(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的、燃料効率が低く、より大きな騒音を発生するため、これらを解決する。【解決手段】主タービンセクション、および主タービンセクションの下流に配置された後部ファンセクションを含むターボファン組立体。主タービンセクションは、バイパス空気の流れを、内部を通して流すように構成されたバイパスダクトと、排気ガスの流れをそれから吐出するように構成された主流ダクトとを含む。バイパスダクトおよび主流ダクトはそれぞれ、バイパス空気と排気ガスとの混合流れが主タービンセクションから吐出されるように配置された吐出端部を含む。後部ファンセクションは、タービン部、およびタービン部に結合したファン部を含む少なくとも１つのタービン／ファン段を含む。タービン部は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れを受け入れるように配置され、ファン部は、タービン部から半径方向外側に配置される。【選択図】図１
2017198208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイパス空気の流れ（１０２）を、内部を通して流すように構成されたバイパスダクト（３２）と、
排気ガスの流れ（１０４）をそれから吐出するように構成された主流ダクト（３４）と
を備える主タービンセクション（１２）であって、
前記バイパスダクト（３２）および前記主流ダクト（３４）がそれぞれ、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ（１１０）が前記主タービンセクション（１２）から吐出されるように配置された吐出端部（１０６、１０８）を備える、主タービンセクション（１２）と、
前記主タービンセクション（１２）の下流に配置された後部ファンセクション（１４）であって、
タービン部（１１４）、および前記タービン部（１１４）に結合したファン部（１１６）を備える少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）であって、前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を受け入れるように配置され、前記ファン部（１１６）が、前記タービン部（１１４）から半径方向外側に配置された、少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）を備える後部ファンセクション（１４）と
を備えるターボファン組立体（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、前記主タービンセクション（１２）の回転構成部品から回転分離されている、請求項１記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、
第１のタービン／ファン段（１２６）であって、前記第１のタービン／ファン段（１２６）の前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を受け入れるように配置された、第１のタービン／ファン段（１２６）と、
前記第１のタービン／ファン段（１２６）の下流に配置された第２のタービン／ファン段（１２８）と
を備える、請求項１記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項４】
前記バイパス空気の流れ（１０２）および前記排気ガスの流れ（１０４）を受け入れるように配置され、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）の方へ吐出するように構成された混合装置（１３２）を、前記主タービンセクション（１２）がさらに備える、請求項１記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項５】
前記混合装置（１３２）がデイジーミキサ装置を備える、請求項４記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項６】
前記主タービンセクション（１２）に沿って延在する第１のナセルハウジング（１３４）と、
前記第１のナセルハウジング（１３４）に結合して、それから後方に延在するナセルハウジング延長部（１３６）と
をさらに備える請求項１記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項７】
前記タービン部（１１４）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）から半径方向内側に配置されるように、かつ、前記ファン部（１１６）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）と第２のナセルハウジング（１３８）との間に配置されるように、前記第１のナセルハウジング（１３４）および前記ナセルハウジング延長部（１３６）の周りに配置された前記第２のナセルハウジング（１３８）を、前記後部ファンセクション（１４）がさらに備える、請求項６記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項８】
前記タービン部（１１４）と前記ファン部（１１６）とが互いと一体的に形成された、請求項１記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項９】
前記主タービンセクション（１２）が約２対１より小さなバイパス比を有する、請求項１記載のターボファン組立体（１０）。
【請求項１０】
ターボファン組立体（１０）に使用するための後部ファンモジュール（１００）であって、
ナセルハウジング延長部（１３６）と、
前記ナセルハウジング延長部（１３６）の周りに配置されたナセルハウジングと、
タービン部（１１４）、および前記タービン部（１１４）に結合したファン部（１１６）を備える少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）であって、前記タービン部（１１４）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）から半径方向内側に配置され、かつ、前記ファン部（１１６）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）と前記ナセルハウジングとの間に配置された、少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）と
を備える後部ファンモジュール（１００）。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、
第１のタービン／ファン段（１２６）であって、前記第１のタービン／ファン段（１２６）の前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ（１１０）を受け入れるように配置された、第１のタービン／ファン段（１２６）と、
前記第１のタービン／ファン段（１２６）の下流に配置された第２のタービン／ファン段（１２８）と
を備える、請求項１０記載の後部ファンモジュール（１００）。
【請求項１２】
前記タービン部（１１４）と前記ファン部（１１６）とが互いと一体的に形成された、請求項１０記載の後部ファンモジュール（１００）。
【請求項１３】
前記ファン部（１１６）が、前方に空力的にスイープした輪郭を有する複数のファンブレード（１２２）を備える、請求項１０記載の後部ファンモジュール（１００）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、主タービンセクション（１２）の回転構成部品から回転分離されている、請求項１０記載の後部ファンモジュール（１００）。
【請求項１５】
前記タービン部（１１４）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）から半径方向内側に配置されるように、かつ、前記ファン部（１１６）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）と第２のナセルハウジング（１３８）との間に配置されるように、前記第１のナセルハウジング（１３４）および前記ナセルハウジング延長部（１３６）の周りに配置された前記第２のナセルハウジング（１３８）を、前記後部ファンセクション（１４）がさらに備える、請求項１０記載の後部ファンモジュール（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にタービンエンジンに関し、より詳細には、一体型後部ファンモジュールセクションとともに形成されたターボファン組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボファンなどの少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンは、ファン、コアエンジン、および低圧タービンを含む。コアエンジンは、直列流れ関係で一緒に結合された少なくとも１つの圧縮機、燃焼器、および高圧タービンを含む。より詳細には、圧縮機および高圧タービンは、シャフトを介して結合されて高圧ロータ組立体を形成する。コアエンジンに入った空気は燃料と混合され、点火されて高エネルギーのガス流れを形成する。高エネルギーのガス流れは高圧タービンを通って流れて高圧タービンを回転可能に駆動し、その結果、シャフトは圧縮機を回転可能に駆動する。ガス流れは、高圧タービンから吐出された後、高圧タービンの後方に配置された低圧タービンを通って流れるとき膨張し続ける。低圧タービンは、駆動シャフトおよびファンに結合されたロータ組立体を含む。低圧タービンは、駆動シャフトを介してファンを回転可能に駆動する。
【０００３】
公知のターボファンエンジンは一般に、そのバイパス比（すなわち、コアエンジン内を流れる空気の質量流量に対するコアエンジンをバイパスする空気の質量流量の比）によって特徴づけられる。例えば、バイパス比がゼロのターボファンエンジンは一般にターボジェットエンジンとして分類され、約２対１より小さいバイパス比を有するターボファンエンジンは一般に低バイパスターボファンエンジンとして分類され、約２対１より大きなバイパス比を有するターボファンエンジンは一般に高バイパスターボファンエンジンとして分類される。低バイパスターボファンエンジンは通常、超音速飛行が可能である。しかしながら、低バイパスターボファンエンジンは、商用の航空機で通常使用される高バイパスターボファンエンジンに対して、比較的、燃料効率が低く、より大きな騒音を発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第９０１６０４１号公報
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、ターボファン組立体が提供される。組立体は、主タービンセクション、および主タービンセクションの下流に配置された後部ファンセクションを含む。主タービンセクションは、バイパス空気の流れを、内部を通して流すように構成されたバイパスダクトと、排気ガスの流れをそれから吐出するように構成された主流ダクトとを含む。バイパスダクトおよび主流ダクトはそれぞれ、バイパス空気と排気ガスとの混合流れが主タービンセクションから吐出されるように配置された吐出端部を含む。後部ファンセクションは、タービン部、およびタービン部に結合したファン部を含む少なくとも１つのタービン／ファン段を含む。タービン部は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れを受け入れるように配置され、ファン部は、タービン部から半径方向外側に配置される。
【０００６】
別の態様では、ターボファン組立体に使用するための後部ファンモジュールが提供される。後部ファンモジュールは、ナセルハウジング延長部と、ナセルハウジング延長部の周りに配置されたナセルハウジングと、少なくとも１つのタービン／ファン段とを含む。タービン／ファン段は、タービン部、およびタービン部に結合したファン部を含む。タービン部はナセルハウジング延長部から半径方向内側に配置され、ファン部はナセルハウジング延長部とナセルハウジングとの間に配置される。
【０００７】
さらに別の態様では、ターボファン組立体を組み立てる方法が提供される。本方法は、主タービンセクションの下流に後部ファンセクションを配置するステップを含む。後部ファンセクションは、タービン部およびファン部を含む少なくとも１つのタービン／ファン段を含む。主タービンセクションは、バイパス空気の流れを、内部を通して流すように構成されたバイパスダクトと、排気ガスの流れをそれから吐出するように構成された主流ダクトとを含む。本方法は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れが主タービンセクションから吐出されるようにバイパスダクトおよび主流ダクトの吐出端部を配置するステップと、タービン部が、バイパス空気と排気ガスとの混合流れを受け入れるように配置されるように、かつ、ファン部が、タービン部から半径方向外側に配置されるように後部ファンセクションを向けるステップとをさらに含む。
【０００８】
本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同様な符号が同様な部品を表している添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的なターボファン組立体の図である。
【図２】図１に示すターボファン組立体とともに使用することができる例示的な後部ファンモジュールの拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で提供する図面は、別に指摘しない限り、本開示の実施形態の特徴を示すことを意図している。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を備える広範なシステムにおいて適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書で開示する実施形態を実施するのに必要な当業者の公知の従来のすべての特徴を含めることを意図していない。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらの用語は、以下の意味を有するものと定義する。
【００１２】
単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈においてそうではないと明示しない限り、複数を含む。
【００１３】
「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意には（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、それに続いて記述される事象または状況は起こる場合も起こらない場合もあるが、この記述は、この事象が起こる場合と起こらない場合とを含むことを意味する。
【００１４】
明細書および特許請求の範囲を通じてここで用いる近似表現は、関連する基本的機能に変化を生じさせることなく変化することを許容できる任意の量的表示を修飾するために適用することができる。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」、「ほぼ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語で修飾された値は、その特定された正確な値には限定されない。少なくともいくつかの場合には、近似表現はその値を測定するための機器の精度に対応することがある。ここで、明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は、組み合わせることができ、かつ／または交換することができる。このような範囲は、文脈または表現がそうでないことを示さない限り、そこに含まれるすべての部分範囲として特定され、かつすべての部分範囲を含む。
【００１５】
用語「軸方向」および「軸方向に」は、本明細書で使用されるとき、タービンエンジンの中心線に実質的に平行に延在する方向および向きを指す。さらに、用語「半径方向」および「半径方向に」は、タービンエンジンの中心線に実質的に垂直に延在する方向および向きを指す。さらに、用語「周方向」および「周方向に」は、本明細書で使用されるとき、タービンエンジンの中心線の周りを円弧上に延在する方向および向きを指す。
【００１６】
本開示の実施形態は、一体型後部ファンモジュールセクションとともに形成されたターボファン組立体に関する。さらに詳細には、本明細書で説明するターボファン組立体は、主タービンセクション、および主タービンセクションの下流に配置された後部ファンモジュールセクションから形成される。主タービンセクションは標準的な低バイパスターボファンエンジンであり、内部を通してバイパス空気の流れを流すバイパスダクト、および燃焼排気ガスをそれから吐出する主流ダクトを含む。しかしながら、主タービンセクションからは推進用に吐出されないでむしろ、バイパス空気と排気ガスとは混合されて後部ファンモジュールセクションの方へ流される。後部ファンモジュールセクションは、半径方向内側のタービン部および半径方向外側のファン部を含む少なくとも１つのタービン／ファン段を含む。半径方向内側のタービン部は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れを受け入れるように配置され、それによって、少なくとも１つのタービン／ファン段が駆動される。したがって、半径方向外側のファン部は推進空気流れを供給して、主タービンセクションの性能および効率を改善し、かつ、主タービンセクションの騒音を減衰させる。さらに、後部ファンモジュールセクションは、既存の低バイパスターボファンエンジンに追加改造するように設計される。
【００１７】
図１は、主タービンセクション１２および後部ファンセクション１４を含む例示的なターボファン組立体１０の概略図である。主タービンセクション１２は、ファン組立体１６、低圧またはブースタ圧縮機組立体１８、高圧圧縮機組立体２０、および燃焼器組立体２２を含む。ファン組立体１６、ブースタ圧縮機組立体１８、高圧圧縮機組立体２０、および燃焼器組立体２２は直列流れ連通して結合される。主タービンセクション１２はまた、燃焼器組立体２２および低圧タービン２６と流れ連通して結合した高圧タービン２４を含む。低圧タービン２６は、第１の駆動シャフト２８を介してファン組立体１６およびブースタ圧縮機組立体１８に結合され、高圧タービン２４は、第２の駆動シャフト３０を介して高圧圧縮機組立体２０に結合される。主タービンセクション１２はまた、バイパスダクト３２および主流ダクト３４を含む。バイパスダクト３２および主流ダクト３４の入口は、主タービンセクション１２が約２対１より小さなバイパス比を有するような寸法となっている。主タービンセクション１２はさらに、ファン組立体１６、ブースタ圧縮機組立体１８、高圧圧縮機組立体２０、ならびにタービン２４および２６が周りを回転する中心線３６を含む。代替の実施形態では、主タービンセクション１２は、ターボファン組立体が本明細書で説明するように機能することができる任意のバイパス比を有する。
【００１８】
作動時、主タービンセクション１２に入った空気はファン組立体１６を通って流れる。ファン組立体１６を通って流れる空気の第１の部分は、バイパスダクト３２を通って流れ、空気の第２の部分は主流ダクト３４を通ってブースタ圧縮機組立体１８の方へ流れる。圧縮された空気はブースタ圧縮機組立体１８から高圧圧縮機組立体２０の方へ吐出される。高圧に圧縮された空気は、高圧圧縮機組立体２０から燃焼器組立体２２の方へ流れ、燃料と混合され、その混合物は燃焼器組立体２２内で燃焼する。燃焼器組立体２２で生じた高温燃焼ガスは、タービン２４および２６の方へ流れる。その後、燃焼排気ガスは、下記でより詳細に説明するように、主タービンセクション１２の主流ダクト３４から吐出される。
【００１９】
図２は、ターボファン組立体１０（図１に示す）とともに使用することができる例示的な後部ファンモジュール１００の拡大概略図である。より詳細には、一実施形態において、後部ファンモジュール１００は、ターボファン組立体１０の後部ファンセクション１４を画定するように、主タービンセクション１２を含むターボファンとは別個に形成され、それに追加改造するように設計される。上記のように、主タービンセクション１２は、バイパスダクト３２および主流ダクト３４を含む。バイパスダクト３２は、それを通してバイパス空気の流れ１０２を流し、主流ダクト３４は、それから排気ガスの流れ１０４を吐出する。例示的な実施形態では、バイパスダクト３２は吐出端部１０６を含み、主流ダクト３４は吐出端部１０８を含む。吐出端部１０６および１０８は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ１１０が主タービンセクション１２から吐出されるように配置される。より詳細には、吐出端部１０６は、現状の形態では、バイパス空気の流れ１０２がターボファン組立体１０から排出されないように配置される。
【００２０】
例示的な実施形態では、後部ファンモジュール１００は、タービン部１１４、およびタービン部１１４に結合したファン部１１６とを含む少なくとも１つのタービン／ファン段１１２を含む。より詳細には、タービン部１１４およびファン部１１６は、単一の一体構造体として互いと一体的に形成される。タービン部１１４は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ１１０を受け入れるように配置され、ファン部１１６は、タービン部１１４から半径方向外側に配置される。このようにして、タービン部１１４は、タービン／ファン段１１２を駆動し、それによって、ファン部１１６が後部ファンモジュール１００から推進空気の流れ１１８を吐出することができる。
【００２１】
タービン部１１４は複数のタービンブレード１２０を含み、ファン部１１６は複数のファンブレード１２２を含み、ミッドスパンシュラウド１２４はタービンブレード１２０とファンブレード１２２との間に画定される。タービンブレード１２０およびファンブレード１２２は、ターボファン組立体１０の作動中、ミッドスパンシュラウド１２４が、タービンブレード１２０とファンブレード１２２の反対方向を向く翼弦部（図示せず）によって生じる対抗する回転力に耐えることができるような形状と大きさになっている。より詳細には、ファンブレード１２２とタービンブレード１２０とが確実に同等の機械的フットプリントを有するようにファンブレード１２２の少なくとも１つのパラメータが調節される。例示的なパラメータは、限定するものではないが、ファンブレード１２２の翼弦厚さを含む。さらに、ファンブレード１２２は超音速で作動するように設計される。例えば、一実施形態では、複数のファンブレード１２２のファンブレード１２２は、前方に空力的にスイープした輪郭を有し、これは、ターボファン組立体１０に対して性能および騒音減衰にメリットをもたらす。
【００２２】
いくつかの実施形態では、後部ファンモジュール１００は１つより多いタービン／ファン段１１２を含んで、後部ファンモジュール１００のエネルギー取り出し能力を増大する。より詳細には、図２に示すように、後部ファンモジュール１００は、第１のタービン／ファン段１２６、および第１のタービン／ファン段１２６の下流に配置された第２のタービン／ファン段１２８を含む。第１のタービン／ファン段１２６および第２のタービン／ファン段１２８のそれぞれは、タービン部１１４およびファン部１１６を含む。第１のタービン／ファン段１２６のタービン部１１４は、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ１１０を受け入れるように配置される。さらに、後部ファンモジュール１００は、第１のタービン／ファン段１２６および第２のタービン／ファン段１２８の前方および後方に配置された１つまたは複数の案内翼組立体１３０を含む。このようにして、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ１１０は、効率的な方法で後部ファンモジュール１００を通って流れる。案内翼組立体１３０は、混合流れ１１０を真っ直ぐにするための半径方向内側の案内翼、および推進空気の流れ１１８を真っ直ぐにするための半径方向外側の案内翼を含む。案内翼組立体１３０はまた、案内翼組立体１３０のそれぞれの半径方向内側部と半径方向外側部との間に配置されたミッドスパンシュラウドを含む。最も後方の案内翼組立体１３０はまた、少なくとも１つのタービン／ファン段１１２を支持する構造フレームである。
【００２３】
少なくとも１つのタービン／ファン段１１２は、主タービンセクション１２の回転構成部品（例えば、ファン組立体１６、ブースタ圧縮機組立体１８、高圧圧縮機組立体２０、ならびにタービン２４および２６）から回転分離されている。言い換えると、後部ファンモジュール１００の少なくとも１つのタービン／ファン段１１２は、主タービンセクション１２の回転構成部品から回転的には切り離され、それらに対して自由に回転する。したがって、タービン／ファン段１１２によって取り出されたエネルギーは主タービンセクション１２の回転構成部品を駆動するためには使用されず、そのことによって、ターボファン組立体１０の性能が容易に改善される。
【００２４】
上記のように、混合流れ１１０は、主タービンセクション１２から後部ファンモジュール１００の方へ流れる。一実施形態では、主タービンセクション１２は、バイパス空気の流れ１０２および排気ガスの流れ１０４を受け入れるように配置された混合装置１３２を含む。主タービンセクション１２は、本明細書で説明するようにターボファン組立体１０が機能することができる任意の混合装置を含む。例示的な混合装置としては、限定するものではないが、デイジーミキサ装置が含まれる。デイジーミキサ装置は、周方向に交互に間隔を置いて配置された流路（図示せず）を含んで、それらを通してバイパス空気と排気ガスとの流れを交互に流す。このようにして、混合装置１３２は、バイパス空気と排気ガスとを混合して、混合流れ１１０を少なくとも１つのタービン／ファン段１１２の方へ吐出する。バイパス空気と排気ガスとを混合することにより、タービン／ファン段１１２に達する前に混合流れ１１０内の温度勾配を小さくすることが促される。
【００２５】
例示的な実施形態では、ターボファン組立体１０はさらに、主タービンセクション１２に沿って延在する第１のナセルハウジング１３４を含む。上記のように、後部ファンモジュール１００は、主タービンセクション１２を含む既存のターボファンとは別個に形成され、それに追加改造するように設計される。したがって、後部ファンモジュール１００はさらに、第１のナセルハウジング１３４に結合して、それから後方に延在するナセルハウジング延長部１３６を含む。ナセルハウジング延長部１３６は、ターボファン組立体１０の長さを延ばして、ターボファン組立体１０のための追加の空間を提供して、１つまたは複数のタービン／ファン段１１２のタービン部１１４を収容する。
【００２６】
さらに、後部ファンモジュール１００は、第１のナセルハウジング１３４の少なくとも一部分とナセルハウジング延長部１３６との周りに配置された第２のナセルハウジング１３８を含む。第１のナセルハウジング１３４は、ストラット１４０で第２のナセルハウジング１３８に結合される。一実施形態では、ストラット１４０は、タービン／ファン段１１２のファン部１１６の方へ流れる空気流に予旋回を与えるように設計される。さらに、各タービン部１１４がナセルハウジング延長部１３６から半径方向内側に配置されるように、かつ、各ファン部１１６がナセルハウジング延長部１３６と第２のナセルハウジング１３８との間に配置されるように、第２のナセルハウジング１３８は配置され、かつ、タービン部１１４およびファン部１１６はそれに合う大きさとなっている。したがって、あらかじめ定めた流路が、タービン部１１４を通って混合流れ１１０を流し、ファン部１１６を通って空気流を流すように画定される。
【００２７】
図示のように、第２のナセルハウジング１３８は、推進空気の流れ１１８の入口を形成し、この入口は主タービンセクション１２の入口の実質的に後方に配置される。これに代えて、第２のナセルハウジング１３８の入口は、主タービンセクション１２の最も後方の部分の前方に配置される。さらに、これらに代えて、第２のナセルハウジング１３８は、航空機に組み込まれた装置の一部分である。
【００２８】
本明細書で説明したシステムおよび方法の例示的な技術的効果としては、（ａ）超音速ターボファンエンジンの性能および効率を改善すること、（ｂ）エンジンが取り付けられた航空機に対して騒音をさらに減衰させるように、ターボファン組立体の音響性能を改善すること、ならびに（ｃ）既存の超音速ターボファンエンジンに後部ファンモジュールを含めるように追加改造を可能にすること、のうちの少なくとも１つが含まれる。
【００２９】
ターボファン組立体および関係する構成部品の例示的な実施形態が上記で詳細に説明されている。システムは、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成部品および／または方法のステップは、本明細書で説明した他の構成部品および／またはステップとは独立に、および別個に利用することができる。例えば、本明細書で説明した構成部品の構成はまた、他のプロセスと組み合わせて使用することができ、本明細書で説明したターボファン組立体および関係する方法のみで実行することに限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、タービンエンジン性能の改善が望まれる多くの用途に関連して実施および利用することできる。
【００３０】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面には示され、他の図面には示されないことがあるが、これは単に便宜上のことである。本開示の実施形態の原理にしたがって、１つの図面の任意の特徴は、他の任意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。
【００３１】
本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本開示の実施形態を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本開示の実施形態を実施できるようにしている。本明細書で説明した実施形態の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
【００３２】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
バイパス空気の流れ（１０２）を、内部を通して流すように構成されたバイパスダクト（３２）と、
排気ガスの流れ（１０４）をそれから吐出するように構成された主流ダクト（３４）と
を備える主タービンセクション（１２）であって、
前記バイパスダクト（３２）および前記主流ダクト（３４）がそれぞれ、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ（１１０）が前記主タービンセクション（１２）から吐出されるように配置された吐出端部（１０６、１０８）を備える、主タービンセクション（１２）と、
前記主タービンセクション（１２）の下流に配置された後部ファンセクション（１４）であって、
タービン部（１１４）、および前記タービン部（１１４）に結合したファン部（１１６）を備える少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）であって、前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を受け入れるように配置され、前記ファン部（１１６）が、前記タービン部（１１４）から半径方向外側に配置された、少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）を備える後部ファンセクション（１４）と
を備えるターボファン組立体（１０）。
［実施態様２］
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、前記主タービンセクション（１２）の回転構成部品から回転分離されている、実施態様１に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様３］
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、
第１のタービン／ファン段（１２６）であって、前記第１のタービン／ファン段（１２６）の前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を受け入れるように配置された、第１のタービン／ファン段（１２６）と、
前記第１のタービン／ファン段（１２６）の下流に配置された第２のタービン／ファン段（１２８）と
を備える、実施態様１に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様４］
前記バイパス空気の流れ（１０２）および前記排気ガスの流れ（１０４）を受け入れるように配置され、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）の方へ吐出するように構成された混合装置（１３２）を、前記主タービンセクション（１２）がさらに備える、実施態様１に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様５］
前記混合装置（１３２）がデイジーミキサ装置を備える、実施態様４に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様６］
前記主タービンセクション（１２）に沿って延在する第１のナセルハウジング（１３４）と、
前記第１のナセルハウジング（１３４）に結合して、それから後方に延在するナセルハウジング延長部（１３６）と
をさらに備える実施態様１に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様７］
前記タービン部（１１４）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）から半径方向内側に配置されるように、かつ、前記ファン部（１１６）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）と第２のナセルハウジング（１３８）との間に配置されるように、前記第１のナセルハウジング（１３４）および前記ナセルハウジング延長部（１３６）の周りに配置された前記第２のナセルハウジング（１３８）を、前記後部ファンセクション（１４）がさらに備える、実施態様６に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様８］
前記タービン部（１１４）と前記ファン部（１１６）とが互いと一体的に形成された、実施態様１に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様９］
前記主タービンセクション（１２）が約２対１より小さなバイパス比を有する、実施態様１に記載のターボファン組立体（１０）。
［実施態様１０］
ターボファン組立体（１０）に使用するための後部ファンモジュール（１００）であって、
ナセルハウジング延長部（１３６）と、
前記ナセルハウジング延長部（１３６）の周りに配置されたナセルハウジングと、
タービン部（１１４）、および前記タービン部（１１４）に結合したファン部（１１６）を備える少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）であって、前記タービン部（１１４）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）から半径方向内側に配置され、かつ、前記ファン部（１１６）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）と前記ナセルハウジングとの間に配置された、少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）と
を備える後部ファンモジュール（１００）。
［実施態様１１］
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）が、
第１のタービン／ファン段（１２６）であって、前記第１のタービン／ファン段（１２６）の前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの混合流れ（１１０）を受け入れるように配置された、第１のタービン／ファン段（１２６）と、
前記第１のタービン／ファン段（１２６）の下流に配置された第２のタービン／ファン段（１２８）と
を備える、実施態様１０に記載の後部ファンモジュール（１００）。
［実施態様１２］
前記タービン部（１１４）と前記ファン部（１１６）とが互いと一体的に形成された、実施態様１０に記載の後部ファンモジュール（１００）。
［実施態様１３］
前記ファン部（１１６）が、前方に空力的にスイープした輪郭を有する複数のファンブレード（１２２）を備える、実施態様１０に記載の後部ファンモジュール（１００）。
［実施態様１４］
主タービンセクション（１２）の下流に後部ファンセクション（１４）を配置するステップであって、前記後部ファンセクション（１４）が、タービン部（１１４）およびファン部（１１６）を含む少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）を含み、前記主タービンセクション（１２）が、バイパス空気の流れ（１０２）を、内部を通して流すように構成されたバイパスダクト（３２）と、排気ガスの流れ（１０４）をそれから吐出するように構成された主流ダクト（３４）とを含む、ステップと、
バイパス空気と排気ガスとの混合流れ（１１０）が前記主タービンセクション（１２）から吐出されるように、前記バイパスダクト（３２）および前記主流ダクト（３４）の吐出端部（１０６、１０８）を配置するステップと、
前記タービン部（１１４）が、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を受け入れるように配置されるように、かつ、前記ファン部（１１６）が、前記タービン部（１１４）から半径方向外側に配置されるように、前記後部ファンセクション（１４）を向けるステップと
を含むターボファン組立体（１０）を組み立てる方法。
［実施態様１５］
前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）を、前記主タービンセクション（１２）の回転構成部品から回転分離するステップをさらに含む実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
前記バイパス空気の流れ（１０２）および前記排気ガスの流れ（１０４）を受け入れるように混合装置（１３２）を配置するステップであって、前記混合装置（１３２）が、バイパス空気と排気ガスとの前記混合流れ（１１０）を前記少なくとも１つのタービン／ファン段（１１２）の方へ吐出するように構成された、ステップをさらに含む実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１７］
後部ファンセクション（１４）を配置するステップが、後部ファンモジュール（１００）を前記主タービンセクション（１２）に結合するステップを含む、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１８］
前記主タービンセクション（１２）がさらに、前記主タービンセクション（１２）に沿って延在する第１のナセルハウジング（１３４）を含み、後部ファンモジュール（１００）を結合するステップが、
前記第１のナセルハウジング（１３４）にナセルハウジング延長部（１３６）を結合するステップであって、前記ナセルハウジング延長部（１３６）が前記第１のナセルハウジング（１３４）から後方に延在する、ステップをさらに含む実施態様１７に記載の方法。
［実施態様１９］
前記タービン部（１１４）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）から半径方向内側に配置されるように、かつ、前記ファン部（１１６）が前記ナセルハウジング延長部（１３６）と第２のナセルハウジング（１３８）との間に配置されるように、前記第１のナセルハウジング（１３４）および前記ナセルハウジング延長部（１３６）の周りに前記第２のナセルハウジング（１３８）を配置するステップをさらに含む実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
前記タービン部（１１４）と前記ファン部（１１６）とを互いと一体的に形成するステップをさらに含む実施態様１４に記載の方法。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ターボファン組立体
１２  主タービンセクション
１４  後部ファンセクション
１６  ファン組立体
１８  ブースタ圧縮機組立体
２０  高圧圧縮機組立体
２２  燃焼器組立体
２４  高圧タービン
２６  低圧タービン
２８  第１の駆動シャフト
３０  第２の駆動シャフト
３２  バイパスダクト
３４  主流ダクト
３６  中心線
１００  後部ファンモジュール
１０２  バイパス空気の流れ
１０４  排気ガスの流れ
１０６  吐出端部
１０８  吐出端部
１１０  混合流れ
１１２  タービン／ファン段
１１４  タービン部
１１６  ファン部
１１８  推進空気の流れ
１２０  タービンブレード
１２２  ファンブレード
１２４  ミッドスパンシュラウド
１２６  第１のタービン／ファン段
１２８  第２のタービン／ファン段
１３０  案内翼組立体
１３２  混合装置
１３４  第１のナセルハウジング
１３６  ナセルハウジング延長部
１３８  第２のナセルハウジング
１４０  ストラット
【図１】
2017198208.tif 000003
【図２】
2017198208.tif 000004
【外国語明細書】
2017198208000001.pdf