(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動発電機（２６）を含むタービンエンジンであり、高圧コンプレッサのシャフト（２０）によりロータ（３０）が駆動され、タービンエンジンの中間ハウジング（１０）によりステータ（３２）が支持され、前記始動発電機（２６）が、タービンエンジンの上流側室（１８）内に取り付けられた密封ケース（２８）内に収容され、前記上流側室が、中間ハウジングの内部に配置されてオイルを含み、前記始動発電機の密封ケース（２８）が、加圧空気を供給されるタービンエンジンであって、前記密封ケース（２８）が、中間ハウジングの構造アームに取り付けられる電気ケーブル（３４）への第１の接続手段（３８）を含んでおり、前記第１の接続手段が、密封ケース（２８）と中間ハウジングとにより画定されて加圧空気を供給されるチャンバ（７０）の内部に延びて、密封されていることを特徴とする、タービンエンジン。
【請求項２】
第１の接続手段（３８）が、密封ケース（２８）の外部で第２の接続手段（４０）に接続され、前記第２の接続手段が、加圧空気を供給されるチャンバ（７０）の壁（４２）を密封式に通過して、前記チャンバの外部で、中間ハウジングの構造アーム（１２）内に延びることを特徴とする、請求項１に記載のタービンエンジン。
【請求項３】
第１の接続手段（３８）が、チャンバ（７０）の内部でロータの軸に平行に延び、軸方向の差込接続により第２の接続手段（４０）に接続されることを特徴とする、請求項２に記載のタービンエンジン。
【請求項４】
第１の接続手段（３８）が、密封ケースの外部に、第２の接続手段（４０）のコネクタの軸方向プラグに差し込み可能な軸方向ソケットを備えるコネクタ（７６）を含むことを特徴とする、請求項３に記載のタービンエンジン。
【請求項５】
第１および第２の接続手段（３８、４０）が、肘形に曲がっていることを特徴とする、請求項２に記載のタービンエンジン。
【請求項６】
密封ケース（２８）が、始動発電機のステータ（３２）の支持体をなして第１の接続手段（３８）を支持する外部円筒要素（５０）と、始動発電機のロータ（３０）の支持体をなす内部円筒要素（４６）と、端で外部円筒要素（５０）に固定されて回転ジョイント（５６）を介して内部円筒要素（４６）と密封式に協働する上流側および下流側の環状カバー（５２、５４）とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のタービンエンジン。
【請求項７】
密封ケースの外部円筒要素（５０）が、中間ハウジング（１０）への環状固定フレーム（６８）を含み、上流側室（１８）の上流側部分からの軸方向の移動により組立および分解可能であることを特徴とする、請求項６に記載のタービンエンジン。
【請求項８】
内部円筒要素（４６）が、高圧コンプレッサのシャフトにより駆動される支持シャフト（４８）に上流側端で固定され、上流側室（１８）の上流側部分からの軸方向の移動により、前記支持シャフトに組立および分解可能であることを特徴とする、請求項６に記載のタービンエンジン。
【請求項９】
密封ケースの内部円筒要素（４６）および外部円筒要素（５０）が、オイルの循環により冷却されることを特徴とする、請求項６に記載のタービンエンジン。
【請求項１０】
密封ケース（２８）が、中間ハウジング（１０）により支持される複数の第２の接続手段（４０）に軸方向の差込により接続される複数の第１の電気接続手段（３８）を含んでおり、前記第１の電気接続手段が、電気ケーブル（３４）と、中間ハウジング（１０）により支持される第３の接続手段（４４）とにより、タービンエンジンのファンのフェアリング内に取り付けられたパワー電子回路（３６）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のタービンエンジン。
【請求項１１】
ステータの支持体をなす外部円筒要素（５０）と、外部円筒要素と同軸でロータの支持体をなす内部円筒要素（４６）と、外部円筒要素（５０）の軸方向の端に固定されて回転ジョイント（５６）により内部円筒要素（４６）と協働する環状カバー（５２、５４）とからなる密封ケース（２８）を含んでおり、電気ケーブルへのステータ（３２）の巻き線の肘形に曲がった接続手段（３８）が、前記密封ケースの外部円筒要素（５０）により支持され、密封ケースの外部に軸方向に通じていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のタービンエンジン用の始動発電機。
【請求項１２】
密封ケースの外部円筒要素（５０）が、タービンエンジンの中間ハウジングへの環状固定フレームを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の始動発電機。
【請求項１３】
内部円筒要素（４６）が、回転駆動シャフトへの固定用の環状フランジ（５８）を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の始動発電機。
【請求項１４】
内部円筒要素（４６）が、始動発電機のロータをなす永久磁石の支持手段を含み、外部円筒要素（５０）が、始動発電機のステータをなす巻き線の支持手段を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の始動発電機。
【請求項１５】
密封ケースの内部円筒要素（４６）および外部円筒要素（５０）が、冷却オイルの循環ダクト（６０、６６）を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の始動発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンエンジンに軸方向に取り付けられた始動機をなす発電機を備えた、航空機のターボプロップエンジンまたはターボジェットエンジン等のタービンエンジンに関する。本発明は、また、このタイプのタービンエンジン用の始動発電機（ｇｅｎｅｒａｔｅｕｒ−ｄｅｍａｒｒｅｕｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願公開第１３８２８０２号明細書で既に提案されている、始動発電機組み込み式のタービンエンジンでは、タービンエンジンのコンプレッサの動翼を備えた１つまたは二つのディスクの穴に、始動発電機が取り付けられている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３８２８０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、とりわけメンテナンスのために、組み込まれた始動発電機の組立および分解を容易にすることによって、また、給電用もしくは配電用の電気ケーブルへのそれらの接続を簡素化することによって、この種のタービンエンジンを改善することを特に目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、本発明は、高圧コンプレッサのシャフトによりロータが駆動され、タービンエンジンの中間ハウジング（ｃａｒｔｅｒ）によりステータが支持される始動発電機を含んでおり、始動発電機が、タービンエンジンの上流側室（ｅｎｃｅｉｎｔｅ  ａｍｏｎｔ）内に取り付けられた密封ケース（ｂｏｉｔｉｅｒ  ｅｔａｎｃｈｅ）内に収容され、上流側室が、中間ハウジングの内部に配置されてオイルを含み、始動発電機の密封ケースが、加圧空気を供給されるタービンエンジンであって、密封ケースが、中間ハウジングの構造アームに取り付けられる電気ケーブルへの第１の接続手段を含んでおり、第１の接続手段が、密封ケースと中間ハウジングとにより画定されて加圧空気を供給されるチャンバの内部に延びて、密封されていることを特徴とするタービンエンジンを提案する。
【０００５】
本発明によれば、タービンエンジンの上流側室内で、低圧コンプレッサと高圧コンプレッサとの間に始動発電機を配置したことにより、タービンエンジンの上流側部分からの軸方向の移動により始動発電機を組立および分解可能であり、そのため、メンテナンス操作が容易になるとともにメンテナンス時間が短縮される。
【０００６】
さらに、この配置により、始動発電機への接続用の、断面が比較的大きい剛性ケーブルである電気ケーブルを、中間ハウジングの構造アーム内に通すことができる。
【０００７】
このタービンエンジンの上流側室はオイルを含んでいるので、上流側室内に収容される始動発電機は、密封ケース内に密閉される。
【０００８】
給電／配電（ａｌｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ／ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｄｅ  ｃｏｕｒａｎｔ）ケーブルへの始動発電機の電気接続を容易にするために、密封ケースは、中間ハウジングとこの密封ケースとにより画定されて加圧空気を供給されるチャンバにより囲まれている。この加圧空気は、密封ケース内に設けられた入口穴からこの密封ケース内に入り、オイルの流入を妨げる超過圧空気を密封ケース内に設定することができる。
【０００９】
密封ケースは、中間ハウジングの構造アーム内を通る電気ケーブルへの第１の接続手段を含み、これらの第１の接続手段は、密封ケースの壁を密封式に通り、加圧空気を供給されるチャンバの内部に延びる。
【００１０】
これらの第１の接続手段は、密封ケースの外部で、加圧空気を供給されるチャンバの壁の密封フィードスルー（ｔｒａｖｅｒｓｅｅ）を形成して前記チャンバの外部に延びる第２の接続手段に接続される。
【００１１】
そのため、密封ケースにより支持される第１の接続手段と、第２の接続手段との接続は、加圧空気を供給されるチャンバ内に配置され、タービンエンジンの上流側室に含まれるオイルから保護される。
【００１２】
有利には、第１の接続手段が、ロータの軸に平行にチャンバの内部に延び、差込接続（ｅｎｆｉｃｈａｇｅ）により第２の接続手段に取り付けられる。
【００１３】
たとえば、第１の接続手段は、密封ケースの外部に、第２の接続手段の軸方向のプラグ（ｐｒｉｓｅ  ｍａｌｅ）に差し込み可能な軸方向のソケット（ｐｒｉｓｅ  ｆｅｍｅｌｌｅ）を含む。
【００１４】
これにより、組立中に電気接続が自動的に実施されるので、タービンエンジンにおける始動発電機の組立を必然的に（ａｖｅｕｇｌｅ）行うことができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によれば、始動発電機の密封ケースは、始動発電機のステータの支持体を形成して第１の接続手段を支持する外部円筒要素と、始動発電機のロータの支持体を形成する内部円筒要素と、端で外部円筒要素に固定されて回転ジョイント（ｊｏｉｎｔ  ｔｏｕｒｎａｎｔ）を介して内部円筒要素と密封式に協働する上流側および下流側の環状カバーとを含む。
【００１６】
本発明による始動発電機およびその密封ケースは、組立分解が容易なユニット式の構造であり、さらに、メンテナンス操作のために、始動発電機のステータを支持する外部円筒要素を所定の位置に残しながら、始動発電機のロータを支持する内部円筒要素を上流側室から取り出すことができる。
【００１７】
本発明は、また、上記タイプのタービンエンジン用の始動発電機を提案し、この始動発電機は、ステータの支持体をなす外部円筒要素と、外部円筒要素と同軸でロータの支持体をなす内部円筒要素と、前記外部円筒要素の軸方向の端に固定された回転ジョイントにより内部円筒要素と協働する環状カバーとからなる密封ケースを含んでおり、電気ケーブルへのステータの巻き線の肘形に曲がった（ｃｏｕｄｅ）接続手段が、密封ケースの外部円筒要素により支持され、この密封ケースの外部に軸方向に通じていることを特徴とする。
【００１８】
密封ケースの外部円筒要素は、タービンエンジンの中間ハウジングへの環状固定フレームを含み、密封ケースの内部円筒要素は、回転駆動シャフトへの環状固定フランジを含む。
【００１９】
この始動発電機では、内部円筒要素が永久磁石の支持手段を含み、外部円筒要素が巻き線の支持手段を含む。
【００２０】
これらの二つの円筒要素は、冷却オイルの循環ダクト（ｃａｎａｌ）を備える。
【００２１】
本発明は、添付図面に関して例としてなされた以下の説明を読めば、いっそう理解され、本発明の他の特徴、細部、および長所が明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１には、二重流（ｄｏｕｂｌｅ  ｆｌｕｘ）のターボジェットエンジン等のタービンエンジンの中間ハウジング１０を示した。この中間ハウジングは、上流側に配置されてファンに結合される低圧コンプレッサと、下流側に配置されてタービンエンジンの燃料室を提供する高圧コンプレッサとの間にある。
【００２３】
中間ハウジング１０は、第１の流れ１４および第２の流れ１６において径方向に延びる構造アーム１２を含み、構造アームの外側の端は、タービンエンジンのファンのフェアリング（ｎａｃｅｌｌｅ）を支持している。
【００２４】
中間ハウジング１０は、内側に上流側室１８を画定し、この上流側室内に、高圧コンプレッサのシャフト２０の上流側端と、このシャフトのガイド軸受２２とが収容されている。上流側室１８には、タービンのシャフト２４が軸方向に貫通しており、シャフトの上流側部分が、タービンエンジンの低圧コンプレッサの駆動シャフトを構成している。
【００２５】
始動機としても動作可能な発電機２６は、上流側室１８の内部の密封ケース２８内に収容されており、高圧コンプレッサのシャフト２０により駆動されるロータ３０と、中間ハウジング１０により支持されるステータ３２とを含み、ロータ３０は、ステータ３２の一部をなす電気巻き線の内部で回転する永久磁石を含む。
【００２６】
これらの巻き線は、配電（発電機としての動作）と給電（始動機としての動作）を行う導電体３４に接続され、この導電体は、中間ハウジング１０の構造アーム１２内に収容される。これらの導電体は、中間ハウジング１０の下流側で、ファンのフェアリングの内部に取り付けられるパワー電子回路３６に始動発電機２６を接続する。
【００２７】
導電体３４は、断面が比較的大きい剛性ケーブルであり（たとえば約５０ｍｍ２）、非常に曲がりにくく、あるいは曲げることが不可能で、中間ハウジングの構造アーム１２の直線経路に沿って進む。これらの導電体３４は、肘形に曲がった接続手段を介して始動発電機２６と電子回路３６とに接続される。前記肘形に曲がった接続手段は、始動発電機２６の密封ケース２８により支持される第１の接続手段３８と、第１の流れ１４の流路（ｖｅｉｎｅ）を内部で画定しながら上流側室１８を外部で囲む中間ハウジングの環状壁４２により支持される第２の接続手段４０と、構造アーム１２の外側端により支持される第３の接続手段４４とを含む。
【００２８】
実施の例では、始動発電機２６を電子回路３６に接続するために、第１の接続手段３８、第２の接続手段４０、および第３の接続手段４４の４つのアセンブリが設けられ、この４つのアセンブリが、タービンエンジンの軸Ａを中心として互いに９０°に配分され、第３の接続手段４４が、それぞれ、上記の導電体３４によりパワー電子回路３６に接続されている。
【００２９】
図２からいっそうよく分かるように、始動発電機２６の密封ケース２８は、始動発電機のロータ３０を構成する永久磁石を支持する内部円筒要素４６を含み、この内部円筒要素が、高圧コンプレッサのシャフト２０の上流側端により支持される支持シャフト４８に軸方向移動式に取り付けられている。密封ケース２８は、また、内部円筒要素４６と同軸で始動発電機のステータ３２を支持する外部円筒要素５０と、外部円筒要素５０の軸方向の端に固定されて回転ジョイント５６により内部円筒要素４６の軸方向の端と密封式に協働する環状の上流側カバー５２と下流側カバー５４とを含む。
【００３０】
内部円筒要素４６の上流側端は、高圧コンプレッサのシャフト２０に結合される支持シャフト４８に、ねじにより固定される環状の内部フランジ５８を含む。上流側の環状カバー５２は、密封ケース２８の外部円筒要素５０の上流側端に、上流側からアクセス可能なねじにより固定される。
【００３１】
外部円筒要素５０内には冷却オイル循環ダクト６０が形成され、上流側室１８内を通るオイル供給管に接続されるダクトにより、上流側端でオイルを供給される。冷却オイル循環ダクト６０は、下流側端で、シャフト２０をガイドする上流側の軸受２２の潤滑回路に接続される。
【００３２】
同様に、冷却オイル循環ダクト６６が、内部円筒要素４６内に形成され、軸受２２の側で、上流側室１８内の下流側端に通じている。
【００３３】
密封ケース２８の外部円筒要素５０は、中間ハウジング１０の環状壁４２にねじで固定される外部環状フレーム６８を含む。この環状フレームは、外部円筒要素５０を中心としてチャンバ７０を画定する。前記チャンバは、中間ハウジングの環状壁４２から下降する環状フレーム７２により下流側で閉じられる。この環状フレーム７２は、その内周で円筒軸受に至り、この円筒軸受に、密封ケース２８の内部円筒要素５０の下流側端が密封係合される。
【００３４】
外部円筒要素５０を囲むチャンバ７０は、このチャンバ７０に通じる環状壁４２の穴により、第１の流れ１４から加圧空気を供給される。外部円筒要素５０に形成された通路は、密封ケース２８の内部に通じており、始動発電機２６周囲の密封ケースの内部に加圧空気を供給することにより、タービンエンジンの上流側室１８から密封ケース２８内にオイルが全く入らないようにしている。
【００３５】
図３、図４からよく分かるように、密封ケース２８により支持される第１の接続手段３８と、中間ハウジングの環状壁４２により支持される第２の接続手段４０とは、チャンバ７０に通じており、これらの接続手段の間の電気接続部が、上流側室１８に含まれるオイルで少しも汚染されることのないようにしている。
【００３６】
より詳しくは、第１の接続手段３８は、密封ケース２８の外部円筒要素５０に結合された、９０度の肘形に曲げられたダクト７４を含む。肘形に曲げられたこのダクト７４は、径方向内側の端により密封ケース２８の内部に通じており、ソケットをなすコネクタ７６により径方向外側の端で閉じられている。コネクタ７６は、ダクト７４の外側の端にねじで固定される。
【００３７】
図示された例では、コネクタ７６は、誘電性材料からなるベースを含み、このベースに３個の筒状（ｔｕｂｕｌａｉｒｅ）導体７８が取り付けられている。筒状導体は、その上流側端で、始動発電機のステータの巻き線に接続される３個の導体８０を受容し、下流側端で、端子８２を受容するように構成されている。端子は、第２の接続手段４０の一部をなす雄型コネクタ８６の誘電性材料からなるベース８４に取り付けられる。
【００３８】
第１の接続手段３８のソケットの導体７８は、始動発電機２６の軸と、第２の接続手段のプラグの端子８２とに平行に延び、これらの端子と軸方向にアラインメントされている。第２の接続手段４０のプラグのベース８４は、第１の接続手段３８の雌型ベース７６に密封式に嵌合されるように寸法決定される。このようにして、第１の接続手段３８を支持する外部円筒要素５０が、上流側から下流側に向けた軸方向の移動により設置されると、雌型ベース７６が雄型ベース８４に直接係合され、コネクタ７６と８６が互いに自動的に結合されて、端子８２が、コネクタ７６の筒状導体７８内に係合される。
【００３９】
その反対に、始動発電機２６の分解時には、外部円筒要素５０を下流側から上流側に軸方向に移動すると、図４に示されたようにコネクタ７６、８４が自動的に分離されることになる。
【００４０】
第２の接続手段４０は、中間ハウジング１０の環状壁４２により支持されて、この壁を密封式に通過する。第２の接続手段は、主に、壁４２からチャンバ７０の内部に延びる上記雄型コネクタ８６と、環状の壁４２の外部で第１の流れ１４の流管に延びて、第１の接続手段３８の雌型コネクタと同じ雌型コネクタ７６とからなる。第２の接続手段４０の２個のコネクタ８６、７６は、チャンバ７０から中間ハウジングの環状壁４２にねじにより固定される外部環状フランジにより結合される。
【００４１】
第２の接続手段４０のコネクタ７６の筒状導体７８は、全部で３個の剛性の導体８８を受容する。これらの導体は、シールド外装９０内に収容され、外部から中間ハウジングの構造アーム１２の内部に向かって径方向に延びる。
【００４２】
上記の導体８８は、径方向外側端で、第３の接続手段４４と導体３４とにより、図１に示したパワー電子回路３６に接続される（図５）。
【００４３】
第３の接続手段４４は、９０度の肘形に曲がったダクト９２を含み、このダクトの端に、上記のタイプの雌型コネクタ７６が取り付けられる。雌型コネクタは、ダクト９２の内部で導体９４により相互接続される。
【００４４】
始動発電機を組み立てる場合は、次のように行う。
−  まず、始動発電機のロータの支持シャフト４８を設置し、タービンエンジンの高圧コンプレッサのシャフトに取り付ける。
−  次に、下流側カバー５４を備えた外部円筒要素５０を、上流側から下流側への軸方向の移動により設置し、外部環状フレーム６８により中間ハウジングに固定する。第１の接続手段３８および第２の接続手段４０の電気接続は、軸受２２のオイル供給の接続と同様に自動的に行われる。
−  その後、外部円筒要素５０のダクト６０のオイル供給手段を接続する。
−  次いで、始動発電機のロータ３０を支持する内部円筒要素４６を、上流側から下流側への軸方向の移動により設置し、その環状フランジ５８を、ねじまたはボルトにより支持シャフト４８に固定する。
−  次に、上流側カバー５２を設置し、ねじにより外部円筒要素５０に固定する。
【００４５】
本発明による始動発電機は、次のような幾つかの長所を有する。
−  ユニット構造のため、タービンエンジンへの組立分解が容易である。
−  メンテナンス操作中の高圧コンプレッサのシャフト分解時に、外部円筒要素５０により支持される始動発電機のステータを、中間ハウジングに固定したままにすることができる。
−  始動発電機の電気接続手段が、タービンエンジンの上流側室１８の外部の、与圧された空気室内にある。
−  電気接続ケーブル３４が、中間ハウジングの構造アーム１２の内部で保護される。
−  接続手段３８、４０、４２は、予め組み立てられて密封されるので、直線の剛性シールドケーブルまたは導体を使うことができ、湾曲させる必要がない。
−  第１の接続手段３８および第２の接続手段４０の電気接続が、軸方向の移動により確実な方法で必然的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるタービンエンジンの軸方向一部断面概略図である。
【図２】タービンエンジンの上流側室内に取り付けられた始動発電機の軸方向拡大断面概略図である。
【図３】この始動発電機の電気接続手段を示す拡大図である。
【図４】接続を切った状態で接続手段を示す図である。
【図５】パワー電子回路への始動発電機の電気接続手段を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  中間ハウジング
１２  構造アーム
１４  第１の流れ
１６  第２の流れ
１８  上流側室
２０  高圧コンプレッサのシャフト
２２  シャフトのガイド軸受
２４  タービンのシャフト
２６  発電機
２８  密封ケース
３０  ロータ
３２  ステータ
３４  導電体
３６  パワー電子回路
３８  第１の接続手段
４０  第２の接続手段
４２  中間ハウジングの環状壁
４４  第３の接続手段
４６  内部円筒要素
４８  支持シャフト
５０  外部円筒要素
５２  上流側カバー
５４  下流側カバー
５６  回転ジョイント
５８  内部フランジ
６０、６６  冷却オイル循環ダクト
６８  外部環状フレーム
７０  チャンバ
７２  環状フレーム
７４、９２  ダクト
７６  コネクタ
７８  筒状導体
８０、８８、９４  導体
８２  端子
８４  誘電性材料からなるベース
８６  雄型コネクタ
９０  シールド外装
【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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