(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジン内のオイルを圧送するための方法及びシステムの改善を行う。【解決手段】ポンプ３００は、縁部３０８を有する半径方向内向きに向いた溝３１０を含む第１の回転可能部３０２を含む。第１の回転可能部材３０２は、縁部３０８によって流体の流れを受け取り、第１の角速度３１６で回転する。ポンプ３００は、第２の角速度３１８で回転するコレクタを含む第２の回転可能部材３０４は、コレクタから半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブ３１４を含む。複数のスクープチューブ３１４の各スクープチューブ３１４は、コレクタ３０４と流体連通するように結合された第１の端部と、溝３１０内に延びる入口開口部を含む第２の端部とを含む。第２の端部は、入口開口部が第２の回転可能部材３０４の回転方向に開放するように湾曲される。入口開口部は、溝３１０内に収集された流体をすくい上げるように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縁部（３０８）を有する半径方向内向きに向いた溝（３１０）を含み、前記縁部（３０８）によって複数の流体の流れを受け取るように構成され、且つ、第１の角速度（３１６）で回転するように構成された、第１の回転可能部材（３０２）と、
第２の回転可能部材（３０４）と、
を備えるポンプ（３００）であって、
前記第２の回転可能部材（３０４）は、
第２の角速度（３１８）で回転するように構成されたコレクタ（３０４）と、
前記コレクタ（３０４）から半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブ（３１４）と、
を含み、前記複数のスクープチューブ（３１４）の各スクープチューブは、
前記コレクタ（３０４）と流体連通するように結合された第１の端部と、
前記溝（３１０）内に延びる入口開口部を含む第２の端部と、
を含み、前記第２の端部は前記入口開口部が前記第２の回転可能部材（３０４）の回転方向に開放すに湾曲され、前記入口開口部は前記溝（３１０）内に収集された流体をすくい上げるように構成される、ポンプ（３００）。
【請求項２】
前記第１の角速度（３１６）は、前記第２の角速度（３１８）に対して反対方向である、請求項１に記載のポンプ（３００）。
【請求項３】
前記第１の回転可能部材（３１０）は、前記第２の回転可能部材（３０４）の回転方向と同じ方向に回転するように構成される、請求項１に記載のポンプ（３００）。
【請求項４】
前記第１の角速度（３１６）は、前記第２の角速度（３１８）を下回る、請求項３に記載のポンプ（３００）。
【請求項５】
前記第１の回転可能部材（３０２）は、複数のサンプから前記縁部（３０８）によって複数の流体の流れを受け取るように構成される、請求項１に記載のポンプ（３００）。
【請求項６】
前記流体はオイルを含む、請求項１に記載のポンプ（３００）。
【請求項７】
ガスタービンエンジン（１１０）であって、
高圧圧縮機（１２４）及び高圧タービン（１２８）に回転可能に結合された高圧出力シャフト（１３４）と、
低圧圧縮機（１２２）及び低圧タービン（１３０）に回転可能に結合された低圧出力シャフト（１３６）と、
ポンプ（３００）と、
を備え、
前記ポンプ（３００）は、
縁部（３０８）を有する半径方向内向きに向いた溝（３１０）を含む第１の回転可能部材（３０２）であって、第１の回転可能部材（３０２）は前記縁部（３０８）によって複数の流体の流れを受け取るように構成され、前記低圧出力シャフト（１３６）は第１の角速度（３１６）で回転するように構成される、第１の回転可能部材（３０２）と、
第２の回転可能部材（３０４）と、
を備え、前記第２の回転可能部材（３０４）は、
前記高圧出力シャフト（１３４）に回転可能に結合され、第２の角速度（３１８）で回転するように構成されたコレクタ（３０４）と、
前記コレクタ（３０４）から半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブ（３１４）と、
を含み、
前記複数のスクープチューブ（３１４）の各スクープチューブは、
前記コレクタ（３０４）と流体連通するように結合された第１の端部と、
前記溝（３１０）内に延びる入口開口部を含む第２の端部と、
を含み、前記第２の端部は、前記入口開口部が第２の回転可能部材（３０４）の回転方向に開放するように湾曲され、前記入口開口部は前記溝（３１０）内に収集された流体をすくい上げるように構成される、ガスタービンエンジン（１１０）。
【請求項８】
前記第１の回転可能部材（３０２）は、前記第２の回転可能部材（３０４）の回転方向とは反対方向に回転するように構成される、請求項７に記載のガスタービンエンジン（１１０）。
【請求項９】
前記第１の回転可能部材（３０２）は、前記第２の回転可能部材（３０４）の回転方向と同じ方向に回転するように構成される、請求項７に記載のガスタービンエンジン（１１０）。
【請求項１０】
前記第１の回転可能部材（３０２）は回転するように構成され、前記第２の回転可能部材（３０４）は静止を維持するように構成される、請求項７に記載のガスタービンエンジン（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、全体的に、ガスタービンエンジンにおけるポンプシステムに関し、より詳細には、遠心ポンプを用いて、ガスタービンエンジン内のオイルを圧送するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排油、すなわち、ガスタービンエンジン内の軸受を潤滑した後にオイルサンプに排出されるオイルは通常、軸受を潤滑した後に排油タンクに送られる。排油を排油タンクに移送する少なくとも幾つかの公知の方法は、高温フレームを通る重力ドレインを含む。ガスタービンエンジンがより強力になるにつれて、高温フレームが曝される温度も上昇する。高温フレームは高温に曝されるため、高温フレーム内での排油の移送は、排油のコークス化をもたらすことがある。排油のコークス化を低減させるため、排油が高温フレームを通って移送される際に、冷却空気を高温フレームに供給して排油を冷却する。さらに、排油ドレイン配管を保護するために、高温フレームのストラット厚が増大される。追加の冷却空気システム及びより厚い高温フレームストラットにより、ガスタービンエンジンに重量が付加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８２５６５７６号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一態様において、ポンプが提供される。ポンプは、端部を有する半径方向内向きに向いた溝を含む第１の回転可能部材を含む。第１の回転可能部材は、端部の上で複数の流体の流れを受け取るように構成される。第１の回転可能部材は、第１の角速度で回転するように構成される。ポンプはまた、第２の角速度で回転するように構成されたコレクタを含む第２の回転可能部材も含む。第２の回転可能部材はまた、コレクタから半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブも含む。複数のスクープチューブの各スクープチューブは、コレクタと流体連通するように結合された第１の端部と、溝内に延びる入口開口部を含む第２の端部とを含む。第２の端部は、入口開口部が第２の回転可能部材の回転方向に開放するように湾曲される。入口開口部は、溝内に収集された流体をスクープするように構成される。
【０００５】
別の態様において、ポンプを用いて流体を圧送する方法が、半径方向内側表面上の円周方向溝を含む第１の回転可能部材と、溝内に延びる１つ又はそれ以上のスクープチューブを含む第２の回転可能部材とを含む。方法は、第１の回転可能部材において流体の流れを受け取るステップを含む。方法はまた、溝の半径方向外側部分において流体の流れを遠心力で収集するステップも含む。方法はさらに、遠心力で収集した流体の一部を１つ又はそれ以上のスクープチューブにスクープするステップを含む。方法はまた、スクープした流体を流体排出システムに送るステップも含む。
【０００６】
さらに別の態様において、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、高圧圧縮機及び高圧タービンに回転可能に結合された高圧出力シャフトを含む。ガスタービンエンジンはまた、低圧圧縮機及び低圧タービンに回転可能に結合された低圧出力シャフトも含む。ガスタービンエンジンはさらに、端部を有する半径方向内向きに向いた溝を含むポンプを含む。第１の回転可能部材は、端部の上で複数の流体の流れを受け取るように構成される。低圧出力シャフトは第１の角速度で回転するように構成される。ポンプはまた、高圧出力シャフトに回転可能に結合され、第２の角速度で回転するように構成されたコレクタを含む第２の回転可能部材も含む、第２の回転可能部材はまた、コレクタから半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブも含む。複数のスクープチューブの各々のスクープチューブは、コレクタと流体連通するように結合された第１の端部と、溝内に延びる入口開口部を含む第２の端部とを含む。第２の端部は、入口開口部が第２の回転可能部材の回転方向に開放するように湾曲される。入口開口部は、溝内に収集された流体をスクープするように構成される。
【０００７】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体を通じて同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更に理解できるであろう。
【０００８】
図１〜図４は、本明細書で説明される方法及び装置の例示的な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】ガスタービンエンジン内の低圧タービンの概略図。
【図３】排油ポンプの概略図。
【図４】回転オイル溝又はプレナムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
種々の実施形態の特定の特徴は一部の図面で示され、他の図面では示されない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。図面のあらゆる特徴は、他の何れかの図面の何れかの特徴と組み合わせて参照及び／又は特許請求することができる。
【００１１】
別途指示されていない限り、本明細書で示される図面は、本開示の実施形態の特徴を例証するものとする。これらの特徴は、本開示の１又はそれ以上の実施形態を含む幅広い種類のシステムで適用可能であると考えられる。従って、図面は、本明細書で開示される実施形態の実施に必要とされる当業者には公知の従来の全ての特徴を含むことを意図するものではない。
【００１２】
以下の明細書及び請求項において、幾つかの用語を参照するが、これらは以下の意味を有すると定義される。
【００１３】
単数形態「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。
【００１４】
「任意」又は「場合により」とは、それに続いて記載されている事象又は状況が起こってもよいし起こらなくてもよいことを意味し、その記載はその事象が起こる場合と起こらない場合を含む。
【００１５】
本明細書及び請求項全体を通じてここで使用される近似表現は、関連する基本的機能の変更をもたらすことなく、許容範囲内で変わることのできるあらゆる定量的表現を修飾するのに適用することができる。従って、「約」及び「実質的に」などの１又は複数の用語により修飾される値は、指定される厳密な値に限定されるものではない。少なくとも一部の事例において、近似表現は、値を測定する計器の精度に対応することができる。ここで、並びに明細書及び請求項全体を通じて、範囲限界は組み合わせ及び／又は置き換えが可能であり、このような範囲は前後関係又は表現がそうでないことを示していない限り、識別され、ここに包含される部分範囲全てを含む。
【００１６】
以下の詳細な説明は、限定ではなく例証として本開示の実施形態を示す。本開示は、航空機エンジンにおいてオイルを循環させるための方法及びシステムに対して一般的に応用されることが企図される。
【００１７】
本明細書に記載のポンプの実施形態は、排油をタービン後部フレーム（ＴＲＦ）に圧送する。ポンプは、回転チューブ組立体の周りを囲む回転オイルプレナムを含む。排油は回転オイルプレナムに排出され、回転オイルプレナムは回転して均一なオイルプールを形成する。回転チューブ組立体は、均一なオイルプール内に延びる複数のスクープチューブを含む。回転チューブ組立体の回転により、排油がスクープチューブに送られる。スクープチューブは、排油を、ＴＲＦの後方に軸方向に送る。排油は、ＴＲＦを通って排油システムに排出される。例示的な実施形態において、回転オイルプレナム及び回転チューブ組立体は、反対方向に回転する。代替的な実施形態において、回転オイルプレナム及び回転チューブ組立体は、同じ方向に回転する。代替的な実施形態において、回転オイルプレナムは回転するように構成され、回転チューブ組立体は静止しているように構成される。
【００１８】
本明細書で説明されるポンプ及び排油移送システムは、ガスタービンエンジン内の排油を移送する公知の方法に優る利点を提供する。より具体的には、排油を移送する幾つかの公知の方法及びシステムは、タービン中央フレーム（ＴＣＦ）を通して排油を移送することを含む。ＴＣＦは通常、高温で作動し、排油ドレインラインにおける排油のコークス化を防止するために、冷却空気及びＴＣＦストラットを必要とする。より低温のＴＲＦを通して排油を排出することにより、ＴＣＦでの冷却空気の必要性がなくなり、ＴＣＦがより薄いストラットを使用することが可能になる。より薄いＴＣＦストラットにより、エンジンの重量が低減し、エンジンの性能が改善する。
【００１９】
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１１０の概略断面図である。図２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１１０内の（ＬＰ）低圧タービン１３０の概略断面図である。例示的な実施形態において、ガスタービンエンジン１１０は、「ターボファンエンジン１１０」と本明細書で呼ばれる高バイパスターボファンジェットエンジン１１０である。図１に示すように、ターボファンエンジン１１０は、軸方向Ａ（参照として提供される長手方向軸線１１２と平行に延びる）及び半径方向Ｒを定める。一般に、ターボファン１１０は、ファンセクション１１４と、該ファンセクション１１４の下流側に配置されたコアタービンエンジン１１６とを含む。
【００２０】
図１に全体的に示される例示的なコアタービンエンジン１１６は、環状入口１２０を定める実質的に管状の外側ケーシング１１８を含む。外側ケーシング１１８及び実質的に管状の内側ケーシング１１９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を含む燃焼セクション、タービン中央フレーム（ＴＣＦ）１３９及びタービン後部フレーム（ＴＲＦ）１４１、燃焼セクション１２６、高圧（ＨＰ）タービン１２８及び低圧（ＬＰ）タービン１３０を含むタービンセクション、及びジェット排気ノズルセクション１３２を収容する。外側ケーシング１１８と内側ケーシング１１９との間の容積は、複数のキャビティ１２１を形成する。高圧（ＨＰ）シャフト又はスプール１３４は、ＨＰタービン１２８をＨＰ圧縮機１２４に駆動可能に接続する。低圧（ＬＰ）シャフト又はスプール１３６は、ＬＰタービン１３０をＬＰ圧縮機１２２に駆動可能に接続する。圧縮機セクション、燃焼セクション１２６、タービンセクション、及びノズルセクション１３２は、協働してコア空気流路１３７を定める。
【００２１】
図２を参照すると、排油ポンプ１４３が、ＨＰシャフト又はスプール１３４及びＬＰシャフト又はスプール１３６に結合される。排油システム１４５は、キャビティ１２１内に配置される。排油ポンプ１４３及び排油システム１４５は、排油ドレインパイプ１４７により、流体連通状態で結合される。排油ドレインパイプ１４７は、概ね軸方向Ａに沿って排油ポンプ１４３の後方へＴＲＦ１４１まで延びる。排油ドレインパイプ１４７は、ＴＲＦ１４１を通って概ね半径方向Ｒに沿って排油システム１４５まで延びる。
【００２２】
再び図１を参照すると、図示される実施形態において、ファンセクション１１４は、ディスク１４２に離間した状態で結合された複数のファンブレード１４０を有する可変ピッチファン１３８を含む。図示のように、ファンブレード１４０は、概ね半径方向Ｒに沿ってディスク１４２から外向きに延びる。ファンブレード１４０は、ファンブレード１４０のピッチを一斉に集合的に変更するよう構成された好適なピッチ変更機構１４４に動作可能に結合されることで、各々のファンブレード１４０は、ディスク１４２に対してピッチ軸Ｐの周りに回転可能である。ファンブレード１４０、ディスク１４２、及びピッチ変更機構１４４は、出力ギアボックス１４６を横切るＬＰシャフト１３６によって長手方向軸線１１２の周りで共に回転可能である。出力ギアボックス１４６は、ＬＰシャフト１３６に対するファン１３８の回転速度をより効率的なファン回転速度に調整するための複数のギアを含む。
【００２３】
図１の例示的な実施形態をさらに参照すると、ディスク１４２は、複数のファンブレード１４０を通る空気流を促進させるように空力的に輪郭形成された回転可能フロントハブ１４８によって覆われる。加えて、例示的なファンセクション１１４は、ファン１３８及び／又はコアタービンエンジン１１６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１５０を含む。ナセル１５０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１５２によってコアタービンエンジン１１６に対して支持されるように構成できることを理解されたい。例示的な実施形態において、出口ガイドベーン１５２は、エンジンオイル熱交換器を含む。さらに、ナセル１５０の下流セクション１５４は、コアタービンエンジン１１６の外側部分の上に延びることができ、これらの間にバイパス空気流通路１５６を定めるようになっている。
【００２４】
ターボファンエンジン１１０の作動中、所定容積の空気１５８が、ナセル１５０及び／又はファンセクション１１４の関連した入口１６０を通ってターボファン１１０に流入する。所定容積の空気１５８がファンブレード１４０を通過すると、矢印１６２で示される空気１５８の第１の部分は、バイパス空気流通路１５６内に配向され又は送られ、矢印１６４で示される空気１５８の第２の部分は、コア空気流路１３７、より詳細にはＬＰ圧縮機１２２内に配向される又は送られる。空気の第１の部分１６２と空気の第２の部分１６４との比は、一般にバイパス比として知られる。空気の第２の部分１６４は、ＨＰ圧縮機１２４を通って燃焼セクション１２６の中に送られる際に圧力が増大し、燃焼セクション１２６で燃料と混合されて燃焼し、燃焼ガス１６６を発生する。
【００２５】
燃焼ガス１６６は、ＨＰタービン１２８を通って送られ、ここでＨＰタービンステータベーン１６８とＨＰタービンロータブレード１７０との連続する段を介して燃焼ガス１６６から熱及び／又は運動エネルギーの一部が抽出される。ＨＰタービンステータベーン１６８は、外側ケーシング１１８に結合される。ＨＰタービンロータブレード１７０は、ＨＰシャフト又はスプール１３４に結合される。ＨＰタービンロータブレード１７０の回転によりＨＰシャフト又はスプール１３４が回転し、これによりＨＰ圧縮機１２４の作動を助ける。次いで、燃焼ガス１６６は、ＬＰタービン１３０を通って送られ、ここで、ＬＰタービンステータベーン１７２とＬＰタービンロータブレード１７４との連続する段を介して、燃焼ガス１６６から熱及び運動エネルギーの第２の部分が抽出される。ＬＰタービンステータベーン１７２は、外側ケーシング１１８に結合される。ＬＰタービンロータブレード１７４は、ＬＰシャフト又はスプール１３６に結合される。ＬＰタービンロータブレード１７４の回転によりＨＰシャフト又はスプール１３６が回転し、これによりＬＰ圧縮機１２２の作動及び／又はファン１３８の回転を助ける。
【００２６】
図２を参照すると、オイルは、ガスタービンエンジン１１０の構成要素を潤滑する。排油は、サンプ内に収集され、排油ポンプ１４３に排出される。排油ポンプ１４３は、複数の排油の流れを排油ドレインパイプ１４７に送り、該排油ドレインパイプ１４７は、オイルを排油システム１４５に送る。
【００２７】
再び図１を参照すると、燃焼ガス１６６は、その後、コアタービンエンジン１１６のジェット排気ノズルセクション１３２を通って送られて、推進力をもたらす。同時に、空気の第１の部分１６２の圧力は、ターボファン１１０のファンノズル排気セクション１７６から排気される前にバイパス空気流通路１５６を通って送られる際に実質的に増大し、これもまた推進力をもたらす。ＨＰタービン１２８、ＬＰタービン１３０、及びジェット排気ノズルセクション１３２は、燃焼ガス１６６を、コアタービンエンジン１１６を通って送るための高温ガス経路１７８を少なくとも部分的に定める。
【００２８】
しかしながら、図１及び図２に示した例示的なターボファンエンジン１１０は例証に過ぎず、他の例示的な実施形態では、ターボファンエンジン１１０は、他のあらゆる好適な構成を有することができることを理解されたい。さらに他の例示的な実施形態において、本開示の態様は、他の何れの好適なガスタービンエンジンにも組み込むことができることも理解されたい。例えば、他の例示的な実施形態において、本開示の態様は、例えばターボプロップエンジンに組み込むことができる。
【００２９】
図３は、排油ポンプ１４３の概略図である。排油ポンプ１４３は、回転スクープチューブ組立体３０４の周りを囲む回転オイル溝又はプレナム３０２を含む。図４は、回転オイル溝又はプレナム３０２の概略図である。回転オイルプレナム３０２は、シリンダ３０６と、シリンダ３０６の各端部に結合され、そこから概ね半径方向Ｒに沿って内向きに延びる２つの側壁３０８とを含み、Ｕ形状プレナム３１０を形成して均一なオイルプール３１２を収容する。回転オイルプレナム３０２は、ＬＰシャフト又はスプール１３６に回転可能に結合される。回転スクープチューブ組立体３０４は、概ね半径方向Ｒに沿って中心線１１２から外向きに均一のオイルプール３１２内に延びる。スクープチューブ３１４は、サンプの底部において静止した排油ドレインパイプ１４７と流体連通するように結合される。回転スクーブチューブ組立体３０４は、ＨＰシャフト又はスプール１３４に回転可能に結合される。
【００３０】
排油ポンプ１４３の作動中、排油は、サンプ内に収集され、回転オイルプレナム３０２内に排出される。ＬＰシャフト又はスプール１３６は、矢印３１６で示される第１の角速度で回転オイルプレナム３０２を回転させる。回転オイルプレナム３０２の回転による遠心力により、排出される排油は均一なオイルプール３１２になる。ＨＰシャフト又はスプール１３４は、矢印３１８で示される第２の角速度で回転スクープチューブ組立体３０４を回転させる。ＨＰシャフト又はスプール１３４は、ＬＰシャフト又はスプール１３６と反対に回転するので、第１の角速度３１６は、第２の角速度３１８とは反対方向に回転する。排油はスクープチューブ３１４内に送られ、スクープチューブ３１４は、矢印３２０で示されるように、オイルを静止した排油ドレインパイプ１４７内に送る。排油ドレインパイプ１４７は、ガスタービンエンジン１１０（図１に示される）の底部に配置された排油システム１４５にオイルを送る。
【００３１】
代替的な実施形態において、回転オイルプレナム３０２及び回転スクープチューブ組立体３０４は、反対方向ではなく、同じ方向に回転するように構成される。回転オイルプレナム３０２は、矢印３２２で示される第３の角速度の方向に回転する。第２の角速度３１８及び第３の角速度３２２の回転方向は等しい。しかしながら、排油をスクープチューブ３１４内に送るため、第２の角速度３１８及び第３の角速度３２２の回転速度の大きさは等しくない。
【００３２】
代替的な実施形態において、回転オイルプレナム３０２は、回転するように構成され、回転スクープチューブ組立体３０４は静止を維持するように構成される。回転オイルプレナム３０２は、第１の角速度３１６の方向に回転する。回転オイルプレナム３０２の回転により、排油はスクープチューブ３１４内に送られる。
【００３３】
上述のポンプは、ガスタービンエンジン内の排油を移送するための効率的な方法を提供する。具体的には、上述のポンプは、排油をガスタービンエンジンの内側半径に圧送する。排油は、ＴＣＦより低温の作動温度になるＴＲＦの後方に送られる。ＴＲＦを通して排油を送ることにより、ＴＦＣの厚さの低減が可能になる。ＴＦＣストラット厚が低減すると、ガスタービンエンジンの重量が減る。従って、ＴＲＦを通して排油を送ることにより、ガスタービンエンジンの性能が改善する。さらに、ＴＲＦを通して排油を送ることにより、ＴＦＣでの冷却空気の必要性がなくなり、排油のコークス化が低減する。
【００３４】
上記では排油のためのポンプの例示的な実施形態が詳細に説明される。ポンプ、及びそうしたシステム及びデバイスを作動させる方法は、本明細書で説明される特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素及び／又は方法のステップは、本明細書に記載した他の構成要素及び／又はステップとは独立して且つ別個に使用することができる。例えば、方法は、排油の圧送を必要とする他のシステムと共に用いることもでき、本明細書で説明されるシステム及び方法のみによる実施に限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、現在、ポンプを収容及び受け入れるように構成された多くの他の機械用途に関して実施及び利用することができる。
【００３５】
上記ではガスタービンエンジンにおけるポンプのための例示的な方法及び装置が詳細に説明される。図示される装置は、本明細書に説明される特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、各々の構成要素は、本明細書で説明される他の構成要素と独立して且つ別個に使用することができる。各々のシステム構成要素は、他のシステム構成要素と組み合わせて使用することもできる。
【００３６】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本開示を説明し、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開示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、又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。
【００３７】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
縁部を有する半径方向内向きに向いた溝を含み、上記縁部によって複数の流体の流れを受け取るように構成され、且つ、第１の角速度で回転するように構成された、第１の回転可能部材と、
第２の回転可能部材と、
を備えるポンプであって、
上記第２の回転可能部材は、
第２の角速度で回転するように構成されたコレクタと、
上記コレクタから半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブと、
を含み、上記複数のスクープチューブの各スクープチューブは、
上記コレクタと流体連通するように結合された第１の端部と、
上記溝内に延びる入口開口部を含む第２の端部と、
を含み、上記第２の端部は上記入口開口部が上記第２の回転可能部材の回転方向に開放すに湾曲され、上記入口開口部は上記溝内に収集された流体をすくい上げるように構成される、ポンプ。
［実施態様２］
上記第１の角速度は、上記第２の角速度に対して反対方向である、実施態様１に記載のポンプ。
［実施態様３］
上記第１の回転可能部材は、上記第２の回転可能部材の回転方向と同じ方向に回転するように構成される、実施態様１に記載のポンプ。
［実施態様４］
上記第１の角速度は、上記第２の角速度を下回る、実施態様３に記載のポンプ。
［実施態様５］
上記第１の回転可能部材は、複数のサンプから上記縁部によって複数の流体の流れを受け取るように構成される、実施態様１に記載のポンプ。
［実施態様６］
上記流体はオイルを含む、実施態様１に記載のポンプ。
［実施態様７］
半径方向内側表面上の円周方向溝を含む第１の回転可能部材と、上記溝内に延びる１つ又はそれ以上のスクープチューブを含む第２の回転可能部材とを含むポンプを用いて流体を圧送する方法であって、
上記第２の回転部材の周りを囲む上記第１の回転可能部材において流体の流れを受け取るステップと、
上記溝の半径方向外側部分において上記流体の流れを遠心力で収集するステップと、
上記遠心力で収集した流体の一部を上記１つ又はそれ以上のスクープチューブですくい上げるステップと、
上記すくい上げた流体を流体排出システムに送るステップと、
を含む方法。
［実施態様８］
上記遠心力で収集した流体の一部を上記１つ又はそれ以上のスクープチューブですくい上げるステップは、上記第２の回転可能部材を、上記第１の回転可能部材の回転方向とは反対方向に回転させるステップを含む、実施態様７に記載の方法。
［実施態様９］
上記遠心力で集めた流体の一部を上記１つ又はそれ以上のスクープチューブですくい上げるステップは、上記第２の回転可能部材を、上記第１の回転可能部材の回転方向と同じ方向に回転させるステップを含む、実施態様７に記載の方法。
［実施態様１０］
上記すくい上げた流体を、ガスタービンエンジンにおいて軸方向後方に延びる静止した軸方向ドレインチューブ内に送るステップをさらに含む、実施態様７に記載の方法。
［実施態様１１］
上記すくい上げた流体を、後方エンジンフレームを通してガスタービンエンジンの上記底部へ半径方向下向きに延びる半径方向ドレインチューブ内に送るステップをさらに含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
上記第１の回転可能部材において流体の流れを受け取るステップは、複数のサンプから、上記第１の回転可能部材において流体の流れを受け取るステップを含む、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１３］
上記すくい上げた流体を、ガスタービンエンジンの後方エンジンフレームを通って半径方向下向きに延びる半径方向ドレインチューブ内に送るステップは、上記すくい上げた流体を、ガスタービンエンジンの後方エンジンフレームを通って手半径方向外向きに延びる半径方向ドレインチューブ内に重力ドレインするステップを含む、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１４］
ガスタービンエンジンであって、
高圧圧縮機及び高圧タービンに回転可能に結合された高圧出力シャフトと、
低圧圧縮機及び低圧タービンに回転可能に結合された低圧出力シャフトと、
ポンプと、
を備え、
上記ポンプは、
縁部を有する半径方向内向きに向いた溝を含む第１の回転可能部材であって、第１の回転可能部材は上記縁部によって複数の流体の流れを受け取るように構成され、上記低圧出力シャフトは第１の角速度で回転するように構成される、第１の回転可能部材と、
第２の回転可能部材と、
を備え、上記第２の回転可能部材は、
上記高圧出力シャフトに回転可能に結合され、第２の角速度で回転するように構成されたコレクタと、
上記コレクタから半径方向外向きに延びる複数のスクープチューブと、
を含み、
上記複数のスクープチューブの各スクープチューブは、
上記コレクタと流体連通するように結合された第１の端部と、
上記溝内に延びる入口開口部を含む第２の端部と、
を含み、上記第２の端部は、上記入口開口部が第２の回転可能部材の回転方向に開放するように湾曲され、上記入口開口部は上記溝内に収集された流体をすくい上げるように構成される、ガスタービンエンジン。
［実施態様１５］
上記第１の回転可能部材は、上記第２の回転可能部材の回転方向とは反対方向に回転するように構成される、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１６］
上記第１の回転可能部材は、上記第２の回転可能部材の回転方向と同じ方向に回転するように構成される、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１７］
上記第１の回転可能部材は回転するように構成され、上記第２の回転可能部材は静止を維持するように構成される、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１８］
上記第１の回転可能部材は、複数のサンプから、上記端部の上で複数の流体の流れを受け取るように構成される、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１９］
上記流体はオイルを含む、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様２０］
ドレインチューブにより上記ポンプと流体連通するように結合された流体収集システムをさらに含み、上記ドレインチューブは、上記ポンプから軸方向後方に延び、且つ、後方エンジンフレームを通って上記流体収集システムへ半径方向下向きに延びる、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン。
【符号の説明】
【００３８】
１１０  ターボファンエンジン
１１２  長手方向軸線
１１４  ファンセクション
１１６  コアタービンエンジン
１１８  外側ケーシング
１１９  内側ケーシング
１２０  環状入口
１２１  キャビティ
１２２  低圧圧縮機
１２４  高圧圧縮機
１２６  燃焼セクション
１２８  高圧タービン
１３０  低圧タービン
１３２  ジェット排気ノズルセクション
１３４  高圧シャフト又はスプール
１３５  アクセサリギアボックス
１３６  低圧シャフト又はスプール
１３７  コア空気流路
１３８  可変ピッチファン
１３９  タービン中央フレーム
１４０  ファンブレード
１４１  タービン後部フレーム
１４２  ディスク
１４３  排油ポンプ
１４４  ピッチ変更機構
１４５  排油システム
１４６  出力ギアボックス
１４７  排油ドレインパイプ
１４８  回転可能フロントハブ
１５０  ナセル
１５２  出口ガイドベーン
１５４  下流セクション
１５６  バイパス空気通路
１５８  所定容積の空気
１６０  関連した入口
１６２  空気の第１の部分
１６４  空気の第２の部分
１６６  燃焼ガス
１６７  ブレード分配ヘッダ
１６８  高圧タービンステータベーン
１７０  高圧タービンロータブレード及びディスク
１７２  低圧タービンステータベーン
１７４  低圧タービンロータブレード及びディスク
１７６  ファンノズル排気セクション
１７８  高温ガス経路
３００  排油ポンプ
３０２  回転オイルプレナム
３０４  回転スクープチューブ組立体
３０６  シリンダ
３０８  側壁
３１０  Ｕ形状プレナム
３１２  均一のオイルプール
３１４  スクープチューブ
３１６  第１の角速度
３１８  第２の角速度
３２０  矢印
３２２  第３の角速度
【図１】
2017120084.tif 000003
【図２】
2017120084.tif 000004
【図３】
2017120084.tif 000005
【図４】
2017120084.tif 000006
【外国語明細書】
2017120084000001.pdf