JPH061057B2

JPH061057B2 - パワータービンの換気装置

Info

Publication number: JPH061057B2
Application number: JP1317953A
Authority: JP
Inventors: トマス・ジョージ・ウェークマン; リチャード・ウェイン・ブラウン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: CA2010151A1; DE3940133A1; GB8926980D0; GB2230302A; IT8922635A0; IT1237871B; FR2645590A1; JPH02275024A; US5039278A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この説明はガタービンエンジンの換気システムに関し、
特に回転可能なプロパルサ・ブレードのハブ領域に冷却
空気を供給する換気装置に関する。

発明の背景航空機に推進力を与えるのに現在使用されている２種類
のガスタービンエンジンはターボファンおよびターボプ
ロップエンジンである。両方のエンジンに共通なのは、
通常コアエンジンと呼ばれるパワー発生装置である。こ
の装置には、代表的には、圧縮機区分、燃焼器およびタ
ービン区分が直列流れ関係で設けられている。圧縮機部
分から加圧空気を燃焼器で燃料と混合し、燃焼させて高
エネルギーガス流を生成する。ガス流は第１タービン区
分を通って膨張し、ここで圧縮機を駆動するエネルギー
を抽出する。このようなエンジンには、さらにパワータ
ービンと呼ばれる第２のタービンが第１タービン部分の
下流（後方）に配置されている。パワータービンはガス
流からエネルギーを抽出してプロパルサ・ブレード、た
とえばファンまたはプロペラに動力を与える。

エンジン内でもっとも温度が高いのは燃焼器およびター
ビン内の温度である。これらの高温領域の近くに位置す
るエンジン部品で、過剰な熱により損傷を受けるおそれ
があるものは、冷却しなければならない。これらの部品
を冷却するための加圧空気は、代表的には圧縮機または
ファンダクトから得るか、さもなければ外気から引き入
れる。

ほとんどのファンまたはプロペラ駆動エンジンにおい
て、プロパルサ・ブレードは通常コアエンジンの前方に
配置されている。このような構成例では、ブレードのハ
ブ構造（ブレードの基部）は比較的低い温度環境で作動
し、ハブ構造を冷却する必要がない。

上述したターボファンおよびターボプロップ・エンジン
を近年改良したものとして、ジョンソン(Johnson)の米
国特許出願第０７１，５９４号（１９８７年７月１０日
出願）に開示されているようなダクトなしファンエンジ
ン(unducted fanengine)がある。ダクトなしファンエン
ジンでは、パワータービンが二重反転ダクトなしファン
・ブレードを有する。これらのファン・ブレードは通
常、エンジンからの効率を最適にするためにピッチを変
更できる可変ピッチ・ブレードになっている。各ブレー
ドのピッチを変えるために、各ブレード・ハブ構造には
軸受または他の減摩カップリング（継手）が設けられて
いる。エンジンに可変ピッチ・ブレードを取り付けてい
る場合、ブレードのピッチを変える機構をエンジンに設
けなければならない。各ブレード・ハブに隣接して配置
したブレード・ピッチ変更機構が、ジョンソンの米国特
許第４，７３８，５９１号（１９８８年４月１９日発
効）に開示されている。この特許には、ファン・ブレー
ド（プロパルサ・ブレード）をコアエンジンのほぼ後方
にかつパワータービン区分の半径方向外方に配置するこ
とが開示されている。このような構成配置ではファン・
ブレードがパワータービンに極めて近接しているので、
ブレード・ハブ構造は、飛行状態によっては、比較的高
速の加熱（比較的大きな熱負荷）を受ける。

ハブ領域、すなわちパワータービン内の各ブレードの基
部に近い領域における空気の温度は飛行状態に応じて変
化する。たとえば、離陸時のようなパワー要求の比較的
高い期間中、タービンおよび燃焼器の温度が上昇し、そ
の結果ブレード・ハブ領域より高温になる。ブレード・
ハブ構造およびピッチ変更機構は通常、軽量な安価な材
料でつくられる。この種の材料は温度限界が比較的低
い。その結果、高パワーの離陸状態の間は、巡航状態の
間必要とされる通常程度の冷却以上にハブ領域を冷却す
る必要がでてくる。緩速および逆推力運転時にも、その
ときの熱負荷は通常離陸状態より低いにもかかわらず、
ブレード・ハブ領域の換気を増大するのが有利であり、
また必要なこともある。一方、定常巡航運転状態の間、
温度は比較的低いレベルで安定し、冷却はあまり必要で
はない。どんな冷却装置でもその使用にともなう性能低
下があるので、必要なレベルだけの冷却を行なうのが有
利である。したがって、ブレードのハブ領域への冷却空
気の量を自動的に変える手段が望まれている。

ハブ領域の部品のうち、一部の部品は他の部品より高温
に敏感である。たとえば、ピッチ変更機構の油圧部品は
ハブ程高い温度に耐えることができない。したがって、
ある部品には他の部品より強力な冷却を行なうのが望ま
しい。

したがって、この発明の目的は、ガスタービンエンジン
のパワータービン区分用の改良した換気装置を提供する
ことにある。

この発明の目的は、ダクトなしファン型ガスタービンエ
ンジン内のプロパルサ・ブレードのハブ領域への換気装
置を提供することにある。

この発明の他の目的は、ダクトなしファンエンジンのハ
ブ領域の換気を制御する自動換気装置を提供することに
ある。

この発明のさらに他の目的は、換気をいろいろな場所に
割り当てることのできるダクトなしファンエンジン用換
気装置を提供することにある。

発明の要旨具体的な実施態様では、この発明は、ダクトなしファン
型ガスタービンエンジンのパワータービン区分用の空気
制御または換気装置である。パワータービン区分では、
第１および第２ロータがそれぞれ第１および第２二重反
転プロパルサと駆動関係で結合されている。各プロパル
サは可変ピッチの複数のプロパルサ・ブレードを含む。
プロパルサ・ブレードは対応するブレード・ハブにより
関連するロータに結合され、ブレードはロータから半径
方向外方に延在する。第１環状フェアリングが第１プロ
パルサとともに回転可能で、プロパルサ・ブレードとそ
の関連するロータとの間に介在している。第２環状フェ
アリング（整形部材）が第１フェアリングの軸線方向に
配置され、第２プロパルサとともに回転可能である。第
１フェアリングおよび第２フェアリングは差動回転可能
で、エンジンのまわりのナセルまたはハウジングと合致
している。換気装置は、第１プロパルサのブレードの少
なくともいくつかのブレードの半径方向内端に固定結合
されたプラットホームを有する空気制御機構を含む。各
プラットホームは通常第１フェアリングの対応する開口
内に位置する。第１のプロパルサ・ブレード・ピッチに
対応する第１位置で、プラットホームは実質的に第１フ
ェアリングと合致する。第２のプロパルサ・ブレード・
ピッチに対応する第２位置で、プラットホームの端縁部
分が第１フェアリングから半径方向外方に変位する。ブ
レードが第２位置にあり、エンジン軸線のまわりを回転
しているとき、第１フェアリングに対するプラットホー
ム端縁部分の変位により開口ができ、空気がフェアリン
グの外部からブレード・ハブが位置する環状空所に流れ
こむ。こうして、ブレードが第２位置にあるとき換気が
行なわれる。上記空気は、第１および第２フェアリング
間のナセルの単一開口を通って上記環状空所から外に手
出ることができ、したがって第１プロパルサのハブに沿
って流れた空気を第２プロパルサのハブの冷却を使用せ
ず、こうして加熱された空気を換気に使用するのを避け
る。第２プロパルサ・ブレードは、第２プロパルサのブ
レードのプラットホームのまわりに同ブレードの後方か
ら入ってくる換気空気で冷却するか、または第２プロパ
ルサの後方のナセルの穴または固定すくい部を通って入
ってくる空気で冷却する。この換気空気は第２フェアリ
ング内の空所を通って前方に流れ、両フェアリング間の
単一開口を通って外に出る。２つの換気流れがまざらな
いので、いずれかのプロパルサが他方のプロパルサから
熱を得ることもない。両フェアリング間の開口を通って
外に出る空気は外部空気とまざりそれにより冷却される
ので、後部すくい部または穴へ引き込まれる空気は実質
的に新鮮な空気である。

実施例の記載この発明を一層よく理解できるように、添付の図面を参
照しながら以下に好適な実施例を説明する。ここに示し
た例はこの発明の好ましい実施例を説明するもので、い
かなる意味でもこの発明の範囲を限定すると解すべきで
はない。

第１図は、ダクトなしファン型ガスタービンエンジン２
０の１例を、上側半部を破断して示す概略図である。反
対に回転（二重反転）する前部プロパルサ・ブレード２
２および後部プロパルサ・ブレード２４が、パワーター
ビン部分２５の半径方向外方に配置されている。パワー
タービン２５は二重反転する第１ロータ２６および第２
ロータ２８を含む。二重反転する第１組のタービンブレ
ード３０および第２組のタービンブレード３２がそれぞ
れ第１ロータ２６および第２ロータ２８に結合されてい
る。前部プロパルサ・ブレード２２および後部プロパル
サ・ブレード２４はそれぞれ第１ロータ２６および第２
ロータ２８に結合され、それと共に回転する。

エンジン２０はさらに第１ロータ２６と第２ロータ２８
を介して形成された環状ガス流路４２を含む。圧縮機部
分３４からの加圧空気を燃焼器３６で加熱して、矢印４
４で示す高エネルギー（高圧／高温）ガス流を生成す
る。高エネルギーガス流４４はロータ２６および２８を
流通して二重反転タービンブレード３０および３２を回
転させ、二重反転プロパルサ・ブレード２２および２４
をそれぞれ駆動する。エンジン２０はハウジングまたは
ナセル４０で包囲されている。第１カウルまたはフェア
リング４６および第２カウルまたはフェアリング４８が
それぞれ、プロパルサ・ブレード２２および２４の半径
方向内方に配置され、二重反転ロータ２６および２８に
共に回転するよう連結されている。第１フェアリング４
６および第２フェアリング４８はナセル４０と同形であ
り、エンジン２０の上を通り過ぎる空気の流れ特性を最
適化している。第２図および第３図の部分的断面図から
一層よくわかるように、各プロパルサ・ブレード２２お
よび２４のブレード・ハブ５０が対応するフェアリング
４６および４８の半径方向内方に配置されている。ダク
トなしファンエンジン２０の性能さらに最適化するため
に、前述した米国特許第４，７３８，５９１号に記載さ
れたようなブレード・ピッチ変更機構（図示せず）が各
々のブレード・ハブ５０に結合されている。各ファン・
ブレード２２および２４をピッチ変更軸線５４のまわり
に回動してブレードのピッチを変えることができる。各
ブレード・ハブ５０は対応するブレード支持体に結合さ
れ、そしてその支持体は対応するロータ２６および２８
に固定されている。５６で総称し示す軸受要素兼保持装
置によりブレード・ハブ５０をブレード支持体に、ブレ
ード・ハブ５０がブレード軸線５４のまわりを回転でき
るように結合する。

前部プロパルサ・ブレード２２用の軸受要素兼ブレード
保持装置５６は、回転する環状部材６８で画定された回
転空所７２の下側に配置されている。後部プロパルサ・
ブレード２４用の軸受要素兼保持装置５６は、ナセル４
０、タービンロータ２６，２８のパワータービン構造６
２、成形カウル４１、排気ノズル４３および隔壁１０１
で画定された主空所６４内に配置されている。

第２図および第３図は、プロパルサ・ブレードをエンジ
ン２０の巡航状態に合わせた「コース(course)」ピッチ
に設定した状態の、換気装置を示す。ほぼディスク形状
のプラットホーム７０が各プロパルサ・ブレードに固着
されている。したがって、プロパルサ・ブレードが対応
する軸線５４のまわりを回転することによりピッチを変
える際、プラットホーム７０もそれと一緒に移動する。
ブレードを所定のピッチ角、たとえばフラット（平）ピ
ッチに変えるのにともなってプラットホーム７０が回転
すると、プラットホームの端縁７６がフェアリング表面
より上にあがり多数の風受け口を生成するように、プラ
ットホーム７０およびナセル４０は成形されている。プ
ラットホーム７０は第１フェアリング４６および第２フ
ェアリング４８それぞれの対応する開口７４内に配置さ
れている。第５図からわかるように、環状部材６８が、
ロータ２６と共にエンジン中心線のまわりを回転するよ
う、ブレード保持装置５６に固定的に結合されている。
さらに、環状部材６８にはプラットホーム７０に取り付
けられ、ブレード軸線５４のまわりを回転する。したが
ってプラットホーム７０および環状部材６８は、ブレー
ド・ハブ領域５２を包囲する環状空所７２を画定する。
好適な実施例では、プラットホーム７０および環状部材
６８は、ブレード・ハブのまわりに組立てるために、２
区分に分割されている。前部空所７２は後部空所７２Ａ
から構造的分割部材により分離されている。用語「前
部」および「後部」は、航空機に搭載したときのエンジ
ン２０の平常移動方向に関して用いている。しかし、追
加の空気流を得たい場合には、分割部材をとり除くは穴
あけして空気を後部空所７２Ａに導入することができ
る。なお、空所７２は本質的に半環状空所であり、ブロ
ック中心線５４のまわりを回転しまた空所６４とともに
エンジン中心線のまわりを回転する。複数個の開孔、す
なわち空気分配孔８８が前部空所７２から環状部材６８
を貫通し（第５図参照）、換気空気を下方へかつハブ領
域５２のまわりに案内する。空気分配孔８８は、空気を
ハブ構造のまわりに分配する一方、空所７２と空所６４
との間の静圧の差が僅かしかないにもかかわらず、流れ
特性を良好にするように、配置されている。

空所６４内の温度は、エンジン２０の運転状態に応じて
変わる。たとえば、パワータービンは離陸状態の間の方
が定常巡航状態の間より高い温度で作動する。この発明
の換気機構は、プロパルサ・ブレード２２のピッチ設定
に応じて、ハブ領域５２への冷却空気の量を変える。第
２図および第３図に示すように、プラットホーム７０は
半径方向に見るとほゞ円形の断面をもつ。巡航パワー状
態で、プラットホーム７０はフェアリング４６の形状に
実質的に合致する。したがって、円周方向では、プラッ
トホーム７０の外周部の表面はフェアリング４６の外径
に大体つながる。第２図ではフェアリング４６は大体円
筒形である。しかし、この発明は円錐形表面にも、非直
線形傾斜表面にも等しく適用できる。プラットホーム７
０の寸法は、それが形成する風受け口が、高い静圧を最
大にし、冷却用空所を加圧するのに動圧、すなわちラム
抗力に依拠することを最小限に抑える領域に位置するよ
うな寸法になっている。

第４図および第５図は、第２図および第３図に示した換
気機構を、フェアリング４６内のプラットホーム７０を
回転して各プラットホーム７０の端縁部分７６を露出さ
せた状態で示す。プロパルサ・ブレードのピッチを離陸
パワーの要求に典型的な配置に変えることにより、プラ
ットホーム７０を回転させる。幾何形状から明らかなよ
うに、端縁部分７６はフェアリング４６から半径方向外
方に変位し、端縁部分７６とフェアリング４６の間に開
口７８が画定される。この開口７８はナセル４０の外側
からハブ領域５２への流体連通を許す。これにより、冷
却空気がハブ領域５２へ入り、ハブ５０をそれと関連す
る軸受要素兼保持装置５６と共に冷却する。第５図の断
面図は、プラットホーム７０を回転して風受け口、すな
わち開口７８を画定する作用を説明している。なお、環
状部材６８はプラットホーム７０の内面のまわりに延在
し、ブレード・ハブ５０が貫通する中心穴５８を有する
環状部材である。したがって、単一な領域５２が存在す
るだけであるにもかかわらず、部分的断面図には領域７
２が２個所に現れる。第５図において、環状部材６８を
Ｏリングでシールして、環状部材６８およびプラットホ
ーム７０の周囲での空気の漏れを防止することにより、
空所６４内の圧力差および空気流を制御する。

エンジン２０の定常巡航パワー運転中、各プロパルサ・
ブレードのピッチは、対応するプラットホーム７０およ
び端縁部分７６がフェアリング４６の形状に実質的に合
致するようになっている。しかし、定常巡航パワー運転
中は、タービン温度が著しく低下し、外部からの換気は
通常必要でない。エンジン２０の離陸パワー運転中、各
プロパルサ・ブレードをよりフラットなピッチに設定
し、これにより端縁部分７６および開口７８を露出させ
る。したがって、巡航状態の間開口７８は実質的に閉じ
られているが、最高エンジン運転温度の期間中は多量の
冷却空気が得られる。プラットホーム７０を、巡航時に
もある程度の冷却空気を供給するように配設することが
できる。フェアリング４６は矢印８０で示す方向に回転
する。したがって、フェアリング４６の回転に基づくフ
ェアリング４６に対する空気流の方向は矢印８２で示さ
れる。エンジン２０の前方移動に基づくフェアリング４
６の上を流れる空気流の方向は、矢印８４で示すように
ほゞ軸線方向後方である。プラットホーム７０に関する
空気の相対移動は、矢印８２および８４のベクトル和で
ある矢印８６で示される。以上の説明から理解できる通
り、開口７８は空気の方向８６に関して実質的に前向き
である。この配向とすることで使用できるソース空気の
全圧を増加し、ハブ領域に流れる空気の流量増加につな
がる。

第６図について簡単に説明すると、これはエンジン２０
のタービン部分のナセル外面上の軸線方向の圧力分布を
示す代表的な図である。曲線９２で示す静圧はエンジン
の前から後へ僅かに変化するだけで、ナセル形状および
運転パワーに依存する。曲線９０で示す全圧または動圧
は、プロパルサの回転に基づいて高い値を有する。空所
６４における差圧が比較的低いので、換気空気が空所を
流れる能力は限定される。さらに、前部プロパルサ装置
の上を通過しそれにより加熱された空気を、後部プロパ
ルサ装置の冷却に用いるのは望ましくない。前部プロパ
ルサ装置での温度上昇は１００゜Fのように大きくなり得
る。したがって、空所７２に入る換気空気を後部プロパ
ルサ・ブレードと関連した装置に流用しないのが望まし
い。

ここで第７図並びに第８図を参照して、この発明による
換気系統の１例を通る空気流を具体的に説明する。矢印
９６で示す空気が開口７８に入り、空所７２に流入す
る。環状部材６８は空気の流れ９６を限定し、開口７８
での静圧と空所７２内の静圧両方を増加し、一方開口７
８に入る空所の流速を減少させる。空所７２内の空気９
６は内部空所６４に入り、その領域８８内の穴を通して
分配される。空気はこの後、第１フェアリング４６と第
２フェアリング４８の間に画定された隙間９８を通って
空所６４の外へ出る。出口隙間９８は十分大きいので、
ここを経ての圧力降下はごく僅かしかない。このよう
に、空所６４内の圧力は隙間９８の半径方向外方の空気
圧に実質的に等しい。さらに、隙間９８の寸法は十分に
大きく、開口７８および７８Ａを通過する流量にかゝわ
りなく、空所６４内の空気圧は隙間９８の半径方向外方
の空気圧に実質的に等しくなる。したがって、換気装置
を通る流れは開口７８の面積のみに大体比例する。

所定の面積の開口７８について、換気装置を通る流量
は、開口７８のすくい面積のほかに穴８８によってもあ
る程度決定される。穴８８の数が多いか大きさが大きい
か、またその両方であると、流量は大きいが、ハブ領域
５２内の静圧は低くなる。穴８８の数が少ないか大きさ
が小さいか、またはその両方であると、換気装置を通る
流量は比較的小さいが、ハブ領域５２内の静圧は比較的
高くなる。一般に流量は大きい方が望ましい。流量が大
きければ、冷却すべき部品の冷却効率が上がるからであ
る。しかし、環状部材６８がまったく抵抗とならなけれ
ば、換気装置を通過する空気は最短経路をたどり、ハブ
５０または機構５６の一部を冷却しないで過ぎる可能性
がある。環状部材６８および関連した領域８８の穴があ
ると、流量は減少するが、冷却すべき領域を性格に選ぶ
ことが可能になる。空所７２内の静圧が大きければ大き
い程、冷却空気を正確な位置にさし向ける制御がよくで
きる。その理由は、静圧が大きい程、各穴を経ての圧力
降下がより均一になるからである。言い換えると、上記
領域において静圧が比較的高く、流量が比較的低けれ
ば、保持装置５６近くの穴を経ての圧力差はハブ５０近
くの穴を経ての圧力差に実質的に等しくなる。したがっ
て各穴を通る流量が実質的に均一になる。しかし、穴が
小さすぎるか、十分な穴がなかったりすると、各穴を経
ての流量がハブ５０および保持装置５６を適切に冷却す
るのに十分でなくなる。したがって、穴８８の寸法およ
び数は、流量と静圧とを適切につり合わせるように選ば
なければならない。エンジン２０は離陸状態に対応する
プロパルサ・ブレード・ピッチの間もっとも高温になる
ので、静圧および流量を離陸時の冷却要求を満たすよう
に選択しなければならない。さらに、たとえば保持機構
５６に隣接する特定の区域でもっと冷却が必要なら、こ
れらの区域にもっと多くの穴を設けることができる。こ
のように冷却位置を正確に選ぶことができる。

後部プロパルサ・ハブ要素を換気する様子は上記とは幾
分異なっている。後部プロパルサは前部プロパルサに関
して反対方向に回転し、したがってピッチ変更を反対方
向に行なう必要がある。高パワー運転中プラットホーム
７０に隣接する第２フェアリング４８の外面に沿った静
圧は、ブレード２４の後縁付近の後部開口７８Ａから空
気を引き入れることができるような静圧である。矢印９
６Ａで示すように、空気は後部プロパルサ・ハブ組立体
の後から前へ流れる。フェアリング４６および４８間の
隙間９８はこの前向きの空気流路の出口を構成する。空
所６４内の静圧は前から後へわずかに増加するが、空気
入口７８，７８Ａおよび空気出口９８の配置とプロパル
サの回転とにより、後部プロパルサの後から前への流れ
を誘引するのに有効な動圧が生れる。後部すくい部（ス
クープ）または入口穴７８Ａは前部プロパルサの場合と
同じように配置することができるが、後部タービンの方
が温度も局部静圧も低いことから流れ必要条件が軽減さ
れるので、簡単な計量用穴またはすくい部を使用するこ
とができる。なお、開口７８Ａは第３図に示すようにす
くい部として定義しても、後部プロパルサの後方の回転
ナセルに形成した穴またはすくい部としてもよい。プラ
ットホーム７０を回転させることによりすくい部を形成
することは必要ない。空所６４の範囲が広いので、多数
のすくい部、すなわちブレードの数より多数のすくい部
が必要なこともある。すくい部または穴をブレード２４
に隣接してまたはその後方で回転フェアリング４８内に
配置することもできる。

上述した換気装置は、換気空気流を回転フェアリング４
６温度４８それぞれの複数の入口を通して２つの空所７
２および６４に分配する。換気空気を単一の排出口また
はシンク９８を通して排出し、この排出口９８は空所６
４内の圧力をその排出静圧にほぼ等しくするのに十分大
きく、これにより空所の圧力が排出スロット寸法および
流量に感応しないようにする。排出スロットは２つの二
重反転フェアリング４６および４８間に位置する隙間９
８からなる。一般に、換気システムは、フェアリング４
６に設けた複数個の空気入口７８と、フェアリング４８
または後部プロパルサ・ブレードのすぐ後方でナセル４
０の排気ノズル部分に設けた複数個の空気入口７８Ａと
からなる。図示した構成配置では、前部プロパルサの各
ブレード位置に１つの空気入口７８を設け、後部プロパ
ルサの各ブレード位置に１つ以上の入口７８Ａを設けて
いる。空所７２および６４に引き込まれた換気空気は、
２つの二重反転フェアリング間の自然なスロット９８に
より形成される共通シンクを通って外に出る。回転する
空所換気流れは回転環状部材１０１およびフェアリング
４６により静的なナセル換気流れから分離される。前部
すくい部または入口７８からの換気流れは前部回転空所
またはハブ領域５２を通って後方へ流れ、単一のスロッ
ト９８を通って外に出る。後部すくい部または入口７８
Ａを通って入ってくる流れは、前方へ流れ、やはり共通
の単一スロット９８を通って外に出る。この構成配置に
よれば、換気流れが１つの回転空所から他の回転空所に
通過せず、したがって結果的にまざり合いによる熱上昇
を誘起しない。もしも一方のプロパルサ・ハブ組立体の
まわりを循環する換気空気が他方のプロパルサ・ハブ組
立体のまわりを循環する換気空気とまざると、熱上昇が
起こる。

出口スロットまたはシンクスロット９８は十分大きな寸
法とし、スロットを経ての圧力降下が極めて小さくなる
ようにする。圧力降下は、スロット９８から外に出る流
れを比較的均一にするのに十分となるように選択する。
このようにすれば、空所６４内の空所圧力がいつもスロ
ット外部流れ静圧にほぼ等しくなる。空所圧力は換気流
れの流量に比較的感応しない。これにより、すくい部ま
たは入口７８または７８Ａの両側での圧力比がいつもす
くい部流れまたは空所換気流れとは無関係に維持され
る。したがって、すくい部流れほぼすくい部面積のみに
比例する。すくい部面積、すなわち入口７８はこの装置
では精密に制御でき、一方空所６４内の空所圧力は、制
御がもっと難しいスロット９８のシンクまたは出口スロ
ット面積の変化に比較的感応しない。この発明の換気装
置のもう１つの利点は、単一スロット９８を用いること
により空所圧力を１つのスロット圧力のみに依存させる
ことができることである。もしも出口静圧の異なる多数
のスロットを用いると、空所６４内の空所圧力を決定す
るのがもっと難しくなる。入口７８および７８Ａに多数
のすくい部または入口位置を与え、単一の大きなシンク
・スロット９８を用いることにより、プロパルサ・ハブ
組立体のまわりの必要な個所に換気を行なうことがで
き、安定な換気装置が得られる。

以上この発明の原理を具体的な実施例について説明した
が、当業者には明らかなように、この発明の実施にあた
って使用する構造、配置、部分および構成部品を特定の
運転条件に合わせて、この発明の原理から逸脱しない範
囲内で種々に変更することができる。したがって、以上
の説明は例示であって、限定的なものと解すべきではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用したダクトなしファン型ガス
タービンエンジンを上半部を断面にて示す側面図、第２図は第１図に示した回転フェアリングおよびブレー
ドを、ブレードをコース・ピッチに設定した状態で示す
斜視図、第３図は第２図に示したブレードのハブ領域を示す側面
図、第４図はブレードをよりフラットなピッチに設定した状
態で示す第２図と同様の斜視図、第５図は回転換気空所を示すブレード・ハブ領域の一部
断面表示の側面図、第６図は第３図のエンジンのナセルの外面に沿っての空
気圧力を示すグラフ、第７図は第３図の換気空所の空気流路を示す図、そして第８図はブレードのハブをブレード先端から半径方向内
方に見た図である。主な符号の説明２０：ガスタービンエンジン、２２，２４：プロパルサ・ブレード、２５：パワータービン部分、２６，２８：ロータ、３０，３２：タービンブレード、３４：圧縮機部分、３６：燃焼器、４０：ナセル、４６，４８：フェアリング、５０：ブレード・ハブ、５２：ブレード・ハブ領域、５６：ブレード保持装置、６２：パワータービン構造体、６４：主空所、６８：環状部材、７０：プラットホーム、７２：前部回転空所、７２Ａ後部空所、７４：開口、７６：端縁部分、７８：開口、８８：空気分配穴、９８：スロット（隙間）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータ部分が外側ナセルから離間して相互
間に第１空所を画定し、第１および第２二重反転プロパ
ルサがそれぞれロータ部分に隣接してナセルから外方に
延在する複数のプロパルサ・ブレードを含み、各プロパ
ルサ・ブレードが上記空所中に延在するハブ部分を有
し、上記第１および第２プロパルサとそれぞれ関連した
第１および第２回転フェアリングが上記ナセルの連続部
分をなし、上記プロパルサ・ブレードの少なくともいく
つかがその半径方向内端に取り付けられたプラットホー
ムを有し、このプラットホームは通常は関連するフェア
リング内の対応する開口内に位置し、ブレードとともに
回転可能で第１および第２位置を設定でき、上記プラッ
トホームの第１位置はプラットホームの端縁部分がフェ
アリングの表面に実質的に合致する、エンジンの定常巡
航パワー運転用のブレード・ピッチに対応し、上記第２
位置はプラットホームの端縁部分がフェアリング表面か
ら半径方向外方に変位してエンジンの外部から第１空所
への流体連通を許す、エンジンの離陸パワー運転用のブ
レード・ピッチに対応する構成のガスタービンエンジン
において、第１プロパルサのハブ部分を包囲する第２空所を画定す
る手段を備え、この第２空所画定手段は対応する１つの
第１プロパルサ・ブレードのプラットホームに一緒に回
転するように取り付けられた環状部材を含み、この環状
部材には上記第２空所と第１空所とを流体連通させる複
数個の貫通穴が設けられ、これらの穴は環状部材を経て
所定の流体圧力降下を確立する寸法となっており、さら
に空気を上記第１空所からエンジンの外部に排出する空気
出口手段を備え、この空気出口手段は上記二重反転フェ
アリング間のスロットを含み、このスロットは均一な排
気流れを生成するのに十分な圧力降下を確立する寸法と
なっており、これにより第１空所の圧力が換気流量に比
較的感応しないようにしたガスタービンエンジンの換気
装置。
【請求項２】プラットホームを有するいくつかのプロパ
ルサ・ブレードが第２プロパルサ内に配置され、それら
のプラットホームはブレード・ピッチの変更とともに回
転可能で、ブレードが離陸パワー運転用の位置にあると
きブレードの後方に空気入口を画定し、上記後方空気入
口に入った空気はエンジンの前方に流れて第１空所に入
り、そして上記第１および第２フェアリング間のスロッ
トを通って第１空所から外に出る請求項１に記載の換気
装置。
【請求項３】複数個の開口が第２プロパルサより後方で
エンジンのまわりに円周方向に間隔をあけて配置され、
これらの開口が静圧領域に位置し、したがって空気は上
記開口に入り、エンジンの前方に流れて第１空所に入
り、そして上記第１および第２フェアリング間のスロッ
トを通って第１空所から外に出る請求項１に記載の換気
装置。
【請求項４】ロータ部分が前部および後部二重反転プロ
パルサに駆動関係で結合され、上記プロパルサはそれぞ
れエンジンの半径方向外方に延在し、エンジンの近傍に
ハブ部分を有する複数のダクトなしプロパルサ・ブレー
ドを含み、ナセルがエンジンを包囲しかつ第１空所を画
定し、この第１空所に上記ブレード・ハブ部分が位置す
る構成のガスタービンエンジンにおいて、複数個の第２環状空所を画定する手段を備え、これらの
第２空所はそれぞれ対応する１つの前部プロパルサのブ
レード・ハブ部分を包囲し、上記第２空所はそれぞれ対
応するブレード・ハブ部分の選択した部分に隣接した上
記第２環状空所画定手段を貫通する複数個の空気配穴を
有し、上記前部プロパルサが所定のピッチ角にあるとき空気を
上記第２空所に導くための空気すくい部を確立する手段
が前部プロパルサそれぞれと作動的に関連して設けら
れ、さらに空気を上記第１空所から排出する空気出口手段が上記前
部および後部プロパルサの間に位置する構成のブレード
・ハブ部分を換気する装置。
【請求項５】上記後部プロパルサが所定のピッチ角にあ
るとき後部プロパルサの後方に複数個の空気入口を確立
する手段が後部プロパルサと作動的に関連して設けら
れ、したがって上記空気入口に入った空気は上記後部プ
ロパルサのブレード・ハブ部分に沿って前方に上記空気
出口手段に向って導かれる請求項４に記載の換気装置。
【請求項６】前部および後部プロパルサそれぞれが上記
ナセルの外面と合致する回転環状フェアリングを含み、
上記空気出口手段はこれらのフェアリング間の円周方向
隙間を含む請求項５に記載の換気装置。
【請求項７】上記空気出口手段はそこを経てのナセル内
部からナセル外部への圧力降下を最小にする寸法になっ
ている請求項５に記載の換気装置。
【請求項８】上記フェアリングそれぞれが複数個の円形
プラットホームを含み、これらのプラットホームそれぞ
れが対応する１つのプロパルサ・ブレードのハブ部分の
まわりに心合わせされて上記フェアリングに設けられた
開口内に位置し、上記ナセルはプロパルサ・ブレードの
半径線に沿った形状が、プロパルサ・ブレードを上記所
定のピッチ角にピッチ変更回転すると上記プラットホー
ムの端縁を上記フェアリングより上に押し上げて空気す
くい部を生成するような形状になっている請求項６に記
載の換気装置。