(57)【要約】【課題】ジャーナルを加熱するための装置を改善し、そしてより一般的には円柱形構成品を加熱するための装置を製作する。【解決手段】本発明は、高温ガスを用いて所与の直径の円柱形構成品を加熱する装置に関し、これが、各々高温ガス流を給送し且つ環状室（３１６）の中に出現する少なくとも二つのヒーター（３１０、３１２、３１４）を備え、同環状室の内径は前記直径より若干大きいことを特徴とする。  この装置は特に、ダブルボディターボ機械においてインターシャフトベアリングのためのベアリングリング（１２３）が載置された金属性ジャーナル（１１１）を加熱するために使用される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ガスを用いて所与の直径の円柱形構成品を加熱する装置であって、これが、各々高温ガス流を給送し且つ環状室（３１６）の中に出現する少なくとも二つのヒーター（３１０、３１２、３１４）を備え、同環状室の内径は前記直径より若干大きいことを特徴とする、装置。
【請求項２】
ヒーター（３１０、３１２、３１６）が互いに等距離にある、請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
囲壁（３１６）が穿孔内壁（３２０）を含む、請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
ヒーターが電気ヒーターである、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
ベアリングのためのベアリングリング（１２３）が載置された金属性ジャーナル（１１１）を加熱するための、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置の使用。
【請求項６】
ジャーナルの表面の温度が測定され、且つこの温度に従って高温ガスの供給が制御される、請求項５に記載の使用。
【請求項７】
ダブルボディターボ機械におけるインターシャフトベアリングの組み立てにおける、請求項５または６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はターボ機械の分野に関し、より具体的にはマルチボディガスタービンエンジンに関する。これはエンジン組み立て作業に、より具体的には高圧ボディへの低圧タービンモジュールの取り付けに関する。
【背景技術】
【０００２】
フロントターボファンとダブルボディとを有するターボジェットは、例えば低圧（ＬＰ）ボディと高圧（ＨＰ）ボディとを備える。ＬＰボディは高速度で回転し、ＬＰタービンはファンを駆動する。ＨＰボディはＬＰタービンのそれとは異なる速度で回転する。二つのボディのシャフトは同心であり、低圧シャフトは、タービンの下流と高圧コンプレッサの上流とにそれぞれ位置するエンジンの固定構造によって支えられるベアリングにおいて回転案内される。高圧ボディのシャフトは、上流にてエンジンの固定構造によって支えられるベアリングによって、そして下流インターシャフト（ｉｎｔｅｒ−ｓｈａｆｔ）ベアリングを用いて低圧ボディのシャフトによって、回転の最中誘導される。後者はローラーベアリングタイプであって、少なくとも公知のエンジンによると、高圧タービンと低圧タービンとの間に位置する。ベアリングは、ＬＰシャフト上でケージによって保持されたローラーを装備する内部リングと、ＨＰシャフトに焼嵌めされた外部リングとを備える。このベアリングの取り付けは、すなわち、ローラーによって形成されるアセンブリを備える外部リング、ケージおよび内部リングの組み立ては、低圧タービンのはめ合わせと同時に遂行され、ここで、あらかじめ低圧タービンに取り付けられたシャフトは高圧ボディの中へ案内される。用語「はめ合わせ」はここで、ＬＰタービンモジュールの、これの外部ケーシングのフランジが対応するＨＰモジュールのフランジに接触するまでの、並進移動の全部または一部を指す。
【０００３】
続いて、インターシャフトベアリングの組み立ては見えない状況で遂行される。オペレータは、特にＨＰローターにおける、さらにその後の外部リングにおける、ローラーの係合をモニタリングにて視認できない。この作業は、もしも条件が制御されないなら、高いベアリング損傷リスクをもたらす。ベアリングにとって最大のリスクは、ローラーと外部リングの止めナット及びリング自体との強い接触である。
【０００４】
現在使われている方法では、使用される加熱方法故に、そしてＬＰタービンの位置決めの不正確さ故に、このインターシャフトベアリングに対する悪影響なくしてＬＰタービンを取り付けることはできない。特に、ＨＰ部分（外部リングを装備）の加熱は、ヒーターによって供給されるディフューザを用いてジャーナルの内部から遂行される。温度測定は、ＨＰ部分の外側にプローブを当てて手作業で遂行される。この作業方法について行われた調査からいくつかの不利点が、すなわち
−加熱される部分の温度レベルの、２０℃台の、相対的に高い不均一性、
−加熱のため取り込まれる周囲空気、そして加熱装置自体による高い汚染拡大リスク、及び
−ベアリングの外部リングの、ディフューザとの接触による、高い損傷リスクが明らかにされている。ディフューザと外部リングとの間の隙間はわずか数ミリメートルであり、このリスクは特に高く、アセンブリはローラーの上に設置され、それ故オペレータの不注意によって動かされるリスクを伴う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ジャーナルを加熱するための装置を改善すること、そしてより一般的には円柱形構成品を加熱するための装置を製作することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、これらの目的は、高温ガスを用いて所与の直径の円柱形構成品を加熱する装置により達成され、これが、各々高温ガス流を給送し且つ環状室の中に出現する少なくとも二つのヒーターを備え、同環状室の内径は上記所与の直径より若干大きいことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、ヒーターは互いに等距離にあり、囲壁は穿孔内壁を含む。
【０００８】
有利には、ヒーターは電気ヒーターである。温度は連続的に調整されてよい。
【０００９】
本発明はより具体的には、ベアリングのためのベアリングリングが載置された金属性ジャーナルを加熱するための、かかる装置の使用に関する。より具体的には、ジャーナルの表面の温度は測定され、この温度に従って高温ガスの供給が制御される。
【００１０】
本発明は特に、ダブルボディターボ機械におけるインターシャフトベアリングの組み立てに適用される。
【００１１】
他の特徴と利点とは、添付の図面を参照しながら提示される、ダブルボディガスタービンの高圧ボディにおける低圧タービンモジュールの取り付けに応用される、本発明の実施形態に限定されることなく以降の説明を読むことにより明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は組み立ての過程にあるエンジンを示し、ここでは外部ケーシングだけが見える。この場合のそれは、ＣＦＭ５６等のダブルボディバイパスターボジェットである。これは前部ファン３と、第一のモジュールと呼ばれるモジュール５とを備え、モジュール５は、ＨＰボディによって、第一のシャフトと呼ばれるこれのシャフトとともに構成される。これらの構成品はすでに組み立てられている。この図では、第二のモジュールと呼ばれるＬＰタービンモジュール７が取り付け過程にあり、第二のシャフトと呼ばれるそのシャフト９はすでにＨＰボディの中で係合されている。要注意区域はインターシャフトベアリングの区域８に位置し、視認付加である。
【００１３】
以下に説明を続け、よってこの第二のモジュール、すなわち低圧モジュールの、第一のモジュール、すなわち高圧モジュールの中への取り付けを説明する。
【００１４】
図２においてはこの区域が断面で、そしてより詳細に見られる。シャフト１０１、すなわち第二のモジュールの、すなわちＬＰタービンの、第二のシャフトは、シャフト１０３、すなわち第一のモジュールの、すなわちＨＰボディの、第一のシャフトの中に収容される。シャフト１０１は、図の右側のこれの末端にて、ベアリング取り付けのためのジャーナル１０４を備える。ラジアルフランジ１０５は、部分的に見えるＬＰタービン１１０を構成する様々な構成品の取り付けを可能にする。
【００１５】
ＨＰボディのシャフト１０３は、これの下流末端にてジャーナル１１１によって伸張される。ＨＰボディのタービン１１２の一部分だけを見ることができる。
【００１６】
インターシャフトベアリング１２０は、それ自体公知であり、ローラー１２２等の転動体を有するシャフト１０１へ固定された内部リング１２１を備え、転動体のケージ１２２’はリング１２１上に圧着される。外部リング１２３はジャーナル１１１の内側で焼嵌めされる。これはナット１２３によって適所に固定される。図３は組み立て後の同じ構成品を示す。組み立ては、固定されているＨＰモジュールを加熱することによるジャーナルの外部リングを含めて膨張の後、シャフト１０１を伴うＬＰタービンモジュール１１０の、図２に対し左の方への並進移動によって遂行される。小さい公差故、回転部分間の接触に大きなリスクがあることは理解されよう。この接触は、ベアリングの破裂を招く引っかき傷、溝、剥落因子の原因になることがある。
【００１７】
出願人である会社は、この作業での安全なＬＰモジュール取り付けを可能にする一つの設備を開発した。
【００１８】
設備２００は可動フレーム２１０を備え、同可動フレームからはＨＰボディジャーナルの加熱手段が吊り下げられる。図４、図５、及び図６ではこのアセンブリが数通りの位置づけで見られる。
【００１９】
フレーム２１０は、垂直のフレーム部材２１２とともにローラーに載置された台車２１１を備える。支持桁２２０は、図４に見られる第一の低い、作動または操作位置と、図６に見られる第二の高い退避位置との間で摺動できるようにするため、レールを設けたこのフレーム部材の上に載置される。
【００２０】
支持桁２２０の水平アーム２２２の末端には、反転Ｔ字形の支持体２３０が固定されている。
【００２１】
支持体２３０は、支持桁の水平アーム２２２に対し堅固に固定された垂直のアーム２３２と、二つの水平な腕木２３３及び２３４とを備える。図７に見られるとおり、後者は、環状加熱装置３００のそれぞれ半部３００Ａ及び３００Ｂを各々支える、二つのスライダー２３３Ｃ及び２３４Ｃを支えるべく配置される。
【００２２】
図４では作動位置での設備が見られる。支持体２３０は、ＨＰボディモジュールのケーシングのフランジ５１に押し当てられている。この位置から始まり、二つの半部３００Ａ及び３００Ｂを分離することによって加熱装置は解放され、二つの半部３００Ａ及び３００Ｂは、それぞれのスライダー２３３Ｃ及び２３４Ｃにより二つの腕木２３３及び２３４に対し平行の方向に動く。ひとたび加熱装置が開くと、フレーム部材２１２のレールにおける支持桁２２０を滑進させることによって、これが上方向に遠ざけられる。図６において、装置は高い退避位置に示される。
【００２３】
加熱装置は逆の順序を用いて適所に置かれる。
【００２４】
図７、図８、及び図９を参照し加熱装置をより詳しく説明する。図４の拡大図にあたる図７は、加熱装置を、ディフューザと空気分配器とを形成する環状囲壁３１６に対し概ね接線方向に配置された破線の三つのヒーター３１０、３１２、及び３１４とともに示す。これらは互いに等距離にあり、制御温度まで熱せられたガスを、具体的には空気を、少なくとも一つの接線方向構成品に沿って給送する。図９では、ヒーターが、懸架の大きさ故に、環状室３１６に対し厳密に接線方向に配置できないことを見てとれる。後者は円柱形のケーシング３１７と、エンジンの軸に対し垂直の二つの壁３１８及び３１６とによって仕切られている。内側の円柱形の壁３２０は穿孔され、ジャーナル１１１とともに空間を形成する。ケーシングは、壁３１７及び３１８で見てとれるよう断熱材を備える。
【００２５】
環状囲壁の内側、二つの連続するヒーターの間には偏向器３２１が配置される。これらの偏向器は弧をなし、エンジンの軸に向かって傾いている。近傍のヒーターからガス流を受け取る末端は、他端より軸から遠く離れている。このようにして囲壁の中に現れるガス流は、穿孔壁３２０に向かう求心成分を伴い、エンジンの軸周りに回転運動で同時に駆動される。
【００２６】
ジャーナルの末端に向かう壁３１８はジャーナルの末端に接触する。反対側の壁３１９はガス通過のための空間または開口部を形成し、ガスはジャーナルのその場所でより厚い部分を加熱する。環状囲壁３１６を規定するジャケットの構成品３１７、３１８、３１９は、それぞれの支持体３２０Ａ及びＢへ取り付けられた二つの部分からなる。これらの支持体は、それぞれスライダー２３３Ｃ及び２３４Ｃから各々吊り下げられたそれら自体である。
【００２７】
支持体２３０は、停止体によってフランジ５１に押し当てられ、同停止体の内一つは図８に見ることができる。これは、支持体の垂直アーム２３２に一体化された停止体２３２Ｂである。アーム２３３及び２３４はまた、図７に見ることができる固定（ｃｈｏｃｋｉｎｇ）手段２３４Ｂ及び２３３Ｂを備える。くさびは退避可能であり、フランジ５１上での支持体の不動化を保証するためフランジ５１の後ろに位置付けられる。
【００２８】
装置は、互いに等距離に分散された熱電対のための支持体として働く。図９は、熱電対３４０の内一つの高さにおける加熱装置３００の部分断面図である。熱電対は、温度を感知するため、ジャーナルの下流表面に押し当てられている。ケーブル３４１はセンサを制御ユニットへ接続し、同制御ユニットは特に、到達温度に従ってヒーターを制御する機能を備える。この例では、ブラケット３４２によって壁３１８へ取り付けられた熱電対が見られる。
【００２９】
装置はまた、ジャーナル１１１とこれの内側のＬＰシャフトとの間の距離を測定する三つの計器３５０を支える。これらは互いに等距離に、例えばエンジンの後ろから見て三時、六時、及び九時のところに分散される。ＬＰシャフトのアラインメントは、これらの三つの地点における距離測定値の差を比較することによって、そしてハンドリングシステムにおいてシャフトの横方向の位置決めに相関的に作用することによって、遂行される。距離測定器３５０は、例えばレーザータイプのものである。これらは図７及び図８にて図示されている。これらは、支持体２３０の水平アームに固定された支持アーム３５１上に載置される。これらは、図８に見られるとおり二つの位置間で移動でき、図８はエンジンの軸に対し高く位置付けられた測定器を示す。これらは、図の位置３５０にあるときにジャーナルを目指し、これらを位置３５０’へ移すことにより、低圧シャフトを目指す。よってこれから、シャフトとジャーナルとの間の隙間を導き出すことが可能である。ジャーナルの周囲にともに分散された三つは、二つの軸の相対的位置を正確につかむことを可能にする。補正は、適切な制御手段を用いて空間的にタービンモジュールを動かすことによって遂行される。
【００３０】
制御コンソールはフレーム上に載置される。これは温度センサからの信号と距離測定値とを受け取る。これはまた、状況を、そしてはめ合わせに先立つジャーナルの準備状態を、オペレータに知らせるため、例えば緑照明／赤照明タイプの、警告信号を提供する手段を備える。
【００３１】
作業の順序は以下のとおりである。
【００３２】
エンジンは部分的に組み立てられる。ファン３とＨＰボディ５とが組み立てられる。ＬＰモジュール７は待機している。
【００３３】
ａ）ジャーナルにて外部リング１２３を取り付けるため、
−図７に見られるとおり装置は適所に置かれ、且つ
−ジャーナル１１１は取り付けのための指定温度まで加熱され、この温度への到達は、図６に示す退避位置への配置と、リング１２３の取り付けと、ナット１２５の締め付けとを認可する。
【００３４】
ｂ）タービンシャフトの調心のため、
−設備は作動位置に置かれ、
−ＬＰシャフト１０１はＨＰボディの中へ挿入され、且つ
−距離測定システム３５０が作動する。計器３５０による測定値は、ジャーナルに対する、所定の限度内の、シャフト１０１の調心を可能にする。
【００３５】
ｃ）ジャーナル／外部リングアセンブリの加熱のため、
−設備は作動位置に置かれ、且つ
−加熱が始まる。加熱は、熱電対３４０によって測定される温度に従い、命令温度に達するまで、所定の限度内で制御される。所定の範囲内への温度到達は、設備の退避位置への配置を認可する。
【００３６】
最終はめ合わせに進むことによって組み立ては完遂される。
【００３７】
本発明の装置は、ベアリングの支障なき組み立てを保証するため、すべてを二つの主要組み立て条件の同時制御とともに提供する。
【００３８】
さらに、本発明がガスタービンエンジンのＨＰボディにおけるＬＰタービンの取り付けに限定されないことは理解されよう。これは、第一のモジュールにおいてベアリングによって組み立てられる第二のモジュールを取り付けるあらゆる同等の状況に当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】組み立ての過程にあるエンジンを示す図である。
【図２】組み立て前のインターシャフトベアリングの詳細を示す図である。
【図３】組み立て後の、図２と同じ区域を示す図である。
【図４】それぞれ使用位置と退避位置にて、加熱装置を支える設備を示す図である。
【図５】それぞれ使用位置と退避位置にて、加熱装置を支える設備を示す図である。
【図６】それぞれ使用位置と退避位置にて、加熱装置を支える設備を示す図である。
【図７】使用位置にて加熱装置の詳細を示す図である。
【図８】図７に示す適所における装置の軸方向断面図である。
【図９】温度センサを示しながら装置の詳細を図解する図である。
【符号の説明】
【００４０】
３  前部ファン
５  第一のモジュール
７  第二のモジュール
８  インターシャフトベアリングの区域
９、１０１、１０３  シャフト
１０４、１１１  ジャーナル
１０５  ラジアルフランジ
１１０  ＬＰタービン
１１２  タービン
１２０  インターシャフトベアリング
１２１  内部リング
１２２  ローラー
１２２’  ケージ
１２３  外部リング
１２５  ナット
２００  設備
２１０  可動フレーム
２１１  台車
２１２  フレーム部材
２２０  支持桁
２２２  水平アーム
２３０  支持体
２３２  アーム
２３３、２３４  腕木
２３３Ｃ、２３４Ｃ  スライダー
３００  環状加熱装置
３１０、３１２、３１４  ヒーター
３１６、３１７、３１８、３１９  壁
３２０  円柱形の壁
３２１  偏向器
３４０  熱電対
３５０  計器
３５１  支持アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【外国語明細書】
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