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技術 航空機タービンエンジンのセパレータノーズを除氷するための装置

出願人 サフラン・エアクラフト・エンジンズ
発明者 ブノワ・ジャン・アンリ・ゴマンヌミシェル・ジルベール・ロラン・ブロー
出願日 2019年2月27日 (1年4ヶ月経過) 出願番号 2019-034036
公開日 2019年7月11日 (11ヶ月経過) 公開番号 2019-113070
状態 未査定
技術分野 タービンの細部・装置 ガスタービン、高圧・高速燃焼室
主要キーワード 機械溶接 外側環状壁 内側環状壁 除氷装置 着氷状態 環状チャネル 共線性 二次流
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年7月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

本発明は、航空機タービンエンジンセパレータノーズ除氷するための装置を提供する。

解決手段

エンジンから生じる一次流流路(16)および二次流を通過させるための環状チャネルを分離するようにエンジンのファンから下流に配置するためのセパレータノーズ(20)と、これを下流に向かって延在するようにセパレータノーズ(20)に固締されるケーシング(28)とを備える装置であって、ケーシングが、一次流流路の外側を画定する内側シュラウド(30)を有し、それと共に一体に形成されるように内側シュラウド(30)に組み込まれる少なくとも1つの空気ダクト(36)を含み、空気ダクト(36)が、空気給送装置(38)の方へ下流に向かって開き、セパレータノーズ(20)の内側に上流に向かって開く。

概要

背景

スプールバイパス型航空機タービンエンジンにおいては、一次流(または高温の流れ)用の流路および二次流(または低温の流れ)用の流路が、セパレータノーズによってファンから下流に向かって分離される。

エンジンの重量を最適化するために、一次流および二次流流路のセクションの間で同じレートを維持しながら、製造業者は、これらの流路の半径を減少させようと努める。特に二次流流路の内側半径を減少させるために、セパレータノーズとセパレータノーズから下流に位置している構造的ケーシングとの間の接続ゾーンの半径方向サイズをできるだけ制限することが有利である。また、この半径方向サイズを最小にすると、一次流と二次流との間の共線性度を増加させることができることによって空力的利点がもたらされる。

そのうえ、セパレータノーズは、着氷状態飛行する場合に形成するに特に曝されるエンジンの内部要素である。このような状態の下では、高湿度の空気および雨が、エンジンの内部に入り込み、氷の蓄積の形でセパレータノーズに自然に付着され、この種の氷の蓄積の分離リスクにより、一次流用の流路において下流に位置している圧縮機が損傷する。

セパレータノーズに蓄積する氷を回避するために、その内部に高温空気注入することが知られており、その高温空気は、エンジンの圧縮機段から取り出される。この空気は、通常、ケーシングを通過する別個取付部品によって構成され、かつ高温空気をこれに排出するためにセパレータノーズに固締される、管を介して運ばれる。特に、文献米国特許出願公開第2003/0035719号明細書を参照することができるが、この文献は、この種の除氷装置の実施例を説明している。

それにもかかわらず、セパレータノーズに蓄積する氷を防止することになる空気を運ぶための知られている解決策は、セパレータノーズとケーシングとの間の接続ゾーンの半径方向サイズを減少させることと両立しない。

概要

本発明は、航空機タービンエンジンのセパレータノーズを除氷するための装置を提供する。エンジンから生じる一次流流路(16)および二次流を通過させるための環状チャネルを分離するようにエンジンのファンから下流に配置するためのセパレータノーズ(20)と、これを下流に向かって延在するようにセパレータノーズ(20)に固締されるケーシング(28)とを備える装置であって、ケーシングが、一次流流路の外側を画定する内側シュラウド(30)を有し、それと共に一体に形成されるように内側シュラウド(30)に組み込まれる少なくとも1つの空気ダクト(36)を含み、空気ダクト(36)が、空気給送装置(38)の方へ下流に向かって開き、セパレータノーズ(20)の内側に上流に向かって開く。

目的

本発明は、上記に規定したように、除氷装置を含む、航空機タービンエンジンを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

航空機タービンエンジンセパレータノーズ除氷するための装置にして、エンジンから生じる一次流(16)および二次流(18)を通過させるための環状チャネルを分離するようにエンジンのファン(14)から下流に配置するためのセパレータノーズ(20)と、下流に向かって延在するようにセパレータノーズに固締されるケーシング(28)であり、一次流流路の外側を画定する内側シュラウド(30)を有するケーシング(28)とを備える装置であって、ケーシングが、ケーシングと共に一体に形成されるように内側シュラウドに組み込まれる少なくとも1つの空気ダクト(36)を含み、空気ダクトが、空気給送装置(38)の方へ下流に向かって開き、セパレータノーズの内側に上流に向かって開くことを特徴とする、装置。

請求項2

ケーシングが、空気ダクトのための場所を占めるコアを有する鋳型を使って鋳造することによって作られる、請求項1に記載の装置。

請求項3

ケーシングが、チタン合金でできている、請求項2に記載の装置。

請求項4

空気給送装置が、上流側端部において噴射マニフォールド(40)に接続される送気管(38)である、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。

請求項5

ケーシングが、互いから周りに角度的に間隔を置いて配置され、かつ単一の噴射マニフォールド(40)に接続される6つの空気ダクト(36)を有する、請求項4に記載の装置。

請求項6

空気ダクト(36)が、セパレータノーズに形成される除氷キャビティ(42)の内側に開き、一次流流れチャネル(16)の中に開く、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。

請求項7

空気ダクト(36)が、セパレータノーズにいかなる締め具も有さない、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。

請求項8

請求項1から7のいずれか一項に記載の除氷装置を含む、航空機タービンエンジン。

技術分野

0001

本発明は、2スプールバイパス型航空機タービンエンジンの一部を形成する流れセパレータノーズ全般的分野に関する。本発明は、より詳細には、この種のセパレータノーズを除氷するための装置に関する。

背景技術

0002

2スプールバイパス型の航空機タービンエンジンにおいては、一次流(または高温の流れ)用の流路および二次流(または低温の流れ)用の流路が、セパレータノーズによってファンから下流に向かって分離される。

0003

エンジンの重量を最適化するために、一次流および二次流流路のセクションの間で同じレートを維持しながら、製造業者は、これらの流路の半径を減少させようと努める。特に二次流流路の内側半径を減少させるために、セパレータノーズとセパレータノーズから下流に位置している構造的ケーシングとの間の接続ゾーンの半径方向サイズをできるだけ制限することが有利である。また、この半径方向サイズを最小にすると、一次流と二次流との間の共線性度を増加させることができることによって空力的利点がもたらされる。

0004

そのうえ、セパレータノーズは、着氷状態飛行する場合に形成するに特に曝されるエンジンの内部要素である。このような状態の下では、高湿度の空気および雨が、エンジンの内部に入り込み、氷の蓄積の形でセパレータノーズに自然に付着され、この種の氷の蓄積の分離リスクにより、一次流用の流路において下流に位置している圧縮機が損傷する。

0005

セパレータノーズに蓄積する氷を回避するために、その内部に高温空気注入することが知られており、その高温空気は、エンジンの圧縮機段から取り出される。この空気は、通常、ケーシングを通過する別個取付部品によって構成され、かつ高温空気をこれに排出するためにセパレータノーズに固締される、管を介して運ばれる。特に、文献米国特許出願公開第2003/0035719号明細書を参照することができるが、この文献は、この種の除氷装置の実施例を説明している。

0006

それにもかかわらず、セパレータノーズに蓄積する氷を防止することになる空気を運ぶための知られている解決策は、セパレータノーズとケーシングとの間の接続ゾーンの半径方向サイズを減少させることと両立しない。

先行技術

0007

米国特許出願公開第2003/0035719号明細書

発明が解決しようとする課題

0008

最小限の半径方向スペースを用いると同時に、セパレータノーズを除氷するための装置を有することができる必要性が存在する。

課題を解決するための手段

0009

この目的は、航空機タービンエンジンのセパレータノーズを除氷するための装置にして、エンジンから生じる一次流および二次流をそれぞれ通過させるための環状チャネルを分離するようにエンジンのファンから下流に配置するためのセパレータノーズと、これを下流に向かって延在するようにセパレータノーズに固締されるケーシングであり、一次流流路の外側を画定する内側シュラウドを有するケーシングとを備える装置であって、ケーシングが、本発明に従ってそれと共に一体に形成されるように内側シュラウドに組み込まれる少なくとも1つの空気ダクトを含み、空気ダクトが、空気給送装置の方へ下流に向かって開き、セパレータノーズの内側に上流に開く装置、によって達成される。

0010

それらが単一片を形成するように空気ダクトをケーシングの内側シュラウドに組み込むことにより、セパレータノーズによって占められる半径方向スペースを制限することができる。先行技術の除氷の解決策と比べると、空気ダクトがケーシングの内側シュラウドのドッキングが組み込まれるようにセパレータノーズとドッキングされ、それによって、アセンブリによって占められる半径方向スペースを相応じて制限する。換言すれば、空気ダクトをケーシングの内側シュラウドに組み込むことにより、空気ダクトとセパレータノーズとの間の締め具を下流にオフセットすることができ、それによって、ダクトとセパレータノーズとの間のこのドッキングを共有することができる。

0011

ケーシングは、空気ダクトのための場所を占めるコアを有する鋳型を使って鋳造することによって作られることが好ましい。ケーシングは、チタン合金でできていてもよい。

0012

空気給送装置は、上流側端部において噴射マニフォールドに接続される送気管であってもよい。こうした状況では、ケーシングは、互いから周りに角度的に間隔を置いて配置され、かつ単一の噴射マニフォールドに接続される6つの空気ダクトを有することができる。

0013

空気ダクトは、セパレータノーズに形成される除氷キャビティの内側に開き、一次流流れチャネルの中に開くことができる。

0014

空気ダクトは、セパレータノーズにいかなる締め具も有さないことが有利である。

0015

また、本発明は、上記に規定したように、除氷装置を含む、航空機タービンエンジンを提供する。

0016

本発明の他の特徴および利点は、いかなる限定的な性質も有さない実施形態を示す、添付の図面を参照して行われる次の説明から明らかである。

図面の簡単な説明

0017

本発明による除氷装置が装着されている航空機タービンエンジンの長手方向断面の断片図である。
図1の除氷装置の斜視図である。
図2の長手方向断面図である。

実施例

0018

図1は、本発明が適用される2スプールバイパス型の航空機タービンエンジン10の一部を示している。

0019

知られている方法では、エンジン10は、長手方向軸12を中心に軸対称であり、その上流側端部で外部空気受け入れ取り入れ口を有し、この空気は、ファン14に供給される。

0020

ファン14から下流に向かって、空気は、一次流流路(またはチャネル)16と一次流流路を中心に同心に配置される二次流流路18との間で分割される。これらの2つの流路16および18は、セパレータノーズ20によって互いから分離される。

0021

図2および図3に示されるように、セパレータノーズ20は、V字形の長手方向断面を有し、一次流流路16の外側を画定する内側環状壁22と、二次流流路18の内側を画定する外側環状壁24とを備える。その下流側端部において、セパレータノーズの内壁22は、外壁24の方へ半径方向に突出する環状フランジ26によって延在される。

0022

入口案内翼(IGVs)27の列が、セパレータノーズの内壁22に固締される。

0023

下流に向かって、セパレータノーズ20は、一次流流路16の外側を画定する内側シュラウド30を有する構造的ケーシング28に固締され、この一次流流路16は、セパレータノーズの内壁22を下流に向かって延在する。

0024

より正確には、その上流側端部において、構造的ケーシング28の内側シュラウド30は、半径方向外側に突出し、エンジンの長手方向軸12を中心に配置されるナットおよびボルト型のファスナーシステム(図には示されず)によってセパレータノーズのフランジ26に固締される、上流側環状フランジ32によって延在される。

0025

その下流側端部において、ケーシングの内側シュラウド30は、同様に、ケーシングをエンジンのもう1つの要素(図には示されず)に固締できるようにするために、半径方向外側に突出する下流側環状フランジ34によって延在される。

0026

そのうえ、ケーシング28に固締するための外側シュラウド(図には示されず)は、セパレータノーズの外壁24を下流に向かって延在する、二次流流路18の内側を画定する働きをする。

0027

本発明によれば、ケーシング28は、それと共に一体であるようにその内側シュラウド30に組み込まれる少なくとも1つの空気ダクト36を有し、空気ダクト36は、送気管38の方へ下流に向かって開き、セパレータノーズ20の内側に上流に向かって開く。

0028

このために、ケーシング28は、空気ダクト(複数可)36のための対応する数の場所を占める1つまたは複数のコアを有する鋳型を使って鋳造すること(たとえば、チタン合金)によって作られ得る(空気ダクト36は、ケーシングと共に成形される)。例示として、ロストワックス鋳造法または砂型鋳造法を使用することができる。あるいは、機械溶接を用いること、または材料の大部分に機械加工することができる。もう1つの別法として、空気ダクトが1つまたは複数の直線部分で構成される場合には、これは、ケーシングに直接穴開けされ得る。

0029

結果として、空気ダクト(複数可)36およびケーシング28は、単一部品を形成する。特に、この種の空気ダクトは別々の取り付け部品を全く構成せず、結果として、セパレータノーズに固締するための締め具は1つもないことを認められたい。

0030

さらにより正確には、空気ダクト36は、ケーシングの内側シュラウド30の上流側フランジ32と下流側フランジ34との間にエンジンの長手方向軸12に沿って延在するように形成される。また、空気ダクト36は、一部が内側シュラウド30によって形成され得る。

0031

その上流側端部において、空気ダクト36は、その内壁22のフランジ26に形成されるオリフィス39を通過することによってセパレータノーズの内側に開き、その下流側端部において、これは、送気管38の方へ内側シュラウドの下流側フランジ34を介して接続される。

0032

ケーシング28は、エンジンの長手方向軸12を中心に互いから角度的に間隔を置いて設けられる複数の(たとえば、6個の)空気ダクト36を有することが好ましい。これらの空気ダクト36の各々は、送気管38の中に開き、送気管は、エンジンの長手方向軸12上で心出しされる共通の噴射マニフォールド40に接続される。

0033

知られている方法では、噴射マニフォールド40には、エンジンの圧縮機段から取り出される空気が供給される(図には示されず)。

0034

それらの上流側端部においては、空気ダクト36の各々は、セパレータノーズ20の内側に形成される除氷キャビティ42の内側に開き、次には一次流流路16に通じている。除氷キャビティ42は、内壁22および外壁24によって半径方向に、かつフランジ26によって軸方向に画定される。

0035

除氷キャビティ42は、セパレータノーズの内壁22および外壁24に形成される通風スロット44を介して一次流流路16に通じている。

0036

この種の除氷装置の動作は、上記の説明から明らかである。圧縮されている(したがって高温である)空気は、エンジンの圧縮機段から取り出され、噴射マニフォールド40によってエンジンの長手方向軸を中心に分配され、そこから、その送気管38によって各空気ダクト36に噴射される。空気は、下流から上流に、かつセパレータノーズ20の内部に形成される除氷キャビティ42の中に空気ダクト36に沿って流れる。したがって、この高温空気により、セパレータノーズの壁22および24は万一着氷状態で飛行する場合に形成するいかなる氷も回避するように加熱されることができるようになる。次いで、空気は、通風スロット44を通過することによって、一次流流路16の中に排出される。

0037

より詳細には図3に示されるように、この種の除氷装置は、半径方向に非常に小さいスペースしか占めない。このスペースは、次のように構成される、すなわち、ケーシング28の内側シュラウド30にドッキングさせるための半径方向スペースに対応するスペースAと、空気ダクト36にドッキングさせるための半径方向スペースに対応するスペースBと、外側シュラウド(図示せず)をセパレータノーズとドッキングさせるための半径方向スペースに対応するスペースCとである。

0038

特に、空気ダクト36は、ケーシングの内側シュラウド30のドッキングに組み込まれるようにセパレータノーズとドッキングさせるので、この種の半径方向スペースは特に小さい。半径方向スペースのこのような節約により、流路のセクションの間で所与レシオに適するエンジンの重量を節約することができる。

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