JP5100053B2 - 求心空気取り出し装置を備えた圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、特に航空機のターボジェットエンジンのための、求心空気取り出し装置（ｃｅｎｔｒｉｐｅｔａｌ ａｉｒ ｏｆｆｔａｋｅ）を備えた圧縮機に関する。本発明は、より詳細には、径方向に向けられた取り出しパイプの新規でより簡単な装置に関し、この装置が、圧縮機の空気流から空気を取り出して、その空気をロータディスクの穴とシャフトとの間に移送することを可能にする。

航空機のターボジェットエンジンでは、エンジン要件（特定の構成要素の冷却および潤滑チャンバの加圧）のために、高圧圧縮機において空気を取り出す必要がある。

知られている技術によれば、空気を、流れの内側の境界を定めるロータの壁の開口を通して取り出し、求心取り出しパイプを通して移送して、ロータを貫通するシャフトに沿って空気を循環させる。

この解決法には、圧縮機周囲における空間要件を低減し、パイプの長さと取り出し装置半径を変えることによって、所望の圧力に空気を回復するという利点がある。

例えば、米国特許第６，６４８，５９２号明細書には、パイプが、高圧圧縮機のディスクの１つにボルト締めされたリングにねじ込まれるタイプの装置が記載されている。このアセンブリの欠点は、部品数が比較的多いことである。別の解決法は、圧縮機のディスクの１つに固定された内側カラーの内部にパイプを取り付けて、内部でそれらパイプを保持しながら、外側カラーにパイプを圧着することから成る。このシステムの欠点は、組立が難しいことである。
米国特許第６，６４８，５９２号明細書

本発明の目的は、詳細には、圧着加工を除去することによって、組立てを容易にする改良された装置を提供することである。

より正確には、本発明は、径方向に向けられ、かつ周囲に規則的に配置された複数のパイプを備えたタイプの、求心空気取り出し装置を備えた圧縮機に関し、前記パイプは、記前圧縮機のロータの２つの同軸カラー、すなわちそれぞれ外側カラーと内側カラーとの間に取り付けられ、前記外側カラーの外側の空間は、前記圧縮機の流れと連通し、各パイプの一端が、前記外側カラーの穴に嵌合し、各パイプは、前記内側カラーの穴に嵌合し、ロック手段が、このようなパイプと前記内側カラーとの間に画定されていることを特徴とする。

好ましい実施形態によれば、ロック手段は、
平坦部を備える、各パイプに固定されたフランジと、
前記内側カラーの内面に画定された、側方開口を備える環状スロット、および前記内面から突出し、かつ前記環状スロットに平行な着脱可能な環状リミットストッパとを備える。

前記フランジは、前記スロットと嵌合して、その平坦部は前記環状リミットストッパと対向している。

上述の環状リミットストッパは、内側カラーの溝に取り付けられた保持リングであってもよい。

また、組立を容易にするために、各パイプは、有利には、断面が環状のボスを含み、前記内側カラーに形成された各穴の直径は、前記ボスの直径に対応する直径を有する。組立後、ボスはこの穴に嵌合される。

この場合、内側カラーの縁部と各穴との間に、前記パイプが穴に嵌合することを可能にするのに十分な幅のチャネルを設けると、さらに組立が容易になる。

本発明はまた、先に規定したタイプの求心空気取り出し装置を有する圧縮機を備えることを特徴とする、航空機のターボジェットエンジンに関する。

単に例示目的で与えられ、添付の図面を参照してなされる以下の説明に照らして、本発明はより詳細に理解され、本発明の他の利点がより明確になろう。

より詳細に図１から図３を参照すると、ターボジェットエンジンの高圧圧縮機１３のロータ１１のハブ１２が示されている。このハブ１２は、外壁１５の外側で径方向に延びる回転可動ブレード１４ａ、１４ｂを備え、環状の空気流１６が、この外壁とハウジング１７との間に画定されることが知られている。固定ブレード１８が、可動ブレードの間に軸方向に配置されている。ハブは、空気流１６の境界を定めるハブ１２の外壁から内側に向かって径方向に延びる、一連のディスク１９ａ、１９ｂを備える。各ディスクは、中心穴２０ａ、２０ｂを有し、この開口を通ってシャフト２２が延びている。特定の要素を冷却する要件に関しては、流れから空気を取り出し、その空気を、ディスクの穴とシャフト２２によって境界を定められた空間２４内に再注入する必要がある。この取り出しは、周囲に規則的に配置された、径方向に向けられた一連の取り出しパイプ２６によってなされる。一例において、前記圧縮機のロータの２つの同軸カラー、すなわちそれぞれ外側カラー２７と内側カラー２９との間に取り付けられた、１２個の取り出しパイプ２６が設けられている。外側カラー２７の外側の空間は、圧縮機の空気流１６と連通している。図示された例において、前記外側カラー２７は、実際には、空気流の境界を定めるハブの外壁１５の一部を形成している。内側カラー２９に関しては、これは、ディスクのうちの一方、ここではディスク１９ｂの側に、横方向および回転軸ｘと同軸に画定されている。

本発明の重要な特徴によれば、各パイプの一端（外側に向けられた端部）が、前記外側カラー２７の穴３０に嵌合している。さらに、各パイプは、前記内側カラー２９の開口３２に嵌合している。最後に、ロック手段が、一方ではすべてのパイプ２６と、他方では内側カラー２９との間に画定される。

図示された例（図２から図４）において、ロック手段は、以下のように分配されている。すなわち、
・ 各パイプ２６には、平面フランジ３５が、内側カラーの位置に対応する径方向距離で、パイプの外側に固定されている。このフランジには、平坦部３６が設けられている。
・ 前記内側カラー２９には、側方開口を備えた環状スロット３８が、前記内側カラーの内面に画定され、一方、着脱可能な環状リミットストッパ４０が、前記環状スロット３８と平行に、この内面から突出している。図示した例において、前記環状リミットストッパ４０は、前記内側カラー２９の溝４２内に設けられた保持リングである。

図示された例においては、側方開口を備えた前記環状スロット３８は、前記内側カラーの内面から突出する環状リブ４４内に画定される。

パイプ２６が、所定位置にあり、前記内側カラーとロックされる場合、フランジ３５はスロット３８に嵌合し、その平坦部３６は、前記環状リミットストッパ４０と実質的に接触している。

さらに有利には、各パイプは、フランジ３５に近接した、断面が拡大した環状断面のボス４６を備える。前記内側カラー２９に形成された穴３２の直径は、前記ボス４６の直径に対応している。当然のことであるが、パイプが所定位置にある場合、ボス４６はこの穴３２内に位置する。チャネル４９が、内側カラー２９の縁部と各穴３２との間に形成されている。このようなチャネルは、パイプ２６が穴に嵌合することを可能にするのに十分な幅を有し、この幅は、当然、ボスの直径よりも小さい。

図１から図３の例においては、パイプ２６の外側端部は、外側カラー２７の対応する穴３０にすべり込むことによって、簡単に嵌合される。

先の説明からすると、パイプの組立は、極めて簡単に実行できることになる。リミットストッパ４０を取り外して、作業者は、内側カラー２９の対応するチャネル４９に対向して各パイプ２６を与え、パイプをこのチャネルに嵌合することができる。このとき、ボス４６は、前記内側カラーが位置する径方向距離よりも短い距離に位置する。その後、一旦、パイプ２６が内側カラーの穴３２に入ると、作業者は、パイプを外側に向かって径方向に移動させて、パイプの外側端部を外側カラー２７の穴３０に嵌合する。この操作の間、ボス４６は、内側カラーの穴に嵌合しており、作業者は、平坦部３６を、側方開口３８を備えた環状スロットと対向させて置くよう気を配る。フランジ３５が内側カラーの内面と接触すると、作業者は、平坦部３６が保持リングの位置と対向して位置するまで、パイプを１８０°回転させる。この後は、パイプは、スロット３８内でフランジ３５の嵌合によって所定位置に保持される。全部で１２本のパイプが、このように取り付けられる。最後に、必要なことは、溝４２に保持リング（リミットストッパ４０）を取り付けて、全パイプを永続して固定することである。

この実施形態においては、フランジ３５と内側カラー２９との間に、遠心力による負荷が掛かる。

図４の実施形態においては、類似の構成要素には同一参照符号が付され、再度説明されない。外側カラー２７の対応する穴３０に嵌合される各パイプ２６の外側端部は、ここでは円錐形状で、前記外側カラー２７の内面の対応面に接して位置するショルダ部５２を備えている。この実施形態においては、取り出しパイプ２６に働く遠心力は、ショルダ部５２と前記外側カラー２７の内面との間の当接を結果として生じる。フランジ３５は、アセンブリでロック機能のみを有する。

本発明による、改良点を備えた圧縮機の部分断面図である。 パイプの組立をより詳細に示す詳細な斜視図である。 図２の断面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った詳細図である。 一変形形態を示した、径方向断面に沿った部分概略図である。

符号の説明

１１ ロータ
１２ ハブ
１３ 高圧圧縮機
１４ａ、１４ｂ 回転可動ブレード
１５ 外壁
１６ 環状の空気流
１７ ハウジング
１８ 固定ブレード
１９ａ、１９ｂ ディスク
２０ａ、２０ｂ 中心穴
２２ シャフト
２４ 空間
２６ 取り出しパイプ
２７ 外側カラー
２９ 内側カラー
３０、３２ 穴
３５ 平面フランジ
３６ 平坦部
３８ 環状スロット
４０ 環状リミットストッパ
４２ 溝
４４ 環状リブ
４６ ボス
４９ チャネル
５２ ショルダ部

Claims (8)

1. 周囲に規則的に配置されかつ径方向に向けられた複数のパイプを備えたタイプの、求心空気取り出し装置を備えた圧縮機であって、前記パイプ（２６）が、前記圧縮機のロータの２つの同軸カラー、すなわち外側カラー（２７）と内側カラー（２９）との間に取り付けられ、前記外側カラーの外側の空間が、前記圧縮機の流れと連通し、各パイプ（２６）の一端が、前記外側カラーの穴（３０）に嵌合され、各パイプが、前記内側カラーの穴（３２）に嵌合され、
   該パイプと前記内側カラーとの間に画定されるロック手段が、
   各パイプに固定されており、外周面に設けられた平坦部（３６）を備えるフランジ（３５）と、
   前記内側カラーの内面から突き出た環状リブ（４４）内に画定されており、該内側カラーの内面上で側方に開口した環状スロット（３８）と、
   内側カラーに取り付けられて、前記環状スロットと平行に該内側カラーの内面から突出する着脱可能な環状リミットストッパ（４０）とを備え、
   前記内側カラーの穴（３２）が、前記環状スロット（３８）と前記環状リミットストッパ（４０）との間に配設されており、
   前記各フランジ（３５）が、前記環状スロットに部分的に係合され、該フランジ（３５）の平坦部（３６）が、パイプ（２６）の回転を阻止するように前記環状リミットストッパと実質的に接触している、前記圧縮機。
2. 前記環状リミットストッパ（４０）が、前記内側カラーの溝（４２）に取り付けられた保持リングである、請求項１に記載の圧縮機。
3. 各パイプが、断面の拡大した環状ボス（４６）を備え、前記内側カラーに形成された各穴（３２）の直径が、前記ボスの直径と対応し、前記穴が、前記ボスを収容する、請求項１または２に記載の圧縮機。
4. チャネル（４９）が、前記内側カラー（２９）の縁部と各穴（３２）との間に形成され、前記チャネルが、前記パイプが前記穴に嵌合することを可能にするのに十分な幅を有する、請求項３に記載の圧縮機。
5. 前記パイプの外側端部が、前記外側カラーの穴（３０）にすべり込むことによって嵌合される、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機。
6. 前記外側カラーの穴（３０）に嵌合された各パイプの外側端部が、前記外側カラー（２７）の内面に接して位置するショルダ部（５２）を備えている、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機。
7. 前記外側カラー（２７）が、空気流の境界を定める壁の一部を形成している、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧縮機。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の圧縮機を備えた、航空機のターボジェットエンジン。

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