JP4355915B2 - ガスタービンエンジンの流体流を調整する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的にガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンの流体流を調整するのに使用されるバルブ組立体に関する。

ガスタービンエンジンは、圧縮機及びタービンの周りで円周方向に延びるエンジンケーシングを含み、該タービンは、ロータ組立体及びステータ組立体を含む。少なくとも一部の公知のエンジン内では、ケーシングの外表面に結合された複数のダクト構造及びバルブを使用して、エンジンのある領域からの流体流を、エンジンの別の領域で使用するために流す。例えば、そのようなダクト構造及びバルブは、環境制御システム（ＥＣＳ）の一部を形成することができる。

少なくとも一部の公知のバルブ組立体は、高温及び／又は高圧である流体流を制御するのに使用される。そのようなバルブ組立体は、ダクト構造の隣接するセクション間に結合された、ほぼ円筒形のバルブ本体を含む。バルブ本体は、バルブを通る流体流を制御するように選択的に位置決め可能なバルブ密封機構を含む。より具体的には、少なくとも一部の公知のバルブは、バルブ本体の外部に配置されかつバルブ密封機構に結合されて、バルブ密封機構を選択的に位置決めするのに必要な動力を供給するピストン／シリンダ装置を含む。
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ピストン／シリンダ装置は、主バルブ本体からオフセットしているので、バルブ組立体の重心は、一般的にバルブ本体の中心軸線からある距離だけずれている。このような偏心した重心により、エンジン作動時にバルブ組立体、隣接する配管類及び支持ブラケットに曲げ応力が生じる懼れがある。用途によっては、ピストン／シリンダ装置の物理的寸法及び重量もまた、エンジン設計のダクト経路決定段階で、困難をもたらす場合がある。

１つの態様において、ガスタービンエンジンを作動させる方法が提供される。該方法は、流体源からの流体流をバルブの入口に向ける段階と、バルブのインレット部分に入る流体流を、該流体流の方向が該インレット部分内で変わるように、該バルブのアウトレット部分に向けて流す段階と、バルブディスク軸によってバルブのインレット部分内に結合されたバルブディスクを選択的に位置決めすることによって、該バルブのアウトレット部分に入る流体流の量を制御する段階とを含む。該方法は更に、バルブのインレット部分からの流体流を、本体のアウトレット部分に入る該流体の方向が該アウトレット部分を通してほぼ一定に維持されるようなほぼ直円筒形の形状を有する該バルブのアウトレット部分を通して、流体供給管内に流す段階を含む。

本発明の別の態様において、ガスタービンエンジンに使用するバルブが提供される。該バルブは、バルブインレット部分とアウトレット部分とを備えるバルブ本体を含む。インレット部分は、入口から本体のアウトレット部分まで延びている。本体のアウトレット部分は、該本体のアウトレット部分内を流れる流体の方向が本体のインレット部分とバルブ出口との間でほぼ不変に維持されるように、該インレット部分から該バルブ出口まで延びるほぼ直円筒体を形成している。インレット部分は、バルブディスクと、バルブ入口を通ってバルブ本体に入る流体の方向が本体のアウトレット部分に入る前に変えられるように該本体のアウトレット部分と該バルブ入口との間に形成された少なくとも１つの湾曲部とを含む。バルブディスクは、バルブを通る流体流を制御するようにインレット部分内にピボット動可能に結合されている。

更に別の態様において、ガスタービンエンジンが提供される。該エンジンは、流体供給管と、該流体供給管に入る流体流の量を調整するように構成されたバルブとを含む。バルブは、入口と出口とインレット部分とアウトレット部分とを備えるバルブ本体を含む。インレット部分は、入口とアウトレット部分との間で延びている。アウトレット部分は、インレット部分と出口との間で延びている。アウトレット部分は、該本体のアウトレット部分に入る流体の方向が該アウトレット部分を通してほぼ一定に維持されるようなほぼ直円筒形の形状を有している。インレット部分は、バルブディスクと、該本体のインレット部分を通って流れる流体の方向がアウトレット部分に入る前に変えられるように入口と該本体のアウトレット部分との間に形成された少なくとも１つの湾曲部とを含む。バルブディスクは、バルブを通り流体供給管に入る流体流を制御するのに使用される。

図１は、複数のバルブ組立体１４によって互いに結合された複数のダクト構造１２を含むガスタービンエンジン１０の側面図である。エンジン１０は、高圧圧縮機組立体１６と、燃焼器１８と、タービン組立体２０とを含む。１つの実施形態では、圧縮機１６は高圧圧縮機である。エンジン１０はまた、低圧タービン（図示せず）とファン組立体（図示せず）とを含む。１つの実施形態では、エンジン１０は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から購入可能なＣＦ３４型エンジンである。

例示的な実施形態では、ダクト構造１２及びバルブ組立体１４は、エンジンビルドアップ（ＥＢＵ）３０の一部を形成する。より具体的には、ダクト構造１２及びバルブ組立体１４は、エンジン１０のある領域からの高温及び／又は高圧の流体流を、別の領域で使用するためにそれぞれ流し、また制御するのを可能にする。例えば、１つの実施形態では、ダクト構造１２及びバルブ組立体１４を通って流れる流体は、１０００°Ｆより高い作動温度及び／又は３００ｐｓｉより大きい作動圧力を有する。

例示的な実施形態では、ダクト構造１２はＹ字ダクト３２を含み、該Ｙ字ダクト３２は、ＥＢＵ３０を、複数の取付ブラケット組立体４２によってエンジンケーシング４０に結合された一対のインレットダクト組立体３４及び３６に分割するのを容易にする。より具体的には、インレットダクト組立体３４及び３６は、圧縮機１８に流体連通した状態で結合されており、圧縮機１８からのブリード空気を環境制御システムのような他の領域で使用するために導く。

図２は、バルブ組立体１４の断面図である。図３は、バルブ組立体１４の分解斜視図である。バルブ組立体１４は、第１本体部分５２と一体形成された第２本体部分５４とを有するバルブ本体５０を含む。例示的な実施形態では、第１本体部分５２はインレット本体部分であり、また第２本体部分５４はアウトレット本体部分であり、双方とも本明細書ではこのように記載する。別の実施形態では、第１本体部分５２はアウトレット本体部分であり、第２本体部分５４はインレット本体部分である。インレット部分５２は、組立体の第１端部５６からアウトレット部分５４まで延び、アウトレット部分５４は、インレット部分５２から組立体の第２端部６０まで延びる。例示的な実施形態では、組立体の第１端部５６は組立体の入口であり、また組立体の第２端部６０は出口であり、双方とも本明細書ではこのように記載する。別の実施形態では、組立体の第１端部５６は、流体をそこから吐出する組立体の出口であり、組立体の第２端部６０は、流体をその中に受け入れる組立体の入口である。バルブ組立体１４は中空であり、組立体の入口５６と組立体の出口６０との間で延びるボア６４を含む。バルブ組立体１４はまた、それぞれインレット部分５２及びアウトレット部分５４上に延びる外表面６６を含む。

バルブ組立体のアウトレット部分５４は、内表面７０と中心線７２とを含む。内表面７０は、アウトレット部分５４を通して出口６０まで延び、組立体のボア６４を形成している。アウトレット部分５４は直円筒体であるので、組立体の出口６０は、アウトレット部分の中心線７２に対してほぼ垂直である。

アウトレット部分５４はまた、一体成形の取付フランジ７６と、内側肩部７８と、一対のアクチュエータシステムのコネクタリンク取付部８０とを含む。フランジ７６は、組立体の出口６０の周りでアウトレット部分の外表面６６から円周方向に延びており、複数の孔８４を含む。孔８４は各々、それを通してアウトレット部分５４をバルブ内側シリンダ９０に結合する固締具８６を受ける寸法にされている。

アウトレット部分の肩部７８は、フランジ７６とアクチュエータシステム取付部８０との間に位置する。より具体的には、表面７０によって形成された、アウトレット部分５４内のボア６４の直径ｄ₁は、組立体の出口６０と肩部７８との間でほぼ一定であり、肩部７８とインレット部分５２との間で延びるアウトレット部分のボア６４の直径ｄ₂よりも大きい。

バルブ内側シリンダ９０は、ほぼ直中空円筒体であり、入口縁部９４から出口縁部９６まで延びており、外表面９８と内表面１００とを含む。外表面９８及び内表面１００は、それぞれシリンダ９０のそれぞれの外径ｄ₃及び内径ｄ₄を形成する。直径ｄ₃及びｄ₄は、シリンダ９０に沿って縁部９４と縁部９６との間でほぼ一定であり、両直径ｄ₃及びｄ₄は、アウトレット部分のボア直径ｄ₂よりも小さい。従って、バルブ内側シリンダ９０は、該シリンダ９０がアウトレット部分５４とはほぼ同心に整合するように、アウトレット部分５４内に受けられる寸法にされている。

取付フランジ１０６は、円筒形の出口縁部９６から半径方向外向きにかつ円周方向に延びている。フランジ１０６は、シリンダ９０を通って延びる中心軸線１０８に対してほぼ垂直に整合しており、各々がそれを通して固締具８６を受ける寸法にされた複数の固締具用孔１１０を含む。より具体的には、バルブ内側シリンダ９０がアウトレット部分５４内に位置決めされると、シリンダの固締具用孔１１０は各々、各それぞれのアウトレット部分のフランジの固締具用孔８４に対してほぼ同心に整合されて、孔１１０及び８４を貫通する固締具８６により、バルブ内側シリンダ９０がアウトレット部分５４内に整合された状態で固定されるようになっている。

バルブピストン１２０は、バルブ内側シリンダ９０とアウトレット部分５４との間で摺動可能に結合される。より具体的には、バルブピストン１２０は、入口縁部１２４から出口縁部１２６まで延びるほぼ直中空円筒体であり、外表面１２８と内表面１３０とを含む。外表面１２６及び内表面１３０は、それぞれピストン１２０のそれぞれの外径ｄ₅及び内径ｄ₆を形成する。例示的な実施形態では、直径ｄ₅及びｄ₆は、ピストン縁部１２４とピストン縁部１２６との間でほぼ一定であり、両直径ｄ₅及びｄ₆は、バルブ内側シリンダの外径ｄ₃よりも大きい。別の実施形態では、ピストン１２０のインレット側は、該ピストン１２０のアウトレット側よりも直径が小さく、そのことは下記に更に詳細に説明するように、ピストン１２０が複動作用を受けることを可能にする。加えて、ピストン外径ｄ₅は、アウトレット部分のボア直径ｄ₂よりも僅かに小さく、ピストン１２０がアウトレット部分５４内に嵌め込まれた時、ピストン外表面１２８が、アウトレット部分肩部７８とインレット部分５２との間で、アウトレット部分の内表面７０に対して摺動可能に結合されるようになる。

シール組立体１３１が、ピストンの出口縁部１２６の周りで円周方向に延びており、ピストンの出口縁部１２６を通り抜ける作動空気の漏洩を最少化するのを助ける。シール組立体１３１は、円筒体１２０を通って延びる中心軸線１３２に対してほぼ垂直であり、アウトレット部分のボア直径ｄ₁よりも僅かに小さい外径ｄ₇を有している。

ピストンの内径ｄ₆は、バルブ内側シリンダの外径ｄ₃よりも大きく、ピストの内表面１３０とバルブ内側シリンダの外表面９８との間に間隙１４０が形成されるようになっている。より具体的には、間隙１４０は、シール組立体１３１とピストンの入口縁部１２４との間に延びている。バルブスプリング１５０が、間隙１４０内で、バルブ内側シリンダ９０とバルブピストン１２０との間で円周方向に延びており、以下でより詳細に説明するように、バルブ組立体１４の作動を調整するのに使用される。

バルブピストン１２０はまた、該バルブピストン１２０に対して整合した状態で直径方向に延び、外表面１２８と内表面１３０との間で部分的に延びている一対の開口１５４を含む。開口１５４は各々、バルブピストン１２０がアクチュエータシステムのコネクタリンク１５６に結合されることできるようにする連結ロッド１５５を受ける大きさにされる。

インレット部分５２は、インレット部分５２を通して組立体の入口５６まで延び、組立体のボア６４の一部を形成する内表面１６０を含む。例示的な実施形態では、インレット部分５２の直径ｄ₈は、アウトレット部分５４と組立体の入口５６との間でインレット部分５２を通して、かつバルブのアウトレット部分５４と組立体の入口５６との間に配置された一体形成の湾曲部１６４を通して、ほぼ一定に維持される。例示的な実施形態では、インレット部分５２は、組立体の入口５６が組立体の出口６０にほぼ平行になっている、全体がＺ字形の湾曲部１６４を有する。別の実施形態では、内表面１６０は、形成された湾曲部１６４にほぼ平行に配向されており、隣接するダクト構造１２と間の円滑な移行を可能にする。更に別の実施形態では、バルブ組立体１４はピストン１２０を含むが、インレット部分５２は湾曲部１６４を含まない。むしろこの別の実施形態では、バルブのインレット部分５２はほぼ真直ぐな円筒体である。

バルブのインレット部分５２は、組立体の入口５６とアウトレット部分５４との間で延びる中心線１７０を含む。より具体的には、例示的な実施形態では、入口５６と湾曲部１６４との間では、中心線１７０はアウトレット部分の中心線７２にほぼ平行であり、湾曲部１６４とアウトレット部分５４との間では、中心線１７０は、アウトレット部分の中心線７２とほぼ同一直線をなしている。従って、湾曲部１６４内では、中心線１７０はアウトレット部分の中心線７２に対して斜めに延びている。より具体的には、湾曲部１６４内では、中心線１７０は、アウトレット部分の中心線７２から角度θだけ斜めにオフセッットしている。１つの実施形態では、角度θは、約６度から２０度の間の角度に等しい。例示的な実施形態では、角度θは、１３度にほぼ等しい。

インレット部分の直径ｄ₈は、アウトレット部分の肩部７８とインレット部分５２との間で延びているボア直径ｄ₂よりも小さい。従って、肩部１８２は、インレット部分５２とアウトレット部分５４との結合部に形成される。肩部１８２は、バルブスプリング１５０のための付勢接触面を形成し、バルブ内側シリンダの外径ｄ₃よりも僅かに小さい直径ｄ₉を有する環状のシート部１８４を含んでおり、従って、バルブ内側シリンダ９０をバルブ本体５０に対して位置決めするのを容易にする。

インレット部分５２は、該インレット部分の外表面６６と内表面１６０との間で該インレット部分５２を直径方向に貫通する開口１８６を含む。例示的な実施形態では、開口１８６はバルブピストンの開口１５４とほぼ平行であり、該開口を通してアクチュエータシステム軸１９０を受ける寸法にされている。より具体的には、また以下により詳細に説明するように、各開口１８６は、インレット部分５２と一体に形成されたアクチュエータシステムのインレット取付部１８８を貫通している。

アクチュエータシステム２００は、バルブ本体５０に結合されて、バルブ組立体１４を通る流体流を制御するのを可能にする。具体的には、アクチュエータシステム２００は、コネクタリンク１５６によってそれぞれインレット部分５２及びアウトレット部分５４に結合される。より具体的には、コネクタリンク１５６のインレット側２０２は、密封機構又は密封プレート２０６の回転を制御するように軸１９０に結合される。

密封プレート２０６は、ほぼ円形の外周２０８とほぼ弓形の断面輪郭を有している。例示的な実施形態では、密封プレート２０６は、該プレート２０６が切頭球状断面輪郭を有するような一定の半径で形成される。密封プレート２０６は、前側面２１０及び対向する後側面２１２を含む。プレート２０６は、それを貫して延びる中心軸線２１４と、該プレートを貫通しかつその中に軸１９０を受ける寸法にされたシャフトボア２１６とを含む。より具体的には、軸１９０は、シャフトボア２１６を貫通して延び、バルブ本体５０内にプレート２０６をピボット動するように結合する。

各側面２１０及び２１２は、シャフト穴２１６の一部を形成する。より具体的には、シャフト穴２１６は、プレートの中心軸線２１４と同心に整合されておらず、プレート２０６を貫通して中心軸線２１４に対し斜めに延びている。従って、各側面２１０及び２１２は、プレート２０６の外面２２０から切頭円錐形断面をなして外向きに延びて、シャフト穴２１６の一部を形成する隆起領域２１８を含む。

隆起領域２１８によって、軸１９０が、インレット部分の湾曲部１６４内でプレート２０６を貫通して延びることが可能になる。より具体的には、軸１９０は、アウトレット部分の中心線７２に対しほぼ垂直に整合し、従って湾曲部の中心線１７０に対して角度θで斜めに整合する。従って、図２及び図３に示すように、プレート２０６が全開位置にある時、プレート２０６はインレット部分の湾曲部１６４に対して斜めにオフセットしている。しかしながら、軸１９０は、プレートの中心軸線２１４からオフセットしているので、プレート２０６が全閉位置に回転すると、該プレート２０６は、湾曲部の中心線１７０に対してはほぼ垂直に整合して、該プレートの外周２０８が、以下に更に詳細に説明するように、インレット部分の内表面１６０とシール接触状態で接触するようになる。１つの実施形態では、バルブ組立体１４は、バルブ組立体に対するプレート２０６の位置を検知する、それに限定するのではないがＬＶＤＴ変位トランスデューサのようなセンサを含む。バルブ軸１９０は、湾曲部の中心線１７０に対してかつプレートの中心軸線２１４に対して角度θで傾斜しており、プレートの外周２０８と内表面１６０との間の連続したほぼ円形のシール接触を形成することを可能にする。より具体的には、湾曲部１６４によって、プレート２０６は、該プレート２０６が完全に閉じられたとき、内表面１６０に対してほぼ垂直に整合することが可能になり、軸１９０は、ピストン１２０の動きに対してほぼ垂直に整合するようになる。

軸１９０は、一対の軸受２３０、バルブロック２３２及び一対のクランク２３４によって各アクチュエータシステムのインレット取付部１８８においてコネクタリンクのインレット側２０２に結合される。より具体的には、軸受２３０は、各取付部１８８内で軸１９０に回転可能に結合され、シール部材２３６によって所定の位置に固定される。バルブロック２３２に最も近いシール部材２３６は、シール部材の孔２４２を貫通して、一体形成したインレット取付部の孔２４４に入る複数の固締具２４０によって、インレット部分５２に結合される。バルブロック２３２に対向するシール部材２３６は、弓形のスナップリング２４５によってインレット部分５２に結合される。シール部材２３６は、インレット部分の開口１８６を通して軸１９０の周りで流体が漏洩するのを防止することを可能にする。

次に軸１９０は、各バルブロック２３２を貫通して挿入された後に、各それぞれのクランク２３４によってコネクタリンクのインレット側２０２に結合される。バルブロック２３２は、プレート２０６がバルブ本体５０に対して全開又は全閉のような配向に保持されることができるように、軸１９０を回転位置に保持することを可能にする。

各コネクタリンク１５６のアウトレット側２５０は、コネクタリンク取付部８０を貫通する連結ロッド１５５によって、バルブピストン１２０に結合される。より具体的には、各コネクタリンク取付部８０は、アウトレット部分の中心線７２にほぼ平行に延びる一体に形成されたスロット２５２を含む。各スロット２５２は、その中にスライダ２５４を摺動可能な接触状態で受ける寸法にされており、スロット２５２を貫通するスロット状開口２５６を含む。各連結ロッド１５５は、バルブピストン１２０に結合され、スロット状開口２５６及びスライダ２５４を貫通して半径方向外向きに延び、ねじ付きナット２５８によってコネクタリンクのアウトレット側２５０に結合される。より具体的には、カバープレート２６０が、該カバープレートの孔２６６を通って延びる複数のドエルピン２６２によってスロット２５２に対して整合される。

作動時には、流体は、組立体の入口５６を通してインレット部分５２内に向けて、バルブ組立体１４に入る。インレット部分の湾曲部１６４により、インレット部分５２内を流れる流体の方向が、インレット部分５２内で変えられる。より具体的には、流体流は、プレート２０６の近傍で角度θだけ方向が変えられる。湾曲部１６４によって、軸１９０は、ピストン１２０の動きに対してほぼ垂直方向に結合されることが可能になり、そのことにより、以下に更に詳細に説明するように、ピストン１２０の直線運動が密封プレート２０６の回転運動に変換されるのを可能にする。従って、プレート２０６が全閉位置にある場合、該プレート２０６は、湾曲部１６４内の流体流の方向に対してほぼ垂直になる。このようにして、プレートの外周２０８が、インレット部分５２内で円周方向にほぼ連続したシールを形成し、そのことによって、バルブ組立体１４を通る流体流を阻止することが可能になる。より具体的には、プレート２０６が閉位置に回転すると、アクチュエータ又は供給流体は、止められ、スプリング１５０は、アクチュエータシステム２００によって密封プレート２０６を全閉位置に付勢する。

主作動流体がポート２７７を通してバルブピストン１２０に入り、バルブピストンのアウトレット側の面１２６に対して作用する。付加的な作動流体が、バルブピストンのインレット側の縁部１２４と肩部１８２との間に部分的に形成された間隙２７９内で、バルブピストン１２０に作用する。従って、ピストン１２０は、作動流体によって複動作用を受ける。より具体的には、プレート２０６が部分的開放位置又は調整位置に回転するように所望される場合には、主加圧作動流体が、ポート２７７を通してバルブピストンのシール組立体１３１とバルブ内側シリンダの取付フランジ１０６との間に形成された間隙２８０内へとアウトレット部分５４に供給される。作動流体の流体圧が、ピストン１２０を押圧して並行移動させ、それが次ぎにスロット２５２を通してコネクタリンク１５６を並行移動させる。コネクタリンク１５６の並行運動は、それに続くクランク２３４の回転運動を生じさせる。クランク２３４の回転により、軸１９０を回転させ、それによってプレート２０６を閉位置から回転させて、流体が密封機構２０６を通過してバルブ組立体１４から下流へ流れるようになる。

環状のシート部１８４によって、バルブ内側シリンダ９０とバルブ本体５０との間における軸方向の熱膨張差が許容される。シート部１８４はまた、シート部２０６から流下した流体が間隙１４０に入ることを可能にする。間隙１４０内の流体圧力は、作動流体によって生じた力に対向して作用し、これによって、バルブスプリング１５０によって生じたばね力と合わさって、プレート２０６に流体流の自動調整を行わせる。より具体的には、流下圧力が低下すると、対向する方向の力もまた低下し、そのことによって、加圧作動流体は密封プレート２０６に力を加えて一層大きく開かせて、所定の圧力の調整流体流を回復させる。

インレット部分５２がアウトレット部分５４に対してオフセットしているにもかかわらず、バルブ組立体１４の重心２９０は、ほぼアウトレット部分の中心線７２に沿うように配置される。従って、アクチュエータシステム２００の作動時にバルブ組立体１４に生じる曲げ応力は、オフセットした重心を有する公知の他のバルブに比較して、低減されることが可能になる。このようにして、バルブ本体５０は、バルブ組立体１４の有効寿命を延長させることが可能になる。更に、重心２９０はアウトレット部分の中心線７２に沿って配置されるので、隣接するダクト構造１２の偏心により生じる曲げ応力もまた低減されることが可能になり、そのことより、より軽量の材料から製作された取付ブラケット組立体４２の使用が可能になる。加えて、バルブ組立体１４は、同じ用途に使用される他の公知のバルブ組立体よりも小さい物理的空間エンベロープしか必要としない。

図４は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）に使用することができるバルブ組立体３００の別の実施形態の斜視図である。図５は、バルブ組立体３００の側面図である。バルブ組立体３００は、バルブ組立体１４（図２及び図３に示す）とかなり似ており、バルブ組立体３００の構成部品と同一である組立体１４の構成部品は、図４及び図５において、図２及び図３で使用したのと同じ参照番号を使用して特定する。従って、バルブ組立体３００は、バルブ本体５０と、インレット部分５２と、アウトレット部分５４とを含む。加えて、バルブ組立体３００は、バルブ内側シリンダ９０と、バルブピストン１２０と、アクチュエータシステム３０２とを含む。アクチュエータシステム３０２は、アクチュエータシステム２００とかなり似ており、ウィッシュボーン型リンク３０４によって密封プレート２０６に結合された一対のピボットリンク３０３を含む。

より具体的には、各ウィッシュボーン型リンク３０４は、一対のアウトレット側の端部とコネクタアクチュエータカプラ３１２とを含む。各ウィッシュボーン型リンクのアウトレット側の端部は、取付部８０を貫通して延びる連結ロッド１５５によってアウトレット部分５４に結合される。より具体的には、各ウィッシュボーン型リンクの取付部８０は、スロット２５２及びスライダ２５４を含む。各連結ロッド１５５は、バルブピストン１２０に結合され、スロット状開口２５６及びスライダ２５４を貫通して半径方向外向きに延びて、ブシュ２５８を貫通してピボットリンクのアウトレット側２５０に結合されている。より具体的には、カバープレート２６０は、該カバープレートの孔２６６を貫通して、各リンク取付部８０内に一体に形成されている孔２６８内にまで延びる固締具２６２によって、各ピボットリンクの取付部８０に結合されている。

各ピボットリンク３０３は、ウィッシュボーン型リンクのアウトレット側の端部１５６とウィッシュボーン型コネクタアクチュエータカプラ３１２との間で、ウィッシュボーン型リンク３０４にピボット動するように結合される。ピボットリンク３０３は、ウィッシュボーン型リンク３０４に付加的な支持を与え、ウィッシュボーン型リンク３０４がバルブ組立体３００に対して整合した状態を維持するのを可能にする。

ウィッシュボーン型リンク３０４は、部分的に円周方向に延びて、インレットアクチュエータ取付部１８８に向かって側方を上流方向に延びているアクチュエータロッド３２０と互いに結合される。バルブ組立体３００内で、インレット部分５２は、唯１つのアクチュエータ取付部１８８を含むが、また、以下に詳細に説明する一体成形の軸シート部３２２を含む。各ウィッシュボーン型リンク３０４はまた、ウィッシュボーン型リンクのアウトレット側の端部１５６とウィッシュボーン型コネクタアクチュエータカプラ３１２との間に配置されたヒンジピン３２４によってピボット動するように結合される。

アクチュエータロッド３２０は、軸受２３０、バルブロック２３２、クランク２３４及びヨーク３３０によってアクチュエータロッド３２０に回転可能に結合された軸１９０を用いて、インレットアクチュエータ取付部１８８に結合される。より具体的には、軸受２３０は、取付部１８８内で軸１９０に回転可能に結合され、シール部材２３６によって所定の位置に固定される。軸１９０はまた、バルブロック２３２を貫通して挿入された後に、ヨーク３３０を貫通して挿入されクランク２３４によってアクチュエータロッド３２０に結合される。ヨーク３３０は、アクチュエータシステム３０２に付加的な支持を与える。

軸１９０はインレット部分５２を直径方向に貫通して延びるのではなく、軸１９０の内側末端部３４０は、軸受組立体３４２内に回転可能に結合されている。より具体的には、軸受組立体３４２は軸シート部３２２内に嵌め込まれている。従って、バルブ組立体３００は、インレット部分５２内に唯１つの開口１８６しか含んでいないので、バルブ組立体３００は、開口１８６を通って生じる可能性がある吹き抜け漏洩を低減するのを可能にする。

上記で説明したバルブ組立体は、費用効果がありかつ高い信頼性がある。バルブ組立体は、一体成形されたインレット部分とアウトレット部分とを備えるバルブ本体を含む。それらの部分は、最少角度だけオフセットされているだけなので、組立体の重心は、組立体の内部で、アウトレット部分の中心線に沿って位置している。そのことによって、バルブ本体に対しての振動により生じる曲げモーメント及び偏心により生じる応力が、低減されることが可能になる。その結果、バルブ本体は、費用効果がありかつ信頼性がある方法で、バルブ組立体の有効寿命を延長することを可能にする。

なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。

複数のバルブ組立体によって互いに結合された複数のダクト構造を含むガスタービンエンジンの側面図。 図１に示すバルブ組立体の１つの断面図。 図２に示すバルブ組立体の分解斜視図。 図１に示すガスタービンエンジンに使用することができるバルブ組立体の別の実施形態の斜視図。 図４に示すバルブ組立体の側面図。

符号の説明

１０ ガスタービンエンジン
１２ ダクト構造
１４ バルブ組立体
１６ 高圧圧縮機組立体
１８ 燃焼器
２０ タービン組立体
３０ エンジンビルドアップ
３２ Ｙ字ダクト
３４、３６ インレットダクト組立体
４０ エンジンケーシング
４２ ブラケット組立体

Claims (7)

1. ガスタービンエンジン（１０）に使用するバルブ組立体（１４）であって、インレット部分（５２）とアウトレット部分（５４）とを備えるバルブ本体（５０）を含み、前記インレット部分は、バルブ入口（５６）から前記本体のアウトレット部分まで延びており、前記本体のアウトレット部分は、該本体のアウトレット部分内を流れる流体の方向が前記本体のインレット部分とバルブ出口との間でほぼ不変に維持されるように、該インレット部分から該バルブ出口（６０）まで延びるほぼ直円筒体を形成し、前記インレット部分は、バルブディスク（２０６）と、前記バルブ入口を通って前記バルブ本体に入る流体の方向が該本体のアウトレット部分に入る前に変えられるように該本体のアウトレット部分と該バルブ入口との間に形成された少なくとも１つの湾曲部（１６４）とを含み、前記バルブディスクは、前記バルブ組立体を通る流体流を制御するように前記インレット部分内に結合されており、
   前記本体のアウトレット部分（５４）は、中心対称軸線（７２）と該アウトレット部分内に納められたピストン（１２０）とを含み、前記ピストンは、前記本体のアウトレット部分を通って流れる流体の方向とほぼ平行な方向に移動可能であることを特徴とする、バルブ組立体（１４）。
2. 前記インレット部分のバルブディスク（２０６）は、該バルブディスクが開位置と閉位置との間で回転可能となるように、バルブディスク軸（１９０）によって回転可能に結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のバルブ組立体（１４）。
3. 前記インレット部分のバルブディスク（２０６）は、前記インレット部分の少なくとも１つの湾曲部（１６４）内にあることを特徴とする、請求項２に記載のバルブ組立体（１４）。
4. 前記バルブディスク軸（１９０）は、第１末端部と第２末端部とを含み、前記第１末端部及び前記第２末端部の一方のみが、前記バルブ本体のインレット部分を形成する側壁（７０）を貫通していることを特徴とする、請求項２に記載のバルブ組立体（１４）。
5. 前記インレット部分のバルブディスク（２０６）は、前記本体のアウトレット部分の中心対称軸線（７２）に対してほぼ垂直になっていることを特徴とする、請求項２に記載のバルブ組立体（１４）。
6. 前記ピストン（１２０）は、前記バルブディスク（２０６）を前記閉位置に付勢するバイアス機構（１５０）を更に含むことを特徴とする、請求項２に記載のバルブ組立体（１４）。
7. 前記ピストン（１２０）は、前記バルブディスク（２０６）を前記開位置及び前記閉位置の少なくとも一方に固定するロック機構（２３２）を更に含むことを特徴とする、請求項２に記載のバルブ組立体（１４）。

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