JP5951494B2 - 独立制御を備えた可変ピッチステータ翼の段を有するタービンエンジン - Google Patents

Description

本発明は、ケーシングを同軸で取り囲み、クランクアームによって可変ピッチ翼に接続されたアクチュエータリングによって制御される前記可変ピッチ翼を有する少なくとも１つのステータ段を収容する前記ケーシングを備えるタービンエンジンに関する。本発明は、より詳細には、そのようなアクチュエータリングの個別制御に関する。本発明は、特に、航空機ジェットの分野、より詳細にはそのようなジェット内の圧縮機に適用する。

上記で明記された種類のタービンエンジンでは、圧縮機ステータには、流路内で向きが調整可能である可変ピッチノズル翼の少なくとも１つの段が取り付けられる。したがって、翼の迎え角が、前記リングの移動を制御するサーボ制御システムにより、航空機の作動状態に応じて制御され得る。

欧州特許第０５２７５９３号明細書

航空機においては、可変ピッチ翼のピッチを変更するための関係性はますます複雑になってきており、可変ピッチ翼を段ごとに制御できることがより望ましくなるほどである。その結果、複雑であり、高価であり、かさばり、また重量がある伝動リンケージに関連付けられた一般的なアクチュエータを用いた作動は、あまり望ましいものではなくなってきている。

特許文献の欧州特許第０５２７５９３号明細書は、アクチュエータリングを駆動するように適合された線形電気モータ構造を説明している。説明されているシステムは、アクチュエータリングの外側に半径方向に位置する電気誘導要素を利用する。これらの誘導要素はボリュームがあり、ケーシングの内側の有効空間に組み込むことは難しい。加えて、アクチュエータリングは、特にリングとこれを支持するケーシングとの間の（温度の上昇による）直径の変化の可能性を考えたとき、満足のいく方法で心出しされない。

本発明は、上記の問題すべてを解決することを可能にする。

より具体的には、本発明は、ケーシングを同軸で取り囲むアクチュエータリングによって制御される可変ピッチ翼を有する少なくとも１つのステータ段を収容する前記ケーシングを備えるタービンエンジンであって、リングが、前記ケーシングの軸を中心にしてだけで回転移動させられ、クランクアームによって前記可変ピッチ翼に接続されている、タービンエンジンにおいて、前記アクチュエータリングが、概ねアクチュエータの形態の、シリンダおよびロッドを形成する２つの部分を備える少なくとも１つの隣接する特定の駆動ユニットに結合され、この部分の一方が前記ケーシングに蝶着され、他の部分が、前記リングの横方向の延長部に蝶着されることを特徴とする、タービンエンジンを提供する。

「特定の駆動ユニット」という用語は、一般的にそうであるように、タービンエンジンが、可変ピッチ翼が取り付けられた複数のステータ段を含む場合、各アクチュエータリングが、実際に他方から独立的して作動されることを意味するために使用される。このタイプの制御は、リングごとに少なくとも１つ、好ましくは２つの駆動ユニットを含む。そのような駆動ユニットは小型のものであり、アクチュエータリングにできる限り近づけて置かれ、それにより、リングと駆動ユニットの間を直接蝶着することによってシステムが単純化および軽量化される。複数の駆動ユニットをケーシングの周りに分散させることがより容易であり、半径寸法が大きく、重量があり、また複雑化された機構によってさまざまなリングに接続された単一の高出力の駆動ユニットに比べて、各ユニットは、１つだけのリングを作動させるのに十分な平均出力を有する。加えて、上記で述べられたように、各アクチュエータリング（したがって可変ピッチ翼の各段）を、他方から独立して制御する能力それ自体が、ターボジェットの作動状態に対する良好な制御に有利である。

簡単かつ有利な方法では、アクチュエータを形成する駆動ユニットのロッドは、前記アクチュエータリングの中央平面に対して平行な平面内に位置する軸に沿って延びる。たとえば、ロッドはリングに蝶着され、前記シリンダは前記ケーシングに蝶着される。

簡単な方法では、前記横方向の延長部はフォークを含み、ロッドの一方の端部は、前記ケーシングの軸に対して平行な軸を中心にして前記フォークに蝶着される。

好ましくは、シリンダは、前記ケーシングに固定されたフォークに蝶着される横方向のタブを含む。そうではあるが、逆の構成も可能である。

非常に有利な特性によれば、アクチュエータは線形動作の電気モータタイプのものである。たとえば供給者「Ｃｏｐｌｅｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｃｏｒｐ」によって開発されたような非接触タイプのリニアモータを使用することが可能である。例として、参照番号ＸＴＢ３８１０を有するモータを使用することが可能である。このモータは、シリンダが約７５ｍｍのストロークに対して１２２ミリメートル（ｍｍ）の長さを有する小型のものであることから便益を得る。

好ましくは、このまたは各アクチュエータリングは、実質的に直径方向に向かい合う、上記で述べられた隣接する特定の２つの駆動ユニットに結合される。

単に例としてあげられ、かつ添付の図を参照してなされた、本発明の原理によるタービンエンジンの以下の説明に照らして、本発明はより良好に理解されることが可能であり、その他の利点がより明確に明らかになる。

本発明の可変ピッチ翼の制御システムが取り付けられたタービンエンジンの部分的斜視図である。

図１を参照すると、タービンエンジン１１の一部、より具体的には、少なくとも１つのロータホイール（図示せず）と、可変ピッチ翼１６のリングを有する少なくとも１つのステータ段１４とを収容するケーシング１２が見られ得る。これらの翼は、ケーシング１２を同軸で取り囲むアクチュエータリング１８によって制御される。ケーシングが圧縮機を取り囲む場合、これは、図示されるようなロータホイールおよびステータ段１４を各々が備えるいくつかの圧縮段を収容する。本発明では、少なくとも１つ、好ましくはいくつかのステータ段が、互いに独立して制御される。この目的のため、所与のステータ段の可変ピッチ翼には、ケーシング１２の壁を貫通して半径方向に画定される円滑な軸受２４を通り抜けるピボット２２が設けられる。これらのピボットの各々は、ケーシングを同軸で取り囲む共通のアクチュエータリング１８に、クランクアーム２６によって蝶着される。リングは、ケーシングの軸Ｘを中心にしてだけ回転移動させられる。この目的のため、ケーシングは、リング１８の縁の両側に環状に延びる誘導レールセグメント２８を有する。リングは、レール上の横方向リブ３１と係合する溝付きホイール３０を担持する。上記で説明された構成は知られているものである。

本発明の重要な特性によれば、アクチュエータリング１８は、シリンダ３３およびロッド３４を形成する２つの部分を備える、概ねアクチュエータの形態の少なくとも１つの隣接する特定の駆動ユニット３２に結合される。この形成する部分の一方はケーシング１２に蝶着され、他方の部分は前記リングの横方向の延長部３６に蝶着される。上記で規定された構成は、リング１８を回転させ、その結果ステージ段の固定翼１６の向きを変更するのに十分である。そうではあるが、バランスのために、またより小型の駆動ユニットを使用するために、このまたは各アクチュエータリングは、有利には、実質的に直径方向に向かい合う、上記で述べられた隣接する２つの特定の駆動ユニットに結合され得る。たとえば、図示されるアクチュエータリング１８には、直径方向に向かい合う２つの横方向の延長部３６が設けられてもよく、そのような状況下では、ケーシングは、リング１８を一方の方向または他方の方向に回転させるためにそれぞれの力を組み合わせるように配置された２つ駆動ユニットを担持する。

概ねアクチュエータの形態であるアクチュエータ３２は、有利には、上記で規定された線形動作の電気モータタイプのものである。前記アクチュエータを形成する駆動ユニットのロッド３４は、アクチュエータリング１８の中央平面に対して平行な平面内に位置する軸に沿って延びる。図示される例では、ロッド３４はリング１８に蝶着され、シリンダ３３はケーシング１３に蝶着される。

より正確には、横方向の延長部３６はフォーク４０を含み、ロッドの端部は、穿孔され、またケーシングの軸Ｘに対して平行な軸４１を中心にして前記フォークに蝶着される接続ロッドヘッドを形成する平坦な部分を含む。さらに、シリンダ３３はケーシングに固定されたフォーク４６に蝶着される横方向のタブ４４を有する。

有利には、シリンダ３３とケーシング１２の間の蝶番は、ロッド３４がそこから延びるシリンダの端部の近傍に配置される。換言すれば、横方向のタブ４４は、ロッド３４がそこから出現するシリンダ３３の端部近くに延びる。

有利には、シリンダとケーシング（要素４６、４４）の間の蝶番は、ロッドが最大のストロークまで展開されたとき、アクチュエータ３２のほぼ中央に位置する。この形は、アクチュエータリングのストローク中、アクチュエータ３２の角度移動を最小限に抑え、それによってアクチュエータをケーシング周りの比較的小さい空間内に収容することを可能にする。

Claims (7)

1. ケーシング（１２）を同軸で取り囲むアクチュエータリング（１８）によって制御される複数の可変ピッチ翼（１６）を有する少なくとも１つのステータ段を収容する前記ケーシングを備えており、該アクチュエータリングが、前記ケーシングの軸（Ｘ）を中心としてのみ回転移動させられ、クランクアーム（２６）によって前記可変ピッチ翼に接続されている、タービンエンジンであって、
   前記アクチュエータリング（１８）が、概ねアクチュエータの形態の、シリンダ（３３）およびロッド（３４）を形成する２つの部分を備えた少なくとも１つの隣接する特定の駆動ユニット（３２）に結合され、
   前記２つの部分の一方が前記ケーシングに蝶着され、他方の部分が、前記アクチュエータリングの横方向の延長部に蝶着され、
   前記ロッド（３４）が前記アクチュエータリング（１８）に蝶着され、前記シリンダ（３３）が前記ケーシング（１２）に蝶着され、
   シリンダとケーシングとの間の蝶番（４４、４６）が、ロッドがそこから延びるシリンダの端部の近傍に配置されることを特徴とする、タービンエンジン。
2. アクチュエータを形成する駆動ユニットのロッド（３４）が、前記アクチュエータリングの中央平面に対して平行な平面内に位置する軸に沿って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。
3. 前記蝶番が、前記ロッドがその最大ストロークまで展開されたとき、前記アクチュエータ（３２）のほぼ中央に位置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。
4. 前記横方向の延長部がフォーク（４０）を含み、前記ロッド（３４）の端部が、前記ケーシングの軸に対して平行な軸（４１）を中心にして前記フォークに蝶着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。
5. 前記シリンダ（３３）が、前記ケーシングに固定されたフォーク（４６）に蝶着される横方向のタブ（４４）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。
6. 前記アクチュエータ（３２）が、線形動作の電気モータタイプのもの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。
7. 上述したアクチュエータリング（１８）に隣接する特定の駆動ユニット（３２）が２つ備えられており、実質的に直径方向に向かい合ったこれらの２つの特定の駆動ユニット（３２）に対してアクチュエータリング（１８）が結合されてい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。

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