KR101335108B1 - 항공기 엔진 액세서리 박스 - Google Patents
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Abstract
열팽창 계수가 낮은 재료로 제조되는 지지부에 의해 지지된 베어링 내에서 회전이 안내되는 로터를 갖는 교류 발전기 등의 전기 장치를 지지하는 항공기 엔진 액세서리 박스로서, 지지부는 전기 장치의 스테이터의 본체와 액세서리 박스의 케이싱 사이에서 열 브릿지로서 작용하는 스테이터 커버에 의해 지지된다.
Description
도 1은 종래 기술의 액세서리 박스에 장착된 전기 장치의 단편적이고 개략적인 축방향 단면도.
도 2는 도 1에 대응하는 도면으로서, 본 발명의 액세서리 박스에 장착된 전기 장치를 도시하는 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 케이싱 12: 회전 샤프트
14: 로터 16: 교류 발전기
18: 권선 스테이터 20: 본체
24: 베어링 26: 커버
40: 지지부 42: 환형부
본 발명은 터보젯 또는 터보프롭 등의 항공기 엔진의 액세서리 박스에 관한 것으로, 이 액세서리 박스는 전기 장치, 특히 엔진의 특정한 설비 부재에 전기를 제공하는 기능을 하는 영구 자석 로터와 권선 스테이터를 구비한 교류 발전기가 단 부에 장착되는 금속 케이싱을 갖추고 있다.
전기 장치의 로터는 전기 장치의 스테이터를 폐쇄하고 액세서리 박스의 케이싱에 고정시키는 기능을 하는 환형 커버에 의해 지지되는 베어링, 일반적으로 롤러 또는 볼 베어링 내에서 회전이 안내된다.
전기 장치는 높은 회전 속도와 낮은 부하를 특징으로 함으로써, 베어링에 손상을 줄 수 있는 동적인 현상의 원인이 된다.
그러한 단점을 방지하거나 적어도 감소시키기 위하여, 열팽창 계수가 낮은 티타늄으로 제조되는 커버를 이용하여, 베어링의 외륜과 이 외륜이 장착되는 커버 부분 간의 열팽창 차이를 제한하고 있다.
이로 인해 베어링에 상당한 간극이 생기는 것이 방지되는데, 그러한 간극은 로터의 불균형을 증가시키게 되어 베어링의 급속한 마모와 열화를 발생시킨다.
작동시, 전기 장치는 그 스테이터의 권선에서 방산되는 다량의 열을 유발하며, 이 열은 예컨대 알루미늄으로 제조되어 양호한 열 도체를 구성하는 박스의 케이싱으로 전도에 의해 방출되어야 한다.
그럼에도 불구하고, 전기 장치의 스테이터 커버는 티타늄이 열 도체로서 열악하기 때문에 그러한 열 방출을 방해한다(티타늄의 열 전도 계수는 알루미늄의 약 1/20 이다). 이로 인해, 열이 축적되어 전기 장치의 온도가 크게 상승되고, 이에 따라 전기 장치 내에 수용된 오일이 코킹될 우려가 생기며 기계적인 특성을 잃게 하는 스테이터의 과열을 초래하게 된다.
본 발명의 특별한 목적은 전술한 단점을 방지하기 위한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 양호한 열 도체 재료로 제조되고, 열팽창 계수가 상대적으로 작은 재료로 제조되는 지지부에 의해 지지된 베어링 내에서 안내되는 로터를 갖는 전기 장치의 스테이터가 상부에 장착되는 케이싱을 포함하는 항공기 엔진 액세서리 박스로서, 상기 베어링의 지지부는 전기 장치의 스테이터 커버에 의해 지지되고, 상기 커버는 액세서리 박스의 케이싱에 대해 압박되며, 전기 장치의 스테이터와 액세서리 박스의 케이싱 사이에 열 브릿지를 형성하도록 지지부보다 상대적으로 훨씬 큰 열 전도성을 갖는 양호한 열 도체 재료로 제조되는 것인 액세서리 박스를 제공한다.
따라서, 본 발명은 종래 기술에 사용된 수단의 이점을 보존하면서 그 단점을 피할 수 있다. 베어링 지지부를 열팽창 계수가 낮은 재료로 제조하는 것은 베어링과 지지부 간의 열팽창 차이를 피하게 하여, 베어링에 대한 불균형 및 손상을 감소시킨다. 양호한 열 도체 재료로 제조된 스테이터 커버 상에 지지부를 장착하는 것은 전기 장치의 스테이터에서 방사된 열이 전도에 의해 방출되게 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 베어링 지지부는 스테이터 커버의 오리피스 내에 고정되고 액세서리 박스의 케이싱의 대응 오리피스 내에 센터링된다.
베어링 지지부는 스테이터 커버의 오리피스 내에 억지 끼워맞춤에 의해 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 베어링 지지부는 그 외주에 원통형 스커트를 갖 는 환형부이고, 상기 원통형 스커트는 스테이터 커버의 오리피스와 박스 케이싱의 오리피스 내에 맞물리며, 환형부의 내주에는 전기 장치의 로터용의 베어링의 외륜을 장착시키는 장착 수단이 마련되어 있다.
상기 지지부 상에는 외측 환형 림이 형성되어 상기 지지부를 고정하도록 스테이터 커버와 박스 케이싱 사이에 클램핑되는 것이 바람직하다.
본 발명의 특정한 실시예에 따르면, 상기 베어링 지지부는 티타늄으로 제조되고, 스테이터 커버와 액세서리 박스 케이싱은 알루미늄으로 제조된다.
본 발명은 또한 전술한 항공기 엔진 액세서리 박스용의 베어링 지지부로서, 열팽창 계수가 상대적으로 작은 재료로 제조되고, 전기 장치의 스테이터 커버의 오리피스와 액세서리 박스 케이싱의 오리피스 내에 장착하기 위한 원통형 스커트를 포함하는 베어링 지지부를 제공한다.
본 발명은 또한 전술한 항공기 엔진 액세서리 박스용의 스테이터 커버로서, 양호한 열 도체 재료로 제조되고 형태가 환형이며, 그 내주는 베어링 지지부를 센터링하는 표면을 형성하고 그 외측부는 액세서리 박스 케이싱를 지지하며 그 케이싱에 고정하기 위한 수단을 형성하는 스테이터 커버를 제공한다.
본 발명은 또한 전술한 액세서리 박스가 끼워 맞춰진 항공기 엔진을 제공한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 일례로서 이루어진 다음의 설명을 읽으면 보다 쉽게 이해할 수 있고, 다른 특징, 상세 내용 및 그 이점이 보다 명백해진다.
도 1에 있어서, 도면 부호 10은 예컨대 터보젯용의 항공기 엔진 액세서리 박 스의 알루미늄 케이싱을 지시하고, 상기 액세서리 박스는 케이싱(10)의 외측으로 연장되고 특정 구성요소, 예컨대 컴퓨터에 전기적인 동력을 공급하는 교류 발전기 등의 전기 장치의 로터(14)를 지지하는 회전 샤프트(12)를 포함한다.
교류 발전기(16)는 양호한 열 도체 재료, 예컨대 알루미늄으로 제조된 본체(20)에 의해 지지되는 권선 스테이터(18)를 구비하고, 이 스테이터 내에서 영구 자석(22)이 끼워 맞춰진 로터(14)가 회전된다.
회전 샤프트(12)는 환형 커버(26)의 중앙 오리피스 내에 장착되는 롤러 또는 볼 베어링 등의 베어링(24)에 의해 회전이 안내되는데, 상기 환형 커버는 교류 발전기 스테이터의 본체(20)를 폐쇄하고, 액세서리 박스의 케이싱(10)의 대응 오리피스 내에 맞물리는 원통형 스커트(28)를 구비한다.
환형 커버(26)는 경량과 낮은 열팽창 계수로 인해 선택되는 티타늄으로 제조된다. 커버의 이러한 특성 때문에, 커버(26)와 이 커버의 중앙 오리피스 내에 장착되는 베어링의 외륜(30) 간의 열팽창 차이가 작거나 거의 제로가 되어, 작동시 베어링(24)이 커버(26)의 중앙 오리피스 내에서 양호하게 센터링되며 안내된다.
그럼에도 불구하고, 티타늄의 열 전도 계수는 알루미늄보다 상대적으로 훨씬 작기 때문에, 커버(26)는 작동 중에 교류 발전기의 스테이터(18)에서 발생되는 열이 액세서리 박스의 케이싱(10)으로 전달되는 것을 방해한다.
이로 인해, 전술한 바와 같이 스테이터 내에 수용된 오일이 코킹되어 스테이터의 과열을 초래할 수 있다.
본 발명은 교류 발전기 스테이터의 커버(26)를, 베어링(24)을 지지하는 지지 부(40)와, 이 지지부(40)를 지탱하고, 스테이터 본체를 폐쇄하는 커버로서의 역할과 액세서리 박스의 케이싱(10)과의 열적 연결부를 제공하는 부재로서의 역할을 모두 하는 환형부(42)로 이루어지는 2 부품의 조립체로 대체함으로써, 간단하고 효율적인 방식으로 상기 단점을 피할 수 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 도 1에 이미 도시된 요소들은 동일한 참조 번호로 지시되어 있고, 베어링(24)의 외륜(30)은 지지부(40)의 중앙 오리피스 내에 지지되며, 지지부(40)에 대해 라이닝(46)을 매개로 하여 압박되고 상기 지지부에 볼트(48)에 의해 고정되는 외측 환형 칼라(44)를 포함한다.
지지부(40)의 외주에는 원통형 스커트(50)가 있고, 이 원통형 스커트는 액세서리 박스의 케이싱의 오리피스 내에 센터링되어 환형부(42)의 중앙 오리피스 내에 억지 끼워맞춤에 의해 고정된다.
환형부(42)는 액세서리 박스의 케이싱(10)의 환형부에 대해 압박되는 바닥면과, 교류 발전기(16)의 스테이터 본체(20)의 단부를 지지하는 대향면을 포함하고, 환형부(42)는 상기 본체에 대해 도 1에서 커버(26)가 본체(20)에 고정되는 것과 동일한 방식으로 나사에 의해 고정된다.
밀봉용 O링은 지지부(40)의 스커트(50)와 이 스커트가 내측에 장착되는 케이싱(10)의 오리피스의 에지 사이와, 상기 스커트와 환형부(42)의 오리피스의 에지 사이에 장착된다. 또한, 스커트(50)에는 액세서리 박스의 케이싱(10)과 환형부(42) 사이에 클램핑되는 외측 환형 칼라(52)가 형성된다.
지지부(40)는 이 지지부와 베어링의 외륜(30) 간의 열팽창 차이가 가능한 한 작아지도록 열팽창 계수가 상대적으로 낮은 재료, 예컨대 티타늄으로 제조된다.
환형부(42)는 지지부(40)의 재료보다 상대적으로 훨씬 큰 열 전도성을 갖는 양호한 열 도체 재료, 예컨대 알루미늄으로 제조되어, 교류 발전기 스테이터의 본체(20)와 액세서리 박스의 케이싱(10) 사이에 열 브릿지를 제공한다(본체와 케이싱은 모두 알루미늄으로 제조됨).
따라서, 교류 발전기가 작동하는 동안에 스테이터에서 방사되는 열 에너지는 액세서리 박스의 케이싱(10)의 환형부(42)를 통해 방출되어 스테이터 내측에 축적되지 않는다.
물론, 베어링 지지부(40)는 티타늄 이외에 열팽창 계수가 낮은 재료로 제조될 수 있고, 환형부(42)는 알루미늄 이외에 양호한 열 도체 재료로 제조될 수 있으며, 사용된 재료들은 경량인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 베어링 지지부를 열팽창 계수가 낮은 재료로 제조함으로써, 베어링과 지지부 간의 열팽창 차이를 피하게 하여, 베어링에 대한 불균형 및 손상을 감소시킨다. 또한, 양호한 열 도체 재료로 제조된 스테이터 커버 상에 지지부를 장착함으로써, 전기 장치의 스테이터에서 방사된 열이 전도에 의해 방출되게 할 수 있다.
Claims (10)
- 열 도체 재료로 제조되고, 열팽창 계수가 상대적으로 작은 재료로 제조되는 지지부에 의해 지지된 베어링 내에서 안내되는 로터를 갖는 전기 장치의 스테이터가 상부에 장착되는 케이싱을 포함하는 항공기 엔진 액세서리 박스로서,상기 베어링의 지지부는 전기 장치의 스테이터 커버에 의해 지지되고, 상기 베어링 지지부는 스테이터 커버의 오리피스 내에 고정되며 액세서리 박스의 케이싱의 대응 오리피스 내에 센터링되고, 상기 커버는 액세서리 박스의 케이싱에 대해 압박되며, 전기 장치의 스테이터와 액세서리 박스의 케이싱 사이에 열 브릿지를 형성하도록 지지부보다 상대적으로 큰 열 전도성을 갖는 열 도체 재료로 제조되는 것인 액세서리 박스.
- 제1항에 있어서, 상기 베어링 지지부는 그 외주에 원통형 스커트를 갖는 환형부이고, 상기 원통형 스커트는 스테이터 커버의 오리피스와 박스 케이싱의 오리피스 내에 맞물리며, 환형부의 내주에는 베어링의 외륜을 장착시키는 장착 수단이 마련되어 있는 것인 액세서리 박스.
- 제1항에 있어서, 상기 지지부는 스테이터 커버와 박스 케이싱 사이에 클램핑되는 외측 환형 림을 포함하는 것인 액세서리 박스.
- 제1항에 있어서, 상기 베어링의 외륜은 볼트에 의해 지지부에 고정되는 것인 액세서리 박스.
- 제1항에 있어서, 상기 베어링 지지부는 티타늄으로 제조되는 것인 액세서리 박스.
- 제1항에 있어서, 상기 스테이터 커버와 박스 케이싱은 알루미늄으로 제조되는 것인 액세서리 박스.
- 제1항에 따른 항공기 엔진 액세서리 박스용의 베어링 지지부로서, 열팽창 계수가 상대적으로 작은 재료로 제조되고, 전기 장치의 스테이터 커버의 오리피스와 액세서리 박스 케이싱의 오리피스 내에 장착하기 위한 원통형 스커트를 포함하는 베어링 지지부.
- 제1항에 따른 항공기 엔진 액세서리 박스용의 스테이터 커버로서, 열 도체 재료로 제조되고 형태가 환형이며, 그 내주는 베어링 지지부를 센터링하는 표면을 형성하고 그 외측부는 액세서리 박스 케이싱를 지지하며 그 케이싱에 고정하기 위한 수단을 형성하는 스테이터 커버.
- 제1항에 따른 액세서리 박스가 끼워 맞춰진 항공기 엔진.
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