JPH02245454A - ターボファンエンジン - Google Patents
ターボファンエンジンInfo
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- JPH02245454A JPH02245454A JP1336776A JP33677689A JPH02245454A JP H02245454 A JPH02245454 A JP H02245454A JP 1336776 A JP1336776 A JP 1336776A JP 33677689 A JP33677689 A JP 33677689A JP H02245454 A JPH02245454 A JP H02245454A
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- fan
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- fan drive
- drive shaft
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- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
- F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
- F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/107—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor with two or more rotors connected by power transmission
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S74/00—Machine element or mechanism
- Y10S74/05—Gas turbine with gearing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Retarders (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
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
(発明の分野)
本発明は高バイパス比ターボファンエンジン、とくに部
分的に歯車を用いてファンの回転速度に一致させている
ファン駆動タービンを有する高バイパスターボファンエ
ンジンに関する。
分的に歯車を用いてファンの回転速度に一致させている
ファン駆動タービンを有する高バイパスターボファンエ
ンジンに関する。
(関連技術の説明)
ターボファンエンジンのバイパス比が増大するにつれ、
ファン部分によって駆動される空気量は、コアエンジン
によってうけ入れられる空気量に対して増大する。その
ような状態において、ファン部分の直径はコア直径に対
して増大する。ファン直径が増大するにつれ、ファンの
最適先端速度は減少する。大径ファン部分と低いファン
先端速度の要求との組合わせは、低いタービン回転速度
およびタービンの熱力学的動力サイクルによって、ファ
ン駆動タービンの所要段数が増加する傾向をもたらし、
その為エンジンの価格および重量を増加する。タービン
流から動力を多く取出すには、タービンガスの大きい膨
張を必要とし、したがって大きいタービン出口環状面積
が必要となる。
ファン部分によって駆動される空気量は、コアエンジン
によってうけ入れられる空気量に対して増大する。その
ような状態において、ファン部分の直径はコア直径に対
して増大する。ファン直径が増大するにつれ、ファンの
最適先端速度は減少する。大径ファン部分と低いファン
先端速度の要求との組合わせは、低いタービン回転速度
およびタービンの熱力学的動力サイクルによって、ファ
ン駆動タービンの所要段数が増加する傾向をもたらし、
その為エンジンの価格および重量を増加する。タービン
流から動力を多く取出すには、タービンガスの大きい膨
張を必要とし、したがって大きいタービン出口環状面積
が必要となる。
この課題に対する従来の解決法は、ファン駆動タービン
部分とファン部分との間に変速歯車箱を挿入することで
ある。しかしながら、そのような装置は重大な欠点を有
する。ファン駆動タービンは必要な段数は少なくなるが
、タービンの熱力学的サイクルに対する動力取出し要求
のため、同じ大きい出口環状面積を必要とし、したがっ
てその速度はファン駆動タービンの最終段の応力によっ
てvJ限される。したがって、タービンはかなりの段数
を有する比較的大きい直径のままとなる。第2に、ファ
ン駆動タービンとファン部分との間の歯車箱は比較的重
く、効率が悪く、高価でしかもその大きい軸出力および
低い出力速度のために、頻繁な保守作業を必要とする。
部分とファン部分との間に変速歯車箱を挿入することで
ある。しかしながら、そのような装置は重大な欠点を有
する。ファン駆動タービンは必要な段数は少なくなるが
、タービンの熱力学的サイクルに対する動力取出し要求
のため、同じ大きい出口環状面積を必要とし、したがっ
てその速度はファン駆動タービンの最終段の応力によっ
てvJ限される。したがって、タービンはかなりの段数
を有する比較的大きい直径のままとなる。第2に、ファ
ン駆動タービンとファン部分との間の歯車箱は比較的重
く、効率が悪く、高価でしかもその大きい軸出力および
低い出力速度のために、頻繁な保守作業を必要とする。
[発明の要約]
したがって、本発明の目的は、必要なファン駆動タービ
ン段数が少なくしかもファン部分の最適先端速度に適合
している、高バイパス比を有するターボファンエンジン
を提供することにある。
ン段数が少なくしかもファン部分の最適先端速度に適合
している、高バイパス比を有するターボファンエンジン
を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、ファン駆動タービンが少く
とも二つの部分に分割され、ファン部分が低速ファン駆
動タービン部分によって直接駆動されるように、その一
方の部分がファン部分の最適回転速度と略適合する回転
速度を有している高バイパス比エンジンの構成を提供す
ることにある。
とも二つの部分に分割され、ファン部分が低速ファン駆
動タービン部分によって直接駆動されるように、その一
方の部分がファン部分の最適回転速度と略適合する回転
速度を有している高バイパス比エンジンの構成を提供す
ることにある。
本発明の更に別の目的は、ファン駆動タービンの高速部
分のみが減速歯車に結合され、減速歯車箱の重量および
寸法が効果的に減少される、高バイパス比ターボファン
エンジンのファン駆動タービン部分を提供することであ
る。
分のみが減速歯車に結合され、減速歯車箱の重量および
寸法が効果的に減少される、高バイパス比ターボファン
エンジンのファン駆動タービン部分を提供することであ
る。
本発明の追加の目的および利点は下記に記載され、部分
的にはその記載から明らかになり、また発明の実施によ
って修得されるであろう。本発明の目的および利点は特
許請求の範囲の記載中で特定された手段および組合せに
よって実現され且つ達成されるであろう。
的にはその記載から明らかになり、また発明の実施によ
って修得されるであろう。本発明の目的および利点は特
許請求の範囲の記載中で特定された手段および組合せに
よって実現され且つ達成されるであろう。
前記目的を達成するため、本発明の目的に従って具体化
されここに概略記載される本発明の高バイパス比ターボ
ファンエンジンは、ファン部分およびファン部分を駆動
するファン駆動タービン装置を有する。ファン駆動ター
ビン装置はエンジン内で独立して回転するように取付け
られた第1および第2のタービン部分に分割されている
。ファン駆動軸装置はファン部分を回転するため設けら
れている。さらに、エンジンはファン駆動軸装置をファ
ン駆動タービン装置の第2タービン部分に結合して、第
2タービン部分と同じ回転速度でファン部分を回転する
装置を有する。さらに歯車箱が設けられ、この歯車箱に
よりファン駆動タービン装置の第1タービン部分をファ
ン駆動軸装置に結合し、また動力が第1タービン部分か
ら供給される回転速度を減少してファン部分の回転速度
に適合させている。ファン駆動軸装置の軸出力は、第1
および第2タービン部分の間に略均等に分配されるのが
好ましい。
されここに概略記載される本発明の高バイパス比ターボ
ファンエンジンは、ファン部分およびファン部分を駆動
するファン駆動タービン装置を有する。ファン駆動ター
ビン装置はエンジン内で独立して回転するように取付け
られた第1および第2のタービン部分に分割されている
。ファン駆動軸装置はファン部分を回転するため設けら
れている。さらに、エンジンはファン駆動軸装置をファ
ン駆動タービン装置の第2タービン部分に結合して、第
2タービン部分と同じ回転速度でファン部分を回転する
装置を有する。さらに歯車箱が設けられ、この歯車箱に
よりファン駆動タービン装置の第1タービン部分をファ
ン駆動軸装置に結合し、また動力が第1タービン部分か
ら供給される回転速度を減少してファン部分の回転速度
に適合させている。ファン駆動軸装置の軸出力は、第1
および第2タービン部分の間に略均等に分配されるのが
好ましい。
本発明の第2実施例において、回転速度の高いファン駆
動タービン装置の第1タービン部分は、ファン部分の後
方かつコアエンジン部分の前方に設けられたブースタ圧
縮機に、ブースタ圧縮機がファン駆動タービン装置の第
1タービン部分と略同じ回転速度で駆動されるように、
結合されている。
動タービン装置の第1タービン部分は、ファン部分の後
方かつコアエンジン部分の前方に設けられたブースタ圧
縮機に、ブースタ圧縮機がファン駆動タービン装置の第
1タービン部分と略同じ回転速度で駆動されるように、
結合されている。
上記に概括した本発明のターボファンエンジンの構造は
、ファン部分および/またはブースタ圧縮機をファン駆
動タービン装置の第2および第1タービン部分の夫々一
方と同じ回転速度で直接駆動しうる利点を有し、それに
よりファン駆動タービン部分とその関連する結合された
波動要素との間の歯車作用に対する要求を解消または減
少する。
、ファン部分および/またはブースタ圧縮機をファン駆
動タービン装置の第2および第1タービン部分の夫々一
方と同じ回転速度で直接駆動しうる利点を有し、それに
よりファン駆動タービン部分とその関連する結合された
波動要素との間の歯車作用に対する要求を解消または減
少する。
本明細書の図面は本発明の好ましい実施例を示すもので
あるが、上記の一般的記載および下記の好ましい実施例
に関する詳細な記載とともに、本発明の詳細な説明する
のに役立つであろう。
あるが、上記の一般的記載および下記の好ましい実施例
に関する詳細な記載とともに、本発明の詳細な説明する
のに役立つであろう。
[実施例]
(好ましい実施例の記載)
本発明の好ましい実施例を示す添付図面を詳細に参照す
るが、同じ符号はいくつかの図面を通じて同じ部分を示
している。
るが、同じ符号はいくつかの図面を通じて同じ部分を示
している。
第1図は全体的に符号10で示す高バイパス比ターボフ
ァンエンジンの概略図である。本発明によれば、エンジ
ン10はファン部分12、およびエンジンを通る燃焼ガ
ス流に関してコアエンジン部分16の前方に設けられた
ブースタ圧縮機14を有する。当業者に公知なように、
コア部分16は、典型的に燃焼室に供給する通常の高圧
圧縮機を有し、この燃焼室は高温燃焼ガスを高圧タービ
ンを通すように方向づけする。
ァンエンジンの概略図である。本発明によれば、エンジ
ン10はファン部分12、およびエンジンを通る燃焼ガ
ス流に関してコアエンジン部分16の前方に設けられた
ブースタ圧縮機14を有する。当業者に公知なように、
コア部分16は、典型的に燃焼室に供給する通常の高圧
圧縮機を有し、この燃焼室は高温燃焼ガスを高圧タービ
ンを通すように方向づけする。
本発明によればさらにエンジン10は、ファン部分を駆
動する駆動タービン装置を有する。図示のように、ファ
ン駆動タービン装置はファン駆動タービン18を有し、
このタービン18はエンジン10内で独立に回転するよ
う取付けられた第1および第2タービン部分20.22
に分かれている。第1タービン部分20は第2タービン
部分22の前方に設けられている。第1および第2ター
ビン部分20.22は各々予め決められた段数を有する
。第2タービン部分22は第1タービン部分20より直
径が太き(、当業者に容易に理解しうるように、タービ
ン装置の熱力学的サイクルによって示される動力要求に
適合する為、大きい環状面積を有する。第2タービン部
分22は、ファン部分12の設計回転速度で作動するの
が好ましく、第1タービン部分20は一層高い回転速度
で回転する。
動する駆動タービン装置を有する。図示のように、ファ
ン駆動タービン装置はファン駆動タービン18を有し、
このタービン18はエンジン10内で独立に回転するよ
う取付けられた第1および第2タービン部分20.22
に分かれている。第1タービン部分20は第2タービン
部分22の前方に設けられている。第1および第2ター
ビン部分20.22は各々予め決められた段数を有する
。第2タービン部分22は第1タービン部分20より直
径が太き(、当業者に容易に理解しうるように、タービ
ン装置の熱力学的サイクルによって示される動力要求に
適合する為、大きい環状面積を有する。第2タービン部
分22は、ファン部分12の設計回転速度で作動するの
が好ましく、第1タービン部分20は一層高い回転速度
で回転する。
本発明の第1実施例によれば、さらにエンジン10はフ
ァン部分を回転するファン駆動軸装置を有する。例示と
してただし限定の意味でなく、第1図に示すように、フ
ァン駆動軸装置はファン部分12に結合されたファン駆
動軸24を有する。
ァン部分を回転するファン駆動軸装置を有する。例示と
してただし限定の意味でなく、第1図に示すように、フ
ァン駆動軸装置はファン部分12に結合されたファン駆
動軸24を有する。
ファン駆動軸24はファン部分12のハブに直接連結さ
れ、軸24が回転する時ファン部分12を回転する。
れ、軸24が回転する時ファン部分12を回転する。
本発明によれば、さらにエンジン10はファン駆動軸装
置をファン駆動タービン装置の第2タービン部分に結合
して、ファン部分を第2タービン部分と略同じ回転速度
で回転する装置を有する。
置をファン駆動タービン装置の第2タービン部分に結合
して、ファン部分を第2タービン部分と略同じ回転速度
で回転する装置を有する。
本発明の第1実施例において、この結合装置は第2ター
ビン部分22のドラム26に対する軸24の直接連結を
含んでいる。即ち、本発明の第1実施例において、ファ
ン部分12は第2タービン部分22と同じ回転速度で直
接駆動される。
ビン部分22のドラム26に対する軸24の直接連結を
含んでいる。即ち、本発明の第1実施例において、ファ
ン部分12は第2タービン部分22と同じ回転速度で直
接駆動される。
本発明によれば、さらにエンジン10は歯車装置を有し
、この歯車装置がファン駆動タービン装置の第1タービ
ン部分をファン駆動軸装置に結合し且つ第1タービン部
分から供給される動力の回転速度を減少してファン部分
の回転速度と適合させている、本発明の第1実施例にお
いて、歯車装置はコア部分16の後方に設けられた歯車
箱28を有する。歯車箱28は、線32により、て図示
されたように普通の方法で第1タービン部分のドラム3
0に結合され、さらに軸24に結合されて第1タービン
部分20の出力を軸24に伝達している。また歯車箱2
8は、第1タービン部分20によって供給される出力の
回転速度を減少してファン部分12の回転速度に適合さ
せている。
、この歯車装置がファン駆動タービン装置の第1タービ
ン部分をファン駆動軸装置に結合し且つ第1タービン部
分から供給される動力の回転速度を減少してファン部分
の回転速度と適合させている、本発明の第1実施例にお
いて、歯車装置はコア部分16の後方に設けられた歯車
箱28を有する。歯車箱28は、線32により、て図示
されたように普通の方法で第1タービン部分のドラム3
0に結合され、さらに軸24に結合されて第1タービン
部分20の出力を軸24に伝達している。また歯車箱2
8は、第1タービン部分20によって供給される出力の
回転速度を減少してファン部分12の回転速度に適合さ
せている。
上記した第1図に示すターボファンエンジン10の構成
に関して、第2タービン部分22は軸24を介して駆動
ファン部分12に直接連結され、ファン部分12を第2
タービン部分22と同じ速度で回転させる。第1タービ
ン部分20は歯車箱28を介してファン駆動軸24に駆
動連結されている。このようにして、第2タービン部分
22が第2タービン部分22とファン部分12との間の
歯車の必要なしにファン部分12に直接結合されるため
、ファン駆動タービン18の所要段数は減少する。さら
に、軸24の軸出力のごく一部だけが歯車箱28を介し
て第1タービン部分20から供給されるため、歯車箱2
8の全重量および寸法は、ファン駆動タービンとファン
駆動軸との間の歯車が全軸出力を伝達する従来技術の構
造に比較して、いちじるしく減少する。
に関して、第2タービン部分22は軸24を介して駆動
ファン部分12に直接連結され、ファン部分12を第2
タービン部分22と同じ速度で回転させる。第1タービ
ン部分20は歯車箱28を介してファン駆動軸24に駆
動連結されている。このようにして、第2タービン部分
22が第2タービン部分22とファン部分12との間の
歯車の必要なしにファン部分12に直接結合されるため
、ファン駆動タービン18の所要段数は減少する。さら
に、軸24の軸出力のごく一部だけが歯車箱28を介し
て第1タービン部分20から供給されるため、歯車箱2
8の全重量および寸法は、ファン駆動タービンとファン
駆動軸との間の歯車が全軸出力を伝達する従来技術の構
造に比較して、いちじるしく減少する。
ファン駆動軸24の軸出力は第1タービン部分および第
2タービン部分間にほぼ均等に分配されるのが好ましい
。設計上の配慮から、第1タービン部分20の回転速度
を第2タービン部分22の回転速度の2倍とするのが好
ましい。第1タービン部分20の速度は最終段のブレー
ド応力によって制限される。この構成は従来技術の装置
をこえるいくつかの利点を有する。とくに、第2タービ
ン部分22におけるブレード応力は、第2タービン部分
22が大径のファン部分12と同じ低回転数rpmで作
動するように設計されているため、比較的低く保持され
る。第2タービン部分22に比較して第1タービン部分
20の回転速度およびブレード速度が一層高いため、第
1タービン部分20の各段当たりの仕事取出量および各
段の効率は比較的高い。歯車箱2Bが第1タービン部分
20から供給される軸出力の一部だけを伝達するため、
歯車箱28の軸出力は減少する。さらに、第1タービン
部分2θは第2タービン部分22への転移ダクトとして
作用し、コア部分からの高温燃焼生成物を大径の第2タ
ービン部分22に案内する。この構成は、第1タービン
部分がファン部分に駆動動力を供給することおよび大径
の第2タービン部分22への転移ダクトを形成すること
の二重の目的を達成するため、エンジンを短縮すること
ができる。最後に、歯車箱28の潤滑油へ熱の追加は、
歯車箱28が軸出力の一部のみをファン駆動軸24に伝
達するため減少し、それにより潤滑油冷却装置の重量お
よび冷却容量を減少することができる。
2タービン部分間にほぼ均等に分配されるのが好ましい
。設計上の配慮から、第1タービン部分20の回転速度
を第2タービン部分22の回転速度の2倍とするのが好
ましい。第1タービン部分20の速度は最終段のブレー
ド応力によって制限される。この構成は従来技術の装置
をこえるいくつかの利点を有する。とくに、第2タービ
ン部分22におけるブレード応力は、第2タービン部分
22が大径のファン部分12と同じ低回転数rpmで作
動するように設計されているため、比較的低く保持され
る。第2タービン部分22に比較して第1タービン部分
20の回転速度およびブレード速度が一層高いため、第
1タービン部分20の各段当たりの仕事取出量および各
段の効率は比較的高い。歯車箱2Bが第1タービン部分
20から供給される軸出力の一部だけを伝達するため、
歯車箱28の軸出力は減少する。さらに、第1タービン
部分2θは第2タービン部分22への転移ダクトとして
作用し、コア部分からの高温燃焼生成物を大径の第2タ
ービン部分22に案内する。この構成は、第1タービン
部分がファン部分に駆動動力を供給することおよび大径
の第2タービン部分22への転移ダクトを形成すること
の二重の目的を達成するため、エンジンを短縮すること
ができる。最後に、歯車箱28の潤滑油へ熱の追加は、
歯車箱28が軸出力の一部のみをファン駆動軸24に伝
達するため減少し、それにより潤滑油冷却装置の重量お
よび冷却容量を減少することができる。
第2図は第1図のエンジンの第2の構成を示し、この例
におけるスター歯車62を含む歯車装置は、コア部分1
6の前方に設けられている。参照符号34.36は、フ
ァン駆動タービン18およびブースタ圧縮機14のフレ
ームおよび案内ベーンを夫々示す。本発明のこの実施例
において歯車62を前方に設置したことは、下記の利点
を有する。
におけるスター歯車62を含む歯車装置は、コア部分1
6の前方に設けられている。参照符号34.36は、フ
ァン駆動タービン18およびブースタ圧縮機14のフレ
ームおよび案内ベーンを夫々示す。本発明のこの実施例
において歯車62を前方に設置したことは、下記の利点
を有する。
第1に、第1タービン部分20は動力がコア部分を通し
て伝達されるまで高速rpmかつ低トルクのままである
ため、エンジン10のコア部分16を通して伝達される
トルクは小さい。第2に、歯車箱62はコア部分16前
方のエンジン10の一層冷たい区域に設置される。第3
に、コア部分16の前方に設置されるため、歯車箱62
の保守作業のためそこに接近することが容易である。第
4に、ブースタ駆動動力が歯車を通して伝達されないた
め、歯車の出力要求が減少する。最後に、ブースタがフ
ァンに比較して高い回転数RPMで作動しうるため、こ
の構成はコアを中位の圧力比で使用することができ、し
たがって数段でかなりの圧力上昇(コア過給)が効率良
く生ずることである。
て伝達されるまで高速rpmかつ低トルクのままである
ため、エンジン10のコア部分16を通して伝達される
トルクは小さい。第2に、歯車箱62はコア部分16前
方のエンジン10の一層冷たい区域に設置される。第3
に、コア部分16の前方に設置されるため、歯車箱62
の保守作業のためそこに接近することが容易である。第
4に、ブースタ駆動動力が歯車を通して伝達されないた
め、歯車の出力要求が減少する。最後に、ブースタがフ
ァンに比較して高い回転数RPMで作動しうるため、こ
の構成はコアを中位の圧力比で使用することができ、し
たがって数段でかなりの圧力上昇(コア過給)が効率良
く生ずることである。
引続いて第2図において、ブースタ圧縮機14は軸50
よりなるブースタ駆動軸装置を介して第1タービン部分
20から直接駆動される。当業者が容易に理解しうるよ
うに、軸50は二重スプールの外側軸を形成し、軸24
は同じく内側軸を構成している。内側軸24は軸受3g
、4gによって支持され、また外側軸50は軸受40,
42および44によって支持される。
よりなるブースタ駆動軸装置を介して第1タービン部分
20から直接駆動される。当業者が容易に理解しうるよ
うに、軸50は二重スプールの外側軸を形成し、軸24
は同じく内側軸を構成している。内側軸24は軸受3g
、4gによって支持され、また外側軸50は軸受40,
42および44によって支持される。
この実施例において、第1タービン部分2Gをブースタ
圧縮機14に結合する装置は、ブースタ駆動軸50をブ
ースタ圧縮機14のハブに直接連結することによって形
成されている。第2図に示す本発明の実施例は、ブース
タ圧縮機14が第1タービン部分20と同じ高い回転速
度で駆動され、このためブースタ部分14が僅かな段数
しか有しなくでも、本発明が中位の圧力比でコアを作動
するのに十分な仕事を発生しうる利点を有する。図示の
ように、第1タービン部分20とブースタ圧縮機14と
の間の結合装置は歯車62を通さず、したがって歯車を
介しての伝達による軸出力の損失を回避する。また、ブ
ースタ軸5Gはスター歯車62の入力軸7Gに連結され
ている。スター歯車62の出力軸72は次にファン部分
12に連結されている。即ち、第1タービン部分20の
出力は、ブースタ14とファン12との間で分配される
。
圧縮機14に結合する装置は、ブースタ駆動軸50をブ
ースタ圧縮機14のハブに直接連結することによって形
成されている。第2図に示す本発明の実施例は、ブース
タ圧縮機14が第1タービン部分20と同じ高い回転速
度で駆動され、このためブースタ部分14が僅かな段数
しか有しなくでも、本発明が中位の圧力比でコアを作動
するのに十分な仕事を発生しうる利点を有する。図示の
ように、第1タービン部分20とブースタ圧縮機14と
の間の結合装置は歯車62を通さず、したがって歯車を
介しての伝達による軸出力の損失を回避する。また、ブ
ースタ軸5Gはスター歯車62の入力軸7Gに連結され
ている。スター歯車62の出力軸72は次にファン部分
12に連結されている。即ち、第1タービン部分20の
出力は、ブースタ14とファン12との間で分配される
。
本発明の第3実施例を示す第3図において、歯車装置は
差動遊星歯車52を含み、この歯車は、第2タービン部
分22をファン部分12に結合する装置および第1ター
ビン部分20をファン部分12に結合する歯車装置の組
み合わせを有する。
差動遊星歯車52を含み、この歯車は、第2タービン部
分22をファン部分12に結合する装置および第1ター
ビン部分20をファン部分12に結合する歯車装置の組
み合わせを有する。
この実施例において、差動遊星歯車52は太陽歯車54
および遊星歯車キャリヤ56を有する。ファン駆動軸装
置はこれも二重スプール構成として形成され、この構成
は同心の外側および内側の回転輪58.60を夫々有し
、外側軸58は第1タービン部分20のハブに連結され
、内側回転軸60は第2タービン部分22のハブに連結
されている。第1タービン部分20の外側駆動軸58は
太陽歯車54に連結され、内側回転軸6Gは遊星歯車キ
ャリヤ56に連結されている。差動遊星歯車52および
スター歯車62の特定の形状は通常のもので、当業者に
は容易に理解しうるであろう。
および遊星歯車キャリヤ56を有する。ファン駆動軸装
置はこれも二重スプール構成として形成され、この構成
は同心の外側および内側の回転輪58.60を夫々有し
、外側軸58は第1タービン部分20のハブに連結され
、内側回転軸60は第2タービン部分22のハブに連結
されている。第1タービン部分20の外側駆動軸58は
太陽歯車54に連結され、内側回転軸6Gは遊星歯車キ
ャリヤ56に連結されている。差動遊星歯車52および
スター歯車62の特定の形状は通常のもので、当業者に
は容易に理解しうるであろう。
スター歯車62のようなスター歯車、差動遊星歯車52
のような差動遊星歯車は、出版権1984年マグロウー
ヒル社(MeGrav tlill )のダール・W−
ダッドレー(Darle V、Dudley)著[実用
歯車設計ハンドブック]の記載を参照されたい。
のような差動遊星歯車は、出版権1984年マグロウー
ヒル社(MeGrav tlill )のダール・W−
ダッドレー(Darle V、Dudley)著[実用
歯車設計ハンドブック]の記載を参照されたい。
第3図に示す差動遊星歯車52を有する本発明の別の実
施例は、第2タービン部分22の回転速度をわずかに修
正することが出来、設計者に第2タービン部分22に特
定の速度を採用するにあたり成る程度の自由度を与えな
がら、ファン部分12の最適設計速度に適合させること
ができる利点を有する。
施例は、第2タービン部分22の回転速度をわずかに修
正することが出来、設計者に第2タービン部分22に特
定の速度を採用するにあたり成る程度の自由度を与えな
がら、ファン部分12の最適設計速度に適合させること
ができる利点を有する。
さらに別の利点および変更は当業者には容易に理解しう
るであろう。したがって、本発明はその広い項目におい
て、ここに図示し記載した特定の細目事項、図示の装置
および説明した実施例に限定されるものではない。した
がって、特許請求の範囲に記載および均等物によって定
められる一般的発明概念の精神および範囲から逸脱する
ことがない限り、上記のような詳細項に拘束されない。
るであろう。したがって、本発明はその広い項目におい
て、ここに図示し記載した特定の細目事項、図示の装置
および説明した実施例に限定されるものではない。した
がって、特許請求の範囲に記載および均等物によって定
められる一般的発明概念の精神および範囲から逸脱する
ことがない限り、上記のような詳細項に拘束されない。
第1図は、第1タービン部分をファン駆動タービン軸装
置に連結する歯車装置がコア部分後方に設けられた、本
発明のターボファンエンジンの概略図、 第2図は、ファン駆動タービンの第1タービン部分をフ
ァン部分に結合する歯車装置がコア部分の前方に設けら
れ、ブースタ圧縮機が第1タービン部分と歯車装置の間
に延びる軸を介して直接駆動される本発明のターボファ
ンエンジンの概略図、第3図は、ファン駆動タービンの
第1、第2部分が、歯車装置および第2タービン部分を
ファン部分に結合する装置を有する差動遊星歯車を介し
てファン部分に結合された本発明の第2実施例を示す図
である。 主な符号の説明 10・・・ターボファンエンジン、12・・・ファン部
分、14・・・ブースタ圧縮機、16・・・コア部分、
18・・・ファン駆動タービン、20.22・・・第1
.2タ一ビン部分、24・・・ファン駆動軸(内側軸)
、26・・・ドラム、28・・・歯車箱、30・・・ド
ラム、34.36・・・フレームおよび案内ベーン、3
8,40.42.44.48・・・軸受、50・・・ブ
ースタ駆動軸(外側軸)、52・・・遊星歯車、54・
・・太陽歯車、56・・・a星キャリヤ、58・・・外
側回転軸、60・・・内側回転軸、62・・・スター歯
車、To、72・・・人、出力軸。
置に連結する歯車装置がコア部分後方に設けられた、本
発明のターボファンエンジンの概略図、 第2図は、ファン駆動タービンの第1タービン部分をフ
ァン部分に結合する歯車装置がコア部分の前方に設けら
れ、ブースタ圧縮機が第1タービン部分と歯車装置の間
に延びる軸を介して直接駆動される本発明のターボファ
ンエンジンの概略図、第3図は、ファン駆動タービンの
第1、第2部分が、歯車装置および第2タービン部分を
ファン部分に結合する装置を有する差動遊星歯車を介し
てファン部分に結合された本発明の第2実施例を示す図
である。 主な符号の説明 10・・・ターボファンエンジン、12・・・ファン部
分、14・・・ブースタ圧縮機、16・・・コア部分、
18・・・ファン駆動タービン、20.22・・・第1
.2タ一ビン部分、24・・・ファン駆動軸(内側軸)
、26・・・ドラム、28・・・歯車箱、30・・・ド
ラム、34.36・・・フレームおよび案内ベーン、3
8,40.42.44.48・・・軸受、50・・・ブ
ースタ駆動軸(外側軸)、52・・・遊星歯車、54・
・・太陽歯車、56・・・a星キャリヤ、58・・・外
側回転軸、60・・・内側回転軸、62・・・スター歯
車、To、72・・・人、出力軸。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ファン部分と、 独立に回転するよう取付けられた第1および第2タービ
ン部分を有する、前記ファン部分を駆動するファン駆動
タービン装置と、 前記ファン部分を回転するファン駆動軸装置と、前記フ
ァン駆動軸装置を前記ファン駆動タービン装置の前記第
2タービン部分に結合して前記第2タービン部分と略同
じ回転速度で前記ファン部分を回転させる装置と、 前記ファン駆動タービン装置の前記第1タービン部分を
前記ファン駆動軸に結合し且つ前記第1タービン部分の
出力の回転速度を減少して前記ファン部分の回転速度と
釣り合せる歯車装置とを含む高バイパス比ターボファン
エンジン。 2、前記ファン駆動軸装置の軸出力は前記歯車装置によ
って前記第1および第2タービン部分の間にほぼ均等に
分配される、請求項1記載のターボファンエンジン。 3、前記第1タービン部分の回転速度は前記歯車装置に
よって前記第2タービン部分の回転速度の約2倍に設定
される、請求項1記載のターボファンエンジン。 4、エンジンを通る燃焼ガス流に対して前記ファン駆動
タービン装置の前方に設けられたコア部分を有し、前記
歯車装置は前記コア部分の後方に設けられた、請求項1
記載のターボファンエンジン。 5、エンジンを通る燃焼ガス流に対して前記ファン駆動
タービン装置の前方に設けられたコア部分を有し、前記
歯車装置は前記コア部分の前方に設けられた、請求項1
記載のターボファンエンジン。 6、エンジンを通る燃焼ガス流に関して前記ファン駆動
タービン装置の前方に設けられたコア部分と、 前記コア部分の前方に設けられたブースタ圧縮機と、 前記第1タービン部分を前記ブースタ圧縮機に結合して
前記第1タービン部分と同じ回転速度で前記ブースタ圧
縮機を回転するブースタ駆動軸装置とを含む請求項1記
載のターボファンエンジン。 7、前記歯車装置はスター歯車を有する、請求項1記載
のターボファンエンジン。 8、前記ファン駆動軸装置は前記第1および第1タービ
ン部分の各一方に作動的に連結された内外回転軸を有す
る二重スプール軸として形成された、請求項1記載のタ
ーボファンエンジン。 9、前記結合装置およびスター歯車は、遊星キャリヤを
有する差動歯車および太陽歯車の組合せを有し、前記第
1タービン部分に連結された前記ファン駆動軸装置の内
外軸の一方は前記太陽歯車に結合され、前記内外軸の他
方は前記遊星キャリヤに結合された、請求項8記載のタ
ーボファンエンジン。 10、ファン部分と、 エンジンを通る燃焼ガス流に関して前記ファン部分の後
方に設けられたブースタ圧縮機と、前記ブースタ圧縮機
の後方に設けられたコア部分と、 独立に回転するように取付けられた第1および第2ター
ビン部分を有する、前記ファンおよびブースタ部分を駆
動するファン駆動タービン装置と、前記ファン部分を回
転するファン駆動軸装置と、前記ブースタ圧縮機を回転
するブースタ駆動軸装置と、 前記ファン駆動軸装置を前記第2タービン部分に結合し
て前記ファン部分を前記第2タービン部分とほぼ同じ回
転速度で回転させる装置と、前記ブースタ駆動軸装置を
前記第1タービン部分に結合して前記ブースタ圧縮機を
前記第1タービン部分とほぼ同じ回転速度で回転させる
装置と、前記第1タービン部分を前記ファン駆動軸装置
に結合し且つ前記第1タービン部分から供給される動力
の回転速度を減少して前記ファン部分の回転速度に適合
させる歯車装置とを含む高バイパス比ターボファンエン
ジン。 11、前記歯車装置は前記コア部分の後方に設けられた
、請求項10記載のターボファンエンジン。 12、前記歯車装置は前記コア部分の前方に設けられた
、請求項10記載のターボファンエンジン。 13、前記歯車装置はスター歯車を有する、請求項10
記載のターボファンエンジン。 14、前記ファン駆動軸装置および前記ブースタ駆動軸
装置は、それぞれ二重スプール軸として配置された、内
外軸を有する、請求項1記載のターボファンエンジン。 15、前記歯車装置および前記第2タービン部分を前記
ファン駆動軸部分に結合する前記装置は、遊星キャリヤ
を有する差動遊星歯車および太陽歯車の組合わせを有し
、前記内側軸は前記第1タービン部分に連結され、前記
外側軸は前記遊星キャリヤに連結された、請求項10記
載のターボファンエンジン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US294,091 | 1989-01-03 | ||
US07/294,091 US4916894A (en) | 1989-01-03 | 1989-01-03 | High bypass turbofan engine having a partially geared fan drive turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02245454A true JPH02245454A (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=23131839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1336776A Pending JPH02245454A (ja) | 1989-01-03 | 1989-12-27 | ターボファンエンジン |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4916894A (ja) |
JP (1) | JPH02245454A (ja) |
DE (1) | DE3943103A1 (ja) |
FR (1) | FR2641331B1 (ja) |
GB (1) | GB2226598B (ja) |
IL (1) | IL92824A0 (ja) |
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