(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用媒体ガス流路と、ファンロータディスクおよび該ファンロータディスクから上記作用媒体ガス流路を横切って径方向外方に延びる複数のファンブレードを有するロータリアッセンブリーと、を備えた軸流ロータリ機械における吸気口ノーズコーンアッセンブリーであって、
複合材料によって形成され、内側面と、外側面と、円周方向に延びた第１の位置と、この第１の位置から内周側へ延びたフランジと、を有し、このフランジが上記ファンロータディスクに取り付けられ、かつ上記ファンロータディスクから径方向外方への力が該フランジを介して伝達される吸気口ノーズコーンと、
第１の硬度／質量比を有する複合材料によって形成されるとともに、上記吸気口ノーズコーンと一体をなし、かつ上記第１の位置から片持ち状態に後方に延び、内側面および外側面を有する後部整形板と、
上記後部整形板の第１の硬度／質量比よりも大きい第２の硬度／質量比を有する材料からなり、円周方向に連続した外部リングと、
によって構成され、
上記外部リングは、外側面と、内側面と、を有し、かつこの内側面は、取付面積Ａに亘って上記後部整形板の上記外側面および上記吸気口ノーズコーンの上記外側面に取り付けられており、
動作条件では、吸気口ノーズコーンおよび後部整形板は遠心力を受け、ファンロータディスクは該ファンロータディスクの遠心力に応答して膨張して上記吸気口ノーズコーンの上記フランジに上記径方向外方への力を及ぼし、
上記外部リングは、このフランジを介して伝達された力に、ある分布面積にわたって抵抗できるように、上記第１の位置から第１の長さＬ1だけ前方へ延び、かつ、動作条件下での後部整形板の径方向たわみが該外部リングによって阻止されるように、上記第１の位置から第２の長さＬ2だけ後方へ延びてファンロータディスクに近接しており、また上記外部リングの外側面は、作用媒体ガスがファンブレード内へ円滑に流れるように、上記作用媒体ガス流路の境界となる、ことを特徴とする吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項２】
さらに、予め選択された質量を有する物質によって形成された内部リングを備え、この内部リングは、
面積Ａ１にわたって後部整形板の内側面に取付けられる外側へ向かう第１の面を有する第１の部分と、
面積Ａ2にわたって外部リングの内側面に取り付けられる外側へ向かう第２の面を有する第２の部分と、を有し、
上記動作条件では、上記第１の部分が遠心力に応答して外方に付勢されることで上記内部リングと上記後部整形板との間の上記取付面積Ａ1が圧縮状態となり、上記第２の部分が遠心力に応答して外方に付勢されることで、上記内部リングと上記外部リングとの間の上記取付面積Ａ2が圧縮状態となる、ことを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項３】
上記内部リングは円周方向に連続しており、かつ上記外部リングの第２の硬度／質量比より小さい第３の硬度／質量比を有し、
上記内部リングにおける質量特性および硬度／質量比特性によって、上記第１、第２の部分と上記後部整形板および上記外部リングとの間で、上記ロータリ機械の通常の動作条件下での回転速度において、上記内部リングが所定の圧縮力よりも大きな圧縮力を与えることがないことを特徴とする、請求項２に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項４】
上記後部整形板が上記第１の位置から長さＬ3だけ後方に延び、上記外部リングが後方に延びる上記の長さＬ2が、上記長さＬ3の少なくとも２倍であり、
上記内部リングは、上記第１の部分から上記第２の部分へと外方に傾斜している第３の部分を有し、
上記内部リングの上記第１の部分および上記第２の部分は互に径方向に離間するとともに、後部整形板および外部リングに各々接合した関係にあることを特徴とする、請求項３に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項５】
上記後部整形板が上記第１の位置から長さＬ3だけ後方に延び、上記外部リングが後方に延びる上記の長さＬ2が、上記長さＬ3の少なくとも２倍であり、
上記内部リングは、上記第１の部分から上記第２の部分へと外方に傾斜している第３の部分を有し、
上記内部リングの上記第１の部分および上記第２の部分は互に径方向に離間するとともに、後部整形板および外部リングに各々接合した関係にあることを特徴とする、請求項２に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項６】
上記外部リングの前方への上記長さＬ1が後方への上記長さＬ2以上であり、
上記長さＬ1は、ノーズコーンおよび後部整形板にフランジから作用する力に抵抗する領域まで外部リングが延びるように前方へ延びており、上記動作条件下で、上記後部整形板を介して長さＬ2にわたり外部リングに作用する力を減少させて後部整形板における歪を減少させることを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項７】
上記外部リングの前方への上記長さＬ1が後方への上記長さＬ2以上であり、
上記長さＬ1は、ノーズコーンおよび後部整形板にフランジから作用する力に抵抗する領域まで外部リングが延びるように前方へ延びており、上記動作条件下で、上記後部整形板を介して長さＬ2にわたり外部リングに作用する力を減少させて後部整形板における歪を減少させることを特徴とする、請求項２に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項８】
上記外部リングの前方への上記長さＬ1が後方への上記長さＬ2以上であり、
上記長さＬ1は、ノーズコーンおよび後部整形板にフランジから作用する力に抵抗する領域まで外部リングが延びるように前方へ延びており、上記動作条件下で、上記後部整形板を介して長さＬ2にわたり外部リングに作用する力を減少させて後部整形板における歪を減少させることを特徴とする、請求項３に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項９】
上記外部リングの前方への上記長さＬ1が後方への上記長さＬ2以上であり、
上記長さＬ1は、ノーズコーンおよび後部整形板にフランジから作用する力に抵抗する領域まで外部リングが延びるように前方へ延びており、上記動作条件下で、上記後部整形板を介して長さＬ2にわたり外部リングに作用する力を減少させて後部整形板における歪を減少させることを特徴とする、請求項４に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１０】
上記外部リングは、ガラス繊維材料の少なくとも２つの層と、このガラス繊維材料の層の少なくとも一部の間に配置されたカーボン繊維材料と、から形成され、
上記カーボン繊維材料は、円周方向に延びたカーボンファイバーを有し、
上記外部リングは、上記ガラス繊維材料およびカーボン繊維材料のまわりに配置されたエポキシ樹脂を有することを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１１】
上記外部リングは、ガラス繊維材料の少なくとも２つの層と、このガラス繊維材料の層の少なくとも一部の間に配置されたカーボン繊維材料と、から形成され、
上記カーボン繊維材料は、円周方向に延びたカーボンファイバーを有し、
上記外部リングは、上記ガラス繊維材料およびカーボン繊維材料のまわりに配置されたエポキシ樹脂を有することを特徴とする、請求項２に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１２】
上記外部リングは、ガラス繊維材料の少なくとも２つの層と、このガラス繊維材料の層の少なくとも一部の間に配置されたカーボン繊維材料と、から形成され、
上記カーボン繊維材料は、円周方向に延びたカーボンファイバーを有し、
上記外部リングは、上記ガラス繊維材料およびカーボン繊維材料のまわりに配置されたエポキシ樹脂を有することを特徴とする、請求項３に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１３】
上記内部リングは、ガラス繊維材料から形成されているとともに、該内部リングの内径のまわりに配置されているケブラー繊維材料の少なくとも１つの層を有し、かつ上記ガラス繊維材料およびケブラー繊維材料のまわりに配置されたエポキシ樹脂を有することを特徴とする、請求項２に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１４】
上記内部リングは、ガラス繊維材料から形成されているとともに、該内部リングの内径のまわりに配置されているケブラー繊維材料の少なくとも１つの層を有し、かつ上記ガラス繊維材料およびケブラー繊維材料のまわりに配置されたエポキシ樹脂を有することを特徴とする、請求項３に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１５】
上記外部リングが接着媒体によって吸気口ノーズコーンと後部整形板に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１６】
上記内部リングの上記第１の面が接着媒体によって後部整形板の内側面に取り付けられ、上記内部リングの上記第２の面が接着媒体によって外部リングの内側面に取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１７】
上記外部リング用の上記接着媒体が、エポキシ接着剤ペーストと、スクリムで支持したエポキシ接着剤フィルムと、を含むグループから選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１８】
上記内部リング用の上記接着媒体が、エポキシ接着剤ペーストと、スクリムで支持したエポキシ接着剤フィルムと、を含むグループから選択されることを特徴とする、請求項１６に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項１９】
上記吸気口ノーズコーンは、円周方向に沿って配列された複数の穴を有し、吸気口ノーズコーンの内側面が吸気口ノーズコーンの外側面と流体的に連通していることを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項２０】
上記吸気口ノーズコーンが円周方向に沿って離間した複数の穴を有し、かつ、この吸気口ノーズコーンの穴と整列して、上記外部リングが円周方向に沿って離間した複数の穴を有することを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項２１】
上記フランジは、上記ファンロータディスクにボルト締めされていることを特徴とする、請求項１に記載の吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【請求項２２】
吸気口ノーズコーンアッセンブリーの離層を修復するためのキットであって、上記吸気口ノーズコーンアッセンブリーが、複合材料によって形成された吸気口ノーズコーンと、第１の硬度／質量比を有する材料から形成されるとともに上記吸気口ノーズコーンと一体をなしかつ該吸気口ノーズコーンから片持ち状に延びる後部整形板と、円周方向に延びた第１の位置と、この第１の位置から内周側へ延びたフランジと、を備えてなるものにおいて、
上記後部整形板の第１の硬度／質量比よりも大きい第２の硬度／質量比を有する材料からなる外部リングであって、円周方向に連続しているとともに、上記第１の位置から第１の長さＬ1だけ前方へ延び、かつ上記第１の位置から第２の長さＬ2だけ後方へ延びた外部リングと、
上記外部リングの第２の硬度／質量比以下である第３の硬度／質量比を有する材料から形成された内部リングであって、第１の面と、第２の面と、これら第１，第２の面を接続する傾斜した面と、を備えた円錐台形をなし、上記第１の面が面積Ａ1に亘って後部整形板に接触し、上記第２の面が面積Ａ2に亘って外部リングに接触する内部リングと、
を備えてなり、
取付状態においては、上記内部リングの質量特性および硬度／質量比特性によって、上記第１、第２の面と上記後部整形板および上記外部リングとの間で、ロータリ機械の通常の動作条件下での回転速度において、上記内部リングが所定の圧縮力よりも大きな圧縮力を与えることがない、ことを特徴とする、吸気口ノーズコーンアッセンブリーの修復キット。
【請求項２３】
軸流ロータリ機械の吸気口ノーズコーンアッセンブリーを修復するための方法であって、上記吸気口ノーズコーンアッセンブリーは、吸気口ノーズコーンと、第１の硬度／質量比を有するとともに軸方向長さＬｄで離層が生じた後部整形板と、円周方向に延びた第１の位置と、フランジと、を有するものにおいて、
（ａ）離層の軸方向長さＬｄよりも長い長さＤ1だけ後部整形板の後縁を除去するステップと、
（ｂ）吸気口ノーズコーンと後部整形板の表面を研磨するステップと、
（ｃ）接着媒体を上記吸気ノーズコーンと後部整形板とに塗布するステップと、
（ｄ）上記後部整形板の第１の硬度／質量比よりも大きい第２の硬度／質量比を有する材料から外部リングを形成するステップであって、上記外部リングが、上記第１の位置から長さＬ1だけ前方へ延び、長さＬ2だけ後方へ延びるように形成するステップと、
（ｅ）上記外部リングを吸気口ノーズコーンと後部整形板とに接合するステップと、
（ｆ）上記接着媒体を硬化させるために所定の時間放置するステップと、
（ｇ）接着媒体を後部整形板の内側面と外部リングの内側面とに塗布するステップと、
（ｈ）上記外部リングの第２の硬度／質量比以下である第３の硬度／質量比を有する材料から内部リングを形成するステップであって、上記内部リングは、第１の面を有する第１の部分と、第２の面を有する第２の部分と、これらの第１の面と第２の面とをつなぐように上記第１の部分から上記第２の部分へと外方に傾斜する第３の部分と、を有し、上記第１の面が面積Ａ1に亘って上記後部整形板に接触し、上記第１の面から径方向に離間した上記第２の面が面積Ａ2に亘って上記外部リングに接触するようにしたステップと、
（ｉ）上記内部リングを後部整形板と外部リングとに接合するステップと、
（ｊ）上記接着媒体を硬化させるために所定の時間放置するステップと、
を備えたことを特徴とする、吸気口ノーズコーンアッセンブリーの修復方法。
【請求項２４】
作用媒体ガス流路と、ファンロータディスクおよび該ファンロータディスクから上記作用媒体ガス流路を横切って径方向外方に延びる複数のファンブレードを有するロータリアッセンブリーと、を備えた軸流ロータリ機械における吸気口ノーズコーンアッセンブリーであって、
複合材料によって形成され、内側面と、外側面と、円周方向に延びた第１の位置と、この第１の位置から内周側へ延びて上記ファンロータディスクに取り付けられるフランジと、上記内側面と上記外側面とを流体的に連通するように円周方向に沿って配列された複数の穴と、を有する吸気口ノーズコーンと、
複合材料によって形成されるとともに、上記吸気口ノーズコーンと一体をなし、かつ作用媒体ガスが上記ファンブレードに円滑に流入するように上記第１の位置から片持ち状態に後方に延び、内側面および外側面を有する後部整形板と、
上記後部整形板の硬度／質量比よりも大きい硬度／質量比を有するカーボン繊維材料からなり、円周方向に連続するとともに、内側面および外側面を有し、かつ上記吸気口ノーズコーンの上記穴と整列した円周方向に沿って配列された複数の穴が設けられた外部リングと、
ガラス繊維材料の間にケブラー繊維材料が配置されてなる上記外部リングの硬度／質量比よりも小さな硬度／質量比の材料から形成されているとともに、第１の面と、第２の面と、上記第１の面から上記第２の面へと角度をもって延びる傾斜面と、を備えた円錐台形をなす連続した内部リングと、
によって構成され、
上記外部リングの内側面は上記後部整形板の上記外側面および上記吸気口ノーズコーンの上記外側面に接着媒体によって取り付けられており、上記外部リングは、上記第１の位置から第１の長さＬ1だけ前方へ延び、かつ、後部整形板の径方向たわみが該外部リングによって阻止されるように、上記第１の位置から第２の長さＬ2だけ後方へ延びて上記ファンロータディスクに近接しており、
上記内部リングの上記第１の面は、動作条件下で上記後部整形板と上記外部リングとの間の接着部が圧縮状態となるように、後部整形板の内側面に接着されており、上記内部リングの上記第２の面は、動作条件下で該第２の面と上記外部リングとの間の接着部が圧縮状態となるように、外部リングの内側面に接着されている、ことを特徴とする吸気口ノーズコーンアッセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンエンジンのような軸流回転機械に係り、特にターボファンエンジンのようなガスタービンエンジン用の吸気口ノーズコーンアッセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボエンジンは、大きな航空機の動力装置に最も広く使用されている。典型的なターボファンエンジンは、圧縮部，燃焼部およびタービン部を有する。作用ガス媒体用の円環状の一次流路は、圧縮部，燃焼部およびタービン部を通して伸びる。円環状の二次流路は一次流路の径方向内方に配置されている。
【０００３】
圧縮部は低圧力コンプレッサと高圧力コンプレッサを含んでいる。低圧力コンプレッサは、複数のステージを持っており、その第１のステージはファンステージとして知られている。
【０００４】
ファンダクトは、低圧力コンプレッサのまわりに円周方向に伸び、第２の流路と境界を形成する。作用媒体ガスは１次および２次流路に沿ってエンジン内に吸引される。
【０００５】
ガスはファンステージと低圧力コンプレッサを通り、低圧力コンプレッサは、ガスが圧縮され温度が上昇する。ガスの一部は、２次流路を通してファンダクトの内方に流れ、低圧力コンプレッサの後者のステージを通しては流れない。
【０００６】
公知のターボファンエンジンによって発生される大きな割合のスラストは、ファンダクトを通して通過するガスによって発生される。エンジンコアを通して流れるガスに対する、ファンダクトを通して流れるガスの比率はバイパス比として知られている。バイパス比は、動力プラントの特性仕様に従って、各個々のエンジンモデルに対して異なる値である。大きな商業的ターボファンエンジンにおいては、６．５対１と高いものである。
【０００７】
作用媒体ガスを圧縮するにあたってファンステージが効率的に動作するために、ガスは最小の摂動でファンステージに円滑に入らなければならない。この円滑な空気流を達成するために、吸気口ノーズコーンがファンステージに取り付けられ、作用媒体ガスがファンステージ内に徐々に向かう。
【０００８】
吸気口ノーズコーンは、一般に、重量を減らすために、軽量複合材料で造られ、航空機動力プラントに対して重要な考慮がとられている。航空機動力プラント、例えばターボファンエンジンは、航空機を飛行させるのに充分な動力を発生しなければならない。航空機が軽ければ軽いほど、その取り付けられたエンジンは航空機を飛行させるのに必要な動力量が小さくなる。
【０００９】
従って、吸気口ノーズコーンの重量を減らすと、飛行に必要な動力が小さくなる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
吸気口ノーズコーンを長い間使用すると、吸気口ノーズコーンの後部（これは後部整形板として知られている）が、径方向に歪むことになる。後部が連続的に歪むと、特に吸気口ノーズコーンが操作中に損傷を受け、又は異物がエンジン内に入った場合に、複合材料が隣接する層から離層つまり分離することになる。吸気口ノーズコーンのこれらの片は、エンジンの１次流路内に取り込まれ、エンジン性能を低下させることになる。離層によって、もちろん、エンジンの性能に悪影響を及ぼす作用媒体ガスの流路に乱れが生じ、吸気口ノーズコーンの効果が減少される。
【００１１】
この問題を解決するために、いくつかのアプローチ（試み）が使用されている。一つのアプローチは、吸気口ノーズコーンの離層した後部のまわりに繊維状ガラスを巻くことである。この処理は、吸気口ノーズコーンの損傷許容範囲を増加させ、横方向の強さを増す。この処理は、吸気口ノーズコーンに対する損傷を修復するけれども、将来起り得る離層を減らすものではない。修復された吸気口ノーズコーンは依然として将来における離層にさらされ得る。
【００１２】
他のアプローチは、一体に結合し直すために分離した複合材料の間にレジンを注入し、本来の構造に修復させることである。この処理によれば、分離の進行が遅らされかつ離層した複合材料層が一体に結合される。しかしながら、離層が将来において起り得る。
【００１３】
さらに他のアプローチは、フランジと後部における材料を置き換え、操作や異物損傷に対して後部整形板を保護するために、後部整形板のまわりに少なくとも一つの繊維状ケブラー材料を設けることである。この処理によれば、発生した損傷が修復され、複合吸気口ノーズコーンの後部整形板が強化され、かつ応力が減らされる。繊維状ケブラー材料は後部整形板の複合材料に張力を及ぼす。張力は複合材料の層間の結合に応力を与え、離層を導くとともに、防止すべき大きな問題を導く。
【００１４】
上述の従来技術にも拘わらず、出願人の譲受人の指示に基づく科学者達と技術者達は、吸気口ノーズコーンを強化し、又は離層している複合吸気口ノーズコーンを修復するための別の処理を発展させることを探求している。
【００１５】
本発明の目的は、エンジンの効率を上昇させることができるとともにエンジンの価格を低減させることができる吸気口ノーズコーンを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、吸気口ノーズコーンから片持ちされた形で延びる後部整形板を有する複合材料で形成された吸気口ノーズコーンは、さらに、後部整形板を取り巻く円周状に連続する外部リングを含み、この外部リングは、径方向ゆがみに対して束縛するために、後部整形板よりも、高い強度を有する。
【００１７】
本発明の一実施例によれば、内部リングが、吸気口ノーズコーンの後部整形板の内側面と外部リングの内側面とに取り付けられている。
【００１８】
本発明の詳細な実施例によれば、外部リングは、吸気口ノーズコーンの後部整形板に取り付けられる一片の部品であり、かつフランジにまたがっている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、ターボファンガスタービンエンジン１０が透視図で示されている。エンジン１０は、低圧力コンプレッサ２０，高圧力コンプレッサ２５，燃焼器３０，高圧力タービン３５および低圧力タービン４０を含む。また、エンジンは、作用媒体ガス用の１次流路４５と２次流路５０を持っている。
【００２０】
低圧力コンプレッサ２０は、ファン部５５，内部ファンケース６０，および外部ファンケース６５を含んでいる。内部ファンケース６０は、１次流路４５のまわりに円周方向に延び、その最外側部分で流路の境界を形成する。２次流路５０は、ファン部５５を通して１次流路４５の径方向外方に延び、外部ファンケース６５によってその最外側部で境界付けされる。
【００２１】
図２は、本発明の吸気口ノーズコーンアッセンブリー７０の一実施例の断面部分図を示す。アッセンブリーは、円周方向に延びた第１の位置８０と円周方向に配置されたベントホール８５を有する吸気口ノーズコーン１５を、含んでいる。また、アッセンブリー７０は、外部リング９０，フランジ１００，および後部整形板１０５を含んでいる。バブルエアシール１１０は後方に延び、ファンブレード１１５とファンロータディスク１２０とを含むファン部５５の一部が仮想線で示されている。フランジ１００は、吸気口ノーズコーン１５の上記の円周方向に延びた第１の位置８０から、径方向内方に延びる。フランジ１００はファンロータディスク１２０に取り付けられている。
【００２２】
後部整形板１０５は、吸気口ノーズコーン１５と一体に形成され、円周方向に延びた第１の位置８０からファンロータディスク１２０の近くにまで片持ち状態で後方に延びる。吸気口ノーズコーン１５と後部整形板は第１の硬度／質量比を有する複合材料によって構成されている。バブルエアシールは、後部整形板１０５の下に位置し、ファンブレード１１５と突き合せ接合する。
【００２３】
外部リング９０は、円周方向に延びた第１の位置８０から前方へ第１の長さＬ１だけ延び、円周方向に延びた第１の位置８０から、ファンロータディスク１２０の近くまで、第２の長さＬ２だけ後方へ延びる。外部リング９０は後部整形板１０５と吸気口ノーズコーン１５を完全に取り囲む。外部リング９０は、ガラス繊維の２つの層間に配置されたカーボン繊維材料の少なくとも一つの層で作られており、双方の層はエポキシレジンによって共に接合されているいる。外部リングは、後部整形板１０５と吸気口ノーズコーン１５の硬度／質量比よりも大きい第２の硬度／質量比を持っている。材料のこの組合せ用の適切な材料の例としては、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｉｖｅｒｍｏｒ，ＣａｌｉｆｏｒｎａのＴ６Ｃ１４５カーボン繊維材料、１２０−３８繊維材料、Ｆ−２６３エポキシレジンがある。
【００２４】
図３と４を参照すると、修復された吸気口ノーズコーンアッセンブリー７０が示されている。修復された吸気口ノーズコーンアッセンブリーは、短くなった後部整形板１０５を含んでおり、その長さＬ３は、改良されていない後部整形板１０５の長さよりも短い。外部リングの長さＬ２は後部整形板の長さＬ３よりも少なくとも２倍以上である。間隔Ｄ１は、改良された後部整形板のフランジ端部１００からの間隔であり、間隔Ｄ２は改良されていない後部整形板の間隔である。
【００２５】
また、図３，図４の吸気ノーズコーンアッセンブリーは、図２において述べた部品に加えて、内部リング１２５を含んでいる。内部リング１２５は、第１の面１３０を有する第１の部分と、第２の面１３５を有する第２の部分を持つ円錐台形である。内部リング１２５は、第１の部分から第２の部分へと外方に傾斜した第３の部分１３７を有し、第１の部分と第２の部分は互に径方向に離間されているとともに、後部整形板と外部リング９０とに各々ぴったりと接合する関係にある。第１の面１３０は後部整形板１０５に取り付けられ、第２の面１３５は外部リング９０に取り付けられている。内部リング１２５はファンブレード１１５の近くまで延びる。バブルエアシール１１０は内部リング１２５の第１の面１３０の下に位置する。内部リング１２５は、ケブラー材料の内部層を有するガラス繊維層によって作られている。内部リングは、外部リング９０の第２の硬度／質量比以下である第３の硬度／質量比を持っている。材料の組合せに適した材料の例としては、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｉｖｅｒｍｏｒ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａによる１２０−３８ガラス繊維材料、Ｋ２８５ケブラー物質、およびＤ−１２６エポキシレジンである。
【００２６】
エンジンの動作中に、作用媒体ガスはエンジン内に吸引される。ガスがファンステージに近づくにつれて、ガスは吸気口ノーズコーン１５の輪郭のまわりに流される。ガスはファン部５５において圧縮される。作用媒体ガスの大部分は２次通路５０内に流され、かつ大気中に吐出される。作用媒体ガスの残りは、低圧力コンプレッサ２０内の１次通路に流れ、さらに圧縮される。
【００２７】
それから、ガスは、高圧力コンプレッサ２５に入り、再び圧縮され、作用媒体ガスの温度と圧力を上昇させる。ガスは、燃焼器３０内に流され、燃料と混合され燃焼される。熱ガス混合物は高圧力タービン３５内に流され、仕事がガス混合物から抽出される。高圧力タービン３５はこの仕事を高圧力コンプレッサ２５に伝達する。それから、ガスは低圧力タービン４０に流され、さらに有用な仕事がガスから抽出される。低圧力タービンは仕事を低圧力コンプレッサ２０とファン部５５に伝達する。最後に、ガスは大気中に吐出される。
【００２８】
ノーズコーンアッセンブリー７０はファンディスク１２０と共にエンジンの回転軸のまわりに回転させられる。外部リングを持たないアッセンブリーにおいては、ノーズコーン１５の後部整形板１０５は、エンジン動作中に、遠心力に応じて、径方向にたわむ。ノーズコーンアッセンブリーが、操作又は異物による損傷を持っていれば、連続する径方向のたわみによって、後部整形板１０５の複合材料層の離層が生じる。
【００２９】
この離層を修復するための方法は、次の如くである。まず、後部整形板１０５の後縁の一部、つまり離層の軸方向長さを越える長さＤ１が除去される。
【００３０】
次に、後部整形板１０５と吸気口ノーズコーン１５の面が研磨される。接着媒体（例えば、Ｄｅｘｔｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｙｓｏｌ  Ｄｉｕｉｓｉｏｎ  Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ  ＣＡ９４５６５によるＥＡ−９３９４エポキシレジン接着剤）が吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５に供給される。外部リング９０が吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５とに組み合わされ、外部リング９０は、円周方向に延びた第１の位置８０から第１の長さＬ１だけ前方へ延び、第２の長さＬ２だけ後方に延びてファンロータディスクの近くまで延びる。接着媒体はある時間の経過によって硬化する。次に接着媒体が外部リング９０の内面と後部整形板１０５の内面に供給される。内部リング１２５が後部整形板１０５と外部リング９０とに組み合わされる。接着媒体はある時間の経過によって硬化する。エポキシレジンによるスクリムも接着材料として使用される。
【００３１】
本発明の特別な実施例は、外部リング９０を持たないノーズコーン１５を有するノーズコーンアッセンブリーを改良するために使用できる。処理は次のステップに従って行われる。まず、吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５の面が研磨される。接着媒体例えば前述したものの一つが吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５とに供給される。外部リング９０が吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５とに組み合わされ、外部リング９０は、円周方向に延びた第１の位置８０から第１の長さＬ１だけ前方へ延び、第２の長さＬ２だけ後方に延びてファンロータディスク１２０の近くまで延びる。接着媒体は適正な時間でもって硬化させる。
【００３２】
本発明の他の詳細な実施例は、たわんだ複合吸気口ノーズコーン１５用の修復キットを含んでいる。修復キットは外部リング９０と内部リング１２５を含んでいる。外部リング９０は、後部整形板１０５よりも高い硬度／質量比を有する、外的な支持を持たずにそれ自体で立っているカーボン繊維とガラス繊維材料の組合せによって構成されている。内部リング１２５は、外部リング９０よりも低い硬度／質量比を持っているが後部整形板１０５よりも高い硬度／質量比である、ケブラー繊維およびガラス繊維材料の組合せによって構成されている。外部リング９０の高い硬度／質量比によって本発明の利点が得られる。
【００３３】
第１に、高い硬度／質量比によって、外部リング９０は径方向たわみがないので、外部リングが後部整形板１０５の径方向たわみを抑制できる。
【００３４】
第２に、外部リング９０の硬度／質量比特性によって、後部整形板１０５又は吸気口ノーズコーン１５に比べて薄い断面形状であるけれども、後部整形板を束縛することができる。このことは、改良によって再利用されるノーズコーンアッセンブリーにおいて、特に重要である。薄い形状は、吸気口ノーズコーンアッセンブリーの重力の中心をそれ程変化させるものではなく、かつ吸気口ノーズコーンに及ぼされる遠心力の分布を増すものでもない。また、吸気口ノーズコーン１５に比べて外部リング９０の薄い形状は、吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５のまわりの流路を円滑にする。
【００３５】
本発明の他の利点は、内部リング１２５および外部リング９０の接着剤がエンジン動作中に圧縮状態にあることである。内部リング１２５の圧縮力は、外部リング９０に比べて、内部リング１２５の硬度／質量比が低いことによる。外部リング９０によって及ぼされる圧縮力は、吸気口ノーズコーン１５と後部整形板１０５とに比べた、外部リング９０の硬度による。接着剤による接合は、張力時に小さいことを示すのに比べて、圧縮力を受けることで最も大きな強度を示す。外部リングと内部リングは、接着剤を、該接着剤の最大の強度が使用できる状態に保つ。質量（つまり実施例の質量特性）は、該質量が所要の圧縮力を供給することを確実にするために調節される。
【００３６】
内部リングは円周方向に連続であっても連続でなくてもよい。円周方向に連続である内部リングを有することについての利点がある。硬度／質量比は、正常運転中に経験される回転速度の全範囲にわたり、上記の力を確実に許容値内に保つ。
【００３７】
本発明の他の特殊な利点は、径方向の力の分配がファンロータディスク１２０からフランジ１００を通して伝達されることである。エンジンの動作中に、ファンロータディスク１２０に径方向の力が発生しフランジ１００に印加される。外部リング９０の位置はこの力を分配するのを助ける。外部リング９０は、円周方向に延びた第１の位置８０から後方へ延びる第２の長さよりも、円周方向に延びた第１の位置８０から前方へ延びる第１の長さの方が長い。この大きな長さは、フランジ１００を介してフランジ１００に印加される力を分配することを助けるとともに、後部整形板を介して取り出される力を減少させる。
【００３８】
本発明は詳細な実施例について開示されているけれども、種々な変化が、発明の精神と範囲から逸脱することなく可能であることは、当業者にとって理解されるものである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の主な特徴は後部整形板を有する吸気口ノーズコーンである。他の特徴は吸気口ノーズコーンから径方向内方に伸びるフランジである。フランジは隣り合うエンジン構造に取り付けられている。他の特徴は、後部整形板と吸気口ノーズコーンを取り巻く外部リングである。一つの詳細な実施例において、２つの面を有する円錐台形によって構成されている内部リングを特徴とする。第１の面は後部整形板の内側面に接合され、第２の面は外部リングの内側面に接合されている。
【００４０】
本発明の主たる利点は、作用媒体ガスの円滑な流路により、エンジン効率が向上することである。本発明の他の利点は、後部整形板を取り囲む外部リングを有する複合吸気口ノーズコーンにより、エンジンのコストが減少することである。外部リングは、離層の発生を減少させ、後部整形板に、動作条件下で圧縮力を印加し、吸気口ノーズコーンの耐久力を増す。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】  ターボファンエンジンの断面図。
【図２】  本発明の複合吸気口ノーズコーンの断面図。
【図３】  修復された複合吸気口ノーズコーンの断面図。
【図４】  図３に示されている修復された吸気口ノーズコーンの拡大側面図。
【符号の説明】
１０…ターボファンガスタービンエンジン
１５…吸気口ノーズコーン
２０…低圧力コンプレッサ
２５…高圧力コンプレッサ
３０…燃焼機
３５…高圧力タービン
４０…低圧力タービン
４５…１次流路
５０…２次流路
５５…ファン部
６５…ファンケース
７０…吸気口ノーズコーン
９０…外部リング
１０５…後部整形板
１１０…バブルエアシール
１１５…ファンブレード
１２０…ファンロータディスク
１２５…内部リング
１３０…第１の面
１３５…第２の面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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