JP2017160902A - 一体型ピッチ制御機構アクチュエータの作動流体移送のための方法およびシステム - Google Patents
一体型ピッチ制御機構アクチュエータの作動流体移送のための方法およびシステム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】可変ピッチプロペラ組立体は、ハブの周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体を含むようにする。【解決手段】複数のプロペラブレード組立体のそれぞれは、各プロペラブレードを回転させるように構成される。可変ピッチプロペラ組立体はまた、一体で形成され、静止作動流体移送スリーブからの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポートを含む作動流体ポート組立体を含む。可変ピッチプロペラ組立体はまた、各作動流体移送チューブを通して、少なくとも3つの作動流体ポートと流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体を含む。ピッチアクチュエータは、プロペラブレードのピッチを選択的に制御するように複数のプロペラブレード組立体に結合される。ピッチアクチュエータ組立体は、ピッチアクチュエータ組立体のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部を含む。【選択図】図1
Description
本開示の分野は一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、一体型ピッチ制御機構(PCM:pitch control mechanism)アクチュエータに作動流体を供給するための方法およびシステムに関する。
ガスタービンエンジンは典型的には、コアエンジンに空気を供給し、その空気を圧縮して推力を発生するファン組立体を含む。少なくともいくつかの公知のファン組立体は、外部で調節された作動流体の流れによって制御される可変ピッチファンブレードを含む。ファンブレードのピッチはファンの性能を制御するので、航空機の様々な状態で最適化することができる。ファンのピッチは典型的には、作動流体を静止供給システムから回転アクチュエータに移送することによって制御される。少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは中間配管機構を使用して、作動流体を静止供給システムから回転アクチュエータに供給する。中間配管機構は航空機の重量を増し、エンジンの貴重な空間を占める。
一態様では、可変ピッチプロペラ組立体が提供される。可変ピッチプロペラ組立体は、回転軸を有するシャフトの周りを回転可能なハブを含む。可変ピッチプロペラ組立体はまた、ハブの周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体を含む。複数のプロペラブレード組立体のそれぞれは、各プロペラブレードを、半径方向に延在するピッチ回転軸の周りを回転させるように構成される。可変ピッチプロペラ組立体はまた、シャフトと一体で形成され、シャフトとともに回転可能な作動流体ポート組立体を含む。作動流体ポート組立体は、ポート組立体を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブからの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポートを含む。可変ピッチプロペラ組立体はまた、作動流体ポート組立体からピッチアクチュエータまで軸方向に延在する各作動流体移送チューブを通して、少なくとも3つの作動流体ポートと流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体を含む。ピッチアクチュエータは、プロペラブレードのピッチを選択的に制御するように複数のプロペラブレード組立体に結合される。ピッチアクチュエータ組立体は、ピッチアクチュエータ組立体および複数のプロペラブレード組立体のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部を含む。
別の態様では、一体型ピッチ制御機構(PCM)アクチュエータ組立体を使用して可変ピッチファンを選択的に制御するように作動させる方法が提供される。PCM組立体は、一体の装置として形成された静止体から回転体への流体移送組立体およびPCMアクチュエータを含む。本方法は、作動流体の複数の流れを、調節された作動流体の源と静止体から回転体への流体移送組立体の静止移送部材との間に運ぶことを含む。本方法はまた、作動流体の複数の流れを、静止移送部材と静止体から回転体への流体移送組立体の回転可能移送部材との間の隙間を横切って導くことを含む。本方法はまた、作動流体の複数の流れを、PCMアクチュエータの作動空洞に運ぶことを含む。本方法は、作動流体の複数の流れの相対的な圧力に基づいて、PCMアクチュエータの作動部材を選択的に動かすことも含む。
さらに別の態様では、可変ピッチターボファンガスタービンエンジンが提供される。可変ピッチターボファンガスタービンエンジンは、多段圧縮機を含むコアエンジンと、回転軸を備えコアエンジンによって動力を与えられるファン組立体とを含む。ファン組立体は、回転軸を有するシャフトの周りを回転可能なハブを含む。ファン組立体はまた、ハブの周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体を含む。複数のプロペラブレード組立体のそれぞれは、各プロペラブレードを、半径方向に延在するピッチ回転軸の周りを回転させるように構成される。ファン組立体はまた、シャフトと一体で形成され、シャフトとともに回転可能な作動流体ポート組立体を含む。作動流体ポート組立体は、ポート組立体を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブからの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポートを含む。ファン組立体はまた、作動流体ポート組立体からピッチアクチュエータまで軸方向に延在する各作動流体移送チューブを通して、少なくとも3つの作動流体ポートと流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体を含む。ピッチアクチュエータは、プロペラブレードのピッチを選択的に制御するように複数のプロペラブレード組立体に結合される。ピッチアクチュエータ組立体は、ピッチアクチュエータ組立体および複数のプロペラブレード組立体のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部を含む。
本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同様な符号が同様な部品を表している添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解できるであろう。
図1〜12は、本明細書で説明する方法および装置の例示的な実施形態を示す。
様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面には示され、他の図面には示されないことがあるが、これは単に便宜上のことである。任意の図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合せて参照および/または特許請求することができる。
本明細書で提供する図面は、別に指摘しない限り、本開示の実施形態の特徴を示すことを意図している。これらの特徴は、本開示の1つまたは複数の実施形態を備える広範なシステムにおいて適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書で開示する実施形態を実践するのに必要な当業者の公知の従来の特徴をすべて含めることを意図していない。
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらの用語は、以下の意味を有すると定義する。
単数形「1つ(a)」、「1つ(an)」、および「その(the)」は、文脈においてそうではないと明示しない限り、複数を言及することを含む。
「任意選択の(optional)」または「任意選択で(optionally)」という用語は、その用語に続いて記述される事象または状況は起こる場合も起こらない場合もあるが、この記述は、この事象が起こる場合と起こらない場合とを含むことを意味する。
本明細書および特許請求の範囲を通じてここで用いる場合、近似する語句は、関連する基本的機能に変化を生じさせることなく変化することが許容される任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「約(about)」、「ほぼ(approximately)」、および「実質的に(substantially)」などの用語で修飾された値は、その特定された正確な値には限定されない。少なくともいくつかの場合には、近似する語句はその値を測定するための機器の精度に対応することがある。ここで、および本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は、組み合せることができ、かつ/または交換することができ、このような範囲は、文脈または語句がそうでないことを示さない限り、そこに含まれるすべての部分範囲として特定され、かつすべての部分範囲を含む。
以下の詳細な説明は、例として本開示の実施形態を示しており、限定するためのものではない。本開示は、一体型PCMアクチュエータ組立体に作動流体を供給するための方法およびシステムに一般的に適用されることを企図する。
本明細書で説明する一体型PCMアクチュエータ組立体作動流体供給システムの実施形態は、作動流体をガスタービンエンジンの一体型PCMアクチュエータ組立体に供給する。一体型PCMアクチュエータ組立体作動流体供給システムは、複数の作動流体ポートを含む作動流体ポート組立体を囲む静止作動流体移送スリーブを含む。ファンブレードピッチ変更アクチュエータ組立体は、作動流体ポート組立体と流れ連通して結合される。静止作動流体移送スリーブは、作動流体の流れを作動流体ポート組立体に送出するように構成され、それによって、ピッチアクチュエータ組立体が作動され、ガスタービンエンジンのファンブレードのピッチが制御される。
本明細書で説明する一体型PCMアクチュエータ組立体作動流体供給システムは、作動流体を一体型PCMアクチュエータ組立体に供給する公知の方法を超える利点を提供する。より詳細には、本明細書で説明する一体型PCMアクチュエータ組立体は、作動流体を直接アクチュエータに供給する。作動流体を直接一体型PCMアクチュエータ組立体のアクチュエータに供給することは、付加の機械部品を除去することによってアクチュエータおよびエンジンの重量を低減する。さらに、作動流体供給システムをアクチュエータに組み入れると、アクチュエータの信頼性を改善することができる。
図1は、本開示の例示的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図である。この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンは高バイパスターボファンジェットエンジン10であり、本明細書では、これを「ターボファンエンジン10」と称する。図1に示すように、ターボファンエンジン10は、軸方向A(参考のために示した長手方向中心線12に平行に延在する)および半径方向Rを定める。一般に、ターボファンエンジン10は、ファンセクション14、およびファンセクション14の下流に配置されたコアタービンエンジン16を含む。
図示の例示的なコアタービンエンジン16は一般に、環状の入口20を画定する実質的に管状の外側ケーシング18を含む。外側ケーシング18内には、直列流れ関係で、ブースタまたは低圧(LP:low pressure)圧縮機22、および高圧(HP:high pressure)圧縮機24を含む圧縮機セクション、燃焼セクション26、高圧(HP)タービン28および低圧(LP)タービン30を含むタービンセクション、ならびにジェット排気ノズルセクション32が収まっている。高圧(HP)シャフトまたはスプール34は、HPタービン28をHP圧縮機24に駆動接続する。低圧(LP)シャフトまたはスプール36は、LPタービン30をLP圧縮機22に駆動接続する。圧縮機セクション、燃焼セクション26、タービンセクション、およびノズルセクション32は一緒になってコア空気流路37を画定する。
図示の実施形態では、ファンセクション14は可変ピッチファン38を含み、可変ピッチファン38は、ディスク42に、間隔を置くように結合された複数のファンブレード40を有する。図示のように、ファンブレード40は、半径方向Rに概ね沿ってディスク42から外向きに延在する。ファンブレード40が、ファンブレード40のピッチを同時にまとめて変えるように構成された適切なピッチ変更機構44に動作可能に結合されることによって、各ファンブレード40はディスク42に対してピッチ軸Pの周りを回転することができる。ファンブレード40、ディスク42、およびピッチ変更機構44は、動力歯車装置46の向こう側でLPシャフト36によって、長手方向軸12の周りを一緒に回転することができる。動力歯車装置46は、LPシャフト36に対してファン38の回転速度をより効率的なファン回転速度に調節するための複数の歯車を含む。
図1の例示的な実施形態をさらに参照すると、ディスク42は、空気流が複数のファンブレード40を通りやすくなるような空気力学的な形状にされた回転可能な前面ハブ48によって覆われる。加えて、例示的なファンセクション14は、ファン38および/またはコアタービンエンジン16の少なくとも一部分を周方向に取り囲む環状のファンケーシングまたは外側ナセル50を含む。ナセル50は、周方向に離間した複数の出口案内翼52によって、コアタービンエンジン16に対して支持されるように構成することができることを認識すべきである。さらに、ナセル50の下流セクション54は、コアタービンエンジン16の外側部分を覆って延在して、その間にバイパス空気流通路56を画定することができる。
ターボファンエンジン10の作動中、ある容積の空気58が、ナセル50および/またはファンセクション14に付随する入口60を通ってターボファンエンジン10に入る。その容積の空気58がファンブレード40を通りすぎると、矢印62で示したような空気58の第1の部分は、バイパス空気流通路56内に向けられ、または送られ、矢印64で示したような空気58の第2の部分は、コア空気流路37、または、より詳細には、LP圧縮機22内に向けられ、または送られる。空気の第1の部分62と空気の第2の部分64との比は通常、バイパス比として知られる。次いで、空気の第2の部分64の圧力は、高圧(HP)圧縮機24を通って燃焼セクション26内に送られると上昇し、そこで燃料と混合されて燃焼して燃焼ガス66を供給する。
燃焼ガス66はHPタービン28を通るように送られ、そこで、燃焼ガス66からの熱エネルギーおよび/または運動エネルギーの一部分が、外側ケーシング18に結合されたHPタービンステータベーン68と、HPシャフトまたはスプール34に結合されたHPタービンロータブレード70との連続した段によって取り出され、したがって、HPシャフトまたはスプール34を回転させ、それによって、HP圧縮機24の作動が維持される。次いで、燃焼ガス66はLPタービン30を通るように送られ、そこで、燃焼ガス66から、熱エネルギーおよび運動エネルギーの第2の部分が、外側ケーシング18に結合されたLPタービンステータベーン72と、LPシャフトまたはスプール36に結合されたLPタービンロータブレード74との連続した段によって取り出され、したがって、LPシャフトまたはスプール36を回転させ、それによって、LP圧縮機22の作動および/またはファン38の回転が維持される。
続いて、燃焼ガス66は、コアタービンエンジン16のジェット排気ノズルセクション32を通るように送られて推進力を与える。同時に、空気の第1の部分62がバイパス空気流通路56を通るように送られると、空気の第1の部分62の圧力が実質的に上昇し、それから、ターボファンエンジン10のファンノズル排気セクション76から排出されてこれもまた推進力を与える。HPタービン28、LPタービン30、およびジェット排気ノズルセクション32は、コアタービンエンジン16を通るように燃焼ガス66を送るための高温ガス通路78を少なくとも部分的に画定する。
しかしながら、図1に示した例示的なターボファンエンジン10は単なる一例にすぎず、他の例示的な実施形態では、ターボファンエンジン10は、任意の他の適切な構成を有することができることを認識すべきである。さらなる他の例示的な実施形態では、本開示の態様は、任意の他の適切なガスタービンエンジンに組み込むことができることもまた認識すべきである。例えば、他の例示的な実施形態では、本開示の態様は、例えば、ターボプロップエンジン、アンダクテッドファンエンジンに組み込むことができる。
図2は、本開示の例示的な実施形態による一体型PCMアクチュエータ組立体202を含むファンロータ組立体200の側面図である。ファンロータ組立体200は、一体型PCMアクチュエータ組立体202、遊星歯車変速機204、パワーエンジンロータ206、静止作動流体移送スリーブ208、およびハブ組立体210を含む。ハブ組立体210は、ユニゾンリング212、複数のファンブレードトラニオンヨーク214、複数のトラニオン組立体216、および複数のファンブレード218を含む。いくつかの実施形態では、LPシャフト36(図1に示す)は遊星歯車変速機204に固定的に結合され、遊星歯車変速機204はパワーエンジンロータ206に回転結合される。パワーエンジンロータ206は、ハブ組立体210および一体型PCMアクチュエータ組立体202に回転結合され、一体型PCMアクチュエータ組立体202を通じてユニゾンリング212に回転結合される。ハブ組立体210は、ファンブレード218に回転結合される。ユニゾンリング212はファンブレードトラニオンヨーク214に回転結合され、ファンブレードトラニオンヨーク214はトラニオン組立体216に回転結合される。トラニオン組立体216は、ファンブレード218に回転結合される。静止作動流体移送スリーブ208は、遊星歯車変速機204内の支持部(図示せず)に結合され、一体型PCMアクチュエータ組立体202を囲む。静止作動流体移送スリーブ208は、一体型PCMアクチュエータ組立体202と流れ連通して結合される。
作動時、LPシャフト36(図1に示す)は遊星歯車変速機204内の複数の歯車(図示せず)を回転するように構成され、遊星歯車変速機204はパワーエンジンロータ206を回転するように構成される。パワーエンジンロータ206は一体型PCMアクチュエータ組立体202を回転するように構成され、一体型PCMアクチュエータ組立体202はユニゾンリング212を回転するように構成される。ユニゾンリング212はファンブレードトラニオンヨーク214を回転するように構成され、ファンブレードトラニオンヨーク214はトラニオン組立体216を回転するように構成される。トラニオン組立体216は、ファンブレード218をそれらの各軸の周りに回転するように構成される。静止作動流体移送スリーブ208は静止し続けるように構成され、一方、一体型PCMアクチュエータ組立体202はファンモジュールとともに回転するように構成される。
静止作動流体移送スリーブ208は、一体型PCMアクチュエータ組立体202と流れ連通して結合される。静止作動流体移送スリーブ208からの作動流体圧力は、一体型PCMアクチュエータ組立体202を作動させ、ユニゾンリング212を半径方向に延在するピッチ回転軸220の周りに回転させる。ユニゾンリング212は、ファンブレードトラニオンヨーク214を弧状の経路に沿って動かし、各トラニオン組立体216を半径方向に延在するピッチ回転軸220の周りに回転させる。トラニオン組立体216は、ファンブレード218を半径方向に延在するピッチ回転軸220の周りに回転させるように構成される。
図3は、本開示の例示的な実施形態による一体型PCMアクチュエータ組立体300の分解図である。一体型PCMアクチュエータ組立体300は、半径方向の隙間での移送によって作動流体を受け入れる。一体型PCMアクチュエータ組立体300は、アクチュエータ外殻302、作動流体移送スリーブ304、ピッチアクチュエータ306、および端部キャップ308を含む。アクチュエータ外殻302は、アクチュエータ外殻302から軸方向A後方へ延在する作動流体ポート組立体310を含む。作動流体移送スリーブ304は、作動流体ポート組立体310を囲む。アクチュエータ外殻302はピッチアクチュエータ306を部分的に囲み、ピッチアクチュエータ306は、ピッチアクチュエータ306から端部キャップ308を通ってユニゾンリング212(図2に示す)に軸方向A前方へ延在するピッチアクチュエータシャフト312を含む。端部キャップ308は、アクチュエータ外殻302の軸方向前方端部に結合される。
図4は、ピッチアクチュエータ400の2つの斜視図である。図4aはピッチアクチュエータ400の斜視図である。図4bは、ピッチアクチュエータ400の切断斜視図である。ピッチアクチュエータ400は、ピッチアクチュエータシャフト402から半径方向外向きに延在する複数のピッチアクチュエータベーン404、およびピッチアクチュエータ400から軸方向A後方へ延在する機械式移送レンジリミッタ406を含む。ピッチアクチュエータ400はまた、ピッチアクチュエータシャフト402の中を通って延在するピッチアクチュエータ空洞部408を含む。
図5は、アクチュエータ外殻502、作動流体移送スリーブ504、および端部キャップ506の2つの斜視図である。図5aは、アクチュエータ外殻502、作動流体移送スリーブ504、および端部キャップ506の斜視図である。図5bは、アクチュエータ外殻502、作動流体移送スリーブ504、および端部キャップ506の切断斜視図である。アクチュエータ外殻502は、アクチュエータ外殻502の軸方向後方端部に結合されたアクチュエータキャップ508を含む。作動流体ポート組立体510は、アクチュエータキャップ508から軸方向A後方に延在し、作動流体移送スリーブ504によって囲まれる。アクチュエータ外殻502はまた、アクチュエータ外殻502から半径方向内向きに延在する複数のアクチュエータ外殻ベーン512を含む。
図6は、図3、4、5、および7に示す一体型PCMアクチュエータ組立体300の図4、5、および7の線6−6に沿う軸方向図である。図6aは、機械的に制限された位置にはない一体型PCMアクチュエータ組立体300の軸方向図である。図6bは、機械的に制限された位置にある一体型PCMアクチュエータ組立体300の軸方向図である。図6は、ピッチアクチュエータ400をアクチュエータ外殻502内に配置した状態の一体型PCMアクチュエータ組立体300の構造を示す。図6はまた、一体型PCMアクチュエータ組立体300の作動の実施形態とともに論じられる。
ピッチアクチュエータベーン404は、ピッチアクチュエータ400からアクチュエータ外殻502の半径方向内側面514へ半径方向外向きに延在する。アクチュエータ外殻ベーン512は、アクチュエータ外殻502からピッチアクチュエータ400の半径方向外側面410へ半径方向内向きに延在する。各アクチュエータ外殻ベーン512は、2つのピッチアクチュエータベーン404の間を延在して、アクチュエータ外殻ベーン512とピッチアクチュエータベーン404とが周方向に互い違いになるパターンを形成する。減少空洞602および増大空洞604は、アクチュエータ外殻ベーン512とピッチアクチュエータベーン404との間のボリュームから形成される。各アクチュエータ外殻ベーン512は、一方の側で減少空洞602に隣接し、他方の側で増大空洞604に隣接する。
図7は、本開示の例示的な実施形態による一体型PCMアクチュエータ組立体300の側面図である。図8は、ピッチアクチュエータ400にアクチュエータ外殻502の内部流路を加えたものである。図9は、図3、4、5、および7に示した一体型PCMアクチュエータ組立体の図4、5、および7の線9−9に沿う軸方向図である。図9aは、一体型PCMアクチュエータ組立体300の通常作動の実施形態を示す。図9bは、一体型PCMアクチュエータ組立体300のピッチを減少させた作動の実施形態を示す。図10は、一体型PCMアクチュエータ組立体300内の増大流路610、減少流路630、およびドレン流路650の図である。増大流路610、減少流路630、およびドレン流路650は、図7〜10を参照して下記で説明される。内部流路は、外側ケーシングを取り除いた状態の図8でより明瞭に示される。内部通路に通じるポートは、すでに論じた図6に最もよく示されている。図9は、供給ラインがフェールセーフとなるように配向されていることを示す。最後に、図10は、増大流路610、減少流路630、およびドレン流路650のハイレベル概要図を提示する。作動流体供給システム516は、作動流体をすべての流路に供給する。
増大流路610は、作動流体供給システム516および作動流体移送スリーブ504と流れ連通して結合された静止増大送出チューブ612を含む。回転増大送出流路614は、作動流体ポート組立体510内に配置されて、静止増大送出チューブ612から作動流体を受け入れる。回転増大送出流路614は、作動流体を、作動流体ポート組立体510およびアクチュエータキャップ508内に配置された増大アクチュエータ通路616に導く。増大アクチュエータ通路616は、増大アクチュエータキャップ送出流路618と流れ連通して結合される。増大アクチュエータキャップ送出流路618は、作動流体をアクチュエータキャップ508の周りの周方向に運び、アクチュエータベーン512を通って軸方向A前方に延在する複数の増大アクチュエータベーン通路620と流れ連通して結合される。増大アクチュエータベーン通路620は、作動流体を複数の増大送出チューブ622に運び、増大送出チューブ622は作動流体を増大空洞604に送出する。増大空洞604に送出された作動流体は、増大空洞604内の作動流体圧力を上昇させる。増大空洞604の作動流体圧力が上昇すると、ピッチアクチュエータベーン404の一方の側の作動流体圧力が上昇し、それによって、ピッチアクチュエータ400が回転し、ユニゾンリング212が回転する。
減少流路630は、作動流体供給システム516および作動流体移送スリーブ504と流れ連通して結合された静止減少送出チューブ632を含む。回転減少送出流路634は、作動流体ポート組立体510内に配置されて、静止減少送出チューブ632から作動流体を受け入れる。回転減少送出流路634は、作動流体を、作動流体ポート組立体510およびアクチュエータキャップ508内に配置された減少アクチュエータ通路636に導く。減少アクチュエータ通路636は、機械式移送レンジリミッタ406と流れ連通して結合される。機械式移送レンジリミッタ406は、作動流体を減少レンジリミッタ流路638に運び、減少レンジリミッタ流路638は作動流体を減少アクチュエータキャップ送出流路640に運ぶ。減少アクチュエータキャップ送出流路640は、作動流体をアクチュエータキャップ508の周りの周方向に運び、アクチュエータベーン512を通って軸方向A前方に延在する複数の減少アクチュエータベーン通路642と流れ連通して結合される。減少アクチュエータベーン通路642は、作動流体を複数の減少送出チューブ644に運び、減少供給チューブ644は作動流体を減少空洞602に送出する。
ドレン流路650内の作動流体の流れは双方向である。ドレン流路650は、作動流体を、作動流体供給システム516から減少空洞602に送出することができる、または、作動流体を、減少空洞602から作動流体供給システム516に送出することができる。通常作動中、ドレン流路650は、作動流体の圧力がかかっていない。ドレン流路650は、作動流体供給システム516および作動流体移送スリーブ504と流れ連通して結合された静止ドレン送出チューブ652を含む。回転ドレン送出流路654は、作動流体ポート組立体510内に配置されて、静止ドレン送出チューブ652から作動流体を受け入れる。回転ドレン送出流路654は、作動流体を、作動流体ポート組立体510およびアクチュエータキャップ508内に配置されたドレンアクチュエータ通路656に導く。ドレンアクチュエータ通路656は、機械式移送レンジリミッタ406と流れ連通して結合される。機械式移送レンジリミッタ406は、作動流体をドレンレンジリミッタ流路658に運び、ドレンレンジリミッタ流路658は作動流体をドレンアクチュエータキャップ送出流路660に運ぶ。ドレンアクチュエータキャップ送出流路660は、作動流体をアクチュエータキャップ508の周りの周方向に運び、アクチュエータベーン512を通って軸方向A前方に延在する複数のドレンアクチュエータベーン通路662と流れ連通して結合される。ドレンアクチュエータベーン通路662は、作動流体を複数のドレン送出チューブ664に運び、ドレン供給チューブ664は作動流体を減少空洞602に送出する。
図6aは、一体型PCMアクチュエータ組立体300の通常作動の実施形態を示す。ピッチアクチュエータベーン404の両側の作動流体圧力は等しく、増大空洞604と減少空洞602の容積もまた等しい。ピッチアクチュエータ400は回転されず、かつユニゾンリング212は回転されない。図6bは、一体型PCMアクチュエータ組立体300のピッチを減少させた作動の実施形態を示す。減少空洞602の作動流体圧力は、作動流体を減少流路630に導入することによって上昇させられる。減少空洞602の作動流体圧力が上昇すると、ピッチアクチュエータベーン404の一方の側の作動流体圧力が上昇し、それによって、ピッチアクチュエータ400が回転し、ユニゾンリング212が回転する。
図9aは、一体型PCMアクチュエータ組立体300の通常作動の実施形態を示す。機械式移送レンジリミッタ406は、減少アクチュエータ通路636および減少レンジリミッタ流路638と流体連通している。作動流体は、すでに論じたように、減少流路630を通って運ばれる。ピッチアクチュエータ400が通常の作動位置からさらに回転すると、機械式移送レンジリミッタ406は回転して減少アクチュエータ通路636とは流れ連通しなくなり、ドレンアクチュエータ通路656と流れ連通する。図9bは、一体型PCMアクチュエータ組立体300のピッチを減少させた作動の実施形態を示す。通常作動中、ドレン流路650は圧力がかかっていない。機械式移送レンジリミッタ406が回転してドレンアクチュエータ通路656およびドレンレンジリミッタ流路658と流れ連通すると、すでに論じたように、加圧作動流体は減少空洞602からドレン流路650内に排出される。作動流体は、減少空洞602から作動流体供給システム516に排出される。作動流体を減少空洞602から排出すると、減少空洞602の作動流体圧力が下降し、それによって、ピッチアクチュエータ400が減少方向に回転するのが止まる。ピッチアクチュエータ400がさらに反対方向に回転すると、機械式移送レンジリミッタ406は回転してドレンアクチュエータ通路656とは流れ連通しなくなり、減少アクチュエータ通路636と流れ連通し、それによって、もう一度、両方向に回転することができる。
図11は、本開示の軸方向隙間移送の例示的な実施形態による一体型PCMアクチュエータ組立体700の側面図である。一体型PCMアクチュエータ組立体300が半径方向隙間移送によって作動流体を受け入れる一方、一体型PCMアクチュエータ組立体700が軸方向隙間移送によって作動流体を受け入れることを除いて、一体型PCMアクチュエータ組立体300と700は同じ品である。説明を明瞭にするため、一体型PCMアクチュエータ組立体700の構造構成部品には700番台の連番が付けられ、一方、一体型PCMアクチュエータ組立体700内の流路および通路には800番台、900番台、および1000番台の連番が付けられている(図12により明瞭に示す)。一体型PCMアクチュエータ組立体700は、アクチュエータ外殻702、作動流体移送組立体704、ピッチアクチュエータ706、および端部キャップ708を含む。作動流体移送組立体704は、アクチュエータ外殻702から軸方向A後方へ延在する。アクチュエータ外殻702は、ピッチアクチュエータ706を部分的に囲み、ピッチアクチュエータ706は、ピッチアクチュエータ706から端部キャップ708を通ってユニゾンリング212(図2に示す)に軸方向A前方へ延在するピッチアクチュエータシャフト712を含む。端部キャップ708は、アクチュエータ外殻702の軸方向前方端部に結合される。
ピッチアクチュエータ706は、ピッチアクチュエータシャフト712から半径方向外向きに延在する複数のピッチアクチュエータベーン714、およびピッチアクチュエータ706から軸方向A後方へ延在する機械式移送レンジリミッタ716を含む。アクチュエータ外殻702は、アクチュエータ外殻702の軸方向後方端部に結合されたアクチュエータキャップ720を含む。アクチュエータ外殻はまた、アクチュエータ外殻702から半径方向内向きに延在する複数のアクチュエータ外殻ベーン722を含む。ピッチアクチュエータベーン714は、ピッチアクチュエータ706からアクチュエータ外殻702の半径方向内側面724へ半径方向外向きに延在する。アクチュエータ外殻ベーン722は、アクチュエータ外殻702からピッチアクチュエータ706の半径方向外側面726へ半径方向内向きに延在する。各アクチュエータ外殻ベーン722は、2つのピッチアクチュエータベーン714の間を延在して、アクチュエータ外殻ベーン722とピッチアクチュエータベーン714とが周方向に互い違いになるパターンを形成する。減少空洞(図示せず)および増大空洞(図示せず)は、アクチュエータ外殻ベーン722とピッチアクチュエータベーン714との間のボリュームから形成される。各アクチュエータ外殻ベーン722は、一方の側で減少空洞に隣接し、他方の側で増大空洞に隣接する。
図12は、一体型PCMアクチュエータ組立体700内の増大流路800、減少流路900、およびドレン流路1000の図である。作動流体供給システム732は、作動流体をすべての流路に供給する。増大流路800は、作動流体供給システム732および作動流体移送組立体704と流れ連通して結合された静止増大送出チューブ802を含む。静止増大送出チューブ802は、作動流体を、作動流体移送組立体704内に配置された作動流体移送組立体増大通路804へ送出する。回転増大送出流路806は、アクチュエータキャップ720内に配置され、作動流体移送組立体通路804から作動流体を受け入れる。回転増大送出流路806は、作動流体を増大アクチュエータキャップ送出流路808に導く。増大アクチュエータキャップ送出流路808は、作動流体をアクチュエータキャップ720の周りの周方向に運び、アクチュエータベーン722を通って軸方向A前方に延在する複数の増大アクチュエータベーン通路810と流れ連通して結合される。増大アクチュエータベーン通路810は、作動流体を複数の増大送出チューブ812に運び、増大送出チューブ812は作動流体を増大空洞に送出する。
増大空洞に送出された作動流体は、増大空洞内の作動流体圧力を上昇させる(一体型PCMアクチュエータ組立体700のこの領域は、一体型PCMアクチュエータ組立体300と同じなので、図6および9を参照のこと)。増大空洞の増大作動流体圧力が上昇すると、ピッチアクチュエータベーン714の一方の側の作動流体圧力が上昇し、それによって、ピッチアクチュエータ706が回転し、ユニゾンリング212(図2に示す)が回転する。
減少流路900は、作動流体供給システム732および作動流体移送組立体704と流れ連通して結合された静止減少送出チューブ902を含む。静止減少送出チューブ902は、作動流体を、作動流体移送組立体704内に配置された作動流体移送組立体減少通路904に送出する。回転減少送出流路906は、アクチュエータキャップ720内に配置され、作動流体移送組立体減少通路904から作動流体を受け入れる。回転減少送出流路906は、作動流体を機械式移送レンジリミッタ716に導き、機械式移送レンジリミッタ716は、作動流体を減少レンジリミッタ流路908に導く。減少レンジリミッタ流路908は、作動流体を減少アクチュエータキャップ送出流路910に運び、減少アクチュエータキャップ供給流路910は、作動流体をアクチュエータキャップ720の周りの周方向に運び、アクチュエータベーン722を通って軸方向A前方に延在する複数の減少アクチュエータベーン通路912と流れ連通して結合される。減少アクチュエータベーン通路912は、作動流体を複数の減少送出チューブ914に運び、減少送出チューブ914は作動流体を減少空洞に送出する。
ドレン流路1000内の作動流体の流れは双方向である。ドレン流路1000は、作動流体を、作動流体供給システム732から減少空洞へ送出することができる、または、作動流体を、減少空洞から作動流体供給システム732へ送出することができる。通常作動中、ドレン流路1000は、作動流体の圧力がかかっていない。ドレン流路1000は、作動流体供給システム732および作動流体移送組立体704と流れ連通して結合された静止ドレン送出チューブ1002を含む。静止ドレン送出チューブ1002は、作動流体を、作動流体移送組立体704内に配置された作動流体移送組立体ドレン通路1004に送出する。回転ドレン送出流路1006は、アクチュエータキャップ720内に配置され、作動流体移送組立体ドレン通路1004から作動流体を受け入れる。回転ドレン送出流路1006は、作動流体を機械式移送レンジリミッタ716に導き、機械式移送レンジリミッタ716は、作動流体をドレンレンジリミッタ流路1008に導く。ドレンレンジリミッタ流路1008は、作動流体をドレンアクチュエータキャップ送出流路1010へ運び、ドレンアクチュエータキャップ送出流路1010は、作動流体をアクチュエータキャップ720の周りの周方向に運び、アクチュエータベーン722を通って軸方向A前方に延在する複数のドレンアクチュエータベーン通路1012と流れ連通して結合される。ドレンアクチュエータベーン通路1012は、作動流体を複数のドレン送出チューブ1014に運び、ドレン送出チューブ1014は作動流体を減少空洞に送出する。
通常作動中、ピッチアクチュエータベーン714の両側の作動流体圧力は等しく、増大空洞と減少空洞の容積もまた等しい。ピッチアクチュエータ706は回転されず、かつユニゾンリング212は回転されない。減少ピッチ作動中、減少空洞の作動流体圧力は、作動流体を減少流路900に導入することによって上昇させられる。減少空洞の作動流体圧力が上昇すると、ピッチアクチュエータベーン714の一方の側の作動流体圧力が上昇し、それによって、ピッチアクチュエータ706が回転し、ユニゾンリング212が回転する。機械式移送レンジリミッタ716は、機械式移送リミッタ316と同じように作動し、ピッチアクチュエータ706が回転しすぎるのを防ぐ。
上記の作動流体供給システムは、作動流体を一体型PCMアクチュエータ組立体に供給するための効率的な方法を提供する。詳細には、上記の作動流体供給システムは、作動流体を直接アクチュエータに送出する。作動流体が直接アクチュエータに送出されると、作動流体を送出するために必要な機器が少なくて済む。したがって、作動流体を直接アクチュエータに供給すると、一体型PCMアクチュエータ組立体の信頼性が改善される。加えて、作動流体供給システムを一体型PCMアクチュエータ組立体内に組み入れると、エンジン重量が軽減される。
作動流体供給システムの例示的な実施形態が上記で詳細に説明されている。この作動流体供給システム、ならびにこのようなシステムおよび装置を作動させる方法は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、本方法のシステムおよび/またはステップの構成部品は、本明細書で説明した他の構成部品および/またはステップとは独立に、かつ別個に利用することができる。例えば、本方法はまた、作動流体を必要とする他のシステムと組み合せて使用することができ、本明細書で説明したようなシステムおよび方法のみで実践することに限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、作動流体供給システムを受け入れるように現在構成されている多くの他の機械用途に関連して実装および利用することできる。
作動流体を一体型PCMアクチュエータ組立体に供給するための例示的な方法および装置を上記で詳細に説明している。図示した装置は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、それぞれの構成部品は、本明細書で説明した他の構成部品とは独立に、かつ別個に利用することができる。各システム構成部品はまた、他のシステム構成部品と組み合せて使用することができる。
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本開示を説明し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本開示を実践できるようにしている。本開示の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す
[実施態様1]
回転軸(12)を有するシャフト(36)の周りを回転可能なハブ(48)と、
前記ハブ(48)の周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体(44)であって、前記複数のプロペラブレード組立体(44)の各プロペラブレード組立体(44)が、各プロペラブレード(40)を、半径方向に延在するピッチ回転軸(220)の周りを回転させるように構成された、複数のプロペラブレード組立体(44)と、
前記シャフト(36)と一体で形成され、前記シャフト(36)とともに回転可能な作動流体ポート組立体(310)であって、前記ポート組立体(310)を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブ(304)からの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)を備える作動流体ポート組立体(310)と、
前記作動流体ポート組立体(310)から前記ピッチアクチュエータ(306)まで軸方向に延在する各作動流体移送チューブ(614、634、654)を通して、前記少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)と流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)であって、前記ピッチアクチュエータ(306)が、前記プロペラブレード(40)のピッチを選択的に制御するように前記複数のプロペラブレード組立体(44)に結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)において、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)および前記複数のプロペラブレード組立体(44)のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部(316)を備える、ピッチアクチュエータ組立体(306)と
を備える可変ピッチプロペラ組立体(300)。
[実施態様2]
前記少なくとも3つの作動流体移送チューブ(614、634、654)が、増大移送チューブ(614)、減少移送チューブ(634)、およびドレン(654)を含む、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様3]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された直線作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様4]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される周方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された回転作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様5]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から半径方向に受け入れるように構成された、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様6]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から軸方向に受け入れるように構成された、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様7]
前記移動止め部(316)が、前記作動流体移送チューブ(614、634、654)を通って前記ピッチアクチュエータ組立体(306)へ行く流れを遮断するように構成された機械式作動流体遮断装置(316)を含む、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様8]
前記移動止め部(316)が、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が所定の範囲の外に移動するのを防ぐように構成された機械式移動制限装置(316)を含む、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様9]
一体型ピッチ制御機構(PCM)アクチュエータ組立体(300、700)を使用して可変ピッチファンを選択的に制御するように作動させる方法であって、前記PCM組立体(300、700)が、一体の装置として形成された静止体から回転体への流体移送組立体およびPCMアクチュエータ(400、706)を含み、
作動流体の複数の流れを、調節された作動流体の源(516、732)と前記静止体から回転体への流体移送組立体の静止移送部材(304、504、704)との間に運ぶことと、
作動流体の前記複数の流れを、前記静止移送部材(304、504、704)と前記静止体から回転体への流体移送組立体の回転可能移送部材(310、510、720)との間の隙間を横切って導くことと、
作動流体の前記複数の流れを、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動空洞(602、604)に運ぶことと、
作動流体の前記複数の流れの相対的な圧力に基づいて、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動部材を選択的に動かすことと
を含む方法。
[実施態様10]
作動流体の前記複数の流れを、前記静止移送部材(304、504、704)と前記回転可能移送部材(310、510、720)との間の隙間を横切って導くことが、前記隙間を横切って作動流体の少なくとも3つの流れを導くことを含む、実施態様9に記載の方法であって、前記少なくとも3つの流れが、増大ピッチ流れ、減少ピッチ流れ、およびドレンを含む、方法。
[実施態様11]
作動流体の前記複数の流れの相対的な圧力に基づいて、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動部材を選択的に動かすことが、前記作動流体流れの少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きをピッチ回転軸(220)の周りのファンブレード(40、218)の回転に変えるように構成された直線作動部材を選択的に動かすことを含む、実施態様9に記載の方法。
[実施態様12]
前記作動流体の複数の流れの相対的な圧力に基づいて、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動部材を選択的に動かすことが、前記作動流体流れの少なくとも1つによって駆動される周方向の動きをピッチ回転軸(220)の周りのファンブレード(40、218)の回転に変えるように構成された回転作動部材を選択的に動かすことを含む、実施態様9に記載の方法。
[実施態様13]
多段圧縮機(24)を含むコアエンジン(16)と、
回転軸(12)を備え前記コアエンジン(16)によって動力を与えられるファン組立体(38)であって、
前記回転軸(12)を有するシャフト(36)の周りを回転可能なハブ(48)と、
前記ハブ(48)の周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体(44)であって、前記複数のプロペラブレード組立体(44)の各プロペラブレード組立体(44)が、各プロペラブレード(40)を、半径方向に延在するピッチ回転軸(220)の周りを回転させるように構成された、複数のプロペラブレード組立体(44)と、
前記シャフト(36)と一体で形成され、前記シャフト(36)とともに回転可能な作動流体ポート組立体(310)であって、前記ポート組立体(310)を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブ(304)からの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)を備える作動流体ポート組立体(310)と、
前記作動流体ポート組立体(310)から前記ピッチアクチュエータ(306)まで軸方向に延在する各作動流体移送チューブ(614、634、654)を通して、前記少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)と流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)であって、前記ピッチアクチュエータ(306)が、前記プロペラブレード(40)のピッチを選択的に制御するように前記複数のプロペラブレード組立体(44)に結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)において、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)および前記複数のプロペラブレード組立体(44)のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部(316)を備える、ピッチアクチュエータ組立体(306)と
を備えるファン組立体(38)と
を備える可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様14]
前記少なくとも3つの作動流体移送チューブ(614、634、654)が、増大移送チューブ(614)、減少移送チューブ(634)、およびドレン(654)を含む、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様15]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された直線作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様16]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される周方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された回転作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様17]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から半径方向に受け入れるように構成された、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様18]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から軸方向に受け入れるように構成された、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様19]
前記移動止め部(316)が、前記作動流体移送チューブ(614、634、654)を通って前記ピッチアクチュエータ組立体(306)へ行く流れを遮断するように構成された機械式作動流体遮断装置(316)を含む、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様20]
前記移動止め部(316)が、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が所定の範囲の外に移動するのを防ぐように構成された機械式移動制限装置(316)を含む、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様1]
回転軸(12)を有するシャフト(36)の周りを回転可能なハブ(48)と、
前記ハブ(48)の周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体(44)であって、前記複数のプロペラブレード組立体(44)の各プロペラブレード組立体(44)が、各プロペラブレード(40)を、半径方向に延在するピッチ回転軸(220)の周りを回転させるように構成された、複数のプロペラブレード組立体(44)と、
前記シャフト(36)と一体で形成され、前記シャフト(36)とともに回転可能な作動流体ポート組立体(310)であって、前記ポート組立体(310)を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブ(304)からの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)を備える作動流体ポート組立体(310)と、
前記作動流体ポート組立体(310)から前記ピッチアクチュエータ(306)まで軸方向に延在する各作動流体移送チューブ(614、634、654)を通して、前記少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)と流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)であって、前記ピッチアクチュエータ(306)が、前記プロペラブレード(40)のピッチを選択的に制御するように前記複数のプロペラブレード組立体(44)に結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)において、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)および前記複数のプロペラブレード組立体(44)のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部(316)を備える、ピッチアクチュエータ組立体(306)と
を備える可変ピッチプロペラ組立体(300)。
[実施態様2]
前記少なくとも3つの作動流体移送チューブ(614、634、654)が、増大移送チューブ(614)、減少移送チューブ(634)、およびドレン(654)を含む、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様3]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された直線作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様4]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される周方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された回転作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様5]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から半径方向に受け入れるように構成された、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様6]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から軸方向に受け入れるように構成された、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様7]
前記移動止め部(316)が、前記作動流体移送チューブ(614、634、654)を通って前記ピッチアクチュエータ組立体(306)へ行く流れを遮断するように構成された機械式作動流体遮断装置(316)を含む、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様8]
前記移動止め部(316)が、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が所定の範囲の外に移動するのを防ぐように構成された機械式移動制限装置(316)を含む、実施態様1に記載の組立体(300)。
[実施態様9]
一体型ピッチ制御機構(PCM)アクチュエータ組立体(300、700)を使用して可変ピッチファンを選択的に制御するように作動させる方法であって、前記PCM組立体(300、700)が、一体の装置として形成された静止体から回転体への流体移送組立体およびPCMアクチュエータ(400、706)を含み、
作動流体の複数の流れを、調節された作動流体の源(516、732)と前記静止体から回転体への流体移送組立体の静止移送部材(304、504、704)との間に運ぶことと、
作動流体の前記複数の流れを、前記静止移送部材(304、504、704)と前記静止体から回転体への流体移送組立体の回転可能移送部材(310、510、720)との間の隙間を横切って導くことと、
作動流体の前記複数の流れを、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動空洞(602、604)に運ぶことと、
作動流体の前記複数の流れの相対的な圧力に基づいて、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動部材を選択的に動かすことと
を含む方法。
[実施態様10]
作動流体の前記複数の流れを、前記静止移送部材(304、504、704)と前記回転可能移送部材(310、510、720)との間の隙間を横切って導くことが、前記隙間を横切って作動流体の少なくとも3つの流れを導くことを含む、実施態様9に記載の方法であって、前記少なくとも3つの流れが、増大ピッチ流れ、減少ピッチ流れ、およびドレンを含む、方法。
[実施態様11]
作動流体の前記複数の流れの相対的な圧力に基づいて、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動部材を選択的に動かすことが、前記作動流体流れの少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きをピッチ回転軸(220)の周りのファンブレード(40、218)の回転に変えるように構成された直線作動部材を選択的に動かすことを含む、実施態様9に記載の方法。
[実施態様12]
前記作動流体の複数の流れの相対的な圧力に基づいて、前記PCMアクチュエータ(400、706)の作動部材を選択的に動かすことが、前記作動流体流れの少なくとも1つによって駆動される周方向の動きをピッチ回転軸(220)の周りのファンブレード(40、218)の回転に変えるように構成された回転作動部材を選択的に動かすことを含む、実施態様9に記載の方法。
[実施態様13]
多段圧縮機(24)を含むコアエンジン(16)と、
回転軸(12)を備え前記コアエンジン(16)によって動力を与えられるファン組立体(38)であって、
前記回転軸(12)を有するシャフト(36)の周りを回転可能なハブ(48)と、
前記ハブ(48)の周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体(44)であって、前記複数のプロペラブレード組立体(44)の各プロペラブレード組立体(44)が、各プロペラブレード(40)を、半径方向に延在するピッチ回転軸(220)の周りを回転させるように構成された、複数のプロペラブレード組立体(44)と、
前記シャフト(36)と一体で形成され、前記シャフト(36)とともに回転可能な作動流体ポート組立体(310)であって、前記ポート組立体(310)を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブ(304)からの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)を備える作動流体ポート組立体(310)と、
前記作動流体ポート組立体(310)から前記ピッチアクチュエータ(306)まで軸方向に延在する各作動流体移送チューブ(614、634、654)を通して、前記少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)と流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)であって、前記ピッチアクチュエータ(306)が、前記プロペラブレード(40)のピッチを選択的に制御するように前記複数のプロペラブレード組立体(44)に結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)において、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)および前記複数のプロペラブレード組立体(44)のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部(316)を備える、ピッチアクチュエータ組立体(306)と
を備えるファン組立体(38)と
を備える可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様14]
前記少なくとも3つの作動流体移送チューブ(614、634、654)が、増大移送チューブ(614)、減少移送チューブ(634)、およびドレン(654)を含む、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様15]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された直線作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様16]
前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される周方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された回転作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様17]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から半径方向に受け入れるように構成された、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様18]
前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から軸方向に受け入れるように構成された、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様19]
前記移動止め部(316)が、前記作動流体移送チューブ(614、634、654)を通って前記ピッチアクチュエータ組立体(306)へ行く流れを遮断するように構成された機械式作動流体遮断装置(316)を含む、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
[実施態様20]
前記移動止め部(316)が、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が所定の範囲の外に移動するのを防ぐように構成された機械式移動制限装置(316)を含む、実施態様13に記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
10 ターボファンエンジン
12 長手方向中心線
14 ファンセクション
16 コアタービンエンジン
18 管状の外側ケーシング
20 環状の入口
22 低圧圧縮機
24 高圧圧縮機
26 燃焼セクション
28 高圧タービン
30 低圧タービン
32 ノズルセクション
34 高圧シャフトまたはスプール
36 低圧シャフトまたはスプール
37 コア空気流路
38 ファン
40 ファンブレード
42 ディスク
44 ピッチ変更機構
46 動力歯車装置
48 ハブ
50 ナセル
52 出口案内翼
54 下流セクション
56 バイパス空気流通路
58 空気の部分
60 付随する入口
62 空気の部分
64 空気の部分
66 燃焼ガス
68 高圧タービンステータベーン
70 高圧タービンロータブレード
72 低圧タービンステータベーン
74 低圧タービンロータブレード
76 排気セクション
78 高温ガス通路
200 ファンロータ組立体
202 一体型ピッチ制御機構(PCM)アクチュエータ組立体
204 遊星歯車変速機
206 パワーエンジンロータ
208 作動流体移送スリーブ
210 ハブ組立体
212 ユニゾンリング
214 ファンブレードトラニオンヨーク
216 トラニオン組立体
218 ファンブレード
220 ピッチ回転軸
300 一体型PCMアクチュエータ組立体
302 アクチュエータ外殻
304 作動流体移送スリーブ
306 ピッチアクチュエータ
308 端部キャップ
310 作動流体ポート組立体
312 ピッチアクチュエータシャフト
316 機械式移送レンジリミッタ
400 ピッチアクチュエータ
402 ピッチアクチュエータシャフト
404 ピッチアクチュエータベーン
406 機械式移送レンジリミッタ
408 ピッチアクチュエータ空洞
410 半径方向外側面
502 アクチュエータ外殻
504 作動流体移送スリーブ
506 端部キャップ
508 アクチュエータキャップ
510 作動流体ポート組立体
512 アクチュエータベーン
514 半径方向内側面
516 作動流体供給システム
602 減少空洞
604 増大空洞
610 増大流路
612 静止増大送出チューブ
614 回転増大送出流路
616 増大アクチュエータ通路
618 アクチュエータキャップ送出流路
620 増大アクチュエータベーン通路
622 増大送出チューブ
630 減少流路
632 静止減少送出チューブ
634 回転減少送出流路
636 減少アクチュエータ通路
638 減少レンジリミッタ流路
640 アクチュエータキャップ送出流路
642 減少アクチュエータベーン通路
644 減少送出チューブ
650 ドレン流路
652 静止ドレン送出チューブ
654 回転ドレン送出流路
656 ドレンアクチュエータ通路
658 ドレンレンジリミッタ流路
660 アクチュエータキャップ送出流路
662 ドレンアクチュエータベーン通路
664 ドレン送出チューブ
700 一体型PCMアクチュエータ組立体
702 アクチュエータ外殻
704 作動流体移送組立体
706 ピッチアクチュエータ
708 端部キャップ
712 ピッチアクチュエータシャフト
714 ピッチアクチュエータベーン
716 機械式移送レンジリミッタ
720 アクチュエータキャップ
722 アクチュエータ外殻ベーン
724 半径方向内側面
726 半径方向外側面
732 作動流体供給システム
800 増大流路
802 静止増大送出チューブ
804 移送組立体増大通路
806 回転増大送出流路
808 アクチュエータキャップ送出流路
810 増大アクチュエータベーン通路
812 増大送出チューブ
900 減少流路
902 静止減少送出チューブ
904 移送組立体減少通路
906 回転減少送出流路
908 減少レンジリミッタ流路
910 アクチュエータキャップ送出流路
912 減少アクチュエータベーン通路
914 減少送出チューブ
1000 ドレン流路
1002 静止ドレン送出チューブ
1004 移送組立体ドレン通路
1006 回転ドレン送出流路
1008 ドレンレンジリミッタ流路
1010 アクチュエータキャップ送出流路
1012 ドレンアクチュエータベーン通路
1014 ドレン送出チューブ
12 長手方向中心線
14 ファンセクション
16 コアタービンエンジン
18 管状の外側ケーシング
20 環状の入口
22 低圧圧縮機
24 高圧圧縮機
26 燃焼セクション
28 高圧タービン
30 低圧タービン
32 ノズルセクション
34 高圧シャフトまたはスプール
36 低圧シャフトまたはスプール
37 コア空気流路
38 ファン
40 ファンブレード
42 ディスク
44 ピッチ変更機構
46 動力歯車装置
48 ハブ
50 ナセル
52 出口案内翼
54 下流セクション
56 バイパス空気流通路
58 空気の部分
60 付随する入口
62 空気の部分
64 空気の部分
66 燃焼ガス
68 高圧タービンステータベーン
70 高圧タービンロータブレード
72 低圧タービンステータベーン
74 低圧タービンロータブレード
76 排気セクション
78 高温ガス通路
200 ファンロータ組立体
202 一体型ピッチ制御機構(PCM)アクチュエータ組立体
204 遊星歯車変速機
206 パワーエンジンロータ
208 作動流体移送スリーブ
210 ハブ組立体
212 ユニゾンリング
214 ファンブレードトラニオンヨーク
216 トラニオン組立体
218 ファンブレード
220 ピッチ回転軸
300 一体型PCMアクチュエータ組立体
302 アクチュエータ外殻
304 作動流体移送スリーブ
306 ピッチアクチュエータ
308 端部キャップ
310 作動流体ポート組立体
312 ピッチアクチュエータシャフト
316 機械式移送レンジリミッタ
400 ピッチアクチュエータ
402 ピッチアクチュエータシャフト
404 ピッチアクチュエータベーン
406 機械式移送レンジリミッタ
408 ピッチアクチュエータ空洞
410 半径方向外側面
502 アクチュエータ外殻
504 作動流体移送スリーブ
506 端部キャップ
508 アクチュエータキャップ
510 作動流体ポート組立体
512 アクチュエータベーン
514 半径方向内側面
516 作動流体供給システム
602 減少空洞
604 増大空洞
610 増大流路
612 静止増大送出チューブ
614 回転増大送出流路
616 増大アクチュエータ通路
618 アクチュエータキャップ送出流路
620 増大アクチュエータベーン通路
622 増大送出チューブ
630 減少流路
632 静止減少送出チューブ
634 回転減少送出流路
636 減少アクチュエータ通路
638 減少レンジリミッタ流路
640 アクチュエータキャップ送出流路
642 減少アクチュエータベーン通路
644 減少送出チューブ
650 ドレン流路
652 静止ドレン送出チューブ
654 回転ドレン送出流路
656 ドレンアクチュエータ通路
658 ドレンレンジリミッタ流路
660 アクチュエータキャップ送出流路
662 ドレンアクチュエータベーン通路
664 ドレン送出チューブ
700 一体型PCMアクチュエータ組立体
702 アクチュエータ外殻
704 作動流体移送組立体
706 ピッチアクチュエータ
708 端部キャップ
712 ピッチアクチュエータシャフト
714 ピッチアクチュエータベーン
716 機械式移送レンジリミッタ
720 アクチュエータキャップ
722 アクチュエータ外殻ベーン
724 半径方向内側面
726 半径方向外側面
732 作動流体供給システム
800 増大流路
802 静止増大送出チューブ
804 移送組立体増大通路
806 回転増大送出流路
808 アクチュエータキャップ送出流路
810 増大アクチュエータベーン通路
812 増大送出チューブ
900 減少流路
902 静止減少送出チューブ
904 移送組立体減少通路
906 回転減少送出流路
908 減少レンジリミッタ流路
910 アクチュエータキャップ送出流路
912 減少アクチュエータベーン通路
914 減少送出チューブ
1000 ドレン流路
1002 静止ドレン送出チューブ
1004 移送組立体ドレン通路
1006 回転ドレン送出流路
1008 ドレンレンジリミッタ流路
1010 アクチュエータキャップ送出流路
1012 ドレンアクチュエータベーン通路
1014 ドレン送出チューブ
Claims (10)
- 回転軸(12)を有するシャフト(36)の周りを回転可能なハブ(48)と、
前記ハブ(48)の周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体(44)であって、前記複数のプロペラブレード組立体(44)の各プロペラブレード組立体(44)が、各プロペラブレード(40)を、半径方向に延在するピッチ回転軸(220)の周りを回転させるように構成された、複数のプロペラブレード組立体(44)と、
前記シャフト(36)と一体で形成され、前記シャフト(36)とともに回転可能な作動流体ポート組立体(310)であって、前記ポート組立体(310)を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブ(304)からの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)を備える作動流体ポート組立体(310)と、
前記作動流体ポート組立体(310)から前記ピッチアクチュエータ(306)まで軸方向に延在する各作動流体移送チューブ(614、634、654)を通して、前記少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)と流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)であって、前記ピッチアクチュエータ(306)が、前記プロペラブレード(40)のピッチを選択的に制御するように前記複数のプロペラブレード組立体(44)に結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)において、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)および前記複数のプロペラブレード組立体(44)のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部(316)を備える、ピッチアクチュエータ組立体(306)と
を備える可変ピッチプロペラ組立体(300)。 - 前記少なくとも3つの作動流体移送チューブ(614、634、654)が、増大移送チューブ(614)、減少移送チューブ(634)、およびドレン(654)を含む、請求項1記載の組立体(300)。
- 前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される軸方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された直線作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、請求項1記載の組立体(300)。
- 前記作動流体移送チューブ(614、634、654)の少なくとも1つによって駆動される周方向の動きを前記ピッチ回転軸(220)の周りの回転に変えるように構成された回転作動部材を、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が備える、請求項1記載の組立体(300)。
- 前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から半径方向に受け入れるように構成された、請求項1記載の組立体(300)。
- 前記作動流体ポート組立体(310)が、作動流体の各流れを静止作動流体移送スリーブ(304)から軸方向に受け入れるように構成された、請求項1記載の組立体(300)。
- 前記移動止め部(316)が、前記作動流体移送チューブ(614、634、654)を通って前記ピッチアクチュエータ組立体(306)へ行く流れを遮断するように構成された機械式作動流体遮断装置(316)を含む、請求項1記載の組立体(300)。
- 前記移動止め部(316)が、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)が所定の範囲の外に移動するのを防ぐように構成された機械式移動制限装置(316)を含む、請求項1記載の組立体(300)。
- 多段圧縮機(24)を含むコアエンジン(16)と、
回転軸(12)を備え前記コアエンジン(16)によって動力を与えられるファン組立体(38)であって、
前記回転軸(12)を有するシャフト(36)の周りを回転可能なハブ(48)と、
前記ハブ(48)の周りを周方向に離間した複数のプロペラブレード組立体(44)であって、前記複数のプロペラブレード組立体(44)の各プロペラブレード組立体(44)が、各プロペラブレード(40)を、半径方向に延在するピッチ回転軸(220)の周りを回転させるように構成された、複数のプロペラブレード組立体(44)と、
前記シャフト(36)と一体で形成され、前記シャフト(36)とともに回転可能な作動流体ポート組立体(310)であって、前記ポート組立体(310)を少なくとも部分的に取り囲む静止作動流体移送スリーブ(304)からの作動流体の各流れを受け入れるように構成された少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)を備える作動流体ポート組立体(310)と、
前記作動流体ポート組立体(310)から前記ピッチアクチュエータ(306)まで軸方向に延在する各作動流体移送チューブ(614、634、654)を通して、前記少なくとも3つの作動流体ポート(612、632、652)と流れ連通して結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)であって、前記ピッチアクチュエータ(306)が、前記プロペラブレード(40)のピッチを選択的に制御するように前記複数のプロペラブレード組立体(44)に結合されたピッチアクチュエータ組立体(306)において、前記ピッチアクチュエータ組立体(306)および前記複数のプロペラブレード組立体(44)のうちの少なくとも1つの回転を制限するように構成された移動止め部(316)を備える、ピッチアクチュエータ組立体(306)と
を備えるファン組立体(38)と
を備える可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。 - 前記少なくとも3つの作動流体移送チューブ(614、634、654)が、増大移送チューブ(614)、減少移送チューブ(634)、およびドレン(654)を含む、請求項9記載の可変ピッチターボファンガスタービンエンジン(10)。
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