JPH04334728A - 超音速機用ジェットエンジンの冷却用空気製造装置 - Google Patents
超音速機用ジェットエンジンの冷却用空気製造装置Info
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- JPH04334728A JPH04334728A JP13189391A JP13189391A JPH04334728A JP H04334728 A JPH04334728 A JP H04334728A JP 13189391 A JP13189391 A JP 13189391A JP 13189391 A JP13189391 A JP 13189391A JP H04334728 A JPH04334728 A JP H04334728A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 7
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
- F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
- F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for marine engines
Landscapes
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音速機用ジェットエ
ンジンの冷却用空気製造装置に関するものである。
ンジンの冷却用空気製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の飛行速度がマッハ２．５程度の航
空機用ジェットエンジンの一例は図２に示され、図中１
は空気取り入れ口、２は空気取り入れ口１から導入され
た空気を加圧するファン、３はファン２と一体的に連結
され、ファン２からの空気の一部を圧縮する低圧圧縮機
、４は低圧圧縮機３で圧縮された圧縮空気を更に高圧に
圧縮する高圧圧縮機、５は燃料を高圧の圧縮空気により
燃焼させる燃焼室、６は燃料の燃焼によって得られた燃
焼ガスにより回転させられ、高圧圧縮機４を駆動する高
圧タービン、７は高圧タービン６から排出された燃焼ガ
スにより回転させられ、低圧圧縮機３及びファン２を駆
動する低圧タービン、８はファン空気排出ダクト９から
送られて来た空気及び低圧タービン７から排出された燃
焼ガスを排気ガスとして噴射するための排気セクション
である。
空機用ジェットエンジンの一例は図２に示され、図中１
は空気取り入れ口、２は空気取り入れ口１から導入され
た空気を加圧するファン、３はファン２と一体的に連結
され、ファン２からの空気の一部を圧縮する低圧圧縮機
、４は低圧圧縮機３で圧縮された圧縮空気を更に高圧に
圧縮する高圧圧縮機、５は燃料を高圧の圧縮空気により
燃焼させる燃焼室、６は燃料の燃焼によって得られた燃
焼ガスにより回転させられ、高圧圧縮機４を駆動する高
圧タービン、７は高圧タービン６から排出された燃焼ガ
スにより回転させられ、低圧圧縮機３及びファン２を駆
動する低圧タービン、８はファン空気排出ダクト９から
送られて来た空気及び低圧タービン７から排出された燃
焼ガスを排気ガスとして噴射するための排気セクション
である。
【０００３】上記ジェットエンジンでは、取り入れられ
た空気はファン２、低圧圧縮機３、高圧圧縮機４で昇圧
されて高圧の圧縮空気が生成され、該圧縮空気は燃焼室
５へ送られ、燃焼室５では燃料が高圧の圧縮空気により
燃焼されて燃焼ガスが生成される。
た空気はファン２、低圧圧縮機３、高圧圧縮機４で昇圧
されて高圧の圧縮空気が生成され、該圧縮空気は燃焼室
５へ送られ、燃焼室５では燃料が高圧の圧縮空気により
燃焼されて燃焼ガスが生成される。
【０００４】而して、燃焼ガスは高圧タービン６を回転
させることにより高圧圧縮機４を駆動し、高圧タービン
６から排出された燃焼ガスは低圧タービン７を回転させ
ることにより低圧圧縮機３及びファン２を駆動し、低圧
タービン７から排出された燃焼ガスはファン２によりフ
ァン空気排出ダクト９から送られて来た空気と一緒に排
気セクション８から後方へ噴射され、機体の推進力が得
られる。而して、航空機の飛行時には、上記ジェットエ
ンジンは、燃料の燃焼により加熱されて高温になる。
させることにより高圧圧縮機４を駆動し、高圧タービン
６から排出された燃焼ガスは低圧タービン７を回転させ
ることにより低圧圧縮機３及びファン２を駆動し、低圧
タービン７から排出された燃焼ガスはファン２によりフ
ァン空気排出ダクト９から送られて来た空気と一緒に排
気セクション８から後方へ噴射され、機体の推進力が得
られる。而して、航空機の飛行時には、上記ジェットエ
ンジンは、燃料の燃焼により加熱されて高温になる。
【０００５】一方、上述のファン２、低圧圧縮機３、高
圧圧縮機４、高圧タービン６、低圧タービン７は軸受に
より回転自在に支持されており、該軸受部には、潤滑の
ために潤滑油が供給されるが、潤滑油が軸受部から漏れ
、トラブルが生じる虞れがある。
圧圧縮機４、高圧タービン６、低圧タービン７は軸受に
より回転自在に支持されており、該軸受部には、潤滑の
ために潤滑油が供給されるが、潤滑油が軸受部から漏れ
、トラブルが生じる虞れがある。
【０００６】このため、従来は、ジェットエンジンのフ
ァン２や低圧圧縮機３から抽気した空気を軸受部に導入
し、潤滑油の漏洩を防止すると共にエンジン各部の冷却
を行ったり、或いはファン２や低圧圧縮機３から抽気し
た空気が要求される温度よりも高い場合は、該空気を専
用の熱交換器に導き、ファン空気で冷却することにより
所定の温度の低温の空気を得、該空気を軸受部に導入し
、潤滑油の漏洩の防止、エンジン各部の冷却を行ってい
た。
ァン２や低圧圧縮機３から抽気した空気を軸受部に導入
し、潤滑油の漏洩を防止すると共にエンジン各部の冷却
を行ったり、或いはファン２や低圧圧縮機３から抽気し
た空気が要求される温度よりも高い場合は、該空気を専
用の熱交換器に導き、ファン空気で冷却することにより
所定の温度の低温の空気を得、該空気を軸受部に導入し
、潤滑油の漏洩の防止、エンジン各部の冷却を行ってい
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、飛行速度が
マッハ３を超えるような超音速の航空機の場合には、ジ
ェットエンジンに導入される空気はラム圧縮により高温
になっているため、該空気をファン２や低圧圧縮機３に
より昇圧させて得られた空気は、エンジン各部の冷却す
べき部分の温度よりも高い非常な高温となっており、こ
れをそのまま軸受部に導入すると、潤滑油が炭化する虞
れがあり、従ってラム圧縮された空気を軸受部における
潤滑油の漏洩防止及びエンジン各部の冷却に供すること
はできない。
マッハ３を超えるような超音速の航空機の場合には、ジ
ェットエンジンに導入される空気はラム圧縮により高温
になっているため、該空気をファン２や低圧圧縮機３に
より昇圧させて得られた空気は、エンジン各部の冷却す
べき部分の温度よりも高い非常な高温となっており、こ
れをそのまま軸受部に導入すると、潤滑油が炭化する虞
れがあり、従ってラム圧縮された空気を軸受部における
潤滑油の漏洩防止及びエンジン各部の冷却に供すること
はできない。
【０００８】又、ラム圧縮された空気は、前述のように
非常に高温であるため、専用の熱交換器で冷却しても低
温の空気を得るのは難しく、従って斯かる手段を採用す
ることもできない。
非常に高温であるため、専用の熱交換器で冷却しても低
温の空気を得るのは難しく、従って斯かる手段を採用す
ることもできない。
【０００９】本発明は、上述の実情に鑑み、例えばマッ
ハ３以上の非常な高速で飛行する超音速機の場合にも、
ジェットエンジンの軸受部のシール及びジェットエンジ
ン各部の冷却を行うことのできる空気を製造し得るよう
にすることを目的としてなしたものである。
ハ３以上の非常な高速で飛行する超音速機の場合にも、
ジェットエンジンの軸受部のシール及びジェットエンジ
ン各部の冷却を行うことのできる空気を製造し得るよう
にすることを目的としてなしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、機外から導入
されたラム空気を膨張させる膨張タービンと、該膨張タ
ービンで膨張して温度の下降した空気によりジェットエ
ンジンの圧縮機から抽気した圧縮空気を冷却する熱交換
器を設けたものである。
されたラム空気を膨張させる膨張タービンと、該膨張タ
ービンで膨張して温度の下降した空気によりジェットエ
ンジンの圧縮機から抽気した圧縮空気を冷却する熱交換
器を設けたものである。
【００１１】
【作用】超音速機の機外から取り入れられる際にラム圧
縮されたラム空気は膨張タービンで膨張することにより
圧力及び温度が低下して熱交換器へ送られ、熱交換器で
は、ジェットエンジンの圧縮機から抽気した圧縮空気が
、前記膨張タービンからの空気により冷却されてジェッ
トエンジンの軸受部のシール及びジェットエンジンの各
部を冷却するための空気が得られる。
縮されたラム空気は膨張タービンで膨張することにより
圧力及び温度が低下して熱交換器へ送られ、熱交換器で
は、ジェットエンジンの圧縮機から抽気した圧縮空気が
、前記膨張タービンからの空気により冷却されてジェッ
トエンジンの軸受部のシール及びジェットエンジンの各
部を冷却するための空気が得られる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
明する。
【００１３】図１は本発明の一実施例で、１１は超音速
機の機体、１２は機体１１の下面に取付けられたエンジ
ンであり、該エンジン１２はジェットエンジン１２ａと
該ジェットエンジン１２ａを取り囲むよう配設されたラ
ムジェットエンジン１２ｂを組合せたものである。ジェ
ットエンジン１２ａとしては、例えば図２に示すものが
使用される。
機の機体、１２は機体１１の下面に取付けられたエンジ
ンであり、該エンジン１２はジェットエンジン１２ａと
該ジェットエンジン１２ａを取り囲むよう配設されたラ
ムジェットエンジン１２ｂを組合せたものである。ジェ
ットエンジン１２ａとしては、例えば図２に示すものが
使用される。
【００１４】又１３はエンジン１２の空気取り入れ口２
３よりも機体１１前方に位置するよう機体１１に設けら
れた空気取り入れ口、１４は空気取り入れ口１３から導
入されたラム空気２４を超音速から亜音速に減速させる
ためラム空気流通路１５に設けた減速部、１６はラム空
気流通路１５から供給された亜音速のラム空気２４によ
り駆動される膨張タービン、１７は膨張タービン１６に
より駆動される発電機等の負荷、１８は膨張タービン１
６から排出された空気２５が流通する空気流通路、１９
は空気流通路１８を通って導入された空気２５により、
ジェットエンジン１２ａの低圧圧縮機等の圧縮機２６中
途部から抽気された圧縮空気２７を冷却するための熱交
換器、２０は熱交換器１９で圧縮空気２７を冷却するこ
とにより高温となった空気２８を機外のエンジン１２後
方部へ排出するための空気排出路である。
３よりも機体１１前方に位置するよう機体１１に設けら
れた空気取り入れ口、１４は空気取り入れ口１３から導
入されたラム空気２４を超音速から亜音速に減速させる
ためラム空気流通路１５に設けた減速部、１６はラム空
気流通路１５から供給された亜音速のラム空気２４によ
り駆動される膨張タービン、１７は膨張タービン１６に
より駆動される発電機等の負荷、１８は膨張タービン１
６から排出された空気２５が流通する空気流通路、１９
は空気流通路１８を通って導入された空気２５により、
ジェットエンジン１２ａの低圧圧縮機等の圧縮機２６中
途部から抽気された圧縮空気２７を冷却するための熱交
換器、２０は熱交換器１９で圧縮空気２７を冷却するこ
とにより高温となった空気２８を機外のエンジン１２後
方部へ排出するための空気排出路である。
【００１５】更に２１はジェットエンジン１２ａの圧縮
機２６中途部から抽気した圧縮空気２７を熱交換器１９
へ送る圧縮空気流通路、２２は熱交換器１９で冷却され
た圧縮空気２９をジェットエンジン１２ａへ戻し、ファ
ン、低圧、高圧圧縮機、低圧、高圧タービンを回転自在
に支持する軸受部等エンジン各部に送るための圧縮空気
流通路である。なお、図中３０は機外の空気、３１はジ
ェットエンジン１２ａの排気ガス、３２はジェットエン
ジン１２ａの入口に設けられた開閉可能な扉である。
機２６中途部から抽気した圧縮空気２７を熱交換器１９
へ送る圧縮空気流通路、２２は熱交換器１９で冷却され
た圧縮空気２９をジェットエンジン１２ａへ戻し、ファ
ン、低圧、高圧圧縮機、低圧、高圧タービンを回転自在
に支持する軸受部等エンジン各部に送るための圧縮空気
流通路である。なお、図中３０は機外の空気、３１はジ
ェットエンジン１２ａの排気ガス、３２はジェットエン
ジン１２ａの入口に設けられた開閉可能な扉である。
【００１６】機体１１がジェットエンジン１２ａにより
飛行する際には、扉３２は図１の実線に示す位置にあり
、ジェットエンジン１２ａの入口は、開口されているが
、ラムジェットエンジン１２ｂの入口は閉止されている
。而して機体１１はジェットエンジン１２ａから噴射さ
れる排気ガス３１により超音速で飛行するが、超音速で
飛行する場合、機外からジェットエンジン１２ａに導入
される空気３０は空気取り入れ口２３でラム圧縮されて
高温になり、高温のままファンや低圧或いは高圧の圧縮
機２６で更に圧縮される。
飛行する際には、扉３２は図１の実線に示す位置にあり
、ジェットエンジン１２ａの入口は、開口されているが
、ラムジェットエンジン１２ｂの入口は閉止されている
。而して機体１１はジェットエンジン１２ａから噴射さ
れる排気ガス３１により超音速で飛行するが、超音速で
飛行する場合、機外からジェットエンジン１２ａに導入
される空気３０は空気取り入れ口２３でラム圧縮されて
高温になり、高温のままファンや低圧或いは高圧の圧縮
機２６で更に圧縮される。
【００１７】又、機外の空気３０は空気取り入れ口１３
からラム空気流通路１５に導入されるが、その際空気３
０はラム圧縮されて高温のラム空気２４になり、この状
態で減速部１４を通り、減速されて圧力が上昇した状態
で膨張タービン１６に導入され、膨張タービン１６で膨
張して仕事を行い、負荷１７を駆動する。
からラム空気流通路１５に導入されるが、その際空気３
０はラム圧縮されて高温のラム空気２４になり、この状
態で減速部１４を通り、減速されて圧力が上昇した状態
で膨張タービン１６に導入され、膨張タービン１６で膨
張して仕事を行い、負荷１７を駆動する。
【００１８】膨張タービン１６に導入されたラム空気２
４は、膨張タービン１６で膨張することにより機外の静
圧よりも若干高い圧力まで圧力が低下すると共に温度が
低下し、膨張タービン１６から排出され、冷却用の空気
２５として空気流通路１８を通り、熱交換器１９へ導入
される。
４は、膨張タービン１６で膨張することにより機外の静
圧よりも若干高い圧力まで圧力が低下すると共に温度が
低下し、膨張タービン１６から排出され、冷却用の空気
２５として空気流通路１８を通り、熱交換器１９へ導入
される。
【００１９】ジェットエンジン１２ａでは、圧縮機２６
で圧縮された高温の圧縮空気の一部が圧縮機２６の中途
部から抽気され、抽気された圧縮空気２７は圧縮空気流
通路２１から熱交換器１９へ導入され、熱交換器１９に
おいて、膨張タービン１６からの空気２５と熱交換して
冷却され、冷却された圧縮空気２９は圧縮空気流通路２
２を通ってジェットエンジン１２ａに戻され、ファン、
低圧、高圧圧縮機、低圧、高圧タービン等の軸受部のシ
ール及びジェットエンジン１２ａの各部の冷却に供され
る。
で圧縮された高温の圧縮空気の一部が圧縮機２６の中途
部から抽気され、抽気された圧縮空気２７は圧縮空気流
通路２１から熱交換器１９へ導入され、熱交換器１９に
おいて、膨張タービン１６からの空気２５と熱交換して
冷却され、冷却された圧縮空気２９は圧縮空気流通路２
２を通ってジェットエンジン１２ａに戻され、ファン、
低圧、高圧圧縮機、低圧、高圧タービン等の軸受部のシ
ール及びジェットエンジン１２ａの各部の冷却に供され
る。
【００２０】熱交換器１９で圧縮空気２７を冷却した空
気２８は、空気流通路２０を通り、機体１１からエンジ
ン１２後方へ排出される。
気２８は、空気流通路２０を通り、機体１１からエンジ
ン１２後方へ排出される。
【００２１】上述のように、超音速機の場合にも、外部
から取り入れた空気によりジェットエンジン１２ａの軸
受部のシール及びジェットエンジン１２ａの各部の冷却
を行うことができるため、潤滑油が炭化することを防止
できる。
から取り入れた空気によりジェットエンジン１２ａの軸
受部のシール及びジェットエンジン１２ａの各部の冷却
を行うことができるため、潤滑油が炭化することを防止
できる。
【００２２】上記実施例においては、膨張タービン１６
入側でのラム空気２４は、例えば圧力約１〜２Ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ、温度約３００〜４００℃、熱交換器１９入側で
の空気２５は、圧力約０．５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温度約１
００〜２００℃、熱交換器１９入側での圧縮空気２７は
、圧力約４〜５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温度約５００〜６００
℃、熱交換器１９出側での圧縮空気２９は、圧力約４〜
５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温度約２００℃である。
入側でのラム空気２４は、例えば圧力約１〜２Ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇ、温度約３００〜４００℃、熱交換器１９入側で
の空気２５は、圧力約０．５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温度約１
００〜２００℃、熱交換器１９入側での圧縮空気２７は
、圧力約４〜５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温度約５００〜６００
℃、熱交換器１９出側での圧縮空気２９は、圧力約４〜
５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、温度約２００℃である。
【００２３】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ること、等は勿論である。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
変更を加え得ること、等は勿論である。
【００２４】
【発明の効果】本発明の超音速機用ジェットエンジンの
冷却用空気製造装置によれば、機外から取り入れた空気
により圧縮空気を冷却し、該圧縮空気によってジェット
エンジンの軸受部のシール及びジェットエンジンの各部
の冷却を行うことができるため、ジェットエンジン内の
潤滑油が炭化することを防止できる、等種々の優れた効
果を奏し得る。
冷却用空気製造装置によれば、機外から取り入れた空気
により圧縮空気を冷却し、該圧縮空気によってジェット
エンジンの軸受部のシール及びジェットエンジンの各部
の冷却を行うことができるため、ジェットエンジン内の
潤滑油が炭化することを防止できる、等種々の優れた効
果を奏し得る。
【図１】本発明の超音速機用ジェットエンジンの冷却用
空気製造装置の概略系統図である。
空気製造装置の概略系統図である。
【図２】本発明の超音速機用ジェットエンジンの冷却用
空気製造装置に供するジェットエンジンの概要を示す断
面図である。
空気製造装置に供するジェットエンジンの概要を示す断
面図である。
１２ａ ジェットエンジン
１６ 膨張タービン
１９ 熱交換器
２４ ラム空気
２５ 空気
２６ 圧縮機
２７ 圧縮空気
Claims (1)
- 【請求項１】 機外から導入されたラム空気を膨張さ
せる膨張タービンと、該膨張タービンで膨張して温度の
下降した空気によりジェットエンジンの圧縮機から抽気
した圧縮空気を冷却する熱交換器を設けたことを特徴と
する超音速機用ジェットエンジンの冷却用空気製造装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189391A JPH04334728A (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 超音速機用ジェットエンジンの冷却用空気製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189391A JPH04334728A (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 超音速機用ジェットエンジンの冷却用空気製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04334728A true JPH04334728A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=15068619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13189391A Pending JPH04334728A (ja) | 1991-05-07 | 1991-05-07 | 超音速機用ジェットエンジンの冷却用空気製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04334728A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163407A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オイルミスト生成装置 |
| JP2014163236A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オイルミスト生成装置 |
| CN111279103A (zh) * | 2017-10-26 | 2020-06-12 | 赛峰短舱公司 | 用于飞行器的推进单元 |
| EP4242106A1 (en) * | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Rolls-Royce plc | Ram-air duct system |
-
1991
- 1991-05-07 JP JP13189391A patent/JPH04334728A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014163407A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オイルミスト生成装置 |
| JP2014163236A (ja) * | 2013-02-21 | 2014-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | オイルミスト生成装置 |
| CN111279103A (zh) * | 2017-10-26 | 2020-06-12 | 赛峰短舱公司 | 用于飞行器的推进单元 |
| CN111279103B (zh) * | 2017-10-26 | 2022-01-07 | 赛峰短舱公司 | 用于飞行器的推进单元 |
| EP4242106A1 (en) * | 2022-03-08 | 2023-09-13 | Rolls-Royce plc | Ram-air duct system |
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