(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンハブフレーム（１０２）であって、
軸方向に延びる開口部を備え、エンジンコアが位置決めされ得る環状ハブを含み、
前記環状ハブは径方向外側表面（２１６）を備え、前記径方向外側表面（２１６）は複数のクレードル（２１８、４１８）を備え、
前記クレードル（２１８、４１８）の各々は、下面と、前記下面と上方に延びる側壁との間に配置されたフィレット（２２０）とを備え、
前記クレードル（２１８、４１８）は、２層出口ガイドベーン（２００）を受けることが可能である
ファンハブフレーム（１０２）。
【請求項２】
前記２層出口ガイドベーン（２００）との連結のために前記クレードル（２１８、４１８）において複数の開口部（２１１、３０７、３１１）をさらに備える、請求項１に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項３】
前記２層出口ガイドベーン（２００）は前記環状ハブからファンケース（１０４、４１２）へ向かって延びる、請求項２に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項４】
前記クレードル（２１８、４１８）の周側に流路面（４１６）をさらに備える、請求項１に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項５】
前記流路面（４１６）は、前方から前記ファンハブフレーム（１０２）の後方端部に向けて湾曲している、請求項４に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項６】
さらに前記クレードル（２１８、４１８）は、前記径方向外側表面（２１６）の周りで周方向に間隔を置いて配置される、請求項１に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項７】
前記ファンハブフレーム（１０２）は、前記クレードル（２１８、４１８）および２層出口ガイドベーン（２００）を介してエンジンマウントへ荷重を伝達する、請求項１に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項８】
ファンハブフレーム（１０２）であって、
径方向外側表面（２１６）および径方向内側開口部を備え、推進器（１３）が位置決めされ得る環状ハブと、
前記環状ハブの前記径方向外側表面（２１６）に沿って、周方向に間隔を置いて配置される複数のクレードル（２１８、４１８）と
を含み、
フィレット（２２０）によって画成される前記複数のクレードル（２１８、４１８）の各々は、２層出口ガイドベーン（２００）を受けることが可能であり、
前記ファンハブフレーム（１０２）は、さらに、前記クレードル（２１８、４１８）を通して径方向に延びる複数の締結具用開口部（４１９）を含む
ファンハブフレーム（１０２）。
【請求項９】
前記クレードル（２１８、４１８）は、軸方向に沿って前記クレードル（２１８、４１８）の前方端部から後方端部へ湾曲している、請求項８に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【請求項１０】
前記フィレット（２２０）は、軸方向に沿って軸方向前方端部と後方端部との間で湾曲している、請求項８に記載のファンハブフレーム（１０２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、一般に、ガスタービンエンジンに関する。特に、本実施形態は、２層ファン出口ガイドベーンの構造、および２層出口ガイドベーンを含む急速エンジン交換アセンブリの構成部品に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２２３３６９７号明細書
【発明の概要】
【０００３】
本発明の実施形態は、ガスタービンエンジン用の２層出口ガイドベーンアセンブリを提供する。アセンブリは、第１端部と第１端部に対向する第２端部とを有する第１ガイドベーンと、第１端部と第１端部に対向する第２端部とを有する第２ガイドベーンとを有する。第１端部構造は、第１ガイドベーンの第１端部と第２ガイドベーンの第１端部との間を跨ぐ。第２端部構造は、第１ガイドベーンの第２端部と第２ガイドベーンの第２端部との間を跨ぐ。第１ガイドベーン、第２ガイドベーン、第１端部構造および第２端部構造は、連続外側表面および連続内側表面を有するダブルベーンを形成するために一体的に形成される。
【０００４】
ガスタービンエンジン用の出口ガイドベーンアセンブリは、第１端部と第１端部に対向する第２端部とを有する第１ガイドベーンと、第１端部と第１端部に対向する第２端部とを有する第２ガイドベーンと、第１ガイドベーンの第１端部と第２ガイドベーンの第１端部との間を跨ぐ第１端部構造と、第１ガイドベーンの第２端部と第２ガイドベーンの第２端部との間を跨ぐ第２端部構造とを備え、第１ガイドベーン、第２ガイドベーン、第１端部構造および第２端部構造は、第１端部および第１端部に対向する第２端部を有するダブルベーンを形成するために一体的に形成され、ダブルベーンは、連続外側表面および連続内側表面を有する。
【０００５】
２層出口ガイドベーンは、径方向に隣接して設けられた第１湾曲ガイドベーンおよび第２湾曲ガイドベーンを備え、前記第１湾曲ガイドベーンおよび第２湾曲ガイドベーンの各々は、圧力側、吸込み側、前縁および後縁を有し、第１端部構造は、第１および第２ガイドベーンの第１端部で第１ガイドベーンと第２ガイドベーンとの間を跨ぎ、第２端部構造は、前記第１および第２ガイドベーンの第２端部で第１ベーンから前記第２ベーンに向かって延び、第１および第２端部構造は、フィレットにおいて第１および第２ガイドベーンに接合され、流路は、第１および第２湾曲ガイドベーンと第１端部および第２端部との間に画定され、ここで、ファンハブフレームと前方エンジンマウントとの間の一次荷重経路が２層出口ガイドベーンを通して画定される。
【０００６】
ダブレットガイドベーンは、径方向内側表面および径方向外側表面を有する第１端部構造と、第１端部構造から離間した第２端部構造とを備え、第２端部構造は、第２径方向内側表面および第２径方向外側表面を有し、第１ガイドベーンは第１前縁を有し、第１後縁および第１圧力および吸込み側は、第１前縁と第１後縁との間に延び、第２ガイドベーンは、第２前縁を有し、第２後縁および第２圧力および吸込み側は、第２前縁と第２後縁との間に延び、第１および第２端部構造は、第１および第２ガイドベーンをフィレットにおいて接合し、ダブレットガイドベーンは、前方エンジンコアと前方エンジンマウントとの間の荷重を支えることが可能である。
【０００７】
急速エンジン交換アセンブリは、第１環状フレーム部材と、第１環状フレーム部材の周りに離間した複数のダブレット支持部とを備え、ダブレット支持部は軸方向に沿って輪郭を成し、流れ表面は、複数のダブレット支持部の間に画成され、複数のクレードルの各々はダブレット支持部を含み、ダブレット支持部はクレードルの下部から流れ表面まで至る。
【０００８】
急速エンジン交換アセンブリは、第１リングおよび第２リングを有する連続環状フレームと、クレードル第１リングと第２リングとの間で軸方向に形成されたクレードルとを備え、クレードルは、径方向内側部分と、径方向内側部分から径方向外側へ延びるフィレットとを有し、フィレットはクレードルに隣接して配置される流路面に向かって立ち上がる。
【０００９】
急速エンジン交換アセンブリは、少なくとも１つの環状リングで形成された環状フレームと、２層ファン出口ガイドベーンを受けるために軸方向に延びるクレードルとを備え、クレードルは、２層ファン出口ガイドベーンのための複数の支持部を含み、流れ表面は、隣接するクレードルの間に配置され、かつ軸方向に延び、締結具用開口部は、環状フレームを通ってファンハブフレーと連結可能な軸方向に延びる。
【００１０】
ファンハブフレームは、軸方向に延びる開口部を有し、エンジンコアの位置決めが可能な環状ハブを備え、環状ハブは径方向外側表面を有し、前記径方向外側表面は複数のクレードルを有し、クレードルの各々は、下面と、下面と上方に延びる側壁との間に配置されたフィレットとを有し、クレードルは、２層出口ガイドベーンを受けることが可能である。
【００１１】
ファンハブフレームは、径方向外側表面および径方向内側開口部を有し、推進器が位置決めされ得る環状ハブと、環状ハブの径方向外側表面に沿って周方向に間隔を置いて配置され、フィレットによって画成される複数のクレードルの各々が２層出口ガイドベーンを受けることが可能な複数のクレードルと、クレードルを通して径方向に延びる複数の締結具用開口部とを備える。
【００１２】
構造プラットフォームは、第１端部、第２端部、第１側壁および第２側壁を備え、第１端部と第２端部との間、さらには第１側壁と第２側壁との間に延びるプラットフォーム本体、第１側壁とプラットフォーム本体とを接合する第１フィレット、第２側壁とプラットフォーム本体とを接合する第２フィレットとを備え、側壁は湾曲している。
【００１３】
構造プラットフォームは、第１端部と第２端部との間に延びる第１側壁と、第１端部と第２端部との間に延びる第２側壁と、第１側壁と第２側壁との間、かつ第１端部から第２端部へ延びるプラットフォーム本体と、第１側壁および第２側壁の各々の間に配置されるフィレットとを備え、第１側壁および第２側壁は第１端部と第２端部との間で湾曲し、曲率は、翼形表面の曲率に近似する。
【００１４】
本発明の実施形態を、以下の図面において図示する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】例示的なタービンエンジンの側断面図である。
【図２】ファンハブフレームアセンブリの斜視図である。
【図３】２層出口ガイドベーンの径方向内側端部の内部の特徴、および２層出口ガイドベーンの径方向外側端部の外部の特徴を詳述した２層出口ガイドベーンの斜視図である。
【図４】２層出口ガイドベーンの径方向外側端部の内部の特徴、および２層出口ガイドベーンの径方向内側端部の外部の特徴を詳述した２層出口ガイドベーンの斜視図である。
【図５】内部に構造プラットフォームを有する両端部と共に、２層出口ガイドベーンの径方向内側端部の内部の特徴、および２層出口ガイドベーンの径方向外側端部の外部の特徴を詳述した２層出口ガイドベーンの他の斜視図である。
【図６】内部に構造プラットフォームを有する両端部と共に、２層出口ガイドベーンの径方向外側端部の内部の特徴、および２層出口ガイドベーンの径方向内側端部の外部の特徴を詳述した２層出口ガイドベーンの他の斜視図である。
【図７】図５および図６に示す実施形態の分解アセンブリの図である。
【図８】図５および図６に示す実施形態の他の分解アセンブリの図である。
【図９】ファンハブフレームに組み付けられた２層出口ガイドベーンの径方向内側端部および内部の構造プラットフォームの斜視図である。
【図１０】ファンケースまたは後方ファンケースに組み付けられたダブルベーンの径方向外側端部および内部の構造プラットフォームの斜視図である。
【図１１】後方ファンケースアセンブリの斜視図である。
【図１２】図１１の後方ファンケースアセンブリの部分分解図である。
【図１３】ガスタービンエンジンの前方部分の側断面図である。
【図１４】図１３に示す前方エンジン部分の部分分解側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
参照によって、記載の実施形態を詳細に説明し、１つ以上の実施例が図面に示される。各実施例は、説明として提供され、開示の実施形態を限定するものではない。実際に、本開示の範囲または精神から逸脱することなく、本実施形態に様々な修正および変形を施すことが可能であることは、当業者にとって明らかである。例えば、一実施形態の一部としての図示または記載の特徴を、さらなる実施形態を得るために他の実施形態と共に使用してもよい。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらに相当するものの範囲に該当するとしてこのような修正および変形を網羅する。
【００１７】
図１〜図１４を参照して、ガスタービンエンジン１０の様々な実施形態が、構造プラットフォームを備える２層出口ガイドベーンを有して示されている。これらの構造は、推進器を素早く取り外すことができる急速エンジン交換アセンブリと共に利用されてもよいが、必須ではない。２層出口ガイドベーンは、エンジンマウントにエンジンの荷重経路を提供しながら、軽量の材料で形成されてもよい。様々な改善を本明細書において説明する。
【００１８】
本明細書において使用されるように、「軸方向の」または「軸方向に」の用語は、エンジンの長手方向軸に沿った次元を表している。「軸方向の」または「軸方向に」と併せて使用される用語「前方」は、エンジン入口、または他の部品と比較してエンジン入口に相対的に近い部品に向かう方向に移動することを表している。「軸方向の」または「軸方向に」と併せて使用される用語「後方」は、エンジンノズルまたは他の部品と比較してエンジンノズルに相対的に近い部品に向かう方向に移動することを表している。
【００１９】
本明細書において使用されるように、「径方向の」または「径方向に」の用語は、エンジンの長手方向中心軸と外側エンジンの外周との間に延びる次元を表している。「近位の」または「近位で」の用語の使用は、これらの用語自身によって、または「径方向の」または「径方向に」の用語と併せて、長手方向中心軸、または他の部品と比較して長手方向中心軸に相対的に近い部品に向かう方向へ移動することを表している。「遠位の」または「遠位で」の用語の使用は、これらの用語自身によって、または「径方向の」または「径方向に」の用語と併せて、外側エンジンの外周、または他の部品と比較して外側エンジンの外周に相対的に近い部品に向かう方向へ移動することを表している。
【００２０】
本明細書において使用されるように、「側面の」または「側方に」の用語は、軸方向および径方向の次元の両方に垂直な次元を表している。
【００２１】
まず、図１を参照して、ガスタービンエンジン１０の概略側断面図が示される。ガスタービンエンジン１０は、一般的にコンプレッサ１４によって画成される推進器１３への空気が通るエンジン入口端１２、燃焼器１６および多段高圧タービン２０を有する。総括して、推進器１３は運転中に推力または出力を提供する。ガスタービンエンジン１０は、航空機産業、発電、工業、海運業などに使用されてもよい。使用に応じて、エンジン入口端１２は、ファンよりもむしろ多段コンプレッサを代替的に含んでもよい。ガスタービンエンジン１０は、様々なエンジン部品がエンジン軸２６またはシャフト２４周りで回転するように、エンジン軸２６またはシャフト２４に対して軸対称である。運転中、空気はガスタービンエンジン１０のエンジン入口端１２を通って入り、少なくとも１段の圧縮を経て、空気圧が増大して燃焼器１６へ向けられる場所へ移動する。圧縮された空気は、燃料と混合され、燃焼器１６から多段高圧タービン２０へ向かう高温の燃焼ガスを供給しながら燃焼する。多段高圧タービン２０では、タービンブレードの回転を引き起こし、同様にシャフト２４の回転を引き起こす高温の燃焼ガスから、エネルギーが抽出される。シャフト２４は、タービンの設計に応じて、１段以上のコンプレッサ１４の回転を継続するために、エンジンの前方に向かってターボファン１８または入口ファンブレードを通過する。
【００２２】
軸対称シャフト２４は、前方端から後方端へ、ガスタービンエンジン１０を通って延びる。シャフト２４は、自身の長さに沿って軸受によって支持される。シャフト２４は、低圧タービンシャフト２８の回転を内部で許容するために空洞であってもよい。シャフト２４および２８の両方は、ガスタービンエンジンの中心軸２６周りに回転してもよい。運転の間、シャフト２４および２８は、出力または推力を与えるべく、例えば電力、工業または航空機産業などの使用領域に応じて、シャフトに連結された多段高圧タービン２０およびコンプレッサ１４のロータアセンブリなどのその他の構造に沿って回転する。
【００２３】
さらに図１を参照して、エンジン入口端１２は、複数のブレードを有するターボファン１８を含む。ターボファン１８は、低圧タービンシャフト２８によって低圧タービン１９へ連結され、ガスタービンエンジン１０に推力を与える。同様に、エンジン部品の冷却を補助するために低圧空気が使用されてもよい。
【００２４】
一般的なガスタービンエンジンは、通常、前方端および後方端を有し、その数個の部品は、前方端および後方端の間で直列に続く。空気の流入部または吸入部は、エンジンの前方端にある。後方端へ向かって順に移動すると、エンジンの後方端のコンプレッサ、燃焼室、タービンおよびノズルに続いて吸入部がある。例えば低圧および高圧コンプレッサ、低圧および高圧タービン、および外部シャフトなどの追加の部品がエンジンに含まれてもよいことを、当業者は容易に理解できるが、これは完全に網羅した一覧ではない。エンジンはまた、一般的に、エンジンの長手方向中心軸を介して軸方向に配置される内部シャフトを有する。内部シャフトは、コンプレッサブレードを駆動するためにタービンが回転入力を空気圧縮機に供給するように、タービンおよび空気圧縮機の両方に連結される。一般的なガスタービンエンジンはまた、内部を通る長手方向中心軸と共に外周を有すると見なされてもよい。
【００２５】
図２を参照して、ファンフレームアセンブリ１００の斜視図が示されている。ファンフレームアセンブリ１００は、一般的に、第１環状フレーム部材またはファンハブフレーム１０２と、第２環状フレーム部材またはファンケース１０４と、ファンハブフレーム１０２およびファンケース１０４の周りに径方向配列で配置される複数の２層出口（「ダブレット」）ガイドベーン２００とを備える。ファンフレームアセンブリ１００は、その内部を通して配置され、通常はファンフレームアセンブリ１００が連動するガスタービンエンジンの長手方向軸２６（図１）である、長手方向中心軸１０１を有する。ファンハブフレーム１０２はまた、中間コンプレッサケースなどのその他の名称で知られる。ダブレットガイドベーン２００は、ファンハブフレーム（およびこれによる推進器１３）から前方エンジンマウント（図示せず）へ荷重経路を提供する。
【００２６】
図３および図４を参照して、２層出口ガイドベーン２００の対向する斜視図が示されている。ダブルベーン２００は、第１ガイドベーン２０２と第２ガイドベーン２０４とを備える。第１端部構造２０６は、第１ガイドベーン２０２の径方向内側の第１端部と、第２ガイドベーン２０４の径方向内側の第１端部との間を跨ぐ。第２端部構造２０８は、第１ガイドベーン２０２の径方向外側の第２端部と、第２ガイドベーン２０４の径方向外側の第２端部との間を跨ぐ。第１ガイドベーン２０２、第２ガイドベーン２０４、第１端部構造２０６および第２端部構造２０８は、実質的な連続外側表面および実質的な連続内側表面と共に、ダブルベーン２００を形成するために一体的に形成される。内部には、流動化された流れのための流路２１０が備えられる。
【００２７】
２層出口ガイドベーン２００は、例えば複合材料または複合金属などの様々な材料で製造されてもよい。このような材料の１つは、炭素繊維複合積層体などの繊維複合物であってもよい。ダブレットガイドベーン２００は、繊維が連続して、かつ、途切れることなくダブレットガイドベーン２００に巻回される方法で製造されてもよい。このような構造の製造方法は、例えば乾燥した繊維を用いた樹脂トランスファ成形、自動繊維配置、または予め含浸された繊維を用いたハンドレイアップ工程によって達成されてもよい。ダブレットガイドベーン２００はまた、例えばアルミニウム合金、チタン合金、およびガスタービンエンジンの使用に適したその他の公知の合金などの金属から製造されてもよい。
【００２８】
図５および図６を参照して、２層出口ガイドベーン２００が、第１端部構造２０６および第２端部構造２０８の内側表面に隣接した第１構造プラットフォーム３０６および第２構造プラットフォーム３０８と共に斜視図として示されている。第１構造プラットフォーム３０６および第２構造プラットフォーム３０８は、第１端部構造２０６および第２端部構造２０８の内側表面に面する表面を有し、通常は、第１端部構造２０６および第２端部構造２０８の内側表面の形状および輪郭に適合する。第１構造プラットフォーム３０６および第２構造プラットフォーム３０８は、ダブルベーン２００に加えられる負荷を、これらが取り付けられているファンハブフレーム１０２およびファンケース１０４などの周囲の機械設備に分散するために使用される。
【００２９】
図７を参照して、ダブルベーンの第１端部構造２０６および第１構造プラットフォーム３０６の内側表面の分解アセンブリの図が示されている。図８は、ダブルベーンの第２端部構造２０８および第２構造プラットフォーム３０８の内側表面の分解アセンブリの図である。第１端部構造２０６は、ファンハブフレーム１０２およびファンケース１０４に組み付けられる場合、第１構造プラットフォーム３０６とファンハブフレーム１０２との間に配置される（図９参照）。同様に、第２端部構造２０８は、第２構造プラットフォーム３０８とファンケース１０４との間に配置される（図１０参照）。第１および第２端部構造およびそれぞれの構造プラットフォームは、締結具３１２または任意の公知の接合方法によるファンケースアセンブリであってもよい。第１および第２端部構造およびそれぞれの構造プラットフォームは、任意の公知の接合方法によって互いに取り付けられてもよい。第１構造プラットフォーム３０６および第２構造プラットフォーム３０８は、ダブレット２００に剛性と安定性とをもたらす一方で、ダブレット２００を軽量材から形成する。
【００３０】
図９および図１０を参照して、ファンフレームアセンブリ１００の斜視図が示されている。複数のダブルベーン２００が、ファンハブフレーム１０２およびファンケース１０４に組み付けられて提供されている。図９において、第１端部構造２０６は、ファンハブフレーム１０２の径方向外側表面に取り付けられる。ファンハブフレーム１０２の径方向外側表面２１６は、第１端部構造２０６の外側表面の形状および輪郭に適合するように沿うクレードル状構造２１８を備えてもよい。クレードル状構造２１８は、２層出口ガイドベーン２００のためのクレードル状構造２１８の側壁に沿って支持部を形成するフィレット２２０を含む。図１０において、第２端部構造２０８はファンケース１０４の径方向内側表面に取り付けられる。ファンケース１０４の径方向内側表面は、クレードル状構造を含まずに示されているが、クレードル状構造を使用してもよい。依然として、ファンケース１０４の内側表面は、第２端部構造２０８の外側表面に適合している。両構成において、第１端部構造２０６および第２端部構造２０８は、第１構造プラットフォーム３０６と第２構造プラットフォーム３０８との間、ファンハブフレーム１０２とファンケース１０４との間にそれぞれ配置される。図示の通り、ファンハブフレーム１０２は、クレードル状構造を備え、ファンケース１０４はクレードル状構造を備えていない。しかし、ファンハブフレーム１０２またはファンケース１０４のいずれも、任意の組み合わせでクレードル状構造を備えてもよく、備えなくてもよい。
【００３１】
図１１を参照して、後方ファンケースアセンブリ４００の斜視図が示されている。上述の実施形態によれば、２層出口またはダブレットガイドベーン２００はファンハブフレーム１０２に配置された（図２）。しかし、本実施形態は、ダブレットガイドベーン２００が急速エンジン交換構成に配置されるとしている。上述の実施形態と同様に、本実施形態は、後方ファンケースアセンブリ４００および２層出口ガイドベーン２００を通る一次荷重経路を提供する。後方ファンケースアセンブリ４００は、ダブレットガイドベーン２００が間に配置される内半径の第１環状フレーム４１０および外半径の第２環状フレーム４１２を含む。いくつかの実施形態によれば、第１環状フレーム４１０は急速エンジン交換リングであり、第２環状フレーム４１２は後方ファンケースなどのファンケースである。急速エンジン交換リング４１０は、一般に図１４に示され、より頻繁な保守整備を必要とする推進器部品１３からダブレットベーンアセンブリを容易に分離させる。推進器部品１３は、定期的または不定期に保守整備されながら作用してもよい。その一方で、所望であれば、エンジンがより早く運転に戻ることができるように、急速エンジン交換リング４１０に第２推進器を搭載してもよい。
【００３２】
急速エンジン交換リング４１０は、第１リング４２２および第２リング４２４を含む。第１リング４２２および第２リング４２４は、エンジン軸２６の方向へ軸方向に離間され、第１リング４２２および第２リング４２４の各々は、連続したまたは多数の部品が互いに連結された１つの部品で形成されてもよい。複数の流れ表面４１６は、第１リング４２２と第２リング４２４との間で軸方向に延びる。流れ表面４１６は、第１リング４２２および第２リング４２４を跨ぐ空気の動きを向上させる一方で、堅牢な構造、またはその他の構造、そうでなければより重量のある構造よりもむしろ、２つのリングの軽量化設計を可能にする。クレードル４１８は、第１リング４２２と第２リング４２４との間、さらには流れ表面４１６の間で軸方向に延びる。クレードル４１８の各々は、クレードルの最下部が流れ表面４１６に向かって上に湾曲する湾曲部分を含む。固定されたダブレットガイドベーン２００は、ガスタービンエンジン１０の部分を介して空気の流れを所望の態様で変化させるべく、クレードル４１８の各々の内部に配置される。流路は、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４の各々の間、およびクレードル４１８の間に設けられる。本実施形態によれば、推進器１３は、エンジンを継続して運転させる容易な取り外しおよび交換のために迅速に外されてもよい。
【００３３】
図１２を参照して、後方ファンケースアセンブリ４００の一部の分解斜視図が示されている。急速エンジン交換リング４１０は図面の下部に示されている。流れ表面４１６は第１リング４２２と第２リング４２４との間に延びる。流れ表面４１６は、流れを提供するか、あるいは、空気がダブレットガイドベーン２００の間を通過する際に、沿って移動可能な表面を制御する。図示の流れ表面４１６は、前方リング４２２と後方リング４２４との間で湾曲している。流れ表面はまた、周方向に湾曲してもよい。あるいは、流れ表面４１６は第１リング４２２と第２リング４２４との間および／または周方向において直線状であってもよい。急速エンジン交換リング４１０は流れ表面４１６の間にクレードル４１８を含む。クレードル４１８は、ダブレットガイドベーン２００の径方向内側端部を受け、クレードル４１８と流れ表面４１６との間を遷移する曲面４２０を有する。通常、リングまたは輪を通ってエンジンに対して軸方向に延びる締結具用開口部４１９は、第１リング４２２および第２リング４２４に沿うクレードル４１８の内部にある。締結具用開口部４１９は、ダブレットガイドベーン２００を急速エンジン交換リング４１０に連結させるために使用される。第１および第２リングはまた、本明細書でさらに説明するように、後方ファンケースアセンブリ４００を推進器１３から迅速に分離させる開口部４２６および４２８をそれぞれ含む。
【００３４】
ダブレットガイドベーン２００に着座位置を提供するクレードル４１８は、ダブレットガイドベーン２００の下にある。クレードル４１８は、第１リング４２２から第２リング４２４へ軸方向の動きを湾曲させるＵ字形状の断面を有する。クレードル４１８は、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４の下方端部を支持するために、ダブレットガイドベーン２００側部を上方へ引き延ばす。流れ表面４１６が配置される高さおよび湾曲部４２０によって、ダブレットガイドベーン２００が抱持される。この抱持は、追加的な支持をもたらし、動作中のダブレットガイドベーン２００の屈曲を制限する。クレードル４１８は、環状フレーム３１０の剛性を向上させ、かつ製造性を高めるために、湾曲面またはフィレットをさらに備える。
【００３５】
外側リングまたはファンケース４１２はまた、ダブレットガイドベーン２００の径方向外側端部を図示するために分解される。ファンケース４１２は、ダブレットガイドベーン２００の上方端部２０８およびファンケース４１２を通って延びる締結具を受ける。各ダブレットガイドベーン２００は、構造プラットフォーム３０８とファンケース４１２との間にダブレットガイドベーン２００を挟むことで、後方ファンケースアセンブリ４００に連結される。
【００３６】
また、構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８は、後方ファンケースアセンブリ４００内に示される。ダブレットガイドベーン２００の第１または内側端部２０６を挟む内側構造プラットフォーム３０６は、ダブレットガイドベーン２００の径方向内側端部にある。構造プラットフォーム３０６は、２０７の曲率を第１端部２０６に適合させるために、側面付近で湾曲する下面を有する。構造プラットフォーム３０６は、環状急速エンジン交換リング４１０よりも上方のダブレットガイドベーン２００の下方端部２０６の上方に位置決めされる。図示の実施形態によれば、構造プラットフォーム３０６は、ダブレットガイドベーン２００の下方端部２０６において開口部２１１と並ぶ第１ボルト開口部３０７および第２ボルト開口部３１１を有する。その後、構造プラットフォーム３０６およびダブレットガイドベーン２００は、第１リング４２２および第２リング４２４内の締結具用開口部４１９を介して急速エンジン交換リング４１０に固定される。これにより、ダブレットガイドベーン２００の下方端部２０６を、急速エンジン交換リング４１０のクレードル４１８に挟み込むかあるいは捕獲する。このような構造は、先行技術設計に対する様々な改善をもたらす。まず、ダブレットガイドベーン２００が、構造プラットフォームと急速エンジン交換リング４１０との間に挟まれる。これにより、剛性を大幅に増大させる。さらに、この構造は、ガスタービンエンジンの高い運転温度によって劣化し得る任意の接着剤を必要としない。この設計ではまた、金属の転移または統合に対する複合材はないとしている。最後に、この設計は、より多くの航空力学的利益をもたらし、運転中により大きな制動をかける。
【００３７】
同様に、ダブレットガイドベーン２００の上方または径方向の外側端部２０８は、構造プラットフォーム３０８とファンケース４１２との間で上方端部２０８を挟む構造プラットフォーム３０８である。構造プラットフォーム３０８の側端部は、少なくとも側方または周方向において構造的支持を提供するダブレットガイドベーン２００の湾曲端部２０９に適合するように湾曲している。
【００３８】
下方端部構造２０６および上方端部構造２０８の各々は、径方向内側および径方向外側の表面を有する。下方端部構造２０６および上方端部構造２０８の各々は、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４と共に一体的に形成されてもよく、ダブレットガイドベーン２００を形成するために第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４と接合された１つ以上の部品で形成されてもよい。
【００３９】
依然として図１２を参照して、構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８が示されている。構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８は、第１端部３１２、第２端部３１４、第１側壁３１６および第２側壁３１８を備える。プラットフォーム本体３２０は、第１端部３１２と、第１側壁３１６および前記第２側壁３１８の間の第２端部３１４との間に延びる。第１フィレット３２２は、第１側壁３１６とプラットフォーム本体３２０とを接合する。同様に、第２フィレット３２４は第２側壁３１８とプラットフォーム本体３２０とを接合する。側壁３１６および３１８は、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４の曲率に対応するように湾曲している。構造プラットフォームは、クレードル４１８内でダブレットガイドベーン２００を挟む。プラットフォーム本体３２０は、空気の流れに面し、かつ滑らかな表面を有する外板をさらに備えてもよい。この外板は、金属の複合材で形成され、かつ構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８に接合されてもよい。構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８は、金属、プラスチックまたは複合材のうちの１つで形成されてもよい。構造プラットフォームは、径方向に延びる第１側壁および第２側壁を有してもよい。第１側壁３１６および第２側壁３１８は、嵌合翼形表面に近似させるために湾曲してもよい。プラットフォーム本体は締結具を受けるための複数の開口部３０７および３１１を有する。また、構造プラットフォームは、前記第１側壁と第２側壁との間に延びる構造的補強材（３３０）をさらに備える。
【００４０】
ダブレットガイドベーン２００に対する構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８、急速エンジン交換リング４１０およびファンケース４１２の例示的な実施形態において連結を行うための手段を利用してもよい。例示的な実施形態によれば、締結具は開口部３０７および３１１を介して利用される。さらに、構造プラットフォーム３０６の内側表面が、不均等または滑らかでないように示される一方で、ダブレットガイドベーン２００を通る改善された空気の流れに滑らかな表面を提供するために、インサート、外板またはカバーを使用してもよい。この外板またはカバーを、構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８、ダブレットガイドベーン２００、および、第１環状フレーム部材１０２および第２環状フレーム部材１０４、第１環状フレーム部材４１０および第２環状フレーム部材４１２を挟むボルト穴を覆うためにも使用してよい。
【００４１】
急速エンジン交換リングアセンブリ４００は、軸方向に互いに平行に配置される第１連続リング４２２および第２連続リング４２４の一例にしたがって形成される第１環状フレーム部材４１０を利用してもよい。急速エンジン交換リングアセンブリ４００は、第１リング４２２から第２リング４２４へ延び、かつダブレットガイドベーン２００の間に延びる流れ表面４１６をさらに備える。流れ表面４１６は、第１連続リング４２２および第２連続リング４２４から立ち上がる。この結果、ダブレットガイドベーン２００が配置され得る、流れ表面４１６の間のクレードル４１８が形成される。
【００４２】
引き続き図１２を参照して、ダブレットガイドベーン２００が示されている。上述したように、ダブレットガイドベーン２００は、前縁から後縁へ翼弦方向に延びる第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４を含む。各ガイドベーンは圧力側および吸込み側を有する。第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４は、内径よりも外径においてより短い。さらに、ダブレットガイドベーンは、内側端部２０６よりも上方端部２０８での周方向がより広い。まず初めに、径方向内側端部２０６、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４が、強固な下方端部を提供するために接合される。第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４の各々は、例示的な一実施形態にしたがって、ダブレットガイドベーン２００ごとに２つ、周方向に隣接する方法で設けられる。その他の配置を利用してもよい。径方向内側端部２０６は、剛性を与えるために、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４を径方向内側端部で接合する。同様に、対向する径方向外側端部２０８では、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４が閉鎖構造を提供するように接合される。上方端部２０８では、下方端部２０６の湾曲または半径部２０７と同様の上方端部２０８を接合するために、第１ガイドベーン２０２および第２ガイドベーン２０４が２０９を湾曲させる。半径部２０７および２０９は、クレードル４１８およびファンケース４１２の湾曲したダブレット支持部４２０に対応して受けられる。これらの湾曲領域は、ダブレットガイドベーン２００に強度および支持を提供し、構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８はさらなる支持を提供する。ダブレットガイドベーン２００は金属または複合材料で形成されてもよい。
【００４３】
再び、図１１に一端戻って、後方ファンケースアセンブリ４００は、ダブレットガイドベーン２００に対向するように複数のシングルガイドベーン５００を含む。シングルガイドベーン５００は通常、金属で形成され、ダブレットガイドベーン２００よりも強度が高い。シングルガイドベーン５００は、ガスタービンエンジン用のエンジンマウントを通してより高い荷重を支えるために利用される。シングルガイドベーン５００は、シングルガイドベーン５００を内側リング４２２および４２４に連結する足部５０２を含む。例示的な実施形態によれば、シングルガイドベーン５００の径方向内側端部には４つの足部５０２があり、そのうちの２つの足部は軸方向前方に、もう２つの足部は軸方向後方にある。径方向内側の足部は、例えばファンハブフレーム１０２に接合されてもよく、または、本明細書で説明する急速エンジン交換アセンブリに接合されてもよい。また、シングルガイドベーン５００の外側端部には、ベーンを径方向外側構造、例えばファンケース１０４および４１２に接合する４つの足部５０２（図示せず）がある。
【００４４】
図１３を参照して、ガスタービンエンジン１０の一部の側断面図が示されている。特に、前方ファンケースアセンブリ１１０が示され、ラグまたはフランジ接続部１１２において接合された後方ファンケースアセンブリ２００が示されている。
【００４５】
前方ファンケースアセンブリ１１０は、ディスク１９に固定され、かつ、スピンナまたはコーン２１の軸方向後方にあるターボファン１８を含む。ターボファン１８およびディスク１９はエンジン軸２６を中心に回転する。ターボファン１８の後部は推進器１３の一部であるコンプレッサ１４であり、推進器１３は、後方ファンケースアセンブリ２００を介して後部にガスタービンエンジン１０を画成するために前方ファンケースアセンブリ１１０から延びる、タービン、シャフト、コンプレッサ１４などの、通常は推進力を生じさせるエンジンのコア部品の全てを表す。ブースターパネル３２は、コンプレッサ１４の上方に軸方向に延び、かつ、急速エンジン交換リング４１０と連結する。ブースターパネル３２は、コンプレッサ１４内の空気の流れを制限し、ダブレットガイドベーン２００を通って移動する空気との混合から防ぐ。ダブレットガイドベーン２００は、急速エンジン交換リング４１０と後方ファンケース４１２との間に延びる。
【００４６】
上述の通り、急速エンジン交換の実施形態は、エンジン部品、特に通常は保守整備要件の高い故障部品および摩耗部品を有する推進器を容易に交換できるようにする。
【００４７】
図１４を参照して、推進器１３の内部部品が、後方ファンケースアセンブリ４００から分離されている。これにより、後方ファンケースアセンブリ４００または推進器部品１３のいずれかを迅速に交換することができる。特に、スピンナまたはコーン２１は、エンジン取り込み領域でエンジンの前方端から取り外される。次に、ファンブレード１８が、エンジンから軸方向前方に取り外され、かつ引き出される。ブースターパネル３２は、ファンブレード１８の後に取り外される。
【００４８】
これらの取り外された部品と共に、軸方向前方および後方のボルトが、急速エンジン交換リング４１０から取り外される。図１２において、軸方向前方締結具用開口部４２６および軸方向後方開口部４２８が最も良好に示されている。これらの開口部４２６および４２８は、径方向内側推進器１３を、径方向外側急速エンジン交換リング４１０および後方ファンケースアセンブリ４００の外側部品に連結するために使用される。開口部４２６および４２８から取り外されたこれらのボルトと共に、推進器１３を、後方ファンケースアセンブリ４００から軸方向後方に取り外すことができる。
【００４９】
ダブレットガイドベーン２００に対する構造プラットフォーム３０６および構造プラットフォーム３０８、急速エンジン交換リング４１０およびファンケース４１２の例示的な実施形態において連結を行うために、様々な手段を利用してもよい。例示的な実施形態によれば、締結具は開口部３０７および３１１を介して利用される。さらに、構造プラットフォーム３０６の内側表面が不均等または滑らかでないように示される一方で、ダブレットガイドベーン２００を通る改善された空気の流れに滑らかな表面を提供するために、インサートまたはカバーを使用してもよい。
【００５０】
構造および方法についての前述の説明を、図示の目的で述べてきた。本発明は、網羅または開示された正確な工程および／または形態に限定するものではなく、上述の教示を踏まえて明らかに多くの修正および変形が可能である。本明細書に記載の特徴を、任意の組み合わせで組み合わせてもよい。本明細書に記載の方法の工程は、物理的に可能な任意の順序で行われてもよい。なお、構造プラットフォームを有する出口ガイドベーンの特定の形態が図示および説明されたが、これに限定するものではなく、これに代えて本明細書に添付の特許請求の範囲によって限定されるものである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ガスタービンエンジン
１２  エンジン入口端
１３  推進器、推進器部品
１４  コンプレッサ
１６  燃焼器
１８  ターボファン、ファンブレード
１９  低圧タービン、ディスク
２０  多段高圧タービン
２１  スピンナまたはコーン
２４  シャフト
２８  低圧タービンシャフト
２６  エンジン軸、ガスタービンエンジンの中心軸、ガスタービンエンジンの長手方向軸
３２  ブースターパネル
１００  ファンフレームアセンブリ
１０１  長手方向中心軸
１０２  第１環状フレーム部材またはファンハブフレーム
１０４  第２環状フレーム部材またはファンケース
１１０  前方ファンケースアセンブリ
１１２  ラグまたはフランジ接続部
２００  ２層出口ガイドベーンまたはダブレットガイドベーン、ダブレット、ダブルベーン
２０２  第１ガイドベーン
２０４  第２ガイドベーン
２０６  第１端部構造、第１端部、下方端部構造、下方端部
２０７  半径部
２０８  第２端部構造、上方端部構造、上方端部
２０９  湾曲端部、半径部
２１０  流路
２１１、３０７、３１１  開口部
２１６  径方向外側表面
２１８  クレードル状構造
２２０  フィレット
３０６  第１構造プラットフォーム、内側構造プラットフォーム、構造プラットフォーム
３０７  第１ボルト開口部
３０８  第２構造プラットフォーム、構造プラットフォーム
３１１  第２ボルト開口部
３１２  第１端部、締結具
３１４  第２端部
３１６  第１側壁
３１８  第２側壁
３２０  プラットフォーム本体
３２２  第１フィレット
３２４  第２フィレット
３３０  補強材
４００  後方ファンケースアセンブリ、急速エンジン交換リングアセンブリ
４１０  第１環状フレーム、第１環状フレーム部材、急速エンジン交換リング
４１２  第２環状フレーム、第２環状フレーム部材、ファンケース
４１６  流れ表面
４１８  クレードル
４１９  締結具用開口部
４２０  曲面、湾曲部、湾曲したダブレット支持部
４２２  第１リング、前方リング、第１連続リング、内側リング
４２４  第２リング、後方リング、第２連続リング、内側リング
４２６  軸方向前方締結具用開口部
４２８  軸方向後方開口部
５００  シングルガイドベーン
５０２  足部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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