(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機ガスタービンエンジンアクティブクリアランス制御システムの熱空気分配システムに関し、より詳細には、エンジンのケーシング上に空気を噴射するためのパネル並びにこのようなパネルを組み込んだマニホルドを提供する。【解決手段】熱制御組立体の弓状パネルは、パネルベースの時計回り及び反時計回りの端部に取り付けられた時計回り及び反時計回りのヒンジウィングのセットと、軸方向位置決め手段と、円周方向位置決め手段とを含むことができる。軸方向位置決め手段は、パネルベース上に装着されたバネクリップの円形列を含むことができる。ヒンジによって枢動可能に取り付けられた弓状パネルのフープは、ケーシングのリングに接して板バネを圧縮するケーシングの一部を囲むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネ装着式空気分配マニホルド（５１）の弓状パネル（５２）であって、
弓状パネルベース（５８）と、
前記パネルベース（５８）の半径方向外向き接面（６２）にシール可能に取り付けられた少なくとも１つの軸方向に延びるパネルヘッダ（５４）と、
前記パネルヘッダ（５４）と前記パネルベース（５８）との間にあるプレナム（５６）と、
前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）から半径方向内向きに垂下して前記半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられ、前記プレナム（５６）と流体連通した１又はそれ以上の噴射管又はチャネル（６０）と、
前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられた半径方向外向き付勢バネ（１１０）と、
を備える、弓状パネル（５２）。
【請求項２】
前記半径方向外向き付勢バネ（１１０）が、半径方向湾曲板バネ（１１１）を含む、請求項１に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項３】
前記弓状パネルベース（５８）の時計回り及び反時計回りの端部（１３２，１３４）それぞれに取り付けられた時計回り及び反時計回りのヒンジウィング（１２２，１２４）の少なくとも１つのセットを更に備える、請求項１に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項４】
前記弓状パネル（５２）を軸方向に位置決めして前記噴射管又はチャネル（６０）の噴射孔（１００）を向けるための軸方向位置決め手段（１８０）と、前記弓状パネル（５２）を円周方向に位置決めする円周方向位置決め手段（１４４）とを更に備える、請求項３に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項５】
前記軸方向位置決め手段（１８０）が、前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられたバネクランプ又はクリップ（１８０）の円形列を含む、請求項４に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項６】
前記バネクランプ又はクリップ（１８０）の各々が、前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）に取り付けられたバネベース（１８４）から半径方向内向きに垂下した長手方向又は軸方向に離間したバネフィンガー（１８６）を含む、請求項５に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項７】
前記半径方向外向き付勢バネ（１１０）が、半径方向湾曲板バネ（１１１）を含む、請求項６に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項８】
制御空気（３６）を前記プレナム（５６）から前記噴射管又はチャネル（６０）に流すため前記パネルヘッダ（５４）内のパネルベース（５８）を貫通して配置された円形の細長いフィードアパーチャ又はスロット（６３）を更に備え、前記噴射管又はチャネル（６０）が円周方向端部（６７）にて閉鎖及びシールされており、
前記弓状パネル（５２）が更に、
前記パネルヘッダ（５４）の外部で前記パネルベース（５８）を貫通して配置された円形の細長いフィードアパーチャ又はスロット（１６３）を備える、請求項４に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項９】
前記軸方向位置決め手段（１８０）が、前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられたバネクランプ又はクリップ（１８０）の円形列を含む、請求項８に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項１０】
前記バネクランプ又はクリップ（１８０）の各々が、前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）に取り付けられたバネベース（１８４）から半径方向内向きに垂下した長手方向又は軸方向に離間したバネフィンガー（１８６）を含む、請求項９に記載の弓状パネル（５２）。
【請求項１１】
外側ケーシング（６６）の一部を囲むバネ装着式熱空気分配マニホルド（５１）を備えた熱制御組立体（４０）であって、前記マニホルド（５１）が弓状パネル（５２）の環状列又はフープ（１２０）を含み、
前記弓状パネル（５２）の各々が、
弓状パネルベース（５８）と、前記パネルベース（５８）の半径方向外向き接面（６２）にシール可能に取り付けられた少なくとも１つの軸方向に延びるパネルヘッダ（５４）と、
前記パネルヘッダ（５４）と前記パネルベース（５８）との間にあるプレナム（５６）と、
前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）から半径方向内向きに垂下して前記半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられ、前記プレナム（５６）と流体連通した１又はそれ以上の噴射管又はチャネル（６０）と、
前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられて前記外側ケーシング（６６）に接触した半径方向外向き付勢バネ（１１０）と、
を含む、熱制御組立体（４０）。
【請求項１２】
前記半径方向外向き付勢バネ（１１０）が、半径方向湾曲板バネ（１１１）を含む、請求項１１に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１３】
前記フープ（１２０）における前記弓状パネル（５２）のうちの隣接する弓状パネル（５２）を枢動可能に取り付ける接続ヒンジ（１１８）を更に備え、該接続ヒンジ（１１８）の各々が、互いに枢動可能に接続された時計回り及び反時計回りのヒンジウィング（１２２，１２４）を含み、該時計回り及び反時計回りのヒンジウィング（１２２，１２４）が、前記弓状パネルベース（５８）のうちの隣接する弓状パネルベース（５８）の時計回り及び反時計回りの端部（１３２，１３４）に取り付けられる、請求項１１に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１４】
前記外側ケーシング（６６）に取り付けられ又は一体化された１又はそれ以上の熱制御リング（８６）を更に備え、前記噴射管又はチャネル（６０）の１又はそれ以上が、前記熱制御リング（８６）から軸方向に離間して配置されて半径方向に部分的に同延であり、
前記熱制御組立体（４０）が更に、
前記弓状パネル（５２）を軸方向に位置決めして前記噴射管又はチャネル（６０）の噴射孔（１００）を向けるための軸方向位置決め手段（１８０）と、前記弓状パネル（５２）を円周方向に位置決めする円周方向位置決め手段（１４４）とを備える、請求項１３に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１５】
前記軸方向位置決め手段（１８０）が、前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）上に装着又は取り付けられ、前記１又はそれ以上の熱制御リング（８６）のうちの単一の熱制御リング（８６）上にクランプ又はクリップ止めされたバネクランプ又はクリップ（１８０）の円形列を含む、請求項１４に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１６】
前記バネクランプ又はクリップ（１８０）の各々が、前記パネルベース（５８）の半径方向内向き接面（１８２）に取り付けられたバネベース（１８４）から半径方向内向きに垂下した長手方向又は軸方向に離間したバネフィンガー（１８６）を含み、前記軸方向に離間したバネフィンガー（１８６）が前記１又はそれ以上の熱制御リング（８６）のうちの単一の熱制御リング（８６）を係合し、前記１又はそれ以上の熱制御リング（８６）がその半径方向外側端部（１８７）において面取り部（１８８）を含む、請求項１５に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１７】
前記弓状パネル（５２）のうちの隣接する弓状パネル（５２）の各ペア間に円周方向に配置された半径方向に延びる部材（１４８）を更に備え、
前記円周方向位置決め手段（１４４）が、前記弓状パネル（５２）それぞれの隣接するペア上に、略円周方向に延びて前記半径方向に延びる部材（１４８）のうちの１つを係合する軸方向板バネ（１４４）のペアを含み、前記軸方向板バネ（１４４）が、前記半径方向に延びる部材（１４８）において溝又は戻り止め（１７０）に係合及びスナップ嵌合する自由端部（１６４）を含む、請求項１５に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１８】
前記１又はそれ以上の熱制御リング（８６）が、前方及び後方熱制御リング（８４，８６）を含み、前記半径方向湾曲板バネ（１１１）が、前記パネルベース（５８）の各々の半径方向内向き接面（１８２）に取り付けられた軸方向に離間した円形の前方及び後方列の半径方向湾曲板バネ（１１１）を含み、前記半径方向湾曲板バネ（１１１）の前方及び後方列が、前記前方及び後方熱制御リング（８４，８６）の半径方向外側リング面（１１４）を係合してこれを圧縮する、請求項１７に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項１９】
前記フープ（１２０）における前記弓状パネル（５２）のうちの隣接する弓状パネル（５２）の最後のペア以外の全てのペアを枢動可能に取り付ける１又はそれ以上の接続ヒンジ（１１８）と、
前記弓状パネル（５２）のうちの隣接する弓状パネル（５２）の最後のペアを枢動可能に取り付ける１又はそれ以上のロックヒンジ（２１８）と、
前記１又はそれ以上のロックヒンジ（２１８）の隣接する時計回り及び反時計回りのヒンジウィング（２２２，２２４）それぞれの中空の時計回り及び反時計回りの中空ナックル継手（２３８，２４０）を通って配置される取り外し可能ヒンジピン（２３６）と、
を更に備える、請求項１８に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項２０】
前記接続ヒンジ（１１８）の各々が、前記時計回り及び反時計回りのヒンジウィング（１２２，１２４）それぞれの時計回り及び反時計回りの中空ナックル継手（１３８，１４０）を通って配置されたヒンジピン（１３６）を含み、
前記ヒンジピン（１３６）が、中心ナックル継手（１３８）と一体化され且つ前記反時計回りのナックル継手（１４０）を通って回転可能に配置され、前記中心ナックル継手（１３８）が前記ヒンジピン（１３６）の周りにループ状になったＪ型フック（１９０）を含む、請求項１９に記載の熱制御組立体（４０）。
【請求項２１】
前記外側ケーシング（６６）が、軸方向に離間した前方及び後方ケーシングフランジ（８７，８８）を含み、前記半径方向湾曲板バネ（１１１）が、前記パネルベース（５８）の各々の半径方向内向き接面（１８２）に取り付けられた第３の列（２５４）の半径方向湾曲板バネ（１１１）を含み、前記第３の列（２５４）の半径方向湾曲板バネ（１１１）が、前記後方ケーシングフランジ（８８）の第３の半径方向外側リング面（１１４）を係合してこれを圧縮し、前記第３の列（２５４）が、前記半径方向湾曲板バネ（１１１）の前方及び後方列（２５０，２５４）から軸方向に離間している、請求項２０に記載の熱制御組立体（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、航空機ガスタービンエンジンアクティブクリアランス制御システムの熱空気分配システムに関し、より詳細には、エンジンのケーシング上に空気を噴射するためのパネル並びにこのようなパネルを組み込んだマニホルドに関する。
【背景技術】
【０００２】
推力、燃料消費率（ＳＦＣ）及び排気ガス温度（ＥＧＴ）マージンなどのエンジン性能パラメータは、タービンブレード先端と該ブレード先端を囲む固定シール又はシュラウドとの間のクリアランスに強く依存している。アクティブクリアランス制御は、エンジンファン及び／又は圧縮機からの低温又は比較的高温の空気の流れを変調し、これを高圧及び低圧タービンケーシング上に噴射して、定常状態の高高度巡航条件下で高圧及び低圧タービンブレード先端に対してケーシングを収縮させる周知の方法である。この空気は、フランジ又は擬似フランジなどのブレード先端の周りのシュラウド又はシールを支持するのに使用される他の固定構造体に流動又は噴射することができる。
【０００３】
アクティブクリアランス制御の１つのタイプは、外側ケーシングの一部を囲む熱空気分配マニホルドを含む。マニホルドはパネルの円形アレイを含み、環状供給管体が、パネルのヘッダのプレナムに流体供給関係で接続される。パネルの冷却空気チャネルは、ヘッダに流体接続して取り付けられる。パネルはケーシングを囲み、チャネルは、ケーシング上に冷却空気を噴射するための連続した噴射管体又はリングを形成する。マニホルドの実施例は、名称が「Ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｇａｓ  ｔｕｒｂｉｎｅ  ｅｎｇｉｎｅ  ｒｉｎｇｓ  ｆｏｒ  ａｃｔｉｖｅ  ｃｌｅａｒａｎｃｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ」の２００９年１０月６日に交付され、Ｂｕｃａｒｏ他に付与された米国特許第７，５９７，５３７号、及び名称が「ＡＣＴＩＶＥ  ＣＬＥＡＲＡＮＣＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＭＡＮＩＦＯＬＤ  ＳＹＳＴＥＭ」の２０１４年１月３０日に公開され、Ｓｃｈｉｍｍｅｌｓ他に対する米国特許出願公開第２０１４００３００６６号において開示されている。米国特許第７，５９７，５３７号及び米国特許出願公開第２０１４００３００６６号は、本出願と同一出願人であるＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙに譲受され、引用により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
マニホルドは通常、ケーシングブラケットに堅固に装着されたパネルブラケットを用いてタービンケーシングに装着され、該ケーシングブラケットは、タービンケーシングに堅固に装着されている。この構成により、部品が多く重量が増加することになり、エンジン保守コストが増大する。更に、マニホルドは、高サイクル疲労及び熱誘起による低サイクル疲労を引き起こす振動応力の影響を受けやすく、ケーシング及びマニホルド組立体の部品損傷許容性を低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１９２３５３９号公報
【特許文献２】米国特許第７，５９７，５３７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４００３００６６号明細書
【発明の概要】
【０００６】
弓状パネルは、弓状パネルベースと、パネルベースの半径方向外向き接面にシール可能に取り付けられた少なくとも１つの軸方向に延びるパネルヘッダと、パネルヘッダとパネルベースとの間にあるプレナムと、パネルベースの半径方向内向き接面から半径方向内向きに垂下して半径方向内向き接面上に装着又は取り付けられ、プレナムと流体連通した１又はそれ以上の噴射管又はチャネルと、パネルベースの半径方向内向き接面上に装着又は取り付けられた半径方向外向き付勢バネ手段と、を含む。
【０００７】
半径方向外向き付勢バネ手段は、半径方向湾曲板バネを含むことができる。弓状パネルは、弓状パネルベースの時計回り及び反時計回りの端部それぞれに取り付けられた時計回り及び反時計回りのヒンジウィングの少なくとも１つのセットを含むことができる。
【０００８】
弓状パネルは、パネルを軸方向に位置決めして噴射管又はチャネルの噴射孔を向けるための軸方向位置決め手段と、パネルを円周方向に位置決めする円周方向位置決め手段と、を含むことができる。軸方向位置決め手段は、パネルベースの半径方向内向き接面上に装着又は取り付けられたバネクランプ又はクリップの円形列を含むことができる。バネクランプ又はクリップの各々は、パネルベースの半径方向内向き接面に取り付けられたバネベースから半径方向内向きに垂下した長手方向又は軸方向に離間したバネフィンガーを含むことができる。
【０００９】
弓状パネルは、制御空気をプレナムから噴射管又はチャネルに流すためパネルヘッダ内のパネルベースを貫通して配置された円形の細長いフィードアパーチャ又はスロットを含むことができ、噴射管又はチャネルは円周方向端部にて閉鎖及びシールされ、弓状パネルはまた、パネルヘッダの外部でパネルベースを貫通して配置された円形の細長いフィードアパーチャ又はスロットを含むことができる。
【００１０】
熱制御組立体は、外側ケーシングの一部を囲むバネ装着式熱空気分配マニホルドを含み、該マニホルドが弓状パネルの環状列又はフープを含む。弓状パネルの各々は、弓状パネルベースと、パネルベースの半径方向外向き接面にシール可能に取り付けられた少なくとも１つの軸方向に延びるパネルヘッダと、パネルヘッダとパネルベースとの間にあるプレナムと、パネルベースの半径方向内向き接面から半径方向内向きに垂下して半径方向内向き接面上に装着又は取り付けられ、プレナムと流体連通した１又はそれ以上の噴射管又はチャネルと、パネルベースの半径方向内向き接面上に装着又は取り付けられて外側ケーシングに接触した半径方向外向き付勢バネと、を含む。
【００１１】
熱制御組立体は更に、フープにおける弓状パネルのうちの隣接する弓状パネルを枢動可能に取り付ける接続ヒンジを含むことができ、該接続ヒンジの各々が、互いに枢動可能に接続された時計回り及び反時計回りのヒンジウィングを含み、該時計回り及び反時計回りのヒンジウィングが、弓状パネルベースのうちの隣接する弓状パネルベースの時計回り及び反時計回りの端部に取り付けられる。
【００１２】
熱制御組立体は更に、外側ケーシングに取り付けられ又は一体化された１又はそれ以上の熱制御リングを含むことができ、噴射管又はチャネルの１又はそれ以上が、熱制御リングから軸方向に離間して配置されて半径方向に部分的に同延であり、熱制御組立体が更に、弓状パネルを軸方向に位置決めして噴射管又はチャネルの噴射孔を向けるための軸方向位置決め手段と、弓状パネルを円周方向に位置決めする円周方向位置決め手段とを含むことができる。
【００１３】
軸方向位置決め手段は、パネルベースの半径方向内向き接面上に装着又は取り付けられ、１又はそれ以上の熱制御リングのうちの単一の熱制御リング上にクランプ又はクリップ止めされたバネクランプ又はクリップの円形列を含むことができる。バネクランプ又はクリップの各々は、パネルベースの半径方向内向き接面に取り付けられたバネベースから半径方向内向きに垂下した長手方向又は軸方向に離間したバネフィンガーを含むことができ、軸方向に離間したバネフィンガーは、１又はそれ以上の熱制御リングのうちの単一の熱制御リングを係合し、１又はそれ以上の熱制御リングがその半径方向外側端部において面取り部を含む。
【００１４】
半径方向外側ケーシングの半径方向に延びる部材は、弓状パネルのうちの隣接する弓状パネルの各ペア間に円周方向に配置することができ、円周方向位置決め手段が、弓状パネルそれぞれの隣接するペア上に略円周方向に延びて半径方向に延びる部材のうちの１つを係合する軸方向板バネのペアを含むことができ、軸方向板バネが、半径方向に延びる部材において溝又は戻り止めに係合及びスナップ嵌合する自由端部を含む。１又はそれ以上の熱制御リングが、前方及び後方熱制御リングを含むことができ、半径方向湾曲板バネが、パネルベースの各々の半径方向内向き接面に取り付けられた軸方向に離間した円形の前方及び後方列の半径方向湾曲板バネを含み、半径方向湾曲板バネの前方及び後方列が、前方及び後方熱制御リングの半径方向外側リング面を係合してこれを圧縮する。
【００１５】
熱制御組立体が更に、フープにおける弓状パネルのうちの隣接する弓状パネルの最後のペア以外の全てのペアを枢動可能に取り付ける１又はそれ以上の接続ヒンジと、弓状パネルのうちの隣接する弓状パネルの最後のペアを枢動可能に取り付ける１又はそれ以上のロックヒンジと、１又はそれ以上のロックヒンジの隣接する時計回り及び反時計回りのヒンジウィングそれぞれの中空の時計回り及び反時計回りの中空ナックル継手を通って配置される取り外し可能ヒンジピンと、を含むことができる。
【００１６】
接続ヒンジの各々が、時計回り及び反時計回りのヒンジウィングそれぞれの時計回り及び反時計回りの中空ナックル継手を通って配置されたヒンジピンを含むことができる。ヒンジピンは、中心ナックル継手と一体化され且つ反時計回りのナックル継手を通って回転可能に配置され、中心ナックル継手はヒンジピンの周りにループ状になったＪ型フックを含む。
【００１７】
熱制御組立体は更に、軸方向に離間した前方及び後方ケーシングフランジを有する外側ケーシングを含むことができ、半径方向湾曲板バネが、パネルベースの各々の半径方向内向き接面に取り付けられた第３の列の半径方向湾曲板バネを含み、第３の列の半径方向湾曲板バネが、後方ケーシングフランジの第３の半径方向外側リング面を係合してこれを圧縮し、第３の列が、半径方向湾曲板バネの前方及び後方列から軸方向に離間している。
【００１８】
特許請求の範囲による主題は、本明細書において具体的に指摘し且つ特許請求している。しかしながら、本主題及びその実施形態は、添付図面と共に以下の説明を参照することによって最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】バネ装着式空気分配マニホルドを備えた例示的なアクティブクリアランス制御システムを含む航空機ガスタービンエンジンの概略断面図。
【図２】図１に示す航空機ガスタービンエンジンのエンジンケーシングの周りを囲むバネ装着式空気分配マニホルドの斜視図。
【図３】図２に示すバネ装着式空気分配マニホルドの部分切り欠き斜視図。
【図４Ａ】図１に示すバネ装着式空気分配マニホルド及びエンジンの円周方向に見た断面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示すバネクランプ又はクリップの拡大断面図。
【図５】図３に示すバネ装着式空気分配マニホルドの一部及びエンジンケーシングの部分切り欠き斜視図。
【図６】図３に示すバネ装着式空気分配マニホルドのパネルの一部並びにパネルを支持する板バネの斜視図。
【図７】エンジンケーシング上に装着されたパネルバネの一部及び図５に示すケーシングから離れて半径方向に延びる冷却空気供給ボスの部分切り欠き斜視図。
【図８】パネルの一部、ヘッダ、及び図５に示すエンジンケーシング上に装着されたパネルのチャネルの部分切り欠き斜視図。
【図９】隣接するパネルを共に保持する円形接続具、及び図５に示すケーシングのボスに対してケーシングの周りにパネルを円周方向に配置するための円形位置決め具の斜視図。
【図１０】図５に示すケーシングの周りにパネルを位置決め及び装着するのに使用されるバネ接続具の部分切り欠き斜視図。
【図１１】図５に示すケーシングの周りに半径方向及び円周方向にパネルを位置決め及び装着するのに使用されるバネ接続部の概略図。
【図１２】図５に示すケーシングに対してパネルを軸方向に位置決め及び装着するのに使用されるバネ接続部の概略図。
【図１３】図５に示すバネ装着式空気分配マニホルドにおける隣接するパネルを接続するのに使用される接続ヒンジの拡大斜視図。
【図１４】図６に示すバネ装着式空気分配マニホルドにおいて隣接するパネルの単一のペアのみを接続するのに使用されるＤ型バネピンを有するロックヒンジの拡大斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、アクティブクリアランス制御システム１２として本明細書で例示される熱制御装置を含む航空機ガスタービンエンジン１０の例示的な実施形態が概略的に示されている。エンジン１０は、下流側に直列流れ関係で、ファン１４を含むファンセクション１３、ブースタすなわち低圧圧縮機（ＬＰＣ）１６、高圧圧縮機（ＨＰＣ）１８、燃焼セクション２０、高圧タービン（ＨＰＴ）２２、及び低圧タービン（ＬＰＴ）２４を有している。エンジン軸８の周りに配置された高圧シャフト２６は、ＨＰＴ２２をＨＰＣ１８に駆動可能に接続し、低圧シャフト２８は、ＬＰＴ２４をＬＰＣ１６及びファン１４に駆動可能に接続している。ＨＰＴ２２は、周囲にタービンブレード３４が装着されたＨＰＴロータ３０を含む。
【００２１】
図１〜３を参照すると、圧縮ファン空気サプライ３２は、全体として符号４０で示されたタービンブレード先端クリアランス制御装置に軸方向に延びる空気供給管４２を介して供給される熱制御空気３６の供給源として使用されている。空気供給管４２内に配置された空気弁４４は、通過する熱制御空気の量を制御している。熱制御空気３６は、本明細書において例示されるアクティブクリアランス制御システム１２の例示的な実施形態において空気を冷却する機能を果たす。冷却空気は、ブースタすなわち低圧圧縮機（ＬＰＣ）１６を囲むファンバイパスダクト１５から軸流空気供給管４２を通ってタービンブレードクリアランス制御装置４０のバネ装着式空気分配マニホルド５０へ制御可能に流れている。
【００２２】
バネ装着式空気分配マニホルド５１は、エンジン軸８の周りに囲まれた環状管体として本明細書で例示される環状ヘッダ５０を含む。空気弁４４及び図４に示すタービンブレード先端クリアランスＣＬを制御するために衝突する熱制御空気３６の量は、コントローラ４８によって制御され、該コントローラは、全自動デジタル電子制御（ＦＡＤＥＣ）などのデジタル電子エンジン制御システムとすることができる。ＦＡＤＥＣはまた、必要に応じて、熱制御空気３６の温度を制御することができる。軸流空気供給管４２への空気供給入口１９は、ファン１４の下流側のファンバイパスダクト１５に配置された出口ガイドベーン１７の下流側に位置する。環状ヘッダ５０は、高圧タービン２２の半径方向外側ケーシング６６の周りに円周方向に位置付けられる。
【００２３】
図３及び４Ａを参照すると、符号４０で全体的に示されたタービンブレード先端クリアランス制御装置は、バネ装着式空気分配マニホルド５１の弓状パネル５２の環状列又はフープを含む。弓状パネル５２は、高圧タービン２２の半径方向外側ケーシング６６の周りに円周方向に位置付けられる。各弓状パネル５２は、全体的に円筒環状壁セグメントの形状である弓状パネルベース５８を含む。１又はそれ以上の軸方向に延びる供給パネルヘッダ５４は、パネルベース５８の半径方向外向き接面６２にシール可能に取り付けられ、パネルヘッダ５４とパネルベース５８との間にプレナム５６を形成する。供給パネルヘッダ５４はほぼ箱型である。
【００２４】
パネルヘッダ５４の各々は、Ｔ型取付具６８により分配マニホルド５１の環状ヘッダ５０に接続される。円形の細長いフィードアパーチャ又はスロット６３は、図３に示すように、パネルヘッダ５４内でパネルベース５８を貫通して配置され、図３〜８に示されるように、冷却又は制御空気３６がプレナム５６から複数の噴射管又はチャネル６０に流れることができるようになる。噴射管６０は、弓状パネル５２のパネルベース５８の半径方向内向き接面１８２から半径方向内向きに垂下して該接面上に装着される。噴射管６０は、パネルベース５８に取り付けられた弓状セグメントであり、図３、５、及び７に示すように円周方向端部６７にて閉鎖されシールされる。円形の細長い排気アパーチャ又はスロット６３は、パネルヘッダ５４の間又はその外部でパネルベース５８を貫通して配置され、冷却又は制御空気３６が、ケーシングの冷却後に噴射管又はチャネル６０と高圧タービン２２の半径方向外側ケーシング６６との間から外に排出又は流出できるようになる。
【００２５】
図１１に概略的に例示されるように、バネ装着式空気分配マニホルド５１の例示的な実施形態は、４つのパネル５２を含む。パネル５２の数の制御因子は、高圧タービン２２の外側ケーシング６６上の冷却空気ホーン又はボス１５０の数である。
【００２６】
図４Ａ及び４Ｂには、前方及び後方ケースフック６９，７０によってＨＰＴ２２の半径方向外側ケーシング６６に取り付けられた第１のタービンステータ組立体６４の一部が示されている。ステータ組立体６４は、前方及び後方シュラウドフック７４，７６によって該第１のタービンステータ組立体６４の環状セグメントシュラウド支持体８０に装着されたシュラウドセグメント７７を有する環状セグメントステータシュラウド７２を含む。シュラウド７２は、ロータ３０のタービンブレード３４を囲み、ブレード３４の半径方向外側ブレード先端８２の周りでの流れの漏出を低減するのに役立つ。アクティブクリアランス制御システム１２は、特にエンジン１０の巡航運転中に外側ブレード先端８２とシュラウド７２との間の半径方向ブレード先端クリアランスを最小限にするのに使用される。
【００２７】
小さなタービンブレード先端クリアランスＣＬは低い運転燃料消費率（ＳＦＣ）及びひいては大きな燃料節減をもたらすことは、当該産業分野においては周知である。前方及び後方熱制御リング８４，８６（図４〜５に示すような）は、ブレード先端クリアランスＣＬを最少量のタイムラグ及び熱制御（作動条件に応じた冷却又は加熱）でより効率的に制御するために設けられる。前方及び後方熱制御リング８４，８６は、外側ケーシング６６に取り付けられ、又は外側ケーシング６６と関連付けられ、それぞれのケーシングと一体化され（図４〜５に示すように）、ケーシングにボルト付けされ、又はケーシングに他の方法で締結され、或いは、ケーシングからシール係合して機械的に分離することができる。
【００２８】
図４Ａ、４Ｂ及び５に戻ると、本明細書で記載される前方及び後方熱制御リング８４，８６はまた、擬似フランジとも呼ばれる。高圧タービン２２の半径方向外側ケーシング６６は、高圧タービン（ＨＰＴ）２２を燃焼セクション２０にボルト締結するのに使用される軸方向に離間した前方及び後方ケーシングフランジ８７，８８を含み、低圧タービン（ＬＰＴ）２４はまた、熱制御リングとして用いるか、又は熱制御空気３６を噴射することができる。熱制御リングは、シュラウドセグメント７７を半径方向内向き（及び必要に応じて外向き）に効果的に移動させてブレード先端クリアランスＣＬを調整するための熱制御質量体を提供する。前方及び後方ケースフック６９，７０は、制御リングに衝突する熱空気の変化に対する応答を改善するよう前方及び後方熱制御リング８４，８６又はその近傍の軸線からほぼ半径方向内向きに配置される。
【００２９】
複数の噴射管又はチャネル６０は、第１、第２、第３、及び第４の噴射管又はチャネル９０〜９３を含むものとして例示され、噴射孔１００は、熱制御空気３６（冷却空気）を前方及び後方熱制御リング８４，８６のベース１０２に衝突させ、シュラウドセグメント７７が半径方向内向きに移動してブレード先端クリアランスＣＬを引き締め又は最小限になるように配向されている。ベース１０２は、外側ケーシング６６と中心１０６との間のフィレット１０４の一部である。複数の噴射管又はチャネル６０は、熱制御リングから軸方向に離間して配置されて熱制御リングと半径方向に部分的に同延であり、噴射孔１００を通って注入される熱制御空気３６（冷却空気）によりインピンジメント冷却を促進し増強する。
【００３０】
より詳細には、噴射孔１００は、熱制御空気３６（冷却空気）を前方及び後方熱制御リング８４，８６のフィレット１０４の中心１０６に衝突させ、シュラウドセグメント７７が半径方向内向きに移動してブレード先端クリアランスＣＬを引き締め又は最小限になるように配向されている。第１の噴射管９０は、前方熱制御リング８４の前方で軸方向に配置される。第２の噴射管９１は、前方及び後方熱制御リング８４，８６の間に軸方向に配置され、熱制御空気３６をフィレット１０４の中心１０６に衝突させるように配向された噴射孔１００の２つの円形列９９を有する。第３の噴射管９２は、後方熱制御リング８６の後方で軸方向に配置される。
【００３１】
図５〜７を参照すると、弓状パネル５２は、所定位置にバネ装着され、噴射孔１００が熱制御空気３６をＨＰＴ２２の外側ケーシング６６上の所望の位置に衝突するよう配向されるように複数の噴射管又はチャネル６０を位置付ける。本明細書で記載される所望の位置は、前方及び後方熱制御リング８４，８６のベース１０２である。各弓状パネル５２は、ほぼ円筒環状壁セグメントの形をした弓状パネルベース５８を含む。弓状パネル５２は、半径方向外向き付勢バネ手段１１０によってバネ装着される。半径方向外向き付勢バネ手段１１０は、弓状パネル５２の弓状パネルベース５８と、ＨＰＴ２２の外側ケーシング６６との間に配置されてこれらと接触する。本明細書で記載されるバネ装着式空気分配マニホルド５１の例示的な実施形態は、半径方向外向き付勢バネ手段１１０のための半径方向内向きに曲がる板バネ１１１を提供し、該板バネは、弓状パネル５２のパネルベース５８の半径方向内向き接面１８２上に装着されて、前方及び後方熱制御リング８４，８６及び後方ケーシングフランジ８８と接触する。半径方向湾曲板バネ１１１は、半径方向外向き付勢を提供するので本明細書ではこのように呼ばれる。半径方向湾曲板バネ１１１の３つの軸方向に離間した円形列は、本明細書では、前方、後方、及び第３の列２５０，２５２，２５４として示され、パネルベース５８の半径方向内向き接面１８２に取り付けられる。前方、後方、及び第３の列２５０，２５２，２５４の半径方向湾曲板バネ１１１は、前方及び後方熱制御リング８４，８６の半径方向外側リング面１１４及び後方ケーシングフランジ８８それぞれと係合してこれらを圧縮する。半径方向湾曲板バネ１１１はまた、外側ケーシング６６の他の面と係合してこれらを圧縮する。
【００３２】
図３，５，６，９及び１１を参照すると、弓状パネル５２は、外側ケーシング６６の周りで互いに半径方向に枢動可能に取り付けられ、これにより弓状パネル５２がエンジン軸８に対して限度角度まで半径方向内向き及び外向きに枢動できるようになる。本明細書で記載されるバネ装着式空気分配マニホルド５１の例示的な実施形態は、図１３において更に示される接続ヒンジ１１８を組み込み、隣接する弓状パネル５２を枢動可能に取り付けて弓状パネル５２のフープ１２０を形成する。２つの接続ヒンジ１１８、前方及び後方ヒンジ１１５，１１７は、図５〜７、及び９に示すように、各隣接するペアの弓状パネル５２を接続又は取り付けるのに使用される。
【００３３】
図５〜７及び９を参照すると、各接続ヒンジ１１８は、隣接する弓状パネル５２の時計回り及び反時計回りの端部１３２，１３４にそれぞれ取り付けられた時計回り及び反時計回りのヒンジウィング１２２，１２４を含む。図１３をより具体的に参照すると、時計回り及び反時計回りのヒンジウィング１２２，１２４は、その時計回り及び反時計回りのナックル継手１３８，１４０を通って配置されるヒンジピン１３６によって互いに枢動可能に接続される。本明細書で記載される接続ヒンジ１１８の例示的な実施形態は、時計回りの単一の中心ナックル継手１３８に一体化されたヒンジピン１３６を含む。対向する側部上に位置し且つ時計回りの中心ナックル継手１３８と交互嵌合する２つの離間した反時計回りのナックル継手１４０は、ヒンジピン１３６の周りにループ状になったＪ型フック１９０を含む。組み立て中、弓状パネル５２は、高圧タービン２２の外側ケーシング６６の周りに位置付けられ、ヒンジピン１３６の周りにループ状になったＪ型フック１９０をループにすることによって互いに取り付けられる。
【００３４】
図３、６及び１４を参照すると、組み立て中、図６に示す弓状パネル５２の最後のペア１９２は、ロックヒンジ２１８の隣接する時計回り及び反時計回りのヒンジウィング２２２，２２４それぞれの中空の時計回り及び反時計回りの中空ナックル継手２３８，２４０を通って取り外し可能ヒンジピン２３６を挿入することによって互いに接続又は取り付けられる。このことには、取り外し可能ヒンジピン２３６を中空ナックル継手を通して滑動させるのに十分にそれぞれの時計回り及び反時計回りの中空ナックル継手２３８，２４０を接近させて弓状パネル５２のフープ１２０を形成するのに幾らかの更なる力が必要となる場合がある。このことはまた、前方及び後方熱制御リング８４，８６、後方ケーシングフランジ８８及び弓状パネル５２間で半径方向湾曲板バネ１１１を圧縮してフープ１２０を補剛し、内側及び外側パネル面間の半径方向勾配に起因したパネル平坦化に対する耐性をフープ１２０に提供する。フープ１２０の構造は、ＨＣＦ能力を向上させる調整可能な改善された減衰係数を提供する。バネ装着はまた、熱誘起による低サイクル疲労を低減する。
【００３５】
外向き付勢バネ手段１１０又は半径方向湾曲板バネ１１１は、パネル５２及びフープ１２０の半径方向位置決めを可能にする。円周方向位置決め手段１２６（図５に全体的に示される）及び軸方向位置決め手段１２８（図４Ａ及び４Ｂに全体的に示される）もまた、パネル５２及びフープ１２０に設けることができる。
【００３６】
図５及び９〜１１を参照すると、本明細書で記載されるバネ装着式空気分配マニホルド５１の円周方向位置決め手段１２６の例示的な実施形態は、円周方向に延びる軸方向板バネ１４４を用いてパネル５２及びフープ１２０の円周方向位置決めを提供する。１つのパネル５２当たりに２つの円周方向に離間した円周方向に延びる軸方向板バネ１４４が、弓状パネル５２のパネルベース５８の半径方向外向き接面６２に装着される。本明細書で記載される軸方向板バネ１４４の例示的な実施形態は、略円周方向に延びて高圧タービン２２高圧タービン２２の半径方向外側ケーシング６６の近隣の半径方向に延びる部材１４８を係合する単一の板バネ部材１４６を有する。各半径方向に延びる部材１４８は、弓状パネル５２のパネルベース５８のうちの隣接するパネルベースの各ペア間に円周方向に配置される。半径方向に延びる部材１４８は、半径方向外側ケーシング６６の内部１６２に冷却空気を提供する半径方向に延びる部材１４８としての役割を果たすのに使用されるボス１５０として本明細書で例示される。軸方向板バネ１４４は、板バネ部材１４６の自由端部１６４を含み、ボス１５０における溝又は戻り止め１７０に係合及びスナップ嵌合するよう設計される。軸方向板バネ１４４は、ボス１５０と弓状パネル５２のパネルベース５８との間の予荷重軸力を供給するよう構成される。各ボス１５０は、図１１に示すように弓状パネル５２それぞれの隣接するペア上で軸方向板バネ１４４のペアによって係合される。図４Ａ，４Ｂ，９及び１１を参照すると、本明細書で記載されるバネ装着式空気分配マニホルド５１の例示的な実施形態は、パネル５２及びフープ１２０を軸方向に位置決めして、熱制御空気３６（冷却空気）を前方及び後方熱制御リング８４，８６のフィレット１０４の中心１０６に衝突させるように噴射孔１００が向けられ又は配向されるようにする軸方向位置決め手段１２８を提供する。軸方向位置決め手段１２８は、本明細書では、弓状パネル５２のパネルベース５２の半径方向内向き接面１８２に装着されたバネクランプ又はクリップ１８０の円形列として例示されている。バネクランプ又はクリップ１８０は、ケーシング６０に又はケーシング６０に取り付けられた特徴部もしくはその一部にクリップ止め又はクランプされるように設計されている。
【００３７】
バネクリップ１８０（本明細書ではパネル５２当たりにそのうちの２つが例示される）は、回転防止の目的でパネルベース５８に二重リベット止めすることができる。バネクリップ１８０は、本明細書では、高圧タービン２２の半径方向外側ケーシング６６の擬似フランジ又は熱制御リングのうちの少なくとも１つにクリップされるものとして示されている。バネクリップ１８０は、パネルベース５８に装着又は取り付けられたバネベース１８４を含む。長手方向又は軸方向に離間したバネフィンガー１８６は、バネベース１８４から内向きに垂下し、後方熱制御リング８６として本明細書で記載される前方及び後方熱制御リング８４，８６のうちの１つを係合しクリップする。後方熱制御リング８６は、半径方向外側端部１８７にて面取り部１８８を有し、後方熱制御リング８６へのバネクリップ１８０の取り付けを可能にすることができる。バネクリップ１８０により、弓状パネル５２は、円周方向に滑動して、分配マニホルド５１の組み立て及び高圧タービン２２の外側ケーシング６６への取り付けを可能にすることができるようになる。
【００３８】
本発明は、種々の実施形態、実施例及びその組み合わせに関連して説明してきた。しかしながら、本発明は、添付の請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正形態、変形形態及び拡張形態が可能であることは、当業者には理解されるであろう。
【００３９】
本明細書では本発明の好ましく例示的な実施形態であると考えられるものについて説明してきたが、当業者であれば本発明の他の修正形態が本明細書で記載される教示から明らかなはずである。
【符号の説明】
【００４０】
８  エンジン軸
１０  エンジン
１２  アクティブクリアランス制御システム
１３  ファンセクション
１４  ファン
１５  ファンバイパスダクト
１６  低圧圧縮機（ＬＰＣ）
１７  出口ガイドベーン
１８  高圧圧縮機（ＨＰＣ）
１９  空気供給入口
２０  燃焼セクション
２２  高圧タービン（ＨＰＴ）
２４  低圧タービン（ＬＰＴ）
２６  高圧シャフト
２８  低圧シャフト
３４  タービンブレード
３６  冷却又は制御空気
４０  タービンブレード先端クリアランス制御装置
４２  空気供給管
４４  空気弁
４８  コントローラ
５０  環状ヘッダ
５１  バネ装着式空気分配マニホルド
５４  供給パネルヘッダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
2016027259000001.pdf