JPH0566253U - ターボファンエンジンのバイパス比可変構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バイパス比の可変範囲を精度よく拡大できる
ターボファンエンジンのバイパス比可変構造を提供する
こと。 【構成】 内筒ケーシング２内に圧縮機３、燃焼器、タ
ービンを夫々設けると共に、内筒ケーシング２の前方に
内筒ケーシング２径より大径のファン前置静翼４および
ファン動翼５を配置し、これらファン前置静翼およびフ
ァン動翼４，５の外側に外筒ケーシング６を設けたター
ボファンエンジン１において、上記ファン前置静翼およ
びファン動翼４，５に、内筒ケーシング２と連続するよ
うにそれぞれ円環状の仕切板９，１０を設け、該仕切板
９，１０により吸込空気を内筒ケーシング２内部に導く
コア側通路Ｃと内筒ケーシング２外部に導くバイパス側
通路Ｂとを形成し、これらコア側通路Ｃとバイパス側通
路Ｂとに、各通路の空気通過流量を調節するための可変
静翼１８ａ，１８ｂを夫々設けたことを特徴としてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はターボファンエンジンに係り、特にバイパス比を可変するようにした ターボファンエンジンのバイパス比可変構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

航空機の推進源等に用いられるターボファンエンジンは、図３に示すように、 内筒ケーシングａ内に圧縮機ｂ、燃焼器ｃ、タービンｄ₁ ，ｄ₂ を夫々設けると 共に、内筒ケーシングａの前方に内筒ケーシングａ径より大径のファン静翼ｅお よびファン動翼ｆを配置し、これらファン静翼およびファン動翼ｅ，ｆの外側に 外筒ケーシングｇを設けて構成されている。上記ファン動翼ｆは低圧タービンｄ ₁ と、また圧縮機ｂは高圧タービンｄ₂ と回転軸で連結されており、それぞれの 軸と共に回転するようになっている。

【０００３】 この種のターボファンエンジンｈでは、ファンｅ，ｆから吸い込まれた吸気が 内筒ケーシングａ内を流れる流量（コア側流量Ａ）と内筒ケーシングａ外を流れ る流量（バイパス側流量Ｂ）との比Ｂ／Ａ（バイパス比）を可変にすることが望 まれる。このバイパス比可変構造として図４に示すものが知られている。

【０００４】 図示するようにこの技術は、内筒ケーシングａ内の低圧圧縮機動翼ｂ₁ の入口 部に可変静翼ｉを設け、この可変静翼ｉの角度を調節することによりコア側流量 Ａを調節し、もってバイパス比を可変とするものである。また、内筒ケーシング ａに内外を連通する連通路ｊを形成し、この連通路ｊに設けられた絞り弁（図示 せず）の開度を調節することによりコア側流量Ａの一部をバイパス側流量Ｂに移 送し、これによりバイパス比を可変とする技術も知られている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、これらのバイパス比可変技術では、コア側流量Ａのみを調節している のでバイパス比の可変範囲を大きくすることができず、また、バイパス比の調節 精度が悪い。さらに、内筒ケーシングａに上記連通路ｊを形成しこの連通路ｊに 絞り弁を設けることは、構造が複雑になりコスト高になる上、信頼性・耐久性の 低下を招く。

【０００６】 また、上記可変静翼ｉまたは連通路ｊによってバイパス比を変化させた場合、 ファン静翼およびファン動翼ｅ，ｆを流れる吸気の流れ（流量）がファンｅ，ｆ の外径側と内径側とで変化することになるが、これにより吸気流に対するファン 径方向の圧力バランスが崩れ、ファン性能が低下しやすい。

【０００７】 以上の事情を考慮して創案された本考案の目的は、バイパス比の可変範囲を精 度よく拡大できるターボファンエンジンのバイパス比可変構造を提供することに ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、内筒ケーシング内に圧縮機、燃焼器、タ ービンを夫々設けると共に、内筒ケーシングの前方に内筒ケーシング径より大径 のファン静翼ファンおよびファン動翼を配置し、これらファン静翼およびファン 動翼の外側に外筒ケーシングを設けたターボファンエンジンにおいて、上記ファ ン静翼およびファン動翼に、内筒ケーシングと連続するようにそれぞれ円環状の 仕切板を設け、該仕切板により吸込空気を内筒ケーシング内部に導くコア側通路 と内筒ケーシング外部に導くバイパス側通路とを形成し、これらコア側通路とバ イパス側通路とに、各通路の空気通過流量を調節するための可変静翼を夫々設け た構成となっている。

【０００９】

【作用】

上記構成によれば、エンジンに吸い込まれる吸入空気は、ファン静翼およびフ ァン動翼に設けられた仕切板によってファン入口部から分岐され、内筒ケーシン グ内のコア側通路と内筒ケーシング外のバイパス側通路とを独立して流れる。こ こで、各通路にそれぞれ設けられた可変静翼の角度を適宜変更することにより、 コア側通路とバイパス側通路との流量を独立に調節できる。このように各通路の 流量を独立に調節できるので、バイパス比を精度よく広範囲に亘って調節できる 。

【００１０】

【実施例】

以下に本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１１】 図１はターボファンエンジン１のファン部分の側断面図である。このエンジン １の全体の構成は、上述した図３に示すエンジンｈと略同様の構成となっている 。すなわち、このターボファンエンジン１は、内筒ケーシング２内に圧縮機３、 燃焼器（図示せず）、タービン（図示せず）を夫々設けると共に、内筒ケーシン グ２の前方に内筒ケーシング２径より大径のファン前置静翼ファン４およびファ ン動翼５を配置し、これらファン前置静翼およびファン動翼４，５の外側に外筒 ケーシング６を設けて構成されている。

【００１２】 上記ファン前置静翼４は、固定スピナー７に放射状に取り付けられた複数枚の 翼から構成されている。他方、上記ファン動翼５は、低圧タービンｄ₁ と共に回 転するロータディスク８に放射状に取り付けられた複数枚の翼から構成されてお り、上記ファン前置静翼４の後流側に位置している。

【００１３】 これらファン前置静翼およびファン動翼４，５には、内筒ケーシング２の縁部 ２ａと通路が滑らかに連続するようにそれぞれ円環状の仕切板９，１０が設けら れている。つまり、ファン４を正面からみると、ファンブレードの中程に、回転 軸と同芯的なリング状の仕切板９が見えることになる。

【００１４】 ファン前置静翼４に設けられた仕切板９は、図２に示すように各ファン前置静 翼を連結するようにリング状に一体的に形成されている。他方、動翼ファン５に 設けられた仕切板１０は、各ファン動翼毎に取り付けられた棚部材１１から別体 的に形成されている。各棚部材１１同志の隙間は小さく、周方向移動に対する拘 束および摩擦力によりファン動翼５の回転時に生じる有害な翼振動を抑制すると ともに、コア側空気とバイパス側空気の混合を防止する機能を有している。

【００１５】 これらの仕切板９，１０によってエンジン１に吸い込まれる吸入空気はファン 入口部から分岐され、内筒ケーシング２内のコア側通路Ｃと内筒ケーシング２外 のバイパス側通路Ｂとを独立して流れることになる。ここで、仕切板９，１０の 内側を流れる空気（コア側空気）と外側を流れる空気（バイパス側空気）との混 合を最小限にするために、上記ファン前置静翼４の仕切板９とファン動翼５の仕 切板１０との隙間１２、および動翼ファン５の仕切板１０と内筒ケーシング２の 縁部２ａとの隙間１３には、それぞれラビリンスシール（図示せず）が設けられ ている。図中、１４はバイパス側通路Ｂのファン静翼、１５はコア側通路Ｃのフ ァン静翼、１６は圧縮機３の可変静翼、１７は圧縮機の固定静翼である。

【００１６】 上記ファン前置静翼４のバイパス側通路Ｂおよびコア側通路Ｃには、各通路Ｂ ，Ｃを通過する空気流量を調節するための可変静翼１８がそれぞれ設けられてい る。これら可変静翼１８は、各ファン前置静翼毎に設けられている。バイパス側 通路Ｂの可変静翼１８ａは、外筒ケーシング６と仕切板９とに軸支されており、 外筒ケーシング６外に突き出た軸を操作することにより回動するようになってい る。この回動は図示しないリンク機構により、バイパス側通路Ｂの全ての可変静 翼１８ａが連動して回動するようになっている。他方、コア側通路Ｃの可変静翼 １８ｂは、仕切板９と固定スピナー７とに軸支されており、仕切板９およびバイ パス側のファン前置静翼４内を貫通して外筒ケーシング６外へ突き出た軸を操作 することにより回動するようになっている。この回動も同様に図示しないリンク 機構により、コア側通路Ｃの全ての可変静翼１８ｂが連動して回動するようにな っている。

【００１７】 以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。

【００１８】 図１に示すように、エンジン１に吸い込まれる吸入空気は、ファン前置静翼お よびファン動翼４，５に設けられたリング状の仕切板９，１０によってファン入 口部から分岐され、内筒ケーシング２内のコア側通路Ｃと内筒ケーシング２外の バイパス側通路Ｂとを独立して流れる。ここで、各通路Ｃ，Ｂにそれぞれ設けら れた可変静翼１８ａ，１８ｂの角度を適宜変更することにより、コア側通路Ｃと バイパス側通路Ｂとの通過空気流量を独立に調節できる。このように各通路Ｃ， Ｂの流量を独立に調節できるので、バイパス比（バイパス側通路Ｂ通過空気流量 ／コア側通路Ｃ通過空気流量）を精度よく且つ広範囲に亘って調節できる。

【００１９】 また、図３に示す従来技術のように内筒ケーシングａに連通路ｊを形成しこれ によりバイパス比を変化させる構成に比べて構造が簡単になり、低コストで製作 でき且つ低重量となる。また、ファン動翼５の上流側に流量調節する可変静翼１ ８ａ，１８ｂを設けているので、ファン動翼５のストール余裕を増大できる。ま た、ファン前置静翼およびファン動翼翼列通路が仕切板９，１０によってコア側 通路Ｃとバイパス側通路Ｂとに分離されているため、ファン翼列通路内の流れの 半径方向の圧力差のバランスがとりやすく、バイパス比変更時のファン性能の低 下が少なくなる。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、バイパス比を精度よく且つ広範囲に亘っ て調節できるという優れた効果を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すターボファンエンジン
におけるバイパス比可変構造の説明図である。

【図２】図１の要部斜視図である。

【図３】ターボファンエンジンの概略図である。

【図４】従来例を示すターボファンエンジンにおけるバ
イパス比可変構造の説明図である。

【符号の説明】

１ ターボファンエンジン ２ 内筒ケーシング ３ 圧縮機 ４ ファン前置静翼 ５ ファン動翼 ６ 外筒ケーシング ９ 仕切板（ファン前置静翼側） １０ 仕切板（ファン動翼側） １４ ファン静翼（バイパス側） １５ ファン動翼（コア側） １８ａ 可変静翼（バイパス側通路側） １８ｂ 可変静翼（コア側通路側） Ｃ コア側通路 Ｂ バイパス側通路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内筒ケーシング内に圧縮機、燃焼器、タ
   ービンを夫々設けると共に、内筒ケーシングの前方に内
   筒ケーシング径より大径のファン静翼およびファン動翼
   を配置し、これらファン静翼およびファン動翼の外側に
   外筒ケーシングを設けたターボファンエンジンにおい
   て、上記ファン静翼およびファン動翼に、内筒ケーシン
   グと連続するようにそれぞれ円環状の仕切板を設け、該
   仕切板により吸込空気を内筒ケーシング内部に導くコア
   側通路と内筒ケーシング外部に導くバイパス側通路とを
   形成し、これらコア側通路とバイパス側通路とに、各通
   路の空気通過流量を調節するための可変静翼を夫々設け
   たことを特徴とするターボファンエンジンのバイパス比
   可変構造。