特許 6232118 ターボファンエンジンで使用するためのケーシングおよびこれから流体を排出する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6232118

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】ターボファンエンジンで使用するためのケーシングおよびこれから流体を排出する方法

(51)【国際特許分類】

   F02K 3/06 20060101AFI20171106BHJP

   F01D 25/12 20060101ALI20171106BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   F02K3/06

   F01D25/12 E

   F02C7/00 E

   F02C7/00 F

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-222582(P2016-222582)

(22)【出願日】2016年11月15日

(65)【公開番号】特開2017-129118(P2017-129118A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2017年1月23日

(31)【優先権主張番号】14/955,327

(32)【優先日】2015年12月1日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】ブランドン・ウェイン・ミラー

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・マイケル・トンプキンス

(72)【発明者】

【氏名】ダニエル・アラン・ニアーガース

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第２７４６５４２（ＥＰ，Ａ２）

【文献】 欧州特許出願公開第２８５３７５９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第２６７２０７１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１９９４４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１０６７４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／１２

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｋ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターボファンエンジン（１００）で使用するためのケーシング（１３２）であって、前記ケーシング（１３２）は、
前記ケーシング（１３２）のほぼ下死点に画定された第１の流体開口部（１４０）を含む内側ハブ（１３４）と、
前記内側ハブ（１３４）から半径方向外側に配置された中間ケーシング（１３６）と、
前記中間ケーシング（１３６）から半径方向外側に配置された外側ケーシング（１３８）と、
前記内側ハブ（１３４）の周りに円周方向に離間して配置され、かつ前記内側ハブ（１３４）と前記外側ケーシング（１３８）との間に延在する複数の支柱と、を含み、前記複数の支柱は、前記ケーシング（１３２）の下死点の両側に配置された第１の支柱（１４４）および第２の支柱（１４６）を含み、そのようにして前記内側ハブ（１３４）と、前記中間ケーシング（１３６）と、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）と、の間に第１の流体サンプ（１４８）が画定され、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）の少なくとも一方は、これを貫通して延在する流路（１５０、１５２）を含み、そのようにして前記第１の流体開口部（１４０）から、前記第１の流体サンプ（１４８）を通り、前記流路（１５０、１５２）を通る流体流経路（１５４、１５６）が画定される、ケーシング（１３２）。

【請求項2】

請求項１に記載のケーシング（１３２）であって、前記第１の支柱（１４４）は、これを貫通して延在する第１の流路（１５０）を含み、前記第２の支柱（１４６）は、これを貫通して延在する第２の流路（１５２）を含む、ケーシング（１３２）。

【請求項3】

請求項２に記載のケーシング（１３２）であって、前記第１の流体開口部（１４０）から、前記第１の流体サンプ（１４８）を通り、前記第１の流路（１５０）を通る第１の流体流経路（１５４）が画定され、前記第１の流体開口部（１４０）から、前記第１の流体サンプ（１４８）を通り、前記第２の流路（１５２）を通る第２の流体流経路（１５６）が画定される、ケーシング（１３２）。

【請求項4】

請求項１に記載のケーシング（１３２）であって、前記複数の支柱は、前記第１の支柱（１４４）から円周方向に離間し、かつ前記第２の支柱（１４６）の反対側に配置された第３の支柱（１５８）をさらに含み、そのようにして前記第１の支柱（１４４）と前記第３の支柱（１５８）との間に第２の流体サンプ（１６２）が画定され、前記複数の支柱は、前記第２の支柱（１４６）から円周方向に離間し、かつ前記第１の支柱（１４４）の反対側に配置された第４の支柱（１６０）をさらに含み、そのようにして前記第２の支柱（１４６）と前記第４の支柱（１６０）との間に第３の流体サンプ（１６４）が画定される、ケーシング（１３２）。

【請求項5】

請求項４に記載のケーシング（１３２）であって、前記内側ハブ（１３４）は、前記内側ハブ（１３４）内に画定され、かつ前記第１の支柱（１４４）と前記第３の支柱（１５８）との間に配置された第２の流体開口部（１６６）と、前記内側ハブ（１３４）内に画定され、かつ前記第２の支柱（１４６）と前記第４の支柱（１６０）との間に配置された第３の流体開口部（１６８）と、を含む、ケーシング（１３２）。

【請求項6】

請求項１に記載のケーシング（１３２）であって、前記ケーシング（１３２）の下死点からオフセットされた円周方向位置において前記内側ハブ（１３４）内に画定された流体スクープ（１８２）をさらに含む、ケーシング（１３２）。

【請求項7】

請求項６に記載のケーシング（１３２）であって、前記流体スクープ（１８２）は、前記内側ハブ（１３４）の半径方向内面から半径方向にオフセットされたガイド部材（１８８）により画定されたスクープ開口部（１８４）を含む、ケーシング（１３２）。

【請求項8】

請求項７に記載のケーシング（１３２）であって、前記流体スクープ（１８２）を前記流路（１５０、１５２）と流体連通して結合する収集器（１８６）をさらに含み、そのようにして前記スクープ開口部（１８４）から、前記収集器（１８６）を通り、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）の少なくとも一方に画定された前記流路（１５０、１５２）を通る第３の流体流経路（１７０）が画定される、ケーシング（１３２）。

【請求項9】

航空機で使用するためのターボファンエンジン（１００）であって、前記ターボファンエンジン（１００）は、
ギヤボックス（１２８）と、
前記ギヤボックス（１２８）を少なくとも部分的に囲むケーシング（１３２）と、を含み、前記ケーシング（１３２）は、
前記ケーシング（１３２）のほぼ下死点に画定された第１の流体開口部（１４０）を含む内側ハブ（１３４）と、
前記内側ハブ（１３４）から半径方向外側に配置された中間ケーシング（１３６）と、
前記中間ケーシング（１３６）から半径方向外側に配置された外側ケーシング（１３８）と、
前記内側ハブ（１３４）の周りに円周方向に離間して配置され、かつ前記内側ハブ（１３４）と前記外側ケーシング（１３８）との間に延在する複数の支柱と、を含み、前記複数の支柱は、前記ケーシング（１３２）の下死点の両側に配置された第１の支柱（１４４）および第２の支柱（１４６）を含み、そのようにして前記内側ハブ（１３４）と、前記中間ケーシング（１３６）と、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）と、の間に第１の流体サンプ（１４８）が画定され、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）の少なくとも一方は、これを貫通して延在する流路（１５０、１５２）を含み、そのようにして前記第１の流体開口部（１４０）から、前記第１の流体サンプ（１４８）を通り、前記流路（１５０、１５２）を通る第１の流体流経路（１５４）が画定される、ターボファンエンジン（１００）。

【請求項10】

請求項９に記載のターボファンエンジン（１００）であって、前記流路（１５０、１５２）と流体連通して結合された少なくとも１つの吸引装置（１７４，１７６，１７７）をさらに含み、前記少なくとも１つの吸引装置（１７４，１７６，１７７）は、前記第１の流体サンプ（１４８）内の負圧を維持するように構成される、ターボファンエンジン（１００）。

【請求項11】

請求項１０に記載のターボファンエンジン（１００）であって、前記少なくとも１つの吸引装置（１７４，１７６，１７７）は、前記第１の支柱（１４４）内に画定された第１の流路（１５０）および前記第２の支柱（１４６）内に画定された第２の流路（１５２）と流体連通して結合された第１の吸引装置（１７４）を含む、ターボファンエンジン（１００）。

【請求項12】

請求項１１に記載のターボファンエンジン（１００）であって、
前記第１の流路（１５０）および前記第２の流路（１５２）と流体連通して結合された少なくとも１つのバルブ（１７９、１８１、１８３、１８５）と、
前記第１の吸引装置（１７４）および前記少なくとも１つのバルブ（１７９、１８１、１８３、１８５）と通信可能に結合された作動装置（１７８）と、を含み、前記作動装置（１７８）は、ロール軸に対する前記ターボファンエンジン（１００）の向きに基づいて、前記第１の吸引装置（１７４）および前記少なくとも１つのバルブ（１７９、１８１、１８３、１８５）を選択的に作動させるように構成される、ターボファンエンジン（１００）。

【請求項13】

請求項９に記載のターボファンエンジン（１００）であって、前記複数の支柱は、前記第１の支柱（１４４）から円周方向に離間し、かつ前記第２の支柱（１４６）の反対側に配置された第３の支柱（１５８）をさらに含み、そのようにして前記第１の支柱（１４４）と前記第３の支柱（１５８）との間に第２の流体サンプ（１６２）が画定され、前記複数の支柱は、前記第２の支柱（１４６）から円周方向に離間し、かつ前記第１の支柱（１４４）の反対側に配置された第４の支柱（１６０）をさらに含み、そのようにして前記第２の支柱（１４６）と前記第４の支柱（１６０）との間に第３の流体サンプ（１６４）が画定される、ターボファンエンジン（１００）。

【請求項14】

請求項９に記載のターボファンエンジン（１００）であって、前記内側ハブ（１３４）は、前記ケーシング（１３２）の下死点からオフセットされた円周方向位置において前記内側ハブ（１３４）内に画定された流体スクープ（１８２）を含む、ターボファンエンジン（１００）。

【請求項15】

ターボファンエンジン（１００）で使用するためのケーシング（１３２）を組み立てる方法であって、前記方法は、
内側ハブ（１３４）から半径方向外側に中間ケーシング（１３６）を配置するステップであって、前記内側ハブ（１３４）は、前記ケーシング（１３２）のほぼ下死点に画定された第１の流体開口部（１４０）を含む、ステップと、
前記中間ケーシング（１３６）から半径方向外側に外側ケーシング（１３８）を配置するステップと、
複数の支柱を前記内側ハブ（１３４）の周りに円周方向に離間して配置するステップと、を含み、前記複数の支柱は、前記内側ハブ（１３４）と前記外側ケーシング（１３８）との間に延在し、前記複数の支柱は、前記ケーシング（１３２）の下死点の両側に配置された第１の支柱（１４４）および第２の支柱（１４６）を含み、そのようにして前記内側ハブ（１３４）と、前記中間ケーシング（１３６）と、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）と、の間に第１の流体サンプ（１４８）が画定され、前記第１および第２の支柱（１４４，１４６）の少なくとも一方は、これを貫通して延在する流路（１５０、１５２）を含み、そのようにして前記第１の流体開口部（１４０）から、前記第１の流体サンプ（１４８）を通り、前記流路（１５０、１５２）を通る流体流経路（１５４、１５６、１７０、１７２）が画定される、方法。

【請求項16】

請求項１５に記載の方法であって、
前記第１の支柱（１４４）を貫通して延在する第１の流路（１５０）を画定するステップと、
前記第２の支柱（１４６）を貫通して延在する第２の流路（１５２）を画定するステップと、をさらに含む方法。

【請求項17】

請求項１５に記載の方法であって、複数の支柱を離間して配置するステップは、
第３の支柱（１５８）を前記第１の支柱（１４４）から円周方向に、かつ前記第２の支柱（１４６）の反対側に離間して配置するステップであって、そのようにして前記第１の支柱（１４４）と前記第３の支柱（１５８）との間に第２の流体サンプ（１６２）が画定される、ステップと、
第４の支柱（１６０）を前記第２の支柱（１４６）から円周方向に、かつ前記第１の支柱（１４４）の反対側に離間して配置するステップであって、そのようにして前記第２の支柱（１４６）と前記第４の支柱（１６０）との間に第３の流体サンプ（１６４）が画定される、ステップと、を含む、方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の方法であって、
前記内側ハブ（１３４）内で前記第１の支柱（１４４）と前記第３の支柱（１５８）との間に配置された第２の流体開口部（１６６）を画定するステップと、
前記内側ハブ（１３４）内で前記第２の支柱（１４６）と前記第４の支柱（１６０）との間に配置された第３の流体開口部（１６８）を画定するステップと、をさらに含む方法。

【請求項19】

請求項１５に記載の方法であって、前記ケーシング（１３２）の下死点からオフセットされた円周方向位置において前記内側ハブ（１３４）内に流体スクープ（１８２）を画定するステップをさらに含む方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の方法であって、前記流体スクープ（１８２）のガイド部材（１８８）を、前記ガイド部材（１８８）が前記内側ハブ（１３４）の半径方向内面から半径方向にオフセットされるように延在させるステップをさらに含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の分野は、一般的にはターボファンエンジンに関し、より具体的には、ターボファンエンジン内の潤滑流体を排出するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボファンエンジ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、および動力タービンを含む。コアエンジンは、少なくとも１つの圧縮機、燃焼器、および直列の流れの関係で互いに結合された高圧タービンを含む。より具体的には、圧縮機および高圧タービンは、第１の駆動シャフトを介して結合され、高圧ロータアセンブリを形成する。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、高エネルギーガス流を形成する。高エネルギーガス流は、高圧タービンを通って流れ、シャフトが圧縮機を回転可能に駆動するように高圧タービンを回転可能に駆動する。ガス流は、高圧タービンの後方に配置された動力または低圧タービンを通って流れるにつれて膨張する。低圧タービンは、第２の駆動シャフトに結合されたファンを有するロータアセンブリを含む。低圧タービンは、第２の駆動シャフトを介してファンを回転可能に駆動する。

【0003】

ターボファンエンジンの駆動シャフトは、通常、１つまたは複数の軸受により支持されており、少なくともいくつかの公知のターボファンは、低圧タービンとファンとの間の駆動シャフトに沿って結合された減速ギヤボックスを含む。ギヤボックスは、低圧タービンの速度からファン先端の速度を分離することを容易にする。オイルなどの潤滑流体は、通常、ターボファンエンジンの動作中に軸受およびギヤボックスに供給される。潤滑流体は、軸受およびギヤボックスの潤滑を容易にし、またこれらから熱を除去することを容易にする。より具体的には、潤滑流体は、通常、潤滑されている部品から排出され、ターボファンエンジン内のファン・フレーム・キャビティから排出され、継続して使用するために再循環される。少なくともいくつかの公知のファンフレームは、ファン・フレーム・キャビティから潤滑流体を排出するためのボルト留めスクープを含む。しかし、ファン・フレーム・キャビティ内の半径方向空間は一般的に限られているので、ファン・フレーム・キャビティ内に配置される部品の半径方向高さを低くすることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第８９８５２７７号明細書

【発明の概要】

【0005】

一態様では、ターボファンエンジンで使用するためのケーシングが提供される。ケーシングは、内側ハブと、内側ハブから半径方向外側に配置された中間ケーシングと、中間ケーシングから半径方向外側に配置された外側ケーシングと、内側ハブの周りに円周方向に離間して配置され、かつ内側ハブと外側ケーシングとの間に延在する複数の支柱と、を含む。複数の支柱のうちの少なくとも１つの支柱は、これを貫通して延在する流路を含む。ケーシングはまた、内側ハブ内に画定された流体スクープと、流体スクープを流路と流体連通して結合する収集器を含む。

【0006】

別の態様では、航空機で使用するための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、ギヤボックスと、ギヤボックスを少なくとも部分的に囲むケーシングと、を含む。ケーシングは、内側ハブと、内側ハブから半径方向外側に配置された中間ケーシングと、中間ケーシングから半径方向外側に配置された外側ケーシングと、内側ハブの周りに円周方向に離間して配置され、かつ内側ハブと外側ケーシングとの間に延在する複数の支柱と、を含む。複数の支柱のうちの少なくとも１つの支柱は、これを貫通して延在する流路を含む。ケーシングはまた、内側ハブ内に画定された流体スクープと、流体スクープを流路と流体連通して結合する収集器を含む。

【0007】

さらに別の態様では、ターボファンエンジンで使用するためのケーシングを組み立てる方法が提供される。本方法は、内側ハブから半径方向外側に中間ケーシングを配置するステップと、中間ケーシングから半径方向外側に外側ケーシングを配置するステップと、複数の支柱を内側ハブの周りに円周方向に離間して配置するステップと、を含む。複数の支柱は、内側ハブと外側ケーシングとの間に延在し、複数の支柱のうちの少なくとも１つの支柱は、これを貫通して延在する流路を含む。本方法はまた、内側ハブ内に流体スクープを画定するステップと、流体スクープが流路と流体連通して結合されるように、流体スクープと流路との間に収集器を延在させるステップと、を含む。

【0008】

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】

【0009】

【図1】例示的なターボファンエンジンの断面図である。

【図2】図１に示すターボファンエンジンで使用することができるケーシングの第１の部分の領域２を拡大した断面図である。

【図3】図２に示すケーシングの第１の部分の断面斜視図である。

【図4】図２に示したケーシングの第１の部分の代替的な実施形態の断面斜視図である。

【図5】図１に示すターボファンエンジンで使用することができるケーシングの第２の部分の領域４を拡大した断面図である。

【図6】図４に示すケーシングの第２の部分の断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【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、これらは以下の意味を有すると規定する。

【0012】

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。

【0013】

「任意の」または「任意に」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、これが起こらない場合と、を含むことを意味する。

【0014】

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、こ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」、「約」、および「実質的に」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、これに包含されるすべての部分範囲を含む。

【0015】

本明細書で用いる「軸方向の」および「軸方向に」という用語は、タービンエンジンの中心線に対して実質的に平行に延びる方向および向きを指す。また、「半径方向の」および「半径方向に」という用語は、タービンエンジンの中心線に対して実質的に垂直に延びる方向および向きを指す。さらに、本明細書で使用する「円周方向の」および「円周方向に」という用語は、タービンエンジンの中心線の周りに円弧状に延びる方向および向きを指す。

【0016】

本開示の実施形態は、一体型駆動ターボファンエンジンまたはアンダクテッド単一ファン・ターボプロップ・エンジンなどのタービンエンジン、およびその製造方法に関する。より具体的には、本明細書で説明するタービンエンジンは、ファン・フレーム・キャビティ内から潤滑流体を排出することを容易にするように設計されたケーシングを含む。たとえば、ケーシングは、ケーシングのほぼ下死点に配置された流体サンプと、流体サンプを少なくとも部分的に画定する一対の支柱と、を含む。潤滑流体がファン・フレーム・キャビティから、流体サンプを通って、支柱内に画定された流路を通って導かれることができるように、流路が支柱の少なくとも１つに画定されている。また、ケーシングは、ターボファンエンジンの動作中にファン・フレーム・キャビティ内から半径方向外側に排出された潤滑流体を収集するための、ケーシング内に画定された少なくとも１つの接線方向／軸方向の流体スクープを含む。そのようにして、ケーシング内の除去機能の組み合わせが、ファン・フレーム・キャビティから潤滑流体をより効率的で軽量で省スペースなやり方で排出することを可能にし、これによって入口拡散損失を低減し、燃料燃焼を改善させる。

【0017】

図１は、ファンアセンブリ１０２、低圧またはブースタ圧縮機１０４、高圧圧縮機１０６、および燃焼器アセンブリ１０８を含む例示的なターボファンエンジン１００の概略図である。ファンアセンブリ１０２、ブースタ圧縮機１０４、高圧圧縮機１０６、および燃焼器アセンブリ１０８は、流体連通して結合される。ターボファンエンジン１００はまた、燃焼器アセンブリ１０８および低圧タービン１１２と流体連通して結合された高圧タービン１１０を含む。ファンアセンブリ１０２は、ロータディスク１１６から半径方向外側に延在するファンブレード１１４のアレイを含む。低圧タービン１１２は、第１の駆動シャフト１１８を介してファンアセンブリ１０２およびブースタ圧縮機１０４に結合され、高圧タービン１１０は、第２の駆動シャフト１２０を介して高圧圧縮機１０６に結合される。ターボファンエンジン１００は、吸気口１２２、排気装置１２４、および中心線１２６を含み、中心線１２６を中心として、ファンアセンブリ１０２、ブースタ圧縮機１０４、高圧圧縮機１０６、およびタービンアセンブリ１１０、１１２が回転する。さらに、減速ギヤボックス１２８は、ファンアセンブリ１０２と低圧タービン１１２との間の第１の駆動シャフト１１８に沿って結合される。

【0018】

動作時には、吸気口１２２を通ってターボファンエンジン１００に入る空気は、ファンアセンブリ１０２を通ってブースタ圧縮機１０４に向かって導かれる。圧縮された空気は、ブースタ圧縮機１０４から高圧圧縮機１０６に向かって排出される。高度に圧縮された空気は、高圧圧縮機１０６から燃焼器アセンブリ１０８に向かって導かれ、燃料と混合されて、混合気が燃焼器アセンブリ１０８内で燃焼される。燃焼器アセンブリ１０８によって生成された高温の燃焼ガスは、タービンアセンブリ１１０、１１２に向かって導かれる。低圧タービン１１２は、第１の回転速度で回転し、ギヤボックス１２８は、ファンアセンブリ１０２が第１の回転速度よりも低い第２の回転速度で動作するように、動作する。燃焼ガスは、その後排気装置１２４を経由してタービン・エンジン・アセンブリ１００から排出される。

【0019】

図２は、ターボファンエンジン１００（図１に示す）で使用することができるケーシング１３２の第１の部分１３０の拡大断面図であり、図３は、ケーシング１３２の第１の部分１３０の断面斜視図である。例示的な実施形態では、ケーシング１３２は、内側ハブ１３４と、内側ハブ１３４から半径方向外側に配置された中間ケーシング１３６と、中間ケーシング１３６から半径方向外側に配置された外側ケーシング１３８と、を含む。内側ハブ１３４は、ケーシング１３２のほぼ下死点に画定された第１の流体開口部１４０を含む。ケーシング１３２の下死点は、一般的に、ターボファンエンジン１００を中心線１２６に沿って軸方向に見た場合に、中心線１２６（図１に示す）に対して約１８０°±約５°の位置で定義される。したがって、第１の流体開口部１４０は、重力排出によりファン・フレーム・キャビティ１４２内を流れる潤滑流体を収集するように配置される。

【0020】

ケーシング１３２はまた、内側ハブ１３４の周りに円周方向に離間して配置され、かつ内側ハブ１３４と外側ケーシング１３８との間に延在する複数の支柱を含む。一実施形態では、複数の支柱は、ケーシング１３２の下死点の両側に配置された第１の支柱１４４および第２の支柱１４６を含み、そのようにして内側ハブ１３４と、中間ケーシング１３６と、第１および第２の支柱１４４、１４６と、の間に第１の流体サンプ１４８が画定される。第１および第２の支柱１４４、１４６の少なくとも一方は、これを貫通して延在する流路を含む。より具体的には、第１の支柱１４４は、これを貫通して延在する第１の流路１５０を含み、第２の支柱１４６は、これを貫通して延在する第２の流路１５２を含む。各支柱はまた、第１の流体サンプ１４８を各流路と流体連通して結合するための、その中に画定された開口部（図示せず）を含む。このようにして、第１の流体開口部１４０から、第１の流体サンプ１４８を通り、第１の流路１５０および第２の流路１５２の少なくとも一方を通る流体流経路が画定される。より具体的には、第１の流体開口部１４０から、第１の流体サンプ１４８を通って、第１の流路１５０を通る第１の流体流経路１５４が画定され、また第１の流体開口部１４０から、第１の流体サンプ１４８を通って、第２の流路１５２を通る第２の流体流経路１５６が画定される。第１の流体流経路１５４および第２の流体流経路１５６は、潤滑流体がファン・フレーム・キャビティ１４２から収集され、ケーシング１３２から排出され得るように配向される。

【0021】

複数の支柱はまた、第２の支柱１４６の反対側にある第１の支柱１４４から円周方向に離間した第３の支柱１５８と、第１の支柱１４４の反対側にある第２の支柱１４６から円周方向に離間した第４の支柱１６０と、を含む。第１の支柱１４４と第３の支柱１５８との間に第２の流体サンプ１６２が画定され、第２の支柱１４６と第４の支柱１６０との間に第３の流体サンプ１６４が画定される。内側ハブ１３４はまた、その中に画定され、かつ第１の支柱１４４と第３の支柱１５８との間に配置された第２の流体開口部１６６と、その中に画定され、かつ第２の支柱１４６と第４の支柱１６０との間に配置された第３の流体開口部１６８を含む。第２の流体開口部１６６および第３の流体開口部１６８は、一般的に、ケーシング１３２の下死点からオフセットされる。このようにして、第２の流体開口部１６６から、第２の流体サンプ１６２を通って、第１の流路１５０を通る第３の流体流経路１７０が画定され、また第３の流体開口部１６８から、第３の流体サンプ１６４を通って、第２の流路１５２を通る第４の流体流経路１７２が画定される。ターボファンエンジン１００がそのロール軸に対して傾いている場合には、第３の流体流経路１７０および第４の流体流経路１７２は、潤滑流体がファン・フレーム・キャビティ１４２から収集され、ケーシング１３２から排出され得るように配向される。ターボファンエンジン１００のロール軸は、中心線１２６（図１に示す）と実質的に同軸に整列されている。

【0022】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの吸引装置は、第１および第２の支柱１４４、１４６に画定された第１および第２の流路１５０、１５２と流体連通して結合される。より具体的には、一実施形態では、第１の吸引装置１７４は第１の支柱１４４および第３の支柱１５８と連通して結合され、第２の吸引装置１７６は第１の支柱１４４および第２の支柱１４６と連通して結合され、第３の吸引装置１７７は第２の支柱１４６および第４の支柱１６０と連通して結合される。少なくとも１つの吸引装置は、第１の流体サンプ１４８内の、いくつかの実施形態では、第２および第３の流体サンプ１６２、１６４内の負圧を維持することを容易にして、流体開口部１４０、１６６、１６８を通して潤滑流体を排出するために重力と組み合わせて用いる場合に、潤滑流体の収集を強化する。

【0023】

さらに、例示的な実施形態では、作動装置１７８は、吸引装置１７４、１７６、１７７と、ならびに第１の流路１５０と流体連通して結合された第１のバルブ１７９および第２の流路１５２と流体連通して結合された第２のバルブ１８１と、通信可能に結合される。作動装置１７８は、ロール軸に対するターボファンエンジン１００の向きを決定することができ、ターボファンエンジン１００の向きに基づいて、吸引装置１７４、１７６、１７７、およびバルブ１７９、１８１を選択的に作動させることを容易にする。より具体的には、作動装置１７８は、ターボファンエンジン１００（図１に示す）がロール軸の周りに回転する場合に空気が第１および第２の流路１５０、１５２を通して引き出されないことを確実にするように動作することができる。たとえば、第１の流体開口部１４０がターボファンエンジン１００の約６時の位置にあるように、ターボファンエンジン１００が配向された場合に、作動装置１７８は、バルブ１７９、１８１を開位置にし、第２の吸引装置１７６を動作させる。第２の流体開口部１６６が約６時の位置にある場合には、作動装置１７８は、流体が第１の支柱１４４および第３の支柱１５８を通して引き出されるように、バルブ１８１を閉じ、第１の吸引装置１７４を動作させる。作動装置１７８は、第３の流体開口部１６８が約６時の位置にある場合にも同様に動作する。このように、バルブ１７９、１８１を選択的に開閉し、かつ少なくとも１つの吸引装置を選択的に動作させることにより、ターボファンエンジン１００の向きに基づいて支柱を通して引き出される空気量を減少させることが容易になる。

【0024】

作動装置１７８は、限定はしないが、フロートバルブを含む、システムが本明細書に記載したように機能することを可能にする任意の適切な装置であってもよい。このように、作動装置１７８は、ターボファンエンジン１００が傾いている場合に、空気ではなく、潤滑流体が第１の流路１５０または第２の流路１５２のいずれかを通って引き出されることを確実にすることを容易にし、これによって第１の流体サンプ１４８内の流体レベルを変化させる。

【0025】

図４を参照すると、支柱を通して引き出される空気量を減少させるための代替的な実施形態が示されている。例示的な実施形態では、第３のバルブ１８３は、第１の支柱１４４および第３の支柱１５８の下流側に結合され、第４のバルブ１８５は、第２の支柱１４６および第４の支柱１６０の下流側に結合される。単一の吸引装置１７４は、流体サンプ内の負圧を生成するように動作し、第３および第４のバルブ１８３、１８５は、ロール軸に対するターボファンエンジン１００の向きに基づいて選択的に動作することができ、ターボファンエンジン１００の向きに基づいて支柱を通して引き出される空気量の低減を容易にする。

【0026】

図５は、ターボファンエンジン１００（図１に示す）で使用することができるケーシング１３２の第２の部分１８０の拡大断面図であり、図６は、ケーシング１３２の第２の部分１８０の断面斜視図である。例示的な実施形態では、流体スクープ１８２は、ケーシング１３２の下死点からオフセットされた円周方向位置において内側ハブ１３４内に画定される。動作時には、潤滑流体の少なくとも一部は、内側ハブ１３４に向かって半径方向外側に排出される。流体スクープ１８２は、内側ハブ１３４で受け取った潤滑流体を収集するためのスクープ開口部１８４を含み、そのようにして潤滑流体がより効率的な方法でファン・フレーム・キャビティ１４２から排出される。収集器１８６は、流体スクープ１８２を、第１および第２の支柱１４４、１４６（図３に示す）の少なくとも一方に画定された流路と流体連通して結合する。より具体的には、収集器１８６は、ケーシング１３２内で円周方向に延在し、内側ハブ１３４および中間ケーシング１３６によって少なくとも部分的に画定される。このようにして、スクープ開口部１８４から、収集器１８６を通って、第１および第２の支柱１４４、１４６の少なくとも一方に画定された流路を通る第５の流体流経路が画定される。さらに、１つの流体スクープ１８２を含むものとして示しているが、複数の流体スクープを、異なる円周方向位置で内側ハブ１３４内に画定することができることを理解されたい。

【0027】

図６を参照すると、流体スクープ１８２は、内側ハブ１３４の半径方向内面１９０から半径方向にオフセットされたガイド部材１８８によって画定されるスクープ開口部１８４を含む。より具体的には、ガイド部材１８８の少なくとも一部が収集器１８６内に位置するように、ガイド部材１８８は半径方向外向きの方向に延在する。より具体的には、ガイド部材１８８は、半径方向内面１９０と実質的に同一平面上の第１の端部１９２と、第１の端部１９２から延在する第２の端部１９４と、を含む。いくつかの実施形態では、潤滑流体は、内側ハブ１３４の半径方向内面１９０に沿って流れる。ガイド部材１８８は、第２の端部１９４がケーシング１３２の中心線１２６に対して第１の端部１９２から円周方向にオフセットされるように配向される。このようにして、スクープ開口部１８４は、空間を節約するように半径方向内面１９０に形成される。あるいは、流体スクープ１８２は、内側ハブ１３４に一体的に鋳造または溶接することができる。例示的な実施形態では、ガイド部材１８８の向きは、半径方向内面１９０に沿って流れる潤滑流体の流れと実質的に整列している。収集器１８６内の潤滑流体は、ケーシング１３２の下死点に向かって重力排出が可能になる。代替的な実施形態では、流体スクープ１８２は、潤滑流体がファン・フレーム・キャビティ１４２から排出されることを可能にする任意の構成を有することができる。

【0028】

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、（ａ）ファン・フレーム・キャビティから潤滑流体を排出すること、（ｂ）ファン・ハブ・フレームの下の半径方向空間の利用度を向上させること、（ｃ）排出システムの排出効率を向上させること、のうちの少なくとも１つを含む。

【0029】

以上、ターボファンエンジンで使用するための排出システムの例示的な実施形態を詳細に記載している。排出システムは、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に、かつ別個に利用することができる。たとえば、排出システムはまた、キャビティから流体を収集することから利益を得る他のシステムと組み合わせて使用することができ、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るものではない。むしろ、例示的な実施形態は、他の多くの機械用途と関連して実現および利用することができる。

【0030】

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。

【0031】

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、こ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。

【符号の説明】

【0032】

１００ ターボファンエンジン、タービン・エンジン・アセンブリ
１０２ ファンアセンブリ
１０４ ブースタ圧縮機
１０６ 高圧圧縮機
１０８ 燃焼器アセンブリ
１１０ 高圧タービン、タービンアセンブリ
１１２ 低圧タービン、タービンアセンブリ
１１４ ファンブレード
１１６ ロータディスク
１１８ 第１の駆動シャフト
１２０ 第２の駆動シャフト
１２２ 吸気口
１２４ 排気装置
１２６ 中心線
１２８ 減速ギヤボックス
１３０ 第１の部分
１３２ ケーシング
１３４ 内側ハブ
１３６ 中間ケーシング
１３８ 外側ケーシング
１４０ 第１の流体開口部
１４２ ファン・フレーム・キャビティ
１４４ 第１の支柱
１４６ 第２の支柱
１４８ 第１の流体サンプ
１５０ 第１の流路
１５２ 第２の流路
１５４ 第１の流体流経路
１５６ 第２の流体流経路
１５８ 第３の支柱
１６０ 第４の支柱
１６２ 第２の流体サンプ
１６４ 第３の流体サンプ
１６６ 第２の流体開口部
１６８ 第３の流体開口部
１７０ 第３の流体流経路
１７２ 第４の流体流経路
１７４ 第１の吸引装置
１７６ 第２の吸引装置
１７７ 第３の吸引装置
１７８ 作動装置
１７９ 第１のバルブ
１８０ 第２の部分
１８１ 第２のバルブ
１８２ 流体スクープ
１８３ 第３のバルブ
１８４ スクープ開口部
１８５ 第４のバルブ
１８６ 収集器
１８８ ガイド部材
１９０ 半径方向内面
１９２ 第１の端部
１９４ 第２の端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】