(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ロータ及び低圧ロータと、その上流端でファンケーシング内に収容されるファンに接続されている低圧ロータシャフトとを備えるツインスプールガスタービンターボジェットであって、
ファンの上流において、エンジンの軸上に中心がある固定カウルエレメントを備え、
固定カウルエレメント上には、低圧ロータシャフトから機械的な動力を取り出して電力に変換するように設計された電流発生装置が取り付けられ、
電流発生装置が、固定カウルエレメントに接続されたステータエレメントと、低圧ロータシャフトの上流端によって駆動されるロータエレメントとを備え、
複数の動力伝達ピニオンが、それぞれ、電流発生装置のロータエレメント上と低圧ロータシャフトの上流端の上とに形成されており、低圧ロータシャフトの回転運動を電流発生装置のロータエレメントに伝達するように互いに噛合している、ターボジェット。
【請求項２】
ファンブレードが取り付けられるファンディスクを備え、
電流発生装置のロータエレメントが、前記ファンディスクに固定されたジャーナルによって回転駆動される、請求項１に記載のターボジェット。
【請求項３】
固定カウルエレメントが、放射状の保持アームによってファンケーシングに接続されている、請求項１又は２に記載のターボジェット。
【請求項４】
電流発生装置に注油するためのダクトが、放射状の保持アームに形成されている、請求項３に記載のターボジェット。
【請求項５】
電気ケーブルが、放射状の保持アームに形成されている、請求項３及び４に記載のターボジェット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のガスターボジェットのファンにおける電流発生装置の取り付け方法であって、
電流発生装置が、固定カウルエレメント上に取り付けられ、
固定カウルエレメントが、電流発生装置のロータエレメントが低圧ロータシャフトの上流端に一致し、それぞれの動力伝達ピニオンが前記ロータエレメントおよび低圧ロータシャフトの上流端の間で協働するように、ファン上に位置決めされ、
固定カウルエレメントが、ファンケーシング上に放射状の保持アームで固定されている、電流発生装置の取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流ファンを備えるガスタービンターボジェット、及びターボジェットにおける電流発生装置の取り付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空用ターボジェットエンジンによって生成される動力の一部は、ターボジェットと、そのターボジェットによって全部又は一部において推進される航空機との双方の様々な部分に動力供給するように使用されている。
【０００３】
現在、この動力の一部は、高圧（ＨＰ）コンプレッサから取り出され、その圧縮空気は、特に航空機のキャビンの加圧や空調のために使用され、あるいは除氷のために使用されている。この動力の一部は、ターボジェットのケーシング上に位置決めされたアクセサリギアボックスの入力シャフトを駆動するために、ターボジェットの高圧段のシャフトから機械的に取り出される。この入力シャフトは、ケーシングの構造的なアームを介して延在するトランスミッションシャフトによって回転駆動され、それ自身が高圧シャフトに固定されたピニオンによって駆動される。
【０００４】
現在の傾向は、使用される電気的な動力が増大する方向に向かっているため、エンジンから機械的な動力を出すことが予期される。
【０００５】
しかしながら、機械的な動力を過大に取り出すことは、特にエンジンが低速で作動している場合にエンジンの動作性に悪影響を与えやすいことから、高圧スプールの動作に有害な影響を与えている。
【０００６】
ＦＲ２８８２０９６は、アクセサリギアボックスの入力シャフトを回転駆動する低圧（ＬＰ）スプールの機械的な動力の一部を取り出す旨を開示している。このような解決策は、動力伝達ピニオンをそれに追加することによる低圧シャフト２への構造的な変更をともなう。このようなシステムは、大きくて重い金属部分の周囲を運動することをともなうため、組み立てるのが困難である。
【０００７】
ＷＯ２００７／０３６２０２はまた、ターボジェットスプールにおける電流発生装置の取り付けについて開示している。発生装置は、ターボジェットの圧縮ケーシング周辺に位置決めされたステータエレメントと、高圧シャフトに固定されたブレードの端に固定されてターボジェットの圧縮ケーシング内において回転駆動されるロータエレメントとから作られる。
【特許文献１】仏国特許出願公開第２８８２０９６号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／０３６２０２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ロータエレメントの回転運動は、ステータエレメントにおける電流を生じさせ、その電流は、電力を必要とする装置の様々な部分に送られる。このような電流発生装置は、アクセスするのが困難であり、交換や修理が必要である場合にターボジェットの部分的な分解をともなう。コンプレッサのケーシングは、小型であり、発生された電流を装置の様々な部分に送るのを複雑にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくともこれらの欠点の一部を軽減するために、本件出願人は、高圧ロータ及び低圧ロータと、その上流端でファンケーシング内に収容されるファンに接続されている低圧ロータシャフトとを備えるツインスプールガスタービンターボジェットであって、ファンの上流において、エンジンの軸の中心にある固定カウルエレメントを備え、固定カウルエレメント上には、低圧ロータシャフトから機械的な動力を取り出して電力に変換するように設計された電流発生装置が取り付けられている、ターボジェットを提案した。
【００１０】
ターボジェットは、高圧ロータシャフトから取り出されるべきでない動力を供給可能であることが有利である。電流発生装置は、アクセスするのが容易であり、最小数のターボジェットの部品を分解することにより、限られた時間で交換されるのを可能とする。
【００１１】
電流発生装置は、ターボジェットの冷却領域において、ファンの上流に位置決めされており、その結果、冷却の必要性を低減させ、それにともなってその質量を低減させる。
【００１２】
電流発生装置は、固定カウルエレメントに接続されたステータエレメントと、低圧ロータシャフトの上流端によって駆動されるロータエレメントとを備える。
【００１３】
一実施形態によれば、ターボジェットは、ファンブレードが取り付けられるファンディスクを備える。電流発生装置のロータエレメントは、上記ファンディスクに固定されたジャーナルによって回転駆動される。
【００１４】
カウルエレメントは、放射状の保持アームによってファンケーシングに接続されていることが有利である。
【００１５】
放射状の保持アームは、多くの構造的な変更をターボジェットに必要とせずに、電流発生装置のステータエレメントがしっかりと保持されるのを可能とする。
【００１６】
電流発生装置に注油するためのダクト及び電気ケーブルは、放射状の保持アームに形成されている。
【００１７】
他の実施形態によれば、複数の動力伝達ピニオンが、それぞれ、電流発生装置のロータエレメント上と低圧ロータシャフトの上流端の上とに形成されており、低圧ロータシャフトの回転運動を電流発生装置のロータエレメントに伝達するように互いに噛合している。
【００１８】
本発明はまた、ガスターボジェットのファンにおける電流発生装置の取り付け方法に関する。この取り付け方法において：
電流発生装置が、固定カウルエレメント上に取り付けられ、
固定カウルエレメントが、電流発生装置のロータエレメントが低圧ロータシャフトの上流端に一致するようにファン上に位置決めされ、
カウルエレメントが、ファンケーシング上に放射状の保持アームで固定されている。
【００１９】
電流発生装置は、取り付けるのが容易であり、この取り付けは、ターボジェットの上流に行われる。取り扱われる必要がある部品は、サイズが小さく軽量であり、その結果、電流発生装置が迅速に交換されるのを可能とする。
【００２０】
他の特徴及び利点は、図面を参照して本発明のターボジェットの以下の記述から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１を参照すると、本発明のターボジェットは、ターボジェットの軸Ｘ３の周りに回転可能に取り付けられている低圧（ＬＰ）ロータ及び高圧（ＨＰ）ロータ１を備えるツインスプールガスターボジェット１００である。この種のターボジェットは、当業者によく知られている。内部又は外部、内側又は外側という用語は、本明細書にて使用されるとき、ターボジェットの軸Ｘ３に関して、ターボジェットの径方向における内部又は外部、あるいは内側又は外側を意味するように理解される。
【００２２】
特に、図４に関して、ターボジェットは、ガスが流れる方向の上流から下流にかけて、ファン１０と、コンプレッサと、燃焼室と、タービンと、ジェットパイプとを機能的に備える。ツインスプールエンジンであることから、それは、高圧コンプレッサの上流に低圧コンプレッサを備え、低圧タービンの上流に高圧タービンを備える。
【００２３】
図１におけるファン１０は、それ自身が中間ケーシングに固定されたベアリングによって支持された状態で、フランジによってジャーナル１５に取り付けられたファンディスク１９を備え、ジャーナル１５は、ここでは低圧シャフト２に固定されている。
【００２４】
ファン１０は、ファンディスク１９に固定された可動カウルエレメント１１をさらに備える。可動カウルエレメント１１は、円錐状を呈し、流入空気の流れを誘導する。固定カウルエレメント１２は、可動カウルエレメント１１の上流に位置決めされている。
【００２５】
ファン１０は、可動カウルエレメント１１と一体となって回転する低圧ロータシャフト２によってファンケーシング１４の内部で回転駆動される。ハウジング１３は、可動カウルエレメント１１内に形成されている。
【００２６】
図１及び特に図２を参照すると、電流発生装置２０が固定カウルエレメント１２の上に取り付けられている。電流発生装置２０は、堅固に固定カウルエレメント１２に取り付けられたステータエレメント２１と、固定カウルエレメント１２に対して自由に回転するロータエレメント２２とを備える。
【００２７】
ここでは、ロータエレメント２２は、軸Ｘ３に沿って軸方向に延在する電磁石である。ステータエレメント２１は、ロータエレメント２２に対して同軸に且つロータエレメント２２の外部に延在する巻線から作られる。ベアリング２３は、ステータエレメント２１内でロータエレメント２２が回転するように、ロータエレメント２２を支持する。
【００２８】
電磁石２２が軸Ｘ３の周りに回転するとき、磁場が生成され、巻線２１に電流を誘導する。
【００２９】
放射状の保持アーム１６は、構造的に固定カウルエレメント１２をファンケーシング１４に接続する。その結果、電流発生装置２０のステータエレメント２１は、ファンブレード１８が回転しても動かないままとされる。保持アーム１６は、フランジによってファンケーシング１４に取り付けられている。
【００３０】
保持アーム１６は、有利には空洞であり、図２に示す電流発生装置２０に注油するためのダクト４１と電気ケーブル４２とを収容することができる。上側の保持アーム１６は、電流発生装置２０に注油するためのダクト４１と電気ケーブル４２とを視認できるように、その長さの部分にわたって隠された詳細を見せるように描かれている。
【００３１】
電流発生装置２０に注油するためのダクト４１は、電流発生装置２０を冷却して注油するために、油のような潤滑剤をファンの下流に位置決めされたオイルタンクから電流発生装置２０へ運ぶのを可能にする。
【００３２】
電流発生装置２０が冷却されると、熱い油が保持アーム１６を介して流れ、その結果、保持アーム１６を除氷して油を冷却する。そのような注油ダクト４１は、上記油を冷却するために必要である熱交換器のサイズを低減するのを可能とする。
【００３３】
電気ケーブル４２は、巻線２１で発生する電流をエンジンの下流に位置決めされた電気的装置に導くのを可能とする。
【００３４】
ここでは、固定カウルエレメント１２の保持アーム１６は、流入空気の流れをファンブレード１８に向かわせるように形成される。ここでの保持アーム１６は、その個数が３つであり、１２０°の間隔で区切られている。エンジンの構成に応じて、この個数が変化してもよいことは言うまでもない。
【００３５】
この例示的な実施形態において、ロータエレメント２２は、低圧ロータシャフト２の上流端に直接接続されている。動力伝達かさ歯車ピニオン２５、２６は、それぞれ、電流発生装置２０のロータエレメント２２の上と低圧ロータシャフト２の上流端の上とに形成されており、電流発生装置２０のロータエレメント２２に低圧ロータシャフト２の回転運動を伝達するために互いに噛合している。
【００３６】
ターボジェットエンジン１００が動作すると、低圧ロータシャフト２は、ターボジェット１００の低圧タービンによって回転駆動される。
【００３７】
低圧ロータシャフト２は、軸Ｘ３の周りに電磁石２２を回転させ、電流発生装置２０の巻線２１に電流を誘導する。電流は、保持アーム１６内に位置決めされた電気ケーブル４２を介して固定カウルエレメント１２の保持アーム１６によって伝達され、これにより、主にファンの下流に位置する装置に電流が供給される。
【００３８】
他の実施形態において、図３を参照すると、追加のジャーナル１７が、ファンブレード１８を支持するファンディスク１９と電流発生装置２０のロータエレメント２２との間に取り付けられる。低圧ロータシャフト２と一体となって回転するジャーナル１７は、ロータエレメント２２を回転駆動する。
【００３９】
ジャーナル１７は、ファンディスク１９及びロータエレメント２２にねじ−ナット接続によって接続されている。電流発生装置２０が固定カウルエレメント１２に固定される方法は同じままであり、前の実施形態と異なるのは、ロータエレメント２２が駆動される方法のみである。
【００４０】
本発明はまた、ターボジェット１００における電流発生装置２０の取り付け方法に関する。
【００４１】
電流発生装置２０は、固定カウルエレメント１２上に取り付けられる。ここでは、電流発生装置２０は、カウルにねじ留めされる。
【００４２】
固定カウルエレメント１２は、電流発生装置２０のロータエレメント２２が低圧ロータシャフト２の上流端に一致するようにファン１０の上に位置決めされている。
【００４３】
ステータエレメント２１の動力伝達かさ歯車ピニオン２５は、低圧ロータシャフト２の動力伝達かさ歯車ピニオン２６に一致するように設けられている。
【００４４】
次に、固定カウルエレメント１２は、放射状の保持アーム１６によってファンケーシング１４の上に固定されている。
【００４５】
電流発生装置２０に注油するためのダクト４１は、油を電流発生装置２０に供給するために、電流発生装置２０に接続されており、電気ケーブル４２は、航空機の装置の様々な部分に電流を伝達するために、電流発生装置２０のステータエレメント２１の巻線に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ターボジェットのファン内に電流発生装置が位置決めされている本発明によるターボジェットの上流部分の断面図を示す。
【図２】図１の電流発生装置をクローズアップした図を示す。
【図３】本発明の他の実施形態を示す。
【図４】本発明のターボジェットの一般的な配置を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１  低圧ロータ及び高圧ロータ
２  低圧ロータシャフト
１０  ファン
１１  可動カウルエレメント
１２  固定カウルエレメント
１３  ハウジング
１４  ファンケーシング
１５、１７  ジャーナル
１６  保持アーム
１８  ファンブレード
１９  ファンディスク
２０  電流発生装置
２１  ステータエレメント
２２  ロータエレメント
２３  ベアリング
２５、２６  動力伝達かさ歯車ピニオン
４１  ダクト
４２  電気ケーブル
１００  ターボジェット
Ｘ３  軸
【図１】
0005378726.tif 000002
【図２】
0005378726.tif 000003
【図３】
0005378726.tif 000004
【図４】
0005378726.tif 000005