JP4490553B2

JP4490553B2 - Auxiliary drive unit for gas turbine engine

Info

Publication number: JP4490553B2
Application number: JP2000134267A
Authority: JP
Inventors: 晃土井口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: JP2001317373A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンエンジンのエンジンケーシングの外壁面にギヤボックスを取り付け、ギヤボックスに支持した補機をラジアルドライブ軸を介して駆動する補機駆動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンエンジンの補機駆動ユニットとして、例えば特開昭６０−１９２８３８号公報に記載されたものが公知である。このガスタービンエンジンはエンジンケーシングの外壁面に取り付けられた２個のギヤボックスを備えており、それぞれのギヤボックスはエンジンケーシングの内部に設けた遊星歯車機構のリングギヤから駆動力を伝達されて複数の補機を駆動するようになっている。
【０００３】
またガスタービンエンジンのエンジンケーシングを内側から外側に貫通するラジアルドライブ軸を備え、エンジンのコンプレッサ軸の駆動力を前記ラジアルドライブ軸を介してエンジンケーシングに外壁面に取り付けたギヤボックスに伝達し、このギヤボックスに支持した複数の補機を駆動する補機駆動ユニットも公知である。この種の補機駆動ユニットを駆動するラジアルドライブ軸は、エンジンの空気流路の形状やエンジンの全長に起因して、エンジンのコンプレッサ軸に対して前後方向に傾斜して配置されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで傾斜したラジアルドライブ軸を備えた上記後者のガスタービンエンジンは、エンジンケーシングおよびギヤボックスを結合する割り面が前記ラジアルドライブ軸に対して直交するように（つまりコンプレッサ軸に対して傾斜するように）配置されていた。しかしながら、前記割り面をコンプレッサ軸に対して傾斜するように配置すると、エンジンケーシングの下面とギヤボックスの上面との距離を少なくとも割り面の前端および後端の高さの差だけ離す必要があり、そのためにガスタービンエンジン全体が大型化するという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、補機駆動ユニットのギヤボックスをエンジンケーシングにできるだけ接近させてガスタービンエンジン全体を小型化することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジン回転軸を収納する円筒状のエンジンケーシングの外壁面に設けた取付フランジの平坦な割り面に、補機を駆動する補機駆動軸を支持するギヤボックスに設けた平坦な割り面を突き合わせてボルトで締結することで、エンジンケーシングでギヤボックスの全重量を支持し、エンジンケーシングを内側から外側に貫通し、かつエンジン回転軸に対して傾斜角をもつラジアルドライブ軸を介して該エンジン回転軸の駆動力を補機駆動軸に伝達するガスタービンエンジンの補機駆動ユニットにおいて、取付フランジの割り面およびギヤボックスの割り面をエンジン回転軸に対して平行に配置したことを特徴とするガスタービンエンジンの補機駆動ユニットが提案される。
【０００７】
上記構成によれば、エンジンケーシングの取付フランジの平坦な割り面およびギヤボックスの平坦な割り面を突き合わせてボルトで締結することで、エンジンケーシングでギヤボックスの全重量を支持するに際して、それらの割り面をエンジン回転軸に対して平行に配置したので、取付フランジの高さを減少させてギヤボックスをエンジンケーシングにできるだけ接近させ、ガスタービンエンジン全体を小型化することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、補機駆動軸は第１補機駆動軸、第２補機駆動軸、第３補機駆動軸および第４補機駆動軸で構成され、これらの第１〜第４補機駆動軸はエンジン回転軸と平行であって、かつ円筒状のエンジンケーシングの下部外周面に沿うように相互に円周方向に所定距離だけ離間して配置されることを特徴とするガスタービンエンジンの補機駆動ユニットが提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、ギヤボックスの割り面の中央にラジアルドライブ軸の軸線と直交する座面を形成し、この座面に固定したギヤハウジングにラジアルドライブ軸の駆動力を補機駆動軸を伝達する駆動ベベルギヤを支持し、この駆動ベベルギヤにラジアルドライブ軸の下端を結合したことを特徴とするガスタービンエンジンの補機駆動ユニットが提案される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。図１〜図９は本発明の一実施例を示すもので、図１はガスタービンエンジンの補機駆動ユニットの正面図（図３の１−１線矢視図）、図２はガスタービンエンジンの補機駆動ユニットの後面図（図３の２−２線矢視図）、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の要部拡大図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図２の６−６線断面図、図７は図６の工具挿入孔を蓋体で閉塞した状態を示す図、図８は図３の８部拡大図、図９はシール保持部材の斜視図である。
【００１１】
図１〜図５に示すように、航空機用のガスタービンエンジンＥは概略円筒状のエンジンケーシング１１を備えており、そのエンジンケーシング１１の下部外壁面に補機駆動ユニットＡが取り付けられる。補機駆動ユニットＡはエンジンケーシング１１の外壁面に沿うように円弧状に湾曲したギヤボックス１２を備えており、ギヤボックス１２の上面に形成した割り面１２ａがエンジンケーシング１１の下面に突設した取付フランジ１３の割り面１３ａに４本のボルト１４，１４，１５，１５で固定される。エンジンケーシング１１の取付フランジ１３の割り面１３ａおよびギヤボックス１２の割り面１２ａはガスタービンエンジンＥの回転軸（コンプレッサ軸あるいはタービン軸）の軸線に対して平行な平面から構成されており、その前部において取付フランジ１３の板状の取付部１３ｂを下向きに貫通するボルト１４，１４をギヤボックス１２の割り面１２ａに螺合し、その後部においてギヤボックス１２の板状の取付部１２ｂを上向きに貫通するボルト１５，１５を取付フランジ１３の割り面１３ａに螺合することにより、補機駆動ユニットＡがエンジンケーシング１１に固定される。このとき、ギヤボックス１２の割り面１２ａおよび取付フランジ１３の割り面１３ａ間に位置決め用のノックピン２３…が装着される。
【００１２】
ガスタービンエンジンＥの軸線上に配置された回転軸であるコンプレッサ軸（図示せず）により駆動されるラジアルドライブ軸１６は、その半径方向外端が後方に偏倚することにより前記軸線から後下方に斜めに延びている。ギヤボックス１２の割り面１２ａの中央にギヤハウジング１７がボルト１８…で固定されており、駆動ベベルギヤ１９が割り面１２ａの中央に設けたボールベアリング２０とギヤハウジング１７に設けたローラベアリング２１とによって回転自在に支持される。そしてラジアルドライブ軸１６の下端が駆動ベベルギヤ１９にスプライン結合２２される。
【００１３】
ギヤボックス１２をエンジンケーシング１１の取付フランジ１３に結合するには、図５においてギヤボックス１２をラジアルドライブ軸１６と平行な矢印ａ方向に斜めに上昇させ、駆動ベベルギヤ１９をラジアルドライブ軸１６の下端にスプライン結合２２する。そして最後にギヤボックス１２を真上に向けて矢印ｂ方向に移動させ、ノックピン２３…をギヤボックス１２の割り面１２ａおよび取付フランジ１３の割り面１３ａに係合させる。このとき、ラジアルドライブ軸１６が矢印ｃ，ｃ′方向に僅かにこじられるが、上端を支持されたラジアルドライブ軸１６の下端は矢印ｃ，ｃ′方向に若干撓むことができるため、組付けに支障はない。
【００１４】
以上のように、ギヤボックス１２の割り面１２ａおよび取付フランジ１３の割り面１３ａをコンプレッサ軸の軸線と平行に配置したので、エンジンケーシング１１の下面とギヤボックス１２の前部上面との距離Ｈ（図５参照）を短縮し、ギヤボックス１２をエンジンケーシング１１にできるだけ接近させてガスタービンエンジンＥ全体をコンパクト化することができる。その理由は、従来のようにギヤボックス１２の割り面１２ａおよび取付フランジ１３の割り面１３ａを前傾したラジアルドライブ軸１６に直交するように形成すると、両割り面１２ａ，１３ａの後部の高さ（ボルト１５，１５の位置）を無闇に高くできないことから、両割り面１２ａ，１３ａの前部の高さ（ボルト１４，１４の位置）が必然的に低くなり、そのために取付フランジ１３が厚くなって前記距離Ｈが増加してしまうからである。
【００１５】
ギヤボックス１２には第１補機駆動軸３１、第２補機駆動軸３２、第３補機駆動軸３３および第４補機駆動軸３４が、その長手方向を前後方向に（コンプレッサ軸の軸線と平行に）に向け、かつ左右方向（エンジンケーシング１１の円周方向）に所定距離だけ離間してエンジンケーシング１１の下部外壁面に沿うように配置される。
【００１６】
ギヤボックス１２にボールベアリング３５およびローラベアリング３６で支持された第１補機駆動軸３１は被動ベベルギヤ３７および第１スパーギヤ３８を備えており、被動ベベルギヤ３７はラジアルドライブ軸１６に結合された駆動ベベルギヤ１９に噛合する。またギヤボックス１２に一対のローラベアリング３９，４０で支持された第２補機駆動軸３２は第２スパーギヤ４１を備えており、この第２スパーギヤ４１は第１補機駆動軸３１の第１スパーギヤ３８に噛合する。またギヤボックス１２に一対のローラベアリング４２，４３で支持された第３補機駆動軸３３は、前記第１補機駆動軸３１の第１スパーギヤ３８に噛合する第３スパーギヤ４４を備えるとともに、ギヤボックス１２に一対のローラベアリング４５，４６で支持された第４補機駆動軸３４は、前記第３補機駆動軸３３の第３スパーギヤ４４に噛合する第４スパーギヤ４７を備える。
【００１７】
従って、コンプレッサ軸の駆動力はラジアルドライブ軸１６の駆動ベベルギヤ１９→第１補機駆動軸３１の被動ベベルギヤ３７→第１補機駆動軸３１の第１スパーギヤ３８→第２補機駆動軸３２の第２スパーギヤ４１の経路で伝達され、第１補機駆動軸３１および第２補機駆動軸３２を駆動する。また第１補機駆動軸３１の駆動力は、その第１スパーギヤ３８→第３補機駆動軸３３の第３スパーギヤ４４→第４補機駆動軸３４の第４スパーギヤ４７の経路で伝達され、第３補機駆動軸３３および第４補機駆動軸３４を駆動する。
【００１８】
ギヤボックス１２の前面には補機としてのスタータモータ５１および油圧ポンプ５２が取り付けられ、ギヤボックス１２の後面には補機としての燃料ポンプ５３およびオイルポンプ５４が取り付けられる。スタータモータ５１は第１補機駆動軸３１により駆動され、油圧ポンプ５２は第４補機駆動軸３４により駆動される。また燃料ポンプ５３は第３補機駆動軸３３により駆動され、オイルポンプ５４は第２補機駆動軸３２により駆動される。スタータモータ５１はガスタービンエンジンＥの始動時に第１補機駆動軸３１およびラジアルドライブ軸１６を介してエンジンＥのコンプレッサ軸を駆動するためのもので、そのモータ軸５５は第１補機駆動軸３１の前端にスプライン結合される。尚、ガスタービンエンジンＥの始動後は、スタータモータ５１はガスタービンエンジンＥにより駆動されてジェネレータとして機能する。
【００１９】
油圧ポンプ５２は機体の各種油圧装置を作動させる油圧を発生させるもので、ギヤボックス１２の前面にアダプタ５６を介して取り付けられ、そのポンプ軸５７は第４補機駆動軸３４の前端にスプライン結合される。
【００２０】
第４補機駆動軸３４には、エアーを含むオイルからオイルだけを分離するオイル分離器５８が設けられる。中空に形成された第４補機駆動軸３４にはエアー入口開口３４ａ…およびエアー出口開口３４ｂが形成されており、放射状に配置された多数のベーン５９ａ…を備えたロータ５９がエアー入口開口３４ａ…の周囲を囲むように取り付けられる。エアーを含むオイルがロータ５９のベーン５９ａ…に接触すると、オイルが遠心力が半径方向外側にはね飛ばされ、エアーだけがエアー入口開口３４ａ…、第４補機駆動軸３４の内部空間、エアー出口開口３４ｂおよびエアー排出管６０を経てギヤボックス１２の外部に排出される。
【００２１】
燃料ポンプ５３はガスタービンエンジンＥに燃料を供給するためのもので、そのポンプ軸６１は第３補機駆動軸３３の後端にスプライン結合される。
【００２２】
燃料ポンプ５３の前部、すなわちギヤボックス１２との結合部の近傍に、ステータおよびロータを有するジェネレータ６２が設けられる。ステータは燃料ポンプ５３のケーシング６３の内面に固定されており、コア６４およびその外周に巻回されたコイル６５から構成され、またロータは第３補機駆動軸３３の外周に固定された複数のマグネット６６…から構成される。
【００２３】
オイルポンプ５４はガスタービンエンジンＥおよびギヤボックス１２の各部を潤滑するオイルを供給するためのもので、何れも外接型ギヤポンプから構成されるギヤボックススカベンジポンプ６７と、エンジンスカベンジポンプ６８と、フィードポンプ６９とを備えている。ギヤボックススカベンジポンプ６７およびエンジンスカベンジポンプ６８は共通の駆動ポンプ軸７０および被動ポンプ軸７１を備え、またフイードポンプ６９は専用の駆動ポンプ軸７２および被動ポンプ軸７３を備えており、前者の駆動ポンプ軸７０の前端を第２補機駆動軸３２の後端にスプライン結合し、かつ前者の駆動ポンプ軸７０の後端を後者の駆動ポンプ軸７２の前端にスプライン結合することにより、第２補機駆動軸３２で３セットのポンプ６７，６８，６９を駆動するようになっている。
【００２４】
第４スパーギヤ４７のギヤ歯に対向する２個の速度センサ７４，７４がギヤボックス１２に支持されており、それら速度センサ７４，７４はコネクタ７５，７５を介して制御装置に接続される。
【００２５】
尚、図１における符号１２ｃはスタータモータ５１が取り付けられるギヤボックス１２の座面であり、符号５６ａは油圧ポンプ５２が取り付けられるアダプタ５６の座面である。また図２における符号１２ｄは燃料ポンプ５３が取り付けられるギヤボックス１２の座面であり、符号１２ｅはオイルポンプ５４が取り付けられるギヤボックス１２の座面である。
【００２６】
図２および図６に示すように、ギヤボックス１２の後面右側に工具挿入孔１２ｆが形成される。クランク状の工具８１の先端にはジャーナル８１ａおよびギヤ８１ｂが形成されており、ジャーナル８１ａをギヤボックス１２の工具挿入孔１２ｆに挿入すると、ギヤ８１ｂが第４スパーギヤ４７に噛合する。従って、工具８１を手動で回転させると、ギヤ８１ｂの回転が第４スパーギヤ４７→第３スパーギヤ４４→第１スパーギヤ３８→被動ベベルギヤ３７→駆動ベベルギヤ１９→ラジアルドライブ軸１６を経てガスタービンエンジンＥのコンプレッサ軸を回転させるため、ファイバースコープを使用してコンプレッサブレードの目視検査を行うことができる。
【００２７】
このように、ギヤボックス１２に予め形成した工具挿入孔１２ｆに工具８１を挿入してギヤボックス１２の補機駆動軸３１〜３４を回転させるので、何れかの補機５１，５２，５３，５４をギヤボックス１２から取り外し、露出した補機駆動軸３１〜３４の軸端部に工具を挿入して回転させる必要がなくなり、メンテナンス性が大幅に向上する。尚、工具８１の不使用時には、ギヤボックス１２の工具挿入孔１２ｆは蓋体８２を２本のボルト８３，８３で固定することにより閉鎖される（図７参照）。
【００２８】
図１および図４から明らかなように、油圧ポンプ５２をギヤボックス１２に支持するためのアダプタ５６は円形のフランジ５６ｂを備えており、このフランジ５６ｂを貫通する６本のボルト８４…でアダプタ５６がギヤボックス１２に固定される。従って、油圧ポンプ５２が４本のボルト８５…で固定される正方形の座面５６ａの大きさだけが異なる複数のアダプタ５６を用意しておき、そのうちから任意のアダプタ５６を選択して使用すれば、ギヤボックス１２そのものを設計変更することなく種々の大きさの油圧ポンプ５２を装着することができ、汎用性が高められる。
【００２９】
図８および図９から明らかなように、ギヤボックス１２にスタータモータ５１を支持する座面１２ｃの内側に円形の凹部１２ｇが形成されており、この凹部１２ｇに環状のシール保持部材８６が嵌合する。シール保持部材８６は外周面にＯリング支持溝８６ａを備え、内周面に半径方向内側に突出する第１フランジ８６ｂを備え、第１補機駆動軸３１の軸端側に位置する側面に半径方向外側に突出する第２フランジ８６ｃを一体に備える。シール保持部材８６のＯリング支持溝８６ａには凹部１２ｇの内周面との間をシールするＯリング８７が支持され、またシール保持部材８６の第１フランジ８６ｂとギヤボックス１２のフランジ１２ｈとの間に第１補機駆動軸３１との軸端部外周をシールするシール部材８８が支持される。ギヤボックス１２の座面１２ｃに固定されたスタータモータ５１に一体に形成した環状の凸部５１ａがギヤボックス１２の凹部１２ｇに嵌合しており、この凸部５１ｇの先端と凹部１２ｇの底壁との間にシール保持部材８６が挟まれて抜け止めされる。
【００３０】
従って、シール部材８８をメンテナンスするには、スタータモータ５１をギヤボックス１２から取り外した後に、シール保持部材８６の第２フランジ８６ｃに工具を引っかけて凹部１２ｇから引き出せば、シール部材８８が凹部１２ｇ内に完全に露出するため、専用の工具等を必要とせずにシール部材８８を簡単に着脱することができる。これにより、シール保持部材８６を用いずにギヤボックス１２にシール部材８８を直接支持した場合に比べて、作業性が大幅に向上する。しかもスタータモータ５１の凸部５１ａを利用してシール保持部材８６を抜け止めするので、サークリップ等の特別の抜け止め部材が不要になって部品点数が削減される。
【００３１】
またギヤボックス１２に、その凹部１２ｇに臨むオイル溝１２ｉを形成することにより、ローラベアリング３６とシール部材８８とに挟まれた空間にオイルを供給して該ローラベアリング３６の潤滑効果を高めることができる。このとき、シール保持部材８６がオイル溝１２ｉの壁面の一部を構成するので、そのオイル溝１２ｉの加工が容易になる。
【００３２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３３】
例えば、補機は実施例のスタータモータ５１、油圧ポンプ５２、燃料ポンプ５３およびオイルポンプ５４に限定されず、補機駆動軸の本数も実施例の４本に限定されるものではない。また実施例ではラジアルドライブ軸１６の半径方向外側が後方に傾斜しているが、それが前方に傾斜していても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、エンジンケーシングの取付フランジの平坦な割り面およびギヤボックスの平坦な割り面を突き合わせてボルトで締結することで、エンジンケーシングでギヤボックスの全重量を支持するに際して、それらの割り面をエンジン回転軸に対して平行に配置したので、取付フランジの高さを減少させてギヤボックスをエンジンケーシングにできるだけ接近させ、ガスタービンエンジン全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスタービンエンジンの補機駆動ユニットの正面図（図３の１−１線矢視図）
【図２】ガスタービンエンジンの補機駆動ユニットの後面図（図３の２−２線矢視図）
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の要部拡大図
【図５】図２の５−５線断面図
【図６】図２の６−６線断面図
【図７】図６の工具挿入孔を蓋体で閉塞した状態を示す図
【図８】図３の８部拡大図
【図９】シール保持部材の斜視図
【符号の説明】
１１エンジンケーシング
１２ギヤボックス
１２ａ割り面
１３取付フランジ
１３ａ割り面
１４ボルト
１５ボルト
１７ギヤハウジング
１９駆動ベベルギヤ
３１第１補機駆動軸（補機駆動軸）
３２第２補機駆動軸（補機駆動軸）
３３第３補機駆動軸（補機駆動軸）
３４第４補機駆動軸（補機駆動軸）
５１スタータモータ（補機）
５２油圧ポンプ（補機）
５３燃料ポンプ（補機）
５４オイルポンプ（補機）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an accessory drive unit that attaches a gear box to an outer wall surface of an engine casing of a gas turbine engine and drives an accessory supported by the gear box via a radial drive shaft.
[0002]
[Prior art]
As an auxiliary machine drive unit of a gas turbine engine, for example, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-192838 is known. The gas turbine engine includes two gear boxes attached to the outer wall surface of the engine casing. Each gear box receives a driving force from a ring gear of a planetary gear mechanism provided in the engine casing, and a plurality of gear boxes are transmitted. Auxiliary equipment is driven.
[0003]
Also, a radial drive shaft that penetrates the engine casing of the gas turbine engine from the inside to the outside is transmitted, and the driving force of the compressor shaft of the engine is transmitted to the gear box attached to the outer wall surface of the engine casing via the radial drive shaft. An accessory drive unit that drives a plurality of accessories supported by a gear box is also known. A radial drive shaft that drives this type of accessory drive unit is often inclined in the front-rear direction with respect to the compressor shaft of the engine due to the shape of the air flow path of the engine and the overall length of the engine. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the latter gas turbine engine having the inclined radial drive shaft, the split surface connecting the engine casing and the gear box is perpendicular to the radial drive shaft (that is, inclined with respect to the compressor shaft). ) Was placed. However, if the split surface is disposed so as to be inclined with respect to the compressor shaft, it is necessary to separate the distance between the lower surface of the engine casing and the upper surface of the gear box by at least the difference in height between the front end and the rear end of the split surface. Therefore, there has been a problem that the entire gas turbine engine is enlarged.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the size of the entire gas turbine engine by bringing the gear box of the accessory drive unit as close as possible to the engine casing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the auxiliary machine is driven on the flat split surface of the mounting flange provided on the outer wall surface of the cylindrical engine casing that houses the engine rotation shaft. The flat split surface provided on the gear box that supports the accessory drive shaft to be abutted and fastened with bolts , the engine casing supports the entire weight of the gear box , penetrates the engine casing from the inside to the outside, and An accessory drive unit of a gas turbine engine that transmits a driving force of an engine rotation shaft to an accessory drive shaft via a radial drive shaft having an inclination angle with respect to the engine rotation shaft. A gas turbine engine accessory drive unit is proposed in which the split surface is arranged parallel to the engine rotation axis.
[0007]
According to the above configuration, by fastening a bolt against a flat parting plane of the flat split surface and gearbox mounting flange of the engine casing, when supporting the total weight of the gear box in the engine casing, their split Since the surface is arranged parallel to the engine rotation axis, the height of the mounting flange can be reduced to bring the gearbox as close as possible to the engine casing, and the entire gas turbine engine can be miniaturized.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the accessory drive shaft is a first accessory drive shaft, a second accessory drive shaft, a third accessory drive shaft, and a fourth accessory drive shaft. The first to fourth auxiliary drive shafts are constituted by auxiliary drive shafts, and are parallel to the engine rotation shaft and predetermined in the circumferential direction along the lower outer peripheral surface of the cylindrical engine casing. A gas turbine engine accessory drive unit is proposed that is spaced apart by a distance.
[0009]
According to the invention described in claim 3, in addition to the structure of claim 1 or 2, a seat surface perpendicular to the axis of the radial drive shaft is formed at the center of the split surface of the gear box. An auxiliary machine for a gas turbine engine, characterized in that a drive bevel gear for transmitting the drive force of the radial drive shaft to the auxiliary drive shaft is supported on a gear housing fixed to the surface, and the lower end of the radial drive shaft is coupled to the drive bevel gear A drive unit is proposed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings. 1 to 9 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view of an auxiliary machine drive unit of the gas turbine engine (a view taken along line 1-1 in FIG. 3), and FIG. 2 is a gas turbine engine. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged view of the main part of FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 2, FIG. 7 is a diagram showing a state where the tool insertion hole of FIG. 6 is closed with a lid, and FIG. 9 and 9 are perspective views of the seal holding member.
[0011]
As shown in FIGS. 1 to 5, an aircraft gas turbine engine E includes a substantially cylindrical engine casing 11, and an accessory drive unit A is attached to a lower outer wall surface of the engine casing 11. The accessory drive unit A includes a gear box 12 curved in an arc shape along the outer wall surface of the engine casing 11, and a split surface 12 a formed on the upper surface of the gear box 12 projects from the lower surface of the engine casing 11. It is fixed to the split surface 13 a of the mounting flange 13 with four bolts 14, 14, 15, 15. The split surface 13a of the mounting flange 13 of the engine casing 11 and the split surface 12a of the gear box 12 are composed of a plane parallel to the axis of the rotating shaft (compressor shaft or turbine shaft) of the gas turbine engine E. The bolts 14 and 14 penetrating downward through the plate-like attachment portion 13b of the attachment flange 13 are screwed into the split surface 12a of the gear box 12, and the plate-like attachment portion 12b of the gear box 12 is directed upward at the rear portion. The auxiliary machine drive unit A is fixed to the engine casing 11 by screwing the penetrating bolts 15, 15 into the split surface 13 a of the mounting flange 13. At this time, positioning knock pins 23 are mounted between the split surface 12 a of the gear box 12 and the split surface 13 a of the mounting flange 13.
[0012]
A radial drive shaft 16 driven by a compressor shaft (not shown), which is a rotating shaft disposed on the axis of the gas turbine engine E, is rearward and downward from the axis as its radially outer end is biased rearward. It extends diagonally. A gear housing 17 is fixed to the center of the split surface 12a of the gear box 12 with bolts 18... And a drive bevel gear 19 is provided by a ball bearing 20 provided at the center of the split surface 12a and a roller bearing 21 provided on the gear housing 17. It is supported rotatably. The lower end of the radial drive shaft 16 is splined 22 to the drive bevel gear 19.
[0013]
In order to couple the gear box 12 to the mounting flange 13 of the engine casing 11, the gear box 12 is lifted obliquely in the direction of arrow a parallel to the radial drive shaft 16 in FIG. 5 and the drive bevel gear 19 is moved to the lower end of the radial drive shaft 16. The spline connection 22 is made. Finally, the gear box 12 is moved upward in the direction of the arrow b, and the knock pins 23 are engaged with the split surface 12a of the gear box 12 and the split surface 13a of the mounting flange 13. At this time, the radial drive shaft 16 is slightly twisted in the directions of arrows c and c ', but the lower end of the radial drive shaft 16 supported at the upper end can be slightly bent in the directions of arrows c and c'. There is no hindrance.
[0014]
As described above, since the split surface 12a of the gear box 12 and the split surface 13a of the mounting flange 13 are arranged in parallel to the axis of the compressor shaft, the distance H (between the lower surface of the engine casing 11 and the upper surface of the front portion of the gear box 12 ( 5) can be shortened, and the gear box 12 can be made as close as possible to the engine casing 11 to make the gas turbine engine E compact. The reason is that if the split surface 12a of the gear box 12 and the split surface 13a of the mounting flange 13 are formed so as to be orthogonal to the forwardly inclined radial drive shaft 16 as in the prior art, the height of the rear part of both split surfaces 12a and 13a Since the (positions of the bolts 15 and 15) cannot be increased without darkness, the height of the front portions of both the split surfaces 12a and 13a (the positions of the bolts 14 and 14) is inevitably low, and the mounting flange 13 is therefore thick. This is because the distance H increases.
[0015]
The gear box 12 includes a first auxiliary machine drive shaft 31, a second auxiliary machine drive shaft 32, a third auxiliary machine drive shaft 33, and a fourth auxiliary machine drive shaft 34 with their longitudinal directions in the front-rear direction (the axis of the compressor shaft). In parallel with each other) and spaced apart by a predetermined distance in the left-right direction (circumferential direction of the engine casing 11) along the lower outer wall surface of the engine casing 11.
[0016]
The first accessory drive shaft 31 supported by the gear box 12 by the ball bearing 35 and the roller bearing 36 is provided with a driven bevel gear 37 and a first spur gear 38, and the driven bevel gear 37 is connected to the radial drive shaft 16. 19 is engaged. The second accessory drive shaft 32 supported by the gear box 12 by a pair of roller bearings 39 and 40 includes a second spur gear 41, and the second spur gear 41 is a first spur gear of the first accessory drive shaft 31. 38. The third accessory drive shaft 33 supported by the gear box 12 by a pair of roller bearings 42 and 43 includes a third spur gear 44 that meshes with the first spur gear 38 of the first accessory drive shaft 31, and a gear. The fourth accessory drive shaft 34 supported on the box 12 by a pair of roller bearings 45 and 46 includes a fourth spur gear 47 that meshes with the third spur gear 44 of the third accessory drive shaft 33.
[0017]
Accordingly, the driving force of the compressor shaft is such that the drive bevel gear 19 of the radial drive shaft 16 → the driven bevel gear 37 of the first auxiliary drive shaft 31 → the first spur gear 38 of the first auxiliary drive shaft 31 → the second auxiliary drive shaft 32. It is transmitted through the path of the second spur gear 41 to drive the first auxiliary machine drive shaft 31 and the second auxiliary machine drive shaft 32. The driving force of the first auxiliary drive shaft 31 is transmitted through the path of the first spur gear 38 → the third spur gear 44 of the third auxiliary drive shaft 33 → the fourth spur gear 47 of the fourth auxiliary drive shaft 34. The third accessory drive shaft 33 and the fourth accessory drive shaft 34 are driven.
[0018]
A starter motor 51 and a hydraulic pump 52 as auxiliary machines are attached to the front surface of the gear box 12, and a fuel pump 53 and an oil pump 54 as auxiliary machines are attached to the rear face of the gear box 12. The starter motor 51 is driven by the first auxiliary machine drive shaft 31, and the hydraulic pump 52 is driven by the fourth auxiliary machine drive shaft 34. The fuel pump 53 is driven by the third accessory drive shaft 33, and the oil pump 54 is driven by the second accessory drive shaft 32. The starter motor 51 is for driving the compressor shaft of the engine E via the first accessory drive shaft 31 and the radial drive shaft 16 when the gas turbine engine E is started. The motor shaft 55 is a first accessory drive shaft. Splined to the front end of 31. After the gas turbine engine E is started, the starter motor 51 is driven by the gas turbine engine E and functions as a generator.
[0019]
The hydraulic pump 52 generates hydraulic pressure for operating various hydraulic devices of the machine body, and is attached to the front surface of the gear box 12 via an adapter 56. The pump shaft 57 is splined to the front end of the fourth auxiliary machine drive shaft 34. Is done.
[0020]
The fourth accessory drive shaft 34 is provided with an oil separator 58 that separates only oil from oil containing air. The fourth auxiliary machine drive shaft 34 formed in a hollow has air inlet openings 34a... And air outlet openings 34b, and a rotor 59 having a large number of radially arranged vanes 59a. It is attached so as to surround .... When oil containing air comes into contact with the vanes 59a of the rotor 59, the centrifugal force of the oil is splashed outward in the radial direction, and only the air enters the air inlet opening 34a, the internal space of the fourth auxiliary machine drive shaft 34, the air It is discharged to the outside of the gear box 12 through the outlet opening 34 b and the air discharge pipe 60.
[0021]
The fuel pump 53 is for supplying fuel to the gas turbine engine E, and the pump shaft 61 is splined to the rear end of the third accessory drive shaft 33.
[0022]
A generator 62 having a stator and a rotor is provided in the front portion of the fuel pump 53, that is, in the vicinity of the coupling portion with the gear box 12. The stator is fixed to the inner surface of the casing 63 of the fuel pump 53, and is composed of a core 64 and a coil 65 wound around the outer periphery thereof. The rotor is fixed to the outer periphery of the third accessory drive shaft 33. It is composed of magnets 66.
[0023]
The oil pump 54 is for supplying oil that lubricates each part of the gas turbine engine E and the gear box 12, all of which include a gear box scavenge pump 67 including an external gear pump, an engine scavenge pump 68, and a feed pump. 69. The gear box scavenge pump 67 and the engine scavenge pump 68 have a common drive pump shaft 70 and a driven pump shaft 71, and the feed pump 69 has a dedicated drive pump shaft 72 and a driven pump shaft 73, and the former drive pump shaft. 70 is spline-coupled to the rear end of the second accessory drive shaft 32, and the rear end of the former drive pump shaft 70 is spline-coupled to the front end of the latter drive pump shaft 72. Three sets of pumps 67, 68, 69 are driven by the shaft 32.
[0024]
Two speed sensors 74, 74 facing the gear teeth of the fourth spur gear 47 are supported by the gear box 12, and these speed sensors 74, 74 are connected to the control device via connectors 75, 75.
[0025]
In FIG. 1, reference numeral 12c denotes a seating surface of the gear box 12 to which the starter motor 51 is attached, and reference numeral 56a denotes a seating surface of the adapter 56 to which the hydraulic pump 52 is attached. 2 denotes a seating surface of the gear box 12 to which the fuel pump 53 is attached, and 12e denotes a seating surface of the gear box 12 to which the oil pump 54 is attached.
[0026]
As shown in FIGS. 2 and 6, a tool insertion hole 12 f is formed on the right side of the rear surface of the gear box 12. A journal 81 a and a gear 81 b are formed at the tip of the crank-shaped tool 81. When the journal 81 a is inserted into the tool insertion hole 12 f of the gear box 12, the gear 81 b meshes with the fourth spar gear 47. Therefore, when the tool 81 is manually rotated, the rotation of the gear 81b is caused by the rotation of the gas turbine engine E through the fourth spur gear 47 → third spur gear 44 → first spur gear 38 → driven bevel gear 37 → drive bevel gear 19 → radial drive shaft 16. A visual inspection of the compressor blade can be performed using a fiberscope to rotate the compressor shaft.
[0027]
Thus, since the tool 81 is inserted into the tool insertion hole 12f formed in advance in the gear box 12 and the accessory drive shafts 31 to 34 of the gear box 12 are rotated, any one of the accessories 51, 52, 53, and 54 is rotated. Is removed from the gear box 12, and it becomes unnecessary to insert a tool into the exposed shaft end portions of the auxiliary machine drive shafts 31 to 34 and rotate them, so that maintainability is greatly improved. When the tool 81 is not used, the tool insertion hole 12f of the gear box 12 is closed by fixing the lid 82 with two bolts 83 and 83 (see FIG. 7).
[0028]
As is apparent from FIGS. 1 and 4, the adapter 56 for supporting the hydraulic pump 52 on the gear box 12 includes a circular flange 56b, and the adapter 56 is formed by six bolts 84 ... passing through the flange 56b. Is fixed to the gear box 12. Accordingly, a plurality of adapters 56 differing only in the size of the square seat surface 56a to which the hydraulic pump 52 is fixed by the four bolts 85 are prepared, and any adapter 56 can be selected and used. The hydraulic pump 52 of various sizes can be mounted without changing the design of the gear box 12 itself, and versatility is improved.
[0029]
As is apparent from FIGS. 8 and 9, a circular recess 12g is formed in the gear box 12 on the inner side of the seating surface 12c for supporting the starter motor 51, and an annular seal holding member 86 is fitted into the recess 12g. To do. The seal holding member 86 includes an O-ring support groove 86a on the outer peripheral surface, a first flange 86b protruding radially inward on the inner peripheral surface, and a radius on the side surface located on the shaft end side of the first auxiliary machine drive shaft 31. A second flange 86c protruding outward in the direction is integrally provided. The O-ring support groove 86a of the seal holding member 86 supports an O-ring 87 that seals between the inner peripheral surface of the recess 12g, and the first flange 86b of the seal holding member 86 and the flange 12h of the gear box 12 A seal member 88 that seals the outer periphery of the shaft end with the first auxiliary machine drive shaft 31 is supported therebetween. An annular convex portion 51a formed integrally with the starter motor 51 fixed to the seating surface 12c of the gear box 12 is fitted into the concave portion 12g of the gear box 12, and the tip of the convex portion 51g and the bottom wall of the concave portion 12g The seal holding member 86 is sandwiched between the two and is prevented from coming off.
[0030]
Therefore, in order to maintain the seal member 88, after removing the starter motor 51 from the gear box 12, if the tool is hooked on the second flange 86c of the seal holding member 86 and pulled out from the recess 12g, the seal member 88 is moved into the recess 12g. Therefore, the seal member 88 can be easily attached and detached without the need for a dedicated tool or the like. As a result, workability is greatly improved as compared with the case where the seal member 88 is directly supported by the gear box 12 without using the seal holding member 86. In addition, since the seal holding member 86 is prevented from being removed using the convex portion 51a of the starter motor 51, a special retaining member such as a circlip is not required, and the number of parts is reduced.
[0031]
Further, by forming an oil groove 12 i facing the recess 12 g in the gear box 12, oil can be supplied to the space between the roller bearing 36 and the seal member 88 to enhance the lubricating effect of the roller bearing 36. it can. At this time, since the seal holding member 86 constitutes a part of the wall surface of the oil groove 12i, the processing of the oil groove 12i is facilitated.
[0032]
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change in the range which does not deviate from the summary.
[0033]
For example, the accessory is not limited to the starter motor 51, the hydraulic pump 52, the fuel pump 53, and the oil pump 54 of the embodiment, and the number of accessory drive shafts is not limited to the four of the embodiment. Moreover, although the radial direction outer side of the radial drive shaft 16 is inclined backward in the embodiment, it may be inclined forward.
[0034]
【The invention's effect】
According to the invention described in claim 1 as described above, by fastening a bolt against a flat parting plane of the flat split surface and gearbox mounting flange of the engine casing, the gearbox the engine casing When supporting the full weight, the split surfaces are arranged parallel to the engine rotation axis, so the height of the mounting flange is reduced to bring the gearbox as close as possible to the engine casing, and the entire gas turbine engine is downsized. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an auxiliary machine drive unit of a gas turbine engine (a view taken along line 1-1 in FIG. 3).
FIG. 2 is a rear view of a gas turbine engine accessory drive unit (a view taken along line 2-2 in FIG. 3).
3 is a cross-sectional view taken along a line 3-3 in FIG. 2. FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. 3. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a line 5-5 in FIG. 7 is a view showing a state in which the tool insertion hole in FIG. 6 is closed with a lid. FIG. 8 is an enlarged view of a portion 8 in FIG. 3. FIG. 9 is a perspective view of a seal holding member.
11 Engine casing 12 Gear box 12a Split surface 13 Mounting flange 13a Split surface 14 Bolt 15 Bolt
17 gear housing
19 drive bevel gear 31 1st accessory drive shaft (auxiliary drive shaft)
32 Second Auxiliary Drive Shaft (Auxiliary Drive Shaft)
33 Third Auxiliary Drive Shaft (Auxiliary Drive Shaft)
34 Auxiliary machine drive shaft (Auxiliary machine drive shaft)
51 Starter motor (auxiliary machine)
52 Hydraulic pump (auxiliary machine)
53 Fuel pump (auxiliary machine)
54 Oil pump (auxiliary machine)

Claims

The flat split surfaces of the mounting flange provided on the outer wall surface of the circular cylindrical engine casing that houses the engine rotational shaft (11) (13) (13a), the accessory drive shaft for driving the auxiliary machine (51-54) The flat split surface (12a) provided on the gear box (12) supporting (31-34) is abutted and fastened with bolts (14, 15), so that the engine casing (11) Supports the entire weight, drives the engine rotating shaft through the radial drive shaft (16) that penetrates the engine casing (11) from the inside to the outside and has an inclination angle with respect to the engine rotating shaft. In the auxiliary drive unit of the gas turbine engine that transmits to the shaft (31 to 34),
An accessory drive unit for a gas turbine engine, wherein the split surface (13a) of the mounting flange (13) and the split surface (12a) of the gear box (12) are arranged in parallel to the engine rotation axis.

The accessory drive shafts (31 to 34) are a first accessory drive shaft (31), a second accessory drive shaft (32), a third accessory drive shaft (33), and a fourth accessory drive shaft (34). These first to fourth auxiliary machine drive shafts (31 to 34) are parallel to the engine rotation shaft and are mutually circumferential so as to be along the lower outer peripheral surface of the cylindrical engine casing (11). The auxiliary drive unit for a gas turbine engine according to claim 1, wherein the auxiliary drive unit is disposed at a predetermined distance in the direction.

A seat surface orthogonal to the axis of the radial drive shaft (16) is formed in the center of the split surface (12a) of the gear box (12), and the radial drive shaft (16) is mounted on the gear housing (17) fixed to the seat surface. The drive bevel gear (19) for transmitting the driving force to the accessory drive shaft (31 to 34) is supported, and the lower end of the radial drive shaft (16) is coupled to the drive bevel gear (19). An accessory drive unit for a gas turbine engine according to claim 1 or 2.