JPH07500397A - タービンエンジン用のユーティリティ導管エンクロージャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タービンエンジン用のユーティリティ導管エンクロージャ 発明の分野 本発明は、タービンエンジンに関し、更に詳細には、タービンエンジンで用いる ユーティリティ分配装置に関する。

発明の背景 タービンエンジンにおいては、種々の付帯設備（ユーティリティ）がタービンエ ンジンの作動及び管理のために必要とされている。例えば、エンジンのまわりに 設置されて軸方向及び円周方向に分岐されている導管の回路網が、典型的に、付 帯設備の機能を伝送するために必要な分配システムを提供している。すなわち、 これらの導管は、エンジンとメインフレームとの間に電気、燃料、圧縮空気、油 及び作動液を伝送する。なお、メインフレームには例えば航空機の発電機が設置 されている。

エンジンをますます高精度に制御するためには、エンジンの制御を高精度化する 目的のために必要とされる追加のユーティリティ導管をエンジンに取付けること が要求される。そして、これらユーティリティ導管の大部分は、電気を送る必要 のために設けられる。

従来技術によれば、複数のハードワイヤード電気用導管は、エンジンのファンケ ースとエンジンコアとの間に設けられた環状ボリューム部（以下、ファン／ファ インターフエース部と称する）をまたいでいる。各々の電気用導管によって担持 されていると共に電気用導管から延びている多数の電気リード線は、それらの指 定されたターミナルへの途中でエンジンまわりにいわゆる“たこ”配線と言われ るような分布で四方六方に分配されている。

これらの電気用導管及び電気リード線は、軸方向にかつ種々のエンジン表面まわ りの円周方向に広がるようにされていると共に、線エンジン表面に半永久的に固 定されている。該エンジン表面は、ファンケース及びエンジンコアを包含してい る。これらの電気用導管及び電気リード線は、典型的に、電気用導管を例えば同 様な感知又は制御機能を果すように指定された電気リード線を担持する電気用導 管に割当てるために、必要な電気接続を確立する途中で、エンジンの外周部まわ りでからみ合わされたり、重ね合わされたりされる。

なお、前述した感知又は制御機能を果すように指定された電気リード線に対応す るセンサ又はコントローラは、エンジンコアの外周部−面に広く分配され、これ らのセンサ又はコントローラに前記指定された電気リード線が向けられる。

エンジンに取付けた電気リード線及び電気用導管は、構造的干渉によって断続的 又は連続的な摩耗又はすり切れによる機能停止を早期に生じさせるに加えて、過 度の熱、振動及び衝撃荷重にさらされる。航空機に取付けたエンジンの下側で前 記ファン／ファインターフエース部を越えて設けられている電気リード線及び電 気用導線は、摩耗又はすり切れを受けやす（、該摩耗又はすり切れはエンジンの メンテナンス及び修繕の間又は所定のエンジンの取外し／取換えの間に不注意に より生じ、その結果コストが高くなると共に、修繕に要する時間及び航空機の休 止時間が長くなる。

実際の航空機の休止時間に加えて、多大の時間と労力とが、電気用導管又は電気 リード線、特に２００以上の数のクランプ又はクリップによって固着されている ２００本以上の電気リード線を包含する広いエンジン用電気回路網を典型的に備 えている最新式の電子管理システムを有するエンジンにおける電気用導管又は電 気リード線の捜しにくい欠陥又は故障を発見するのに、一般に必要とされている 。また、同じ（多大の時間と労力とが、故障が実際に発見された後に欠陥のある ハードワイヤード電気用導管の多数のからみ合った電気リード線の各々を取外し て正確に取替えるために必要とされる。

損傷した電気用導管又は電気リード線を発見し、取外して、取替える場合におけ る従来技術の他の問題として、相当に重いスラストレバーサドア（各ドアは約４ ５３．６ｋｇ　（約１０００ボンド）の重さがある）を一般に使用していること が障害となっていることである。すなわち、これらの重いスラストレバーサドア は、エンジンの外周部に接近して十分な修理整備を可能とするためにエンジンコ アから離れるように引き上げなければならず、航空機の修理整備性（保守容易性 ）を損うものである。従来技術の更に他の問題として、多数のユーティリティ導 管がエンジンのファン／コアインターフェース部を通過し、したがってエンジン をより一層容易な輸送可能な構成部品に分割することが複雑となるため、ファン ケースをそのエンジンに取付は又は取外すのに多大な時間と労力とを要すること である。

以上述べた従来技術の問題点に鑑み、大航空会社の少なくとも１社が現在行って いる実施によれば、航空機に搭載されているエンジンの欠陥のある電気用導管を 探知、修理又は取替えるような方法を採らないので、ファン／ファインターフエ ース部に設けられているままで検査されて作動的に欠陥のある電気用導管を有す るエンジンそのものを取外して、新しいエンジンに取替え、航空機を即座に運行 できるように復帰することが行われている。この方法はスペアのエンジンを在庫 品として用意してお（必要があるので明らかにコストが高くなるが、しかし、航 空機が停止される長い時間や運行が中断されることを考慮すると、この方法によ るコストは明らかに妥当なコストであるということができる。

本発明の目的は、エンジンのファン／コアインターフェース部をまたいでいる多 数の電気用導管を組織化し、保護しがっ区域分けし、これにより欠陥のある電気 リード線の迅速な取外し及び取替えを容易にすることにある。

発明の概要 すなわち、換言すれば、本発明の目的は、タービンエンジンのコアとファンケー スとの間に設けられている環状ボリューム部をまたいでいる複数のユーティリテ ィ導管用であって、取外し及び取替えが容易な保護モジュール式エンクロージャ を提供することにあり、前記ユーティリティ導管はモジュール式エンクロージャ に取外し可能に結合されている。

本発明の他の目的は、送出ユーティリティ流れを区域分けする手段を提供するこ とにある。

すなわち、本発明によれば、タービンエンジンの軸方向に延びるエンジンコアと 半径方向外向に延びるファンケースとの間に設けられている環状ボリューム部を またいでいる、解放可能に取付けられたユーティリティ導管用モジュール式エン クロージャが提供される。

そして、このエンクロージャをエンジンのユーティリティ分配システムに統合す ることによって、欠陥のあるユーティリティ導管を野外で迅速に取外し、取替え ることが容易となり、これにより航空機の休止時間を最小にすることができる。

欠陥があると疑われた１つ又はそれ以上のユーティリティ導管を有するエンクロ ージャがエンジンから取外しされると、その故障の検査、修理が該航空機の運行 スケジュールの要求とは別にして、進められる。

特に、本発明による導管エンクロージャは、エンクロージャの両端に近接して終 っている複数のユーティリティ導管を囲む。そして、これら導管の終了端は、こ れら導管が組合う複数のファンケース及びエンジンコアの終了端に、エンクロー ジャの両端に近接して直接の係合でもって又はエンクロージャの各端面に設けら れたインターフェースを通して、解放可能に取付けられる。エンクロージャの中 間及び両端で複数の側表面に解放可能に取付けられた複数のカバーパネルは、休 止している航空機を点検、修理する目的のためにエンクロージャに収容されてい るユーティリティ導管に接近できることを可能にし、これにより入来ユーティリ ティ導管と、エンクロージャに収容されているインターフェースに与えられてい るエンジン区域の特定の送出導管との間の必要な接続及び再接続を作ることがで きる。

また、複数のブラケットがエンクロージャをファンケース及びエンジンコアのと ころでエンジンに解放可能に固定する。更に、エンジンコアに近接してエンクロ ージャに設けられている複数の横方向に延びるタブが、閉じているスラストレバ ーサドアによって捕えられ、これにより追加のエンクロージャ保持装置が提供さ れている。ファンケースの下流縁の面においてエンクロージャから半径方向外向 きに延びる環状防火ンールは、閉じているスラストレバーサドアに作用して、フ ァンケースの環境とエンジンコアの環境との間の防火壁を提供する。

図面の簡単な説明 図１ａは、本発明を実施したガスタービンエンジンの側面図である。

図１ｂは、従来技術の典型的なユーティリティ導管の分散状態を示すガスタービ ンエンジンの側面図である。

図２は、本発明を実施したガスタービンエンジンの等角投影図である。

図３は、図２のガスタービンエンジンから取外した導管エンクロージャを示す図 である。

実施例の詳細な説明 図１ａは、本発明による導管エンクロージャ５ｏを示す。このエンクロージャ５ ｏは、ガスタービンエンジン１０のエンジンコア２ｏとファンケース３ｏとの間 に設けられている環状ボリューム部４ｏをまたいでいる複数のユーティリティ導 管４２を収容して保護するための囲いであり、これにより、図１ｂに示されてい る従来技術のユーティリティ導管４２、すなわち外に露出されているとともに互 いにからませられかつそれほど組織化されていないハードワイヤード導管の回路 網が改良される。これは、総ワイヤリング／％−ネスを３つの区域、すなわちフ ァンケース３０、エンジンコア２０及びこれらの間に設けられた環状ボリューム 部４０とに分割し、第３番目の区域である環状ボリューム部４０の導管を保護エ ンクロージャ５０内に収容することによって、達成される。

次に、特に図２及び図３を参照するに、エンクロージャ５０は、その全体の蛇行 長さにわたって台形断面を有する。また、エンクロージャ５０はファンケース３ ０に近接して配置される第１の端５２と、エンジンコア２０に近接して配置され る第２の端６２とを有する。そして、このエンクロージャ５０を通して設置され た複数のブリッジングユーティリティ導管４２は、エンクロージャ５０の第１の 端５２に設けられている複数の第１のターミナル４４と、エンクロージャ５０の 反対側の第２の端６２に設けられている複数の第２のターミナル４６とに、それ ぞれ連結している。

ブリッジング導管４２の第１のターミナル４４は、対応するファンケース側に設 けられているユーティリティ導管３２に設けられている組み合う組の第１のター ミナル３４に解放可能に固定されている。これらの接続は、第１の面５４を通し て設けられた１つ又はそれ以上の穴５６を介して、よく知られている適当な接続 手段を用いて行われる。

同様な方法によって、ブリッジング導管４２の反対側の第２のターミナル４６が 対応するエンジンコア側に設けられているユーティリティ導管２２に設けられて いる第２のターミナル２４に解放可能に固定され、これによりファンケースとエ ンジンコアとの間の接続が完成される。すなわち、エンクロージャ５０の第１の 端５２で行われたと同じ接続の方法によって、エンクロージャ５０の第２の端６ ２側の第２のターミナル２４の接続がエンクロージャ５０の第２の面６４を通し て設けられた１つ又はそれ以上の穴６６を介して行われる。エンクロージャ５０ の第１の面５４及び第２の面６４に設けられた穴５６及び６６は、これらを通し て通過するユーティリティ導管に依存して、単−又は複数の導管に適応すること ができる。この分野の当業者にはよ（知られているように、上述した接続を行う 目的のために、エンクロージャ５０の第１の面５４及び／又は第２の面６４を介 して設けられる種々の隔壁取付は形コネクタを用いることができる。

エンクロージャ５０の第１の端５２及び第２の端６２は、ファンケース３０及び エンジンコア２０にそれぞれ解放可能に固定される。エンジンの軸中央線に関し て、エンクロージャ５０の第１の端５２に又はその付近に設けられている複数の 半径方向内向きに延びるブラケット５７は、ファンケース３０側の１つ又はそれ 以上の第１の端接続点５８に、公知の適当な固定手段例えばボルト５９を用いて 解放可能に固定される。

同様な方法により、エンクロージャ５０の第２の端６２に又はその付近に設けら れている他の複数のブラケット５７が、エンノンコア２０の１つ又はそれ以上の 第２の端接続点６８に解放可能に固定されている。本発明によれば、複数のター ミナル２４，３４，４４゜４６及び接続点５８．６８は比較的短い時間（１０〜 ２０秒）で解放することができ、これによりエンクロージャ５０を取外して他の エンクロージャに取替えることを速くでき、したがって迅速な野外取外しを容易 にすると共に航空機の休止時間を最小にすることができる。ブラケット５７は、 フランジを付けた構造とされ、またエンジンコア２０又はファンケース３０側の それらのそれぞれの取付は接続点５８．６８に適合して対応するような形状とさ れている。

エンクロージャ５０を通して流体及び／又は電気のユーティリティ流れが導かれ る。すなわち、ブリッジングユーティリティ導管４２はエンクロージャ５０内を 通過して、エンクロージャ５０の第１の端５２と第２の端６２とを互いに流体的 及び／又は電気的に接続し、エンジンコア２０とファンケース３０との間に要求 される電気、燃料、圧縮空気、油及び／又は作動液を流す。流体と電気とはその 専用の導管４２内を分離して流されるけれども、所定の導管への流入はエンクロ ージャ５０に収容されているインターフェース７０のところでエンジン区域の特 定の送出導管に向は直すことができる。

端コネクタ４４．４６に加えて、エンクロージャ５０内部のインターフェース７ ０への接近は、エンクロージャ５０の中間部及び／又は両端５２．６２のところ でエンクロージャ５０の外方表面５１に設けられているエンクロージャカバーパ ネル５３を取外すことによって、可能となる。これらのカバーパネル５３は、エ ンクロージャ５０に複数個のボルト５５による接続手段によって固定されている 。

エンクロージャ５０に収容された複数のブリッジングユーティリティ導管４２は 、インターフェース７０を通して分岐され、これによりファンケース３０とエン ジンコア２０の最適なハーネス設計が容易となる。

すなわち、インターフェース７０を通して、ユーティリティ導管のレイアウトを 、特定のエンジン構造に必要とされる特定の流体／電気のユーティリティ流れに したがって独立して最大限に行うことができる。特に、ユーティリティ流れは、 インターフェース７０により、特定のエンジンコア又はファンケース区域部分１ ００（図１参照）に、この特定区域部分１００に要求されているすべてのユーテ ィリティリード線を収容する１つ又はそれ以上の専用の送出ユーティリティ導管 を通して、向けられる。複数の特定区域部分１．００がファンケース３０とエン ジンコア２０の両方に配置されるものであるけれども、図面を明瞭にするために 図１には３つのみの区域部分１００が示されている。ユーティリティリード線は 、予定されたエンジンコア区域部分１００にしたがって、更に適切にいえばユー ティリティの種類によって専用の導管７４に含まれ、これにより従来技術で生じ ていたユーティリティリード線のからみ合い及び重なり合いを除去することがで きる。

例えば、単一の導管から予め与えられた制御又は感知機能を導く電気線（これら 電気線は典型的にエンジンコアの周囲の広い区域にまたがっている）は、インタ ーフェース７０によって、その指定されたエンジンの区域部分１００を担当する 特定の導管７４に向けられる。

したがって、特にエンジンコアの区域部分１００への導管の組織化された分配に よって、図１ｂに示されているような従来技術による導管の乱雑な分配を防止す ることができる。再び図３を参照するに、よく知られている接続手段を用いて分 岐インターフェース７０のところで導管を相互接続できることによって、特定の エンジン構造に必要な導管４２のみを要望に合せて設けることができる。この分 岐インターフェース７０への接近は、エンクロージャ５０がエンジン１０に設け られているときには、該分岐インターフェース７０に一番近いカバーパネル５３ を取外すことにより、可能となる。選択的に、エンクロージャ５ｏがエンジン１ ０から取外しされた後のオフ・ザ・エンジン台上試験（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｅｎｇ ｉｎｅ　ｂｅｎｃｈ　ｔｅｓｔｉｎｇ）のために、分岐インターフェース７ｏに 容易に接近するこトカテきる。

以上述べた説明はエンジンコア２ｏへのユーティリティ流れに関して集中してな されたけれども、本発明による装置は、また、インターフェース７ｏによって向 けられた類似する専用導管（図示せず）を通して、エンジンコア２ｏがらファン ケース３ｏへのユーティリティ流れにも適用できるものである。したがって、エ ンジンコア２ｏとファンケース３ｏとの間のインターフェース７０の両側又はそ のどちらか一方の側から延びる導管４２は、本発明の目的を達成するために２つ のエンジン構体のところで独立して区域分けされる。

防火壁９０が、また、エンクロージャ５ｏの外方表面５１に設けられている。こ の防火壁９ｏは、ファンケース３０の下流縁の面において、エンクロージャ５０ の第１の端５２がら半径方向外向きに延びている。

球状（バルブ）のソール断面を有する防火壁シール線９２が、防火壁９ｏの外周 に設けられて、囲繞するエンジンケースパネルの対応する内方表面に接触し、こ れによりファンケースの環境をエンジンコアの環境から絶縁している。高温度に 耐えられるようにシリコンを主成分とすると共に一定の形状を維持する特性を有 する材料が、上記の球状シール断面の形状を限定する。

この材料は、高温度に耐えかつ高い耐摩耗性を有する材料、例えば高密織りセラ ミックの外皮によって被膜される。防火壁９０は、ファンケース３０及びエンジ ンコア２０の隔離した環境のメンテナンスを保証するのに必要な厚さと火炎抑制 特性を有する金属板又は他の材料で形成される。

以上添付図面を参照して本発明の実施例について詳述してきたけれども、本発明 はこの特定の実施例に決して限定されるものではな（、本発明の範囲を逸脱しな いで種々の変形、改良が当業者によつてなし得るものである。

補正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の８） 平成６年４月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　長手方向軸線のまわりに環状に配置されたエンジンコアと、このエンジンコ アの半径方向外向きに配置されたファンケースと、このファンケースとエンジン コアとの間の流体／電気のユーティリティ流れ手段とを包含するガスタービンエ ンジンにおいて、３つの区域分けしたユーティリティ分配ハーネスを包含し、そ の第１の区域はファンケースに設けられて各々第１のターミナルを有する複数の ユーティリティ導管を有し、また第２の区域はエンジンコア２３に設けられて各 々第２のターミナルを有し、更に第３の区域はファンケースとエンジンコアとの 間に設けられた環状のポリューム部をまたがる複数のブリッジングユーティリテ ィ導管を有し、各ブリッジングユーティリティ導管は第１のターミナル及びこの 第１のターミナルと反対側の第２のターミナルを有し、前記ファンケースに設け られたユーティリティ導管の第１のターミナルと前記ブリッジングユーティリテ ィ導管の第１のターミナルとが解放可能に連結されていると共に、前記エンジン コアに設けられたユーティリティ導管の第２のターミナルと前記ブリッジングユ ーティリティ導管の第２のターミナルとが解放可能に連結され、前記ファンケー スに設けられたユーティリティ導管、ブリッジングユーティリティ導管及びエン ジンコアに設けられたユーティリティ導管がファンケースとエンジンコアとの間 に流体／電気の流れを連続し伝えるようにしたことを特徴とするガスタービンエ ンジン。 ２　長手方向軸線のまわりに環状に配置されたエンジンコアと、このエンジンコ アの半径方向外向きに配置されたファンケースと、このファンケースとエンジン コアとの間の流体／電気のユーティリティ流れ手段とを包含するガスタービンエ ンジンにおいて、前記ファンケースに設けられて各々第１のターミナルを有する 複数のユーティリティ導管と、前記エンジンコアに設けられて各々第２のターミ ナルを有する複数のユーティリティ導管と、前記ファンケースとエンジンコアと の間に設けられた環状のポリューム部をまたがっていると共に各々第１のターミ ナル及び長さ方向においてこの第１のターミナルと反対側の第２のターミナルを 有する複数のブリッジングユーティリティ導管と、これらのブリッジングユーテ ィリティ導管のまわりに配置されたエンクロージャとを包含し、前記エンクロー ジャはファンケースに解放可能に固定された第１の端に近接して設けられた第１ の面と、エンジンコアに解放可能に固定された第２の端に近接して設けられた第 ２の面とを包含し、前記第１の面は開口を有すると共に、この開口を通して前記 ファンケースに設けられた第１のターミナルと前記ブリッジングユーティリティ 導管の第１のターミナルとが解放可能に連結され、また前記第２の面も開口を有 すると共に、この開口を通して前記エンジンコアに設けられたユーティリティ導 管の第２のターミナルと前記ブリッジングユーティリティ導管の第２のターミナ ルとが解放可能に連結され、前記ファンケースに設けられたユーティリティ導管 、ブリッジングユーティリティ導管及びエンジンコアに設けられているユーティ リティ導管が、ファンケースとエンジンコアとの間に流体／電気の流れを連続し て伝えるようにしたことを特徴とするガスタービンエンジン。 ３　請求項２記載のガスタービンエンジンにおいて、前記エンクロージャは、入 来ユーティリティ導管から入来する流体／電気の流れを異なる送出ユーティリテ ィ導管を向ける手段を包含することを特徴とするガスタービンエンジン。 ４　請求項２記載のガスタービンエンジンにおいて、前記エンクロージャは、複 数の送出するユーティリティ流れを共通のエンジン区域部分に向ける手段を包含 することを特徴とするガスタービンエンジン。 ５　長手方向軸線のまわりに環状に配置されたエンジンコアと、このエンジンコ アの半径方向外向きに配置されたファンケースと、このファンケースとエンジン コアとの間の流体／電気のユーティリティ流れ手段とを包含するガスタービンエ ンジンにおいて、前記ファンケースに設けられて各々第１のターミナルを有する 複数のユーティリティ導管と、前記エンジンコアに設けられて各々第２のターミ ナルを有する複数のユーティリティ導管と、前記ファンケースとエンジンコアと の間に設けられた環状のポリューム部をまたがっていると共に各々第１のターミ ナル及び長さ方向においてこの第１のターミナルと反対側の第２のターミナルを 有する複数のブリッジングユーティリティ導管と、これらのブリッジングユーテ ィリティ導管のまわりに配置されたエンクロージャと、入来ユーティリティ導管 から入来する流体／電気の流れを異なる送出ユーティリティ導管に向ける手段と 、複数の送出する流体／電気の流れを共通のエンジン区域部分に向ける手段とを 包含し、前記エンクロージャはファンケースに解放可能に固定された第１の端に 近接して設けられた第１の面と、エンジンコアに解放可能に固定された第２の端 に近接して設けられた第２の面とを包含し、前記第１の面は開口を有すると共に 、この開口を通して前記ファンケースに設けられた第１のターミナルと前記ブリ ッジングユーティリティ導管の第１のターミナルとが解放可能に連結され、また 前記第２の面も開口を有すると共に、この開口を通して前記エンジンコアに設け られたユーティリティ導管の第２のターミナルと前記ブリッジングユーティリテ ィ導管の第２のターミナルとが解放可能に連結され、前記ファンケースに設けら れたユーティリティ導管、ブリッジングユーティリテイ導管及びエンジンコアに 設けられているユーティリティ導管がファンケースとエンジンコアとの間に流体 ／電気の流れを連続して伝えるようにしたことを特徴とするガスタービンエンジ ン。 ６　請求項５記載のガスタービンエンジンにおいて、前記エンクロージャは、フ ァンケースの下流縁の面においてエンクロージャから半径方向外向きに延びる環 状の防火壁を包含し、この防火壁はファンケースの環境をエンジンコアの環境か ら隔離することを特徴とするガスタービンエンジン。