JPH0696992B2 - 可変面積バイパス噴射装置 - Google Patents

可変面積バイパス噴射装置

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JPH0696992B2
JPH0696992B2 JP4234625A JP23462592A JPH0696992B2 JP H0696992 B2 JPH0696992 B2 JP H0696992B2 JP 4234625 A JP4234625 A JP 4234625A JP 23462592 A JP23462592 A JP 23462592A JP H0696992 B2 JPH0696992 B2 JP H0696992B2
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radius
pivot point
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    • F02K3/02—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
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可変サイクルガスタービ
ンエンジンに関し、特に、後ろ側可変面積バイパス噴射
装置（ＶＡＢＩ）の作動と密封用の装置に関する。な
お、米国政府は、米国空軍省によって与えられた契約第
Ｆ３３６５７−８3Ｃ−０２８１号に基づいて本発明に
おける権利を有する。
【０００２】
【従来の技術】ワーゲネクト（Wagenknecht)等の米国特
許第４１７５３８４号に開示されているような可変サイ
クルガスタービンエンジンは、エンジンのバイパス比を
変えることによりターボジェットおよびターボファンと
して作用し得る。なお、この引例は参照のためここに示
す。従来の可変サイクルガスタービンエンジンにおいて
は、ファンと、中央ファンまたは低圧圧縮機と、高圧圧
縮機と、燃焼器と、高圧タービンと、低圧タービンと、
推力増強装置とが直列流関係に配置されている。バイパ
スダクトがバイパス空気をファンと低圧圧縮機から後ろ
側ＶＡＢＩに供給し、そこでバイパス空気はコアエンジ
ンガス流に戻り得る。従来の後ろ側ＶＡＢＩは低圧ター
ビンの後方かつ推力増強装置の前方に配置されている。
推力増強装置は通常、ディフューザ部と、保炎器と、増
強装置スクリーチサプレッサ（高音抑制装置）とを含
む。バイパス流の全てまたは一部を推力増強装置冷却プ
レナムにそらすことができ、それた流れは、スクリーチ
サプレッサライナを含む推力増強装置冷却ライナを経て
噴射され得る。この冷却流は、シモンズ（Simmons)の米
国特許第４１８３２２９号に開示されているように、推
力増強装置ライナを保護する。バイパス空気が推力増強
装置ライナを通って推力増強装置内に流入するために
は、冷却プレナム内のバイパス空気の圧力が増強装置を
通るコア空気流の圧力より高くなければならない。ま
た、可変サイクルエンジンの性能を高めそしてファン失
速と圧縮機失速を防ぐためには、エンジンのこれらの区
域間の適当な圧力比と推力増強装置内の圧力とを制御す
る必要があることがわかっている。可変サイクルエンジ
ンにおいて適当な圧力比を維持する必要性と、このよう
な制御のための後ろ側ＶＡＢＩの使用とに関するさらな
る情報については、同時係属米国特許出願第０７／５０
４３８０号を参照されたい。
【０００３】可変サイクルエンジンのターボジェットサ
イクルを良くするためには、後ろ側ＶＡＢＩが閉位置に
ある時従来達成されたより良好な密封をなすことにより
バイパス空気を推力増強装置ライナを通る冷却流として
維持しなければならないことがわかっている。これは、
相異なる周方向位置においてＶＡＢＩドアまたは弁機構
が閉まるのに要する移動の程度の差を引起こす製造上お
よび組立て上の累積公差を考慮すると特に困難である。
またわかっていることは、可変サイクルエンジンのター
ボファンサイクルを良くするためには、後ろ側ＶＡＢＩ
を、コア空気流内に噴射されつつあるバイパス空気流の
運動量を保つように形成すべきであるということであ
る。バイパス空気流の運動量を保つことは、バイパス空
気流の速度がコアガス流の速度に近似する時最も良く達
成される。この速度近似の度合いは通常ディフューザの
後方で最高になることがわかっている。また、比較的低
温の空気を推力増強装置の前方に噴射する従来のＶＡＢ
Ｉ形状は、増強装置における火炎不安定と自己点火の問
題を引起こすおそれがあることもわかっている。さら
に、従来のＶＡＢＩ形状により低温バイパス空気が高温
コアガス流内に噴射される際に高温および低温流脈の問
題が生じ、ＶＡＢＩの後方の流路表面に沿って流れる異
なる温度のガスによる熱応力が発生する。後ろ側ＶＡＢ
Ｉを保炎器とディフューザの後方に配置しようとする
と、保炎器とスクリーチサプレッサとの間の距離が長く
なり、サプレッサの効果が低下する。これはまた、ＶＡ
ＢＩを、ディフューザの後方で利用し得る比較的狭いバ
イパスダクト域内に入るように形成するという新しい問
題を引起こす。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、可変サイクルガスター
ビンエンジンのターボジェットサイクル運転を良くする
ために、製造と組立て上の累積公差にかかわらず緊密な
密封をなし得る可変面積バイパス噴射装置（ＶＡＢＩ）
を提供することである。本発明の他の目的は、可変サイ
クルガスタービンエンジンのターボファンサイクル運転
を良くするために、開位置にある時にバイパス空気の運
動量を維持するＶＡＢＩ形状をディフューザ後方に設け
ることである。
【０００５】本発明の他の目的は、比較的低温のバイパ
ス空気を推力増強装置に導入することによる火炎不安定
の問題を最少にするために、推力増強装置における保炎
器の後方に配置し得るＶＡＢＩを提供することである。
本発明の他の目的は、高温および低温流脈から生ずる問
題を最少にするために、バイパス空気を実質的に周方向
に連続するように噴射するＶＡＢＩを提供することであ
る。
【０００６】本発明の他の目的は、スクリーチサプレッ
サを含むＶＡＢＩを推力増強装置保炎器の後方に設ける
ことにより、保炎器からスクリーチサプレッサまでの軸
方向距離を最小にしてサプレッサ性能を最適にすること
である。
【０００７】
【発明の概要】本発明によれば、可変サイクルガスター
ビンエンジン用の可変面積バイパス噴射装置（ＶＡＢ
Ｉ）が、円錐形表面をもつ周方向連続弁を有し、この弁
の円錐形表面は傾斜してスクリーチサプレッサ（高音抑
制装置）の表面に続いており、バイパス空気をコアエン
ジン空気流に導入し、バイパス流をスクリーチサプレッ
サ流れ画成表面に付着した状態に保つ。また、周方向分
割シールがディフューザに取付けられ、各弧状シール部
片は、弁の円錐形表面と密封係合をなす補完的な円錐形
密封表面を有する。ＶＡＢＩ弁を操作する手段がエンジ
ンの外側ダクトの外側に配置される。好適実施例におい
て、分割シールはばね荷重を受けて、周方向に隣り合う
シール部片間の軸方向移動差を許容し、製造上と組立て
上の累積公差にかかわらず密封係合をなし得る。またシ
ールは低い空力輪郭をもつように形成され、そしてＶＡ
ＢＩ弁の円錐形表面とともに環状円錐形流路を画成し、
コアガス流内に噴射中のバイパス流をＶＡＢＩ弁とコア
流路壁とに付着した状態に保つ。
【０００８】このＶＡＢＩ装置の主な利点の一つとし
て、低輪郭空力シールは、バイパス空気流が必要でない
時はその流れを維持するような実質的な密封をなし、そ
してＶＡＢＩが開位置にある時はバイパス空気流をシー
ル面に付着した状態に保つことにより、可変サイクルエ
ンジンの性能向上に役立つ。従って、コア空気流内に噴
射されつつある空気流の運動量が維持され、エンジンの
ターボジェット性能を高める。ＶＡＢＩ形状の低輪郭は
また、ディフューザと保炎器の後方、すなわち、バイパ
スダクトが狭い所に後ろ側ＶＡＢＩを配置することを可
能にする。この位置は、比較的低温のバイパス空気流を
保炎器の後方に噴射することにより推力増強装置の作用
を高めることに加えてバイパス空気流の運動量を保つの
に他の位置より良好であることがわかっている。加え
て、周方向開口を設けることにより、比較的高温の空気
流に噴射されつつある低温ガス流は周方向に連続してお
り、推力増強装置において周方向熱ひずみを引起こす高
温および低温流脈を最少にする。空力形周方向ＶＡＢＩ
の設置はまた、ＶＡＢＩに要する最短の軸方向距離また
は開口において最高流量をもたらす。
【０００９】本発明の上記および他の特徴と利点をさら
に明らかにするため、次に添付図面により本発明の好適
実施例を詳述する。
【００１０】
【実施例の記載】添付図面の全図を通じて同符号は同部
分または対応部分を表す。図１は可変サイクルガスター
ビンエンジンの一例１０の概略図で、このエンジンは縦
中心線１１を有する。エンジン１０には、周囲空気１４
を受入れる環状入口１２が含まれ、この入口に続いて、
従来の前ファン１６と、後ろファン１８または低圧圧縮
機１８と、高圧圧縮機（ＨＰＣ）２０と、燃焼器２２
と、高圧タービン（ＨＰＴ）２４と、低圧タービン（Ｌ
ＰＴ）２６と、推力増強装置４２が軸流関係に配置され
ている。ＨＰＴ２４は従来の第１軸２８を介して後ろフ
ァン１８とＨＰＣ２０とを駆動する。ＬＰＴ２６は従来
の第２軸３０を介して前ファン１６を駆動する。エンジ
ン１０にはさらに外側ケーシング３２が含まれ、内側ケ
ーシング３４から隔てられて従来のバイパスダクト３６
を画成し、内側ケーシング３４は前部３５を有する。エ
ンジン１０はさらに前置バイパス弁３８を含み、この弁
の一例は、１９９０年５月１１日付の同時係属米国特許
出願第０７／５２２３４６号または１９９０年５月１１
日付の同時係属米国特許出願第０７／５２２０２４号に
開示されており、両引例は本発明と同じ譲受人（本件出
願人）に譲渡されたもので、参照によりここに包含され
る。あるエンジン運転状態において、前置バイパス弁３
８はファンバイパス空気をバイパスダクト３６に入れ
る。また、後ろファン抽気流路４０が設けられ、バイパ
スダクト３６に入る圧縮機バイパス空気４１を制限す
る。この抽気流路の一例は１９９０年４月９日付の米国
特許出願第０７／５０６３１４号に開示されており、こ
の引例は本発明と同じ譲受人（本件出願人）に譲渡され
たもので、その開示内容は参照によりここに包含され
る。推力増強装置４２はディフューザ４４と保炎器４６
と増強装置ライナ４８を含み、また増強装置ライナ４８
にスクリーチサプレッサ部４９を有する。本発明のＶＡ
ＢＩが総体的に５０で表されており、ＶＡＢＩシール５
１とＶＡＢＩ弁１０２を含む。
【００１１】図２はＶＡＢＩ弁１０２用の作動機構１０
３を後方に見た図である。作動機構１０３には線形作動
器１０４が含まれ、外側ダクト３２に連結されている。
作動棒１０５が線形作動器１０４から突出しており、外
側クランクアーム１０６に連結されている。外側クラン
クアーム１０６は、外側ダクト３２に結合したスピンド
ル軸受組立体１０８にスプライン連結されており、この
軸受組立体により回転が外側ケーシングを経て内側クラ
ンクアーム１１０に伝達される。内側クランクアーム１
１０は第１球面軸受１１２によりＶＡＢＩ弁構造体１１
４に連結されている。ＶＡＢＩ弁構造体１１４はまたス
クリーチサプレッサハウジングの前端部として作用す
る。３つの従動アームまたはアイドラアーム１１６が図
示されており、アイドラアーム支持体１２０により第２
球面軸受１１８（図５参照）を介して外側ダクト３２に
連結されており、また第３球面軸受１２２でＶＡＢＩ弁
構造体１１４に連結されている。明示のため、ＶＡＢＩ
弁とスクリーチサプレッサライナは図２に示してない。
【００１２】図３は図２に示した作動機構１０３の拡大
図である。作動棒１０５に球面軸受１２４が設けられ、
ボルト１２８により外側クランクアーム１０６のクレビ
ス部１２６と係合している。外側クランクアーム１０６
はスピンドル軸受軸１３２のスプライン部１３０におい
てスピンドル軸受組立体１０８に固定されている。スピ
ンドル軸受組立体１０８は軸受ハウジング１３６と外輪
１４１を含み、２重の玉軸受軌道を有する。外輪１４１
は止め輪１４２により固定されている。２重列１３４の
軸受玉１４４が外輪１４１と内輪１３３との間に配置さ
れている。スピンドル軸受ハウジング１３６は、外側ケ
ーシング３２に配置した挿入体１３９とねじ係合したボ
ルト１３８により外側ダクト３２に連結されている。ス
ピンドル軸受軸１３２の内孔１４８を貫通するピン１４
６が、内側クランクアーム１１０の第１端１０９におけ
るクレビス部１５０と係合している。また、内側クラン
クアーム１１０の第２端１１１が球面軸受１１２により
ＶＡＢＩ弁構造体１１４の植込みボルト１２３に連結さ
れている。内側クランクアーム１１０は、スピンドル軸
受軸１３２の軸線１３１とピン１４６の軸線１４７との
交点に第１ピボット点１９０を有し、そして球面軸受１
１２の中心に第２ピボット点１９１を有する。第１ピボ
ット半径１９２が、第１ピボット点１９０と第２ピボッ
ト点１９１との間隔として定められている。図４は内側
クランクアーム１１０の部分断面平面図で、内側クラン
クアーム１１０のクレビス部１５０と、スピンドル軸受
軸１３２の内孔１４８とに係合したピン１４６を示し、
また、第１ピボット点１９０および第２ピボット点１９
１と第１ピボット半径１９２との関係を示す。
【００１３】図５は外側ケーシング３２とＶＡＢＩ弁構
造体１１４とに連結したアイドラアーム１１６の拡大図
である。アイドラアーム１１６の第１端１１５が第２球
面軸受１１８で連結されており、この連結は、アイドラ
アーム１１６から延在する植込みボルト１１９に締付け
たナット１２１によりなされている。第２球面軸受１１
８は、ボルト１５４により外側ダクト３２に取付けたア
イドラアーム支持体１２０内に捕捉され、ボルト１５４
は４本ボルトフランジ部１５５を貫通しそしてケーシン
グ３２内の挿入体１５２と係合している。アイドラアー
ム１１６の第２端１１７が第３球面軸受１２２と結合し
ており、この軸受は弁構造体植込みボルト１２５に装着
されている。アイドラアーム１１６は、球面軸受１１８
の中心にある第３ピボット点１９３と、球面軸受１２２
の中心にある第４ピボット点１９４とを有し、両ピボッ
ト点により第２ピボット半径１９５が定まる。
【００１４】図６は図２の線６ー６に沿う断面図で、全
開と全閉間の途中の位置にあるＶＡＢＩ弁１０２を示
す。この状態では、内側クランクアーム１１０とアイド
ラアーム１１６は、エンジン１０の縦軸線１１に垂直な
平面に平行である。この好適実施例では、ＶＡＢＩ弁構
造体１１４はまたスクリーチサプレッサハウジングの前
部として作用し、そしてスクリーチサプレッサハウジン
グ中央部１６１に連接され、この中央部はスクリーチサ
プレッサハウジング後部１６０に連接されている。ハウ
ジング１１４、１６０、１６１は、スクリーチサプレッ
サライナ４９とともに、共鳴空洞２０２を画成し、この
空洞は実質的に従来のスクリーチサプレッサとして働
く。しかし、全体的に１０１で表されたスクリーチサプ
レッサの形状は、スクリーチサプレッサ１０１を後ろ側
ＶＡＢＩに連接したものとする改良と、直動式スクリー
チサプレッサとする改良、すなわち、スクリーチサプレ
ッサ１０１を軸方向に前後に動かすことができるように
する改良を包含する。スクリーチサプレッサハウジング
各部１１４、１６０、１６１は補強フランジ１６２を含
む。ＶＡＢＩ弁構造体１１４は、空力形ＶＡＢＩ弁入口
１６６と、軸方向のスクリーチサプレッサライナ取付け
スロット１６８と、スクリーチサプレッサ保持体１７０
取付け用の複数の周方向に相隔たる半径方向スロット１
６９とを有する。スクリーチサプレッサ保持体１７０は
リベット１７１によりＶＡＢＩ弁構造体１１４に固定さ
れている。スクリーチサプレッサライナ４９は構造補強
リング１７４を有することにより座屈を防止しそして高
温流脈による熱ひずみに抗する。離間ディンプル１７６
がスクリーチサプレッサライナ後部１８３のフィルム冷
却を確実にするために設けられている。ライナ支持邪魔
板１７８が、このフィルム冷却用の冷却流１９９を流量
規制するスロットを備えたシール板からなり、そしてス
クリーチサプレッサライナ４９の後端を支持している。
後ろ側ライナハンガ１８０が増強装置ライナ４８とスク
リーチサプレッサライナ４９の中心を定めそしてライナ
シールハウジング１８２を含む。スクリーチサプレッサ
後部１８３の離間ディンプル１８４が、後部１８３の縁
部を増強装置ライナ４８から離して保持し、ライナ４９
が後方に移動する際の後部１８３による増強装置ライナ
４８の損傷を防ぐ。加えて、この間隙により冷却流がス
クリーチサプレッサライナ後部１８３を通る。図示の作
動器１０４は球面軸受１０７により外側ケーシング３２
に取付けられている。
【００１５】図７はスクリーチサプレッサライナ４９の
拡大平面図で、スクリーチサプレッサ孔２００を示す。
図８は図６のハウジング１８２における直動スクリーチ
サプレッサライナの後端用の密封機構をさらに詳細に示
す部分断面拡大斜視図である。プランジャシール１８５
がアフタバーナライナシールハウジング１８２内に配置
されそして波形ばね１８６により内方に偏圧されてい
る。冷却孔１８８により、流量規制された冷却流が後方
のアフタバーナライナ４８を通る。プランジャシール１
８５は好ましくは一体の周方向に形成された割りリング
シールで、直径がアフタバーナのスクリーチサプレッサ
ライナ後部１８３の直径よりわずかに小さい。こうする
と、プランジャシール１８５は、比較的大径のライナ面
上に装着された時、常に内向きのばね力を働かせる。こ
のばね力は多数の波形ばね１８６により増強される。こ
れらの波形ばねはハウジング１８２とプランジャシール
１８５とを押圧しているので、アフタバーナライナ１８
３の膨縮に伴ってプランジャシール１８５がハウジング
１８２内で動かなくなることはない。
【００１６】図９は閉位置にあるＶＡＢＩ５０を示し、
内側クランクアーム１１０とアイドラアーム１１６が同
程度移動し終わって互いに平行にとどまっている状態を
示す。図１０は全開位置にあるＶＡＢＩ５０を示し、こ
の場合も内側クランクアーム１１０とアイドラアーム１
１６は平行関係を保っている。図１１はシール組立体の
分解図で、ＶＡＢＩシール部片５２を示し、このシール
部片は周方向に隣接する部片５３の隣に設置される。設
置位置にあるシール本体５４の側面５５と隣接シール部
片５３の側面５７とが間隙５９を画成し、この間隙は好
適実施例では約０．０５０±０．０２インチである。こ
の間隙は漏れを最少にするには狭くなければならない
が、累積公差と運転中の部片の軸方向ねじれの可能性に
対処するのに十分広くなければならない。シール本体５
４は弧状部をもつ上面５６を有し、この弧状部は空力形
状部としてバイパス流を付着状態に保つように作用す
る。傾斜部または座５８が、図１３に示すＶＡＢＩ弁１
０２の密封表面１６７と合うようになっている。ＶＡＢ
Ｉシール本体５４の底部６０は、離間部６３を有する段
付き部６２を含み、離間部６３はディフューザ４４上を
滑るようになっており、その際冷却空気スロット６４が
画成されてシールの連続冷却とディフューザ４４の背面
冷却に役立つ。冷却空気スロット６４は、ＶＡＢＩ５０
が閉位置にある時、規制された量の冷却流を通す。シー
ル本体５４はばねパッド６６と、後縁を押さえつける後
ろ側の保持タブ６８とを含む。組立接近孔７０が、偏平
筒形スロット７２内の偏平筒形スプール８８を貫通して
いるリベット頭部９６を打つための空間として役立つ。
【００１７】板ばね７４がシール接触表面７６を有し、
この表面はばねパッド６６と係合しそしてシール部片５
２を後方にＶＡＢＩ弁１０２の方へ偏圧する。板ばね７
４はまた保持体係合部７８とばね係止タブ８０を含む。
保持体８２がばねの軸方向力に抗するばね支持フランジ
８４と、回り止め部８５とを含み、この回り止め部はデ
ィフューザ４４の回転スロット１００内に挿入されるよ
うになっている。保持体８２にはまたタブ拘束アーム８
６が含まれ、後ろ側保持タブ６８と係合してシール５２
の後縁をディフューザ４４と接触した状態に保持する。
偏平筒形スプール８８は偏平筒形スロット７２内にリベ
ット止めされ、軸方向整合用の偏平筒形スロット係合表
面９０と、シール５２の前縁がディフューザ４４から浮
き上がらないようにする保持フランジ９２とを有する。
シール５２は、リベット９６をディフューザガス流路か
ら穴９８を通して偏平筒形スプール８８の穴９４内に、
また保持体８２内に取付けることにより設置され、リベ
ット９６はシール側から組立接近孔７０を利用して形成
または打圧される。
【００１８】図１２はシールの下面図である。図１３は
図１２の線１３ー１３に沿う断面図であり、ＶＡＢＩは
開位置にある。図示のシール部片５２はその上面の弧状
部５６が漸次傾斜して傾斜座部５８に続いている。ＶＡ
ＢＩは開位置にありそしてＶＡＢＩ弁１０２の傾斜密封
表面１６７はエンジン縦中心線１１に対して角度αをな
すように図示されている。傾斜密封表面１６７は周方向
に連続しているので、シール部片５２の傾斜座部５８と
協働する円錐形表面となっており、従って、環状円錐形
流路１７２が画成されてバイパス空気をコア空気流内に
噴射する。傾斜密封表面１６７はその半径方向内側にお
いて湾曲してスクリーチサプレッサライナ４９と実質的
に連続しており、こうして空力表面を形成して噴射中の
バイパス空気流を付着状態に保つ。角度αはバイパス空
気流がコア空気流内に噴射された時の空気流運動量を維
持するために約３０度にすべきであることがわかった。
また、シール部片５２に、空力形弧状部５６と傾斜部５
８とを組合せて設けることにより、シールを全く設けな
い場合より、弁１０２の同じ開位置において優れた空気
流特性が得られることがわかった。図１４Ａはシールと
密封係合しているＶＡＢＩ弁１０２を示し、図１４Ｂは
ＶＡＢＩシール部片５２と密封係合しているＶＡＢＩ弁
１０２が部片５２を軸方向に変位させている状態を示
す。ＶＡＢＩシール５１は周方向に分割されているの
で、ＶＡＢＩ弁１０２が完全係合状態にある時、相異な
るシール部片５２が図１４Ａと図１４Ｂに示したように
相異なる軸方向位置を占めることができ、従って、製造
と設置に関する累積公差と、相補的な周方向表面の熱ひ
ずみとに対処し得る。図１５は図１２の線１４ー１４に
沿う断面図であり、図１５Ａは全閉位置にあるＶＡＢＩ
を示す。
【００１９】好適実施例において、ＶＡＢＩ作動機構は
少なくとも１つの作動器を含み、その第１ピボット点１
９０は少なくとも２つの従動アームまたはアイドラアー
ム１１６それぞれの第３ピボット点１９３と同じエンジ
ン中心線に垂直な平面に存在し、少なくとも３つの従動
アームまたはアイドラアーム１１６それぞれの第３ピボ
ット点１９３がエンジン中心線に垂直な第２平面に存在
する。このリンク機構の最善性能は、第１および第２平
面間に最大軸方向距離を設けることにより達成される。
クランクアームの第１ピボット半径と、各アイドラアー
ムの第２ピボット半径は実質的に等しくなければならな
い。組立てに際して必要なことは、エンジン中心線に垂
直な一平面に平行な一平面に関してエンジン中心線から
第１および第３ピボット点を通る半径に対するそれぞれ
のピボット半径の角度が同じであることである。こうす
ると、作動アームが回動するにつれて従動アームは平行
に回動する。２つの平面の各々における少なくとも３つ
のアームにより、ＶＡＢＩおよびスクリーチサプレッサ
ライナは外側ダクトと同心のままで軸方向に直動する。
軸方向に離れた２組のアームを設けることにより、エン
ジンの内側および外側筒形部材はある運動範囲にわたっ
て互いに同心の関係を保つことができる。さらに、作動
アームとアイドラアームがエンジンの縦中心線に垂直な
平面内にあるようにＶＡＢＩ行程の中央開位置を設定す
ることにより、弁の開閉に要する線形作動器行程の大き
さが最小になる。閉弁に要する行程量の決定に際して
は、製造累積公差の量と、熱ひずみと、ＶＡＢＩの弁側
またはシール側の真円度特性に影響する他の要因とを考
慮しなければならない。ＶＡＢＩシールの所要軸方向移
動量の決定の際には、製造と組立てと熱膨張の差異を加
えることにより、閉まったＶＡＢＩ弁が周方向シール表
面と完全に係合し得るようにするとともに、予期しない
真円外れ状態から追加移動が必要になればそれを可能に
する。こうすると、シール、作動器または弁の損傷が防
止される。
【００２０】以上、本発明の好適実施例を詳述したが、
本発明の範囲内で本発明の実質的な利点を損なうことな
く本発明構成部の形態、構造、構成等に様々な改変を施
し得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変サイクルガスタービンエンジンの概略図で
ある。
【図２】図１の線２ー２に沿って後方に見た断面図で、
作動手段と従動手段とを含むＶＡＢＩ用作動機構を示
す。
【図３】図２に示した作動手段１０３の拡大図で、スピ
ンドル軸受組立体１０８の部分断面図を含む。
【図４】図３の線４ー４に沿う内側クランクアームの部
分断面平面図である。
【図５】図２の従動手段の拡大図で、一つのアイドラア
ームを示す。
【図６】図２の線６ー６に沿うＶＡＢＩの断面図で、Ｖ
ＡＢＩが中央開位置にある状態を示す。
【図７】図６におけるスクリーチサプレッサ４９の拡大
平面図である。
【図８】スクリーチサプレッサ後部シールの拡大斜視図
である。
【図９】閉位置にある図６のＶＡＢＩの断面図である。
【図１０】全開位置にある図６のＶＡＢＩの断面図であ
る。
【図１１】ＶＡＢＩシールの一部分の分解斜視図であ
る。
【図１２】図１１のシールの下面図である。
【図１３】図１３は図１２の線１３ー１３に沿うＶＡＢ
Ｉの断面図である。
【図１４】図１４のＡは図１３のＶＡＢＩの断面図で、
ＶＡＢＩ弁がＶＡＢＩシールと係合している状態を示
す。図１４のＢは閉まったＶＡＢＩ弁がＶＡＢＩシール
を変位させている状態を示す断面図である。
【図１５】図１２の線１４ー１４に沿うＶＡＢＩシール
の断面図である。図１５のＡは図１２の線１４ー１４に
沿う閉位置にあるＶＡＢＩシールの断面図である。
【符号の説明】
１０ 可変サイクルガスタービンエンジン ３２ 外側ケーシング ３４ 内側ケーシング ３６ バイパスダクト ５０ 可変面積バイパス噴射装置（ＶＡＢＩ） ５１ ＶＡＢＩシール ５２、５３ ＶＡＢＩシール部片 ５４ シール本体 ５６ 弧状部 ５８ 傾斜座部 ７４ 板ばね ８２ 保持体 ８８ 偏平筒形スプール １０２ ＶＡＢＩ弁 １０４ 線形作動器 １０６ 外側クランクアーム １０８ スピンドル軸受組立体 １０９ 内側クランクアーム第１端 １１０ 内側クランクアーム １１１ 内側クランクアーム第２端 １１２ 第１球面軸受 １１５ アイドラアーム第１端 １１６ アイドラアーム（従動アーム） １１７ アイドラアーム第２端 １１８ 第２球面軸受 １２２ 第３球面軸受 １９０ 第１ピボット点 １９１ 第２ピボット点 １９２ 第１ピボット半径 １９３ 第３ピボット点 １９４ 第４ピボット点 １９５ 第２ピボット半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム・ロギャン・ウェーバー アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・ チェスター、イーグルビュー・ドライブ、 8851−８番 (72)発明者 エリック・ハロルド・ルイス アメリカ合衆国、オハイオ州、ラブラン ド、ウインディング・ウッズ・ドライブ、 676番 (56)参考文献 特公 昭64−2774（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭59−41017（ＪＰ，Ｂ２) 特開 平４−228837（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 縦中心線と、コアガス流を画成する内側
    ケーシングと、この内側ケーシングから隔たってバイパ
    ス空気流供給用のバイパスダクトを画成する外側ケーシ
    ングとを有する可変サイクルガスタービンエンジン用の
    可変面積バイパス噴射装置（ＶＡＢＩ）であって、周方
    向に連続する円錐形表面を有してバイパス空気流の一部
    分をコアガス流に導入するＶＡＢＩ弁と、複数の周方向
    に隣り合うＶＡＢＩシール部片からなり、各シール部片
    がシール本体を含み、このシール本体は前記ＶＡＢＩ弁
    円錐形表面と補完的な座部を有するようなＶＡＢＩシー
    ルと、前記ＶＡＢＩ弁を、前記弁円錐形表面が前記シー
    ル部片座部と実質的に密封状に係合する閉位置と、バイ
    パス空気がコア流内に噴射される開位置との間を軸方向
    に動かす作動手段とからなるＶＡＢＩ。
  2. 【請求項２】 前記ＶＡＢＩ弁は前記外側ダクトと同心
    であり、そして前記作動手段は、前記外側ケーシングの
    外側に装着された線形作動器と、線形作動を前記外側ケ
    ーシングを通して前記ＶＡＢＩ弁に実質的に軸方向の運
    動として伝達するクランク手段と、前記外側ケーシング
    と前記ＶＡＢＩ弁とに連結されて前記ＶＡＢＩ弁を所定
    の軸方向運動範囲にわたって前記外側ダクトと同心に保
    つようになっている複数のアイドラアームとからなる、
    請求項１記載のＶＡＢＩ。
  3. 【請求項３】 （ａ）前記クランク手段において、
    （１）内側クランクアームが、前記外側ケーシングを貫
    通しているスピンドル軸受に連結された第１端を有し、
    （２）前記スピンドル軸受は第１ピボット点を有し、
    （３）前記内側クランクアームは、第２ピボット点を有
    する球面軸受で前記ＶＡＢＩ弁に連結された第２端を有
    し、（４）前記内側クランクアームは前記第１ピボット
    点から前記第２ピボット点まで延在する第１ピボット半
    径を有し、（ｂ）前記第１ピボット半径の方向と、前記
    エンジン中心線から前記第１ピボット点を通る第１半径
    との間に定められた第１角度が、前記第１ピボット半径
    と前記第１半径とにより定められた第１平面内に存在
    し、（ｃ）前記第１平面と、前記第１ピボット点を通り
    かつ前記エンジン中心線に垂直な第２平面との間に第２
    角度が定められ、（ｄ）各アイドラアームは（１）第３
    ピボット点を有する第２球面軸受に連結された第１端
    と、（２）第４ピボット点を有する第３球面軸受で前記
    ＶＡＢＩ弁に連結された第２端と、（３）前記第３ピボ
    ット点から前記第４ピボット点まで延在しそして各アイ
    ドラアームと同じ長さを有する第２ピボット半径とを有
    し、（ｅ）前記第２ピボット半径の方向と、前記エンジ
    ン中心線から前記第３ピボット点を通る第２半径との間
    に定められた第３角度が、前記第２ピボット半径と前記
    第２半径とにより定められた第３平面内に存在し、
    （ｆ）前記第３平面と、前記第３ピボット点を通りかつ
    前記エンジン中心線に垂直な第４平面との間に第４角度
    が定められ、（ｇ）前記第１角度は前記第３角度に実質
    的に等しく、（ｈ）前記第２角度は前記第４角度に実質
    的に等しく、（ｉ）前記第１ピボット半径の長さは前記
    第２ピボット半径の長さに実質的に等しい、請求項２記
    載のＶＡＢＩ。
  4. 【請求項４】 湾曲して傾斜密封表面に続いている弧状
    部と、ガスタービンエンジンの内側ケーシングと滑り係
    合をなす底部とを有するシール本体と、偏圧手段と、前
    記偏圧手段を前記弁体（シール本体）に連結しまた前記
    弁体を前記ガスタービンエンジン内側ケーシングに連結
    する保持手段とからなる可変面積バイパス噴射装置（Ｖ
    ＡＢＩ）用シール。
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