JP2018519181A - 流量制限装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、流体取入れ口（２）と流体出口（３）とを含む本体（１）を備える流量制限装置に関し、本体内部には、流体を循環させるためのパイプ（５）が設けられ、流体取入れ口ならびに流体出口に結合された、異なる断面を有する一連のチャンバを備え、パイプが略管状であり、パイプは規則的な曲線を含む底部を備え、その結果、パイプがパイプ内で循環する流体を保持する１つまたは複数の領域を含まない。

Description

本発明は、流体の流量制限装置、特に航空機のターボ機械のエンジンに取り付けられた装置に関する。

流量制限装置は、主回路から集められた流体を制限し、したがって制御するために従来から使用されている。

配向されたスロットプレートを介して得られた一連のスプリンクラから成る流量制限装置は、米国特許第３３２３５５０号明細書から公知である。これらのプレートは、重ね合わされ、相互結合される。

これらの解決策の１つの問題は、それらのプレートが、しばしば手作業で、現場で組み立てなければならない複数の部品を必要とすることである。

加えて、これらの解決策は、これらの領域内にコーキングの問題を引き起こす可能性のある保持領域を含む。

米国特許第３３２３５５０号明細書

本発明は、これらの欠点の少なくとも１つを軽減することを提案する。

この目的のために、本発明は、流体取入れ口と流体出口とを含む本体を備える流量制限装置を提案しており、本体内部には、一方では流体取入れ口に、他方では流体出口に結合された異なる断面の一連のチャンバを備える流体循環パイプが配置され、パイプが略円筒形状を有し、パイプが規則的な曲線を含む底部を含み、その結果、パイプはパイプ内を循環する流体を保持する領域を含まない。

本発明は、単独で、または技術的に可能な任意の組み合わせで持つ、以下の特徴によって有利に完成される。

この制限装置は、付加製造プロセスによって得られる。

付加製造プロセスは、レーザ粉末溶融型である。

粉末が、好ましくは金属であり、典型的にはニッケルまたはアルミニウム基のハステロイＸ、ＡＳ７Ｇ０６タイプである。

パイプは、螺旋の形状を有す。

パイプは、第１の副チャンバが続く、第１の断面を有する主円筒形チャンバと、第２の副チャンバが続く、第２の断面を有する円筒形スプリンクラと、をそれぞれ備える一連のアセンブリである。

主チャンバ、スプリンクラ、第１の副チャンバおよび第２の副チャンバは共通のジェネレータを共有し、その結果、パイプの底部が規則的な螺旋状曲線である。

第１の副チャンバは、円錐台形状を有し、流体循環方向に収束し、第２の副チャンバは円錐台形状を有し、流体の循環方向に広がる。

制限装置は、流体取入れ口に結合され、流体循環方向に流体取入れ口の下流に配置された濾過器を含む。

制限装置は、流体出口に結合され、流体循環方向に流体出口の上流に配置された濾過器を含む。

本発明は、本発明による少なくとも１つの流量制限装置を備える航空機タービンエンジンの燃料回路にさらに関する。

すべての図において、同様の要素は同一の参照符号を付している。

本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の説明によって明らかになるであろうが、以下の説明は、単なる例示であって、限定するものではなく、添付の図面を参照して読まれなければならない。

第１の実施形態による流量制限装置の概略図である。 第２の実施形態による流量制限装置の概略図である。 流量制限装置の取入れ口を示す図である。 流量制限装置の出口を示す図である。 流量制限装置のパイプを示す図である。 流量制限装置を製造するための装置の概略図である。

すべての図において、同様の要素は同一の参照符号を付している。

図１および図２は、流体取入れ口２および流体出口３を含む本体１を備える流量制限装置を示す。

制限装置の中に流入する流体は、取入れ口２から出口３に向かって循環する（図１および図２の矢印Ｆ）。

本体１は、必ずしも規則的ではない外面を有する略円筒形または円錐台形を有する。

取入れ口２は、本体１の中に配置された円筒から成り、パイプ５と流体連通している。

有利なことに、濾過器４が、流体循環方向に、制限装置の取入れ口２の直ぐ下流に配置される（図３参照）。これは、取入れ口２に配置されたグリッドであり、濾過器４はパイプ５と流体連通している。

濾過器４は、流入する流体が濾過されることを可能にし、濾過器４の下流に位置するパイプ５の中に不純物が侵入することを回避することができる。

別法として、または補助として、濾過器４は制限装置の出口３に配置され得る（図示せず）。

濾過器４は、好ましくは同一寸法の複数の孔６を備える円錐の形態であることが好ましい。しかし、他の形状も考えられる。

加えて、一実施形態（図示せず）によれば、制限装置の取入れ口に濾過器、および制限装置の出口に濾過器を設けることが可能である。

しかしながら、濾過器４の存在は強制的ではないことに留意されたい。

パイプ５が、取入れ口２と出口３との間に本体１の中に配置され（図１および図２および図４参照）、略管形状を有し、規則的な曲線を含む底部を含み、その結果、パイプ５がパイプ５内で循環する流体を保持する領域を含まない。

パイプ５は、異なる断面を有する一連のチャンバ７，８，９，１０を備える（図５参照）。

特に、大きい方の断面を有する主チャンバ７の間に配置された一連のスプリンクラ９が存在し、スプリンクラ９は、流体循環方向に、スプリンクラ９の上流に対して収束する形状を有し、流体循環方向に、スプリンクラ９の下流に対して広がる形状を有する円錐台形状の副チャンバ８および１０を通って主チャンバ７に結合されている。

スプリンクラを連続させることにより、小さい流域を有する単一のスプリンクラに相当する構成要素を提供することが可能となり、同時に詰まり（小さなスプリンクラを閉塞する可能性があるが、大きい方の流れ領域を自由に通過し、それを通過する流体の空気混入／キャビテーションに対する感度を低下させる汚染物質粒子）の危険性を低減する。パイプ５は、好ましくは、円形螺旋の形状である（図５参照）。

パイプの螺旋形状は、所定の使用可能な空間内で、まっすぐである場合よりも多くのスプリンクラを有することを可能にする。螺旋の半径は、本体１の寸法およびパイプ５のチャンバの断面に依存する。

したがって、パイプ５は、制限装置内の流体の循環を可能にする傾斜を有する。加えて、下死点、すなわちパイプ内で循環中の流体の保持につながる可能性があるパイプ領域が存在しないことを、重力（図１および図２の矢印Ｇ）によって保証するように、制限装置は配向されている。

特に、パイプ５は、副チャンバ８が続く、第１の断面を有する主円筒形チャンバ７と、第２の副チャンバ１０が続く、第２の断面を有する円筒形スプリンクラ９と、をそれぞれ備える一連のアセンブリＥである。第１の副チャンバおよび第２の副チャンバは、円錐台形状を有する。前述のように、第１の副チャンバは、流体循環方向に、スプリンクラ９の上流側に対して収束する形状、および流体循環方向に、スプリンクラ９の下流側に対して広がる形状を有する円錐台形状を有する。

加えて、主チャンバ、第１の副チャンバおよび第２の副チャンバ、ならびにスプリンクラは共通のジェネレータを共有し、その結果、パイプの底部が規則的な螺旋状曲線である。

スプリンクラ９は、図５に明瞭に図示されているように、下方部分に配置されている。加えて、異なるチャンバ間には、常に変化または破損のない規則的なスロープが存在する。したがって、パイプ５の底部は常に連続している。

このように、スプリンクラ９には、パイプ５にコーキング現象を引き起こす可能性がある保持領域が存在しない。

再び図１に関連して、流量制限装置は、パイプＤの外径が１０〜２０ｍｍ、内径ｄが５〜１０ｍｍ、高さｈが１５〜３０ｍｍである。

上記の制限装置は、好ましくは、選択的レーザ粉末溶融型の材料追加を用いる製造手段、付加製造によって得られる。

粉末が、好ましくは金属であり、典型的にはニッケルまたはアルミニウム基のハステロイＸ、ＡＳ７Ｇ０６タイプである。粉末はまた、プラスチックから成ることも可能である。

レーザは、層ごとに部品を構築する目的で粉末を局所的に溶融することができる高エネルギービームである。

図６は、選択的レーザ粉末溶融型の材料付加製造装置を示す。

この装置は、移動可能な粉末供給リザーバ２０を備え、粉末床を広げるためのシステム２１は、部品２３（制限装置）が製造されるにつれて徐々に上昇する可動構築プラットフォーム２２に粉末を持ち運ぶ。粉末回収リザーバ２４は、使用されていない粉末を回収するために使用される。

製造は、レーザ溶融を可能にする制御された環境で行われる。これを達成するために、製造装置は環境制御システム２５を備える。

加えて、製造装置は、レーザ源２６と、レーザビームを構築プラットフォーム２２に向けることを可能にする光学システム２７とを備える。

この方法（図６参照）の範囲内で、部品２３は数十ミクロンの連続した層によって製造される。レーザ型のエネルギー源２６は、３Ｄ設計モデルに従って粉末の層を選択的に１つずつ溶融させる。

この方法により、材料を除去することによって、製作できない部品を製造することが可能になる。

この方法のおかげで、制限装置を構成する様々な要素は、いかなる場合でも改良を加えられることが可能であり、組み立てにおける不正確さを引き起こし、結果的に特にパイプ内に傾斜破損を生じさせる可能性がある、複雑なアセンブリから構成されるのではない。

付加製造は、制限装置の構造を成長させることによって制限装置を徐々に作り出すことを可能にする。

したがって、制限装置の構造について必要な様々な部品のすべての機械加工の問題が解決される。

Claims (8)

1. 流体取入れ口（２）と、流体出口（３）とを含む本体（１）を備える流量制限装置であって、本体（１）内部には、一方では流体取入れ口（２）に、他方では流体出口（３）に結合された異なる断面の一連のチャンバを備える流体循環パイプ（５）が配置され、パイプ（５）が略円筒形状を有し、パイプ（５）が規則的な曲線を含む底部を含み、その結果、パイプ（５）が、パイプ（５）内を循環する流体を保持する領域を含まず、パイプ（５）が、第１の副チャンバ（８）が続く、第１の断面を有する主円筒形チャンバ（７）と、第２の副チャンバ（１０）が続く、第２の断面を有する円筒形スプリンクラ（９）と、をそれぞれ備える一連のアセンブリ（Ｅ）であり、主チャンバ、スプリンクラ、第１の副チャンバおよび第２の副チャンバが共通のジェネレータを共有し、その結果、パイプの底部が規則的な螺旋状曲線である、流量制限装置。
2. 第１の副チャンバが、円錐台形状を有し、流体の循環方向に収束し、第２の副チャンバが、円錐台形状を有し、流体の循環方向に広がる、請求項１に記載の流量制限装置。
3. 流体取入れ口（２）に結合され、流体循環方向に流体取入れ口の下流に配置された濾過器（４）を備える、請求項１または２に記載の流量制限装置。
4. 流体出口（３）に結合され、流体循環方向に流体出口の上流に配置された濾過器（４）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の流量制限装置。
5. 前記流量制限装置が、付加製造によって製造されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の流量制限装置の製造方法。
6. 付加製造が、レーザ粉末溶融型である、請求項５に記載の製造方法。
7. 粉末が、好ましくは金属であり、典型的には、ニッケルまたはアルミニウム基のハステロイＸ、ＡＳ７Ｇ０６タイプである、請求項８に記載の製造方法。
8. 請求項１から４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの流量制限装置を備える航空機タービンエンジンの燃料回路。

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