JPH045437A - 圧縮機空気抽出方法および装置 - Google Patents
圧縮機空気抽出方法および装置Info
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- JPH045437A JPH045437A JP2330939A JP33093990A JPH045437A JP H045437 A JPH045437 A JP H045437A JP 2330939 A JP2330939 A JP 2330939A JP 33093990 A JP33093990 A JP 33093990A JP H045437 A JPH045437 A JP H045437A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
- F04D27/023—Details or means for fluid extraction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
- F04D27/0223—Control schemes therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/545—Ducts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/56—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
- F04D29/563—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable specially adapted for elastic fluid pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (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】
技術分野
この発明は、一般に可変サイクルのバイパス・ターボフ
ァン・ガスタービンエンジン、特に、圧縮機空気の一部
を抽出空気またはバイパス空気として抽出する方法およ
び装置に関する。
ァン・ガスタービンエンジン、特に、圧縮機空気の一部
を抽出空気またはバイパス空気として抽出する方法およ
び装置に関する。
発明の背景
通常のガスタービンエンジン、たとえばバイパス・ター
ボファンエンジンでは、種々の目的でバイパスまたは抽
出空気を多段軸流圧縮機の段間で抽出する。たとえば、
バイパスエンジンでは、圧縮空気を、周知の通りコアエ
ンジンをバイパスするバイパス空気流として抽出する。
ボファンエンジンでは、種々の目的でバイパスまたは抽
出空気を多段軸流圧縮機の段間で抽出する。たとえば、
バイパスエンジンでは、圧縮空気を、周知の通りコアエ
ンジンをバイパスするバイパス空気流として抽出する。
バイパスダクト内の圧力が圧縮空気を抽出している圧縮
機の内側の圧力と大体等しくなるように運転するエンジ
ンでは、抽出空気流を調節する手段を使用しなければ、
圧縮機速度が低下するにつれて、抽出空気の相対的質量
流れが増加する。エンジンの用途によっては、低速での
この抽出空気流の増加は望ましくなく、したがって、慣
例の機械的弁を使用するのが代表的である。弁は抽出空
気流を絞るように配置され、圧縮機速度が低下するにつ
れて、弁を閉じて対応する抽出空気流の増大を防止する
。
機の内側の圧力と大体等しくなるように運転するエンジ
ンでは、抽出空気流を調節する手段を使用しなければ、
圧縮機速度が低下するにつれて、抽出空気の相対的質量
流れが増加する。エンジンの用途によっては、低速での
この抽出空気流の増加は望ましくなく、したがって、慣
例の機械的弁を使用するのが代表的である。弁は抽出空
気流を絞るように配置され、圧縮機速度が低下するにつ
れて、弁を閉じて対応する抽出空気流の増大を防止する
。
機械的な弁構造は必ず圧縮機系に重量、複雑さそしてコ
ストを付加することになり、弁の設定を変えるための制
御系を必要とする。
ストを付加することになり、弁の設定を変えるための制
御系を必要とする。
発明の目的
したがって、この発明の目的は、ガスタービンエンジン
圧縮機から空気流を抽出する、新規な改良された方法お
よび装置を提供することにある。
圧縮機から空気流を抽出する、新規な改良された方法お
よび装置を提供することにある。
この発明の別の目的は、圧縮機からの抽出空気流を自動
的に絞る、新規な改良された圧縮機抽気アセンブリを提
供することにある。
的に絞る、新規な改良された圧縮機抽気アセンブリを提
供することにある。
この発明の他の目的は、抽出流れ面積を機械的に変える
ことなく、抽出空気流を絞る圧縮機抽気アセンブリを提
供することにある。
ことなく、抽出空気流を絞る圧縮機抽気アセンブリを提
供することにある。
この発明のさらに他の目的は、所望の圧縮機速度範囲に
わたって抽出空気流を比較的一定に保つのに有効な、圧
縮機抽気アセンブリを提供することにある。
わたって抽出空気流を比較的一定に保つのに有効な、圧
縮機抽気アセンブリを提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、比較的一定な抽出空気流
を約１．５以下の比較的低いバイパス圧力比に保つのに
有効な、圧縮機抽気アセンブリを提供することにある。
を約１．５以下の比較的低いバイパス圧力比に保つのに
有効な、圧縮機抽気アセンブリを提供することにある。
発明の開示
この発明の圧縮機から抽出空気流を得る方法は、抽出空
気流を少なくともマツハ１に加速してチョークした空気
流（ｃｈｏｃｋｅｄ ａｉｒ）を得、ついでこのチョー
ク空気流をマツハ１未満の速度に減速する工程を含む。
気流を少なくともマツハ１に加速してチョークした空気
流（ｃｈｏｃｋｅｄ ａｉｒ）を得、ついでこのチョー
ク空気流をマツハ１未満の速度に減速する工程を含む。
この方法を実施する装置は、空気流抽出ポートを有する
圧縮機ケーシングと、ポートを通過する抽出空気流を少
なくともマツハ１に加速してチョーク空気流を得る第１
加速手段と、チョーク空気流をマツハ１未満の速度に減
速する手段とを含む。例示の実施例では、抽出空気流を
少なくともマツハ１に加速し、ついて加速された空気流
を減速するために収束−発散ノズル（先細末広ノズル）
を用いる。
圧縮機ケーシングと、ポートを通過する抽出空気流を少
なくともマツハ１に加速してチョーク空気流を得る第１
加速手段と、チョーク空気流をマツハ１未満の速度に減
速する手段とを含む。例示の実施例では、抽出空気流を
少なくともマツハ１に加速し、ついて加速された空気流
を減速するために収束−発散ノズル（先細末広ノズル）
を用いる。
この発明を特徴付けると考えられる新規な特徴は、特許
請求の範囲に記載した通りである。この発明を、その目
的および効果とともに一層明確にするために、以下に図
面に示す好適な実施例について詳細に説明する。
請求の範囲に記載した通りである。この発明を、その目
的および効果とともに一層明確にするために、以下に図
面に示す好適な実施例について詳細に説明する。
発明を実施する態様
第１図に、１例として航空機に動力を与える可変サイク
ル、二重バイパス、ターボファン・ガスタービンエンジ
ン１０を示す。このエンジン１０は、長さ方向中心軸線
１２を有し、周囲空気１６を取り込む普通の環状人口１
４を含む。入口１４には普通のファン１８が配置され、
ファン１８の後には、普通のコアエンジン２０、アフタ
ーバーナまたはオーグメンタ２２および可変面積排気ノ
ズル２４が、流れ連通関係で配置されている。
ル、二重バイパス、ターボファン・ガスタービンエンジ
ン１０を示す。このエンジン１０は、長さ方向中心軸線
１２を有し、周囲空気１６を取り込む普通の環状人口１
４を含む。入口１４には普通のファン１８が配置され、
ファン１８の後には、普通のコアエンジン２０、アフタ
ーバーナまたはオーグメンタ２２および可変面積排気ノ
ズル２４が、流れ連通関係で配置されている。
コアエンジン２０は、環状ケーシング２６で、高圧圧縮
機（ＲＰＣ）２８、燃焼器３ｏ、高圧タービン（ＨＰＴ
）３２および低圧タービン（ＬＰＴ）３４を囲んだ構成
である。高圧タービン３２は、ＨＰＣ２８を普通の第１
０−タシヤフト３６を介して駆動し、低圧タービン３４
は、ファン１８を普通の第２０−タシヤフト３８を介し
て駆動する。コアエンジン２０から半径方向外方へ間隔
をあけて普通の外側ケーシング４ｏが位置し、コアエン
ジン２０を包囲し、両者間に普通のバイパスダクト４２
を画定している。推力増強装置２２は推力増強装置ライ
ナ４４を含み、このライナ４４は、外側ケーシング４０
から半径方向内方へ離間して、両者間にバイパスダクト
４２と流れ連通する様に配置された推力増強装置バイパ
スチャンネル４６を画定している。バイパスダクト４２
の入口には、普通のモードセレクタ弁４８が配置されて
いる。モードセレクタ弁４８は、実線で示した開位置と
破線で示した閉位置との間で選択的に位置決めすること
ができる。
機（ＲＰＣ）２８、燃焼器３ｏ、高圧タービン（ＨＰＴ
）３２および低圧タービン（ＬＰＴ）３４を囲んだ構成
である。高圧タービン３２は、ＨＰＣ２８を普通の第１
０−タシヤフト３６を介して駆動し、低圧タービン３４
は、ファン１８を普通の第２０−タシヤフト３８を介し
て駆動する。コアエンジン２０から半径方向外方へ間隔
をあけて普通の外側ケーシング４ｏが位置し、コアエン
ジン２０を包囲し、両者間に普通のバイパスダクト４２
を画定している。推力増強装置２２は推力増強装置ライ
ナ４４を含み、このライナ４４は、外側ケーシング４０
から半径方向内方へ離間して、両者間にバイパスダクト
４２と流れ連通する様に配置された推力増強装置バイパ
スチャンネル４６を画定している。バイパスダクト４２
の入口には、普通のモードセレクタ弁４８が配置されて
いる。モードセレクタ弁４８は、実線で示した開位置と
破線で示した閉位置との間で選択的に位置決めすること
ができる。
ＲＰＣ２８の中間段に、この発明の１実施例による圧縮
機抽気アセンブリ５０が配置されている。
機抽気アセンブリ５０が配置されている。
アセンブリ５０は、圧縮機ケーシング２６に設けられ、
中心軸線１２のまわりに円周方向に配置された環状ポー
ト５２を含む。環状ポート５２はＨＰＣ２８の所定の段
５４をバイパスダクト４２に流れ連通関係に接続する作
用をなす。
中心軸線１２のまわりに円周方向に配置された環状ポー
ト５２を含む。環状ポート５２はＨＰＣ２８の所定の段
５４をバイパスダクト４２に流れ連通関係に接続する作
用をなす。
エンジン１０を二重バイパスエンジンとみなす理由は、
入口空気流１６をＨＰＣ２８に導き、抽出空気流部分５
６をポート５２を通してノくイノでスダクト４２に導く
からである。本発明のこの実施例において、抽出空気流
５６は、第１バイノ々ス空気流５６で、コアエンジン２
０の残りの部分を、＜イパスし、推力増強装置２２に導
かれる。入口空気流１６の別の部分は、モードセレクタ
弁４８が開位置にあるとき、モードセレクタ弁４８を通
って、ＲＰＣ２８の上流でバイパスダクト４２に、第２
バイパス空気流５８として導かれ、こうして二重バイパ
スが行なわれる。第２バイパス空気流５８は第１バイパ
ス空気流５６と一緒になり、推力増強装置２２に導かれ
、ここでその第１部分６０を推力増強装置バイパスチャ
ンネル４６へ導いて推力増強装置ライナ４４およびノズ
ル２４を冷却する。第２部分６２をアフターバーナの推
力増強装置ライナ４４より半径方向内方へ導き、コアエ
ンジン排出ガス６４と混合する。
入口空気流１６をＨＰＣ２８に導き、抽出空気流部分５
６をポート５２を通してノくイノでスダクト４２に導く
からである。本発明のこの実施例において、抽出空気流
５６は、第１バイノ々ス空気流５６で、コアエンジン２
０の残りの部分を、＜イパスし、推力増強装置２２に導
かれる。入口空気流１６の別の部分は、モードセレクタ
弁４８が開位置にあるとき、モードセレクタ弁４８を通
って、ＲＰＣ２８の上流でバイパスダクト４２に、第２
バイパス空気流５８として導かれ、こうして二重バイパ
スが行なわれる。第２バイパス空気流５８は第１バイパ
ス空気流５６と一緒になり、推力増強装置２２に導かれ
、ここでその第１部分６０を推力増強装置バイパスチャ
ンネル４６へ導いて推力増強装置ライナ４４およびノズ
ル２４を冷却する。第２部分６２をアフターバーナの推
力増強装置ライナ４４より半径方向内方へ導き、コアエ
ンジン排出ガス６４と混合する。
入口空気流１６はコアエンジン２０に第１コア空気流６
６として入り、その一部を抽出空気流５６として抽出し
、残りを第２コア空気流６８として燃焼器３０に導き、
燃料と混合し、点火して燃焼ガス６４を発生する。
６として入り、その一部を抽出空気流５６として抽出し
、残りを第２コア空気流６８として燃焼器３０に導き、
燃料と混合し、点火して燃焼ガス６４を発生する。
エンジン１０は単一バイパスモードでも運転できる。こ
の場合には、モードセレクタ弁４８を閉じて、第２バイ
パス空気流５８がバイパスダクト４２に進入するのを阻
止し、その代わりにコアエンジン２０に第１コア空気流
６６として導く。
の場合には、モードセレクタ弁４８を閉じて、第２バイ
パス空気流５８がバイパスダクト４２に進入するのを阻
止し、その代わりにコアエンジン２０に第１コア空気流
６６として導く。
この発明による圧縮機抽気アセンブリ５０を除いては、
エンジン１０およびコアエンジン２０の残りの部分は通
常通りである。コアエンジン２０およびバイパスダクト
４２は、通例、ポート５２付近のＨＰＣ２８の内部に、
バイパスダクト４２の出ロア０に対する通常通りの圧力
比を設定するような寸法になっている。バイパス空気の
第２部分６２を出ロア０からライナ４４の半径方向内方
へアフターバーナ４２内に導く。圧力比はＰ＋／Ｐ２で
表される。ここで、Ｐｌはポート５２の上流での全圧、
Ｐ２は圧縮機抽気アセンブリ５０の下流での静圧である
。
エンジン１０およびコアエンジン２０の残りの部分は通
常通りである。コアエンジン２０およびバイパスダクト
４２は、通例、ポート５２付近のＨＰＣ２８の内部に、
バイパスダクト４２の出ロア０に対する通常通りの圧力
比を設定するような寸法になっている。バイパス空気の
第２部分６２を出ロア０からライナ４４の半径方向内方
へアフターバーナ４２内に導く。圧力比はＰ＋／Ｐ２で
表される。ここで、Ｐｌはポート５２の上流での全圧、
Ｐ２は圧縮機抽気アセンブリ５０の下流での静圧である
。
本発明のこの実施例では、圧力比ＰＩ／Ｐ２は比較的小
さく、その値はエンジン１０の運転中１より大きく、約
１．５以下である。圧力比（ＰＲ）Ｐ＋／Ｐ２がこのよ
うに比較的小さいと、ＲＰＣ２８の内部の圧力Ｐ１はそ
の値がバイパスダクト４２の内部の圧力に比較的近くな
る。エンジン１０では、ＨＰＣ２８の速度範囲全域にわ
たって第１バイパス空気流５６のバイパス比を比較的一
定に維持するのが望ましい。具体的には、バイパス比は
通常通りで、第１バイパス空気流５６の量を第２コア空
気流６８の量で割った商として定義できる。第１バイパ
ス空気流５６の量は、下記のように定義される流れ関数
（ＦＩＯＷ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で表すことができる。
さく、その値はエンジン１０の運転中１より大きく、約
１．５以下である。圧力比（ＰＲ）Ｐ＋／Ｐ２がこのよ
うに比較的小さいと、ＲＰＣ２８の内部の圧力Ｐ１はそ
の値がバイパスダクト４２の内部の圧力に比較的近くな
る。エンジン１０では、ＨＰＣ２８の速度範囲全域にわ
たって第１バイパス空気流５６のバイパス比を比較的一
定に維持するのが望ましい。具体的には、バイパス比は
通常通りで、第１バイパス空気流５６の量を第２コア空
気流６８の量で割った商として定義できる。第１バイパ
ス空気流５６の量は、下記のように定義される流れ関数
（ＦＩＯＷ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で表すことができる。
Ｆｌｏｗ Ｆｕｃｌｉｏｎ ＝ｍｖ’″Ｔ”／
（Ａ Ｐ ＋ ）ここで、ｍは質量流量、Ｔは上流
圧力Ｐ１と関連した総合温度、そしてＡはポート５２の
最小流れ面積を表す。
（Ａ Ｐ ＋ ）ここで、ｍは質量流量、Ｔは上流
圧力Ｐ１と関連した総合温度、そしてＡはポート５２の
最小流れ面積を表す。
第２図は、ポート５２が通例通りであり、その流れ面積
Ａを制御するのに有効な通例の機械的弁を含むと仮定し
て、エンジン１０について、流れ関数を圧力比Ｐ、／Ｐ
２に対してプロットした解析的に描いたグラフである。
Ａを制御するのに有効な通例の機械的弁を含むと仮定し
て、エンジン１０について、流れ関数を圧力比Ｐ、／Ｐ
２に対してプロットした解析的に描いたグラフである。
ＲＰＣ２８は、高速、たとえば第１シヤフトの最高回転
速度から、相対的に低速、たとえば巡航またはアイドリ
ングと関連した速度までの速度範囲で作動可能である。
速度から、相対的に低速、たとえば巡航またはアイドリ
ングと関連した速度までの速度範囲で作動可能である。
ポート５２は、通例、ポートが全開で最大流れ面積Ａを
与えるとき、たとえば比較的低い圧力比１゜０５で所定
の流れ関数Ｆ１が得られるような寸法になっている。し
かし、第１シヤフト３６の回転速度Ｎかエンジン１０の
作動中に減少するにつれて、また圧力比が増加するにつ
れて、流れ関数が増加し、このことは、たとえば、バイ
パス比を相対的に一定に維持するのに望ましくない。
与えるとき、たとえば比較的低い圧力比１゜０５で所定
の流れ関数Ｆ１が得られるような寸法になっている。し
かし、第１シヤフト３６の回転速度Ｎかエンジン１０の
作動中に減少するにつれて、また圧力比が増加するにつ
れて、流れ関数が増加し、このことは、たとえば、バイ
パス比を相対的に一定に維持するのに望ましくない。
したがって、流れ関数の増大を防止するために、通常の
エンジンでは通常のスロットル弁を設ける。
エンジンでは通常のスロットル弁を設ける。
このスロットル弁は、第１シヤフトの速度Ｎか減少する
につれて、ポート５２の流れ面積Ａを減少させて、流れ
関数を大体一定な値、すなわち値Ｆ１に維持する。第２
図のグラフに示すように、高速から低速までのエンジン
の速度範囲について、従来の弁を全開から約５０％開位
置まで連続的に絞って流れ関数を大体一定な値Ｆ１に維
持する。
につれて、ポート５２の流れ面積Ａを減少させて、流れ
関数を大体一定な値、すなわち値Ｆ１に維持する。第２
図のグラフに示すように、高速から低速までのエンジン
の速度範囲について、従来の弁を全開から約５０％開位
置まで連続的に絞って流れ関数を大体一定な値Ｆ１に維
持する。
この発明の１つの目的によれば、圧縮機抽気アセンブリ
５０は、機械的なスロットル弁を用いずに、速度範囲お
よび相対的に低い圧力比範囲にわたって、流れ関数の実
質的に一定な値を得るのに有効である。
５０は、機械的なスロットル弁を用いずに、速度範囲お
よび相対的に低い圧力比範囲にわたって、流れ関数の実
質的に一定な値を得るのに有効である。
具体的には、第３図に、ポート５２と流れ連通関係で配
置された収束−発散（ＣＤ）ノズル７２を示す。このノ
ズル７２は、たとえば、約１．０５から約１．５までの
範囲の比較的低い圧力比で、ＨＰＣ２８の第１シヤフト
３６の高速から低速までの範囲にわたって、実質的に均
一な流れ関数を得るのに有効である。圧縮機抽気アセン
ブリ５０は、ポート５２を通る抽出空気流５６を加速し
て、抽出空気流５６のチョーク空気流７６を得る第１加
速手段７４を含む。チョーク空気流７６をマツハ１以上
の速度に加速して、超音速空気流８０を得る第２加速手
段７８が第１加速手段７４と流れ連通関係で配置されて
いる。第１加速手段７４は、ポート５２から抽出空気流
５６を受け取る入口８２を有する、通常の収束ノズル７
４とするのが好ましい。ノズル７４は、最小流れ面積Ａ
ｔを有するスロート８４も含む。なお、入口８２はそれ
より大きな流れ面積Ａ、を有する。第２加速手段７８は
、スロート８４から中間部分８６まで延在する上流部分
７８ａを有する、通常の発散ノズル７８とする。中間部
分８６は、超音速空気流８０の速度かマツハ１より下に
減少する、発散ノズル７８内の点として定義される。そ
のような速度減少は通常の衝撃波８８で起こる。
置された収束−発散（ＣＤ）ノズル７２を示す。このノ
ズル７２は、たとえば、約１．０５から約１．５までの
範囲の比較的低い圧力比で、ＨＰＣ２８の第１シヤフト
３６の高速から低速までの範囲にわたって、実質的に均
一な流れ関数を得るのに有効である。圧縮機抽気アセン
ブリ５０は、ポート５２を通る抽出空気流５６を加速し
て、抽出空気流５６のチョーク空気流７６を得る第１加
速手段７４を含む。チョーク空気流７６をマツハ１以上
の速度に加速して、超音速空気流８０を得る第２加速手
段７８が第１加速手段７４と流れ連通関係で配置されて
いる。第１加速手段７４は、ポート５２から抽出空気流
５６を受け取る入口８２を有する、通常の収束ノズル７
４とするのが好ましい。ノズル７４は、最小流れ面積Ａ
ｔを有するスロート８４も含む。なお、入口８２はそれ
より大きな流れ面積Ａ、を有する。第２加速手段７８は
、スロート８４から中間部分８６まで延在する上流部分
７８ａを有する、通常の発散ノズル７８とする。中間部
分８６は、超音速空気流８０の速度かマツハ１より下に
減少する、発散ノズル７８内の点として定義される。そ
のような速度減少は通常の衝撃波８８で起こる。
したがって、超音速空気流８０をマツハ１未満の速度に
減速して亜音速空気流９０を生成する減速手段は、中間
部分８６から出口９２まで延在する発散ノズル７８の下
流部分７８ｂとするのが好ましい。出口９２は流れ面積
Ａｏを有する。出口９２は、亜音速空気流９０を排気空
気流９４としてバイパスダクト４２中へ排出する手段と
して有効である。
減速して亜音速空気流９０を生成する減速手段は、中間
部分８６から出口９２まで延在する発散ノズル７８の下
流部分７８ｂとするのが好ましい。出口９２は流れ面積
Ａｏを有する。出口９２は、亜音速空気流９０を排気空
気流９４としてバイパスダクト４２中へ排出する手段と
して有効である。
ＣＤノズル７２は、ＨＰＣ２８のポート５２から抽出空
気流５６を抽出する方法を実施するのに有効である。こ
のとき抽出方法は、抽出空気流５６を収束ノズル７４内
でマツハ１に加速してチョーク空気流７６を得、ついて
チョーク空気流７６をマツハ１未満の速度に減速して亜
音速空気流９０とする工程を含む。この方法はさらに、
亜音速空気流９０を出口９２を通してバイパスダクト４
２へ排気空気流９４として排出する工程も含む。
気流５６を抽出する方法を実施するのに有効である。こ
のとき抽出方法は、抽出空気流５６を収束ノズル７４内
でマツハ１に加速してチョーク空気流７６を得、ついて
チョーク空気流７６をマツハ１未満の速度に減速して亜
音速空気流９０とする工程を含む。この方法はさらに、
亜音速空気流９０を出口９２を通してバイパスダクト４
２へ排気空気流９４として排出する工程も含む。
さらに詳しくは、この方法は、チョーク空気流７６を発
散ノズル７８内でマツハ１より大きな速度に加速して、
超音速空気流８０を得る工程も含み、この後超音速空気
流８０を亜音速空気流９０に減速する。
散ノズル７８内でマツハ１より大きな速度に加速して、
超音速空気流８０を得る工程も含み、この後超音速空気
流８０を亜音速空気流９０に減速する。
スロート８４てチョーク空気流７６を生成することによ
り、第４図の解析的に描いたグラフに示すように、流れ
関数は所定の値Ｆ１を越えない。
り、第４図の解析的に描いたグラフに示すように、流れ
関数は所定の値Ｆ１を越えない。
ＣＤノズル７２は、スロート８４内でチョーク空気流を
所定の高速、すなわち最高速度にてかつ対応する相対的
に低い圧力比ＰＲ１にて得るように、通常通りの寸法お
よび形状となっている。第１シヤフト３６の速度か相対
的に低い速度、たとえば巡航時の速度に低下するにつれ
て、エンジン１０内の圧力比が上昇し、これによりノズ
ル７２のスロート８４にチョーク空気流７６を維持し、
流れ関数の相対的に一定の予め選定した値Ｆ１を維持す
る。低速と関連した圧力比はＰＲｈで示され、これは高
速運転と関連した圧力比ＰＲ□より大きい。第４図のグ
ラフに示した実施例では、そして理想的な流れについて
、ＰＲ，は約１．０５てあリ、ＰＲ，は約１．５である
。
所定の高速、すなわち最高速度にてかつ対応する相対的
に低い圧力比ＰＲ１にて得るように、通常通りの寸法お
よび形状となっている。第１シヤフト３６の速度か相対
的に低い速度、たとえば巡航時の速度に低下するにつれ
て、エンジン１０内の圧力比が上昇し、これによりノズ
ル７２のスロート８４にチョーク空気流７６を維持し、
流れ関数の相対的に一定の予め選定した値Ｆ１を維持す
る。低速と関連した圧力比はＰＲｈで示され、これは高
速運転と関連した圧力比ＰＲ□より大きい。第４図のグ
ラフに示した実施例では、そして理想的な流れについて
、ＰＲ，は約１．０５てあリ、ＰＲ，は約１．５である
。
したがって、エンジン１０は、抽出空気流５６を加速お
よび減速してそれぞれチョーク空気流および亜音速空気
流を得る際に、圧力ＰＩ／Ｐ２を約１．５以下とするよ
うな寸法および形状とされている。例示した実施例では
、低速から高速（第１シヤフト３６の最高速度を含む）
までの全速度範囲にわたって超音速空気流８０が生じる
。
よび減速してそれぞれチョーク空気流および亜音速空気
流を得る際に、圧力ＰＩ／Ｐ２を約１．５以下とするよ
うな寸法および形状とされている。例示した実施例では
、低速から高速（第１シヤフト３６の最高速度を含む）
までの全速度範囲にわたって超音速空気流８０が生じる
。
第３図に示したＣＤノズル７２は、所望の運転圧力比Ｐ
Ｉ／Ｐ２、たとえばＰＲｈからＰＲ，の範囲に基づいて
通常通りに設計されている。面積比Ａｏ／ＡｔおよびＡ
、／Ａｔは、同様に、チョーク空気流７６および超音速
空気流８０を得るのに有効なノズル７２を得るように、
通常通りに定められている。好適な実施例では、面積比
ＡＯ／Ａ、は約２であり、面積比Ａ＋／Ａｔは約１．０
７であり、これらの値は、高速から低速までの速度範囲
にわたって、また第４図に示すように１゜０５から約１
．５までの範囲の圧力比ＰＩ／Ｐ２にわたって、一定の
流れ関数値Ｆ１を得るのに有効である。発散ノズル７８
は、通常の設計では、半角βて発散する直線側面を有し
、この半角βは、所望の圧力比ＰＩ／Ｐ２で有効な超音
速デイフユーザを構成するには、通常約１２°以下であ
る。
Ｉ／Ｐ２、たとえばＰＲｈからＰＲ，の範囲に基づいて
通常通りに設計されている。面積比Ａｏ／ＡｔおよびＡ
、／Ａｔは、同様に、チョーク空気流７６および超音速
空気流８０を得るのに有効なノズル７２を得るように、
通常通りに定められている。好適な実施例では、面積比
ＡＯ／Ａ、は約２であり、面積比Ａ＋／Ａｔは約１．０
７であり、これらの値は、高速から低速までの速度範囲
にわたって、また第４図に示すように１゜０５から約１
．５までの範囲の圧力比ＰＩ／Ｐ２にわたって、一定の
流れ関数値Ｆ１を得るのに有効である。発散ノズル７８
は、通常の設計では、半角βて発散する直線側面を有し
、この半角βは、所望の圧力比ＰＩ／Ｐ２で有効な超音
速デイフユーザを構成するには、通常約１２°以下であ
る。
このような圧力比、たとえば約１．５以下の圧力比で、
通常の衝撃波８８が発散ノズル７８内で生じ、亜音速空
気流９０を生成する。この発明の別の実施例では、中間
部分８６か出口９２と一致してもよい。
通常の衝撃波８８が発散ノズル７８内で生じ、亜音速空
気流９０を生成する。この発明の別の実施例では、中間
部分８６か出口９２と一致してもよい。
第４図に示すように、ＣＤノズル７２の運転速度範囲と
関連した圧力比は、通常の可変面積（ＣＤ）排気ノズル
を通過する燃焼ガスに超音速の速度を得るには圧力比を
約１．８５以上としなければならないのに比較して、相
対的に低い。しかしながら、通常の超音速設計手法が、
この発明に従った特定用途のＣＤノズル７２の設計にも
適用できる。
関連した圧力比は、通常の可変面積（ＣＤ）排気ノズル
を通過する燃焼ガスに超音速の速度を得るには圧力比を
約１．８５以上としなければならないのに比較して、相
対的に低い。しかしながら、通常の超音速設計手法が、
この発明に従った特定用途のＣＤノズル７２の設計にも
適用できる。
第３図に示した圧縮機抽気アセンブリは、この発明の思
想の線図表示であり、これを種々の実施例として実現で
きる。たとえば、第５図に、第１図に第１バイパス空気
流５６として示した抽出空気流を得るための圧縮機抽気
アセンブリ５０の１実施例を示す。
想の線図表示であり、これを種々の実施例として実現で
きる。たとえば、第５図に、第１図に第１バイパス空気
流５６として示した抽出空気流を得るための圧縮機抽気
アセンブリ５０の１実施例を示す。
具体的には、ＲＰＣ２８は、第１シヤフト３６に固着さ
れた軸線方向に間隔をあけて配置された複数のロータ段
９６を有する軸流圧縮機である。
れた軸線方向に間隔をあけて配置された複数のロータ段
９６を有する軸流圧縮機である。
この実施例の圧縮機ケーシング２６は、第１シヤフト３
６から半径方向外方へ延在する、円周方向に間隔をあけ
て配置された複数の圧縮機ブレード９８の第１列または
段９６ａを包囲する。第１段９６ａのすぐ下流には、複
数の通常の可変出口ガイドベーン（ＯＧＶ）１００が配
置されている。
６から半径方向外方へ延在する、円周方向に間隔をあけ
て配置された複数の圧縮機ブレード９８の第１列または
段９６ａを包囲する。第１段９６ａのすぐ下流には、複
数の通常の可変出口ガイドベーン（ＯＧＶ）１００が配
置されている。
０ＧＶ１００はＨＰＣ２８の第２段９６ｂから上流に離
間している。ここに例示した実施例では、さらに他の圧
縮機段９６が第１列９６ａの上流や、第２段９６ｂの下
流にも配置されている。圧縮機ケーシング２６は、第１
段９６ａと第２段９６ｂとの間に、第１段９６ａで圧縮
された第１コア空気流６６を受け取る流れチャンネル１
０２を画定する。
間している。ここに例示した実施例では、さらに他の圧
縮機段９６が第１列９６ａの上流や、第２段９６ｂの下
流にも配置されている。圧縮機ケーシング２６は、第１
段９６ａと第２段９６ｂとの間に、第１段９６ａで圧縮
された第１コア空気流６６を受け取る流れチャンネル１
０２を画定する。
ここに例示した実施例では、ケーシング２６のポート５
２は、エンジン長さ方向中心線１２のまわりに環状であ
り、環状上流エツジ５２ａとそこから離間した環状下流
エツジ５２ｂとを含む。ポートの上流エツジ５２ａから
下流に環状第１流路表面１０４が延在し、またポートの
下流エツジ５２ｂから下流へ、第１流路表面１０４から
離間した環状第２流路表面１．０６が延在している。円
周方向に間隔をあけた複数のストラット１０８が第１、
流路表面１０４から第２流路表面１０６まで延在し、通
常通りに両流路表面に固定されている。
２は、エンジン長さ方向中心線１２のまわりに環状であ
り、環状上流エツジ５２ａとそこから離間した環状下流
エツジ５２ｂとを含む。ポートの上流エツジ５２ａから
下流に環状第１流路表面１０４が延在し、またポートの
下流エツジ５２ｂから下流へ、第１流路表面１０４から
離間した環状第２流路表面１．０６が延在している。円
周方向に間隔をあけた複数のストラット１０８が第１、
流路表面１０４から第２流路表面１０６まで延在し、通
常通りに両流路表面に固定されている。
第５図および第６図に示すように、ストラット１０８の
隣接するもの同士の間にＣＤノズル７２かホー ｈ ５
２と流れ連通関係で画定されている。ＣＤノズル７２の
長さ方向中心線、すなわちＣＤ軸線１１０は、ここに例
示した実施例では、ポート５２から下流方向へかつ半径
方向外方へ、エンジン中心軸線１２に対して約２００の
鋭角θにて傾斜している。
隣接するもの同士の間にＣＤノズル７２かホー ｈ ５
２と流れ連通関係で画定されている。ＣＤノズル７２の
長さ方向中心線、すなわちＣＤ軸線１１０は、ここに例
示した実施例では、ポート５２から下流方向へかつ半径
方向外方へ、エンジン中心軸線１２に対して約２００の
鋭角θにて傾斜している。
第６図に示すように、各ストラット１０８は、前縁１１
２、最大厚さの中間部分１１４および後縁１１６を含む
。隣り合う前縁１１２間に収束ノズルの入口８２が画定
され、隣り合う中間部分１１４間にスロート８４か画定
され、そして隣り合う後縁１１６間に発散ノズルの出口
９２が画定されている。各ストラット１０８はさらに、
前縁１１２から中間部分１１４まて延在する円弧状上流
側面１１８を含み、隣り合う円弧状上流側面１１８間に
収束ノズル７４が画定されている。
２、最大厚さの中間部分１１４および後縁１１６を含む
。隣り合う前縁１１２間に収束ノズルの入口８２が画定
され、隣り合う中間部分１１４間にスロート８４か画定
され、そして隣り合う後縁１１６間に発散ノズルの出口
９２が画定されている。各ストラット１０８はさらに、
前縁１１２から中間部分１１４まて延在する円弧状上流
側面１１８を含み、隣り合う円弧状上流側面１１８間に
収束ノズル７４が画定されている。
各ストラット１０８はさらに、中間部分１１４から後縁
１１６まで延在する大体平坦な下流側面１２０を含み、
隣り合う下流側面１２０間に発散ノズル７８が画定され
ている。下流側面１２０はＣＤ軸線１１０に対して約１
２°以下の半角β傾斜しており、ＣＤノズル７２を通過
する抽出空気流５６の超音速拡散を達成する。
１１６まで延在する大体平坦な下流側面１２０を含み、
隣り合う下流側面１２０間に発散ノズル７８が画定され
ている。下流側面１２０はＣＤ軸線１１０に対して約１
２°以下の半角β傾斜しており、ＣＤノズル７２を通過
する抽出空気流５６の超音速拡散を達成する。
本発明のこの実施例では、第１流路表面１０４および第
２流路表面１０６は直線の横断面を有し、互いに大体平
行でかつＣＤ軸線１１０に平行であり、したがって、Ｃ
Ｄノズル７２は主に、隣り合ラストラット１０８間の面
積を上述した通りに変化させることによって形成される
。流れ面積ＡＡｔおよびＡ。は上述した通りの好適な比
をもち、たとえば、面積比Ａ。／Ａｔは少なくとも約２
であり、面積比Ａ＋／Ａｔは約１．０７である。
２流路表面１０６は直線の横断面を有し、互いに大体平
行でかつＣＤ軸線１１０に平行であり、したがって、Ｃ
Ｄノズル７２は主に、隣り合ラストラット１０８間の面
積を上述した通りに変化させることによって形成される
。流れ面積ＡＡｔおよびＡ。は上述した通りの好適な比
をもち、たとえば、面積比Ａ。／Ａｔは少なくとも約２
であり、面積比Ａ＋／Ａｔは約１．０７である。
第５図および第６図に示した圧縮機抽気アセンブリ５０
は、たとえば、約１．５までの圧力比Ｐ＋／Ｐ２につい
て、第４図に示したような流れ関数を得るのに有効であ
る。圧力Ｐ１は流れチャンネル１０２内のポート５２付
近の圧力であり、圧力Ｐ２はバイパスダクト４２内のＣ
Ｄノズル７２の出口９２付近の圧力である。ポート５２
は、収束ノズル人口１１２に達するまで、大体一定な流
れ面積を保つのが好ましいが、この発明に従った運転を
実現するためＣＤノズル７２に抽出空気流５６を供給す
るのにポート５２の別の例を採用してもよい。
は、たとえば、約１．５までの圧力比Ｐ＋／Ｐ２につい
て、第４図に示したような流れ関数を得るのに有効であ
る。圧力Ｐ１は流れチャンネル１０２内のポート５２付
近の圧力であり、圧力Ｐ２はバイパスダクト４２内のＣ
Ｄノズル７２の出口９２付近の圧力である。ポート５２
は、収束ノズル人口１１２に達するまで、大体一定な流
れ面積を保つのが好ましいが、この発明に従った運転を
実現するためＣＤノズル７２に抽出空気流５６を供給す
るのにポート５２の別の例を採用してもよい。
第７図および第８図に圧縮機抽気アセンブリ５０の別の
実施例を示す。この例は、ＣＤノズル７２をストラット
１０８ａによってではなく、主として第１流路表面１０
４ａおよび第２流路表面１０６ａ間で画定したこと以外
は、第５図に示した実施例と同様である。
実施例を示す。この例は、ＣＤノズル７２をストラット
１０８ａによってではなく、主として第１流路表面１０
４ａおよび第２流路表面１０６ａ間で画定したこと以外
は、第５図に示した実施例と同様である。
具体的には、第１流路表面１０４ａおよび第２流路表面
１０６ａは、ストラットの前縁１１２から中間部分１１
４ａまで延在する対応する収束部分１１２を含み、これ
らの収束部分１２２間に収束ノズル７４を画定する。第
１流路表面１０４ａおよび第２流路表面１０６ａはさら
に、ストラットの中間部分１１４ａから後縁１１６まで
延在する発散部分１２４を含み、これらの発散部分１２
４間に発散ノズル７８を画定する。
１０６ａは、ストラットの前縁１１２から中間部分１１
４ａまで延在する対応する収束部分１１２を含み、これ
らの収束部分１２２間に収束ノズル７４を画定する。第
１流路表面１０４ａおよび第２流路表面１０６ａはさら
に、ストラットの中間部分１１４ａから後縁１１６まで
延在する発散部分１２４を含み、これらの発散部分１２
４間に発散ノズル７８を画定する。
本発明のこの特定の実施例では、第２流路表面１０６ａ
は直線の断面を有し、ＣＤ軸線１１０に平行であるが、
第１流路表面１０４ａの収束部分１２２および発散部分
１２４はＣＤ軸線１１０に対して傾斜している。特に、
収束部分１２２は約２４°の角度１１傾斜し、発散部分
１２４は約２４°の角度Ｉ２傾斜している。したがって
、第１流路表面１０４ａの収束部分１２２および発散部
分１２４は、それぞれ、収束ノズル７４および発散ノズ
ル７８に漸減および漸増する面積を与える主要部材であ
る。第８図に示すように、ストラット１０８ａは比較的
直線状で、比較的平坦で、隣り合うストラット１０８ａ
間の面積がほとんど変化しない。ここに示した実施例で
は、長さ方向中心線１２のまわりに円周方向に２２個の
ストラット１０８ａを配置し、これらを主として構造部
材として使用する。第８図に示すように、ストラット１
０８Ｈの最大厚さの中間部分１１４は、ＣＤノズル７２
のスロート８４を画定する中間部１１４ａに必ずしも配
置しない。図示の実施例では、ストラットの中間部分１
１４をストラット中間部１１４ａより上流に配置してい
る。
は直線の断面を有し、ＣＤ軸線１１０に平行であるが、
第１流路表面１０４ａの収束部分１２２および発散部分
１２４はＣＤ軸線１１０に対して傾斜している。特に、
収束部分１２２は約２４°の角度１１傾斜し、発散部分
１２４は約２４°の角度Ｉ２傾斜している。したがって
、第１流路表面１０４ａの収束部分１２２および発散部
分１２４は、それぞれ、収束ノズル７４および発散ノズ
ル７８に漸減および漸増する面積を与える主要部材であ
る。第８図に示すように、ストラット１０８ａは比較的
直線状で、比較的平坦で、隣り合うストラット１０８ａ
間の面積がほとんど変化しない。ここに示した実施例で
は、長さ方向中心線１２のまわりに円周方向に２２個の
ストラット１０８ａを配置し、これらを主として構造部
材として使用する。第８図に示すように、ストラット１
０８Ｈの最大厚さの中間部分１１４は、ＣＤノズル７２
のスロート８４を画定する中間部１１４ａに必ずしも配
置しない。図示の実施例では、ストラットの中間部分１
１４をストラット中間部１１４ａより上流に配置してい
る。
第７図に示した実施例の第２流路表面１０６ａは直線状
であるが、別の実施例では、この第２流路表面１０６ａ
の収束部分１２２および発散部分１２４も、第１流路表
面１０４ａの対応部分と大体鏡像関係に傾斜、配置する
ことができる。
であるが、別の実施例では、この第２流路表面１０６ａ
の収束部分１２２および発散部分１２４も、第１流路表
面１０４ａの対応部分と大体鏡像関係に傾斜、配置する
ことができる。
この発明の別の実施例では、第１流路表面１０４、第２
流路表面１０６およびストラ・ソト１０８の輪郭を、第
３図に線図的に示したＣＤノズル７２を得るよう種々に
変更することができる。
流路表面１０６およびストラ・ソト１０８の輪郭を、第
３図に線図的に示したＣＤノズル７２を得るよう種々に
変更することができる。
第６図および第８図に示した実施例のいずれても、スト
ラット１０８はエンジンの長さ方向中心軸線１２に大体
平行に配列している。この発明の別の実施例では、スト
ラット１０８をエンジンの長さ方向中心軸線１２に対し
て円周方向に傾斜させ、抽出空気流５６を所望通りに方
向転換させ、たとえば、抽出空気流５６をうず巻かせた
りうずを取り除いたりすることができる。
ラット１０８はエンジンの長さ方向中心軸線１２に大体
平行に配列している。この発明の別の実施例では、スト
ラット１０８をエンジンの長さ方向中心軸線１２に対し
て円周方向に傾斜させ、抽出空気流５６を所望通りに方
向転換させ、たとえば、抽出空気流５６をうず巻かせた
りうずを取り除いたりすることができる。
第９〜１１図にストラット１０８の３つの異なる配置例
を示す。これらのストラット１０８は三日月形で、抽出
空気流５６を所望通りに方向転換させるため、エンジン
の長さ方向中心軸線１２に対して傾斜している。第９図
の実施例では、スロート８４を１つのストラット１０８
の前縁１１２と隣のストラット１０８の中間部分１２６
との間に形成し、収束ノズル７４および発散ノズル７８
をそれぞれその上流および下流に配置する。
を示す。これらのストラット１０８は三日月形で、抽出
空気流５６を所望通りに方向転換させるため、エンジン
の長さ方向中心軸線１２に対して傾斜している。第９図
の実施例では、スロート８４を１つのストラット１０８
の前縁１１２と隣のストラット１０８の中間部分１２６
との間に形成し、収束ノズル７４および発散ノズル７８
をそれぞれその上流および下流に配置する。
第１０図に示す別の例では、スロート８４を隣り合うス
トラット１０８の対応する中間部分１２６間に画定し、
収束ノズル７４および発散ノズル７８をそれぞれその上
流および下流に配置する。
トラット１０８の対応する中間部分１２６間に画定し、
収束ノズル７４および発散ノズル７８をそれぞれその上
流および下流に配置する。
第１１図に示すさらに別の実施例では、スロート８４を
１つのストラット１０８の後縁１１６と隣のストラット
１０８の中間部分１２６との間に形成し、収束ノズル７
４および発散ノズル７８をそれぞれその上流および下流
に配置する。
１つのストラット１０８の後縁１１６と隣のストラット
１０８の中間部分１２６との間に形成し、収束ノズル７
４および発散ノズル７８をそれぞれその上流および下流
に配置する。
以上この発明の好適と考えられる実施例を説明したが、
当業者には以上の教示からこの発明のさらに他の変更や
変形が明らかであろう。したがって、このような変更や
変形もすべてこの発明の要旨の範囲内に入ると考えるべ
きである。
当業者には以上の教示からこの発明のさらに他の変更や
変形が明らかであろう。したがって、このような変更や
変形もすべてこの発明の要旨の範囲内に入ると考えるべ
きである。
具体的に説明すると、たとえば、圧縮空気流を第１バイ
パス空気流５６として抽出する実施例を開示したが、抽
出空気流は慣例の目的に慣例通りに抽気された空気流と
することができる。このような場合、ＣＤノズル７２を
実現するのに管状、ベンチュリ状導管を用いることかで
きる。さらに、軸流圧縮機を開示したか、この発明は遠
心圧縮機その他、チョークド空気流および超音速空気流
を得るのに必要な圧力比を生成する他の構造体にも適用
できる。
パス空気流５６として抽出する実施例を開示したが、抽
出空気流は慣例の目的に慣例通りに抽気された空気流と
することができる。このような場合、ＣＤノズル７２を
実現するのに管状、ベンチュリ状導管を用いることかで
きる。さらに、軸流圧縮機を開示したか、この発明は遠
心圧縮機その他、チョークド空気流および超音速空気流
を得るのに必要な圧力比を生成する他の構造体にも適用
できる。
第１図は、この発明の１実施例による圧縮機抽気アセン
ブリを組み込んだ、可変サイクル二重バイパス・ターボ
ファン・ガスタービンエンジンの概略図、 第２図は従来の機械的に絞った圧縮機抽気ポートについ
ての流れ関数と圧力比との関係を示すグラフ、 第３図は圧縮機抽気アセンブリの１実施例としての収束
−発散ノズルを示す略図、 第４図はこの発明の好適な実施例による圧縮機抽気アセ
ンブリについての流れ関数と圧力比との関係を示すグラ
フ、 第５図は、複数のストラットを円周方向に間隔をあけて
配置して収束−発散ノズルを画定した、圧縮機抽気アセ
ンブリの１実施例の一部の概略的な断面図、 第６図は第５図の６−６線方向に見たストラットの断面
図、 第７図は円周方向に間隔をあけた複数のストラットを収
束−発散流路表面間に延在された、圧縮機抽気アセンブ
リの別の実施例の一部の概略的な断面図、 第８図は第７図の８−８線方向に見たストラットの断面
図、 第９図は前縁にスロートを画定した収束−発散ノズルを
構成するよう配置した２つの隣接するストラットの別の
実施例を示す断面図、 第１０図は前縁と後縁との間にスロートを画定した収束
−発散ノズルを構成するよう配置した２つの隣接するス
トラットの別の実施例を示す断面図、 第１１図は後縁にスロートを画定した収束−発散ノズル
を構成する゛よう配置した２つの隣接するストラットの
別の実施例を示す断面図である。 主な符号の説明 １０・・・ガスタービンエンジン、１２・・・長さ方向
中心軸線、２０・・・コアエンジン、２６・・・ケーシ
ング、２８・・・高圧圧縮機（ＨＰＣ）、４２・・・バ
イパスダクト、５０・・・圧縮機抽気アセンブリ、５２
・・・ポート、５６・・・抽出空気流、７４・・・第１
加速手段、７６・・・チョーク空気流、７８・・・第２
加速手段、８０・・・超音速空気流、９０・・・亜音速
空気流、９２・・・出口、９４・・・排気空気流。
ブリを組み込んだ、可変サイクル二重バイパス・ターボ
ファン・ガスタービンエンジンの概略図、 第２図は従来の機械的に絞った圧縮機抽気ポートについ
ての流れ関数と圧力比との関係を示すグラフ、 第３図は圧縮機抽気アセンブリの１実施例としての収束
−発散ノズルを示す略図、 第４図はこの発明の好適な実施例による圧縮機抽気アセ
ンブリについての流れ関数と圧力比との関係を示すグラ
フ、 第５図は、複数のストラットを円周方向に間隔をあけて
配置して収束−発散ノズルを画定した、圧縮機抽気アセ
ンブリの１実施例の一部の概略的な断面図、 第６図は第５図の６−６線方向に見たストラットの断面
図、 第７図は円周方向に間隔をあけた複数のストラットを収
束−発散流路表面間に延在された、圧縮機抽気アセンブ
リの別の実施例の一部の概略的な断面図、 第８図は第７図の８−８線方向に見たストラットの断面
図、 第９図は前縁にスロートを画定した収束−発散ノズルを
構成するよう配置した２つの隣接するストラットの別の
実施例を示す断面図、 第１０図は前縁と後縁との間にスロートを画定した収束
−発散ノズルを構成するよう配置した２つの隣接するス
トラットの別の実施例を示す断面図、 第１１図は後縁にスロートを画定した収束−発散ノズル
を構成する゛よう配置した２つの隣接するストラットの
別の実施例を示す断面図である。 主な符号の説明 １０・・・ガスタービンエンジン、１２・・・長さ方向
中心軸線、２０・・・コアエンジン、２６・・・ケーシ
ング、２８・・・高圧圧縮機（ＨＰＣ）、４２・・・バ
イパスダクト、５０・・・圧縮機抽気アセンブリ、５２
・・・ポート、５６・・・抽出空気流、７４・・・第１
加速手段、７６・・・チョーク空気流、７８・・・第２
加速手段、８０・・・超音速空気流、９０・・・亜音速
空気流、９２・・・出口、９４・・・排気空気流。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、最高速度を含む速度範囲で回転可能なシャフトから
延在する、円周方向に間隔をあけて配置された複数のブ
レードを有する圧縮機のポートから、圧縮空気の一部を
抽出空気流として抽出する方法に於て、 上記ポートから受け取った抽出空気流をマッハ１に加速
してチョーク空気流を得る加速工程と、上記チョーク空
気流をマッハ１未満の速度に減速して亜音速空気流を得
る減速工程と、 上記亜音速空気流を排気空気流として排出する工程とを
含む圧縮機空気の抽出方法。 ２、さらに、上記チョーク空気流をマッハ１以上の速度
に加速して超音速空気流を得る加速工程を含み、その後
上記超音速空気流を減速して上記亜音速空気流を発生す
る請求項１に記載の方法。 ３、さらに、圧力比が上記ポートの位置での上記抽出空
気流の全圧を上記排気空気流の静圧で割った商として定
義されるとして、上記抽出空気流を加速および減速する
際に、約１．５以下の圧力比を発生する工程を含む請求
項２に記載の方法。 ４、さらに、上記チョーク空気流を上記速度範囲全域に
わたってマッハ１より大きい速度に加速する工程を含む
請求項２に記載の方法。 ５、ガスタービンエンジンの圧縮機抽出アセンブリにお
いて、 回転可能なシャフトから延在する、円周方向に間隔をあ
けて配置された複数の圧縮機ブレードの列を包囲し、ブ
レードで圧縮された空気を受け取る流れチャンネルを画
定する圧縮機ケーシングと、上記ケーシングに設けられ
、上記ブレードより下流に配置され、上記圧縮空気の一
部を抽出空気流として受け取るポートと、 上記ポートを通過する抽出空気流をマッハ１に加速して
抽出空気のチョーク空気流を得る第１加速手段と、 上記チョーク空気流をマッハ１未満の速度に減速して亜
音速空気流を得る減速手段と、 上記亜音速空気流を排気空気流として排出する手段とを
含む圧縮機抽気アセンブリ。 ６、さらに、上記チョークド空気流をマッハ１以上の速
度に加速して超音速空気流を得る第２加速手段を含み、
その後上記超音速空気流を減速して上記亜音速空気流を
得る請求項５に記載のアセンブリ。 ７、上記圧縮機シャフトが最高速度を含む速度範囲で回
転可能であり、上記第１加速手段がこの速度範囲全域に
わたって上記チョーク空気流を得るのに有効である請求
項６に記載のアセンブリ。 ８、上記第２加速手段が上記速度範囲全域にわたって上
記超音速空気流を得るのに有効である請求項７に記載の
アセンブリ。 ９、さらに、圧力比が上記ポートの位置での上記抽出空
気流の全圧を上記排気空気流の静圧で割った商として定
義されるとして、約１．５迄の圧力比を発生する手段を
含む請求項８に記載のアセンブリ。 １０、さらに、圧力比が上記ポートの位置での上記抽出
空気流の全圧を上記排気空気流の静圧で割った商として
定義されるとして、約１．５迄の圧力比を発生する手段
を含む請求項６に記載のアセンブリ。 １１、上記第１加速手段が上記抽出空気流を受け取る入
口および流れ面積の最小なスロートを有する収束ノズル
を含み、 上記第２加速手段が上記スロートから中間部分まで延在
する発散ノズルの上流部分を含み、上記減速手段が上記
中間部分から出口まで延在する発散ノズルの下流部分を
含み、 上記排出手段が上記発散ノズルの下流部分の出口を含む
請求項６に記載のアセンブリ。 １２、上記発散ノズルの、出口の流れ面積をスロートの
流れ面積で割った商として定義される面積比の値が約２
である請求項１１に記載のアセンブリ。 １３、さらに、圧力比が上記ポートの位置での上記抽出
空気流の全圧を上記排気空気流の静圧で割った商として
定義されるとして、約１．５以下の圧力比を発生する手
段を含む請求項１２に記載のアセンブリ。 １４、上記圧縮機シャフトが最高速度を含む速度範囲で
回転可能であり、上記第２加速手段がこの速度範囲全域
にわたって上記超音速空気流を得るのに有効である請求
項１３に記載のアセンブリ。 １５、上記最高速度が上記圧力比の値が約１．０５のと
きに生じる請求項１４に記載のアセンブリ。 １６、上記ケーシングのポートが環状で、環状上流エッ
ジとそこから離間した環状下流エッジとを有し、 環状第１流路表面が上記ポートの上流エッジから下流へ
延在し、 環状第２流路表面が上記ポートの下流エッジから下流へ
延在し、上記第１流路表面から離間しており、 円周方向に間隔をあけて配置された複数のストラットが
上記第１流路表面と第２流路表面間に延在し、これらの
ストラットの隣り合うもの同士が相互間に上記ポートと
流れ連通関係で上記収束および発散ノズルを画定する請
求項１１に記載のアセンブリ。 １７、上記収束および発散ノズルの長さ方向中心ＣＤ軸
線が上記ポートから下流方向へかつ半径方向外方へ鋭角
に傾斜している請求項１６に記載のアセンブリ。 １８、上記ストラットそれぞれが前縁、中間部分および
後縁を含み、 上記前縁の隣り合うもの同士が相互間に収束ノズルの入
口を画定し、 上記中間部分の隣り合うもの同士が相互間にスロートを
画定し、 上記後縁の隣り合うもの同士が相互間に発散ノズルの出
口を画定する請求項１７に記載のアセンブリ。 １９、上記第１流路表面および第２流路表面が互いに平
行に配置され、上記ストラットの中間部分がストラット
の最大厚さ部分である請求項１８に記載のアセンブリ。 ２０、上記収束および発散ノズルそれぞれの、出口の流
れ面積をスロートの流れ面積で割った商として定義され
る第１面積比の値が約２以上である請求項１９に記載の
アセンブリ。 ２１、上記収束および発散ノズルそれぞれの、入口の流
れ面積をスロートの流れ面積で割った商として定義され
る第２面積比の値が約１．０７である請求項２０に記載
のアセンブリ。 ２２、上記ストラットそれぞれが上記中間部分から後縁
まで延在する平坦な下流側面を含み、この下流側面が上
記ＣＤ軸線に対して約１２゜迄の半角で傾斜して上記発
散ノズルを画定している請求項２１に記載のアセンブリ
。 ２３、上記ストラットそれぞれが上記前縁から中間部分
まで延在する円弧状上流側面を含み、この上流側面が上
記収束ノズルを画定している請求項２２に記載のアセン
ブリ。 ２４、上記第１流路表面および第２流路表面が、上記ス
トラットの前縁から中間部分まで延在して上記収束ノズ
ルを画定する収束部分と、上記ストラットの中間部分か
ら後縁まで延在して上記発散ノズルを画定する発散部分
とを含む請求項１８に記載のアセンブリ。 ２５、上記第１流路表面の収束部分および発散部分が上
記ＣＤ軸線に対して傾斜しており、上記第２流路表面が
上記ＣＤ軸線に平行である請求項２４に記載のアセンブ
リ。 ２６、上記収束部分が約２４゜の角度傾斜しており、上
記発散部分が約２４゜の角度傾斜している請求項２５に
記載のアセンブリ。 ２７、上記ストラットの最大厚さがストラットの中間部
分以外の位置に位置する請求項２５に記載のアセンブリ
。 ２８、上記圧縮機ケーシングおよび圧縮機ブレードおよ
びシャフトを有する圧縮機を含み、長さ方向中心軸線を
有するコアエンジンと、 このコアエンジンの下流に配置されたアフターバーナと
、 上記圧縮機ケーシングおよびコアエンジンから離間され
、上記発散ノズルの出口およびアフターバーナと流れ連
通関係にあるバイパスダクトを画定する外側ケーシング
とを含むバイパス・ターボファンエンジンと組み合わさ
れた請求項１１に記載のアセンブリ。 ２９、上記圧縮機シャフトが最高速度を含む速度範囲で
回転可能であり、上記第１加速手段がこの速度範囲全域
にわたって上記チョークド空気流を得るのに有効である
請求項２８に記載のアセンブリ。 ３０、上記第２加速手段が上記速度範囲全域にわたって
上記超音速空気流を得るのに有効である請求項２９に記
載のアセンブリ。 ３１、さらに、圧力比が上記ポートの位置での上記抽出
空気流の全圧を上記排気空気流の静圧で割った商として
定義されるとして、約１．５以下の圧力比を発生する手
段を含む請求項３０に記載のアセンブリ。 ３２、上記圧力比発生手段は、上記コアエンジンおよび
バイパスダクトを、上記圧縮機流れチャンネルと、バイ
パス空気を上記アフターバーナに導くバイパスダクトの
出口との間に上記圧力比を達成するような寸法とするこ
とによって構成された請求項３１に記載のアセンブリ。 ３３、上記収束および発散ノズルが隣り合うストラット
の間に画定され、これらのストラットが上記長さ方向中
心軸線に対して円周方向に傾斜していて上記抽出空気流
を方向転換する請求項２８に記載のアセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US506,314 | 1983-06-21 | ||
| US07/506,314 US5155993A (en) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | Apparatus for compressor air extraction |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045437A true JPH045437A (ja) | 1992-01-09 |
| JPH0672556B2 JPH0672556B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=24014094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2330939A Expired - Lifetime JPH0672556B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-11-30 | 圧縮機空気抽出方法および装置 |
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| Country | Link |
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| US (1) | US5155993A (ja) |
| JP (1) | JPH0672556B2 (ja) |
| DE (1) | DE4038353A1 (ja) |
| FR (1) | FR2660697A1 (ja) |
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