(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
第１部分および第２部分を備える作動流体配管（５０、２５０）であって、該作動流体配管（５０、２５０）が、エアギャップ（２４８）に架け渡されて延在しており、かつ作動流体通路（５０、２５０）を相対的に高温の作動流体と相対的に低温の作動流体との間に形成する、作動流体配管（５０、２５０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の周りに、相対的に低温の前記作動流体により近い位置に配置されるシール（２７０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の環状面に係合するスプーリシールであって、該スプーリシールが、前記作動流体配管（５０、２５０）に、より高温の前記作動流体により近い位置で係合する、スプーリシールと
を備え、
前記スプーリシールが二連球状構造である、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項２】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
第１部分および第２部分を備える作動流体配管（５０、２５０）であって、該作動流体配管（５０、２５０）が、エアギャップ（２４８）に架け渡されて延在しており、かつ作動流体通路（５０、２５０）を相対的に高温の作動流体と相対的に低温の作動流体との間に形成する、作動流体配管（５０、２５０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の周りに、相対的に低温の前記作動流体により近い位置に配置されるシール（２７０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の環状面に係合するスプーリシールであって、該スプーリシールが、前記作動流体配管（５０、２５０）に、より高温の前記作動流体により近い位置で係合する、スプーリシールと
を備え、
更に、前記スプーリシールに係合するピストンリング（２６６）を備える、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項３】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
第１部分および第２部分を備える作動流体配管（５０、２５０）であって、該作動流体配管（５０、２５０）が、エアギャップ（２４８）に架け渡されて延在しており、かつ作動流体通路（５０、２５０）を相対的に高温の作動流体と相対的に低温の作動流体との間に形成する、作動流体配管（５０、２５０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の周りに、相対的に低温の前記作動流体により近い位置に配置されるシール（２７０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の環状面に係合するスプーリシールであって、該スプーリシールが、前記作動流体配管（５０、２５０）に、より高温の前記作動流体により近い位置で係合する、スプーリシールと
を備え、
前記シールはＯ−リング（７０）である、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項４】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
第１部分および第２部分を備える作動流体配管（５０、２５０）であって、該作動流体配管（５０、２５０）が、エアギャップ（２４８）に架け渡されて延在しており、かつ作動流体通路（５０、２５０）を相対的に高温の作動流体と相対的に低温の作動流体との間に形成する、作動流体配管（５０、２５０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の周りに、相対的に低温の前記作動流体により近い位置に配置されるシール（２７０）と、
前記作動流体配管（５０、２５０）の環状面に係合するスプーリシールであって、該スプーリシールが、前記作動流体配管（５０、２５０）に、より高温の前記作動流体により近い位置で係合する、スプーリシールと
を備え、
前記シールは、ねじ込み継手、圧入継手、またはフェースシールのうちの１つである、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項５】
前記作動流体配管（５０、２５０）は、一定の直径を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項６】
前記作動流体配管（５０、２５０）は、少なくとも第１直径および第２直径を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項７】
前記スプーリシールは、略中空であり、かつ前記スプーリシールによって前記作動流体配管（５０、２５０）を、前記スプーリシール内を挿通させることができる、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項８】
前記スプーリシールは曲面形状を有する、請求項７に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項９】
前記スプーリはスプーリアーム（２６４）を含み、前記スプーリアーム（２６４）は、前記作動流体配管（５０、２５０）に向かって直線状に突出する少なくとも１つのスプーリアーム構成部分を有する、請求項７に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１０】
更に、前記直線状の突出部分から延びる延長部分を備える、請求項９に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１１】
前記スプーリシールは前記作動流体配管（５０、２５０）にろう付けされる、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１２】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
エアギャップ（２４８）に架け渡して配置することができる作動流体配管（５０、２５０）であって、前記作動流体配管（５０、２５０）が、作動流体通路を相対的高温部と相対的低温部との間に形成し、前記作動流体配管（５０、２５０）が、前記高温部に対応する第１部分と、前記低温部に対応する第２部分と、を有する、前記作動流体配管（５０、２５０）と、
前記配管（５０、２５０）の上に、かつ前記第２部分の位置に配置されるシールと、
前記配管（５０、２５０）の前記第１部分に係合するスプーリシールと、
を備え、
前記シールはＯ−リング（７０）であり、前記Ｏ−リング（７０）は、前記作動流体配管（５０、２５０）に沿って設けられる溝内に配置される、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１３】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
エアギャップ（２４８）に架け渡して配置することができる作動流体配管（５０、２５０）であって、前記作動流体配管（５０、２５０）が、作動流体通路を相対的高温部と相対的低温部との間に形成し、前記作動流体配管（５０、２５０）が、前記高温部に対応する第１部分と、前記低温部に対応する第２部分と、を有する、前記作動流体配管（５０、２５０）と、
前記配管（５０、２５０）の上に、かつ前記第２部分の位置に配置されるシールと、
前記配管（５０、２５０）の前記第１部分に係合するスプーリシールと、
を備え、
前記スプーリ（６０、１６０、２６０）は二連球状部材である、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１４】
配管一体型スプーリ金属シールであって、
エアギャップ（２４８）に架け渡して配置することができる作動流体配管（５０、２５０）であって、前記作動流体配管（５０、２５０）が、作動流体通路を相対的高温部と相対的低温部との間に形成し、前記作動流体配管（５０、２５０）が、前記高温部に対応する第１部分と、前記低温部に対応する第２部分と、を有する、前記作動流体配管（５０、２５０）と、
前記配管（５０、２５０）の上に、かつ前記第２部分の位置に配置されるシールと、
前記配管（５０、２５０）の前記第１部分に係合するスプーリシールと、
を備え、
前記スプーリ（６０、１６０、２６０）は、前記配管に対して半径方向内側に突出するアーム（２６４）であり、
前記配管一体型スプーリ金属シールは、更に、前記アーム（２６４）を保持するピストンリング（２６６）を備える、配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１５】
前記シールは、前記作動流体配管（５０、２５０）の周りに配置されるスリーブ（２４６）に係合する、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【請求項１６】
前記スプーリ（６０、１６０、２６０）は球形である、請求項１２又は１４に記載の配管一体型スプーリ金属シール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は概して、タービンエンジン内の構造部材の間を貫通する作動流体通路を設け、構造部材の間の密閉性を確保する装置および方法に関する。更に詳細には、これには限定されないが、本実施形態は、タービンエンジン内の突起部の間の作動流体流路の密閉性を、断熱構造部材の間の相対移動を許容しながらも確保する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジンでは、空気を圧縮機で加圧し、燃料と燃焼器内で混合して高温燃焼ガスを発生させ、この高温燃焼ガスは下流に流れて複数のタービン段を通過する。これらのタービン段は、エネルギーを燃焼ガスから取り出す。高圧タービンは、初段ノズルと、ディスクおよび複数のタービン動翼を含むロータアセンブリと、を含む。高圧タービンはまず、高温燃焼ガスを燃焼器から流入させ、初段ステータノズルを含み、この初段ステータノズルは燃焼ガスを下流に流して、第１ロータディスクから半径方向外側に突出する高圧タービン動翼からなる動翼列を通過させる。２段タービンでは、第２段ステータノズルは初段動翼の下流に配置され、これらの初段動翼の後段に今度は、第２ロータディスクから半径方向外側に突出する第２段タービン動翼からなる動翼列が配置される。これらのステータノズルは、高温燃焼ガスの向きを変えて、隣接する下流側のタービン動翼における抽気量を最大にする。
【０００３】
第１および第２ロータディスクは圧縮機に、対応するロータシャフトにより連結されて、圧縮機を動作中に駆動する。タービンエンジンは、ｂｌａｄｅｓと普通表記される動翼の間にエンジン軸線方向に間隔を空けて配置される、ｖａｎｅｓと普通表記される多数段の静翼を含むことができる。多段低圧タービンの前段には、２段高圧タービンが配置され、多段低圧タービンは通常、第２シャフトにより、通常の航空機ターボファンエンジン構造の圧縮機の上流に配置されるファンに連結されて飛行中の航空機を駆動する。
【０００４】
燃焼ガスが下流に流れてこれらのタービン段を通過すると、エネルギーが燃焼ガスから取り出され、燃焼ガスの圧力が低下する。燃焼ガスを使用して、圧縮機だけでなくタービン出力シャフトを、電力用途および海洋用途において駆動する、または推力を航空用途において供給する。このようにして、燃料エネルギーを回転シャフトの機械エネルギーに変換して圧縮機を駆動し、プロセスを継続するために必要な圧縮空気を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２０７１１３０号明細書
【発明の概要】
【０００６】
オイルサンプサブアセンブリでは、例えばタービンエンジンのオイルサンプサブアセンブリでは、エアギャップを設けて、タービンエンジンの熱応力、および動作時の熱負荷を除去する必要がある。しかしながら、種々の流路および通路がサブアセンブリ部材内に、加圧空気、冷却空気、オイル流、および他の流体のような作動流体用に形成される。これらのフレーム部材サブアセンブリのうちの幾つかのフレーム部材サブアセンブリは、突起形状部をこれらのエアギャップに隣接して有する。これらのエアギャップから漏れ領域が生じてタービンエンジンの動作を妨げる。
【０００７】
例えば、高温オイルサンプでは、作動流体配管を利用し、収容することができ、これらの作動流体配管は、これらのサブアセンブリ部材の半径方向内壁と半径方向外壁との間に架け渡される。エンジンのこの領域の温度および熱応力が高いので、多くの場合、これらの外壁、内壁、および配管は、互いに断熱される必要がある。
【０００８】
例えば断熱系を維持しながら、作動流体配管の使用を可能にして、高温外壁と、それよりも低温の内壁との間の２つの温度差領域、および／または圧力差領域の間の密閉性を確保する装置が必要である。
【０００９】
これまでの説明から分かるように、密閉性を確保してギャップに架け渡される通路を形成することができる作動流体配管が必要である。更に、部材が異なる割合で熱拡張する、または熱膨張するので、系内の相対的な移動を可能にする必要がある。
【００１０】
本開示は、エアギャップを貫通する１本の配管の密閉性を確保して、作動流体通路を空気温度差領域の間に形成する装置および方法を含む。構造は、配管に係合して、作動流体流路の密閉性を配管の一方の端部で確保するスプーリを含む。配管の下端では、シールが配管の密閉性を確保する。配管はエアギャップに架け渡されて延在しているが、配管を貫通する作動流体通路は、密閉性を維持する。更に、系の熱膨張および相対運動は、タービンエンジンの高温環境において依然として生じる可能性がある。配管一体型スプーリ金属シール半体のコンセプトにより、部品点数および系全体の重量を減らすことができる。
【００１１】
上に概略説明される特徴の全ては、例示に過ぎないことを理解されたく、種々の実施形態のさらに多くの特徴および目的は、本明細書における開示内容から読み取ることができる。従って、この要約に対する非限定的な解釈が、本明細書、請求項、および本明細書に添付される図面の全てを詳細に読み取ることなく行われるべきである。
【００１２】
例示的な実施形態の上記特徴および利点、および他の特徴および利点、およびこれらの特徴および利点を実現する態様は、実施形態に関する以下の説明を添付の図面と併せて参照することにより、一層明らかになり、配管一体型スプーリ金属シール半体が一層深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】タービンエンジンの断面図である。
【図２】配管一体型スプーリ金属シールをサンプアセンブリ部材内に有する例示的なサンプアセンブリ部材の詳細図であり、例示的なサンプアセンブリ部材の断面図である。
【図３】例示的なスプーリ半体の側断面図である。
【図４】例示的なスプーリ本体の側断面図である。
【図５】配管一体型スプーリ金属シールの別の実施形態の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、提供される実施形態について詳細に説明することとし、これらの実施形態の１つ以上の例は図面に図示されている。各例は、説明を通して提供され、開示される実施形態を限定するために提供されるのではない。実際、当分野の当業者であれば、種々の変形および変更を本実施形態に、本開示の範囲または思想から逸脱しない限り加えることができることを理解できるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示される、または記載される特徴は、別の実施形態にも適用して、別の実施形態を更に創出することができる。従って、本実施形態はこのような変形および変更を、添付の請求項、およびこれらの請求項の均等物の範囲に含まれるものとして包含する。
【００１５】
次に、図１〜５を参照するに、本実施形態は、ガスタービンエンジンに、例えば航空用途、発電用途、工業用途または海洋用途のガスタービンエンジンに適用され、この場合、燃焼器で燃料を燃焼させ、燃焼器から高温燃焼ガスを高圧タービンに放出する。本実施形態は、異なる空気特性領域を分離する、例えば比較的高温の動作環境を比較的低温の環境から分離する領域のような高温度差領域を分離するエアギャップを貫通する作動流体配管の密閉性を確保する構造および方法を含む。構造によって、金属シールをアセンブリの高温動作領域に設けることができるとともに、Ｏ−リングまたは他の低温用シールをアセンブリの反対側の領域に設けることができる。更に詳細には、これらの構造および装置によって、温度差領域の間の作動流体流路の密閉性を、高温作動流体領域における熱膨張および熱収縮による相対移動を許容しながら確保することができる。
【００１６】
ｆｏｒｅおよびａｆｔという用語は、エンジン軸線を基準として使用され、そして普通、エンジン軸線の方向のタービンエンジンの前面または後面に向かう側を意味する。
【００１７】
本明細書において使用されるように、「ｒａｄｉａｌ」または「ｒａｄｉａｌｌｙ」という用語は、エンジンの長手中心軸線とエンジン外周との間に延びる要素を指す。別の構成として、「ｒａｄｉａｌ」または「ｒａｄｉａｌｌｙ」という用語は、作動流体配管の長手中心軸線と外周との間の要素、または作動流体配管の長手中心軸線と外周とを結ぶ線に沿った要素を指すことができる。「ｐｒｏｘｉｍａｌ」または「ｐｒｏｘｉｍａｌｌｙ」という用語を、これらの用語単独で使用する、または「ｒａｄｉａｌ」または「ｒａｄｉａｌｌｙ」という用語と組み合わせて使用する場合、用語は、長手中心軸線に向かう方向に移動している状態、または１つの構成要素が別の構成要素と比較して、長手中心軸線に相対的に近い状態を指す。「ｄｉｓｔａｌ」または「ｄｉｓｔａｌｌｙ」という用語を、これらの用語単独で使用する、または「ｒａｄｉａｌ」または「ｒａｄｉａｌｌｙ」という用語と組み合わせて使用する場合、用語は、エンジン外周に向かう方向に移動している状態、または１つの構成要素が別の構成要素と比較して、エンジン外周に相対的に近い状態を指す。本明細書において使用されるように、「ｌａｔｅｒａｌ」または「ｌａｔｅｒａｌｌｙ」という用語は、軸線方向要素および半径方向要素の両方の要素に直交する要素を指す。
【００１８】
最初に図１を参照するに、ガスタービンエンジン１０の模式側断面図が図示され、ガスタービンエンジン１０は、エンジン吸気側１２と、圧縮機１４と、燃焼器１６と、多段高圧タービン２０と、を有する。ガスタービンエンジン１０は、航空用途、発電用途、工業用途、海洋用途などに使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、エンジンシャフト２６またはエンジン軸線２４に対して軸対称であり、構成部品はエンジンシャフト２６またはエンジン軸線２４の回りに回転するようになっている。動作状態では、空気はガスタービンエンジン１０の吸気側１２から流入し、少なくとも１段の圧縮機１４を通って移動し、圧縮機１４では、空気の圧力が上昇し、空気が燃焼器１６に向かって流れる。圧縮空気は燃料と混合され、燃焼して高温燃焼ガスを供給し、この高温燃焼ガスは、燃焼器１６から流出して多段高圧タービン２０に向かって流れる。多段高圧タービン２０では、エネルギーが高温燃焼ガスから取り出されて、タービン動翼が回転するようになり、これにより今度は、高圧シャフト２６が回転するようになる。シャフト２６は、エンジンの前面に向かって挿通して、１つ以上の圧縮機１４の回転を継続させる。第２低圧シャフト２８は、タービン構造によって異なるが、高圧シャフト２６内を同軸にターボファン１８または入口ファン動翼まで延びることができる。
【００１９】
軸対称形状シャフト２６は、タービンエンジン前方側を通って後方側まで延び、軸受けにより、シャフト構造の長さに沿って支持される。シャフトは、エンジンの中心線２４の回りに回転する。動作状態では、シャフト２６は、シャフトに接続される、タービンのロータアセンブリのような他の構造と一緒に回転して、電力利用分野、工業利用分野、または航空利用分野に使用される種々の種類のタービンの動力または推力を発生する。シャフト２６は、これらの軸受けにより支持され、これらの軸受けは、オイルサンプ内で動作して、部品を高速回転中に冷却し、潤滑する。
【００２０】
タービンエンジン内の流体漏れは、燃料消費量を大幅に増やし、エンジン効率を低下させて、動作パラメータによる不所望な影響が出てしまう。更に、タービンおよび圧縮機放出領域内の燃焼ガスのような高圧ガスは、高圧領域から低圧領域に漏れ出る虞があり、このような漏れを制御することが好ましい。このような漏れの制御または阻止は、例えばラビリンスシールおよびブラシシールを圧力差領域の間に配置する方法を含む多種多様な方法により行われる。漏れが生じる虞のある別の領域は、部品が断熱される、または分離され、かつ作動流体流路を挿通させる必要がある領域内にある。これらの領域では、これらの流路の密閉性を確保するのが難しい。
【００２１】
次に、図２を参照するに、例示的なオイルサンプ領域３０の側断面図が図示されている。オイルサンプ領域３０は普通、超高温環境で動作し、加圧空気または圧力差を利用して、使用済の潤滑油をリザーバまたはタンクに回収し、戻る方向に移動させることができる。オイルサンプ領域３０は、１つ以上のサンプフレーム部材３２により形成することができる。これらの部材は普通、環状構造であり、これらの環状構造は、加圧空気、冷却空気、オイル、または他の潤滑油などのような異なる作動流体の複数の作動流体通路または作動流体流路となる。サンプフレーム部材３２は、例えば半径方向外壁３４および半径方向内壁３６を含む複数の環状壁により形成することができる。サンプフレーム部材３２は更に、軸受マウント３８を含む。この部品は、オイルサンプ領域３０の周囲構造を配置し易くするために、例示的な使用法を理解するために図示されている。シール配管一体型スプーリ（流路を形成するスリーブ）は、別のアセンブリおよび位置に使用することができるので、記載の使用法は限定的ではないことを理解されたい。別の表現をすると、本実施形態は、密閉流路が、温度差、圧力差、水分含有量差、またはこれらの差の組み合わせを含む異なる特性を有する第１空気質量部と第２空気質量部との間に必要となる種々の環境において利用することができる。
【００２２】
サンプフレーム部材３２の特定の領域では、更に別の通路が、作動流体を半径方向外壁３４と半径方向内壁３６との間で案内するために必要となる。例えば、サンプフレーム部材３２は、部品の間に延びる作動流体通路４０を含む。作動流体通路４０は、第１内側突起部４２を半径方向下端に含み、第２外側突起部４４を作動流体通路４０の上端に含む。エアギャップ４８は、下側突起部４２と上側突起部４４との間に配置されて、上側突起部４４および下側突起部４２を熱的に分離する。サンプフレーム部材３２の事前選択角度位置には、作動流体通路を半径方向内壁３６と半径方向外壁３４との間に設けることが望ましい。しかしながら、当分野の当業者であれば、ガスタービンエンジン１０のこの領域における温度差により、内壁と外壁を接続する構造は、エアギャップ４８を含むことにより、高温作動流体とそれよりも低温の作動流体、および／または負荷流体との間の熱膨張、断熱を可能にする必要がある。
【００２３】
構造は作動流体配管５０を含み、この作動流体配管５０は、２つの突起部４２と４４との間に配置されて作動流体通路となり、この作動流体通路は、密閉され、かつ作動流体通路４０と流体連通する。作動流体配管５０は、作動流体配管５０を設けない場合には、エアギャップ４８から作動流体が作動流体通路４０を通って漏出してしまうので利用される。
【００２４】
作動流体配管５０の上端には、スプーリ６０が位置している。図３を簡単に参照するに、スプーリ６０は、略球形かつ中空とすることにより、作動流体配管５０をスプーリ６０内に挿通することができる。スプーリ６０は、上端６２および下端６４を有し、曲面形状を上端６２と下端６４との間に有する。スプーリ６０は、金属製であり、このような材料は、上側突起部４４における動作温度が高いので必要となる。他の種類のシールは、上側突起部４４で観測される高温では正しく機能しない可能性がある。
【００２５】
スプーリ６０は、下端６４の近傍で、作動流体配管５０にろう付けすることができ、上側突起部４４に圧入される、または締まり嵌めされる。この構成では、構造の上端６２は、流路に係合し、密閉性を実現する。別の実施形態によれば、スプーリ６０は、上側突起部４４にろう付けされるか、または溶着され、スプーリ６０によって普通、作動流体配管５０が、スプーリの本体内を摺動することができる。別の実施形態によれば、スプーリ６０は、突起部４４および作動流体配管５０に移動可能に係合することができる。スプーリ６０は、作動流体配管５０に、例えば締まり嵌めで係合する。このような環境では、締まり嵌めが、作動流体配管５０とスプーリ６０の下端６４との間で達成される。別の構成として、スプーリは、作動流体配管５０に、ろう付けするか、または溶着することができる。
【００２６】
作動流体配管５０の下端では、下側突起部４２が作動流体配管５０に対して、シールにより、例えばＯ−リング７０により密閉される。Ｏ−リング７０は、使用領域の動作温度に耐えることができるエラストマー形態、ゴム形態、プラスチック形態、または他の形態とすることができる。Ｏ−リング７０は、動作温度が低いので、下側突起部４２の位置に使用することができ、動作温度が低いことによって、金属シール構造が必要となるのではなく、この種類のシールが許容される。更に、金属シールは、正当である場合に使用することができる。
【００２７】
図示の構造から、当分野の当業者であれば、作動流体通路４０は、Ｏ−リング７０およびスプーリ６０により密閉状態に保たれることを理解できるであろう。しかしながら、作動流体配管５０と突起部４２、４４との間の相対移動だけでなく、突起部４２自体と突起部４４自体との間の相対移動も行われる可能性がある。
【００２８】
配管一体型スプーリ金属シール半体６０、５０によって、スプーリ金属シール半体６０を、幾つかの環境では、ピストンリング金属コンタクトシールの代わりに使用することができるので、部品点数および系の全体重量を減らすことができる。動作温度が高いので、エラストマーシールの使用が禁止され、位置合わせずれの可能性、熱膨張、および機械的移動が許容される状態でのスプーリの金属シール面の使用が必要となる。
【００２９】
更に別の実施形態によれば、スプーリ６０は、作動流体配管５０および上側突起部４４の両方に溶着するか、またはろう付けすることができる。また、ｕｐｐｅｒおよびｌｏｗｅｒという用語は、これらの用語が、単に記述用語として使用されるに過ぎないことから限定的であると考えられてはならない。作動流体配管５０は、いずれの位置が温度極値を示すかによって異なるが、スプーリ６０を１つの位置に有し、Ｏ−リング７０を他の位置に有することができる。これらの位置は、端部とすることができるか、または端部である必要はなく、構造が水平姿勢で取り付けられる場合には、上側または下側とする必要もなくなる。
【００３０】
更に、図４を参照するに、スプーリ１６０が二連球状構造である更に別の構成が図示されている。従って、種々の形状を呈するスプーリ６０、１６０を利用することができ、これらのスプーリは、溶着することができ、そして締まり嵌めして、または摩擦嵌めして、開放領域の密閉性を実現することができる。従って、密閉構造により、作動流体の流路を、密閉構造を設けない場合に密閉されない領域に架け渡すことができ、更に、高温環境、大温度差、または機械的移動における温度差により生じる膨張および移動の問題を補償することができる。
【００３１】
次に、図５を参照するに、配管一体型スプーリの別の実施形態の側断面図が図示されている。作動流体配管２５０は、上側突起部２４４を含む上側ハウジングと突起部２４２を含む下側ハウジングとの間に延びて作動流体流路２４０を形成する。作動流体配管２５０は、配管を通って移動するときに単一の直径とすることができる、または作動流体配管２５０の位置によって異なる２つ以上の異なる直径により形成することができる。上側突起部２４４は、相対的に高圧の動作状態、および／または相対的に高温の動作状態に置かれるフレームの構成部分に位置しているのに対し、下側突起部２４２は、例えばオイルサンプに関連する相対的に低圧の動作状態、および／または相対的に低温の動作状態に置かれる。当分野の当業者であれば、高低温度差環境は１つの例示的な状況に過ぎないことを理解できるであろうが、これらの実施形態は、低温ゾーン−超低温ゾーンに亘って使用することができることを理解されたい。作動流体配管２５０を貫通する作動流体通路によって、オイルをサンプへ排出するための流体連通が可能になる。実施形態は下流側のオイルサンプに関連して説明されているが、構造は、エンジンの種々の位置に利用して、高温領域および／または高圧領域と低温動作領域および／または低圧動作領域との間に架け渡すことができ、作動流体通路を高温領域および／または高圧領域と低温動作領域および／または低圧動作領域との間に形成することができる。作動流体配管２５０は、上側起伏部２５１および下側起伏部２５３を含む。上側起伏部２５１および下側起伏部２５３は、隙間領域を形成し、この隙間領域では、作動流体配管２５０が、作動流体配管２５０の軸線方向に静止部品に対して、不所望な衝突または係合を起こすことなく摺動することができる。上側起伏部２５１と下側起伏部２５３との間に延びているのは、シール接合部２５４である。接合部は、図示のように、作動流体配管２５０の肉厚部分とすることができる、または例えば、環状フランジにより形成することができ、この場合、環状フランジは、重量を低減することが望ましい。作動流体配管２５０は、作動流体配管２５０の軸線方向に、上側突起部２４４と下側突起部２４２との間で移動するように設計される。作動流体配管２５０は更に、相当程度に限定された移動が、作動流体配管２５０に対して半径方向に許容される、または図のほぼ左側から右側に、そして逆の右側から左側に許容されるように設計される。作動流体配管２５０は更に、作動流体配管２５０の軸線回りの回転が許容される。
【００３２】
作動流体配管２５０の上側部分には、スプーリ２６０が位置している。スプーリ２６０は、環状であり、作動流体配管２５０を取り囲んでいる。ｕｐｐｅｒおよびｌｏｗｅｒという用語は、相対的記述であり、普通、エアギャップ２４８を基準にして定義される。エアギャップ２４８の上方の作動流体配管２５０の複数の構成部分は普通、上側部分（ｕｐｐｅｒ  ｐｏｒｔｉｏｎｓ）と表記され、エアギャップ２４８のほぼ下方の配管の複数の構成部分は普通、相対的に下側にあるものとして定義される。スプーリ２６０は、シール接合部２５０に、シール接合部２５４に向かって内側に突出することにより係合する。詳細には、スプーリ２６０は、スプーリアーム２６４を含み、スプーリアーム２６４は、バネ性を発揮することにより、シール接合部２５４に係合し、シール接合部２５４との係合状態を保持する。スプーリ２６０の上側部分は、ピストンリング２６６が着座するピストン流路２６２を含む。スプーリ２６０の上端に隣接するのはギャップ２６７であり、このギャップ２６７は、壁２６８とスプーリ２６０との間に配置される。このギャップまたは許容空間２６７によって、スプーリ２６０は、作動流体配管２５０の軸線と直交する方向の移動が許容される。ピストン流路２６２の上方には、スナップリング２６１が位置しており、このスナップリング２６１は、上側突起部２４４に着座するか、または更に広い意味では、上側ハウジングに着座する。スプーリ２６０は、シール接合部２５４に向かって突出するスプーリアーム２６４を含む。スプーリアーム２６４は、直線的に延びることができる、または曲面状に延びることができ、１つ以上のアーム構成部分により形成することができる。スプーリアームの下側部分は、スプーリ２６０の上側部分よりも薄い寸法とされ、これはバネ性に寄与し、作動流体配管２５０とスプーリ２６０との間の密閉性を保ちながら、或る程度の許容誤差を上側突起部２４４が熱膨張しているときに与える。スプーリアーム２６４は、幾つかの実施形態に従って、シール接合部２５４に締まり嵌めすることができる、または別の構成として、作動流体配管２５０にろう付けすることができる。
【００３３】
作動流体配管２５０を下方に移動させると、下側起伏部２５３は、作動流体配管２５０の軸線方向移動を許容する。下側起伏部２５３から軸線方向下方には、シール２７０が位置している。シール２７０は、例えばＯ−リング、フェースシール、ねじ込み継手、圧入継手を含む種々の形態を採ることができる。Ｏ−リングシール２７０が図示され、説明されているが、種々のシールのうちの任意のシールを使用することができるので、本実施形態または他の実施形態に対する限定として考えられてはならない。Ｏ−リングシール２７０は、突起部２４２に対する配管の軸線方向移動を許容しながら密閉性を確保する。作動流体配管２５０の下側部分と突起部２４２との間に配置されるのは、スリーブ２４６である。スリーブは、取り替え可能な耐摩耗表面を提供し、この耐摩耗表面を、作動流体配管２５０が押圧しながら移動し、Ｏ−リングシール２７０が押圧しながら密閉することができる。周期的な間隔で、スリーブ２４６のガタツキ、および機械的摩耗により、スリーブ２４６を取り替えることが望ましい。従って、この構成では、サンプ突起部２４２を取り替える必要があるのではなく、この構成には、スリーブ２４６を容易に付与することができる。スリーブ２４６の上端に傾斜を付けて、作動流体配管２５０がスリーブ２４６に、作動流体配管２５０が軸線方向に移動しているときに僅かに衝突する現象を阻止することができる。
【００３４】
アセンブリは、エンジンの高温領域／高圧領域をエンジンの低温領域／低圧領域から絶縁する機能を提供し、Ｏ−リングシール２７０の使用を可能にして、作動流体配管２５０の低温部分の作動流体の密閉性を確保することができる。アセンブリは更に、防火機能を提供し、この場合、シール２７０の周りの漏れオイルは、エアギャップ２４８を通り抜け、ガスタービンエンジンのドレン回路に流れ込むことができる。これにより、作動流体配管およびエンジンの高温側でオイルに引火するのを阻止することができる。
【００３５】
これらの実施形態によれば、作動流体配管およびスプーリ構造は、多種多様な通路または流路に利用されて、熱膨張を補償するために分離または断熱される必要がある、または他の相対移動が必要とされる２つの部品の間の作動流体の密閉性を確保することができる。
【００３６】
本発明による複数の実施形態を本明細書において記載し、例示してきたが、当分野の当業者であれば、機能を実行する、かつ／または本明細書において記載されるこれらの結果を実現する、かつ／またはこれらの利点のうちの１つ以上の利点を実現する多種多様な他の手段および／または構造を容易に考案することができ、このような変更および／または変形の各々は、本明細書において記載される実施形態の発明の範囲に含まれるものと考えられる。更に広くは、当分野の当業者であれば、本明細書に記載される全てのパラメータ、寸法、材料、および構成が例示であると考えられるべきであり、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成が、本発明による教示が使用される特定の用途、または複数の用途によって異なることを容易に理解できるであろう。当分野の当業者であれば、本明細書に記載される本発明による特定の実施形態の多くの等価物を、日常的な実験を行うだけで認識するであろう、または確認することができるであろう。従って、これまでの実施形態は、単なる例として提示されており、添付の請求項、およびこれらの請求項の均等物の範囲内で、本発明による実施形態を、具体的に記載および請求されている以外の異なる方法で実施することができることを理解されたい。本開示の発明による実施形態は、本明細書に記載される各個々の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法に関する。更に、２つ以上のこのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組み合わせは、このような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しない場合に、開示の本発明の範囲に含まれる。
【００３７】
種々の例が、最良の形態を含む実施形態を開示するために、更に、当分野の当業者であれば誰でも、装置および／または方法を実施して、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用し、組み込まれる任意の方法を実行することを可能にするために使用される。これらの例は、網羅的となるようにするものではない、または本開示を、開示される厳密なステップおよび／または構成に限定するものではなく、多くの変形および変更が、上記教示に照らして可能である。本明細書に記載される特徴は、任意の組み合わせとして組み合わせることができる。本明細書に記載される方法のステップは、物理的に可能な任意の順番で実行することができる。
【００３８】
本明細書において規定され、かつ使用される全ての定義は、辞書定義、参照により組み込まれる文書中の定義、および／または定義用語の普通の意味に優先することを理解されたい。本明細書および請求項において使用される「ａ」および「ａｎ」という不定冠詞は、そうでないことが明確に示されていない限り、「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ（少なくとも１つ）」を意味するものとして理解されるべきである。本明細書および請求項において使用される「ａｎｄ／ｏｒ（および／または）」というフレーズは、そのようにして結び付けられる要素、すなわち、幾つかの場合には、結び付けて一緒になるように設けられ、他の場合には、分離して別々になるように設けられる要素の「ｅｉｔｈｅｒ  ｏｒ  ｂｏｔｈ（いずれか一方、または両方）」を意味するものとして理解されるべきである。
【００３９】
また、そうでないことが明確に示されていない限り、１つよりも多くのステップまたは作用を含む本明細書において請求される任意の方法では、方法のステップまたは作用の順序は必ずしも、方法のステップまたは作用について記載されている順序に限定されないことを理解されたい。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ガスタービンエンジン
１２  吸気側
１４  圧縮機
１６  燃焼器
１８  ターボファン
２０  多段高圧タービン
２４  エンジン軸線、エンジン中心線
２６  エンジンシャフト、高圧シャフト、軸対称形状シャフト
２８  第２低圧シャフト
３０  オイルサンプ領域
３２  サンプフレーム部材
３４  半径方向外壁
３６  半径方向内壁
３８  軸受マウント
４０  作動流体通路
４２  第１内側突起部、下側突起部
４４  第２外側突起部、上側突起部
４８、２４８  エアギャップ
５０、２５０  作動流体配管
６０  スプーリ、配管一体型スプーリ金属シール半体
６２  上端
６４  下端
７０  Ｏ−リング
１６０、２６０  スプーリ
２４０  作動流体流路
２４２  下側突起部、サンプ突起部
２４４  上側突起部
２４６  スリーブ
２５１  上側起伏部
２５３  下側起伏部
２５４  シール接合部
２６１  スナップリング
２６２  ピストン流路
２６４  スプーリアーム
２６６  ピストンリング
２６７  ギャップ、許容空間
２６８  壁
２７０  シール
【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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