(57)【要約】      （修正有）【課題】変調式流れ移送システムは、流体流れを、ロータの回転方向に実質的に円周方向に加速させるように構成された環状インデューサを含む。【解決手段】システムは、さらに、圧縮抽気連結部１４２と、屈曲可能なチュービングから形成された供給マニホールド２０６と、圧縮機抽気連結部１４２と供給マニホールド２０６の間を延びる供給ヘッダ２０２とを含む、第１の流体流れ供給部を含む。供給ヘッダ２０２は、供給マニホールド２０６に入る流体流れの量を制御するように構成された変調弁２０４を含む。システムはまた、供給マニホールド２０６とインデューサ２１３の間を延び、摺動ピストンシール２１６を介して複数の第１の流体流れ入口開口部２１４の少なくとも１つに結合可能である、流れ供給チューブ２１０を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流れを静的構成要素（２１３）からガスタービンエンジン（１００）のロータ（１１１０）に移送するための変調式流れ移送システム（１４４）であって、
前記流体流れを、前記ロータ（１１０）の回転方向に実質的に円周方向に加速させるように構成された環状インデューサ（２１３）であって、前記インデューサ（２１３）の第１の面（５０４）の周りを円周方向に延びる複数の第１および第２の流体流れ出口開口部（２２２）の列を備え、さらに、前記インデューサ（２１３）の第２の面の周りを円周方向に延びる複数の第１および第２の流体流れ入口開口部（２１４）の列を備える、環状インデューサと、
圧縮機抽気連結部（１４２）と、屈曲可能なチュービングから形成された供給マニホールド（２０６）と、前記圧縮機抽気連結部（１４２）と前記供給マニホールド（２０６）の間を延びる供給ヘッダ（２０２）とを備える、第１の流体流れ供給部であって、前記供給ヘッダ（２０２）は、前記供給マニホールド（２０６）に入る流体流れの量を制御するように構成された変調弁（２０４）を備える、第１の流体流れ供給部と、
前記供給マニホールド（２０６）と前記インデューサ（２１３）の間を延びる流れ供給チューブ（２１０）であって、摺動ピストンシール（２１６）を介して前記複数の第１の流体流れ入口開口部（２１４）の少なくとも１つの開口部（２１４）に結合されるように構成される、流れ供給チューブとを備える、変調式流れ移送システム。
【請求項２】
前記供給マニホールド（２０６）が、前記燃焼器組立体（１０６）の前方端部（２０８）の近位で前記コアエンジン（１０２）の前記ロータ（１１０）を少なくとも部分的に取り囲むリングマニホールド（２０６）を備える、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項３】
前記供給マニホールド（２０６）が、前記圧縮機抽気連結部（１４２）とそれぞれの流れ供給チューブ（２１０）の間に直接的な可撓性チュービング連結部を備える、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項４】
前記変調弁（２０４）を制御するように構成された制御装置（２０７）をさらに備え、前記制御装置（２０７）および前記弁（２０４）は、エンジン作動の巡航モード中、およびエンジン作動の離陸モード中、前記供給マニホールド（２０６）に入る流体流れを選択的に変調するように構成される、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項５】
前記インデューサ（２１３）が、前記ロータ（１００）に対して静的なものである、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項６】
前記流れ供給チューブ（２１０）が、前記供給ヘッダ（２０２）と、前記複数の第１の流体流れ入口開口部（２１４）のそれぞれ１つとの間を軸方向に延びる、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項７】
前記複数の第１および第２の流体流れ出口開口部（２２２）が、前記インデューサ（２１３）の周りをほぼ等間隔に延びる、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項８】
前記複数の流体流れ入口開口部（２１４）のそれぞれ１つと、前記複数の流体流れ出口開口部（２２２）の間を延びる複数の流体流れ通路をさらに備える、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項９】
前記第２の流体流れ入口開口部（２１４）の少なくとも１つが、前記複数の第２の流体流れ入口開口部（２１４）に入る前記流体流れに、蛇行経路を提示するように構成された微粒子スクリーンを備える、請求項１記載のシステム（１４４）。
【請求項１０】
前記第２の流体流れ入口開口部（２１４）の少なくとも１つが、前記インデューサ（２１３）の湾曲した表面上に涙滴形状を含み、前記涙滴形状は、前記ガスタービンエンジンの高圧タービンの第１の段のノズルから前記インデューサ（２１３）内に誘発された応力に効率的な負荷経路をもたらすように構成される、請求項１記載のシステム（１４４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジン内の抽気システム内の共振を抑制するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、通常、冷却空気をタービンブレードなどのタービンロータ構成要素に供給して、そのような構成要素が受ける温度を抑える冷却システムを含む。少なくとも一部の知られているガスタービンエンジンは、タービン構成要素を冷却するのに使用される空気をエンジン圧縮機から導く。圧縮機からそらされた空気は、通路を通ってガスタービンエンジンのタービンセクションに導かれる。インデューサとして一般的に知られているデバイスが、一般に、そのような軸方向通路の出口端部に位置し、空気流を加速させ、回転するロータ内の通路に向けるために使用される。そのようなインデューサは、空気流の速度および方向を制御するために使用される。
【０００３】
知られている冷却システムでは、冷却流の量は、一般に、エンジンの最高タービン入口温度点において必要な冷却を達成するのに必要とされるレベルに固定される。ガスタービンエンジンは、通常、最高タービン入口温度未満の状態で作動されるため、ガスタービンエンジンは、通常、冷却流が過剰になり効率性が低下した状態で作動する。この過剰な冷却はまた、燃焼消費を増大させる影響も与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８５２９１９５号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様では、変調式流れ移送システムは、流体流れをロータの回転方向に実質的に円周方向に加速させるように構成された環状インデューサを含む。インデューサは、インデューサの第１の面周りを円周方向に延びる複数の第１および第２の流体流れ出口開口部の列を含む。インデューサは、インデューサの第２の面周りを円周方向に延びる複数の第１および第２の流体流れ入口開口部の列を含む。システムは、圧縮機抽気連結部と、屈曲可能なチュービングから形成された供給マニホールドと、圧縮機抽気連結部と供給マニホールドとの間を延びる供給ヘッダとを含む第１の流体流れ供給部を含む。供給ヘッダは、供給マニホールドに入る流体流れの量を制御するように構成された変調弁を含む。システムはまた、供給マニホールドとインデューサの間を延び、摺動ピストンシールを介して複数の第１の流体流れ入口開口部の少なくとも１つに結合可能である、流れ供給チューブを含む。
【０００６】
別の態様では、タービンロータを冷却する方法は、冷却空気の第１の流れを、タービンロータの一部分を取り囲む、屈曲可能なチュービングから形成されたマニホールドを通るように選択的に導くステップと、冷却空気の第１の流れを、マニホールドから入口開口部まで軸方向に後方に延びる供給チューブを通して、環状インデューサの複数の第１の入口開口部の一入口開口部に導くステップとを含む。方法はまた、冷却空気の第１の流れを、入口開口部から、インデューサの出口面の円周のほぼ４５°を延びるスロット状出口開口部までの異形通路を通して加速させるステップを含む。方法は、さらに、冷却空気の第１の流れを入口開口部からスロット状出口開口部までの異形通路内で、冷却空気の第１の流れが、スロット状出口開口部において異形通路の中心線からほぼ６０°の方向にスロット状出口開口を退出するように転向させるステップを含む。
【０００７】
さらに別の態様では、ターボファンエンジンは、多段圧縮機を含むコアエンジンと、コアエンジン内で生成されたガスによって駆動されるパワータービンによってパワー供給されるファンと、コアエンジンおよびファンを少なくとも部分的に囲むファンバイパスダクトとを含む。ターボファンエンジンは、流体流れを多段圧縮機からコアエンジンのロータに移送するための変調式流れ移送システムを含み、変調式流れ移送システムは、多段圧縮機からの抽気連結部と、屈曲可能なチュービングから形成された供給マニホールドと、抽気連結部と供給マニホールドの間を延びる供給ヘッダとを含む第１の流体流れ供給部を含む。供給ヘッダは、抽気連結部から供給マニホールドに入る第１の流体流れの量を制御するように構成された変調弁と、供給マニホールドから軸方向に後方に延びる流れ供給チューブと、第１の流体流れを、流れ供給チューブを通して第１の流体流れ供給部から受け取るように構成された環状インデューサとを含み、インデューサは、流体流れを、ロータの回転方向に実質的に円周方向に加速させるように構成され、インデューサは、インデューサの周りを円周方向に延びる複数の第１および第２の流体流れ出口開口部の列を含み、インデューサは、さらに、インデューサの周りを円周方向に延びる複数の第１および第２の流体流れ入口開口部の列を含む。
【０００８】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明が、図にわたって同様の記号が同様の部分を表す添付の図を参照して読み取られることにより、より良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の例となる実施形態による例示的なガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】図１に示す変調式タービン冷却システムの側面図である。
【図３Ａ】図１に示すガスタービンエンジンから分離された、図１に示す変調式タービン冷却システムの概略図である。
【図３Ｂ】各々の流れ供給チューブが、図３Ａに示すヘッダを使用することなくそれぞれの変調弁から直接的に供給される、図１に示すガスタービンエンジンから分離された、図１に示す変調式タービン冷却システムの概略図である。
【図４】図２に示すインデューサの一部分の斜視図である。
【図５】前方向に見た、図２に示す線５−５に沿って切り取られた、図２に示すインデューサの軸方向図である。
【図６】タービンロータを冷却する例示的な方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
別途指示されない限り、本明細書において提供する図は、本開示の実施形態の特徴を例示するものとする。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む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、図は、本明細書に開示する実施形態を実践するのに必要とされる、当業者によって知られている従来の特徴すべてを含まないものとする。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲では、以下の意味を有すると定義されるいくつかの用語に参照がなされる。
【００１２】
単数形「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が別途明確に指定しない限り、複数の参照を含む。
【００１３】
「任意選択」または「任意選択により」は、その後に説明する事象または状況が、起こっても起こらなくてもよく、その説明が、事象が起こる場合、およびこれが起こらない場合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本明細書において使用する場合、近似言語は、これが関連する基本的機能の変化を結果としてもたらすことなく、許される範囲で変動し得る任意の定量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約」、「ほぼ」、および「実質的に」などの用語または複数の用語によって修飾された値は、明示された正にその値に限定されるものではない。少なくとも一部の場合、近似言語は、値を測定するための器具の精度に対応する。ここにおいて、ならびに明細書および特許請求の範囲を通じて、範囲限定は、組み合わされてよくおよび／または交換されてよく、そのような範囲は、文脈または言語が別途指定しない限り、特定され、ここに含まれるすべての副範囲を含む。
【００１５】
本明細書において説明する変調式タービン冷却（ＭＴＣ）システムの実施形態は、現在利用可能なものより、冷却空気を静的または固定式構成要素から、ガスタービンエンジンのロータに搭載した回転する構成要素に供給するためのコスト効果の高い方法を提供する。ＭＴＣシステムは、コアエンジンの少なくとも一部分を取り囲む環状インデューサを含む。インデューサは、冷却空気の流れを、実質的に円周方向に、たとえば、ロータの回転方向に、インデューサの出口開口部の軸方向中心線に対してほぼ７０°の角度で加速させるように構成される。冷却空気の流れを加速させ、転向させることにより、冷却空気の流れを固定式インデューサから回転するロータに効率的に移送することが可能になる。１つの実施形態では、冷却空気の流れは、ロータとほぼ同じ速度に加速される。別の実施形態では、冷却空気の流れは、ロータの角速度より速い速度に加速される。インデューサは、その後方側に複数の流体流れ出口開口部の列を含む。出口開口部は、インデューサの出口面の周りをほぼ等間隔で円周方向に離間され得る。例示的な実施形態では、流体流れ出口開口部の合計８つのうち２つは、圧縮機抽気連結部から供給され、それぞれの弁によって変調される。また、例示的な実施形態では、流体流れ出口開口部の合計８つのうち６つは、ロータとガスタービンエンジンの燃焼器の間の空間から供給される。本明細書の例は、インデューサを貫通する８つの開口部を有するインデューサを示しているが、他の数の開口部を使用することもできる。
【００１６】
第１の流体流れ供給部は、圧縮機抽気連結部と、コアエンジンの一部分を取り囲む、屈曲可能なチュービングから形成された供給マニホールドと、圧縮機抽気連結部と供給マニホールドの間を延びる供給ヘッダとを含む。供給ヘッダは、供給マニホールドに入る流体流れの量を制御するように構成された変調弁を含む。
【００１７】
ＭＴＣシステムは、さらに、供給マニホールドとインデューサの間を延びる流れ供給チューブを含む。流れ供給チューブは、摺動ピストンシールを介して流体流れ入口開口部に結合可能である。摺動ピストンシールは、流れ供給チューブとインデューサの間の軸方向範囲の動作を可能にして、さまざまな作動モード間およびガスタービンエンジンのパワー出力のレベル間で受ける温度こう配による繰り返し疲労を低減する。さらに、流れ供給チューブは、円形断面を含む。
【００１８】
図１は、例示的なガスタービンエンジン１００の概略図である。ガスタービンエンジン１００は、高圧圧縮機（ＨＰＣ）１０４と、燃焼器組立体１０６と、高圧タービン（ＨＰＴ）１０８とを、コアエンジンシャフト１１２周りを回転するコアエンジンロータ１１０上に軸方向の直列流れ関係で含む、ガス発生機またはコアエンジン１０２を含む。ガスタービンエンジン１００はまた、パワーエンジンシャフト１２６の周りを回転するパワーエンジンロータ１２２上に軸方向の流れ関係で配置された、低圧圧縮機またはファン１１４および低圧タービン１２０を含む。
【００１９】
作動中、空気は、中央軸１２８に沿って流れ、圧縮された空気が、高圧圧縮機１０４に供給される。高度に圧縮された空気は、燃焼器組立体１０６に送出される。燃焼器組立体１０６からの排気ガスの流れ（図１には示さず）は、タービン１０８および１２０を駆動し、タービン１２０は、シャフト１２６によってファンまたは低圧圧縮機１１４を駆動する。ガスタービンエンジン１００はまた、ファンまたは低圧圧縮機格納ケース１４０を含む。冷却空気は、圧縮機抽気連結部１４２から抽気され、変調式タービン冷却（ＭＴＣ）システム１４４に導かれる。
【００２０】
図２は、本発明の例示的な実施形態によるＭＴＣシステム１４４の側面図である。例示的な実施形態では、冷却空気は、圧縮機抽気連結部１４２（図１に示す）から、供給マニホールド２０６に入る流体流れの量を制御するように構成された変調弁２０４を含む供給ヘッダ２０２に導かれる。制御装置２０７は、変調弁２０４のアクチュエータ２０９を制御して、選択的に、エンジン作動の巡航モード中は、冷却空気を圧縮機抽気連結部１４２（図１に示す）から供給ヘッダ２０２に導くことを妨げ、飛行機の離陸中などのエンジン作動の高パワーモード中は、冷却空気を圧縮機抽気連結部１４２（図１に示す）から供給ヘッダ２０２に導くことを可能にするために使用され得る。さまざまな実施形態では、変調弁２０４は、故障時、冷却空気を（図１に示す）圧縮機抽気連結部１４２から供給ヘッダ２０２に導くことを可能にする開位置にある。供給マニホールド２０６は、燃焼器組立体１０６の前方端部２０８の近位でコアエンジン１０２のロータ１１０を少なくとも部分的に囲む。供給マニホールド２０６は、例示的な実施形態では、鋳造構成要素とは反対に、屈曲可能なチュービングから形成される。屈曲可能なチュービングは、軽量のものであり、供給マニホールド２０６の近位の隙間問題に対応するように通され得る。屈曲可能なチュービングに加えて、供給マニホールド２０６は、たとえば、供給マニホールド２０６の２つの部分および／または供給マニホールド２０６と別のヘッダまたはマニホールドを接合するように構成された連結構成要素（図２に示さず）から形成され、これは、以下で説明する。
【００２１】
ＭＴＣシステム１４４は、供給マニホールド２０６とインデューサ２１３の後方端部２１２の間を延びる流れ供給チューブ２１０を含む。流れ供給チューブ２１０は、摺動ピストンシール２１６を介してインデューサ後方端部２１２の複数の流体流れ入口開口部２１４の一部と結合可能である。複数の流体流れ入口開口部２１４の他のものは、インデューサ２１３と、燃焼器組立体１０６の内壁２２０の間の空間２１８からの冷却空気によって供給される。摺動ピストンシール２１６は、流れ供給チューブ２１０とインデューサ２１３の間の軸方向範囲の動作を可能にして、さまざまな作動モード間およびガスタービンエンジン１００のパワー出力レベル間で受ける温度こう配による繰り返し疲労を低減する。さらに、流れ供給チューブ２１０は、ほぼ円形の断面を含む。インデューサ２１３は、コアエンジン１０２のロータ１１０の少なくとも一部分を取り囲む。インデューサ２１３は、冷却空気の流れを、実質的に円周方向に、たとえば、ロータ１１０の回転方向にインデューサ２１３の出口開口部２２２の軸方向中心線に対してほぼ７０°の角度で加速させるように構成される。冷却空気の流れを加速させ、転向させることにより、冷却空気の流れを固定式インデューサ２１３から回転するロータ１１０に効率的に移送することが可能になる。１つの実施形態では、冷却空気の流れは、ロータ１１０のものより速い、またはこれと等しい速度に加速される。
【００２２】
図３Ａは、ガスタービンエンジン１００から分離されたＭＴＣシステム１４４の概略図である。図３Ｂは、各々の流れ供給チューブが、図３Ａに示すヘッダを使用せずにそれぞれの変調弁から直接的に供給される、図１に示すガスタービンエンジンから分離された、図１に示す変調式タービン冷却システムの概略図である。例示的な実施形態では、インデューサ２１３は、８つの入口開口部２１４を含む。２つの入口開口部２１４は、圧縮機抽気連結部１４２（図１に示す）から冷却空気の第１の流れを受け取る。６つの入口開口部２１４は、空間２１８から冷却空気の第２の流れを受け取る。したがって、８つの流体流れ入口開口部２１４のうち２つは、ＭＴＣシステム１４４によって変調され、８つの流体流れ入口開口部２１４のうち６つは、空間２１８から変調されない冷却空気を受け取る。他の実施形態では、任意の数の入口開口部２１４が、圧縮機抽気連結部１４２（図１に示す）から冷却空気の第１の流れを受け取り、入口開口部２１４の残りの数が、空間２１８から冷却空気の第２の流れを受け取ることもできる。したがって、変調された冷却空気を受け取る入口開口部２１４の数は、ゼロでもよく、故に変調された冷却空気の流れを供給せず、この場合すべての冷却空気は、空間２１８から受け取られる。変調された冷却空気を受け取る入口開口部２１４の数は、８つまたはそれ以上でもよく、そのような場合、９つ以上の入口開口部２１４が存在し、故に最大１００％の変調された冷却空気の流れを供給する。
【００２３】
図４は、（図２に示す）インデューサ２１３の一部分の斜視図である。例示的な実施形態では、インデューサ２１３は、その円周のほぼ４５°の孤を各々が含む８つのセクタ４０４を有する環状本体４０２を含む。各々のセクタ４０４は、それぞれの流体流れ入口開口部２１４と、流体流れ出口開口部２２２と、それらの間を延びる通路４０６とを含む。流体流れ入口開口部２１４は、（図１、２、および３に示す）ＭＴＣシステム１４４から、または（図２に示す）空間２１８から冷却空気の流れを受け取るように構成された涙滴形状を含む。空間２１８から冷却空気の流れを受け取る流体流れ入口開口部２１４には、微粒子スクリーン４０８が設けられてよく、この微粒子スクリーンは、冷却空気の流れに、流体流れ入口開口部２１４に入る前に方向を変更させる蛇行経路を含む。冷却空気の流れ内に同伴される何らかの微粒子、水、蒸気、および／または氷の推進力により、微粒子、水、蒸気、および／または氷は、これが入口開口部２１４に入るように転向できる前に、流体流れ入口開口部２１４を通り超えて運ばれる。
【００２４】
通路４０６は、冷却空気の流れを、接線方向または円周方向に向けながら、冷却空気の流れを加速させる収束通路である。したがって、流体流れ出口開口部２２２を退出する冷却空気の流れは、大きい後方向の軸方向成分および（図１および２に示す）ロータ１１０の回転の方向の大きい円周方向成分を有する速度ベクトルを有する。
【００２５】
図５は、ＨＰＴ１０８の第１の段から前方を見た、図２に示す線５−５に沿って切り取られたインデューサ２１３の軸方向図である。インデューサ２１３は、その後方側５０２に８つの流体流れ出口開口部２２２の列を含む。流体流れ出口開口部２２２は、インデューサ２１４の出口面５０４の周りを円周方向にほぼ等間隔で離間され得る。例示的な実施形態では、流体流れ出口開口部２２２の合計８つのうち２つは、圧縮機抽気連結部１４２から供給され、これら２つの流体流れ出口開口部２２２への流体流れは、それぞれの弁２０４によって変調される。また、例示的な実施形態では、流体流れ出口開口部２２２の合計８つのうち６つは、ロータ１１０とガスタービンエンジン１００の燃焼器組立体１０６の間の空間２１８から供給される。本明細書の例は、インデューサ２１３を貫通する８つの開口部を有するインデューサ２１３を示すが、他の数の開口を使用し変調することもできる。
【００２６】
図６は、タービンロータを冷却する例示的な方法６００の流れ図である。例となる実施形態では、方法６００は、冷却空気の第１の流れを、タービンロータの一部分を取り囲む、屈曲可能なチュービングから形成されたマニホールドを通るように選択的に導くステップ６０２を含む。冷却空気は、１つまたは複数の変調弁を含むヘッダを通してマニホールドに供給される。変調弁は、制御装置によって開状態または遮断状態の間で制御される。１つの実施形態では、少なくとも１つの弁は、たとえば、タービンロータがその一部である航空機の離陸モード中、開く。制御装置はまた、第２の巡航モード中、冷却量の低減がタービンロータに十分であるとき、変調弁を閉位置または部分的に閉位置にするように命令することもできる。
【００２７】
方法６００はまた、冷却空気の第１の流れを、マニホールドから入口開口部まで軸方向に後方に延びる供給チューブを通して、環状インデューサの複数の第１の入口開口部の一入口開口部に導くステップ６０４を含む。例示的な実施形態では、環状インデューサは、８つの入口開口部を含んで、冷却空気を、環状インデューサの上流側または前方端部から下流側または後方端部までの環状インデューサを通る通路に流入させる。例示的な実施形態では、８つの入口開口部のうち２つは、圧縮機抽気および変調式タービン冷却（ＭＴＣ）システムからの冷却空気で供給される。そのような構成により、冷却空気の流れの量とモードが指定する冷却空気要求を合致させることが可能になる。８つの入口開口部は、インデューサの湾曲した表面内に円形断面を含み、それにより、湾曲した表面上の開口部は、涙滴形状のより狭い部分が湾曲した表面の前方端部を向き、涙滴形状のより広い部分が湾曲した表面の後方端部に向かって配向された状態で軸方向に位置合わせされた涙滴形状になる。ＣＤＰ空気が供給される入口開口部には、微粒子スクリーンを嵌合することができ、この微粒子スクリーンは、相補的な涙滴形状のものであり、冷却空気が、インデューサを通るそれぞれの通路に入る前にとる蛇行プロファイルを有する。蛇行経路は、冷却空気を、これが入口開口部に入る前に径方向に変更させる一連の離間されたチャネルによって形成され得る。冷却空気内に同伴される微粒子、水、氷などの推進力により、微粒子、水、氷が転向し入口開口部を入ることができ、したがってガスタービンエンジンを通って運ばれる前に、微粒子、水、氷は、入口開口部を通り過ぎて運ばれる。
【００２８】
方法６００は、さらに、冷却空気の第１の流れを、入口開口部からそれぞれのスロット状出口開口部までのそれぞれの異形通路を通して加速させるステップを含む。スロット状出口開口部の各々は、インデューサの出口面の円周のほぼ４５°を延びる。異形通路は、通路を通って流れる冷却空気を加速させるように構成される。方法６００はまた、冷却空気の第１の流れを異形通路内で、冷却空気の第１の流れがスロット状出口開口部において、入口開口部からスロットル状出口開口部に、異形通路の中心線からほぼ６０°の方向にスロット状出口開口部を退出するように転向させるステップを含む。異形通路は、冷却空気の流れを、ロータの回転方向に円周方向に転向させるように構成される。冷却空気は、出口開口部の面に対して鋭角に転向される。１つの実施形態では、冷却空気は、出口開口部の面に対して６０°を上回る角度に転向される。別の実施形態では、冷却空気は、出口開口部の面に対して７０°を上回る角度に転向される。冷却空気の転向の角度および冷却空気の加速の量は、冷却空気をインデューサからロータに効率的に移送するために、冷却空気の流れの速度ベクトルをロータ内の開口部と合致させようとする。
【００２９】
上記で説明する抽気システムは、ガスタービンエンジンタービン構成要素の変調式冷却のための効率的な方法を提供する。詳細には、上記で説明した変調式タービン冷却システムは、たとえば、航空機が作動の高パワーまたは離陸モードにあり、関連する弁が開くとき、冷却空気の追加の量をタービン構成要素に選択的に供給する圧縮抽気連結部を含む。
【００３０】
本明細書に説明する方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、次の少なくとも１つを含む：（ａ）インデューサ吸い込み領域を低減してガスタービンエンジンの部分による埃および／または汚れの吸い込みを最小限に抑える、（ｂ）ＭＴＣシステムの組み立ておよびシーリング概念を簡易化する、（ｃ）エンジンンパフォーマンスを維持または改善し、内側燃焼器ライナの熱リスクを軽減しながら、全体的なシステム重量を低減する、（ｄ）変調された冷却流れを第１の段の高圧タービンブレード回路に送出する機械的手段を提供する、（ｅ）インデューサへの入口領域を低減することにより、高圧の第１の段のブレード冷却回路内に吸い込まれる埃／または汚れを低減するための新しい方法を提供する、（ｆ）ガスタービンエンジンの高圧タービンの第１の段のノズルからインデューサ内に誘発された応力に効率的な負荷経路をもたらすようにインデューサ入口を構成する、（ｇ）インデューサ通路の数を拡大および低減して流れを改良し、重量を低減する。
【００３１】
変調式タービン冷却システムの例示的な実施形態は、詳細に上記で説明されている。変調式タービン冷却システム、ならびにそのようなシステムおよび構成要素デバイスを作動させる方法は、本明細書に説明する特定の実施形態に限定されず、それよりも、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書において説明する他の構成要素および／またはステップから独立して別個に利用されてよい。たとえば、方法はまた、静的構成要素から回転する構成要素までの流体流れの移送を必要とする他のシステムと組み合わせて使用されてもよく、本明細書において説明するシステムおよび方法のみの実践に限定されない。それよりも、例示的な実施形態は、変調式冷却システムを受け取り、受け入れるように現在構成されている数多くの他の機械的用途に関連して実装および利用され得る。
【００３２】
本開示のさまざまな実施形態の特定の特徴が、一部の図に示され、また、他では示されないことがあるが、これは便宜上にすぎない。本開示の原理によれば、図の任意の特徴は、任意の他の図の任意の特徴と組み合わせて参照され、および／または特許請求され得る。
【００３３】
この記述した説明は、例を使用して、最良の形態を含む実施形態を開示し、また、当業者が、任意のデバイスまたはシステムを作製し、使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んで、実施形態を実践することも可能にする。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、当業者が想起する他の例を含むことができる。そのような他の例は、これらが、請求項の文字通りの意味とは異ならない構造的要素を有する場合、またはこれらが、請求項の文字通りの意味とごくわずかしか相違を有さない等価の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内に入るように意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１００  ガスタービンエンジン
１０２  コアエンジン
１０４  高圧圧縮機（ＨＰＣ）
１０６  燃焼器組立体
１０８  高圧タービン（ＨＰＴ）
１１０  ロータ
１１２  コアエンジンシャフト
１１４  低圧圧縮機
１２２  パワーエンジンロータ
１２６  パワーエンジンシャフト
１２８  中央軸
１４０  圧縮機格納ケース
１４２  圧縮機抽気連結部
１４４  変調式タービン冷却（ＭＴＣ）システム
２０２  供給ヘッダ
２０４  変調弁
２０６  供給マニホールド
２０７  制御装置
２０８  前方端部
２０９  アクチュエータ
２１０  流れ供給チューブ
２１２  インデューサ後方端部
２１３  インデューサ
２１４  入口開口部
２１６  摺動ピストンシール
２１８  空間
２２０  内壁
２２２  流体流れ出口開口部
４０２  環状本体
４０４  セクタ
４０６  通路
４０８  微粒子スクリーン
５０２  後方側
５０４  出口面
６００  方法
６０２  導くステップ
６０４  導くステップ
６０６  加速させるステップ
６０８  転向させるステップ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
2017078410000001.pdf