(57)【要約】【課題】タービンエンジンオグメンタのブッシングを有利に提供する。【解決手段】オグメンタのブッシング６６は、第１および第２の部品１０６，１０８に長手方向に分割されるとともに、外側および内側端部フランジ１１０，１１２と、供給管の胴体部６４と滑り係合する内面１１６と、を有する。胴体１１４の外面１１８は、ブラケット６８，７０のボス７４，７６の内側面１２２と接触する。ボスとフランジが係合することにより、ブラケット６８，７０に対してブッシングが長手方向に保持される。ブッシングと管との滑り係合により、軸１２０に沿った相対的な平行移動および軸を中心とした相対的な回転が許容される。ブッシング６６は、ブッシングが相互作用する管の材料に対して優先的に摩耗する有利な化合を有する電気黒鉛状炭素材料からなる。この材料により、摩耗接触面に黒鉛の薄層が堆積する。この堆積は、摩耗率が減少するように作用する。【選択図】図４
2007010305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から下流側に向かってガス流路内に位置する中央胴体部と、
前記中央胴体部の外側の前記ガス流路に配置された複数のベーンと、
前記中央胴体部に燃料を供給するように前記ベーンの第１の部分を通って延びるオグメンタ燃料管と、
前記オグメンタ燃料管を案内する電気黒鉛状炭素製ブッシングと、
を備えるタービンエンジンのオグメンタ。
【請求項２】
前記オグメンタ燃料管が、前記中央胴体部内のバーナに前記燃料を供給す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オグメンタ。
【請求項３】
前記オグメンタ燃料管が、前記中央胴体部内の噴射バーマニホールドに前記燃料を供給す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オグメンタ。
【請求項４】
前記ブッシングが、分割したブッシングであ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オグメンタ。
【請求項５】
前記ブッシングが、長手方向に分割したブッシングであ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オグメンタ。
【請求項６】
前記ブッシングが、第１の端部フランジおよび第２の端部フランジを有す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オグメンタ。
【請求項７】
静止構造物に対してタービンエンジンオグメンタ燃料管を支持するための電気黒鉛状炭素材料の使用。
【請求項８】
前記電気黒鉛状炭素材料が、前記燃料管と長手方向に滑り係合することを特徴とする請求項７に記載の使用。
【請求項９】
前記電気黒鉛状炭素材料が、長手方向にかつ回転するように前記燃料管と滑り係合することを特徴とする請求項７に記載の使用。
【請求項１０】
前記電気黒鉛状炭素材料が、長手方向に分割したブッシングとして形成されることを特徴とする請求項７に記載の使用。
【請求項１１】
ベーンおよび中央胴体部を有するタービンエンジンオグメンタを修正、または前記オグメンタの形態を修正する方法であって、前記方法が、
前記オグメンタの燃料ラインを支持するように電気黒鉛状炭素からなる新しいブッシングを加えることを含む修正方法。
【請求項１２】
前記新しいブッシングが、古いブッシングの位置に加えられ、前記古いブッシングが、電気黒鉛状炭素から構成されていないことを特徴とする請求項１１に記載の修正方法。
【請求項１３】
前記新しいブッシングが、固定式の取付台の位置に加えられることを特徴とする請求項１１に記載の修正方法。
【請求項１４】
前記新しいブッシングが、金属と金属の滑りばめ取付台の位置に加えられることを特徴とする請求項１１に記載の修正方法。
【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関し、特に、タービンエンジンのオグメンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
アフタバーナ（再燃焼装置）または推力オグメンタ（増強装置）は、当業界において周知であり、いくつもの形態が存在する。典型的な形態においては、タービンからの排気ガスは、オグメンタの中央胴体部に亘って流れる。付加的な燃料は、中央胴体部の隣接部分に導かれ、付加的なスラスト（推力）をもたらすように燃焼される。いくつかの形態においては、オグメンタの中央胴体部は、タービンの中央胴体部と一体的である。また他の形態においては、オグメンタの中央胴体部およびタービンの中央胴体部は、これら２つの間の環状の空間を囲むダクトを備えるように別々に分かれている。特許文献１，２では、例示的な一体的なオグメンタが示されている。
【０００３】
中央胴体部は、燃焼発生源として機能するバーナを備えていてもよい。付加的な燃料を導くために、多くの噴射バーが、概ね半径方向に延びるベーン内に配置されていてもよい。パイロットが、テールコーンの上流側端部に近接して設けられることもある。バーナに代えて、またはバーナに加えて、付加的な燃料を点火するように複数のベーンの対応するベーン内に多くのイグナイタが設けられてもよい。ベーンの後縁部は、中央胴体部周囲の流路を横切って炎を分配する火炎保持器の構成部品として機能してもよい。
【０００４】
また、電気黒鉛状炭素（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｇｒａｐｈｉｔｉｃ  ｃａｒｂｏｎ）材料は、種々の用途向けに開発されている。特許文献３においては、電気黒鉛状炭素製の可変ベーン内径（ＩＤ）ブッシングが開示されている。
【特許文献１】米国特許第５，６８５，１４０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３８５，０１５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／００８４１９０Ａ１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明の一態様は、タービンエンジンオグメンタに関する。中央胴体部は、上流側から下流側に亘ってガス流路内に配置される。複数のベーンは、中央胴体部の外側のガス流路に配置される。オグメンタ燃料管は、中央胴体部に燃料を供給するようにベーンの第１の部分を通って延びる。電気黒鉛状炭素製のブッシングにより、オグメンタ燃料管が案内かつ支持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１には、上流から下流、前方から後方に向かって、ファン１１、圧縮機１２、燃焼器１４、タービン１６およびオグメンタ１８を備えるガスタービンエンジン１０が図示されている。ファン１１に流入する空気は、コアガス流２０およびバイパス空気流２２に分かれる。コアガス流２０は、圧縮機１２から燃焼器１４およびタービン１６に亘る通路を通って流れる。最後に、コアガス流２０は、オグメンタ１８を通って流れる。オグメンタ１８では、より多くのエネルギーをコアガス流２０に付与し、その結果、より高いスラスト（推力）がエンジンノズル２４から流出するように、付加的な燃料１９が選択的に追加され、コアガス流２０と混合されて、燃焼される。したがって、コアガス流２０は、圧縮機１２、燃焼器１４、タービン１６およびオグメンタ１８を通って延びるエンジン１０の中心軸２６に実質的に平行な通路を通って流れる。また、バイパス空気流２２は、ノズル２４またはその付近でコアガス流２０と合流するように、エンジン１０の外周に沿ったアニュラス２８を通るとともに、エンジン１０の中心軸２６と平行な通路を通って流れる。
【０００７】
オグメンタ１８は、中心軸２６を中心として概ね対称であるとともに、エンジンハブの一部として形成された中央胴体部３０を備える。例示的な中央胴体部は、主要部３２と、その下流側に位置するテールコーン３４と、を有する。円周方向に列をなすベーン３６は、前縁先端部３７および後縁先端部３８を備えるとともに、中央胴体部３０とタービン排気ケース（ＴＥＣ）４０との間で実質的に半径方向に延びる。各ベーンは、前縁本体部４２と後縁ボックス４４とのアッセンブリであってもよい。ベーンは、円周方向に対向する第１の側４６および第２の側４８を有する（図２参照）。後縁ボックス４４は、付加的な燃料１９を導く噴射バーを含有していてもよい。中央胴体部は、燃料１９の燃焼を開始するように燃料を燃焼するバーナ５０を備えてもよい。バーナ５０および噴射バーは、１つまたは複数のベーンを通って（またはベーンに沿って）中央胴体部３０まで延びる１つまたは複数の供給管（図示せず）から供給されてもよい。これまで説明したように、エンジン形態は、本発明の教示が適用され得る多くの従来のエンジン形態の１つであってもよい。しかし、本発明の教示は、異なったエンジン形態にも適用されてもよい。
【０００８】
図３には、タービン排気ケース（ＴＥＣ）４０に取付けられた供給管６０の外側端部が図示されている。供給管６０は、上流側供給管（図示せず）の下流側端部と嵌合する外側端部フランジ６２を有する。供給管６０の円筒型胴体部６４は、ブッシング６６により支持される。ブッシング６６は、接合／分割平面７２に沿って接合した一対のブラケット６８と７０との間に支持される。ブラケットは、カラー／ボス部７４，７６と、カラー／ボス部の外側端部から延びる取付け耳部７８，８０と、をそれぞれ有する。
【０００９】
ブラケット６８，７０は、対応するカラー／ボス部７４，７６の縁部からそれぞれ延びるとともに、平面７２に沿って接合している対をなす取付け耳部８２，８４および８６，８８を備える。各耳部は、固定具（例えば、ボルト／ナット９０，９２）により他方のブラケットの対向する耳部に固定されている。ブラケット６８，７０は、ボルト１００，１０２により、支持ブラケット９４，９６に固定されている。ブラケット９４，９６は、タービン排気ケース４０に取付けられている。
【００１０】
例示的なブッシング６６は、分割平面１０４に沿って第１の部品１０６および第２の部品１０８に長手方向に分割されている（図４参照）。図４では、円筒型の管状胴体部１１４を介してつながっている外側端部フランジ１１０および内側端部フランジ１１２を備えるブッシングがさらに図示されている。例示的な実施態様においては、ブッシングの分割平面１０４は、ブラケットの分割平面７２と一致しない（例えば、互いに平行でない）。ブッシングは、管の胴体部６４と滑り係合する円筒型内面１１６を有する。ブッシング胴体部１１４の横方向の外面１１８は、組合せた状態のブラケット６８，７０のボス部７４，７６の内側面１２２と接触する。ボス部７４，７６とフランジ１１０，１１２の隣接面とが係合することにより、ブラケット６８，７０に対してブッシングが長手方向に保持される。
【００１１】
図４では、管胴体部６４およびブッシング６６により共有される長手方向中心軸１２０がさらに図示されている。例示的な実施例においては、ブッシングと管との滑り係合により、軸１２０に沿った相対的な平行移動および軸１２０を中心とした相対的な回転が許容される。特に、振動および熱膨張差により、タービン排気ケース（ＴＥＣ）４０に対する管のそのような平行移動および回転が生じる場合がある（それにより、ブラケット６８，７０およびブッシング６６に対しても生じる）。軸１２０は、エンジンの局所的な半径方向と一致していてもよいし、半径方向から僅かに外れていてもよい（例えば、供給管６０が対応するベーン内に概ね方向付けられるように）。
【００１２】
例示的なブッシングは、実質的に電気黒鉛状炭素からなる。この材料は、ブッシングが相互作用する管の材料（例えば、ニッケルベースの超合金）に対して優先的に摩耗する有利な化合物である。接合する細部に対して優先的に摩耗することに加えて、摩耗部材に用いられた電気黒鉛状材料により、摩耗接触面に黒鉛の薄層が堆積する場合がある。この堆積は、摩耗率が減少するように作用する。さらに、電気黒鉛状炭素は、他の用途に用いられるポリマーおよび他の非金属の犠牲的な摩耗材料に対して、有利な温度安定性を有する。
【００１３】
他の実施態様は、モノリシックの電気黒鉛状炭素構造以外であってもよい。例えば、ブッシングは、他の材料（例えば、金属）からなる構造コアを有していてもよいし、コーティングなどの付加的な層を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】航空機のパワープラントの長手方向の概略断面図。
【図２】図１のパワープラントのオグメンタの後面図。
【図３】オグメンタ燃料供給管の外側端部の図。
【図４】線４−４で切断された図３の管の断面図。
【符号の説明】
【００１５】
１０…ガスタービンエンジン
１１…ファン
１２…圧縮機
１４…燃焼器
１６…タービン
１８…オグメンタ
１９…付加的な燃料
２０…コアガス流
２２…バイパス空気流
２４…エンジンノズル
２６…中心軸
２８…アニュラス
３０…中央胴体部
３２…主要部
３４…テールコーン
３６…ベーン
３７…前縁先端部
３８…後縁先端部
４０…排気ケース
４２…前縁本体部
４４…後縁ボックス
４６…第１の側
４８…第２の側
５０…バーナ
６０…供給管
６２…外側端部フランジ
６４…円筒型胴体部
６６…ブラッシング
６８，７０…ブラケット
７２…接合／分割平面
７４，７６…カラー／ボス部
７８，８０，８２，８４，８６，８８…取付耳部
９０，９２…ボルト／ナット
９４，９６…支持ブラケット
１００，１０２…ボルト
１０４…分割平面
１０６…第１の部品
１０８…第２の部品
１１０…外側端部フランジ
１１２…内側端部フランジ
１１４…円筒型管状胴体部
１１６…内面
１１８…外面
１２０…長手方向中心軸
１２２…内側面
【図１】
2007010305.tif 000003
【図２】
2007010305.tif 000004
【図３】
2007010305.tif 000005
【図４】
2007010305.tif 000006