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課題・解決手段

ガスタービンエンジンアセンブリは、デュアルアームブラケット(50)に共に接続された異なる第1および第2熱膨張係数を有する第1および第2環状部材(41、48)を含み、デュアルアームVブラケット(50)は、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけ、第1および第2環状部材(41、48)の第1に取り付けられたブラケットベース(72)から軸方向に離れて延びる第1および第2アーム(62、64)を含み、アーム(62、64)は、第1および第2環状部材(41、48)の第2に取り付けられる。

概要

背景

ガスタービンエンジンの多くの環状部材は一般に金属から作られ、環状部材のフランジに設けたボルト孔を通じて軸方向に延びるボルトにより共に保持される。このような部材の例には、エンジンタービン下流に位置し、ファンバイパス空気流を、タービンを出るコアエンジン空気流と混合するために用いるセンターボディミキサーが含まれる。センターボディやミキサーは一般に、エンジンの金属製リアタービンフレームに取り付けられる。このような部材の他の例には、ダクトカウル燃焼器ライナーシュラウドが含まれる。

ガスタービンエンジンの高温部のこれら環状部材は非常に高い温度を受けるため、これらの一部をセラミックマトリックス複合CMC)材料のような高温複合材料から作ることが提案されている。CMCまたは複合環状部材は、金属製環状部材に取り付けられたり、支持されたりする。残念なことに、金属材料と複合材料の熱膨張係数は非常に異なる。これにより、2種類の環状部材の界面においてCMCまたは複合環状部材と支持用金属環状部材との間の接続を作る際、特に大きな問題が生じる。この問題は、CMCの脆性によってさらにひどくなる。

そのため、第1および第2環状部材が熱膨張係数の非常に異なる材料から作られるガスタービンエンジンの高温部において第2環状部材から第1環状部材を接続および支持する接続を設けることが非常に望ましい。第1環状部材はセラミックマトリックス複合(CMC)材料のような高温複合材料から作り、第2環状部材は金属製である、このような接続を設けることが非常に望ましい。第1環状部材が、エンジンの金属製環状リアタービンフレームに取り付けられ、これによって支持されるCMCセンターボディまたはミキサーである、このような接続を設けることも非常に望ましい。

概要

ガスタービンエンジンアセンブリは、デュアルアームブラケット(50)に共に接続された異なる第1および第2熱膨張係数を有する第1および第2環状部材(41、48)を含み、デュアルアームVブラケット(50)は、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけ、第1および第2環状部材(41、48)の第1に取り付けられたブラケットベース(72)から軸方向に離れて延びる第1および第2アーム(62、64)を含み、アーム(62、64)は、第1および第2環状部材(41、48)の第2に取り付けられる。

目的

複合孔198と、金属インサート214周囲に配設された円形ワッシャ216と、ナット124を通じて半径方向に配設された金属インサート214がこの機能を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

異なる第1および第2熱膨張係数を有するガスタービン第1および第2環状部材(41、48)を含み、前記第1および第2環状部材(41、48)は、デュアルアームブラケット(50)に接続され、前記デュアルアームVブラケット(50)はそれぞれ、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけた第1および第2アーム(62、64)を含み、前記第1および第2アーム(62、64)はブラケットベース(72)から離れて軸方向に延び、前記ブラケットベース(72)は前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方に取り付けられ、前記第1および第2アーム(62、64)は、前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付けられる、ガスタービンエンジンアセンブリ

請求項2

前記ブラケットベース(72)と前記第1および第2アーム(62、64)は実質的に平坦で、前記ブラケットベース(72)のベース孔(76)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ブラケットベース(72)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方に取り付け、前記第1および第2アーム(62、64)の遠位端(74)の第1および第2アーム孔(78、80)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)はそれぞれ、前記第1および第2アーム(62、64)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付ける、請求項1に記載のアセンブリ

請求項3

前記ブラケットベース(72)は、前記第1および第2アーム(62、64)に対し角度を有するブラケットフランジ付きベース(162)である、請求項2に記載のアセンブリ。

請求項4

前記ブラケットフランジ付きベース(162)は、前記第1および第2アーム(62、64)に対して実質的に90度角度を持つまたは垂直の、請求項3に記載のアセンブリ。

請求項5

前記デュアルアームVブラケット(50)は、ロッドクランプ(178)に取り付けた屈曲ロッド(176)を含むクランプした屈曲ロッドブラケット(174)であり、第1および第2ロッドアーム(182、184)は前記第1および第2アーム(62、64)であり、ロッドベース(186)は前記ブラケットベース(72)であり、前記屈曲ロッド(176)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)およびその間の前記ロッドベース(186)を含み、前記ロッドクランプ(178)は前記クランプに前記ロッドベース(186)を緊締するクランプループ(188)を含み、前記ロッドクランプ(178)のクランプ孔(196)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ロッドクランプ(178)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方に取り付け、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)の遠位端(74)のリングコネクタ(190)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付ける、請求項1に記載のアセンブリ。

請求項6

前記屈曲ロッド(176)は中空または中実である、請求項5に記載のアセンブリ。

請求項7

前記クランプループ(188)はクッション性である、請求項5に記載のアセンブリ。

請求項8

前記デュアルアームVブラケット(50)は、クランプストラップ(202)と屈曲ロッド(176)を含み、第1および第2ロッドアーム(182,184)は、前記第1および第2アーム(62、64)であり、ロッドベース(186)は前記ブラケットベース(72)であり、前記屈曲ロッド(176)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)の間の前記ロッドベース(186)から離れて軸方向に延びる前記第1および第2ロッドアーム(182,184)を含み、前記クランプストラップ(202)は、間隔をあけた2個のループベース(206)の間に延びストラップループ(204)を含み、前記ループベース(206)のストラップ孔(208)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ロッドベース(186)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方にクランプし、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)の遠位端(74)のリングコネクタ(190)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付ける、請求項1に記載のアセンブリ。

請求項9

前記第2環状部材(48)は、実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られる、請求項1に記載のアセンブリ。

請求項10

前記第1環状部材(41)は、少なくとも一部が金属材料から作られる、請求項9に記載のアセンブリ。

請求項11

前記第1および第2環状部材(41、48)はガスタービンエンジン高温部に配設される、請求項10に記載のアセンブリ。

請求項12

ガスタービンエンジン第1および第2環状部材(41、48)と、実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られる第2環状部材(48)を含み、前記第2環状部材(48)はデュアルアームVブラケット(50)と共に前記で第1環状部材(41)に接続および支持され、前記デュアルアームVブラケット(50)はそれぞれ、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけた第1および第2アーム(62、64)を含み、前記第1および第2アーム(62、64)はブラケットベース(72)から離れて軸方向に延び、前記ブラケットベース(72)は前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方に取り付けられ、前記第1および第2アーム(62、64)は、第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付けられる、ガスタービンエンジンアセンブリ。

請求項13

前記ブラケットベース(72)と前記第1および第2アーム(62、64)は実質的に平坦で、第1および第2アーム孔(78、80)はそれぞれ、前記第1および第2アーム(62,64)の遠位端(74)にあり、前記ブラケットベース(72)のベース孔(76)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ブラケットベース(72)を第1および第2環状部材(41、48)の第1方に取り付け、前記第1および第2アーム(62、64)の第1および第2アーム孔(78、80)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)はそれぞれ、前記第1および第2アーム(62、64)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付ける、請求項12に記載のアセンブリ。

請求項14

前記ブラケットベース(72)は、前記第1および第2アーム(62、64)に対し角度を有するブラケットフランジ付きベース(162)である、請求項13に記載のアセンブリ。

請求項15

前記ブラケットフランジ付きベース(162)は、前記第1および第2アーム(62、64)に対して実質的に90度角度を持つ、または垂直の、請求項14に記載のアセンブリ。

請求項16

前記デュアルアームVブラケット(50)は、ロッドクランプ(178)に取り付けた屈曲ロッド(176)を含むクランプした屈曲ロッドブラケット(174)であり、第1および第2ロッドアーム(182、184)は前記第1および第2アーム(62、64)であり、ロッドベース(186)は前記ブラケットベース(72)であり、前記屈曲ロッド(176)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)およびその間の前記ロッドベース(186)を含み、前記ロッドクランプ(178)は前記クランプに前記ロッドベース(186)を緊締するクランプループ(188)を含み、前記ロッドクランプ(178)のクランプ孔(196)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ロッドクランプ(178)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方に取り付け、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)の遠位端(74)のリングコネクタ(190)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付ける、請求項12に記載のアセンブリ。

請求項17

前記屈曲ロッド(176)は中空または中実である、請求項16に記載のアセンブリ。

請求項18

前記クランプループ(188)はクッション性である、請求項17に記載のアセンブリ。

請求項19

前記デュアルアームVブラケット(50)は、クランプストラップ(202)と屈曲ロッド(176)を含み、第1および第2ロッドアーム(182,184)は、前記第1および第2アーム(62、64)であり、ロッドベース(186)は前記ブラケットベース(72)であり、前記屈曲ロッド(176)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)の間の前記ロッドベース(186)から離れて軸方向に延びる前記第1および第2ロッドアーム(182,184)を含み、前記クランプストラップ(202)は、間隔をあけた2個のループベース(206)の間に延びるストラップループ(204)を含み、前記ループベース(206)のストラップ孔(208)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ロッドベース(186)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第1方にクランプし、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)の遠位端(74)のリングコネクタ(190)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)は、前記第1および第2ロッドアーム(182、184)を前記第1および第2環状部材(41、48)の第2方に取り付ける、請求項12に記載のアセンブリ。

請求項20

リアタービンフレーム(33)は、中心線軸(8)周囲に囲まれる環状の外側および内側ケーシングまたはリング(130、131)と、その間に延びる周方向に間隔をあけた複数のストラット(134)を含み、環状ミキサー(42)は実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られ、中心線軸(8)周囲に囲まれ、前記環状ミキサー(42)は複数のミキサーシュート(58)を含み、前記環状ミキサー(42)はデュアルアームVブラケット(50)と共に外側リング(130)に接続および支持され、前記デュアルアームVブラケット(50)はそれぞれ、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけた軸方向に延びる第1および第2アーム(62、64)を含み、前記第1および第2アーム(62、64)はブラケットベース(72)から離れて軸方向に延び、前記ブラケットベース(72)は前記外側ケーシングまたはリング(130)に取り付けられ、前記第1および第2アーム(62、64)は、前記環状ミキサー(42)に取り付けられる、ガスタービンエンジンアセンブリ。

請求項21

前記外側リング(130)周囲の環状フランジ(158)と、前記第1および第2アーム(62,64)に対して角度を有する、ブラケットフランジ付きベース(162)である前記ブラケットベース(72)と、前記環状フランジ(158)に取り付けた前記ブラケットフランジ付きベース(162)を含む、請求項20に記載のアセンブリ。

請求項22

前記フランジ付きベース(162)は、前記環状フランジ(158)の前記フランジ付きベース(162)とフランジボルト孔(164)を通じて延びるベース孔(76)を通じて配設される外側第1ボルト(90)で前記環状フランジ(158)にボルト止めされ、前記第1および第2アーム(62,64)は、前記第1および第2アーム(62,64)の遠位端(74)の第1および第2アーム孔(78,80)を通じて配設される第2ボルト(94)でミキサー(42)にボルト止めされ、前記ベース孔(76)は、前記ブラケットフランジ付きベース(162)と実質的に直角または垂直で、前記第1および第2アーム(62,64)に実質的に平行なベース孔中心線(166)を有する、請求項21に記載のアセンブリ。

請求項23

前記ベースおよびフランジ孔中心線(166、168)は、中心線軸(8)と実質的に直角または垂直である、請求項22に記載のアセンブリ。

請求項24

ボス(86)の周方向列(84)は、前記外側リング(130)の厚くした端部(209)の外側周向リング面(210)から半径方向外向きに延び、前記ボス(86)はその中を半径方向に延びるボス孔(98)を含み、前記ブラケットベース(72)と前記第1および第2アーム(62,64)は実質的に平坦で、前記ブラケットベース(72)のベース孔(76)とボス孔(98)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、前記ブラケットベース(72)を前記外側リング(130)に取り付け、前記第1および第2アーム(62、64)の遠位端(74)の第1および第2アーム孔(78、80)を通じて配設される第2ネジまたはボルト(94)はそれぞれ、前記第1および第2アーム(62、64)を前記環状ミキサー(42)に取り付ける、請求項20に記載のアセンブリ。

請求項25

前記第1および第2アーム孔(78,80)は、複合孔(108)の周方向列(108)の対応する複合孔(198)と整列し、金属インサート(214)は前記複合孔(198)を通じて半径方向に配設され、円形ワッシャ(216)は前記金属インサート(214)周囲に配設され、ベルヴィルワッシャ(140)は、前記複合孔(198)を通じて前記金属インサート(214)周囲に、前記第1および第2アーム(62、64)と前記環状ミキサー(42)の間を半径方向に配設され、前記第2ネジまたはボルト(94)は前記金属インサート(214)を通じて配設されナット(124)によって緊締され、前記ナット(124)は前記第1および第2アーム(62、64)と係合して底につき、前記第2ボルト(94)は前記金属インサート(214)と係合して底につく、請求項24に記載のアセンブリ。

請求項26

リアタービンフレーム(33)は、中心線軸(8)周囲に囲まれる環状の外側および内側ケーシングまたはリング(130、131)と、その間に延びる周方向に間隔をあけた複数のストラット(134)を含み、環状センターボディ(49)は実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られ、前記中心線軸(8)周囲に囲まれ、デュアルアームフラットブラケット(60)と共に前記内側リング(131)に接続および支持され、前記デュアルアームフラットブラケット(60)はそれぞれ、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけた軸方向に延びる第1および第2アーム(62、64)を含み、前記第1および第2アーム(62、64)はブラケットベース(72)から離れて軸方向に延び、前記ブラケットベース(72)は前記内側ケーシングまたはリング(131)に取り付けられ、前記第1および第2アーム(62、64)は、前記環状センターボディ(49)に取り付けられる、ガスタービンエンジンアセンブリ。

請求項27

前記ブラケットベース(72)は、前記ブラケットベース(72)を通じて延びるベース孔(76)を通じて配設された外側第1ボルト(90)で前記内側リング(131)にボルト止めされ、前記第1および第2アーム(62、64)は、前記第1および第2アーム(62、64)の遠位端(74)の第1および第2アーム孔(78、80)を通じてそれぞれ配設される第2ボルト(94)で前記ミキサー(42)にボルト止めされ、ブラケットベース(72)は実質的に平坦で、前記第1および第2アーム孔(78,80)と孔中心線(82)を有する前記ベース孔(76)とは前記ブラケットベース(72)と前記第1および第2アーム(62、64)に対して実質的に直角または垂直である、請求項26に記載のアセンブリ。

請求項28

前記孔中心線(82)は、前記中心線軸(8)に対して実質的に直角または垂直である、請求項27に記載のアセンブリ。

請求項29

ボス(86)の周方向列(84)は、前記内側リング(131)の周囲の内側周方向リング面(88)から半径方向内向きに延びるボス孔(98)を含み、前記ブラケットベース(72)はナットプレート(96)によって前記ボス(86)の間に捕捉され押し付けられ、前記第1ボルト(90)は前記ボス孔(98)と前記ベース孔(76)を通じて配設され、前記第1ボルト(90)は前記ナットプレート(96)のプレート孔(100)にねじ込まれ、前記第1ボルト(90)は、前記ボス(86)の円錐ボア(104)と係合する面一ねじ頭(102)を含み、前記第1および第2アーム孔(78、80)は、前記センターボディ(49)の第2周方向孔列のセンターボディ孔(106)の対応する組と整列する、請求項28に記載のアセンブリ。

請求項30

前記第1および第2アーム孔(78、80)と前記ベース孔(76)は、前記第1および第2アーム(62、64)のそれぞれを2等分する正中線(101)に配設される、請求項29に記載のアセンブリ。

請求項31

前記第2ボルト(94)は、前記センターボディ孔(106)と前記第1および第2アーム孔(78、80)を通じて配設され、前記センターボディ(49)の環状内側センターボディ面(122)に対する平ワッシャ(120)と、前記第1および第2アーム(62,64)に対するベルヴィルワッシャ(140)が、前記センターボディ(49)と前記アームとの間に配設され、前記第2ボルト(94)は、ワッシャを通じて配設され、ナット(124)によって緊締される、請求項30に記載のアセンブリ。

請求項32

リアタービンフレーム(33)は、中心線軸(8)周囲に囲まれる環状の外側および内側ケーシングまたはリング(130、131)と、その間に延びる周方向に間隔をあけた複数のストラット(134)を含み、環状ミキサー(42)は実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られ、中心線軸(8)周囲に囲まれ、前記環状ミキサー(42)は複数のミキサーシュート(58)を含み、前記環状ミキサー(42)はデュアルアームVブラケット(50)の第1セットと共に前記外側リング(130)に接続および支持され、環状センターボディ(49)は実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られ、前記中心線軸(8)周囲に囲まれ、デュアルアームフラットブラケット(60)の第2セットと共に前記内側リング(131)に接続および支持され、前記デュアルアームVブラケット(50)はそれぞれ、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけた第1および第2アーム(62、64)を含み、前記第1および第2アーム(62、64)はブラケットベース(72)から離れて軸方向に延び、前記第1セットのブラケットベース(72)は前記外側ケーシングまたはリング(130)に取り付けられ、前記第1セットの第1および第2アーム(62、64)は、前記環状ミキサー(42)に取り付けられ、前記第2セットのブラケットベース(72)は前記内側ケーシングまたはリング(131)に取り付けられ、前記第2セットの第1および第2アーム(62、64)は、前記環状センターボディ(49)に取り付けられる、ガスタービンエンジンアセンブリ。

技術分野

0001

本発明はガスタービンエンジン環状部材の接続に関し、より詳しくは、異なる熱膨張係数を有し、エンジン高温部で使用される部材に関する。

背景技術

0002

ガスタービンエンジンの多くの環状部材は一般に金属から作られ、環状部材のフランジに設けたボルト孔を通じて軸方向に延びるボルトにより共に保持される。このような部材の例には、エンジンのタービン下流に位置し、ファンバイパス空気流を、タービンを出るコアエンジン空気流と混合するために用いるセンターボディミキサーが含まれる。センターボディやミキサーは一般に、エンジンの金属製リアタービンフレームに取り付けられる。このような部材の他の例には、ダクトカウル燃焼器ライナーシュラウドが含まれる。

0003

ガスタービンエンジンの高温部のこれら環状部材は非常に高い温度を受けるため、これらの一部をセラミックマトリックス複合CMC)材料のような高温複合材料から作ることが提案されている。CMCまたは複合環状部材は、金属製環状部材に取り付けられたり、支持されたりする。残念なことに、金属材料と複合材料の熱膨張係数は非常に異なる。これにより、2種類の環状部材の界面においてCMCまたは複合環状部材と支持用金属環状部材との間の接続を作る際、特に大きな問題が生じる。この問題は、CMCの脆性によってさらにひどくなる。

0004

そのため、第1および第2環状部材が熱膨張係数の非常に異なる材料から作られるガスタービンエンジンの高温部において第2環状部材から第1環状部材を接続および支持する接続を設けることが非常に望ましい。第1環状部材はセラミックマトリックス複合(CMC)材料のような高温複合材料から作り、第2環状部材は金属製である、このような接続を設けることが非常に望ましい。第1環状部材が、エンジンの金属製環状リアタービンフレームに取り付けられ、これによって支持されるCMCセンターボディまたはミキサーである、このような接続を設けることも非常に望ましい。

先行技術

0005

仏国特許出願公開第2935753号明細書

0006

ガスタービンエンジンアセンブリは、異なる第1および第2熱膨張係数を有し、デュアルアームブラケット(50)に接続されるガスタービンエンジン第1および第2環状部材(41、48)を含む。デュアルアームVブラケット(50)はそれぞれ、ブラケット中心線(70)から角度的に間隔をあけ、ブラケットベース(72)から軸方向に延びる第1および第2アーム(62、64)を含む。ブラケットベース(72)は第1および第2環状部材(41、48)の第1に取り付けられ、第1および第2アーム(62、64)は第1および第2環状部材(41、48)の第2に取り付けられる。

0007

第2環状部材(48)はセラミックマトリックス複合材料から実質的に作ることができ、第1環状部材(41)は少なくとも一部を金属材料から作ることができる。第1および第2環状部材(41、48)はガスタービンエンジンの高温部に配設することができる。

0008

ブラケットベース(72)と第1および第2アーム(62、64)は実質的に平坦で、ブラケットベース(72)を第1および第2環状部材(41、48)の第1に取り付ける、ブラケットベース(72)のベース孔(76)を介して第1のネジまたはボルト(90)を配設することができる。第1および第2アーム(62、64)を第1および第2環状部材(41、48)の第2にそれぞれ取り付ける、第1および第2アーム(62、64)の遠位端(74)の第1および第2アーム孔(78、80)を介して第2のネジまたはボルト(94)を配設することができる。ブラケットベース(72)は、第1および第2アーム(62、64)に対して角度を有するブラケットフランジ付きベース(162)でよく、第1および第2アーム(62、64)に対して実質的に90度の角度を持つ、または垂直であることができる。

0009

デュアルアームVブラケット(50)は、ロッドクランプ(178)に取り付けた屈曲ロッド(176)を含み、第1および第2ロッドアーム(182、184)およびその間のロッドベース(186)を有するクランプした屈曲ロッドブラケット(174)でよい。ロッドクランプ(178)は、ロッドベース(186)をクランプに緊締するクランプループ(188)を含む。ロッドクランプ(178)のクランプ孔(196)を通じて配設される第1のネジまたはボルト(90)は、ロッドクランプ(178)を第1および第2環状部材(41、48)の第1に取り付け、第1および第2ロッドアーム(182,184)の遠位端(74)でリングコネクタ(190)を通じて配設される第2のネジまたはボルト(94)は、第1および第2ロッドアーム(182,184)を第1および第2環状部材(41、48)の第2に取り付ける。屈曲ロッド(176)は中空でも中実でもよい。クランプループ(188)はクッション性でよい。

0010

デュアルアームVブラケット(50)は、クランプストラップ(202)と、第1および第2ロッドアーム(182,184)との間のロッドベース(186)から軸方向に延びる第1および第2ロッドアーム(182,184)を含む屈曲ロッド(176)とを含むことができる。クランプストラップ(202)は、間隔をあけた2個のループベース(206)の間に延びるストラップループ(204)を含む。ループベース(206)のストラップ孔(208)を通じて配設された第1のネジまたはボルト(90)は、ロッドベース(186)を第1および第2環状部材(41、48)の第1にクランプし、第1および第2ロッドアーム(182,184)の遠位端(74)においてリングコネクタ(190)を通じて配設された第2のネジまたはボルト(94)は、第1および第2ロッドアーム(182,184)を第1および第2環状部材(41、48)の第2に取り付ける。

0011

ガスタービンエンジンアセンブリは、中心線軸(8)周囲に囲まれる環状の外側および内側ケーシングまたはリング(130、131)と、その間に延びる周方向に間隔をあけた複数のストラット(134)とを持つリアタービンフレーム(33)を含む。実質的にセラミックマトリックス複合材料から作られ、中心線軸(8)周囲に囲まれた環状ミキサー(42)および/または環状センターボディ(49)は、リアタービンフレーム(33)に取り付けられる。環状ミキサー(42)は複数のミキサーシュート(58)を含み、デュアルアームVブラケット(50)と共に外側リング(130)に接続され、支持される。環状センターボディ(49)はデュアルアームフラットブラケット(60)と共に内側リング(131)に接続され、支持される。

0012

発明の上記様態その他特徴は、以下の添付の図面と関連して次の説明に記載される。

図面の簡単な説明

0013

図1は、金属製リアタービンフレームに取り付けたCMCセンターボディとCMCミキサーの実施形態と共に航空機ターボファンガスタービンエンジンの実施形態の断面側面図である。
図2は、図1に示すリアタービンフレームに取り付けたセンターボディおよびミキサーの拡大断面側面図である。
図3は、図2に示すリアタービンフレーム上でセンターボディを支持する例示的ブラケットの切欠き斜視図である。
図3Aは、図2に示すセンターボディを模式的に示す斜視図である。
図4は、図3に示すリアタービンフレーム上でセンターボディを支持する例示的ブラケットの半径方向外側を見た正面図である。
図4Aは、図4の例示的ブラケットを模式的に示す断面図である。
図5は、図2に示すリアタービンフレーム上にミキサーを支持する例示的フランジ付きブラケットの斜視図である。
図6は、図5に示すブラケットの斜視図である。
図7は、クランプしたロッド代替ブラケットの斜視図である。
図8は、図7に示すクランプしたロッドを保持するクッション性クランプの斜視図である。
図9は、図7に示すクランプしたロッドを保持するストラップクランプの斜視図である。
図10は、図2に示すリアタービンフレームにミキサーを支持するフラットブラケットの斜視図である。
図11は、図10に示すミキサーを支持するフラットブラケットの切欠き斜視図である。

実施例

0014

図1に示すのは、エンジン中心線軸8周囲に囲まれた例示的航空機ターボファンガスタービンエンジン10で、航空機のまたは機体に取り付けるよう好適に設計される。航空機ターボファンガスタービンエンジン10は、下流直流流体連通で、ファン14、低圧コンプレッサまたはブースター16、高圧コンプレッサ(HPC)18、燃焼器20、高圧タービン(HPT)22、低圧タービンLPT)24を含む。HPTまたは高圧タービン22は、高圧ドライブシャフト23によって、高圧ロータ12と称するものの高圧コンプレッサ18に接合される。LPTまたは低圧タービン24は、低圧ドライブシャフト25によってファン14とブースター16の両方に接合される。ファン14は、ファンディスク114から半径方向外向きに延びる周方向に間隔をあけた複数のファンブレード116を有するファンロータ112を含む。ファンディスク114と低圧コンプレッサまたはブースター16は、低圧ドライブシャフト25に接続され、LPT24によって動力を得るファンシャフト118に接続される。

0015

代表的な動作では、空気26がファン14によって加圧される。ファン14直後のブースター16を取り囲むフロースプリッター34は、ファン14に加圧されるファン空気26を、ブースター16を通じて導く半径方向内側の空気流15と、バイパスダクト36を通じて導く半径方向外側の空気流17とに分ける鋭角の先端32を含む。半径方向内側の空気流15はさらにブースター16に加圧される。ファン14を取り囲むファンケーシング30は、環状ファンフレーム31によって支持される。次に、半径方向内側の空気流15の加圧空気を高圧コンプレッサ18に流し、高圧コンプレッサ18が空気をさらに加圧する。

0016

高圧コンプレッサ18の最終段階40からのコンプレッサ排気圧(CDP)空気75は、燃焼器20の燃焼室45内へ流れてから、燃焼器20の環状外側および内側ライナー123、125の間の燃焼領域21内へ流れる。加圧された空気は、複数の燃料ノズル44が与える燃料と、燃焼器20の燃焼領域21で点火された混合気と混合され、HPT22およびLPT24を通じて下流に流れる高温燃焼ガス28を生成する。燃焼により、高圧タービン22を通じて流れる高温燃焼ガス28が生成され、高圧ロータ12を回転させ、下流に続き、低圧タービン24でさらなる作業抽出を行う。低圧ドライブシャフト25は環状ファンフレーム31とリアタービンフレーム33とに回転可能に支持される。

0017

さらに図2を参照すると、リアタービンフレーム33は、環状外側および内側ケーシングまたはリング130、131と、その間に延びる周方向に間隔をあけた複数のストラット134を含む。ストラット134は、隣接する間をバイパス空気が通過するため、エアフォイル形状である。CMCミキサー42は、LPT24の軸方向下流に、バイパスダクト36とLPT24との間で半径方向に配設される。ミキサー42はリアタービンフレーム33の外側リング130に取り付けられ、支持される。ミキサー42は、バイパスダクト36から排気フローパス129へ半径方向内向きに延びる複数のミキサーシュート58を含む。ミキサー42は、LPT24からの高温燃焼ガス28と半径方向外側の空気流17であるバイパス空気の噴出部分29を混合し、排気流43を生じさせる。排気流43は、図1および図2に示すように航空機ターボファンガスタービンエンジン10の排気ノズル47で終端する排気部126内へ流れる。CMCテールコーンまたはセンターボディ49は、リアタービンフレーム33の内側リング131に取り付けられ、支持される。ミキサー42とセンターボディ49は、図1および図2に示すように、50で示すデュアルアームVブラケットによってリアタービンフレーム33の外側および内側リング130、131にそれぞれ取り付けられ、支持される。

0018

外側および内側リング130、131は、少なくとも一部が金属材料から作ることのできる第1環状部材41の例示的実施形態である。ミキサー42とセンターボディ49は、セラミックマトリックス複合材料から実質的に作ることのできる第2環状部材48の例示的実施形態である。第2環状部材48は、デュアルアームVブラケット50を用いて第1環状部材41に取り付けられ、支持される。第1および第2環状部材41、48は異なる第1および第2熱膨張係数を有し、デュアルアームVブラケット50と共に接続される。

0019

図3図4、および図4Aを参照すると、センターボディ49は、デュアルアームVブラケット50のデュアルアームフラットブラケット60実施形態を用いてリアタービンフレーム33の内側リング131に取り付けられ、支持される。各デュアルアームフラットブラケット60は、ブラケット中心線70に対し第1および第2角度66、68で等角度に離れ、ブラケットベース72から軸方向に離れて延びる第1および第2アーム62、64を含む。ブラケットベース72はブラケットベース72内にベース孔76を含み、第1および第2アーム62、64は、第1および第2アーム62、64の遠位端74にそれぞれ第1および第2アーム孔78、80を含む。ブラケットベース72は、ベース孔76を通じて配設された第1ボルト90によって内側リング131にねじ止めあるいはボルト止めされるよう設計される。第1および第2アーム62、64は、第1および第2アーム62、64の第1および第2アーム孔78,80を通じて配設された第2ボルト94によってCMCセンターボディ49にそれぞれねじ止めまたはボルト止めされるよう設計される。

0020

図2から図4に示すデュアルアームフラットブラケット60の実施形態は、実質的に平坦で、第1および第2アーム孔78、80とベース孔76は、フラットブラケットベース72と平坦な第1および第2アーム62、64に対して実質的に垂直または直角な孔中心線82を有する。孔中心線82はエンジン中心線軸8(図1に示す)に対して実質的に垂直または直角である。ボス孔98を有するボス86の周方向列84は、内側リング131の周囲の内周リング面88から半径方向内向きに延びる。ブラケットベース72は内側リング131の内周リング面88のボス86に緊締または固着される。

0021

ブラケットベース72は、ナットプレート96によってボス86の間に捕捉され、押し付けられる。第1ボルト90はボス孔98とベース孔76を通じて配設され、ナットプレート96のプレート孔100にねじ込まれる。第1ボルト90は、ボス86の円錐ボア104と係合する面一ねじ頭図3に図示せず、面一のねじ頭102は図11に示す)を含む。第1および第2アーム孔78、80は、図3Aに示すセンターボディ49の複合孔108の第2周方向列の対応するセンターボディ孔106の組と整列する。第1および第2アーム孔78、80と本書に示すデュアルアームフラットブラケット60のベース孔76は、第1および第2アーム62、64のそれぞれを2等分する正中線101に位置する。

0022

第2ボルト94は、複合孔108の第2周方向列のセンターボディ孔106と、第1および第2アーム孔78、80を通じて配設される。センターボディ49の環状内側センターボディ面122に対する平ワッシャ120と、第1および第2アーム62,64のそれぞれに対するベルヴィルワッシャ140が、センターボディ49とアームとの間に配設される。第2ボルト94は、複合孔108の第2周方向列の対応するセンターボディ孔106と、ワッシャと、第1および第2アーム孔78、80を通じて配設され、ナット124その他のねじ山付き手段によって固定される。本書に示す第2ボルト94とナット124の1種は、ねじ山付き端部とねじ山付きカラーをそれぞれ持つHi−Lokピンである。Hi−Lokは、Torrance CaliforniaのHi−Shear Corporationの登録商標である。ベルヴィルワッシャ140は当業において周知で、本書ではセンターボディ49のCMC材料破砕させないように一定のクランプ負荷を与えるために用いる。

0023

図5および図6を参照すると、CMCミキサー42は、デュアルアームVブラケット50のフランジ付きブラケット160実施様態を用いて、リアタービンフレーム33の外側リング130周囲の環状フランジ158に装着し、取り付けられている。各フランジ付きブラケット160は、ブラケットフランジ付きベース162からブラケット中心線70に対して第1および第2角度66、68で等角度に離れて延びる、実質的に平坦な共角第1および第2アーム62,64を含む。フランジ付きブラケット160は、平坦な共角第1および第2アーム62,64に対して実質的に90度の角度を持つ、または垂直なブラケットフランジ付きベース162を含む。ベース孔76はブラケットフランジ付きベース162を通じて延びる。第1および第2アーム62,64は、第1および第2アーム62,64の遠位端74にそれぞれ第1および第2アーム孔78、80を含む。ブラケットフランジ付きベース162は、リアタービンフレーム33の外側リング130周囲の環状フランジ158のベース孔76とフランジボルト孔164を通じて配設される外側第1ボルト90によって、外側リング130の環状フランジ158にねじ止めまたはボルト止めされる。第1および第2アーム62、64は、第1および第2アーム62、64の第1および第2アーム孔78、80をそれぞれ通じて配設される第2ボルト94によってCMCミキサー42にねじ止めまたはボルト止めされるよう設計されている。

0024

ベース孔76は、ブラケットフランジ付きベース162に実質的に直角または垂直で、平坦な第1および第2アーム62、64に実質的に平行なベース孔中心線166を有する。ベース孔中心線166は、リアタービンフレーム33の外側リング130周囲の環状フランジ158のフランジボルト孔164のフランジ孔中心線168と実質的に共線である。ベースおよびフランジ孔中心線166、168は、エンジン中心線軸8(図1に示す)と実質的に平行である。

0025

第1および第2アーム孔78,80は、平坦な第1および第2アーム62、64に実質的に直角または垂直な孔中心線82を有する。孔中心線82は、エンジン中心線軸8に実質的に直角または垂直である。第1および第2アーム孔78,80は、CMCミキサー42の複合孔108(図11に示す)の第2周方向列の対応する複合孔198と整列する。本書に図示するフランジ付きブラケット160の第1および第2アーム孔78,80は、第1および第2アーム62、64をそれぞれ二等分する正中線101に位置する。ベース孔76とそれぞれのフランジ付きブラケット160のブラケットフランジ付きベース162は、ブラケットフランジ付きベース162の第1および第2アーム62、64に対して中心に置かれる。第2ボルト94は、複合孔198の第2周方向列の対応する複合孔198と、第1および第2アーム孔78、80を通じて配設され、ナット124その他、図11にさらに詳細に示すねじ山付き手段によって固定される。

0026

図7に示すクランプした屈曲ロッドブラケット174は、金属製ガスタービン環状部材に複合ガスタービン環状部材を取り付けるため第3の代替デュアルアームVブラケット50として作用する。金属製ガスタービン環状部材は、本書ではリアタービンフレーム33として例示され、複合ガスタービン環状部材は、本書ではCMCミキサー42として例示される。各屈曲ロッドブラケット174は、リアタービンフレーム33の外側リング130によって取り付けられ、支持されるロッドクランプ178によってクランプされる屈曲路ええお176を含む。屈曲ロッド176は中空でも中実でもよい。屈曲ロッド176は、第1および2ロッドアーム182、184と、その間のロッドベース186とを含む。第1および第2ロッドアーム182、184は、ブラケット中心線70に対して第1および第2角度66、68で等角度に離れ、ロッドベース186から離れて軸方向に延びる。

0027

ロッドクランプ178は、屈曲ロッド176をクランプに緊締するクランプループ188を含む。ロッドベース186は、ロッドクランプ178のクランプ孔196を通じて外側リング130にねじ止めまたはボルト止めされたロッドクランプ178によって外側リング130に保持され、かつ緊締される。屈曲ロッド176は、第1および第2ロッドアーム182、184の遠位端74でリングコネクタ190によって、CMCまたは複合ガスタービン環状部材に緊締される。第1ボルト90(図7に図示せず)は、ロッドクランプ178をリングにねじ止めまたはボルト止めするためリアタービンフレーム33の外側リング130周辺のクランプ孔196およびリング孔192を通じて配設することができる。CMCミキサー42のリングコネクタ190および複合孔198を通じて配設される第2ボルト94(図7に図示せず)は、図10および図11に示すように、第1および第2ロッドアーム182、184をミキサーにねじ止めまたはボルト止めする。

0028

ロッドクランプ178は、図8に示すようにクッション付きループ200を有することができる。ロッドクランプ178の代替えは、図9に示すクランプストラップ202である。ストラップループ204は、図10に示すリアタービンフレーム33の外側リング130にストラップループ204を緊締するのに用いるストラップ孔208を含む、間隔をあけた2個のループベース206の間を延びる。

0029

図10および図11に示すのは、リアタービンフレーム33の外側リング130にCMCミキサー42を緊締するデュアルアームフラットブラケット60(図2から図4に示すフラットブラケットと同様)の実施形態である。ボス孔98を有するボス86の周方向列84は、外側リング130の厚くした端部209の外側周向リング面210から半径方向外向きに延びる。ボス孔98は、ボス86と外側リング130の厚くした端部209を通じて半径方向に延びる。デュアルアームフラットブラケット60のブラケットベース72はベース孔76を含み、外側リング130の外側周方向リング面210に沿ってベース孔76とボス孔98を通じて配設される第1ボルト90によって厚くした端部209に緊締または固着される。第1ボルト90はナット124によって緊締される。第1ボルト90は、ベース孔76とボス孔98を通じて配設され、ナット124内へねじ込まれる。第1ボルト90は、厚くした端部209の内側周方向リング面212のボス孔98の皿穴と係合する円錐ねじ頭102を含む。

0030

第1および第2アーム62、64は、第1および第2アーム62、64の第1および第2アーム孔78、80を通じてそれぞれ配設された第2ボルト94と、CMCミキサー42の複合孔198を通じて配設された第2ボルト94によってCMCミキサー42にねじ止めまたはボルト止めされるよう設計される。CMCミキサー42内への圧縮負荷を制御または制限することが望ましい。複合孔198と、金属インサート214周囲に配設された円形ワッシャ216と、ナット124を通じて半径方向に配設された金属インサート214がこの機能を提供する。ナット124はデュアルアームフラットブラケット60の第1および第2アーム62、64と係合し底につき、第2ボルト94は図3Aに示すCMCミキサー42の複合孔198に配設された金属インサート214と係合に底につくことによって、ミキサー42のCMC材料への破砕負荷を制限する。ベルヴィルワッシャ140は、デュアルアームフラットブラケット60の各アームと円形ワッシャ216との間の金属インサート214周辺に配設される。

0031

デュアルアームフラットブラケット60と平坦な第1および第2アーム62,64は実質的に平坦である。第1および第2アーム孔78、80とベース孔76は、フラットブラケットベース72と平坦な第1および第2アーム62、64に実質的に直角または垂直な孔中心線82を有する。孔中心線82はエンジン中心線軸8に実質的に直角または垂直である。

0032

第1および第2アーム孔78、80は、CMCミキサー42の複合孔198の第2周方向列の対応する複合孔198と整列する。本書に示すフランジ付きブラケット160の第1および第2アーム孔78、80は第1および第2アーム62、64のそれぞれを2等分する正中線101に位置する。ベース孔76は、第1および第2アーム62、64とブラケットベース72に対して中心に置かれる。

0033

本発明を図示的方法で記載した。用いた用語は限定ではなく記述用語の性質を意図することが理解される。本発明の好適な例示的実施形態と考えられるものを本書に記載したが、本書教示からの発明の他の修正が当業者にとって明らかであるため、発明の真の精神および範囲に当てはまるこのようなすべての修正が特許請求の範囲に確保されることを望む

0034

従って、特許によって確保されることを望むものは、請求の範囲に限定および識別された発明である。

0035

8エンジン中心線軸
10航空機ターボファンガスタービンエンジン
12高圧ロータ
14ファン
15半径方向内側の空気流
16低圧コンプレッサ、ブースター
17 半径方向外側の空気流
18高圧コンプレッサ
20燃焼器
21燃焼領域
22 HPT、高圧タービン
23高圧ドライブシャフト
24LPT、低圧タービン
25低圧ドライブシャフト
26 空気
28高温燃焼ガス
29噴出部分
30ファンケーシング
31 環状ファンフレーム
32 先端
33リアタービンフレーム
34フロースプリッター
36バイパスダクト
40 高圧コンプレッサ18の最終段階
41 第1環状部材
42CMCミキサー、環状ミキサー
43排気流
44燃料ノズル
45燃焼室
47排気ノズル
48 第2環状部材
49 CMCセンターボディ、環状センターボディ
50デュアルアームVブラケット
58 ミキサーシュート
60 デュアルアームフラットブラケット
62 第1アーム
64 第2アーム
66 第1角度
68 第2角度
70 ブラケット中心線
72ブラケットベース
74遠位端
75コンプレッサ排気圧(CDP)空気
76ベース孔
78 第1アーム孔
80 第2アーム孔
82孔中心線
84周方向列
86ボス
88内周リング面
90 第1のネジまたはボルト
94 第2のネジまたはボルト
96ナットプレート
98ボス孔
100プレート孔
101正中線
102ねじ頭
104円錐ボア
106 センターボディ孔
108複合孔
112ファンロータ
114ファンディスク
116ファンブレード
118ファンシャフト
120平ワッシャ
122環状内側センターボディ面
123外側ライナー
124ナット
125内側ライナー
126排気部
129排気フローパス
130外側リング
131内側リング
134ストラット
140ベルヴィルワッシャ
158環状フランジ
160フランジ付きブラケット
162ブラケットフランジ付きベース
164フランジボルト孔
166 ベース孔中心線
168フランジ孔中心線
174屈曲ロッドブラケット
176 屈曲ロッド
178ロッドクランプ
182 第1ロッドアーム
184 第2ロッドアーム
186ロッドベース
188クランプループ
190リングコネクタ
192リング孔
196クランプ孔
198 複合孔
200クッション付きループ
202クランプストラップ
204ストラップループ
206 ループベース
208ストラップ孔
209 端部
210外側周方向リング面
212内側周方向リング面
214金属インサート
216円形ワッシャ
V デュアルアーム

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