JP4188323B2 - 付属部品システム用のコネクタアームを備えたターボジェットエンジン、および付属部品システム用のコネクタアーム - Google Patents

Description

本発明は、外部ファンダクトを備えたターボファンジェットエンジンに関する。

ターボファンジェットエンジンは、空気取り入れ口と、ファンと、圧縮機と、燃焼室と、タービンと、排気ノズルとを機能的に備えている。これら様々な要素は、ケーシング内に収納されている。

一般にエンジンは、２つのケース、すなわちファンケースの直ぐ下流側に配置されるいわゆる中間ケースと、エンジンの後方に配置される排気ケースとによって、航空機構造体に取り付けられている。

ターボファンジェットエンジンが、例えば航空機の機体に、概して後方位置に配置される場合、二次空気流が、収容され、かつターボジェットエンジンに沿って排気ケースまで案内される必要がある。このような案内のために、いわゆる外部ファンダクトが、中間ケースと、一連の接続ロッドによって排気ケースに接続される取り付けリングとの間に配置される。この外部ファンダクトによって、第１に二次空気流の収容および案内、および第２に推力の取り出しといった２つの機能を確実にする。

環状の二次空気流が、内部ファンダクトと呼ばれる内部ダクトを介して、内部ファンダクトの内面で案内され、内部ファンダクトは、中間ケースアームの内部ベースと排気ケースとの間の外部ファンダクトに、全体的に同心に配置される。

例えばアクセサリエンジン部品のための燃料、オイル、および制御流体などの、ターボファンジェットエンジンの機能のために必要な様々な流体が、ターボファンジェットエンジンの外側から、特に外部ファンダクトの外側から、ターボファンジェットエンジンのコア、すなわち圧縮機と、燃焼室と、タービンと、排気ノズルとを含む内部ファンダクトによって画定されたエンクロージャへ向かって運搬される必要がある。この運搬は、一般に付属部品（ａｎｃｉｌｌａｒｙ）と呼ばれるラインによって確実にされる。本発明は、特に、外部ファンダクトと内部ファンダクトとの間における付属部品の通過に関する。

従来技術によるターボジェットエンジン１のケーシングの部品を部分的に示す図１には、中間ケース２と取り付けリング３とが示されている。取り付けリングは、接続ロッドによって、図示されていない排気ケースに固定されている。外部ファンダクト４は、中間ケース２と取り付けリング３との間に取り付けられ、その周囲を囲んで配分されたアクセスドア５を備え、アクセスドア５は、外部ファンダクト４が画定しているエンクロージャへのアクセス、特に内部ファンダクトへのアクセスを可能にする。付属部品７は、これらのドア５を介して取り付けられている。

図２を参照すると、内部ファンダクトは、中間ケースアームのベースと排気ケースとの間に長手方向に延びる複数のパネル支持プレート６を備えている。これらのパネル支持プレート６は、内部ファンダクトの表面を画定するパネルの支持を目的としている。付属部品７は、これらのパネル支持プレート６に運ばれかつ固定され、パネル支持プレート６に対して、操作者が、外部ファンダクト４のアクセスドア５を介して、プレート６から径方向に突出するブロックにアクセスする。成形されたジャケットが、このブロック８上で外部ファンダクト４と内部ファンダクトとの間に、付属部品７を囲んで取り付けられ、付属部品の保護および気体流の適切な流れを確実にする。この成形されたジャケットの取り付けも、やはりドア５を介して実施される。次に、ドアが閉鎖される。

上述されたような付属部品取り付けには、様々な欠点が伴う。付属部品は、厳密な取り付け順序で、１個ずつブロック上に取り付けなければならないため、非常に時間がかかる。外部ファンダクトのドアを介した内部ファンダクトへのアクセスも実用的ではない。メンテナンスまたは取り外しにも、取り付けと同様の欠点が伴う。

本発明は、ターボジェットエンジンの外部ファンダクトと内部ファンダクトとの間に配置された付属部品の取り付け、取り外し、およびメンテナンスを簡素化することを目的とする。

本発明によれば、ターボファンジェットエンジンは、外部ファンダクトと、内部ファンダクトと、外部ファンダクトの外側に配置された流体運搬付属部品と、内部ファンダクトの内側に配置された流体運搬付属部品とを備えており、付属部品接続部を形成する少なくとも１つの取り外し可能なモジュラーアームが、前記外部ダクトと前記内部ダクトとの間に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、外部ファンダクトの外側の付属部品の内部ファンダクト内側の付属部品への接続は、取り付け及び取り外しが簡単な取り外し可能なモジュラーアームによって簡単に達成される。アームは、モジュラー式であるため、事前に規定された標準要素のアセンブリからなる全体を形成し、取り外し可能とは、アームを、そのモジュラーアセンブリにおいて取り外せることを意味する。

さらに、様々な用途すなわち異なるターボジェットエンジンに関して、アームを較正することができる。

内部ファンダクトが、パネルと長手方向のパネル支持プレートとを備えるため、少なくとも１枚のパネル支持長手方向プレートが、取り外し可能なモジュラーアームのための受容ベッドプレートを備えていることが好ましい。

別の特徴によれば、外部ファンダクトは、取り外し可能なモジュラーアームを通すための少なくとも１つのオリフィスを備えている。

別の特徴によれば、外部ファンダクトは、配管要素を備え、配管要素は、付属部品に対する外部接続手段を含み、かつベッドプレートの外表面に開口したチャネル内に挿入される。

この場合、チャネルは、また、ベッドプレートの異なる少なくとも１つの表面に開口し、付属部品への接続手段を有利に備えている。 ベッドプレートの外表面は、モジュラーアームを受容し、内部にチャネルが穿孔された切欠部を有利に備えている。

本発明は、中間製品として、上述したターボジェットエンジン用の取り外し可能なモジュラーアームに関し、この取り外し可能なモジュラーアームは、較正された配管要素を通すためのオリフィスが貫通した金属シートと、較正された配管要素と、金属シートに適合する成形されたジャケットとを備える。

配管要素は、その一端に、付属部品への接続手段を備えていることが好ましい。

配管要素は、その一端に、Ｏリングシールを備えていることが好ましい。

金属シートは、成形されたジャケット内に嵌合するよう設けられた、オリフィスが穿孔されている凹部を備えていることが好ましい。

本発明は、添付の図面を参照しながら、ターボジェットエンジンおよび付属部品を接続するためのターボジェットエンジンのモジュラーアームの好ましい実施形態の以降の説明によって、より容易に理解されるだろう。

図３を参照すると、本発明のターボジェットエンジン１０は、気体流の方向において上流側から下流側に向かって、空気取り入れ口と、ファン１１と、圧縮機１２と、燃焼室１３と、タービン１４と、排気ダクト１５とを備えている。ファンは、ファンケース１６内に収納されており、そのファンケース１６の下流側で、中間ケース１７が、圧縮機ケース２０の周囲に延びる環状内部ベース１９に載置されたアーム１８により支持されて取り付けられる。ダクト１５は、排気ケース２１内に収納されている。ターボジェットエンジン取り付け部に固定されるべき取り付けリング２２が、図示されていない接続ロッドを介して、排気ケース２１に固定されている。

環状内部ベース１９と排気ケース２１との間には、内部ファンダクト２３が設けられ、内部ファンダクト２３は、エンジンの外側に流れている二次気流を収容しかつ案内するために、ターボジェットエンジン１０のコアを包囲する。

中間ケース１７と取り付けリング２２との間には、外部ファンダクト２４が取り付けられており、この外部ファンダクト２４は、その外面にわたって、ターボジェットエンジン１０のコアの外部に流れている二次空気流を収容しかつ案内する機能するだけでなく、さらに、取り付けリング２２と、ターボジェットエンジン１０の他の取り付け部分が接続される中間ケース１７との間の推力を取り出す機能もする。

本発明によれば、付属部品を接続するための径方向モジュラーアーム２５が、外部ファンダクト２４と内部ファンダクト２３との間に配置されている。その機能は、外部ファンダクト２４の外側に配置された付属部品と、内部ファンダクト２３の内側に配置された他の付属部品との間の連続性を確実にすることである。

図４を参照すると、モジュラーアーム２５は、全体的に矩形で若干内側に湾曲した金属シート２６を備えており、この金属シート２６に、楕円形の凹部２７が形成されている。凹部２７には、合計１０個の配管要素２９が通過するため複数のオリフィス２８が貫通している。より詳細には、以降でより明瞭に理解されるように、１個の配管要素２９が、オリフィス２８に挿入されかつ例えばボルトによって固定される。配管要素２９は、弓形の金属である。

各々の配管要素２９は、外部ダクト２４の外側付属部品と、内部ファンダクト２３の内側のその延長部分との間の引き込み接続部である。各々の配管要素２９は、付属部品に対して較正されているため、確実な接続機能が得られる。オリフィス２８の直径は、受容する配管要素２９に対して較正されている。

部品のおよび部品の一部の内部または外部とは、以下、一旦取り付けると、ターボジェットエンジン１０の径方向内部または外部に各々配置される部分を意味する。

図５を参照すると、各配管要素２９は、位置決めおよびシーリングスカート３１を備え該位置決めおよびシーリングスカート３１は、配管要素２９と一体形成され、かつ凹部２７の内表面と当接する。そのため、モジュラーアーム２５の取り付け時に、各配管要素２９は、スカート３１が凹部２７の内表面と当接するまで、スカート３１に最も近いその端部を介して、オリフィス２８内に挿入される。次に、ナット３０が、ナット３０とスカート３１との間のオリフィス２８に配管要素２９を保持する凹部２７外側に、この目的のために配管要素２９のねじ切り部分にねじ留めされる。特に凹部２７の外側に、他の中間位置決めまたはシーリング部品を設けることが可能である。スカート３１に最も近い端部で、かつナット３０を越えて、配管要素２９は、付属部品への接続手段５０、例えばこの場合では考慮中の配管要素５０に設けられたねじ切りを備えている。これらの接続手段５０により、内部ファンダクト２３で画定されたエンクロージャの内側の付属部分と接続される必要がある外部ファンダクト２４の外側の付属部品を、この接続を確実に得るように事前に寸法づけられた配管要素２９に接続することが可能になる。

全ての配管要素２９は、それぞれ対応するオリフィス２８に固定されている。配管要素２９と同数のオリフィス２８が設けられる。オリフィス２８の数が配管要素２９と異なる場合には、使用されていないオリフィス２８が塞がれる必要がある。本発明の示された実施形態では、配管要素２９は、スカート３１付近に曲げ部分３２を備え、配管要素２９は、曲げ部分３２の両側に全体的に直線形状に延びる。配管要素２９は、その直径以外については全て同形状であるため、一旦取り付けられると、全てが相互に対して平行に延びる。

図６を参照すると、本発明の取り外し可能なモジュラーアーム２５は、成形されたジャケット３３をさらに備えている。ジャケット３３は、ジャケット本体３４を備え、ジャケット本体３４は、凹部２７の楕円形状に対応する全体的に楕円の断面であり、内部ファンダクト２３と外部ファンダクト２４との間の距離に適合して延ばされる。ジャケット３３は中空であり、両側が開放され、かつ金属シート２６の形状に対応する形状を有するジャケット本体３４に対して全体的に垂直な外縁部３５を備える。

楕円形状は、最初に、モジュラーアーム３５のジャケット３３に与えることが望ましい楕円形状に関連している。一旦ターボジェットエンジンが取り付けられると、ジャケット３３が、内部ファンダクト２３と外部ファンダクト２４との間に延び、したがって二次空気流において、ジャケット３３の形状は、ジャケット３３の周囲の二次空気流の流れに対して適合されるものでなくてはならない。この楕円形状の代わりに、他の適切な形状を使用できることが明白である。

図７、そしてさらに図５を参照すると、本発明のモジュラーアーム２５は、一旦組み立てられると、配管要素２９が固定される金属シート２６を備え、金属シート２６の周囲には、形状が全体的に適合する成形されたジャケット３３が取り付けられている。上に見られるように、ジャケット３３の縁３５は、金属シート２６の内表面の輪郭に従うように配置され、ジャケット３３の縁３５が突出する内表面で金属シートの凹部２７は、この目的にために寸法づけられたジャケット３３の本体３４に設定される。ジャケット３３は、本発明のモジュラーアーム２５の金属シートおよび配管要素２９の両方を形成するために、例えば溶接またはろう付けによって金属シート２６と一体にされる。一旦アーム２５が組み立てられると、配管要素２９が、シート２６の反対側で、ジャケット３３によって画定されたエンクロージャの外側へ突出する。

図８を参照すると、内部ファンダクト２３は、複数、この場合には合計で４枚のパネル支持長手方向プレート３６を備え、これらのパネル支持長手方向プレート３６は、リング３７などの他の保持要素と共に、内部ファンダクト２３のフレームを形成する。図１０を参照すると、内部ファンダクト２３は、パネル３８を、この目的のために設けられた切欠部４７内に押し込まれた、連続したパネル支持部３６間に位置付けするときに形成され、これにより、ターボジェットエンジン１０のコアを包囲し、かつ二次空気流を案内するのに必要な表面領域を作る。

パネル支持部３６上でパネル３８と接触していない中央部分には、付属部品を接続するためのモジュラーアーム２５を受容するベッドプレート３９が配置されている。前記ベッドプレート３９は、モジュラーアーム２５のジャケット３３の内端部の断面に対応する全体的に楕円形の輪郭に従う、肩部４１を形成する長手方向中空部４０を備える。

図９を参照すると、中空部４０は、本発明によるモジュラーアーム２５の配管要素２９を受容しかつ接続するために、複数のチャネル、ここでは合計１０個のチャネル４２によって貫通されている。各チャネル４２は、中空部４０の表面に対して垂直な正面図で示される、中空部４０の表面に開口した部分４３と、曲げ部分５１と、中空部４０の表面と平行な、したがって、チャネル４２が貫通している支持部３６の長手方向側壁へ導く第１の部分４３に対して垂直な部分４４とを備えている。本発明によるターボジェットエンジン１０の好ましい実施形態では、５つのチャネル４２の平行な２つの列が、属する列に従って、中空部４０、チャネル４２内に貫通され、支持部３６の側部長手方向壁の一方または他方へと導く。支持部３６の側表面の開口部の代わりに、チャネル４２が、内面に開口できることは明白である。

適切に寸法づけられた支持部３６の側部に開口するチャネル４２の部分４４において、内部ファンダクト２３によって画定されたエンクロージャの内側に配置されている付属部品４５を接続することが可能である。当業者には知られているように、接続部４６は、この目的のために支持部３６に設けられている。接続部４６とチャネル４２は、付属部品に対して寸法づけられているため、これらが接続部として機能するはずであることは明白である。

各チャネル４２は、中空部４０の表面に開口するその部分４３において、配管要素２９の端部を受容するように寸法付けられる。配管要素の端部には、Ｏリングシール４８を設けることができる。ここで記述した本発明の実施形態の例では、１０個のチャネル４２が、それらの位置に対応するモジュラーアーム２５の配管要素２９の端部を各々受容するために寸法づけられている。

支持部３６の中空部４０の表面のチャネル４２の配分と直径は、モジュラーアーム２５の凹部２７の表面のオリフィス２８の配分布および直径と比較することができる。ベッドプレート３９は、特定のモジュラーアーム２５を受容するように、正確に配置されかつ構成されており、そのチャネル４２は、配管要素２９を受容するように構成され、一方で、中空部４０の肩部４１は、ジャケット３３の本体３４の内端部を支持するように構成されている。

次に、付属部品の取り付け、および本発明によるターボジェットエンジン１０の外部ファンダクト２４と内部ファンダクト２３との間における付属部品の接続について、単一のモジュラーアーム２５を介した接続の例を用いて、より詳細に説明する。

ターボジェットエンジン１０の内部ファンダクト２３のパネル支持部３６は、中間ケース１７のアーム１８の内部ベース１９と排気ケース２１との間で、ターボジェットエンジン１０のコアの周囲に取り付けられている。次に、内部ファンダクト２３によって画定されるべくエンクロージャの内側へ延び、かつ外部ファンダクト２４の外側に位置決めされた付属部品と接続される付属部品が、支持部３６のこの目的のために設けられた接続部４６のチャネル４２の部分４３と接続され。ベッドプレート３９が、モジュラーアーム２５を受容するために支持部４６に配置される。

この内部接続が達成され、パネル３８をそれら支持部３６上に配置し、かつそれによって内部ファンダクト２３を形成することができる。次に、外部ファンダクト２４が、中間ケース１７と取り付けリング２２との間に取り付けられる。

その後、モジュラーアーム２５が、外部ファンダクトと内部ファンダクト２３との間で、外部ファンダクトにこの目的のために設けられた楕円形状のオリフィス４９を通って滑動される。オリフィス４９は、ベッドプレート３９に対して垂直に配置され、内部ファンダクト２３と外部ファンダクト２４によって画定された空間にアクセスする必要なく、ただ開口部４９からアーム２５を挿入することで、配管要素２９の端部を、配管要素２９の端部を受けるためのベッドプレート３９のチャネル４２の部分４３に挿入することが可能である。次に、アーム２５の金属シート２６が、例えばインサートまたは他の適切な手段によって、外部ファンダクト２４に取り外し可能な方法で固定される。さらに、これをろう付けすることも可能であるが、アーム２５の取り外し作業がより困難になる。

次に、上述の内部付属部品に接続される、外部ファンダクト２４の外側へ延びた付属部品は、配管要素２９の接続手段５０と接続されることが可能であり、この選択は、明らかに、ベッドプレート３９を介して各配管要素２９と既に接続されている付属部品に関連している。

したがって、本発明のモジュラーアーム２５の手段により、外部ファンダクト２４と内部ファンダクト２３との間における付属部品の接続が確実になり、ベッドプレート３９および外部ファンダクト２４のオリフィス４９と協働するアーム２５によって、付属部品の接続が確実にすることができる。この接続は、特に支持部３６の側壁に作成された内部接続を取り外す必要なく、容易に取り付けおよび取り外しされることが可能である。

アーム２５、ベッドプレート３９、およびオリフィス４９のいくつかの組み立て品を、内部ファンダクト２３の異なるパネル支持部３６、さらには例えばこの支持部に沿った同一の支持部３６に設けられ得ることが明白である。

前述した本発明のターボジェットエンジン１０の実施形態では、モジュラーアーム２５、配管要素２９を通過させるためのそのオリフィス２８、配管要素２９およびその接続部５０、チャネル４２およびそれらの接続部４６には、接続される付属部品に対して較正される。これらの要素は全て、標準的な方法で較正されることが可能であり、接続部４６、５０、または他の接続部により、接続されるべき付属部品システムのタイプおよび規格に従う適合が可能になることが明白である。

従来技術のターボジェットエンジンケーシングの略斜視図である。 従来技術の内部ファンダクトの支持プレート上に取り付けた付属部品の略斜視図である。 本発明のターボジェットエンジンの側断面図である。 本発明のモジュラーアームの一部の略斜視図である。 本発明のモジュラーアームの下面斜視図を示す部分断面略図である。 本発明のモジュラーアームの別の部分を示す略斜視図である。 本発明のモジュラーアームの側面図である。 本発明のターボジェットエンジンの内部ファンダクトのパネル支持部の略斜視図である。 本発明のモジュラーアームの配管要素が挿入される、ターボジェットエンジンの内部ファンダクト用のパネル支持部の断面図である。 本発明のターボジェットエンジンの略斜視図である。

符号の説明

１、１０ ターボジェットエンジン
２ 中間ケース
３、３７ リング
４、２４ 外部ファンダクト
５ アクセスドア
６ パネル支持プレート
７、４５ 付属部品
８ ブロック
１１ ファン
１２ 圧縮装置
１３ 燃焼室
１４ タービン
１５ 排気ダクト
１６ ファンケース
１７ 中間ケース
１８ アーム
１９ 環状内部ベース
２０ 圧縮機ケース
２１ 排気ケース
２２ 取り付けリング
２３ 内部ファンダクト
２５ モジュラーアーム
２６ 金属シート
２７ 凹部
２８ オリフィス
２９ 配管要素
３０ ナット
３１ スカート
３２ 曲げ部
３３ 成形されたジャケット
３４ ジャケット本体
３５ 外縁
３６ 連続したパネル支持部
３８ パネル
３９ ベッドプレート
４０ 中空部
４１ 肩部
４２ チャネル
４３ 中空部表面に開口した部分
４４ 中空部の表面と平行した部分
４６ 接続部
４７ 切欠部
４８ Ｏリング
５０ 接続手段

Claims (10)

1. 外部ファンダクト（２４）と、内部ファンダクト（２３）と、外部ファンダクト（２４）の外側に配置された流体運搬付属部品と、内部ファンダクト（２３）の内側に配置された流体運搬付属部品とを備えるターボファンジェットエンジンであって、前記外部ファンダクト（２４）の外側に配置された流体運搬付属部品と、前記内部ファンダクト（２３）の内側に配置された流体運搬付属部品との間の接続部を形成する少なくとも１つの取り外し可能なモジュラーアーム（２５）が、前記外部ファンダクト（２４）と前記内部ファンダクト（２３）との間に配置されていることを特徴とする、ターボファンジェットエンジン。
2. 内部ファンダクト（２３）が、パネル（３８）と、該パネル（３８）を支持するための長手方向プレート（３６）とを備え、少なくとも１枚の長手方向プレート（３６）が、取り外し可能なモジュラーアーム（２５）を受容するためのベッドプレート（３９）を備えている、請求項１に記載のターボファンジェットエンジン。
3. 外部ファンダクト（２４）が、前記モジュラーアーム（２５）を通すための少なくとも１つのオリフィス（４９）を備えている、請求項１または２に記載のターボファンジェットエンジン。
4. 前記モジュラーアーム（２５）が、配管要素（２９）を備え、該配管要素（２９）は、付属部品との外部接続手段（５０）が設けられ、かつベッドプレート（３９）の外表面に開口するチャネル（４２）内に挿入される、請求項２または請求項２を引用する請求項３に記載のターボファンジェットエンジン。
5. チャネル（４２）が、また、ベッドプレート（３９）の少なくとも１つの異なる表面に開口し、かつ付属部品への接続手段（４６）を備えている、請求項４に記載のターボファンジェットエンジン。
6. ベッドプレート（３９）の外表面が、モジュラーアーム（２５）を受容するための中空部（４０）を備え、該中空部（４０）をチャネルが貫通する、請求項４または５に記載のターボファンジェットエンジン。
7. 配管要素（２９）を通すためのオリフィス（２８）が貫通した金属シート（２６）と、配管要素（２９）と、金属シート（２６）に適合する成形されたジャケット（３３）とを備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載のターボファンジェットエンジンのためのモジュラーアーム。
8. 配管要素（２９）が、一端に付属部品への接続手段（５０）を備えている、請求項７に記載のモジュラーアーム。
9. 配管要素（２９）が、一端にＯリングシール（４８）を備えている、請求項７または８に記載のモジュラーアーム。
10. 前記金属シート（２６）が、成形されたジャケット（３３）に嵌合するような、前記オリフィス（２８）が貫通している凹部（２７）を備える、請求項７から９のいずれか一項に記載のモジュラーアーム。

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