JP5235802B2 - 圧縮機および航空機 - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮機のディフーザの駆動装置に関する。
ディフーザは、圧縮機の出口の流路断面積を制御するように用いられる。可変のディフーザは、複数のベーンを有し、該ベーンは、枢動して、流路断面積を最小量と最大量との間で変化させる。
最近開発されたディフーザの一例が、米国特許出願番号１１／１０８２８６（特許文献１）に開示されており、ここでは、機械的な接続によってリングが回転駆動されている。リングが回転するときに、リングはディフーザベーン内に受容されているピンを支持する。リングが回転すると、ディフーザベーンが枢動し、これにより、流路断面積が制御される。
米国特許出願番号１１／１０８２８６
従来の機械的な駆動機構は、複雑であり、相対的に大きな駆動モータを必要とし、かつ正確ではないため望ましくない。
本発明の開示した実施例では、ディフーザベーンを駆動する駆動機構は、電気モータを有し、この電気モータは、ピニオンギアを駆動する。ピニオンギアは、湾曲したラック部と係合して、リングを回転させ、ディフーザベーンを枢動させる。圧縮機は、空気ベアリングに取付けられる。本発明の独自の機構により、小型の駆動機構が提供される。
本発明の上記の特徴および他の特徴は、以下の発明を実施するための形態および添付の図面から明らかになるであろう。添付の図面について以下に簡単に説明する。
本発明を含んだ圧縮機を示す概略図。 ディフューザの駆動機構を示す図。 駆動接続部分を示す図。 ディフーザベーンの一部を示す図。
図１に図示した圧縮機２０は、概略的に示す航空機Ｘに搭載されている。入口２２は、圧縮される空気を圧縮機インペラ２４に導く。インペラ２４は、電機モータ２６によって駆動される。モータシャフト２９は、回転するように空気ベアリング２８，３０によって支持される。供給源３４から空気ベアリング２８，３０に冷却空気３２が供給される。圧縮機２０の出口３６は、インペラ２４の下流に位置する。ディフーザ３８は、流路断面積を制御するように軸を中心に枢動（ｐｉｖｏｔ）する複数のベーン（図４参照）を有する。ディフーザ３８は、以下に説明するようにモータ４０によって駆動する。
図２を参照すると、モータ４０は、ピニオンギア４２を駆動する。ピニオンギア４２の歯は、湾曲したラック部４４（以下、湾曲ラック部という）の歯と係合する。ピニオンギア４２が回転することにより湾曲ラック部４４が回転する。湾曲ラック部４４は、リング７０を駆動する。リング７０は、ピン７２を支持している。リングが回転すると、このリング７０に支持されたピン７２によって、ディフーザベーン（枢動ベーン）５０がハウジング４８に対してピン７４上で枢動する。ディフーザベーン５０が枢動することによって、インペラの下流に位置する流路断面積が変化する。
図３は、湾曲ラック部４４に係合するピニオンギア４２を示している。図示されているように、リング７０は、ベーン５０を枢動させるようにピン７２を支持する（図２参照）。
図４は、ピン７４上で枢動するベーン５０を示している。インペラは、インペラベーンを枢動させるのが望ましい場合、前述の特許文献１に記載されているように作動する。理解されるように、ベーン５０は、枢動するときに、符号ｄで示すように流路断面積の開放や制限を行う。本発明により、小型の機械駆動装置がもたらされる。
ピニオンギア４２は、湾曲ラック部４４の半径方向内側に配設されているため、要求されるスペースをより小さくすることができる。さらに、本発明の機構は、非常に低い出力のモータを用いているが、ベーン５０を非常に正確に位置決めすることができる。
本発明の実施例を開示したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の修正および変更を加えてもよいことを理解されるであろう。したがって、本発明の真の範囲を決定するために、以下の特許請求の範囲を検討されたい。
２０ 圧縮機
２２ 入口
２４ 圧縮機インペラ
２６ 電機モータ
２８ 空気ベアリング
２９ モータシャフト
３０ 空気ベアリング
３２ 冷却空気
３４ 供給源
３６ 出口
３８ ディフーザ
４０ モータ
４２ ピニオンギア
４４ 湾曲ラック部
４８ ハウジング
５０ ディフーザベーン
７０ リング
７２ ピン
７４ ピン

Claims (6)

  1. インペラと、インペラに空気を供給する入口と、を備える圧縮機であって、
    前記インペラは、空気を圧縮し、この空気を出口へと導き、
    圧縮機は、さらに、
    インペラの下流に位置するとともに、複数の枢動ベーンを備える可変のディフーザと、
    複数の枢動ベーンを枢動させる駆動機構と、
    を備え、
    駆動機構は、ピニオンギアを回転させる電機モータを備え、
    ピニオンギアの歯は、ラック部の歯と係合し、
    ラック部は、ピニオンギアの半径方向外側に位置し、複数の枢動ベーンの上流側に位置するリングを支持し、該リングは、複数の枢動ベーンと係合するピンを支持し、
    ピニオンギアが回転することによって、ラック部及びラック部に支持されるリングが回転してピンが回転し、このピンの回転により、複数の枢動ベーンが枢動して、インペラの下流に位置する流路断面積が変化し、
    インペラは、空気ベアリングに取付けられることを特徴とする圧縮機。
  2. ラック部は、湾曲したラック部であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
  3. インペラと、インペラに空気を供給する入口と、を備える航空機であって、
    前記インペラは、空気を圧縮し、この空気を出口へと導き、
    航空機は、さらに、
    インペラの下流に位置するとともに、複数の枢動ベーンを備える可変ディフーザと、
    複数の枢動ベーンを枢動させる駆動機構と、
    を備え、
    駆動機構は、ピニオンギアを回転させる電機モータを備え、
    ピニオンギアの歯は、ラック部の歯と係合し、
    ラック部は、ピニオンギアの半径方向外側に位置し、複数の枢動ベーンの上流に位置するリングを支持し、該リングは、複数の枢動ベーンと係合するピンを支持し、
    ピニオンギアが回転することによって、ラック部及びラック部に支持されるリングが回転してピンが回転し、このピンの回転により、複数の枢動ベーンが枢動して、インペラの下流に位置する流路断面積が変化し、
    インペラは、空気ベアリングに取付けられることを特徴とする航空機。
  4. ラック部は、湾曲したラック部であることを特徴とする請求項３に記載の航空機。
  5. ピニオンギアは、モータにより駆動され、該モータ及び枢動ベーンはピニオンギアの対向する側においてそれぞれ位置し、ラック部は、湾曲したラック部であり、ラック部はリングを駆動し、このリングは、複数の枢動ベーンを枢動させるピン支持し、ピンは、ピニオンギアの半径方向外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
  6. ピニオンギアは、モータにより駆動され、該モータ及び枢動ベーンはピニオンギアの対向する側においてそれぞれ位置し、ラック部は、湾曲したラック部であり、ラック部はリングを駆動し、このリングは、複数の枢動ベーンを枢動させるピン支持し、ピンは、ピニオンギアの半径方向外側に位置することを特徴とする請求項３に記載の航空機。
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