(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次フロー（Ｆ１）と二次フロー（Ｆ２）とを分割する環状容積（Ｖ）を共に画定する内側環状壁部（１２ａ）および外側環状壁部（１２ｂ）により延長される分割ノーズ（１０）を備えるタービンエンジンコンプレッサであって、前記環状容積が、複数の環状セグメントを、第１のファンのブレード（１５）により対ごとに分割されるセル（２０）の形で備え、前記第１のファンのブレード（１５）が、前記一次フロー（Ｆ１）および前記二次フロー（Ｆ２）両方を横切り、前記セル（２０、２０’）が、前記第１のファンのブレード（１５）により回転駆動される上流側環状カラー（３０、３０’）および下流側環状カラー（４０、４０’）に固定される、タービンエンジンコンプレッサ。
【請求項２】
タービンエンジンコンプレッサが、第２のファンを備え、該第２のファンが、前記分割ノーズ（１０）の上流側の第１連のブレード（１６）と、前記一次フロー（Ｆ１）内に配置される第２連のブレード（１７）とを有し、第１および第２のファンが逆方向に回転する、請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項３】
セル（２０、２０’）であって、該セル（２０、２０’）が、請求項１または２に記載されるコンプレッサ内の一次フロー（Ｆ１）と二次フロー（Ｆ２）とを分割する環状容積（Ｖ）のセグメント（Ｐ）を画定するように構成された形状をそれぞれ有する２つの対向する第１の壁部（２１、２２）と、第１のファンの２つの連続するブレード（１５）を隔てる距離より実質的に短い距離で隔てられ、かつ第１のファンのブレード（１５）の輪郭に対応する形状を有する２つの対向する側面（２３）とを含む、セル（２０、２０’）。
【請求項４】
セル（２０、２０’）が、対向する第２の壁部（２４、２５）を備え、該第２の壁部（２４、２５）それぞれが、前記上流側環状カラー（３０、３０’）および前記下流側環状カラー（４０、４０’）を固定する手段（２６、２７）を備える、請求項３に記載のセル（２０、２０’）。
【請求項５】
セル（２０）が、２つの端部それぞれがねじ山を有する少なくとも１つの支柱（５０）を備え、前記ねじ山が、前記対向する第２の壁部（２４、２５）内の２つの貫通孔（２６）に位置合わせされるように、前記支柱が設けられる、請求項４に記載のセル（２０）。
【請求項６】
前記固定する手段が、前記第２の壁部（２４、２５）のそれぞれの厚みに挿入される少なくとも１つのブッシュ（２７）を含む、請求項４に記載のセル（２０’）。
【請求項７】
複合材料からなる、請求項３から６のいずれか一項に記載のセル（２０、２０’）。
【請求項８】
環状カラー（３０、３０’、４０、４０’）であって、該環状カラー（３０、３０’、４０、４０’）は、前記環状カラーがコンプレッサの第１のファンのブレード（１５）によって回転駆動されることができるように、請求項１または２に記載されるコンプレッサの第１のファンのブレード（１５）の縁（１５１、１５２）を受けるようそれぞれ構成される複数のノッチ（４５）と、前記コンプレッサの複数のセル（２０、２０’）に前記環状カラー（３０、３０’、４０、４０’）を固定する手段とを備える、環状カラー（３０、３０’、４０、４０’）。
【請求項９】
前記ノッチ（４５）が、前記第１のファンのブレード（１５）の前縁（１５１）を受けるよう構成され、環状カラー（３０、３０’）が、前記コンプレッサ内の一次フロー（Ｆ１）と二次フロー（Ｆ２）とを分割する前記分割ノーズ用の支持部を形成する上流側端部（３３）を備える、請求項８に記載のカラー（３０、３０’）。
【請求項１０】
前記一次フロー（Ｆ１）内に配置される複数の径方向ブレード（１８）を備える、請求項９に記載のカラー（３０、３０’）。
【請求項１１】
請求項１または２に記載のコンプレッサを備える、タービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクテッドファンタービンエンジンコンプレッサの一般的分野に関する。
【０００２】
本発明は、主に、反対方向に回転する２つのファンを有するタービンエンジンに適用されるが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
欧州特許出願公開第１３６７２５０号明細書は、長手方向主形状のブレードが３つの横断方向のフィンを含むファンを備える、ダクテッドファンタービンエンジンを開示している。
【０００４】
この構造では、ブレードベース付近に配置される第１のフィンが、第２の中間フィンと共に一次フローの流れの一部を画定し、第２の中間フィンは、第３の偏心フィンと共に２つのフローを分離する容積の一部を画定する。これにより、二次フローの流れは、第３の偏心フィンと外側ハウジング２との間で局部的に画定されている。
【０００５】
この有利な構造により、上述のブレードは、一次フローおよび二次フロー両方を横切る。より詳細には、第１のフィンと第２の中間フィンとの間にあるブレードの長手方向部分が、一次フローを径方向に横切り、第３の偏心フィンの外側に配置されるブレードの長手方向部分は、二次フローを長手方向に横切る。
【０００６】
当業者であれば、このような３つの突出する横断方向フィンを有する長手方向の全体輪郭のブレードが、複合材料から作られることができず、複合材料で作られた要素の構成部品は、全て実質的に同じ方向に向けられなくてはならないことが分かるであろう。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３６７２５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明は、ファンのブレードが、一次フローおよび二次フロー両方を横切り、特にブレードが、複合材料から製造可能である、ダクテッドファンタービンエンジンコンプレッサの一般的な問題に取り組んでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために、第１の態様によれば、本発明は、タービンエンジンコンプレッサに関し、タービンエンジンコンプレッサは、一次フローと二次フローとを分割する環状容積を共に画定する内側環状壁部および外側環状壁部により延長される分割ノーズを備える。この環状容積は、複数の環状セグメントを、第１のファンのブレードにより対ごとに分割されるセルの形で備え、このブレードは、一次フローおよび二次フロー両方を横切る。これらのセルは、このブレードにより回転駆動される上流側環状カラーおよび下流側環状カラーに固定される。
【０００９】
本発明にしたがって、一次フローと二次フローとを分割する環状容積のセグメントは、第１のファンのブレード間に設けられるセルからなる。したがって、一次フローおよび二次フローを横切るブレードの輪郭は、必要であれば、このブレードが複合材料からなることができるように、従来の長手方向タイプであってもよい。
【００１０】
好ましくは、本発明によるコンプレッサは、第２のファンを備え、この第２のファンは、分割ノーズの上流側の第１連のブレードと、一次フロー内に配置される第２連のブレードとを有し、第１および第２のファンは逆方向に回転する。
【００１１】
本発明は、また、上述のコンプレッサを備えるタービンエンジンにも関する。
【００１２】
第２の態様によれば、本発明は、セルに関し、このセルは、上述されたようにコンプレッサ内の一次フローと二次フローとを分割する環状容積のセグメントを画定するよう構成された形状をそれぞれ有する２つの対向する第１の壁部と、第１のファンの２つの連続するブレードを隔てる距離より実質的に短い距離で隔てられ、かつこれらブレードの輪郭に対応する形状を有する２つの対向する側面とを含む。
【００１３】
好ましくは、セルは複合材料からなる。
【００１４】
好ましくは、このセルは、上流側環状カラーおよび下流側環状カラーを固定する手段をそれぞれ備える、対向する第２の壁部を含む。
【００１５】
第１の変形実施形態では、セルは、２つの端部それぞれがねじ山を有する少なくとも１つの支柱を備え、ねじ山が、対向する第２の壁部内の２つの貫通孔に位置合わせされるように、支柱が設けられる。
【００１６】
この第１の変形例では、セルは、好ましくは２つの支柱を備える。
【００１７】
第２の変形例では、本発明によるセルを固定する手段は、第２の壁部それぞれの厚みに挿入される少なくとも１つのブッシュを含む。
【００１８】
好ましくは、この第２の変形実施形態では、セルは４つのブッシュを含み、２つは上流側カラーに固定するため、そして２つは下流側カラーに固定するためのものである。
【００１９】
第３の形態によれば、本発明は、環状カラーに関し、この環状カラーは、環状カラーがブレードによって回転駆動されることができるように、上述されたようにコンプレッサの第１のファンのブレードの縁を受けるようそれぞれ構成される複数のノッチと、このコンプレッサの複数のセルに環状カラーを固定する手段とを備える。
【００２０】
ノッチが、第１のファンのブレードの前縁または後縁を受けるよう構成されているかに応じて、そのようなカラーは、それぞれ「上流側カラー」または「下流側カラー」と称される。
【００２１】
好ましくは、本発明による上流側カラーは、コンプレッサ内の一次フローと二次フローとを分割するノーズ用の支持部を形成する端部を備える。
【００２２】
好ましくは、この上流側カラーは、一次フロー内に配置される複数の径方向ブレードを備える。
【００２３】
当業者であれば、これらの径方向ブレードは、上流側カラーを介して第１のファンのブレードによって回転駆動されることが分かるであろう。
【００２４】
本発明のその他の特徴および長所は、特徴を制限しない本発明の例示的な実施形態を示す添付の図面を参照して、以下の記載から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１および図２は、好ましい実施形態における、本発明によるダクテッドファンコンプレッサの長手方向断面図の半分を示す。
【００２６】
外側ハウジング１１が境界をなすこのコンプレッサは、図１のＸ−Ｘ’に示される回転軸を有する。
【００２７】
本明細書に記載される実施形態では、本発明によるコンプレッサは、逆方向に回転する２つのファンを備える。
【００２８】
本明細書に記載される実施形態では、第１のファンは、ブレード１５を備え、ブレード１５は、これらブレード１５のベース６４を固定するための支持部６３が固定される径方向アーム６２で終端する、第１の長手方向伝動シャフト６０により回転が伝えられる。
【００２９】
本明細書に記載される実施形態では、第２のファンは、第１連のブレード１６を備え、第１連のブレード１６は、これらブレード１６のベースを固定するための支持部７３が取り付けられているアーム７２によって延長される第２の長手方向伝動シャフト７０により回転が伝えられる。
【００３０】
本明細書に記載される実施形態では、この第１連のブレード１６は、一次フローＦ１と二次フローＦ２とを分割するためのノーズ１０の上流側にある。
【００３１】
本明細書に記載される実施形態では、第２のファンは、アーム７４を用いて第２の長手方向伝動シャフト７０によって回転駆動される第２連のブレード１７も備え、この第２連のブレード１７は、一次フローＦ１内に配置されている。
【００３２】
一次フローＦ１および二次フローＦ２は、回転軸Ｘ−Ｘ’を有しＶで示される環状容積によって分割される。
【００３３】
分割用のこの環状容積Ｖは、主に、内側環状壁部１２ａおよび外側環状壁部１２ｂにより延長される分割ノーズ１０からなる。
【００３４】
本発明によれば、第１のファンのブレード１５は、一次フローＦ１および二次フローＦ２両方を横切る。さらに、このブレード１５の高さでは、フローを分割する容積Ｖは、環状セグメントＰにより構成され、各セグメントは、セル２０により構成されており、このセル２０は、第１のファンのブレード１５により対ごとに分割される。
【００３５】
セル２０は、好ましくは複合材料からなる。
【００３６】
本発明によれば、セル２０は、２つの対向する第１の壁部、すなわち上壁部２１と下壁部２２とからなり、これら壁部の形状は、一次フローＦ１と二次フローＦ２とを分割する環状容積ＶのセグメントＰを画定するように構成されている。
【００３７】
より詳細には、下壁部２２の形状は、一次フローＦ１の流れの上方エンベロープを再構成るよう構成されており、上壁部２１は、外側ハウジング１１で画定される二次フローＦ２の流れの下方エンベロープを再構成するよう構成されている。
【００３８】
セル２０は、第１のファンの２つの連続するブレード１５間に配置される。したがって、これらのセル２０は、２つの連続するブレード１５を隔てる距離よりも実質的に短い距離で隔てられる２つの対向する側面２３を有する。セル２０の側面２３の輪郭は、第１のファンのブレード１５の輪郭に対応する。
【００３９】
好ましくは、本明細書では示されていないシールが、セル２０の側面２３とブレード１５の輪郭との間に配置される。
【００４０】
本発明によれば、セル２０は、上流側環状カラー３０および下流側環状カラー４０に固定されており、これらのカラーは、ブレード１５により回転駆動される。
【００４１】
このため、図４および図５に示すように、上流側環状カラー３０および下流側環状カラー４０は、それぞれ、第１のファンのブレード１５の前縁１５１と後縁１５２を受けるよう構成されるノッチ４５を含む。
【００４２】
したがって、ブレード１５に伝動シャフト６０により回転が伝えられると、上流側カラー３０および下流側カラー４０のノッチ４５に把持されるこのブレードは、これらのカラーを回転駆動させる。
【００４３】
本明細書に記載される好ましい実施形態では、本発明にしたがったセル２０は、対向する第２の壁部２４、２５を備え、これらの壁部は、それぞれ上流側環状カラー３０および下流側環状カラー４０に固定する手段を備え、これによりこれらのセル２０は、ブレード１５によって回転駆動される。
【００４４】
図３は、第１の変形実施形態における本発明によるセルを示す。
【００４５】
この変形実施形態では、セル２０を固定する手段は、それぞれ下流側カラー４０および上流側カラー３０に設けられる対応する貫通孔４１および３１に位置が合うように構成された貫通孔２６を含む（図２参照）。
【００４６】
この好ましい変形実施形態では、セル２０は、それぞれが端部にねじ山を有する２つの支柱５０を備え、これらの支柱５０は、そのねじ山が、セル２０の貫通孔２６と、上流側カラー３０の貫通穴３１および下流側カラー４０の貫通孔４１とに位置合わせされるように設けられている。
【００４７】
これらの支柱５０により、セル２０のねじ締めによる上流側カラー３０および下流側カラー４０への固定が可能になる。
【００４８】
図６は、第２の変形実施形態における本発明によるセル２０’を示す。
【００４９】
このセル２０’は、好ましくは複合材料からなり、本発明にしたがって上流側環状カラー３０’および下流側環状カラー４０’にねじ締めによって固定されるよう構成されている。この第２の変形実施形態では、セル２０’を固定する手段は、セル２０’の第２の壁部２４および２５の厚みに挿入されるブッシュ２７を含む。
【００５０】
これらのブッシュは、上流側カラー３０’の貫通孔３１および下流側カラー４０’の貫通孔４１と対向して配置可能なように設けられる。
【００５１】
本明細書に記載される本発明の好ましい実施形態では、上流側カラー３０、３０’は、分割ノーズ１０の支持部を形成する上流側端部３３を含む。分割ノーズ１０は、好ましくはこの上流側カラー３０の上流側部分３３に不図示のねじによって固定される。
【００５２】
本明細書に記載される好ましい実施形態では、上流側カラー３０、３０’は、一次フローＦ１内に配置される複数の径方向ブレード１８を含む。
【００５３】
これらの径方向ブレード１８は、たとえば第２ファンの第２連のブレード１７の上流側に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】好ましい実施形態における、本発明によるダクテッドファンタービンエンジンコンプレッサの長手方向断面図の半分である。
【図２】フローを分割する領域を中心に図１を拡大した図である。
【図３】好ましい実施形態における本発明によるセルを示す図である。
【図４】本発明によるタービンエンジンにおける、図３のセルの構成を示す図である。
【図５】本発明によるタービンエンジンにおける、図３のセルの構成を示す図である。
【図６】第２実施形態における本発明によるセルを示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  分割ノーズ
１１  外側ハウジング
１２ａ  内側環状壁部
１２ｂ  外側環状壁部
１５、１８  ブレード
１６  第１連のブレード
１７  第２連のブレード
２０、２０’  セル
２１  上壁部
２２  下壁部
２３  側面
２４、２５  第２の壁部
２６、３１、４１  貫通孔
２７  ブッシュ
３０、３０’  上流側環状カラー
３３  上流側端部
４０、４０’  下流側環状カラー
４５  ノッチ
５０  支柱
６０  第１の長手方向伝動シャフト
６２、７２、７４  アーム
６３、７３  支持部
６４  ベース
７０  第２の長手方向伝動シャフト
１５１  前縁
１５２  後縁
Ｆ１  一次フロー
Ｆ２  二次フロー
Ｖ  環状容積
【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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