方のリング歯車はエンジンフレームに対し
て自由に回転し、前記減速歯車装置は前記歯車集合体の
対の双方の遊星歯車の組を支持する遊星歯車キャリヤ部
材を有し、前記遊星歯車キャリヤ部材はエンジンフレー
ムに固定され、前記リング歯車は相対的に反対方向に駆
動される請求項14記載の軸流ファンジェットエンジン
。 20、少なくとも2組のファンブレードが設けられ、前
記減速歯車出力装置は前記各リング歯車に作動的に連結
し前記2組のファンブレードの各一方を駆動し、それに
より前記2組のファンブレードが相対的に反対回転する
装置を有する請求項19記載の軸流ファンジェットエン
ジン。 21、前記コア部分の高圧圧縮機上流に設置された低圧
圧縮機、および前記軸部材の一方に作動的に連結され前
記低圧圧縮機を直接駆動する装置をさらに有する請求項
10記載の軸流ファンジェットエンジン。 22、前記ファンブレードの組を囲むように取付けられ
たバイパスダクトをさらに有する請求項10記載の軸流
ファンジェットエンジン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US292,802 | 1989-01-03 | ||
US07/292,802 US5010729A (en) | 1989-01-03 | 1989-01-03 | Geared counterrotating turbine/fan propulsion system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02238160A true JPH02238160A (ja) | 1990-09-20 |
Family
ID=23126264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1336775A Pending JPH02238160A (ja) | 1989-01-03 | 1989-12-27 | ファンジェットエンジン |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5010729A (ja) |
JP (1) | JPH02238160A (ja) |
DE (1) | DE3943104B4 (ja) |
FR (1) | FR2641333B1 (ja) |
GB (1) | GB2230298B (ja) |
IL (1) | IL92823A0 (ja) |
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US11008883B2 (en) | 2017-09-20 | 2021-05-18 | General Electric Company | Turbomachine with a gearbox and integrated electric machine assembly |
US11674435B2 (en) | 2021-06-29 | 2023-06-13 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
US11795964B2 (en) | 2021-07-16 | 2023-10-24 | General Electric Company | Levered counterweight feathering system |
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