(57)【要約】【課題】中間ケーシング（１１９）を備えたターボジェットエンジンの補機ギアボックス駆動シャフト（１２５）を提案する。【解決手段】中間ケーシング（１１９）の径方向アーム（１１９ｃ）内に取り付けられ、上記シャフトは第１端部においてターボジェットエンジンのエンジンシャフトに対する機械的伝動手段（１２６）に連結され、第２端部において上記ボックスに対する機械的伝動手段に連結されるとともに、２つの端部の間にベベルギア（１２５ａ１）を備え、付加的な補機（１２８）に対し機械的伝動を行なう駆動シャフトにおいて、上記アーム（１１９ｃ）に対して封止されたオイル回路を形成するケース（１３１）に上記ギア（１２５ａ１）とともに収容される。伝動シャフト（１２５）のギア（１２５ａ１）と協働し、モジュール式アセンブリ（１３０）を形成する駆動シャフト（１２８ａ）を備える補機（１２８）に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間ケーシングの径方向アーム内に取り付けられた補機ギアボックス駆動シャフトを有する中間ケーシングを有するバイパスターボジェットエンジンであって、前記シャフトが第１端部においてターボジェットエンジンのエンジンシャフトに対する機械的伝動手段に連結され、第２端部において前記ボックスに対する機械的伝動手段に連結され、付加的な補機に対し機械的伝動を行なうように２つの端部の間にベベルギアを備え、前記アームに対して封止されたオイル回路を形成するケース内部に前記シャフトが前記ギアとともに収容されている、バイパスターボジェットエンジン。
【請求項２】
ケースがギアのためのケーシングと、ギアの各々の側に１つずつ位置するシャフトの部品のための２つのシースとを備える、請求項１に記載のターボジェットエンジン。
【請求項３】
ギアに装着された円筒状要素と、円筒状要素の各々の側に１つずつ延びている２つのシャフト要素とを備える、請求項１または２に記載のターボジェットエンジン。
【請求項４】
補機が、請求項３に記載の伝動シャフトのギアと協働するとともに、前記ギアとともにモジュール式アセンブリを形成する駆動シャフトを備える、ターボジェットエンジン。
【請求項５】
補機が、ギアが軸受を介して取り付けられている支持体を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のターボジェットエンジン。
【請求項６】
バイパス流から一次流を隔離する境界を形成する径方向アーム内の空間に前記ギアが収容されている、請求項４または５に記載の中間ケーシングを備えたバイパスターボジェットエンジン。
【請求項７】
ケースが径方向アーム内の前記空間に収容されたギアのためのケーシングとギアの各々の側に１つずつ位置するシャフトの要素のための２つのシースとを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のターボジェットエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多軸多流ターボジェットエンジンの分野に関し、より詳細にはツインスプールバイパスターボジェットに関する。その対象は補機の設置およびこの補機とエンジンのシャフトとの間の機械的伝動である。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの運転またはエンジンが搭載された航空機の運航に必要な発電機、オイルポンプ、燃料ポンプなどの、エンジンに取り付けられた補機を駆動するため、必要な動力は一般的にメインシャフトから取り出される。ツインスプールターボジェットエンジンは２本の同軸シャフトを有し、そのうち低圧またはＬＰシャフトとして知られる一方は低圧コンプレッサを低圧タービンに連結するとともにＬＰスプールを形成するものであり、高圧またはＨＰシャフトとして知られる他方は高圧コンプレッサを高圧タービンに連結するとともにＨＰスプールを形成するものである。このようなエンジンの場合、補機への動力伝達は一般的に、中間ケーシングのアーム内に収容され、高圧スプールに固定されたギアと協働するベベルギアを一端が備える径方向シャフトにより行なわれる。他端は、多くのギアを収容し補機の支持部を形成すると同時にそれらを駆動するボックスに機械的に連結されている。エンジンがバイパスエンジンである場合、補機ギアボックス（英語の頭辞語ではＡＧＢ）はバイパス流を発生させるファンのケーシングに取り付けられるので、径方向伝動シャフトは一次流およびバイパス流の双方を貫通することになる。
【０００３】
エンジン設計およびエンジン運転条件の進展により、径方向補機駆動シャフトの２つの端部の間と係合するように一次流ケーシング上に付加的設備部品を取り付けるための提案がなされている。そのような設備部品は、例えばＨＰスプールからの駆動を補足するように径方向伝動シャフトを駆動するためのモータからなってもよい。このような補足は、エンジン設計の含意として、エンジンがアイドリング運転しているときに発電機など一定の補機を駆動するため大量の動力が必要となる場合に実際に有用となる。アイドリング速度では、そのような設計において必要な動力のすべてをＨＰスプールが十分に供給できない場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
径方向伝動シャフトの２つの端部の間のある位置においてエンジンケーシング上に補機または設備の付加的な部品を取り付けることと、径方向伝動シャフトに関する構成とに関連している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、中間ケーシングの径方向アーム内に取り付けられた補機ギアボックス駆動シャフトを有する中間ケーシングを備えたターボジェットエンジンにおいて、このシャフトは第１端部においてターボジェットエンジンのエンジンシャフトに対する機械的伝動手段に連結され、第２端部において上記ボックスに対する機械的伝動手段に連結され、付加的な補機に対し機械的伝動を行なうように２つの端部の間にベベルギアを備えるターボジェットエンジンは、上記アームに対して封止されたオイル回路を形成するケース内部にシャフトが上記ギアとともに収容されているという点で特徴を有する。
【０００６】
本発明による駆動シャフト構造は、オイル漏れが回避され、発火危険区域が限定されるという利点を有する。これは、中間ケーシングの構造が付属の外側シェルリングを備え、ボルト締めされた構成要素の数が全体的にオイル漏れの危険を高めている場合に特に有利である。
【０００７】
ある好ましい実施形態によれば、ケースはギアのためのケーシングと、ギアの各々の側に１つずつ位置するシャフトのそれら部品のための２つのシースとを備える。
【０００８】
本発明は特に、伝動シャフトが、順に嵌合される３つの円筒状部品からなっており、第１の円筒状要素にはギアが装着され、２つの円筒状シャフト要素が第１の円筒状要素の各々の側に延びている場合に適用される。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、駆動シャフトを備える補機がシャフトの上記ギアと協働し、このギアとともにモジュール式アセンブリを形成するように設計される。この配置は、補機の工場での組み立ておよびその保守が簡略化され、補機が交換可能となるので特に有利である。これにより、空間が気密で全体的に散乱したターボジェットエンジンの外側において、ベベル対の精巧な組み立ておよび調整を精密に行なうことができる。ターボジェットエンジンへの取り付けの際になすべきことは、径方向伝動シャフトのさまざまな円筒状要素をつなぎ合わせることだけである。このような操作は精密工作機械の使用を必要としない。
【００１０】
より具体的には、モジュール式補機はギアが取り付けられている支持体を備える。
【００１１】
本発明はまた、中間ケーシングの径方向アームに収容された補機ギアボックス駆動シャフトを備える中間ケーシングと付加的補機とを有するバイパスターボジェットエンジンであって、バイパス流ダクトから一次流ダクトを隔離する境界を形成する径方向アーム内の空間に上記ギアが収容されているバイパスターボジェットエンジンに関する。
【００１２】
より具体的には、ケースは径方向アーム内の上記空間に収容されたギアのためのケーシングと、ギアの各々の側に位置するシャフトの部品のための２つのシースとから形成される。
【００１３】
本発明の非限定的な一実施形態を添付される図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、ツインスプールバイパスターボジェットエンジンをそのさまざまな主要構成要素とともに概略的に示している。このエンジンは、図の左側でファンロータ５および第１コンプレッサ段７を低圧タービン９に連結する第１シャフト３を備え、アセンブリは、低圧またはＬＰスプールを形成している。第１シャフトと同軸であるドラム状第２シャフト１１はコンプレッサの高圧段１３を高圧タービン１５に連結しており、このアセンブリは燃焼室１７とともに高圧スプールＨＰを形成している。シャフト３は上流端においては、中間ケーシングと呼ばれるケーシング１９に取り付けられた軸受３ａによって支持され、下流端においては、排気ケーシング２１に取り付けられた軸受３ｃによって支持される。ＨＰシャフトは中間ケーシング１９の軸受３ｂによって支持され、後部においてはシャフト間軸受３ｄを介してシャフト３により支持されている。
【００１５】
中間ケーシングは、軸受３ａおよび３ｂを支持するハブ１９ａと、航空機に対する装着に関する前部手段を備えファンケーシングを支持する外側シェルリング１９ｂと、ハブ１９ａをシェルリング１９ｂに連結する径方向アーム１９ｃとで構成される。この中間ケーシングは、少なくとも部分的に鋳造体からなり、そこに径方向アームが装着されてもよい。発電機、燃料ポンプまたはオイルポンプなどの補機は知られているように当分野においてＡＧＢとして知られるギアボックス２３に取り付けられる。このボックスは、ファンケーシングの外側において、保守のために接近可能となるような位置に取り付けられる。ギアは、中間ケーシングの径方向アーム１９ｃに収容された径方向駆動シャフト２５を介してエンジンのシャフトに機械的に連結されている。この駆動シャフトはその内側径方向端部において第１ベベルギアに連結されている。このギアは、ＨＰスプールに固定されたベベルギアと噛み合っている。シャフト２５はその外側径方向端部において第２ギアに連結されており、このギアは、ＡＧＢ内のギアの組のための入力シャフトと噛み合っている。
【００１６】
運転時、このようなエンジンは、空気を圧縮して圧縮段、燃焼室およびタービン段を通過する一次流と、燃焼室をバイパスして大気中に排出されるバイパス流とするファンを介して空気を吸入する。タービンはＬＰシャフトおよびＨＰシャフトをそれぞれ介して圧縮手段を駆動する。
【００１７】
一次流およびバイパス流の２つの流れの間のケーシング内の空間に付加的な補機を配置することが提案されている。そのような補機の一例は、ＨＰスプールが十分でないときに径方向伝動シャフト２５の駆動に寄与するトップアップモータである。これは、アイドリングにおいて、駆動される補機の数が多く、必要な動力が高いエンジンの場合である。このようなトップアップモータは、一次流から空気が供給される空気タービンであってもよい。
【００１８】
この特定の例以外にも本発明は、受動機械であれ駆動機械であれ、この空間に収容されるいかなる付加的補機にも適用される。
【００１９】
この場合に直面する問題は部分的には、潤滑のために必要なオイルフローが補機駆動シャフトのためにすでに配置されている手段によるものを上回りやすいということから生じる。本発明は、この問題を軽減するための構成をその目的としている。
【００２０】
図２は、本発明による、エンジンの径方向伝動シャフトにおける部分図を軸方向断面によって示している。
【００２１】
図１に対応する構成要素は１００だけ増した同じ参照符号を有する。したがって、中間ケーシング１１９の径方向アーム１１９ｃ内には径方向補機駆動シャフト１２５が収容されており、補機は図２では不可視である。シャフト１２５は中間ケーシングのシェルリング１１９ｂを貫通しており、その外側径方向端部は、図示されていない一対のベベルギアに例えばスプライン結合を介して機械的に連結されている。
【００２２】
アーム１１９ｃは中空であり、半径方向に別個の３つの部品１１９ｃ１、１１９ｃ２、１１９ｃ３により形成される。
【００２３】
部品１１９ｃ３は空気力学的に断面が形成されており、また一次流Ｐのためのダクトを貫通していて、このダクトの一方の側ではＬＰコンプレッサ１０７の一部を視認することができ、他方の側にはＨＰコンプレッサ１１３が存在している。アーム１１９ｃの部品１１９ｃ３は、中間ケーシングのハブ１１９ａの近傍にある。
【００２４】
径方向アーム１１９ｃは、バイパス流Ｓのためのダクトを貫通する部品１１９ｃ２を備える。部品１１９ｃ２は、シェルリング１１９ｂの近傍にある。
【００２５】
アームは、最初の２つの部品の間に部品１１９ｃ１を備える。この部品は、一方の側では一次流とバイパス流とを隔離するノーズ部を延在させ、他方の側ではそれ自体が２つの流れの間の環状空間１２９により伸長されている環状空間のある区域を画定している。
【００２６】
ハブ１１９ａでは、軸受１０３ａがＬＰスプールのシャフト１０３を支持しており、軸受１０３ｂが、ＨＰスプールのコンプレッサ１１３の上流端を形成するジャーナル１１１を支持している。
【００２７】
シャフト１２５は中間ケーシングのこの径方向アームに収容されている。アーム１２５は３つの要素１２５ａ、１２５ｂ、および１２５ｃからなっている。中心第１要素１２５ａは円筒形状、中空であり、ベベルギア１２５ａ１に固定されている。
【００２８】
第２要素１２５ｂは半径方向内側から第１要素１２５ａに押し嵌めされ、スプライン結合により保持される。またその内側端部では、ＨＰスプールのジャーナル１１１と噛み合うベベルギア対１２６にスプライン結合により連結される。これによって、要素１２５ｂはＨＰスプールにより駆動される。
【００２９】
第３要素１２５ｃは半径方向外側から第１要素１２５ａに押し嵌めされ、スプライン結合により保持される。上記と同様、この要素の径方向端部は図中において不可視である。ＡＧＢの入力シャフトに対しては１対のベベルギアにより機械的に連結される。ＨＰスプールの回転運動はベベルギア対１２６およびシャフト１２５からなる伝動手段を介してＡＧＢの入力シャフトに伝達される。
【００３０】
付加的な補機１２８は一次流ダクトとバイパス流ダクトとの間のエンジンケーシングにより形成された空間内に収容される。補機はベベルギア１２８ａ１を終端とする運動伝達シャフト１２８ａを有する。補機１２８は、上記環状空間を延在させる径方向アーム１１９ｃの部品１１９ｃ１の側面にボルト締めされる。
【００３１】
この補機はいかなる補機であってもよい。すなわち、必要な場合における伝動シャフト１２５に対するトップアップ駆動のためのモータ、空気タービン、油圧モータであってもよい。また同等に、シャフト１２５により駆動される付加的な受動補機であってもよい。
【００３２】
支持ケーシング１２８ｂは補機ケーシング１２８に固定される。このケーシング１２８ｂは、２つの軸受１２８ｂ１および１２８ｂ２を介して伝動シャフト１２５の中心要素１２５ａを支持しており、ベベルギア１２８ａ１が要素１２５ａのベベルギア１２５ａ１と噛み合うことにより、回転運動が一方から他方へ伝達される。組み立てを容易にするため、支持ケーシング１２８ｂは、軸受１２８ｂ２が取り付けられたカバー１２８ｂ’を備える。
【００３３】
補機１２８は、シャフト１２８ａ、支持ケーシング１２８ｂ、シャフト１２５の要素１２５ａとともに、このアセンブリが後に説明するように個別に組み立て可能かつユニットとしてターボジェットエンジンに取り付け可能であるという点でモジュール１３０を形成する。
【００３４】
シャフト１２５に関係するモジュール１３０はケース１３１によってアーム１１９ｃの内部空間から隔離される。
【００３５】
このケースはケーシング１３１ａと２つのシース１３１ｂおよび１３１ｃとからなる。ケーシング１３１ａは、補機１２８の支持ケーシング１２８ｂとこのケーシングが支持する要素１２５ａとを包囲している。ケーシング１３１ａは３つの開口を有し、そのうち１つは補機１２８を通すためであり、２つはそれぞれシャフト要素１２５ｂおよび１２５ｃのためである。
【００３６】
シース１３１ｂはシャフト１２５の要素１２５ｂを包囲しており、シース１３１ｃは要素１２５ｃを包囲している。適切な封止材によりケーシング１３１ａと２つのシース１３１ｂおよび１３１ｃとの間の封止が行なわれる。同様に、２つのシースの他方の２つの端部にも封止が行なわれる。
【００３７】
ケーシング１２８ｂはアーム１１９ｃの壁部にボルト締めされる。
【００３８】
このケースにのおかげで、補機および機械的伝動要素の潤滑に必要なオイルを、中間ケーシングの径方向アームに干渉しない回路に沿って導入することができる。例えば、ベベルギア１２８ａ１および１２５ａ１の対の潤滑にすでに使用されたオイルは、シャフト要素１２５ｂおよび１２５ｃとシース１３１ｂおよび１３１ｃとの間にそれぞれ形成された空間に捕集され、再利用可能となっている。
【００３９】
より効果的な回収のため、専用の装置をケーシング１３１ａの最下点に設置し、ベベルギア対およびその転がり軸受の潤滑に使用されたオイルの大部分をエンジン回収回路に直接戻すようにしてもよい。このような装置により、モジュールの機械的構成要素からの破片で汚染されている可能性のあるこのオイルの流れをＡＧＢに戻す必要がなくなる。
【００４０】
アセンブリの組み立てについて図３から図６とともに説明する。
【００４１】
図３はモジュール１３０のアセンブリを示している。支持ケーシング１２８ｂは、ここではシャフト１２８ａが不可視の補機１２８に固定される。次に、伝動シャフト１２５の要素１２５ａが導入され、カバー１２８ｂ’を用いてケーシングが閉塞される。要素１２５ａと支持ケーシング１２８ｂとの間の軸受は図示されていない。
【００４２】
図４では、モジュール１３０が組み立てられている。この操作は、エンジン組立工場とは別の工場または供給業者の工場において実施可能であることが理解されよう。モジュールは組み立てた状態で供給することができ、ベベルギア対を調整する精巧な操作は専門家が専門の設備を用いて実施する必要があるので、これはある程度有利な点となる。
【００４３】
図５は、中間ケーシング１１９のハウジング１１９ｃ１内へのケース１３１のケーシング１３１ａの取り付けを示している。径方向アーム１１９ｃは図示されていない。次の工程は、封止材を備えたシース１３１ｂを外側からケーシング１３１ａの径方向開口を通して導入し、その後、封止材を備えたシース１３１ｃを導入することである。
【００４４】
図６では、シース１３１ｂが取り付けられた後に、モジュール１３０が中間ケーシング１１９の軸方向開口を通してケーシング１３１ａ内に導入される。定位置にあるモジュール１３０はシース１３１ｂがそのハウジングから抜けることを防止する。次にモジュール１３０はケーシング１１９の径方向壁部にボルト締めされ、次に２本のシャフト要素１２５ｂ、次いで１２５ｃを取り付けることにより、このアセンブリの取り付けが完了する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を適用可能なツインスプールバイパスターボジェットエンジンの概略を軸方向断面図として示す。
【図２】本発明による付加的な補機とともにＡＧＢ駆動シャフトが収容されている中間ケーシングの径方向アームの軸方向断面図を示す。
【図３】付加的な補機を備える本発明によるシャフトの取り付け手順を示す。
【図４】付加的な補機を備える本発明によるシャフトの取り付け手順を示す。
【図５】付加的な補機を備える本発明によるシャフトの取り付け手順を示す。
【図６】付加的な補機を備える本発明によるシャフトの取り付け手順を示す。
【符号の説明】
【００４６】
３  第１シャフト
３ａ、３ｂ、３ｃ、１０３ａ、１０３ｂ、１２８ｂ１、１２８ｂ２  軸受
３ｄ  シャフト間軸受
５  ファンロータ
７  第１コンプレッサ段
９  低圧タービン
１１  ドラム状第２シャフト
１３  高圧段
１５  高圧タービン
１７  燃焼室
１９、１１９  中間ケーシング
１９ａ、１１９ａ  ハブ
１９ｂ、１１９ｂ  外側シェルリング
１９ｃ、１１９ｃ  径方向アーム
２１  排気ケーシング
２５  径方向駆動シャフト
１０３  シャフト
１０７  ＬＰコンプレッサ
１１１  ジャーナル
１１３  ＨＰコンプレッサ
１１９ｃ１、１１９ｃ２、１１９ｃ３  部品
１２５  径方向補機駆動シャフト
１２５ａ  中心第１要素
１２５ａ１、１２８ａ１  ベベルギア
１２５ｂ  第２要素
１２５ｃ  第３要素
１２６  ベベルギア対
１２８  補機
１２８ａ  運動伝達シャフト
１２８ｂ  支持ケーシング
１２８ｂ’  カバー
１２９  環状空間
１３０  モジュール
１３１  ケース
１３１ａ  ケーシング
１３１ｂ、１３１ｃ  シース
Ｐ  一次流
Ｓ  バイパス流
【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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【外国語明細書】
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