(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のタービンエンジン（５Ａ）の出力を一時的に増大させる装置（１３）にして、
冷却液のタンク（１４）と、
前記タンク（１４）に接続され、第１のタービンエンジン（５Ａ）の少なくとも１つの圧縮段（８）から上流側に設置されるのに適した少なくとも１つの噴射ノズル（２２）へとつながる第１の噴射回路（１６Ａ）と
を備える装置（１３）であって、
第１の噴射回路（１６Ａ）は、少なくとも第１のフロー弁（２３）を含み、前記第１のフロー弁（２３）は、第１の噴射回路（１６Ａ）の前記噴射ノズル（２２）に向かって冷却液を流すことができるように、第１のフロー弁（２３）から上流側の圧力が第２のタービンエンジン（５Ｂ）の少なくとも１つの圧縮段（８）から下流側の圧力を所定閾値より高い値まで超えた場合に開放される構造であること、および装置（１３）は、前記タンク（１４）を加圧するために第１のタービンエンジン（５Ａ）の少なくとも１つの圧縮段（８）に接続されるのに適しており、前記タンク（１４）の減圧を防ぐためのチェック弁（２１）を含む少なくとも１つの加圧回路（１５Ａ）をさらに含むことを特徴とする、装置（１３）。
【請求項２】
前記タンク（１４）に接続され、少なくとも１つの噴射ノズル（２２）へとつながり、少なくとも１つのフロー弁（２３）を含む第２の噴射回路（１６Ｂ）をさらに含み、フロー弁（２３）は、冷却液を第２の噴射回路（１６Ｂ）の前記噴射ノズル（２２）に向かって流すことができるように、圧力が少なくとも１つの圧縮段から下流側の圧力に比べて所定の閾値を超えた場合に開放される構造である、請求項１に記載の装置（１３）。
【請求項３】
少なくとも前記第１の噴射回路（１６Ａ）がさらに、前記第１の噴射回路（１６Ａ）の第１のフロー弁（２３）と並列接続され、冷却液を第１の噴射回路（１６Ａ）の前記噴射ノズル（２２）に向かって流すことができるように、圧力が第３のタービンエンジン（５Ｃ）の圧縮段（８）から下流側の圧力に比べて所定閾値を超えた場合に開放される構造である少なくとも１つの第２のフロー弁（２３´）を含む、請求項１または請求項２に記載の装置（１３）。
【請求項４】
それぞれの噴射回路（１６Ａ、１６Ｂ）がさらに、少なくとも１つのフロー弁（２３、２３´）から上流側に追加弁（２９）を含む、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の装置（１３）。
【請求項５】
少なくとも第１のタービンエンジン（５Ａ）と、第２のタービンエンジン（５Ｂ）と、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の装置（１３）とを有するパワープラント（４）であって、第１の噴射回路（１６Ａ）の前記噴射ノズル（２２）は、第１のタービンエンジン（５Ａ）の前記少なくとも１つの圧縮段（８）から上流側に設置され、第１の噴射回路（１６Ａ）の第１のフロー弁（２３）は、前記第１のフロー弁（２３）を制御するために第２のタービンエンジン（５Ｂ）の前記圧縮段（８）に接続される、パワープラント（４）。
【請求項６】
請求項５に記載のパワープラント（４）を含む、航空機（１）。
【請求項７】
第１のタービンエンジン（５Ａ）の出力を一時的に増大する方法であって、冷却液タンク（１４）に接続され、第１のタービンエンジン（５Ａ）の少なくとも１つの圧縮段（８）から上流側の少なくとも１つの噴射ノズル（２２）へとつながる第１の噴射回路（１６Ａ）の第１のフロー弁（２３）は、冷却液が第１の噴射回路（１６Ａ）内を流れて、第１のタービンエンジン（５Ａ）の少なくとも１つの圧縮段（８）から上流側の前記噴射ノズル（２２）によって噴射されるように、前記第１のフロー弁（２３）から上流側の圧力が第２のタービンエンジン（５Ｂ）の少なくとも１つの圧縮段（８）から下流側の圧力より所定閾値を超える値まで高くなった場合に開放され、前記タンク（１４）は、第１のタービンエンジン（５Ａ）の少なくとも１つの圧縮段（８）に接続され、前記タンク（１４）の減圧を防ぐためにチェック弁（２１）を含む少なくとも１つの加圧回路（１５Ａ）によって加圧される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンエンジンの分野に関し、特に、少なくとも第１のタービンエンジンの出力を一時的に増大させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書において、用語「タービンエンジン」は、作動流体がタービン内で膨張することによって前記作動流体からの熱エネルギーを機械エネルギーに変換することができる任意の機械を指すのに使用されている。より詳細には、作動流体は、燃焼室内での燃料と空気との化学反応によって発生よる燃焼ガスとすることができる。したがって、本明細書において解釈されるタービンエンジンは、特に、直流形もしくはバイパス形のターボジェット、ターボプロップ、ターボシャフトエンジン、およびガスタービンを含む。本明細書において、用語「上流側」および「下流側」は、タービンエンジンを通過する作動流体の正常な流れ方向に対して定義される。
【０００３】
特定の状況では、タービンエンジンの出力を一時的に増大させるのが望ましい場合がある。例えば、複数のタービンエンジンを備えたパワープラントでは、複数のタービンエンジンのうちの１つのタービンエンジンの故障により、故障したタービンエンジンの出力損失を補償するために、緊急時に一時的に他のタービンの出力を増大させる必要が生じる。
【０００４】
このように出力を一時的に増大させるための当業者に周知の解決策の１つは、例えば、水もしくは水と不凍液（例えば、メタノール、エタノール、もしくはグリコール）との混合物によって構成される冷却液を噴射することであり、この液体は、燃焼室から上流側の吸気口に噴射される。この噴射により、まず、燃焼室から上流側の空気が冷却され、そのことにより、空気の密度が増して、燃焼室に吸入される酸素の質量流量が上昇する。次に、燃焼室内でこの冷却液が気化することにより、燃焼室から下流側の圧力および／または体積流量が大幅に上昇し、ひいては、タービン内で回収される機械的仕事量が大幅に増大する。
【０００５】
しかし、搭載される車両、特に、航空機では、上記冷却液の使用は、車両によって運搬することができる冷却液の重量によって制限される。英国特許出願公開第２０４６６８１（Ａ）号明細書には、固定タンクから冷却液を航空機に供給することが提案されている。しかし、この解決策は、航空機が静止状態である、もしくはほとんど静止状態である場合のみ実施可能であることは明らかである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】英国特許出願公開第２０４６６８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
追加の出力をできる限り長期間にわたって利用可能にするという要求は、冷却液で構成される追加の重量を最小限に抑えるという要求と全く矛盾する。
【０００８】
さらに、この一時的に出力を増大させるのが別のタービンエンジンの故障を補償するために行われる場合、この増大が自動的に、かつできる限り迅速に起動されるのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、上述の欠点を克服することである。より詳細には、本発明の目的は、少なくとも第１のタービンエンジンの出力を一時的に増大させる装置であって、冷却液のタンクと、前記タンクに接続され、前記第１のタービンの少なくとも１つの圧縮段から上流側に設置されるのに適した少なくとも１つの噴射ノズルへとつながる第１の噴射回路とを備え、そのことにより第２のタービンエンジンが故障した場合に自動的に冷却液の噴射が起動されるようにする装置を提案することである。
【００１０】
該装置の少なくとも１つの実施形態において、上記目的は、第１の噴射回路は少なくとも第１のフロー弁を含み、前記第１のフロー弁は、第１の噴射回路の前記噴射ノズルに向かって冷却液を流すことができるように、第１のフロー弁から上流側の圧力が第２のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から下流側の圧力を所定閾値より高い値まで超えた場合に開放される構造であること、および一時的に出力を増大させる装置はさらに、前記タンクを加圧するために第１のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段に接続されるのに適しており、タンクの減圧を防ぐためのチェック弁を含む少なくとも１つの加圧回路を含むことによって達成される。
【００１１】
上記条件により、装置が作動すると、圧縮機によって供給される圧力の降下をもたらす第２のタービンエンジンの故障により、フロー弁から上流側の圧力が圧縮機によって供給されるこの圧力よりも、フロー弁を開放するための所定閾値を超える値まで高くなり、その結果、フロー弁が開放されて、噴射ノズルに向かって冷却液が流される。フロー弁から上流側の圧力は第２のタービンエンジンの圧縮機によって加圧されているタンクによって決まるので、この第１のフロー弁が開放されるか否かは、少なくとも第１のタービンエンジンによって供給される圧力と第２のタービンエンジンによって供給される圧力との差に左右される。両方のタービンエンジンが同じ速度（一般的には、正常状態）で動作している場合、これらの２つの圧力はほぼ等しく、過剰圧力は所定閾値を超えることはないので、第１のフロー弁は閉鎖されたままとなる。一方、故障したために第２のタービンエンジンの速度が第１のタービンエンジンの速度より遅くなった場合、第１のタービンエンジンによって供給される圧力は、第２のタービンエンジンによって供給される圧力に比べて、第１のフロー弁を開放させることができ、冷却液を噴射ノズルに向かって流すことができる。
【００１２】
フロー弁が開放位置にあれば、タンクの加圧は冷却液の流れを第１の噴射回路へと進める働きをする。したがって、第１の噴射回路を通って噴射される冷却液の流量はタンクと大気圧との圧力差によって受動的に調整されるので、冷却液の流量をより多く第１の噴射回路に噴射することにより、必然的に、高空における第１のタービンエンジンの性能低下を少なくとも一部補償することができる。
【００１３】
特に、第２のタービンエンジンが故障した場合に、また第１のタービンエンジンが故障した場合に、同様に十分にタンクを加圧し続けるために、一時的に出力を増大させる装置はさらに、第２のタービンエンジンの圧縮段に接続するための第２の加圧回路を含んでもよい。また、タンクは、タービンエンジンが停止した場合にタンク内で大気圧を回復する働きをし、タービンエンジンの一方または他方が過速度になった場合に、この加圧による機械的応力を制限するために、タンク内の圧力が過剰になるのを防ぐ働きをする少なくとも１つの減圧電磁弁および／または少なくとも１つの安全弁を含んでもよい。
【００１４】
第１のタービンエンジンによって供給される出力を一時的に増大させることによって、第２のタービンエンジンの故障を補償できるだけでなく、さらに第２のタービンエンジンによって供給される出力を一時的に増大させることによって第１のタービンエンジンの故障を補償することができることが望ましく、またこれらを同じ形で行うのが望ましい。そのためには、一時的に出力を増大させる装置はさらに、前記タンクに接続され、少なくとも１つの噴射ノズルへとつながり、少なくとも１つのフロー弁を含む第２の噴射回路をさらに含んでもよく、フロー弁は、冷却液を第２の噴射回路の前記噴射ノズルに向かって流すことができるように、圧力が第１のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から下流側の圧力に比べて所定の閾値を超えた場合に開放される構造である。第１のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から下流側の圧力に比べて、この高い方の圧力は、第２のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から下流側および／または第２の噴射回路のフロー弁から上流側の圧力とすることができる。
【００１５】
３つ以上の複数のタービンエンジンのうちの１つのタービンエンジンの故障の影響が小さい場合でも、本発明はこの複数のタービンエンジンにも適用可能である。したがって、第２のタービンエンジンもしくは第３のタービンエンジンが故障した場合に、少なくとも第１のタービンエンジンの出力を一時的に増大させる上記装置を起動させるために、第１の噴射回路はさらに、前記第１の噴射回路の第１のフロー弁と並列接続され、冷却液を第１の噴射回路の前記噴射ノズルに向かって流すことができるように、圧力が第３のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から下流側の圧力に比べて所定閾値を超えた場合に開放される構造である少なくとも第２のフロー弁を含む。２つのフロー弁を並列配置することにより、第２のタービンエンジンが故障した場合および第３のタービンエンジンが故障した場合共に、冷却液を少なくとも１つの噴射ノズルに向かって流すことができるようになる。さらに、装置は、それぞれのタービンエンジンに対して１つの噴射回路を有してもよく、それぞれの並列接続のフロー弁は他のタービンエンジンのそれぞれの噴射回路に対応する。
【００１６】
それぞれの噴射回路はさらに、前記少なくとも１つのフロー弁から上流側に追加の弁を含んでもよい。この追加弁は、噴射回路を作動もしくは停止させる働きをする、特に、必要でないと見なされた状況では冷却液の噴射を回避する働きをする。
【００１７】
さらに、本明細書は、少なくとも第１のタービンエンジンと、第２のタービンエンジンと、少なくとも第１のタービンエンジンの出力を一時的に増大させる上記装置とを有するパワープラントであって、第１の噴射回路の前記噴射ノズルは第１のタービンエンジンの前記圧縮段から上流側に設置され、第１の噴射回路の第１のフロー弁は前記第１のフロー弁を制御するために第２のタービンエンジンの前記圧縮段に接続される、パワープラントを提供する。
【００１８】
さらに、本明細書は、上記パワープラントを含む、例えば、回転翼航空機のような航空機に関する。
【００１９】
本明細書はさらに、第１のタービンエンジンンの出力を一時的に増大する方法であって、噴射液タンクに接続され、第１のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から上流側の少なくとも１つの噴射ノズルへとつながる第１の噴射回路の第１のフロー弁は、冷却液が第１の噴射回路内を流れて、第１のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から上流側の前記噴射ノズルによって噴射されるように、前記第１のフロー弁から上流側の圧力が第２のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段から下流側の圧力より所定閾値を超える値まで高くなった場合に開放され、前記タンクは、第１のタービンエンジンの少なくとも１つの圧縮段に接続され、タンクの減圧を防ぐためにチェック弁を含む少なくとも１つの加圧回路によって加圧される方法に関する。
【００２０】
非限定的な例として挙げられた一実施形態の詳細な説明を読めば、本発明はより十分に理解され、本発明の利点がより明らかになるであろう。添付図面を参照しながら本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一時的に出力を増大させる装置の第１の実施形態を含むパワープラントを有する航空機の図である。
【図２】図１の航空機のパワープラントの図である。
【図３】一時的に出力を増大させる装置の第２の実施形態を含むパワープラントの図である。
【図４】一時的に出力を増大させる装置の第３の実施形態を含むパワープラントの図である。
【図５】一時的に出力を増大させる装置の第４の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、回転翼航空機１、より詳細には、パワープラント４によって駆動されるように結合された主回転翼２と反トルク尾部回転翼３とを有するヘリコプタを示した図である。図示されているパワープラント４は、２つのタービンエンジンを有し、より詳細には、主回転翼２と尾部回転翼３とを駆動するために、共に主ギアボックス７に接続された出力シャフト６をそれぞれ有する第１のターボシャフトエンジン５Ａと第２のターボシャフトエンジン５Ｂとを有する。
【００２３】
パワープラント４は、図２に詳細に示されている。それぞれのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂは、圧縮機８と、燃焼室９と、ドライブシャフト１１によって圧縮機８に接続される第１のタービン１０と、出力シャフト６に結合される第２のタービン１２もしくは「フリー」タービンとを備える。ターボシャフトエンジンン５Ａもしくは５Ｂのうちの一方の故障による出力低下を少なくとも一時的に補償するために、パワープラント４は、他方のターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂからの出力を一時的に増大させる装置１３を有する。この装置１３は、冷却液のタンク１４と、タンク１４を加圧するための第１の加圧回路１５Ａと、タンク１４を加圧するための第２の加圧回路１５Ｂと、第１の冷却液噴射回路１６Ａと、第２の冷却液噴射回路１６Ｂとを備える。タンク１４に収容されている冷却液は、例えば、水のみで構成されてもよいし、メタノール、エタノール、および／またはグリコールのような不凍液と混合された水で構成されてもよい。タンク１４は、航空機１の中央制御ユニット１９に接続される減圧電磁弁１８を有する。中央制御ユニット１９は、この電磁弁１８を使用して、例えば、飛行が終了した後に、タンクを減圧することができる。
【００２４】
第１の加圧回路１５Ａは、タンク１４を第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側に位置する加圧空気取り出し点２０Ａに接続する。第１の加圧回路１５Ａは、加圧空気を圧縮機８からタンク１４に向かって流すが、タンク１４が反対方向に減圧されるのを防ぐことができるように配向されたチェック弁２１を含む。第２の加圧回路１５Ｂは、タンク１４を第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｂに接続する。第２の加圧回路１５Ｂは、加圧空気を圧縮機８からタンク１４に向かって流すが、タンク１４が反対方向に減圧されるのを防ぐことができるように配向されたチェック弁２１を含む。この加圧回路１５Ａ、１５Ｂの冗長性により、他方の回路が接続されているターボシャフトエンジンが故障した場合でも、確実にタンク１４を加圧し続けることができる。
【００２５】
第１の噴射回路１６Ａおよび第２の噴射回路１６Ｂそれぞれは、タンク１４に接続され、第１のターボシャフトエンジン５Ａおよび第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８から上流側に設置された複数の噴射ノズル２２へとつながる。これらの噴射回路１６Ａ、１６Ｂそれぞれは、それぞれのフロー弁２３を含む。フロー弁２３は、噴射回路１６Ａ、１６Ｂ経由でタンク１４から対応するターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂの圧縮機８から上流側の噴射ノズル２２までの冷却液の流れを通過させる、もしくは遮断するための流体制御オンオフ弁である。この流体制御フロー弁２３は、供給口２６と制御口２７と出口２８とを有するチャンバ２５内に摺動可能に取り付けられたピストン２４を有する。供給口２６と出口２８は、ピストン２４の同じ側に位置し、ピストン２４は供給口２６へと付勢されるが、制御口２７は、ピストン２４の反対側に位置する。したがって、フロー弁２３は、供給口２６の圧力が制御口２７の圧力より高くなることによって開放される。この圧力差がピストン２４の軸方向付勢によって定められた閾値を超えると、フロー弁２３は開放されて冷却液がフロー弁２３内を流れるようになる。
【００２６】
２つの噴射回路１６Ａ、１６Ｂそれぞれにおいて、フロー弁２３の供給口２６はタンク１４に接続されるが、出口２８はノズル２２に接続される。一方、第１の噴射回路１６Ａでは、フロー弁２３の制御口２７は、第２のターボシャフトエンジン５Ｂの加圧空気取り出し点２０Ｂに接続されたダクト１７Ａに接続されるが、第２の噴射回路１６Ｂでは、フロー弁２３の制御口２７は、第１のターボシャフトエンジン５Ａの加圧空気取り出し点２０Ａに接続されたダクト１７Ｂに接続される。
【００２７】
したがって、第１の噴射回路１６Ａでは、フロー弁２３は、タンク１４によって送られる冷却液の圧力が第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８によって供給される圧縮空気の圧力より高くなることによって制御されるが、第２の噴射回路１６Ｂでは、フロー弁２３は、冷却液の同じ圧力が第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８によって供給される圧縮空気の圧力より高くなることによって開放される。ほぼ同一の第１のターボシャフトエンジン５Ａと第２のターボシャフトエンジン５Ｂとが同じ速度で動作する限り、これらの圧力差は０であり、両方の噴射回路１６Ａ、１６Ｂのフロー弁２３は閉鎖状態のままである。しかし、第２のターボシャフトエンジン５Ｂが故障し、第１のターボシャフトエンジン５Ａが通常の速度で動作し続けている場合、タンク１４Ａ（第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８によって供給される圧縮空気によって変わらず加圧されている）内の圧力は、ダクト１７Ａを介して第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８によって供給される圧力より高くなり、さらに増加して最終的に第１の噴射回路１６Ａのフロー弁２３のピストン２４を閉鎖する付勢力を越えることにより、冷却液の通路を開放して、冷却液の流れを第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８の上流側端部へと噴射することができるようになる。このようにして第１のターボシャフトエンジン５Ａの空気流に噴射された冷却液は、第２のターボシャフトエンジン５Ｂの故障を補償するために、一時的に第１のターボシャフトエンジン５Ａの出力を増大させることができる。さらに、第１のターボシャフトエンジン５Ａが故障し、第２のターボシャフトエンジン５Ｂが通常の速度で動作し続けている場合、タンク１４（第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８によって供給される圧縮空気によって変わらず加圧されている）内の圧力は、ダクト１７Ｂを介して第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８によって供給される圧力より高くなり、さらに増加し続けて最終的に第２の噴射回路１６Ｂのフロー弁２３のピストン２４を閉鎖する付勢力を越えることにより、冷却液の通路を提供して、冷却液の流れを第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８の上流側端部へと噴射することができるようになる。このようにして第２のターボシャフトエンジン５Ｂの空気流に噴射された冷却液は、第１のターボシャフトエンジン５Ａの故障を補償するために、一時的に第２のターボシャフトエンジン５Ｂの出力を増大させることができる。いずれの場合も、冷却液噴射の流量は、タンク１４内の圧力が大気圧より高くなる値まで受動的に調整される。したがって、一時的に出力を増大させる装置１３は、必然的に、冷却液の流量をより多く噴射することにより、高空におけるターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂの性能低下を少なくとも一部補償する働きをすることができる。
【００２８】
それぞれの噴射回路１６Ａ、１６Ｂはさらに、フロー弁２３のすぐ上流側に、噴射回路１６Ａ、１６Ｂそれぞれを作動もしくは停止させるために、噴射回路１６Ａ、１６Ｂから下流側にあるターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂの個々の制御ユニット３０に接続された電磁弁２９を含む。したがって、中央制御ユニット１９にも接続されている個々の制御ユニット３０は、ターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂそれぞれの動作パラメータおよび／またはユーザ（例えば、パイロット）からのコマンドに応じて、電磁弁２９を開放させることによって、噴射回路１６Ａ、１６Ｂを作動させることができ、電磁弁２９を閉鎖させることによって、再度噴射回路１６Ａ、１６Ｂを停止させることができる。それぞれの噴射回路１６Ａ、１６Ｂはさらに、液体注入口３１とチェック弁３２とを含むことにより、ノズル２６が圧縮機８の洗浄用にも使用できるようにする。それぞれの加圧回路１５Ａ、１５Ｂ内のフィルタ３３は、汚染物質がターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂから入り込むことによってタンク１４内の冷却液が汚染されるのを防ぐ働きをする。さらに、噴射回路１６Ａ、１６Ｂ内の濾過フィルタ３４により、他の汚染物質が冷却液と一緒にターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂの空気流に噴射されるのを防ぐことができる。
【００２９】
この第１の実施形態では、パワープラント４は、２つのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂのみを有するが、３つ以上のタービンエンジンを有するパワープラントにも同じ原理を適用することができる。したがって、図３は、３つのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃと、それらの出力を一時的に増大させる第２の実施形態の装置１３とを有するパワープラント４を示している。
【００３０】
この第２の実施形態では、装置１４は、ターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、もしくは５Ｃのうちの１つが故障した場合に、該故障によって起動されたパワープラント４の出力損失を一時的に補償するために、冷却液が他の２つのターボシャフトエンジンのうちの一方のターボシャフトエンジンから上流側の空気流に噴射されるように構成される。
【００３１】
そのためには、第１の実施形態と同様に、装置１３は、第１のターボシャフトエンジン５Ａを通過する空気流の上流側端部に冷却液を噴射するための第１の回路１６Ａと、第２のターボシャフトエンジン５Ｂを通過する空気流の上流側端部に冷却液を噴射するため第２の回路１６Ｂと、第３のターボシャフトエンジン５Ｃを通過する空気流の上流側端部に冷却液を噴射するため第３の回路１６Ｃとを有する。
【００３２】
これらの第１の噴射回路１６Ａ、第２の噴射回路１６Ｂ、および第３の噴射回路１６Ｃそれぞれは、タンク１４に接続され、第１のターボシャフトエンジン５Ａ、第２のターボシャフトエンジン５Ｂ、および第３のターボシャフトエンジン５Ｃのそれぞれの圧縮機８から上流側に設置された複数の噴射ノズル２２へとつながる。これらの噴射回路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃそれぞれは、タンク１４から対応するターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃの圧縮機８から上流側の噴射ノズル２２までの冷却液の流れを通過させる、もしくは遮断するためのフロー弁２３を有する。
【００３３】
噴射回路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ内のフロー弁２３それぞれは、第１の実施形態のフロー弁と同じ構造で、同じように動作する流体制御オンオフ弁である。この第２の実施形態では、冷却液をターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、もしくは５Ｃそれぞれの上流側端部に噴射するための回路１６Ａ、１６Ｂ、もしくは１６Ｃのフロー弁２３は、冷却液の圧力が他の２つのターボシャフトエンジンのうちの一方の圧縮機８によって供給される圧力よりも高くなることによって制御される。したがって、第１の噴射回路１６Ａでは、ダクト１７Ａは、第１のフロー弁２３の制御口２７を第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｂに接続する。第２の噴射回路１６Ｂでは、ダクト１７Ｂは、第１のフロー弁２３の制御口２７を第３のターボシャフトエンジン５Ｃの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｃに接続する。最後に、第３の噴射回路１６Ｃでは、ダクト１７Ｃは、第１のフロー弁２３の制御口２７を第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ａに接続する。
【００３４】
したがって、３つのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃのうちのいずれか１つのターボシャフトエンジンが故障した場合に、他の２つのターボシャフトエンジンのうちの一方の上流側端部に冷却液を噴射するための回路のフロー弁２３は、他のターボシャフトエンジンを通過する空気流に冷却液を噴射するために開放され、噴射流量は、必然的にタンク１４内の圧力が大気圧より高くなる程度まで調整される。一時的に出力を増大させる装置１３の他の構成要素は、第１の実施形態の構成要素とほぼ同じである。したがって、これらの構成要素には同じ参照番号が付与されている。特に、この第２の実施形態では、当然、同様に第３のターボシャフトエンジン５Ｃに接続される第３の加圧回路を備えることを想定できるが、ターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、もしくは５Ｃのうちの１つの故障を補償するために十分な冗長性を提供するのに、第１の実施形態の同じ２つの加圧回路１５Ａ、１５Ｂで十分である。
【００３５】
特定の状況において、３つ以上のタービンエンジンを有するパワープラントでは、タービンエンジンの１つが故障した場合に、故障したタービンエンジンからの出力損失を補償するために、他のタービンエンジンのうちの２つ以上の出力を一時的に増大させるのが望ましい場合がある。図４に示されている第３の実施形態は、第３番目のエンジンが故障した場合に、２つのターボシャフトエンジンの出力を一時的に増大させることができる出力を一時的に増大させるための装置１３を有する３つのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃを含むパワープラント４を有する。
【００３６】
この第３の実施形態では、装置１４は、ターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、もしくは５Ｃのうちの１つが故障した場合に、該故障によって起動されたパワープラント４の出力損失を一時的に補償するために、冷却液が他の２つのターボシャフトエンジンを通る空気流の上流側端部に噴射されるように構成される。
【００３７】
そのためには、第２の実施形態と同様に、装置１３は、第１のターボシャフトエンジン５Ａを通過する空気流の上流側端部に冷却液を噴射するための第１の回路１６Ａと、第２のターボシャフトエンジン５Ｂを通過する空気流の上流側端部に冷却液を噴射するため第２の回路１６Ｂと、第３のターボシャフトエンジン５Ｃを通過する空気流の上流側端部に冷却液を噴射するため第３の回路１６Ｃとを有する。
【００３８】
第２の実施形態と同様に、第１の噴射回路１６Ａ、第２の噴射回路１６Ｂ、および第３の噴射回路１６Ｃそれぞれは、タンク１４に接続され、第１のターボシャフトエンジン５Ａ、第２のターボシャフトエンジン５Ｂ、および第３のターボシャフトエンジン５Ｃのそれぞれの圧縮機８から上流側に設置された複数の噴射ノズル２２へとつながる。それでも、これらの噴射回路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃそれぞれは、タンク１４から対応するターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、もしくは５Ｃの圧縮機８から上流側の噴射ノズル２２までの冷却液の流れを通過させる、もしくは遮断するために並列接続された第１のフロー弁２３と第２のフロー弁２３´とを有する。
【００３９】
噴射回路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃそれぞれの第１のフロー弁２３および第２のフロー弁２３´それぞれは、第１の実施形態のフロー弁と同じ構造で、同じように動作する流体制御フロー弁である。この第３の実施形態では、冷却液をターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃの上流側端部に噴射するための回路１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃそれぞれのフロー弁２３、２３´はそれぞれ、冷却液の圧力が他の２つのターボシャフトエンジンのうちの一方のターボシャフトエンジンの圧縮機８によって供給される圧力よりも高くなることによって制御される。したがって、第１の噴射回路１６Ａでは、ダクト１７Ａは、第１のフロー弁２３の制御口２７を第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｂに接続するが、ダクト１７Ａ´は、第２のフロー弁２３´の制御口２７を第３のターボシャフトエンジン５Ｃの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｃに接続する。第２の噴射回路１６Ｂでは、ダクト１７Ｂは、第１のフロー弁２３の制御口２７を第３のターボシャフトエンジン５Ｃの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｃに接続するが、ダクト１７Ｃ´は、第２のフロー弁２３´の制御口２７を第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ａに接続する。最後に、第３の噴射回路１６Ｃでは、ダクト１７Ｃは、第１のフロー弁２３の制御口２７を第１のターボシャフトエンジン５Ａの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ａに接続するが、ダクト１７Ｂ´は、第２のフロー弁２３´の制御口２７を第２のターボシャフトエンジン５Ｂの圧縮機８の少なくとも１つの段から下流側の加圧空気取り出し点２０Ｂに接続する。
【００４０】
したがって、３つのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃのうちのいずれか１つのターボシャフトエンジンが故障した場合に、他の２つのターボシャフトエンジンの上流側端部に冷却液を噴射するための回路の第１のフロー弁２３もしくは第２のフロー弁２３´は、この他の２つの回路の空気流に冷却液を噴射するために開放され、噴射流量は、必然的にタンク１４内の圧力が大気圧より高くなる程度まで調整される。一時的に出力を増大させる装置１３の残りの構成要素は、第２の実施形態の構成要素とほぼ同じである。したがって、これらの構成要素には同じ参照番号が付与されている。特に、この第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、当然、第３のターボシャフトエンジン５Ｃに接続される第３の加圧回路を有することを想定できるが、ターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂ、５Ｃのうちの１つの故障を補償することができる冗長性を提供するのに、２つの加圧回路１５Ａ、１５Ｂで十分である。
【００４１】
最後に、３つの上述の実施形態のフロー弁は流体制御弁であるが、他の制御手段を使用することも可能である。したがって、図５に示されている第４の実施形態では、２つのフロー弁２３は、対応するターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂの個々の制御ユニット３０に接続される電動制御弁である。加圧回路１５Ａ、１５Ｂ内に配置され、中央制御ユニット１９に接続される圧力センサ３６Ａ、３６Ｂは、第１の実施形態で使用される流体制御と同様の形で２つの圧力の差に応じてそれぞれのフロー弁２３を開放するために、２つのターボシャフトエンジン５Ａ、５Ｂの圧縮機８によって供給される空気圧を感知して比較する働きをする。一時的に出力を増大させる装置１３の残りの構成要素は、第１の実施形態の構成要素とほぼ同じである。したがって、これらの構成要素には同じ参照番号が付与されている。
【００４２】
本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、請求項で定義される本発明の一般的範囲から逸脱せずに、上述の実施形態に種々の修正や変更を加えてもよいことは明らかである。さらに、上述した種々の実施形態の個々の特徴は別の実施形態に組み込まれてもよい。したがって、本明細書の説明および図面は、限定的というよりは例示的であると考えるべきである。
【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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