JPH09507449A - エンジン排気ガスそらせシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高速の空気を放出するノズル（３、５）を航空機エンジン排気ダクト（１）の出口の各側に位置させてある。高速空気は各ノズル（３、５）の外面に接して排出されこれ等各ノズル（３、５）の輪郭に追従させる。高速空気が各ノズル（３、５）の外面から分離するときに、この高速空気が航空機の胴体構造に対し外方に流れるように、各ノズル（３、５）を位置させてある。航空機の胴体構造に最も近いノズル（３）からの高速空気は、排気ガスの流れ（３５、５７）に当たり、この流れを胴体から遠ざかる向き（４３）にそらせる。胴体から最も遠いノズル（５）からの高速空気は、排気ガスの流れ（３５、３７）を胴体から遠ざかる向きにそらせる低圧区域を生ずる。互いに組合って２個のノズル（３、５）は排気ガスの流れ（３５、３７）を胴体から或る程度遠ざかる向きにそらせる。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 エンジン排気ガスそらせシステム 技術分野 本発明は、航空機エンジンの排気ガス（exhaust gas）の流れを航空機の胴体 構造からそらせるそらせシステムに関する。 背景技術 米国特許第２，０５２，８６９号明細書［発明者コアンダ（Coanda）］にはコ アンダ効果について記載してある。実際上コアンダ効果は２つの効果から成って いる。第１にオリフィスから出る流体の高速の流れは、このオリフィスから延び る適当な形状の輪郭に追従する。第２に高速流体の流れがこの輪郭に追従する際 に、この流れはオリフィスを囲む流体を吸込む低圧区域を生ずる。 発明の開示 航空機エンジンのエンジン排気ガスを航空機の胴体構造から外方にそらせるよ うに、エンジンの排気ダクトの後部部分のいずれかの側にノズルを位置させてあ る。運転時には各ノズル内に設けた円筒体に高圧空気を供給する。この高圧空気 はノズルの空間の長手に沿い各円筒体の１連の小孔を経て均等に配分される。空 気は次いで各ノズルからそのみぞ穴を経て高い速度で出る。 各みぞ穴の位置は、これ等のみぞ穴から円筒体の外面に接して高速の空気が出 るようにしてある。コアンダ効果によって、高速の空気は各円筒体の輪郭に追従 する。内方ノズルの場合には高速空気は排気ガスの流れに衝突し、この排気ガス の流れを航空機胴体から離 れる向きに外方にそらせる。外方ノズルの場合にはノズルの円筒体に沿う高圧空 気の流れはこの円筒体に隣接して排気ガスの流れを排気ダクトの外方側に向かい 吸引する低圧区域を生ずる。２個のノズルの複合効果により、航空機胴体から離 して外方に排気ガスの流れを或る程度そらせるようになる。 以下本発明のいくつかの実施例を添付図面について説明する。 図面の簡単な説明 第１図は本発明システムの好適な実施例を備えたエンジン排気ダクトの後部部 分の水平断面図である。 第２図は第１図の２−２線に沿い矢印の向きの見た側面図である。 第３図は本発明の他の実施例を備えたエンジン排気ダクトの後部部分の水平断 面図である。 第４図は第１図ないし第３図に示した各実施例の性能を示す線図である。 第５図は本発明の他の実施例を備えたエンジン排気ダクトの後部部分の水平断 面図である。 実施例 本発明の好適な実施例は、翼取付けの航空機エンジンの排気ガスを航空機の胴 体構造から遠ざかる向きにそらせるのに利用する。この場合「内方」とは胴体に 最も近い方向のことであり「外方」とは胴体から最も遠ざかる方向のことである 。 第１図及び第２図に示すようにエンジン排気ダクト１は、その出口に内側コア ンダ・ノズル（Coanda nozzle）３及び外側コアンダノズル５を備えている。各 コアンダ・ノズル３、５は、円筒体７、９と２つの壁１１、１３及び壁１５、１ ７と栓１９、２１と上下の壁 ２３、２５とにより形成してある。内側コアンダ・ノズル３の上壁及び下壁は図 示してない。これ等の部材３、５、１１、１３、１５、１７、１９、２１、２３ 、２５は又空間２７、２９を形成する。 円筒体７、９は、溶接又は接着のような適当な手段により各外方ノズル壁１３ 、１７に取付けてある。各内方ノズル壁１１、１５は各円筒体７、９から間隔を 隔てることにより内方コアンダ・ノズルのみぞ穴３１及び外方コアンダ・ノズル のみぞ穴３３を形成する。内方コアンダ・ノズル３のみぞ穴３１は内方円筒体７ の最も内方の点から約９０°に位置するが、外方コアンダ・ノズル５のみぞ穴３ ３は外方円筒体９の最も内方の点に隣接して位置する。 各コアンダ・ノズル３、５が作動していないときは、エンジン排気は矢印３５ 、３７により示す方向に流れる。作動時には高圧空気が円筒体７、９内に各円筒 体７、９の一端部に取付けた導管３９を経て導入される。各円筒体３、５の長手 に沿い互いに間隔を置いた１連の小孔４１により各空間２７、２９に長手に沿い 高圧空気の等しい分布を生ずる。次いで空気は空間２７、２９から各みぞ穴３１ 、３３を経て高い速度で各円筒体７、９に接して出る。コアンダ効果により、高 速の空気は円筒体７、９の輪郭に追従する。内方コアンダ・ノズル３の場合には 、高速空気は排ガス流れに当たりこの流れをダクト１の外方側に向かいそらせる 。外方コアンダ・ノズル５の場合には円筒体９の表面に沿う高速空気の流れは円 筒体９に隣接して排気ガスの流れをダクト１の外方側に向かい吸引する低圧区域 を生成する。２個のノズル３、５の複合の結果として排気ガスの流れは矢印４３ により示すように外方にそらされる。 第３図は本発明の他の実施例である。図示のようにこの実施例及 び前記した実施例の唯一の違いは、内方コアンダ・ノズルのみぞ穴３１が内方円 筒体７の最も内方の点に隣接して位置することである。すなわち第３図のみぞ穴 ３１は第１図に示した位置から９０°を隔てて位置する。 与えられたコアンダ・ノズル構成では排気ガスの流れのそれは、排気ガスの流 れの運動量に対するコアンダ・ノズル空気流の運動量に依存する。運動量係数は 次のように定義される。 この式で ｍ_s＝コアンダ・ノズルのみぞ穴空気質量流量割合 （スラグ／ｓｅｃ）、 Ｖ_s＝コアンダ・ノズルのみぞ穴空気質量速度 （ｆｅｅｔ／ｓｅｃ）、 ｍ_d＝排ガス質量流量割合（スラグ／ｓｅｃ）、 Ｖ_d＝排ガス速度（ｆｅｅｔ／ｓｅｃ）、 第４図は第１図ないし第３図の実施例に対する排ガス流そらせ角度α対運動量 係数Ｃμを示す線図である。図示のように第１図ないし第２図に示した構成（曲 線４４）は排ガス流をそらせるのに第３図に示した構成（曲線４５）より有効で ある。 内側コアンダ・ノズルのみぞ穴３１からの高速空気は、内側コアンダ・ノズル の円筒体７から、第３図に示した実施例では、第１図 ないし第２図に示した実施例におけるよりも早く分離して、高速空気が排気ガス の流れに及ぼす影響が第１図ないし第２図の実施例におけるよりも一層低くなる と考えられる。従って外方方向では一層低い運動量が排気ガスの流れに伝わる。 第５図は本発明の他の実施例である。この実施例の内方コアンダ・ノズル３は 、運動量ノズルであり、コアンダ効果には依存しない。この実施例は、９０°の 山形フランジ４７を内方コアンダ・ノズル３の円筒体７の壁に取付け空間２７を みぞ穴３１を通る高速空気の一層有効な流れを生ずるように配置しなおしたこと を除いて、第１図ないし第２図に示した実施例と実質的に同様である。９０°山 形フランジ４７の下流側脚４９は、内方円筒体７に接する。９０°山形フランジ ４７の下流側脚４９は、高速空気を内方の円筒体７から分離させ排気ガスの流れ に、この排気ガスの流れのそらされてない方向に対し９０°の角度をなして衝突 させる。本発明のこの実施例による排気ガスの流れのこのそれは第４図に曲線４ ４により示したのと同様である。 以上本発明の好適な実施例及び他の２つの実施例について詳細に述べたが本発 明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるのはもちろ んである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブランド，アルバト、ジー アメリカ合衆国テクサス州76180、ノー ス・リッチランド・ヒルズ、タマラン・コ ート 7724番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エンジン排気ダクトの縁部に隣接して配置したノズルを備えたエンジン排気 ガスそらせシステムにおいて、 前記ノズルに、高速流体を排出する穴を設け、 前記高速流体を前記ノズルの外面に接して排出しこのノズルの輪郭に追従させ 、 前記高速流体が，前記ノズルの外面から分離するときに、前記高速流体がそら されてない排気ガスの流れ方向に対して或る角度をなして流れるように、前記ノ ズルを位置させて成る エンジン排気ガスそらせシステム。 ２．さらに前記エンジン排気ダクトの対向する縁部に隣接して配置した第２のノ ズルを備え、 この第２のノズルに、高速流体を排出する穴を設け、 前記高速流体を、前記第２のノズルの外面に接して排出し、この第２のノズル の輪郭に追従させ、 前記高速流体が、前記第２のノズルの外面から分離するときに前記高速流体が 、そらされてない排気ガスの流れ方向に対して或る角度をなして流れるように、 前記第２のノズルを位置させて成る 請求の範囲第１項記載のエンジン排気ガスそらせシステム。 ３．前記高速流体が前記各ノズルの外面から分離するときに、前記高速流体が、 そらされてない排気ガスの流れ方向にほぼ直交して流れるようにした請求の範囲 第２項記載のエンジン排気ガスそらシス テム。 ４．エンジン排気ダクトの互いに対向する側に配置した第１のノズル及び第２の ノズルを備えたエンジン排気ガスそらせシステムにおいて、 前記各ノズルに、高速流体を排出する穴を設け、 前記第１のノズルからの前記高速流体を、この第１のノズルの外面に接して排 出し、前記第１のノズルの輪郭に追従させ、 前記高速流体が前記第１のノズルの外面から分離するときに、前記高速流体が そらされてない排気ガスの流れ方向に対し或る角度をなして流れるように、前記 第１のノズルを位置させ、 前記第２ノズルを前記そらされてない排気ガスの流れ方向に対し或る角度をな して前記高速流体を排出するように、前記第２のノズルを位置させて成る、 エンジン排気ガスそらせシステム。 ５．前記第１及び第２のノズルからの前記高速流体が、そらされてない排気ガス の流れ方向に実質的に直交して流れるようにした請求の範囲第４項記載のエンジ ン排気ガスそらせシステム。 ６．流体の流れの縁部に隣接して配置したノズルを備えた流体流れそらせシステ ムにおいて、 前記ノズルに、高速流体を排出する穴を設け、 前記高速流体を前記ノズルの外面に接して排出し、このノズルの論郭に追従さ せ、 前記高速流体が前記ノズルの外面から分離するときに、前記高速流体が、そら されてない流体の流れ方向に対し或る角度をなして流れるように、前記ノズルを 位置させて成る、 流体流れそらせシステム。 ７．さらに前記流体の流れの対向縁部に隣接して配置した第２のノズルを備え、 この第２のノズルに、高速流体を排出する穴を設け、 前記高速流体を前記ノズルの外面に接して排出し、このノズルの輪郭に追従さ せ、 前記高速流体が前記第２のノズルの外面から分離するときに、前記高速流体が 、そらされてない流体の流れ方向に対し或る角度をなして流れるように、前記第 ２のノズルを位置させて成る、 請求の範囲第６項記載の流体流れそらせシステム。 ８．前記高速流体が、前記各ノズルの外面から分離するときに、前記高速流体が 、前記そらせてない流体の流れ方向に実質的に直交して流れるようにした請求の 範囲第７項記載の流体流れそらせシステム。 ９．流体の流れの互いに対向する側に配置した第１のノズル及び第２のノズルを 備えた流体流れをそらせる流体流れそらせシステムにおいて、 前記各ノズルに、高速流体を排出する穴を設け、 前記第１のノズルからの前記高速流体を、前記第１のノズルの外 面に接して排出し、この第１のノズルの輪郭に追従させ、 前記高速流体が前記第１のノズルの外面から分離するときに、前記高速流体が そらされてない流体の流れ方向に対し或る角度をなして流れるように、前記第１ ノズルを位置させ、 前記第２のノズルを、前記そらされてない流体の流れ方向に対し或る角度をな して前記高速流体を排出するように位置させて成る、 流体流れそれせシステム。 １０．前記の第１及び第２のノズルからの高速流体が、前記そらされてない流体 の流れ方向に実質的に直交して流れるようにした請求の範囲第９項記載の流体流 れそらせシステム。