JP5976396B2 - Fladeタービン冷却並びに出力及び熱管理 - Google Patents
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Description
4 FLADEファン
5 FLADEファンブレード
6 第1のFLADEベーン
7 第2のFLADEベーン
8 環状FLADE入口
10 ガスタービンエンジン
11 ファン入口
12 出力熱管理システム
13 エンジン入口
14 環境制御システム
15 全エンジン空気流量
16 空気冷却航空機構成要素
17 コアエンジン入口
19 コアエンジン
20 指向性エネルギー兵器
22 航空機電子機器
23 高圧タービン
24 交流(AC)電子機器
25 高圧タービンブレード
26 機上不活性ガス発生システム
27 空気サイクルシステム
28 機上酸素ガス発生システム
29 蒸気サイクルシステム
30 空気サイクルシステム熱交換器
31 高圧シャフト
32 蒸気サイクルシステム凝縮器
34 空気サイクル機械
36 中間冷却器
38 エンジン燃焼燃料
40 ダクト熱交換器
41 ファンバイパスダクト
45 熱交換器セクション
46 冷却空気
48 PAOループ
49 エンジン燃焼燃料−空気熱交換器
50 冷却圧縮機
51 複合冷却システム
52 冷却タービン
54 出力ガスタービン
57 スロート
56 シャフト
58 加圧ブリード空気
60 圧縮機吐出段
64 高圧圧縮機
68 冷却タービンノズル
72 圧縮機入口
73 圧縮機出口
74 冷却タービン入口
75 冷却タービン出口
78 タービン冷却回路
79 作動流体
80 FLADE空気流
81 VCS圧縮機
82 VCS蒸発器
83 冷却ループ
84 流れインデューサー
86 エンジン排気口
102 出力タービン入口
104 出力タービン出口
111 第1のファン段
115 ファンセクション
119 三段式ファン
120 磁石発電機
122 入口ライン
124 出口ライン
125 バルブ調整装置
126 入口バルブ
128 出口バルブ
130 ブリードライン
132 第1の入口
134 流出ライン
136 第2の入口
138 出口
140 バルブ入口
142 第1の出口
143 第1の段タービンブレード
147 ロータディスク
150 低圧タービンセクション
151 低圧タービン
152 低圧シャフト
153 エンジン排出流
156 排気ノズル
165 冷却チャンネル
168 吐出孔
172 内側燃焼ケーシング
174 外側燃焼ケーシング
179 加圧冷却空気
180 移行管
190 バイパスライン
192 第1のバイパス出口
194 第2のバイパス出口
212 中心線
220 高圧圧縮機
222 燃焼器
Claims (11)
- 航空機複合冷却システム(51)であって、
空気サイクルシステム(27)を含む出力熱管理システム(12)と、
加圧ブリード空気(58)を冷却するため、及び該加圧ブリード空気(58)を用いて航空機ガスタービンエンジン(10)の高圧タービン(23)におけるタービン構成要素を冷却するためのタービン冷却回路(78)と、
前記エンジン(10)のFLADEダクト(3)に配置された空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)と、
前記空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)を前記タービン冷却回路(78)と前記空気サイクルシステム(27)との間で選択的に切り換えるよう動作可能なバルブ調整装置(125)と、
蒸気サイクルシステム凝縮器(32)を含む蒸気サイクルシステム(29)と
を備え、
前記空気サイクルシステム(27)が前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)と熱伝達冷却関係にある
航空機複合冷却システム(51)。 - 前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)と熱伝達冷却関係にあるエンジン燃焼燃料−空気熱交換器(49)を更に備える、請求項1に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)内に空気サイクルシステム熱交換器(30)を更に備え、前記空気サイクルシステム熱交換器(30)が、前記空気サイクルシステム(27)からの冷却空気(46)を用いて、前記蒸気サイクルシステム(29)の冷却ループ(83)において作動流体(79)を冷却するよう動作可能であり、前記エンジン燃焼燃料−空気熱交換器(49)が、エンジン燃焼燃料(38)を用いて前記蒸気サイクルシステム(29)の冷却ループ(83)において作動流体(79)を冷却するよう動作可能である、請求項2に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記蒸気サイクルシステム(29)が、液体及び/又は空気冷却される航空機構成要素(16)を冷却するための環境制御システム(14)に動作可能に接続されて該環境制御システム(14)を冷却する、請求項3に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記空気サイクルシステム(27)が、空気サイクル機械(34)を更に含み、該空気サイクル機械(34)が、機械圧縮機(50)及び前記空気サイクル機械(34)の冷却タービン(52)に駆動可能に接続された出力タービン(54)を有し、
前記航空機複合冷却システム(51)が更に、前記機械圧縮機(50)の機械圧縮機出口(73)と前記冷却タービン(52)の冷却タービン入口(74)との間に直列空気流れ関係で動作可能に配置された、前記FLADEダクト熱交換器(40)を含む中間冷却器(36)を備え、
前記空気サイクルシステム熱交換器(30)が、前記冷却タービン(52)の冷却タービン出口(75)と前記機械圧縮機(50)の機械圧縮機入口(72)との間に直列空気流れ関係で動作可能に配置され、
前記出力タービン(54)が、航空機ガスタービンエンジン高圧圧縮機(64)の圧縮機吐出段(60)から加圧空気(58)を受け入れるよう該圧縮機吐出段(60)に接続されている、請求項4に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)との間でそれぞれつながった入口及び出口ライン(122、124)を更に備え、
前記バルブ調整装置(125)が、前記入口及び出口ライン(122、124)にそれぞれ接続された入口及び出口バルブ(126、128)を含み、
前記圧縮機吐出段(60)が、ブリードライン(130)により前記入口バルブ(126)の第1の入口に動作可能に接続され、
前記機械圧縮機(50)の圧縮機出口(73)が、圧縮機流出ライン(134)により前記入口バルブ(126)の第2の入口(136)に動作可能に接続され、
前記空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)への入口ライン(122)が、前記入口バルブ(126)の出口(138)に動作可能に接続され、
前記空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)からの出口ライン(124)が、前記出口バルブ(128)のバルブ入口(140)に動作可能に接続され、
前記タービン冷却回路(78)が、前記出口バルブ(128)の第1の出口(142)に動作可能に接続され、
前記航空機複合冷却システム(51)が更に、前記入口バルブ(126)の第1のバイパス出口(192)を前記出口バルブ(128)の第2のバイパス出口(194)に動作可能に接続するバイパスライン(190)を備える、請求項5に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記出力タービン(54)を前記機械圧縮機(50)及び前記冷却タービン(52)並びに巻線型誘導磁石発電機(120)に接続するシャフト(56)を更に備える、請求項6に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記冷却タービン構成要素が第1段タービンブレード(143)を含む、請求項6に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)内に空気サイクルシステム熱交換器(30)を更に備え、
前記空気サイクルシステム熱交換器(30)が、前記空気サイクルシステム(27)からの冷却空気(46)を用いて、前記蒸気サイクルシステム(29)の冷却ループ(83)において作動流体(79)を冷却するよう動作可能であり、
前記蒸気サイクルシステム(29)が、液体及び/又は空気冷却される航空機構成要素(16)を冷却するための環境制御システム(14)に動作可能に接続されて該環境制御システム(14)を冷却し、
前記空気サイクルシステム(27)が、空気サイクル機械(34)を更に含み、該空気サイクル機械(34)が、機械圧縮機(50)及び前記空気サイクル機械(34)の冷却タービン(52)に駆動可能に接続された出力タービン(54)を有し、
前記航空機複合冷却システム(51)が更に、前記機械圧縮機(50)の機械圧縮機出口(73)と前記冷却タービン(52)の冷却タービン入口(74)との間に直列空気流れ関係で動作可能に配置された、前記FLADEダクト熱交換器(40)を含む中間冷却器(36)を備え、
前記空気サイクルシステム熱交換器(30)が、前記冷却タービン(52)の冷却タービン出口(75)と前記機械圧縮機(50)の機械圧縮機入口(72)との間に直列空気流れ関係で動作可能に配置され、
前記出力タービン(54)が、航空機ガスタービンエンジン高圧圧縮機(64)の圧縮機吐出段(60)から加圧空気(58)を受け入れるよう該圧縮機吐出段(60)に接続されている、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の航空機複合冷却システム(51)。
- 航空機複合冷却システム(51)であって、
ファン(119)を有するファンセクション(115)を含む航空機FLADEガスタービンエンジン(10)と、
前記ファン(119)の下流側で軸方向後方に配置された環状コアエンジン入口(17)を有するコアエンジン(19)と、
前記ファン(119)の下流側で軸方向後方にあり、且つ前記コアエンジン(19)を囲むファンバイパスダクト(41)と、
前記ファン(119)及び前記ファンバイパスダクト(41)を囲むFLADEダクト(3)と、
前記FLADEダクト(3)にわたって延びるFLADEファンブレード(5)の少なくとも1つの列を有するFLADEファン(4)と、
を備え、前記FLADEファンブレード(5)が前記ファン(119)の半径方向外向きに配置されて接続され、且つ該ファン(119)を囲み、前記航空機複合冷却システム(51)が更に、
空気サイクルシステム(27)を含む出力熱管理システム(12)と、
加圧ブリード空気(58)を冷却するため、及び該加圧ブリード空気(58)を用いて航空機ガスタービンエンジン(10)の高圧タービン(23)におけるタービン構成要素を冷却するためのタービン冷却回路(78)と、
前記FLADEダクト(3)に配置された空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)と、
前記空気−空気FLADEダクト熱交換器(40)を前記タービン冷却回路(78)と前記空気サイクルシステム(27)との間で選択的に切り換えるよう動作可能なバルブ調整装置(125)と、
蒸気サイクルシステム凝縮器(32)を含む蒸気サイクルシステム(29)を更に備え、前記空気サイクルシステム(27)が前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)と熱伝達冷却関係にある、航空機複合冷却システム(51)。 - 前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)と熱伝達冷却関係にあるエンジン燃焼燃料−空気熱交換器(49)と、
前記蒸気サイクルシステム凝縮器(32)内に空気サイクルシステム熱交換器(30)と、
を更に備え、前記空気サイクルシステム熱交換器(30)が、前記空気サイクルシステム(27)からの冷却空気(46)を用いて、前記蒸気サイクルシステム(29)の冷却ループ(83)において作動流体(79)を冷却するよう動作可能であり、前記エンジン燃焼燃料−空気熱交換器(49)が、エンジン燃焼燃料(38)を用いて前記蒸気サイクルシステム(29)の冷却ループ(83)において作動流体(79)を冷却するよう動作可能であり、前記蒸気サイクルシステム(29)が、液体及び/又は空気冷却される航空機構成要素(16)を冷却するための環境制御システム(14)に動作可能に接続されて該環境制御システム(14)を冷却する、請求項10に記載の航空機複合冷却システム(51)。
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