JPH0587656B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタービンエンジン、より特定的には航
空用ダブルフラツクスターボジエツトエンジンに
係わる。

周知のように、この種のタービンエンジンは第
１流路の上流から下流に向けて順に軸流圧縮機と
燃焼室と軸流タービンとを含み、軸流圧縮機が燃
焼室に圧縮空気を送給し、この圧縮空気が燃焼室
で加圧燃料と混合され、燃料の燃焼の結果、燃焼
室の下流で、圧縮機を駆動する軸流タービンにエ
ネルギが与えられ、噴出ガスによつてエンジンの
推進に有用なスラストが生じるようになつてい
る。

完全な軸流構造を有するこの種のターボジエツ
トエンジンは前方の入口から作動に必要な空気を
吸入するが、気候条件によつては前記空気と共に
機能に有害な砂及び／又は水も吸い込む。

この現象は特に、飛行機が嵐に遭遇したとき、
又は積雲もしくは積乱雲のような大きい雲の中を
通るときに見られる。その場合は、雨又は雹形態
の大量の水が圧縮機内に侵入し得る。エンジンが
全速力運転状態にあれば前記水は蒸発し、燃焼室
まで侵入したとしても温度の十分に高い霧状蒸気
の形態を有するため、大量の燃料を受給する燃焼
室が消火する危険はない。

しかしながら、飛行機が下降状態にあるとき、
例えば着陸前のアプローチ段階にあるときには、
そうはいかない。その場合は、エンジンが低速で
回転しているため圧縮機の圧縮比が比較的小さ
く、液状又は固体状の水が大きな滴もしくは氷粒
子の形態で、又は波のようになつて燃焼室まで侵
入し、燃料供給量が比較的少ないためにバーナの
１つもしくは全部を消火するか、又はエンジンの
停止（devissage）を発生させ得る。

このような現象は、気象条件がエンジンの設計
時に考慮される条件を凌駕するという例外的な事
態の下でしか起こり得ない。

通常は、点火プラグも湿つて一時的に使用不可
能になる。燃焼室が消火されると、パイロツトが
臨界降雨ゾーンから離れることができなければ１
つ以上のエンジンが完全に停止して大事故につな
がる危険がある。

このような事態を回避するには、侵入する水を
燃焼室に到達する前に最大限に除去するか、又は
燃焼室に到達した場合でもバーナが消火されない
ようにすることが重要である。

燃焼室レベルではそのために様々な手段を溝じ
ることができる。例えば、水の慣性が空気より大
きいことを利用して、水転向子を具備することに
より、空気が水の通れない複雑な回路を介してバ
ーナに送給されるようにするのである。

水が燃焼室まで到達しないようにする別の方法
として、液状又は固体状の水を含んだ空気が高圧
圧縮機内に侵入する前に、低圧圧縮機から排出さ
れる過剰量の水を除去することからなる方法があ
る。

本発明の目的はこのタイプの方法を提供するこ
とにある。

そのために本発明では、ダブルフラツクス且つ
ダブルボデイ形ターボジエツトエンジンの圧縮機
の間に排出弁を設置する。これらの弁は、エンジ
ンの低速運転時に開放されるという特徴を有す
る。

先行技術では通常前記排出弁１が、第１図に示
すように、低圧圧縮機３及び高圧圧縮機４を分離
する通路２の中に配置され、これらの弁が開放さ
れると低圧圧縮機で圧縮された空気の流れの一部
分が排出路５を介して第２管路６方向に排出され
るようになつている。この状態は、低圧圧縮機の
ポンピングの危険を回避すべく、下流の高圧圧縮
機によつて吸収され得る空気の量より多い空気を
低圧圧縮機に通さなければならない場合、従つて
過剰量の空気を低圧圧縮機と高圧圧縮機との間で
第２管路方向に排出しなければならない場合に使
用される。

この状態はターボジエツトエンジンが低速状態
にある時に生じ、排出弁の開放曲線は第２図の曲
線Ａの性状を示す。

エンジンの低速運転時及び全速度の約1/3の回
転速度までの状態では排出弁が完全に開放され、
開放角度は45゜以上になる。その後、エンジンが
速度を増すと弁の開放度が減少して、恒常速度か
ら全速度までの運転状態で閉鎖位置に配置され
る。

最も危険な水侵入条件は、正確には、前記弁が
開放されている時に生じる。公知の弁はこの条件
で水を含んだ空気を排出せしめるものの、管路内
に突出した部分を１つももたないため、水を最大
限にかい出すことはできない。

そこで本発明では、弁が管路内に突出して、遠
心分離により管路の外壁にぶつけられる液状又は
固体状の粒子を補捉できるように、前記弁を簡単
な方法で改良する。尚、遠心分離作用は、上流に
配置された圧縮機による回転効果と、弁を含む通
路の二重に曲がつた管の形態とによつて生じる。

本発明はより正確には、ダブルフラツクスター
ビンエンジン、特に、第１流路が空気圧縮機と燃
焼室とを含み、燃焼室で空気と燃料とが混合され
て燃焼し、その結果タービンが駆動され、このタ
ービンによつて圧縮機が駆動され、前記圧縮機が
公知のように圧縮機のケーシングの外壁の収容部
内に配置された排出弁を含み、これらの弁が前記
圧縮機を通る空気の量の一部分を弁の外に排出す
べく開放されるようになつている航空用ダブルフ
ラツクスターボジエツトエンジンにおいて、前記
排出弁に、これらの弁が所与の開放角度に達しな
い間は弁に押し付けられ、弁が前記開放角度に到
達した時点で開放されて前記弁の上流に延びる延
長部分で管路内に突出し、その結果圧縮機中に過
剰に流入する水の一部分を回収するように機能す
る手段を枢着することによつて前記排出弁を改良
する。

本発明の重要な特徴の１つとして、前記被枢着
手段は、軸を中心に回転する汲出し部材と、弁が
所与の開放角度に到達しない間前記汲出し部材を
管路の壁に押し付けておく戻し手段と、弁が前記
開放角度に到達した時点で前記弁によつて連続的
に駆動される操作レバーとを含む。

本発明の別の特徴は、添付図面に基づく以下の
非限定的実施例の説明で明らかにされよう。

低圧圧縮機３（最終翼のみを図示）と高圧圧縮
機との間の中間部分を拡大して示す第３ａ図から
明らかなように、本発明の排出弁７は軸９を介し
てヨーク８に枢着されている。

この弁は制御レバー（図示せず）か又は複数の
弁を同時に制御する制御リングによつて操作でき
る。前記ジヤツキ又はリングは弁の径方向翼１１
に支持された軸１０を介して弁に接続される。

この排出弁は閉鎖時には圧縮機のケーシング１
２の開口部１１内に引つ込み、パツキンを介して
圧縮機を気密的に閉鎖する。

この弁の上流部分には、汲出し部材１４を通す
ための孔１３が設けられている。この汲出し部材
は上流部分１４ａがシヤベルの形状を有し、休止
時にケーシング１２のくり抜き部１５内に配置さ
れる。汲出し部材の折曲中央部分１４ｂは弁の孔
１３を通り、外側で弁７に支持されたヨークに軸
を１６を介して枢着される。

汲出し部材１４は更に、弁７の径方向外側部分
で外側に軸１６から下流に向けて延びる操作レバ
ー１４ｃも含む。このレバー１４ｃは、いわゆる
汲出し部分１４ａに対して角度αだけ傾斜してい
る。

汲出し部分１４ａは、休止時にその内面が突出
しないでケーシングの壁１２に対して平らになる
ように、周知のごとく軸１６及び弁の固定部分と
協働する戻しバネ１７によつて前記壁１２方向に
戻される。

タービンエンジンの回転速度が高い（全速度）
時は、弁及び汲出し部材が第３ａ図の位置に配置
される。この位置は、第２図の曲線Ａ及びＢの共
通部分Aa及びBaに対応する。曲線Ｂは汲出し部
材の開放状況を表す。

この運転状態では、低圧圧縮機から放出される
総ての空気流が高圧圧縮機によつて圧縮される。
高圧圧縮機の出口での圧縮度及び空気流の温度
は、大量の水が侵入した場合でも、この水が細か
い霧となつて蒸発し大量の空気と混合されるよう
なレベルにあり、そのため燃焼が停止される危険
は僅かであり、存在しないことさえある。第３ｂ
図は、第２図の曲線の部分Ab及びBbに対応する
弁の位置を示している。

この位置は、前記運転状態のターボジエツトエ
ンジン回転速度より低い速度、即ち低圧圧縮機の
ボンピング現象を回避すべく、エンジンの調節に
よつて排出弁が徐々に開放される時の速度に対応
する。この位置では、弁の開放角度が中位、例え
ば最大開放角度が45゜の弁の場合には30゜である。
空気流の温度及び圧力はこの状態でもまだ十分に
大きいため、湿潤環境下で燃焼が停止することは
ない。従つて、弁の開放角度が操作レバーと汲出
し部材との間の角度αを超えないため、汲出し部
分１４ａはバネ１７によつてケーシングの収容部
１５に押接された状態を維持する。このように、
弁が開放されても汲出し部材は動かず、従つてエ
ンジンの性能又は失速マージン（marge en
decrochage）に有害な圧力降下又は乱れが生じ
ることもない。

第３ｃ図では、エンジンの調整によつて弁が角
度αより大きい角度βだけ開放されている。これ
は、第２図の曲線の部分Ac及びBc、Bdに対応す
る。この状態は飛行の減速に対応し、湿潤雰囲気
下で燃焼が停止する危険が最大である。

第３ｃ図に示すように、この状態では弁７によ
つて操作レバー１４ｃが駆動され、その結果汲出
し部分１４ａが開放位置に配置されて第１流路の
管路内に突出する。

この状態では、遠心分離によつて壁１２にぶつ
けられる液状の水又は雹が汲出し部材１４によつ
てかい出され、該汲出し部材の上流で開口１１と
弁７の上流との間の自由空間１８を上昇し、第２
流路内に流出する。

その結果、高圧圧縮機及び燃焼室に到達する空
気から液状又は固体状の水分が全部又は一部分除
去されて空気がより乾燥した状態になるため、機
能欠陥（消火又はエンジンの停止）が生じる危険
が減少する。

第４図に、本発明の汲出し部材の一変形例を示
した。共通部分は総て同じ符号で示されている。
この変形例の汲出し部材１４は弁７に支持される
のではなく、弁７の上流でケーシング１２に支持
される。即ち、汲出し部材の枢着１６がケーシン
グに支持されたヨークに対して行われる。従つ
て、弁は汲出し部材を通すための孔を含まず、汲
出し部材は開口１３の上流でケーシング１２の収
容部１９内に配置される。この変形例の汲出し部
材も前記実施例の汲出し部材と同様に機能する。
但し、ケーシングには作動時に汲出し部材１４に
よつてかい出される液状の水又は雹を含んだ空気
を通すための孔２０を設ける。これらの孔は、汲
出し部材１４がケーシングに押接されている時に
該汲出し部材によつて閉鎖され、弁の開放に伴つ
て汲出し部材が開放された時に開放される。

このような手段を用いれば、全速閉鎖位置で
も、又は弁の開放角度がかい出しを実施せしめる
所与の値に到達する前の中間の値を有するような
位置でも無用な圧力降下を生じることがない装置
の実現によつて、燃焼室方向に侵入する空気の水
分を簡単に減らすことができる。

この極めて簡単な手段は、燃焼停止の危険を有
する既存の装置の代わりに取り付けるのに適して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術のダブルフラツクスターボジ
エツトエンジンの長手方向半断面図、第２図はタ
ーボジエツトエンジンの回転速度に応じた弁の開
放角度を本発明の汲出し部材の開放曲線と共に示
すグラフ、第３ａ図、第３ｂ図及び第３ｃ図は本
発明の第１実施例に従つて改良した排出弁を
夫々、弁及び汲出し部材が閉鎖した時の状態、弁
が開放され汲出し部材が閉鎖した時の状態、弁が
開放され汲出し部材が閉鎖した時の状態並びに弁
及び汲出し部材が開放された時の状態で示す説明
図、第４図は本発明の第２実施例に従つて改良し
た弁を、弁及び汲出し部材が閉鎖している時の状
態で示す説明図である。 ７……排出弁、１４……汲出し部材、１７……
戻し手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダブルフラツクスタービンエンジン、特に高
   温流路が空気圧縮機とその下流に続く燃焼室とを
   含み、前記燃焼室内で燃料が空気と混合されて燃
   焼し、その結果タービンが作動して圧縮機を駆動
   させるようになつている航空用ダブルフラツクス
   ターボジエツトエンジンであつて、前記圧縮機が
   公知のように該圧縮機のケーシングの外壁の収容
   部内に配置された排出弁を含み、これらの排出弁
   が該圧縮機を通る空気流の一部分を主要管路の外
   側に排出させるべく開放されるようになつてお
   り、これらの排出弁に、排出弁の開放角度が所与
   の値αに到達しない限り該排出弁に押接され、排
   出弁の開放角度が前値に到達した時に開放に移動
   して排出弁の上流延長部分で前記管路内に突出
   し、それによつて前記圧縮機内に過剰に流入する
   水を推捉するように機能する手段が枢着されてい
   ることを特徴とするダブルフラツクスタービンエ
   ンジン。 ２ 被枢着手段が、軸を中心に回転する汲出し部
   材と、排出弁が所与の開放角度に達しない限り前
   記汲出し部材を管路の壁に押し付けておく戻し手
   段と、排出弁が前記開放角度に到達した時点で弁
   によつて連続的に駆動される操作レバーとを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のタービンエン
   ジン。 ３ 戻し手段が、汲出し部材を管路の壁に押し付
   けておくのに適したバネで構成されていることを
   特徴とする請求項２に記載のタービンエンジン。 ４ 汲出し部材が排出弁によつて回転駆動されな
   い限りケーシングの壁の厚みの中に引つ込んでい
   るようになつていることを特徴とする請求項２又
   は３に記載のタービンエンジン。 ５ 汲出し部材が排出弁に支持されており、汲出
   し部材の枢着軸及び操作レバーが管路の外側で弁
   の面に配置されるように、汲出し部材が前記排出
   弁に設けられた孔を通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タービンエンジ
   ン。 ６ 汲出し部材が排出弁によつて回転駆動されて
   管路内に突出した時に、排出弁の上流縁とケーシ
   ングの開口の上流縁との間に所定の空間が規定さ
   れ、汲出し部材に捕捉されてその外縁沿いに流れ
   る水が前記空間を介して管路の外に流出すように
   なつていることを特徴とする請求項５に記載のタ
   ービンエンジン。 ７ 汲出し部材が排出弁の開口の上流で圧縮機の
   ケーシングに支持されており、前記ケーシングの
   外側に配置された回転軸を中心に回転し、操作レ
   バーが前記排出弁の外側部分に面して配置され、
   この弁の開放に伴つて駆動されるようになつてい
   ることを特徴とする請求項２から４のいずれか一
   項に記載のタービンエンジン。 ８ 排出弁の上流でケーシングを貫通する孔が壁
   の中に引つ込んだ汲出し部材によつて閉鎖され、
   且つ汲出し部材の回転時に開放されて、汲出し部
   材に捕捉されその外縁沿いに流れる水を管路の外
   に流出せしめるようになつていることを特徴とす
   る請求項７に記載のタービンエンジン。 ９ 汲出し部材が開放位置まで移動する時の起点
   となる排出弁の開放角度が、最大開放角度45゜の
   弁の場合には30゜であることを特徴とする請求項
   ２から８のいずれか一項に記載のタービンエンジ
   ン。