(57)【要約】  回転流体トラップ（４２）に供給される燃料（１２）は、ロータ（２４）の第１の側面（４８）に隣接する第１の空隙（４６）内部で遠心方向に加速され、次いでブレード（２６）間およびそれに近接してロータ（２４）を貫通して延びるとともに、ブレード（２６）の形状に少なくとも部分的に一致するように成形された、複数の第１の通路（６６）を通過して誘導される。第１の流路（１００）は、第１の通路（６６）からブレード（２６）内部を延びて、ブレード（２６）の先端（１１２）に近接する関連する空隙（１１０）内で終端する。第１の通路（６６）内の相対的に低温の燃料（１２．２）は、ブレード（２６）を冷却するように、第２の通路（１００）内で熱サイフォン交換されて相対的に高温の燃料（１２．３）となる。加熱された燃料（１２．３）は、ロータ（２４）の第２の側面（７２）に隣接する第２の空隙（７４）に流れ込み、回転基準系から、第２の回転流体トラップ（９６）を通過して、直接、燃焼室（１６）中に排出される。別個の燃料分配回路（１３０）が始動と暖機のために使用される。
2008538804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンを冷却する方法であって、
ａ．ロータと、該ロータに動作可能に結合されるか、または該ロータの一部である少なくとも１つのブレードとを含む、前記ガスタービンエンジンの回転可能部分へ燃料供給を行うこと；
ｂ．前記回転可能部分に供給された前記燃料で、前記ロータと少なくとも１つの前記ブレードの内の少なくとも一方の冷却を行うこと、但し前記少なくとも１つの前記ブレードは、該少なくとも１つの前記ブレードに供給される前記燃料に関して、前記ガスタービンエンジンの燃焼室に対して閉止されている、および
ｃ．前記燃料を前記回転可能部分から直接、前記ガスタービンエンジンの燃焼室中に排出すること、
を含む、前記ガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項２】
回転可能部分が回転流体トラップを含み、該回転流体トラップの取入口に燃料が供給され、該回転流体トラップの取出口がロータと流体連通する、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項３】
冷却を行う動作が、ロータの第１の側面と前記ロータの第２の側面の間の少なくとも１つの第１の流路に沿って燃料を流すことを含む、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項４】
冷却を行う動作が、少なくとも１つの第１の流路と少なくとも１つの第２の流路の間で燃料の熱サイフォン交換を行うことを含み、
前記少なくとも１つの第２の流路が、少なくとも１つのブレードから前記燃料へと熱が伝達されるように、前記少なくとも１つのブレード内部に延びて、それによって前記熱サイフォン交換が、回転可能部分の回転によって生じる遠心加速度場に応答し、前記熱サイフォン交換は、その温度に応じた前記燃料の密度の変動にさらに応答する、請求項３に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項５】
少なくとも１つの第１の流路の形状が、少なくとも１つのブレードのプロファイルに少なくとも部分的に一致するように適合されており、少なくとも１つの第２の流路は、方向において実質的に直線状であり、前記少なくとも１つの第１の流路の形状が、前記少なくとも１つの第２の流路と前記少なくとも１つの第１の流路との交差部をもたらす、請求項４に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項６】
冷却を行う動作が、
ａ．少なくとも１つのブレード内部に複数の第２の流路を設けること、および
ｂ．前記複数の前記第２の流路を、少なくとも１つの第１の流路と連通する第１端から遠位の、前記第２の流路の第２端に近接して互いに連通させることをさらに含む、請求項４に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項７】
燃料を排出する動作が、ロータの第２の側面からの燃料を、第１の流路から該第１の流路の半径方向内側にある排出位置に流すことを含む、請求項３に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項８】
燃料を排出する動作が、ロータの第２の側面からの燃料を、第１の流路から該第１の流路の半径方向内側にある排出位置に流すことを含む、請求項４に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項９】
燃料が、回転可能部分のシャフト部分に動作可能に結合された回転インジェクタから燃焼室中に排出される、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１０】
燃料が、ロータに隣接する空隙に動作可能に結合された回転インジェクタから燃焼室中に排出され、前記空隙は、冷却の動作の結果として加熱された前記ロータから前記燃料を受け入れる、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１１】
ガスタービンエンジンを冷却する方法であって、
ａ．前記ガスタービンエンジンのロータの第１の側面から、前記ロータの第２の側面に、少なくとも１つの第１の流路に沿って流体を流すこと、
ｂ．少なくとも１つの第２の流路の内部において、前記流体の熱サイフォン流をもたらすこと、を含み
前記少なくとも１つの第２の流路は、前記少なくとも１つの第１の流路と流体連通しており、前記少なくとも１つの第２の流路は、前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である、少なくとも１つのブレードと熱的に連通しているとともに、前記少なくとも１つの第１の流路は、前記流体が、前記少なくとも１つの第２の流路には必ずしも沿って流れることなく、それに沿って流れることのできるように、適合されている、前記ガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの第２の流路が、少なくとも１つのブレードの内部で延びている、請求項１１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの第１の流路の形状は、少なくとも１つのブレードのプロファイルに少なくとも部分的に一致するように適合されており、少なくとも１つの第２の流路は、方向において実質的に直線状であり、前記少なくとも１つの第１の流路の前記形状が、前記少なくとも１つの第２の流路と前記少なくとも１つの第１の流路との交差部をもたらす、請求項１１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの第２の流路が、少なくとも１つのブレード内部に複数の前記第２の流路を含み、
少なくとも１つの第１の流路と連通する第１端から遠位の、前記第２の流路の第２端に近接して、前記複数の前記第２の流路を互いに連通させることをさらに含む、請求項１１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１５】
少なくとも１つの第１の流路が、複数の第１の流路を含み、前記複数の第１の流路の少なくとも１つは、少なくとも１つの第２の流路と連通していない、請求項１１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１６】
ガスタービンエンジンを運転する方法であって、
ａ．前記ガスタービンエンジンのロータを回転させること；
ｂ．燃料の少なくとも第１の部分を、前記ガスタービンエンジンの前記ロータの第１の側の第１の空隙に供給すること、但し前記第１の空隙は前記ロータと一緒に回転する；
ｃ．前記第１の空隙に供給された前記燃料を、前記第１の空隙と共に回転させ、前記燃料の回転によって、前記第１の空隙内の前記燃料に作用する遠心加速度を発生させること；
ｄ．前記燃料を、前記ロータの第１の側面上の第１の開口を介して第１の流路中に流すこと；
ｅ．前記第１の流路から第２の流路中に前記燃料を流すこと、但し前記第２の流路は、前記ロータに動作可能に結合されるか、または前記ロータの一部であるブレード中に延びており、前記燃料を前記第１の流路に流す動作、および前記第１の流路から前記第２の流路に流す動作は、遠心加速度に応答する；
ｆ．前記ブレードから、前記第１の流路または前記第２の流路のいずれかにある前記流体に、相対的に加熱された流体をその中に生成するように熱を伝達すること；
ｇ．前記相対的に加熱された流体を、熱サイフォン過程によって前記第２の流路から前記第１の流路に流し、それによって前記相対的に加熱された流体を、相対的に加熱されていない流体と置き換えること、
ｈ．前記相対的に加熱された流体を、前記第１の流路から、前記ロータの第２の側面上の第２の開口を介して、前記ロータの前記第２の側面の第２の空隙に流すこと；
ｉ．前記相対的に加熱された流体を、前記第２の空隙から、前記ガスタービンエンジンの燃焼室に動作可能に関連するオリフィスへ流すこと；および
ｊ．前記加熱された流体を、前記オリフィスから前記燃焼室中に排出すること、
を含む、前記ガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１７】
燃料を第１の空隙に供給する動作は、
ａ．前記燃料を第１のオリフィスから第１の回転流体トラップの取入口に排出すること；および
ｂ．前記燃料を、前記第１の回転流体トラップの取出口から前記第１の空隙中に排出すること、を含み、
前記第１の回転流体トラップは、ロータと共に回転するように適合されるとともに、前記第１の回転流体トラップは、前記取出口における圧力から前記取入口における圧力の遮断を行う、請求項１６に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１８】
前記第１および第２の流路は、相対的に加熱された流体が超臨界状態になるように、適合されている、請求項１６に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１９】
前記加熱された流体を排出する動作は、前記加熱された流体を第２の回転流体トラップを介して排出することを含み、前記第２の回転流体トラップは、前記燃焼室の圧力から前記加熱された流体の圧力の遮断を行う、請求項１６に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項２０】
燃料の第２の部分を、別の流路を介して、燃焼室に供給することをさらに含む、請求項１６に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項２１】
燃料の第１の部分を、タービンエンジンが十分に高温でない場合に、前記燃料の前記第１の部分の流れを禁止して、前記第１の流路内の前記燃料を蒸発させるように制御することをさらに含む、請求項２０に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項２２】
燃料の第２の部分が、ガスタービンエンジンの少なくともアイドル運転条件を維持するのに十分なように適合されており、前記燃料の第１の部分が、前記ガスタービンエンジンに前記燃料の残部を供給するように適合されている、請求項２０に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項２３】
ａ．ロータ；
ｂ．前記ロータの第１の側面上の第１の空隙であって、燃料源から燃料を受け取るように適合され、前記ロータの前記第１の側面と第１の境界面との間に形成される前記第１の空隙；
ｃ．前記ロータの第２の側面上の第２の空隙であって、前記ロータの前記第２の側面と第２の境界面との間に形成され、前記第１および第２の境界面は、前記ロータと共に回転するように適合されている、前記第２の空隙；
ｄ．前記第１および第２の空隙の両方と流体連通する少なくとも１つの通路であって、前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である少なくとも１つのブレード中に延びて、前記少なくとも１つのブレードから前記少なくとも１つの通路内の前記燃料への熱伝達をもたらす、前記少なくとも１つの通路；および
ｅ．前記第２の空隙と流体連通する少なくとも１つの第１の排出オリフィスを含み、
前記少なくとも１つの排出オリフィスは、前記ロータと共に回転するように適合され、前記第１の排出オリフィスは、前記燃焼室に直接、燃料を排出するように適合され、前記第１の排出オリフィスから排出される燃料が、前記第２の空隙から前記第１の排出オリフィスに供給される、ガスタービンエンジン。
【請求項２４】
第１の空隙に動作可能に結合された第１の回転流体トラップをさらに含み、前記第１の回転流体トラップが、前記燃料源から燃料を受け取るように適合され、前記第１の空隙が、前記第１の回転流体トラップからの燃料を受け取るように適合された、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２５】
第１の回転流体トラップの取入口に近接し、かつそこから遮断された少なくとも１つの相対的に固定されたオリフィスをさらに含み、燃料源からの燃料は、前記第１の回転流体トラップが、ガスタービンエンジンの動作中に回転されるときに、前記少なくとも１つの相対的に固定されたオリフィスから排出されて、前記第１の回転流体トラップの取入口で捕捉される、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２６】
第１の境界表面が、ロータの第１の側面上の少なくとも１つの第１の通路のすべての開口を包囲する第１の周囲に沿って、ロータにシールされており、
第２の境界表面が、前記ロータの第２の側面上の少なくとも１つの第１の通路のすべての開口を包囲する第２の周囲に沿って、前記ロータにシールされている、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２７】
少なくとも１つの通路が、
ａ．第１の空隙と第２の空隙の間に延びる少なくとも１つの第１の通路、および
ｂ．前記第１の通路から、ロータに動作可能に結合されるか、または前記ロータの一部である少なくとも１つのブレード中に延びる、少なくとも１つの第２の通路を含む、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２８】
少なくとも１つの第１の通路の形状が、少なくとも１つのブレードのプロファイルに少なくとも部分的に適合するようにされており、少なくとも１つの第２の通路が、実質的に直線状であり、前記少なくとも１つの第２の通路が、前記少なくとも１つの第１の通路と交差するように適合されている、請求項２７に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２９】
少なくとも１つの第２の通路が、少なくとも１つのブレード内部に複数の第２の通路を含み、前記少なくとも１つの前記ブレードは、前記複数の第２の通路とその第２端において流体連通する第３の空隙を含むとともに、
前記複数の第２の通路の第１端は、前記少なくとも１つの第１の通路に動作可能に結合されている、請求項２８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３０】
第３の空隙が、少なくとも１つのブレードの先端に近接している、請求項２９に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３１】
少なくとも１つの第１の排出オリフィスが、ロータに動作可能に結合されたシャフトに動作可能に結合されるか、またはその一部である、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３２】
少なくとも１つの第１の排出オリフィスが、第２の境界面に動作可能に結合されているか、またはその一部である、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３３】
少なくとも１つの第１の排出オリフィスが、第２の回転流体トラップに動作可能に結合されているか、またはその一部である、請求項２３に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３４】
ガスタービンエンジンのブレード付きロータであって、
ａ．ロータ；
ｂ．前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である少なくとも１つのブレード；
ｃ．前記ロータの第１の側面上の少なくとも１つの開口；
ｄ．前記第１の側面と反対側の前記ロータの第２の側面上の、少なくとも１つの第２の開口；
ｅ．前記ロータ内に位置し、少なくとも１つの前記第１の開口と少なくとも１つの前記第２の開口の間に流体連通をもたらす、少なくとも１つの第１の通路；および
ｆ．少なくとも１つの前記ブレード内に位置する少なくとも１つの第２の通路であって、その一端は少なくとも１つの前記第１の通路と流体連通しており、その他端は、前記少なくとも１つの前記ブレード内部に位置している、前記少なくとも１つの第２の通路、を含み
前記少なくとも１つの第１の通路は、前記少なくとも１つの第１の開口と前記少なくとも１つの前記第２の開口との間を、必ずしも前記少なくも１つの前記第２の通路に流入することなく、流体が流れることができるように適合されており、前記少なくとも１つの第２の通路は、前記少なくとも１つの前記ブレードから前記少なくとも１つの第２の通路内の流体への熱伝達をもたらすように適合されており、前記少なくとも１つの第２の通路は、前記ロータが動作中のときに、その内部にある前記流体の熱サイフォン流をもたらすように適合されている、前記ガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【請求項３５】
少なくとも１つの第１の開口が、複数の第１の開口を含み、少なくとも１つの第２の開口が、複数の第２の開口を含み、少なくとも１つの第１の通路が、複数の第１の通路を含み、前記第１の開口のそれぞれが、対応する前記第１の通路によって、対応する前記第２の開口の１つだけに動作可能に結合されている、請求項３４に記載のガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【請求項３６】
それぞれの第２の通路が、第１の通路の１つだけと関連する、請求項３４に記載のガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【請求項３７】
少なくとも１つの第１の通路の形状が、少なくとも１つのブレードのプロファイルに少なくとも部分的に一致するように適合されており、少なくとも１つの第２の通路が実質的に直線状であり、前記少なくとも１つの第２の通路が、前記少なくとも１つの第１の通路と交差するように適合されている、請求項３４に記載のガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【請求項３８】
少なくとも１つの第２の通路が、少なくとも１つのブレード内部に複数の第２の通路を含み、前記少なくとも１つの前記ブレードは、その第２端において前記複数の前記第２の通路と流体連通する空隙を含み、前記複数の第２の通路の第１端は、前記少なくとも１つの第１の通路に動作可能に結合されており、前記第２端は前記第１端から遠位である、請求項３７に記載のガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【請求項３９】
空隙が、少なくとも１つのブレードの先端に近接している、請求項３８に記載のガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンの冷却システムおよび冷却方法に関する。
【０００２】
実施態様の説明
図１を参照すると、ガスタービンエンジン１０において、燃料１２と空気１４が燃焼室１６内で燃焼し、相対的に高温で、相対的に高圧の排出ガス１８．１が生成され、この排出ガスは、ブレード付きロータ２２、例えばその周囲に複数のブレード２６が組み込まれたロータ２４を備えるタービン２０を通過するように誘導される。タービン２０は、例えば関連するフランジ３２を貫通するボルト３０を用いてシャフトアセンブリ２８に動作可能に結合されており、このシャフトアセンブリ２８は、シャフトアセンブリ２８とそれと相対的にタービン２０の回転をもたらす１つまたは２つ以上のベアリング３５によってガスタービンエンジン１０のハウジング３４から支持されている。ブレード２６に対する排出ガス１８．１の作用によって、タービン２０とシャフトアセンブリ２８が回転し、このシャフトアセンブリは、燃焼室１６への空気１４の圧送を行う圧縮機（図示せず）に、動作可能に結合されている。排出ガス１８．１がタービン２０に対して行う仕事の結果として、タービン２０から排出される排出ガス１８．２は、その上流の排出ガス１８．１よりも相対的に低圧である。
【０００３】
ある条件下、例えば、高速航空機を高マッハ数で推進するターボジェットエンジンとして動作する場合には、ガスタービンエンジン１０に供給される空気１４は相対的に高温であり、これによって排出ガス１８．１の温度上昇が起こり、この排出ガスは、タービン２０を適切に冷却できるほど十分に低温ではなく、その結果として、関連するブレード２６の温度が高くなりすぎる可能性がある。このような条件下で、一般に、燃料１２は、ガスタービンエンジン１０を冷却するのに、特に、さもなければ熱誘起破壊を起こしやすい、エンジンのタービン２０を冷却するのに十分な冷却能力を提供できるほど十分な低温であり、そのためにガスタービンエンジン１０の冷却は、燃料源３６からの燃料１２を、タービン２０のロータ２４およびブレード２６を通過させて誘導して、タービン２０のロータ２４およびブレード２６を冷却し、次いで、この冷却プロセスによって加熱された、燃料１２を燃焼室１６内で燃焼させることによって行われる。
【０００４】
例えば、燃料タンクと関連する燃料ポンプを備える、燃料源３６からの燃料１２は、第１の制御弁３７を介して、ガスタービンエンジン１０のハウジング３４に対して相対的に固定された、オリフィス３８に供給される。燃料１２は、オリフィス３８から、ロータ２４にそれと一緒に回転するように動作可能に結合された第１の回転流体トラップ４２の取入口４０に排出される。第１の回転流体トラップ４２の取出口４４は、第１の空隙４６の第１の部分４６．１と流体連通しており、この第１の空隙は、ロータ２４の第１の側面４８の一部分と、第１の回転流体トラップ４２がそれの一部である後部カバー５０の第１の境界面と、境界を接している。
【０００５】
第１の回転流体トラップ４２は、取入口４０と取出口４４の間の流体連通をもたらす通路５２を含み、参照により本願に組み入れる、米国特許第４８７０８２５号および６２６９６４７号、ならびに米国特許出願番号１０／２４９９６７号の教示によれば、通路５２は、第１の回転流体トラップ４２が回転すると、通路５２内の任意の点における遠心加速度が、取入口４０または取出口４４のいずれかの任意の点における遠心加速度よりも大きくなるように適合されている。したがって、回転通路５２が、液体燃料１２．１などの相対的に高濃度の媒体で充填されているとき、取入口４０および取出口４４の半径方向液面は、その間に圧力差がなければ等しく、そうでなければ、圧力差の絶対値および回転速度に応じた量だけ、異なることになる。燃料１２．１を相対的に低圧で通路５２の取入口４０に供給し、取出口４４に相対的に高圧領域を与えるため、通路５２は、そこを通過する逆流を防止することができる。
【０００６】
したがって、第１の回転流体トラップ４２は、相対的に高くなる可能性のある、第１の空隙４６における圧力を、相対的に低い、通路５２の取入口４０における圧力から遮断し、それによって回転取入口４０と相対的に固定されたオリフィス３８との間の回転接合点５４を横切り第１の回転流体トラップ４２の取入口４０への燃料１２の供給を行い、それによって相対的に固定されたオリフィス３８から噴霧された液体燃料１２．１は、内部トラフ５６に当たり、それといっしょに回転するときに、液体燃料１２．１に作用する遠心加速度の結果として、第１の回転流体トラップ４２の取入口４０の関連する内部トラフ５６によって捕捉される。
【０００７】
後部カバー５０は中間リム５８および外部リム６０を含み、これらは、ロータ２４の第１の側面上に形成された、それぞれ第１のリップ６２．１および第２のリップ６２．２に係合する。外部リム６０は、第２のリップ６２．２にシールして、その接合部からの燃料１２の漏洩を防止するようにされている。中間リム５８は、第１の空隙４６の第１の部分４６．１と第２の部分４６．２の間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの通路６４を内蔵する。第１の空隙４６の第２の部分４６．２は、ロータ２４を通過して延びる複数の第１の通路６６と流体連通している。図２を参照すると、それぞれの第１の通路６６は、ロータ２４の第１側面４８上の第１の開口６８、およびロータ２４の第２の側面７２上の第２の開口７０を有し、第１の側面４８および第２の側面７２は互いに反対側にある。
【０００８】
第１の通路６６は、第２の空隙７４の第２の部分７４．２と流体連通しており、この第２の空隙は、ロータ２４の第２の側面７２の一部分と、前方カバー５０の第２の境界表面と、境界を接しており、ここで前方カバー５０は、 ロータ２４の第２の側面７２上に形成された第１のリップ（lip）８２．１および第２のリップ８２．２とそれぞれ係合する、中間リム７８および外部リム８０を含む。外部リム８０は第２のリップ８２．２にシールして、それらの接合部からの燃料１２の漏洩を防止するようにされている。中間リム７８は、第２の空隙７４の第２の部分７４．２とその第１の部分７４．１の間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの通路８４を内蔵する。第２の空隙７４の第１の部分７４．１は、シャフト８８を貫通する少なくとも１つの通路９０を介して、シャフトアセンブリ２８のシャフト８８の内部８６と流体連通しており、シャフト８８の内部８６は、シャフト８８を貫通する少なくとも１つの他の通路９４を介して第１の排出オリフィス９２と流体連通している。
【０００９】
第１の排出オリフィス９２は、燃焼室１６と流体連通しており、それによって回転するシャフト８８から燃焼室１６に直接、燃料１２の排出を行う。第１の排出オリフィス９２は、例えば、シャフト８８の内部および第２の空隙７４の第１の部分７４．１における相対的に低い圧力から、燃焼室１６における相対的に高い圧力を遮断する、第２の回転流体トラップ９６の一部であって、第２の回転流体トラップ９６の構造および動作の原理は、上述した第１の回転流体トラップ４２と同様である。
【００１０】
図２および図５を参照すると、第１の通路６６および関連する第１の開口６８および第２の開口７０は、寸法および形状において実質的に均一であり、機械的にバランスのとれたロータ２４をもたらすように均一に分布している。第１の通路６６の軸方向形状９８は、関連するブレード２６のプロファイルに少なくとも部分的に一致するように適合されている。例えば、図２に示す態様において、第１の通路６６は、ブレード２６のキャンバに少なくとも部分的に一致するように、山形（shevron）軸方向形状９８．１を有する。第１の組６６．１の第１の通路６６は、関連するブレード２６の関連する円周位置間に実質的に存在する、関連する円周位置において、ロータ２４を貫通して延びており、第２の組６６．２の第１の通路６６は、関連するブレード２６の関連する円周位置と実質的に位置合わせされた、関連する円周位置において、ロータ２４を貫通して延びており、それによって、第１の組６６．１と第２組６６．２の第１の通路６６が互いに交互配置（interleave）されている。ブレード２６のそれぞれは、その中で実質的に半径方向に延びる複数の第２の通路１００を内蔵し、第２の通路のそれぞれは、その第１端１０２において、それと位置合わせされた関連する第２の組６６．２の第１の通路６６と交差する。
【００１１】
例えば、第２の通路１００は、その長さに沿って実質的に直線状である。図２に示すように、特定のブレード２６内部の第２の通路１００の直径は、それに近接する関連するブレード厚さに応じて、十分なブレード強度を与えながら、ブレード２６の外表面１０４と関連する第２の通路１００の表面１０６の間で十分な熱伝達をもたらすように、適合させてもよい。第２の通路１００の遠位の第２端１０８は、ブレード２６の先端１１２に近接する第３の空隙１１０内で終端し、ここで第３の空隙１１０は、関連するブレード２６内部の第２の通路１００間に流体連通をもたらす。例えば、第３の空隙１１０は、第２の通路１００の第２端１０８から遮断されている端面キャップ１１４によって形成され、この端面キャップは、その周囲をブレード２６の縁端１１６に固定される。ブレード２６は、ブレード２６内部の燃料１２に関して、燃焼室１６に対して密閉されており、燃料１２のすべてが、ブレード２６の半径方向内側にある位置で、燃焼室１２に入る。
【００１２】
したがって、ガスタービンエンジン１０は、ガスタービンエンジン１０のハウジング３４に対して回転可能な、回転可能部分１１８を含み、回転可能部分１１８は、ロータ２４およびブレード２６を含むタービン２０／ブレード付きロータ２２；後部カバー５０および関連する第１の回転流体トラップ４２；前方カバー５０；ならびシャフトアセンブリ２８／シャフト８８および関連する第１の排出オリフィス９２／第２の回転流体トラップ９６を含み、これらのすべてが回転基準系（rotating frame of reference）と一致して回転する。相対的に固定されたオリフィス３８から排出された後に、燃料１２は、回転基準系において回転可能部分１１８の第１の排出オリフィス９２から直接、燃焼室１６中に排出されるまで、回転可能部分１１８内部に収容される。したがって、回転可能部分１１８のすべての要素が回転基準系と一致して回転するので、これらの要素は、その中に燃料１２を収容する必要に応じて、例えば、第１の境界表面５０と第２の境界表面７６の外部リム６０、８０と、ロータ２４の第２のリップ６２．２、８２．２の連結部において、互いに容易にシールすることができるが、これは、互いにシールしようとする、互いに移動する要素の連結部にまたがってシールを行うことが必要な場合には、問題となる可能性がある。
【００１３】
ガスタービンエンジン１０が動作状態において、燃料源３６によって供給されて、第１の制御弁３７によって調整された液体燃料１２．１は、相対的に固定されたオリフィス３８から第１の回転流体トラップ４２の取入口４０の内部トラフ５６中に排出される。内部トラフ５６との衝突時、またはその中に収容された液体燃料１２．１との衝突時に回転可能部分１１８といっしょに回転を始める排出された液体燃料１２．１に作用する遠心加速度の結果として、排出された液体燃料１２．１は、内部トラフ５６によって捕捉される。第１の回転流体トラップ４２の取入口４０に進入する液体燃料１２．１は、第１の回転流体トラップ４２に収容された液体燃料１２．１に作用する遠心加速力の作用によって、第１の回転流体トラップ４２の関連する通路５２を通過して圧送され、また、この遠心加速力の作用によって、第１の回転流体トラップ４２の取入口４０における相対的な低圧が、その取出口４４における相対的な高圧から遮断される。第１の回転流体トラップ４２の取出口４４から出ると、燃料１２は、半径方向外向きに加速され、それによって、関連する燃料蒸気と比較して相対的に濃度の高い、燃料１２．１は、後部カバー５０の内側に追従しやすい。
【００１４】
ガスタービンエンジン１０の通常運転中に、タービン２０／ブレード付きロータ２２の最も高温の部分は、燃焼室１６からの相対的に高温の排出ガス１８．１に直接、晒されるブレード２６である。ブレード２６からの熱は、ロータ２４と関連する第１の境界表面５０および第２の境界表面７６に伝達されて、これによって、ロータ２４の第１の側面４８および第２の側面７２に隣接する、関連する第１の空隙４６および第２の空隙７４内に燃料１２があればそれが加熱される。したがって、ロータ２４および隣接する後部カバー５０の温度は、ブレード２６からの距離が減少するほど、上昇し、その結果として、第１の空隙４６内の燃料１２は、半径方向外側に流れるにつれて加熱される。さらに、図３を参照すると、第１の空隙４６内部の半径方向距離が増大するほど、燃料１２に作用する遠心加速度は増大し、これによって、燃料の関連する圧力が増大する。
【００１５】
第１の空隙４６または第２の空隙７４内の燃料１２は、関連する第１の空隙４６および第２の空隙７４内の液体または蒸気に対して作用する、ロータ２４と後部カバー５０の相対運動の結果として生じる、粘性力によって回転するが、これに対して、第１の通路６６または第２の通路１００内の燃料１２は、ロータ２４とブレード２６と共に回転させられる。したがって、図３に示すように、前者の領域では発生する可能性があるが後者では発生しないフローストリーム内部のすべりのせいで、燃料圧力は、前者の粘性回転領域においては後者の強制領域におけるよりも、半径方向距離に対して、低い割合で増加する。図４を参照すると、燃料１２が第１の空隙４６の第１の部分４６．１内で加熱されるとき、燃料１２は、図１にも示してある符号「Ａ」を付けた点の軌跡で示すように、飽和液体から飽和蒸気に変態する。燃料１２が第１の空隙４６の第１の部分４６．１から第２の部分４６．１へ流れるときに、燃料１２は過飽和となり、図１および図４に符号「Ｂ」および「Ｃ」を付けた点によって示すように、混合状態を示すことがある。
【００１６】
燃料１２が第１の開口６８を介して第１の通路６６中を流れるにつれて、燃料は、さらに加熱、加圧される。第１の組６６．１の第１の通路６６における燃料１２は、そこを通過して、その通路の第２の開口７０から出て、次いで第２の空隙７４の第２の部分７４．２に入り、この過程において、ブレード２６間の領域におけるロータ２４のリム１２０の冷却が行われる。図５を参照すると、遠心加速度場によって、第２の組６６．２の第１の通路６６内にある比較的濃度の高い燃料１２が、それと交差する第２の通路１００中に流れ込み、これによって、遠心加速度場と、ブレード２６を冷却するブレード２６からの熱伝達の結果として燃料１２が加熱されるときの濃度減少とによって駆動される熱サイフォン過程に応じて、相対的により加熱されて濃度が低くなっている、通路内の燃料１２が移動させられる。第２の通路１００の内部および第１の通路６６と第２の通路１００の間における熱サイフォン流１２２によって、相対的に低温の燃料１２．２と相対的に高温の燃料１２．３との連続的な交換が生じ、このことは図４および図５において点「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」によっても示されている。
【００１７】
相対的に高温の燃料１２．３は、最終的に第２の組６６．２の第１の通路６６の第２の開口７０を通り、第２の空隙の第２の部分７４．２に流入する。第１の通路６６の第２の組６６．２は、直接的に、第１の流路１２４に沿って第１の開口から第２の開口７０へとそこを通過して、それによって関連するブレード２６の基部においてロータ２４を冷却する、燃料１２の流れをもたらすか、または間接的に、熱サイフォン過程に応答して、１つまたは２つ以上の第２の通路１００を含む第２の流路１２６に沿った最初の流れの後に、タービン２０の関連するブレード２６の冷却をもたらす、燃料１２の流れをもたらす。
【００１８】
第２の空隙７４の第２の部分７４．１内の相対的に低密度の加熱された燃料１２．３は、第１の通路６６からの相対的に高密度で加熱程度の低い燃料１２によって置き換えられた後に、通路８４を通過して、第２の空隙７４の第１の部分７４．１中に流れる。燃料が、半径方向内側に流れ第２の空隙７４中に入るにつれて、その圧力は低下し、燃料は、相対的に低温の周囲環境との熱交換によって冷却され、図１に符号「Ｇ」をつけた場所に対応して、図４に同様の符号をつけた点の軌跡で示すように、過熱蒸気から飽和蒸気に、次いで飽和液体へと変態する。次いで燃料１２は、シャフト８８を貫通する通路９０を通過して流れ、シャフト８８の内部８６を通過し、シャフト８８を通過する第２の通路から出て、第２の回転流体トラップ９６の一部である第１の排出オリフィス９２を通って燃焼室１６へと入る。
【００１９】
燃料１２が第１の燃料分配回路１２８によって燃料源３６から第１の制御弁３７を通過して、ロータ２４およびブレード２６へと配送される、上述のシステムおよびタービン２０の冷却方法は、タービン２０の温度が、燃料１２を蒸発させてタービン２０の機械的バランスに対する干渉を緩和するのに十分な温度であるときに、有利に使用される。別の観点によれば、ロータ２４およびブレード２６を通過する流れを必要とすることなく、燃料を燃焼室１６中に直接、噴射する第２の燃料分配回路１３０を使用するのが有益である。図１を参照すると、燃料源３６から供給される液体燃料１２．１は、第２の制御弁１３２によって調整されて、第２の排出オリフィス１３４、例えばシャフト８８に動作可能に結合された、例えば第３の回転流体トラップ１３６の一部に配送され、燃料１２は、第２の制御弁１３２からシャフト８８の内部にある別個の通路１３８を通過して供給される。
【００２０】
例えば、第１の制御弁３７および第２の制御弁１３０は、始動状態および暖機状態の間に、ガスタービンエンジン１０への燃料１２のすべてが、第２の燃料分配回路１３０によって配送されるように制御されることになる。ガスタービンエンジン１０が暖機された後に、一態様においては、第２の燃料分配回路１３０は、アイドル運転条件を維持するのに十分な量の燃料を供給し、残りの燃料１２は、運転依存の要求に応じて、第１の制御弁３８によって第１の燃料分配回路１２８を介して供給される。別の態様においては、ガスタービンエンジン１０が暖機された後に、燃料１２のすべてを、第１の燃料分配回路１２８によって配送してもよい。さらに別の態様においては、第１の燃料分配回路１２８と第２の燃料分配回路１３０の間で、その他の相対的な燃料１２の分配が使用される。
【００２１】
図６を参照すると、別の態様によれば、第１の排出オリフィス９２および関連する第２の回転流体トラップ９６が、前方カバー７６内に組み込まれて、関連する流路としてシャフト８８を必要とすることなく、そこから燃焼室１６中に燃料１２を直接噴射するようにされている。
タービン２０のブレード２６およびロータ２４の冷却を行うことに加えて、第１の燃料分配回路１２８は、特に定置用途に対して良好な運転効率をもたらすように、排気１８．１からの再生可能な熱の回収も行う。
【００２２】
前述の詳細な説明においては具体的な態様を詳細に記述し、添付の図面に図示したが、当業者であれば、本開示の全般的な教示に照らせば、これらの詳細に対して様々な修正形態および代替形態を創出できることを理解するであろう。したがって、開示した特定の配設は、説明のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明には、添付の請求の範囲およびそのすべての均等物についての最も広い範囲が与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】タービンロータおよびそれに関連するブレードを冷却するシステムを組み入れたガスタービンエンジンの横断面図である。
【図２】ブレード付きロータの一部の等尺図と、それに関連する断片断面図である。
【図３】図１に示すガスタービンエンジンのブレード付きロータ内部での燃料圧力と半径方向位置との関係を示す図である。
【図４】温度と圧力の関数としての燃料の濃度と状態を示す図である。
【図５】ブレード付きロータの一部分と、その中での関連する熱サイフォン過程とを示す横断面図である。
【図６】タービンロータおよびそれに関連するブレードを冷却するシステムの別の実施例を組み入れたガスタービンエンジンの横断面図である。
【図１】
2008538804.tif 000003
【図２】
2008538804.tif 000004
【図３】
2008538804.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008538804.tif 000007
【図６】
2008538804.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月26日(2007.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンを冷却する方法であって、
ａ．ロータと、該ロータに動作可能に結合されるか、または該ロータの一部である少なくとも１つのブレードとを含む、前記ガスタービンエンジンの回転可能部分へ燃料供給を行うこと；
ｂ．前記回転可能部分に供給された前記燃料で、前記ロータと少なくとも１つの前記ブレードの内の少なくとも一方の冷却を行うこと、ただし前記少なくとも１つの前記ブレードは、該少なくとも１つの前記ブレードに供給される前記燃料に関して、前記ガスタービンエンジンの燃焼室に対して、その先端と両側面において閉止されている；および
ｃ．前記燃料を前記回転可能部分から直接、前記ガスタービンエンジンの燃焼室中に排出すること、
を含む、前記ガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項２】
回転可能部分が回転流体トラップを含み、該回転流体トラップの取入口に燃料が供給され、該回転流体トラップの取出口がロータと流体連通する、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項３】
冷却を行う動作が、ロータの第１の側面と前記ロータの第２の側面の間の少なくとも１つの第１の流路に沿って燃料を流すことを含む、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項４】
冷却を行う動作が、少なくとも１つの第１の流路と少なくとも１つの第２の流路の間で燃料の熱サイフォン交換を行うことを含み、
前記少なくとも１つの第２の流路が、少なくとも１つのブレードから前記燃料へと熱が伝達されるように、前記少なくとも１つのブレード内部に延びて、それによって前記熱サイフォン交換が、回転可能部分の回転によって生じる遠心加速度場に応答し、前記熱サイフォン交換は、その温度に応じた前記燃料の密度の変動にさらに応答する、請求項３に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項５】
少なくとも１つの第１の流路の形状が、少なくとも１つのブレードのプロファイルに少なくとも部分的に一致するように適合されており、少なくとも１つの第２の流路は、方向において実質的に直線状であり、前記少なくとも１つの第１の流路の形状が、前記少なくとも１つの第２の流路と前記少なくとも１つの第１の流路との交差部をもたらす、請求項４に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項６】
冷却を行う動作が、
ａ．少なくとも１つのブレード内部に複数の第２の流路を設けること、および
ｂ．前記複数の前記第２の流路を、少なくとも１つの第１の流路と連通する第１端から遠位の、前記第２の流路の第２端に近接して互いに連通させることをさらに含む、請求項４に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項７】
燃料を排出する動作が、ロータの第２の側面からの燃料を、第１の流路から該第１の流路の半径方向内側にある排出位置に流すことを含む、請求項３に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項８】
燃料を排出する動作が、ロータの第２の側面からの燃料を、第１の流路から該第１の流路の半径方向内側にある排出位置に流すことを含む、請求項４に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項９】
燃料が、回転可能部分のシャフト部分に動作可能に結合された回転インジェクタから燃焼室中に排出される、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１０】
燃料が、ロータに隣接する空隙に動作可能に結合された回転インジェクタから燃焼室中に排出され、前記空隙は、冷却の動作の結果として加熱された前記ロータから前記燃料を受け入れる、請求項１に記載のガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１１】
ガスタービンエンジンを冷却する方法であって、
ｃ．前記ガスタービンエンジンのロータの第１の側面から、前記ロータの第２の側面に、少なくとも１つの第１の流路に沿って流体を流すこと、
ｄ．少なくとも１つの第２の流路の内部において、前記流体の熱サイフォン流をもたらすこと、ただし
前記少なくとも１つの第２の流路は、前記少なくとも１つの第１の流路と流体連通しており、前記少なくとも１つの第２の流路は、前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である、少なくとも１つのブレードと熱的に連通しているとともに、前記少なくとも１つの第１の流路は、前記流体が、前記少なくとも１つの第２の流路には必ずしも沿って流れることなく、それに沿って流れることのできるように適合されており、前記少なくとも１つの第２の流路は、少なくとも１つの前記ブレード内に複数の前記第２の流路を含む；および
ｅ．前記少なくとも１つの第１の流路と連通する第１端から遠位の、前記少なくとも１つのブレードの先端の近傍の前記第２の流路の第２端に近接して、前記複数の前記第２の流路を互いに連通させることをさらに含む、前記ガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１２】
ガスタービンエンジンを冷却する方法であって、
ａ．前記ガスタービンエンジンのロータの第１の側面から、前記ロータの第２の側面に、少なくとも１つの第１の流路に沿って流体を流すこと、ただし前記少なくとも１つの第１の流路は複数の第１の流路を含む；および
ｂ．少なくとも１つの第２の流路の内部において、前記流体の熱サイフォン流をもたらすこと、ただし
前記少なくとも１つの第２の流路は、前記少なくとも１つの第１の流路と流体連通しており、前記少なくとも１つの第２の流路は、前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である、少なくとも１つのブレードと熱的に連通しており；前記少なくとも１つの第１の流路は、前記流体が、前記少なくとも１つの第２の流路には必ずしも沿って流れることなく、それに沿って流れることのできるように適合されており；前記複数の第１の流路の少なくとも１つは、前記少なくとも１つの第２の流路と連通状態ではなく、また、前記少なくとも１つの第１の流路に沿って、前記ガスタービンエンジンのロータの前記第１の側面から、前記ロータの前記第２の側面に前記流体を流す動作が、前記流体の全部よりは少ない部分を、前記少なくとも１つの第２の流路と流体連通していない少なくとも１つの前記第１の流路を介して流す、
を含む、前記ガスタービンエンジンを冷却する方法。
【請求項１３】
ガスタービンエンジンを運転する方法であって、
ａ．前記ガスタービンエンジンのロータを回転させること；
ｂ．燃料の少なくとも第１の部分を、前記ガスタービンエンジンの前記ロータの第１の側の第１の空隙に供給すること、ただし前記第１の空隙は前記ロータと一緒に回転する；
ｃ．前記第１の空隙に供給された前記燃料を、前記第１の空隙と共に回転させ、前記燃料の回転によって、前記第１の空隙内の前記燃料に作用する遠心加速度を発生させること；
ｄ．前記燃料を、前記ロータの第１の側面上の第１の開口を介して第１の流路中に流すこと；
ｅ．前記第１の流路から第２の流路中に前記燃料を流すこと、ただし前記第２の流路は、前記ロータに動作可能に結合されるか、または前記ロータの一部であるブレード中に延びており、前記燃料を前記第１の流路に流す動作、および前記第１の流路から前記第２の流路に流す動作は、遠心加速度に応答し、前記ブレードの先端および両側面は密閉表面である；
ｆ．前記ブレードから、前記第１の流路または前記第２の流路のいずれかにある前記流体に、相対的に加熱された流体をその中に生成するように熱を伝達すること；
ｇ．前記相対的に加熱された流体を、熱サイフォン過程によって前記第２の流路から前記第１の流路に流し、それによって前記相対的に加熱された流体を、相対的に加熱されていない流体と置き換えること、
ｈ．前記相対的に加熱された流体を、前記第１の流路から、前記ロータの第２の側面上の第２の開口を介して、前記ロータの前記第２の側面の第２の空隙に流すこと；
ｉ．前記相対的に加熱された流体を、前記第２の空隙から、前記ガスタービンエンジンの燃焼室に動作可能に関連する回転オリフィスへ流すこと；および
ｊ．前記加熱された流体を、前記オリフィスから前記燃焼室中に排出すること、
を含む、前記ガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１４】
燃料を第１の空隙に供給する動作は、
ａ．前記燃料を第１のオリフィスから第１の回転流体トラップの取入口に排出すること；および
ｂ．前記燃料を、前記第１の回転流体トラップの取出口から前記第１の空隙中に排出すること、を含み、
前記第１の回転流体トラップは、ロータと共に回転するように適合されるとともに、前記第１の回転流体トラップは、前記取出口における圧力から前記取入口における圧力の遮断を行う、請求項１３に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の流路は、相対的に加熱された流体が超臨界状態になるように、適合されている、請求項１３に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１６】
前記加熱された流体を排出する動作は、前記加熱された流体を第２の回転流体トラップを介して排出することを含み、前記第２の回転流体トラップは、前記燃焼室の圧力から前記加熱された流体の圧力の遮断を行う、請求項１３に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１７】
燃料の第２の部分を、別の流路を介して、燃焼室に供給することをさらに含む、請求項１３に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１８】
燃料の第１の部分を、タービンエンジンが十分に高温でない場合に、前記燃料の前記第１の部分の流れを禁止して、前記第１の流路内の前記燃料を蒸発させるように制御することをさらに含む、請求項１７に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項１９】
燃料の第２の部分が、ガスタービンエンジンの少なくともアイドル運転条件を維持するのに十分なように適合されており、前記燃料の第１の部分が、前記ガスタービンエンジンに前記燃料の残部を供給するように適合されている、請求項１７に記載のガスタービンエンジンを運転する方法。
【請求項２０】
ａ．ロータ；
ｂ．前記ロータの第１の側面上の第１の空隙であって、燃料源から燃料を受け取るように適合され、前記ロータの前記第１の側面と第１の境界表面との間に形成される前記第１の空隙；
ｃ．前記ロータの第２の側面上の第２の空隙であって、前記ロータの前記第２の側面と第２の境界表面との間に形成され、前記第１および第２の境界表面は、前記ロータと共に回転するように適合されている、前記第２の空隙；
ｄ．前記第１および第２の空隙の両方と流体連通する少なくとも１つの通路であって、該少なくとも１つの通路は、前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である少なくとも１つのブレード中に延びて、前記少なくとも１つのブレードから前記少なくとも１つの通路内の前記燃料への熱伝達をもたらし、前記少なくとも１つのブレードの先端と両側面は閉止表面である、前記少なくとも１つの通路；および
ｅ．前記第２の空隙と流体連通する少なくとも１つの第１の排出オリフィスを含み、
前記少なくとも１つの排出オリフィスは、前記ロータと共に回転するように適合され、前記第１の排出オリフィスは、前記燃焼室に直接、燃料を排出するように適合され、前記第１の排出オリフィスから排出される燃料は、前記第２の空隙から前記第１の排出オリフィスに供給される、ガスタービンエンジン。
【請求項２１】
第１の空隙に動作可能に結合された第１の回転流体トラップをさらに含み、前記第１の回転流体トラップが、前記燃料源から燃料を受け取るように適合され、前記第１の空隙が、前記第１の回転流体トラップからの燃料を受け取るように適合された、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２２】
第１の回転流体トラップの取入口に近接し、かつそこから遮断された少なくとも１つの相対的に固定されたオリフィスをさらに含み、燃料源からの燃料は、前記第１の回転流体トラップが、ガスタービンエンジンの動作中に回転されるときに、前記少なくとも１つの相対的に固定されたオリフィスから排出されて、前記第１の回転流体トラップの取入口で捕捉される、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２３】
第１の境界表面が、ロータの第１の側面上の少なくとも１つの第１の通路のすべての開口を包囲する第１の周囲に沿って、ロータにシールされており、
第２の境界表面が、前記ロータの第２の側面上の少なくとも１つの第１の通路のすべての開口を包囲する第２の周囲に沿って、前記ロータにシールされている、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２４】
少なくとも１つの通路が、
ａ．第１の空隙と第２の空隙の間に延びる少なくとも１つの第１の通路、および
ｂ．前記第１の通路から、ロータに動作可能に結合されるか、または前記ロータの一部である少なくとも１つのブレード中に延びる、少なくとも１つの第２の通路を含む、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２５】
少なくとも１つの第１の通路の形状が、少なくとも１つのブレードのプロファイルに少なくとも部分的に適合するようにされており、少なくとも１つの第２の通路が、実質的に直線状であり、前記少なくとも１つの第２の通路が、前記少なくとも１つの第１の通路と交差するように適合されている、請求項２４に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２６】
少なくとも１つの第２の通路が、少なくとも１つのブレード内部に複数の第２の通路を含み、前記少なくとも１つの前記ブレードは、前記複数の第２の通路とその第２端において流体連通する第３の空隙を含むとともに、
前記複数の第２の通路の第１端は、前記少なくとも１つの第１の通路に動作可能に結合されている、請求項２５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２７】
第３の空隙が、少なくとも１つのブレードの先端に近接している、請求項２６に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２８】
少なくとも１つの第１の排出オリフィスが、ロータに動作可能に結合されたシャフトに動作可能に結合されるか、またはその一部である、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項２９】
少なくとも１つの第１の排出オリフィスが、第２の境界表面に動作可能に結合されているか、またはその一部である、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３０】
少なくとも１つの第１の排出オリフィスが、第２の回転流体トラップに動作可能に結合されているか、またはその一部である、請求項２０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３１】
ガスタービンエンジンのブレード付きロータであって、
ａ．ロータ；
ｂ．前記ロータに動作可能に結合されるか、またはその一部である少なくとも１つのブレード；
ｃ．前記ロータの第１の側面上の少なくとも１つの開口；
ｄ．前記第１の側面と反対側の前記ロータの第２の側面上の、少なくとも１つの第２の開口；
ｅ．前記ロータ内に位置し、少なくとも１つの前記第１の開口と少なくとも１つの前記第２の開口の間に流体連通をもたらす、少なくとも１つの第１の通路；および
ｆ．少なくとも１つの前記ブレード内に位置する少なくとも１つの第２の通路であって、その一端は少なくとも１つの前記第１の通路と流体連通しており、その他端は、前記少なくとも１つの前記ブレード内部に位置している、前記少なくとも１つの第２の通路、を含み
前記少なくとも１つの第１の通路は、前記少なくとも１つの第１の開口と前記少なくとも１つの前記第２の開口との間を、必ずしも前記少なくとも１つの前記第２の通路に流入することなく、流体が流れることができるように適合されており、前記少なくとも１つの第２の通路は、前記少なくとも１つの前記ブレードから前記少なくとも１つの第２の通路内の流体への熱伝達をもたらすように適合されており、前記少なくとも１つの第２の通路は、前記ロータが動作中のときに、その内部にある前記流体の熱サイフォン流をもたらすように適合されており、前記少なくとも１つの第２の通路は、少なくとも１つのブレード内部に複数の第２の通路を含み、前記少なくとも１つの前記ブレードは、その第２端において前記複数の前記第２の通路と流体連通する空隙を含み、前記複数の第２の通路の第１端は、前記少なくとも１つの第１の通路に動作可能に結合されており、前記第２端は、前記少なくとも１つのブレードに対して、前記第１端から遠位である、前記ガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【請求項３２】
空隙が、少なくとも１つのブレードの先端に近接している、請求項３１に記載のガスタービンエンジンのブレード付きロータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
第１の通路６６は、第２の空隙７４の第２の部分７４．２と流体連通しており、この第２の空隙は、ロータ２４の第２の側面７２の一部分と、前方カバー７６の第２の境界表面と、境界を接しており、ここで前方カバー７６は、 ロータ２４の第２の側面７２上に形成された第１のリップ（lip）８２．１および第２のリップ８２．２とそれぞれ係合する、中間リム７８および外部リム８０を含む。外部リム８０は第２のリップ８２．２にシールして、それらの接合部からの燃料１２の漏洩を防止するようにされている。中間リム７８は、第２の空隙７４の第２の部分７４．２とその第１の部分７４．１の間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの通路８４を内蔵する。第２の空隙７４の第１の部分７４．１は、シャフト８８を貫通する少なくとも１つの通路９０を介して、シャフトアセンブリ２８のシャフト８８の内部８６と流体連通しており、シャフト８８の内部８６は、シャフト８８を貫通する少なくとも１つの他の通路９４を介して第１の排出オリフィス９２と流体連通している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
したがって、ガスタービンエンジン１０は、ガスタービンエンジン１０のハウジング３４に対して回転可能な、回転可能部分１１８を含み、回転可能部分１１８は、ロータ２４およびブレード２６を含むタービン２０／ブレード付きロータ２２；後部カバー７６および関連する第１の回転流体トラップ４２；前方カバー５０；ならびシャフトアセンブリ２８／シャフト８８および関連する第１の排出オリフィス９２／第２の回転流体トラップ９６を含み、これらのすべてが回転基準系（rotating frame of reference）と一致して回転する。相対的に固定されたオリフィス３８から排出された後に、燃料１２は、回転基準系において回転可能部分１１８の第１の排出オリフィス９２から直接、燃焼室１６中に排出されるまで、回転可能部分１１８内部に収容される。したがって、回転可能部分１１８のすべての要素が回転基準系と一致して回転するので、これらの要素は、その中に燃料１２を収容する必要に応じて、例えば、第１の境界表面５０と第２の境界表面７６の外部リム６０、８０と、ロータ２４の第２のリップ６２．２、８２．２の連結部において、互いに容易にシールすることができるが、これは、互いにシールしようとする、互いに移動する要素の連結部にまたがってシールを行うことが必要な場合には、問題となる可能性がある。  
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月23日(2008.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第１の空隙４６または第２の空隙７４内の燃料１２は、関連する第１の空隙４６および第２の空隙７４内の液体または蒸気に対して作用する、ロータ２４と後部カバー５０の相対運動の結果として生じる、粘性力によって回転するが、これに対して、第１の通路６６または第２の通路１００内の燃料１２は、ロータ２４とブレード２６と共に回転させられる。したがって、図３に示すように、前者の領域では発生する可能性があるが後者では発生しないフローストリーム内部のすべりのせいで、燃料圧力は、前者の粘性回転領域においては後者の強制領域におけるよりも、半径方向距離に対して、低い割合で増加する。図４を参照すると、燃料１２が第１の空隙４６の第１の部分４６．１内で加熱されるとき、燃料１２は、図１にも示してある符号「Ａ」を付けた点の軌跡で示すように、飽和液体から飽和蒸気に変態する。燃料１２が第１の空隙４６の第１の部分４６．１から第２の部分４６．２へ流れるときに、燃料１２は過飽和となり、図１および図４に符号「Ｂ」および「Ｃ」を付けた点によって示すように、混合状態を示すことがある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第２の空隙７４の第２の部分７４．２内の相対的に低密度の加熱された燃料１２．３は、第１の通路６６からの相対的に高密度で加熱程度の低い燃料１２によって置き換えられた後に、通路８４を通過して、第２の空隙７４の第１の部分７４．１中に流れる。燃料が、半径方向内側に流れ第２の空隙７４中に入るにつれて、その圧力は低下し、燃料は、相対的に低温の周囲環境との熱交換によって冷却され、図１に符号「Ｇ」をつけた場所に対応して、図４に同様の符号をつけた点の軌跡で示すように、過熱蒸気から飽和蒸気に、次いで飽和液体へと変態する。次いで燃料１２は、シャフト８８を貫通する通路９０を通過して流れ、シャフト８８の内部８６を通過し、シャフト８８を通過する第２の通路から出て、第２の回転流体トラップ９６の一部である第１の排出オリフィス９２を通って燃焼室１６へと入る。
【国際調査報告】
2008538804.tif 000009