JP2008545919A - タービン・エンジンの前方入口カバーの先縁を脱氷するシステム - Google Patents

タービン・エンジンの前方入口カバーの先縁を脱氷するシステム Download PDF

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Abstract

本発明は、タービン・エンジンの前方入り口カバーの先縁の脱氷システム関し、加圧熱風供給ダクト(６)と保護ケーシング(１５)とにより形成された２つの要素のうち１方が長手方向に硬性であり、他方が、相互に気密状に摺動するようになされ、相互に入れ子式に配置された少なくとも２つの部分からなる。上記の２つの要素(６、１５)は１方では、上記の構造箱(１０)の隔壁(５)の１方に硬く固定されており、他方では、上記の２つの要素が相互に(１８で)硬く連結されており、他方の隔壁(１６)に設けられた滑り軸受(１７)に対し共に摺動するようになされている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、特に航空機用の、タービン・エンジンの前方入口カバーの先縁を脱氷するシステムに関する。
(氷の形成を防ぐか、既に形成した氷を除去するため)必要であれば、上記のタービン・エンジンの前方入口カバーの先縁を、上記のタービン・エンジンから取られ、熱風を循環させる回路により上記の先縁に伝達される加圧熱風で加熱することにより脱氷することは既知である。上記のタービン・エンジンから取られたこの加圧熱風は、例えば、約５００℃の高温であるため、上記の伝達用ダクトはその熱を放射し、この熱に敏感な上記の前方入り口カバーの周囲の構造物(例えば、複合材から作製された防音パネル)はこの熱から保護されなければならない。更に、自明の安全性のため、加圧熱風が漏れるとか、上記のダクトが破裂した場合上記の周囲の構造物を守る必要がある。
従って、ＥＰ特許第１,２５１,２５７号公報には、特に航空機用のタービン・エンジンの前方入口カバーを開示し、この前方入口カバーは、その先縁に脱氷手段を備え、そのためこの手段は、
− 第１内隔壁により閉鎖された環状室を形成する中空先縁と、
− 加圧熱風供給ダクトであって、上記の先縁に対向するその後端で加圧熱風回路に連結されており、上記の先縁に向くその前端で上記の加圧熱風を上記の環状室に噴射する噴射器に連結されており、上記の供給ダクトは、その前端が上記の第１の内隔壁で、その後端が第２の内隔壁で区切られているコンパートメント(個室)に少なくと１部分配置されているものと、
− 上記のコンパートメントに配置され、上記のダクトを包む隔離容積を形成する内方保護覆い(envelope)とからなる。
ヨーロッパ特許第１,２５１,２５７号公報
よって、この既知の前方入り口カバーでは、上記のダクトはこのカバーのその他の内部空間から隔離されており、上記の内方保護覆いは、連続して一体化されており、周囲の構造物を熱放射と加圧熱風漏れそしてダクトの破裂の影響から守ることができる。空気の入り口および出口に開口部を設けると、通常の操作中、隔離容積の内部換気を永久に達成することができ、よって供給ダクトの熱放射を制限する。よって、熱に敏感な周囲の構造物は高温に晒されることによる損傷と老朽化とから守られる。ダクトから熱風がもれたり、ダクトが破裂すると、熱風は上記の出口の開口部を通って外側に排出され、よって、再度周囲の構造物は加圧熱風から守られる。
この既知の前方入り口カバーはよって完全に周囲の構造物を熱から守るという機能を行なう。然し、実際には、温度による影響により上記のダクトと(一般には鋼製である)保護覆いとが長手方向に膨張して第１および第２の隔壁に応力を課するのを防ぐため、上記のダクトと保護覆いとからなる２つの要素の各々を、１方を他方の内側に入れ子式に配置し、気密状に相対的に摺動できる２つの部分に作製することが必要である。
従って、上記のダクトとエンベロープ(覆い)の熱による長さの増加は、上記の要素を形成する２つの部分の後退可能な摺動移動により吸収される。
然し、上記の供給ダクト内で循環する熱風は高圧、例えば、約１０から２０バール下にあり、その結果この内圧は、通常の操作中は、上記のダクトの２つの部分を相互から分離し、上記の供給ダクトが破裂すると、上記の供給ダクトの２つの部分と上記の保護覆いの２つの部分とを相互から離す効果を有する。この結果、上記の供給ダクトの２つの部分および／または保護覆いの２つの部分により上記の隔壁に応力がかかり、この応力が、上記の隔壁をコンパートメントの外側に向け膨張させて変形させようとする。よって、この膨張に対抗するための重くて費用のかかる補強材を設けることが必要になる。
本発明の目的は、上記の隔壁用の補強材を用いることなく隔壁の変形を回避することを可能にする脱氷システムである。
このため、本発明によれば、特に航空機用の前方入口カバーの先縁を脱氷するシステムが提供されており、上記の先縁は中空で、第１内隔壁により閉鎖された環状室を形成し、上記の脱氷システムは
− 加圧熱風供給ダクトであって、上記の先縁に対向するその後端で加圧熱風回路に連結されており、上記の先縁に向くその前端で上記の加圧熱風を上記の先縁の環状室に噴射する噴射器に連結されており、上記の供給ダクトは、その前端が上記の第１の内隔壁で、その後端が第２の内隔壁で区切られているコンパートメント(個室)貫通するものと、
− 上記のコンパートメントに配置され、上記のダクトを包む隔離容積を形成する内方保護覆いとからなり、
− 上記の供給ダクトと上記の保護覆いとからなる２つの要素の１方が長手方向に硬性であり、他方は、１方が他方の内側に入れ子式に配置され、気密状に相対的に摺動できる、すくなくとも２つの部分からなり、
− 上記の２つの要素は、一方では、上記の隔壁の１方に硬く固定されており、他方では、相互に硬く連結されており、他方の隔壁に設けられた滑り軸受に対し共に摺動できることを特徴とするもの。
よって、以下ではより詳細が分かるように、長手方向に硬性である、上記の２つの要素の一方が、他方の伸長を制限することによって、そのタイロッドの役目をなし、そのタイロッドに特有の伸長は、上記の滑り軸受の存在によって上記の両隔壁へ影響しない。
上記の供給ダクトは長手方向に硬性であり、上記の保護覆いは一方が他方の内側に入れ子式に配置され、気密状に相対的に摺動できる、すくなくとも２つの部分からなっている。然し、１つの好ましい実施例では、上記の保護覆いが長手方向に硬性であり、上記の供給ダクトが、一方が他方の内側に入れ子式に配置され、気密状に相対的に摺動できる、すくなくとも２つの部分からなっている。
上記の滑り軸受は上記の第１の内隔壁あるいは第２の内隔壁のいずれに配置されてもよい。
上記の滑り軸受は、対応する隔壁に対し、上記の供給ダクトと上記の保護覆いの摺動移動を制限するようになされている停止部材(stop)からなるのが望ましい。
上記の供給ダクトと上記の保護覆いと間の硬性連結はフランジにより為される。
添付図面の図により、本発明がどのように実施されるかが明確に理解される。
これらの図中、同一符号は同一要素を示す。
航空機のタービン・エンジン(外では図示されていない)の空気入り口３を囲むカバー２の先縁１には、
− 中空先縁１に形成され、上記のカバー２の上表面側２Ｅと下表面側２Ｉとに固定され、環状の内隔壁５により閉鎖されている内周室４と、
− 加圧熱風供給ダクト６であって、上記の先縁１に対向するその後端６Ｒで、タービン・エンジン(図示略)の高熱蒸気発生器からくる加圧熱風の回路７に連結されており、その前端６Ａで上記の加圧熱風を、上記の先縁１の上記内周室４に噴射する噴射器８に連結されており、
− 上記の供給ダクト６を囲む筒状保護覆い(外囲壁)９とからなる
既知の脱氷手段を備えている。
上記の供給ダクト６と保護覆い９とは、その前端が上記の第１の内隔壁５で、その後端が環状の内後隔壁１１で区切られているコンパートメント(個室)１０を貫通し、上記の内後隔壁１１は上記の上表面側２Ｅと下表面側２Ｉとに固定されており、上記のダクト６の後端６Ｒがこれを貫通する。よって、上記の保護覆い９は、前方隔壁５と後方隔壁１１と協働して隔離容積１２を形成する。
図１および２に示されている、この既知の実施例では、事実、供給ダクト６と保護覆い９の両方共２つの部分、即ち、それぞれ、６.１、６.２および９.１、９.２とにより形成されている。上記の供給ダクト６の２つの部分６.１、６.２は相互に相対的に伸縮自在に取り付けられており、滑りシールあるいベローズ１３により気密状に連結されている。同様に、保護覆い９の２つの部分９.１と９.２とも伸縮自在に取り付けられており、滑りシールあるいはベローズ１４により気密状に連結されている。
更に、部分６.１と９.１は前方隔壁５に硬く固定されており、部分６.２と９.２とは後方隔壁１１に硬く固定されている。
供給ダクト６と保護覆い９を２つの伸縮自在な部分６.１、６.２と９.１、９.２の形態に作製することにより、供給ダクト６を通過する熱風の影響による、供給ダクトと保護覆い９との熱膨張により隔壁５と１１に出される圧力を減少させることができる。
然し、上記の供給ダクト６を通過する熱風は高圧下にあるので、この圧力は供給ダクト６の２つの部分６.１と６.２、よって保護覆い９の２つの部分９.１と９.２とに分離作用を発揮する。
その結果、供給ダクト６は隔壁５と１１にラム方式で作用し、これら隔壁は、図２の点線５ｄと１１ｄとにより略示されているように、コンパートメント１０の外側に向けて膨張する。言うまでも無く、供給ダクト６が偶然に破裂すると、熱風が隔離容積１２に膨張して入り、隔壁５と１１とに上記の熱風により出された分離作用は、こうして保護覆い９により形成されたより大きな直径のラムにより更に増加せられる。よって、隔壁５と１１とが、操作中だけでなく供給ダクト６が破裂した際もこれらが膨張するのを防ぐため、これらに補強材(例えば、連結棒(図示略))を当てがう必要がある。これにより、航空機の費用と質量が増加する。
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、上記の短所を克服できる、本発明による脱氷システムを略示する。図１と２とに示されている既知の実施例とは反対に、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示されている脱氷システムでは、
− 前方隔壁５と(気密状に連結された２つの伸縮自在な部分６.１と６.２との形状の)供給ダクト６とはそのまま残し、
− (２つの部分９.１と９.２で形成した)保護覆い９を一体の保護覆い１５に置き換え、
− 後方隔壁１１は滑り軸受１７を備えた隔壁１６に換わっている。
更に、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示されているこの実施例では、
− 供給ダクト６の部分６.１と保護覆い１５の前方部分１５Ａとが前方隔壁５に硬く固定されており、
− 供給ダクト６の部分６.２と保護覆い１５の後方部分１５Ｒとは固定手段１８により相互に固定されており、滑り軸受１７内を共に摺動できる。
例えば、図３Ａは、加圧熱風が噴射器８に向けて供給ダクト６内を流れていない、本発明の脱氷システムの休止の状態を示す。図３Ａの状態から始まって、熱風が上記の供給ダクトに入れられると、上記のダクト６は熱(長手方向の膨張)と内圧(部分６.１と６.２との相互からの分離)との組み合わせ作用のもとに伸長しようとする。然し、先ず、保護覆い１５が冷たくなり、よって一定の長さとなると、タイロッドのような作用をなす上記の保護覆い１５により供給ダクトは伸長するのが阻止される。
次いで、供給ダクト６の熱放射の効果により保護覆い１５の温度が上昇すると、この保護覆い１５は長手方向に膨張し、固定手段１８は図３Ｂに示されているように、滑り軸受１７に対し相対的に移動する。しかし、再度、保護覆い１５により形成されている(図３Ａに示されているのより大きい長さの)タイロッドにより、温度と圧力との組み合わせ作用によるダクト６の伸長は制限される。
さて、図３Ｃに示されているように、供給ダクト６が破裂すると、加圧熱風が保護覆い１５に膨張して入り、そこで、この保護覆い１５は上記の熱風の温度と圧力とを受ける。よって、保護覆い１５は温度と熱との組み合わせ作用により伸長し、固定手段１８がベアリング１７に対し相対的に移動し、破裂した供給ダクト６の長手方向の膨張は依然として上記の保護覆い１５により包まれる。
よって、各場合、ダクト６の長手方向の膨張は、滑り軸受内を摺道する固定手段１８により隔壁５、１６に力が加えられることなく保護覆い１５により制御され、包まれる。
滑り軸受１７は、適宜、安全措置としての、コンパートメント１０の外側に向かう摺動移動を制限する停止材１７Ｂからなる。
図４は図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに略示されている脱氷システムの実施例を示す。保護覆い１５はベアリング１７内に摺動自在に直接取り付けられており、固定手段１８はフランジ１８Ａからなるタイプのものであることが分かる。
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び図４では、前隔壁は固定されており、後隔壁には固定手段１８を長手方向に移動させるベアリング１７が設けられているが、上記および図５より前方および後方隔壁は交換できることが容易に分かる。この場合、固定手段１８は供給ダクト６の部分６.１と保護覆い１５の前部分１５Ａを固定し、停止材１７Ｂは、噴射器８の方向でのコンパートメント１０の外側に向かう摺動移動を制限する。
本発明の脱氷システムのもう１つの実施例が図６Ａ、６Ｂ、６Ｃにより示されている。図１および図２に示されている既知の脱氷システムとは反対に、この変形例では、
− 前隔壁５および(２つの伸縮自在に気密状に連結されている部分９.１および９.２の形態の)保護覆い９はそのままで、
− (２つの部分６.１と６.２との形態の)供給ダクト６が一体の供給ダクト１９に換わっており、
− 後隔壁１１は、外側への停止材２１Ｂを有する滑り軸受２１を備えた隔壁２０と換わっている。(隔壁２０とベアリング２１とはそれぞれ図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示された隔壁１６とベアリング１７とに類似している。)
更に、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃに示されている変形例では、
− 保護覆い９の部分９.１と供給ダクト１９の前部分１９Ａとは硬く前隔壁５に固定されており、
− 保護覆い９の部分９.２と供給ダクト１９の後部分１９Ｒとは相互に固定手段２２により固定されており、滑り軸受２１内で共に摺動できる。
図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、それぞれ、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに対応する。
図６Ａは休止している脱氷システムを示す。供給ダクト１９に熱風が入れられると、供給ダクト１９は長手方向に膨張し、この膨張は、ベアリング２１により許容され、隔壁５および２０に対して応力をかけない(図６Ｂ参照)。更に、この伸長に伸縮自在な保護覆い９が伴う。操作中、保護覆い９の伸長はタイロッドとして機能する供給ダクト１９によって制御される。このダクトが破裂すると(図６Ｃ)、保護覆い９が伸長するが、そのコンパートメント１０の外側への伸長は障壁２１の停止材２１Ｂにより制限される。
図７は図６Ａ、６Ｂ、６Ｃに示されている実施例の変形例を示し、この変形例では、前と後の隔壁が入れ換わっている。
既知の前方入り口カバーの先縁の軸方向断面を示す。 図１に示されている既知の先縁を略示し、本発明が克服する短所を示す。 図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、本発明による先縁を脱氷するシステムの、第１の好ましい実施例による３つの異なる位置を図２のように略示する。 図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示されている第１の実施例の実際の例を部分的に略示する。 上記の第１実施例の変形例である。 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃは本発明の第２実施例に対する上記と同じ３つの異なる位置を図３Ａ、３Ｂ、３Ｃと比較して、略示する。 図６Ａ、６Ｂ、６Ｃに示されている第２実施例の変形例を示す。
符号の説明
１…タービン・エンジンの前方入口カバーの先縁、２…タービン・エンジンの前方入口カバー、４…環状室、５・１６・２０…内隔壁、６・１９…加圧熱風供給ダクト、７…加圧熱風回路、８…噴射器、９・１５…保護覆い、１０…コンパートメント、１２…隔離容積、１７・２１…滑り軸受(１７Ｂ・２１Ｂ…滑り軸受の停止材)、１８…固定手段 (１８Ａ…フランジ)。

Claims (8)

  1. 特に航空機用タービン・エンジンの前方入口カバー(２)の先縁(１)を脱氷するシステムであって、上記の先縁(１)は中空で、第１内隔壁(５)により閉鎖された環状室(４)を形成し、上記の脱氷システムは、
    − 加圧熱風供給ダクト(６、１９)であって、上記の先縁(１)に対向するその後端で加圧熱風回路(７)に連結されており、上記の先縁(１)に向くその前端で上記の加圧熱風を上記の環状室(４)に噴射する噴射器(８)に連結されており、上記の供給ダクトは、その前端が上記の第１の内隔壁(５、１６、２０)で、その後端が第２の内隔壁(５、１６、２０)で区切られている、上記の前方入り口カバー(２)のコンパートメント(個室)(１０)を貫通するものと、
    − 上記のコンパートメント(１０)に配置され、上記のダクト(６、１９)を包む隔離容積(１２)を形成する内方保護覆い(envelope)(９、１５)とからなるものであって、
    − 上記の供給ダクト(６、１９)と上記の保護覆い(９、１５)とからなる２つの要素の一方が長手方向に硬性であり、他方は、一方が他方の内側に入れ子式に配置され、気密状に相対的に摺動できる、すくなくとも２つの部分からなり、
    − 上記の２つの要素は、一方では、上記の隔壁の一方に硬く固定されており、他方、相互に硬く連結されて、他方の隔壁に設けられた滑り軸受(１７、２１)に対し共に摺動できることを特徴とするもの。
  2. 請求項１に記載した脱氷システムであって、上記の供給ダクト(１９)が長手方向に硬性であって、上記の保護覆い(９)は、１方が他方の内側に入れ子式に配置され、気密状に相対的に摺動できる、すくなくとも２つの部分(９.１、９.２)からなることを特徴とするもの。
  3. 請求項１に記載した脱氷システムであって、上記の保護覆い(１５)が長手方向に硬性であって、上記の供給ダクト(６)は、一方が他方の内側に入れ子式に配置され、気密状に相対的に摺動できる、すくなくとも２つの部分(６.１、６.２)からなることを特徴とするもの。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載した脱氷システムであって、上記の滑り軸受(１７、２１)が第１の内隔壁(５)に配置されていることを特徴とするもの。
  5. 請求項１から３のいずれか１項に記載した脱氷システムであって、上記の滑り軸受(１７、２１)が第２の内隔壁(１６、２０)に配置されていることを特徴とするもの。
  6. 請求項１から５のいずれか１項に記載した脱氷システムであって、上記の滑り軸受(１７、２１)が、上記の供給ダクトと上記の保護覆いとの上記のコンパートメント(１０)の外側への摺動移動を制限するようになされている停止材(１７Ｂ、２１Ｂ)からなることを特徴とするもの。
  7. 請求項１から６のいずれか１項に記載した脱氷システムであって、上記の滑り軸受が保護覆いと協働することを特徴とするもの。
  8. 請求項１から７のいずれか１項に記載した脱氷システムであって、上記のダクトと上記の保護覆いとの間の硬性連結がフランジ(１８Ａ)によってなされることを特徴とするもの。
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