JPH05502081A - 一体パワーユニツト燃焼装置及び方法 - Google Patents

一体パワーユニツト燃焼装置及び方法

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 一部バワーユニット燃焼装置及び方法 本願は同日に出願された3件の関連出願の1であり、全て同一の共同発明者であ り且つ譲渡人が同一である1、3#の出願のタイトルは、〔一体パワーユニット ]、[一体パワーユニット燃焼装置々び方法]、[一体パワーユニット制御装置 及び方法Jである1、 (技術分野) 本発明は航空機の2次パワーシステムの分野に関する。本発明は特に航空機に搭 載して使用され、タービンエンジンを有する一部パワーユニットを備え、タービ ンエンジンはタービン部〉ジンのダイナミックコンプレッサあるいは航空機に搭 載される貯蔵源により与えられる圧縮空気と共に、航空機の推進エンジン燃料タ ンクからの燃料を用いる2次パワーシステムに関する。特に一体パワーユニット のタービンエンジンは単一のタービン部と単一の燃焼器部とを有する。燃焼器部 は航空機の燃料タンクからの燃料を導入し、第1の動作モートではタービン部に より駆動され得るダイナミックコンプレッサからのみ圧縮空気を導入する。別の 動作モードでは燃焼器部には航空機搭載の圧縮空気貯蔵ボトルから圧縮空気が導 入される。タービンエンジンは2個の圧縮空気供給源の一方からの圧縮空気を用 いて始動し、動作維持可能であり、貯蔵した圧縮空気の使用からダイナミックコ ンプレッサにより与えられる圧縮外気の使用に切り替え可能である。
航空機の推進エンジンは通常付属システムを駆動するが常時駆動可能である必要 はない1.従って、2次パワーシステムを用いて航空機搭システムを駆動する。
従来の2次パワーシステムには吸気タービンエンジンの補助パワーシステム1( APtl)が包有されるっこの補助パワーユニットは、航空機が地J二にあるか 、あるいは電力、油圧及び圧縮空気を航空機に与える飛行中にある開作動される 。一般に補助パワーユニットからのパワーを用いて航空機搭載の電気装置を作動 し、航空機飛行制御面を油圧により移動し、また航空機の乗客キャビンを加圧し 環境を制御する。2次パワーシステムには更に緊急パワーユニット(EPU)が 包有され、緊急パワーユニットは飛行中に使用され得、航空機の主推進エンジン からの動力が失われる場合、航空機の電力及び油圧動力を実質的に最小限にする 迅速反応動力源である。
現在の航空機においては付属装置の故障によりギアボックスの動力伝達シャフト から付属装置への動力が失われると推進動力が失われることになり危険である。
多くの航空機は電力または油圧を利用することなしに飛行を維持出来ないので、 迅速に反応する緊急パワーユニットを用いて、補助パワーユニットを始動し得る 低い高度まで降下するまでこの重要な動力を与えるものである。緊急パワーユニ ットは補助パワーユニットより短時間で高い高度で始動し重要な動力を与えるこ とが出来る。この種の機内動力故障は力学的に不安定な航空機の場合特に危険で ある。飛行制御動力が失われると航空機は制御出来なくなる。飛行制御動力が迅 速に回復されなければ、飛行機は墜落することにもなる。従って力学的に不安定 な航空機にはこのような2次パワーシステムの一部として緊急パワーユニットを 搭載することが必須である。
従来補助パワーユニットおよび緊急パワーユニットヲ組み合わせて現在の航空機 に搭載し、予測出来る全ての動力要求を満足させていた。従来の最新補助パワー ユニットには航空機の主タンクからのジェットエンジン燃料を用いる吸気9−ビ ンエンジンが採用される。従来の最新の緊急パワーユニットには航空機搭載の貯 蔵ボトルからの圧縮空気およびジェット燃料、あるいはヒドラジンのような触媒 的に分解したモノフューエルが使用される。ヒドラジンのモノフューエルの欠点 は当業者には良く知られている。即ち毒性が高く、動作中緊急パワーユニットの 操作が困難で迅速に劣化する。このため貯蔵ボトルからの圧縮空気およびジェッ トエンジン燃料を用いる緊急パワーユニットが本願と同じ譲渡人である7ランシ ス・ケイ・ウェイガント等による米国特許第4.777、793号に開示される 。この緊急パワーユニットによればヒドラジンのような、問題の多いモノフュー エルの使用を避けられる。
緊急パワーユニットの機能と補助パワーユニットの機能を組み合わせて過剰の部 品を除去することにより、コストおよび重量を減少可能な一部パワーユニットが トナルト・ビー・スチュアート・ジュニアによる米国特許出願第202.723 号(現在米国特許第 号)に開示される。この特許も本願のS渡人と同一である 。この場合、2個の分離した燃焼チャンバが使用され、一方のチャンバには貯蔵 容器からの圧縮空気およびジェット燃料が受容され、一方他方のチャンバにはダ イナミックコンプレッサからの圧縮空気及びジェット燃料が受容され、これらチ ャンバにより別個のタービンおよび出力シャフトが駆動される。別個のタービン および出力シャフトからの動力は一部ギアホツクスは送られ、ギアボックスでは タービンの一方からの動力出力を選択し付属装置を駆動する。スチュアート・ジ ュニアによるマルチ機能の一部パワーユニットはこれまで知られている別個の補 助パワーシステムまたは緊急パワーユニットに比べ相当に優れている。この場合 航空機に搭載する必要のある付属装置の不必要な部分が除去されるので、航空機 に搭載するシステムの複雑さ、コスト、重量が軽減される。
別の従来の一部パワーユニットがバーシュア・ジュニアによる米国特許第4.8 15.277号に開示され、この場合タービンエンジンには単一のタービン部と 2個の燃焼チャンバ部とが包有される。燃焼チャンバの一方は貯蔵供給源からの 圧縮空気及びジェットエンジン燃料を受容し、連係するノズル部材を介し単一の タービン部へ高温の圧縮燃焼ガスを送るように構成される。他方の燃料チャンバ はタービン部により駆動されるダイナミックコンプレッサからの圧縮空気を受容 し高温の圧縮燃焼生成物を別個のノズル装置を介し単一のタービン部へ送るよう に構成される。一方2個の別個の燃焼チャンバのノズル装置は必然的に互いに緊 密に関連付けされ、それぞれの燃焼生成物を一部パワーユニットの同一で単一の タービン部へ供給する必要があるものと考えられる。ノズル装置のこのような関 連付けの結果一体パワーユニツ)・の性能に制限が加えられ、また一体パワーユ ニットの補助パワーユニット(正常吸気)モード動作での効率が低下すると推定 される。
バーシュア・ジュニア等による特許に開示された一部パワーユニットの構成の欠 点は、両方の燃焼チャンバをもって同時に作動出来ないことにある。両方の燃焼 チャンバを同時に動作させる高温で圧縮された燃焼生成物をタービン部に与える と、貯蔵供給源から圧縮空気が経済的に使用され得よう、不都合なことに貯蔵供 給源からの圧縮空気を使用する燃焼チャンバは燃料の供給が豊富になる構成を用 いて燃料供給を実行し、一方ダイナミックコンプレツサからの圧縮空気ヲ用いる 燃焼チャンバは空気チャンバが同時に動作されれば、豊富な燃料による燃焼生成 物とリッチな空気による燃焼生成物が単一のタービン部への入口部で同時に混合 されよう。豊富な燃料による燃焼生成物とリッチな空気による燃焼生成物がこの ように混合されると、タービン部内での燃焼となろう1、タービンエンジンのタ ービン部内での燃焼は燃料利用の効率が低下し、またタービン部は過度な高温を 受けることになろう。
更ニ、バーシュア・ジュニア等による特許に開示される一部パワーユニットは所 望のものより大きく重量が大になる。
これは従来の一部パワーユニットには必ず2個の燃焼器、2個のタービンノズル 、2個の点火器、点火器の動力供給装置および2個の分離した燃料計量装置を包 有する必要からである。
従来の補助パワーシステム、緊急パワーユニット及び一体の1目的は単一のター ビン部を有するタービンエンジンと、ダイナミックコンプレッサと、ジェットエ ンジン燃料とダイナミックコンプレッサからあるいは貯蔵圧縮空気供給源からの 圧縮空気とを受容可能な燃焼チャンバとを備える2次パワー/ステムを提供する ことにある。
本発明の付加目的は上述した一部パワーユニットを備え、一体パワーユニットが 貯蔵供給源からの圧縮空気を用いて始動し動作維持しく緊急パワーユニットとほ ぼ同一)、ダイナミックコンプレッサからの圧縮外気を用いて始動し作動維持し く補助パワーシステムとほぼ同一)、更に緊急パワーユニット動作モードから補 助パワーユニットの動作モートへの切り替えを行うことの可能な2次パワーシス テムを提供することにある。
本発明の更に別の目的は上述した一部パワーユニットを備え、緊急パワーユニッ ト動作モードと補助パワーユニット動作モードとの間の一部パワーユニットの切 り替えは燃焼チャンバ内の燃焼を中断することなく、また一体パワーユニットか らの馬力出力を損なう事なく行われる2次パワーシステムを提供することにある 。
本発明により一部ハワーユニット及び2次パワーシステムの別の目的および利点 は次の添付図面に示す本発明の単一の実施例に沿った以下の詳細な説明から明ら かとなろう。
(図面の簡単な説明) 第1図は本発明による一部パワーユニットを含む2次パワーシステムの簡略図、 第2図は第1図に示す2次パワーシステムの一部パワーユニットに含まれるター ビンエンジンの縦断面図、第3図は第2図の線3−3に沿って切断した矢印方向 から見た部分拡大横断断面図、第4a図および第4b図は第1図の2次パワーシ ステムの動作を観察し実行する制御ユニットの部分簡略図、第5および第6図は 緊急パワーユニットモードでのタービンエンジンの始動中および緊急パワーユニ ットモードから補助パワーシステムモードへの切り替え中における一部パヮーユ ニットの動作パラメータのグラフである。
(発明を実施するための最良の形態) 第1図には本発明の1実施例としての2次パワーシステム10の概略が示される 。2次パワーシステム(SPS)10の動作の概略を理解するには、このシステ ムがタンク14からの燃料ト貯蔵ボトルI6からの圧縮空気とを利用する緊急パ ヮーユニツi・とじて始動し動作を維持することが出来ることを理解する必要が ある。この2次パワーシステムはまたダイナミックコンプレッサ22から与えら れる圧縮外気とタンク14がらの燃料を用いる補助パワーユニットのように始動 しその動作を維持することも出来る。両方の動作モートでは、単一の燃焼部26 内において燃焼が生じる。
2次パワーシステム10には、一体パワーユニット12、燃料供給源としてのタ ンク14(これは2次パワーシステム10ヲ搭載する航空機のジェットエンジン の燃料タンクを利用し得る、(圧縮空気貯蔵ボトル16のような)圧縮空気貯蔵 源、および電子制御ユニット(ECtl) 18が包有される1、電子制御ユニ ット18により2次パワーシステムの動作が制御される。更に具体的には2次パ ワーシステムの、一体パワーユニット12に+tJM動機としてのタービンエン ジン2ofJ<ホまれることが理解されよう。
タービンエンジン20には、補助パワーユニットの動作で外気24を吸入し、そ のLモ縮空気を矢印28により示される如く燃焼部2Gへ供給するダイナミック コンプレッサ22が包有される。
燃焼部はタンク14からポンプ3o、燃料制御装置32及び導管34を介し燃料 を導入する。燃焼部26内で維持された燃焼により高温で圧縮された燃焼生成物 流が得られる。燃焼生成物はタービン部36内(例えば矢印38により示される ように)に流れ、燃焼生成物流は(例えば矢印4oにより示されるように)外気 圧レベルに近付くよう膨張されて放出され、シャフトのパワーが得られる。ター ビン部36によりシャフト42が駆動され、次にシャフト42によりダイナミッ クコンプレッサ22が駆動される。シャフト42はパワー分配ギアボックス44 へ向かって延びている。パワー分配ギアボックス44には各種のツヤ7トパワー 消費付属装責46が連結されている。
2次パワーシステム1oの緊急パワーユニット動作モートは貯蔵ボトル16によ り与えられる。この圧縮空気貯蔵源からは圧縮空気が遮断弁47、遮断弁47と 直列に接続された空気量調整弁48、文び導管5oを経て燃焼部26へ送られる 。遮断弁47、空気量調整弁48および導管5oを経て貯蔵ボトル16がら導入 される圧縮空気により、導管34を経て受容されるタンク14がらの燃料を用い て燃焼部26内で燃焼が、ダイナミックコンプレッサ22からの圧縮外気を用い て燃料を実行する場合とほぼ同様に、実行される。2次パワーシステムIOの緊 急パワーユニット動作モードについては以下に更に詳述する。。
補助パワーシステム(または正常空気吸入)モートで2次パワーンステムIOを 始動するため、補助パワーシステムには導管52と導管内を流れる空気流を制御 する弁54とが包有される。導管52により、空気流が貯蔵ボトル16からパワ ー分配ギアボックス44と連係するエアタービンスタータ56へ送られる32次 パワーシステム10が補助パワーシステムモートでの動作状態にあるとき、貯蔵 ボトル16は導管58を経てダイナミックコンプレッサ22からの空気を利用し て再び充気可能である。。
ダイナミックコンプレッサ22からの供給空気は導管58を介し空気圧増幅装置 60、更に貯蔵ボトル16へ送られる。更に、補助パワーシステムを緊急パワー ユニットモードで始動あるいは補助パワーユニットモードへの過渡あるいは補助 パヮーユニッ!・モートで始動の後、圧縮空気は貯蔵ボトル16から消費される ため、空気圧増幅装ff160を用いて導管58を経るダイナミックコンプレッ サ22からの供給空気の圧力を増加して貯蔵ボトル16を再び充気する。以上の 動作はすべて電子制御ユニット18の制御下で遂行される。
要約するに航空機は地上あるいは飛行中の比較的低高度にあるときは、2次パワ ーシステム10が補助パワーユニットモートで始動され動作せしめられ、航空機 に油圧、電気および圧縮空気を供給する。一方、航空機が吸気モードで補助パワ ーシステムを始動し動作させ得る高度にあるとき、あるいは主推進エンジンの電 気、油圧あるいは圧縮空気システムが故障したとき、2次パワーシステム10は 全体的に一部上述したように多様に貯蔵ボトル16からの圧縮空気を用いて緊急 パワーユニット(EPIJ)として始動され動作され得る。この緊急パワーユニ ット動作は、2次パヮーンステt・の動作が補助パワーシステムモートに過渡的 に変化される低い高度へ航空機が降下するに十分長い期間維持される。即ち、2 次パワーシステムは航空機の高度が低くダイナミックコンプレッサ22が燃焼部 26の空気量または圧力の条件を満足すると、正常な吸気動作に切り替えられる 。
また電子制御ユニットモードから補助パワーユニットモードへの切り替え動作は 、ダイナミックコンプレッサ22が十分な空気量と圧力を供給し航空機のパワー 条件を満足させることが出来る高い高度で行われる。即ち、補助パワーユニット 動作モードへ切り替えられると、一体パワーユニット12からのパワー出力がそ の高度での最大パワー出力以下になる。一方、一体パワーユニット12の減少さ れたパワー出カがその時の航空機のパワー条件を満足させるに十分である場合、 比較的高い高度でこの切り替えが行われ得、この結果貯蔵ボトル16からの圧縮 空気の使用量が低減される。
タービンエンジン20、パワー分配ギアボックス44、シャフトパワー消費付属 装置46及びエアタービンスタータ56を含む2次パワーシステム1oおよび一 部パワーユニット12の概要は上述の通りである。次に一部パワーユニットI2 の原動機であるタービンエンジン20の構成を説明する。
第2図を参照するに、タービンエンジン2oにはハウジング62が包有されるこ とは理解されよう。またハウジング62には導入スクリーン部材64゛ を介し た外気の導入部64が具備され、導入部64には外気が矢印24のように導入さ れる。ハウジング62の導入部64には円周方向に配置された複数の導入阻止羽 根65が支承される。導入阻止羽根65は開放位置(図示のように)と閉鎖位置 (図示せず)との間の動作に同期され、閉鎖位置では隣接する羽根が協働して空 気流に対し導入部64を閉鎖する。図示のように導入阻止羽根65には閉鎖位置 へ向かって僅かにバネによる弾性負荷が加えられているが、導入部64の僅かな 補助外気圧により図示の閉鎖位置へ容易に移動される。
この補助外気圧は補助パワーユニットモートまたは正常な吸気モードでタービン エンジン20が動作している間導入部64で生じる11周知の二位置作動器(図 示せず)が電子制御ユニット18の制御下で全開位置と全閉位置とに確実に導入 阻止羽根65を作動し、選択された一方の位置において羽根が係止されるよう構 成される。
ハウジング62にはロータ部材66が枢支される。0−夕部材66にはコンプレ ッサロータ部68、タービンロータ部7o及び長手の連結ボルト72が包有され る1、コンプレッサロータ部68、タービンロータ部70、連結ポルト72及び 負荷コンプレッサロータ74は協働してタービンエンジン20のシャフト42を 実質的に構成する。シャフト42は1対のアンギュラコンタクト軸受76校びジ ャーナル78によりハウジング62に枢支され、アンギュラコンタクト軸受76 により半径方向負荷およびスラスト負荷が支承されて、シャフト42の一部をな す。ジャーナル78は自己発生ガスのダイナミックジャーナルベアリング構造体 80により半径方向に支承されるU第2図のシャフト42の左端部にはスプライ ン駆動連結部42゛ が具備されていて、これによりシャフト動力がタービンエ ンジン20からパワー分配ギアボックス44へと伝達される。
ハウジング62とロータ部材66とが協働して二叉流路82が区画される。二叉 流路82はダイナミックコンプレッサ22を経て一方の軸方向へ、且つ負荷コン プレッサロータ74を経て他方の軸方向へ延びている。負荷コンプレッサロータ 74はシャフト42により駆動され、負荷コンプレッサロータ74から出口(図 示せず)を経て圧縮空気が航空機上の乗務員キャビンの加圧あるいは環境制御シ ステムのような供給部へ送られる。二叉流路82はまたダイナミックコンプレッ サ22を経て軸方向に、また円周方向に延びる渦巻消滅・拡散装置84を経て半 径方向外側および軸方向に延びている。渦巻消滅・拡散装置84の出[コ部には 円周方向に配置された複数の逆止め・計量弁86が配設される。逆止め・計量弁 86については以下に詳述するが、開放位置では逆止め・計量弁86により圧縮 空気がダイナミックコンプレッサ22から燃焼器充気チャンバ88内へ向かって 矢印28方向に放出される。燃焼器充気チャンバ88はハウジング62の半径方 向内側の環形壁90と半径方向外側の環形壁92とに区画される。半径方向及び 円周方向に延びる一対の端壁94.96は環形壁90.92と協働して燃焼器充 気チャンバ88が形成される。
燃焼器充気チャンバ88内には、半径方向に離間され孔が設けられた一対のライ ナ壁98.100が環形壁90.92に対し半径方向に離間して配置される。燃 焼ライナ壁98.100は協働して、燃焼部26から出口102へ軸方向および 半径方向内側に延びる燃焼流路を区画する。出口102はタービンエンジン20 のタービン部36と連通されているっ孔を有する燃焼器のドーム壁104は一対 のライナ壁98.100間を円周方向および半径方向に延びて、第2図に矢印3 8で示すような燃焼器充気チャンバ88と燃焼流路との間に流路が形成される。
また燃焼部26内では、円周方向に延びる空気分配壁1t)6が環形壁90.9 2間を半径方向に対し斜めに延びて空気分配チャンバ108を燃焼器充気チャン バ88に対し区分する。空気分配壁106はライナ壁98.100のドーム壁1 04と隣接し且つドーム壁104から軸方向に離間される。ハウジング62の外 壁をもなす外側環形壁92には、空気分配チャンバ108と連通する入口・ 部 11.0が形成される。第2図において矢印50は導管50から入口部110を 経て空気分配チャンバ108内に導入すれる圧縮空気を示す(第1図の簡略図も 併照)。円周方向に離間され、流出気を利用する複数の燃料噴射ノズル112は 端壁96の開[」部114を経、シールドチューブ116内の空気分配チャンバ 108を経、更にドーム壁104の開口部118を経て延びている。燃料噴射ノ ズル112は導管34と連結された取付具120を介し圧縮燃料を導入する(第 1図参照)。この燃料噴射ノズル112への燃料供給は第2図で矢印34により 示される。燃料噴射ノズル112はまた取付具122で圧縮空気を導入する。燃 料および圧縮空気は矢印124で示されるように燃料噴射ノズル112から燃焼 流路38内に噴霧されて燃焼が維持される。この結果生じた高温で高圧の燃焼生 成物は出口102を経てタービン部36へ放出される。タービン部36には3列 の固定ノズル羽根126が包有されており、各固定ノズル羽根126の後部には それぞれ列をなすロークリタービン羽根128が配設される。ロークリタービン 羽根128はタービンロータ部70に装着される。相対的低いエネルギの燃焼生 成物はタービンエンジン2Gの出口部130から矢印40で示されるように放出 される。
第3図の部分断面図を参照するに、逆止め・計量弁86には実際円周方向に配置 された複数の7ラツパ弁部材132が包有されることが理解されよう。各フラッ パ弁部材132はヒンジ134により一対の壁部136.138の半径方向外側 の壁部に枢着されている。壁部136.138の協働により、渦巻消滅・拡散装 置84の軸方向に延びる部分と渦巻消滅・拡散装置84から燃焼器充気チャンバ 88内への開口部140とが区画される3、第3図において左側部分に示すよう に開放位置では、フラッパ弁部材132が側部側へ旋回して圧縮空気が開口部1 40から燃焼器充気チャンバ88へ送られる。各フラッパ弁部材132には僅か にバネによる弾性負荷が加えられており、第3図の右側部分の閉鎖位置へ旋回し 開口部140が閉鎖される。また第3図において右側部分に示すように、7ラツ パ弁部材132の円周方向の隣接部は閉鎖位置で円周方向に離間されて計量ギャ ップ144を区画することが理解されよう。計量ギャップ144の機部について 以下に詳述するが、逆止め・計量弁86により燃料・空気流がダイナミックコン プレッサ22から燃焼器充気チャンバ88へ流動され、設定された量の空気流の みが逆方向に流動されることになる。タービンエンジン20の電子制御ユニット モードで動作中、圧縮空気は貯蔵ボトル16から遮断弁47、空気量調整弁48 、導管50および入口部110を経て空気分配チャンバ108へ送られる。この 空気は孔を有する空気分配壁106を経て燃焼器充気チャンバ88へ分配される 。また圧縮空気は燃焼器充気チャンバ88からライナ壁98.100及びドーム 壁104を経て流動され、燃焼生成物38の燃焼が維持される(、第2図参照) 。圧縮された高温燃焼生成物はタービン部36を経て膨張され、コンプレッサロ ータ部68および負荷コンプレッサロータ74を含むシャフト42が駆動される 。シャフト42によりシャフト動力がスプライン駆動連結部42゛ を経てパワ ー分配ギアボックス44へ供給される。
必要なことは、電子制御ユニット動作モードでは逆止め・計量弁86が閉鎖され 、設計量の空気が燃焼器充気チャンバ88から計量ギャップ144および渦巻消 滅・拡散装置84を経て流れ、コンプレッサロータ部68を経て導入部64へ逆 方向に流れる1、ダイナミックコンプレッサ22から逆流する空気はコンプレッ サ部内での撹拌により得られた高温空気として放出される。また導入阻止羽根6 5は電子制御ユニットモートで閉鎖され、入口へのこの少量の空気は負荷コンプ レッサロータ74を経て流れる。ダイナミックコンプレッサ22内で逆方向に流 れる設計量の空気により更に、コンプレッサロータ部68の羽根部に対しその粘 性による制動が与えられる。このコンブレラされた入口阻止羽根が効果的に作用 する。この変位された阻すロータ部68の羽根部に対する粘性による制動によっ て羽根部の振動あるいは疲労亀裂が防止される。
四に、ダイナミックコンプレッサ22からの設計量の逆流空気流によりコンプレ ッサロータ部68のクラッチ部が空気力を利用して外される。換言するに少量の 逆流空気流が流れることにより、クラッチ部が外されたコンプレッサロータ部6 8は設計速度でも設計圧力比で作動しな(なる、っダイナミックコンプレッサ2 2を流れるクラッチ部を外す逆流空気流は全設計流量の内の少量であり一般に設 計流量の約6〜7%である。
クラッチ部が外されたコンプレッサロータ部は設計速度での通常の駆動馬力の約 10%以下にされることが好ましい。
上記の2つの作用により高い高度および低い高度の両方でコンプレッサロータ部 68のクラッチ部が効果的に外されるものと推断する。即ちコンプレッサ部を流 れる少量の逆流空気流はコンプレッサロータ部68により吸収される動力を減少 させ、導入圧力が高い高度で確実に超高圧の外気となるように機能する。従って 導入阻止羽根65は羽根がラッチされ閉鎖されるか、単に変位されたものである かは関係なく、航空機が下降するに応じ閉鎖維持される1、一体パワーユニット 12を搭載する航空機が中間高度へ下降するに従い、外気圧が上昇する。一方、 クラッチ部が外されたコンプレッサ部は通過する少量の逆流空気流により正常の 圧力比を発生しなくなるので、閉鎖された導入阻止羽根65内の圧力が超高圧に 維持され外気は吸入されない。一体パワーユニット12への負荷を考慮し上記の 高度で吸気モートに替えられると、ハネにより弾性変位す部の空気流の正常化は サーソング若しくは衝撃負荷による止羽根はクラッチ部を外す逆流空気流が停止 されるまで閉鎖状態に維持され、ダイナミックコンプレッサ22が正常動作状態 に復帰すると外気圧により開放される。
一方、電子制御ユニットの動作が比較的低い高度まで連続的に維持されると、阻 止羽根は冒頭に上述したように二位置作動器によりラッチ閉鎖する必要がある3 、これは高度が降下して大気圧が導入阻止羽根65内の圧力より太き(なった場 合である。外気が導入部64内に導入されると、クラッチ部を外す逆流空気力は これに対抗できず、ダイナミックコンプレッサ22が正常動作へ復帰し、一体パ ワーユニット12への負荷が維持される。一方、閉鎖位置において導入阻止羽根 65をラッチすることにより、外気の吸入が阻止され、航空機の高度が低くなり 、ダイナミックコンプレッサ22のみが一部〕くワーユニット12の負荷によっ て要求される空気量を満足出来るまで、電子制御ユニットの動作が維持されて一 部パワーユニット12による動力の要求が満足される。
外気圧条件が補助パワーユニット(正常吸気)モードでのタービンエンジン20 の動作に適するようになると、貯蔵ボトル16から空気分配チャンバ108への 圧縮空気が遮断される。
従って、ダイナミックコンプレッサ22を流れる逆流空気流が停止し、コンプレ ッサロータ部68の空気力学的なりラッチ部外しが停止される。この直後、ダイ ナミックコンプレッサ22の空気流が正常方向へ戻り、設計量の空気と圧力の比 をもってダイナミックコンプレッサ22から付与される。コンブレラ小m 甘” & 二ノノノ慣厄冷すノ校カニJ−14冨刷−Cフ1dN−ソ−なく達成される 。、補助外気圧が導入部64内に生じるので、コンプレッサ部の空気流の正常化 により導入阻止羽根65が開放され逆止め・計量弁86の7ラッパ弁部材132 が僅かな閉鎖方向の変位と逆方向に開放される。またこのとき2位置作動器(図 示せず)を使用して、電子制御ユニット18の制御Fで導入阻止羽根65が閉鎖 位置から開放位置へと移動される。
タービンエンジン20の電子制御ユニットモートから補助ノクワーユニット(正 常吸気)モードへの切り替えにより、燃焼器への燃料供給は燃料制御装置32お よび電子制御ユニツ1−18の制御下で燃料噴射ノズル112を経て行われる。
燃焼部26の燃焼はこの切り替え中連続され、タービンエンジン20からのシャ フトに伝達される馬力は後述するように殆ど完全に一定である。タービンエンジ ン20は豊富な空気による燃焼によって常に作動され、燃料量が大の状態から空 気量が大の状態への切り替えは行われない。実際行った分析結果によれば、燃焼 充気チャンバの軸方向の空気流は電子制御ユニットモードから補助パワーユニッ トモードへの切り替えが生じると環形壁92.100間で逆方向に向けられ、こ の切り替えは実際上燃焼ロスを来したり、フレームアウトを減少させずに連続燃 焼を行い得ることが判明した。
これは、例えば貯蔵ボトルI6から供給される空気をジュールトムソン冷却せし めると20,000フイートの高度で且つ一12°Fの積車大気条件で空気分配 チャンバ108の空気温度が約−70°Fになる。一方補助パワーユニット動作 モードへの切り替えの際略直後に得られるダイナミックコンプレッサ22からの 空気流は約500°Fで燃焼器充気チャンバ88に導入される、燃焼を行う空気 のこのような著しい温度上昇により燃料噴射ノズル112からの燃料の噴霧か助 長される。燃焼部26への供給空気の温度の同様な上昇は切り替えを行う高度に 関係なく生じる1、一体パワーユニット12の構造及び全体動作を上述したので 、次に第4図に簡略に示す一部パワーユニットの制御部148について説明する 。制御部148は電子制御ユニット18の一部をなす、一体パワーユニット12 は複数のモードで動作可能であり、第4図に示す制御部148はこれらの動作モ ートの各々1について上述したターボ装置の制御または電子制御ユニット動作モ ードから一部パワーユニット動作モードへの切り替えを留意する必要がある。制 御部148により与えられる制御機能には、電子制御ユニットモードを始動し動 作を維持する機能、一体パワーユニットモードを始動し動作を維持する機能、お よび動作が不連続の電子制御ユニット動作モートから一部パワーユニットの動作 の維持への切り替え機能が包有される。制御部+48は単位時間当たりの燃料重 量を示す信号W、を出力し、電子制御ユニット18の制御下で燃料制御装置32 により燃料が燃焼部26へ供給される。制御部148の制御動作については以下 に更に詳述する。
(舅七三)号−傾10層り級昨 電子制御ユニット始動開始には、圧縮空気を貯蔵ボトル16からシャフトパワー 消費付属装置46および空気量調整弁48を経て一部パワーユニット12の燃焼 部26へ供給し、且つタンク14からの燃料を燃焼部26へ供給する必要がある 。この空気及び燃料は所定の比率で燃焼部26へ供給され、点火されて一部パワ ーユニット12の電子制御ユニットを始動せしめる。従って制御部148は制御 されるべき変数として燃焼部26での燃焼器入口空気圧を示す信号CIPを入力 する。即ち信号CEPは一部パワーユニット12の燃焼部26の燃焼器充気チャ ンバ88内の空気圧を示している1、電子制御ユニットモードで一部パワーユニ ット12を始動する際、信号CIPのみを用いて貯蔵ボトル16から一部パワー ユニット12への空気供給を制御し、この空気供給を制御することにより燃料制 御装置32を介した燃料供給を制御し得る。簡単に説明するに電子制御ユニット モードでの始動中、燃焼部26への空気流を調整して燃焼部26内の圧力を所定 レベル(信号CIPにより示す)にし、燃料流は空気流の圧力レベルを示す信号 CIPにのみに応動して制御され、一体パワーユニット12の始動・加速のため の空燃比を制御する。
理解を推進するために、第5図には電子制御ユニットモートの始動および動作維 持中のタービンエンジン20の3つの動作パラメータに関する情報が示される。
第5図の表記記号は次の文章内の、特に理解に有用である文章内に関連して示さ れろう第1のパラメータはエンジン速度(信号N%、シャフト42の速度)で設 計速度に対するパーセンテージである。他のパラメータは燃焼器充気チャンバ8 8内の空気圧(信号CIP)及び1秒当たりのポンドで示される燃焼器充気チャ ンバ88への空気供給量(信号Air−Fuel COIJM)である。
史に詳述するに、信号CII’は負の値として加算ノート150へ送られ、加算 ノート150はまたバイアスノート152、リミタ−154及びセレクタ156 から正の基準信号P2refを入力する。
セレクタ156は制御部148内の複数のセレクタの1つであり、信号N10゜ を入力する。7各セレクタはいずれのモードでも一部パワーユニット12の動作 開始時には零(0)状態であり、従って各セレクタが選択しO端子にあたえらえ る信号を出力する。信号N1ooの与え方を以下に詳述するに、今は信号N1. 、。
については、一体パワーユニット12が始動し加速して設計動作速度の100% かあるいは実質的に設計された所定速度のいずれかに達したことを示すステップ 関数、あるいはバイナリ信号であると理解するだけで十分である。セレクタ15 6の端子0での基準値はこの設計動作速度へ向かって一部パワーユニット12が 迅速に加速するよう選択される。加算ノート150からの出力P、、ERRは2 個のスケジューラ1.58.160の夫々独立変数として与えられる。スケジュ ーラ158.160の下流のセレクタ1.62により、スケジューラ158から の信号のみが電子制御ユニットモートで一部パワーユニット12の始動中使用さ れる。
スケジューラ158は一部パワーユニツトの広い速度範囲に亙り指令信号Ai+ ” Fuel C0MMを与えるよう構成される。この速度範囲はゼロ速度から N 、、0速度までである(第5図参照)、。
MqAlr−Fuel C0MMはセレクタ163を経て直接あるいは周知の信 号条件性は装置(図示せず)を経て空気量調整弁48への入力信号として与えら れる。同様に、信号Air−Fuel COHはスケジューラ164へ送られ、 スケジューラ164は加算ノート166およびセレクタ168を経て始動中型子 制御ユニット18の残部へ信号W、を与える。
従って、電子制御ユニットモートで一部パワーユニット12の始動中、貯蔵ボト ル16から遮断弁47および空気量調整弁48を経て燃焼部26内へ達する制御 ループは一部パワーユニット12自体の空気力学的な応答動作により閉じられる 。即ちスケジューラ158は一部バワーユニツ1−12の始動・加速中貯蔵ボト ル16から必要な空気流を予測し燃焼器入口での空気圧を所定値にする予測器で ある。この予測は信号CIPの特定の現在値に基づいて判断され、始動中の迅速 な加速度および一部パワーユニット12の変化する空気量を考慮する。予測値は 分析およびテストデータに基づいており、スケジューラ158によりセレクタ1 62に与えられる信号Air−Fuel C0MMの値として表現される。燃焼 部26への燃料量はスケジューラ164によりこの始動期間中に開ループ制御さ れる。スケジューラ158と同様にスケジューラ164は予測器である。スケジ ューラ164により行われる予測は燃焼器26への空気流量に基づいて燃焼部2 6への燃料流量を制御するよう企図される。この結果はタービン部36へ流れた 燃焼生成物を所定温度に発生させる空燃比である。一体パワーユニット12の始 動中、上述した空燃比の制御により、一体パワーユニットが停止状態から全速度 まで約2秒で迅速に加速出来る。この制御計画により電子制御ユニットモードで の一部パワーユニット12の動作維持中、貯蔵ボトル16からの貯蔵空気の使用 が節減されることは理解されよう。
制H部t4gにはまた、シャフト42の速度を示す信号N%が入力される。信号 N%は加算ノード170で基準値N17.と比較され、エラー信号N、1、はセ レクタ172に与えられる。設計速度の100%が一部パワーユニット12によ り得られると、速度検出・信号発生部174が設計速度値を与える信号N%に応 答して信号N1noあるいは一部パワーユニット12が実質的に設計速度を達成 したことを示す所定値を発生する(第5図参照)。
従って信号N100を人力すると制御部148の各セレクタは状態(1)へ切り 替わる4、この状態(1)では、セレクタがその端子(1)に信号を出力する。
信号N、O0に応答して制御部148の各種セレクタの状態変化は開始から電子 制御ユニットモートの動作維持へ変化する一部パワーユニット12を示し、第5 図のパラメータで容易に認識されようつこれにより信号CIPの実際の値がセレ クタ156の端子(1)で変位され、制限された所定値に低下されている信号P  2.、、と共に、加算ノート150に加えられる。信号N1゜。ち負荷可能信 号として電子制御ユニット18内で使用され得、一体パワーユニット12が負荷 な(迅速に設計動作速度まで加速され、信号N100が発生されたとき、全電子 側聞ユニット負荷が与えられる。加算ノート150から出力されるエラー信号N 21.はスケジューラ160で使用され、電子制御ユニットモートの一部パワー ユニット12の動作維持中信号Air−Fuel C0MMとして与えられる。
与えられた負荷および航空機高度の変化により設計速度が変動したとき、スケジ ューラ160はこの設計速度を中心とする狭い速度範囲内で一部パワーユニット 12を制御するよう構成されている1、スケジューラ158の場合と同様に、ス ケジューラ160は設計速度近傍で必要な空気量を予測し燃焼部26の必要な空 気圧を維持する。L述したように、スケジューラ164は信号W、の一部を与え 燃焼部26の空燃比および燃焼部26からタービン部36へ流れる燃焼生成物の 温度を制御する。
更に、セレクタ172がその状態(1)へ切り替わると、エラー信号N 、 、  、が比例コントローラ176、ゲイン補正スケジューラ178および積分コン トローラ180へ送られる。ゲイン補正スケジューラ178はエラー信号N e 、、の過渡変化に応答して高いゲイン出力信号および一部パワーユニット12の 定常動作状態の近傍で殆どゲインのない信号を与える。)ゲイン補正スケジュー ラ178からの出力信号はノート182で比例コントローラ176の出力と組み 合わせられる。同様に積分コントローラ180からの出力信号はノート184で ノート182からの複合信号と組み合わせられる。結果としての信号RPM・A irは負の入力として通過正信号条件付は部186を介し加算ノード150に加 えられる。正の信号を通過させる条件付は装置により、信号P2ERRを減少す る信号のみが加算ノート150に加えられる。貯蔵ボトル16からの空気量を減 少値に制限するこの信号RPM−Airは、電子制御ユニットモートの動作維持 中貯蔵ボトルからの使用空気量を節減することに加え、一体パワーユニット12 の加速中信号N、、、の直後に空気量を迅速に遮断あるいは減少させる。燃焼部 26への空気を迅速に遮断することにより、設計速度を越えるオーバシュート速 度が最小限に押されられる(第5図参照)。このオーバシュート速度は信号N、 ooの発生時に電子制御ユニット負荷を加えることによってもある程度抑制され る。一方、オーバシュー1・速度は所望速度より大で、制御部148の空気制御 部に作用する信号RPM −Airによる空気量の迅速な減少を行わないと、正 常状態になるまで長時間かかることになる。またこの信号により制御部148内 に更に閉ループが形成される(これは更に以Fで説明する)。
セレクタ172が状態(1)へ切り替わると、エラー信号N5.。
が比例コントローラ188及び積分コントローラ190へ加えられる3、各コン トローラの出力は加算ノード192で加算され、更にセレクタ194を経て加算 ノート166に信号Nc。、7や1.とじて与えられる。スケジューラ164か らの信号^ir −Fuel C0MMと共に信号Nc、、t〜rtelは一部 パワーユニット12の電子制御ユニットモートの動作維持で信号W2を発生する 。従って、電子制御ユニット動作の始動フェーズに対比し、維持フェーズにより 二重閉ループ制御が使用される。即ち信号CIPから遮断弁47および空気量調 整弁48を経る空気量の制御ループは、例えば始動フェーズで一部パワーユニッ ト12の空気力学的な応答により閉にされる。また信号N%から信号W、または 空気量の燃焼部26への制御ループは加わる負荷に応じた一部パワーユニット1 2の速度応答により閉にされる。最後に、これら閉ループは信号RPM−Air の選択値により互いに連係され、これにより貯蔵ボトル16からの空気使用量が 節減され、同時に始動・加速終了時の、一体パワーユニット12の加速中に設計 速度が得られるときのオーバシュート速度が最小限に押さえられる。
一部パワーユニットモートでの一部パワーユニット12の始動及び動作は概して エアタービンスタータを備える周知の補助パワーユニットの始動と同様に行われ る。この始動には更に、セレクタ163に状態(0)命令を加える必要があり、 従って遮断弁47が開放されない。またセレクタI68への状態(0)命令を加 えることにより、信号W、が加算ノード196から確実に引き出される(以下に 詳述する)。次に電子制御ユニット18の制御下で弁54が開放され、圧縮空気 が貯蔵ボトル16からエアタービンスタータ56へ送られる。エアタービンスタ ータ56により一部パワーユニット12はその動作速度まで加速される。はぼ約 10%動作速度で燃焼部26への燃料流が周知のスパーク点火器(図示せず)の 動作と共に点火され、燃焼部26内での燃焼が開始(light off)され る。その後エアタービンスタータ56からのトルクおよびタービン部36に作用 する燃焼ガスからのエネルギが連続発生され、一体パワーユニット12がその設 計速度まで加速される。設計速度以下の所定速度で、弁54が閉鎖され、エアタ ービンスタータ56からのトルクの供給が遮断される。その後、一体パワーユニ ット12はそれ自体の動力によりその設計速度まで加速される。
制御部148には上述のように信号N%が入力される。この信号N%は導入部6 4での外気温度を示す信号T1と共にAcce 1スケジユーラ198に加えら れる。Acce lスケジューラ198は一部パワーユニットにより吸入される 外気の温度及びその動作速度に応じて一部パワーユニット12の加速中燃料量に 変更を与える1、燃料量の変更は導入部64での外気圧を示す信号P1を入力す るスケジューラ200により更に遂行される。
燃焼部26内の燃焼点近傍での燃料供給を正確に制御するため、廃棄ガス温度を 示す信号EGTがLite −Offスケジューラ202に加えられる。信号E GTはまたスケジューラ206からの負の信号値と共に加算ノート204へ加え られる1、スケジューラ206は信号N%を入力し加算ノート204ヘトリミン グ信号を出力する4、加算ノード204からの信号はリミタと値比較器からなる リミタ・比較ネットワーク208に加えられ、その出力はセレクタ210を経て 加算ノード196に負の値として与えられる。7セレクタ210から加算ノート 196に与えられる信号は一部パワーユニット12内、特にタービン部36内で の温度での始動及び温度過渡速度を制御する。
更に、制御部148には速度制御チャネル212が包有され、速度制御チャネル 212はセレクタ214が信号N 、、0およびエラー信号N61、を入力した とき付勢される。速度制御チャネル212には比例コントローラ216及び積分 コントローラ218が包有される。セレクタ220により制御されるバイアス入 力により上述したスケジューラからの制御信号は確実に信号N1ooの罰にセレ クタ222及びセレクタ224により選択される。即ち速度制御チャネル21. 2からの出力が阻止され、信号N、。。が得られるまで効果を果たさない、信号 N 、。、が得られると一部パワーユニット12は動作維持状態へ変化する(こ れはについて電子制御ユニットに関し上述した)。即ち全てのセレクタはその状 態(1)にセットされているので、速度制御チャネル212からの信号により信 号N%に応動して信号W、−が与えられる。
一体パワーユニット12は、電子制御ユニットモードで始動し電子制御ユニット の維持動作を達成し、更に補助パワーユニット動作へ移項することにより、補助 パワーユニットモードを動作させるため始動されることは当業者には理解されよ う。補助パワーユニットによる一部パワーユニット12の始動によって制御弁5 4およびエアタービンスタータ5Gが不要になる。またパワー分配ギアホックス 44が、エアタービンスタータ56と関連するギア列が不要になるのでより小さ く、軽量で安価に出来る。
一部パワーユニット12が電子制御ユニットモードで始動され(信号N、ooに より示される)設計動作速度を実質的に達成した後、一体パワーユニットは航空 機が高度を下げ切替が容易になると、補助パワーユニットモードへ切り替えられ 得ることは理解されよう、換言するに航空機の高度が十分に下げられ、タービン エンジン20の設計速度でダイナミックコンプレッサ22が貯蔵ボトル16から の空気を供給することなく、燃焼部26で一部パワーユニットへの負荷を維持す るに必要な空気量および圧力を与えることが可能な構成をとる必要かある。。
この切り替えは手動入力または自動入力、例えば航空機のエアデータコンピュー タからのデータに基づく入力に応動して行われる。いずれの場合でも電子制御ユ ニットモートから補助パワーユニットモートへの切り替えはセレクタ163.1 68に状態(0)入力を与えることにより制御部148内で行われる。
セレクタ163の(0)状態により遮断弁47および空気量調整弁48からの開 放信号Air −Fuel C0MMが単に除去されることは第4図から理解さ れよう。遮断弁47は迅速に動作し通常閉位償にある2位置弁であり、入力信号 を入力することによって全開動作される。空気量調整弁48は緩徐に応動し通常 開位置にある調整弁であり、信号Ai+” Fuel COM旧こ応動して一部 閉鎖され、貯蔵ボトル16から燃焼部26への空気量が制御される。
従って、(0)命令がセレクタ163に加えられると単に閉鎖され、貯蔵ボトル 16から一部パワーユニット12への圧縮空気の供給が停止される。同様にセレ クタ168が(0)状態になると、スケジューラ164からの信号がセレクタの 出力から除去され加算ノード196からの信号と置き換えられる。即ち信号W、 は(0)命令がセレクタ168に加えられると加算ノード196から引き出され る。
第6図を参照するに、点線226は(0)状態命令がセレクタ163.168に 加えられる時間を示すことは第4図の説明から理解されよう。信号Air−Fu el COMMIよ直ぐに零まで降下し、実際図示したパラメータ曲線は遮断弁 47の閉鎖曲線を示している。この弁の閉鎖動作はステップ関数に近似にされ約 1/4秒の期間を有していることは理解されよう。貯蔵ボトル16から一部バ7 −ユニットへの空気流の急激な遮断、僅かに存在する逆流によりダイナミックコ ンプレッサ22のクラッチ部を空気力学的に外す際に必要である3導入阻止羽根 65が移動され作動器によりラッチされるとき、セレクタ16:’(、168へ の(0)状態命令も用いて導入阻止羽根65の開放が指令される。
従ってダイナミックコンプレッサ22は外気の吸入を開始し、コンプレッサ内の 空気はその正常方向へ流れる。っ逆止め・計量弁86はダイナミックコンプレッ サ22からのこの流れにより開放され、燃焼部26はダイナミックコンプレッサ 22からのその空気量の全ての導入を開始する。点線226に続(パラメータ6 12曲線は圧力増加を示し、これはダイナミックコンプレッサ22が高度変化で 必要な流量及び圧力比で供給を行い、補助パワーユニットモードへの切替前に空 気力学的にクラッチ部を外すことにより圧力増加が抑止されることを示している 。。
一体パワーユニット12の動力の出力降下は実質的にないことが理解されよう。
即ち信号N%のパラメータ曲線は電子制御ユニットモートから補助パワーユニッ トモードへの切す替え中その1.00%俄からそれ程変位されない。
第6図には更に、燃料量、廃棄ガスの温度(これから信号EGTが誘導される) および燃焼部26からタービン部36へ流れる燃焼生成物の温度をそれぞれ示す 信号W1、EGTおよびターヒン入口温度に関するパラメータ曲線が示されてい る。各位は、ダイナミックコンプレッサ22のクラッチ部が外されるとき、電子 制御ユニットモードから補助パワーユニットモードへ切り替わる際増加し、ター ビン部36がダイナミックコンプレッサ22を駆動するために大きな馬力が必要 となる事は理解されよう。以上実施例に沿って説明したが、クラッチ部を外した 約6馬力から一12°Fで高度20にでの設計速度における約158馬力へダイ ナミックコンプレッサ22の馬力吸収が変化し、一体パワーユニット12のシャ フトの動力出力は切り習え前の電子制御ユニットモードおよび切り替え後の一部 パワーユニットモードの両方で実質的に一定の200馬力にされる。
本発明は特に好ましい1実施例に沿って説明したが、本発明はこの実施例に限定 されるものではなく、本発明の定義を与える添付のクレームの精神および範囲に よってのみに限定される。
す〜 0 1、)11′1〉 「−一 1 N′00 也 〇 へ噛 寸7■幻 nv ン ・ 1 雇う や1ト:i L”II’ 1−−−−−−−−一土」 か− 寸 補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法第184条の8) 平成4年3月19日

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.内部に燃焼充気室を区画する境界壁と、燃焼充気室内に受容され内部燃焼空 間を区画する多孔を有した燃焼ライナと、燃焼可能な燃料を内部燃焼空間内に供 給する燃焼供給装置と、燃焼充気室内に開口し第1の供給源と連通し且つ第1の 供給源から圧縮空気を受容する第1の入口部と、燃焼充気室と連通し第1の供給 源とは別の第2の供給源と連通し且つ第2の供給源から圧縮空気を受容する第2 の入口部とを備え、更に第2の供給源から第2の入口部を経て圧縮空気を受容す る空気分配チヤンバと、空気分配チヤンバから燃焼充気室へ圧縮空気を運搬させ る空気運搬装置とを包有してなるタービンエンジンの燃焼装置。
  2. 2.空気運搬装置には燃焼充気室と空気分配チヤンバとの間に配置され空気分配 チヤンバから燃焼充気室へと連通する多孔壁が包有されてなる請求項1記載の燃 焼装置。
  3. 3.燃焼充気室は環形で軸方向に長手に形成され、第1の入口部は燃焼充気室の 一方の軸端部に配設され、空気分配チヤンバは環形であり長手の燃焼充気室の端 部に第1の入口部と反対側において境界壁内に配置されてなる請求項1記載の燃 焼装置。
  4. 4.燃焼供給装置には円周方向に配設された複数の燃料供給ノズルが包有され、 各燃料供給ノズルは空気分配チヤンバを架橋する軸方向に延びた長手の部分を有 してなる請求項3記載の燃焼装置。
  5. 5.第1の供給源から燃焼器内に第1の圧縮空気流を送る工程と、燃料を第2の 圧縮空気流と混合し空気・燃料混合流を与える工程と、第2の圧縮空気流を第2 の供給源から燃焼器内に送る工程と、第2の圧縮空気流と燃料を混合して空気・ 燃料混合流を与える工程と、空気・燃料混合流を燃焼して高温の圧縮燃焼生成物 流を与える工程とを包有してなる、タービンエンジンの燃焼器を動作させる方法 。
  6. 6.更に、空気を第1の供給源から燃焼器内に流路に沿い第1の方向に送る工程 と、空気の一部を第2の供給源から燃焼器内に流路に沿い第1の方向と反対方向 に送る工程とを包有してなる請求項5記載の方法。
  7. 7.第1の圧縮空気流を燃焼器内に分配する工程と、第1の空気流の燃焼器内へ の分配と実質的に同時に第2の圧縮空気流を燃焼器内へ供給開始する工程と、燃 料供給ノズルを用いて燃料と第1の空気流とを混合する工程と、燃料供給ノズル を用いて燃料と第2の空気流とを混合させる工程とを包有してなる請求項5記載 の方法。
  8. 8.内部に燃焼空間を区画し内部で圧縮空気流と燃料流とを混合して燃焼を維持 し燃焼空間の出口部から高温の圧縮燃焼生成物流を送出する燃焼生成装置を備え 、燃焼空間を区画する燃焼生成装置は更に燃焼空間に通じる複数の空気流入路を 区画する壁装置と燃料流と空気流とを燃焼室間内で混合する燃料供給装置と、燃 焼空間を区画する装置と囲繞するよう圧縮空気充気室を区画する装置とが包有さ れ、空気充気室を区画する装置は第1の供給源からの圧縮空気を受容する第1の 空気入口部と第2の供給源から圧縮空気流を受容する第2の空気入口部とを有し 、燃焼空間を区画する装置は環形をなし、壁装置により環形空間の一端部からそ の反対の端部へ向かつて軸方向に空気流が送られ出口部に向かつて軸方向内側へ 送られてなるタービンエンジンの燃焼器。
  9. 9.圧縮空気充気室も環形であり一端部で半径方向内側及び半径方向外側並びに 軸方向に囲繞し、第1の空気入口部は充気室の第1の端部に配置され燃焼空間の 半径方向外側の充気室と連通され軸方向に一端部へ第1の方向に且つ第1の方向 と反対方向に燃焼空間の半径方向内側へ第1の端部へと第1の空気流を送り、第 2の空気入口部は充気室の他方端部に配置され燃焼空間の一方端部での第2の空 気流を充気室の第1の端部へ燃焼室間の半径方向内側および半径方向外側へ且つ 第1の方向と反対方向に送り、燃焼空間と第2の空気入口部との間に多孔空気分 配壁が配置され、空気分配壁により空気充気室が第1の入口部と直接連通する第 1の部分と第2の空気入口部と直接連通する空気分配用の第2の部分とに分けら れてなる請求項8記載の燃焼器。
  10. 10.半径方向に離間され環形の第1の対をなす同軸の壁部と、半径方向に離間 され環形の第2の対をなす同軸の壁部と、軸方向に離間され半径方向および円周 方向に延びる一対の壁部と、充気室の他方端部で開口する第2の入口部と、半径 方向および円周方向に延びる多孔空気分配壁部とを備え、第1の対をなす同軸の 壁部は夫々断面がJ状をなすと共に多孔であり、第1の対をなす同軸の壁部間に それらを連結する半径方向および円周方向に延びる多孔の燃焼器ドーム壁が配設 され、第1の対をなす同軸の壁部と燃焼器ドーム壁とが協働して断面がJ状で軸 方向及び半径方向内側へ延びる環形の燃焼流路が区画され、燃焼流路は第1の対 をなす同軸の壁部および燃焼器ドーム壁により区画される複数の入口部から燃焼 器構造体の単一で半径方向内側の環形出口部へ向かつて延設されており、第2の 対をなす同軸の壁部がそれぞれ第1の対をなす同軸の壁部の半径方向内側および 半径方向外側へそれぞれ離間され、一対の壁部はそれぞれ第2の対をなす同軸の 壁部間において協働して延び燃焼流路、第1の対をなす同軸の壁部および燃焼器 ドーム壁の全てを囲繞する長手で環形の圧縮空気充気室を区画し、これらの壁部 は協働して空気充気室および軸方向および円周方向に延びる第1の入口開口部を 区画し、第1の入口開口部が充気室に対し第2の対をなす同軸の壁部の半径方向 外側の壁部近傍の充気室の端部において開口し、空気分配壁部は空気充気室を区 画する協働する壁部内に配置され、空気充気室と第2の入口部と直接連通する円 周空気分配チヤンバとに区分され、燃焼流路内に燃焼可能な燃料を導入する燃焼 装置が燃焼充気室の外側から内側へ向かつて延設されてなるタービンエンジンの 燃焼器構造。
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