(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトによって駆動されるとともにバイパス流路に配置されたファンと、
前記ファンの下流側に位置したコア流路と、
前記シャフトによって駆動されるとともに前記コア流路に配置された圧縮機セクションと、
前記シャフトを駆動するように前記コア流路に配置されたタービンセクションと、
を備え、
前記圧縮機セクションは、逆回転低圧圧縮機を有し、
前記逆回転低圧圧縮機は、
回転軸を中心に互いに反対方向に回転するように構成される、互いに挿入された外側圧縮機段および内側圧縮機段と、
前記外側圧縮機段および前記内側圧縮機段の少なくとも一方を前記シャフトに接続する変速機と、
を有し、
前記タービンセクションは、逆回転低圧タービンを有し、
前記逆回転低圧タービンは、
外側タービンブレードセットを有した外側ロータと、
前記外側タービンブレードセットに挿入された内側タービンブレードセットを有した内側ロータであって、前記外側ロータが、前記回転軸を中心に内側ロータとは反対方向に回転するように構成される、内側ロータと、
前記外側ロータおよび前記内側ロータの少なくとも一方を前記シャフトに接続するように前記外側ロータおよび前記内側ロータの上流側に配置され、外側ケース部によって少なくとも部分的に取り囲まれた歯車装置と、
を有することを特徴とするガスタービンエンジン。
【請求項２】
前記変速機は、前記外側圧縮機段よりも高速で前記内側圧縮機段を回転させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３】
前記内側圧縮機段および前記ファンは、同じ速度で駆動されることを特徴とする請求項２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項４】
前記変速機は、０．５対１よりも大きい歯車比を提供することを特徴とする請求項２に記載のガスタービンエンジン。
【請求項５】
前記歯車装置は、前記外側タービンブレードセットよりも高速で前記内側タービンブレードセットを回転させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項６】
前記歯車装置は、０．５対１よりも大きい歯車比を提供することを特徴とする請求項５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項７】
２３対１の圧力比を有した高圧圧縮機を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項８】
前記ファンは、前記シャフトによって直接に駆動されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項９】
前記内側圧縮機段は、前記シャフトによって直接に駆動されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１０】
前記変速機は、前記シャフトに直接に接続された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う複数の星形歯車と、該星形歯車と噛み合う輪歯車とを備えることを特徴とする請求項９に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１１】
前記ファンは、前記シャフトによって直接に駆動されることを特徴とする請求項１０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１２】
前記星形歯車は、キャリアによって支持され、該キャリアは、回転に対抗するように静止構造体に固定されることを特徴とする請求項１０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記外側圧縮機段は、前記輪歯車に接続されることを特徴とする請求項１０に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記外側タービンブレードセットは、前記シャフトによって直接に駆動されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記歯車装置は、前記外側ロータに直接に接続された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う複数の星形歯車と、該星形歯車と噛み合う輪歯車とを備えることを特徴とする請求項１４に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
前記星形歯車は、キャリアによって支持され、該キャリアは、中央タービンフレームに固定されることを特徴とする請求項１５に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１７】
前記太陽歯車は、回転するように前記外側ロータの前方端部に固定されることを特徴とする請求項１６に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
前記外側ロータの前方端部が前記輪歯車に接続され、前記外側ロータの後方端部が前記シャフトに接続されることを特徴とする請求項１６に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１９】
前記歯車装置は、中央タービンフレームによって支持され、低圧タービン静止ケースが、支持されていない後方端部と、中央タービンフレームの外側ケース部に接続された前方端部とを備えることを特徴とする請求項１４に記載のガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの低シャフトに関し、特に、エンジンの出力密度を向上させつつ、エンジンの低シャフトを短縮することに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のジェットエンジンは、そのタービンセクションと圧縮機セクションとの間でトルクを伝達する複数のシャフトまたはスプールを備えている。一例では、低速スプールが、一般に、低シャフトを有しており、該低シャフトは、ファン、低圧圧縮機および低圧タービンを相互接続している。望ましい高圧コア比（ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｃｏｒｅ  ｒａｔｉｏ）を達成するために、長く、低速のシャフトが必要とされている。これとは対照的に、エンジンの出力密度を向上させるために、エンジンの全長を短縮するという反対の目標が存在する。したがって、歴史的に、これらの２つの概念が合致していない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
例示的な一実施例では、ガスタービンエンジンが、シャフトによって駆動されるファンを備えている。ファンは、バイパス流路に配置されている。コア流路が、ファンの下流側に配置されている。圧縮機セクションが、シャフトによって駆動されるとともにコア流路に配置されている。圧縮機セクションは、逆回転低圧圧縮機を有しており、該逆回転低圧圧縮機は、回転軸を中心に互いに反対方向に回転するように構成される、互いに挿入された外側圧縮機段および内側圧縮機段を備えている。変速機が、外側圧縮機段および内側圧縮機段の少なくとも一方をシャフトに接続している。タービンセクションが、シャフトを駆動し、コア流路に配置されている。タービンセクションは、逆回転低圧タービンを有しており、逆回転低圧タービンは、外側タービンブレードセットを有した外側ロータを備えている。内側ロータが、外側タービンブレードセットに挿入された内側タービンブレードセットを備えている。外側ロータは、回転軸を中心に内側ロータとは反対方向に回転するように構成されている。歯車装置が、外側ロータおよび内側ロータの少なくとも一方をシャフトに接続している。
【０００４】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、変速機は、外側圧縮機段よりも高速で内側圧縮機段を回転させるように構成されている。
【０００５】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、内側圧縮機段およびファンは、同じ速度で駆動される。
【０００６】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、変速機は、０．５対１よりも大きい歯車比を提供する。
【０００７】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、歯車装置は、外側タービンブレードセットよりも高速で内側タービンブレードセットを回転させるように構成されている。
【０００８】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、歯車装置は、０．５対１よりも大きい歯車比を提供する。
【０００９】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、約２３対１の圧力比を有した高圧圧縮機を備えている。
【００１０】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、ファンは、シャフトによって直接に駆動される。
【００１１】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、内側圧縮機段は、シャフトによって直接に駆動される。
【００１２】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、変速機は、シャフトに直接に接続された太陽歯車を備えている。複数の星形歯車が、太陽歯車と噛み合っており、輪歯車が、星形歯車と噛み合う。
【００１３】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、ファンが、シャフトによって直接に駆動される。
【００１４】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、星形歯車は、キャリアによって支持され、該キャリアは、回転に対抗するように静止構造体に固定されている。
【００１５】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、外側圧縮機段は、輪歯車に接続されている。
【００１６】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、外側タービンブレードセットは、シャフトによって直接に駆動される。
【００１７】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、歯車装置は、外側タービンロータに直接に接続された太陽歯車を備えている。複数の星形歯車が、太陽歯車と噛み合っており、輪歯車が、星形歯車と噛み合う。
【００１８】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、星形歯車は、キャリアによって支持されており、キャリアは、中央タービンフレームに固定されている。
【００１９】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、太陽歯車は、回転するように外側タービンロータの前方端部に固定されている。
【００２０】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、外側タービンロータの前方端部が輪歯車に接続されており、外側タービンロータの後方端部がシャフトに接続されている。
【００２１】
また、上記ガスタービンエンジンの他の実施例では、歯車装置は、中央タービンフレームによって支持されている。低圧タービン静止ケースが、支持されていない後方端部と、中央タービンフレームの外側ケースに接続された前方端部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ガスタービンエンジンの実施例の概略図である。
【図２】ガスタービンエンジンの正回転構成の実施例を示した上側エンジン半部と、ガスタービンエンジンの逆回転低圧圧縮機構造および逆回転低圧タービン構造の例を示した下側エンジン半部とを示す断面図である。
【図３】図２に示した低圧圧縮機の拡大図である。
【図４】図２に示した低圧タービンの拡大図である。
【図５】図２に示した低圧圧縮機の概略図である。
【図６】図２に示した低圧タービンの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１には、ガスタービンエンジン２０が概略的に示されている。ここで、ガスタービンエンジン２０は、一般に、ファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６およびタービンセクション２８を組み込んでなる２−スプールターボファンとして開示されている。代替的なエンジンが、他のシステムや特徴部の間にオグメンタセクション（ａｕｇｍｅｎｔｏｒ  ｓｅｃｔｉｏｎ）（図示せず）を備え得る。ファンセクション２２は、バイパス流路Ｂに沿って空気を移動させ、圧縮機セクション２４は、圧縮のためにコア流路Ｃに沿って空気を移動させてから、この空気を燃焼器セクション２６へと通流させ、そして、この空気は、タービンセクション２８を通して膨張する。これに限定されない開示した実施例においてターボファンガスタービンエンジンとして図示したが、３−スプール構造を含む他の形式のタービンエンジンに教示が適用され得るので、本明細書で説明した概念はターボファンと共に用いることに限定されないことを理解されたい。
【００２４】
エンジン２０は、一般に、低速スプール３０および高速スプール３２を備えており、低速スプール３０および高速スプール３２は、エンジン静止構造体３６に対し長手方向エンジン中心軸Ａを中心に回転するように種々の軸受装置３８によって取り付けられている。代替的または付加的に、様々な配置で種々の軸受装置３８を設けることができることを理解されたい。
【００２５】
低速スプール３０は、一般に、ファン４２、低圧（または第１の）圧縮機セクション４４および低圧（または第１の）タービンセクション４６を相互接続する内側シャフト４０を備えている。内側シャフト４０は、低速スプール３０よりも低速でファン４２を駆動するように、ギア付構成物４８を介してファン４２に接続されている。高速スプール３２は、高圧（または第２の）圧縮機セクション５２と高圧（または第２の）タービンセクション５４とを相互接続する外側シャフト５０を備えている。燃焼器５６が、高圧圧縮機セクション５２と高圧タービンセクション５４との間に配置されている。エンジン静止構造体３６の中央タービンフレーム５７が、一般に、高圧タービンセクション５４と低圧タービンセクション４６との間に配置されている。中央タービンフレーム５７は、タービンセクション２８において１つまたは複数の軸受装置３８を支持している。内側シャフト４０および外側シャフト５０は同心であり、これらのシャフトの長手方向軸と同一直線上にある長手方向エンジン中心軸Ａを中心に軸受装置３８によって回転する。本明細書において用いられているように、「高圧」圧縮機またはタービンは、対応した「低圧」圧縮機またはタービンよりも高い圧力を受ける。
【００２６】
コア空気流Ｃが、低圧圧縮機４４によって加圧されてから高圧圧縮機５２によってさらに加圧され、燃焼器５６において燃料と混合されてから燃焼され、そして、燃焼ガスが、高圧タービンセクション５４および低圧タービンセクション４６にわたって膨張する。中央タービンフレーム５７は、コア流路内に位置したエアフォイル５９を備えている。タービンセクション４６，５４は、膨張に応答して低速スプール３０および高速スプール３２の各々を回転させる。
【００２７】
一例では、エンジン２０は、歯車付高バイパス航空機エンジンである。他の例では、エンジン２０のバイパス比は、約６よりも大きいものとされており、例示的な実施例では、１０よりも大きいものとされており、さらに、歯車付構成物４８は、歯車減速比が約２．３よりも大きい遊星歯車装置、例えば、星形歯車装置または他の歯車装置であり、低圧タービン４６は、約５よりも大きい圧力比を有している。一実施例では、エンジン２０のバイパス比は、約１０（１０対１）よりも大きいものとされており、ファンの直径は、低圧圧縮機４４の直径よりも非常に大きいものとされており、低圧タービン４６は、約５対１よりも大きい圧力比を有している。低圧タービン４６の圧力比は、排気ノズルの前方の低圧タービン４６の出口における圧力に関連させるようにして低圧タービン４６の入口の前方で計測された圧力である。しかし、上記パラメータは、歯車付構造エンジンの一実施例を例示するのみであり、本発明が、直接駆動ターボファンを有した他のガスタービンエンジンにも適用可能であることを理解されたい。
【００２８】
推力の大部分が、高バイパス比に起因してバイパス流Ｂによって提供される。エンジン２０のファンセクション２２は、特定の飛行条件、一般には、マッハ数が約０．８であり、かつ約３５０００フィート（約１０６６８メートル）での飛行のために設計されている。「バケット飛行の推力当たり燃料消費率（ｂｕｃｋｅｔ  ｃｒｕｉｓｅ  Ｔｈｒｕｓｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｆｕｅｌ  Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）（「ＴＳＦＣ」）として知られている、エンジンの燃料消費が最適であるマッハ数が約０．８であり、かつ約３５０００フィートでの飛行条件は、１時間に燃焼する燃料の質量（ｌｂｍ）を、エンジンがその最小のポイントで発生させる推力（ｌｂｆ  ｏｆ  ｔｈｒｕｓｔ）で割ったものからなる産業標準パラメータである。「ファン圧力比」は、ファン出口ガイドベーン（「ＦＥＧＶ」）システムがない状態で、ファンブレードのみの前後の圧力比である。これに限定されない一実施例に従って本明細書に開示されたファン圧力比は、約１．４５よりも小さいものとされる。「修正された低ファン先端速度」は、実際のファン先端速度（フィート／秒）を、［（ランキン空気温度Ｔ／５１８．７）0.5］の産業標準温度修正値で割ったものである。これに限定されない一実施例に従う本明細書に開示した「修正された低ファン先端速度」は、約１１５０フィート／秒（約３５０メートル／秒）よりも小さいものとされる。
【００２９】
図２および図３には、逆回転低圧圧縮機（ＬＰＣ）６０および逆回転低圧タービン（ＬＰＴ）６２を有した歯車付ターボファン構成物が提供されており、この歯車付ターボファン構成物によって、正回転構成、即ち図１に示した例であって図２の上側半部に位置した構成と比べて低速または内側シャフト４０の長さが大いに減少する。図２の上側半部のこの正回転構成は、図２の下側半部に示した逆回転低圧圧縮機および逆回転低圧タービンの構成に対し長さの比較をするために含まれている。エンジンは、符号６４で概略的に示された高圧コアを備えている。高圧コア６４が、図１に示した燃焼器５６および高速スプール３２（つまり、高圧圧縮機５２、高圧タービン５４および高シャフト５０）を備えていることを理解されたい。高圧圧縮機５２は、例えば、２３対１の高圧コア比を有している。低速シャフトの望ましい直径および速度を提供しつつ、上記比を維持するために、逆回転低圧圧縮機６０および逆回転低圧タービン６２の組み合わせが、図２の下側半部に示したように用いられる。
【００３０】
逆回転低圧圧縮機６０の一例については、本発明の出願人に譲渡され、本願の参照となる米国特許第７，９５０，２２０号明細書を参照されたい。図２に示した例では、逆回転低圧圧縮機６０は、ブレード段７２，７４，７６を有した逆回転圧縮機ハブ７０を有しており、ブレード段７２，７４，７６の間には、低速スプール３０のブレード段７８，８０が挿入されている。逆回転圧縮機ハブ７０は、変速機８２によって駆動され得る。変速機８２は、図５にも概略的に示されている。一例では、変速機８２は、低シャフト４０に取り付けられた太陽歯車８４を有してなる遊星変速機である。外周側に歯を有した星形歯車８６の周方向列が、太陽歯車８４と噛み合う。星形歯車８６は、ジャーナル８８上に保持されており、ジャーナル８８は、キャリア９０によって保持されている。キャリア９０は、エンジン静止構造体９２に固定されている。エンジン静止構造体９２は、低シャフト４０の回転を許容するように複数の軸受装置９４，９６によって低シャフト４０に連結されている。
【００３１】
変速機８２は、内周側に歯を有した輪歯車９８をさらに備えており、輪歯車９８は、星形歯車８６を取り囲むとともに該星形歯車８６と噛み合う。輪歯車９８は、１つまたは複数の軸受装置１００，１０２によってエンジン静止構造体９２に支持されている。変速機８２は、輪歯車９８を逆回転させる。逆回転圧縮機ハブ７０が輪歯車９８と係合するので、変速機８２は、低速スプール３０に対し逆回転圧縮機ハブ７０（およびブレード段７２，７４，７６）を逆回転させる。ファンセクション２２のファンブレード１０４が、ハブ１０６によって低シャフト４０に取り付けられている。さらに、低圧圧縮機のブレード段７８，８０は、ブレードプラットホームリング１０８によってハブ１０６に取り付けられている。上述の結果として、ファンブレード１０４および低圧圧縮機のブレード段７８，８０は、低シャフト４０と共に回転する。
【００３２】
ブレードプラットホームリング１０８の外側面が、コア流路１１０の内周側の境界部を局所的に形成する。ブレード段７８，８０は、ブレードプラットホームリング１０８に固定された内周側端部から、外周側の自由先端部へと延びる。図示した例では、逆回転圧縮機ハブ７０の最下流のブレード段７６は、支持部１１２の外周側端部に取り付けられている。ブレード段７６の外周側端部は、シュラウドリング１１４に固定されている。シュラウドリング１１４の内側面は、コア流路１１０の外周側の境界部を局所的に形成する。ブレード段７２，７４の外周側端部は、シュラウドリング１１４に取り付けられている。支持部１１２は、シュラウドリング１１４およびブレード段７２，７４を介してブレード段７６を回転させるように、輪歯車９８に取り付けられている。
【００３３】
図２の上側半部に示したように、１つの一般の正回転構成では、逆回転圧縮機またはタービンを有していないエンジン２０は、ファンブレード１０４の最前方面からタービン排気ケース１１８の最後方端部へと画定された全長Ｌ１を備えている。低圧圧縮機構成６０は、逆回転圧縮機構成を用いることにより、長さＬ２だけ全長を短縮する。さらに、低圧タービン構成６２は、逆回転タービン構成を用いることにより、長さＬ３だけ全長を短縮する。低圧タービンの一例については、本発明の出願人に譲渡され、本願の参照となる米国特許出願公開第２００９／０１９１０４５Ａ１号明細書に示されている。
【００３４】
図２および図４には、逆回転構成を有した低圧タービン６２の他の例が示されており、この逆回転構成は、中央タービンフレーム１３４に取り付けられた歯車装置１１６を備えている。歯車装置１１６は、図６にも概略的に示されている。結果として、タービン排気ケース１１８は必要ではなく、これは、低圧タービンの静止ケース部を短くして長さＬ３だけ全長を短縮するのに寄与する。この例では、低圧タービン６２は、歯車装置１１６を介して低シャフト４０に接続された内側ブレードセット１２０と、該内側ブレードセット１２０の間に挿入された外側ブレードセット１２２とを備えている。一例では、内側ブレードセット１２０の段数は、外側ブレードセット１２２の段数に等しい。外側ブレードセット１２２は、低速シャフト４０に直接に接続されている。外側ブレードセット１２２は、回転軸を中心に、内側ブレードセット１２０とは反対の方向に回転する。
【００３５】
外側ブレードセット１２２は、外側ロータ１２６に固定されており、該外側ロータ１２６は、低シャフト４０を直接に駆動する、つまり低シャフト４０および外側ブレードセット１２２は同じ速度で回転する。内側ブレードセット１２０は、内側ロータ１２４に固定されており、内側ロータ１２４は、歯車装置１１６を駆動する。軸受１３０，１３２が、内側ロータ１２４を回転可能に支持する。軸受１３０は、低シャフト４０に対し回転可能となるように内側ロータ１２４の後方端部を支持しており、軸受１３２は、低シャフト４０に対し回転可能となるように内側ロータ１２４の前方端部を支持している。一例では、後方側の軸受１３０は玉軸受であり、前方側の軸受１３２はころ軸受である。また、軸受１４６は、中央タービンフレーム１３４に対し回転可能となるように低シャフト４０を支持する。一例の構成では、軸受１４６と、内側ロータ１２４用の前方側軸受１３２および後方側軸受１３０とは、軸Ａに対し互いに平行になるように軸方向に離間している。軸受１４６は、前方側軸受１３２よりも前側に配置されている。一例では、軸受１３２，１４６の双方がころ軸受である。
【００３６】
中央タービンフレーム１３４は、外側ケース部１３６へと延びる静止構造体を備えている。外側ケース部１３６は、低圧タービンの静止ケース１３８の前方端部に取り付けられており、低圧タービン静止ケース１３８は、内側ブレードセット１２０および外側ブレードセット１２２を取り囲んでいる。タービン排気ケース１１８が存在しないので、低圧タービン静止ケース１３８の後方端部は支持されていない。
【００３７】
歯車装置１１６は、太陽歯車１４０を備えており、該太陽歯車１４０は、内側ロータ１２４の前方端部と共に回転するように固定されている。外周側に歯を有した星形歯車１４２の周方向列が、太陽歯車１４０と噛み合う。星形歯車１４２は、キャリア１４４によって支持されており、キャリア１４４は、中央タービンフレーム１３４に固定されている。
【００３８】
輪歯車１４８が、星形歯車１４２と噛み合っており、該星形歯車１４２は、太陽歯車１４０によって駆動される。内側ロータ１２４の前方端部は、太陽歯車１４０を駆動する。図２に示した例では、外側ロータ１２６の前方端部は、輪歯車１４８が外側ロータ１２６の前方端部を駆動するように構成されている。外側ロータ１２６の前方端部は、軸受１５０によって、中央タービンフレーム１３４に支持されている。したがって、内側ブレードセット１２０は、外側ブレードセット１２２よりも高速で駆動される。一例では、歯車装置は、約０．５対１〜約５．０対１の間の範囲内にある比を有している。
【００３９】
この構成では、歯車装置１１６は、低圧タービン６２の上流側または前方に配置されている。より詳細には、歯車装置１１６は、互いに挿入されたタービンブレードセット１２０，１２２の前方に位置決めされており、さらに、中央タービンフレーム１３４によって取り囲まれている。星形歯車１４２用のキャリア１４４は、中央タービンフレーム１３４に固定されている。この逆回転構成により、正回転構成よりも低圧タービン静止ケース１３８の全長を短縮することができ、さらに、タービン排気ケース１１８が必要なくなる。しかし、外側タービンブレードセット１２２の後方に歯車装置１１６を位置決めすることができ、タービン排気ケース１１８を保持することができることを理解されたい。これは、重量を削減するとともに、望ましい長さＬ３を短縮するのに寄与する。
【００４０】
低シャフト４０は、外側タービンブレードセット１２２から駆動入力全てのうちの一部を直接に受けており、駆動入力全てのうちの残部が、歯車装置１１６を介して内側タービンブレードセット１２０によって提供される。外側タービンブレードセット１２２は、内側タービンブレードセット１２０よりも低速で、内側タービンブレードセット１２０とは反対方向に回転するように構成されている。内側ブレードセット１２０をより高速で回転させることにより、現在のタービンディスクが、より高い速度に対処することができるという利点がある。この構成は、長く、かつ低回転の低シャフト４０を有した歯車付ファン構成物を提供し、これにより、高圧コア比を用いることが可能となる。さらに、この構成は、従来の構成と比べて大幅に長さを短縮する。
【００４１】
例示的なエンジンでは、ファン１０４は、シャフト４０に接続されるとともに該シャフト４０によって直接に駆動され、したがって、これらの構成要素は、同じ速度で回転する。星形歯車８６，１４２が、シャフト４０に取り付けられるとともに該シャフト４０に直接に接続される。１つの圧縮機ブレードセットおよび１つのタービンブレードセット（この例では、内側圧縮機ブレード７８，８０および外側タービンブレード１２２）が、シャフト４０に取り付けられるとともに該シャフト４０に直接に接続される。キャリア９０およびキャリア１４４は、エンジン静止構造体を基礎としている。輪歯車９８，１４８は、圧縮機およびタービンの他のブレードセット（この例では、外側圧縮機ブレード７２，７４，７６および内側タービンブレード１２０）にそれぞれ接続されている。
【００４２】
上述の低圧圧縮機６０および低圧タービン６２が単に一例の構成であり、上述の低圧圧縮機６０および低圧タービン６２が種々の他の構成と共に用いられ得ることを理解されたい。低圧圧縮機６０の変速機８２および低圧タービン６２の歯車装置１１６は、内側圧縮機ブレードセット、外側圧縮機ブレードセット、内側タービンブレードセットおよび外側タービンブレードセットの各々の望ましい速度を提供するように、別個に調整され得る。一例では、変速機８２および歯車装置１１６は、互いに異なる比を有している。別個の歯車装置が、低圧圧縮機６０および低圧タービン６２の各々について設けられているので、例えば、エンジンの前方部に配置された単一のファン駆動歯車装置よりも、歯車および支持構造体を小型で軽量なものとすることができる。さらに、低圧圧縮機６０および低圧タービン６２の各々の概ね半分がシャフト４０に直接に接続されているので、動力の概ね半分のみが、変速機８２および歯車装置１１６の各々を介して伝達されなければならない。
【００４３】
上述の改良の結果、エンジンの全長を短縮し、エンジンの出力密度を最大化させつつ、望ましい高圧コア比を有してなるエンジンが発明された。
【００４４】
本発明の例示的な実施例について説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更がなされ得ることを理解するであろう。上記の理由のために、本発明の真の範囲および内容を決定するために付記の特許請求の範囲を検討すべきである。
【図１】
0005650263.tif 000002
【図２】
0005650263.tif 000003
【図３】
0005650263.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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