特許 7481952 タービンエンジンからの発電

(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】

(24)【登録日】2024-05-01

(45)【発行日】2024-05-13

(54)【発明の名称】タービンエンジンからの発電

(51)【国際特許分類】

   H02K 7/18 20060101AFI20240502BHJP

   F01D 15/10 20060101ALI20240502BHJP

   F02C 6/00 20060101ALI20240502BHJP

   H02K 19/26 20060101ALI20240502BHJP

   H02K 19/36 20060101ALI20240502BHJP

【ＦＩ】

H02K7/18 Z

F01D15/10 A

F02C6/00 B

H02K19/26 A

H02K19/36 Z

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020139208

(22)【出願日】2020-08-20

(65)【公開番号】P2021061734

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2023-05-17

(31)【優先権主張番号】16/560,550

(32)【優先日】2019-09-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(74)【代理人】

【識別番号】100086380

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100103078

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達也

(74)【代理人】

【識別番号】100130650

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 泰光

(74)【代理人】

【識別番号】100168099

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 伸太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100168044

【弁理士】

【氏名又は名称】小淵 景太

(74)【代理人】

【識別番号】100200609

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 智和

(72)【発明者】

【氏名】シェンイー リュー

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２７７９７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１３－５０９５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２８６５１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３２８６６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２４２５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５３２０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１９７８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１１４９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０８８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０１３９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１９９９８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０００２０２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ７／００－ ７／２０

Ｆ０１Ｄ １５／１０

Ｆ０２Ｃ ６／００

Ｈ０２Ｋ １９／２６

Ｈ０２Ｋ １９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タービンエンジンの第１スプールシャフトに設けられるとともに、第１磁場を放出する永久磁石と、
前記第１磁場内に配置されるように、前記タービンエンジンの第２スプールシャフトに接続された第１電機子巻線と、
前記第１スプールシャフトが前記第２スプールシャフトに対して回転すると、これに伴って回転する第２磁場を生成するように、前記第２スプールシャフトに設けられたメイン界磁巻線と、
前記第１スプールシャフトに設けられるとともに、前記第１スプールシャフトが前記第２スプールシャフトに対して回転すると、少なくとも所定周波数の第３磁場を生成すべく、前記第２磁場を受信して共振エミッタに電力入力を供給するように配置された第２電機子巻線と、
前記タービンエンジンの筐体に設けられるとともに、前記第３磁場を受信して、前記第３磁場を電力出力に変換するように配置された共振レシーバと、を含む、システム。

【請求項2】

前記第１スプールシャフトは高圧シャフトであり、前記第２スプールシャフトは、低圧シャフトであり、前記高圧シャフトは、前記低圧シャフトが回転する第２速度よりも速い第１速度で回転する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１スプールシャフトは低圧シャフトであり、前記第２スプールシャフトは、高圧シャフトであり、前記高圧シャフトは、前記低圧シャフトが回転する第２速度よりも速い第１速度で回転する、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第２スプールシャフトにおいて前記第１電機子巻線と前記メイン界磁巻線との間に設けられた整流回路をさらに含み、前記整流回路は、前記第１磁場によって生成された前記第１電機子巻線からの多相交流を前記メイン界磁巻線の電力入力に変換して前記第２磁場を生成する、請求項１～３のいずれかに記載のシステム。

【請求項5】

前記第２電機子巻線と前記共振エミッタとの間に設けられた高周波変換器をさらに含み、前記高周波変換器は、前記第２電機子巻線により受信される前記第２磁場よりも高い周波数で前記電力入力を前記共振エミッタに供給し、
前記高周波変換器の周波数は、前記第１スプールシャフトと前記第２スプールシャフトとの間の回転速度の差よりも大きく、前記共振エミッタと前記共振レシーバとの間の電力伝達効率に基づいている、請求項１～４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

前記電力出力は、前記第２電機子巻線で規定された相数に基づく複数の電気位相を含む、請求項１～５のいずれかに記載のシステム。

【請求項7】

前記筐体内に設けられるとともに、ビークルの配電バスに接続された電力制御ユニットをさらに含む、請求項１～６のいずれかに記載のシステム。

【請求項8】

上流端における空気取入口、前記空気取入口の下流における圧縮セクション、前記圧縮セクションの下流における燃焼セクション、前記燃焼セクションの下流におけるタービンセクション、及び下流端における排気口、を有する筐体と、
前記圧縮セクションの第１コンプレッサ、及び前記タービンセクションの第１タービンに接続されるとともに、第１回転速度で回転するよう構成された第１シャフトと、
前記圧縮セクションの第２コンプレッサ、及び前記タービンセクションの第２タービンに接続され、且つ前記第１シャフトと同軸に延在するとともに、第２回転速度で回転するよう構成された第２シャフトと、
前記第１シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された第１電機子巻線と、
第１磁場を放出する永久磁石であって、前記第１磁場は、前記第１回転速度と前記第２回転速度との間の差に対応する差動回転速度で前記第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記第１電機子巻線に第１電流を誘起するよう作用する、永久磁石と、
前記第１電機子巻線に接続されるとともに、前記第１電流により電力を供給されると第２磁場を放出するよう構成された第１電磁石と、
前記第１シャフト及び前記第２シャフトのうち前記第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記差動回転速度で前記第１電磁石に対して回転し、前記第２磁場によって第２電流を誘起するよう構成された第２電機子巻線と、
前記第２電機子巻線に接続されるとともに、前記第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定周波数の第３磁場を生成するよう構成された共振エミッタと、
前記筐体に設けられるとともに、前記第３磁場を受信して、前記第３磁場を電力出力に変換するように配置された共振レシーバと、を含む、タービンエンジン。

【請求項9】

前記圧縮セクションにおいて前記第１コンプレッサ及び前記第２コンプレッサの下流にて第３コンプレッサに接続されるとともに、前記タービンセクションにおいて前記第１タービン及び前記第２タービンの上流にて第３タービンに接続される第３シャフトをさらに含み、前記第３シャフトは、前記第２シャフトと同軸に延在するとともに、前記第１回転速度及び前記第２回転速度よりも速い第３回転速度で回転するよう構成されている、請求項８に記載のタービンエンジン。

【請求項10】

前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された二次第１電機子巻線と、
二次第１磁場を放出する二次永久磁石であって、前記二次第１磁場は、前記第３回転速度と前記第２回転速度との間の二次的な差に対応する二次差動回転速度で前記二次第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記二次第１電機子巻線に二次第１電流を誘起するよう作用する、二次永久磁石と、
前記二次第１電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第１電流により電力を供給されると二次第２磁場を放出するよう構成された二次第１電磁石と、
前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうち前記二次第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記二次差動回転速度で前記二次第１電磁石に対して回転し、前記二次第２磁場によって二次第２電流を誘起するよう構成された二次第２電機子巻線と、
前記二次第２電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定の二次周波数の二次第３磁場を生成するよう構成された二次共振エミッタと、
前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記二次第３磁場を受信して、前記二次第３磁場を二次電力出力に変換するように配置された二次共振レシーバと、をさらに含む、請求項９に記載のタービンエンジン。

【請求項11】

前記圧縮セクションにおいて前記第１コンプレッサ及び前記第２コンプレッサの上流にて第３コンプレッサに接続されるとともに、前記タービンセクションにおいて前記第１タービン及び前記第２タービンの下流にて第３タービンに接続される第３シャフトをさらに含み、前記第３シャフトは、前記第２シャフトと同軸に延在するとともに、前記第１回転速度及び前記第２回転速度よりも遅い第３回転速度で回転するよう構成されている、請求項８に記載のタービンエンジン。

【請求項12】

前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された二次第１電機子巻線と、
二次第１磁場を放出する二次永久磁石であって、前記二次第１磁場は、前記第３回転速度と前記第２回転速度との間の二次的な差に対応する二次差動回転速度で前記二次第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記二次第１電機子巻線に二次第１電流を誘起するよう作用する、二次永久磁石と、
前記二次第１電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第１電流により電力を供給されると二次第２磁場を放出するよう構成された二次第１電磁石と、
前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうち前記二次第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記二次差動回転速度で前記二次第１電磁石に対して回転し、前記二次第２磁場によって二次第２電流を誘起するよう構成された二次第２電機子巻線と、
前記二次第２電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定の二次周波数の二次第３磁場を生成するよう構成された二次共振エミッタと、
前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記二次第３磁場を受信して、前記二次第３磁場を二次電力出力に変換するように配置された二次共振レシーバと、をさらに含む、請求項１１に記載のタービンエンジン。

【請求項13】

前記筐体が配置されたバイパス流チャンバを画定するナセルと、
前記バイパス流チャンバに配置されるとともに前記筐体から延びるビークルの配電バスに、前記共振レシーバを電気的に接続する伝達ケーブルと、をさらに含む、請求項８に記載のタービンエンジン。

【請求項14】

前記筐体の外部において前記バイパス流チャンバ内に設けられるとともに、前記共振レシーバと前記伝達ケーブルとの間に電気的に接続された電力制御ユニットをさらに含む、請求項１３に記載のタービンエンジン。

【請求項15】

前記共振エミッタは、
所定数の相巻線を有するとともに、対応する相数で前記第３磁場を放出する多相電機子巻線と、
前記多相電機子巻線と前記第２電機子巻線との間に配置されるとともに、前記第２電流を少なくとも前記所定周波数にアップコンバートするよう構成された高周波変換器と、をさらに含む、請求項１４に記載のタービンエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の態様は、概して、タービンエンジンからの電気エネルギーの生成に関する。より具体的には、本開示は、航空機及び他のビークルで使用可能なタービンエンジンからの機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電磁場を介して当該電気エネルギーを関連するビークルに伝達することに関する。

【背景技術】

【0002】

様々なビークルが、様々なエンジンの組み合わせを利用して、これらのビークルにおける推進力や操縦制御を実現している。例えば、航空機は、ジェットやプロペラに動力を供給するために、タービンを組み込んだエンジンを使用する場合がある。タービンエンジンは、推進力、及び空気／ガスの圧縮を実現するために、複数の回転コンポーネントを含む。タービンエンジンの回転コンポーネントに接続された発電機は、機械的な回転エネルギーを抽出して、当該回転エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。変換された電気エネルギーは、関連するビークルの様々な機上システムに動力を供給するために使用される。回転エンジンコンポーネントから回転エネルギーを抽出するために使用される物理コンポーネントは、タービンエンジン内の温度、回転速度、及び空気流により、個々のパーツが摩耗するため、また、他のエンジンコンポーネントの信頼性に影響を与えるのを避けるために、頻繁に交換されうる。さらに、タービンエンジンにおけるエネルギー抽出コンポーネントの位置により、修理及び交換を行うのが困難であったり時間がかかったりする場合がある。

【発明の概要】

【0003】

本開示の一態様においては、システムが提供される。このシステムは、タービンエンジンの第１スプールシャフトに設けられるとともに、第１磁場を放出する永久磁石と、前記第１磁場内に配置されるように、前記タービンエンジンの第２スプールシャフトに接続された第１電機子巻線と、前記第１スプールシャフトが前記第２スプールシャフトに対して回転すると、これに伴って回転する第２磁場を生成するように、前記第２スプールシャフトに設けられたメイン界磁巻線と、前記第１スプールシャフトに設けられるとともに、前記第１スプールシャフトが前記第２スプールシャフトに対して回転すると、少なくとも所定周波数の第３磁場を生成すべく、前記第２磁場を受信して共振エミッタに電力入力を供給するように配置された第２電機子巻線と、前記タービンエンジンの筐体に設けられるとともに、前記第３磁場を受信して、前記第３磁場を電力出力に変換するように配置された共振レシーバと、を含む。

【0004】

上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる様々な態様において、前記第１スプールシャフトは高圧シャフトであり、前記第２スプールシャフトは、低圧シャフトであり、前記高圧シャフトは、前記低圧シャフトが回転する第２速度よりも速い第１速度で回転する。上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる他の態様において、前記第１スプールシャフトは低圧シャフトであり、前記第２スプールシャフトは、高圧シャフトであり、前記高圧シャフトは、前記低圧シャフトが回転する第２速度よりも速い第１速度で回転する。

【0005】

上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる一態様において、前記システムは、前記第２スプールシャフトにおいて前記第１電機子巻線と前記メイン界磁巻線との間に設けられた整流回路をさらに含み、前記整流回路は、前記第１磁場によって生成された前記第１電機子巻線からの多相交流を前記メイン界磁巻線の電力入力に変換して前記第２磁場を生成する。

【0006】

上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる一態様において、前記システムは、前記第２電機子巻線と前記共振エミッタとの間に設けられた高周波変換器をさらに含み、前記高周波変換器は、前記第２電機子巻線により受信される前記第２磁場よりも高い周波数で前記電力入力を前記共振エミッタに供給する。このような態様のいくつかにおいて、前記高周波は、前記第１スプールシャフトと前記第２スプールシャフトとの間の回転速度の差よりも大きく、前記共振エミッタと前記共振レシーバとの間の電力伝達効率に基づいている。

【0007】

上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる一態様において、前記電力出力は、前記第２電機子巻線で規定された相数に基づく複数の電気位相を含む。

【0008】

上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる一態様において、前記システムは、前記筐体内に設けられるとともに、ビークルの配電バスに接続された電力制御ユニットをさらに含む。

【0009】

本開示の一態様においては、タービンエンジンが提供される。前記タービンエンジンは、上流端における空気取入口、前記空気取入口の下流における圧縮セクション、前記圧縮セクションの下流における燃焼セクション、前記燃焼セクションの下流におけるタービンセクション、及び下流端における排気口、を有する筐体と、前記圧縮セクションの第１コンプレッサ、及び前記タービンセクションの第１タービンに接続されるとともに、第１回転速度で回転するよう構成された第１シャフトと、前記圧縮セクションの第２コンプレッサ、及び前記タービンセクションの第２タービンに接続され、且つ前記第１シャフトと同軸に延在するとともに、第２回転速度で回転するよう構成された第２シャフトと、前記第１シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された第１電機子巻線と、第１磁場を放出する永久磁石であって、前記第１磁場は、前記第１回転速度と前記第２回転速度との間の差に対応する差動回転速度で前記第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記第１電機子巻線に第１電流を誘起するよう作用する、永久磁石と、前記第１電機子巻線に接続されるとともに、前記第１電流により電力を供給されると第２磁場を放出するよう構成された第１電磁石と、前記第１シャフト及び前記第２シャフトのうち前記第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記差動回転速度で前記第１電磁石に対して回転し、前記第２磁場によって前記第２電機子巻線に第２電流を誘起するよう構成された第２電機子巻線と、前記第２電機子巻線に接続されるとともに、前記第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定周波数の第３磁場を生成するよう構成された共振エミッタと、前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記第３磁場を受信して、前記第３磁場を電力出力に変換するように配置された共振レシーバと、を含む。

【0010】

上記又は下記の例示的なシステムと組み合わせられる様々な態様において、前記タービンエンジンは、前記圧縮セクションにおいて前記第１コンプレッサ及び前記第２コンプレッサの下流にて第３コンプレッサに接続されるとともに、前記タービンセクションにおいて前記第１タービン及び前記第２タービンの上流にて第３タービンに接続される第３シャフトをさらに含み、前記第３シャフトは、前記第２シャフトと同軸に延在するとともに、前記第１回転速度及び前記第２回転速度よりも速い第３回転速度で回転するよう構成されている。このような態様のいくつかにおいて、前記タービンエンジンは、前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された二次第１電機子巻線と、二次第１磁場を放出する二次永久磁石であって、前記二次第１磁場は、前記第３回転速度と前記第２回転速度との間の二次的な差に対応する二次差動回転速度で前記二次第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記二次第１電機子巻線に二次第１電流を誘起するよう作用する、二次永久磁石と、前記二次第１電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第１電流により電力を供給されると二次第２磁場を放出するよう構成された二次第１電磁石と、前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうち前記二次第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記二次差動回転速度で前記二次第１電磁石に対して回転し、前記二次第２磁場によって前記二次第２電機子巻線に二次第２電流を誘起するよう構成された二次第２電機子巻線と、前記二次第２電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定の二次周波数の二次第３磁場を生成するよう構成された二次共振エミッタと、前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記二次第３磁場を受信して、前記二次第３磁場を二次電力出力に変換するように配置された二次共振レシーバと、をさらに含む。他の態様においては、上記又は下記の例示的なタービンエンジンと組み合わせて、前記タービンエンジンは、前記圧縮セクションにおいて前記第１コンプレッサ及び前記第２コンプレッサの上流にて第３コンプレッサに接続されるとともに、前記タービンセクションにおいて前記第１タービン及び前記第２タービンの下流にて第３タービンに接続される第３シャフトをさらに含み、前記第３シャフトは、前記第２シャフトと同軸に延在するとともに、前記第１回転速度及び前記第２回転速度よりも遅い第３回転速度で回転するよう構成されている。このような態様のいくつかにおいて、前記タービンエンジンは、前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された二次第１電機子巻線と、二次第１磁場を放出する二次永久磁石であって、前記二次第１磁場は、前記第３回転速度と前記第２回転速度との間の二次的な差に対応する二次差動回転速度で前記二次第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記二次第１電機子巻線に二次第１電流を誘起するよう作用する、二次永久磁石と、前記二次第１電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第１電流により電力を供給されると二次第２磁場を放出するよう構成された二次第１電磁石と、前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうち前記二次第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記二次差動回転速度で前記二次第１電磁石に対して回転し、前記二次第２磁場によって前記二次第２電機子巻線に二次第２電流を誘起するよう構成された二次第２電機子巻線と、前記二次第２電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定の二次周波数の二次第３磁場を生成するよう構成された二次共振エミッタと、前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記二次第３磁場を受信して、前記二次第３磁場を二次電力出力に変換するように配置された二次共振レシーバと、をさらに含む。

【0011】

上記又は下記の例示的なタービンエンジンと組み合わせられる一態様において、前記タービンエンジンは、前記筐体が配置されたバイパス流チャンバを画定するナセルと、前記バイパス流チャンバに配置されるとともに前記筐体から延びるビークルの配電バスに、前記共振レシーバを電気的に接続する伝達ケーブルと、をさらに含む。このような態様のいくつかにおいて、前記タービンエンジンは、電力制御ユニットをさらに含み、当該電力制御ユニットは、前記筐体の外部において前記バイパス流チャンバ内に設けられるとともに、前記共振レシーバと前記伝達ケーブルとの間に電気的に接続されている。このような態様のいくつかにおいて、前記共振エミッタは、所定数の相巻線を有するとともに、対応する相数で前記第３磁場を放出する多相電機子巻線と、前記多相電機子巻線と前記第２電機子巻線との間に配置されるとともに、前記第２電流を少なくとも前記所定周波数にアップコンバートするよう構成された高周波変換器と、をさらに含む。

【0012】

本開示の一態様においては、方法が提供される。この方法は、第１磁場を放出する永久磁石であって、タービンエンジンの第１シャフトの周囲で前記タービンエンジンの第２シャフトに関連付けて、前記第１シャフトに取り付けられた永久磁石を回転させて、前記タービンエンジンの前記第２シャフトに配置された第１電機子巻線に多相交流を誘起することと、前記多相交流により、前記第２シャフトに配置された第１電磁石に電力を供給して第２磁場を生成することと、前記第２磁場により、前記第１シャフトに配置された第２電機子巻線に単相直流を誘起して、前記単相直流により共振エミッタに電力を供給して所定周波数以上の第３磁場を生成することと、前記タービンエンジンの筐体に設けられた共振レシーバにより、回転する前記第３磁場を電力出力に変換することと、を含む。

【0013】

一態様において、上記方法は、前記電力出力をビークルの電気バスに伝達することをさらに含む。

【0014】

本開示の一態様においては、方法が提供される。この方法は、タービンエンジンの第１シャフトと第２シャフトとの間のインターフェース領域において、前記第１シャフトに永久磁石を取り付けることと、前記第２シャフトに対して、第１電機子巻線及び第１電磁石を含む第１スプールシャフトアセンブリを取り付けて、前記永久磁石によって放出される第１磁場内に前記第１電機子巻線を配置することと、前記第１スプールシャフトアセンブリに関連付けて、前記第１シャフトに対して、第２電機子巻線及び共振エミッタを含む第２スプールシャフトアセンブリを取り付け、その際、前記第１電磁石に対して相対的に前記第２電機子巻線を配置して、前記第２電機子巻線が前記第１電磁石に対して回転するときに第２磁場を受信するようにすることと、前記共振エミッタが放出する第３磁場を受信するために、前記共振エミッタに関連付けて、前記タービンエンジンの筐体の内面に共振レシーバを取り付けることと、を含む。

【0015】

上記方法の一態様において、前記第２スプールシャフトアセンブリは、前記永久磁石を含み、前記第２スプールシャフトは、前記インターフェース領域において前記第１スプールシャフトから突出する低圧スプールシャフトである。

【図面の簡単な説明】

【0016】

上述した本開示の特徴が詳細に理解できるように、上に簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、例示的な態様を参照しながら行う。なお、そのうちのいくつかは添付図面に図示する。

【0017】

【図1A-1B】本開示の態様による、１つ以上の発電機を含むタービンエンジンを示す断面図である。

【図2A-2B】本開示の態様による、電気抽出器のコンポーネントを示す断面図である。

【図3A-3B】本開示の態様による、発電機のコンポーネント、及びこの内部で生成される磁場を示す断面図である。

【図4】本開示の態様による、発電機の電磁コンポーネントを示す回路図である。

【図5】本開示の態様による、共振エミッタ及び共振レシーバを詳細に示す回路図である。

【図6】本開示の態様による、発電機の構築方法を示すフローチャートである。

【図7】本開示の態様による、タービンエンジンから電気エネルギーを抽出するための方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本開示においては、互いに物理的に接触していないが、誘起された一連の磁場を介して回転エネルギーを抽出して電気エネルギーに変換する電磁（ＥＭ）コンポーネントにより、タービンエンジンの回転コンポーネントから電力の抽出及び伝達を行う。エンジンの動作中に２つのシャフトが互いに回転しているときに、エンジン内の第１シャフトに取り付けられた永久磁石が、エンジン内の第２シャフトにおける第１電機子巻線に対して回転して、第１電機子に電流を誘起する。このようにして誘起された電流は、第１シャフトに取り付けられた第２電機子巻線に電流を生じさせる電磁石に電力を供給し、高周波数の第３磁場を生成する高周波共振器に電力を供給し、エンジンのケース又はシェルの固定位置に配置された受信回路に電流を生じさせ、これによって、ビークルの電気システムに電力を伝達する。

【0019】

電磁力伝達コンポーネントは、エンジンの周りで径方向対称に配置されており、単一の推力生成コンポーネント（例えば、スプールコアや筐体）に接触している。永久磁石と第１電機子巻線、第１電磁石と第２電機子巻線、及び共振エミッタと共振レシーバは、空隙（airgaps）により分離されている。電磁力伝達コンポーネントのいずれも、エンジンの１つの推力生成コンポーネントにのみ物理的に接触しており、また異なる推力生成コンポーネントに接続される他の電力伝達コンポーネントには物理的に接触していないため、このようなシステムは、摩耗が少なく、これに応じて、電力伝達コンポーネントの交換頻度も低くなる。また、電磁コンポーネントは、タービンエンジンの気流中に配置されたワイヤやシャフトを介して電力を伝達せず、外部発電機に回転エネルギーを伝えるギアボックスやシャフトよりも比較的軽量であるため、エンジンの機械効率及び燃料効率を向上させることができる。さらに、電磁力伝達コンポーネントを介した電力の抽出及び伝達の効率は、機械的な電力伝達コンポーネントの効率を上回るため、さらにエンジン効率を向上させることができる。

【0020】

本開示で提供される例は、航空機のタービンエンジンにおける電力伝達システムでの使用について主に説明したが、本開示で説明する電力伝達システムは、車、バス、列車、ボート、及び様々な他のビークルで使用されるタービンエンジンと共に使用することも可能である。

【0021】

図１Ａ及び１Ｂは、１つ以上の発電機１１０を含むタービンエンジン１００を示す断面図である。タービンエンジン１００は、筐体１２０を含み、当該筐体は、上流端における空気取入口１２１と、空気取入口１２１の下流における圧縮セクション１２２と、当該圧縮セクション１２２の下流における燃焼セクション１２３と、当該燃焼セクション１２３の下流におけるタービンセクション１２４と、下流端における排気口１２５と、を有する。様々な態様において、筐体１２０は、ナセル１３０（ハウジングとも呼ばれる）の内部に含まれており、バイパス流チャンバ１３１は、筐体１２０の外面とナセル１３０の内面との間に形成されており、伝達ケーブル１４０により、発電機１１０が、タービンエンジン１００を含むビークルの配電バス１５０又は他の電力伝達機構に接続されている。

【0022】

図１Ａに示すタービンエンジン１００は、第１スプールシャフト１６０Ａ（概して、スプールシャフト又はシャフト１６０）と、第２スプールシャフト１６０Ｂとを含む。一方で、図１Ｂに示すタービンエンジン１００は、第１スプールシャフト１６０Ａと、第２スプールシャフト１６０Ｂと、第３スプールシャフト１６０Ｃとを含む。上述した部材１６０Ａ、１６０Ｂ、及び／又は１６０Ｃは、概して、シャフト１６０とも称する。各シャフト１６０は、他のシャフト１６０と同軸に延在し、動作中に互いに異なる速度で回転して、関連するコンプレッサ１７０Ａ及びＢ、又は１７０Ａ～Ｃ（概して、コンプレッサ１７０）、並びにタービン１８０Ａ及びＢ、又は１８０Ａ～Ｃ（概して、タービン１８０）を異なる速度で駆動する。例えば、第１スプールシャフト１６０Ａは、第１回転速度で第１コンプレッサ１７０Ａ及び第１タービン１８０Ａを回転駆動させるために回転し、第２スプールシャフト１６０Ｂは、第２回転速度で第２コンプレッサ１７０Ｂ及び第２タービン１８０Ｂを回転駆動させるために回転する。同様に、図１Ｂにおいて、第３スプールシャフト１６０Ｃは、第３回転速度で第３コンプレッサ１７０Ｃ及び第３タービン１８０Ｃを回転駆動させるために回転する。このとき、第１、第２、及び第３の回転速度は、全て互いに異なる。

【0023】

コンプレッサ１７０は、筐体１２０の圧縮セクション１２２に設けられており、これらのコンプレッサの各々が、１つ以上の列に配置された複数のファンブレードを含みうる。タービン１８０は、筐体１２０のタービンセクション１２４に設けられており、これらのタービンの各々が、１つ以上の列に配置された複数のファンブレードを含みうる。図示していないが、シャフト１６０の回転特性を向上させるために（例えば、摩擦を低減するために）、シャフト１６０間に様々なベアリング又は低摩擦面を設けてもよい。

【0024】

図１Ａに示すように、第１スプールシャフト１６０Ａは、第２スプールシャフト１６０Ｂの高圧シャフトと比較して低圧のシャフトである。したがって、第１コンプレッサ１７０Ａは、第２コンプレッサ１７０Ｂの上流に配置されており、タービンエンジン１００の動作中、第２コンプレッサ１７０Ｂよりも遅い回転速度で回転する。同様に、第１タービン１８０Ａは、第２タービン１８０Ｂの下流に配置されており、タービンエンジン１００の動作中、第２タービン１８０Ｂよりも低い回転速度で回転する。

【0025】

図１Ｂに示すように、相対的に、第１スプールシャフト１６０Ａは低圧シャフトであり、第２スプールシャフト１６０Ｂは中圧シャフトであり、第３スプールシャフト１６０Ｃは、高圧シャフトである。したがって、第１コンプレッサ１７０Ａは、第２コンプレッサ１７０Ｂの上流に配置されており、当該第２コンプレッサは、第３コンプレッサ１７０Ｃの上流に配置されており、これらの各々は、タービンエンジン１００の動作中、下流のコンプレッサ１７０よりも低い回転速度で動作する。同様に、第１タービン１８０Ａは、第２タービン１８０Ｂの下流に配置されており、当該第２タービンは、第３タービン１８０Ｃの下流に配置されており、これらの各々は、タービンエンジン１００の動作中、上流のタービン１８０よりも低い回転速度で動作する。

【0026】

したがって、動作中、第１スプールシャフト１６０Ａと第２スプールシャフト１６０Ｂ（及び、これらに取り付けられたコンポーネント）との間に第１差動回転速度が発生し、図１Ｂにおいては、第２スプールシャフト１６０Ｂと第３スプールシャフト１６０Ｃ（及び、これらに取り付けられたコンポーネント）との間に第２差動回転速度（当該速度は、第１差動回転速度と同じであってもよいし、異なっていてもよい）が発生する。

【0027】

発電機１１０は、シャフト１６０に固定された電気抽出器１１１と、筐体１２０に固定された電気分配器１１２とを含む。電気抽出器１１１は、電気分配器１１２に物理的に接続されていないが、空間によって分離されるとともに、動作中に生じる磁場により電磁的に結合される。電気抽出器１１１は、２つのシャフト１６０間のインターフェースに設けられ、電気エネルギーを抽出するために、複数の異なるシャフト１６０によって与えられる複数の異なる回転速度を利用する。図１Ａに示すように、第１スプールシャフト１６０Ａと第２スプールシャフト１６０Ｂとの間のインターフェースには電気抽出器１１１が設けられている。図１Ｂに示すように、第１スプールシャフト１６０Ａと第２スプールシャフト１６０Ｂとの間のインターフェースには、第１電気抽出器１１１Ａが設けられており、第２スプールシャフト１６０Ｂと第３スプールシャフト１６０Ｃとの間のインターフェースには、第２電気抽出器１１１Ｂが設けられている。各電気抽出器１１１は、筐体１２０の対応する部分の周りで径方向に固定された対応する電気分配器１１２に関連付けられている（例えば、第１電気抽出器１１１Ａは、第１電気分配器１１２Ａに対応しており、第２電気抽出器１１１Ｂは、第２電気分配器１１２Ｂに対応している）。図示していないが、３軸設計を使用するいくつかの態様において、タービンエンジン１００は、第１発電機１１０Ａ又は第２発電機１１０Ｂのうちの一方を省いて、１つの発電機１１０のみを含んでもよい。

【0028】

図２Ａ及び２Ｂは、電気抽出器１１１のコンポーネントを示す断面図である。図２Ａ及び２Ｂは、本開示の態様による、発電機１１０のコンポーネント、及びこの内部で発生する磁場を断面で示す図３Ａ及び３Ｂを併せて参照することによって理解することができる。電気抽出器１１１は、２つのシャフト１６０のインターフェースにおいて、これらのシャフトに関連するコンプレッサ１７０の間に設けられている。例えば、図示の電気抽出器１１１は、第１スプールシャフト１６０Ａ及び第２スプールシャフト１６０Ｂにおける第１コンプレッサ１７０Ａと第２コンプレッサ１７０Ｂとの間に設けられてもよい。他の例において、図示の電気抽出器１１１は、第２スプールシャフト１６０Ｂ及び第３スプールシャフト１６０Ｃにおける第２コンプレッサ１７０Ｂと第３コンプレッサ１７０Ｃとの間に設けられてもよい。

【0029】

様々な態様において、図２Ａ又は２Ｂに示すコンポーネントは、（図１Ａに示すような）単一の電気抽出器１１１、又は、（図１Ｂに示すような）一次若しくは二次の電気抽出器１１１のうちの一方に含まれうる。複数の電気抽出器１１１を含む態様において、個々のコンポーネントは、両方とも図２Ａに従って設けられてもよいし、両方とも図２Ｂに従って設けられてもよいし、一方が図２Ａに従って設けられ、他方が図２Ｂに従って設けられてもよい。本明細書において、複数の発電機１１０間でコンポーネントを区別する場合、一方の発電機１１０のコンポーネントを「二次」コンポーネントと呼ぶことにより区別することができる。例えば、第１電気抽出器１１１Ａは、一次永久磁石２１０を含み、第２電気抽出器１１１Ｂは二次永久磁石２１０を含む。他の例において、第１電気抽出器１１１Ａは、一次第１シャフト１６０Ａと、一次第２シャフト１６０Ｂとを含み、第２電気抽出器１１１Ｂは、二次第１シャフト１６０Ａ（一次第１シャフト１６０Ａ又は一次第２シャフト１６０Ｂと同じシャフト１６０であってもよい）と、二次第２シャフト１６０Ｂ（一次第１シャフト１６０Ａ又は一次第２シャフト１６０Ｂと同じシャフト１６０であってもよい）とを含む。

【0030】

図２Ａは、本開示の態様による、電気抽出器１１１のための第１のコンポーネント配置２００Ａを示しており、永久磁石２１０が、２つのシャフト２２０間のインターフェースにおいて高圧シャフト２２０Ａ上に配置されている。永久磁石２１０は、図３Ａに詳細に示す複数の第１磁場３１０を放出するために、高圧シャフト２２０Ａの周りで放射状に配置された複数の磁石を含みうる。

【0031】

図２Ａに示すように、低圧シャフト２２０Ｂに接続された第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａ（概して、スプールシャフトアセンブリ２７０、具体的には、高圧又は低圧のスプールシャフトアセンブリ２７０）には、第１電機子巻線２３０と、メイン界磁巻線２４０（第１電磁石とも呼ばれる）とが含まれる。第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａの第１電機子巻線２３０は、所定の磁場強度の第１磁場３１０内に配置されている。第１電機子巻線２３０は、高圧シャフト２２０Ａ及び永久磁石２１０の周りで放射状に配置されているが、これらと物理的に接触していない。様々な態様において、第１電機子巻線２３０は、多相交流としての第１電流（Ｉ₁）を生成し、当該電流は、単相直流の第２電流（Ｉ₂）に変換される。この第２電流により、図３Ａにより詳しく示すように、メイン界磁巻線２４０に電力が供給されて第２磁場３２０が生成される。第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａのメイン界磁巻線２４０は、所定の磁場強度の第１磁場３１０から外れた位置に配置されている。したがって、永久磁石２１０は、所定の磁場強度の第２磁場３２０から外れた位置に配置されている。様々な態様において、第１電機子巻線２３０とメイン界磁巻線２４０との間には整流回路が含まれている。

【0032】

図２Ａに示すように、永久磁石２１０が接続されているのと同じ高圧シャフト２２０Ａに接続された第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂには、第２電機子巻線２５０と、共振エミッタ２６０（第２電磁石とも呼ばれる）とが含まれている。様々な態様において、共振エミッタ２６０は、シャフト２２０の軸心に沿って第２電機子巻線２５０の下流に配置されてもよいし、シャフト２２０に沿ってコンプレッサ１７０間に電気抽出器１１１を配置するための空間要件を緩和するために、第２電機子巻線２５０と共振レシーバ３４０との間に配置されてもよい。いくつかの態様において、永久磁石２１０は、第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂにも含まれているが、他の態様において、永久磁石２１０は、高圧シャフト２２０Ａに別個に取り付けられていてもよい。

【0033】

第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂの第２電機子巻線２５０は、所定の磁場強度の第２磁場３２０内に配置されている。第２電機子巻線２５０は、低圧シャフト２２０Ｂ及び第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａの周りで放射状に配置されているが、これらと物理的に接触していない。様々な態様において、第２電機子巻線２５０は、多相交流としての第３電流（Ｉ₃）を生成し、当該電流により、図３Ａにより詳しく示すように、共振エミッタ２６０に電力が供給され、第３磁場３３０が生成される。第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂの共振エミッタ２６０は、所定の磁場強度の第１磁場３１０及び第２磁場３２０から外れた位置に配置されている。したがって、永久磁石２１０及び第１電機子巻線２３０は、所定の磁場強度の第３磁場３３０から外れた位置に配置されている。

【0034】

図３Ａに示すように、電気分配器１１２の共振レシーバ３４０は、筐体１２０の内面に固定されており、少なくとも所定の磁場強度の第３磁場３３０を受けるように共振エミッタ２６０に対して相対的に配置されている。共振レシーバ３４０は、筐体１２０の周りで径方向対称に配置されるとともに、ビークルのバス又は他の電気配電システムに供給可能な第４多相交流（Ｉ₄）を生成するために、第３磁場３３０を受けるよう構成されている。

【0035】

図２Ｂは、本開示の態様による、電気抽出器１１１のための第２のコンポーネント配置２００Ｂを示しており、永久磁石２１０が、２つのシャフト２２０間のインターフェースにおいて低圧シャフト２２０Ｂ上に配置されている。永久磁石２１０は、図３Ｂに詳細に示す複数の第１磁場３１０を放出するために、低圧シャフト２２０Ｂの周りで放射状に配置された複数の磁石を含みうる。

【0036】

図２Ｂに示すように、高圧シャフト２２０Ａに接続された第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａには、第１電機子巻線２３０と、メイン界磁巻線２４０（第１電磁石とも呼ばれる）とが含まれる。第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａの第１電機子巻線２３０は、所定の磁場強度の第１磁場３１０内に配置されている。第１電機子巻線２３０は、低圧シャフト２２０Ｂ及び永久磁石２１０の周りで放射状に配置されているが、これらと物理的に接触していない。様々な態様において、第１電機子巻線２３０は、多相交流としての第１電流（Ｉ₁）を生成し、当該電流は、単相直流の第２電流（Ｉ₂）に変換される。この第２電流により、図３Ｂにより詳しく示すように、メイン界磁巻線２４０に電力が供給されて第２磁場３２０が生成される。第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａのメイン界磁巻線２４０は、所定の磁場強度の第１磁場３１０から外れた位置に配置されている。したがって、永久磁石２１０は、所定の磁場強度の第２磁場３２０から外れた位置に配置されている。様々な態様において、第１電機子巻線２３０とメイン界磁巻線２４０との間には整流回路が含まれている。

【0037】

図２Ｂに示すように、永久磁石２１０が接続されているのと同じ低圧シャフト２２０Ｂに接続された第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂには、第２電機子巻線２５０と、共振エミッタ２６０（第２電磁石とも呼ばれる）とが含まれている。様々な態様において、共振エミッタ２６０は、シャフト２２０の軸心に沿って第２電機子巻線２５０の上流に配置されてもよいし、シャフト２２０に沿ってコンプレッサ１７０間に電気抽出器１１１を配置するための空間要件を緩和するために、第２電機子巻線２５０と共振レシーバ３４０との間に配置されてもよい。いくつかの態様において、永久磁石２１０は、第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂにも含まれているが、他の態様において、永久磁石２１０は、低圧シャフト２２０Ｂに別個に取り付けられていてもよい。

【0038】

第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂの第２電機子巻線２５０は、所定の磁場強度の第２磁場３２０内に配置されている。第２電機子巻線２５０は、高圧シャフト２２０Ａ及び第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａの周りで放射状に配置されているが、これらと物理的に接触していない。様々な態様において、第２電機子巻線２５０は、多相交流としての第３電流（Ｉ₃）を生成し、当該電流により、図３Ｂにより詳しく示すように、共振エミッタ２６０に電力が供給され、第３磁場３３０が生成される。第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂの共振エミッタ２６０は、所定の磁場強度の第１磁場３１０及び第２磁場３２０から外れた位置に配置されている。したがって、永久磁石２１０及び第１電機子巻線２３０は、所定の磁場強度の第３磁場３３０から外れた位置に配置されている。

【0039】

図３Ｂに示すように、共振レシーバ３４０は、筐体１２０の内面に固定されており、少なくとも所定の磁場強度の第３磁場３３０を受けるように共振エミッタ２６０に対して相対的に配置されている。共振レシーバ３４０は、筐体１２０の周りで径方向対称に配置されるとともに、ビークルのバス又は他の電気配電システムに供給可能な第４多相交流（Ｉ₄）を生成するために、第３磁場３３０を受けるよう構成されている。

【0040】

コンポーネントが配置されたタービンエンジン１００の動作中、推力を生成するために燃焼によって加えられる回転力により、シャフト１６０、及び取り付けられたＥＭコンポーネントが相対的に、且つ固定された筐体１２０に対して、回転する。高圧シャフト１６０Ａ及び低圧シャフト１６０Ｂの回転速度の違いにより、第１磁場３１０は、第１電機子巻線２３０に対して回転し、第２磁場３２０は、第２電機子巻線２５０に対して回転し、第３磁場３３０は、（公称上は固定された）共振レシーバ３４０に対して回転する。したがって、電気エネルギーは、シャフト１６０の回転力から抽出され、機械的な伝達コンポーネントやギアなどを介する代わりに磁場を介して様々なアセンブリ間に伝達される。

【0041】

図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、及び３Ｂに示す電磁的に結合されたコンポーネントの相対的なサイズ及び位置は、読み手が容易に特定及び区別できるように示されている。しかしながら、様々な態様において、製造業者は、コンポーネントが取り付けられるタービンエンジン１００の物理的特性（例えば、長さ、周縁、回転トルク、動作温度）や抽出された電力の所望の電力特性（例えば、電力の相数、電圧／電流レベル）などに基づいて、これらのコンポーネントの相対的なサイズ、形状、及び配向を変更してもよい。シャフト２２０の軸に沿ったコンポーネントの長さは、タービンエンジン１００からのビークルのトルク要件及び／又は電力定格要件によって決定され、個々のコンポーネントの相対的なサイズ及び距離は、タービンエンジン１００からのトルク生成、及びタービンエンジン１００の物理的範囲内の発電機１１０における電力伝達効率を最適化するように決定される。したがって、製造業者は、図面に示すサイズ及び形状は、動作の概念を例示するためのもので、コンポーネントの電力要件、推力要件、及び材料特性によって決定される実施態様を目的としたものではないと理解するであろう。

【0042】

例えば、製造業者は、比較的低レベルの励磁電流（例えば、約１～５０アンペア（Ａ）の整流ＤＣ電流）を生成及び供給するために、永久磁石２１０及び第１電機子巻線２３０を発電機１１０の他の部分よりも短く設計することができる。メイン界磁巻線２４０は、第２磁場３２０を生成するため、及びシステム内でトルクを最適化するために励磁電流を伝達する。製造業者は、第２電機子巻線２５０と長さが等しくなるようにメイン界磁巻線２４０を設計可能であり、当該第２電機子巻線は、タービンエンジン１００内で割り当てられた空間内で可能な限り長くなるように寸法設定される。例えば、第２電機子巻線２５０は、当該第２電機子巻線２５０が配置されるスプールシャフトアセンブリ２７０（支持コンポーネントを除く）の有効な長さ全体に延びていてもよい。同様に、電気抽出器１１１の電力伝達性能を最適化するために、共振エミッタ回路２６０が第２電機子巻線２５０に重なるように当該共振エミッタ回路のサイズ及び位置を設定して、共振エミッタ回路２６０が電気抽出器１１１の全長にわたって延在するようにしてもよく、また、受信回路３４０が共振エミッタ回路２６０に重なるように当該受信回路３４０の長さ及び位置を一致させてもよい。

【0043】

図４は、発電機１１０のＥＭコンポーネントの回路図４００である。永久磁石２１０を含む磁石アセンブリ４１０は、第１電機子巻線２３０と、整流器４３０と、メイン界磁巻線２４０とを含む第１回転アセンブリ４２０と磁気的に接触するが、物理的には接触しないように配置される。本明細書において、磁気的な接触とは、永久磁石又は電磁石によって生成される磁場が、２つのコンポーネント間で少なくとも所定の強度である状態をいう。複数のダイオードを含みうる整流器４３０は、第１電機子巻線２３０とメイン界磁巻線２４０との間に設けられており、第１電機子巻線２３０の多相ＡＣ出力からの第１電流（Ｉ₁）を、単相ＤＣ入力の第２電流（Ｉ₂）に変換して、メイン界磁巻線２４０の電磁石に電力を供給する。図４に示す第１電機子巻線２３０及び整流器４３０は、三相構造の例として使用されているが、他の態様においては、使用する相数は３つよりも多くても少なくてもよい。

【0044】

第１回転アセンブリ４２０は、メイン界磁巻線２４０及び第２電機子巻線２５０を介して第２回転アセンブリ４４０と磁気的に接触するが、物理的には接触しないように配置される。第２電流（Ｉ₂）を介してメイン界磁巻線２４０により生成される第２磁場３２０は、第２電機子巻線２５０に第３電流（Ｉ₃）を誘起する。図４において、第２電機子巻線２５０は、三相で共振エミッタ２６０に第３電流（Ｉ₃）を供給するものとして示されているが、他の態様においては、使用する相数は３つよりも多くても少なくてもよい。

【0045】

第１回転アセンブリ４２０は、タービンエンジン１００の１つのシャフト１６０に接続されており、磁石アセンブリ４１０及び第２回転アセンブリ４４０は、タービンエンジン１００の第２のシャフト１６０に接続されている。タービンエンジン１００が動作しているときの各シャフト１６０の回転速度の違いにより、第１回転アセンブリ４２０は、磁石アセンブリ４１０及び第２回転アセンブリ４４０とは異なる速度で回転する。磁石アセンブリ４１０及び第２回転アセンブリ４４０は、同じシャフト１６０に接続しているので、磁石アセンブリ４１０及び第２回転アセンブリ４４０は、相対的には静止した状態である。

【0046】

第２回転アセンブリ４４０は、共振エミッタ２６０及び共振レシーバ３４０を介して固定アセンブリ４５０と磁気的に接触するが、物理的には接触しないように配置される。固定アセンブリ４５０は、タービンエンジン１００の筐体１２０に（又は、これを介して）配置されるため、回転シャフト１６０及び当該回転シャフトに接続されたＥＭコンポーネントに対して静止した状態である。固定アセンブリ４５０は、共振レシーバ３４０と、ビークルの電気バス又は他の配電システムに固定アセンブリ４５０を物理的に接続する電力制御ユニット３５０（ＰＣＵとも呼ばれる）とを含む。図５を参照してより詳細に説明するが、共振エミッタ２６０及び共振レシーバ３４０は、それぞれ、所定の共振周波数で高周波磁場を生成及び受信して、電力制御ユニット３５０及びビークルに対する電力出力を生成する。

【0047】

図５は、本開示の態様による、共振エミッタ２６０及び共振レシーバ３４０の三相の例を詳細に示す回路図５００である。第２電機子巻線２５０は、複数の受信巻線５１０Ａ～Ｃ（概して、受信巻線５１０）を含み、これら受信巻線の各々は、受信した第２磁場３２０から一相の電力を生成する。三相よりも多い又は少ない相数の電力を使用する態様においては、これに対応する数の受信巻線５１０が使用される。受信巻線５１０からの電力は、当該電力の周波数を上げて所定周波数で第３磁場３３０を生成するために、例えば、１つ以上の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、又は他の制御型スイッチングデバイスなどの高周波変換器５２０に運ばれる。所定周波数は、共振エミッタ２６０、及び電気抽出器１１１の他のコンポーネントが接続されたシャフト２２０の回転速度間の差よりも大きく、共振エミッタ２６０と共振レシーバ３４０との間の空隙における電力伝達効率を上げるように調整される。高周波変換器５２０からの各出力にはエミッタコンデンサ５３０Ａ～Ｃ（概して、エミッタコンデンサ５３０）が設けられている。これらのエミッタコンデンサは、対応する数の相巻線５４０Ａ～Ｃ（概して、相巻線５４０）によって第３磁場３３０を生成するための複数相の電力用のハイパスフィルタとして機能する。

【0048】

各相巻線５４０は、一相の高周波電力を受けて、一相の第３磁場３３０を生成する。この第３磁場は、共振レシーバ３４０の多相電機子の対応するレシーバ巻線５５０Ａ～Ｃ（概して、レシーバ巻線５５０）によって受信される。各レシーバ巻線５５０は、対応するレシーバコンデンサ５６０Ａ～Ｃ（概して、レシーバコンデンサ５６０）を介して電力制御ユニット３５０に接続されている。これらのレシーバコンデンサは、関連するレシーバ巻線５５０と電力制御ユニット３５０との間でハイパスフィルタとして機能する。電力制御ユニット３５０は、電力をＡＣからＤＣ（又は、ＤＣからＡＣ）に変換したり、電力の相数を増減したり、バスに対する電気接続を確立又は切断したり、電力の電圧を上下させたり、電力の周波数を上下させたりして、ビークルにより消費又は蓄積される電力の状態を調節することができる。

【0049】

図５には、直列に配置されたＬＣ（誘導性及び容量性）回路が示されているが、他の態様において、共振エミッタ２６０及び共振レシーバ３４０の回路は、ＲＬＣ（抵抗性、誘導性、及び容量性）要素を含んでもよく、これらの要素は、共振エミッタ２６０に電力が供給されると、当該共振エミッタ２６０と共振レシーバ３４０との間の共振磁気結合を可能にするような他の配列に配置されいる。他の例としては、並列ＬＣ回路、ＲＬＣ回路、能動的に調整された共振回路などがある。

【0050】

図６は、本開示の態様による、発電機１１０の構築方法６００を示すフローチャートである。方法６００は、タービンエンジン１００の最初の組み立て中、タービンエンジン１００の改良若しくは修理中、又はタービンエンジン１００のコンポーネントの事前組み立て工程として実行することができる。

【0051】

方法６００は、ブロック６１０で始まり、当該ブロックにおいて、製造業者は、タービンエンジン１００の第１シャフト２２０に永久磁石２１０を取り付ける。様々な態様において、第１シャフト２２０は、低圧スプールシャフト２２０Ｂ又は高圧スプールシャフト２２０Ａであってもよく、永久磁石２１０は、タービンエンジン１００において第２シャフト２２０と隣接することが意図された第１シャフト２２０の領域に配置される。

【0052】

様々な態様においては、ブロック６１０を繰り返すことにより、製造業者は、（例えば、一次発電機１１０におけるシャフト２２０上の異なる位置において）二次第１シャフト２２０に二次永久磁石２１０を取り付けて、これを三軸タービンエンジン１００の二次発電機１１０で使用することができる。

【0053】

ブロック６２０において、製造業者は、第１シャフト２２０と隣接することが意図された第２シャフト２２０の領域において、当該第２シャフトに第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａを取り付ける。例えば、製造業者は、永久磁石２１０が高圧スプールシャフト２２０Ａに取り付けられる場合、低圧スプールシャフト２２０Ｂに第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａを取り付けるが、永久磁石２１０が低圧スプールシャフト２２０Ｂに取り付けられる場合、高圧スプールシャフト２２０Ａに第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａを取り付ける。第１シャフトと第２シャフトとの間のインターフェース領域は、一方のシャフトが他方のシャフトから延びており、対応するコンプレッサ１７０のファンやブレードがない領域を画定している。

【0054】

様々な態様においては、ブロック６２０を繰り返すことにより、製造業者は、二次第２シャフト２２０（例えば、第３スプールシャフト１６０Ｃ）に二次第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａを取り付けて、これを三軸タービンエンジン１００の二次発電機１１０で使用することができる。

【0055】

第１スプールシャフトアセンブリ２７０Ａは、第１電機子巻線と、第１電磁石と、スペーサとを含む。スペーサは、第１磁場３１０に第１電機子巻線が配置されるように、また、タービンエンジン１００の動作中にシャフト１６０が相対的に回転する際、第２磁場３２０から第１磁場３１０が分離されるように、第１電機子巻線及び第１電磁石を配置するためのものである。

【0056】

ブロック６３０において、製造業者は、第１シャフト２２０に第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂを取り付ける。第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂは、第２電機子巻線と、第２電磁石と、スペーサとを含む。スペーサは、第２磁場３２０に第２電機子巻線を配置するとともに、タービンエンジン１００の動作中にシャフト２２０が相対的に回転する際、第１磁場３１０及び第２電磁場３２０から第３磁場３３０が分離されるように、第２電機子巻線及び第２電磁石を配置するためのものである。様々な態様において、永久磁石２１０は、第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂのコンポーネントとして含まれており、ブロック６１０は、ブロック６３０と同時に実行される。

【0057】

様々な態様においては、ブロック６３０を繰り返すことにより、製造業者は、二次第１シャフト２２０（例えば、第２スプールシャフト１６０Ｂ）に二次第２スプールシャフトアセンブリ２７０Ｂを取り付けて、これを三軸タービンエンジン１００の二次発電機１１０で使用することができる。

【0058】

ブロック６４０において、製造業者は、２つのシャフト２２０間のインターフェース領域に関連させて、タービンエンジン１００の筐体１２０の内面に、具体的には、当該内面において、タービンエンジン１００の動作中に第３磁場３３０が生成される位置に、共振レシーバ３４０を取り付ける。三軸設計を使用する様々な態様において、ブロック６４０を繰り返すことにより、製造業者は、筐体１２０の内面における第２位置に、具体的には、二次発電機１１０により使用される２つのシャフト２２０間のインターフェース領域に対応し、且つ、タービンエンジン１００の動作中に二次第３磁場３３０が生成される位置に、二次共振レシーバ３４０を取り付けることができる。その後、方法６００を終了してもよい。

【0059】

図７は、本開示の態様による、タービンエンジン１００から電気エネルギーを抽出するための方法７００を示すフローチャートである。なお、三軸タービンエンジン１００において、方法７００は、２回並行して実行して、シャフト１６０の複数の異なる対間のインターフェースに配置された一次発電機１１０及び二次発電機１１０の差動回転から電力を抽出する。

【0060】

方法７００は、ブロック７１０で始まり、当該ブロックにおいて、タービンエンジン１００のオペレータは、当該タービンエンジン１００の第１シャフト１６０Ａに取り付けられた永久磁石２１０を、当該タービンエンジン１００の第２シャフト１６０Ｂに対して回転させる。オペレータは、タービンエンジン１００を作動させてビークルの推力を生成する。すなわち、燃焼チャンバにおける燃料の燃焼によりシャフト１６０に対する回転エネルギーを誘起し、タービン領域を介して排気を排出することによって、相対回転を生じさせることができ、この結果として、タービン１８０が、対応するシャフト１６０を回転させることができる。永久磁石２１０は、第１磁場３１０を放出する。この永久磁石は、第１シャフト１６０Ａの周りで放射状に配置された複数の永久磁石２１０のアレイのうちの１つであってもよい。第１磁場３１０は、回転時、多相交流として、第２シャフト１６０Ｂに配置された第１電機子巻線に第１電流（Ｉ₁）を誘起する。

【0061】

様々な態様において、「第１」シャフト１６０Ａは、二軸タービンエンジン１００における高圧シャフト又は低圧シャフトのうちの一方を指し、「第２」シャフト１６０Ｂは、他方のシャフトを指す。同様に、三軸タービンエンジン１００において、「第１」シャフト１６０Ａが、高圧シャフト又は低圧シャフトを指している場合、「第２」シャフト１６０Ｂは中圧シャフトを指し、「第１」シャフト１６０Ａが、中圧シャフトを指している場合、「第２」シャフト１６０Ｂは、高圧シャフト又は低圧シャフトのいずれかを指す。

【0062】

ブロック７２０において、第２電流（Ｉ₂）は、第２磁場３２０を生成するために、第２シャフト１６０Ｂに設けられた第１電磁石（例えば、メイン界磁巻線２４０）に電力を供給する。

【0063】

ブロック７３０において、第２磁場３２０は、多相交流として、第１シャフト１６０Ａに設けられた第２電機子巻線２５０に第３電流（Ｉ₃）を誘起する。

【0064】

ブロック７４０において、第３電流（Ｉ₃）は、所定の周波数以上で第３磁場３３０を生成するために、第２電磁石（例えば、共振エミッタ２６０）に電力を供給する。様々な態様において、所定の周波数は、タービンエンジン１００の特性に合わせて調整される。この特性には、限定するものではないが、共振エミッタ２６０と共振レシーバ３４０との間の距離、発電機１１０における他の磁場に対する第３磁場３３０の相対的空間位置、二次発電機１１０に対する一次発電機１１０の相対位置、シャフトの回転速度などが含まれる。様々な態様において、所定周波数を高く（例えば、少なくとも１０ｋＨｚに）設定することにより、第２電磁石を介して共振レシーバ３４０に電力を無線で伝達する際の損失を低減することができる。

【0065】

ブロック７５０において、筐体１２０の内面に配置された共振レシーバ３４０は、回転する第３磁場３３０を電力出力に変換する。様々な態様において、電力出力は、多相交流（ＡＣ）電力出力として供給される第４電流（Ｉ₄）であるが、他の態様において、電力出力は、ビークルの電力消費特性によって、単相及び／又は直流の電流（ＤＣ）であってもよい。

【0066】

ブロック７６０において、共振レシーバ３４０は、ビークルによる使用及び／又は蓄積のために、電気バスに電力を伝達する。様々な態様において、共振レシーバ３４０は、電力制御ユニット３５０を介してバスに電力出力を伝達する。当該電力制御ユニットは、電力の調節、ＡＣからＤＣ（又は、ＤＣからＡＣ）への電力変換、電力の相数の増減、バスに対する電気接続の確立及び切断、電力の電圧の上げ下げ、電力の周波数の上げ下げなどを行うことができる。

【0067】

方法７００は、オペレータが第１及び第２のシャフトを回転させ続ける限り継続することができる。

【0068】

さらに、本開示は、以下の付記による例を含む。

【0069】

付記１．タービンエンジンの第１スプールシャフトに設けられるとともに、第１磁場を放出する永久磁石と、前記第１磁場内に配置されるように、前記タービンエンジンの第２スプールシャフトに接続された第１電機子巻線と、前記第１スプールシャフトが前記第２スプールシャフトに対して回転すると、これに伴って回転する第２磁場を生成するように、前記第２スプールシャフトに設けられたメイン界磁巻線と、前記第１スプールシャフトに設けられるとともに、前記第１スプールシャフトが前記第２スプールシャフトに対して回転すると、少なくとも所定周波数の第３磁場を生成すべく、前記第２磁場を受信して共振エミッタに電力入力を供給するように配置された第２電機子巻線と、前記タービンエンジンの筐体に設けられるとともに、前記第３磁場を受信して、前記第３磁場を電力出力に変換するように配置された共振レシーバと、を含む、システム。

【0070】

付記２．前記第１スプールシャフトは高圧シャフトであり、前記第２スプールシャフトは、低圧シャフトであり、前記高圧シャフトは、前記低圧シャフトが回転する第２速度よりも速い第１速度で回転する、付記１に記載のシステム。

【0071】

付記３．前記第１スプールシャフトは低圧シャフトであり、前記第２スプールシャフトは、高圧シャフトであり、前記高圧シャフトは、前記低圧シャフトが回転する第２速度よりも速い第１速度で回転する、付記１又は２に記載のシステム。

【0072】

付記４．前記第２スプールシャフトにおいて前記第１電機子巻線と前記メイン界磁巻線との間に設けられた整流回路をさらに含み、前記整流回路は、前記第１磁場によって生成された前記第１電機子巻線からの多相交流を前記メイン界磁巻線の電力入力に変換して前記第２磁場を生成する、付記１～３のいずれかに記載のシステム。

【0073】

付記５．前記第２電機子巻線と前記共振エミッタとの間に設けられた高周波変換器をさらに含み、前記高周波変換器は、前記第２電機子巻線により受信される前記第２磁場よりも高い周波数で前記電力入力を前記共振エミッタに供給し、前記高周波は、前記第１スプールシャフトと前記第２スプールシャフトとの間の回転速度の差よりも大きく、前記共振エミッタと前記共振レシーバとの間の電力伝達効率に基づいている、付記１～４のいずれかに記載のシステム。

【0074】

付記６．前記電力出力は、前記第２電機子巻線で規定された相数に基づく複数の電気位相を含む、付記１～５のいずれかに記載のシステム。

【0075】

付記７．前記筐体内に設けられるとともに、ビークルの配電バスに接続された電力制御ユニットをさらに含む、付記１～６のいずれかに記載のシステム。

【0076】

付記８．上流端における空気取入口、前記空気取入口の下流における圧縮セクション、前記圧縮セクションの下流における燃焼セクション、前記燃焼セクションの下流におけるタービンセクション、及び下流端における排気口、を有する筐体と、前記圧縮セクションの第１コンプレッサ、及び前記タービンセクションの第１タービンに接続されるとともに、第１回転速度で回転するよう構成された第１シャフトと、前記圧縮セクションの第２コンプレッサ、及び前記タービンセクションの第２タービンに接続され、且つ前記第１シャフトと同軸に延在するとともに、第２回転速度で回転するよう構成された第２シャフトと、前記第１シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された第１電機子巻線と、第１磁場を放出する永久磁石であって、前記第１磁場は、前記第１回転速度と前記第２回転速度との間の差に対応する差動回転速度で前記第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記第１電機子巻線に第１電流を誘起するよう作用する、永久磁石と、前記第１電機子巻線に接続されるとともに、前記第１電流により電力を供給されると第２磁場を放出するよう構成された第１電磁石と、前記第１シャフト及び前記第２シャフトのうち前記第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記差動回転速度で前記第１電磁石に対して回転し、前記第２磁場によって前記第２電機子巻線に第２電流を誘起するよう構成された第２電機子巻線と、前記第２電機子巻線に接続されるとともに、前記第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定周波数の第３磁場を生成するよう構成された共振エミッタと、前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記第３磁場を受信して、前記第３磁場を電力出力に変換するように配置された共振レシーバと、を含む、タービンエンジン。

【0077】

付記９．前記圧縮セクションにおいて前記第１コンプレッサ及び前記第２コンプレッサの下流にて第３コンプレッサに接続されるとともに、前記タービンセクションにおいて前記第１タービン及び前記第２タービンの上流にて第３タービンに接続される第３シャフトをさらに含み、前記第３シャフトは、前記第２シャフトと同軸に延在するとともに、前記第１回転速度及び前記第２回転速度よりも速い第３回転速度で回転するよう構成されている、付記８に記載のタービンエンジン。

【0078】

付記１０．前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された二次第１電機子巻線と、二次第１磁場を放出する二次永久磁石であって、前記二次第１磁場は、前記第３回転速度と前記第２回転速度との間の二次的な差に対応する二次差動回転速度で前記二次第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記二次第１電機子巻線に二次第１電流を誘起するよう作用する、二次永久磁石と、前記二次第１電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第１電流により電力を供給されると二次第２磁場を放出するよう構成された二次第１電磁石と、前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうち前記二次第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記二次差動回転速度で前記二次第１電磁石に対して回転し、前記二次第２磁場によって前記二次第２電機子巻線に二次第２電流を誘起するよう構成された二次第２電機子巻線と、前記二次第２電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定の二次周波数の二次第３磁場を生成するよう構成された二次共振エミッタと、前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記二次第３磁場を受信して、前記二次第３磁場を二次電力出力に変換するように配置された二次共振レシーバと、をさらに含む、付記９に記載のタービンエンジン。

【0079】

付記１１．前記圧縮セクションにおいて前記第１コンプレッサ及び前記第２コンプレッサの上流にて第３コンプレッサに接続されるとともに、前記タービンセクションにおいて前記第１タービン及び前記第２タービンの下流にて第３タービンに接続される第３シャフトをさらに含み、前記第３シャフトは、前記第２シャフトと同軸に延在するとともに、前記第１回転速度及び前記第２回転速度よりも遅い第３回転速度で回転するよう構成されている、付記８に記載のタービンエンジン。

【0080】

付記１２．前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうちの一方に接続された二次第１電機子巻線と、二次第１磁場を放出する二次永久磁石であって、前記二次第１磁場は、前記第３回転速度と前記第２回転速度との間の二次的な差に対応する二次差動回転速度で前記二次第１電機子巻線に対して回転するとともに、前記二次第１電機子巻線に二次第１電流を誘起するよう作用する、二次永久磁石と、前記二次第１電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第１電流により電力を供給されると二次第２磁場を放出するよう構成された二次第１電磁石と、前記第３シャフト及び前記第２シャフトのうち前記二次第１電機子巻線に接続されていない方のシャフトに接続されるとともに、前記二次差動回転速度で前記二次第１電磁石に対して回転し、前記二次第２磁場によって前記二次第２電機子巻線に二次第２電流を誘起するよう構成された二次第２電機子巻線と、前記二次第２電機子巻線に接続されるとともに、前記二次第２電流によって電力を供給されると少なくとも所定の二次周波数の二次第３磁場を生成するよう構成された二次共振エミッタと、前記タービンエンジンの前記筐体に設けられるとともに、前記二次第３磁場を受信して、前記二次第３磁場を二次電力出力に変換するように配置された二次共振レシーバと、をさらに含む、付記１１に記載のタービンエンジン。

【0081】

付記１３．前記筐体が配置されたバイパス流チャンバを画定するナセルと、前記バイパス流チャンバに配置されるとともに前記筐体から延びるビークルの配電バスに、前記共振レシーバを電気的に接続する伝達ケーブルと、をさらに含む、付記８に記載のタービンエンジン。

【0082】

付記１４．前記筐体の外部において前記バイパス流チャンバ内に設けられるとともに、前記共振レシーバと前記伝達ケーブルとの間に電気的に接続された電力制御ユニットをさらに含む、付記１３に記載のタービンエンジン。

【0083】

付記１５．前記共振エミッタは、所定数の相巻線を有するとともに、対応する相数で前記第３磁場を放出する多相電機子巻線と、前記多相電機子巻線と前記第２電機子巻線との間に配置されるとともに、前記第２電流を少なくとも前記所定周波数にアップコンバートするよう構成された高周波変換器と、をさらに含む、付記１４に記載のタービンエンジン。

【0084】

付記１６．第１磁場を放出する永久磁石であって、タービンエンジンの第１シャフトの周囲で前記タービンエンジンの第２シャフトに関連付けて、前記第１シャフトに取り付けられた永久磁石を回転させて、前記タービンエンジンの前記第２シャフトに配置された第１電機子巻線に多相交流を誘起することと、前記多相交流により、前記第２シャフトに配置された第１電磁石に電力を供給して第２磁場を生成することと、前記第２磁場により、前記第１シャフトに配置された第２電機子巻線に単相直流を誘起することと、前記単相直流により共振エミッタに電力を供給して所定周波数以上の第３磁場を生成することと、前記タービンエンジンの筐体の内面に設けられた共振レシーバにより、回転する前記第３磁場を電力出力に変換することと、を含む、方法。

【0085】

付記１７．前記電力出力をビークルの電気バスに伝達することをさらに含む、付記１６に記載の方法。

【0086】

付記１８．タービンエンジンの第１シャフトと第２シャフトとの間のインターフェース領域において、前記第１シャフトに永久磁石を取り付けることと、前記第２シャフトに対して、第１電機子巻線及び第１電磁石を含む第１スプールシャフトアセンブリを取り付けて、前記永久磁石によって放出される第１磁場内に前記第１電機子巻線を配置することと、前記第１スプールシャフトアセンブリに関連付けて、前記第１シャフトに対して、第２電機子巻線及び共振エミッタを含む第２スプールシャフトアセンブリを取り付け、その際、前記第１電磁石に対して相対的に前記第２電機子巻線を配置して、前記第２電機子巻線が前記第１電磁石に対して回転するときに第２磁場を受信するようにすることと、前記共振エミッタが放出する第３磁場を受信するために、前記共振エミッタに関連付けて、前記タービンエンジンの筐体の内面に共振レシーバを取り付けることと、を含む、方法。

【0087】

付記１９．前記第２スプールシャフトアセンブリは、前記永久磁石を含み、前記第２シャフトは、前記インターフェース領域において前記第１シャフトから突出する低圧シャフトである、付記１８に記載の方法。

【0088】

本開示は、様々な態様について言及している。しかしながら、本開示は具体的に説明した態様に限定されるものではない。むしろ、以下に示す特徴及び要素のいかなる組み合わせも、これらが異なる態様に関連するか否かに関わらず、本開示を実施することが想定されている。また、態様の要素が「Ａ及びＢのうちの少なくとも一方」の形態で説明される場合、要素Ａのみを含む態様、要素Ｂのみを含む態様、並びに要素Ａ及びＢを含む態様の各々が想定されている。さらに、いくつかの態様は、他の可能な解決策、及び／又は従来技術に対して利点をもたらすものであるが、ある態様によって特定の効果が得られるか否かは、本開示を限定するものではない。したがって、本明細書に開示する態様、特徴、及び効果は、単に例示的なものであり、添付の特許請求の範囲に明確に記載されていない限り、当該特許請求の範囲の要素又は限定事項と考えられるべきではない。同様に、「本発明」と言うことによって、本明細書に開示の発明の要旨を概括化したものと解釈されるべきではなく、添付の特許請求の範囲に明確にその旨が記載されていない限り、特許請求の範囲の要素又は限定であると解釈されるべきではない。

【0089】

当業者であれば分かるように、本明細書で説明する態様は、システム、方法、又はコンピュータプログラム製品として実現可能である。したがって、態様は、全体がハードウェアの態様、全体がソフトウェアの態様（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等）、又はソフトウェアとハードウェアの態様とを組み合わせた態様の形態を取ることができ、これら全てを本明細書では概して「回路」、「モジュール」、又は「システム」と呼ぶ場合がある。さらに、本明細書に開示される態様は、コンピュータ可読プログラムコードを含む１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体で具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとりうる。

【0090】

本開示の態様を説明するにあたり、本開示の態様による方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び／又はブロック図を参照する。フローチャート及び／又はブロック図における各ブロック、並びにフローチャート及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施可能である。これらのコンピュータプログラム命令は、マシンを製造するために、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに供給されてもよく、これによって、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図におけるブロックに記載された機能／動作を実施するための手段を形成することができる。

【0091】

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他の装置に特定の態様で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に保存して、当該コンピュータ可読媒体に保存された命令が、フローチャート及び／又はブロック図におけるブロックに記載された機能／動作を実施する命令を含む製品を製造するようにすることもできる。

【0092】

また、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他の装置にコンピュータプログラム命令をロードして、当該コンピュータ、他のプログラム可能な装置、又は他の装置において一連の動作ステップが実行されるようにすることによって、当該コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他の装置で実行される命令が、コンピュータにより実現される処理を作製し、フローチャート及び／又はブロック図におけるブロックに記載された機能／動作を実施するための処理を提供するようにすることもできる。

【0093】

図面におけるフローチャート及びブロック図は、本開示の様々な態様によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実施形態のアーキテクチャ、機能、及び動作を示す。これに関して、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、特定の論理機能を実行するための１つ以上の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、又はコードの一部を表す場合がある。なお、いくつかの代替の実施形態において、ブロックに示した機能が、図に示す順序とは異なる順序で行われてもよい。例えば、関連する機能によっては、連続して示されている２つのブロックが、実際には実質的に同時に実行されてもよいし、これらのブロックが、逆の順序又は異なる順序で実行されてもよい。また、ブロック図及び／又はフローチャートの各ブロック、並びにブロック図及び／又はフローチャートのブロックの組み合わせは、特定の機能又は動作を実行する特定用途向けのハードウェアベースのシステム、又は特定用途向けハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせにより実行することができる。

【0094】

本開示の態様について説明してきたが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく他の様々な態様を想定することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】