(57)【要約】【課題】圧縮機の内側および外側で空気循環を行うように構成された、ターボ機械の圧縮機の安価で高性能な方法および装置を提供する。【解決手段】ロータ１４およびステータ２６を備えた複数の圧縮段２８と、「外側流路」３４および「内側流路」３４を備えた流路１０を画定する外側ケーシング８および内側ケーシング４とを備える圧縮機の圧縮段に対して、内側流路から吸い込まれた空気が、前記ステータのベーンに送られる空気吸込動作と、空気が、前記ベーン内で抜かれ、かつ圧縮機の外部へ送られる抽気動作とを含む方法である。この方法を使用するための圧縮機の装置は、吸込手段４２、４４および抽気手段４８、５０を備える。【選択図】      図２
2006105134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械の圧縮機における空気循環方法であって、前記圧縮機が、
ブレード付きロータ（１４、１４’）およびブレード付きステータ（２６、２６’）からそれぞれ構成される複数の圧縮段（２８、２８’）と、
ロータ（１４、１４’）のブレード（１８、１８’）およびステータ（２６、２６’）のベーン（２２、２２’）が位置する流路（１０）を画定する、外側ケーシング（８）および内側ケーシング（４）と、
外側ケーシング（８）とロータ（１４、１４’）のブレード（１８、１８’）との間の機能的な隙間に対応する外側流路（３４）と呼ばれる流路の外側部分と、
内側ケーシング（４）とステータ（２６、２６’）のベーン（２２、２２’）との間の機能的な隙間に対応する内側流路（３６）と呼ばれる流路の内側部分とを備え、前記空気循環方法が、
ステータ（２６）を備える少なくとも１段の圧縮段（２８）に対して、
内側流路（３６）に存在する空気が、吸い込まれ、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ送られる（５２）吸込動作と、
空気が、前記ステータ（２６）の前記少なくとも１つのベーン（２２）において抜かれ、かつ圧縮機の外部へ送られる（５４）少なくとも１回の抽気動作とを含むことを特徴とする、空気循環方法。
【請求項２】
空気が、前記ステータ（２６）に隣接する少なくとも１台のロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）に吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ送られる（７０）吸込動作をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気循環方法。
【請求項３】
空気が、外側流路（３４）に吸い込まれ、かつ少なくとも１台のロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）へ送られる（６８）吸込動作をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の空気循環方法。
【請求項４】
空気が、前記少なくとも１台のロータ（１４）の前記少なくとも１つのブレード（１８）の輪郭の吸込面で吸い込まれ、前記少なくとも１台のロータ（１４）の前記少なくとも１つのブレード（１８）へ送られ（７４）、かつ
空気が、前記ステータ（２６）の前記少なくとも１つのベーン（２２）の輪郭の吸込面で吸い込まれ、前記ステータ（２６）の前記少なくとも１つのベーン（２２）へ送られる（５８）、吸込動作をさらに含むことを特徴とする、請求項２または３に記載の空気循環方法。
【請求項５】
空気が、前記ステータ（２６）の上流側に位置しかつ前記ステータ（２６）に隣接したロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）に吸い込まれ、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ送られる（７０）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空気循環方法。
【請求項６】
空気が、前記ステータ（２６）の下流側に位置しかつ前記ステータ（２６）に隣接したロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）に吸い込まれ、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ送られる（７０）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空気循環方法。
【請求項７】
空気が、前記ステータ（２６）の両側に位置する２台のロータ（１４、１４”）のそれぞれにおける少なくとも１つのブレード（１８、１８”）に吸い込まれ、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ送られる（７０、７０”）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空気循環方法。
【請求項８】
前記抽気動作中に前記圧縮段（２８）において抜かれた空気が、前記圧縮段（２８）の外部に位置するマニホールド（５０）に収集されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の空気循環方法。
【請求項９】
ステータ（２６’）を備える少なくとも１段の他の圧縮段（２８’）に対して、
内側流路（３６）に存在する空気が、吸い込まれ、かつ中間チャンバ（８６）へ送られる（９６’）付加的な吸込動作と、
前記中間チャンバ（８６）内の空気が、抜かれ、かつ圧縮機の内部へ送られる（９２’）付加的な抽気動作とをさらに含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の空気循環方法。
【請求項１０】
空気が、前記ステータ（２６’）に隣接する少なくとも１台のロータ（１４’）の少なくとも１つのブレード（１８’）に吸い込まれ、かつ前記中間チャンバ（８６）へ送られる（９０’）付加的な吸込動作をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の空気循環方法。
【請求項１１】
空気が、外側流路（３４）に吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のロータ（１４’）の前記少なくとも１つのブレード（１８’）へ送られる（６８’）付加的な吸込動作をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の空気循環方法。
【請求項１２】
空気が、前記少なくとも１台のロータ（１４’）の前記少なくとも１つのブレード（１８’）の輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のロータ（１４’）の前記少なくとも１つのブレード（１８’）へ送られ（７４’）、かつ
空気が、前記少なくとも１台のステータ（２６’）の前記少なくとも１つのベーン（２２’）の輪郭の吸込面で吸い込まれ、前記ステータ（２６’）の前記少なくとも１つのベーン（２２’）へ送られる（５８’）、付加的な吸込動作をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載の空気循環方法。
【請求項１３】
空気が、前記ステータ（２６’）の上流側に位置しかつ前記ステータ（２６’）に隣接したロータ（１４’）の少なくとも１つのブレード（１８’）に吸い込まれ、かつ前記中間チャンバ（８６）へ送られる（９０’）ことを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の空気循環方法。
【請求項１４】
空気が、前記ステータ（２６’）の上流側に位置しかつ前記ステータ（２６’）に隣接したロータ（１４’）の少なくとも１つのブレード（１８’）に吸い込まれ、かつ前記中間チャンバ（８６）へ送られる（９０’）ことを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の空気循環方法。
【請求項１５】
空気が、前記ステータ（２６’）の両側に位置する２台のロータ（１４’）のそれぞれにおける少なくとも１つのブレード（１８’）に吸い込まれ、かつ前記中間チャンバ（８６）へ送られる（９０’）ことを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の空気循環方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の空気循環方法を実行する圧縮機の装置であって、前記圧縮機が、
ブレード付きロータ（１４、１４’）およびブレード付きステータ（２６、２６’）からそれぞれ構成される複数段の圧縮段（２８、２８’）と、
ロータ（１４、１４’）のブレード（１８、１８’）およびステータ（２６、２６’）のベーン（２２、２２’）が位置する流路（１０）を画定する、外側ケーシング（８）および内側ケーシング（４）と、
外側ケーシング（８）とロータ（１４、１４’）のブレード（１８、１８’）との間の機能的な隙間に対応する外側流路（３４）と呼ばれる流路の外側部分と、
内側ケーシング（４）とステータ（２６、２６’）のベーン（２２、２２’）との間の機能的な隙間に対応する内側流路（３６）と呼ばれる流路の内側部分とを備え、前記圧縮機の装置が、
ステータ（２６）を含む少なくとも１段の圧縮段（２８）に対して、
内側流路（３６）に存在する空気を吸い込み、かつ該空気を前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ送る第１の吸込手段（４２、４４）と、
前記ステータ（２６）の前記少なくとも１つのベーン（２２）内の空気を抜き、かつ該空気を圧縮機の外部へ送る抽気手段（４８、５０）とを備えることを特徴とする、圧縮機の装置。
【請求項１７】
前記ステータ（２６）に隣接する少なくとも１台のロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）に空気を吸い込み、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ該空気を送る第２の吸込手段（６０、６４、６６）をさらに備えることを特徴とする、請求項１６に記載の圧縮機の装置。
【請求項１８】
外側流路（３４）に空気を吸い込み、かつ前記少なくとも１台のロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）へ該空気を送る第３の吸込手段（６０、６２）をさらに備えることを特徴とする、請求項１７に記載の圧縮機の装置。
【請求項１９】
前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）の輪郭の吸込面で空気を吸い込み、かつ前記ステータ（２６）の前記少なくとも１つのベーン（２２）へ該空気を送る第４の吸込手段（４２、５６）と、
前記少なくとも１台のロータ（１４）の前記少なくとも１つのブレード（１８）の輪郭の吸込面で空気を吸い込み、かつ前記少なくとも１台のロータ（１４）の前記少なくとも１つのブレード（１８）へ直接的に該空気を送る第５の吸込手段（６０、７２）とをさらに備えることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の圧縮機の装置。
【請求項２０】
前記ステータ（２２）の上流側に位置するロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）に空気を吸い込み、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ該空気を送る第２の吸込手段（６０、６４、６６）を備えることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２１】
前記ステータ（２２）の下流側に位置するロータ（１４）の少なくとも１つのブレード（１８）に空気を吸い込み、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ該空気を送る第２の吸込手段（６０、６４、６６）を備えることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２２】
前記ステータ（２６）の両側に位置する２台のロータ（１４）のそれぞれにおける少なくとも１つのブレード（１８）に空気を吸い込み、かつ前記ステータ（２６）の少なくとも１つのベーン（２２）へ該空気を送る第２の吸込手段（６０、６０”、６４、６４”、６６）を備えることを特徴とする、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２３】
前記第１の吸込手段（４２、４４）が、前記ベーン（２２）にオリフィス（４４）を介して内側流路（３６）へ通じる内側空洞（４２）を備えることを特徴とする、請求項１６から２２のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２４】
前記第２の吸込手段（６０、６４、６６）が、
前記ロータ（１４）の上流側または下流側のオリフィス（６４）において、内側ケーシング（４）によって画定された内側チャンバ（６）に通じる、前記ブレード（１８）内の内側空洞（６０）と、
前記ステータ（２６）のベーン（２２）と対向する少なくとも１つの位置で前記内側チャンバ（６）と内側流路（３６）とを連通させる、内側ケーシング（４）内の少なくとも１個の貫通開口部（６６、６６’、６７、６７’）とを備えることを特徴とする、請求項１７から２３のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２５】
前記第３の吸込手段（６０、６２）が、オリフィス（６２）を介して外側流路（３４）に通じる内側空洞（６０）を前記ブレード（１８）内に備えることを特徴とする、請求項１８から２４のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２６】
前記第４の吸込手段（４２、５６）が、前記ベーン（２２）の内側空洞（４２）と、前記ベーン（２２）の吸込面と前記ベーン（２２）の内側空洞（４２）とを連通させる少なくとも１個の側方貫通オリフィス（５６）とを備え、
前記第５の吸込手段（６０、７２）が、前記ブレード（１８）の内側空洞（６０）と、前記ブレード（１８）の吸込面と前記ブレード（１８）の内側空洞（６０）とを連通させる少なくとも１個の側方貫通オリフィス（７２）とを備えることを特徴とする、請求項１９から２５のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２７】
前記抽気手段が、前記ベーン（２２）の内側空洞（４２）と流路（１０）の外部とを連通させる貫通開口部（４８）を備えることを特徴とする、請求項１６から２６のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項２８】
前記抽気手段が、前記貫通開口部（４８）が通じる少なくとも１台のマニホールド（５０）をさらに備えることを特徴とする、請求項２７に記載の圧縮機の装置。
【請求項２９】
内側ケーシング（４）と外側ケーシング（８）との間に位置し、ブレード（１８）を相互に連結し、かつブレード（１８）および前記内側ケーシング（４）と一体になって中間チャンバ（８６）を画定する中間シェル（８４）をさらに備えることを特徴とする、請求項１６から２８のいずれか一項に記載の圧縮機の装置。
【請求項３０】
前記中間チャンバ（８６）と内側チャンバ（６）とを連通させる付加的な吸込手段（８８’）をさらに備えることを特徴とする、請求項２９に記載の圧縮機の装置。
【請求項３１】
前記付加的な吸込手段が、内側ケーシング（４）を形成するため相互に組み立てられたシェル（８０’）の連結フランジ（８８’）の間に画定された少なくとも１本の吸込ダクト（８３’）を備えることを特徴とする、請求項３０に記載の圧縮機の装置。
【請求項３２】
請求項１６から３１のいずれか一項に記載の圧縮機の装置を備えることを特徴とする、ターボ機械の空気圧縮段。
【請求項３３】
請求項１６から３１のいずれか一項に記載の少なくとも１台の圧縮機の装置を備えることを特徴とする、ターボ機械の圧縮機。
【請求項３４】
請求項１６から３１のいずれか一項に記載の少なくとも１台の圧縮機の装置を備える圧縮機を備えることを特徴とする、航空機エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、参照によって本明細書に組み込まれる、２００４年９月３０日に出願された仏国特許出願第０４５２２０２号に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、ターボ機械の圧縮機、特に、航空機エンジンの圧縮機の分野に関する。
【０００３】
本発明は、ターボ機械の圧縮機における空気循環方法に関する。
【０００４】
本発明は、さらに空気循環方法を使用する圧縮機の装置に関する。
【０００５】
本発明は、さらにこのような圧縮機の装置を使用する圧縮段に関する。
【０００６】
本発明は、さらにこのような圧縮機の装置を備える圧縮機に関する。
【０００７】
最後に、本発明は、このような圧縮機を装備した航空機エンジンに関する。
【０００８】
以下の説明中、ステータの静翼は「ベーン」と呼ばれ、ロータの回転翼は「ブレード」と呼ばれる。
【背景技術】
【０００９】
それ自体で知られているように、ターボ機械の圧縮機は、
ブレード付きロータおよびブレード付きステータでそれぞれ構成されている複数の圧縮段と、
ロータのブレードおよびステータのベーンが位置する流路と、を備える。
【００１０】
流路は、外側ケーシングと内側ケーシングとの間、または、外側ケーシングと中央ハブとの間に画定される。
【００１１】
各ロータのブレードと外側ケーシングの壁との間の流路に機能的な隙間がある。同様に、各ステータのブレードと内側ケーシングまたはハブの壁との間に機能的な隙間がある。２次流れは、１次流れの向き（上流側から下流側へ向かう）とは反対の向き（下流側から上流側へ向かう）に、これらの機能的な隙間の中を通り抜ける、寄生的な流れである。当業者は、一般に、圧縮機の内部に発生し、圧縮段の空気力学的効率を低下させる寄生的な空気流を、除去または低減することを望むであろう。実際上、圧縮機構造は、これらの隙間を、したがって、寄生的な流れを最小化するように構成される。
【００１２】
圧縮機の動作を改良するという同じ目的で、ブレードおよびベーンの輪郭の１個以上の適切な位置で、１次流れの境界層に吸込を適用することによって、圧縮段の圧縮比を、その圧縮段の効率またはその圧縮段の失速限界を悪化することなく増加するために、圧縮段の空気力学的な状況を改善できることが知られている。これは、所定の圧縮比に対して、輪郭に吸込が適用されない圧縮機によって実現可能である段数よりも、非常に段数の少ない圧縮機を使用可能であることを意味する。
【００１３】
英国特許出願公開第１０８５２２７号は、オリフィスによってブレードの表面に連結された空洞が形成された、ベーンまたはブレードを開示する。これらのオリフィスは、ブレードの後縁の近くに位置し、それらの空洞内でブレードの境界層を吸い込むため吸込が適用されることができる。各ブレードのベースを通過する通路は、このブレード内の空洞と、吸込ポンプが取り付けられた圧縮機内の回路との間を連通させる。このようにして境界層の流れを制御すると、ターボ機械内部の乱流が減少し、ターボ機械によって作られるノイズが小さくなる。
【００１４】
仏国特許出願公開第２１６６４９４号は、２段の連続した圧縮段のブレードの間に発生する境界層を除去するため、圧縮機の外側ケーシングの壁に形成された吸込開口部を開示する。これらの吸込開口部は、たとえば、スロットルおよび／または流量調整器のような吸込手段に連結される。吸い込まれた空気は、次に大気中に排出されるか、または、再使用される。
【００１５】
仏国特許出願公開第２２４８７３２号は、仏国特許出願公開第２１６６４９４号の改良点を開示し、その目的は、圧縮機の外側ケーシングに沿った境界流れ層とブレードに沿った境界流れ層を、除去または削減することである。境界層のトラップは、各ブレードに形成され、境界層吸込手段へ連結されたチャネルにより構成される。チャネルは、曲率が変化するエリア内でブレードの吸込面に通じる。仏国特許出願公開第２１６６４９４号における吸込手段に類似した吸引手段は、圧縮機のケーシングまたはハブに位置する。圧縮機のケーシングの壁には、仏国特許出願公開第２１６６４９４号のように、開口部がさらに設けられる。
【００１６】
国際公開第９８／３０８０２号は、空洞が形成されるベーンまたはブレードを開示する。ノズル、スリット、多孔、または同様の表面が、各ブレードの境界層をその内側空洞に吸い込むため、ベーンまたはブレードを貫通させられる。吸い込まれた空気は、次に、排出されるべきブレードの一端へ向かって空洞内で運ばれる。空気がブレードの端へ向かって排出されるとき、空気は、このブレードに対向し、マニホールドへ通じる圧縮機の外側ケーシングの開口部を通して圧縮機の外部へ排出され、排出された空気が圧縮機に再び入ることを阻止する。
【００１７】
米国特許第６００４０９５号は、空気を吹き込みおよび／または吸い込み、ターボ機械によって発生されたノイズを低減するため吹き込まれ、または吸い込まれた空気を循環する、ターボ機械の圧縮機の複数の装置を開示する。
【００１８】
米国特許第６００４０９５号に開示された１つの装置によれば、ブレードには空洞が設けられる。空洞は、空気が吸い込まれるオリフィスを通してブレードの表面に連結される。空洞は、それらのベースを通過する通路を介して圧縮機の内側チャンバに連結され、その通路を介して、空気がターボ機械の別の部分に吸い込まれる。吸込はポンプを使用して行われる。
【００１９】
米国特許第６００４０９５号に開示された別の配置によれば、ブレードは空洞が設けられる。空洞は、空気が吸い込まれるオリフィスを通してブレードの表面に連結される。空洞は、それらの端付近で多孔壁を備えたマニホールドに通じ、その多孔壁を介して、空気は、前記壁に形成された開口部を通じて、外側ケーシングの壁の裏側にあるチャンバへ向かって吸い込まれる。スリットは、外側ケーシングの壁の境界層を前記チャンバへ向かって吸い込むためブレードの上流側で、外側ケーシングの壁にさらに設けられることができる。吸込はポンプによって行われる。
【００２０】
米国特許第６００４０９５号に開示された別の装置によれば、圧縮機は、ファンの上流側にガイドベーンが設けられる。ファンの下流側の低圧圧縮機から生じた空気は、内側チャンバを通り、ガイドベーンの内側ベースおよび外側ベースを介して、ガイドベーンへ還流される。一変形例として、これらのガイドベーンは、オリフィスを介してそれらの表面で連結された１個以上の空洞が取り付けられ、それらのベースを通過する通路が設けられる。したがって、オリフィスに吸い込まれた空気は、ポンプを使用して、ハブへ向かって、および／または、ロータのケーシングへ向かって、空洞の内部へ運ばれる。
【００２１】
したがって、上記の文献は、ベーンもしくはブレードの周辺に、および／または、圧縮機の外側ケーシングに沿って発生する境界層流れを削減または除去する手段を含む装置を記載する。
【００２２】
これらの装置は、空気吸込手段として、ポンプまたは同様の手段を使用する。
【特許文献１】英国特許出願公開第１０８５２２７号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第２１６６４９４号明細書
【特許文献３】仏国特許出願公開第２２４８７３２号明細書
【特許文献４】国際公開第９８／３０８０２号パンフレット
【特許文献５】米国特許第６００４０９５号明細書
【特許文献６】米国特許第６４２８２７１号明細書
【特許文献７】米国特許第３８４６０３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、
ブレード付きロータおよびブレード付きステータでそれぞれ構成されている複数の圧縮段と、
ロータのブレードおよびステータのベーンが位置する流路を画定する外側ケーシングおよび内側ケーシングと、
外側ケーシングとロータのブレードとの間の機能的な隙間に対応する「外側流路」と呼ばれる流路の外側部分と、
内側ケーシングとステータのベーンとの間の機能的な隙間に対応する「内側流路」と呼ばれる流路の内側部分とを含むタイプの圧縮機に、適用可能である。
【００２４】
本発明の一般的な目的は、吸込ポンプのような性能を低下させる特定の吸込手段を用いることなく、外側流路および内側流路の壁に発生する境界層の寄生的な流れを除去または少なくとも削減し、ベーンおよびブレードの輪郭の境界層を除去または少なくとも削減するように、圧縮機の内側および外側で空気循環を行うように構成された、ターボ機械の圧縮機の安価で高性能な方法および装置を提供することである。
【００２５】
したがって、
圧縮機の内側ケーシングに沿って存在する機能的な隙間内で、下流側から上流側へ向かって流れる、ターボ機械の圧縮機の内側流路の２次流れを抜き、このようにして抜かれた空気流を、吸込ポンプのような強制吸込手段を用いることなく、たとえば、高温部品の冷却、空洞の換気、アビオニクスブリードのような、ターボ機械の動作のため役に立つシステムへの給気へ向けること、および／または、
圧縮機の外側ケーシングに沿って存在する機能的な隙間内で、下流側から上流側へ向かって流れる、ターボ機械の圧縮機の外側流路から２次流れを抜き、このようにして抜かれた空気流を、吸込ポンプのような強制吸込手段を用いることなく、たとえば、高温部品の冷却、空洞の換気、アビオニクスブリードのような、ターボ機械の動作のため役に立つシステムへの給気へ向けること、および／または、
圧縮機のブレード付きステータおよび／またはブレード付きロータのベーンおよび／またはブレードの輪郭から境界層を抜き、このようにして抜かれた空気流を、吸込ポンプのような強制吸込手段を用いることなく、たとえば、高温部品の冷却、空洞の換気、アビオニクスブリードのような、ターボ機械の動作のため役に立つシステムへの給気へ向けることが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
第１の態様によれば、本発明は、ターボ機械の圧縮機における空気循環方法に関連し、前記圧縮機は、
ブレード付きロータおよびブレード付きステータからそれぞれ構成される複数の圧縮段と、
ロータのブレードおよびステータのベーンが位置する流路を画定する外側ケーシングおよび内側ケーシングと、
外側ケーシングとロータのブレードとの間の機能的な隙間に対応する「外側流路」と呼ばれる流路の外側部分と、
内側ケーシングとステータのベーンとの間の機能的な隙間に対応する「内側流路」と呼ばれる流路の内側部分とを備える。
【００２７】
第１の実施形態によれば、この方法は、ステータを備える少なくとも１段の圧縮段に対して、
内側流路に存在する空気が、吸い込まれ、かつ前記ステータの少なくとも１つのベーンへ送られる吸込動作と、
空気が、前記ステータの少なくとも１つのベーンにおいて抜かれ、かつ圧縮機の外部へ送られる少なくとも１回の抽気動作とを含む。
【００２８】
第２、第３および第４の実施形態によれば、この方法は、
空気が、前記ステータに隣接する少なくとも１台のロータの少なくとも１つのブレードに吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のステータの少なくとも１つのベーンへ送られる吸込動作をさらに含む。
【００２９】
第２の実施形態によれば、この方法は、
空気が、外側流路に吸い込まれ、かつ少なくとも１台のロータの前記少なくともつ台のブレードへ送られる吸込動作をさらに含む。
【００３０】
第３の実施形態によれば、この方法は、
空気が、前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードの輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ送られ、
空気が、前記ステータの前記少なくとも１つのベーンの輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記ステータの前記少なくとも１つのベーンへ送られる、吸込動作をさらに含む。
【００３１】
第４の実施形態によれば、この方法は、
空気が、外側流路に吸い込まれ、かつ少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ送られ、
空気が、前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードの輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ送られ、
空気が、前記ステータの前記少なくとも１つのベーンの輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記ステータの前記少なくとも１つのベーンへ送られる、動作をさらに含む。
【００３２】
第２、第３および第４の実施形態によれば、空気が、前記ステータの上流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のステータの少なくとも１つのベーンへ送られる。ロータとステータとの間を循環する空気は、内側ケーシングによって画定された内側チャンバを通り抜ける。
【００３３】
第４の実施形態の代替形態である第５の実施形態によれば、空気が、前記ステータの下流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のステータの少なくとも１つのベーンへ送られる。
【００３４】
第４の実施形態の別の代替形態である第６の実施形態によれば、空気が、前記ステータの上流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに、および前記ステータの下流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに、吸い込まれ、かつ前記ステータの少なくとも１つのベーンへ送られる。
【００３５】
第４の実施形態のさらに別の代替形態である第７の実施形態によれば、ロータとステータとの間を循環する空気が、内側ケーシングと中間シェルとの間で画定された中間チャンバを通り抜ける。
【００３６】
第８の実施形態によれば、この方法は、ステータを備える少なくとも１段の他の圧縮段に対して、
内側流路に存在する空気が、吸い込まれ、かつ中間チャンバへ送られる付加的な吸込動作と、
前記中間チャンバ内の空気が、抜かれ、かつ圧縮機の内部へ送られる付加的な抽気動作と、をさらに含む。
【００３７】
第８の実施形態によれば、この方法は、
空気が、少なくとも１台のブレードおよび前記ステータに隣接する少なくとも１つのロータに吸い込まれ、かつ前記中間チャンバへ送られる、付加的な吸込動作をさらに含む。
【００３８】
第８の実施形態によれば、この方法は、
空気が、外側流路に吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ送られる、付加的かつ任意的な吸込動作をさらに含む。
【００３９】
第８の実施形態によれば、この方法は、
空気が、前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードの輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ送られ、
空気が、前記少なくとも１台のステータの前記少なくとも１つのベーンの輪郭の吸込面で吸い込まれ、かつ前記ステータの前記少なくとも１つのベーンへ送られる、付加的かつ任意的な吸込動作をさらに含む。
【００４０】
第８の実施形態の１つの代替形態によれば、空気が、前記ステータの上流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに吸い込まれ、かつ前記中間チャンバへ送られる。
【００４１】
第８の実施形態の別の代替形態によれば、空気が、前記ステータの下流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに吸い込まれ、かつ前記中間チャンバへ送られる。
【００４２】
第８の実施形態の別の代替形態によれば、空気が、前記ステータの両側に位置する２台のロータのそれぞれにおける少なくとも１つのブレードに吸い込まれ、かつ前記中間チャンバへ送られる。
【００４３】
第２の態様によれば、本発明は、第１の態様による空気循環方法を使用する圧縮機の装置に関し、前記圧縮機は、
ブレード付きロータおよびブレード付きステータからそれぞれ構成される複数の圧縮段と、
ロータのブレードおよびステータのベーンが位置する流路を画定する、外側ケーシングおよび内側ケーシングと、
外側ケーシングとロータのブレードとの間の機能的な隙間に対応する「外側流路」と呼ばれる流路の外側部分と、
内側ケーシングとステータのベーンとの間の機能的な隙間に対応する「内側流路」と呼ばれる流路の内側部分と、を備える。
【００４４】
第１の実施形態によれば、圧縮機の装置は、ステータを含む少なくとも１段の圧縮段に対して、
内側流路に存在する空気を吸い込み、かつこの空気を前記ステータの少なくとも１つのベーンへ送る第１の吸込手段と、
前記ステータの前記少なくとも１つのベーン内の空気を抜き、かつこの空気を圧縮機の外部へ送る抽気手段と、を備える。
【００４５】
第２、第３および第４の実施形態によれば、圧縮機の装置は、
前記ステータに隣接する少なくとも１台のロータの少なくとも１つのブレードに空気を吸い込み、かつ前記ステータの少なくとも１つのベーンへその空気を送る第２の吸込手段をさらに備える。
【００４６】
第２の実施形態によれば、圧縮機の装置は、
外側流路から出てくる空気を吸い込み、かつ前記少なくとも１台のロータの少なくとも１つのブレードへその空気を送る第３の吸込手段を、さらに備える。
【００４７】
第３の実施形態によれば、圧縮機の装置は、
前記ステータの少なくとも１つのベーンの輪郭の吸込面で空気を吸い込み、かつ前記ステータの前記少なくとも１つのベーンへその空気を送る第４の吸込手段と、
前記少なくとも１台のロータの少なくとも１つのブレードの輪郭の吸込面で空気を吸い込み、かつ前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ直接的にその空気を送る第５の吸込手段と、をさらに備える。
【００４８】
第４の実施形態によれば、圧縮機の装置は、
外側流路から出てくる空気を吸い込み、かつ前記少なくとも１台のロータの少なくとも１つのブレードへその空気を送る第３の吸込手段と、
前記ステータの少なくとも１つのベーンの輪郭の吸込面で空気を吸い込み、かつ前記ステータの前記少なくとも１つのベーンへその空気を送る第４の吸込手段と、
前記少なくとも１台のロータの少なくとも１つのブレードの輪郭の吸込面で空気を吸い込み、かつ前記少なくとも１台のロータの前記少なくとも１つのブレードへ直接的にその空気を送る第５の吸込手段と、を備える。
【００４９】
第２、第３および第４の実施形態によれば、圧縮機の装置は、前記ステータの上流側に位置しかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１台のブレードから出てくる空気を吸い込み、かつ前記ステータの少なくとも１つのベーンへその空気を送る、第２の吸込手段を備える。ロータとステータとの間を循環する空気は、内側ケーシングによって画定された内側チャンバを通り抜ける。
【００５０】
第４の実施形態の代替形態である第５の実施形態によれば、圧縮機の装置は、前記ステータの下流側にありかつ前記ステータに隣接したロータの少なくとも１つのブレードに空気を吸い込み、かつ前記ステータの少なくとも１つのベーンへその空気を送る、第２の吸込手段を備える。
【００５１】
第４の実施形態の別の代替形態である第６の実施形態によれば、圧縮機の装置は、前記ステータの両側に位置する２台のロータのそれぞれにおける少なくとも１つのブレードから出てくる空気を吸い込み、かつ前記ステータの少なくとも１つのベーンへその空気を送る、第２の吸込手段を備える。
【００５２】
第４の実施形態のさらに別の代替形態である第７の実施形態によれば、ロータとステータとの間を循環する空気は、内側ケーシングと中間シェルとの間で画定された中間チャンバを通り抜ける。
【００５３】
第１の吸込手段は、オリフィスを介して内側流路へ通じる内側空洞を前記ベーン内に備える。
【００５４】
第２の吸込手段は、前記ロータの上流側または下流側のオリフィスにおいて、内側ケーシングによって画定された内側チャンバに通じる内側空洞を前記ブレード内に含み、前記ステータのベーンと対向する少なくとも１つの位置で、前記内側チャンバと内側流路とを連通させる、少なくとも１個の貫通開口部を内側ケーシングに含む。
【００５５】
第３の吸込手段は、オリフィスを介して外側流路に通じる空洞を前記ブレード内に備える。
【００５６】
第４の吸込手段は、前記ベーンの内側空洞と、前記ベーンの輪郭の吸込面とその内側空洞との間を連通させる少なくとも１個の側方貫通オリフィスとを備え、第５の吸込手段は、前記ブレードの内側空洞と、前記ブレードの輪郭の吸込面とその内側空洞との間を連通させる少なくとも１個の側方貫通オリフィスとを備える。
【００５７】
抽気手段は、前記ベーンの内側空洞と流路の外部を連通させる貫通開口部を備える。
【００５８】
第８の実施形態によれば、圧縮機の装置は、中間チャンバと内側チャンバとの間を連通させる付加的な吸込手段を備える。付加的な吸込手段は、内側ケーシングを通り抜ける少なくとも１本の吸込ダクトを備える。
【００５９】
第３の態様によれば、本発明は、本発明の第２の態様による圧縮機の装置を備えるターボ機械の圧縮段に関する。
【００６０】
第４の態様によれば、本発明は、本発明の第２の態様による圧縮機の装置を備えるターボ機械の圧縮機に関する。
【００６１】
本発明の第５の態様によれば、本発明は、本発明の第２の態様による圧縮機の装置を備える圧縮機を備えた航空機エンジンに関する。
【００６２】
本発明によれば、当業者は、提案された装置の中から、１つの吸込方法を使用して、圧縮機をターボ機械に統合するための要求を満たす１つの装置を、有利に選択できる。
【００６３】
提案された装置は、圧縮を改善し、従来技術による装置では一般に無視されている圧縮機からの寄生的な漏れを除去するか、もしくは、非常に強力に削減するために必要である実質的にすべての吸込に対し、低圧力損失である短絡回路の使用を可能にさせる。
【００６４】
本発明によれば、吸込ポンプもしくはジェットベンチュリ型ポンプのような強制的な吸込システム、または、大量のエネルギーを消費するその他の抽気システムを使用する必要がない。
【００６５】
本発明は、例示の目的のためだけに以下に記載された、決して限定的ではない、本発明の実施形態の詳細な説明を読み、添付図面を参照することによって、よりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
図１は、ベーンとブレードとの間を通る縦断面図において、従来の圧縮機を概略的かつ部分的に示す。圧縮機は、軸２を備えた中央ハブ（図示せず）と、ハブの周りにあり、圧縮機の内側チャンバ６を画定するほぼ環状の内側ケーシング４と、内側ケーシング４の周りにあるほぼ環状の外側チャンバ８とを備える。内側ケーシング４および外側ケーシング８は、それらの間に流路１０を画定し、流路に沿って図１において矢印１２で示された１次空気流が通る。矢印１２は、上流側（図の左側）から下流側（図の右側）へ向かう流れ方向を規定する。
【００６７】
圧縮機は、ロータ１４を備え、このロータ１４は、外周に分配されたブレード１８によって延長された軸２をもつディスク１６をそれぞれ備える。ロータ１４は、ブレード１８が流路１０に位置するように圧縮機に配置される。ロータ１４はさらに、それらのベース１９の付近で内側ケーシング４を介して一体的に連結され、ベース１９を介して、ロータは、対応するディスク１６に固定される。流路１０側では、内側ケーシング１４には、ブレード１８の間に位置しかつベーン２２と対向する部分に、ラビリンスを形成するレリーフ２０が設けられ、このレリーフは、固定部品と可動部品との間の機能的な隙間に固有の寄生的な漏れを最小限に抑える。
【００６８】
外側ケーシング８にはそれらのベース２４を介して、ブレード１８の間にベーン２２が固定される。ベーン２２は、外側ケーシング８の区域に分配されるので、ステータ２６を形成する。
【００６９】
それらの頂点３２で、換言すると、それらのベース２４とは反対側の端で、ベーン２２は、ステータ２６の内側流路を画定するリング１１０に固定される。
【００７０】
ロータ１４およびステータ２６は、交互に配置される。したがって、各ロータ１４は、２台のステータ２６の間に位置し、各ステータ２６は、２台のロータ１４の間に位置する。圧縮機内の圧縮段２８は、ロータ１４とこのロータ１４の直ぐ隣のステータ２６とにより構成されるものとして規定される。
【００７１】
ブレード１８の長さは、それらの頂点３０が、外側ケーシング８に接近するが外側ケーシング８に接触しないような長さである。その結果、ブレード１８の頂点３０と外側ケーシング８との間の機能的な隙間は、無視できない。同様に、リング１１０の直径は、リングが、内側ケーシング４のラビリンスを形成するレリーフ２０に隣接するが接触しないような径である。その結果、ベーン２２の頂点３２と内側ケーシング４のレリーフ２０との間の機能的な隙間は、無視できない。
【００７２】
サイズが小さいにもかかわらず、機能的な隙間は、寄生的な気流３８および４０が流れる通路３４、３６を画定する。したがって、図１において矢印３８で示された２次外側境界層の流れは、外側ケーシング８とブレード１８の頂点３０との間で画定された外側流路３４を流れる。同様に、図１において矢印４０で示された２次内側境界層の流れは、内側ケーシング４とベーン２２の頂点との間に画定された内側流路３６を流れる。
【００７３】
図２から図９は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の特定の実施形態を示す。いずれのケースでも、圧縮機は、図１に示されたタイプのものであり、その結果、同じ要素は同じ参照符号によって表され、一部の参照符号は、図面を簡略化するため省略される。
【００７４】
図２は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第１の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【００７５】
図２は、圧縮機の２つの圧縮段２８を概略的に示し、各圧縮段が、ステータ２６およびロータ１４を備え、ステータ２６は、ロータ１４の上流側にある。
【００７６】
各ベーン２２は、内側空洞４２を備える。内側空洞４２は、オリフィス４４を介してベーン２２の頂点３２で内側流路３６へ通じ、オリフィス４４は、流路１０の側で内側ケーシング４にラビリンスを形成するレリーフ２０とほぼ対向する。各内側空洞４２は、外側ケーシング８の貫通開口部４８と連通するオリフィス４６を介して、ベーン２２のベース２４に通じる。各貫通開口部４８は、次に、マニホールド５０内で外側ケーシング８の外部に通じる。
【００７７】
この圧縮段の構成から、内側境界層３６から出てくる空気は、矢印５２によって示されるように、オリフィス４４を介して空洞４２に吸い込まれることになる。
【００７８】
空洞４２を介して吸い込まれた空気は、次に、ベーン２２の内部へそのベース２４の所まで向けられ、それらのオリフィス４６と、このオリフィス４６が連通する外側ケーシング８の対応する貫通開口部４８とを連続的に通過する。矢印５４によって示されるように、空気は、次に、ターボ機械の適切なチャンバに連結されているために、動作圧が抽気オリフィス４４、４６内の圧力よりも低い、マニホールド５０に収集される。
【００７９】
図３は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第２の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【００８０】
図３は、圧縮機の２段の圧縮段２８を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６およびロータ１４により構成され、ステータ２６は、ロータ１４の上流側にある。
【００８１】
各ベーン２２は、内側空洞４２を備える。内側空洞４２は、オリフィス４４を介してベーン２２の頂点３２で内側流路３６へ通じ、オリフィス４４は、流路１０の側で内側ケーシング４にラビリンスを形成するレリーフ２０とほぼ対向する。各内側空洞４２は、外側ケーシング８の貫通開口部４８と連通するオリフィス４６を介して、ベーン２２のベース２４に通じる。各貫通開口部４８は、次に、マニホールド５０内で外側ケーシング８の外部に通じる。
【００８２】
さらに、各ブレード１８は、内側空洞６０を備える。内側空洞６０は、外側ケーシング８に対向するオリフィス６２を介して、ブレード１８の頂点３０で外側流路３４に通じる。内側空洞６０は、ロータ１４の上流側で、内側チャンバ６に通じるオリフィス６４を介して、ブレード１８のベース１９に通じる。
【００８３】
各圧縮段は、内側チャンバ６を備える。したがって、内側チャンバ６は、圧力が異なり、互いに連通すべきではない。その結果、ディスク１６のそれぞれと協働するシーリングシステム１６０が設けられる。
【００８４】
さらに、内側ケーシング４は、貫通開口部６６を備え、この貫通開口部６６は、ロータ１４の上流側で、内側チャンバ６をステータ２６と対向するラビリンスにおいて内側流路３６と連通させる。図示された例では、貫通開口部６６は、径方向に配置された孔の形である。
【００８５】
この圧縮段の構成から、外側境界層３４から出てくる空気は、矢印６８によって示されるように、オリフィス６２を介してブレード１８内の内側空洞６０に吸い込まれることになる。
【００８６】
この吸い込まれた空気（矢印６８）は、次に、各ブレード１８の内部へそのベース１９の所まで向けられ、ロータ１４の上流側で内側チャンバ６へ到達するように、ブレード１８のオリフィス６４を通過する。
【００８７】
空気は、次に、内側ケーシング４の貫通開口部６６を介して吸い込まれ、矢印７０によって表されるようにオリフィス４４を介して、ロータ１４のすぐ上流側で接するステータ２６のベーン２２の空洞４２に吸い込まれる。
【００８８】
同時に、内側境界層３６から出てくる空気は、矢印５２によって表されるようにオリフィス４４を介して空洞４２に吸い込まれる。
【００８９】
空洞４２に吸い込まれた空気（矢印５２および矢印７０）は、次に、ベーン２２の中へそれらのベース２４の所まで向けられ、それらのオリフィス４６と、このオリフィス４６が連通する外側ケーシング８内の開口部４６を、連続的に通過する。空気は、次に、矢印５４によって示されるように、ターボ機械の適切なチャンバに連結されているために、動作圧が抽気オリフィス４４、４６、６２、６４内の圧力よりも低いマニホールド５０に収集される。
【００９０】
図４は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第３の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【００９１】
図４は、圧縮機の２段の圧縮段２８を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６およびロータ１４により構成され、ステータ２６はロータ１４の上流側にある。
【００９２】
各ベーン２２は、内側空洞４２を備える。内側空洞４２は、オリフィス４４を介してベーン２２の頂点３２で内側流路３６へ通じ、オリフィス４４は、流路１０の側で内側ケーシング４にラビリンスを形成するレリーフ２０とほぼ対向する。各内側空洞４２は、外側ケーシング８の貫通開口部４８と連通するオリフィス４６を介して、ベーン２２のベース２４に通じる。次に、各貫通開口部４８は、マニホールド５０内で外側ケーシング８の外部に通じる。
【００９３】
ベーン２２は、輪郭の吸込面に位置し、かつベーン２２の上流側の側面をその内側空洞４２に連通させる、少なくとも１個の側方貫通オリフィス５６をさらに備える。
【００９４】
さらに、各ブレード１８は、内側空洞６０を備える。内側空洞６０は、ブレード１８の頂点３０において外側流路３４へ通じない。内側空洞６０は、ロータ１４の上流側で、内側チャンバ６に通じるオリフィス６４を介して、ブレード１８のベース１９に通じる。
【００９５】
ディスク１６のそれぞれと協働するシーリングシステム１６０が設けられる。
【００９６】
ブレード１８は、輪郭の吸込面に位置し、かつブレード１８の上流側を内側空洞６０と連通させる、少なくとも１個の側方貫通オリフィス７２をさらに備える。
【００９７】
図４および他の図において、貫通オリフィス５６および７２が表され、全く概略的に位置付けられていることに留意されたい。
【００９８】
さらに、内側ケーシング４は、ロータ１４の上流側で、内側チャンバ６をステータ２６と対向するラビリンスにおいて内側流路３６と連通させる、貫通開口部６６を備える。
【００９９】
この圧縮段の構成から、各ブレード１８の吸込面において境界層から出てくる空気は、矢印７４によって表されるように、貫通オリフィス７２を介してその内側空洞６０へ吸い込まれることになる。
【０１００】
この吸い込まれた空気は、次に、各ブレード１８の内部へそのベース１９の所まで向けられ、ロータ１４の上流側で内側チャンバ６へ到達するようにブレード１８のオリフィス６４を通過する。
【０１０１】
空気は、次に、内側ケーシング４の貫通開口部６６を介して吸い込まれ、矢印７０によって表されるようにオリフィス４４を介して、ロータ１４のすぐ上流側で接するステータ２６のベーン２２の空洞４２に吸い込まれる。
【０１０２】
同時に、内側境界層３６から出てくる空気は、矢印５２によって表されるようにオリフィス４４を介して空洞４２に吸い込まれる。
【０１０３】
同時に、各ベーン２２の吸込面で境界層から出てくる空気は、矢印５８によって表されるように、貫通オリフィス５６を介してその内側空洞４２に吸い込まれる。
【０１０４】
空洞４２に吸い込まれた空気（矢印５２、矢印７０、および矢印５８）は、次に、ベーン２２の内部へそれらのベース２４の所まで向けられ、次に、それらのオリフィス４６と、このオリフィス４６が連通する外側ケーシング８内の開口部４８とを連続的に通過する。空気は、次に、矢印５４によって示されるように、ターボ機械の適切なチャンバに連結されているために、動作圧が抽気オリフィス４４、４６、５６、６４、７２内の圧力よりも低いマニホールド５０に収集される。
【０１０５】
図５は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第４の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【０１０６】
図５は、圧縮機の２段の圧縮段２８を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６およびロータ１４により構成され、ステータ２６はロータ１４の上流側にある。
【０１０７】
各ベーン２２は、内側空洞４２を備える。内側空洞４２は、オリフィス４４を介してベーン２２の頂点３２で内側流路３６へ通じ、オリフィス４４は、流路１０の側で内側ケーシング４にラビリンスを形成するレリーフ２０とほぼ対向する。各内側空洞４２は、外側ケーシング８の貫通開口部４８と連通するオリフィス４６を介して、ベーン２２のベース２４に通じる。各貫通開口部４８は、次に、マニホールド５０内で外側ケーシング８の外部に通じる。
【０１０８】
ベーン２２は、輪郭の吸込面に位置し、かつベーン２２の上流側の側面をその内側空洞４２に連通させる、少なくとも１個の側方貫通オリフィス５６をさらに備える。
【０１０９】
さらに、各ブレード１８は、内側空洞６０を備える。内側空洞６０は、外側ケーシング８に対向するオリフィス６２を介して、ブレード１８の頂点３０で外側流路３４に通じる。内側空洞６０は、ロータ１４の上流側で、内側チャンバ６に通じるオリフィス６４を介して、ブレード１８のベース１９に通じる。
【０１１０】
ディスク１６のそれぞれと協働するシーリングシステム１６０が設けられる。
【０１１１】
ブレード１８は、輪郭の吸込面に位置し、かつブレード１８の上流側を内側空洞６０と連通させる、少なくとも１個の側方貫通オリフィス７２をさらに備える。
【０１１２】
さらに、内側ケーシング４は、ロータ１４の上流側で、内側チャンバ６をステータ２６と対向するラビリンスにおいて内側流路３６と連通させる、貫通開口部６６を備える。
【０１１３】
この圧縮段の装置の結果として、各ブレード１８の吸込面において境界層から出てくる空気は、矢印７４によって表されるように、貫通オリフィス７２を介してその内側空洞６０へ吸い込まれる。
【０１１４】
同時に、外側境界層３４から出てくる空気は、矢印６８によって表されるように、オリフィス６２を介してブレード１８の内部空洞６０に吸い込まれる。
【０１１５】
この吸い込まれた空気（矢印７４および矢印６８）は、次に、各ブレード１８の内部へそのベース１９の所まで向けられ、ロータ１４の上流側で内側チャンバ６へ到達するように、ブレード１８のオリフィス６４を通過する。
【０１１６】
空気は、次に、内側ケーシング４の貫通開口部６６を介して吸い込まれ、矢印７０によって表されるように、オリフィス４４を介してロータ１４のすぐ上流側で接するステータ２６のベーン２２の空洞４２に吸い込まれる。
【０１１７】
同時に、内側境界層３６から出てくる空気は、矢印５２によって表されるように、オリフィス４４を介して空洞４２に吸い込まれる。
【０１１８】
同時に、各ベーン２２の吸込面で境界層から出てくる空気は、矢印５８によって表されるように、貫通オリフィス５６を介してその内側空洞４２に吸い込まれる。
【０１１９】
空洞４２に吸い込まれた空気（矢印５２、矢印７０、および矢印５８）は、次に、ベーン２２の内部へそれらのベース２４の所まで向けられ、次に、それらのオリフィス４６と、このオリフィス４６が連通する外側ケーシング８内の開口部４８とを連続的に通過する。空気は、次に、矢印５４によって示されるように、ターボ機械の適切なチャンバに連結されているために、動作圧が抽気オリフィス４４、４６、５６、６２、６４、７２内の圧力よりも低いマニホールド５０に収集される。
【０１２０】
図６は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第５の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【０１２１】
図６は、圧縮機の２段の圧縮段２８を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６およびロータ１４により構成され、ステータ２６はロータ１４の上流側にある。
【０１２２】
この第５の実施形態は、第４の実施形態の代替形態である。この第５の実施形態は、ブレード１８の内側空洞６０が、ロータ１４の上流側ではなく、ロータ１４の下流側で、内側チャンバ６に通じるオリフィス６４を介して、ブレード１８のベース１９に通じる点で異なる。
【０１２３】
図７は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第６の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【０１２４】
図７は、圧縮機の２段の圧縮段２８、２８”を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６、２６”およびロータ１４、１４”により構成され、ステータ２６、２６”はロータ１４、１４”の上流側にある。
【０１２５】
この第６の実施形態は、第４の実施形態の別の代替形態である。第６の実施形態によれば、ブレード１８、１８”の内側空洞６０、６０”は、内側チャンバ６に通じるオリフィス６４、６４”を介して、対応するブレード１８、１８”のベース１９、１９”に通じる。この異なる実施形態によれば、上流側のブレード１８のオリフィス６４は、上流側のロータ１４の下流側に通じ、一方、下流側のブレード１８”のオリフィス６４”は、下流のロータ１４”の上流側に通じる。
【０１２６】
この構成から、下流側のロータ１４”のオリフィス６４”から出てくる空気は、既に説明した実施形態と同じ方式で、矢印７０”によって表されるように、下流側のステータ２６”のラビリンスに対向する内側ケーシング４の貫通開口部６６”を介して、吸い込まれることになる。この構成の別の結果は、上流側のロータ１４のオリフィス６４から出てくる空気が、矢印７０によって表されるように、下流側のステータ２６”の同じ貫通開口部６６”を介して吸い込まれることである。したがって、下流側のブレード１８”および上流側のブレード１８から出てくる空気は、これらの下流側の貫通開口部６６”を介して、下流側のステータ２６”のベーン２２”の空洞４２”に吸い込まれる。
【０１２７】
図８は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第７の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【０１２８】
この第７の実施形態は、第４の実施形態のさらに別の代替形態である。この第７の実施形態は、前記の第５の実施形態または第６の実施形態と組み合わせてもよい。この第７の実施形態は、上述の実施形態との相違点だけを考慮して説明される。
【０１２９】
図８は、圧縮機の２段の圧縮段２８を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６およびロータ１４により構成され、ステータ２６はロータ１４の上流側にある。
【０１３０】
この第７の実施形態は、ロータ１４が、ディスク１６およびブレード１８が単一部品である一体型のブレード付きディスク１６８を備える圧縮機に、特に適している。
【０１３１】
一体型のブレード付きディスク１６８は、ブレード１８のベース１９のほぼ下側で、中央の溶接板８２で互いに組み立てられたシェル８０によって、互いに連結される。これらのシェル８０は一体として溶接されるので、２個の一体型のブレード付きディスク１６８の各ペアによって、圧縮機のロータを構成する内側ケーシング４を形成する。
【０１３２】
内側ケーシング４と外側ケーシング８との間に位置する中間シェル８４は、一体型のディスク１６８の両側へ広がり、内側ケーシング４と一体になって中間チャンバ８６を画定する。この第７の実施形態では、流路１０は、外側ケーシング８と、ベーン２２およびブレード１８のベースとの間に画定される。ラビリンスを形成するレリーフ２０は、流路１０側で、ベーン２２に対向する部分で、中間シェル８４に作られる。これらのラビリンスにおいて、中間ケーシング８４は、図示された例では、連続的な径方向に向けられたスリットの形をしている貫通開口部６７を備える。この貫通開口部６７は、上述の実施形態における内側ケーシング４の貫通開口部６６の機能と同様の機能を実行する。
【０１３３】
この構成から、ブレード１８のオリフィス６４から出てくる空気は、ロータ１４の上流側で、中間チャンバ８６に達することになる。この空気は、次に、矢印７０によって表されるように、中間ケーシング８４の貫通開口部６７を介して吸い込まれ、かつベーン２２の空洞４２に吸い込まれる。
【０１３４】
本実施形態では、異なる圧縮段の中間チャンバ８６内の圧力は、構造上独立である。その結果、上述の実施形態のようなシーリングシステム１６０を設ける必要がない。
【０１３５】
図９は、本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第８の実施形態を、ベーンおよびブレードを通る縦断面図によって示す。
【０１３６】
この第８の実施形態は、第７の実施形態の可能な変形例である。この第８の実施形態は、上述の第５の実施形態または第６の実施形態と組み合わせてもよい。この第８の実施形態は、上述の実施形態との相違点だけを考慮して説明される。
【０１３７】
図９は、圧縮機の２段の圧縮段２８、２８’を概略的に示し、各圧縮段はステータ２６、２６’およびロータ１４、１４’により構成され、ステータ２６、２６’はロータ１４、１４’の上流側にある。
【０１３８】
この第８の実施形態は、ロータ１４、１４’が、ディスク１６、１６’およびブレード１８、１８’が単一部品から作られた、一体型のブレード付きディスク１６８、１６８’を備える圧縮機に、特に適している。
【０１３９】
一体型のブレード付きディスク１６８、１６８’は、ブレード１８、１８’のベース１９、１９’のほぼ下側で、シェル８０、８０’によって互いに連結される。
【０１４０】
第７の実施形態と同じ方式で、内側ケーシング４と外側ケーシング８との間に位置する中間シェル８４は、おおよそベース１９、１９’の所でブレード１８、１８’を一体として連結し、ブレード１８、１８’のベース１９、１９’および内側ケーシング４と一体になって中間チャンバ８６を画定する。流路１０は、外側ケーシング８と中間シェル８４との間に画定される。ラビリンスを形成するレリーフ２０、２０’は、流路１０側で、ベーン２２、２２’に対向する部分で、中間シェル８４に作られる。中間シェル８４は、各ベーン２２、２２’にほぼ対向するこれらのラビリンスに、連続的な貫通開口部６７、６７’を備える。
【０１４１】
図９の左側の圧縮段２８に関して、シェル８０は、上述の第７の実施形態と類似した方式で、溶接板８２上で一体として組み立てられる。
【０１４２】
図９の右側の圧縮段２８’に関して、シェル８０’は、連結フランジ８８’により一体として組み立てられる。
【０１４３】
一体型のブレード付きディスク１６８、１６８’のそれぞれの間のシェル８０および８０’の組は、内側ケーシング４を形成する。
【０１４４】
連結フランジ８８’は、支持手段８９’、たとえばネジによって、一体として保持され、一体として径方向に吸込ダクト８３’を画定する。吸込ダクト８３’は、貫通開口部６７’にほぼ対向する。それは、中間チャンバ８６と、一体型のブレード付きディスク１６８、１６８’間の内側チャンバ６との間を連通させる。
【０１４５】
２段の圧縮段２８、２８’は、それらの構成が異なるので、それぞれに異なった振る舞いを行う。
【０１４６】
図９の左側の圧縮段２８’に関して、ブレード１８の境界層から出てくる空気は、第７の実施形態と同様の方式で、矢印７４によって表されるように、貫通オリフィス７２を介して、その内側空洞６０に吸い込まれる。
【０１４７】
同時に、外側境界層３４から出てくる空気は、矢印６８によって表されるように、オリフィス６２を介して、ブレード１８の内側空洞６０に吸い込まれる。
【０１４８】
この吸い込まれた空気（矢印５８および６８）は、次に、ブレード１８の内部へそのベース１９の所まで向けられ、一体型のブレード付きディスク１６８の上流側で中間チャンバ８６へ達するように、ブレード１８のオリフィス６４を通過する。
【０１４９】
空気は、次に、中間シェル８４の貫通開口部６７を介して吸い込まれ、矢印７０によって表されるようにオリフィス４４を介して、一体型のブレード付きディスク１６８のすぐ上流側で接するステータ２６のベーン２２の空洞４２に吸い込まれる。
【０１５０】
同時に、内側境界層３６から出てくる空気は、矢印５２によって表されるように、オリフィス４４を介して空洞４２に吸い込まれる。
【０１５１】
同時に、各ベーン２２の吸込面で境界層から出てくる空気は、矢印５８によって表されるように、貫通オリフィス５６を介してその内側空洞４２に吸い込まれる。
【０１５２】
空洞４２に吸い込まれた空気（矢印５２、矢印７０、および矢印５８）は、次に、ベーン２２の内部へそれらのベース２４の所まで向けられ、次に、それらのオリフィス４６と、このオリフィス４６が連通する外側ケーシング８内の開口部４８とを連続的に通過する。空気は、次に、矢印５４によって示されるように、ターボ機械の適切なチャンバに連結されているために、動作圧が抽気オリフィス４４、４６、５６、６４、７２内の圧力よりも低いマニホールド５０に収集される。
【０１５３】
図９の右側の圧縮段２８’に関して、ブレード１８’の境界層から出てくる空気は、矢印７４’によって表されるように、貫通オリフィス７２’を介して、その内側空洞６０’に吸い込まれる。
【０１５４】
同時に、外側境界層３４から出てくる空気は、矢印６８’によって表されるように、オリフィス６２’を介して、ブレード１８’の内側空洞６０’に吸い込まれる。この吸い込まれた空気（矢印７４’及び６８’）は、次に、ブレード１８’の内部へそれらのベース１９’の所まで向けられ、矢印９０’によって表されるように、ブレード１８’のオリフィス６４’を通過し、一体型のブレード付きディスク１６８’の上流側で、中間チャンバ８６に達する。
【０１５５】
同時に、内側境界層３６から出てくる空気は、矢印９６’によって表されるように、中間シェル８４内の貫通開口部６７’を介して吸い込まれ、中間チャンバ８６に達する。
【０１５６】
同時に、各ベーン２２の吸込面で境界層から出てくる空気は、矢印５８’によって表されるように、貫通オリフィス５６を介してその内側空洞４２’に吸い込まれる。空洞４２’に吸い込まれた空気（矢印５８’）は、次に、ベーン２２’の内部へそれらの頂点３２’の所まで向けられる。この空気は、次に、矢印９８’によって表されるように、中間シェル８４の貫通開口部６７’を介して吸い込まれ、中間チャンバ８６に到達する。
【０１５７】
ブレード１８’、内側境界層３６、およびベーン２２’から出てくる空気は、次に、矢印９２’によって表されるように、シェル８０’の連結フランジ８８’の間に形成されたダクト８３’を介して吸い込まれ、内側チャンバ６へ流れ込み、そこから、矢印９４’によって表されるように、ターボ機械の他の部品へ向けられる。
【０１５８】
第８の実施形態による２段の圧縮段２８、２８’から構成されるこの構成を用いると、図９の左側の圧縮段２８で吸い込まれた空気は、圧縮機の外部へ運ばれ、図９の右側の圧縮段２８’で吸い込まれた空気は、圧縮機の内部へ運ばれる。
【０１５９】
第８の実施形態において説明されているケースでは、中間チャンバ８６に吸い込まれる空気は、
内側境界層（矢印９６’）と、
ブレード１８’内の空洞６０’を経由（矢印９０’）する外側境界層（矢印６８’）と、
ブレード内の空洞６０’を経由（矢印９０’）するブレードの吸込面における境界層（矢印７４’）と、
ベーン内の空洞４２’を経由（矢印９８’）するベーンの吸込面における境界層（矢印５８’）とから同時に出てくる空気である。
【０１６０】
この第８の実施形態の第１の代替形態（明示せず）は、ベーン２２’が、貫通オリフィス５６’を１つも備えず、ブレード１８’が、貫通オリフィス７２’を１つも備えないケースに関係する。この場合、中間チャンバ８６に吸い込まれた空気は、内側境界層（矢印９６’）と外側境界層（矢印６８’）だけから出てくる。
【０１６１】
この第８の実施形態の第２の代替形態（明示せず）は、ブレード１８’が、それらの頂点３０’にオリフィス６２’を備えないケースに関係する。この場合、中間チャンバ８６に吸い込まれた空気は、内側境界層（矢印９６’）、ブレードの吸込面における境界層（矢印７４’）、およびベーンの吸込面における境界層（矢印９８’）だけから出てくる。
【０１６２】
この第８の実施形態の第３の代替形態（明示せず）は、ベーン２２’が、貫通オリフィス５６’を備えず、ブレード１８’が、貫通オリフィス７２’を備えないか、またはそれらの頂点３０’にオリフィス６２’を備えないケースに関する。この場合、中間チャンバ８６に吸い込まれた空気は、内側境界層（矢印９６’）だけから出てくる。
【０１６３】
既に説明した第３から第８の実施形態において、貫通オリフィス５６および／または７２は、ブレードの周りに発生する境界層を吸い込むために、当業者に知られている孔またはスリットまたは多孔壁、またはその他の手段である。オリフィスの数は、流路１０の寸法と、ベーン２２および／またはブレード１８の寸法とに応じて決定される。
【０１６４】
上記のすべての実施形態に関して、ベーン２２内の内側空洞４２およびブレード１８内の内側空洞６０のサイズは、このベーン２２またはこのブレード１８が、内側境界層３６または外側境界層３８のそれぞれから出てくる空気の他に、１個以上の貫通オリフィス５６または７２のそれぞれを介して吸い込まれた空気を受け入れるときに、増加する。一変形として、ベーン２２内の空洞４２は、複数個の空洞でもよく、および／またはブレード１８内の空洞６０は、複数個の空洞でもよい。これは、圧縮機の装置を種々の可能な圧力レベルに適応させることを可能にする。
【０１６５】
さらに、ベーン２２内の内側空洞４２、およびブレード１８内の内側空洞６０において、吸い込まれた異なる空気流は、混合されてもよく、または別個のダクトを介して前記空洞４２、６０それぞれの中を通されてもよい。
【０１６６】
上述のすべての実施形態と、すべてのそれらの種々の変形とに関して、マニホールド５０内の空気は、その後、圧力が、たとえば低圧力タービンの冷却回路、または供給加圧チャンバ、またはアビオニクスブリード、またはその他のアプリケーションに使用できるようにされた、ターボ機械の別の部品へ送られることができる。
【０１６７】
本発明は、上述の実施形態およびそれらの変形例に限定されることなく、それらの組み合わせにも同様に適用可能である。さらに、１台の圧縮機は、本発明による装置を伴う１段以上の圧縮段を備えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】ターボ機械の圧縮機の従来の構成を表す部分断面略図である。
【図２】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第１の実施形態を表す部分断面略図である。
【図３】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第２の実施形態を表す部分断面略図である。
【図４】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第３の実施形態を表す部分断面略図である。
【図５】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第４の実施形態を表す部分断面略図である。
【図６】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第５の実施形態を表す部分断面略図である。
【図７】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第６の実施形態を表す部分断面略図である。
【図８】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第７の実施形態を表す部分断面略図である。
【図９】本発明による空気循環方法および圧縮機の装置の第８の実施形態を表す部分断面略図である。
【符号の説明】
【０１６９】
２  軸
４  内側ケーシング
６  内側チャンバ
８  外側ケーシング
１０  流路
１２  １次気流
１４  ロータ
１６  ディスク
１８  ブレード
１９  ブレードのベース
２０  レリーフ
２２  ベーン
２４  ベーンのベース
２６  ステータ
２８  圧縮段
３０  ブレードの頂点
３２  ベーンの頂点
３４  外側通路
３６  内側通路
３８  ２次外側境界層の空気流
４０  ２次内側境界層の空気流
４２  内側空洞
４４、４６  オリフィス
４８  貫通開口部
５０  マニホールド
５２、５４  空気流
１１０  リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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