(57)【要約】      （修正有）【課題】閉じた抽気ダクトの内側の不安定な動圧振動を引き起こして、音響疲労をもたらし、特定のエンジン部品の寿命を短くするおそれがあるのを解決する。【解決手段】抽気システムは、コアエンジンからの加圧空気を抽気し、流れを熱交換器１０６の第１の回路１０８に導く第１の抽気回路１０２と、ファン・バイパス・ダクトからファン空気を抽気し、流れを熱交換器の第２の回路１１０に導く第２の抽気回路１０４とを含む。第２の抽気回路は、ダクト入口と、バルブ１１６を介して熱交換器と流体連通したダクト出口１１８とを含む抽気ダクト１１４を含む。抽気ダクトは、バルブの上流側からファン・バイパス・ダクトまで延在し、バルブが少なくとも部分的に閉じている場合に、第２の抽気回路内の圧力振動を抑制するようサイズが設定された音響抑制導管を含む。【選択図】図１
2017115854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、
多段圧縮機（２０、２１）を含むコアエンジン（１２）と、
前記コアエンジン（１２）により駆動されるファン（１４）と、
前記コアエンジン（１２）および前記ファン（１４）を少なくとも部分的に取り囲むファン・バイパス・ダクト（４２）と、
抽気システム（１００）と、を含み、前記抽気システム（１００）は、
前記圧縮機（２１）からの加圧空気の流れを抽気し、前記流れを熱交換器（１０６）の第１の回路（１０８）に導くように構成された第１の抽気回路（１０２）と、
前記ファン・バイパス・ダクト（４２）からファン空気（４５）を抽気し、前記流れを前記熱交換器（１０６）の第２の回路（１１０）に導くように構成された第２の抽気回路（１０４）と、を含み、前記第２の抽気回路（１０４）は、抽気ダクト（１１４）を含み、前記抽気ダクト（１１４）は、
前記バイパスダクト（４２）の表面（１２２）において前記バイパスダクト（４２）内の流れに対して上流に面するダクト入口（１２０）と、
バルブ（１１６）を介して前記熱交換器（１０６）と流体連通して結合されたダクト出口（１１８）と、
前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記ファン・バイパス・ダクト（４２）まで延在する音響抑制導管（１２６）と、を含み、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）が少なくとも部分的に閉じている場合に、前記第２の抽気回路（１０４）の内側の圧力振動を抑制するように構成される、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から円弧状経路に沿って前記ファン・バイパス・ダクト（４２）まで延在する、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
【請求項３】
請求項１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）の断面は、前記バルブ（１１６）の前記バイパスダクト（４２）内の流れに対して上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記ファン・バイパス・ダクト（４２）までの経路に沿って変化する、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
【請求項４】
請求項１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記音響抑制導管（１２６）の断面を横切って延在する少なくとも１つのベーン（１３２）を含む、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
【請求項５】
請求項１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記ファン・バイパス・ダクト（４２）内の空気流の角度と実質的に同様の所定の角度で前記ファン・バイパス・ダクト（４２）内へ空気流を排出するように、サイズおよび形状が設定される、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
【請求項６】
抽気システム（１００）であって、
ダクト（４２）から空気を抽気するように構成された第１の抽気回路（１０２）を含み、前記第１の抽気回路（１０２）は、抽気ダクト（１１４）を含み、前記抽気ダクト（１１４）は、
前記抽気ダクト（１１４）の表面において前記抽気ダクト（１１４）内の流れに対して上流に面する抽気入口（１２０）と、
バルブ（１１６）と流体連通して結合された抽気ダクト出口（１１８）と、
前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記抽気ダクト（１１４）まで延在する音響抑制導管（１２６）と、を含み、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）が少なくとも部分的に閉じている場合に、前記第１の抽気回路（１０２）の内側の圧力振動を抑制するように構成される、システム（１００）。
【請求項７】
請求項６に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から円弧状経路に沿って前記抽気ダクト（１１４）まで延在する、システム（１００）。
【請求項８】
請求項６に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）の断面は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記抽気ダクト（１１４）までの経路に沿って変化する、システム（１００）。
【請求項９】
請求項６に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記抽気ダクト（１１４）まで延在する複数の音響抑制管（１２８）を含む、システム（１００）。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記音響抑制導管（１２６）の断面を横切って延在する少なくとも１つのベーン（１３２）を含む、システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般的にはガスタービンエンジンに関し、特に、ガスタービンエンジンの空気抽気システムにおける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】
少なくともいくつかの公知の最新の航空機は、ターボファン航空機エンジンによって動力が供給される。ターボファンエンジンはガスタービンエンジンの特殊化された形態であり、空気は、ファンおよび空気を加圧する圧縮機を流れ、高温の燃焼ガスを発生するための燃焼器内で燃料と混合される。コアエンジンは、圧縮機と、燃焼器と、圧縮機およびファンを駆動するために燃焼ガスからエネルギーを取り出す、協働する高圧および低圧タービンと、を含む。
【０００３】
少なくともいくつかの公知のエンジンは、ファンバイパス空気の一部を取り込み、その後の処理または使用のために空気を下流側に導く抽気ダクトを有する抽気システムを含む。バイパスダクトから他のエンジン部品に導かれる空気の量を制御するために、バルブが通常バイパスダクト内に存在する。バルブが抽気ダクトの出口端で閉じている場合には、抽気ダクトの入口端は開いたままであり、流入するファンバイパス空気の突入を受ける。この構成は、ハートマンジェネレータの形成をもたらす場合があり、それは閉じた抽気ダクトの内側の不安定な動圧振動を引き起こして、音響疲労をもたらし、特定のエンジン部品の寿命を短くするおそれがある。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、ターボファンエンジンが提供される。ターボファンエンジンは、多段圧縮機と、コアエンジンにより駆動されるファンと、コアエンジンおよびファンを少なくとも部分的に取り囲むファン・バイパス・ダクトと、抽気システムと、を含むコアエンジンを含む。抽気システムは、圧縮機からの加圧空気の流れを抽気し、流れを熱交換器の第１の回路に導くように構成された第１の抽気回路と、ファン・バイパス・ダクトからファン空気を抽気し、流れを熱交換器の第２の回路に導くように構成された第２の抽気回路と、を含む。第２の抽気回路は、バイパスダクトの表面において前方に面するダクト入口と、バルブを介して熱交換器と流体連通して結合されたダクト出口と、を含む抽気ダクトを含む。抽気ダクトはまた、バルブの上流側の抽気ダクトからファン・バイパス・ダクトまで延在する音響抑制導管を含む。音響抑制導管は、バルブが少なくとも部分的に閉じている場合に、第２の抽気回路の内側の圧力振動を抑制するようにサイズが決められている。
【０００５】
別の態様では、ダクトの抽気回路内の共振音響雑音を抑制する方法が提供される。本方法は、ダクトからの流れの第１の部分を抽気回路入口を介して抽気回路内に導くステップと、抽気回路からの流れの第２の部分を音響抑制導管を介して抽気回路入口の下流側のダクトに戻すステップと、を含む。
【０００６】
さらに別の態様では、抽気システムが提供される。抽気システムは、ダクトから空気を抽気するように構成された第１の抽気回路を含む。第１の抽気回路は、抽気ダクトの表面においてダクト内の流れに対して上流に面する抽気入口と、バルブと流体連通して結合された抽気ダクト出口と、を含む抽気ダクトを含む。第１の抽気回路はまた、バルブの上流側の抽気ダクトからダクトまで延在する音響抑制導管を含む。音響抑制導管は、バルブが少なくとも部分的に閉じている場合に、第１の抽気回路の内側の圧力振動を抑制するように構成される。
【０００７】
本開示のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な空気抽気システムを含む例示的なガスタービン・エンジン・アセンブリの断面図である。
【図２】例示的な空気抽気ダクトを含む、図１に示す抽気システムの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
特に明記しない限り、本明細書において提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を例示するものである。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多種多様なシステムで適用できると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示される実施形態の実施のために必要とされる当業者に知られているすべての従来の特徴を含むわけではない。
【００１０】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらは以下の意味を有すると規定する。
【００１１】
単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。
【００１２】
「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」または「任意に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、続いて記載された事象または状況が生じてもよいし、また生じなくてもよいことを意味し、かつ、その説明が、事象が起こる場合と、それが起こらない場合と、を含むことを意味する。
【００１３】
近似する文言は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたってここで用いられるように、それが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で変化することができる定量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」等の用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。
【００１４】
本明細書に記載される抽気システムは、関連する装置およびシステムにおける圧力振動を抑制するための効率的な方法を提供する。具体的には、本明細書に記載された抽気システムは、抽気バルブが開いている場合に、ファンバイパス空気の一部を取り込み、その後の処理または使用のために空気を下流側に導く抽気ダクトを含む。抽気バルブが抽気ダクトの出口端で閉じている場合には、抽気ダクトの入口端は開いたままであり、流入するファンバイパス空気の突入を受ける。したがって、出口を有する抽気ダクト内に空気を供給し、抽気ダクトの内側の圧力振動を抑制するために、音響抑制導管が抽気ダクトからバイパスダクトまで延在する。したがって、音響抑制導管は、抽気バルブが少なくとも部分的に閉じている場合に、抽気ダクトがハートマンジェネレータとして動作することを防止するように構成される。
【００１５】
本明細書に記載した音響抑制導管を含む抽気システムは、圧力振動を抑制する公知の方法よりも優れた利点を提供する。より具体的には、いくつかの公知の抽気システムは、ダクト内の共振を低減するために、バイパスダクトに能動的に制御された可変形状入口を含む。本明細書に記載した音響抑制導管は、航空機エンジンの重量および複雑さを低減する固定部品である。さらに、いくつかの公知の抽気システムは、ダクト内の共振を低減するために、バイパスダクト入口においてバイパス空気の流れの中に延在する、共振フードなどの固定装置を含む。しかし、本明細書に記載した音響抑制導管は、自由な空気の流れのいずれの部分にも曝されず、例示的な抽気システムのどの部分もバイパスダクト内に延在していない。
【００１６】
図１は、長手方向軸または中心軸１１を有し、航空機１５の支持パイロン１３に取り付けられた例示的なタービン・エンジン・アセンブリ１０の断面図を示す。アセンブリ１０は、以下ではコアエンジン１２と呼ぶコア・タービン・エンジン１２と、コアエンジン１２の上流に配置されたファン部１４と、を含む。コアエンジン１２は、環状入口１８を画定するほぼ管状の外側ケーシング１６を含む。いくつかの実施形態では、外側ケーシング１６は、コアエンジン１２に入る空気の圧力を上昇させるためのブースタ圧縮機２０を収容し支持する。高圧多段軸流高圧圧縮機２１は、ブースタ２０から加圧空気を受け取り、空気の圧力をさらに増加させる。加圧空気は燃焼器２２に流れて、そこで燃料と混合され、点火される。高温の燃焼ガスは、第１の（高圧）駆動シャフト２７を介して高圧圧縮機２１を駆動するために燃焼器２２から第１の（高圧）タービン２６へ流れ、次に第１の駆動シャフト２７と同軸の第２の（低圧）駆動シャフト２９を介してブースタ圧縮機２０およびファン部１４を駆動するために第２の（低圧）タービン２８へ流れる。タービン２６および２８の各々を駆動した後に、燃焼生成物は、排気ノズル３０を通ってコアエンジン１２から出て、ジェット推力を提供する。
【００１７】
ファン部１４は、環状のファンケーシング３４によって囲まれた回転可能な軸流ファンロータ３２を含む。ファンケーシング３４は、実質的に半径方向に延在し、円周方向に離間した複数の出口ガイドベーン３６によってコアエンジン１２から支持されている。したがって、ファンケーシング３４は、ファンロータ３２および複数のファンロータブレード３８を囲む。ファンケーシング３４の下流部４０は、コアエンジン１２の外側部分の上に延在し、付加的なジェット推進力を提供するバイパスダクト４２を画定する。
【００１８】
動作の際には、初期空気流４３が、入口４４を通ってタービン・エンジン・アセンブリ１０に入り、ファンケーシング３４へ流れる。空気流４３は、ファンブレード３８を通過し、第１の圧縮空気の流れ（矢印４５で示す）と、ブースタ圧縮機２０に入る第２の圧縮空気の流れ（矢印４６で示す）と、に分かれる。第２の圧縮空気の流れ４６の圧力が上昇して、矢印４７で示すように高圧圧縮機２１に入る。燃料と混合し、燃焼器２２で燃焼した後に、燃焼生成物４８は、燃焼器２２を出て、第１のタービン２６を通って流れる。燃焼生成物４８は、次に第２のタービン２８を通って流れ、出口排気ノズル３０から出て、タービン・エンジン・アセンブリ１０に推進力を提供する。
【００１９】
例示的な実施形態では、アセンブリ１０はまた、必要に応じて航空機１５内での後続使用のために動作中に圧縮機２１から加圧空気を抽気するための空気抽気システム１００を含む。抽気システム１００は、第１の抽気回路１０２、第２の抽気回路１０４、および熱交換器１０６を含み、これはパイロン１３に結合されている。第１の抽気回路１０２は、熱交換器１０６の第１の回路１０８を介して圧縮機２１から加圧空気を抽気するための導管およびバルブを含む。たとえば、第１の抽気回路１０２は、航空機１５内のその後の使用のために、圧縮機２１から熱交換器１０６を通って、圧力および温度が上昇した、第５および第９段の加圧空気を抽気するように構成される。
【００２０】
例示的な実施形態では、第２の抽気回路１０４は、熱交換器１０６の二次回路１１０を通る流れのために、ファン・バイパス・ダクト４２から比較的低温の加圧されたファン空気４５の一部を抽気するための様々な部品を含む。比較的低温のファン空気４５は、第１の抽気回路１０２を通って導かれるより高温の圧縮機抽気空気を冷却するために、熱交換器１０６を通って循環する。
【００２１】
第２の抽気回路１０４から消費されたファン空気は、主抽気回路の空気を冷却した後に、パイロン１３内の適切な出口１１２を通って熱交換器１０６から排出され、航空機動作中に機外に捨てられる。第１の抽気回路１０２からの冷却された圧縮機抽気空気は、熱交換器１０６から排出され、任意の適切な目的、たとえば、限定しないが、航空機環境制御システムなどで使用するために、航空機１５内に適切に導かれる。
【００２２】
例示的な実施形態では、抽気システム１００は、従来の航空機制御システム５０により適切に制御され、航空機制御システム５０は、第１の抽気回路１０２および第２の抽気回路１０４の両方の、様々なバルブに動作可能に接続されている。より具体的には、第２の抽気回路１０４は、抽気ダクト１１４の出口１１８に配置された適切な制御バルブ１１６を介してファン・バイパス・ダクト４２からファン空気４５の一部を抽気するように構成されたファン抽気ダクト１１４を含み、それは熱交換器１０６の二次回路１１０に適切に接続されている。
【００２３】
バルブ１１６は、航空機制御システム５０に電気的に結合され、抽気ダクト１１４を通って熱交換器１０６に入るファン空気４５の妨げられない流れを可能にする開位置で動作することができ、かつ、ハートマンジェネレータ原理に起因する、上で説明した望ましくない動圧振動を防ぐために、抽気ダクト１１４を通って熱交換器１０６に入るファン空気４５の流路の少なくとも一部を遮断する少なくとも部分的な閉位置で動作することができる。
【００２４】
図２は、ファン・バイパス・ダクト４２の排出端においてエンジン１０に取り付けられた場合のファン抽気ダクト１１４の具体的な構成を示す。以上説明したように、ターボファンエンジン１０は、前方エンジンマウントおよび後方エンジンマウントならびに協働するスラストリンクを通常利用する従来の方法でパイロン１３から支持される。図１および図２は、ファンケーシング３４を貫通して延在する抽気ダクト１１４を示しているが、別の実施形態では、抽気ダクト１１４は、コアエンジン１２とパイロン１３との間に延在する分岐部（図示せず）内に取り付けられている。
【００２５】
この例示的な実施形態では、抽気ダクト１１４は、その前端部にあって、ファン・バイパス・ダクト４２の表面１２２に形成された入口１２０を含む。入口１２０は、前方に面し、バイパスダクト４２から加圧されたファン空気４５の一部１２４を取り込み、抽気ダクト１１４およびその出口１１８を通る一部１２４をバルブ１１６を介して熱交換器１０６内に導く。抽気ダクト出口１１８は、入口１２０に対して抽気ダクト１１４の反対側の後端部に画定される。出口１１８は、第２の抽気回路１０４のバルブ１１６を介して熱交換器１０６と流体連通して適切に結合される。バルブ１１６は、必要に応じて、熱交換器１０６の二次回路１１０に入るファンバイパス空気４５の流れを制御するために、抽気ダクト出口１１８を熱交換器１０６と流体連通して結合する。
【００２６】
しかし、バルブ１１６が閉じると、抽気ダクト１１４は、ハートマンジェネレータとして動作する場合がある。このような構成では、ダクト出口１１８は、ダクト入口１２０が開いた状態である間に閉じられ、バイパスダクト４２からの加圧されたファン空気１２４を直接受け取る。空気１２４が閉じたバルブ１１６およびダクト１１４の壁に衝突するので、閉じた抽気ダクト１１４の内側にトラップされたファン空気１２４内で不安定な動圧振動が生じる場合がある。バルブ１１６を部分的に開いておくことが、必ずしもこの動的振動問題に対する実現可能な解決策になるとは限らないが、それは、このような動作が下流側の熱交換器システム１０６の性能に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００２７】
例示的な実施形態では、抽気ダクト１１４は、バルブ１１６が少なくとも部分的に閉じている場合に抽気ダクト１１４内の圧力振動を抑制するようにサイズが設定された音響抑制導管１２６を含む。このように、音響抑制導管１２６は、抽気ダクト１１４がハートマンジェネレータとして動作することを防止するように構成される。これに対応して、バルブ１１６が開いている場合には、音響抑制導管１２６は、非常に少ない流量が音響抑制導管１２６を通って移動するように成形され、したがってその特定の航空機エンジン用途においてエンジン１０の全体の効率への影響を最小にする。
【００２８】
例示的な実施形態では、音響抑制導管１２６は、円弧状経路に沿ってバルブ１１６の上流側の抽気ダクト１１４とバイパスダクト４２との間に延在する。音響抑制導管１２６のこのような円弧形状は、バルブ１１６が閉じている場合に、空気流１２４を抽気ダクト１１４内の音響抑制導管１２６により容易に流入させる。抑制導管１２６の円弧形状はまた、空気流４５の移動の角度に実質的に類似する角度で音響抑制導管１２６からバイパスダクト４２内に空気流１２４を排出するのを容易にし、空気の流れの効率的な混合を容易にして、エンジン１０の効率に対する影響を最小にする。あるいは、音響抑制導管１２６は、抽気システム１００が本明細書で説明するように動作することを可能にする任意の形状を有する。
【００２９】
円弧形状に加えて、例示的な実施形態では、音響抑制導管１２６は、バルブ１１６の上流側の抽気ダクト１１４からバイパスダクト４２までの音響抑制導管１２６の長さに沿って変化する断面形状を含む。変化する断面形状は、音響抑制導管１２６が抽気ダクト１１４の領域内の近傍のハードウェアに対して十分な隙間を維持しなければならない場合に有利である。
【００３０】
例示的な実施形態では、音響抑制導管１２６は、バルブ１１６の上流側の抽気ダクト１１４とバイパスダクト４２との間に延在する複数の音響抑制管を含む。より具体的には、音響抑制導管１２６は、第１の音響抑制管１２８および任意選択の第２の音響抑制管１３０を含む（点線で示す）。図２は同じように成形された第１および第２の管１２８、１３０を示しているが、管１２８、１３０は、本明細書で説明するように抽気システム１００の動作を容易にする、互いに異なる形状を含む、任意の形状であってもよい。
【００３１】
共振振幅の減少量は、音響抑制導管１２６の断面積に関係する。より具体的には、より大きな断面積は、共振振幅の大幅な減少を容易にする。したがって、音響抑制導管１２６の単一の管１２８が、最も重量効率的に圧力振動を抑制するために好ましい。しかし、他のエンジン構造が所定の位置に配置される構成では、大きな音響抑制導管１２６は、実現するのが困難である。したがって、圧力振動を所望のレベルに抑制するために、複数の管１２８、１３０が必要とされる場合がある。
【００３２】
例示的な実施形態では、音響抑制導管１２６は、その断面を横断して延在する少なくとも１つのベーン１３２を含む。ベーン１３２は、音響抑制導管１２６を通って導かれる空気流１２４を、空気流１２４が抽気ダクト１１４からバイパスダクト４２へ効率的に流れるように導く。ベーン１３２は、音響抑制導管１２６の構造的一体性を高める。さらに、ベーン１３２は、抑制導管１２６を通ってバイパス流４５と合流する空気流１２４の移動を容易にする。
【００３３】
動作の際には、バルブ１１６が開いている場合には、ファンの加圧空気４５がバイパスダクト４２を通って導かれ、抽気システム１００がファン空気４５の一部１２４を取り込み、コアエンジン１２から第１の抽気回路１０２を通って導かれる高温空気流を冷却するために、空気流１２４を第２の抽気回路１０４を通って熱交換器１０６へ導く。冷却後、空気流１２４は、出口１１２に導かれ、航空機１５から排出される。あるいは、空気流１２４は、アンダーカウル冷却排気および関連する通気ノズル（いずれも図示せず）を介して、エンジン１０によって排出される。
【００３４】
しかし、バルブ１１６が閉じている場合には、加圧された流れ４５の一部１２４が抽気ダクト１１４内に入り、それから音響抑制導管１２６を通ってバイパスダクト４２内に導かれる。より具体的には、空気流１２４は、第１の部分１３４および第２の部分１３６を含む。第１の部分１３４は、入口１２０を通ってバイパスダクト４２から第２の抽気回路１０４内に、より具体的には、抽気ダクト１１４内に導かれる。第２の部分は、次に抽気ダクト１１４内から音響抑制導管１２６を通って抽気ダクト入口１２０の下流側のバイパスダクト４２に導かれる。例示的な実施形態では、音響抑制導管１２６は、実質的に入口１２０を通って抽気ダクト１１４内に導かれる空気流１２４の体積の全体が、その後に音響抑制導管１２６を通って流れるようにサイズが設定されている。したがって、入口１２０に入る空気流の第１の部分１３４の体積は、音響抑制導管１２６を通って流れ、バイパスダクト４２内に排出される空気流の第２の部分１３６の体積にほぼ等しい。
【００３５】
例示的な実施形態では、空気流の第２の部分１３６は、バイパスダクト４２内の加圧空気４５に対して下流方向に音響抑制導管１２６から排出される。同様に、空気流の第２の部分１３６は、バイパスダクト４２内の加圧空気４５に対して、かつ、空気流の第２の部分１３６が音響抑制導管１２６から排出される場所に対して上流方向に音響抑制導管１２６に入る。
【００３６】
上述した抽気システムは、関連する装置およびシステムにおける圧力振動を抑制するための効率的な方法を提供する。具体的には、上述した抽気システムは、抽気バルブが開いている場合に、ファンバイパス空気の一部を取り込み、その後の処理または使用のために空気を下流側に導く抽気ダクトを含む。抽気バルブが抽気ダクトの出口端で閉じている場合には、抽気ダクトの入口端は開いたままであり、流入するファンバイパス空気の突入を受ける。したがって、出口を有する抽気ダクト内に空気を供給し、抽気ダクトの内側の圧力振動を抑制するために、音響抑制導管が抽気ダクトからバイパスダクトまで延在する。したがって、音響抑制導管は、抽気バルブが少なくとも部分的に閉じている場合に、抽気ダクトがハートマンジェネレータとして動作することを防止するように構成される。
【００３７】
本明細書に記載した音響抑制導管を含む抽気システムは、圧力振動を抑制する公知の方法よりも優れた利点を提供する。より具体的には、いくつかの公知の抽気システムは、ダクト内の共振を低減するために、バイパスダクトに能動的に制御された可変形状入口を含む。しかし、本明細書に記載した音響抑制導管は、航空機エンジンの重量および複雑さを低減する固定部品である。さらに、いくつかの公知の抽気システムは、ダクト内の共振を低減するために、バイパスダクト入口においてバイパス空気の流れの中に延在する、共振フードなどの固定装置を含む。しかし、本明細書に記載した音響抑制導管は、自由な空気の流れのいずれの部分にも曝されず、例示的な抽気システムのどの部分もバイパスダクト内に延在していない。
【００３８】
本書に記載した方法、システム、および装置の技術的効果は、以下のうちの少なくとも１つを含む。（ａ）抽気ダクト内の圧力振動を低減または防止し、これは関連する部品の寿命を延ばす。（ｂ）開示したシステムは可変の幾何学的形状または可動部品を含まないので、従来の抽気システムと比較して、抽気システムに関連する重量および保守コストを低減する。および（ｃ）開示した抽気システムはバイパス流の全圧力損失の増加を最小限にするので、従来の抽気システムと比較して、システムのエネルギー効率を向上させる。
【００３９】
以上、抽気システムの例示的な実施形態について、詳細に説明した。抽気システム、ならびにこのようなシステムおよび装置を動作させる方法は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載した他の構成要素および／またはステップから独立してかつ別個に利用することができる。たとえば、本方法は、音響抑制を必要とする他のシステムと組み合わせて使用することもでき、本明細書に記載したシステムおよび方法のみを用いて実施することに限定されない。そうではなく、例示的な実施形態は、抽気システムを受け取り、受け入れるように現在構成された他の多くの機械用途に関連して実施および利用することができる。
【００４０】
本開示の様々な実施形態の具体的な特徴をいくつかの図面には示してあって、他の図面には示していないが、これは単に便宜上のためである。本開示の原理によれば、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／または請求することができる。
【００４１】
本明細書は、実施形態を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も実施形態を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本開示の特許され得る範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到す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が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、
多段圧縮機（２０、２１）を含むコアエンジン（１２）と、
前記コアエンジン（１２）により駆動されるファン（１４）と、
前記コアエンジン（１２）および前記ファン（１４）を少なくとも部分的に取り囲むファン・バイパス・ダクト（４２）と、
抽気システム（１００）と、を含み、前記抽気システム（１００）は、
前記圧縮機（２１）からの加圧空気の流れを抽気し、前記流れを熱交換器（１０６）の第１の回路（１０８）に導くように構成された第１の抽気回路（１０２）と、
前記ファン・バイパス・ダクト（４２）からファン空気（４５）を抽気し、前記流れを前記熱交換器（１０６）の第２の回路（１１０）に導くように構成された第２の抽気回路（１０４）と、を含み、前記第２の抽気回路（１０４）は、抽気ダクト（１１４）を含み、前記抽気ダクト（１１４）は、
前記バイパスダクト（４２）の表面（１２２）において前記バイパスダクト（４２）内の流れに対して上流に面するダクト入口（１２０）と、
バルブ（１１６）を介して前記熱交換器（１０６）と流体連通して結合されたダクト出口（１１８）と、
前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記ファン・バイパス・ダクト（４２）まで延在する音響抑制導管（１２６）と、を含み、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）が少なくとも部分的に閉じている場合に、前記第２の抽気回路（１０４）の内側の圧力振動を抑制するように構成される、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様２］
実施態様１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から円弧状経路に沿って前記ファン・バイパス・ダクト（４２）まで延在する、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様３］
実施態様１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）の断面は、前記バルブ（１１６）の前記バイパスダクト（４２）内の流れに対して上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記ファン・バイパス・ダクト（４２）までの経路に沿って変化する、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様４］
実施態様１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の前記バイパスダクト（４２）内の流れに対して上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記ファン・バイパス・ダクト（４２）まで延在する複数の音響抑制管（１２８）を含む、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様５］
実施態様１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記音響抑制導管（１２６）の断面を横切って延在する少なくとも１つのベーン（１３２）を含む、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様６］
実施態様１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記ファン・バイパス・ダクト（４２）内の空気流の角度と実質的に同様の所定の角度で前記ファン・バイパス・ダクト（４２）内へ空気流を排出するように、サイズおよび形状が設定される、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様７］
実施態様１に記載のターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）が閉じている場合に、前記第２の抽気回路（１０４）のデッドヘディングを防止するように構成される、ターボファン・エンジン・アセンブリ（１０）。
［実施態様８］
ダクト（４２）の抽気回路（１０２，１０４）内の共振音響雑音を抑制する方法であって、前記方法は、
前記ダクト（４２）からの流れの第１の部分（１３４）を抽気回路入口を介して前記抽気回路（１０２，１０４）内に導くステップと、
前記抽気回路（１０２，１０４）からの流れの第２の部分（１３６）を音響抑制導管（１２６）を介して前記抽気回路入口の下流側の前記ダクト（４２）に戻すステップと、を含む方法。
［実施態様９］
実施態様８に記載の方法であって、流れの第２の部分（１３６）を戻すステップは、前記流れの第１の部分（１３４）にほぼ等しい前記流れの第２の部分（１３６）を戻すステップを含む、方法。
［実施態様１０］
実施態様８に記載の方法であって、前記抽気回路（１０２，１０４）からの流れの第２の部分（１３６）を前記ダクト（４２）へ戻すステップは、前記抽気回路（１０２，１０４）を介して前記抽気回路（１０２，１０４）から前記ダクト（４２）までの円弧状経路を介して前記流れの第２の部分（１３６）を導くステップを含む、方法。
［実施態様１１］
実施態様８に記載の方法であって、前記抽気回路（１０２，１０４）からの流れの第２の部分（１３６）を前記ダクト（４２）へ戻すステップは、前記抽気回路（１０２，１０４）から前記ダクト（４２）までの複数の音響抑制管（１２８）を介して前記流れの第２の部分（１３６）を導くステップを含む、方法。
［実施態様１２］
実施態様８に記載の方法であって、前記抽気回路（１０２，１０４）からの流れの第２の部分（１３６）を音響抑制導管（１２６）を介して前記ダクト（４２）に戻すステップは、前記流れの第２の部分（１３６）を前記ダクト（４２）内の流れに対して下流方向に前記音響抑制導管（１２６）から出るように導くステップを含む、方法。
［実施態様１３］
実施態様８に記載の方法であって、前記抽気回路（１０２，１０４）からの流れの第２の部分（１３６）を音響抑制導管（１２６）を介して前記ダクト（４２）に戻すステップは、前記流れの第２の部分（１３６）を前記ダクト（４２）内の流れに対して上流方向に前記音響抑制導管（１２６）に入るように導くステップを含む、方法。
［実施態様１４］
実施態様８に記載の方法であって、前記抽気回路（１０２，１０４）からの流れの第２の部分（１３６）を音響抑制導管（１２６）を介して前記ダクト（４２）に戻すステップは、前記バルブ（１１６）が閉じている場合に前記ダクト（４２）のデッドヘディングを防止するステップを含む、方法。
［実施態様１５］
抽気システム（１００）であって、
ダクト（４２）から空気を抽気するように構成された第１の抽気回路（１０２）を含み、前記第１の抽気回路（１０２）は、抽気ダクト（１１４）を含み、前記抽気ダクト（１１４）は、
前記抽気ダクト（１１４）の表面において前記抽気ダクト（１１４）内の流れに対して上流に面する抽気入口（１２０）と、
バルブ（１１６）と流体連通して結合された抽気ダクト出口（１１８）と、
前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記抽気ダクト（１１４）まで延在する音響抑制導管（１２６）と、を含み、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）が少なくとも部分的に閉じている場合に、前記第１の抽気回路（１０２）の内側の圧力振動を抑制するように構成される、システム（１００）。
［実施態様１６］
実施態様１５に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から円弧状経路に沿って前記抽気ダクト（１１４）まで延在する、システム（１００）。
［実施態様１７］
実施態様１５に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）の断面は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記抽気ダクト（１１４）までの経路に沿って変化する、システム（１００）。
［実施態様１８］
実施態様１５に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）から前記抽気ダクト（１１４）まで延在する複数の音響抑制管（１２８）を含む、システム（１００）。
［実施態様１９］
実施態様１５に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記音響抑制導管（１２６）の断面を横切って延在する少なくとも１つのベーン（１３２）を含む、システム（１００）。
［実施態様２０］
実施態様１５に記載のシステム（１００）であって、前記音響抑制導管（１２６）は、前記バルブ（１１６）が閉じている場合に前記バルブ（１１６）の上流側の前記抽気ダクト（１１４）のデッドヘディングを防止する、システム（１００）。
【符号の説明】
【００４２】
１０  タービン・エンジン・アセンブリ、ターボファンエンジン
１１  中心軸
１２  コアエンジン
１３  支持パイロン
１４  ファン部
１５  航空機
１６  外側ケーシング
１８  環状入口
２０  ブースタ圧縮機、ブースタ
２１  高圧多段軸流高圧圧縮機
２２  燃焼器
２６  高圧タービン、第１のタービン
２７  第１の駆動シャフト
２８  低圧タービン、第２のタービン
２９  第２の駆動シャフト
３０  出口排気ノズル
３２  軸流ファンロータ
３４  環状のファンケーシング
３６  出口ガイドベーン
３８  ファンブレード、ロータブレード
４０  下流部
４２  バイパスダクト
４３  初期空気流
４４  入口
４５  バイパス流、空気流、ファンバイパス空気、加圧されたファン空気
４６  第２の圧縮空気の流れ
４８  燃焼生成物
５０  航空機制御システム
１００  空気抽気システム
１０２  第１の抽気回路
１０４  第２の抽気回路
１０６  熱交換器、熱交換器システム
１０８  第１の回路
１１０  二次回路
１１２  出口
１１４  ファン抽気ダクト
１１６  制御バルブ
１１８  抽気ダクト出口
１２０  抽気ダクト入口
１２２  表面
１２４  加圧されたファン空気
１２６  音響抑制導管
１２８  管
１３０  第２の音響抑制管
１３２  ベーン
１３４  第１の部分
１３６  第２の部分
【図１】
2017115854.tif 000003
【図２】
2017115854.tif 000004
【外国語明細書】
2017115854000001.pdf