(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出口（２２）から軸方向に間隔を置いてその上流に配置される入口（２０）と、
外側本体（１４）内に配置される内側本体（１２）を含み、前記内側および前記外側本体（１２、１４）が前記入口（２０）から前記出口（２２）まで延びる圧縮機アセンブリ（１５）と
を備える軸流容積式圧縮機（８）であって、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）がそれぞれ互いにオフセットした内側および外側軸（１６、１８）を有し、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）の少なくとも一方が、前記内側および前記外側軸（１６、１８）の対応する１つの軸まわりに回転可能であり、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）が、それぞれ前記内側および前記外側軸（１６、１８）まわりに巻かれた互いに噛み合わされる内側および外側螺旋状ブレード（１７、２７）を有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）のそれぞれは、複数の螺旋状ブレードを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ径方向に外側および内側に延び、
前記圧縮機アセンブリ（１５）が、前記入口（２０）側に配置された第１のセクション（２４）と、前記出口（２２）側に前記第１のセクション（２４）と直列に配置された第２のセクション（２６）とを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ前記第１および前記第２のセクション（２４、２６）内に第１および第２のねじれ傾斜（３４、３６）を有し、
前記第１のねじれ傾斜（３４）が、前記第２のねじれ傾斜（３６）より小さく、
前記内側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記外側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、および前記外側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記内側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、互いに回転することによりシールするように係合し、
前記第２のセクションで圧縮されることにより生ずる圧力波が前記入口（２０）に到達する前に前記入口が閉鎖されるように、前記第１のセクションのターン数が設定されている、
軸流容積式圧縮機（８）。
【請求項２】
さらに、前記外側本体（１４）が前記外側軸（１８）まわりに回転可能であり、前記内側本体（１２）が前記内側軸（１６）まわりに回転可能である、請求項１記載の圧縮機（８）。
【請求項３】
さらに、前記内側および前記外側本体（１２、１４）が、一定のギヤ比で連動される、請求項２記載の圧縮機（８）。
【請求項４】
さらに、前記外側本体（１４）が前記外側軸（１８）まわりに回転可能に取り付けられ、前記内側本体（１２）が前記外側軸（１８）まわりに軌道を描いて回る、請求項１記載の圧縮機（８）。
【請求項５】
出口（２２）から軸方向に間隔を置いてその上流に配置される入口（２０）と、
外側本体（１４）内に配置される内側本体（１２）を含み、前記内側および前記外側本体（１２、１４）が前記入口（２０）から前記出口（２２）まで延びる圧縮機アセンブリ（１５）を備えるガスタービンエンジン（１００）であって、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）がそれぞれ互いにオフセットした内側および外側軸（１６、１８）を有し、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）の少なくとも一方が、前記内側および前記外側軸（１６、１８）の対応する１つの軸まわりに回転可能であり、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）が、それぞれ前記内側および前記外側軸（１６、１８）まわりに巻かれた互いに噛み合わされる内側および外側螺旋状ブレード（１７、２７）を有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）のそれぞれは、複数の螺旋状ブレードを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ径方向に外側および内側に延び、
前記圧縮機アセンブリ（１５）が、前記入口（２０）側に配置された第１のセクション（２４）と、前記出口（２２）側に前記第１のセクション（２４）と直列に配置された第２のセクション（２６）とを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ前記第１および前記第２のセクション（２４、２６）内に第１および第２のねじれ傾斜（３４、３６）を有し、
前記第１のねじれ傾斜（３４）が前記第２のねじれ傾斜（３６）より小さく、
前記第２のセクション（２６）の少なくとも一部を通って軸方向に下流に延びる燃焼器セクション（４０）を備え、
前記内側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記外側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、および前記外側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記内側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、互いに回転することによりシールするように係合し、
前記第２のセクションで圧縮されることにより生ずる圧力波が前記入口（２０）に到達する前に前記入口が閉鎖されるように、前記第１のセクションのターン数が設定されている、
ガスタービンエンジン（１００）。
【請求項６】
ファンセクション（１１２）と、
出口（２２）から軸方向に間隔を置いてその上流に配置される入口（２０）と、
外側本体（１４）内に配置される内側本体（１２）を含み、前記内側および前記外側本体（１２、１４）が前記入口（２０）から前記出口（２２）まで延びる圧縮機アセンブリ（１５）と、
前記圧縮機アセンブリ（１５）の下流にあるタービン動翼（１２２）の少なくとも１列を有するタービン（１２０）と、
燃焼器セクション（４０）と
を備える航空機用ガスタービンエンジン（１００）であって、
前記タービン（１２０）が、シャフト（１３２）によって、前記ファンセクション（１１２）内に円周方向に間隔を置いて配置されたファン動翼（１３０）の少なくとも１列に駆動可能に取り付けられ、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）がそれぞれ互いにオフセットした内側および外側軸（１６、１８）を有し、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）の少なくとも一方が、前記内側および前記外側軸（１６、１８）の対応する１つの軸まわりに回転可能であり、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）が、それぞれ前記内側および前記外側軸（１６、１８）まわりに巻かれた互いに噛み合わされる内側および外側螺旋状ブレード（１７、２７）を有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）のそれぞれは、複数の螺旋状ブレードを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ径方向に外側および内側に延び、
前記圧縮機アセンブリ（１５）が、前記入口（２０）側に配置された第１のセクション（２４）と、前記出口（２２）側に前記第１のセクション（２４）と直列に配置された第２のセクション（２６）とを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ前記第１および前記第２のセクション（２４、２６）内に第１および第２のねじれ傾斜（３４、３６）を有し、
前記第１のねじれ傾斜（３４）が前記第２のねじれ傾斜（３６）より小さく、
前記燃焼器セクション（４０）は、前記第２のセクション（２６）の少なくとも一部を通って軸方向に下流に延び、
前記内側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記外側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、および前記外側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記内側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、互いに回転することによりシールするように係合し、
前記第２のセクションで圧縮されることにより生ずる圧力波が前記入口（２０）に到達する前に前記入口が閉鎖されるように、前記第１のセクションのターン数が設定されている、
航空機用ガスタービンエンジン（１００）。
【請求項７】
ファンセクション（１１２）と、
出口（２２）から軸方向に間隔を置いてその上流に配置される入口（２０）と、
外側本体（１４）内に配置される内側本体（１２）を含み、前記内側および前記外側本体（１２、１４）が前記入口（２０）から前記出口（２２）まで延びる圧縮機アセンブリ（１５）と、
前記圧縮機アセンブリ（１５）の下流にあるタービン動翼（１２２）の少なくとも１列を有するタービン（１２０）と、
燃焼器セクション（４０）と、
を備える航空機用ガスタービンエンジン（１００）であって、
前記タービン（１２０）が、シャフト（１３２）によって、前記ファンセクション（１１２）内に円周方向に間隔を置いて配置されたファン動翼（１３０）の少なくとも１列に駆動可能に取り付けられ、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）がそれぞれ互いにオフセットした内側および外側軸（１６、１８）を有し、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）が、それぞれ前記内側および前記外側軸（１６、１８）まわりに回転可能であり、
前記内側および前記外側本体（１２、１４）が、それぞれ前記内側および前記外側軸（１６、１８）まわりに巻かれた互いに噛み合わされる内側および外側螺旋状ブレード（１７、２７）を有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）のそれぞれは、複数の螺旋状ブレードを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ径方向に外側および内側に延び、
前記圧縮機アセンブリ（１５）が、前記入口（２０）側に配置された第１のセクション（２４）と、前記出口（２２）側に前記第１のセクション（２４）と直列に配置された第２のセクション（２６）とを有し、
前記内側および前記外側螺旋状ブレード（１７、２７）が、それぞれ前記第１および前記第２のセクション（２４、２６）内に第１および第２のねじれ傾斜（３４、３６）を有し、
前記第１のねじれ傾斜（３４）が前記第２のねじれ傾斜（３６）より小さく、
前記燃焼器セクション（４０）が、前記第２のセクション（２６）の少なくとも一部を通って軸方向に下流に延び、
前記内側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記外側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、および前記外側螺旋状ブレードの螺旋状縁部と前記内側螺旋状ブレードの螺旋状面とが、互いに回転することによりシールするように係合し、
前記第２のセクションで圧縮されることにより生ずる圧力波が前記入口（２０）に到達する前に前記入口が閉鎖されるように、前記第１のセクションのターン数が設定されている、
航空機用ガスタービンエンジン（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、連続軸流圧縮機に関し、より詳細には軸流容積式圧縮機（axial flow positive displacement compressor）ならびにウォームおよびスクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、ガスタービンエンジン内のガス発生器など多くの用途に幅広く使用されている。連続軸流圧縮機は、所与の前面面積に対する高い質量流量、連続的な準定常流れ（near steady fluid flow）、適当な断熱効率、ならびに広い条件において空力的失速および空気力学的不安定性なくして動作可能であることなど望ましい特性を兼ね備えているため、幅広い用途に用いられる。軽量でコンパクトであり効率が高い軸流圧縮機にすることが、圧縮機およびガスタービン製造業者の目標である。別の目標は、圧縮機の製造、取り付け、修繕、オーバーホールおよび交換のコストを低減するために圧縮機内の部品を可能な限り少なくすることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、それらの特徴のすべてにおいて改良された圧縮機を有することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ウォーム圧縮機（ｗｏｒｍ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）とも呼ばれる連続軸流容積式圧縮機は、出口から軸方向に間隔を置いてその上流に配置される入口を含む。ウォーム圧縮機は、入口から出口まで延びる内側および外側本体を含む圧縮機アセンブリを含む。内側および外側本体はそれぞれ互いにオフセットした内側および外側軸を有する。圧縮機アセンブリは、下流方向直流関係にある第１および第２のセクションを有する。本体の一方または両方が回転可能である。本圧縮機の一実施形態において、内側本体は、外側本体内に内側軸まわりに回転可能である。外側本体は、外側軸まわりに回転可能に取り付けられるまたは回転可能であってよい。内側および外側本体はそれぞれ内側および外側軸まわりに巻かれた互いに噛み合わされる内側および外側螺旋状ブレードを有する。内側および外側螺旋状ブレードはそれぞれ径方向に外側および内側に延びる。
【０００５】
螺旋状ブレードは、それぞれ圧縮機アセンブリの第１および第２のセクション内に第１および第２のねじれ傾斜（ｔｗｉｓｔ  ｓｌｏｐｅ）を有する。ねじれ傾斜は、軸に沿った単位距離あたりの螺旋状要素の断面の回転量と定義される。第１のねじれ傾斜は、第２のねじれ傾斜より小さい。第１のセクション内の螺旋状ブレードは、圧縮機の運転中、第１のセクション内にガスチャージ（ｃｈａｒｇｅｓ  ｏｆ  ｇａｓ）を取り込むのに十分な数のターン（ｔｕｒｎ）を有する。本圧縮機の一実施形態において、ターンの数は、ガスチャージを機械的に取り込むのに十分な数である。本圧縮機の他の実施形態において、ターン数は、ガスチャージを力学的に取り込むのに十分な数である。第２のセクション内の螺旋状ブレードは、ガスチャージの後縁が圧縮面を横切りそれによって圧縮プロセスが完了されるまでガスチャージの前縁が圧縮機の下流のコンディションに確実にさらされないようにするのに十分な数のターンを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１には、ガスタービンエンジン１００内のウォーム圧縮機８とも呼ばれる連続軸流容積式圧縮機の例示的な一実施形態が示されている。ウォーム圧縮機８は、エンジン１００のファンセクション内のファン１０８を駆動する仕事を生み出す低圧タービンに動力を供給するのに使用されるガス発生器１０の一部である。ガス発生器１０は、船舶用推進駆動装置および発電機など動力消費装置または航空機のノズルもしくはファンを直接駆動するのに使用されることもできる。図１に示されるガスタービンエンジン１００の例示的な実施形態は、ファンセクション１１２の下流にウォーム圧縮機８およびガス発生器１０を含むコアエンジン１１８を有する航空機用ガスタービンエンジンである。
【０００７】
コアエンジン１１８は、下流方向直流関係にあるウォーム圧縮機８、燃焼器７、および高圧タービン（ＨＰＴ）９を含む。高圧タービンは、高圧シャフト５によってウォーム圧縮機８に駆動可能に連結される高圧タービン動翼１１を有する。燃焼ガスは、コアエンジン１１８から低圧タービン動翼１２２を有する低圧タービン（ＬＰＴ）１２０内に放出される。低圧タービン動翼１２２は、エンジン中心線１３６を取り囲む低圧スプール１３４を形成する低圧シャフト１３２によって、ファンセクション１１２内のファン１０８の円周方向に間隔を置いて配置されているファン動翼１３０の列に駆動可能に取り付けられる。ウォーム圧縮機８は、これらに限定されないが地上産業用および船舶用のガスタービンエンジンを含む他の用途に使用されることもできる。
【０００８】
図２〜５を参照すると、ウォーム圧縮機８は、入口２０から出口２２に延びる内側本体１２および外側本体１４を有する圧縮機アセンブリ１５を含む。内側本体１２は、外側本体１４の空洞１９内に配置される。内側本体１２および外側本体１４はそれぞれ内側軸１６および外側軸１８を有する。圧縮機アセンブリ１５は、下流方向直流関係にある第１のセクション２４および第２のセクション２６を有する。圧縮機アセンブリ１５は、ウォーム圧縮機８の運転中、入口２０および出口２２を通る連続流をもたらす。個々のガスチャージ５０は、第１のセクション２４内にそれに沿って取り込まれる。ガスチャージ５０は、第１のセクション２４から第２のセクション２６へと通過するとき圧縮される。したがって、ガスチャージ５０全部はそれぞれ第１のセクション２４および第２のセクション２６両方にある間に圧縮を受ける。
【０００９】
本体のどちらか一方または両方は回転可能である。両方の本体が回転可能の場合、同じ円周方向すなわち時計回りまたは反時計回りに、一定関係によって決まる異なる回転速度で回転する。一方の本体だけが回転可能である場合、他方の本体は固定される。発生器の一実施形態において、内側本体１２は、外側本体１４内に内側軸１６まわりに回転可能であり、外側本体１４は、外側軸１８まわりに回転可能に取り付けられるまたは回転可能であってよい。
【００１０】
内側本体１２および外側本体１４は、内側軸１６および外側軸１８まわりにそれぞれ巻かれた互いに噛み合わされる内側および外側螺旋状要素を有する。それらの要素は、内側螺旋状面２１および外側螺旋状面２３をそれぞれ有する内側螺旋状ブレード１７および外側螺旋状ブレード２７である。内側螺旋状ブレード１７は、内側本体１２の中空内側ハブ５１から径方向に外側に延び、外側螺旋状ブレード２７は、外側本体１４の外側胴部５３から径方向に内側に延びる。内側螺旋状ブレード１７に沿った内側螺旋状縁部４７は、外側螺旋状ブレード２７の外側螺旋状面２３にそれらが互いに相対的に回転するとシールするように係合する。外側螺旋状ブレード２７に沿った外側螺旋状縁部４８は、内側螺旋状ブレード１７の内側螺旋状面２１にそれらが互いに相対的に回転するとシールするように係合する。
【００１１】
図４には、内側本体１２および外側本体１４の長手方向に沿った断面が示されている。図６には、内側本体１２および外側本体１４の軸方向断面が示されている。本明細書では、フットボール形または先のとがった楕円形の内側本体断面６９を形成する、２つの内側螺旋状ブレード１７に対応する２つの内側本体ローブ６０を有する内側本体１２が例示されている。外側本体１４は、（図３および４に示される）３つの外側螺旋状ブレード２７に対応する３つの外側本体ローブ６４を有する。ここで留意すべきは、図６には、内側本体１２と外側本体１４との間に３つのシーリングポイント６２が示されているが、内側螺旋状ブレード１７と外側螺旋状ブレード２７との間には内側本体１２および外側本体１４の全長に沿って５つの一定間隔を置いてオーバーラップするシールが存在することである。
【００１２】
図７〜１０には、内側本体１２および外側本体１４の別の構造の断面が示されている。本明細書では、図７に示されるように三角形の内側本体断面６８になる３つの内側螺旋状ブレード１７に対応する３つの内側本体ローブ６０を有する内側本体１２が例示されている。外側本体１４は、２つの外側螺旋状ブレード２７に対応する２つの外側本体ローブ６４を有する。一般に、内側本体１２のローブの数がＮの場合、外側本体１４はＮ＋１またはＮ−１のローブを有する。ここで留意すべきは、図７には、内側本体１２と外側本体１４との間に５つのシーリングポイント６２が示されており、それらは内側螺旋状ブレード１７と外側螺旋状ブレード２７との間の内側本体１２および外側本体１４の全長に沿った５つの一定間隔を置いてオーバーラップするシールに対応することである。
【００１３】
図５を参照すると、内側螺旋状ブレード１７および外側螺旋状ブレード２７は、それぞれ第１のセクション２４および第２のセクション２６内に一定の第１のねじれ傾斜３４および第２のねじれ傾斜３６を有する。ねじれ傾斜Ａは、図５に示される内側軸１６などの軸に沿った距離あたりの（図６および７にそれぞれ示される楕円形または三角形の内側本体断面６９、６８など）螺旋状要素の断面４１の回転量と定義される。図５には、内側本体断面４１の３６０度の回転が示されている。ねじれ傾斜Ａもまた、３６０度すなわち２πラジアンを、図５に示される内側螺旋状ブレード１７または外側螺旋状ブレード２７など螺旋状要素の同じ内側螺旋状縁部４７または外側螺旋状縁部４８に沿った２つの連続した頂（ｃｒｅｓｔ）４４の間の軸方向距離ＣＤで除算した値である。軸方向距離ＣＤは、螺旋体の１つの完全なターン４３に必要な距離である。
【００１４】
各セクションにおいて内側要素のねじれ傾斜Ａは、外側要素のねじれ傾斜Ａとは異なる。外側本体１４のねじれ傾斜Ａと内側本体１２のねじれ傾斜Ａの比は、内側本体１２上の内側螺旋状ブレード１７の数と外側本体１４上の外側螺旋状ブレード２７の数の比に等しい。第１のセクション２４の第１のねじれ傾斜３４は、第２のセクション２６の第２のねじれ傾斜３６より小さい。螺旋状要素はねじれ角の観点からも説明することができる。螺旋状要素は、第１のセクション２４および第２のセクション２６内それぞれにおける一定の第１のねじれ傾斜３４および第２のねじれ傾斜３６に対応する一定の第１のねじれ角および第２のねじれ角を有する。
【００１５】
図３〜５を再び参照すると、第１のセクション２４内の内側螺旋状ブレード１７は、圧縮機の運転中、入口流れ場が圧縮プロセスによる影響を受けることなく第１のセクション２４にガスチャージ５０を取り込むのに十分な数のターン４３を有する。取り込まれたガスチャージ５０は、容積式圧縮を可能にし、それによって下流に生じるより高い圧力がガスを入口２０に戻すことができなくなる。ガス発生器の一実施形態において、第１のセクション２４内のターン４３の数は、ガスチャージ５０を機械的に取り込むのに十分な数である。ガス発生器１０の他の実施形態において、第１のセクション２４内のターン４３の数は、ガスチャージ５０を力学的に取り込むのに十分な数である。機械的取り込みとは、ガスチャージ５０がその下流端部５４で第２のセクション２６に流入する前にその上流端部５２で入口２０が閉鎖されることによって取り込むことを意味する。力学的取り込みとは、取り込まれたガスチャージの下流端部５４が第２のセクション２６に流入することができるにもかかわらず、ガスチャージの上流端部５２がまだ完全に遮断されていないことを意味する。しかし、第２のセクションからの圧力波が入口２０まで移動するときまでに、その下流端部５４での本体間の相対的な回転がその上流端部５２におけるガスチャージ５０を遮断することになる。
【００１６】
外側本体１４が固定されている実施形態の場合、内側本体１２が外側軸１８に対してクランクのように動かされ、したがって内側本体１２が内側軸１６まわりに回転するとき内側軸１６は図７〜１０に示されるように外側軸１８まわりに軌道を描いて回るようになる。図７の位置から図８の位置まで内側軸１６まわりに回転される内側本体１２が例示され、外側軸１８まわりに約９０度軌道を描いて回される内側軸１６が例示されている。内側本体１２および外側本体１４は、図１および４に示されるギヤボックス８２内の伝動装置によって常に一定比率で互いに相対的に回転するように連動する。
【００１７】
内側本体１２は、その軌道速度（ｏｒｂｉｔａｌ  ｓｐｅｅｄ）７６を内側本体ローブの数で除算した値に等しい内側本体回転速度７４で内側軸１６まわりに回転する。内側ローブの数はブレードの数に等しい。内側本体１２がその軌道方向と同じ方向に回転する場合、２つのローブがある外側本体構造が使用される。内側本体１２が軌道方向と反対に回転する場合、４つのローブがある外側本体構造が使用される。第１の実施形態において、内側本体１２および外側本体１４はともに回転可能であり、外側本体１４は、内側本体１２が内側軸１６まわりに回転する回転速度の１．５倍の速度で外側軸１８まわりに回転する。外側本体１４は、内側本体１２の回転速度に内側本体上のローブの数を乗算して外側本体１４上のローブの数で除算した値に等しい速度で回転する。
【００１８】
外側本体１４のねじれ傾斜は、内側本体１２のねじれ傾斜に内側本体のローブの数Ｎを乗算して外側本体のローブの数Ｍで除算した値に等しい。図７〜１０に示される、３つの内側ローブすなわち内側螺旋状ブレード１７および２つの外側ローブすなわち外側螺旋状ブレード２７を有する構造の場合、外側本体１４が９００度回転し内側本体１２が６００度回転してガスチャージ５０の１つを機械的に取り込む。内側本体のねじれ傾斜は、実質的に、図２に示されるような圧縮面と称される軸方向位置において、第１のセクション２４から第２のセクション２６にかけて増大される。望ましくない応力分布がある場合、第１のセクションと第２のセクションとの間のフェアリング（ｆａｉｒｉｎｇ）セクションが圧縮面に取って代わることができる。さらに、図７〜１０に示される３つの内側ローブおよび２つの外側ローブを有する構造と、図６に示される２つの内側本体ローブ６０および３つの外側本体ローブ６４を有する構造の比較は、図１１と図２とを比べることによって行うことができる。留意すべきは、ガスチャージ５０の上流端部５２と下流端部５４との間にその１つを取り込むのに必要な外側本体１４のターンの数および回転の角度ならびに内側本体１２のターンの数および回転の角度である。さらに留意すべきは、第１のセクション２４および第２のセクション２６のねじれ傾斜の違いである。
【００１９】
本明細書ではウォーム圧縮機８と呼ばれる連続軸流容積式圧縮機は、幅広い用途に使用することができ、所与の前面面積に対する高い質量流量、連続的な準定常流れ、および広い動作条件にわたる適当な効率をもたらす。本圧縮機は、軽量であり効率が高く、他の軸流圧縮機と比べて部品がはるかに少なくて済み、その結果圧縮機の製造、取り付け、修繕、オーバーホールおよび交換のコストの低減になる。第１の実施形態は、内側本体１２および外側本体１４がそれぞれ内側軸１６および外側軸１８まわりに回転する本明細書で開示される圧縮機の第１の動作モードをもたらす。第１のモードは、圧縮機およびコアエンジンの支持に影響を及ぼす遠心性のロータ回転が発生しないようにする。第２の実施形態において、外側本体１４は静止したままであり、内側本体１２は、同時に、外側軸１８である外側本体の幾何学的中心まわりに軌道を描いて回り内側軸１６であるその瞬間の内側本体の幾何学的中心まわりに回転する。第２の実施形態は、ロータ回転を１つだけにして機械設計プロセスを潜在的に簡単にする本明細書に開示される圧縮機の第２の動作モードをもたらす。
【００２０】
本明細書ではウォーム圧縮機８と呼ばれる連続軸流容積式圧縮機は、幅広い用途に使用することができ、所与の前面面積に対する適当に高い質量流量および連続的な準定常流れをもたらし、広い動作条件にわたって適当な効率をもたらすことが期待される。ウォーム圧縮機は容積方式で運転されるので、広い動作範囲で、ロータ回転速度とほとんど無関係である圧縮レベルをもたらす。熱機関および他の応用例において、この特徴は、圧縮比がロータ回転速度に直接的に関連付けられる従来の軸流圧縮機とは異なる利点をもたらす。容積式の動作はまた、空力的失速現象を低減またはなくし、それによって圧縮機が従来の失速ラインを上回る圧縮比で設計から外れ断熱効率の低下の悪影響だけにとどめられる。ウォーム圧縮機は、軽量であり、効率が高く、従来の軸流圧縮機より部品がはるかに少なくて済み、その結果圧縮機の製造、取り付け、修繕、オーバーホールおよび交換のコストの低減になることが期待される。
【００２１】
本明細書では、本発明の好ましく例示的である実施形態と考えられるものについて説明してきたが、本明細書での教示から本発明の他の修正形態が当業者には明らかであろう。したがって、本発明の真の精神および範囲内にあるとしてそうした修正形態すべてが添付の特許請求の範囲内で保護されることが望まれる。したがって、特許による保護が望まれるものは、特許請求の範囲に定義され区別される発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】容積式連続軸流圧縮機を有する例示的な航空機用ガスタービンエンジンの断面図である。
【図２】図１に示される圧縮機の概略断面図である。
【図３】図２に示される圧縮機の内側および外側本体の螺旋状ブレードを部分的に切り取った概略透視図である。
【図４】図３に示される圧縮機の内側本体と外側本体との間の伝動の概略断面図である。
【図５】図３に示される圧縮機の内側および外側本体の螺旋状ブレード部分を切り取った概略斜視図である。
【図６】図４の線６−６に沿った内側および外側本体の概略断面図である。
【図７】相対的に異なる角度位置における別の内側および外側本体構造の概略断面図である。
【図８】相対的に異なる角度位置における別の内側および外側本体構造の概略断面図である。
【図９】相対的に異なる角度位置における別の内側および外側本体構造の概略断面図である。
【図１０】相対的に異なる角度位置における別の内側および外側本体構造の概略断面図である。
【図１１】図７に示される内側および外側本体を有する容積式連続軸流圧縮機の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
５  高圧シャフト
７  燃焼器
８  ウォーム圧縮機
９  高圧タービン
１０  ガス発生器
１１  高圧タービン動翼
１２  内側本体
１４  外側本体
１５  圧縮機アセンブリ
１６  内側軸
１７  内側螺旋状ブレード
１８  外側軸
１９  空洞
２０  入口
２１  内側螺旋状面
２２  出口
２３  外側螺旋状面
２４  第１のセクション
２６  第２のセクション
２７  外側螺旋状ブレード
３４  第１のねじれ傾斜
３６  第２のねじれ傾斜
４１  断面
４３  ターン
４４  頂
４７  内側螺旋状縁部
４８  外側螺旋状縁部
５０  ガスチャージ
５１  内側ハブ
５２  上流端部
５３  外側胴部
５４  下流端部
６０  内側本体ローブ
６２  シーリングポイント
６４  外側本体ローブ
６８  三角形の内側本体断面
６９  楕円形の内側本体断面
７４  回転速度
７６  軌道速度
８２  ギヤボックス
１００  ガスタービンエンジン
１０８  ファン
１１２  ファンセクション
１１８  コアエンジン
１２０  低圧タービン（ＬＰＴ）
１２２  低圧タービン動翼
１３０  ファン動翼
１３２  低圧シャフト
１３４  低圧スプール
１３６  エンジン中心線
Ａ  ねじれ傾斜
Ｎ  内側本体ローブ
Ｍ  外側本体ローブ
ＣＤ  軸方向距離
【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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【図１０】
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【図１１】
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