(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心線を中心として回転可能な駆動リングと、
前記中心線とは異なる回転軸を中心として回転可能なクランクと、
前記クランクと、前記駆動リングと、に回動可能に取り付けられたリンクアームと、
前記駆動リングと係合する複数のディフューザベーンと、
を備え、
前記クランクは、前記リンクアームに回動可能に連結されるとともに、前記リンクアームは、前記駆動リングに回動可能に連結されており、
前記リンクアームを介して前記駆動リングを前記中心線の周りで回転させる、前記クランクの回転に応じて、前記複数のディフューザベーンが、最大流れ位置と最小流れ位置との間で一斉に移動可能であることを特徴とする、回転機用可変ディフューザ。
【請求項２】
前記クランクは、前記中心線とは異なる前記回転軸を中心として、アクチュエータの回転運動に応じて回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の可変ディフューザ。
【請求項３】
前記アクチュエータの前記回転運動が、前記クランクおよび前記リンクアームを介して、前記駆動リングの弓状軌道の運動に変換されることを特徴とする請求項２に記載の可変ディフューザ。
【請求項４】
前記複数のディフューザベーンの各々と係合するように前記駆動リングから延在する一連の駆動ピンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の可変ディフューザ。
【請求項５】
一連のベーンピンをさらに備え、前記複数のディフューザベーンの各々が該ベーンピンを中心として回動可能であることを特徴とする請求項１に記載の可変ディフューザ。
【請求項６】
電動機と、
前記電動機により中心線を中心として駆動可能な圧縮機と、
前記圧縮機の下流の可変ディフューザと、
を備えた回転機であって、
前記可変ディフューザは、
前記中心線を中心として回転可能な駆動リングと、
前記中心線とは異なる回転軸を中心として回転可能なクランクと、
前記クランクと、前記駆動リングと、に回動可能に取り付けられたリンクアームと、
前記駆動リングと係合する複数のディフューザベーンと、
を備え、
前記クランクは、前記リンクアームに回動可能に連結されるとともに、前記リンクアームは、前記駆動リングに回動可能に連結されており、
前記リンクアームを介して前記駆動リングを前記中心線の周りで回転させる、前記クランクの回転に応じて、前記複数のディフューザベーンが、最大流れ位置と最小流れ位置との間で一斉に移動可能であることを特徴とする、回転機。
【請求項７】
前記中心線に沿って画定されるインレットをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の回転機。
【請求項８】
径方向アウトレットをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の回転機。
【請求項９】
アクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータは、前記中心線とは異なる前記回転軸を中心として前記クランクを回転させるように動作可能であることを特徴とする請求項６に記載の回転機。
【請求項１０】
前記アクチュエータの回転運動が、前記クランクおよび前記リンクアームを介して、前記駆動リングの弓状軌道の運動に変換されることを特徴とする請求項９に記載の回転機。
【請求項１１】
前記回転機が、外気を加圧して航空機客室内に空気を供給するように構成された客室空気圧縮機であることを特徴とする請求項６に記載の回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は客室用空気圧縮機に関し、特にその可変ディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の航空機環境制御システムでは、航空機客室用の加圧空気が主エンジンもしくは補助動力装置から抽気される。より電気的な航空機（ｍｏｒｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｉｒｃｒａｆｔ；ＭＥＡ）用の環境制御システムでは客室内の空気用として外気を加圧する専用の圧縮機を利用する。圧縮機は、例えば可変速永久磁石モータによって駆動される一段遠心構成でもよい。可変ディフューザは圧縮機の中心線を中心として回転する駆動リングを含む。駆動リングの回転により一連のディフューザベーンを最大流れ位置と最小流れ位置との間で一斉に移動させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、客室空気圧縮機用の可変ディフューザおよびその駆動リンケージを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様の回転機用の可変ディフューザが、駆動リングと係合した複数のディフューザベーンを含む。リンクアームを介して駆動リングを中心線の周りで回転させる、クランクの回転に応じて、複数のディフューザベーンが最大流れ位置と最小流れ位置との間で一斉に移動することができる。
【０００５】
本発明の一態様の回転機は、電動機により中心線を中心として駆動可能な圧縮機を含む。可変ディフューザは圧縮機の下流にある。複数のディフューザベーンが駆動リングと係合する。リンクアームを介して駆動リングを中心線の周りで回転させる、クランクの回転に応じて、複数のディフューザベーンが最大流れ位置と最小流れ位置との間で一斉に移動することができる。
【０００６】
以下に開示の限定されない実施例の詳細な説明から、様々な特徴が当業者にとって明らかとなるであろう。詳細な説明に添付の図面を、以下のように簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】客室空気圧縮機（ＣＡＣ）の概略図。
【図２】客室空気圧縮機（ＣＡＣ）の可変ディフューザの透視図。
【図３】最大流れ位置にある図２の可変ディフューザの拡大図。
【図４】最小流れ位置にある図２の可変ディフューザの拡大図。
【図５】可変ディフューザを最大流れ位置と最小流れ位置との間で位置決めするように動作可能なリンケージの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は航空機の客室内に新鮮な空気を供給するために外気を加圧するように用いられる客室空気圧縮機（ＣＡＣ）２０を概略的に示す。以下の記載は本発明が航空機に用いられるものとして記載するが、以下の記載は、地上車および定置設備などのその他の適切な用途にも適用可能なものとして理解されたい。また当然のことながら本発明は、特定の種類の回転機に関連しての使用に限られるものではない。したがって、説明の都合上、本発明を客室空気圧縮機に実装されるものとして説明および記載するが、当然のことながら、本発明は、ガスタービンエンジン、補助動力装置、ターボチャージャ、スーパーチャージャ、エアサイクルマシン、交流機、電動機、発電機、一体式定速駆動発電機、および各種のギアボックス（限定せず）を含む、その他の多数の機械に実装することができる。
【０００９】
ＣＡＣ２０は、概ね電動機２２と、圧縮機２４と、可変ディフューザ２６と、ディフューザアクチュエータ２８と、を含む。電動機２２、圧縮機２４、および可変ディフューザ２６は、ＣＡＣ２０の中心線Ａの周りに画定される。インレット３０が空気をＣＡＣ２０へと通流させ、ここで空気が、電動機２２により駆動される圧縮機２４によって圧縮されたのちに、径方向アウトレット３２から可変ディフューザ２６を通して通流される。可変ディフューザ２６は複数のディフューザベーン３４（図２）を含み、それらは、制御装置２９に応答してＣＡＣ２０の空気流を調節するように、ディフューザアクチュエータ２８により最大流れ位置（図３）と最小流れ位置（図４）との間で一斉に動かされる。
【００１０】
図５を参照すると、可変ディフューザ２６は、中心線Ａを中心として回転可能な駆動リング３６を含む。一連の駆動ピン３８が駆動リング３６から延在してそれぞれのディフューザベーン３４と係合する。各ディフューザベーン３４は駆動ピン３８の各々からずらされたベーンピン４０（図３，４）の周りを回動する。駆動リング３６の回転によりディフューザベーン３４が最大流れ位置と最小流れ位置との間を、各ベーンピン４０を中心として一斉に移動する。
【００１１】
ディフューザアクチュエータ２８（図５に図示せず）がリンケージ４２を介して駆動リング３６と接続する。ディフューザアクチュエータ２８は、クランク４４を回転させるための回転軸Ｂを中心とした回転入力を発生させるように作動する、ギア付き駆動モータもしくはその他のアクチュエータ装置を含みうる。クランク４４は、軸Ｃを画定するピボット４８でリンクアーム４６に回動可能に連結される。リンクアーム４６は、軸Ｄを画定する駆動リングピボット５０で駆動リング３６に回動可能に連結される。
【００１２】
ディフューザアクチュエータ２８の回転によりクランク４４を回転させる。クランク４４はリンクアーム４６を駆動させ、それにより圧縮機中心線Ａを中心として駆動リング３６を駆動させる。圧縮機中心線Ａを中心とした駆動リング３６の選択的な回転により、ディフューザベーン３４を最大流れ位置（図３）と最小流れ位置（図４）との間で一斉に移動させる。換言すれば、ディフューザアクチュエータの回転運動が弓状軌道（ａｒｃｕａｔｅ  ｐａｔｈ）の運動に変換される。動作の両終端部であり、かつ、多くの場合に最大の力が要求される、最大流れ位置および最小流れ位置におけるメカニカルアドバンテージの移動が、リンケージ４２により容易となる。それにより、比較的低出力のディフューザアクチュエータ２８が可変ディフューザ２６の幅を制御するように用いられる。メカニカルアドバンテージを最大化する小型のディフューザアクチュエータ２８により、全体的に軽量の装置が容易となる。
【００１３】
幾つかの図面を通した同様の参照符号は、対応するもしくは同様の構成要素を特定するものであることを理解されたい。また、図示の実施例に特定の構成要素の配置が開示されるが、その他の配置もまた本発明から利益が得られることを理解されたい。
【００１４】
上記の記述は限定的なものではなく例示に過ぎない。限定されない種々の実施例を開示したが、上記の教示に照らして種々の変形や修正が付記の特許請求の範囲に含まれることが当業者にとって理解されるであろう。従って、付記の特許請求の範囲内において、本発明が明確に記載されたもの以外に実施されうることを理解されたい。そのため、本発明の真の範囲および意義を画定するために付記の特許請求の範囲を検討すべきである。
【符号の説明】
【００１５】
３６…駆動リング
３８…駆動ピン
４２…リンケージ
４４…クランク
４６…リンクアーム
４８…ピボット
５０…駆動リングピボット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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