(57)【要約】【課題】磨耗しないかまたは磨耗が少ない可変ピッチ翼の支持手段を提供する。【解決手段】本発明は、ターボ機械のケーシングの中ぐりに取り付けられた、ターボ機械の可変ピッチステータ翼のピボット１４用の軸受２０を対象とし、この軸受は、前記ピボットに固定される内側ブッシング２２と、前記中ぐりに固定される外側ブッシング２１とを含み、内側ブッシングと外側ブッシングとの間に挿入されるエラストマー材料２３により、軸ＸＸを中心として翼の旋回を可能にし、この軸に垂直に少なくとも部分的にピボットのたわみの吸収を可能にする。この構成により、ブッシングの磨耗を減らすことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械のケーシングの中ぐりに取り付けられた、ターボ機械の可変ピッチステータ翼のピボット用の軸受であって、前記ピボットに固定される内側ブッシングと、前記中ぐりに固定される外側ブッシングとを含み、内側ブッシングと外側ブッシングとの間に挿入されたエラストマー材料により、軸を中心として翼の旋回を可能にし、軸に垂直に少なくとも部分的にピボットのたわみの吸収を可能にする、軸受。
【請求項２】
内側ブッシングが、互いの延長線上にあって環状のエラストマー層により分離される少なくとも２個の円筒要素からなる、請求項１に記載の軸受。
【請求項３】
ターボ機械のケーシングに形成された中ぐりに取り付けられるように構成されたピボットと、翼ピッチ制御ロッドへの取り付けのためのジャーナルとを備えるターボ機械ステータ翼であって、ピボットの端に配置され、かつ外側ブッシングがフランジを備えた請求項１または２に記載の軸受を含む、ターボ機械ステータ翼。
【請求項４】
請求項１または２に記載の軸受を備えたステータ翼を含む、ターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンの軸流圧縮機等のターボ機械の分野に関し、特に、機械の可変ピッチステータ翼を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの圧縮機の可変ピッチステータ翼等の連接システムは、互いに相対運動する部品を含む。図１では、機械のケーシング３に取り付けられる可変ピッチステータ翼１を概略的に示した。ステータ翼は、羽根１２と、取り付けプレートまたはプラットフォーム１３と、一端でピボットを形成するピン１４とを含む。ピボット１４は、様々な軸受を介してケーシング３の壁に形成された中ぐりまたは径方向オリフィスに収容される。翼は、この端でのみ保持される。他端は、第２のピボット１７により羽根が旋回転式に取り付けられる、環状のフローティング要素１６を保持する。この環状体は、隣接するロータ１８の部分を密封する密封手段を備えている。
【０００３】
ピボット１４は、たとえばプラットフォーム端部にある下部軸受４などの軸受を介して、ケーシングの対応する中ぐりで回転する。プラットフォーム１３は、ケーシングの壁に機械加工された座ぐり状の空洞に収容される。ケーシングの壁は、直接、またはブッシングまたはワッシャを介して、プラットフォーム１３と径方向に接している。ピボット１４の上部は、上部軸受５に保持される。軸受４、５は、たとえば、ピボットを形成するピン１４を擦る摩擦表面をなす内部リングと共に、ケーシングの中ぐりに収容される、ブッシングから構成される。摩擦リングも同様にピン１４に嵌合可能である。
【０００４】
軸受４に対してプラットフォーム１３の反対側にある側は、羽根の基部であり、圧縮機により作動されるガスがこの基部を通過する。取り付けプレートのこの面は、ケーシングからなるストリングの連続性を確保するように成形される。ナット１５’は、翼をそのハウジングに保持し、適切な制御部材により作動されるレバーが、ピンの軸ＸＸを中心として翼を回転させ、ガス流の方向に対して必要な位置に翼を配置する。相対運動は、相互接触表面のスライドによって生ずる。
【０００５】
ガスタービンエンジンの軸流圧縮機の場合、または、高炉圧縮機もしくは天然ガス圧縮機等、空気あるいはそれ自身の他のガスの軸流圧縮機の場合、羽根１２は、その全長にわたってガス流によって生成される空気力学的な応力を受ける。翼弦に対して垂直に、一般にはピボットの軸を通って翼の腹面から背面方向に向けられるこれら力の成分は、最大である。また、翼が大きく曲げられている場合は、この成分が上記の軸から離れて通過する可能性があることも留意されたい。羽根は、また、下流側と上流側との間の圧力差を理由として、上流側方向の軸方向静止圧力を受ける。図では、この合力を矢印Ｆで示した。この結果、軸ＸＸを中心とするピッチ調整回転に結合されるモーメントが、４０度以上に達しうる振幅で加えられる。
【０００６】
前述のように可変ピッチシステムのレバーの下に取り付けられるブッシングは、ピボットの軸を中心とする回転以外には如何なる運動もすることができない。しかしながら、横方向の力とステータのたわみとによって、従来技術のブッシングが不規則に磨耗することが確認されている。このような磨耗は、可変ピッチ装置の適正動作の妨げとなることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
出願人は、磨耗しないか、または磨耗が少ない、上記のタイプの可変ピッチ翼の支持手段を設置することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的は、ターボ機械のケーシングの中ぐりに取り付けられた、ターボ機械の可変ピッチステータ翼のピボット用の軸受により達せられ、軸受は、前記ピボットに固定される内側ブッシングと、前記中ぐりに結合される外側ブッシングとを含み、内側ブッシングと外側ブッシングとの間に挿入されたエラストマー材料により、軸を中心として翼を回転可能にし、また、この軸に垂直に少なくとも部分的にピボットのたわみを吸収可能にする。
【０００９】
この構成により、軸受は、玉継ぎ手のように動作し、ピボットと外側ブッシングとの間の有効面積を増すことができる。そのため、部品の磨耗が低減される。
【００１０】
本発明によるブッシング構造は、また、場合によっては緩衝作用を持つという長所を有する。ステータが空気力学的な励振を受けるとき、振動エネルギーを放散させることができるのである。そのため、ステータの振動モードは減衰される。
【００１１】
有利には、内側ブッシングが、互いの延長線上にある少なくとも２個の円筒要素に分割される。これにより、内側ブッシングがピボットの変形に適合することができる。できるだけ最良のコンプライアンスを達成するために、作られる内側ブッシングの要素の数を増やしてもよい。
【００１２】
特に、様々な要素は、ピボットに沿って密封性を改善するように環状のエラストマー層により分離される。
【００１３】
このような軸受の構成は、翼の作動レバーの下に取り付けられる軸受に用いられる場合に有利である。
【００１４】
次に、添付図面を参照しながら、本発明について詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は、軸ＸＸを中心として回転可能にするようにケーシング３の中ぐりに取り付けられた翼１のピボット１４を示す。ピボットは、ジャーナル１５に至り、このジャーナルに、軸ＸＸを中心として翼を回転させるロッド１９が、ナット１５’によって固定されている。
【００１６】
ピボットは、プラットフォーム１３の端部にある軸受４と、ロッド１９の端部にある軸受２０とにより支持される。図では羽根を省いてある。本発明は、軸受２０に関する。この軸受は、ケーシング３の中ぐりに嵌合される外側ブッシング２１からなる。従って、外側ブッシングは円筒形であり、中ぐりの外縁に載置する横方向のフランジ２１Ａを備えている。このフランジは、ケーシングと、ロッド１９との間に挿入される。
【００１７】
互いに軸方向にわずかな間隔を置いて配置された２個の円筒要素２２Ａ、２２Ｂからなる内側ブッシング２２は、ピボット１４に嵌合される。この内側ブッシングは、外側ブッシング２１と同じ長さで軸方向に延びている。
【００１８】
２個のブッシングの間には、エラストマー材料で占有されるスペースが設けられる。有利には、エラストマー材料が、２個のブッシング２１、２２に接着し、２個の円筒要素２２Ａ、２２Ｂの間に設けられたスペースを占有する。図３は、ブッシングの相互配置をもっと詳しく示している。
【００１９】
エラストマー材料は、変形することによって、ステータで必要とされるピッチの設定に対応して、ブッシングが、双方向に一定の角度だけ互いに回転できるように選択される。
【００２０】
エラストマー材料の厚みもまた、軸受の製造で考慮すべきパラメータの一つである。
【００２１】
エラストマーは、２個のブッシング要素２２Ａ、２２Ｂの間に残された環状スペースを埋めることによって、ピボットの表面に沿った密封性に寄与する。図では２個の要素だけを示したが、内側ブッシングは、非常に多くの数の要素から構成可能であることに留意されたい。
【００２２】
動作中、エラストマー材料は、軸ＸＸを中心とするピボットの回転運動に付随し、また一方では同時に良好な密封性を確保し、ピボットに横方向に加えられる力を吸収して、移動部品間の接触が滑らかだったり堅かったりする場合よりも広い面積に、この力を配分する。
【００２３】
図では、ピボットの外部支持体に本発明による軸受を取り付けたところを示したが、この軸受は、環境、特に熱環境がこれに対して伝導性である限り、他の領域でも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術によるターボ機械のケーシングの中ぐりに取り付けられた、可変ピッチステータ翼の側面断面図である。
【図２】本発明による配置を有する制御ロッドの側にあるピボット部分を、図１よりも拡大して示す側面断面図である。
【図３】本発明による軸受を単独で示す片側斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
３  ケーシング
４  下部軸受
５  上部軸受
１３  プラットフォーム
１４  ピボット
１５  ジャーナル
１５’  ナット
１９  ロッド
２０  軸受
２１  外側ブッシング
２１Ａ  フランジ
２２  内側ブッシング
２２Ａ、２２Ｂ  ブッシング要素
２３  エラストマー材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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