(57)【要約】      （修正有） 【課題】エンジン動作中のタービンエンジンへの着氷の防止を補助するように、タービンエンジンを組み立てる方法の提供。【解決手段】タービンエンジンを組み立てる方法は、マニホルド１０２が熱源と熱伝達するように、マニホルドをガスタービンエンジンに結合することと、第１のヒートパイプ１００がガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、第１のヒートパイプをマニホルドに結合することと、第２のヒートパイプがガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、第２のヒートパイプをマニホルドに結合することとを含む。【選択図】図２
2007064228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンアセンブリ（１２）と、前記ファンアセンブリから下流側にあるブースタ（２２）と、前記ブースタから下流側にある高圧圧縮機（１４）と、前記ブースタを取り囲むスプリッタ（４４）とを含むガスタービンエンジン（１０）の防除氷システム（６０）において、
熱源と熱伝導するように前記ガスタービンエンジンに結合されたマニホルド（１０２）と；
前記ガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルドに結合された第１のヒートパイプ（１００）と；
前記ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルドに結合された第２のヒートパイプとを具備する防除氷システム（６０）。
【請求項２】
前記ガスタービンエンジン（１０）を時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルド（１０２）に結合され、凝縮器端部（１１０）から蒸発器端部（１１２）までの長さを測定した場合に、前記第１のヒートパイプの対応する長さより長い第３のヒートパイプ（１００）と；
前記ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルドに結合され、凝縮器端部から蒸発器端部までの長さを測定した場合に、前記第２のヒートパイプの対応する長さより長い第４のヒートパイプとを更に具備する請求項１記載の防除氷システム（６０）。
【請求項３】
前記ガスタービンエンジン（１０）に結合された複数のヒートパイプ（１００）を更に具備し、前記ヒートパイプの各々は、一体に形成された第１の部分（１２０）、第２の部分（１２２）及び第３の部分（１２４）を含み、前記複数の第１の部分は、前記スプリッタ（４４）の半径方向内側の面（１３２）をほぼ取り囲む分割リング（１３０）を形成するように軸方向に方向付けられる請求項１記載の防除氷システム（６０）。
【請求項４】
前記ガスタービンエンジン（１０）に結合された複数のヒートパイプ（１００）を更に具備し、前記ヒートパイプの各々は、一体に形成された第１の部分（１２０）、第２の部分（１２２）及び第３の部分（１２４）を含み、前記第１の部分は、前記第３の部分とほぼ平行に形成され、前記第２の部分は、前記第１の部分及び前記第３の部分に対して実質的に斜めに形成される請求項１記載の防除氷システム（６０）。
【請求項５】
前記ガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記ガスタービンエンジン（１０）に結合された第１の複数のヒートパイプ（１８０）と、前記ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記ガスタービンエンジンに結合された第２の複数のヒートパイプ（１８２）と、を更に備え、
前記第１の複数のヒートパイプ（１８０）の各々は、前記ヒートパイプの各々の凝縮器端部（１１０）から蒸発器端部（１１２）までの長さを測定した場合に、それぞれ異なる長さを有し、
前記第２の複数のヒートパイプ（１８２）の各々は、前記ヒートパイプの各々の凝縮器端部から蒸発器までの長さを測定した場合に、それぞれ異なる長さを有する、請求項１記載の防除氷システム（２００）。
【請求項６】
前記ガスタービンエンジン（１０）は、貫通する第１の開口部（１７１）及び第２の開口部（１７４）を含むファンフレーム（２２２）を更に含み、前記マニホルド（１０２）は、
前記ファンフレームの第１の開口部を通って潤滑剤だめ（１６２）の内部へ延出するように、前記マニホルドに結合された入口パイプ（１７０）と；
前記ファンフレームの第２の開口部を通って前記潤滑剤だめの内部へ延出するように、前記マニホルドに結合された出口パイプ（１７３）とを具備する請求項１記載の防除氷システム（２００）。
【請求項７】
前記熱源は、潤滑剤だめ（１６２）を具備し、前記マニホルドは、前記潤滑剤だめと結合され、前記防除氷システムは、
前記マニホルドの第１の端部に結合された潤滑剤だめ入口ライン（２１０）と；
前記マニホルドを通して潤滑流体を搬送できるように、前記マニホルドの第２の端部に結合された潤滑剤だめ排出ライン（２１２）とを更に具備する請求項１記載の防除氷システム（２００）。
【請求項８】
ファンアセンブリ（１２）と；
前記ファンアセンブリから下流側にあるブースタ（２２）と；
前記ブースタから下流側にある高圧圧縮機（１４）と；
前記ブースタを取り囲むスプリッタ（４４）と；
防除氷システム（６０）と
を備え、
前記防除氷システム（６０）が、熱源と熱伝達するように、前記ガスタービンエンジンに結合されたマニホルド（１０２）と、前記ガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルドに結合された第１のヒートパイプ（１００）と、前記ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルドに結合された第２のヒートパイプと、を具備する、ガスタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記防除氷システム（６０）は、
前記ガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルド（１０２）に結合され、凝縮器端部（１１０）から蒸発器端部（１１２）までの長さを測定した場合に、前記第１のヒートパイプの対応する長さより長い第３のヒートパイプ（１００）と；
前記ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、前記マニホルドに結合され、凝縮器端部から蒸発器端部までの長さを測定した場合に、前記第２のヒートパイプの対応する長さより長い第４のヒートパイプとを更に具備する請求項８記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項１０】
前記防除氷システム（６０）は、前記ガスタービンエンジンに結合された複数のヒートパイプ（１００）を更に具備し、前記ヒートパイプの各々は、一体に形成された第１の部分（１２０）、第２の部分（１２２）及び第３の部分（１２４）を含み、前記複数の第１の部分は、前記スプリッタ（４４）の半径方向内側の面をほぼ取り囲む分割リング（１３０）を形成するように軸方向に方向付けられる、請求項８記載のガスタービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、特に、ガスタービンエンジンを動作させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガスタービンエンジンは、入口、ファン、低圧圧縮機、高圧圧縮機、燃焼器及び少なくとも１つのタービンを含む。圧縮機は空気を圧縮し、圧縮された空気は、燃焼器へ搬送され、そこで、燃料と混合される。その後、混合物は点火され、高温燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、タービンへ搬送される。タービンは、圧縮機に動力を供給し且つ飛行中の航空機を推進するため又は発電機などの負荷に動力を供給するために有効な仕事を生成するためのエネルギーを燃焼ガスから抽出する。
【０００３】
エンジンが着氷条件の下で動作する場合、すなわち、過冷却水滴から成る雲にさらされている場合、露出したエンジン構造の上に氷が堆積することがある。特に、エンジンが長時間にわたり低出力で着氷条件の中で動作されている場合には、エンジン内部及び露出したエンジン構造の上に堆積する氷の量が著しく多くなる。時間の経過に伴って、エンジンの継続動作、低出力動作から高出力動作へのスロットルバースト及び／又は乱流又は非対称な着氷に起因する振動によって、蓄積した氷が高圧圧縮機により吸い込まれてしまうこともある。アイスシェッドとして知られるこのような状況は、圧縮機の排気温度を急激に低下させる。圧縮機排気温度の急激な低下に応答して、修正されるコア速度は、高圧圧縮機の後段で増加する。この後段修正コア速度の急激な上昇は、圧縮機失速マージンに悪影響を及ぼす。場合によっては、エンジンのフレームアウトを引き起こすこともある。
【０００４】
エンジン内部及びエンジンに隣接する露出面の上の着氷を防止するために、少なくともいくつかの周知のエンジンは、エンジンをより高い動作温度で動作させることができる制御システムを含む。制御システムは、露出面に熱を供給するために、エンジン圧縮機からの高温の抽気を搬送するサブシステムを含む。しかし、動作温度を上昇させ、抽気システムを使用すると、エンジンの性能が劣化する場合がある。そのようなシステムにおいては、離陸中に、弁によって高温空気の流れを遮断し、エンジンを保護するために、他のハイパワー動作を実行する必要がある。そのような弁動作は、コスト高を招くだけでなく、信頼性の問題も生じさせるであろう。従って、更に着氷の防止を補助するために、少なくともいくつかの周知のエンジンは、動作前に、氷結防止剤溶液の吹き付けを受ける。しかし、飛行中、時間の経過に伴って、氷結防止剤溶液の効果は薄れてしまう。特に、エンジンの動作中、蒸発性の冷却材は、エンジンのフロントフレームなどのエンジンの外面を凍結させ、氷を堆積させるであろう。従来の電気加熱は１つの選択肢ではあるが、氷結防止動作を実行するために大量の電気が必要であり、更に、追加の発電機、電気回路及び航空機のコンピュータとの複雑な対話論理も必要となり、それに付随して、更なるコスト高、重量増加及び性能低下を招くであろう。
【特許文献１】米国特許第４，２７５，６０３号公報
【特許文献２】米国特許第４，６８８，７４５号公報
【特許文献３】米国特許第４，７８２，６５８号公報
【特許文献４】米国特許第６，２４１，１８９号公報
【特許文献５】米国公開特許第２００５／００５０８７７Ａ１号公報
【特許文献６】英国特許第２，１３６，８８０Ａ号公報
【特許文献７】英国特許第１，１４８，２０６号公報
【特許文献８】英国特許第１，０１２，９０９号公報
【特許文献９】英国特許第８７９，６２１号公報
【非特許文献１】GARY MAC HOLLOWAY ET AL.: Methods And Apparatus for Operating Gas Turbine Engines; Patent Application AT Dkt. No. 129694; Filed June 22, 2005; 16 pgs.
【発明の開示】
【０００５】
１つの面においては、ガスタービンエンジンの防除氷システムが提供される。防除氷システムは、熱源と熱伝達するように、ガスタービンエンジンに結合されたマニホルドと、ガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、マニホルドに結合された第１のヒートパイプと、ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、マニホルドに結合された第２のヒートパイプとを含む。
【０００６】
別の面においては、ガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、ファンアセンブリと、ファンアセンブリから下流側にあるブースタと、ブースタから下流側にある高圧圧縮機と、ブースタを取り囲むスプリッタと、防除氷システムとを含む。防除氷システムは、熱源と熱伝達するように、ガスタービンエンジンに結合されたマニホルドと、ガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、マニホルドに結合された第１のヒートパイプと、ガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、マニホルドに結合された第２のヒートパイプとを含む。
【０００７】
更に別の面においては、エンジン動作中のタービンエンジンへの着氷の防止を補助するように、タービンエンジンを組み立てる方法が提供される。方法は、マニホルドが熱源と熱伝達するように、マニホルドをガスタービンエンジンに結合することと、第１のヒートパイプがガスタービンエンジンを時計回りの向きに部分的に取り囲むように、第１のヒートパイプをマニホルドに結合することと、第２のヒートパイプがガスタービンエンジンを反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、第２のヒートパイプをマニホルドに結合することとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、ガスタービンエンジン１０の概略図である。ガスタービンエンジン１０は、ファンアセンブリ１２、高圧圧縮機１４及び燃焼器１６を含む。ガスタービンエンジン１０は、高圧タービン１８、低圧タービン２０及びブースタ２２を更に含む。ファンアセンブリ１２は、回転子円板２６から半径方向外側へ延出するファンブレード２４のアレイを含む。ガスタービンエンジン１０は、吸気側２８及び排気側３０を有する。一実施形態においては、ガスタービンエンジンは、オハイオ州シンシナティのGeneral Electric Companyより市販されているGE90である。別の実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、低圧圧縮機を含む。ファンアセンブリ１２、ブースタ２２及びタービン２０は、第１の回転子軸３１により互いに結合され、圧縮機１４とタービン１８は、第２の回転子軸３２により互いに結合される。
【０００９】
動作中、空気は、ファンアセンブリ１２を通って流れ、圧縮された空気は、ブースタ２２を経て高圧圧縮機１４に供給される。ブースタから吐き出された空気は、更に圧縮され、燃焼器１６へ送り出される。燃焼器１６からの燃焼の高温生成物（図１には図示せず）は、タービン１８及び２０を駆動し、タービン２０は、軸３１を介して、ファンアセンブリ１２及びブースタ２２を駆動する。ガスタービンエンジン１０は、設計動作条件と設計外動作条件との間の動作条件の範囲内で動作可能である。
【００１０】
実施形態においては、バイパス導管４０は、ファンアセンブリ１２からの気流の一部がガスタービンエンジン１０を迂回して流れるようにするために利用される。特に、バイパス導管４０は、外側ケーシング４２とブースタ２２をほぼ取り囲むスプリッタ４４との間に形成される。従って、ファンアセンブリ１２により圧縮された気流の第１の部分は、ガスタービンエンジン１０から上流側に結合されたスプリッタ４４を利用して、バイパス導管４０とブースタ２２の入口４６との間で分割される。
【００１１】
図２は、第１の実施形態の防除氷システム６０を含む図１に示されるガスタービンエンジン１０の一部の側面図である。図３は、防除氷システム６０を含む図１に示されるガスタービンエンジン１０の一部の側面図である。図４は、防除氷システム６０の側面図である。図５は、防除氷システム６０の一部の側面図である。特に、実施形態においては、防除氷システム６０は、スプリッタ前縁部５０に沿って着氷を防止するのを助け且つ／又は氷の形成を軽減する。
【００１２】
実施形態においては、防除氷システム６０は、複数のヒートパイプ１００を含む。ヒートパイプ１００は、ほぼＵ字形のマニホルド１０２にそれぞれ結合され、ガスタービンエンジン１０の周囲に沿って互いに離間して配置される。各ヒートパイプ１００は、銅の有効熱伝導率より約数倍高い有効熱伝導率を有する。特に、各ヒートパイプ１００は、高温側端部から熱を吸収することによって蒸発する液体を使用する。それにより発生した蒸気は、ヒートパイプ１００の中心を通って進むか、又はヒートパイプ１００の内部に形成された流路を通って進み、ヒートパイプ１００の低温側端部で凝縮し、それにより、低温側端部へ熱を伝達する。特に、凝縮した液体が毛管作用によって高温側端部に戻され、それにより、回路が完成するように、各ヒートパイプ１００は、ヒートパイプの一方の端部から他方の端部へ延出する芯（図示せず）を含む。実施形態においては、各ヒートパイプ１００は、ヒートパイプ１００内部の作動流体として水を利用する。ヒートパイプ１００は、ブースタ２２の周囲に沿って互いに離間して配置される。特に、ガスタービンエンジン１０とスプリッタ４４との間に複数のヒートパイプ１００が動作自在に位置するように、ヒートパイプ１００は、ガスタービンエンジン１０に結合される。
【００１３】
従って、各ヒートパイプ１００は、凝縮器端部１１０と、蒸発器端部１１２と、それらの間に延出する本体１１３とを有する。本体１１３は、ほぼ中空であるので、その内部に空洞１１４が形成される。本体１１３の内側は、揮発性流体又は作動流体で飽和された毛管構造又は芯１１５で被覆されている。実施形態においては、各ヒートパイプの蒸発器端部１１２は、マニホルド１０２に結合される。スプリッタ前縁部５０及び／又はそれに沿った領域において、着氷を防止するのを助け且つ／又は氷の形成を軽減するために、各ヒートパイプの凝縮器端部１１０は、スプリッタ前縁部５０に隣接して結合される。
【００１４】
実施形態においては、各ヒートパイプ１００は、ほぼＳ字形であり、上流側端部１１０から所定の長さL1にわたり延出する第１の部分１２０と、第１の部分１２０から所定の長さL2にわたり延出する第２の部分１２２と、第２の部分１２２から蒸発器端部１１２まで所定の長さL3にわたり延出する第３の部分１２４とを少なくとも含む。実施形態においては、第１の部分１２０、第２の部分１２２及び第３の部分１２４は、一体に製造されて、１本のヒートパイプ１００を形成する。例えば、ヒートパイプ１００は、第１の部分１２０、第２の部分１２２及び第３の部分１２４をそれぞれ形成するために湾曲されるか、又はその他の方法により整形される。
【００１５】
別の実施形態においては、各ヒートパイプ１００は、いくつかのヒートバイプ部分１２０、１２２及び１２４の直列アセンブリから形成され、隣接する部分は、防除氷システム６０の組み立て及び取り外し及び／又は交換を容易にするように接合される。特に、各ヒートパイプ１００は、一体に形成された第１の部分１２０、第２の部分１２２及び第３の部分１２４を含む。スプリッタ４４の半径方向内側の面１３２をほぼ取り囲む分割リング１３０を形成するために、複数の第１の部分１２０が軸方向に方向付けられるように、複数の第１の部分１２０は湾曲又は整形される。更に、それぞれの第１の部分１２０は、それぞれ対応する第３の部分１２４とほぼ平行に形成され、それぞれの第２の部分１２２は、それぞれ対応する第１の部分１２０及び第３の部分１２４に対してほぼ斜めに形成される。
【００１６】
実施形態においては、L1は、スプリッタの周囲とスプリッタ前縁部５０を加熱するために利用されるヒートパイプ１００の量とに基づいて判定される。特に、防除氷システム６０は、複数の第１の部分１２０がスプリッタ４４の内周部分をほぼ取り囲むように、すなわち、スプリッタ前縁部５０の周囲とほぼ等しくなるように、ガスタービンエンジン１０に結合される。例えば、スプリッタ４４が約２４０インチの内周を有し、防除氷システム６０が１２本のヒートパイプ１００、すなわち、１２個の第１の部分１２０を含むと仮定すると、各ヒートパイプの第１の部分１２０は、約２０インチ（２４０÷１２の第１の部分）の長さである長さL1を有することになる。従って、スプリッタ４４の内周面１３２に沿って端と端とをほぼ合わせるように長さL1の部分が位置決めされた場合、ヒートパイプ１００は、スプリッタ前縁部５０の動作温度を上昇させ、それにより、スプリッタの前縁部５０及び／又はそれに沿った領域における着氷を防止するのを助け且つ／又は氷の形成を軽減する。従って、この実施形態においては、複数の第１の部分１２０がスプリッタ前縁部５０の内面に沿って順次、ほぼ周囲全体を覆う状態で配置されるように、ヒートパイプ１００は、ガスタービンエンジン１０に結合される。
【００１７】
実施形態においては、L2は、ブースタの前端部１４２とブースタの後端部１４４との間で形成される距離１４０に基づいて判定される。特に、L2の長さは、各第２の部分１２２が、それぞれ対応する第１の部分１２０から第３の部分１２４に向かってほぼ後方へ延出するように形成される。従って、実施形態においては、各第２の部分１２２は、他の第２の部分の長さL2と互いにほぼ等しい長さL2を有する。
【００１８】
例えば、ブースタ２２の幅が約４０インチ、すなわち、ブースタの前端部１４２とブースタの後端部１４４との間で形成される距離が約４０インチであると仮定すると、各第２の部分１２２は、各第２の部分１２２が対応する第１の部分１２０からブースタ２２の外面に沿って対応する第３の部分まで延出するように形成された長さL2を有する。実施形態においては、距離L3は、以下に更に説明されるように、マニホルド１０２とそれぞれ対応する第２の部分１２２との間で形成される。
【００１９】
実施形態においては、マニホルド１０２は、複数の開口部１５０を含む。マニホルド１０２を貫通して形成された空洞部１５２の中へ各ヒートパイプ１００が少なくとも部分的に延出するように、各開口部１５０は、それぞれ対応するヒートパイプの蒸発器端部１１２を受け入れる大きさに形成される。マニホルド１０２は、油だめ又は油タンク１６２と流れ連通する入口１６０と、油だめ１６２と流れ連通する出口１６４とを更に含む。特に、マニホルド１０２は、マニホルド入口１６０に結合され且つ第１のファンフレーム開口部１７１を通って油だめ１６２の内部へ延出する入口パイプ１７０と、マニホルド出口１６４に結合され且つ第２のファンフレーム開口部１７４を通って油だめ１６２の内部へ延出する出口パイプ１７３とを含む。従って、実施形態においては、ガスタービンエンジンの潤滑油は、熱源として利用され、ガスタービンエンジンの油戻しラインから、入口パイプ１７０を通り、その後、マニホルド１０２を通って搬送される。
【００２０】
潤滑油がマニホルド１０２を通って搬送される間、相対的に暖かいガスタービン戻り油は、それぞれのヒートパイプの蒸発器端部１１２と熱接触し、それにより、各ヒートパイプ１００を加熱する。その結果、相対的に暖かい油との熱接触によって、各ヒートパイプの蒸発器端部１１２の動作温度が上昇する。各ヒートパイプの中の液体は、蒸発器端部１１２、すなわち、ヒートパイプ１００の高温側端部から熱を吸収することによって蒸発する。それにより発生した蒸気は、各ヒートパイプ１００の中心を通って進み、ヒートパイプの凝縮器端部１１０、すなわち、ヒートパイプ１００の低温側端部で凝縮し、その結果、凝縮器端部１１０へ熱を伝達する。従って、実施形態においては、ガスタービンの戻り油の供給は、各ヒートパイプの蒸発器端部１１２を加熱し、スプリッタ前縁部５０の動作温度を上昇させ、従って、スプリッタ前縁部５０及び／又はそれに沿った領域において着氷を防止するのを助け且つ／又は氷の形成を軽減するための熱源として利用される。更に、油だめ１６２の外部からマニホルド１０２が結合されるので、保守担当者は、新たなガスタービンエンジン又は使用中のガスタービンエンジンに最小限の変形を加えるだけで、ガスタービンエンジンに防除氷システム６０を後から容易に組み込むことができる。
【００２１】
組み立て中、マニホルド１０２が熱源、すなわち、油だめ１６２と熱伝達するように、マニホルド１０２は、ガスタービンエンジン１０に結合される。第１のヒートパイプ１８０は、ガスタービンエンジン１０を時計回りの向きに部分的に取り囲むように、マニホルド１０２に結合され、第２のヒートパイプ１８２は、ガスタービンエンジン１０を反時計回りの向きに部分的に取り囲むように、マニホルド１０２に結合される。特に、実施形態においては、防除氷システム６０は、n本のヒートパイプ１００を含み、そのうちのn/2本のヒートパイプ１００は、時計回り方向に方向付けられ、n/2本のヒートパイプは、反時計回り方向に方向付けられる。更に、ヒートパイプの第１の部分１２０は、スプリッタ４４の内周をほぼ取り囲むように配列されるため、それぞれ対応するヒートパイプの第３の部分１２４は、対応する第１の部分１２０の位置がマニホルド１０２から遠ざかるにつれて大きくなる長さL3を有する。
【００２２】
特に、マニホルド１０２から最も遠い位置にあるヒートパイプの第３の部分は、マニホルドに最も近い位置にある第１の部分１２０に対応する第３の部分より長い長さL3を有する。従って、各第３の部分１２４の長さL3は、対応する第１の部分１２０が時計回り方向及び反時計回り方向の双方でマニホルド１０２から遠ざかるにつれて徐々に増加する。従って、マニホルド１０２から最も遠い位置にある第１の部分１２０を有するヒートパイプ１００は、マニホルド１０２に最も近い位置にある第１の部分を有するヒートパイプ１００より大きい全長を有する。更に、最大の全長を有するヒートパイプ１００は、スプリッタ前縁部５０の上面により近い位置にあるので、各ヒートパイプ１００を通して作動流体を搬送するために、重力が利用される。
【００２３】
図６は、防除氷システム２００の一例の概略図である。防除氷システム２００は、図２〜図５に示される防除氷システム６０にほぼ類似しており、図６において、防除氷システム６０の構成要素と同一である防除氷システム２００の構成要素は、図２及び図３で使用されたのと同一の図中符号を使用して示される。従って、防除氷システム２００は、複数のヒートパイプ１００を含む。先に説明した通り、各ヒートパイプ１００は、銅の有効熱伝導率の数倍の高さの有効熱伝導率を有する。
【００２４】
防除氷システム２００は、油だめ１６２の内部に結合されたほぼ直線状のマニホルド２０２を更に含む。マニホルド２０２は、複数の開口部２０４を含む。マニホルド２０２を貫通して形成された空洞部（図示せず）の内部へ、各ヒートパイプ１００が少なくとも部分的に延出するように、各開口部２０４は、対応するヒートパイプの蒸発器端部１１２を受け入れる大きさに形成される。マニホルド２０２は、ガスタービンエンジンの油戻しライン２１２と流れ連通する入口２１０と、ガスタービンエンジンの油ドレンライン２１６と流れ連通する出口２１４とを更に含む。更に、ガスタービンエンジン１０は、ファンフレーム２２２を貫通する複数の開口部２２０を含む。例えば、実施形態においては、防除氷システム２００は、m本のヒートパイプを含む。従って、ガスタービンエンジン１０も、ファンフレーム２２２を通してm本のヒートパイプ１００を容易に誘導できるように、m個の開口部２２０を含む。別の実施形態では、ファンフレーム２２２は、単一の開口部を含み、複数のヒートパイプ１００は、その単一の開口部を通して誘導される。従って、実施形態においては、ガスタービンエンジンの潤滑油は、熱源として利用され、ガスタービンエンジンの油戻しラインからマニホルド２０２を通って搬送され、ガスタービンエンジン１０から油ドレンライン２１６を経て、例えば、外部の潤滑油調整システム（図示せず）へ排出される。
【００２５】
潤滑油がマニホルド２０２を通って搬送される間に、相対的に暖かいガスタービン戻り油は、それぞれ対応するヒートパイプの蒸発器端部１１２と熱接触し、それにより、各ヒートパイプ１００を加熱する。その結果、相対的に暖かい潤滑油との熱接触によって、各ヒートパイプの蒸発器端部１１２の動作温度は上昇し、各ヒートパイプの内部の液体は、蒸発器端部１１２、すなわち、ヒートパイプ１００の高温側端部から熱を吸収することによって蒸発する。それにより発生した蒸気は、各ヒートパイプ１００の中心を通って進み、ヒートパイプの凝縮器端部１１０、すなわち、ヒートパイプ１００の低温側端部で凝縮し、それにより、油だめ１６２から凝縮器端部１１０へ熱を伝達する。従って、この実施形態においては、ガスタービン戻り油の供給は、各ヒートパイプの蒸発器端部１１２の加熱を助け、スプリッタ前縁部５０の動作温度を上昇させ、従って、スプリッタ前縁部５０及び／又はそれに沿った領域において着氷を防止するのを助け且つ／又は氷の形成を軽減するための熱源として利用される。更に、マニホルド２０２を油だめ１６２の内部に結合することにより、潤滑油と防除氷システム２００との間の熱伝達が改善され、好都合である。
【００２６】
以上説明した防除氷システムは、費用効率に優れ、エンジンの露出面に沿った氷の蓄積を防止するという点に関して高い信頼性を示す。特に、ヒートパイプは、エンジン動作中のあらゆる時点において、外部制御システムの使用を必要とせずに、選択された熱源から選択された構成要素に熱を伝達することを可能にする。更に、上述の防除氷システムの場合、外部から熱流束を開始又は変調する必要がない。また、圧縮機の抽気が利用されないため、ここで説明される防除氷システムにより、エンジン性能が悪影響を受けることはない。その結果、エンジンが着氷を起こしやすい条件の下で動作している場合の圧縮機の失速防止性能を改善し、それにより、圧縮機のアイスシェッド事象に続いて起こる圧縮機失速マージン不足を排除するような防除氷システムが提供される。着氷を起こしやすい領域に絶えず熱を供給することにより、防除氷システムは、大量の氷の堆積も回避できる。また、エンジン表面と氷との境界面に熱を加えることにより、氷とエンジン表面との接着が弱まるため、エンジン失速又はフレームアウトを引き起こすおそれがあるほど大量に氷が蓄積する前に、氷を落とすことができる。
【００２７】
以上、防除氷システムの実施形態を詳細に説明した。防除氷システムは、ここで説明された特定の実施形態に限定されず、各システムの構成要素は、ここで説明された他の構成要素とは関係なく、別個に利用されてもよい。例えば、防除氷システムの各構成要素は、他の防除氷システムの構成要素及び他のタービンエンジンと組み合わせて使用できる。
【００２８】
種々の特定の実施形態に関して本発明を説明したが、特許請求の範囲の趣旨の範囲内で変形を伴って本発明を実施できることは、当業者には認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ガスタービンエンジンの一例を示した概略図である。
【図２】第１の実施形態の防除氷システムを含む図１に示されるガスタービンエンジンの一部を示した側面図である。
【図３】図２に示される防除氷システムを含む図１に示されるガスタービンエンジンの一部を示した側面図である。
【図４】図２に示される防除氷システムを示した側面図である。
【図５】図２に示される防除氷システムの一部を示した側面図である。
【図６】第２の実施形態の防除氷システムを含む図１に示されるガスタービンエンジンの一部を示した概略図である。
【図７】第２の実施形態の防除氷システムを含む図６に示されるガスタービンエンジンの一部を示した概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…ガスタービンエンジン、１２…ファンアセンブリ、１４…高圧圧縮機、１６…燃焼器、１８…高圧タービン、２０…低圧タービン、２２…ブースタ、４４…スプリッタ、６０…防除氷システム、１００…ヒートパイプ、１０２…マニホルド、１１０…凝縮器端部、１１２…蒸発器端部、１２０…（ヒートパイプの）第１の部分、１２２…第２の部分、１２４…第３の部分、１３０…分割リング、１５０…開口部、１６２…油だめ、１７０…入口パイプ、１７１…第１のファンフレーム開口部、１７３…出口パイプ、１７４…第２のファンフレーム開口部、１８０…第１のヒートパイプ、１８２…第２のヒートパイプ、２００…防除氷システム、２０２…マニホルド、２１０…入口、２１４…出口、２２０…開口部、２２２…ファンフレーム
【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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【外国語明細書】
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