(57)【要約】  ガスタービンエンジンに関連するベーン型ロータリアクチュエータの駆動空気弁が開示されている。例示的なガスタービンエンジンは、連続する流れ関係にある、ファン、圧縮機、燃焼器、およびタービンと、１つ以上のファンおよび圧縮機から圧縮空気を搬送するように配置されている供給管と、この供給管に動作可能に配置されている弁であって、この弁が、弁部材の角度位置に基づいて、供給管を通る圧縮空気の流れを調節するように配置されている、回転可能な弁部材を含み、この弁部材が、開位置と閉位置との間で回転可能である、弁と、および／または、弁部材を回転させるように、動作可能に連結されている、油圧駆動のベーン型ロータリアクチュエータとを含み得る。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する流れ関係にある、ファン、圧縮機、燃焼器（１６、１０１６）、およびタービンと、
１つ以上の前記ファンおよび前記圧縮機から圧縮空気を搬送するように配置されている供給管（１０４、１０６、１１０４）と、
前記供給管（１０４、１０６、１１０４）に動作可能に配置されている弁（１１２、１１４、１１１２）であって、前記弁（１１２、１１４、１１１２）が、弁部材の角度位置に基づいて、前記供給管（１０４、１０６、１１０４）を通る前記圧縮空気の流れを調節するように配置されている、回転可能な弁部材を備え、前記弁部材が、開位置と閉位置との間で回転可能である、弁（１１２、１１４、１１１２）と、
前記弁部材を回転させるように、動作可能に連結されている、油圧駆動のベーン型ロータリアクチュエータ（１１６、１１８、２００、１１１６）と
を含む、ガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項２】
前記ガスタービンエンジン（１０、１０１０）が、飛行中の航空機に推進力を与えるように配置されている、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項３】
前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６、１１８、２００、１１１６）が、加圧燃料によって油圧で駆動される、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項４】
前記タービンが高圧タービン（１８、１０１８）を含み、前記供給管（１０４）が、前記ファンから高圧タービンアクティブ間隙制御システム（１０１）に前記圧縮空気を搬送するように配置されている、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項５】
前記タービンが低圧タービン（２０、１０２０）を含み、前記供給管（１０６）が、前記ファンから低圧タービンアクティブ間隙制御システム（１０３）に前記圧縮空気を搬送するように配置されている、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項６】
前記供給管（１０４、１０６、１１０４）が、前記圧縮空気を、コアコンパートメント冷却装置、ブースタ防氷装置、ナセル防氷装置、抽気開始装置、一時的抽気装置、および変調タービン冷却装置の１つ以上に搬送するように配置されている、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項７】
前記弁（１１２、１１４、１１１２）がバタフライ弁（１１２）を含み、前記弁部材がバタフライ板（３０４）を含む、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項８】
前記弁（１１２、１１４、１１１２）がボール弁（６１２）を含み、前記弁部材が、回転体（６１４）を通って延びている流体通路（６１６）を備えている、略球状の前記回転体（６１４）を含む、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項９】
前記弁（１１２、１１４、１１１２）が回転スプール弁（７１２）を含み、前記弁部材が、回転体（７１４）を通って延びている流体通路（７１６）を備えている、略円筒状の前記回転体（７１４）を含む、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項１０】
前記ガスタービンエンジン（１０、１０１０）が、
前記弁部材の角度位置に関連する出力信号を提供する位置センサと、
前記位置センサからの前記出力信号を受信するように動作可能に連結されているコントローラ（５００）であって、前記コントローラ（５００）は、前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）が前記弁部材に回転を引き起こし、開位置と閉位置との間の所望の中間の角度位置で前記弁部材を実質的に維持するように、前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）に動作可能に連結されている、コントローラ（５００）と
をさらに含む、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項１１】
前記位置センサが回転式可変差動変圧器（４０６）を含み、前記出力信号が、前記弁部材の角度位置に関連する電位差を含む、請求項１０に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項１２】
前記位置センサが、１つ以上のホール効果センサおよびレゾルバを含む、請求項１０に記載のガスタービンエンジン（１０、１０１０）。
【請求項１３】
ガスタービンエンジン（１０、１０１０）用の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）であって、前記空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）が、
供給管（１０４、１０６、１１０４）を通じて圧縮空気を搬送するように配置されている前記供給管（１０４、１０６、１１０４）と、
前記供給管（１０４、１０６、１１０４）に動作可能に配置されているバタフライ弁（１１２）であって、前記バタフライ弁（１１２）が前記供給管（１０４、１０６、１１０４）を通る前記圧縮空気の流れを調節するように配置されている回転可能なバタフライ板（３０４）を備え、前記バタフライ板（３０４）が開位置と閉位置との間で回転可能である、バタフライ弁（１１２）と、
前記バタフライ板（３０４）を回転させるように、動作可能に連結されている油圧駆動のベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）と、
前記バタフライ板（３０４）の角度位置に関連する出力信号を提供する位置センサと、
前記位置センサからの出力信号を受信するように動作可能に連結されているコントローラ（５００）であって、前記コントローラ（５００）は、前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）が前記バタフライ板（３０４）に回転を引き起こし、開位置と閉位置との間の所望の中間の角度位置で前記バタフライ板（３０４）を実質的に維持するように、前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）に動作可能に連結されている、コントローラ（５００）と
を含む、空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項１４】
前記位置センサが、回転式可変差動変圧器（４０６）を備え、前記出力信号が、前記バタフライ板（３０４）の角度位置に関連する電位差を含む、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項１５】
前記空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）が、前記コントローラ（５００）から受信する指令信号に少なくとも部分的に基づいて、前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）の第１ポートに適用される第１油圧と、前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６）の第２ポートに適用される第２油圧を調整するように配置された、電気油圧サーボ弁（５０２）をさらに備え、前記第１ポートへの油圧の適用が、第１方向への前記バタフライ板（３０４）の回転に関連し、前記第２ポートへの油圧の適用が、第２方向への前記バタフライ板（３０４）の回転に関連している、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項１６】
前記ベーン型ロータリアクチュエータ（１１６、１１８、２００、１１１６）が、加圧燃料によって油圧で駆動される、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項１７】
前記供給管（１０４、１０６、１１０４）が、高圧タービンアクティブ間隙制御システム（１０１）に前記圧縮空気を搬送するように配置されている、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項１８】
前記供給管（１０４、１０６、１１０４）が、低圧タービンアクティブ間隙制御システム（１０３）に前記圧縮空気を搬送するように配置されている、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項１９】
前記供給管（１０４、１０６、１１０４）が、前記圧縮空気を、コアコンパートメント冷却装置、ブースタ防氷装置、ナセル防氷装置、抽気開始装置、一時的抽気装置、および変調タービン冷却装置の１つ以上に搬送するように配置されている、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【請求項２０】
前記所望の中間の角度位置が、少なくとも１つの測定された動作パラメータに基づいて、デジタルエンジン制御装置によって決定される、請求項１３に記載の空気弁制御システム（５０４、６０４、７０４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されている主題は、一般に、航空機エンジン等のガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンに関連する空気弁を制御するためのアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジン全般と、特に航空機エンジンは、さまざまな目的で圧縮空気を使用することが可能である。この圧縮空気の流れは、弁を使用することで制御され得る。
【０００３】
いくつかの既存の空気弁アクチュエータは、重く、複雑で、および／または大きい可能性があるという問題点が、いくつかのガスタービンエンジンへの適用に不利となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／１４６２９６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
上述した１つまたは複数の問題点の、少なくとも１つの解決策が、例示的な実施形態を含む本開示によって提供されている。この実施形態は例示的な教示のために提供されているのであって、限定することを意図するものではない。
【０００６】
本開示の少なくともいくつかの態様に従った例示的なガスタービンエンジンが、連続する流れ関係にある、ファン、圧縮機、燃焼器、およびタービンと、１つ以上のファンおよび圧縮機から圧縮空気を搬送するように配置されている供給管と、この供給管に動作可能に配置されている弁であって、この弁が、弁部材の角度位置に基づいて、供給管を通る圧縮空気の流れを調節するように配置されている、回転可能な弁部材を含み、この弁部材が、開位置と閉位置との間で回転可能である、弁と、および／または、弁部材を回転させるように、動作可能に連結されている、油圧駆動のベーン型ロータリアクチュエータとを含み得る。
【０００７】
本開示の少なくともいくつかの態様に従った、ガスタービンエンジン用の例示的な空気弁制御システムが、供給管を通じて圧縮空気を搬送するように配置されている供給管と、この供給管に動作可能に配置されているバタフライ弁であって、このバタフライ弁が、供給管を通る圧縮空気の流れを調節するように配置されている回転可能なバタフライ板を含み、このバタフライ板が開位置と閉位置との間で回転可能である、バタフライ弁と、バタフライ板を回転させるように、動作可能に連結されている油圧駆動のベーン型ロータリアクチュエータと、バタフライ板の角度位置に関連する出力信号を提供する位置センサと、および／または、位置センサからの出力信号を受信するように動作可能に連結されているコントローラであって、このコントローラは、ベーン型ロータリアクチュエータがバタフライ板に回転を引き起こし、開位置と閉位置との間の所望の中間の角度位置でバタフライ板を実質的に維持するように、ベーン型ロータリアクチュエータに動作可能に連結されている、コントローラとを含み得る。
【０００８】
一態様において、ガスタービン航空機エンジンのアンダーカウル環境で使用するための、変調ベーン型ロータリアクチュエータ（例えば、ロータリアクチュエータ）が開示されている。アクチュエータは、高圧タービンアクティブ間隙制御（ＨＰＴＡＣＣ）弁、低圧タービンアクティブ間隙制御（ＬＰＴＡＣＣ）弁、コアコンパートメント冷却（ＣＣＣ）弁、ブースタ防氷（ＢＡＩ）弁、ナセル防氷（ＮＡＩ）弁、抽気開始弁（ＳＢＶ）、一時的抽気弁（ＴＢＶ）、変調タービン冷却（ＭＴＣ）弁、および／または複合弁等の、弁を作動させるために使用され得る。ロータリアクチュエータは、弁を、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間に配置する（例えば、調節する）ように構成され得る。ロータリアクチュエータは、アンダーカウル（例えば、ファンおよびコアゾーン）環境の高温に耐えるように、作られることが可能である。ロータリアクチュエータは、回転動作を起こすために、翼の上下の（例えば、燃料圧の）燃料差圧を利用する場合がある。アクチュエータの角度位置は、可変差動変圧器（ＶＤＴ）、レゾルバ、またはホール効果センサ（ＨＥＳ）を使用して決定され得る。中心軸（例えば、回転体）が、ロータリアクチュエータから関連する弁に、動作を伝達することができる。
【０００９】
特許請求の範囲に求められる主題が、本明細書に、特に指摘され、特許請求されている。この主題および実施形態は、以下の説明を添付の図面と併せて参照することにより、よく理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】バタフライ弁を含む例示的な空気弁制御システムの斜視図である。
【図３】ボール弁を含む例示的な空気弁制御システムの斜視図である。
【図４】回転スプール弁を含む例示的な空気弁制御システムが、部分的に断面となっている斜視図である。
【図５】例示的なガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図６】本開示の少なくともいくつかの態様すべてに従った、例示的なベーン型ロータリアクチュエータ２００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の詳細な説明において、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照する。文脈が別途指示しない限り、図面において、同様の符号は、通常、同様の構成要素を特定している。発明の詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に記載されている例示的な実施形態は、限定を意図するものではない。本明細書で提示されている主題の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されることが可能であり、他の変更を行う場合がある。本明細書全体に記載され、図に示されているような本開示の態様が、多様な異なる構成で配置され、置換され、組み合わせられ、さらに設計され得ることは、容易に理解され得る。この多様な異なる構成のすべては、明確に検討されて、本開示の一部を形成するものである。
【００１２】
本開示は、特に、ガスタービンエンジンに関連する空気弁アクチュエータを含む。より具体的には、本開示は、航空機エンジン等のガスタービンエンジンに関連する空気弁を駆動するように配置されている、油圧駆動のベーン型ロータリアクチュエータを含む。
【００１３】
本開示は、航空機エンジン等のいくつかのガスタービンエンジンにおいて、空気弁を駆動するためにリニアアクチュエータが使用され得ることを、検討している。このようなリニアアクチュエータは、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、いくつかの例示的な実施形態に比べて、より重く、より複雑で、および／または、より大きい可能性がある。
【００１４】
図１は、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、例示的なガスタービンエンジン１０の概略断面図である。ガスタービンエンジン１０は、飛行中の航空機に推進力を与えるように配置されることが可能であり、ならびに／または、ファン組立体１２および／もしくはコアエンジン１３を含むことができる。コアエンジン１３は、連続する流れ関係にある、高圧圧縮機１４、燃焼器１６、（高圧タービン１８および／または低圧タービン２０を含み得る）タービンを含むことができる。ファン組立体１２は、ロータディスク２６から半径方向外向きに延び得る、多数のファンブレード２４を含むことができる。エンジン１０は、一般に、吸気側２８と排気側３０との間に配置され得る。ファン組立体１２および低圧タービン２０は、低圧軸３１によって、機械的に連結されることが可能である。高圧圧縮機１４および高圧タービン１８は、高圧軸３２によって、機械的に連結されることが可能である。
【００１５】
一般に、動作中、空気は、ガスタービンエンジン１０を通って延びている中心軸３４に概ね平行である方向に、ファン組立体１２を通って略軸方向に流れることが可能であり、高圧圧縮機１４に供給され得る。圧縮空気は、燃料が添加され得る燃焼器１６に、送達されることができる。燃焼器１６からの燃焼ガス流が、高圧タービン１８および／または低圧タービン２０を駆動することができる。
【００１６】
いくつかの例示的なガスタービンエンジン１０は、高圧タービンアクティブ間隙制御システム１０１および／または低圧タービンアクティブ間隙制御システム１０３を含み得る、アクティブ間隙制御システム１００を含んでもよい。いくつかの例示的な実施形態において、アクティブ間隙制御システム１００は、ファンブレード２４と一体化しているファンフレームハブ４０に装着されてもよい。アクティブ間隙制御システム１００は、入口組立体１０２、ならびに／または、高圧タービンアクティブ間隙制御システムの供給管１０４および／もしくは低圧タービンアクティブ間隙制御システムの供給管１０６等の、１つ以上のアクティブ間隙制御供給管を含んでもよい。供給管１０４および／または供給管１０６は、それぞれ、高圧タービン１８と低圧タービン２０の一部に向かって気流を導くように、入口組立体１０２から概ね下流に延び得る。例えば、高圧タービンアクティブ間隙制御システムの供給管１０４は、高圧タービンケーシングのマニホールド１０８に連結され得、および／または、低圧タービンアクティブ間隙制御システムの供給管１０６は、低圧タービンケーシングのマニホールド１１０に連結され得る。
【００１７】
いくつかの例示的な実施形態において、弁１１２、弁１１４は、それぞれ、供給管１０４および／または供給管１０６に動作可能に連結されることが可能である。例えば、弁１１２は供給管１０４を通る気流を調節するように配置され得、および／または、弁１１４は供給管１０６を通る気流を調節するように配置され得る。いくつかの例示的な実施形態において、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６、ベーン型ロータリアクチュエータ１１８は、それぞれ、弁１１２および／または弁１１４に動作可能に連結されることが可能である。 以下の説明は、弁１１２とベーン型ロータリアクチュエータ１１６に着目しているが、弁１１４とベーン型ロータリアクチュエータ１１８は、略同様に動作できることが理解され得る。
【００１８】
図２は、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、バタフライ弁１１２を含む例示的な空気弁制御システム５０４の斜視図である。空気弁制御システム５０４は、弁１１２を含むことが可能であり、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６と結合させることができる。弁１１２は、供給管１０４に動作可能に配置されてもよく（例えば、連結、および／または一体形成される）、および／または、回転可能な弁部材を含んでもよい。例えば、弁１１２は、バタフライ弁を含むことが可能であり、および／または、回転可能なバタフライ板３０４を含んでもよい。このバタフライ板３０４は、その角度位置に基づいて、供給管１０４を通る空気の流れを調節するように配置され得る。弁部材は、開位置と閉位置との間で回転可能であってもよい。例えば、バタフライ板３０４は、バタフライ板３０４が供給管１０４に対して概ね平行な向きに合わせられている完全な開位置と、バタフライ板３０４が供給管１０４に対して概ね垂直な向きに合わせられている完全な閉位置との間で、回転可能であってもよい。中間位置（例えば、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間の角度位置）は、供給管１０４を通る気流の量を変化させることを可能にし得る。
【００１９】
いくつかの例示的な実施形態において、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６は、（例えば加圧燃料によって）油圧で駆動されることが可能であり、および／または、弁部材を回転させるように連結され得る。例えば、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６は、バタフライ板３０４が取り付けられている回転軸３０５によって、バタフライ板３０４を回転させるように、動作可能に連結され得る。
【００２０】
いくつかの例示的な空気弁制御システム５０４は、弁部材の角度位置に関連する出力信号を提供するように構成された位置センサを含んでもよい。例えば、回転式可変差動変圧器（ＲＶＤＴ）４０６が、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６および／もしくは弁１１２（例えば、回転軸３０５）に動作可能に連結されることが可能であり、ならびに／または、バタフライ板３０４の角度位置に関係する出力信号Ｖｏｌｔｓ／Ｖｏｌｔを提供することができる。いくつかの例示的な実施形態が、ホール効果センサおよび／またはレゾルバを含む位置センサを含んでもよい。
【００２１】
いくつかの例示的な空気弁制御システム５０４は、位置センサからの出力信号を受信するように、動作可能に連結され得るコントローラを含んでもよい。例えば、全自動デジタルエンジン制御（ＦＡＤＥＣ）５００が、ＲＶＤＴ４０６からの出力信号Ｖｏｌｔｓ／Ｖｏｌｔを受信することができる。ＦＡＤＥＣ５００は、バタフライ板３０４に回転を引き起こすように、および／または、所望の角度位置でバタフライ板３０４を実質的に維持するように、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６に、動作可能に連結されることが可能である。例えば、さまざまな動作条件の下で、ＦＡＤＥＣ５００は、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６が、完全な閉位置、完全な開位置、および／または完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間のさまざまな中間位置に、バタフライ板３０４を、配置および／または維持することが可能である。いくつかの例示的な実施形態において、弁部材の所望の角度位置は、少なくとも１つの測定された動作パラメータ（例えば、「パラメータ例を挿入してください」）に、少なくとも部分的に基づいて、ＦＡＤＥＣ５００によって決定され得る。
【００２２】
いくつかの例示的な空気弁制御システム５０４は、コントローラ５００とベーン型ロータリアクチュエータ１１６を動作可能に連結し得る、電気油圧サーボ弁（ＥＨＳＶ）５０２を含んでもよい。ＥＨＳＶ５０２は、コントローラ５００からの指令信号を受信するように、および／または、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６のポート４０２とポート４０４から出入りする作動液（例えば、エンジンの燃料装置から受け取る加圧燃料）の供給を制御するように、構成され得る。いくつかの例示的な実施形態において、ＥＨＳＶ５０２は、ポート４０２とポート４０４のそれぞれに適用される各油圧を調整するように配置され得る。
【００２３】
図３は、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、ボール弁６１２を含む例示的な空気弁制御システム６０４の斜視図である。ボール弁６１２は、回転体６１４を通る流体通路６１６を備えている、回転可能な、略球状の回転体６１４を含むことができる。空気弁制御システム６０４は、球状の回転体６１４がバタフライ板３０４と替わり得ることを除けば、空気弁制御システム５０４と略同様に動作することができる。
【００２４】
図４は、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、回転スプール弁７１２を含む例示的な空気弁制御システム７０４が、部分的に断面となっている斜視図である。回転スプール弁７１２は、略円筒状の内部空洞を有することが可能な、弁体７１３の内部に回転可能に配置されている、略円筒状の回転体７１４を含むことができる。回転体７１４は、回転体７１４を通って延びている流体通路７１６を備えてもよい。この流体通路７１６は、回転体７１４が少なくともいくつかの角度位置にある場合に、気流が弁７１２を通ることを可能にする。流体通路７１６は、概ね対向している開口部７１７と開口部７１９を含んでもよい。この開口部７１７と開口部７１９は、ポート７２１とポート７２３それぞれに少なくとも部分的に位置が合わさった場合に、気流が回転スプール弁７１２を通ることを可能にする。空気弁制御システム７０４は、円筒状の回転体７１４がバタフライ板３０４と替わり得ることを除けば、空気弁制御システム５０４と略同様に動作することができる。入口と出口の両方が、（例えば、図４に示されているように）回転体７１４に対して概ね半径方向に配置されている回転スプール弁を利用すること、および／または、入口もしくは出口が、回転体７１４に対して概ね軸方向に配置されている回転スプール弁を利用することは、本開示の範囲内である。
【００２５】
図１から図４に示されている例示的な実施形態は、アクティブ間隙制御システムに特に関係しているが、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、さまざまな、例示的な空気弁制御システム５０４、６０４、７０４は、ガスタービンエンジンに関連する他の空気システムと共に使用され得ることを理解されたい。
【００２６】
図５は、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、例示的なガスタービンエンジン１０１０の概略断面図である。ガスタービンエンジン１０１０は、飛行中の航空機に推進力を与えるように配置されることが可能であり、ならびに／または、ファン組立体１０１２および／もしくはコアエンジン１０１３を含むことができる。コアエンジン１０１３は、連続する流れ関係にある、高圧圧縮機１０１４、燃焼器１０１６、（高圧タービン１０１８および／または低圧タービン１０２０を含み得る）タービンを含むことができる。ファン組立体１０１２は、ロータディスク１０２６から半径方向外向きに延び得る、多数のファンブレード１０２４を含むことができる。エンジン１０１０は、一般に、吸気側１０２８と排気側１０３０との間に配置され得る。ファン組立体１０１２および低圧タービン１０２０は、低圧軸１０３１によって、機械的に連結されることが可能である。高圧圧縮機１０１４および高圧タービン１０１８は、高圧軸１０３２によって、機械的に連結されることが可能である。
【００２７】
一般に、動作中、空気は、エンジン１０１０を通って延びている中心軸１０３４に概ね平行である方向に、ファン組立体１０１２を通って略軸方向に流れることが可能であり、高圧圧縮機１０１４に供給され得る。圧縮空気は、燃料が添加され得る燃焼器１０１６に、送達され得る。燃焼器１０１６からの燃焼ガス流が、高圧タービン１０１８および／または低圧タービン１０２０を駆動することができる。
【００２８】
いくつかの例示的なガスタービンエンジン１０１０は、空気システム１１００を含むことが可能であり、この空気システム１１００は、高圧タービン１０１４から１つ以上の構成要素１１０１に圧縮空気を搬送するように配置されている供給管１１０４を含み得る。いくつかの例示的な実施形態において、弁１１２、弁６１２、弁７１２と略同様であり得る、弁１１１２が、供給管１１０４に動作可能に連結され得、および／または、供給管１１０４を通る気流を調節するように配置され得る。いくつかの例示的な実施形態において、ベーン型ロータリアクチュエータ１１６と略同様であり得る、ベーン型ロータリアクチュエータ１１１６が、弁１１１２に動作可能に連結され得る。
【００２９】
さまざまな例示的な実施形態において、空気システム１１００は、コアコンパートメント冷却（ＣＣＣ）装置、ブースタ防氷（ＢＡＩ）装置、ナセル防氷（ＮＡＩ）装置、抽気開始弁（ＳＢＶ）装置、一時的抽気弁（ＴＢＶ）装置、および／または変調タービン冷却（ＭＴＣ）装置を備えてもよい。
【００３０】
図６は、本開示の少なくともいくつかの態様に従った、例示的なベーン型ロータリアクチュエータ２００の断面図である。ベーン型ロータリアクチュエータ２００は、前述したベーン型ロータリアクチュエータ１１６、ベーン型ロータリアクチュエータ１１８、ベーン型ロータリアクチュエータ１１１６のいずれかのように、使用されることが可能である。ベーン型ロータリアクチュエータ２００は、略円筒状であり得る筐体２０２を含むことができる。１つ以上の静翼２０４、２０６が、筐体２０２から、中心に配置されている軸２０８へ、半径方向内向きに延び得る。図６に示されている例示的な実施形態は、互いに概ね対向して（例えば、約１８０度離れた位置に）配置されている、２つの静翼２０４、２０６を含んでいる。
【００３１】
ベーン型ロータリアクチュエータ２００は、軸２０８と共に回転するように動作可能に連結されている、回転体２１０を含むことができる。回転体２１０は、回転体２１０から半径方向外向きに延びている、１つ以上の動翼２１２、２１４を含むことができる。軸２０８は、回転可能な弁部材に連結され得る、回転軸３０５に動作可能に連結され得る。
【００３２】
静翼２０４、２０６と回転体２１０との間に、実質的に密閉された接合部分を設けるために、静翼のシール部２１６、２１８が、それぞれ静翼２０４、２０６に配置され得る。動翼２１２、２１４と筐体２０２との間に、実質的に密閉された接合部分を設けるために、動翼のシール部２２０、２２２が、それぞれ動翼２１２、２１４に配置され得る。
【００３３】
筐体２０２、静翼２０４、２０６、および／または回転体２１０（動翼２１２，２１４を含む）は、第１チャンバ２２１（例えば、静翼２０４と動翼２１４との間）、第２チャンバ２２３（例えば、動翼２１４と静翼２０６との間）、第３チャンバ２２４（例えば、静翼２０６と動翼２１２との間）、および／または第４チャンバ２２６（例えば、動翼２１２と静翼２０４との間）を、少なくとも部分的に確定することができる。
【００３４】
いくつかの例示的な実施形態において、１つ以上のチャンバ２２１、２２３、２２４、２２６は、流体的に接続され得る。例えば、流路２２８が、第１チャンバ２２１と第３チャンバ２２４を接続することができる。同様に、流路２３０が、第２チャンバ２２３と第４チャンバ２２６を接続することができる。
【００３５】
ポート４０２、４０４（図２）は、チャンバ２２１、２２３、２２４、２２６に流体的に連結され得るため、ポート４０２、４０４を通じて加圧燃料が提供され得、回転体２１０および軸２０８に回転を引き起こすことができる。例えば、ポート４０２は、流路２３０を介して第４チャンバ２２６と流体的に連通可能な第２チャンバ２２３と、流体的に連通することが可能である。ポート４０４は、流路２２８を介して第３チャンバ２２４と流体的に連通可能な第１チャンバ２２１と、流体的に連通することが可能である。
【００３６】
一般に、回転する動翼２１２、２１４の上下の差圧を制御することによって、軸の角度位置（および軸に連結されている回転する弁部材）が、制御され得る。例えば、第１チャンバ２２１と第３チャンバ２２４における圧力が、第２チャンバ２２３と第４チャンバ２２６における圧力よりも高い場合、回転体２１０は、動翼２１２が静翼２０４の方向に動き、動翼２１４が静翼２０６の方向に動くような、右回りに回転することができる。同様に、第２チャンバ２２３と第４チャンバ２２６における圧力が、第１チャンバ２２１と第３チャンバ２２４よりも高い場合、回転体２１０は、動翼２１２が静翼２０６の方向に動き、動翼２１４が静翼２０４の方向に動くような、左回りに回転することができる。軸２０８の角度位置を調節することによって、軸２０８に連結された弁が、完全に開いたり、完全に閉じたり、および／または、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間の中間の角度位置で配置されたりすることが可能である。
【００３７】
リニアアクチュエータと弁との組み合わせに比較して、いくつかの例示的な実施形態が、小型化、軽量化、および／または複雑さの軽減を提供することができる。いくつかの例示的な実施形態において、ロータリアクチュエータの動作が、他の種類のアクチュエータ（例えば、リニアアクチュエータ）よりも小さい物理的な空間を必要とし得る。さらに、いくつかの例示的なロータリアクチュエータは、従来のアクチュエータよりも少ない構成要素を含み得、アクチュエータおよびアクチュエータが取り付けられているガスタービンエンジンの両方の、全体の重さと複雑さを軽減することができる。
【００３８】
本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するために、また、当業者が、あらゆるデバイスまたは装置を製作かつ使用し、あらゆる組み込み方法を実施することを含む、本発明を実施できるように、例を使用している。本発明の特許性のある範囲が、特許請求の範囲によって画定され、当業者が想到する他の例を含んでもよい。このような他の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言との非実質的な相違を伴う同等の構造要素を含む場合、このような他の例は特許請求の範囲内であることが意図されている。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ガスタービンエンジン
１２  ファン組立体
１３  コアエンジン
１４  高圧圧縮機
１６  燃焼器
１８  高圧タービン
２０  低圧タービン
２４  ファンブレード
２６  ロータディスク
２８  吸気側
３０  排気側
３１  低圧軸
３２  高圧軸
３４  中心軸
４０  ファンフレームハブ
１００  アクティブ間隙制御システム
１０１  高圧タービンアクティブ間隙制御システム
１０２  入口組立体
１０３  低圧タービンアクティブ間隙制御システム
１０４  供給管
１０６  供給管
１０８  高圧タービンケーシングのマニホールド
１１０  低圧タービンケーシングのマニホールド
１１２  弁、バタフライ弁
１１４  弁
１１６  ベーン型ロータリアクチュエータ
１１８  ベーン型ロータリアクチュエータ
２００  ベーン型ロータリアクチュエータ
２０２  筐体
２０４  静翼
２０６  静翼
２０８  軸
２１０  回転体
２１２  動翼
２１４  動翼
２１６  静翼のシール部
２１８  静翼のシール部
２２０  動翼のシール部
２２１  第１チャンバ
２２２  動翼のシール部
２２３  第２チャンバ
２２４  第３チャンバ
２２６  第４チャンバ
２２８  流路
２３０  流路
３０４  バタフライ板
３０５  回転軸
４０２  ポート
４０４  ポート
４０６  回転式可変差動変圧器（ＲＶＤＴ）
５００  全自動デジタルエンジン制御（ＦＡＤＥＣ）、コントローラ
５０２  電気油圧サーボ弁（ＥＨＳＶ）
５０４  空気弁制御システム
６０４  空気弁制御システム
６１２  弁、ボール弁
６１４  回転体
６１６  流体通路７０４  空気弁制御システム
７１２  弁、回転スプール弁
７１３  弁体
７１４  回転体
７１６  流体通路
７１７  開口部
７１９  開口部
７２１  ポート
７２３  ポート
１０１０  ガスタービンエンジン
１０１２  ファン組立体
１０１３  コアエンジン
１０１４  高圧圧縮機
１０１６  燃焼器
１０１８  高圧タービン
１０２０  低圧タービン
１０２４  ファンブレード
１０２６  ロータディスク
１０２８  吸気側
１０３０  排気側
１０３１  低圧軸
１０３２  高圧軸
１０３４  中心軸
１１００  空気システム
１１０４  供給管
１１１２  弁
１１１６  ベーン型ロータリアクチュエータ
【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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【国際調査報告】
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