JPH0315627A - 二重反転駆動ファンを持つエンジン - Google Patents

二重反転駆動ファンを持つエンジン

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JPH0315627A
JPH0315627A JP2108548A JP10854890A JPH0315627A JP H0315627 A JPH0315627 A JP H0315627A JP 2108548 A JP2108548 A JP 2108548A JP 10854890 A JP10854890 A JP 10854890A JP H0315627 A JPH0315627 A JP H0315627A
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SNECMA SAS
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    • F02K3/072—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 with counter-rotating, e.g. fan rotors
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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】 本発明は、飛行機の推進用の、瓦状に並べられた二重反
転低速作動の２つのタービンに供給するガス発生器を含
むタイプのガスタービンエンジンに係る。
フランス特許出願ＦＲ−Ａ−　　２　５３５　８４号は
作動タービンがガス発生器の下流側に配置され、且つ前
記発生器から出る熱ガスによって直接に駆動されるとい
うこのタイプのガスタービンエンジンを開示している。
前記タービンは減速機無しに２段の二重反転プロペラか
、または推進を確保する２段の流線形ファンかを直接に
駆動する。２つの組立法が提案されている。１つはエン
ジンの後部にプロベラないしファンを配置するというも
ので、これには飛行機の翼の下側に取付けるさいに不都
合と困難が生じる。他方はこれらをエンジンの前部に配
置するというもので、この場合は駆動用として非常に長
い結合軸を必要とし、その位置決めも同じく不都合を伴
う。
フランス特許出願ＦＲ−Ａ−　２　５６０　６４２号は
同じタイプのガスタービンエンジンを開示しており、そ
の二重反転過圧圧縮機は前方二重反転ファンと結合して
いる。単段ファンの翼のピッチ調整装置が付加されてお
り、流速の逆転を得ることを可能にする。
本出願人によるフランス特許出願ＦＲ−Ａ−２　６０６
　０８１号はガス発生器を含む同じタイプのエンジンの
別の解決法を開示しており、ここではガスが後部から飛
行機の移動方向に対して前方へ循環し、さらに方向逆転
後、二重反転プロペラ２段を直接に駆動する二重反転動
作を行う２個のタービンに供給する。ガス発生器はエン
ジン外被の外周に配置された多数の流路から成る吸気ス
リーブによって供給され、作動タービンの出口のガス排
出は吸気流路間に挿入された多数の流路によって実行さ
れる。
もしこの方法が先行技術によって可能であったよりもっ
と切りつめた寸法の、飛行機主翼の前方に張り出した二
重反転駆動ファンを持つエンジンの実現を可能にすると
しても、それでもやはり吸気スリーブと低速タービンの
下流側気流東出口を実施はかなり困難であることに変り
はない。
本発明はガス発生器の低圧圧縮機への前方吸気を可能に
する先行のタイプの（流束方向逆転装置付きの）駆動フ
ァン付きエンジンを実現することを目的とする。
本発明は同様に先行形式よりさらに小型化され、さらに
単純化され、組立てがさらに容易な、そして特にさらに
短かいタービン軸を備え、従って振動に対する感じやす
さを減らした駆動ファンエンジンの実現を目的とする。
本発明は同様に推進機の実現をも目的としており、単純
性をさらに高めることによって現在の技術状態のエンジ
ンよりさらに軽量化されることができ、しかも比消費量
に関して二重反転ファンを採用することで有利性を獲得
することが可能である。
それ故、本発明は２個の瓦状に並べた二重反転式低速タ
ービンに供給するガス発生器を含む形式の飛行機推進用
ガスタービンエンジンに適用する。
前記２個の低速タービンはエンジンの上流側に配置され
た、いわゆる牽引式の２個の二重反転ファンを駆動し、
前記ガス発生器は、低圧タービン並びに２個の低速ター
ビンが後続する高圧タービンにエネルギを供給するため
圧縮空気を気化し燃焼する燃焼室に圧縮空気を供給する
高圧圧縮機を従える低圧圧縮機を含んでいる。
本発明によれば、ガスは低圧圧縮機のレベルで上流側か
ら下流側に、次いで高圧圧縮機、燃焼室及び高圧及び低
圧タービン内で下流側から上流側に、さらに再び自由タ
ービン内で二重反転ファンから出る冷気流束内に排出さ
れる前に上流側から下流側へ向かって循環する。
本発明の一特徴によれば、低圧圧縮機は２段の二重反転
動翼から成り、第１段は中央タービン軸に支持され、ガ
ス発生器の低圧タービンによって駆動され、他方では第
２段は上流側ファンと一体的であり、前記低圧圧縮機の
動翼の第２段及び前記上流側ファンは、それらを回転駆
動する径方向に内側の第１低速タービンに胴によって結
合されている。
こうして低圧圧縮機及びファンは前方空気吸込み口を持
つ。
本発明エンジンのその他の特徴並びにその詳しい内容を
以下に添付図面を参照して説明する。
第１図では圧縮機及びタービンは段数を示さず略図化し
てある。こうして低圧圧縮機は実際の型式では５段であ
るのに、ここでは２段として簡略化して示してある。
一般にガス発生器は、上流側から下流側に向かって圧縮
空気が循環する回転上流部分３と固定下流部分４を含む
環状流管を従える前面空気吸込み口２をもつ低圧軸流圧
縮機ｌを含む。固定下流側流管４はその下流側先端に屈
曲部ｈを含んでおり、ここから流束は方向を変えて高圧
圧縮機５に入り、次に燃焼室６に入ってここで圧縮空気
が気化され、燃料ガスが高圧タービン７内に次いで低圧
タービン８内に逃がされる。
高圧体５，　６．　７．　８の全体において気流束はエ
ンジンの後部から前部へ循環し、低圧タービンの出口で
気流束は再び方向をひじ形反転構造９内で変え、２個の
二重反転自由タービン内に前方から後方へ向かって侵入
する。２個のタービンの一方１０は径方向に内側にあり
、他方１１は径方向に外側にあり、互いに重なり合って
並べられている。
低速タービンＩＯ及び１１の出口では、気流束は下流側
に向けて高圧圧縮機５のレベルで縦方向に位置する噴射
面ｌ２に噴射され、後部固定中央胴１３の周囲に環状出
口を形成する。
自由タービンＬＯ及び１ｌはそれぞれ５段から成り（こ
れは一例にすぎない）、エンジンの上流側に位置する上
流側ファンｌ４及び下流側ファンｌ５をそれぞれ駆動し
、第■ファンｌ４は高圧圧縮機ｌのレベルでこれを取り
囲み、第２フ７ンｌ５は低圧圧縮機１とひじ形反転構造
９との間に位置する縦方向レベルに配置されている。
低圧圧縮機１は２段の二重反転動翼ＩＡ，１Ｂで形成さ
れ、第１の回転段ＩＡは段ＩＢに対して径方向に内側に
あり、中央タービン軸ｌ６に支持され、ガス発生器の低
圧タービン８によって駆動される。
低圧圧縮機の第２の回転段１Ｂは上流側ファン１４及び
、それらを回転駆動する径方向に内側の第■低速タービ
ンｌＯと一体的である。
このため、圧縮機の段ＩＢは上流側のｌ８で上流側ファ
ンｌ４の円板２０と一体的な上流先端部分１９に上流側
ｌ８においてボルト締めされたリング１７によって支え
られている。
リングｌ７の下流側は胴２ｌを介して低速タービン１０
と結合する。胴は径方向隔壁２ｌｂによって外壁２１ｃ
と結合したほぼ管形の内側内壁２１ｓを含み、外壁は低
圧圧縮機１から生じた圧縮機を高圧圧縮機５のほうへ向
けるための流管を低圧圧縮機の下流側に形成するためこ
れを取り囲む。
こうして、上流側ファン１４、分離先端部品ｌ９、低圧
圧縮機１の外側回転段１Ｂ及び、胴２ｉは環状流管３及
び内側自由タービン１０と共に共通反転段を形成する。
回転軸受装置については後に説明する。
下流側ファン１５は２２において上流ファン１４の胴２
ｌを取り囲む軸２３にボルト締めされており、軸２３は
その下流側で第１低速タービンｌＯの外側に径方向に配
置された第２低速タービンと一体的である。
エンジンの固定部分は、下流側ファンの下側に径方向に
配置された内側リング２５を含み、さらに下流側ファン
の軸２３の２個の回転軸受２６．２７を含む上流側固定
構造２４によって構威される。構造２４はエンジンの外
枠２８を支える径方向補剛アームを含んでおり、前記外
枠は下流側ファン円板の下流側から自由タービンの外側
にガスを噴射する横断面にまで延伸する。
固定部分はまたタービン１０の下流側から延伸し、且つ
外側から内側に径方向にファン１４．１５及び低速ター
ビン１０．１１から発するガスを排出するための後部コ
ーン２９を形成するリングを含む後部中央胴部１３をも
含んでおり、二重リング３０．３１は下流側ひじ部ｈを
備え、且つ反転胴３及び高圧圧縮機５の間の上流一下流
中間流管４を形成する。後部中央胴１３は、前記の通り
後方から前方に高圧圧縮機５、燃焼室６及び高圧タービ
ン７及び低圧タービン８を含むガス発生器を含んでおり
、低圧タービン８は中央低圧タービン軸１６によって低
圧圧縮機１の動翼の第１段ＩＡと結合している。
上流側ファンｌ４の胴２１は、一方では胴の外壁２１ｅ
と軸の間に配置された２つの軸受３２，３３を用いて下
流側ファンの軸２３の内側に、他方では中央軸と胴２１
の内壁２１ｒ　との間に配置された上流側軸受３４を用
いて低圧タービンの中央軸１６上に回転的に取付けられ
ている。
もしいま、ガス発生器の高圧胴について詳しく説明する
とすれば、胴は後部に、上流側に配置された高圧タービ
ン７に中央軸３５によって結合された高圧圧縮機５を含
んでおり、さらに高圧圧縮機５の入口に下流側に向けて
延伸し、装置の支え３８のビニオンを駆動する軸列３７
を備えた後部ジャーナルを含み、前記支えは下流側コー
ン２９の内側に配置されている。
高圧胴部は上流側では中央胴部１３の上流側構造素子４
０と上流側ジャール４ｌとの間に配置された軸受３９上
に中心決めされ、下流側では中央胴部の下流側構造素子
４３と後部ジャーナル３６の間に配置された軸受４２上
に中心決めされている。
低圧タービン軸ｌ６のほうは、前方では上流側ファンの
胴２１によって内側から支えられた前記軸受３４上に、
下流側では中央胴部１３の構造素子４５によって支えら
れた軸受４４上に回転的に取付けられることができる。
スライド縦？ａ５５の助けをかりてより容易な分解を可
能にする第２図に示す変形例は２つの部分によって構成
され、そのうち軸の上流側部分は胴２１と一体的な軸受
５６と軸受３４上に取付けられ、下流側部分は構造４５
と一体的な軸受５７と軸受４４上に取付けられている。
この場合、ガス発生器（低圧タービン、高圧タービン、
燃焼室及び高圧圧縮機）は上流側部分（ファン、低圧圧
縮機及び自由タービン）から面Ｐ内に含まれるラビリン
スのりベルで容易に分離されることができる。
エンジンは上流側では上流固定構造２４の径方向に外側
の部分に、下流側ではリング３０の補強部分４８に引掛
けられた懸垂二重支柱４６．　４７に吊り下げられ、他
方では補剛アーム４９は構造要素４０の支持を確保する
。
この種のエンジンは飛行機の主翼５０の下側に比較的僅
かな張り出しで、ファン１４及びｌ５が翼の前縁の上流
側に配置されるようにして吊り下げられることができる
。
好ましくはファン２４．２５は二次気流束の外縁を限定
する外側環状線形を含む。この場合、下流側ファンｌ５
の流線形の後縁５２は飛行機の主翼５０の前縁の上流側
に位置する面に位置し、エンジンはファンの流線形５１
．５２が飛行機の翼下面の最下位点の下側に位置するよ
うな高さに吊り下げられている。
流線形ファンをもつこのタイプの具体例において、流線
形５ｌ又は５２、ファンの羽根ｌ４又はｌ５及びファン
円板によって形成された部分は複合材料で作られたモノ
ブロックユニットを構戚することができる。これは希釈
率のきわめて高いエンジンに適用するため、流線形周辺
速度が比較的低く２２０ｍ／＋のオーダーであるという
事実によって可能となり、このことが今日存在するエン
ジンに比して重量を潜在的に減少した複合材料の使用を
可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明エンジンの実施原理を縦方向半断面で表
わしたブロックダイヤグラム、第２図は第１図のエンジ
ンの好ましい一興体例の縦方向半断面図である。 １・・・・・・低圧圧縮機、　　５・・・・・・高圧圧
縮機、６・・・・・・燃焼室、　　７・・・・・・高圧
タービン、８・・・・・・低圧タービン、１０．１１・
・・・・・低速タービン、１４．１５・・・・・・二重
反転ファン。 事件の表示 発明の名称 補正をする者 事件との関係 手続補正書 平成２年特許願第１０８５４８号 二重反転駆動ファンを持つエンジン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）２個の重ね合わせて並べた二重反転低速タービン
    に供給するガス発生器を含む形式の飛行機の推進のため
    のガスタービンエンジンであって、前記２個の低速ター
    ビン自体はエンジンの上流側に配置された、いわゆる牽
    引式の２個の二重反転ファンを駆動し、前記ガス発生器
    は、低圧タービン並びに２個の低速タービンが後続する
    高圧タービンにエネルギを供給するため圧縮空気を気化
    し燃焼する燃焼室に圧縮空気を供給する高圧圧縮機を従
    える低圧圧縮機を含んでおり、ガスが低圧圧縮機のレベ
    ルで上流側から下流側に、次いで高圧圧縮機、燃焼室及
    び高圧及び低圧タービン内で下流側から上流側に、さら
    に再び自由タービン内で二重反転ファンから出る冷気流
    束内に排出される前に上流側から下流側へ向かって循環
    することを特徴とするエンジン。 （２）低圧圧縮機が２段の二重反転動翼から成り、第１
    段は中央タービン軸に支持され且つガス発生器の低圧タ
    ービンによって駆動され、しかるに第２段は上流ファン
    と一体的であり、前記低圧圧縮機の動翼の第２段及び前
    記上流側ファンは、それらを回転駆動する径方向に内側
    の第１低速タービンに胴によって結合されていることを
    特徴とする請求項１に記載のエンジン。 （３）低圧圧縮機及びファンが前方空気吸込み口を含む
    ことを特徴とする請求項２に記載のエンジン。 （４）胴が径方向隔壁によって外壁と結合したほぼ管形
    の内壁を含み、外壁は低圧圧縮機から生じた圧縮機を高
    圧圧縮機へ向かわせるための流管を低圧圧縮機の下流側
    に形成するためこれを取り囲むことを特徴とする請求項
    ２又は３に記載のエンジン。 （５）下流側ファンが上流側ファンの胴を取り囲む軸に
    結合されており、前記軸は第１低速タービンの外側に径
    方向に配置された第２低速タービンと下流側で一体的で
    あることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に
    記載のエンジン。 （６）下流側ファンの軸が、前記下流側ファンの軸と前
    記固定構造の間に配置された、一方は上流側、他方は下
    流側の２個の軸受を用いてエンジンの上流側固定構造の
    内部で回転的に取付けられていることを特徴とする請求
    項４に記載のエンジン。 （７）上流側ファンの胴が、一方では下流側ファンの軸
    の内側に軸と胴の外壁との間に配置された２つの軸受を
    用いて、他方では低圧タービンの中央軸上にこの軸と胴
    の内壁との間に配置された上流側軸受を用いて回転的に
    取付けられていることを特徴とする請求項５又は６に記
    載のエンジン。 （８）外側から内側に径方向に、ファン及び低速タービ
    ンから発するガスを排出するための後部コーンを形成す
    るリング、及び下流側ひじ部を備え且つ胴と高圧圧縮機
    との間の上流−下流中間流管を形成する二重リングを含
    んでおり、さらに後方から前方に高圧圧縮機、燃焼室、
    高圧タービン及び低圧タービンを含むガス発生器を含む
    後部中央胴部を含んでおり、低圧タービンは中央低圧タ
    ービン軸によって低圧圧縮機の動翼の第１段と結合して
    いることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に
    記載のエンジン。 （９）高圧胴部が後部に、上両側に配置された高圧ター
    ビンに中央軸によって結合された高圧圧縮機を含んでい
    ること、及び前記胴部が高圧圧縮機の入口に下流側に向
    かって延伸し、装置の支えのピニオンを駆動する軸列を
    備えた後部ジャーナルを含んでおり、前記支えは下流側
    コーンの内側に配置されていることを特徴とする請求項
    ８に記載のエンジン。（１０）高圧胴部が、上流側では
    中央胴部の上流側構造素子と上流側ジャーナルとの間に
    配置された軸受上に、さらに下流側では中央胴部の下流
    側構造素子と後部ジャーナルの間に配置された軸受上に
    中心決めされていることを特徴とする請求項９に記載の
    エンジン。（１１）上流側固定構造及び後部中央胴部が
    互いに外周リングによって一体的であり、さらに飛行機
    主翼に懸垂二重支柱によって結合されていることを特徴
    とする請求項６から１０のいずれか一項に記載のエンジ
    ン。 （１２）主翼下側に張り出し式に懸垂されており、ファ
    ンが飛行機主翼の上流側に配置されていることを特徴と
    する飛行機主翼に懸垂された請求項１１に記載のエンジ
    ン。 （１３）ファンが流線形に形成されていることを特徴と
    する請求項１２に記載のエンジン。 （１４）下流側ファンの流線形の後縁が飛行機主翼の前
    縁の上流側に位置する面内にあること、さらにエンジン
    が、ファンの流線形が飛行機の翼下面の最下位点の下側
    に位置するような高さに懸垂されていることを特徴とす
    る請求項１３に記載のエンジン。
JP2108548A 1989-04-26 1990-04-24 二重反転駆動ファンを持つエンジン Expired - Lifetime JPH065039B2 (ja)

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DE (1) DE69000954T2 (ja)
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