JP4926542B2 - ガスタービンエンジン用のロータ翼閉じ込め組立体 - Google Patents
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Description
タービン翼が外れた場合、ケーシングには、2つの顕著な衝撃が加わる。最初の衝撃は、全体として、ロータ翼の半径方向外側部分が解放される結果として、ロータ翼組立体の平面内にて生ずる。第二の衝撃は、ロータ翼の半径方向内側部分が次のロータ翼により下流方向に突き出される結果として、ロータ翼組立体の平面の下流にて生ずる。
好ましくは、少なくとも1つの中空の管状部材は、ケーシング内にてヘリックス状に配置されるものとする。
複数の中空の管状部材は、第一の中空の管状部材の巻き部分が第二の中空の管状部材の隣接する巻き部分間に配置されるようにすることができる。複数の中空の管状部材は、互いに隣接するよう配置することができる。
隣接する中空の管状部材の幾つかか当接接触状態となるように中空の管状部材を配置することができる。隣接する中空の管状部材の幾つかか軸方向に隔てられるように中空の管状部材を配置することができる。中空の管状部材間の軸方向空間がケーシングに沿って軸方向に変化するように中空の管状部材を配置することができる。
少なくとも1つの中空の管状部材内におけるフィラーの密度は、少なくとも1つの中空の管状部材の長さの全体に亙って一定であるようにすることができる。これと代替的に、少なくとも1つの中空の管状部材内におけるフィラーの密度は、少なくとも1つの中空の管状部材の長さの全体に亙って変化するようにしてもよい。
該少なくとも1つの中空の管状部材は、円形の断面又は矩形の断面とすることができる。
ロータ翼は、ファン翼とすることができ、また、ケーシングは、ファンケーシングである。
図面1に示したように、ターボファンガスタービンエンジン10は、流れ系内に、吸気口12と、ファン部分14と、コンプレッサ部分16と、燃焼部分18と、タービン部分20と、排気口22とを備えている。タービン部分20は、圧縮部分16内にて軸(図示せず)を介して1つ又はより多数のコンプレッサを駆動するよう配置された1つ又はより多くのタービンを備えている。タービン部分20は、また、軸(図示せず)を介してファン部分14を駆動するようタービンも備えている。ファン部分14は、周方向に隔てられて半径方向に伸びる複数のファン翼26を保持するファンロータ24を備えている。ファンロータ24及びファン翼26は、軸線Xに対して垂直な平面Y内にて実質的に、ターボファンガスタービンエンジン10の軸線Xの回りを回転する。ファン部分12は、また、ファンケーシング30により部分的に画成されたファンダクト28も備えている。ファンダクト28は、その軸方向下流端に出口32を有している。ファンケーシング30は、周方向に隔てられて半径方向に伸びる複数のファン出口案内ベーン36によりコアエンジンケーシング34に固定されている。ファンケーシング30は、ファンロータ24及びファン翼26を取り囲んでいる。ファンケーシング30は、ファン翼閉じ込め組立体38も備えている。
金属ケーシング40は、上流部分56と、中間部分58と、主翼閉じ込め部分54と、下流部分60とを備えている。上流部分56は、フランジ42を備え、下流部分60はフランジ44を備えている。
ターボファンガスタービンエンジン10の作動時、ファン翼26、ファン翼26の半径方向外側部分又はファン翼26の半径方向内側部分が外れた状態となったならば、ファン翼は金属ケーシング40と遭遇する。金属ケーシング40の主翼閉じ込め部分54は、ファン翼26又はファン翼26の半径方向外側部分により衝撃が加えられ、ファン翼26又はファン翼26の半径方向外側部分からエネルギを効果的に除去する。ファン翼26の半径方向内側部分は、金属ケーシング40の下流部分60に衝撃を加え、衝撃保護手段64は、金属ケーシング40の下流部分60に対する保護作用を提供する。ファン翼26の半径方向内側部分は音響ライナー80を通過し、このことは、ファン翼26の半径方向内側部分の動作に対し殆んど抵抗しない。フィラー材料68を保持する管状部材66は、ファン翼26の半径方向内側部分のエネルギを吸収し且つ、衝撃荷重を金属ケーシング40の下流部分60の遥かに大きい面積に亙って拡げる。管状部材66は分離材として機能し且つ、ファン翼26の半径方向内側部分が金属ケーシング40の下流部分60と接触し、また、該下流部分60に侵入するのを防止する。
本発明の有利な効果は、ファン翼閉じ込め組立体が簡単となり、ファン翼組立体を製造し且つ(又は)修理するための時間及びコストを削減する点である。
管状部材及びそれらのフィラー材料は、管状部材に対する適宜な厚さ及びフィラー材料に対する適宜な密度を選ぶことにより、ファン翼閉じ込め組立体における従来の氷衝撃パネルに置換すべく使用することができる。
12 吸気口
14 ファン部分
16 コンプレッサ部分
18 燃焼部分
20 タービン部分
22 排気口
24 ファンロータ
26 ファン翼
28 ファンダクト
30 ファンケーシング
32 出口
34 コアエンジンケーシング
36 ファン出口案内ベーン
38 ファン翼閉じ込め組立体
40 金属ケーシング
42 上流フランジ
44 下流フランジ
46 吸気組立体
48 フランジ
50 ファンケーシングの後部
52 フランジ
54 主翼閉じ込め部分
55 T字形断面リブ
56 金属ケーシングの上流部分
58 金属ケーシングの中間部分
60 金属ケーシングの下流部分
61 フック
62 下流部分の半径方向内面
64、64A、64B 衝撃保護手段
66、66A、66B、66C、66D、66E、66F、66G、66H、66I 管状部材
68 フィラー部材
70 管状部材の上流端
72 管状部材の下流端
74 巻き部分
80 音響ライナー
82 有孔部材
84 ハニカム構造体
86 無孔部材
X 軸線
Y 平面
Claims (19)
- ガスタービンエンジン用のロータ翼閉じ込め組立体において、ロータ翼の1つの配置を取り囲み得るように配置された、円筒状又は截頭円錐形のケーシングと、ケーシング内にて半径方向に配置され且つケーシングに固定されて、フィラー材料を保持する少なくとも1つの中空の管状部材と、を備え、
少なくとも1つの中空の管状部材は、ケーシング内にてヘリックス状に伸びる、ガスタービンエンジン用のロータ翼閉じ込め組立体。 - 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材は、ケーシング内にて周方向に伸びる、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、ケーシング内にてヘリックス状に配置された複数の中空の管状部材が存在する、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項3に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、第一の中空の管状部材の巻き部分が第二の中空の管状部材の隣接する巻き部分の間に配置されるように、複数の中空の管状部材が配置される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項3に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、複数の中空の管状部材が、互いに軸方向に隣接するよう配置される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項3に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材の隣接する巻き部分の幾つかが当接接触状態となるように、少なくとも1つの中空の管状部材が配置される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項4に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの管状部材の隣接する巻き部分の幾つかが軸方向に隔てられるように、少なくとも1つの中空の管状部材が配置される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項7に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材の隣接する巻き部分間の軸方向空間がケーシングに沿って変化するように、少なくとも1つの中空の管状部材が配置される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材は発泡材を保持する、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項9に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材は金属発泡材を保持する、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材内のフィラーの密度は、少なくとも1つの中空の管状部材の長さの全体に亙って一定である、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材内のフィラーの密度は、少なくとも1つの中空の管状部材の長さの全体に亙って変化する、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材はケーシングに接合される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材は円形の断面又は矩形の断面である、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、音響ライナーが、前記ケーシング内部において、少なくとも1つの中空の管状部材よりも半径方向内側に配置される、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項15に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、音響ライナーは少なくとも1つのパネルを備える、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項16に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、パネルの各々は、有孔部材と、無孔の補強部材と、該有孔部材と無孔の補強部材との間に配置されたセル状構造体とを備える、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、少なくとも1つの中空の管状部材が音響ライナーを画成するように、少なくとも1つの中空部材が有孔とされる、ロータ翼閉じ込め組立体。
- 請求項1に記載のロータ翼閉じ込め組立体において、ロータ翼はファン翼であり、ケーシングはファンケーシングである、ロータ翼閉じ込め組立体。
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