(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用のサンプハウジング（１００）であって、
ベース部分（１１８）と、
前記ベース部分（１１８）から外方に延びた第１の壁（１２８）であって、前記第１の壁（１２８）及び前記ベース部分（１１８）が、内側チャンバ（１３４）を少なくとも部分的に定める、第１の壁（１２８）と、
前記第１の壁（１２８）から外方に配置され、前記ベース部分（１１８）から延びた第２の壁（１３０）であって、前記ベース部分（１１８）、前記第１の壁（１２８）、及び前記第２の壁（１３０）が、前記内側チャンバ（１３４）から外方に位置する外側チャンバ（１３６）を少なくとも部分的に定める、第２の壁（１３０）と、
前記第２の壁（１３０）から軸線方向外方および半径方向外方に延びるとともに前記第２の壁（１３０）と一体に結合された第３の壁（１４０）であって、加速器（１１６）と結合するように構成された、第３の壁（１４０）と、
軸受組立体（５２）と係合するための、前記第１の壁（１２８）から内方に延びた突出部（１３２）と、
を備え、
前記ベース部分（１１８）、前記第１の壁（１２８）、前記第２の壁（１３０）、及び前記突出部（１３２）が、互いに一体に結合される、サンプハウジング（１００）。
【請求項２】
前記第２の壁（１３０）から外方に延び、かつ、これと一体に結合した第２の突出部（１４２）をさらに備え、前記第２の突出部（１４２）は、前記第３の壁（１４０）から内方に配置され、前記第３の壁（１４０）及び前記第２の突出部（１４２）が、前記加速器（１１６）の壁（１４８）を受けるためのスロット（１６４）を共同で定める、請求項１に記載のサンプハウジング（１００）。
【請求項３】
前記第３の壁（１４０）が、それを貫通して延びる複数の開口部（１６２）を定める、請求項１に記載のサンプハウジング（１００）。
【請求項４】
前記第１の壁（１２８）及び前記第２の壁（１３０）が、軸線方向（９０）に湾曲した、請求項１に記載のサンプハウジング（１００）。
【請求項５】
ベース部分（１１８）から半径方向外方かつ軸線方向外方に延びた第４の壁（１７２）をさらに備え、前記第４の壁（１７２）が、前記ベース部分（１１８）に一体に結合した、請求項１に記載のサンプハウジング（１００）。
【請求項６】
前記第４の壁（１７２）から半径方向外方に延び、かつ、これと一体に結合した取付けフランジ（１７４）をさらに備え、前記取付けフランジ（１７４）は、それを貫通して延びる１つ又はそれ以上の取付け開口部（１７６）を定める、請求項５に記載のサンプハウジング（１００）。
【請求項７】
前記第２の壁（１３０）から外方に延び、かつ、これと一体に結合した複数の管（１７８Ａ、１７８Ｂ）をさらに備え、前記複数の管（１７８Ａ、１７８Ｂ）の各々は、前記内側チャンバ（１３４）と流体連通する、請求項１に記載のサンプハウジング（１００）。
【請求項８】
前記内側チャンバ（１３４）が、潤滑剤を収容するように構成され、前記外側チャンバが、空気を収容するように構成された、請求項７に記載のサンプハウジング（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジン用のサンプ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、直列流れ順に、入口セクションと、圧縮機セクションと、燃焼セクションと、タービンセクションと、排気セクションとを含む。作動時、空気は、入口セクションに入り、圧縮機セクションまで流れ、そこで１つ又はそれ以上の軸流圧縮機が、空気を燃焼セクションに至るまで次第に圧縮する。燃料は、燃焼セクション内で圧縮空気と混合して燃焼し、それにより燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、燃焼セクションから、タービンセクション内に定められた高温ガス路を通って流れ、次いで排気セクションを介してタービンセクションを出る。
【０００３】
典型的には、燃焼セクションは、１つ又はそれ以上の燃焼器を含む。各燃焼器は、一般に燃焼チャンバを含む。圧縮機セクションからの圧縮空気は、１つ又はそれ以上の燃焼器の各々の燃焼チャンバ内に流入し、燃料と混合する。圧縮空気及び燃料の混合物は、各燃焼チャンバ内で点火されて燃焼し、それにより燃焼ガスを形成する。燃焼ガスは、次に各燃焼チャンバから流出し、タービンセクションに流入する。
【０００４】
特定のガスタービンエンジン（例えば、ビジネス及び一般航空用飛行機において典型的に用いられるターボプロップエンジン）は、１つ又はそれ以上の逆流燃焼器を含むことができる。典型的には、逆流燃焼器は、その中を通って流れる空気（すなわち、圧縮空気、圧縮空気と燃料との混合物、及び燃焼ガス）をＳ字形流路に導くものである。この点に関して、逆流燃焼器は、一般に、他の相当する燃焼器よりも短い軸線方向長さを有する。このことが、ひいてはガスタービンエンジンの全長を削減することにつながり、それによりその重量もまた削減される。とはいえ、逆流燃焼器に近接して配置される従来のサンプ組立体は、ガスタービンにおける逆流燃焼器の使用に関連付けられる軸線方向長さの削減を制限する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第8231341号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様及び利点は、その一部を以下の説明に記載しており、又はこの説明から明らかにすることができ、又は本発明を実施することにより理解することができる。
【０００７】
１つの態様において、本開示は、ガスタービンエンジン用のサンプハウジングに向けられる。サンプハウジングは、ベース部分と、ベース部分から外方に延びた第１の壁とを含む。第１の壁及びベース部分は、内側チャンバを少なくとも部分的に定める。第２の壁は、第１の壁から外方に配置され、ベース部分から延びる。ベース部分、第１の壁、及び第２の壁は、内側チャンバから外方に配置された外側チャンバを少なくとも部分的に定める。第１の壁から内方に延びた突出部は、軸受組立体と係合する。ベース部分、第１の壁、第２の壁、及び突出部は、互いに一体に結合される。
【０００８】
本開示のさらなる態様は、ガスタービンエンジンに向けられる。ガスタービンエンジンは、圧縮機と、燃焼セクションと、タービンと、圧縮機とタービンとを駆動結合するシャフトとを含む。軸受組立体は、シャフトを回転可能に支持し、サンプ組立体は、軸受組立体を囲む。サンプは、ベース部分と、第１の壁と、第１の壁から外方に配置された第２の壁と、第１の壁から内方に延びた、軸受組立体と係合する突出部とを有する、主ハウジングを含む。前方ハウジングは、前方ハウジング突出部と、前方ハウジング壁とを含む。第１のシールは、前方ハウジング壁とシャフトとの間に配置される。第２のシールは、前方ハウジング突出部とシャフトとの間に配置される。第３のシールは、主ハウジングの第１の壁とシャフトとの間に配置される。第４のシールは、主ハウジングの第２の壁とシャフトとの間に配置される。主ハウジングのベース部分と、主ハウジングの第１の壁と、前方ハウジングと、シャフトと、第２のシールと、第３のシールとが、内側チャンバを共同で定める。前方ハウジングと、シャフトと、第１のシールと、第２のシールとが、第１の外側チャンバを共同で定める。主ハウジングの基部と、主ハウジングの第１の壁と、主ハウジングの第２の壁と、シャフトと、第３のシールと、第４のシールとが、第２の外側チャンバを共同で定める。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１０】
添付図を参照した本明細書において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全かつ有効な開示を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書で開示される実施形態による例示的なガスタービンエンジンの概略断面図。
【図２】主ハウジングを含んだサンプ組立体を示す、図１に示すガスタービンエンジンの燃焼部分の断面図。
【図３】サンプ組立体の種々の構成要素及び特徴を示す、図２に示すサンプ組立体の拡大断面図。
【図４】その種々の構成要素及び特徴をさらに示す、図２〜図３に示すサンプ組立体の斜視図。
【図５】本明細書で開示する実施形態による主ハウジングの断面図。
【図６】ガスタービンエンジンに組み込むことができる潤滑剤循環システムの１つの実施形態の略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書及び図面において参照符号を繰り返して使用することは、本発明の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。
【００１３】
次に、その１つ又はそれ以上の実施例を図面に示している本発明の実施形態について詳細に説明する。各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本発明において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。したがって、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。
【００１４】
本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために同義的に用いることができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。
【００１５】
用語「上流」及び「下流」は、流体通路における流体流れに対する相対的方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む方向を指す。
【００１６】
ここで、同一の数字が図全体を通じて同じ要素を示す図面を参照すると、図１は、本明細書で開示する種々の実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービンエンジン１０の略断面図である。図１に示すように、ガスタービンエンジン１０は、それを貫通して延びる、基準のための長手方向又は軸線方向の中心軸線１２を定める。
【００１７】
ガスタービンエンジン１０は、一般に、環状入口１４を定める、実質的に管状の外側ケーシング１３を含むことができる。外側ケーシング１３は、単一のケーシング又は複数のケーシングから形成することができる。外側ケーシング１３は、直列流関係で、圧縮機１６と、燃焼セクション１８と、タービン２０と、排気セクション２２とを囲む。圧縮機１６は、圧縮機ステータベーン２６の１つ又はそれ以上の連続段と、圧縮機ブレード２８の１つ又はそれ以上の連続段と、インペラ３０とを含み、これらが圧縮ガス路４２を定める。タービン２０は、タービンステータベーン３２の１つ又はそれ以上の連続段と、タービンブレード３４の１つ又はそれ以上の連続段とを含み、これらが高温ガス路４４を定める。シャフト又はスプール２４が、タービン２０と圧縮機１６とを駆動結合する。シャフト２４は、単一のシャフト又は複数のシャフトセグメントから形成することができる。軸受組立体５２が、サンプ組立体６０内に配置され、シャフト２４を回転可能に支持する。ガスタービンエンジン１０は、必要又は所望に応じて、より多くの軸受組立体５２及び／又はサンプ組立体６０を有することができる。
【００１８】
図示しないが、ガスタービンエンジン１０は、複数の圧縮機及び／又は複数のタービンを含むことができる。幾つかの実施形態において、例えば、ガスタービンエンジン１０は、高圧シャフト（図示せず）によって高圧タービン（図示せず）に結合された高圧圧縮機（図示せず）と、低圧シャフト（図示せず）によって低圧タービン（図示せず）に結合された低圧圧縮機（図示せず）とを含むことができる。
【００１９】
空気３６は、ガスタービンエンジン１０の作動中、その入口部分１４に入る。空気３６は、圧縮機１６に流入し、そこで、圧縮機ステータベーン２６と、シャフト２４に結合した圧縮機ブレード２８との１つ又はそれ以上の連続段が、圧縮ガス路４２に沿って空気３６を次第に圧縮して、圧縮空気３８を形成する。インペラ３０は、圧縮空気３８を燃焼セクション１８内に導き、そこで圧縮空気が燃料と混合して燃焼し、燃焼ガス４０をもたらす。燃焼ガス４０は、高温ガス路４４に沿ってタービン２０内を流れ、そこで、タービンステータベーン３２と、シャフト２４に結合したタービンブレード３４との１つ又はそれ以上の連続段が、燃焼ガスから運動及び／又は熱エネルギーを抽出する。このエネルギー抽出は、圧縮機１６の作動を助ける。燃焼ガス４０は、次いで、ガスタービンエンジン１０から、その排気セクション２２を通って出る。
【００２０】
上述のガスタービンエンジン１０は、航空機又はヘリコプタにおける使用のためのターボジェットエンジン又はターボプロップエンジンであるが、ガスタービンエンジン１０は、あらゆる適切なタイプのガスタービンとすることができ、又はあらゆる適切な用途で用いることができる。例えば、ガスタービンエンジン１０は、高バイパス・ターボファン、ダクト無しターボファン、又は発電に使用される工業用ガスタービンとすることができる。
【００２１】
図２は、燃焼セクション１８をより詳細に示す。具体的には、図２に示す燃焼セクション１８の実施形態は、その各々が燃焼チャンバ４８を定める１つ又はそれ以上の逆流燃焼器４６を含む。圧縮空気３８は、燃焼チャンバ４８内で燃料と混合して燃焼し、燃焼ガス４０を生成する。逆流燃焼器４６は、その中を通って流れる空気を概ねＳ字形の流路に導く。より詳細には、圧縮空気３８は、軸線方向９０で下流に流れながら燃焼セクション１８に入る。圧縮空気３８は、次いで方向を逆転し、軸線方向９０で上流に流れ、燃焼チャンバ４８の各々に流入する。燃焼チャンバから出た燃焼ガス４０は、再び方向を逆転し、軸線方向９０で下流に流れ、タービン２０に流入する。しかしながら、代替的な実施形態において、燃焼セクション１８は、あらゆる適切な型式の燃焼器（例えば、缶アニュラ型など）を含むことができる。
【００２２】
上記のように、軸受組立体５２は、シャフト２４を回転可能に支持する。図３は、軸受組立体５２が、シャフト２４とサンプ組立体６０との間の相対回転運動を可能にすることを示す。この点に関して、軸受組立体５２は、内側レース５４及び外側レース５８を含む。転がり要素５６が、内側レース５４と外側レース５８との間に配置される。軸受組立体５２は、ボールベアリング、スラスト軸受、又は他のあらゆる適切な型式の軸受とすることができる。
【００２３】
図２〜図４は、サンプ組立体６０のいずれかに対応する又はその代わりに設置されるサンプ組立体１００の１つの実施形態の種々の構成要素を示す。ここに示すように、サンプ組立体１００は、軸線方向９０、半径方向９２、及び円周方向９４を定める。一般に、軸線方向９０は、長手方向軸線１２に対して平行に延び、半径方向９２は、長手方向軸線１２から外方に直交して延び、円周方向９４は、長手方向軸線１２のまわりに同心に延びる。
【００２４】
サンプ組立体１００は、前方ハウジング１０６と、主ハウジング１０４と、第１のシール１０８と、第１のシール１０８の下流に配置された第２のシール１１０と、第２のシール１１０の下流に配置された第３のシール１１２と、第３のシール１１２の下流に配置された第４のシール１１４とを含む。サンプ組立体１００は、軸受組立体５２を囲む。図３に示す実施形態において、第１及び第４のシール１０８、１１４は、ラビリンスシールであり、第２及び第３のシール１１０、１１２は、流体力学的シールである。とはいえ、第１、第２、第３、及び第４のシール１０８、１１０、１１２、１１４は、あらゆる適切な型式のシール（例えば、ラビリンス、カーボン、流体力学的カーボン、フィンガなど）又はそれらの組合せとすることができる。サンプ組立体１００は、付加的なシール（図示せず）もまた含むことができる。
【００２５】
図２は、ガスタービンエンジン１０内でのサンプ組立体１００の１つの実施形態の位置決めを示す。図２に示すように、サンプ組立体１００は、燃焼セクション１８内で逆流燃焼器４６に近接して配置される。より詳細には、サンプ組立体１００は、シャフト２４の一部分を円周方向に囲む。この点に関して、サンプ組立体１００は、それによって囲まれたシャフト２４の部分から完全に半径方向外方に配置される。シャフト２４は、変化する直径を有することができるので、サンプ組立体１００によって囲まれていないシャフト２４の部分は、完全に又は部分的にその半径方向外方に配置されることができる。図２に示す実施形態において、サンプ組立体１００の一部分は、逆流燃焼器４６とシャフト２４との間に配置される。すなわち、サンプ組立体１００の一部分は、逆流燃焼器４６の一部分から半径方向内方に配置され、かつ、その部分と軸線方向に整列する。サンプ組立体１００の他の部分は、図２に示す実施形態において、逆流燃焼器４６の部分の軸線方向上流に配置され、かつ、その部分と半径方向に整列する。とはいえ、サンプ組立体１００は、燃焼セクション１８内にあらゆる適切な位置及び／又は配向で配置することができる。サンプ組立体１００は、軸流燃焼器（図示せず）を有する燃焼セクション内でも同様に用いることができる。さらに、サンプ組立体１００は、燃焼セクション１８に加えて、又はその代わりに、ガスタービンエンジン１０内の圧縮機１６、タービン２０、及び／又は他のいずれかの適切な位置に位置することができる。実際、幾つかの実施形態において、複数のサンプ組立体１００を、ガスタービンエンジン１０内の適切な位置に配置することができる。
【００２６】
図３は、前方ハウジング１０６の１つの実施形態を示す。具体的には、前方ハウジング１０６は、主ハウジング１０４と噛み合う前方ハウジングベース部分１９８を含む。前方ハウジング突出部１２４は、前方ハウジングベース部分１９８から半径方向内方に延び、第２のシール１１０と噛み合う。前方ハウジング壁１２６は、前方ハウジングベース部分１９８から上流方向に軸線方向外方に延び、第１のシール１０８と噛み合う。この点に関して、前方ハウジングベース部分１９８、前方ハウジング壁１２６、第１のシール１０８、シャフト２４、第２のシール１１０、及び前方ハウジング突出部１２４は、第１の外側チャンバ１３８を定める。前方ハウジングベース部分１９８、前方ハウジング突出部１２４、及び前方ハウジング壁１２６は、好ましくは一体で形成される。とはいえ、前方ハウジングベース部分１９８、前方ハウジング突出部１２４、及び前方ハウジング壁１２６は、互いに（例えば溶接などを介して）結合される別個の構成要素とすることができる。前方ハウジング１０６は、他の構成を有することもできる。
【００２７】
図３〜図５は、主ハウジング１０４の種々の特徴を詳細に示す。
【００２８】
ここで特に図３及び図５を参照すると、主ハウジング１０４は、前方ハウジング基部１９８と噛み合う主ハウジング基部１１８を含む。図３及び図５に示す実施形態において、主ハウジング基部１１８は、接続壁２００によって結合された、外側ベース部分１２０と、内側ベース部分１２２とを含む。それゆえ、外側及び内側ベース部分１２０、１２２は、接続壁２００によって半径方向に離間される。接続壁２００は、外側ベース部分１２０の軸線方向下流端と、内側ベース部分１２２の軸線方向上流端とを結合する。この点に関して、外側ベース部分１２０の一部分は、内側ベース部分１２２の軸線方向上流に配置される。それゆえ、主ハウジング基部１１８は、図３及び図５に示すような階段状構成を有することができる。とはいえ、主ハウジング基部１１８は、他の構成及び／又は形状を有することもできる。
【００２９】
主ハウジング１０４は、第１の壁１２８を含む。より詳細には、第１の壁１２８は、内側ベース部分１２２から第１の壁取付けフランジ１６６まで、下流方向に軸線方向外方に延びる。図３及び図５に示す実施形態において、主ハウジング１０４の第１の壁１２８は、内側ベース部分１２２から第１の壁取付けフランジ１６６まで、半径方向内方に延びる。この点に関して、第１の壁１２８は、図３及び図５に示す実施形態において、弓形断面形状を有する。とはいえ、第１の壁１２８は、あらゆる適切な断面形状を有することができる。第１の壁取付けフランジ１６６は、第３のシール１１２と噛み合う。
【００３０】
主ハウジング１０４の第１の壁１２８は、内側チャンバ１３４を部分的に定め、その中に軸受組立体５２が配置される。詳細には、主ハウジング１０４の第１の壁１２８は、主ハウジング１０４の内側ベース部分１２２、前方ハウジング基部１９８、前方ハウジング突出部１２４、第２のシール１１０、シャフト２４、第３のシール１１２との組合せで、内側チャンバ１３４を共同で定める。
【００３１】
主ハウジング１０４はまた、第２の壁１３０も含む。具体的には、第２の壁１３０は、外側ベース部分１２０から第２の壁取付けフランジ１６８まで、下流方向で軸線方向外方に延びる。図３及び図５に示す実施形態において、主ハウジング１０４の第２の壁１３０は、外側ベース部分１２０から第２の壁取付けフランジ１６８まで半径方向内方に延びる。この点に関して、第２の壁１３０は、図３及び図５に示す実施形態において、弓形断面形状を有する。とはいえ、第２の壁１３０は、あらゆる適切な断面形状を有することができる。第２の壁取付けフランジ１６８は、図５に示す実施形態において、第１の壁取付けフランジ１６６から軸線方向に離間して配置され、かつ、その軸線方向下流に配置される。第２の壁取付けフランジ１６８は、第４のシール１１４と噛み合う。
【００３２】
第２の壁１３０は、第１の壁１２８から離間し、かつ、そこから外方に配置される。図３及び図５に示すように、第２の壁１３０の軸線方向長さに沿った各位置は、第１の壁１２８の軸線方向長さに沿った各対応位置から半径方向外方にあり、半径方向に離間する。すなわち、第２の壁１３０上のすべての位置は、それに対して軸線方向で整列する第１の壁１２８上のいずれの位置からも半径方向外方に位置する。この点に関して、第１の壁１２８のある部分（例えば、軸線方向上流部分）は、第２の壁１３０のある部分（例えば、軸線方向下流部分）の半径方向外方に配置することができる。とはいえ、第２の壁１３０は、他の実施形態において、第１の壁１２８から完全に半径方向外方に配置することができる。
【００３３】
主ハウジング１０４の第２の壁１３０は、第２の外側チャンバ１３６を部分的に定める。詳細には、主ハウジング１０４の第２の壁１３０は、主ハウジング１０４の接続壁２００、主ハウジング１０４の外側ベース部分１２０、前方ハウジング基部１９８、前方ハウジング突出部１２４、第３のシール１１２、シャフト２４、及び第４のシール１１４との組合せで、第２の外側チャンバ１３６を共同で定める。外側チャンバ１３６は、シャフト２４の一部又はシャフト２４の全部に沿って円周方向に延びることができる。
【００３４】
第１の突出部１３２は、第２のベース部分２０４から内方に延びて、軸受組立体５２の外側レース５８と噛み合う。図３及び図５に示す実施形態において、第１の突出部１３２は、内側ベース部分１２２の軸線方向下流端から半径方向内方及び軸線方向外方に延びる。この点に関して、第１の突出部１４２は、内側チャンバ１３４内に配置される。とはいえ、第１の突出部１３２は、幾つかの実施形態において、内側ベース部分１２２の任意の部分から半径方向内方及び軸線方向外方に延びることができる。さらに、第１の突出部１３２は、代替的な実施形態において、半径方向内方にのみ（すなわち、軸線方向中心線１２に対して直交して）延びることができる。第１の突出部１３２は、貫通する１つ又はそれ以上の開口部（図示せず）を定めることができ、軸受組立体５２の前方及び後方に位置する内側チャンバ１３４の部分間の流体連通を可能にする。第１の突出部１３２は、図３及び図５に示す実施形態において、軸受組立体５２の外側レース５８と噛み合う取付けフランジ１７０を含む。
【００３５】
第３の壁１４０は、第２の壁１３０から外方に延びて、タービン２０内の第１の（すなわち最も軸線方向上流の）ステータベーン３２のステータベーン延長部１５４と噛み合う。図３及び図５に示す実施形態において、第３の壁１４０は、第２の壁１３０から軸線方向及び半径方向外方に延びる。とはいえ、第３の壁１４０は、代替的な実施形態において、軸線方向外方にのみ（すなわち、軸線方向中心線１２に対して平行に）延びることができる。図４で最もよく描かれているように、第３の壁１４０の幾つかの実施形態は、それを貫通して延びる複数の第３の壁開口部１６２を含むことができる。加速器１１６は、タービン２０の冷却で使用するために、圧縮空気３８の一部を複数の第３の壁開口部１６２を通して引く。図３及び図５に示す実施形態において、第３の壁１４０は、そこから半径方向外方に延びた、ステータベーン延長部１５４と噛み合うための取付けフランジ１５８を含む。この点に関して、取付けフランジ１５８は、締結具（図示せず）を受け入れて第３の壁１４０をステータベーン延長部１５４に結合する、１つ又はそれ以上の取付けフランジ開口部１６０を定めることができる。
【００３６】
第２の突出部１４２は、第２の壁１３０から外方に延びる。図３及び図５に示す実施形態において、第２の突出部１４２は、第３の壁１４０と第２の壁フランジ１６８との間の第２の壁１３０上の位置から、軸線方向外方に延びる。第２の突出部１４２は、第２の壁１３０から角度付きで（すなわち、半径方向及び軸線方向に）外方に延びることもできる。この点に関して、第２の壁１３０、第３の壁１４０、及び第２の突出部１４２は、加速器１１６の壁１４８を受け入れるスロット１６４を共同で定める。図３及び図５に示す実施形態において、第３の壁１４０は、第２の突出部１４２より実軸線方向９０で質的に長い（例えば、５倍長い、１０倍長い、など）。とはいえ、第２の突出部１４２は、あらゆる長さを有することができる。
【００３７】
第４の壁１７２は、主ハウジング基部１１８から外方に延びて、燃焼セクション１８内の燃焼器フレーム５０（図２）と噛み合う。図５に示す実施形態において、第４の壁１７２は、外側ベース部分１２０の半径方向外側部分から軸線方向及び半径方向外方に延びる。それゆえ、第４の壁１７２は、図３に示すように、前方ハウジング１０６の一部分を円周方向に囲む。とはいえ、第４の壁１７２は、代替的な実施形態において、半径方向外方にのみ（すなわち、軸線方向中心線１２に対して直交して）、又は軸線方向外方にのみ（すなわち、軸線方向中心線１２に対して平行に）延びることができる。図５に示す実施形態において、第４の壁１７２は、燃焼器フレーム５０と噛み合うための、そこから半径方向外方に延びた取付けフランジ１７４を含む。この点に関して、取付けフランジ１７４は、締結具（図示せず）を受け入れて第４の壁１７２を燃焼器フレーム５０に結合する、１つ又はそれ以上の取付けフランジ開口部１７６を定めることができる。
【００３８】
幾つかの実施形態において、主ハウジング１０４は、サンプ組立体１００に潤滑剤及び空気を供給するための、及び／又はそこから潤滑剤及び空気を除去するための、１つ又はそれ以上の管１７８を含むことができる。具体的には、管１７８は、第２の壁１３０から外方に延び、かつ、これと一体に結合している。１つ又はそれ以上の管１７８の各々は、内側チャンバ１３４と流体連通している。図４に示す実施形態において、主ハウジング１０４は、潤滑剤を内側チャンバ１３４に供給するための供給管１７８Ａと、潤滑剤を内側チャンバ１３４から除去するための排出管１７８Ｂとを含む。供給及び排出管１７８Ａ、１７８Ｂは、図４に示す実施形態において、第４の壁１７２の半径方向外側表面に沿って外方に延びる。とはいえ、供給及び排出管１７８Ａ、１７８Ｂは、あらゆる適切な配向又は構成を有することができる。１つ又はそれ以上の管１７８はまた、あらゆる適切な断面形状（例えば、円形など）を有することができる。代替的な実施形態において、主ハウジング１０４は、それより多い又は少ない管１７８を含むことができる。例えば、主ハウジング１０４は、供給及び排出管１７８Ａ、１７８Ｂに加えて、又はその代わりに、内側チャンバをガス抜きするための通気管（図示せず）を含むことができる。さらに、主ハウジング１０４は、供給及び排出管１７８Ａ、１７８Ｂに加えて、又はその代わりに、それぞれ、第２の外側チャンバ１３６に空気を供給するため、及びそこから空気を除去するための、空気入口管（図示せず）及び空気出口管（図示せず）を含むことができる。しかしながら、幾つかの実施形態において、主ハウジングは、いずれの管１７８も含まないものとすることができる。
【００３９】
主ハウジング１０４は、一体に形成される。すなわち、主ハウジング基部１１８、第１の壁１２８、第２の壁１３０、第３の壁１４０、第４の壁１７２、第１の突出部１３２、第２の突出部１４２、管１７８Ａ、１７８Ｂ、及びフランジ１５８、１６６、１６８、１７０、１７４は、全て一緒に一体に形成される。この点に関して、主ハウジング１０４は、詳細に後述する付加製造によって形成されることが好ましい。とはいえ、主ハウジング１０４は、あらゆる適切な製造プロセス（例えば、成形、機械加工など）によって形成することができる。
【００４０】
本明細書で用いられる「付加製造」という用語は、有用な三次元物体を結果としてもたらす、物体の形状を一度に一層ずつ逐次的に形成するステップを含むあらゆるプロセスを指す。付加製造プロセスは、三次元プリンティング（３ＤＰ）プロセス、レーザ・ネット・シェイプ製造、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、プラズマ・トランスファ・アーク、フリーフォーム製造などを含む。付加製造プロセスの特定の型式は、エネルギービーム、例えば、電子ビーム、又はレーザビームなどの電磁波を用いて、粉末材料を焼結又は溶融する。付加製造プロセスは、典型的には、金属粉末材料又はワイヤを原材料として使用する。
【００４１】
作動時、サンプ組立体１００は、軸受組立体５２に潤滑剤を与える。より詳細に上で論じたように、軸受組立体５２は、軸受組立体５２を潤滑するための潤滑剤（例えば、オイルなど）を収容した内側チャンバ１３４内に配置される。第１の外側チャンバ１３８及び第２の外側チャンバ１３６は、空気（例えば、圧縮空気３８の一部）で満たされる。第１及び第２の外側チャンバ１３８、１３６内の空気は、内側チャンバ１３４内の潤滑剤よりも高い圧力下にある。この点に関して、第１及び第２の外側チャンバ１３８、１３６内のより高い空気圧は、潤滑剤が第２及び第３のシール１１０、１１２を通って内側チャンバ１３４から漏出することを防止する。第１及び第４のシール１０８及び１１４は、第１及び第２の外側チャンバ１３８、１３６内から漏出する空気の量を低減する。この点に関して、第１及び第４のシール１０８及び１１４は、第１及び第２の外側チャンバ１３８、１３６内の空気圧を内側チャンバ１３４内の潤滑剤の圧力より高く維持することを支援する。したがって、サンプ組立体１００は、バッファ付きサンプである。幾つかの実施形態において、第１のシール１０８を通過して漏れる空気は、ガスタービンエンジン１０の一部を冷却するために用いることができる。
【００４２】
図６は、潤滑剤をサンプ組立体１００の内側チャンバ１３４内外に循環させる、随意的な潤滑剤循環システム１８２の１つの実施形態の略図である。第１及び／又は第２の外側チャンバ１３８、１３６の空気の一部は、第２及び／又は第３のシール１１０、１１２を通過して内側チャンバ１３４に流入する場合がある。それゆえ、この空気は、適正な潤滑剤特性を維持するために第１のチャンバ１３４内の潤滑剤から除去すべきである。この点に関して、潤滑剤循環システム１８２は、空気同伴潤滑剤を第１のチャンバ１３４から例えば排出管１７８Ｂを通して潤滑剤リザーバ１９２に圧送する、排出ポンプ１８４を含むことができる。リザーバ１９２に達する前に、潤滑剤は、その中の不純物又は混入物を除去するために、排出フィルタ１８６を通過することができる。潤滑剤冷却器１８８は、軸受組立体５２からの摩擦に起因して加熱されている場合がある潤滑剤を冷却することができる。脱気器１９０は、潤滑剤に同伴する空気を、リザーバ１９２内に貯蔵する前に除去する。新鮮潤滑剤ポンプ１９６は、内側チャンバ１３４から排出ポンプ１８４によって圧送された潤滑剤を置き換える必要があるときに、潤滑剤リザーバ１９２から、例えば供給管１７８Ａを通して内側チャンバ１３４に潤滑剤を圧送する。潤滑剤は、内側チャンバ１３４に入る前に、随意に供給フィルタ１９４を通過することができる。
【００４３】
上記のように、サンプ組立体１００は、主ハウジング１０４と、前方ハウジング１０６と、第１のシール１０８と、第２のシール１１０と、第３のシール１１２と、第４のシール１１４とを含む。より詳細に上述した主ハウジング１０４の構成及び特徴は、従来のサンプ組立体と比べてサンプ組立体１００の軸線方向の全長を削減する。それゆえ、サンプ組立体１００は、従来のサンプ組立体のように、１つ又はそれ以上の逆流燃焼器４６の使用に関連付けられたガスタービンエンジン１０の軸線方向長さの削減を制限しない。さらに、サンプ組立体１００は、軸流燃焼器を有するガスタービンエンジンの軸線方向長さもまた同様に削減することができる。
【００４４】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示しており、当業者が、あらゆる装置又はシステムを実施及び利用し、またあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明を実施することを可能にもする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、又は請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン用のサンプハウジングであって、
ベース部分と、
上記ベース部分から外方に延びた第１の壁であって、上記第１の壁及び上記ベース部分が、内側チャンバを少なくとも部分的に定める、第１の壁と、
上記第１の壁から外方に配置され、上記ベース部分から延びた第２の壁であって、上記ベース部分、上記第１の壁、及び上記第２の壁が、上記内側チャンバから外方に位置する外側チャンバを少なくとも部分的に定める、第２の壁と、
軸受組立体と係合するための、上記第１の壁から内方に延びた第１の突出部と、
を備え、
上記ベース部分、上記第１の壁、上記第２の壁、及び上記第１の突出部が、互いに一体に結合される、
サンプハウジング。
［実施態様２］
上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した第３の壁をさらに備え、上記第３の壁が、加速器と結合するように構成された、実施態様１に記載のサンプハウジング。
［実施態様３］
上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した第２の突出部をさらに備え、上記第２の突出部は、上記第３の壁から内方に配置され、上記第３の壁及び上記第２の突出部が、上記加速器の壁を受けるためのスロットを共同で定める、実施態様２に記載のサンプハウジング。
［実施態様４］
上記第３の壁が、それを貫通して延びる複数の開口部を定める、実施態様２に記載のサンプハウジング。
［実施態様５］
上記第１の壁及び上記第２の壁が、軸線方向に湾曲した、実施態様１に記載のサンプハウジング。
［実施態様６］
ベース部分から半径方向外方かつ軸線方向外方に延びた第４の壁をさらに備え、上記第４の壁が、上記ベース部分に一体に結合した、実施態様１に記載のサンプハウジング。
［実施態様７］
上記第４の壁から半径方向外方に延び、かつ、これと一体に結合した取付けフランジをさらに備え、上記取付けフランジは、それを貫通して延びる１つ又はそれ以上の取付け開口部を定める、実施態様６に記載のサンプハウジング。
［実施態様８］
上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した複数の管をさらに備え、上記複数の管の各々は、上記内側チャンバと流体連通する、実施態様１に記載のサンプハウジング。
［実施態様９］
上記内側チャンバが、潤滑剤を収容するように構成され、上記外側チャンバが、空気を収容するように構成された、実施態様８に記載のサンプハウジング。
［実施態様１０］
上記複数の管のうちの１つが、上記内側チャンバに潤滑剤を供給するように構成され、上記複数の管のうちの別の管が、上記内側チャンバから潤滑剤を排出するように構成された、実施態様９に記載のサンプハウジング。
［実施態様１１］
圧縮機と、
燃焼セクションと、
タービンと、
上記圧縮機と上記タービンとを駆動結合するシャフトと、
上記シャフトを回転可能に支持する軸受組立体と、
上記軸受組立体を囲むサンプ組立体と、
を備えたガスタービンエンジンであって、
上記サンプ組立体が、
ベース部分と、第１の壁と、上記第１の壁から外方に配置された第２の壁と、上記軸受組立体と係合する、上記第１の壁から内方に延びた第１の突出部とを備えた、主ハウジングと、
前方ハウジング突出部及び前方ハウジング壁を備えた前方ハウジングと、
上記前方ハウジング壁と上記シャフトとの間に配置された第１のシールと、
上記前方ハウジング突出部と上記シャフトとの間に配置された第２のシールと、
上記主ハウジングの上記第１の壁と上記シャフトとの間に配置された第３のシールと、
上記主ハウジングの上記第２の壁と上記シャフトとの間に配置された第４のシールと、
を備え、
上記主ハウジングの上記ベース部分と、上記主ハウジングの上記第１の壁と、上記前方ハウジング突出部と、上記シャフトと、上記第２のシールと、上記第３のシールとが、内側チャンバを共同で定め、
上記前方ハウジングと、上記シャフトと、上記第１のシールと、上記第２のシールとが、第１の外側チャンバを共同で定め、
上記主ハウジングの上記基部と、上記主ハウジングの上記第１の壁と、上記主ハウジングの上記第２の壁と、上記シャフトと、上記第３のシールと、上記第４のシールとが、第２の外側チャンバを共同で定める、ガスタービンエンジン。
［実施態様１２］
上記主ハウジングの上記ベース部分と、上記主ハウジングの上記第１の壁と、上記主ハウジングの上記第２の壁と、上記主ハウジングの上記第１の突出部とが、互いに一体に結合した、実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１３］
加速器と、
上記主ハウジングの上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した第３の壁と、
をさらに備えた、実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１４］
上記主ハウジングの上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した第２の突出部をさらに備え、上記第２の突出部は、上記第３の壁から内方に配置され、上記第３の壁と、上記第２の突出部とが、上記加速器の壁を受けるためのスロットを共同で定める、実施態様１３に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１５］
上記主ハウジングの上記第１の壁が、上記ベース部分から半径方向内方かつ軸線方向外方に延び、上記主ハウジングの上記第２の壁が、上記基部から半径方向内方かつ軸線方向外方に延びた、実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１６］
上記主ハウジングの上記ベース部分から外方に延び、かつ、これと一体に結合した第４の壁をさらに備え、上記第４の壁が、上記前方ハウジングの少なくとも一部分を円周方向に囲む、実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１７］
上記第４の壁から半径方向外方に延び、かつ、これと一体に結合した取付けフランジをさらに備え、上記取付けフランジは、それを貫通して延びる、上記主ハウジングを上記燃焼セクションの燃焼フレームに結合するための１つ又はそれ以上の取付け開口部を定める、
実施態様１６に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１８］
上記主ハウジングの上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した潤滑剤供給管と、
上記主ハウジングの上記第２の壁から外方に延び、かつ、これと一体に結合した潤滑剤排出管と、
をさらに備え、
上記潤滑剤供給管及び上記潤滑剤排出管が上記内側チャンバと流体連通している、
実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様１９］
上記内側チャンバが潤滑剤を収容し、上記第１の外側チャンバが空気を収容し、上記第２の外側チャンバが空気を収容する、実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
［実施態様２０］
上記第１のシール、上記第２のシール、上記第３のシール、及び上記第４のシールが、ラビリンスシール又は流体力学的シールを含む、実施態様１１に記載のガスタービンエンジン。
【符号の説明】
【００４５】
１０：ガスタービンエンジン
１２：長手方向又は軸線方向中心線
１３：ケーシング
１４：入口
１６：圧縮機
１８：燃焼セクション
２０：タービン
２２：排気セクション
２４：シャフト
２６：圧縮機ステータベーン
２８：圧縮機ブレード
３０：圧縮機インペラ
３２：タービンステータベーン
３４：タービンブレード
３６：空気
３８：圧縮空気
４０：燃焼ガス
４２：圧縮ガス路
４４：高温ガス路
４６：燃焼器
４８：燃焼チャンバ
５０：燃焼器フレーム
５２：軸受組立体
５４：内側レース
５６：転がり要素
５８：外側レース
６０：サンプ組立体
９０：軸線方向
９２：半径方向
９４：円周方向
１００：サンプ組立体
１０４：主ハウジング
１０６：前方ハウジング
１０８：第１のシール
１１０：第２のシール
１１２：第３のシール
１１４：第４のシール
１１６：加速器
１１８：主ハウジング基部
１２０：外側ベース部分
１２２：内側ベース部分
１２４：前方ハウジング突出部
１２６：前方ハウジング壁
１２８：主ハウジングの第１の壁
１３０：主ハウジングの第２の壁
１３２：主ハウジングの第１の突出部
１３４：内側チャンバ
１３６：第２の外側チャンバ
１３８：第１の外側チャンバ
１４０：主ハウジングの第３の壁
１４２：主ハウジングの第２の突出部
１４８：加速器の壁
１５４：ステータベーン延長部
１５８：取付けフランジ
１６０：取付けフランジ開口部
１６２：第３の壁開口部
１６４：主ハウジングのスロット
１６６：第１の壁取付けフランジ
１６８：第２の壁取付けフランジ
１７０：第１の突出部取付けフランジ
１７２：主ハウジングの第４の壁
１７４：主ハウジング取付けフランジ
１７６：主ハウジング取付けフランジ開口部
１７８Ａ：供給管
１７８Ｂ：排出管
１８２：潤滑循環システム
１８４：排出ポンプ
１８６：排出フィルタ
１８８：潤滑剤冷却器
１９０：脱気器
１９２：潤滑剤リザーバ
１９４：供給フィルタ
１９６：新鮮潤滑剤ポンプ
１９８：前方ハウジング基部
２００：接続壁
【図１】
0006616349.tif 000002
【図２】
0006616349.tif 000003
【図３】
0006616349.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006616349.tif 000006
【図６】
0006616349.tif 000007