(57)【要約】【課題】ジェットポンプのための方法およびシステムが提供される。【解決手段】ジェットポンプシステムは、ノズルを有する予混合ボウル、少なくとも部分的にノズルを囲む混合部、および第１の流体の流れを受け、第１の流体の流れをノズルの入口へと導くように構成された第１の入口開口を備える。予混合ボウルは、第２の流体の流れを受け、第２の流体の流れを混合部へと導くように構成された第２の入口開口をさらに有する。第２の入口開口は、第１の入口開口面積を有する。第２の入口開口は、中心軸線に対して傾斜した、予混合ボウルへの進入角度を有する。予混合ボウルは、第３の流体の流れを受け、第３の流体の流れを混合部へと導くように構成された第３の入口開口をさらに有する。【選択図】図１３
2016133122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予混合ボウル（１３０４）を備えるジェットポンプシステム（１３０２）であって、
前記予混合ボウルが、
中心軸線（１３０８）を有するノズル（１３０６）と、
前記ノズルを少なくとも部分的に囲む混合部（１３１０）と、
第１の加圧流体源から第１の流体の流れ（１３１４）を受け、前記第１の流体の流れを前記ノズルの入口へと導くように構成された第１の入口開口（１３１２）と、
第２の加圧流体源から第２の流体の流れ（１３２０）を受け、前記第２の流体の流れを前記混合部へと導くように構成された第２の入口開口（１３１８）であって、前記第２の入口開口は、第１の入口開口面積（１３２２）を有し、前記第２の入口開口は、前記中心軸線に対して傾斜した前記予混合ボウルへの進入角度（１３２４）を有する、第２の入口開口と、
前記第２の加圧流体源から第３の流体の流れ（１３２８）を受け、前記第３の流体の流れを前記混合部へと導くように構成された第３の入口開口（１３２６）であって、前記第３の入口開口は、第２の入口開口面積（１３３０）を有し、前記第３の入口開口は、前記中心軸線に対して傾斜した前記予混合ボウルへの進入角度（１３３２）を有する、第３の入口開口と、
前記予混合ボウルから、前記第１、第２、および第３の流体の流れを導くように構成された出口開口（１３３４）と、
前記中心軸線に位置合わせされた前記出口開口から延びる混合管（１３３６）とを含む、
ジェットポンプシステム。
【請求項２】
前記ノズル（１３０６）が円錐形の断面を有する、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項３】
前記ノズル（１３０６）が複数の分葉状の通路を備える、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項４】
前記複数の分葉状の通路が、前記中心軸線（１３０８）に沿ってらせん状に延び、前記ノズル（１３０６）を通るらせん状の流路を画定する、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項５】
前記複数の分葉状の通路の少なくとも１つが、多角形の断面を含む、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項６】
前記複数の分葉状の通路の少なくとも１つが、弧状の部分を有する断面を含む、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項７】
前記第１の入口開口（１３１２）が、前記第１の加圧流体源から、変調された流体の流れを選択的に受けるように構成される、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項８】
前記第２および前記第３の入口開口（１３１８、１３２６）のうちの少なくとも１つが、前記開口の面を横切る、一様でない流れ勾配を有する流体の流入を受けるように構成される、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項９】
前記第２の入口開口（１３１８）の面積、および前記第３の入口開口（１３２６）の面積が互いに対して異なる、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項１０】
前記第２の入口開口（１３１８）および前記第３の入口開口（１３２６）が、そのそれぞれの流れを前記出口開口（１３３４）に向かって導くために、前記中心軸線（１３０８）に対して角度付けされている、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項１１】
前記第２の入口開口を通る前記流体の流れの速度が前記第１の入口開口を通る前記流体の流れよりも速くなるように、前記第１の入口開口が、前記第２の入口開口よりも大きく、前記第１の入口開口と前記第２の入口開口との間の一様でない流れが、前記予混合ボウル内での旋回を促進する、請求項１に記載のジェットポンプシステム。
【請求項１２】
複数の異なる流れ、および複数の異なる圧力で給気する方法であって、
比較的高圧の第１の流体の流れ（１３１４）を、予混合器（１３０４）のノズル（１３０６）の入口（１３１６）へと導くステップと、
複数の比較的低圧の流体の流れのうちの少なくとも１つ、および比較的高圧の第２の流体の流れ（１３２０）を前記予混合器の混合部（１３１０）の中に導くステップであって、前記流れは、不均等な流量および不均等な流速であり、前記流れは、前記複数の比較的低圧の流体の流れのそれぞれが、前記混合部に流入する際に、前記各流れを横切る流れ勾配を有するように、流入する前にそれぞれの弧状経路を通って導かれる、導くステップと、
前記ノズルの下流にある前記混合部で、前記比較的高圧の流体の流れと、前記複数の比較的低圧の流体の流れとを混合するステップと、
比較的低圧の流体のみが前記予混合器に入るように、前記予混合器の前記ノズルの前記入口への前記比較的高圧の第１の流体の流れ、および前記混合部に入る前記比較的高圧の第２の流体の流れを遮断するステップと、
前記比較的高圧の流体の流れのみが前記予混合器に入るように、前記混合部に入る前記複数の比較的低圧の流体の流れを遮断するステップとを含む方法。
【請求項１３】
前記ノズル（１３０６）の下流で、前記比較的低圧の流体の流れを前記比較的高圧の第１の流体の流れ（１３１４）と混合する前に、前記予混合器（１３０４）内で、前記複数の比較的低圧の流体の流れを混合するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
航空管理システム（ＡＭＳ）（１０８）を備える航空機（１００）であって、前記ＡＭＳが、
ジェットポンプ装置を備え、前記ジェットポンプ装置が、
予混合ボウル（１３０４）を備え、前記予混合ボウルが、
中心軸線（１３０８）を有するノズル（１３０６）と、
前記ノズルを少なくとも部分的に囲む混合部（１３１０）と、第１の加圧流体源から第１の流体の流れ（１３１４）を受け、前記第１の流体の流れを前記ノズルの入口（１３１６）へと導くように構成された第１の入口開口（１３１２）と、
第２の加圧流体源から第２の流体の流れ（１３２０）を受け、前記第２の流体の流れを前記混合部へと導くように構成された第２の入口開口（１３１８）であって、前記第２の入口開口は、第１の入口開口面積（１３２２）を有し、前記第２の入口開口は、前記中心軸線に対して傾斜した前記予混合ボウルへの進入角度（１３２４）を有する、第２の入口開口と、
前記第２の加圧流体源から第３の流体の流れ（１３２８）を受け、前記第３の流体の流れを前記混合部へと導くように構成された第３の入口開口（１３２６）であって、前記第３の入口開口は、第２の入口開口面積（１３３０）を有し、前記第３の入口開口は、前記中心軸線に対して傾斜した前記予混合ボウルへの進入角度（１３２４）を有する、第３の入口開口と、
前記予混合ボウルから、前記第１、第２、および第３の流体の流れを導くように構成された出口開口（１３３４）と、
前記中心軸線に位置合わせされた前記出口開口から延びる混合管（１３３６）とを有する、
航空機。
【請求項１５】
前記ノズル（１３０６）が円錐形の断面を有する、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項１６】
前記ノズル（１３０６）が複数の分葉状の通路を備える、請求項１に記載のジェットポンプシステム。
【請求項１７】
前記複数の分葉状の通路が、前記中心軸線（１３０８）に沿ってらせん状に延び、前記ノズル（１３０６）を通るらせん状の流路を画定する、請求項１に記載のジェットポンプシステム。
【請求項１８】
前記第２の入口開口（１３１８）の面積、および前記第３の入口開口（１３２６）の面積が互いに対して異なる、請求項１に記載のジェットポンプシステム。
【請求項１９】
前記第２の入口開口（１３１８）および前記第３の入口開口（１３２６）が、そのそれぞれの流れを前記出口開口（１３３４）に向かって導くために、前記中心軸線（１３０８）に対して角度付けされている、請求項１に記載のジェットポンプシステム（１３０２）。
【請求項２０】
前記第２の入口開口を通る前記流体の流れの速度が、前記第１の入口開口を通る前記流体の流れよりも速くなるように、前記第１の入口開口が、前記第２の入口開口よりも大きく、前記第１の入口開口と前記第２の入口開口との間の一様でない流れが、前記予混合ボウル内での旋回を促進する、請求項１に記載のジェットポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般にジェットポンプに関し、より詳細には、混合管の直径の４つ分の長さよりも短い距離で、十分に混合された流れを有するジェットポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
知られている航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）の少なくとも一部は、高圧（ＨＰ）、低圧（ＬＰ）、および混合モードの抽気レベルのための供給源を備える。通常、ＨＰおよびＬＰの流れは、各エンジンの抽気ポートから直接供給される。混合モードの抽気は、ジェットポンプを通じて供給される。ジェットポンプは、ＨＰおよびＬＰの両方の空気流を受け、流れを選択可能な比率で混合し、混合モードの抽気をＡＭＳへと送る。新しいエンジンは、標準的なアーキテクチャのジェットポンプ構成部品の使用を許容しない、制約された空間要件を有する傾向があり、また、単に標準的なアーキテクチャのジェットポンプを拡大縮小するのみでは、ＨＰの流れとＬＰの流れとを適切に混合することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８４６５２６４号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態において、ジェットポンプシステムは、中心軸線に沿ったノズルを含む予混合ボウルを備え、混合部がノズルの少なくとも一部を囲んでいる。予混合ボウルはまた、第１の加圧流体源から第１の流体の流れを受け、第１の流体の流れをノズルの入口へと導くように構成された第１の入口開口、および第２の加圧流体源から第２の流体の流れを受け、第２の流体の流れを混合部へと導くように構成された第２の入口開口を含む。第２の入口開口は、第１の入口開口面積、および中心軸線に対して傾斜した、予混合ボウルへの進入角度を有し、第３の入口開口は、第２の加圧流体源から第３の流体の流れを受け、第３の流体の流れを混合部へと導くように構成される。第３の入口開口は、第２の入口開口面積、および中心軸線に対して傾斜した、予混合ボウルへの進入角度を有する。予混合ボウルはまた、予混合ボウルから第１、第２、および第３の流体の流れを導くように構成された出口開口を有する。ジェットポンプシステムは、中心軸線に位置合わせされた、出口開口から延びる混合管をさらに備える。
【０００５】
別の実施形態において、複数の異なる流れ、および複数の異なる圧力で給気する方法が提供される。この方法は、比較的高圧の第１の流体の流れを予混合器のノズルの入口へと導くステップと、複数の比較的低圧の流体の流れの少なくとも１つ、および比較的高圧の第２の流体の流れを予混合器の混合部の中へと導くステップとを含む。低圧の流れは、不均等な流量、かつ不均等な流速である。複数の比較的低圧の流体の流れのそれぞれが、混合部に入る際に、各流れを横切る流れ勾配を有するように、流れは、混合部に入る前にそれぞれの弧状経路を通って導かれる。この方法はまた、ノズルの下流の混合部で、比較的高圧の流体の流れと、複数の比較的低圧の流体の流れとを混合するステップ、ならびに比較的低圧の流体のみが予混合器に入るように、比較的低圧の複数の第２の流体の流れが混合部に入るのを可能にしながら、比較的高圧の第１の流体の流れが予混合器のノズルの入口に入るのを遮断するステップと、比較的高圧の流体の流れのみが予混合器に入るように、複数の比較的低圧の流体の流れが混合部に入るのを遮断するステップとを含む。
【０００６】
さらに別の実施形態において、航空機は、ジェットポンプ装置を有する航空管理システム（ＡＭＳ）を備える。ジェットポンプ装置は、中心軸線に沿ったノズルを有する予混合ボウル、少なくとも部分的にノズルを囲む予混合部、第１の加圧流体源から第１の流体の流れを受け、第１の流体の流れをノズルの入口へと導くように構成された第１の入口開口、および第２の加圧流体源から第２の流体の流れを受け、第２の流体の流れを混合部へと導くように構成された第２の入口開口を含む。第２の入口開口は、第１の入口開口面積、および中心軸線に対して傾斜した、予混合ボウルへの進入角度を有する。予混合ボウルは、第２の加圧流体源から第３の流体の流れを受け、第３の流体の流れを混合部へと導くように構成された第３の入口開口を有する。第３の入口開口は、第２の入口開口面積、および中心軸線に対して傾斜した、予混合ボウルへの進入角度を有し、出口開口は、予混合ボウルから第１、第２、および第３の流体の流れを導くように構成される。ジェットポンプ装置は、中心軸線に位置合わせされた、出口開口から延びる混合管をさらに備える。
【０００７】
本開示のこれらその他の特徴、態様、および利点は、全図面を通して同一の符号が同一の部品を表す、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明が読まれるときに、よりよく理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の１つの例示的な実施形態による、機体および翼を含む航空機の斜視図である。
【図２】航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源の配管の３次元（３Ｄ）等角図である。
【図３】図２に示す、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源の一部の、配管の３次元（３Ｄ）等角図である。
【図４】図３に示す、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源の一部の平面図である。
【図５】図２に示す、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源の一部の立面図である。
【図６】部品を部分的に除去した、混合ボウルの側面図である。
【図７】ジェットポンプ連結フランジの中を下から見上げた、図６に示すような円錐形を有するノズルを伴う、混合ボウルの図である。
【図８】ジェットポンプ連結フランジの中を下から見上げた、分葉形状を有するノズルを伴う、混合ボウルの図である。
【図９】ＬＰ流とＨＰ流との間に追加の流れのせん断を生成するために、図８に示すような分葉形状を有するノズルを伴う、混合ボウルの平面図である。
【図１０】ノズルが、同様に流れのせん断を増加させる代替的な形状を有する、混合ボウルの平面図である。
【図１１】ノズルが、同様に流れのせん断を増加させる、別の代替的な形状を有する、混合ボウルの平面図である。
【図１２】らせん状の分葉形状を有するノズルの側面図である。
【図１３】本開示の例示的な実施形態による、ジェットポンプを通る混合流を示す３Ｄ等角図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
別段の指示がない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を例示することが意図されている。このような特徴は、本開示の１つ以上の実施形態を含む、多種多様なシステムに適用可能であると考えられる。このように、図面は、本明細書に開示される実施形態の実施に必要とされる、当業者によって知られている従来の特徴の全てを含むものではない。
【００１０】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に対する参照がなされ、これは以下の意味を有することが定義されるものとする。
【００１１】
単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈に特に明記しない限り、複数形を含む。
【００１２】
「任意の」または「任意選択の」は、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含む。
【００１３】
本明細書および特許請求の範囲を通じて使用されているような近似を表す用語は、それが関連する基本的な機能を変更することなく、許容範囲内で異なり得る、任意の定量的な表現の修飾に適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、「ほぼ」等の１つまたは複数の用語によって修飾された値は、特定された正確な値に限定されない。少なくともいくつかの事例において、近似を表す用語は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。ここにおいて、ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の制限は、組み合わせるかかつ／または置き換えることができ、このような範囲は識別され、文脈または用語で特に示されない限り、そこに含まれる全ての副範囲を含む。
【００１４】
本明細書で説明されるジェットポンプシステムは、現在使用可能なものよりも短い混合管を使用して、航空管理システム（ＡＭＳ）に混合モードの抽気を供給するための費用効率の良い方法を提供する。単に標準的なアーキテクチャのジェットポンプを縮小するのみでは、適切な混合をもたらすことができない。本明細書で説明されるジェットポンプは、ジェットポンプの混合管の部分の直径４つ分の長さよりも短い距離で、十分に混合された流れを有することが可能である。本明細書で説明される実施形態は、航空機環境制御システム（ＥＣＳ）および翼氷結防止（ＷＡＩ）のために、ガスタービンエンジン圧縮機の、４段目の比較的低圧のポート、および／または１０段目の比較的高圧のポートからの、高圧圧縮機（ＨＰＣ）抽気を使用する。例示的な実施形態において、４段目からの抽気は、コア空気流の最大約１０％、１０段目からは、コア空気流の最大約１５％になる場合がある。４段目が第１の圧力／温度限界以下で動作し、１０段目が第２の圧力／温度限界を超えて動作する一定の条件下では、いずれの段も必要な空気圧を送ることができない。４段目の抽気を単独で供給できる機能と、１０段目の抽気を単独で供給できる機能との間に給気するために、４段目の抽気と１０段目の抽気との混合が用いられる。特に、本明細書で説明される実施形態は、混合部の入口の直径４つ分以下で、十分に発達した混合流を供給するために、以下の特徴の１つ以上を用いる。すなわち、この特徴は、複数の入口間で一様でない流れ場を促進し、旋回弁を用いることなく、低圧の空気の流れの中で旋回を促進する上流ダクト屈曲を含む。直径が異なる複数の低圧入口（ただし流れの分割は半々に近い）は、より高速なＬＰ脚部が、ＨＰ流の導入の前に、より低速なＬＰ脚部を予旋回させることを可能にし（すなわち、ＬＰ流を予め増強して、混合ダクト内でより良い旋回を生成する）、複数の入口は、旋回と流れの性能要件（ＬＰ流の損失を最小化する）とのバランスをとるために、混合流の方向に対する角度に配置される。この特徴はまた、全体の圧力損失を最小化し、効率的な旋回の生成を促進し、混合部の入口における、ＨＰ中央ジェットのコヒーレンスの維持を容易にするために予旋回させる予混合ボウルを含み、軽量で、より短い中央ノズルで、効果的な混合長さを増加させ、ＬＰ損失を少なくし、逆流マージンを改善することを可能にする。開示されるジェットポンプシステムの特徴は、ノズル出口の下流にある混合部で、中央の遮断物の周囲を流れるように、一様でない入口流れ場を誘導することによって旋回の生成を向上させる、円錐形の中央ノズルをさらに含み、ＨＰノズルは、様々な構成の分葉を有するノズルを用いて、ＬＰ流とＨＰ流との間の流れのせん断を最大化するように設計され、これは小型で軽量な多ポートノズルに近い。らせん状の分葉ノズル構成は、従来の設計よりも比較的短い混合部で、さらなるＨＰ旋回、およびさらなる混合効果を生成する。らせん状の分葉ノズルは、同時にさらなるＬＰ旋回をさらにもたらす。本明細書で説明されるジェットポンプシステムは、エンジン動力レベルの全範囲にわたって、かつ広範なＬＰ／ＨＰ圧力比にわたって効率的に動作し、一度に必要とされる利点に応じた、エンジンまたはジェットポンプの効率性を目的とするＨＰ圧力調整方法を可能にする。
【００１５】
図１は、機体１０２および翼１０４を含む航空機１００の斜視図である。図１では、翼下エンジンとして図示され記載されているが、本開示は、機体に搭載されたエンジン、およびスキッドマウントまたはハードマウントのエンジンにも同様の適応性を有することが理解されるべきである。ガスタービンエンジン１０６は、翼１０４に連結されて航空機１００に推進力を供給するように構成され、かつ航空機１００の様々なシステムの補助動力の供給源とすることができる。例えば、ガスタービンエンジン１０６は、様々なシステムに、電力および加圧空気を供給することができる。一例において、ガスタービンエンジン１０６は、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）１０８に加圧空気を供給する。様々な実施形態において、ガスタービンエンジン１０６は、第１の高圧導管１１０を通じて比較的高圧の空気を供給し、第２の低圧導管１１２を通じて比較的低圧の空気を供給する。他の実施形態において、比較的高圧の空気、比較的低圧の空気、ならびに比較的高圧の空気と比較的低圧の空気との組み合わせは、ガスタービンエンジン１０６の近くで生成され、第１の高圧導管１１０または第２の低圧導管１１２等の単一の導管を通じてＡＭＳ１０８へと導かれる。
【００１６】
図２は、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源２００の配管の３次元（３Ｄ）等角図である。ＡＭＳ供給源２００は、これに限定されないが、１つ以上の圧縮機１０段目抽気ポート２０２等の高圧（ＨＰ）源、これに限定されないが、１つ以上の圧縮機４段目抽気ポート２０４等の低圧（ＬＰ）源を含む。ポート２０２および２０４の様々な組み合わせからの空気は、ジェットポンプ２０５に高圧、低圧、および混合モードの流れを供給し、これは、ジェットポンプの出口２０７を通じて下流のＡＭＳに供給される。通常、ＨＰおよびＬＰの流れは、各エンジンからの抽気ポート２０２および２０４から直接供給される。混合モードの抽気は、ジェットポンプ２０５を通じて供給される。ジェットポンプ２０５は、ＨＰおよびＬＰの両方の空気流を受け、流れを選択可能な比率で予混合ボウル２０６内で混合し、混合モードの抽気を混合管２０９を通じてＡＭＳへと送る。上流ダクト屈曲２１１は、複数の入口間の一様でない流れ場を促進し、旋回羽根を用いることなく、低圧の流れの中で旋回を促進する。
【００１７】
ジェットポンプ遮断弁（ＪＰＳＯＶ）２０８は、ジェットポンプ２０５の喉部２１０に高圧空気を供給するために変調する。高圧遮断弁（ＨＰＳＯＶ）２１２は、１０段目ポート２０２から第１の入口連結部２１４に高圧空気を供給するために変調する。逆止弁２１６および２１８は、１０段目ポート２０２から４段目抽気ポート２０４への逆流を防止する。
【００１８】
ＡＭＳ供給源２００は、出口２０７が、低圧４段目抽気ポート２０４から供給されるモード、高圧抽気ポート２０２から供給されるモード、ならびに低圧４段目抽気ポート２０４および高圧抽気ポート２０２の両方から混合供給されるモードの３つのモードで動作する。第１のモードにおいて、出口２０７は、低圧４段目抽気ポート２０４から供給され、ＪＰＳＯＶ２０８およびＨＰＳＯＶ２１２は両方とも閉位置にある。第２のモードにおいて、出口２０７は、高圧抽気ポート２０２から供給され、ＪＰＳＯＶ２０８は閉位置、ＨＰＳＯＶ２１２は開位置にある。第３のモードは、ＨＰＳＯＶ２１２が閉位置にあり、ＪＰＳＯＶ２０８が開位置にあるジェットポンプモードである。開位置にあるときに、ＪＰＳＯＶ２０８は、ＡＭＳ供給源２００の高圧供給部２２０の単一の脚部からの流れを調節するために変調する。
【００１９】
流れセンサは、ＡＭＳ供給源２００へと流れる、１０段目から抽出された流れの量を測定するように構成される。１０段目の抽気測定は、所定の空気管理スケジュールに従って、エンジン１０６の動作を維持するために用いられる。１０段目からの抽気は、エンジン１０６の他の段に影響を及ぼす場合がある。１０段目の流量の範囲のマップは、エンジン１０６の様々な流量への影響の判定に用いられる。エンジン１０６の性能に影響を及ぼすスラストスキームおよびフィールディングスキームに対して、１０段目抽気の流量が考慮される。
【００２０】
図３は、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源２００（図２に示す）の一部の、配管の３次元（３Ｄ）等角図である。図４は、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源２００の一部（図３に示す）の平面図である。図５は、航空機の航空管理システム（ＡＭＳ）供給源２００（図２に示す）の一部の立面図である。
【００２１】
図６は、部品を部分的に除去した、混合ボウル６０１の側面図である。例示的な実施形態において、混合ボウル６０１は、ジェットポンプ連結フランジ６０２を含む本体６００、第１の入口連結部２１４、第２の入口連結部６０４、およびノズル供給連結部６０６を備える。第１の入口連結部２１４および第２の入口連結部６０４のそれぞれは、直径６０８および６１０をそれぞれ有する。例示的な実施形態において、直径６０８は、２つの異なる速度で２つの異なる位置からジェットポンプ２０５に給気するために、直径６１０より小さい。直径が異なる複数の入口（ただし流れの分割は半々に近い）は、高速の低圧流が、高圧流の導入の前に、低速の低圧流を予旋回させることを可能にする（すなわち、混合ボウル６０１内でより良い旋回を生成するために、低圧流を予め増強する）。また、第１の入口連結部２１４は、第１の入口角度６１２で、流れを混合部６１１の中に導くように構成され、第２の入口連結部６０４は、第２の入口角度６１４で、流れを混合部６１１の中に導くように構成される。ほぼ反対方向から、異なる速度で、かつ所定の入口角度で混合部６１１に空気を送ることにより、旋回および混合が、混合部６１１内で、かつ混合管２０９（図２を参照）の中で生じるように促進される。ノズル６１６は、高圧圧縮機１０段目抽気ポート２０２から空気を受けて、ジェットポンプ２０５に向けて空気を加速する。ノズル６１６は、長さ６１８、入口直径６２０、出口直径６２２、および中心軸線６２４を有する。
【００２２】
図７は、ジェットポンプ連結フランジ６０２の中を下から見上げた、図６に示すような円錐形を有するノズル６１６を伴う、混合ボウル６０１の図である。図８は、ジェットポンプ連結フランジ６０２の中を下から見上げた、分葉形状を有するノズル８００を伴う、混合ボウル６０１の図である。分葉形状は、多ポートのエジェクタを模しており、高圧流と低圧流との間のせん断層を効果的に延ばし、その結果、損失を削減する。また、分葉以外の他の形状が可能であり、分葉がより多いか、またはより少ない形状も可能である。
【００２３】
図９は、ノズル８００が図８に示すような分葉形状を有する、混合ボウル６０１の平面図である。図１０は、ノズル１０００が、同様に流れのせん断を増加させる代替的な形状を有する、混合ボウル６０１の平面図である。図１１は、ノズル１１００が、同様に流れのせん断を増加させる別の代替的な形状を有する、混合ボウル６０１の平面図である。
【００２４】
図１２は、らせん状の分葉形状を有するノズル１２００の側面図である。分葉は、高圧流および低圧流で旋回を促進するために、その長さ１２０２に沿ってねじれており、混合長さがさらに向上している。
【００２５】
図１３は、本開示の例示的な実施形態による、ジェットポンプ１３０２を通る混合流を示す３Ｄ等角図である。例示的な実施形態において、ジェットポンプ１３０２は、予混合ボウル１３０４を備える。予混合ボウル１３０４は、中心軸線１３０８を有するノズル１３０６、少なくとも部分的にノズル１３０６を囲む混合部１３１０、第１の加圧流体源（図示せず）から第１の流体の流れ１３１４を受け、第１の流体の流れ１３１４をノズル１３０６の入口１３１６へと導くように構成された、第１の入口開口すなわちノズル供給連結部１３１２を含む。
【００２６】
予混合ボウル１３０４はまた、第２の加圧流体源（図示せず）から第２の流体の流れ１３２０を受け、第２の流体の流れ１３２０を混合部１３１０の中へ導くように構成された第２の入口開口１３１８を含む。第２の入口開口１３１８は、第１の入口開口面積１３２２を含み、中心軸線１３０８に対して傾斜した、予混合ボウル１３０４への進入角度１３２４で配向される。
【００２７】
第３の入口開口１３２６は、第２の加圧流体源（図示せず）から第３の流体の流れ１３２８を受け、第３の流体の流れ１３２８を混合部１３１０へと導くように構成される。第３の入口開口１３２６は、第２の入口開口面積１３３０、および中心軸線１３０８に対して傾斜した、予混合ボウル１３０４への進入角度１３３２を有する。出口開口１３３４は、予混合ボウル１３０４から、中心軸線１３０８に位置合わせされて出口開口１３３４から延びている混合管１３３６の中へ、第１の流れ、第２の流れ１３２０、および第３の流れ１３２８を導くように構成される。低圧の流れの脚部用の、入口開口の異なる直径または異なる面積のため、流れを出口に向かって導く角度に開口が配向されるため、ならびに入口配管の所定の屈曲によって生成された、入口開口を横切る一様でない流れ勾配のために、２つの低圧の流れは、予混合ボウル１３０４内の予旋回流に相互作用して、混合部の入口のＨＰ中央ジェットにおけるコヒーレンスの維持を容易にし、中央ノズルをより短くすることを可能にする。このような構成によって、ＬＰ流に関して、損失の少ないさらに効率的な混合長さと、向上した逆流マージンとを有するジェットポンプの重量を、より軽くすることができる。円錐形の中央ノズル１３０６は、一様でない入口低圧流れ場を、混合部の中央の遮断物の周囲の流れへ誘導することによって、旋回の生成を向上させる。ノズル１３０６はまた、小型で軽量の多ポートエジェクタに近い分葉構成を用いて、ＬＰ流とＨＰ流との間の流れのせん断を最大化するように構成される。様々な実施形態において、他のノズル形状および設計が、同じ目的に適合する可能性がある。らせん状の分葉構成はまた、より短い混合部で、さらなるＨＰ旋回、およびさらなる混合効果を生成し、同時にさらなるＬＰ旋回を生成する。本明細書で説明されるジェットポンプシステムは、エンジン動力レベルの全範囲にわたって、かつ広範囲のＬＰ／ＨＰ圧力比にわたって効率的に動作する。
【００２８】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴が、一部の図面に示され、他の図面に示されていない場合があるが、これは単に便宜のためである。本開示の原理によれば、図面の特徴はいずれも、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて、参照および／または特許請求することができる。
【００２９】
ここに記載された説明は、最良の形態を含む実施形態を開示するため、また、任意の装置またはシステムを作成および使用すること、ならびに任意の組み合わせた方法を実行することを含んで、当業者が本実施形態を実施できるようにするために例を用いる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、かつ当業者が思いつく他の例を含み得る。このような他の例は、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わずかしか異ならない同等の構造要素を含む場合は、特許請求の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【００３０】
１００  航空機
１０２  機体
１０４  翼
１０６  ガスタービンエンジン
１０８  航空管理システム（ＡＭＳ）
１１０  第１の高圧導管
１１２  第２の低圧導管
２００  ＡＭＳ供給源
２０２  １０段目（高圧）抽気ポート
２０４  ４段目（低圧）抽気ポート
２０５  ジェットポンプ
２０６  予混合ボウル
２０７  出口
２０８  ジェットポンプ遮断弁（ＪＰＳＯＶ）
２０９  混合管
２１０  喉部
２１１  上流ダクト屈曲
２１２  高圧遮断弁（ＨＰＳＯＶ）
２１４  第１の入口連結部
２１６、２１８  逆止弁
２２０  高圧供給部
６００  本体
６０１  混合ボウル
６０２  ジェットポンプ連結フランジ
６０４  第２の入口連結部
６０６  ノズル供給連結部
６０８、６１０  直径
６１１  混合部
６１２  第１の入口角度
６１４  第２の入口角度
６１６  ノズル
６１８  長さ
６２０  入口直径
６２２  出口直径
６２４  中心軸線
８００  ノズル
１０００  ノズル
１１００  ノズル
１２００  ノズル
１２０２  長さ
１３０２  ジェットポンプ
１３０４  予混合ボウル
１３０６  ノズル
１３０８  中心軸線
１３１０  混合部
１３１２  第１の入口開口（ノズル供給連結部）
１３１４  第１の流体の流れ
１３１６  入口
１３１８  第２の入口開口
１３２０  第２の流体の流れ
１３２２  第１の入口開口面積
１３２４  進入角度
１３２６  第３の入口開口
１３２８  第３の流体の流れ
１３３０  第２の入口開口面積
１３３２  進入角度
１３３４  出口開口
１３３６  混合管
【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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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
2016133122000001.pdf