(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械における軸受ブラケット（７）を切り離すための装置であって、前記軸受ブラケット（７）が、応力制限ねじ（３）が通過する複数の上流孔（１０）および下流孔（２０）をそれぞれ備える上流部分（１）および下流部分（２）を有し、装置は、各上流孔（１０）とその中を通過する応力制限ねじ（３）との間に、上流孔（１０）と応力制限ねじ（３）との間の任意の接触を防止する間隙（４）を備え、軸受ブラケット（７）の上流部分（１）および下流部分（２）が、二重センタリング手段（１４、２４、１５、２５）を形成する面を介して相互接触状態にある、装置。
【請求項２】
間隙（４）が、上流孔（１０）において穿孔される円形の孔ぐりによって形成される、請求項１に記載の軸受ブラケット（７）を切り離すための装置。
【請求項３】
二重センタリング手段（１４、２４、１５、２５）が、相補形状の円形溝（１４、２５）および円形リブ（１５、２４）からなる、請求項１または２に記載の軸受ブラケット（７）を切り離すための装置。
【請求項４】
円形溝（１４）が、上流部分（１）に位置し、円形リブ（２４）が、下流部分（２）上に位置する、請求項３に記載の軸受ブラケット（７）を切り離すための装置。
【請求項５】
円形溝（２５）が、下流部分（２）に位置し、円形リブ（１５）が、上流部分（１）上に位置する、請求項３に記載の軸受ブラケット（７）を切り離すための装置。
【請求項６】
円形溝（１４、２５）および円形リブ（１５、２４）が、平行な面を提供するフランク面（２６、２７）を介して接触状態にある、請求項３から５のいずれか一項に記載の軸受ブラケット（７）を切り離すための装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の軸受ブラケットを切り離すための装置を備える、ターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械における回転軸の軸受のブラケットを切り離すための装置に関する。このような軸受ブラケットは、ターボ機械への損傷を回避するために、不均衡の始まり時に、ターボ機械ステータとのその接続を中断しやすい。
【０００２】
ターボ機械は、ガスが流れる方向において、上流から下流に圧縮機、燃焼室およびタービンを備える。圧縮機の目的は、燃焼室への空気の供給の圧力を上昇することである。タービンの目的は、燃焼室を出て、機械的エネルギーに変換する高温気体の圧力エネルギーの一部を取り出すことによって、圧縮機の回転を駆動することである。
【０００３】
圧縮機およびタービンは、ステータを構成する固定部分の第１のセットと、ステータに対して回転され得、ロータを構成する部分の第２のセットと、から構成される。
【０００４】
圧縮機ロータおよびタービンロータは、回転軸によって固定して接続されるアセンブリを形成する。ステータに対するロータの回転は、軸受によって可能にし、軸受は、ロータを支持して案内する機械的構成要素、特にこのロータの軸である。この軸受は、ロータ軸に固定される第１の部分と、軸受ブラケットを介してステータに固定される第２の部分と、を備える。転がり軸受アセンブリは、軸受の２つの部分の間に位置決めされ、したがって、軸受の一方の部分を他方の部分に対して回転可能にする。転がり軸受アセンブリは、例えば、玉軸受タイプ、円筒ころ軸受タイプまたは円錐ころ軸受タイプであってもよい。
【０００５】
ターボ機械はまた、同軸に配置された２つのロータを有することを意味する「２スプール」タイプであってもよく、軸受は、これらの２つのロータの一方を他方に対して相対的に回転可能にする。
【０００６】
ターボ機械はまた、圧縮機の第１の段を構成するファンを備えてもよい。ファンは、ファンブレードとして知られているきわめて大きいブレードを有し、ロータの質量および慣性を増大する。
【０００７】
ファンブレードが壊れる場合には、不均衡がファンを支持する軸に生じる。不均衡は、ロータの均衡に影響を及ぼす現象であり、重力の中心は、回転軸上のあるべき位置にもはや正確に位置していない。サイクリック負荷および実質的な振動は、このように軸受ブラケットを介してターボ機械ステータに与えられ、自壊を生じる可能性がある大きな損壊の危険性がある。これらの望ましくない現象がステータに伝達しないようにするために、特に軸受ブラケットを形成する２つの部分を分離することによって、軸受ブラケットを切り離すこと、すなわち、回転の機械的伝達を遮断することが必要である。
【背景技術】
【０００８】
ＦＲ２８７７０４６は、軸受ブラケットを形成する上流部分と下流部分を取り付けるために、応力制限ねじを用いることからなる解決策を記載する。これらの応力制限ねじの動作は、この文書において詳細に記載されており、所定の張力を超える張力を受けて破壊されやすい縮小した断面の部分を有し、したがって、軸受ブラケットを構成する２つの部分を切り離す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】仏国特許第２８７７０４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＦＲ２８７７０４６の図９の応力制限ねじは、軸受ブラケットの上流部分にある上流孔および軸受ブラケットの下流部分にある下流孔を通過し、軸受ブラケットの下流部分は、ケーシングの一体部分を形成する。応力制限ねじのねじ頭は、上流部分にある孔に隣接し、孔の軸に対して垂直である平面に沿ってこの上流部分と接触状態にある。孔を通過する応力制限ねじのその部分は、センタリング部分を介して孔の内側と接触状態にある。不均衡が生じると、上流部分および下流部分は、円相対移動において互いに対してシフトし、応力制限ねじの周囲の接線接触のために、応力制限ねじをせん断力に曝す影響を有し、これは、応力制限ねじの制御不能な破壊をもたらすことになる可能性がある。現在、これらの応力制限ねじは、張力のみに関して設計され、せん断力を考慮していない。張力およびせん断力の両方を考慮することができる応力制限ねじを設計することもまた、困難である。
【００１１】
本発明の１つの目的は、切り離す機能に関する制御を改善することである。この目的は、軸受ブラケットを切り離すための装置の応力制限ねじに生じる可能性があるせん断力を排除することによって達成される。したがって、応力制限ねじは、設計された張力のみに敏感になる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このために、本発明は、ターボ機械における軸受ブラケットを切り離すための装置に関し、上記軸受ブラケットは、応力制限ねじが通過する複数の上流孔および下流孔をそれぞれ備える上流部分および下流部分を有する。
【００１３】
本発明によれば、軸受ブラケットを切り離すための装置は、各上流孔とその中を通過する応力制限ねじとの間に、上流孔と応力制限ねじとの間の任意の接触を防止する間隙を備える。軸受ブラケットの上流部分および下流部分は、二重センタリング手段を形成する面を介して、相互接触状態にある。有利には、この間隙は、不釣合いが生じた場合に、応力制限ねじのせん断力を防止する。
【００１４】
二重センタリング手段は、例えば、相補形状の円形溝および円形リブからなってもよい。したがって、センタリング機能は、応力制限ねじによって担われるのではなく、軸受ブラケットの上流部分および下流部分によって直接的に担われる。有利には、応力制限ねじは、その場所から、張力のみを受け、したがって、軸受ブラケットの切り離しに関してよりよい制御を生じる。
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は、以下の図面を参照して、非限定的な実施例によって、以下に詳述される説明に照らせば、より明確となり、より十分に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】軸受ブラケットの一実施例の斜視図である。
【図２】軸受ブラケットのセンタリングの第１の例示的な実施形態の半断面における概略図である。
【図３】軸受ブラケットのセンタリングの第２の例示的な実施形態の軸方向の半断面における概略図である。
【図４】図２のＡ−Ａにおける断面の概略図である。
【図５】図３のＢ−Ｂにおける断面の概略図である。
【図６】本発明による軸受ブラケットの二重センタリングの例示的な実施形態の軸方向の半断面における概略図である。
【図７】本発明による軸受ブラケットの二重センタリングの例示的な実施形態の軸方向の半断面における概略図である。
【図８】本発明による軸受ブラケットの二重センタリングの例示的な実施形態の軸方向の半断面における概略図である。
【図９】本発明による軸受ブラケットの二重センタリングの例示的な実施形態の軸方向の半断面における概略図である。
【図１０】本発明による軸受ブラケットに取り付けられる応力制限ねじの断面における概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
軸受ブラケット７は、図１に示されているように、上流部分１および下流部分２を備える本質的に裁頭円錐形状を有する。軸受ブラケット７の上流部分１の一方の端部は、ターボ機械ロータを支持して案内する軸受８に固定される。軸受ブラケット７の上流部分１の他方の端部は、フランジ１１を有する。軸受ブラケット７の下流部分２は、フランジ２１の形態であり、孔２９を通過する非応力制限ねじタイプ（これらは、図示せず）のボルトを用いて、ターボ機械ステータにしっかりと固定される。軸受ブラケット７の上流部分１および下流部分２はそれぞれ、フランジ１１および２１の領域において、複数の円形孔１０および２０を備え、上流部分１における孔１０および下流部分における孔２０を連続的に通過する複数の応力制限ねじ３によって共に接続される。
【００１８】
非最適な構成において、軸受ブラケット７の下流部分２に対して上流部分１のセンタリング、すなわち、その軸方向の位置合わせは、軸受ブラケット７の上流部分１および下流部分２のうちの一方または他方に、円形リブ１２または２３と円形ショルダ２２または１３の相補形状によって提供されてもよい。本発明の意義の範囲内で、ショルダは、軸受面を得るために、構成要素の断面における急激な変化として画定される。
【００１９】
「外部」センタリングとして知られている１つのセンタリングを示す図２の実施例において、円形リブ１２は、上流部分１上に位置し、円形ショルダ２２は、下流部分２上に位置決めされる。不均衡の場合には、軸受ブラケットは、変形して楕円形となる。これが起こると、図４に示されているように、円形リブ１２と円形ショルダ２２との間の接線接触は、周囲の部分に関して失われる。円形リブ１２と円形ショルダ２２との間のこのギャップは、応力制限ねじ３をせん断させる。
【００２０】
同様に、「内部」センタリングタイプの１つのセンタリングを示す図３の実施例において、円形ショルダ１３は、上流部分１上に位置し、円形リブ２３は、下流部分２上に位置決めされる。不均衡の場合には、図５に示されているように、円形ショルダ１３と円形リブ２３との間の接線接触は、周囲の部分に関して失われる。円形ショルダ１３と円形リブ２３との間のこのギャップは、応力制限ねじ３をせん断させる。
【００２１】
しかし、このせん断は、従来技術の部分を形成するＦＲ２８７７０４６の図１の場合より著しく小さく、ＦＲ２８７７０４６では、センタリング機能が応力制限ねじのみによって提供され、したがってさらに大きいせん断を生じる。
【００２２】
これらの３つの実施例において、応力制限ねじが壊れる張力に関する制御は、せん断力によって崩壊されやすい。
【００２３】
応力制限ねじ３におけるせん断力を減じるか、または排除さえするために、本発明によって提案された解決策の第１の部分は、外部センタリング１２および２２または内部センタリング１３および２３を、１つのセンタリング手段である、「二重センタリング」手段として知られている手段に置き換えることである。
【００２４】
二重センタリング手段１４および２４または１５および２５は、相補形状の円形溝１４または２５および円形リブ１５または２４からなる。円形溝１４または２５および円形リブ１５または２４は、２つの平行な接触面を提供するフランク面２６および２７を介して接触状態にある。したがって、「二重センタリング」は、これらの２つの平行面によってセンタリングを提供するのに対して、図２および図３に示される手段のような１つのセンタリング手段は、センタリングのために１つのみの接触面を提供する。
【００２５】
図６に示される本発明の第１の実施形態によれば、円形溝１４は、上流部分１に位置し、円形リブ２４は、下流部分２上に位置する。この第１の実施形態のこの第１の別の形態において、相補形状の円形溝１４および円形リブ２４は、広い。この第１の実施形態の第２の別の形態において、図８に示されているように、相補形状の円形溝１４および円形リブ２４は、狭い。
【００２６】
図７に示される本発明の第２の実施形態によれば、円形リブ１５は、上流部分１に位置し、円形溝２５は、下流部分２上に位置する。この第２の実施形態のこの第１の別の形態において、相補形状の円形リブ１５および円形溝２５は、広い。この第２の実施形態の第２の別の形態において、図９に示されているように、相補形状の円形リブ１５および円形溝２５は、狭い。
【００２７】
すべての実施形態および上記で導入された別の形態において、相補形状の、溝１４または２５とリブ１５または２４との間の協働は、円形溝１４または２５および円形リブ１５または２４のフランク面２６と２７との間の恒久的な接触を維持することによって、楕円化による軸受ブラケット７の変形を減じることが可能であり、または排除さえすることも可能である。
【００２８】
応力制限ねじ３におけるせん断力をさらに減じるため、または排除さえするために、本発明によって提案された解決策の第２の部分は、各上流孔１０とそれを通過する応力制限ねじ３との間のすべての接触を削減することである。したがって、軸受ブラケット７の上流部分１０のシフトがもはや、応力制限ねじをこの応力制限ねじ３の周囲の接線接触によって移動させることができなくなるために、これらの応力制限ねじ３はここで、張力のみを受け、したがって、軸受ブラケット７の切り離しに関してよりよい制御を生じる。
【００２９】
各上流孔１０とそれを通過する応力制限ねじ３との間の接触の排除は、応力制限ねじ３とそれが保持される上流孔１０との間に間隙４を設けることによって達成されてもよい。さらに詳細には、間隙４は、孔１０の内面と応力制限ねじ３のシャンク３２との間の接触がないようにしなければならない。
【００３０】
間隙４は、上流孔１０に穿孔される円形孔ぐり１１によって形成されてもよい。孔ぐりは、本発明の意義の範囲内で、部分に作成される空洞である。円形孔ぐり１１は、上流孔１０の直径より大きい直径を有し、このことは、ＦＲ２８７７０４６の図９において参照符号１９で表されるセンタリング部分を有する従来技術の応力制限ねじ３を引き続き用いることを可能にすることを意味する。このセンタリング部分はもはや、本発明の内容において任意の目的を果たさないとしても、よく知られている制御される特性、特に最終的な張力強度に関して、標準的な応力制限ねじ３を用いることが有利である。
【００３１】
全体的な本発明の概念もまた、本発明による軸受ブラケットを切り離すための装置を備えるターボ機械に関する。
【符号の説明】
【００３２】
１  軸受ブラケットの上流部分
２  軸受ブラケットの下流部分
３  応力制限ねじ
４  間隙
７  軸受ブラケット
８  軸受
１０、２０、２９  孔
１１、２１  フランジ
１２、２２  円形リブ
１３、２３  円形ショルダ
１４、２４、１５、２５  二重センタリング手段
２６、２７  フランク面
３２  シャンク
【図１】
0005192360.tif 000002
【図２】
0005192360.tif 000003
【図３】
0005192360.tif 000004
【図４】
0005192360.tif 000005
【図５】
0005192360.tif 000006
【図６】
0005192360.tif 000007
【図７】
0005192360.tif 000008
【図８】
0005192360.tif 000009
【図９】
0005192360.tif 000010
【図１０】
0005192360.tif 000011