(57)【要約】【課題】ガスタービンの潤滑油から熱を除去する熱交換器の占有スペースを縮小する。【解決手段】空気は、入口を通じてコアエンジン（１６）に流入し、ガスタービンエンジン（１０）の軸方向に沿ってコアエンジン（１６）を通って延びたエンジン空気流路（６４）を移動する。ガスタービンエンジン（１０）は、ガスタービンエンジン（１０）の半径方向Ｒに沿って外向きに延びる冷却空気流路（７０）を含む。冷却空気流路（７０）は、エンジン空気流路（６４）と流れ連通した入口と、コアエンジン（１６）の外側ケーシング（１８）における開口によって定められる出口との間に延びる。ガスタービンエンジン（１０）は、コアエンジン（１６）の外側ケーシング（１８）内に少なくとも部分的に位置付けられる熱交換器（７２）を含み、冷却空気流路（７０）が熱交換器（７２）にわたって又は通って延びる。【選択図】      図１
2016211552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向（Ｒ）を定めるガスタービンエンジン（１０）であって、
外側ケーシング（１８）を含むコアエンジン（１６）と、
前記コアエンジン（１６）を通って延びるエンジン空気流路（６４）と、
前記エンジン空気流路（６４）と流れ連通した入口と、前記コアエンジン（１６）の外側ケーシング（１８）における開口によって定められる出口との間で半径方向（Ｒ）にほぼ沿って外向きに延びる冷却空気流路（７０）と、
前記コアエンジン（１６）の外側ケーシング（１８）内に少なくとも部分的に位置付けられる熱交換器（７２）と、
を備え、前記冷却空気流路（７０）が、前記熱交換器（７２）にわたって又は通過して延びている、ガスタービンエンジン（１０）。
【請求項２】
前記コアエンジン（１６）は、前記外側ケーシング（１８）における開口にわたって通気口を含み、該通気口が、前記冷却空気流路（７０）を通過可能な空気流の量を調整するよう構成される、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項３】
前記熱交換器（７２）は、前記外側ケーシング（１８）に剛体的に取り付けられる、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項４】
前記コアエンジン（１６）は、前記外側ケーシング（１８）内に位置付けられた環状圧縮機フレーム（９２）を含み、前記熱交換器（７２）はまた、前記環状圧縮機フレーム（９２）に剛体的に取り付けられて、該熱交換器（７２）が前記外側ケーシング（１８）と前記環状圧縮機フレーム（９２）との間の構造的支持をもたらすようにする、請求項３に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項５】
前記コアエンジン（１６）は圧縮機セクションを含み、前記エンジン空気流路（６４）が前記圧縮機セクションを通って延びており、前記冷却空気流路（７０）の入口が、前記コアエンジン（１６）の圧縮機セクションにおける前記エンジン空気流路（６４）と流れ連通している、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項６】
前記コアエンジン（１６）は、前記エンジン空気流路（６４）から前記外側ケーシング（１８）を通じて半径方向（Ｒ）にほぼ沿って外向きに延びる複数の抽気流路（６６）を定め、前記ガスタービンエンジン（１０）が更に円周方向（Ｃ）を定め、該円周方向（Ｃ）に沿って前記抽気流路（６６）及び前記冷却空気流路（７０）が離間して配置される、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項７】
前記コアエンジン（１６）は、半径方向（Ｒ）に沿って互いに離間して配置されて前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に定める内側ライナ（８８）及び外側ライナ（９０）を含み、前記コアエンジン（１６）はまた、前記外側ライナ（９０）から半径方向（Ｒ）に沿って外向きに延びて前記冷却空気流路（７０）を少なくとも部分的に定める側壁（９４）のペアを含み、前記側壁（９４）の各々が、前記冷却空気流路（７０）と前記抽気流路（６６）のうちの１又はそれ以上との間で空気が流れるのを可能にする開口（１３６）を定める、請求項６に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項８】
前記コアエンジン（１６）は、半径方向（Ｒ）に沿って互いに離間して配置されて前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に定める内側ライナ（８８）及び外側ライナ（９０）を含み、前記冷却空気流路（７０）の入口が、前記外側ライナ（９０）における開口（１０４）によって定められ、前記コアエンジン（１６）は更に、前記外側ライナ（９０）における開口にわたって位置付けられて、前記冷却空気流路（７０）内に通過する空気流の量を変えるように構成された可変抽気バルブドア（１０６）を含む、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記熱交換器（７２）が空冷オイルクーラーである、請求項１に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項１０】
前記コアエンジン（１６）と流れ連通して位置付けられたファン（３８）と、
前記ファン（３８）と前記コアエンジン（１６）の少なくとも一部を囲み、該コアエンジン（１６）の前記外側ケーシング（１８）と共にバイパス通路（５４）を定め環状ファンケーシング（４８）と、
を更に備え、前記コアエンジン（１６）の外側ケーシング（１８）における開口によって定められる前記冷却空気流路（７０）の出口が、前記バイパス通路（５４）に開放されている、請求項１に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】
本発明の主題は、全体的に、タービンエンジン用の熱管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、全体的に、直列流れ順に、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを有するコアを含む。作動中、エンジン空気流は、圧縮機セクションの入口に提供され、ここで１又はそれ以上の軸流圧縮機は、燃焼セクションに空気が到達するまで空気を漸次的に圧縮する。燃料は、圧縮空気と混合され、燃焼セクション内で燃焼して燃焼ガスを提供する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションまで送られる。燃焼セクションを通る燃焼ガスの流れが燃焼セクションを駆動し、次いで、排気セクションを通って、例えば大気に送られる。特定の実施形態において、ガスタービンエンジンは更に、環状ケーシングによって囲まれ且つコアと流れ連通して位置付けられたファンを含む。環状ケーシングは、コアと共にバイパス通路を定めることができる。このような構成において、ファンからの空気の第１の部分はコアの入口に提供され、ファンからの空気の第２の部分は、コアを迂回してバイパス通路を通って送られる。特定の実施形態において、バイパス通路からのバイパス空気は、その後、入口の下流側のコア内に送られて、１又はそれ以上の熱交換器のための冷却媒体として用いることができる。具体的には、ガスタービンエンジンのコアは、例えば、ガスタービンエンジンの作動中に使用される潤滑油から熱を除去するために位置付けられる１又はそれ以上の熱交換器を含むことができる。このような構成において、コアは、バイパス通路から１又はそれ以上の熱交換器にわたって又は熱交換器内にバイパス空気を吸い込み、次いで、空気をバイパス通路に排出して戻すようにする。
【０００３】
また一方では、このような構成において、１又はそれ以上の熱交換器は、コアにおいて比較的大きなスペース量を占有し、コアのサイズを増大させる可能性がある。しかしながら、ガスタービンエンジンの効率を向上させる取り組みでは、コアのサイズの低減が求められている。従って、１又はそれ以上の熱交換器を維持しながら縮小サイズのコアを有するガスタービンエンジンが有利となるであろう。より具体的には、コアにおける占有スペースを小さくするよう構成された１又はそれ以上の熱交換器を有するガスタービンエンジンが特に有用となるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，４２２，０２０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の態様及び利点は、その一部を以下の説明に記載しており、又はこの説明から明らかにすることができ、或いは本発明を実施することにより理解することができる。
【０００６】
本開示の１つの例示的な実施形態において、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、半径方向を定め、外側ケーシングを有するコアエンジンと、該コアエンジンを通って延びるエンジン空気流路とを含む。ガスタービンエンジンは更に、エンジン空気流路と流れ連通した入口と、コアエンジンの外側ケーシングにおける開口によって定められる出口との間で半径方向にほぼ沿って外向きに延びる冷却空気流路を含む。加えて、ガスタービンエンジンは、コアエンジンの外側ケーシング内に少なくとも部分的に位置付けられた熱交換器を含み、該熱交換器にわたって又は通って冷却空気流路が延びる。
【０００７】
本開示の別の例示的な実施形態において、半径方向及び円周方向を定める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、外側ケーシングと圧縮機セクションとを有するコアエンジンを含む。ガスタービンエンジンはまた、コアエンジンの圧縮機セクションを通って延びるエンジン空気流路を含む。ガスタービンエンジンはまた、エンジン空気流路から半径方向にほぼ沿って外向きに延びる複数の抽気流路を含む。ガスタービンエンジンはまた、エンジン空気流路から半径方向にほぼ沿って外向きに延びる冷却空気流路を含み、該冷却空気流路及び複数の抽気流路がガスタービンエンジンの円周方向に沿って離間して配置される。ガスタービンエンジンはまた、コアエンジンの外側ケーシング内に少なくとも部分的に位置付けられた熱交換器を含み、該熱交換器にわたって又は通って冷却空気流路が延びる。
【０００８】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【０００９】
添付図を参照した本明細書において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全且つ有効な開示を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の主題の例示的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図。
【図２】図１のガスタービンエンジンの圧縮機セクションの一部の斜視断面図。
【図３】図１の線３−３に沿った、図１のガスタービンエンジンの圧縮機セクションの一部の断面図。
【図４】図３の線４−４に沿った、図１のガスタービンエンジンの圧縮機セクションの一部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、その１つ又はそれ以上の実施例が添付図面に例示されている本発明の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様の又は類似の要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似の記号表示を使用している。本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために同義的に用いることができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。用語「上流」及び「下流」は、流体通路における流体流れに対する相対的方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む方向を指す。
【００１２】
次に、幾つかの図全体を通して同じ参照符号が同じ要素を示す図面を参照すると、図１は、本開示の例示的な実施形態による、ガスタービンエンジンの概略断面図である。より詳細には、図１の実施形態において、ガスタービンエンジンは、本明細書で「ターボファンエンジン１０」と呼ばれる高バイパスターボファンジェットエンジン１０である。図１に示すように、ターボファンエンジン１０は、軸方向Ａ（参照として示される長手方向中心線１２に平行に延びる）、半径方向Ｒ、及び円周方向Ｃを定める。一般に、ターボファン１０は、ファンセクション１４と、該ファンセクション１４から下流側に配置されるコアエンジン１６とを含む。
【００１３】
概略的に図示された例示的なコアエンジン１６は、環状入口２０を定める実質的に管状の外側ケーシング１８を含む。外側ケーシング１８は、直列流れ関係で、ブースタ又は低圧（ＬＰ）圧縮機２２及び高圧（ＨＰ）圧縮機２４を含む圧縮機セクションと、燃焼セクション２６と、高圧（ＨＰ）タービン２８及び低圧（ＬＰ）タービン３０を含むタービンセクションと、ジェット排気ノズルセクション３２とを収容する。高圧（ＨＰ）シャフト又はスプール３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動可能に接続する。低圧（ＬＰ）シャフト又はスプール３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動可能に接続する。
【００１４】
加えて、図示の実施形態において、ファンセクション１４は、離間関係でディスク４２に結合された複数のファンブレード４０を有するファン３８を含む。図示のように、ファンブレード４０は、半径方向Ｒにほぼ沿ってディスク４２から外向きに延びる。ファンブレード４０及びディスク４２は、出力ギアボックス４４にわたりＬＰシャフト３６により長手方向中心線１２の周りに共に回転可能である。出力ギアボックス４４は、ＬＰシャフト３６の回転速度をより効率的なファン速度に漸減するための複数のギアを含む。加えて、図示の実施形態において、可変ピッチファン３８のディスク４２は、複数のファンブレード４０を通じて空気流を推進させるよう空力的な輪郭が形成された回転可能フロントハブ４６によって覆われる。
【００１５】
図１の例示的なターボファンエンジン１０を更に参照すると、例示的なファンセクション１４は更に、ファン３８及び／又はコアエンジン１６の少なくとも一部を円周方向に囲む環状ファンケーシング又は外側ナセル４８を含む。図示の実施形態において、外側ナセル４８は、複数の円周方向に離間して配置された出口ガイドベーン５０によってコアエンジン１６に対して支持される。その上、外側ナセル４８の下流側セクション５２は、コアエンジン１６の外側ケーシング１８にわたって延びて、これらの間にバイパス空気流通路５４を定めるようにする。
【００１６】
ターボファンエンジン１０の作動中、所定体積の空気５６が、外側ナセル４８及び／又はファンセクション１４の関連する入口５８を通じてターボファン１０に流入する。所定体積の空気５６がファンブレード４０を通過すると、矢印６０で示される空気の第１の部分は、バイパス空気流通路５４内に配向又は送られ、矢印６２で示される空気の第２の部分は、圧縮機セクション、燃焼セクション２６、タービンセクション、及び排気ノズルセクション３２を通って延びるエンジン空気流路６４内に配向又は送られる。空気の第１の部分６０と空気の第２の部分６２の比は、バイパス比として一般的に知られている。空気の第２の部分６２の圧力は、ＬＰ圧縮機２２を通り、次いでＨＰ圧縮機２４を通って送られるときに増大する。
【００１７】
ターボファンエンジン１０は更に、コアエンジン１６内にエンジン空気流路６４から半径方向Ｒにほぼ沿って外向きに延びる複数の抽気流路６６を含む。より詳細には、図示の実施形態において、複数の抽気流路６６は、ＬＰ圧縮機２２から下流側で且つＨＰ圧縮機２４から上流側の箇所にてエンジン空気流路６４と流れ連通している。複数の抽気流路６６は、エンジン空気流路６４から、コアエンジン１６の外側ケーシング１８により定められる出口６８までの空気の流れを選択的に可能にするよう構成される。従って、複数の抽気流路６６は、空気を機外に（図示の実施形態では、バイパス空気流通路５４内に）排出することができる。このような構成は、特定の作動条件下におけるＬＰ圧縮機２２のストールを防ぐのを助けることができる。
【００１８】
その上、図２〜４を参照して以下でより詳細に検討されるように、図示の例示的な実施形態において、ターボファンエンジン１０は更に、同様にエンジン空気流路６４から出口６８まで半径方向Ｒにほぼ沿って外向きに延びる少なくとも１つの冷却空気流路（全体的に符号７０で示される）を含む。更に、ターボファンエンジン１０は、コアエンジン１６の外側ケーシング１８内に少なくとも部分的に位置付けられた少なくとも１つの熱交換器（全体的に符号７２で示される）を含み、１又は複数の冷却空気流路７０が、半径方向Ｒにほぼ沿ってそれぞれの熱交換器７２にわたって又は通って延びるようにする。本明細書で使用される場合、熱交換器７２に対する用語「にわたって又は通って」とは、通過する空気流が熱交換器７２と熱連通していることを意味する。従って、複数の抽気流路６６と同様に、少なくとも１つの冷却空気流路７０及び少なくとも部分的に位置付けられる熱交換器７２は、空気を機外に（図示の実施形態では、バイパス空気流通路５４内に）排出することができる。よって、１又は複数の冷却空気流路７０を通過する空気流は、ＬＰ圧縮機２２とＨＰ圧縮機２４との間のエンジン空気流路６４から空気を抽気する機能と共に、それぞれの熱交換器７２から熱を除去する機能の二重の機能を果たすことができる。以下で検討するように、１又は複数の冷却空気流路７０及び複数の抽気流路６６は、ターボファンエンジン１０の円周方向Ｃに沿って離間して配置される。
【００１９】
引き続き図１を参照すると、次に空気の圧縮された第２の部分６２が燃焼セクション２６に提供され、ここで燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガス７４を提供する。燃焼ガス７４は、ＨＰタービン２８を通って送られて、ここで、外側ケーシング１８に結合されたＨＰタービンステータベーン７６と、ＨＰシャフト又はスプール３４に結合されたＨＰタービンロータブレード７８との連続する段を介して燃焼ガス７４から熱エネルギー及び／又は運動エネルギーの一部が取り出され、従って、ＨＰシャフト又はスプール３４が回転を生じ、これによりＨＰ圧縮機２４の作動が維持される。次いで、燃焼ガス７４は、ＬＰタービン３０を通って送られ、ここで、外側ケーシング１８に結合されたＬＰタービンステータベーン８０と、ＬＰシャフト又はスプール３６に結合されたＬＰタービンロータブレード８２との連続する段を介して燃焼ガス７４から熱及び運動エネルギーの第２の部分が取り出され、従って、ＬＰシャフト又はスプール３６が回転を生じ、これによりＬＰ圧縮機２２の作動及び／又はファン３８の回転が維持される。
【００２０】
その後、燃焼ガス７４は、コアエンジン１６のジェット排気ノズルセクション３２を通じて送られて、推進力を提供する。同時に、空気の第１の部分６０の圧力は、ターボファン１０のファンノズル排気セクション８４から排出される前にバイパス空気流通路５４を通じて送られるときに実質的に増大され、これもまた推進力をもたらすことになる。ＨＰタービン２８、ＬＰタービン３０、及びジェット排気ノズルセクション３２は、コアエンジン１６を通じて燃焼ガス７４を送るための高温ガス経路８６を少なくとも部分的に定める。
【００２１】
ここで図２〜４を参照すると、図１のターボファンエンジン１０の１又は複数の冷却空気流路７０及びバイパス空気流路６４の斜視図及び断面図が提供される。より詳細には、図２は、図１のターボファンエンジン１０の圧縮機セクションの一部の斜視断面図を示し、図３は、図１の線３−３に沿った、図１のターボファンエンジン１０の圧縮機セクションの一部の断面図を示し、図４は、図１の線４−４に沿った、図１のターボファンエンジン１０の圧縮機セクションの一部の断面図を示す。
【００２２】
図示のように、コアエンジン１６は、半径方向Ｒに沿って互いに離間して配置された内側ライナ８８と外側ライナ９０とを含む。内側及び外側ライナ８８，９０は、エンジン空気流路６４を少なくとも部分的に定める。加えて、コアエンジン１６の外側ライナ９０と外側ケーシング１８との間には、ライナ８８，９０の周りに円周方向Ｃに沿って延びて、コアエンジン１６の圧縮機セクションに構造的支持をもたらす環状フレーム９２がある。環状フレーム９２は、特定の例示的な実施形態において、環状前方圧縮機フレームとすることができ、或いは代替として、ライナ８８，９０の周りに円周方向に延びる他の何れかの好適なフレームとすることができる。コアエンジン１６は更に、外側ライナ９０（並びに外側ライナ９０と内側ライナ８８の間）から環状フレーム９２に向かって半径方向Ｒにほぼ沿って外向きに延びる複数の壁を含む。図示の実施形態において、複数の壁は、箱入りセットで構成され、壁の各箱入りセットが、複数の半径方向流路、すなわち抽気流路６６及び少なくとも１つの冷却空気流路７０を含む半径方向流路のうちの１つを少なくとも部分的に定める。図示のように、複数の半径方向流路は各々、円周方向Ｃの周りに離間して配置され、各々がエンジン空気流路６４から半径方向Ｒにほぼ沿って外向きに延びる。より詳細には、壁の各箱入りセットは、軸方向及び半径方向Ａ，Ｒにほぼ沿って延びる側壁９４のペアと、円周方向及び半径方向Ｃ，Ｒにほぼ沿って延びる上流側壁９６と、同様に円周方向及び半径方向Ｃ，Ｒ（図４）にほぼ沿って延びる下流側壁９８と、を含む。加えて、上壁１００が壁の各箱入りセットを覆って位置付けられ、空気流の通過を可能にするための開口１０１を定める。しかしながら、他の例示的な実施形態において、複数の壁は、箱入り形状で構成されなくてもよく、代わりに、矩形又は円筒形などの他の何れかの好適な形状で構成することができる点は理解されたい。
【００２３】
複数の半径方向流路の各々は、外側ライナ９０の開口１０４によって定められる入口１０２を含み、半径方向流路の各々が、コアエンジン１６の圧縮機セクションにおいてエンジン空気流路６４と流れ連通するようになる。より詳細には、図１にも図示されるように、半径方向流路の各々は、ＬＰ圧縮機２２とＨＰ圧縮機２４との間でエンジン空気流路６４と流れ連通している。しかしながら、他の例示的な実施形態において、これに加えて又は代替として、半径方向流路（抽気流路６６及び少なくとも１つの冷却空気流路７０を含む）は、コアエンジン１６の圧縮機セクションにおける他の場所に位置付けることができることは理解されたい。
【００２４】
エンジン空気流路６４から複数の半径方向流路までそれぞれの入口を通じて配向される空気の量は、外側ライナ９０における開口１０４にわたって位置付けられる可変抽気バルブドア１０６（図３及び４、明確にするために図２には図示せず）により調整される。より詳細には、図示の実施形態において、それぞれの流路への入口１０２を定める外側ライナ９０の開口１０４は、その上に位置付けられる可変抽気バルブドア１０６を含む。可変抽気バルブドア１０６は、エンジン空気流路６４からの空気が複数の半径方向流路に分流されない閉鎖位置と、エンジン空気流路６４からの空気の一部が複数の半径方向流路に分流される開放位置又は部分的開放位置（図４）と、の間で移動可能である。
【００２５】
図示の実施形態において、複数の半径方向流路は、半径方向Ｒに沿ってほぼ外向きに延びる６つのバイパス空気流路６４と、同様に半径方向Ｒに沿ってほぼ外向きに延びる４つの冷却空気流路７０と、を含む。より詳細には、複数の冷却空気流路７０は、第１の冷却空気流路１０８，第２の冷却空気流路１１０、第３の冷却空気流路１１２、及び第４の冷却空気流路１１４を含む。しかしながら、別の例示的な実施形態において、ターボファンエンジン１０は、代替として、他の何れかの好適な数又は構成の冷却空気流路７０及びバイパス空気流路６４を含むことができる。
【００２６】
図２〜４を更に参照すると、コアエンジン１６は更に、それぞれの箱入りセットの上壁１００からコアエンジン１６の外側ケーシング１８まで延びる複数の管状延長部１１６を含む。管状延長部１１６は、それぞれの箱入りセットの上壁１００とコアエンジン１６の外側ケーシング１８との間の抽気流路６６を密閉するよう構成される。従って、図示の実施形態において、バイパス空気流路６４は、外側ライナ９０の開口１０４によって定められる入口１０２から、開口１１８及びコアエンジン１６の外側ケーシング１８によって定められる出口６８まで延びる。
【００２７】
加えて、管状延長部１１６は、コアエンジン１６の環状フレーム９２並びに外側ケーシング１８に剛体的に取り付けられる。このような構成により、管状延長部１１６が、外側ケーシング１８と環状フレーム９２との間の構造的支持を提供できるようになる。
【００２８】
更に、図示の実施形態において、各冷却空気流路７０は、同様に、外側ライナ９０の開口１０４によって定められるそれぞれの入口１０２から、コアエンジン１６の外側ケーシング１８におけるそれぞれの開口１１８によって定められる出口６８まで延びる。その上、コアエンジン１６は、貫通して延びる冷却空気流路７０のうちの１又はそれ以上と共に、コアエンジン１６の外側ケーシング１８内に少なくとも部分的に位置付けられる熱交換器７２を含む。より詳細には、図示の例示的なコアエンジン１６は、コアエンジン１６の外側ケーシング１８内に少なくとも部分的に位置付けられる第１の熱交換器１２２と、コアエンジン１６の外側ケーシング１８内に少なくとも部分的に位置付けられる第２の熱交換器１２４と、コアエンジン１６の外側ケーシング１８内に少なくとも部分的に位置付けられる第３の熱交換器１２６と、を含む。第１、第２、及び第３の熱交換器１２２，１２４，１２６は各々、コアエンジン１６の外側ケーシング１８に剛体的に取り付けることができ、また、コアエンジン１６の環状フレーム９２に剛体的に取り付けることができる。従って、第１、第２、及び第３の熱交換器１２２，１２４，１２６の各々は、特定の例示的な実施形態において、外側ケーシング１８と環状フレーム９２との間に構造的支持をもたらすよう構成することができる。とりわけ、特定の例示的な実施形態において、第１の熱交換器１２２は、可変周波数発生器空冷オイルクーラーとすることができ、第２の熱交換器１２４は、主潤滑油空冷オイルクーラーとすることができ、第３の熱交換器７２は、環境制御システムプリクーラーとすることができる。
【００２９】
更に、図示しないが、特定の例示的な実施形態において、ターボファンエンジン１０は、図示の熱交換器１２２，１２４，１２６のうちの１又はそれ以上に隣接して位置付けられた１又はそれ以上の追加の熱交換器を含むことができる。例えば、特定の実施形態において、追加の熱交換器は、軸方向Ａに沿って隣接する熱交換器に積み重ねることができる。このような構成では、第１の冷却空気流路１０８を通る空気流の一部は、バイパス通路５４にわたって又は通過して分流することができる。
【００３０】
上述のように、冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の各々は、熱交換器１２２，１２４，１２６のうちの少なくとも１つにわたって又は通過して延びて、比較的低温の空気流を熱交換器１２２，１２４，１２６のうちの少なくとも１つにわたって又は通過して提供する。例えば、第１の冷却空気流路１０８は、第１の熱交換器１２２にわたって又は通過して延び、第２の冷却空気流路１１０は、第２の熱交換器１２４にわたって又は通過して延び、第３の冷却空気流路１１２，１１４は、第３の熱交換器１２６にわたって又は通過して延びる。従って、このような構成において、熱交換器１２２，１２４，１２６は、例えば流れるオイルから熱を除去する機能と共に、コアエンジン１６の外側ケーシング１８とコアエンジン１６の環状フレーム９２との間の構造的支持をもたらす機能の二重の機能を果たす。同様に、冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４を通る空気流は、それぞれの熱交換器１２２，１２４，１２６から熱を除去する機能と共に、コアエンジン１６の圧縮機セクションから空気を抽気する機能の二重の機能を果たすことができる。とりわけ、冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４を通じて提供される空気流は、このような空気がそれぞれの熱交換器１２２，１２４，１２６を通じて提供されるか否かに関係なく抽気されることが必要となるであろう。従って、他の場合では廃棄されるはずの「抽気」空気流をここでは熱交換器１２２，１２４，１２６のうちの１又はそれ以上を冷却するのに用いることができるので、本明細書で開示される構成は、より効率的なターボファンエンジン１０を提供することができる。
【００３１】
このような構成を有するターボファンエンジン１０は、コアエンジン１６の圧縮機セクションの追加の構造的構成要素によって、又はコアエンジン１６の他の場所の熱交換器１２２，１２４，１２６によって空間的スペースが占有されないように、コアエンジン１６の直径の縮小を可能にすることができる。コアエンジン１６の外径を縮小することにより、コアエンジン１６に対する抗力の量及びコアエンジン１６の重量を各々低減することができるので、ターボファンエンジン１０の全体効率を向上させることができる。更に、上述の構成により、コアエンジン１６内の構成要素パッケージングの複雑さも低減することができるので、保守容易性の向上を可能にすることができる。
【００３２】
図２〜４を更に参照すると、コアエンジン１６は更に、外側ケーシング１８の開口１２０のうちの１又はそれ以上にわたって位置付けられる通気口を含み、冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の出口６８を定める。より具体的には、図示の実施形態において、コアエンジン１６は、開口１２０にわたって第１の冷却空気流路１０８の出口６８を定める第１の通気口１２８と、開口１２０にわたって第２の冷却空気流路１１０の出口６８を定める第２の通気口１３０と、開口１２０にわたって第３及び第４の冷却空気流路１１２，１１４の出口６８を定める第３の通気口１３２と、を含む。通気口１２８，１３０，１３２の各々は、それぞれの冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の出口６８を通過可能な空気流の量を調整するため、長手方向中心線の周りに回転可能な複数のスロット１３４を含む。例えば、通気口１２８，１３０，１３２の各々は、それぞれの冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の出口６８を通過可能な空気流が約１００パーセント（％）低減される完全閉鎖位置と、それぞれの冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の出口６８を通過可能な空気流が約５０パーセント（％）まで低減される部分的閉鎖位置と、それぞれの冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の出口６８を通過可能な空気流が約ゼロパーセント（％）まで低減される完全開放位置と、の間で移動可能とすることができる。本明細書で使用される場合、「約」などの近似用語は、１０％の許容誤差内にあることを意味する。しかしながら、他の例示的な実施形態において、通気口１２８，１３０，１３２は、それぞれの冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の出口６８を通過可能な空気流の量を調整する他の何れかの好適な構成を有することができる点を理解されたい。
【００３３】
とりわけ、このような構成では、（例えば、ＬＰ圧縮機２２とＨＰ圧縮機２４との間の円周方向Ｃに沿った）エンジン空気流路６４における空気流の圧力分布を妨げないように、様々な冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４が流れ連通することができる。より具体的には、図示の実施形態において、半径方向Ｒにほぼ沿って外向きに延びる壁の箱入りセットにおける各側壁９４が開口１３６を定め、冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４と抽気流路６６のうちの１又はそれ以上との間で空気が流れることが可能となる。より詳細には、半径方向に延びる複数の側壁９４の各々に定められた開口１３６は、外側ライナ９０と環状フレーム９２との間の環状空気プレナム（すなわち、抽気供給空気）を形成する。
【００３４】
図示していないが、他の例示的な実施形態において、コアエンジン１６の外側ケーシング１８における開口１１８のうちの１又はそれ以上にわたって同様の通気口を位置付けて、抽気流路６６の出口６８を定めることができる。このような構成により、コアエンジン１６は、例えば、大量の冷却が必要となったときに、熱交換器１２２，１２４，１２６の一部にわたって又は通過して、環状空気プレナムから冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４の１又はそれ以上に空気を集中させることが可能となる。しかしながら、他の例示的な実施形態において、複数の側壁９４のうちの１又はそれ以上が開口１３６に定められない場合があり、代わりに、密閉された抽気流路６６又は冷却空気流路１０８，１１０，１１２，１１４を形成することができる点は理解されたい。このような構成において、コアエンジン１６は、通気口１２８，１３０，１３２のうちの１又はそれ以上を含まない場合がある。
【００３５】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、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並びにあらゆる組み込み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。本発明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】
【００３６】
１０  ターボファンジェットエンジン
１２  長手方向又は軸方向中心線
１４  ファンセクション
１６  コアタービンエンジン
１８  外側ナセル
２０  入口
２２  低圧圧縮機
２４  高圧圧縮機
２６  燃焼セクション
２８  高圧タービン
３０  低圧タービン
３２  ジェット排気セクション
３４  高圧シャフト／スプール
３６  低圧シャフト／スプール
３８  ファン
４０  ブレード
４２  ディスク
４４  出力ギアボックス
４８  環状ファンケーシング
５０  出口ガイドベーン
５２  下流側セクション
５４  バイパス空気流通路
５６  空気
５８  入口
６０  空気の第１の部分
６２  空気の第２の部分
６４  エンジン空気流路
６６  抽気流路
６８  出口
７０  冷却空気流路
７２  熱交換器
７４  燃焼ガス
７６  ステータベーン
７８  タービンロータブレード
８０  ステータベーン
８２  タービンロータブレード
８４  ファンノズル排気セクション
８６  高温ガス経路
８８  内側ライナ
９０  外側ライナ
９２  環状前方圧縮機フレーム
９４  側壁
９６  上流側壁
９８  下流側壁
１００  上壁
１０２  半径方向流路入口
１０４  外側ライナの開口
１０６  可変抽気バルブドア
１０８  第１の冷却空気流路
１１０  第２の冷却空気流路
１１２  第３の冷却空気流路
１１４  第４の冷却空気流路
１１６  管状延長部
１１８  外側ナセルの開口
１２０  外側ナセルの開口
１２２  第１の熱交換器
１２４  第２の熱交換器
１２６  第３の熱交換器
１２８  第１の通気口
１３０  第２の通気口
１３２  第３の通気口
１３４  スロット
１３６  側壁の開口
【図１】
2016211552.tif 000003
【図２】
2016211552.tif 000004
【図３】
2016211552.tif 000005
【図４】
2016211552.tif 000006
【外国語明細書】
2016211552000001.pdf