(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機タービンエンジンのケーシングにリングセクタを固定するために使用される装置のロック部材(24)であって、前記部材は第1の周方向端部(24a)と第2の周方向端部(24b)との間を周方向(C)に沿って延び、前記部材は、前記周方向に直交する面に沿った横断面に、2本のクランプアーム(28,30)を有し、前記2本のクランプアームは、前記クランプアーム間の全体間隔方向にほぼ平行に延びる接続アーム(32)により、後端部で共に接続され、前記2本のクランプアームの前端部は、少なくとも1つのリングセクタを、前記クランプアーム間の少なくとも1つのケーシング要素に対して押圧するようになっており、
前記部材が、前記周方向に直交する仮想中央面(P2)の両側に、前記部材を把持するための通路(42)を備え、各通路が、前記接続アーム(32)の貫通通路として形成されて、前記クランプアーム(28,30)間に画定されたアーム間スペース(40)に出ることを特徴とするロック部材。
【請求項２】
各通路(42)が、前記周方向および前記間隔方向にほぼ直交する案内線(44)に沿って延びることを特徴とする請求項1に記載のロック部材。
【請求項３】
各案内線(44)が直線であることを特徴とする請求項2に記載のロック部材。
【請求項４】
前記2本の通路(42)が、前記第1の周方向端部(24a)および前記第2の周方向端部(24b)上またはその付近にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のロック部材。
【請求項５】
各通路(42)が、前記周方向および前記間隔方向にほぼ直交する案内線(44)に沿って延びている場合に、
各通路(42)がほぼ円筒形であり、軸が前記案内線(44)に対応していることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のロック部材。
【請求項６】
各通路(42)が、前記周方向および前記間隔方向にほぼ直交する案内線(44)に沿って延びている場合に、
各案内線(44)がほぼ軸方向に延びることを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか一項に記載のロック部材。
【請求項７】
各通路(42)が、前記周方向および前記間隔方向にほぼ直交する案内線(44)に沿って延びている場合に、
各通路(42)が案内線に沿って延びる長孔の形状であることを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか一項に記載のロック部材。
【請求項８】
各長孔(42)が前記周方向(C)に開口するように形成されることを特徴とする請求項7に記載のロック部材。
【請求項９】
各長孔(42)が、部材に対して外側から前記案内線(44)に沿って見たときに、ほぼ半円形またはほぼ半楕円形であることを特徴とする請求項8に記載のロック部材。
【請求項１０】
各通路(42)が、前記周方向および前記間隔方向にほぼ直交する案内線(44)に沿って延びている場合に、
各通路(42)が、部材に対して外側から前記案内線(44)に沿って見たときに、閉じた境界線(60)を有することを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか一項に記載のロック部材。
【請求項１１】
各境界線(60)が全体として楕円形または円形であることを特徴とする請求項10に記載のロック部材。
【請求項１２】
前記ロック部材が、環状ロック装置の角セクタを形成することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のロック部材。
【請求項１３】
航空機タービンエンジンにリングセクタを固定するための装置であって、第1の周方向リム(22)が形成されたケーシング要素(14)を備え、前記第1の周方向リムにリングセクタ(16)の第2の後周方向リム(20)が当接し、前記固定装置がさらに、前記第1および第2の周方向リム(22,20)に係合して前記第1および第2の周方向リムを互いに押圧保持する、請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の複数のロック部材(24)を備えることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項13に記載の環状セクタを固定するための装置を備える航空機タービンエンジンのタービン。
【請求項１５】
請求項14に記載のタービンを備える航空機タービンエンジンのタービン。
【請求項１６】
ターボジェットエンジンまたはターボプロップエンジンであることを特徴とする請求項15に記載のタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、航空機タービンエンジンケーシング、例えばタービンケーシングに、リングセクタを固定するためのロック部材に関する。
【０００２】
本発明はまた、このようなロック部材を備えた、航空機用タービンエンジンに関し、このタービンエンジンは、ターボプロップエンジンまたはターボジェットエンジンの形態とすることができる。
【背景技術】
【０００３】
ターボジェットエンジンのタービンの可動羽根周囲のケーシングに、リングを周方向に固定することが、先行技術から公知である。このようなリングセクタは協働して、連続した円筒形筐体を形成し、この筐体は、タービンのガス流路を外側に画定している。リングセクタは、中間ケーシング要素またはスペーサと呼ばれるケーシング要素を使用して、タービンの内部ケーシングに取り付けられる。このケーシング要素に、リングセクタの前端部が引っ掛けられ、後端部がC字状または横向きU字状のロック部材により保持される。ロック部材は、リングセクタの後端部の周方向リムおよびケーシングの中間要素に後方から軸方向／長手方向に係合し、リングセクタを互いに半径方向に押圧保持する。
【０００４】
このようにタービンケーシングの中間要素にリングセクタを固定することにより、リングセクタがタービンケーシングの熱膨張および熱収縮に追従可能となる。タービンケーシングには熱ガスまたは冷ガスが注入され、リングセクタ内面とタービンの可動羽根端部との間の半径方向遊びをできるだけ少なくするように、熱膨張および熱収縮を制御する。これにより、タービンの効率が増加する。
【０００５】
公知の方法では、ロック部材が協働して、タービンエンジンの軸を中心に配置された環状ロック装置を形成する。したがって、各ロック部材は環状ロック装置の1つの角セクタのみを形成する。各部材は、後方に向かって軸方向／長手方向に延びる2本の長手方向クランプアームを備えている。これらのアームの後端部は接続アームにより接続され、前端部は、アーム間の少なくとも1つのリングセクタを少なくとも1つのケーシング要素に対して押圧するようになっている。互いに半径方向に押圧されるリングセクタおよびケーシング要素を、2本の長手方向アーム間に形成された、前方に向かって長手方向に開いたスペースに収容されるように設けると効果的である。
【０００６】
ロック部材は、特に2本の長手方向アームの弾性および分離に関して、高性能の半径方向把持が行われるように設計される。しかし、この場合、例えばタービンのメンテナンス作業中に必要となる、これらのロック部材の取り外しが極めて困難である。これは、長手方向アームにより、大きな半径方向把持力が周方向リムに加わるためである。このため、通常、作業者がツールを使用して取り外しを行う必要があるが、一般にこのツールの形状が適合せず、ロック部材や周囲の要素に損傷を与えるおそれがある。このような状況は、例えばねじ回しの使用中に、操作者が、部材の長手方向アームの一方とアームに接触している周方向リムとの間でねじ回しを摺動させようとする場合に生じる。実際に、その後でねじ回しをレバーアームとして使用すると、関連する長手方向アームおよび周方向リムの両方に損傷を与えるおそれがあり、または操作者が怪我をするおそれがある。
【０００７】
この結果、現在のロック部材の設計では、迅速で容易な取り外しを行うことができず、このような取り外し中にクランプアームに損傷を与えるという重大な危険を生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、先行技術の実施例に対して前述の欠点を少なくとも部分的に解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このために、本発明は、第一に、航空機タービンエンジンのケーシングにリングセクタを固定するために使用される装置のロック部材に関し、前記部材は第1の周方向端部と第2の周方向端部との間を周方向に沿って延び、前記部材は、前記周方向に直交する面に沿った横断面に、2本のクランプアームを有し、2本のクランプアームは、クランプアーム間の全体間隔方向にほぼ平行に延びる接続アームにより、後端部で共に接続され、2本のクランプアームの前端部は、少なくとも1つのリングセクタを、クランプアーム間の少なくとも1つのケーシング要素に対して押圧するようになっている。
【００１０】
本発明によれば、前記部材が、前記周方向に直交する仮想中央面の両側に、前記部材を把持するための通路を備え、各通路が、前記接続アームの貫通通路として形成されて、クランプアーム間に画定されたアーム間スペースに出る。
【００１１】
したがって、本発明による部材は、本来、リングセクタ上に配置された後に、例えば適切なツールを使用して容易に取り外せるようにした、部材を把持するための手段を提供する。
【００１２】
さらに、接続アームを通る通路の特別な位置決め、すなわち、リングセクタの押圧を確実に行うクランプアームの前端部から離れた位置決めにより、通路が取り外しツールと容易に協働することができ、ロック部材の機能を損なうおそれがないことが示される。これは、特に、ツールと前記した前端部とが直接接触することがないためである。言い換えると、これらの通路をツールで把持しても、クランプアームに機械応力が直接加わることがないため、クランプアームがツールからの圧力により損傷を受けるおそれがない。実際に、応力は、損傷を受けやすい領域の後方側にずれて接続アームに集中する。この利点は、ツールが通路を通ってアーム間スペースを貫通し、ツール端部が前記通路近くで接続アーム内面に当接するようになっている好適な場合にも得られる。
【００１３】
したがって、ツールが通路壁、および／または接続アーム内面と協働することが考えられる。
【００１４】
各通路が、周方向および間隔方向にほぼ直交する案内線に沿って延びることが好ましい。この案内線は、例えばほぼ軸方向に延びる直線であり、前記間隔方向が半径方向に対応していることが好ましい。
【００１５】
言い換えると、各直線がこれらの複数の部材を備えたタービンの軸に平行であり、リングセクタをケーシング要素に対して確実に押圧することが好ましい。もちろん、本発明の範囲を逸脱しなければ、通路の案内線の方向は軸方向／長手方向と異なっていてもよい。
【００１６】
2本の通路が、前記第1の周方向端部および前記第2の周方向端部上またはその付近にそれぞれ配置されることが好ましい。これらの端部は、部材がリングセクタの把持状態にあるときに、もっとも応力を受けにくい部材の部分に対応している。この位置に通路があることにより、部材の機械的脆弱化が無視できる程度のものとなり、周囲面積を大きく取りすぎる必要がなくなる。
【００１７】
各通路がほぼ円筒形であり、軸が前記案内線に対応していることが好ましい。
【００１８】
好ましい一実施形態によれば、各通路が、案内線に沿って延びる長孔の形状であり、すなわち半径方向にほぼ平行に延びる前記長孔の底部である。各長孔が前記周方向に開口するように形成されることが好ましい。
【００１９】
各長孔が、部材に対して外側から前記案内線に沿って見たときに、ほぼ半円形またはほぼ半楕円形であることが好ましい。
【００２０】
想定されるいずれの場合にも、各長孔により、ツールが接続アームを通過することができ、ツールの端部は、長孔付近で前記アームの内面と協働可能である。したがって、前記内面は、それが画定するアーム間スペース側にほぼ向いたツールの停止面を構成する。この停止面は、実際に取り外しツールの軸受面として機能し、所望の取り外しを行うために長手方向後方に応力を受ける。
【００２１】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、各通路が、部材に対して外側から前記案内線に沿って見たときに、閉じた境界線を有する。この点において、この境界線は、全体が楕円形または円形の、孔状の境界線を含む。
【００２２】
ロック部材が、環状ロック装置を備えたタービンの軸を中心に配置される、環状ロック装置の角セクタを形成することが好ましい。
【００２３】
本発明はまた、航空機タービンエンジンにリングセクタを固定するための装置であって、第1の周方向リムが形成されたケーシング要素を備え、第1の周方向リムにリングセクタの第2の後周方向リムが当接し、前記固定装置がさらに、前記第1および第2の周方向リムに係合して前記第1および第2の周方向リムを互いに押圧保持する、前記複数のロック部材を備えた装置に関する。この場合、長手方向後方に延びる第1および第2の周方向リムは、半径方向に互いに押圧保持されるように、クランプアーム間に画定された部材の前開口を貫通する。
【００２４】
本発明はまた、前記リングセクタを固定するための装置、および／または前記少なくとも1つのロック部材を備えた航空機タービンエンジンのタービンに関する。あるいは、本発明の範囲を逸脱しなければ、タービンがタービンエンジンコンプレッサを備えていてもよい。
【００２５】
最後に、本発明は、前記タービン、および／または前記リングセクタを固定するための装置、および／または前記少なくとも1つのロック部材を備えた航空機タービンエンジンに関する。このタービンエンジンは、ターボジェットエンジンまたはターボプロップエンジンとすることができる。
【００２６】
本発明のその他の利点および特徴は、限定されない以下の詳細な説明により明らかになろう。
【００２７】
添付図面を参照して本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の好ましい一実施形態による、航空機タービンエンジンのタービンケーシングにリングセクタを固定するための装置の長手方向部分横断面図であり、周方向に直交し、部材を把持するための通路の1つを通る図3の面P1に沿った横断面図にも対応する図である。
【図２】図1に示す装置と同様の部分拡大図であり、周方向に直交する仮想中央面を構成する図3の面P2に沿った横断面図にも対応する図である。
【図３】図1および図2に示す、リングセクタを固定するための装置に備えられたロック部材の斜視図である。
【図４】図1に示すロック部材の拡大図である。
【図５】2本のクランプアームを通り、2本の通路の案内線に直交する横断面で、図3および図4に示す部材を示す図である。
【図６ａ】図1〜図5に示すロック部材を取り外すための方法を示す図である。
【図６ｂ】図1〜図5に示すロック部材を取り外すための方法を示す図であり、図6aのVIb-VIb線に沿った図に対応する図である。
【図６ｃ】図1〜図5に示すロック部材を取り外すための方法を示す図である。
【図７】ロック部材が代替実施形態の形状である、図3に示す装置と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図1および図2を参照すると、本発明の好ましい一実施形態による、航空機タービンエンジンのタービンケーシングにリングセクタを固定するための装置が見られる。
【００３０】
図中、方向Aは、タービンエンジンのタービンの長手方向軸2に平行な長手方向または軸方向に対応する。方向Bは、タービンの半径方向に対応し、方向Cは周方向に対応する。さらに、矢印4は、方向Aに平行な、タービンエンジン内のガス流の主方向を示す。以下の説明で使用される「前」、「上流」、「後」、「下流」という用語は、タービンエンジンからの推力下における航空機の前方移動の方向について使用される。この前方移動の方向は、矢印4の方向と逆である。
【００３１】
図1において、符号10は、タービンエンジンの高圧タービン段の可動羽根を示す。タービンエンジンは、スペーサまたは中間ケーシング要素と呼ばれるケーシング要素14が内部に固定されるタービンケーシング12内で回転する。要素14は、方向Cに沿って、タービンの回転軸2を中心に周方向に配置されたリングセクタ16を支持する。これらのリングセクタの内面は、タービン内のガス流路を外側に画定する連続した円筒面を形成する。
【００３２】
リングセクタ16は、方向Cに、タービンの軸を中心とした約10°から20°の角度範囲を有する。リングセクタ16は、例えば、約30個設けられる。
【００３３】
各リングセクタ16は、その上流端部または前端部に円筒部状の周方向リム18を備え、この周方向リム18によりスペーサ14に引っ掛けられ、または固定される。また、各リングセクタ16は、その後端部または下流端部に円筒部状の周方向リム20を備え、この周方向リム20が、スペーサ14の対応する円筒部状の周方向リム22に当接する。以下、周方向リム22を第1の周方向リム、周方向リム20を第2の周方向リムと称する。
【００３４】
方向Aに延びる2本の周方向リム20,22は、C字状または横向きU字状のロック部材24により、方向Bに重なって互いに押圧保持される。このロック部材24は、周方向リム20,22に後方から係合し、周方向リム20,22を互いに半径方向に押圧保持する。
【００３５】
ロック部材24は協働して、軸2を中心に配置された環状ロック装置を形成する。環状ロック装置は、リングセクタの固定装置の一体部分となる。したがって、各部材24は、例えば約10°から20°以上で方向Cに延びる、環状ロック装置の角セクタの形状をなす。完全な、好ましくは連続したリングを形成するために、部材24は、方向Cに隣接して、例えば軸2を中心に30個設けられる。
【００３６】
この点において、タービンの軸2を中心とした部材24の角面積は、リングセクタ16の角面積と同程度にすることができるが、本発明の範囲を逸脱しなければ、部材24の角面積をより大きくしてもよいことに注目されたい。したがって、場合に応じて、各リングセクタ16に対して1つのロック部材24を設けるか、または複数のリングセクタ16に対して1つのロック部材24を設けることができる。
【００３７】
リングセクタ16、スペーサ14およびロック部材24は金属で、金属基複合材料(CMC)または他の材料からなる。ロック部材24は周方向リム20,22に弾性的に取り付けられ、締め付けられて、以下に詳細に示すように、半径方向Bの一定のプレストレスにより、周方向リム20,22を互いに押圧する。
【００３８】
図2に示すように、リングセクタ16の第2の周方向リム20は、後端部の、外向きの半径方向歯26で終わり、スペーサ14の第1の周方向リム22の対応するノッチに係合して、タービンの軸2を中心とした回転時に各リングセクタ16をスペーサ14上に固定するようになっている。
【００３９】
一般に、各ロック部材24は、図2の場合のように方向Cに直交する面に沿った横断面に、2本のクランプアーム28,30を備える。クランプアーム28,30は、それぞれ、半径方向外側長手方向アームおよび半径方向外側長手方向アームと呼ばれ、接続アーム32により、後端部で互いに堅く接続されている。アームの前端部は、スペーサ14の第1の周方向リム22の外側円筒面と、リングセクタ16の第2の周方向リム20の内側円筒面とにそれぞれ当接される。全体として、周方向アーム28,30は方向Aに長手方向に延び、全体間隔方向、ここでは好ましくは半径方向Bに対応する方向に、互いに離間している。周方向アーム32は、ほぼこの間隔方向、すなわち半径方向Bに延びて、アーム28,30の2本の後端部を接続する。したがって、この2本のアームは協働してアーム間スペース40を形成する。このスペース40は、リム20,22が通る方向Aの前方側が開き、接続アーム32により、詳細には接続アーム32の内面33により、同方向Aの後方側が閉じられている。
【００４０】
図2では、部材24が、方向Cに直交する横断面でC字状または横向きU字状をなしているが、図3に示すように、部材が、第1の周方向端部24aと第2の周方向端部24bとの間で、方向Cに沿った所与の角セクタ上にこの形状で延びることも理解されなければならない。
【００４１】
図3をより詳細に参照すると、本発明の特徴の1つが、ロック部材24の把持を可能にする手段を、好ましくは周方向端部24a,24bまたはその付近に設置することにある。この手段は、全体としてロック部材24後方側に、すなわち接続アーム32上に配置される。
【００４２】
この手段は、方向Cに直交する仮想中央面を構成する面P2の両側にそれぞれ設けられた、長孔状の2本の通路の形状をなす。より詳細には、前記したように、2つの長孔42が端部24a,24bにそれぞれ配置され、直線の案内線44に沿ってそれぞれ延びるという特徴を有する。この案内線44は、軸方向にアーム28,30に平行であり、かつ接続アーム32に直交することが好ましい。参考までに、2本の直線44は、したがってほぼ平行であり、互いに周方向に離間している。
【００４３】
図3〜図5を参照すると、各長孔42が、直線の案内線44に沿って円筒状に延び、アーム32を貫通して形成されて、内面33でアーム間スペース40に出ることがわかる。
【００４４】
図示した好ましい実施形態では、各長孔42がアーム32のみを貫通して、2本のアーム28,30から離れて形成される。それにもかかわらず、本発明の範囲を逸脱することなく、各アームが、半径方向Bに、例えば2本のクランプアーム28,30まで大きく延びることができる。
【００４５】
各長孔42は、周方向Cに開口している。すなわち、その底部46が、部材の外側で周方向Cに向いている。図5に示すように、部材に対して外側から案内線44に沿って見ると、長孔42は、ほぼ半楕円形であり、長孔の底部46に対応する円の直径の半分を有することが好ましい。
【００４６】
この底部46は、取り外しツールのための把持面を形成する。それにもかかわらず、ツールによる部材の把持は、アーム32の内面33を使用し、同アーム32を通ったツールの端部のための停止面を、アーム32端部に設けられた長孔42を通して形成することにより行うことが好ましい。この停止面33は、実際に取り外しツール50の軸受面として機能することができる。この停止面は、所望の取り外しを行うために、長手方向後方に応力を受ける。これらの長孔を部材24の後方にずらして特別に位置決めすることにより、取り外しツールが部材と容易に協働することができ、部材の機能を損なうおそれないことが示される。これは、特に、アーム28,30の前端部間が直接接触することがないためである。
【００４７】
次に図6aおよび図6cを参照すると、最初にリングセクタ16の把持位置にあるロック部材24を取り外すための方法が示される。このために、適切な形状のツール50が使用される。このツールは全体として、あぶみ状のヘッドを有する。ヘッドの2本のアームは対向する2つの端部52を有し、方向Cに移動可能である。2つの両端部52は2つの長孔42に挿入され、例えば、ツールを部材24に対して方向Aに移動することにより、アーム間スペース40を貫通する。その後、図6bに示すように、2つの端部52が方向Cに沿って互いに近接され、2つの長孔42付近でアーム32の内面33に対向する。このとき、あぶみ状ヘッドの2本のアームが2つの長孔42を貫通する。ツール50は、その後、手動または自動で長手方向A後方に向かって応力を受け、図6aに示すように、端部52を内側停止面33に接触させる。ツール50のこの動作を続けると、図6cに矢印56で示すように、リム20,22上のアーム28,30が後方に向かって摺動することにより、部材24が徐々に方向Aに移動する。そして、部材24を完全に取り外し、リングセクタを解放する。
【００４８】
図7に示すように、本発明のロック部材の他の設計が提供される。この場合、通路42がほぼ中心に配置される。すなわち、仮想中央面P2の両側に位置しているが、周方向端部24a,24bからは離間している。
【００４９】
ここに示す実施形態は前述した実施形態とは異なり、2本の通路42が長孔の形状ではなく、孔状である。実際に、各通路42は、部材に対して外側から案内線44に沿って見たときに(図示せず)、例えば円形または楕円形の閉じた境界線60を有する。アーム32に形成された通路42は、当然、貫通通路であり、特に、第1の好ましい実施形態と同様に、取り外しツールの端部をアーム間スペースに導入して、クランプアーム32の内側停止面と協働することができるようになっている。
【００５０】
もちろん、当業者は、非限定的な例としてのみ、前述した本発明に種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００５１】
16  リングセクタ
20  第2の周方向リム
22  第1の周方向リム
24  ロック部材
24a  第1の周方向端部
24b  第2の周方向端部
28  クランプアーム
30  クランプアーム
32  接続アーム
40  アーム間スペース
42  通路
44  案内線
60  境界線
C  周方向
P2  仮想中央面
【図１】
0005385376.tif 000002
【図２】
0005385376.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
0005385376.tif 000008
【図６ｃ】
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【図７】
0005385376.tif 000010