(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内の作動流体を圧力センサに導く圧力チューブの一端部を、ケーシングの外表面に取り付ける圧力チューブの取付構造であって、
一端に向かって徐々に拡径するテーパー部が一端部に設けられた圧力チューブと、
前記ケーシングの外表面に設けられて前記テーパー部を収容する凹所と、
前記凹所の内周面と、前記テーパー部の外周面とで形成される前記凹所内に充填される接着剤とを備えていることを特徴とする圧力チューブの取付構造。
【請求項２】
下面が前記ケーシングの外表面と密着して前記凹所の開口を塞ぐ鍔部材が、前記圧力チューブの一端部に設けられているとともに、前記ケーシングの外表面に対して固定されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力チューブの取付構造。
【請求項３】
前記鍔部材に、前記凹所と連通する少なくとも一つの孔が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力チューブの取付構造。
【請求項４】
前記凹所は、前記テーパー部の外径と同じに、あるいは前記テーパー部の外径よりも若干大きくなるように形成された内径を有し、かつ、前記テーパー部の周縁部を受け入れる拡径部と、前記テーパー部の外径よりも若干小さくなるように形成された内径を有する縮径部とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の圧力チューブの取付構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力チューブの取付構造を具備していることを特徴とする航空機用ガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング内の作動流体（例えば、ケーシングが圧縮機を構成する場合は圧縮空気、ケーシングがタービンを構成する場合は燃焼ガス）を圧力センサに導く圧力チューブの一端部を、ケーシングの外表面に取り付ける圧力チューブの取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力容器の耐圧テストやリークテスト等の圧力試験を行う配管（圧力チューブ）の取付構造としては、例えば、特許文献１に開示されているものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１５４３９４号公報
【０００４】
また、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成する圧縮機のケーシング内の圧縮空気や、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成するタービンのケーシング内の燃焼ガスを圧力センサに導く圧力チューブの一端部を、ケーシングの外表面に取り付ける圧力チューブの取付構造としては、例えば、図９や図１０に示すものが知られている。
【０００５】
図９に示す圧力チューブの取付構造９０は、先端部にテーパー状の雄ねじ部９１が形成された継手９２を、ケーシング（ケーシングが圧縮機を構成する場合は圧縮機のケーシング、ケーシングがタービンを構成する場合はタービンのケーシング）９３の外表面に形成されたテーパー状の雌ねじ部９４に螺合させて、圧力チューブ９５の一端部をケーシング９３の外表面に取り付ける（固定する）ものである。
【０００６】
一方、図１０に示す圧力チューブの取付構造１００は、圧力チューブ１０１の一端部を、ケーシング（ケーシングが圧縮機を構成する場合は圧縮機のケーシング、ケーシングがタービンを構成する場合はタービンのケーシング）１０２の外表面に形成された凹所１０３内に挿入し、ロウ付け（あるいはＴＩＧ溶接もしくは接着剤）により、圧力チューブ１０１の一端部をケーシング１０２の外表面に取り付ける（固定する）ものである。
なお、図１０中の符号１０４は、ロウ付け部（あるいは溶接部もしくは接着剤）を示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９に示す圧力チューブの取付構造９０や、図１０に示す圧力チューブの取付構造１００は、ケーシング９３，１０２の肉厚が十分ある場合、すなわち、ケーシングの外表面にテーパー状の雌ねじ部９４を形成させることができる場合や、ロウ付け（あるいはＴＩＧ溶接）の際に発生する熱によってケーシングが変形しないような場合、あるいは圧力チューブの一端部を受け入れる凹所の深さを十分に確保することができて、接着剤で圧力チューブの一端部を確実に固定することができる場合に採用することができるのであって、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成する圧縮機のケーシングや、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成するタービンのケーシング等、薄肉のケーシングの場合、すなわち、ケーシングの外表面にテーパー状の雌ねじ部９４を形成させることができない場合や、ロウ付け（あるいはＴＩＧ溶接）の際に発生する熱によってケーシングが変形してしまうような場合、あるいは圧力チューブの一端部を受け入れる凹所の深さを十分に確保することができず、接着剤で圧力チューブの一端部を確実に固定することができない場合には採用することができないといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成する圧縮機のケーシングや、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成するタービンのケーシング等、薄肉のケーシングに適用することができる圧力チューブの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係る圧力チューブの取付構造は、ケーシング内の作動流体を圧力センサに導く圧力チューブの一端部を、ケーシングの外表面に取り付ける圧力チューブの取付構造であって、一端に向かって徐々に拡径するテーパー部が一端部に設けられた圧力チューブと、前記ケーシングの外表面に設けられて前記テーパー部を収容する凹所と、前記凹所の内周面と、前記テーパー部の外周面とで形成される前記凹所内に充填される接着剤とを備えている。
【００１０】
本発明に係る圧力チューブの取付構造によれば、ケーシングに取り付けられる側の圧力チューブの一端部に、一端に向かって徐々に拡径するテーパー部が設けられ、このテーパー部がケーシングの外表面に形成された凹所内に収められるとともに、凹所内に充填された接着剤により、ケーシングの外表面に対して固定されることになる。また、圧力チューブの一端部をテーパー部とすることにより、凹所の深さが小さくなり、テーパー部と接着剤との接触面積が大きくなる。
これにより、ケーシングの外表面にテーパー状の雌ねじ部を設けることなく、また、ロウ付けあるいはＴＩＧ溶接の際に発生する熱によってケーシングを変形させることなく、圧力チューブの一端部を、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成する圧縮機のケーシングや、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成するタービンのケーシング等、薄肉のケーシングの外表面に確実に固定することができる。
【００１１】
上記圧力チューブの取付構造において、下面が前記ケーシングの外表面と密着して前記凹所の開口を塞ぐ鍔部材が、前記圧力チューブの一端部に設けられているとともに、前記ケーシングの外表面に対して固定されているとさらに好適である。
【００１２】
このような圧力チューブの取付構造によれば、圧力チューブの一端部が、接着剤および鍔部材により、ケーシングの外表面に固定されることになる。
これにより、仮に経年劣化等により接着剤の性能が低下した場合でも、別途ケーシングに固定された鍔部材により圧力チューブの抜けを防止することができ、当該構造に対する信頼性を向上させることができる。
【００１３】
上記圧力チューブの取付構造において、前記鍔部材に、前記凹所と連通する少なくとも一つの孔が設けられているとさらに好適である。
【００１４】
このような圧力チューブの取付構造によれば、鍔部材に設けられた孔が、鍔部材の周縁部（外周部）をケーシングの外表面に密着させた状態で凹所内に接着剤を充填していく際の接着剤充填用の孔として、あるいは鍔部材の周縁部（外周部）を持ち上げた（引き上げた）状態で凹所内に接着剤を充填していく際の空気抜き用の孔として利用されることになる。
これにより、凹所内に接着剤を隙間なく充填することができて、圧力チューブの一端部を、ケーシングの外表面により確実に固定することができる。
【００１５】
上記圧力チューブの取付構造において、前記凹所は、前記テーパー部の外径と同じに、あるいは前記テーパー部の外径よりも若干大きくなるように形成された内径を有し、かつ、前記テーパー部の周縁部を受け入れる拡径部と、前記テーパー部の外径よりも若干小さくなるように形成された内径を有する縮径部とを備えているとさらに好適である。
【００１６】
このような圧力チューブの取付構造によれば、圧力チューブの一端部が、接着剤、鍔部材、およびテーパー部の周縁部と拡径部との嵌合（係合）により、ケーシングの外表面に固定されることになる。
これにより、仮に経年劣化等により接着剤の性能が低下した場合でも、別途ケーシングに固定された鍔部材、およびテーパー部の周縁部と拡径部との嵌合（係合）により圧力チューブの抜けを防止することができ、当該構造に対する信頼性を向上させることができる。
また、仮に経年劣化等により接着剤の性能が低下し、かつ、鍔部材がケーシングに対して固定されていない状態になった場合（ケーシングと鍔部材との固定関係が解けた場合）でも、テーパー部の周縁部と拡径部との嵌合（係合）により圧力チューブの抜けを防止することができ、当該構造に対する信頼性を向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る航空機用ガスタービンは、上記いずれかの圧力チューブの取付構造を具備している。
【００１８】
本発明に係る航空機用ガスタービンによれば、圧力チューブの一端部を取り付けるために従来必要とされたケーシングの肉厚を確保する必要がなくなり、ケーシングを薄肉化することができて、当該ガスタービン全体の軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る圧力チューブの取付構造によれば、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成する圧縮機のケーシングや、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)を構成するタービンのケーシング等、薄肉のケーシングに適用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧力チューブの取付構造を具備したガスタービンエンジンの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧力チューブの取付構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る圧力チューブの取付手順を説明するための図であって、（ａ）は圧力チューブの先端部に鍔部材を取り付けた状態を示す平面図、（ｂ）は圧力チューブの先端部に鍔部材を取り付けた状態を示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る圧力チューブの取付手順を説明するための図であって、薄肉のケーシングに取付用の凹所を加工した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る圧力チューブの取付手順を説明するための図であって、ケーシングへの取付が完了した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧力チューブの取付構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る圧力チューブの取付構造を示す断面図である。
【図８】本発明に係る圧力チューブの取付構造を具備したガスタービンエンジンの梱包状態または装着状態を示す断面図である。
【図９】従来の圧力チューブの取付構造を説明するための断面図である。
【図１０】従来の圧力チューブの取付構造を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る圧力チューブの取付構造について、図１から図５を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る圧力チューブの取付構造を具備したガスタービンエンジンの概略構成図、図２は本実施形態に係る圧力チューブの取付構造を示す断面図、図３は本実施形態に係る圧力チューブの取付手順を説明するための図であって、（ａ）は圧力チューブの先端部に鍔部材を取り付けた状態を示す平面図、（ｂ）は圧力チューブの先端部に鍔部材を取り付けた状態を示す側面図、図４は本実施形態に係る圧力チューブの取付手順を説明するための図であって、薄肉のケーシングに取付用の凹所を加工した状態を示す断面図、図５は本実施形態に係る圧力チューブの取付手順を説明するための図であって、ケーシングへの取付が完了した状態を示す断面図である。
【００２２】
本実施形態に係る圧力チューブの取付構造１０は、例えば、図１に示す圧縮機２と、燃焼器３と、タービン４とを備えた航空機用ガスタービン(本実施形態ではターボシャフトエンジン)１の、圧縮機２および／またはタービン４に適用されるものである。
図２に示すように、圧力チューブの取付構造１０は、圧力チューブ（圧力計測管：圧力導出管）１１と、凹所１２とを備えている。
【００２３】
圧力チューブ１１は、凹所１２（より詳しくは、凹所１２および連通穴１５）を介して導かれたケーシング１３内の流体（ケーシング１３が圧縮機２を構成する場合は圧縮空気、ケーシング１３がタービン４を構成する場合は燃焼ガス）を、図示しない圧力センサに導く配管であり、その一端部はケーシング１３に取り付けられ（接続され）、その他端部は図示しない圧力センサに取り付けられ（接続され）ている。また、圧力チューブ１１の一端部には、その一端（先端）に向かって徐々に（漸次）拡径するテーパー部１４が設けられて（形成されて）いる。
【００２４】
凹所１２は、その内径がテーパー部１４の外径と同じに、あるいはテーパー部１４の外径よりも若干大きくなるように形成され、かつ、その深さがテーパー部１４の高さよりも深くなるように形成されるとともに、その底面がテーパー部１４の（先）端面全体と接するように形成された円筒状の窪みである。また、凹所１２の底面の中央部と、ケーシング１３の内表面とは、その内径がテーパー部１４の内径よりも小さくなるように形成され、かつ、ケーシング１３を板厚方向に貫通する連通穴１５を介して連通されている。
【００２５】
圧力チューブ１１の一端部には、平面視矩形状を呈するとともに、（例えば、厚さ０．２ｍｍの）ＳＵＳ（ステンレス）箔からなる鍔部材１６が、その下面からテーパー部１４の（先）端面までの距離（長さ）が凹所１２の深さと（略）同じになるようにして、ロウ付け（あるいはＴＩＧ溶接）により取り付けられ（固定され）ており、凹所１２の内周面（内側面）と、テーパー部１４の外周面（外側面）と、鍔部材１６の下面とで形成される凹所１２内には、（高温用）接着剤（例えば、ムロマチテクノス株式会社製の耐熱性無機接着剤（アロンセラミック））１７が充填されている。
また、図５に示すように、鍔部材１６は、ケーシング１３の外表面に対して、スポット溶接により取り付けられ（固定され）ている。
【００２６】
つぎに、図３から図５を用いて、圧力チューブ１１のケーシング１３への取付（装着）手順について説明する。
まず、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、予め一端部にテーパー部１４が形成された圧力チューブ１１の同端部に、鍔部材１６をロウ付け（あるいはＴＩＧ溶接）により取り付ける（固定する）。
なお、図３（ａ）中および図３（ｂ）中の符号１８は、ロウ付け部（あるいは溶接部）を示している。
【００２７】
一方、図４に示すように、ケーシング１３の、所定の箇所（ケーシング１３内の圧力を導出（抽出）しようとする箇所）の外表面に凹所１２を加工し、つづいて、凹所１２の中央部に連通穴１５を加工（穿設）する。
なお、ケーシング１３の、所定の箇所（ケーシング１３内の圧力を導出（抽出）しようとする箇所）に連通穴１５を加工（穿設）し、つづいて、連通穴１５が中央部に位置する（くる）ようにして凹所１２を加工してもよい。
【００２８】
つづいて、図５に示すように、テーパー部１４の（先）端面全体が凹所１２の底面と接するようにして凹所１２内に挿入し、テーパー部１４の（先）端面全体が凹所１２の底面と接した状態で、かつ、鍔部材１６の周縁部（外周部）を持ち上げた（引き上げた）状態で凹所１２内に（高温用）接着剤１７を満遍なく充填していく。
凹所１２の内周面（内側面）と、テーパー部１４の外周面（外側面）と、鍔部材１６の下面とで形成される凹所１２内への（高温用）接着剤１７の充填が完了（終了）したら、鍔部材１６の周縁部（外周部）を、圧力チューブ１１の径方向および周方向に沿ってスポット溶接して、圧力チューブ１１のケーシング１３への取付（装着）を完了（終了）する。
【００２９】
本実施形態に係る圧力チューブの取付構造１０によれば、ケーシング１３に取り付けられる側の圧力チューブ１１の一端部に、一端に向かって徐々に拡径するテーパー部１４が設けられ、このテーパー部１４がケーシング１３の外表面に形成された凹所１２内に収められるとともに、凹所１２内に充填された接着剤１７により、ケーシング１３の外表面に対して固定されることになる。また、圧力チューブ１１の一端部をテーパー部１４とすることにより、凹所１２の深さが小さくなり、テーパー部１２と接着剤１７との接触面積が大きくなる。
これにより、ケーシング１３の外表面にテーパー状の雌ねじ部を設けることなく、また、ロウ付けあるいはＴＩＧ溶接の際に発生する熱によってケーシング１３を変形させることなく、圧力チューブ１１の一端部を、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)１を構成する圧縮機２のケーシングや、航空機用ガスタービン(例えば、ターボシャフトエンジン)１を構成するタービン４のケーシング等、薄肉のケーシングの外表面に確実に固定することができる。
【００３０】
また、本実施形態に係る圧力チューブの取付構造１０によれば、圧力チューブ１１の一端部が、接着剤１７および鍔部材１６により、ケーシング１３の外表面に固定されることになる。
これにより、仮に経年劣化等により接着剤１７の性能が低下した場合でも、別途ケーシング１３に固定された鍔部材１６により圧力チューブ１１の抜けを防止することができ、当該構造１０に対する信頼性を向上させることができる。
【００３１】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態に係る圧力チューブの取付構造について、図６を参照しながら説明する。図６は本実施形態に係る圧力チューブの取付構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
図６に示すように、本実施形態に係る圧力チューブの取付構造２０は、鍔部材１６の代わりに、鍔部材２１が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素、および圧力チューブ１１のケーシング１３への取付（装着）手順については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３２】
鍔部材２１には、鍔部材２１を板厚方向に貫通して凹所１２内とケーシング１３の外部（大気中）とを連通する少なくとも一つ（本実施形態では一つ）の孔２２が設けられて（形成されて）いる。孔２２は、鍔部材２１の周縁部（外周部）をケーシング１３の外表面に密着させた状態で凹所１２内に（高温用）接着剤１７を充填していく際の接着剤充填用の孔として、あるいは鍔部材２１の周縁部（外周部）を持ち上げた（引き上げた）状態で凹所１２内に（高温用）接着剤１７を充填していく際の空気抜き用の孔として利用される。
【００３３】
本実施形態に係る圧力チューブの取付構造２０によれば、鍔部材２１に設けられた孔２２が、鍔部材２１の周縁部（外周部）をケーシング１３の外表面に密着させた状態で凹所１２内に接着剤１７を充填していく際の接着剤充填用の孔として、あるいは鍔部材２１の周縁部（外周部）を持ち上げた（引き上げた）状態で凹所１２内に接着剤１７を充填していく際の空気抜き用の孔として利用されることになる。
これにより、凹所１２内に接着剤１７を隙間なく充填することができて、圧力チューブ１１の一端部を、ケーシング１３の外表面により確実に固定することができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３４】
〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態に係る圧力チューブの取付構造について、図７を参照しながら説明する。図７は本実施形態に係る圧力チューブの取付構造を示す断面図である。
図７に示すように、本実施形態に係る圧力チューブの取付構造３０は、凹所１２の代わりに、凹所３１が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその他の構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００３５】
凹所３１は、その内径がテーパー部１４の外径と同じに、あるいはテーパー部１４の外径よりも若干大きくなるように形成され、かつ、テーパー部１４の周縁部（外周部）を受け入れる（テーパー部１４の周縁部（外周部）と嵌合する）拡径部３２と、その内径がテーパー部１４の外径よりも若干小さくなるように形成された縮径部３３とを備えている。また、凹所３１は、テーパー部１４の高さよりも深くなるように形成されるとともに、その底面がテーパー部１４の（先）端面全体と接するように形成されている。
【００３６】
本実施形態に係る圧力チューブの取付構造３０によれば、圧力チューブ１１の一端部が、接着剤１７、鍔部材１６、およびテーパー部１４の周縁部と拡径部３２との嵌合（係合）により、ケーシング１３の外表面に固定されることになる。
これにより、仮に経年劣化等により接着剤１７の性能が低下した場合でも、別途ケーシング１３に固定された鍔部材１６、およびテーパー部１４の周縁部と拡径部３２との嵌合（係合）により圧力チューブ１１の抜けを防止することができ、当該構造３０に対する信頼性を向上させることができる。
また、仮に経年劣化等により接着剤１７の性能が低下し、かつ、鍔部材１６がケーシング１３に対して固定されていない状態になった場合（ケーシング１３と鍔部材１６との固定関係が解けた場合）でも、テーパー部１４の周縁部と拡径部３２との嵌合（係合）により圧力チューブ１１の抜けを防止することができ、当該構造３０に対する信頼性を向上させることができる。
その他の作用効果は、上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３７】
なお、製品出荷前の性能試験を終え、木箱等の梱包用具（搬送用具）８０に入れられて出荷される際の圧力チューブ１１、あるいは製品出荷前の性能試験では必要とされたが、実機（本実施形態では回転翼航空機）に搭載された際には不要となる圧力チューブ１１は、切断部が梱包用具８０あるいはカウリング８０の内側に位置するように、その途中（より詳しくは、ケーシング１３に近い根元部（一端部）の途中）で切断され、切断された部分がプラグ８１等で塞がれることになる。
【００３８】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、上述した第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施する等、適宜必要に応じて変形・変更実施可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  航空機用ガスタービン
１０  圧力チューブの取付構造
１１  圧力チューブ
１２  凹所
１３  ケーシング
１４  テーパー部
１６  鍔部材
１７  接着剤
２０  圧力チューブの取付構造
２１  鍔部材
２２  孔
３０  圧力チューブの取付構造
３１  凹所
３２  拡径部
３３  縮径部
【図１】
0005485049.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005485049.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005485049.tif 000009
【図９】
0005485049.tif 000010
【図１０】
0005485049.tif 000011