(57)【要約】【課題】  補機ギヤボックス駆動ブロア及び同様の他のブロアに関するエンジン燃料消費率（ＳＦＣ）を改善すること。【解決手段】  タービンエンジンシステムは、吸入流体流れを受け入れ、実質的に清浄な流体の第１の流れを受け入れる清浄出口（５２）と、排出流体の第２の流れを受け入れる排出出口（５４）とを有する吸入粒状物質セパレータ（３６）を含む。流体ポンプ（６４）は排出出口（５４）と流体連通する。流体ポンプ（６４）を通る排出流体の流れは選択的に調整される。【選択図】      図１
2016121687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入流体流れを受け入れる入口（４４）と、実質的に清浄な流体の第１の流れを受け入れる清浄出口（５２）と、排出流体の第２の流れを受け入れる排出出口（５４）とを有する吸入粒状物質セパレータ（３６）と、
前記排出出口（５４）と流体連通する流体ポンプ（６４）と、
前記流体ポンプ（６４）を通る排出流体の流れを調整する空気流制御装置（７０）と、
前記流体ポンプ（６４）を通る前記排出流体の流れを選択的に調整するために、前記空気流制御装置（７０）に接続するコントローラ（７２）と、
を備えるタービンエンジンシステム。
【請求項２】
前記流体ポンプ（６４）は、ブロアで構成される、請求項１に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項３】
前記ブロア（６４）を駆動するために前記ブロア（６４）に結合した補機ギヤボックス（６８）をさらに備える、請求項２に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項４】
前記ブロア（６４）は、前記排出出口（５４）に流体連通するブロア入口（８４）とブロア出口（８６）とを備え、前記空気流制御装置（７０）は、前記ブロア入口（８４）の下流にある、請求項２又は３に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項５】
前記ブロア出口（８６）は、ダクト（６６）に流体連通し、前記空気流制御装置（７０）は、前記ダクト（６６）を通る前記排出流体の流れを調整する、請求項４に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項６】
前記空気流制御装置（７０）は、絞り弁（７０）を備える、請求項１から５のいずれかかに記載のタービンエンジンシステム。
【請求項７】
少なくとも前記排出出口（５４）及び前記流体ポンプ（６４）を含む流路をさらに備え、前記絞り弁（７０）は、前記流路内の調整可能本体（７４）と、前記本体（７４）に作動可能に結合されて前記コントローラ（７２）からの制御信号に基づいて前記流路内の前記本体（７４）の向きを調整するようになったポジショナー（７６）とを備える、請求項６に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項８】
前記吸入粒状物質セパレータ（３６）は、
少なくとも部分的に前記清浄出口（５２）を含む清浄流路と前記排出出口（５４）を含む排出流路とを定める、フロースプリッター（４６）と、
前記フロースプリッター（４６）の上流でこれに隣接して、粒状物質を前記排出流路に向けるための凸状ハブセクション（４８）と、
を備える、請求項１に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項９】
前記空気流制御装置（７０）は、前記流体ポンプ（６４）の上流の前記排出流路内に配置される、請求項８に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項１０】
前記コントローラ（７２）に接続された粒状物質センサ（７８）であって、前記コントローラ（７２）が、前記粒状物質センサ（７８）から信号を受信して、前記信号の関数として前記空気流制御装置（７０）を制御するように構成される、粒状物質センサ（７８）、
前記コントローラ（７２）に接続された高度センサ（８０）であって、前記コントローラ（７２）が、前記高度センサ（８０）から信号を受信して、前記信号の関数として前記空気流制御装置（７０）を制御するように構成される、高度センサ（８０）、
前記空気流制御装置（７０）を選択的に制御するために前記コントローラ（７２）に接続されたスイッチ（８２）、
のうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１に記載のタービンエンジンシステム。
【請求項１１】
吸入流体流れを受け入れる入口（４４）、実質的に清浄な流体の第１の流れを受け入れる清浄出口（５２）、及び排出流体の第２の流れを受け入れる排出出口（５４）を備えた吸入粒状物質セパレータ（３６）と、前記排出出口（５４）に流体連通する流体ポンプ（６４）とを有する吸入粒状物質セパレータシステム（１６）を作動させる方法（９０）であって、
少なくとも１つの運転状態を特定する段階（９２）と、
前記少なくとも１つの運転状態に基づいて前記流体ポンプ（６４）を通る排出流体の流れを調整する段階（９４）と、
を含む方法（９０）。
【請求項１２】
前記流れを調整する段階（９４）は、前記流れを絞る段階を含む、請求項１１に記載の方法（９０）。
【請求項１３】
前記流れを調整する段階（９４）は、前記流れを低減する段階を含む、請求項１１に記載の方法（９０）。
【請求項１４】
前記流れを低減する段階は、前記流体ポンプ（６４）に繋がる流路を制限する段階、前記流体ポンプ（６４）に繋がる流路の一部を妨げる段階、又は前記流体ポンプ（６４）に繋がる流路の一部を定めるオリフィスのサイズを変更する段階のうちの１つを含む、請求項１３に記載の方法（９０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの運転状態を特定する段階（９２）は、前記吸入流体流れ中の粒状物質の量、前記清浄流体中の粒状物質の量、前記排出流体中の粒状物質の量、高度、又はパイロット操作スイッチ（８２）の位置のうちの少なくとも１つを特定する段階を含む、請求項１１に記載の方法（９０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にタービンエンジンに関し、より具体的にはタービンエンジンに使用される吸入粒状物質セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジン、特にガス又は燃焼タービンエンジンは、複数のタービンブレード上でエンジンを通過する燃焼ガス流からエネルギを抽出する回転式エンジンである。ガスタービンエンジンは、陸上及び海上移動並びに発電用途で使用されてきたが、これはヘリコプターを含む航空機といった航空用途で最も一般的である。航空機において、ガスタービンエンジンは、航空機の推進用に使用される。陸上用途において、タービンエンジンは発電用に使用される場合が多い。
【０００３】
ガスタービンエンジンの粒状物質吸い込みは、エンジン性能及び信頼性に悪影響を及ぼす場合があり、また、エンジンが必要とする補修及び保守管理の頻度が増える場合もある。吸入流体流れを介してエンジン圧縮機に供給される粒状物質の数の低減を助けるために種々の方法が用いられている。例えば、公知の吸入粒状物質セパレータ（ＩＰＳ）システムは、粒状物質に運動量及び軌道を与えることで作用して、この粒状物質を圧縮機に流入する流体流から離れるように導くようになっている。粒状物質は、通常補機ギヤボックスで（ＡＧＢ）から動力を得るブロアによって除去される。ＡＧＢはタービンから動力を得るので、ＩＰＳブロアは、エンジン速度に関連する速度で連続的に作動する。
【０００４】
いくつかの他のＩＰＳシステムは、クラッチ付きブロア又は可変駆動ブロアを含む。可変駆動ブロアは、調整可能な速度でブロアを駆動する可変出力モータを有する。このようなブロアでは、馬力抽出を低減できるが、このシステムは重量がありかつ複雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８４２４２７９号明細書
【発明の概要】
【０００６】
１つの態様において、本発明の実施形態は、吸入流体流れを受け入れる入口、実質的に清浄な流体の第１の流れを受け入れる清浄出口、及び排出流体の第２の流れを受け入れる排出出口を有する吸入粒状物質セパレータと、排出出口と流体連通する流体ポンプと、流体ポンプを通る排出流体の流れを調整する空気流制御装置と、流体ポンプを通る排出流体の流れを選択的に調整するために、空気流制御装置に接続するコントローラと、を有するタービンエンジンシステムに関する。
【０００７】
他の態様において、本発明の実施形態は、吸入流体流れを受け入れる入口、実質的に清浄な流体の第１の流れを受け入れる清浄出口、及び排出流体の第２の流れを受け入れる排出出口を備えた吸入粒状物質セパレータと、排出出口に流体連通する流体ポンプとを有する吸入粒状物質セパレータシステムを作動させる方法に関する。本方法は、少なくとも１つの運転状態を特定する段階と、少なくとも１つの運転状態に基づいて流体ポンプを通る排出流体の流れを調整する段階とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なヘリコプターの一部の平面図。
【図２】図１に示すヘリコプターに使用できる例示的なガスタービンエンジン入口の一部の拡大断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態による図２のＩＰＳシステムの一部の概略図。
【図４】本発明の第２の実施形態による図２のＩＰＳシステムの一部の概略図。
【図５】本発明の第３の実施形態によるＩＰＳシステムの作動方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の記載される実施形態は、一般にタービンエンジンに関し、より具体的にはタービンエンジンに使用される吸入粒状物質セパレータに関する。吸入粒状物質セパレータは、ブロア等の流体ポンプを含み、この流体ポンプは、周囲空気の粒状物質の濃度が低い場合といった粒状物質の分離が不要な場合であっても連続的に作動する。ブロアの連続的作動は、エンジンから不要な馬力量を抽出して燃料消費率を低下させる可能性がある。本発明の実施形態は、流体流中の粒状物質量又は高度といった作動条件に応じてＩＤＳブロアの作動を制御するためのシステム及び方法を提供する。例示目的で、本発明の実施形態は、以下で航空機用ガスタービンエンジンに関連して記載される。しかしながら、本発明の実施形態は、これに限定されるものではなく、移動体用途、又はこれ以外の工業用途、商業用途、及び住宅用途といった航空機以外の用途に広く適用できることを理解されたい。
【００１０】
図１は、ガスタービン組立体１２を含むヘリコプター１０の形態の航空機の平面図である。例示的な実施形態において、各ガスタービンエンジン組立体１２は、吸入粒状物質セパレータ（ＩＰＳ）システム１６及び排気口１８を有するガスタービンエンジン１４を含む。２つのガスタービンエンジン１４は、各ガスタービンエンジン１４の間で軸方向に延びる対称軸２０に対して対称に配置される。第３のガスタービンエンジン１４は、対のエンジン１４の後方に配置される。詳細には、対称に配置された対のガスタービンエンジン１４は、ヘリコプター胴体２２に対して取り付けられるが、第３のエンジン１４は、胴体２２が定めるエンジン区画２４内に取り付けられる。駆動シャフト２６は、各ガスタービンエンジン１４の前部から主動力伝達装置２８まで延びる。他の設計において、駆動シャフト２６は、エンジン１４の他の領域から延びることができる。
【００１１】
図２は、図１のガスタービンエンジン１４のうちの１つに関するＩＰＳシステム１６の拡大断面図である。ガスタービンエンジン１４は、中心線３０を定め、特に従来型構成要素である圧縮機入口３４を有する圧縮機３２を含む。例示的な実施形態において、ＩＰＳシステム１６は、エンジン１４の前端部に取り付けるように設計された取り外し可能なユニットとすることができる。詳細には、例示的な実施形態において、ＩＰＳシステム１６は、圧縮機３２及び排出システム３８と流体連通する吸入粒状物質セパレータ（ＩＰＳ）３６を含む。ＩＰＳ３６は、限定されるものではないが本明細書では粒状物質と呼ぶことができ、流体からＩＰＳ３６を通って圧縮機入口３４に入る、エンジン空気流に望ましくない砂、塵埃、ほこり、液体、及び／又は他の異物を含む物質を分離するように構成される。また、本明細書で用いる場合、用語「流体」は、限定されるものではないが、ガス、空気、又は液体のうちのいずれかを含む流動する何らかの物質又は媒体であることを理解されたい。
【００１２】
ＩＰＳ３６は、ナセル入口４０及び弾丸型ノーズ４２を含み、これらは一緒になって吸入流体流れを受け入れる吸気通路４４の形態の入口及びフロースプリッター４６を定める。弾丸型ノーズ４２は、円錐台状又は凸状ハブセクション４８を含む。ハブセクション４８の直径は、吸気通路４４に沿って下流方向に漸増する。さらに、ナセル入口４０の直径は、この領域では同様に幾分増大する。ハブセクション４８の直径は最大径に達するまで漸増し続け、その後、ハブ直径は、急減又は減少する。ＩＰＳ３６の直径が低減する部分は、分離セクション５０を定める。分離セクション５０は、吸入流体中の粒状物質が、結果的に圧縮機３２に流入することになる比較的清浄な流体である第２の流れから物理的に分離する領域である。吸入流体が急激に加速してハブの最大径を通過し、その後、この流体が強制的に圧縮機入口３４に向かって半径方向内向きに急旋回するので、粒状物質の分離はこの領域で起こる。吸入通路４４、フロースプリッター４６、及び分離セクション５０は、中心線３０の周りで半径方向に延びる。
【００１３】
フロースプリッター４６は、吸入通路４４を清浄流体通路５２と、該清浄流体通路５２の半径方向外側の汚染流体通路５４とに二分岐する。清浄流体通路５２は、ハブセクション４８から圧縮機３２の入口３４まで延び、実質的に清浄流体の流れを受け入れる清浄出口を定める。汚染流体通路５４は、ハブセクション４８から排出システム３８まで延び、排出流体の流れを受け入れる排出出口を定める。清浄流体の流れは、排出流体の流れに比べて実質的に清浄と考えられ、排出流体よりも粒状物質の濃度が低い。
【００１４】
例示的な実施形態において、ＩＰＳ排出システム３８は、スクロールケース５８の第１の端部に結合したスクロールベーン５６を含む。排出ダクト６０は、スクロールケース５８の出口ポート６２に結合してここから流体ポンプまで延び、流体ポンプの非限定的な例はブロア６４である。排気ダクト６６は、ブロア６４に結合してここから離れて延びる。スクロールベーン５６及びスクロールケース５８は、中心線３０の周りかつ吸入通路４４が定める周囲の周りで半径方向に延びる。
【００１５】
例示的な実施形態において、ブロア６４は、エンジン１４の補機ギヤボックスに（ＡＧＢ）６８に連結されかつ駆動される。ブロア６４は、粒状物質を排出ダクト６０から排気ダクト６６を通って除去するのを助ける。別の実施形態において、ブロア６４は、収集された粒状物質を排出ダクト６０から排気ダクト６６を通って放出するのを助ける任意の装置とすることができる。他の実施形態において、ブロア６４は何らかの他の手段で駆動できることを理解されたい。
【００１６】
エンジン作動時、流体は、吸入通路４４に流入し、ハブセクション４８を通過して、フロースプリッター４６によって２つの流体流れに分かれる。汚染流体流として知られる一方の流れは、汚染流体通路５４に向かって半径方向外側に向けられて排出システム３８に入り、汚染流体流は、ガスタービンエンジン１４から放出される。清浄流体流として知られる第２の流体流は、清浄流体通路５２に向かって半径方向内側に向けられる。吸入流体中の大部分の粒状物質は、大きな慣性及び運動量に起因して清浄流体通路５２への転向の際に方向を変えることができない。その結果、大部分の粒状物質は、軸方向のままで汚染流体通路５４に流入することになるので、比較的清浄な流体流が圧縮機３２に流入するのを助ける。汚染流体は、汚染流体通路５４を通ってスクロールベーン５６に流入し、スクロールベーン５６は、汚染流体をスクロールケース５８に向かわせる。スクロールケース５８は、汚染流体流から粒状物質を収集し、粒状物質を排出ダクト６０からブロア６４に導き、ブロア６４は、粒状物質を排気ダクト６６から大気に放出する。
【００１７】
図３は、本発明の第１の実施形態による図２のＩＰＳ排出システム３８の一部の概略図である。ＩＰＳ排出システム３８は、ブロア６４を通る排出流体の流れを調整するための空気流制御装置７０を含むことができる。空気流制御装置７０は、ＩＰＳ排出システム３８の排出流路内の流れを制御し、排出流路は吸入粒状物質セパレータの排出出口まで及び、排出ダクト６０、ブロア６４、及び排気ダクト６６を含む。空気流制御装置７０は、排出流路を選択的に制限することでブロア６４を通る質量流量を低減することができる。ブロア６４はＡＧＢ６８から動力を取り、結果的にガスタービンエンジン１４から動力を取るので、質量流量の低減により、ＡＧＢ６８からの必要とされる動力が少なくなり、ブロア６４で消費される馬力が低減する。ブロア馬力抽出が減少すると、エンジンの燃料消費率（ＳＦＣ）が改善される。
【００１８】
空気流制御装置７０は、ＩＰＳ排出システム３８の排出流路内のブロア６４の上流又は下流を含む種々の場所に設けることができる。例えば、空気流制御装置７０は、ブロア６４に繋がる流路を制限するための、ブロア６４に繋がる流路の一部を妨げるための、又はブロア６４に繋がる流路の一部を定めるオリフィスのサイズを変更するための機構を含む。空気流制御装置７０のいくつかの非限定的な例としては、絞り弁、又はブロア６４の入口又は出口の内部に配置されたベーンのガイド角を制御する機構を挙げることができる。
【００１９】
コントローラ７２は、空気流制御装置７０の作動を制御してブロア６４を通る排出流体の流れを選択的に調整するために、空気流制御装置７０に接続することができる。コントローラ７２は、必要に応じて空気流制御装置７０をリアルタイムで調整してブロア６４を通して所望の粒状物質分離性能に対応する流量を可能にすること、又は予定の飛行経路及び予想される粒状物質分離性能に対応する所定の周期で調整すること、又はこれらの組み合わせを行うことができる。
【００２０】
空気流制御装置７０のための例示的なコントローラ７２は、処理ユニット、システムメモリ、及びシステムメモリを含む様々なシステムコンポーネントを処理ユニットに結合するシステムバスを含むコンピュータの形態にある汎用コンピューティングデバイスを含むことができる。システムメモリは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。また、コンピュータは、磁気ハードディスクからの読出し及びその書込みのための磁気ハードディスクドライブ、取外し式磁気ディスクからの読出し及びその書込みのための磁気ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光媒体等の取外し式光ディスクからの読出し及びその書込みのための光ディスクドライブを含むことができる。これらのドライブ及びそれらの関連の機械可読媒体は、機械実行可能命令、データ構造体、プログラムモジュール、及びコンピュータのための他のデータの不揮発性記憶を可能にする。
【００２１】
例示的な実施形態において、空気流制御装置７０は、絞り弁の形態で提供される。絞り弁７０は、流れを制限又は妨げることによって若しくはオリフィスのサイズを変更することによって管理できる機構を含む。図示のように、絞り弁７０は、電気、油圧、又は空気アクチュエータ又はポジショナー７６で調整される本体７４を有することができる。調整可能な本体７４は、排出システム３８の排出流路内に設けることができ、コントローラ７２から受信した制御信号に応答してポジショナー７６によって開閉して、開度を変えるようになっている。調整可能本体７４は、ブロア６４への損傷を防ぐために部分的に閉じるだけとすることができる。ポジショナー７６は、航空機エンジ駆動式発電機、バッテリ、又は他のエネルギ源により駆動することができる。ＩＰＳ排出システム３８に適切な絞り弁７０のいくつかの実施例としては、限定されるものではないが、バタフライ弁、グローブ弁、ダイアフラム弁、又は他の流れ制御装置を挙げることができる。
【００２２】
絞り弁７０は、コントローラ７２からの信号に基づいて自動調整可能である。制御信号は、コントローラ７２に対する少なくとも１つの入力の関数とすることができる。絞り弁７０は、この入力の関数として選択された流量又は電力設定値でブロア６４を作動するように制御できる。コントローラ７２は、種々の供給源から絞り弁７０を制御するための入力を受信することができる。コントローラ入力の供給源は、例えば、粒状物質センサ、高度センサ、又はパイロット操作スイッチとすることができる。さらに、コントローラ７２は、複数の供給源から絞り弁７０を制御するための入力を受信するために、各入力源を任意の組み合わせたものに接続することができる。
【００２３】
１つの実施例において、コントローラ７２は、コントローラ７２に接続された粒状物質センサ７８から入力信号を受信することができる。粒状物質センサ７８は、特定の場所での流体中の粒状物質の量を検出又は監視することができる。粒状物質センサ７８は、大気中の粒状物質の量を検出するためにナセル入口４０（図２）の流体がＩＰＳシステム１６に流入する場所に配置すること、又は粒状物質が分離された例えばブロア６４の下流といった下流箇所に配置することができる。粒状物質センサ７８のいくつかの非限定的な例としては、静電センサ、光電管、又は電磁カウンタを挙げることができる。
【００２４】
コントローラ７２は、粒状物質センサ７８から入力信号を受信して、入力信号の関数として絞り弁７０を制御することができる。例えば、流体中の粒状物質が僅か又は全く無い場合、絞り弁７０は、ブロア６４への流体流を低減することができる。大量の粒状物質が存在する場合、ブロア６４への流体流れは、所望の粒状物質セパレータ性能に対応する流量に設定することができる。
【００２５】
他の実施例において、コントローラ７２は、コントローラ７２に接続された高度センサ８０から入力信号を受信することができる。高度センサ８０は、ヘリコプター１０の高度を検出又は測定することができる。高度センサ８０のいくつかの非限定的な例としては、高度計、ＧＰＳ、ベローズ、又は真空弁を挙げることができる。
【００２６】
コントローラ７２は、高度センサ８０から信号を受信して、この信号の関数として絞り弁７０を制御することができる。例えば、高高度において、流体中に粒状物質が僅か又は存在しないことが予期される場合、絞り弁７０はブロア６４への流体流れを低減することができる。低高度において、大量の粒状物質の存在が予期される場合、ブロア６４への流体流れは、所望の粒状物質セパレータ性能に対応する流量に設定することができる。
【００２７】
別の実施例において、コントローラ７２は、パイロット操作スイッチ８２から入力信号を受信することができる。スイッチ８２は、ブロア６４への流体流れを所望の粒状物質セパレータ性能に対応する流量に設定又は調整するために、ヘリコプター１０のパイロットが操作可能である。スイッチ８２は、ブロア６４への特定の流体流量を選択するために使用することができる。もしくは、スイッチ８２は、ブロア６４に対して所定の流量となるようにＩＰＳシステム１６の運転モードを設定するために使用することができる。例えば、ＩＰＳシステム１６は、絞り弁７０がブロア６４に対する全開流量を可能にする高分離モードと、絞り弁７０がブロア６４に対する流量を制限する低分離モードとを有する。パイロットは、離着陸といった強化された粒状物質分離を必要とする状况では高分離モードを選択し、高高度又は海上飛行といった多くの分離を必要としない状况では低分離モードに切り替えることができる。
【００２８】
絞り弁７０は、ブロア６４の上流又は下流を含む、ＩＰＳ排出システム３８の排出流路内の様々な場所に設けることができる。図３に示す実施形態において、ブロア６４は、排出ダクト６０に流体連通するブロア入口８４及び排気ダクト６６に流体連通するブロア出口８６を含む。絞り弁７０は、ブロア出口８６下流の排気ダクト６６内に配置される。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施形態による図２のＩＰＳ排出システム３８の一部の概略図である。図４に示す実施形態において、絞り弁７０は、ブロア入口８４上流の排出ダクト６０内に配置される。
【００３０】
図５は、本発明の第３の実施形態によるＩＰＳシステム１６の作動方法９０を示すフローチャートである。方法９０は、運転状態に応じて、ブロア６４といった流体ポンプの作動を制御するために使用することができる。作動時、コントローラ７２は、方法９０を実行することができる。コントローラ７２は、流体ポンプの作動を制御するための実行可能命令セットを有する１又はそれ以上のコンピュータプログラムの全て又はその一部を含むことができる。
【００３１】
プログラムは、機械実行可能命令又はデータ構造を保持又は格納する機械可読媒体を含むことができるコンピュータプログラム製品に含むことができる。このような機械可読媒体は、何らかの利用可能媒体とすることができ、汎用又は専用のコンピュータ、或いはプロセッサを備えた他のマシンによってアクセスすることができる。一般に、このようなコンピュータプログラムは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、アルゴリズム、その他を含むことができ、これらは、特定のタスクを実施し、又は特定の抽象データ型を実装するといった技術的作用を有する。機械実行可能命令、関連データ構造、及びプログラムは、本明細書で開示される情報の交換を実行するプログラムコードの実施例を示す。機械実行可能命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は専用処理機械に特定の機能又は機能のグループを実施させる命令及びデータを含むことができる。
【００３２】
ステップ９２において、少なくとも１つの運転状態が特定される。運転条件のいくつかの非限定的な例としては、吸入流体流れ内の粒状物質の量、清浄流体内の粒状物質の量、排出流体内の粒状物質の量、又はパイロット操作スイッチ８２の位置を挙げることができる。ステップ９２に関して、コントローラ７２は、１又は複数の運転状態を特定するために粒状物質センサ７８、高度センサ８０、パイロット操作スイッチ８２、又はこれらの任意の組み合わせを含む種々のセンサから入力を受信することができる。ステップ９４において、ステップ９２で特定した１又は複数の運転状態に基づいて、ブロア６４を通る排出流体の流れを調整する。流れ調整は、空気流制御装置７０を用いてブロア６４を通る排出流体の流れを調整することを含む。ブロア６４を通る流れは、高度センサ８０で判定された高高度で、粒状物質センサ７８で検出された粒状物質が僅か又は存在しない場合、又はパイロットがスイッチ８２を使用して特定の流量又は分離モードを選択した場合といった、特定の運転状態において低減することができる。流れ低減は、ブロア６４に繋がる流路を制限すること、ブロア６４に繋がる流路の一部を妨げること、又はブロア６４に繋がる流路の一部を定めるオリフィスのサイズを変更することを必要とする。１つの実施例において、ブロア６４を通る流れは、ポジショナー７６を用いて本体７４の位置を調整することで絞ることができる。
【００３３】
前記の実施形態のいずれかにおいて、ブロア６４以外の流体ポンプを使用することができる。例えば、流体ポンプは、収集された粒状物質を排出ダクト６０から排気ダクト６６を通して放出するのを助ける任意の装置とすることができる。さらに、本発明の各実施形態は、エンジン１４のＡＧＢ６８で駆動される又は他の装置で駆動される流体ポンプに適用することができる。
【００３４】
本明細書に記載される本発明に関連するシステム、方法、及び他の装置の種々の実施形態は、特にタービンエンジンにおいて燃費を改善する。前述の実施形態の技術的効果は、ブロア流路を制限又は調整すること従って空気流質量を低減することで、ブロアの馬力抽出を変えるための空気流制御装置を備えた吸入粒状物質分離システムを含む。ブロア馬力抽出を低減することで、補機ギヤボックス駆動ブロア及び同様の他のブロアに関連するエンジン燃料消費率（ＳＦＣ）が改善される。可変駆動ブロアを使用してＩＰＳブロアの馬力抽出を低減することが知られているが、これらのシステムは重量があり、ＳＦＣには有効ではない。また、これらのシステムは比較的複雑であり、直接駆動式ブロアに比べて信頼性が低い可能性がある。本発明の実施形態は、可変駆動式ブロアシステムに比べて比較的軽量かつ単純な空気流制御装置を利用する。
【００３５】
加えて、ブロアに対する空気流質量は、流体流れ中の粒状物質の量、航空機の高度、又はパイロット操作スイッチの位置といった運転状態に応じて制御することができる。ＳＦＣの改善に加えて、ブロア馬力抽出の低減は、追加の又は緊急のエンジン馬力が必要な場合に好都合とすることができ、本明細書に記載の実施形態を利用して、トルクをブロアからエンジンに流用することができる。
【００３６】
本明細書は、開示される主題の実施例を用いて、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本開示の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ヘリコプター
１２  エンジン組立体
１４  ガスタービンエンジン
１６  ＩＰＳシステム
１８  排気口
２０  軸
２２  胴体
２４  エンジン区画
２６  駆動シャフト
２８  動力伝達装置
３０  中心線
３２  圧縮機
３４  圧縮機入口
３６  ＩＰＳ
３８  排出システム
４０  ナセル入口
４２  弾丸型ノーズ
４４  吸入通路
４６  スプリッター
４８  ハブセクション
５０  分離セクション
５２  清浄流体通路
５４  汚染流体通路
５６  スクロールベーン
５８  スクロールケース
６０  排出ダクト
６２  出口ポート
６４  ブロア
６６  排気ダクト
６８  補機ギヤボックス
７０  空気流制御装置／絞り弁
７２  コントローラ
７４  絞り弁本体
７６  絞り弁ポジショナー
７８  粒状物質センサ
８０  高度センサ
８２  スイッチ
８４  ブロア入口
８６  ブロア出口
９０  方法
９２  ステップ
９４  ステップ
【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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【外国語明細書】
2016121687000001.pdf