JP2005054785A - ターボジェットエンジンの羽根のサポートディスク用の軽量化羽根間プラットフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】ターボジェットエンジンの羽根のサポートディスク用の軽量化羽根間プラットフォームを提供すること。
【解決手段】ターボジェットエンジンのファンの羽根のサポートディスク１のための羽根間プラットフォーム３は、第１の固定柱脚８を通すための第１の孔７を備えた第１の固定脚６と、第２の固定柱脚１２および第３の固定柱脚１３を通すための第２の孔１０および第３の１１を備えた第２の固定脚９とを備えた、下面５を有する偏向部分４を有する。固定柱脚８、１２、１３は、隣接する２枚の羽根２間で、２本の固定脚６、９をサポートディスク１に連結させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ターボジェットエンジンの分野、とりわけ、ターボジェットエンジンファンの羽根（ａｕｂｅ）のサポートディスク（ｄｉｓｑｕｅ ｄｅ ｓｕｐｐｏｒｔ）のための羽根間（ｉｎｔｅｒ−ａｕｂｅｓ）プラットフォームの分野に関するものである。

羽根が曲線でできた基部（ｐｉｅｄ）を有するターボジェットエンジンのファンは、一般に、羽根と羽根の間の空気の流れを最適化し、より厳密には、羽根のレベルで内部「気流」の空気力学的プロファイルを再構成するために、後付けされた羽根間プラットフォームを備えた羽根のサポートディスクを有している。

後付けされたこれらのプラッットフォームは、下面がしばしば、静定的な（ｉｓｏｓｔａｔｉｑｕｅ）方法で、サポートディスクにそれらプラットフォームを連結することができる３本の固定脚（ｐａｔｔｅ）（上流側、中央側、下流側にそれぞれ１本）を備える偏向部分を有する。通常、２つの実施形態が考えられている。第１の実施形態は、固定柱脚（ｐｉｏｎ）を通すための孔を備えたフランジの形の３本の固定脚を配置することである。第２の実施形態は、固定柱脚を通すための孔が備えられたフランジの形で３本の固定脚のうちの２本を配置し、第３の固定脚に差込み式（ｂａｉｏｎｎｅｔｔｅ）固定装置を備え付けることである。

後付けされたプラットフォームは、一般に、金属または複合材料でできているので、３本の固定脚は、塊のブロックを機械加工して形成される。ところで、上流側および下流側の固定脚の存在によって、中央固定脚にはアクセスしにくく、そのことから中央固定脚の機械加工が難しいものとなっている。さらに、３本の固定脚の存在によって、プラットフォームの重量は比較的大きく、その結果、それら固定脚が備えられるターボジェットエンジンの重量も大きくなってしまう。

さらに、例えば、ターボジェットエンジン内への異物の侵入などによって、羽根にトラブルが起きたとき、羽根は、偏移し（またはたわみ）、隣接するプラットフォームのいずれか１つの側縁とぶつかる恐れがある。ところで、プラットフォームの連結の形態によって、このような衝突が起きると、前記プラットフォームは、ほぼ元の位置にとどまっていたとしても変形してしまい、その結果、羽根のレベル、さらには羽根の下流側に位置するターボジェットエンジンのエンジン部分で大きな損傷が起き、さらに／またはターボジェットエンジンの効率損失、ひいては運転停止を引き起こす恐れがある。

したがって、本発明の目的はそのような状況を改善することである。

そのために、本発明は、第１の固定柱脚を通すための第１の孔を備えた第１の固定脚と、第２および第３の固定柱脚を通すための第２および第３の孔を備えた第２の固定脚とを備えた下面を有する偏向部分を備えた、ターボジェットエンジンのファンの羽根のサポートディスクのための羽根間プラットフォームであって、それらの固定柱脚が、２枚の隣接する羽根の間で、サポートディスクに２本の固定脚（またはフランジ）を連結するプラットフォームを提案する。

このように、２本の固定脚しか使用しないことから、一方では機械加工作業が著しく容易になり、他方では、プラットフォームの重量が著しく軽減される。静定性は、３本の固定柱脚を介したプラットフォームの連結によって保たれる。

とりわけ有利な実施形態においては、第１および第２の孔を、互いにほぼ向かい合った第１および第２の固定脚に置き、第１および第２の固定柱脚を、同一軸に沿ってほぼ一直線に並べることができる。

したがって、羽根の衝撃（または他の何らかの応力、特に遠心力）によって第３の固定柱脚が破断した場合には、プラットフォームは、他の２本の固定柱脚によって画定された軸の周りを回転駆動されることができる。その結果、応力を受けた羽根のための場所を解放（ｌｉｂｅｒｅｒ）し、プラットフォームが、隣接する羽根に対してのみならず性能という点でも有害な変形を生じるのを防ぐことができる。

さらに、トラブルが発生した場合に、第３の固定柱脚の破断を促進するために、第３の固定柱脚は、第１および第２の固定柱脚の応力抵抗（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａ ｌｅ ｃｏｎｔｒａｉｎｔｅ）より小さい応力抵抗を有することができる。そのために、第１および第２の固定柱脚の断面は、第３の固定柱脚の断面より大きくすることができ、さらに／またはそれらの材料を異なるものとすることができる。

このようなプラットフォームは、金属または複合材料で製作することができる。

本発明はまた、隣接する羽根対の間にそれぞれ差し挟まれた、上述のタイプの複数の羽根間プラットフォームを備えた羽根のサポートディスクに関するものである。

添付の図面を参照して、以下に実施の形態を詳細を説明することで、本発明の他の特徴および利点が明らかになるだろう。

添付図は、本発明を補足するだけでなく、場合によってはその規定にも役立つものである。

本発明は、曲線でできた基部をもつ羽根（「広翼弦型」羽根とも呼ばれる）を備えた、ターボジェットエンジンのファンのための羽根のサポートディスクに装備するための羽根間プラットフォームに関するものである。

図１に部分的に示されているように、羽根のサポートディスク１は、ロータシャフトに取り付けられたファン（図示せず）の一要素であり、この要素に、曲線でできた基部をもつ複数の羽根２と、好ましくは金属製（たとえばアルミ製）の後付けされた複数の羽根間プラットフォーム３が固定される。より厳密には、後付けされた各プラットフォーム３は、羽根のレベルで内部「気流」の空気力学的プロファイルを再構成するために、隣接する２枚の羽根２間で、サポートディスク１に設置される。

図２および図３に示されているように、本発明による各プラットフォーム３は、第１の固定柱脚８を通すための第１の孔７を備えた第１の固定脚（またはフランジ）６と、第２の固定柱脚１２および第３の固定柱脚１３を通すための第２の孔１０および第３の孔１１を備えた第２の固定脚（またはフランジ）９とを備えた、下面５を有する偏向部分４を有する。

好ましくは、図示されているように、第３の柱脚１３が受ける応力ができるだけ小さくなるように、第２の孔１０と第３の孔１１は、ほぼ同じレベルで並んで置かれる。しかし、それらの孔はまた、重なり合うか、または側方向および高さにおいてずらして置くこともできる。

固定柱脚８、１２、および１３は、好ましくは隅切り（ｅｐａｕｌｅ）およびねじ切りされたタイプである。それらは各々、１本のロッドを有し、そのロッドの一端には、隅切りされたヘッドが備えられ、ねじ切られた他端は、サポートディスク１の要素１９の固定脚１７または１８のいずれか一方に、対応する固定脚６または９を固定することができるように、ナット１４、１５、または１６と協働する。言い換えれば、第１の固定柱脚８は、要素１９の固定脚１７に第１の固定脚６を固定するためのものであり、第２の固定柱脚１２と第３の固定柱脚１３は、前記要素１９の固定脚１８に第２の固定脚９を固定するためのものである。

このようにして、２本の固定脚６および９と、３本の固定柱脚８、１２、および１３を使用することによって、静定性が遵守される。

図２に示されているとりわけ有利な実施形態において、第１の孔７および第２の孔１０は、互いにほぼ向き合っている第１の固定脚６および第２の固定脚９に置かれ、その結果、第１の固定柱脚８と第２の固定柱脚１２は、同一軸Ｘに沿ってほぼ一直線に並ぶ。

この独特な構成によって、第３の固定柱脚１３が、たとえば、遠心力によってあるいは応力の対象となる羽根２の衝撃によって破断すると、プラットフォーム３が、２本の固定柱脚８および１２が一直線に並ぶことによって画定された軸Ｘの周りを軸回転することができる。次に解放されたプラットフォーム３は、トラブルによって応力を加えられた（あるいは損傷された）羽根の運動に従うことができ、その結果、全体が新しい平衡位置を再びとり、実際に、プラットフォーム３は、一定点までは羽根２の側面に支持されることができる（実際に、一定の偏移を越えると、プラットフォームと柱脚に破断が生じる）。

このようにして、プラットフォーム３は、ほとんどまたはまったく変形せず、その結果、ほとんど変更されることのない空気力学的流束が得られるが、とりわけ、プラットフォームは完全に元の位置にとどまり、それによって、ターボジェットのエンジンに巻き込まれるのを防ぐことができる。さらに、破断した第３の固定柱脚１３は、プラットフォーム３が画定する「ケーソン（ｃａｉｓｓｏｎ）」に閉じ込められたままとなり、その結果、ファンの後部に位置する要素を損傷する恐れがなくなる。さらに、プラットフォーム３のこうした回転は、応力の作用によって偏移してしまった羽根２のために場所を解放し、それによって、羽根が重大な損傷を受けるのを防ぐことができる。

トラブルが発生した場合に、第３の固定柱脚１３の破断を促進するために、第３のダウエルは、第１の固定柱脚８と第２の固定柱脚１２と同じ寸法をもつが、応力抵抗をそれらより小さくする、もしくは、第１の固定柱脚８および第２の固定柱脚１２より小さい横断面を有することができる。小さい横断面を有する方法が図２に示されている。

より厳密には、図２に示されている例において、第１の孔７および第２の孔１０は、ほぼ同じ寸法を有するが、第３の固定柱脚１３より横断面が大きい第１の固定柱脚８および第２の固定柱脚１２を受けるために、第１の孔７および第２の孔１０の寸法は第３の孔１１よりは大きい。

さらに、第１の固定柱脚８と第２の固定柱脚１２より小さな応力抵抗と小さな横断面とを同時に有する、第３の固定柱脚１３の使用を考えることができる。

したがって、「分割可能な」第３の固定柱脚１３型のこれらの実施変形形態においては、これらの第１の固定柱脚８と第２の固定柱脚１２は、遠心力に耐えるのに対して、前記第３の固定柱脚１３は、通常運転の場合には、プラットフォーム３の静定性を確立し、異常運転においては、破断が起きた場合に、前記プラットフォーム３の軸回転を発生させることに役立つ。

本発明は、あくまで例示的なものとして上述した羽根のサポートディスクと羽根間プラットフォームの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の枠組みの中で当業者が考えうるあらゆる変形形態を含むものとする。

以上、最も低いところに位置し、１本の柱脚を受けるための唯一の孔を備える第１の固定脚が、最も高いところに位置し、各々が１本の柱脚を受ける２つの孔を備える第２の固定脚の上流側に位置するプラットフォームについて説明した。しかし、逆に、第１の固定脚が最も高いところに位置し、同様に１本の柱脚を受けるためのただ１つの孔を備え、さらに、最も低いところに位置し、同様に各々が１本の柱脚を受けるための２つの孔を備える第２の固定脚の下流側に位置するということも可能である。

羽根のサポートディスクの一部を概略的に示した正面図である。 本発明による羽根間プラットフォームの実施形態を概略的に示す、位置を図ずらした横断面図である。 ２つの孔付きの固定脚の実施の例を示す、本発明による羽根間プラットフォームの図２の軸ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。

符号の説明

１ サポートディスク
２ 羽根
３ 羽根間プラットフォーム
４ 偏向部分
５ 下面
６ 第１の固定脚
７ 第１の孔
８ 第１の固定柱脚
９ 第２の固定脚
１０ 第２の孔
１１ 第３の孔
１２ 第２の固定柱脚
１３ 第３の固定柱脚

Claims (9)

1. ターボジェットエンジンのファンの羽根（２）のサポートディスク（１）のための羽根間プラットフォーム（３）であって、第１の固定柱脚（８）を通すための第１の孔（７）を備えた第１の固定脚（６）と、第２の固定柱脚（１２）および第３の固定柱脚（１３）を通すための第２の孔（１０）および第３の孔（１１）を備えた第２の固定脚（９）とを備えた下面（５）を有する偏向部分（４）を有し、前記固定柱脚（８、１２、１３）は、隣接する２枚の羽根（２）間で、前記サポートディスク（１）に前記固定脚（６、９）を連結させることを特徴とするプラットフォーム。
2. 前記第１の孔（７）および第２の孔（１０）が、互いにほぼ向かい合った、前記第１の固定脚（６）および第２の固定脚（９）に置かれ、前記第１の固定柱脚（８）と第２の固定柱脚（１２）が、同一軸（Ｘ）に沿ってほぼ一直線に並ぶことを特徴とする、請求項１に記載のプラットフォーム。
3. 前記第３の固定柱脚（１３）が、前記第１の固定柱脚（８）および第２の固定柱脚（１２）の応力抵抗より小さい応力抵抗を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のプラットフォーム。
4. 前記第１の孔（７）および第２の孔（１０）が、ほぼ同じ寸法をもち、選択された第１の断面を有する第１の固定柱脚（８）および第２の固定柱脚（１２）を受けることができ、さらに、前記第３の孔（１１）が、前記第１の断面より小さな第２の断面を有する第３の固定柱脚（１３）を受けることができるように、前記第１の孔（７）および第２の孔（１０）よりはるかに小さい寸法を有することを特徴とする、請求項３に記載のプラットフォーム。
5. 前記第３の固定柱脚（１３）が、前記第１の固定柱脚（８）および第２の固定柱脚（１２）を構成する材料より応力抵抗が小さい材料で製作されることを特徴とする、請求項３または４に記載のプラットフォーム。
6. 第２の固定脚（９）の前記第２の孔（１０）および第３の孔（１１）が、ほぼ同じレベルで互いに並んで置かれることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のプラットフォーム。
7. 金属材料で製作されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のプラットフォーム。
8. 複合材料で製作されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のプラットフォーム。
9. それぞれが隣接する羽根（２）の対の間に差し挟まれた請求項１から８のいずれか一項に記載の複数の羽根間プラットフォーム（３）を有することを特徴とする、羽根のサポートディスク（１）。

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