(57)【要約】【課題】  音響的に有効なファンケースライナの接合部およびシームを提供する。【解決手段】  ファンケース用のライナアセンブリは、表面シート（１８）に覆われた騒音減衰層（１６）を含む。表面シートは、下に位置する騒音減衰層に連通する開口部（２０）を含む。表面シートと騒音減衰層とは、音響的に透過性のある接合部を含む。騒音減衰層は、接着ストリップ（３０）によって第２の側面（２６）に接続された第１の側面（２４）を含む。接着ストリップは、チャンバを充填することなく、第１の側面と第２の側面とを接着する。表面シートは、接着剤で充填された接合部（３６）を含み、この接合部はファンケース内で所望のとぎれのない面を提供する。開口部（４６）が接合部および接着剤を貫通して形成され、下に位置する騒音減衰層と連通する。接合部およびシーム（２８）は、実質的に音響的に透過性を有するようになり、騒音減衰性能が向上する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
騒音減衰層と、
前記騒音減衰層上に設けられる表面シートと、を有し、前記表面シートは、第１の複数の開口部と接合部と、を有し、前記接合部は、該接合部を通して前記騒音減衰層に音響エネルギを連通させる第２の複数の開口部を含むことを特徴とするファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項２】
前記騒音減衰層は、シームを構成するように接着ストリップによって第２の側面に接合される第１の側面を含むことを特徴とする請求項１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項３】
前記シームは、前記表面シートに垂直な平面に沿って配置されていることを特徴とする請求項２記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項４】
前記接着ストリップは、スクリムに支持された接着剤の細いストリップを含むことを特徴とする請求項２記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項５】
前記接合部は、重ね継ぎを含むことを特徴とする請求項１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項６】
接着剤が前記接合部を覆うとともに、第２の複数の開口部が前記接着剤を貫通していることを特徴とする請求項１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項７】
第２の複数の開口部は、第１の複数の開口部よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項８】
前記接合部および前記シームは、前記ファンケースに沿って軸方向に配置されていることを特徴とする請求項２記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項９】
前記接合部および前記シームは、周方向に離間して配置されていることを特徴とする請求項８記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項１０】
前記騒音減衰層は、複数のセグメントを含むことを特徴とする請求項１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項１１】
シームに沿って接合された騒音減衰層と、
前記騒音減衰層に音響エネルギを連通させる第１の複数の開口部を含む表面シートと、を含み、前記騒音減衰層は、シームを構成するように接着ストリップによって第２の側面に接合された第１の側面を含むことを特徴とするファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項１２】
前記シームは、前記表面シートを横切る平面に沿って配置されていることを特徴とする請求項１１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項１３】
前記騒音減衰層は、複数の個別のチャンバを含み、各々の個別のチャンバは、前記表面シートの複数の開口部の少なくとも１つとそれぞれ連通していることを特徴とする請求項１１記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項１４】
前記複数のチャンバは、前記シームに沿って設けられた個別のチャンバを含み、該シームに沿って設けられた個別のチャンバは、空でかつ前記表面シートの複数の開口部の少なくとも１つと連通していることを特徴とする請求項１３記載のファンケース用のライナアセンブリ。
【請求項１５】
ファンケース用のライナアセンブリの製造方法であって、この方法は、
第１の複数の開口部を含む表面シートを騒音減衰構造体上に組み付け、
前記表面シートの第１の端部と該表面シートの第２の端部とを接合して接合部を形成し、
前記接合部を充填剤で覆い、
前記充填剤および前記接合部を貫通して前記騒音減衰構造体に連通する第２の複数の開口部を形成することを含むことを特徴とするファンケース用のライナアセンブリの製造方法。
【請求項１６】
前記騒音減衰構造体の第１の側面と該騒音減衰構造体の第２の側面とを、接着剤を用いて接合してシームを形成するステップを含むことを特徴とする請求項１５記載のファンケース用のライナアセンブリの製造方法。
【請求項１７】
第２の複数の開口部は、第１の複数の開口部よりも大きいことを特徴とする請求項１５記載のファンケース用のライナアセンブリの製造方法。
【請求項１８】
前記接合部の形成は、第１の端部と第２の端部とを重ね継ぎで接合することを含むことを特徴とする請求項１５記載のファンケース用のライナアセンブリの製造方法。
【請求項１９】
前記接合部と前記シームとは、前記ファンケース内で軸方向に延在していることを特徴とする請求項１６記載のファンケース用のライナアセンブリの製造方法。
【請求項２０】
前記接合部と前記シームとを周方向に離間して配置することを含むことを特徴とする請求項１９記載のファンケース用のライナアセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、タービンエンジン用のファンケースに関し、特に、音響的に有効な接合部を含むファンケースライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機用の従来のタービンエンジンおよびターボファンエンジンは、ファンケース内で回転する複数のタービンブレードを含む。ファンケースは、タービンブレードと航空機を保護する保護カバーとして機能する。また、ファンケースは、タービンエンジン内に空気流を導く。ファンケースの内側面は、ファンケースと接触するおそれがある物体の衝突に耐えるように構成されている。さらに、ファンケースの内側面は、エンジンから発生する騒音を減少させる音響的な機構を含む。
【０００３】
タービンエンジンから発生する騒音の量の制限は、年々厳しくなってきている。よって、航空機エンジンから発生する騒音をさらに減少させるための努力がさらになされている。ファンケースライナに騒音減衰構造体の層と複数の開口部を含む表面層を設けることが知られている。表面層は、典型的に騒音減衰構造体を保護する金属または複合材料の薄板である。圧力の乱れを生じさせる騒音は表面層の開口部を通って騒音減衰構造体内に発散し、ここで圧力の乱れが消散して騒音の総量が減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ファンケースライナは、内側面の形成に用いられる複数の材料片の間に設けられる接合部を含む。これらの接合部は、典型的に騒音減衰構造体と表面層とをファンケースの内側壁に組み付けるとともに、熱膨張によって生じる負荷に対処するために必要である。接合部は、騒音減衰構造体と表面層の両方に含まれるシームを有する。このシームは、ファンケースが空気流に及ぼす悪影響を最小にするために典型的に埋められる。埋められたシームは、一般に、ファンケースライナの残りの部分に比べて音響的に機能しない領域を生じさせる。この音響的に機能しない領域は、ファンライナの有効性を減少させるので、エンジンから発生する騒音が所望のレベルを超えるおそれがある。
【０００５】
従って、ファンケースライナの騒音減衰特性を向上させるために音響的に有効なファンケースライナの接合部およびシームの開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、騒音減衰性能を向上させるために音響的に有効な接合部を含むファンケースライナアセンブリである。
【０００７】
ライナアセンブリは、ファンケースの内側面を形成するとともに騒音減衰特徴部を含む。ライナアセンブリは、表面シートに覆われた騒音減衰層を含む。表面シートは、騒音減衰層への連通を提供する第１の複数の開口部を含む。騒音減衰層は、第１の複数の開口部の少なくとも１つとそれぞれ連通する複数のチャンバを含む。
【０００８】
騒音減衰層は、シームにおいて接着ストリップによって第２の側面に接合された第１の側面を含む。従来のシームは、シームの両側でそれぞれ１列または２列のチャンバを埋める接着剤を含んでおり、所望でない音響的に機能しない領域が生じるおそれがあった。本発明のシームは、隣接するチャンバを埋めることなく、第１の側面を第２の側面に接着する接着ストリップを利用する。これにより、シームは、実質的に音響的に透過性を有するようになる。
【０００９】
表面シートは、接合部において第２の端部に取り付けられた第１の端部を含む。この接合部は、典型的な動作における高温によって生じる表面シートの膨張および収縮に対応する。接合部は、表面ライナの端部の構造的な連結部を構成する重複部分を含み、この重複部分は接着剤で充填される。第１の端部と第２の端部の重複、および接着剤によるシームの充填により、開口部が塞がれたストリップが生じてしまう。開口部が塞がれると、重複領域の寸法にわたって音響的に機能しない領域が生じてライナアセンブリの音響的な性能が低下する。第２の複数の開口部が、重複領域の下に配置された騒音減衰層と連通するように重複領域に形成される。第２の複数の開口部を重複領域に形成することで、エンジンからの騒音の減衰に寄与する音響的に機能する接合部が提供される。
【００１０】
表面シートおよび騒音減衰層の接合部およびシームは、従来の接合技術に比べて音響的に優れた性能を提供する。接合部およびシームは、実質的に音響的に透過性を有し、騒音減衰性能を向上させる。
【００１１】
本発明の上述およびその他の特徴は、以下の実施形態および図面によって最もよく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、タービンエンジン用のファンケース１０は、ライナアセンブリ１２、ライナストリップ１５、および前縁１４を含む。前縁１４は、ファンケース１０内におよびその周囲に空気流を案内する。ライナストリップ１５は、ライナアセンブリ１２と前縁１４との間に配置され、音響減衰機構を有してもよい。ライナストリップ１５は、当業者に周知の他の構造体を含むこともできる。
【００１３】
ライナアセンブリ１２は、ラブライナ１３とタービンブレード１１の前方においてファンケース１０の内側面を形成する。ライナアセンブリ１２は、表面シート１８に覆われた騒音減衰層１６を含む。表面シート１８は、騒音減衰層１６との連通を提供する第１の複数の開口部２０を含む。騒音減衰層１６は、複数のチャンバ２２を含み、これらのチャンバ２２は第１の複数の開口部２０の少なくとも１つとそれぞれ連通する。エンジンから発生する音響エネルギは、チャンバ２２に入って熱に変換される。音響エネルギの熱への変換は、エンジンおよびファンケース１０から発生する騒音を消散させて減少させる。
【００１４】
騒音減衰層１６は、シーム２８において接合され、表面シート１８は重複領域４４に沿って接合される。シーム２８と重複領域４４は、ライナアセンブリ１２の総合的な騒音減衰性能に寄与するように音響的に有効である。
【００１５】
図２を参照すると、騒音減衰層１６は、第１の側面２４と第２の側面２６とを含む。第１の側面２４と第２の側面２６とは、シーム２８において接着ストリップ３０によって接合される。接着ストリップ３０は、接着剤を支持するスクリム３１の細いストリップを含むことが好ましい。例示的な接着ストリップ３０は、スクリムに支持された接着剤を含むが、本発明にはあらゆる種類の接着ストリップが含まれることが分かるであろう。
【００１６】
例示的な騒音減衰層１６は、ファンケース１０の内側を覆うとともにシーム２８で接合される単一のシートとして形成される。シーム２８は、ファンケース１０内で軸方向に延在する。従来のシームでは、シーム２８の両側の２列のチャンバ２２を埋める接着剤が使用される。これにより、音響的に機能しない望ましくない領域が形成されてしまう。
【００１７】
第１の側面２４と第２の側面２６とは、表面シート１８の内側面に対して実質的に垂直であり、接着ストリップ３０によって接合される。シーム２８は、騒音減衰層１６の面２４，２６の間に比較的薄い接合部を提供する。本発明のシーム２８は、隣接するチャンバ２２を埋めることなく、第１の側面２４を第２の側面２６に接合する接着ストリップ３０を使用する。比較的薄いシーム２８と、シーム２８に隣接する空いたチャンバ２２は、ライナアセンブリ１２の騒音減衰性能を向上させる音響的な透過性（ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）を提供する。
【００１８】
表面シート１８は、ライナアセンブリ１２の所望の長さの単一シートである。表面シート１８は、接合部３６で第２の端部３４に接続された第１の端部３２を含む。接合部３６は、典型的な動作における高温によって生じる表面シート１８の膨張および収縮に対応する。接合部３６は、合いじゃくり接合部であるが、本発明には当業者に周知の他の膨張接合部も含まれる。
【００１９】
接合部３６には、表面シート１８の重複部分が含まれる。接合部の重複部分は、接着剤が充填されるシーム４０を形成する。この接合部３６は、接合部３６を充填してファンケース１０の内側面に連続するとぎれのない面を提供するように接着剤４２で覆われる。このとぎれのない面は、露出した接合部によって生じうる空気流のむらをなくす。第１の端部３２と第２の端部３４とを重複させるとともに接着剤４２によってシームを充填することで、開口部が塞がれた重複領域４４が生じる。塞がれた開口部は、音響エネルギと騒音減衰層との連通を阻害する。開口部が塞がれると、重複領域４４の寸法にわたって音響的に機能しない領域が生じてライナアセンブリ１２の音響的性能が低下してしまう。
【００２０】
接合部３６を通して音響エネルギと重複領域４４の下に位置する騒音減衰層との連通を提供するために、第２の複数の開口部４６が重複領域４４に形成される。第２の複数の開口部４６を重複領域４４に形成することによって、接合部３６を通して音響エネルギの連通が提供され、エンジンからの騒音の減衰を増加させる音響的に機能する接合部３６が得られる。
【００２１】
図３を参照すると、重複領域４４とシーム２８を含むライナアセンブリ１２の拡大図が示されている。各々の第２の複数の開口部４６は、第１の複数の開口部２０よりも大きい面積をそれぞれ有する。さらに、第２の複数の開口部４６は、第１の複数の開口部２０に比べて離間距離が大きい。この構成は、接合部３６を弱めることなく、所望のレベルの音響的性能を提供する。重複領域４４において比較的大きくかつ比較的少ない開口部を利用することで、音響エネルギと騒音減衰層１６との連通を引き続き提供するとともに接合部３６の所望の強度を維持する。
【００２２】
重複領域４４とシーム２８とは、ファンケース１０内で軸方向に配置されるとともに互いから周方向の距離５０だけオフセットされている。接合部のシーム２８に対する相対的位置がずれているすなわち一致しないことにより、ライナアセンブリ１２の騒音減衰性能がさらに向上する。
【００２３】
ライナアセンブリ１２は、まず、ファンケース１０内の支持面に騒音減衰層１６を配置するステップによって組み立てられる。騒音減衰層１６は、第１の側面が第２の側面２６と接するようにファンケース１０の内側面を覆う。接触する面２４，２６によって形成されるシームは、ファンケース１０内で軸方向に配置される。騒音減衰層１６の形成には、単一のシートを利用することが望ましいが、表面シート１８に垂直な平面において側面で接合された騒音減衰層１６の複数の部分を利用することも本発明に含まれる。接着ストリップ３０を利用して形成された接合部は、ファンケース１０の機能に対して音響的に透過性のある実質的に薄いシームを提供する。
【００２４】
騒音減衰層１６を定位置に配置した後に、表面シート１８が騒音減衰層１６の上に配置される。第１の端部３２と第２の端部３４とは、表面シート１８の軸方向の接合部３６を形成するように接触して設けられる。続いて、接合部３６は、実質的にとぎれのない内側面を提供するように接着剤４２で充填される。接着剤４２は、軸方向の重複領域４４を形成するように、接合部３６の隣接する面に沿って充填される。組立プロセスは、重複領域４４に第２の複数の開口部４６を形成することをさらに含む。第２の複数の開口部４６は、エンジンから発生する音響エネルギと連通するように下に位置する騒音減衰層１６を開放している。
【００２５】
表面シート１８および騒音減衰層１６の接合部３６およびシーム２８は、従来の接合技術に比べて音響的に優れた性能を提供する。接合部３６およびシーム２８は、実質的に音響的に透過性を有するようになり、これにより騒音減衰性能が向上する。さらに、本発明の接合部３６およびシーム２８は、ライナアセンブリの性能を向上させるとともに組立を容易にする。騒音減衰性能の向上により、ファンケース１０から発生する騒音の大きさが減少して所望のレベルに適合するようになる。
【００２６】
本発明の好適実施例を開示したが、当業者であれば分かるように特定の変更も本発明の範囲内に含まれる。よって、本発明の真の範囲および趣旨を定めるには請求項の検討が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ファンケースとライナアセンブリの断面図である。
【図２】ライナアセンブリのシームと接合部の斜視図である。
【図３】ライナアセンブリの一部の平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１６…騒音減衰層
１８…表面シート
２０…第１の複数の開口部
２２…チャンバ
２４…騒音減衰層の第１の側面
２６…騒音減衰層の第２の側面
２８…シーム
３０…接着ストリップ
３１…スクリム
３２…表面シートの第１の端部
３４…表面シートの第２の端部
３６…接合部
４０…シーム
４２…接着剤
４４…重複領域
４６…第２の複数の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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