(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジンのノズル構成を提供する。【解決手段】ガスタービンエンジンアセンブリは、長手軸の周りに配設されるエンジンアセンブリ、エンジンアセンブリによって生成されるコアフローに向かうように、エンジンアセンブリに隣接して配設されるコアノズル１２０、ファンフローに向かうようにコアノズルの少なくとも一部を取り巻くファンノズル１３０を含み、コアノズルはコアノズルからのコアストリームの流れの一部を受取り、熱電発電機アセンブリ１５０がプレナム１４０内に配設されるようにプレナムを画定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンのためのコアノズルであって、
コアストリームが流れるコアを画定するコアノズルウォールと、
前記コアノズルウォールに結合されるカウリングアセンブリを含み、前記コアノズルウォールと前記カウリングアセンブリが前記コアノズルからの前記コアストリームの流れの一部を受取るプレナムを画定し、且つ
前記プレナムに配設される熱電発電機アセンブリを含む、コアノズル。
【請求項２】
前記コアノズルからの前記コアストリームの流れの一部の熱を前記熱電発電機アセンブリに伝導するため、前記プレナムに配設される第１熱伝導フィン
をさらに含む、請求項１に記載のコアノズル。
【請求項３】
前記熱電発電機アセンブリからの熱をファンノズルからのファンストリームの流れの一部に伝導するため、前記プレナムに配設される第２伝導フィン
をさらに含む、請求項２に記載のコアノズル。
【請求項４】
前記第１熱伝導フィンが少なくとも１つの表面インレット又はスクープインレットを含み、
前記第２熱伝導フィンが少なくとも１つの表面インレット又はスクープインレットを含む
請求項３に記載のコアノズル。
【請求項５】
前記熱電発電機アセンブリが前記コアストリームの流れに隣接して配設される第１表面及び前記ファンストリームの流れに隣接して配設される第２表面を有する
請求項４に記載のコアノズル。
【請求項６】
前記熱電発電機アセンブリが少なくとも１つの尖頂のある三次元表面又は波型の三次元表面を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコアノズル。
【請求項７】
前記熱電発電機アセンブリが、
フレームと、
前記フレームに装着された複数の熱電発電機デバイスと、
前記熱電発電機デバイスによって生成されるエネルギーを伝送するための電力バスと
を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコアノズル。
【請求項８】
ガスタービンエンジン内で電力を生成する方法であって、
前記ガスタービンエンジン内にコアストリームの流れを生成するステップと、
前記ガスタービンエンジンの下流に配設されるコアノズルからのコアストリームの流れの一部を前記コアノズルによって画定されるプレナムの中へ方向を変えるステップと、
前記プレナムの中へ方向を変えられた前記コアストリームの流れの一部を熱電発電機アセンブリの第１表面上に通すステップと
を含む方法。
【請求項９】
ファンストリームの流れを生成するステップと、
ファンノズルからのファンストリームの流れの一部を前記コアノズルによって画定される前記プレナムの中へ方向を変えるステップと、
前記プレナムの中へ方向を変えられた前記ファンストリームの流れの一部を熱電発電機アセンブリの第２表面上に通すステップと
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プレナムがコアノズルウォール及び前記コアノズルのカウリングアセンブリによって画定され、前記一又は複数の熱伝導フィンが前記プレナム内の熱を伝導し、前記プレナム内の気流速度が前記コアストリーム内の気流速度と異なる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記プレナムの中へ方向を変えられた前記コアストリームの流れの一部を前記プレナムから前記ファンストリームの流れの中へ排出するステップをさらに含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記熱電発電機アセンブリから電力を電力バスで伝送するステップをさらに含む、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載されている対象はガスタービンエンジンに関し、より具体的にはガスタービンエンジンのノズル構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱電発電機（ＴＥＧ）は、デバイスを挟んで温度差が印加されるときに電力を生成することができるデバイスである。ＴＥＧデバイスは典型的には同一寸法の上側及び下側エンドキャップを有する正方形又は長方形で、ＴＥＧによって生成される電力は典型的には一組の電源線を介して伝送される。ＴＥＧデバイスは典型的には薄く（例えば、ほぼ数ミリメートルの厚さ）、小さく（例えば、数平方センチメートル）、平らで、壊れやすい。したがって、ＴＥＧデバイスは、特に自動車、航空機などの輸送手段での応用では、単独で取り扱うことが困難になることがある。加えて、これらのデバイスは、振動、持続的温度変化などの過酷な環境条件並びに他の過酷な条件に曝されることがある。デバイスの大きさ及び各ＴＥＧデバイスがわずかな電力量しか生成しないことから、有用な電力量を生成するため、多数のＴＥＧデバイスが１つにまとめられる。さらに、ＴＥＧデバイスは概して、温度差が大きくなるとより大きなエネルギー変換効率をもたらす。この温度差は材料に比較的大きな熱膨張を引き起こすことがある。熱勾配並びに種々の材料に関連する種々の熱膨張係数によって、熱誘発応力が生ずることがある。
【０００３】
ＴＥＧデバイスの効率は、該して温度差の増大につれて上昇する。温度差とは、一般的にヒートソース（高温側）とヒートシンク（低温側）と呼ばれるＴＥＧデバイスの対向する２つの面の温度差分である。また、周囲の構造材料又は間隙を介した熱エネルギー漏洩がない場合にのみ、ＴＥＧデバイスにヒートフローを導く任意の設定に対して、エネルギー変換効率は最大となる。
【０００４】
したがって、ＴＥＧデバイスを利用する技術は、有用性を見出すことができる。
【発明の概要】
【０００５】
種々の態様では、ガスタービンエンジンの構成が提供される。例として、ガスタービンエンジン内の温度差から電力を生成するため、一又は複数の熱電発電機アセンブリを組み込むようにガスタービンエンジンが改変されることがある。幾つかの実施形態では、コアからのガスストリームの一部が、熱電発電機アセンブリの第１表面を横断して流れるプレナムの中へ迂回されることがある。さらなる実施形態では、ファンからのエアストリーム（気流）の一部が、熱電発電機アセンブリの第２表面を横断して流れるプレナムの中へ迂回されることがある。熱電発電機アセンブリは、コアからのガスストリームとファンからのエアストリームとの間の温度差に応じて電力を生成する。
【０００６】
したがって、一態様では、コアストリームが流れるコアを画定するコアノズルウォール、コアノズルウォールに結合されたカウリングアセンブリを含み、該コアノズルウォール及びカウリングアセンブリは、コアノズルからのコアストリームの流れの一部を受取るプレナム、並びにプレナムに配設された熱電発電機アセンブリを画定する、ガスタービンエンジン用のコアノズルが提供される。
【０００７】
別の態様では、ガスタービンエンジンアセンブリが提供される。１つの実施形態では、アセンブリは、エンジンアセンブリ、エンジンアセンブリによって生成されるコアフローの方向を決定するためエンジンアセンブリに隣接して配設されるコアノズル、コアノズルからのコアストリームの流れの一部を受取るためコアノズルがプレナムを画定するためファンストリームの方向を決定するように少なくともコアノズルの一部を取り囲むファンノズル、及びプレナム内に配設される熱電発電機アセンブリを含む。
【０００８】
別の態様では、ガスタービンエンジン内にコアストリームの流れを生成するステップ、ガスタービンエンジンの下流に配設されたコアノズルからのコアストリームの流れの一部をコアノズルによって画定されるプレナムの中へ方向を変えるステップ、及びプレナムの中へ方向を変えられたコアストリームの流れの一部を熱電発電機アセンブリの第１表面に通すステップを含む、ガスタービンエンジンの中で電力を生成する方法が提供される。
【０００９】
さらに別の態様では、コアストリームが流れるコアを画定するコアノズルウォール、コアノズルウォールに結合されたカウリングアセンブリを含み、該コアノズルウォール及びカウリングアセンブリは、コアノズルからのコアストリームの流れの一部を受取るプレナム、並びにプレナムに配設された熱電発電機アセンブリを画定する、ガスタービンエンジン用のコアノズルが提供される。
【００１０】
コアノズルは、コアノズルからのコアストリームの流れの一部の熱を熱電発電機アセンブリに伝導するようにプレナム内に配設される第１熱伝導フィン、熱電発電機アセンブリの熱をファンノズルからのファンストリームの流れの一部に伝導するようにプレナム内に配設される第２熱伝導フィンをさらに含み、該第１熱伝導フィンは少なくとも１つの表面インレット又はスクープインレットを含み、該第２熱伝導フィンは少なくとも１つの表面インレット又はスクープインレットを含み、熱電発電機アセンブリはコアストリームの流れに隣接して配設される第１表面とファンストリームの流れに隣接して配設される第２表面とを有し、該熱電発電機アセンブリは少なくとも１つの尖頂のある三次元表面又は波型の三次元表面を含み、該熱電発電機アセンブリはフレーム、フレーム上に装着された複数の熱電発電機デバイス、及び熱電発電機デバイスによって生成されるエネルギーを運ぶ電力バスを含む。
【００１１】
さらに別の態様では、エンジンアセンブリ、エンジンアセンブリによって生成されるコアストリームの流れの方向を決定するためエンジンアセンブリに隣接して配設されるコアノズル、ファンストリームの流れの方向を決定するように少なくともコアノズルの一部を取り囲むファンノズルを含み、該コアノズルがコアノズルからのコアストリームの流れの一部を受取るようにプレナムを画定し、且つ熱電発電機アセンブリがプレナム内に配設される、ガスタービンエンジンアセンブリが提供される。
【００１２】
ガスタービンエンジンアセンブリは、コアノズルからのコアストリームの流れの一部の熱を熱電発電機アセンブリに伝導するようにプレナム内に配設される第１熱伝導フィン、熱電発電機アセンブリの熱をファンノズルからのファンストリームの流れの一部に伝導するようにプレナム内に配設される第２熱伝導フィンをさらに含み、該第１熱伝導フィンは少なくとも１つの表面インレット又はスクープインレットを含み、該第２熱伝導フィンは少なくとも１つの表面インレット又はスクープインレットを含み、熱電発電機アセンブリはコアストリームの流れに隣接して配設される第１表面とファンストリームの流れに隣接して配設される第２表面とを有し、該熱電発電機アセンブリは少なくとも１つの尖頂のある三次元表面又は波型の三次元表面を含み、該熱電発電機アセンブリはフレーム、フレーム上に装着された複数の熱電発電機デバイス、及び熱電発電機デバイスによって生成されるエネルギーを伝送する電力バスを含む。
【００１３】
さらに別の態様では、ガスタービンエンジン内にコアストリームの流れを生成するステップ、ガスタービンエンジンの下流に配設されるコアノズルからのコアストリームの流れの一部をコアノズルによって画定されるプレナムの中へ方向を変えるステップ、及びプレナムの中へ方向を変えられたコアストリームの流れの一部を熱電発電機アセンブリの第１表面に通すステップを含む、ガスタービンエンジンの中で電力を生成する方法が提供される。
【００１４】
この方法は、ファンストリームの流れを生成するステップ、ファンノズルのファンストリームの流れの一部をコアノズルによって画定されるプレナムの中へ方向を変えるステップ、及びプレナムの中へ方向を変えられたファンストリームの流れの一部を熱電発電機アセンブリの第２表面に通すステップをさらに含み、該プレナムがコアノズルウォール及びコアノズルのカウリングアセンブリによって画定され、一又は複数の熱伝導ファンがプレナム内の熱を伝導し、プレナム内の気流速度がコアストリーム内の気流速度と異なり、さらに、プレナムの中へ方向を変えられたコアストリームの流れの一部をプレナムからファンストリームの流れの中へ排出するステップ、熱電発電機アセンブリからの電力を電力バスへ伝送するステップを含む。
【００１５】
ここで説明される特徴、機能及び利点は、本発明の種々の実施形態で単独で実現可能であり、また、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解される、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【００１６】
詳細な説明が添付の図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態にしたがって、熱電発電機アセンブリが設置されるガスタービンエンジン構成の概略断面図である。
【図２】実施形態にしたがって、熱電発電機アセンブリが設置されるガスタービンエンジン構成の概略断面図である。
【図３】実施形態にしたがって、熱電発電機アセンブリが設置されるガスタービンエンジン構成の概略断面図である。
【図４】実施形態にしたがって、熱電発電機アセンブリが設置されたガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図５】実施形態にしたがう熱電発電機アセンブリの概略上面図である。
【図６】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。
【図７】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。
【図８】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。
【図９】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。
【図１０】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。
【図１１】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。
【図１２】実施形態にしたがって、ガスタービンエンジンで電力を生成する方法の操作を図解するフロー図である。
【図１３】実施形態にしたがって、熱電発電機アセンブリを含むように適用される一又は複数のガスタービンエンジンアセンブリを組み込む航空機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に記載されているのは、ガスタービンエンジンを操作するための例示的なガスタービンエンジンノズルの構成及び方法、並びにそのようなノズルを組み込んだ航空機である。幾つかの実施形態では、ガスタービンエンジンコアノズルはプレナムを画定するハウジングを含む。一又は複数の熱電発電機デバイスがプレナムに配設されることがある。エンジンコアからのガスフローの一部はプレナムに迂回され、熱電発電機の第１表面を横断して流れ、熱電発電機全体にわたって温度差を生み出す。幾つかの実施形態では、ファンストリームの一部がプレナムの中へ向きが変えられて、熱電発電機の第２表面を横断して流れることがある。熱電発電機によって生成される電力は電力バスを介して伝送されることがある。
【００１９】
下記の説明では、様々な実施形態を徹底的に理解するため、多数の詳細事項が記載されている。しかしながら、当業者であれば、様々な実施形態が具体的な詳細事項なしで実行可能であることが理解できるであろう。他の例では、具体的な実施形態を不明瞭にすることがないように、よく知られている方法、手続き、コンポーネント、及び回路については、詳細に図解または説明していない。
【００２０】
幾つかの実施形態では、熱電発電機はガスタービン航空機エンジン内に設置されることがある。最も一般的で近代的な航空機のジェットエンジンは、ターボジェットエンジン又はターボファンエンジンのいずれかである。ターボエンジンでは、コンプレッサーによって吸気口からエンジンに空気が引き込まれ、圧縮され、燃料と混合された後、燃焼して高温高圧のガスストリームを生み出す。高圧ガスのエネルギーの一部はタービンによって抽出され、コンプレッサーを駆動して、航空機システムに動力を供給する。タービン段階の後、高圧ガスはノズルによって加速され、大気中に排出されて、推進力を生み出す。エンジンのこの部分は一般的にエンジンのコア又はガスジェネレータと呼ばれる。コアガスフローの物理的な経路は一般的にコアダクトと呼ばれ、コアダクト外側のハードウェアはコアカウリングと呼ばれている。高温のコア排気ストリームのためのノズルはコアノズルと呼ばれる。
【００２１】
ターボファンエンジンでは、吸気口の下流の気流の一部はコアの周囲をバイパスして、回転ブレードによって圧縮される。この気流は燃料と混合されて燃焼されることはないため、ブレードからのエネルギー付与によって外気よりわずかに温度が高いにすぎない。次に高圧空気はファンノズルを通って加速され、推進力を生み出す。エンジンのこの部分は一般的にファンと呼ばれる。ファンフローの物理的な経路は一般的にファンダクトと呼ばれ、ファンダクト外側のハードウェアは一般的にファンカウリングと呼ばれている。低温のファン排気ストリームのためのノズルは一般的にファンノズルと呼ばれる。
【００２２】
それぞれのストリームによって生み出される推進力は、エンジン設計及びバイパスされる空気流量すなわちファンストリームとコアストリームとの比率によって画定され、この比率はエンジンのバイパス比と呼ばれることがある。
【００２３】
図１〜３は、実施形態にしたがって、熱電発電機アセンブリが設置されるガスタービンエンジン構成の概略断面図である。図１を参照するに、ガスタービンエンジン構成は、エンジン１１０、ファン１１２、エンジンから下流に延びるコアノズル１２０、及びコアノズル１２０の少なくとも一部を取り囲むファンノズル１３０を含む。上述のように、エンジン１１０の操作では、コアノズル１２０によって排出されるガスのコアフローが生成される。エンジン１１０はまた、ファンノズル１３０を通るファンフローと呼ばれるバイパスされた気流を圧縮するファン１１２、ブレード１１４を駆動する。
【００２４】
図２及び３は、図１に図解されている構成と同様のガスタービンエンジン構成の概略断面図である。図１〜３に図解されている実施形態間での主要な違いは、コアノズルノズル１２０に対するファンノズル１３０の長さに関するものである。図１では、ファンノズル１３０は、コアノズル１２０の終端部よりもわずかに短い位置で終わる。これに対して、図２では、ファンフローとコアフローが別個のストリームとして排出されるように、ファンノズル１３０は、コアノズル１２０の終端部よりも十分に短い位置で終わる。一方、図３では、ファンノズル１３０は、コアノズル１２０の終端部の後方で終わる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、コアノズル１２０は、熱電発電機アセンブリが装着されるプレナムを画定するように適用される。このような実施形態の１つを図４に図解する。図４を参照するに、幾つかの実施形態では、コアノズル１２０は、コアストリームが流れるコアを画定するコアノズルウォール１２２を含む。コアノズルは、コアノズルウォール１２０に結合されるカウリングアセンブリ１２４を含む。コアノズルノズルウォール１２２及びカウリングアセンブリ１２４は共に、コアノズル１２０からのコアストリームの流れの一部を受取るプレナム１４０を画定する。
【００２６】
幾つかの実施形態では、第１熱伝導フィン１４２は、コアストリームの流れの一部の熱をコアノズル１２０から熱電発電機１５０へ伝導するため、プレナムの中に配設される。同様に、幾つかの実施形態では、第２熱伝導フィン１４４は、熱電発電機アセンブリ１５０の熱をファンノズル１３０からのファンストリームの流れの一部に伝導するため、プレナムの中に配設されてもよい。図４に図解した実施形態では、ガスは表面インレット１４６を介して第１熱伝導フィン１４２に流れる。このインレットは埋没インレットとも呼ばれることもあり、空気がプレナム１４０の中へ流れ込むことが可能なように、流線型の露出面の中にくぼんだ曲面を伴う浅い傾斜からなるインレット設計になっている。これとは対照的に、空気はスクープインレット１４８を介して第２熱伝導フィン１４４に流れるが、これは開口部、すなわちスクープを有するインレットで、対向するフローに面した開口部を有するフローストリームの中に配置される。当業者であれば、第１熱伝導フィン１４２及び第２熱伝導フィン１４４はそれぞれ表面インレット１４６又はスクープインレット１４８によってアクセス可能であることを認識するであろう。
【００２７】
熱電発電機アセンブリ１５０はプレナム１４０の中に配設されている。前記熱電発電機アセンブリが前記コアストリームの流れに隣接して配設される第１表面及び前記ファンストリームの流れに隣接して配設される第２表面を有する
請求項４に記載のコアノズル。プレナム１４０の中のガスは、ガスの推進力が捕捉されるように、ファンノズル１３０のファンストリームの中へ排出される。
【００２８】
実際には、プレナム１４０は十分に大きな容積を画定することがあり、プレナム１４０の中の気流速度がコアストリームの中の気流速度と異なることがある。動作中には、コアフローガスからの熱は、熱電発電機アセンブリ１５０全体にわたって温度差を生み出し、これにより熱電発電機アセンブリ１５０は順次電流を生成する。
【００２９】
幾つかの実施形態では、熱電発電機アセンブリ１５０は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の「熱電発電機アセンブリ及びシステム」という名称のＫｗｏｋらに対する米国特許公開第２０１１／０１０８０８０号、及び「熱電発電システム」という名称のＫｗｏｋらに対する米国特許公開第２００９／０１５９１１０号に記載された一又は複数の実施形態にしたがって、実質的に構築されることがある。図５は、本明細書での使用に適した熱電発電機アセンブリ１５０の単純化した概略図である。図５を参照すると、幾つかの実施形態では、熱電発電機アセンブリ１５０はフレーム１５６と、フレームに装着された複数の熱電発電機デバイス１５８と、熱電発電機デバイスによって生成されるエネルギーを伝送するための電力バス１６０とを含む。
【００３０】
図６〜１１は、実施形態にしたがって、ガスタービンエンジン上に設置される熱電発電機アセンブリの概略斜視図である。図６〜１１に図解される実施形態では、コアノズル１２０、プレナム１４０内に配設される熱電発電機アセンブリ１５０の一部を示すため、ファンノズルは切り取られている。最初に図６〜７を参照すると、幾つかの実施形態では、プレナム１４０はコアノズル１２０の実質的な長さ部分に沿って延在してもよい。  熱電発電機１５０の複数のフレーム１５６は、上述のように電力を生成するためプレナム１４０に配設されてもよい。図８〜９は、尖頂のある三次元表面を画定するようにフレームがプレナム１４０内に配置される第２の実施形態を図解している。図１０〜１１は、波型の三次元表面を画定するようにTEG フレームがプレナム１４０内に配置される第２の実施形態を図解している。
【００３１】
図１２は、実施形態にしたがって、ガスタービンエンジンで電力を生成する方法の操作を図解するフロー図である。図１２を参照すると、操作１２１０ではコアストリームフローが生成され、操作１２１５ではファンストリームフローが生成される。幾つかの実施形態では、操作１２１０及び１２１５は、エンジンが動作するときに、ジェットエンジンなどのガスタービンエンジンによって実装されることがある。
【００３２】
操作１２２０では、上述のように例えば熱伝導フィン１４２を使用することによって、コアストリームフローの一部はプレナムを通すことによってコアノズルから方向が変えられる。同様に、操作１２２５では、上述のように例えば熱伝導フィン１４４を使用することによって、ファンストリームフローの一部はプレナムを通すことによって方向が変えられる。
【００３３】
操作１２３０では、方向が変えられたコアストリームフローの一部は熱電発電機アセンブリ１５０の第１表面上を通過し、操作１２３５では、方向が変えられたファンストリームフローの一部は熱電発電機アセンブリ１５０の第２表面上を通過する。操作１２４０では、熱電発電機アセンブリ１５０は、熱電発電機アセンブリ１５０の第１表面と第２表面との間の温度差から電力を生成する。操作１２４５では、ストリームはプレナムからファンストリームの中へ排出される。
【００３４】
図１３は、実施形態にしたがって構成されるノズルを有する航空機１３００の概略図である。図１３を参照すると、航空機１３００は翼１３０２、胴体１３０１、及び推進システム１３０４を含む。図解されている推進システム１３０４は、翼１３０２によって運ばれるターボファンエンジンとして実装されることがある、少なくとも１つのガスタービンエンジンを含む。一又は複数の推進システム１３０４は、一又は複数の熱電発電機アセンブリ１５０を含むように上述のように具現化されてもよい。
【００３５】
このように、電力を生成するため、少量のコアガスフローを徐々に流すガスタービンエンジンアセンブリの実施形態が本明細書に記載されている。航空機エンジンのいずれかのフローストリームから永続的にエネルギーが取り除かれると、エンジン全体の性能が低下することがある。しかし、本明細書に記載されている実施形態におけるように、コアストリームからエネルギーが抽出され、ファンストリームに戻される場合には、エンジン性能が影響を受けることはない。実際には、エンジン全体の性能は向上することがある。これが、効率の点でターボファンがターボジェットを上回っている理由である。ターボファンでは、タービンによってエンジンコアの高温ガスからエネルギーが抽出される。メカニカルシャフトによって、タービンはファンを駆動してファンストリーム中の空気を動かす。タービンによってコアストリームから抽出されるエネルギーによるファンストリームのエネルギー増は、システムの機械的な非効率を低減する。ファンに関する推進効率はコアに関する推進効率よりも高い。その結果、全体の性能は向上する。
【００３６】
本明細書に記載されているように、幾つかの実施形態では、コアストリーム中の比較的少量の高温ガスがコアノズルウォールの位置で取り出される。高温ガスの熱エネルギーの一部は、抽出されて熱電発電機アセンブリ１５０に迂回される。電力は熱電発電機アセンブリ１５０によって生成される。熱電発電機アセンブリ１５０を通る残存熱エネルギーフローは、
コアカウリングで同様にして徐々に流されるファンストリームの低温の空気によって冷却される。温度が上昇した冷却用の空気は、ファンノズル出口の前でファンストリームに戻される。発電に使用されるエネルギー量は、TEG に抽出されるエネルギーと熱電発電機アセンブリ１５０の効率との積である。すなわち、効率２０％の熱電発電機アセンブリ１５０では、発電に使用されるエネルギーは抽出され熱電発電機アセンブリ１５０に流入するエネルギーの２０％で、抽出された未使用のエネルギーの８０％は冷却用の空気によってファンストリームに注入され、エンジンの制御容積内に戻される。
【００３７】
発電用に取り出された高温の残存ガスは、温度が低くなり、ファンストリームに再度投入され、エンジンの制御容積内に戻される。ファンストリーム内の質量流量の追加は、ファンストリームからの直接的な推力の出力を増大させる。ファンストリームへのエネルギーの追加は、ファンストリームからの推力を増加させるストリームの内部エネルギーを増大させる。非粘性（摩擦のない）システムの場合には、コアストリームからファンストリームへの質量並びにエネルギーの転移によって得られる推力は、コアストリーム内での同じ質量減少によって失う推力よりも大きくなることが示されることがある。実際のシステムでは、推力バランスは設置の性能効率から得られる。
【００３８】
明細書中での「一実施形態」又は「幾つかの実施形態」という言及は、実施形態に関連して記載されている、具体的な機能、構造、又は特性が少なくとも１つの実装に含まれていることを意味する。本明細書のさまざまな箇所に登場する「一実施形態では」という語句は、必ずしも同一の実施形態について言及しているわけではない。
【００３９】
実施形態を構造的特徴及び／又は方法論的行為に特有の言語で説明したが、特許請求の対象は説明された特定の特徴や行為に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、特定の特徴や行為は特許請求の対象を実装する例示的な形式として開示される。
【符号の説明】
【００４０】
１１０    エンジン
１１２    ファン
１１４    ブレード
１２０    コアノズル
１２２    コアノズルウォール
１２４    カウリングアセンブリ
１３０    ファンノズル
１４０    プレナム
１４２    第１熱伝導フィン
１４４    第２熱伝導フィン
１４６    表面インレット
１４８    スクープインレット
１５０    熱電発電機アセンブリ
１５２    第１表面
１５６    フレーム
１５８    熱電発電機デバイス
１６０    電力バス
１３００    航空機
１３０１    胴体
１３０２    翼
１３０４    推進システム
【図１】
2013167248.tif 000003
【図２】
2013167248.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013167248.tif 000007
【図６】
2013167248.tif 000008
【図７】
2013167248.tif 000009
【図８】
2013167248.tif 000010
【図９】
2013167248.tif 000011
【図１０】
2013167248.tif 000012
【図１１】
2013167248.tif 000013
【図１２】
2013167248.tif 000014
【図１３】
2013167248.tif 000015
【外国語明細書】
2013167248000001.pdf
2013167248000002.pdf
2013167248000003.pdf
2013167248000004.pdf