(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジン（２０）の保守にかかる時間および費用を削減する。【解決手段】ガスタービンエンジン（２０）の保守方法は、ガスタービンエンジン（２０）の前方部から軸受コンパートメント内に収容されたギアボックス（９０）へのアクセスを提供することを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受コンパートメントを取り外し、
ガスタービンエンジンの前方部から前記軸受コンパートメント内に収容されたギアボックスへのアクセスを提供することを含むことを特徴とするガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項２】
前記軸受コンパートメントを取り外すことは、前方センタボディ支持部から前方壁を取り外すことを含むことを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項３】
前方部から前方センタボディ支持部内に取り付けられた可撓性支持部へのアクセスを提供することをさらに含み、前記可撓性支持部は、前記ギアボックスに取り付けられていることを特徴とする請求項２記載のガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項４】
前方センタボディ支持部から軸受ユニットを取り外すことをさらに含むことを特徴とする請求項２記載のガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項５】
前記ギアボックスによって駆動される出力シャフトから前記前方壁を取り外すことをさらに含むことを特徴とする請求項２記載のガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項６】
前方センタボディアセンブリの前方部から低スプールによって駆動されるギアボックスへのアクセスを提供することを特徴とするガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項７】
ギア付構造体に取り付けられたファンを取り外すことをさらに含むことを特徴とする請求項６記載のガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項８】
前方センタボディアセンブリの前方部内に位置する複数の締結具を外して、前方センタボディアセンブリの前方センタボディ支持部から前方壁を取り外すことをさらに含むことを特徴とする請求項６記載のガスタービンエンジンの保守方法。
【請求項９】
エンジン軸に沿って画成されたギアボックスと、
前記エンジン軸を中心に画成された前方センタボディ支持部と、
前方センタボディ支持部に取り付けられた前方壁と、を有し、前記前方壁は、前記ギアボックスにアクセスするために前方センタボディ支持部から取外し可能となっていることを特徴とするガスタービンエンジン。
【請求項１０】
前方センタボディ支持部は、エンジンの長手方向中心軸を中心に画成されていることを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１１】
前方センタボディ支持部に取り付けられたシールユニットをさらに有することを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１２】
前方センタボディ支持部に取り付けられた軸受ユニットと、前記ギアボックスを駆動するように動作可能な低スプールと、をさらに有することを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前方センタボディ支持部は、前記前方壁のフランジと接触するフランジを含むことを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記前方壁の前記フランジを前方センタボディ支持部の前記フランジに取り付ける複数の締結具をさらに有することを特徴とする請求項１３記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記複数の締結具は、ガスタービンエンジンの前方部からアクセス可能であることを特徴とする請求項１４記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
前記前方壁は、前記ギアボックスによって駆動される出力シャフトを支持するために軸受ユニットを支持しており、前記出力シャフトは、ファンを駆動するように動作可能であることを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１７】
前記ギアボックスは、低速スプールの速度とは異なる速度でファン部を駆動することを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１８】
前方センタボディは、コア流路を少なくとも部分的に画成していることを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【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に関し、特に、ガスタービンエンジンのケース構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、タービン部から圧縮機部およびファン部に動力と回転運動を伝達する１つまたは複数のロータシャフトを備える。ロータシャフトは、ボルト止めフランジで連結された個々のケース部からなるモジュールから一般に構成されるエンジンの静止構造体内に支持される。フランジは、エンジンの静止構造体を介して伝達される種々の荷重に耐えうる接続部を成す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガスタービンエンジンの継続的な課題は、保守の容易さおよび速さである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の例示的な形態によるガスタービンエンジンの保守方法は、ガスタービンエンジンの前方部から軸受コンパートメント内に収容されたギアボックスにアクセスを提供することを含む。
【０００５】
上述のガスタービンエンジンの保守方法のさらなる限定的でない実施例では、軸受コンパートメントを取り外すことは、前方センタボディ支持部から前方壁を取り外すことを含みうる。加えて、または代わりに、前方部から前方センタボディ支持部内に取り付けられた可撓性支持部にアクセスを提供することができ、可撓性支持部はギアボックスに取り付けられている。加えて、または代わりに、軸受ユニットを前方センタボディ支持部から取り外すことができる。加えて、または代わりに、前方壁は、ギアボックスによって駆動される出力シャフトから取り外すことができる。
【０００６】
本発明の他の例示的な形態によるガスタービンエンジンの保守方法は、前方センタボディアセンブリの前方部から低スプールによって駆動されるギアボックスにアクセスを提供することを含みうる。
【０００７】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの保守方法の他の限定的でない実施例では、ファンをギアボックスに接続することができる。加えて、または代わりに、ファンをギア付構造体から取り外すことができる。
【０００８】
上述のいずれかの方法のさらなる限定的でない実施例では、前方センタボディアセンブリの前方部内に位置する複数の締結具を外して、前方センタボディアセンブリの前方センタボディ支持部から前方壁を取り外すことができる。加えて、または代わりに、複数の締結具は、ガスタービンエンジンの前方部からアクセスを提供するように設けることができる。
【０００９】
本発明の他の例示的な形態によるガスタービンエンジンは、エンジン軸を中心に画成された前方センタボディ支持部と、前方センタボディ支持部に取り付けられた前方壁と、を含む。前方壁は、ギアボックスへのアクセスを提供するように、前方センタボディ支持部から取外すことができる。
【００１０】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、ガスタービンエンジンは、エンジンの長手方向軸を中心に前方センタボディ支持部を画成しうる。
【００１１】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、ガスタービンエンジンは、前方センタボディ支持部に取り付けられたシールユニットを含みうる。
【００１２】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、ガスタービンエンジンは、前方センタボディ支持部に取り付けられた軸受ユニットと、ギアボックスを駆動するように動作可能な低スプールと、を含みうる。加えて、または代わりに、前方センタボディ支持部は、前方壁のフランジと接触するフランジを含みうる。
【００１３】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、ガスタービンエンジンは、前方壁のフランジを前方センタボディ支持部のフランジに取り付ける複数の締結具を含みうる。加えて、または代わりに、これらの複数の締結具は、ガスタービンエンジンの前方部からアクセス可能であり得る。
【００１４】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、前方壁は、ギアボックスによって駆動される出力シャフトを支持するために軸受ユニットを支持しうる。さらに、出力シャフトは、ファンを駆動するように動作可能である。
【００１５】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、ギアボックスは、低速スプールの速度とは異なる速度でファン部を駆動しうる。
【００１６】
上述のいずれかのガスタービンエンジンの実施例のさらなる限定的でない実施例では、前方センタボディは少なくとも部分的にコア流路を画成しうる。
【００１７】
当業者には、以下に開示された限定的でない実施例の詳細な説明から種々の特徴が明らかになる。詳細な説明に付随する図面について、以下に簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガスタービンエンジンの実施例の概略的な断面図である。
【図２】前方センタボディアセンブリを示す、ガスタービンエンジンの部分拡大断面図である。
【図３】ガスタービンエンジンのギア付構造体の拡大断面図である。
【図４】前方センタボディアセンブリの分解斜視図である。
【図５】前方センタボディアセンブリの前方センタボディ支持部の拡大された部分断面斜視図である。
【図６】前方センタボディ支持部の拡大断面図である。
【図７】前方センタボディ支持部の分解図である。
【図８】ガスタービンエンジンから前方ギアボックスを外す手順を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ガスタービンエンジン２０を概略的に示している。ガスタービンエンジン２０は、ここでは、ファン部２２、圧縮機部２４、燃焼器部２６およびタービン部２８を一般に内蔵する２軸ターボファンとして示している。代替のエンジンは、他のシステムや特徴部の中で特にオグメンタ部（図示省略）を含みうる。ファン部２２は、バイパス流路に沿って空気を送り、圧縮機部２４は、コア流路に沿って空気を送って圧縮するとともに燃焼器部２６に連通させ、続いてタービン部２８を通って膨張させる。開示された限定的でない実施例では、ターボファンガスタービンエンジンとして示しているが、ここで説明する概念は、ターボファンでの使用に限定されず、他の種類のタービンエンジンにも教示が適用可能であることを理解されたい。
【００２０】
エンジン２０は、一般に、低スプール３０と高スプール３２を備え、これらのスプール３０，３２は、複数の軸受支持部３８を介してエンジンの長手方向中心軸Ａを中心にエンジンの静止構造体３６に対して回転するように取り付けられている。低スプール３０は、一般に、ファン４２と、低圧圧縮機４４と、低圧タービン４６と、を連結する内側シャフト４０を含む。内側シャフト４０は、ファン４２を低スプール３０よりも低速で駆動するためにギア付構造体４８を介してファン４２を駆動する。高スプール３２は、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４を連結する外側シャフト５０を含む。燃焼器５６が、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４との間に設けられる。内側シャフト４０と外側シャフト５０は、同軸でかつこれらの長手方向軸と同一直線上にあるエンジン長手方向中心軸Ａを中心に回転する。
【００２１】
コア空気流は、低圧圧縮機４４で圧縮されてから高圧圧縮機５２で圧縮され、燃料と混合されて燃焼器５６で燃焼され、次いで高圧タービン５４および低圧タービン４６を通って膨張する。タービン５４，４６は、膨張に応じて対応する低スプール３０および高スプール３２を回転駆動する。
【００２２】
主エンジンシャフト４０，５０は、静止構造体３６内で軸受システム３８によって複数の箇所で支持される。限定的でない一実施例では、軸受システム３８は、圧縮機部２４内に位置する第２軸受支持部３８Ａを含む。
【００２３】
図２を参照すると、圧縮機部２４に近接するエンジンの静止構造体３６は、第２軸受支持部３８Ａに隣接して前方センタボディアセンブリ６０を備える。前方センタボディアセンブリ６０は、一般に前方センタボディ支持部６２を有する。第２軸受支持部３８Ａは、一般に、シールユニット６４、軸受ユニット６６、可撓性支持部６８およびセンタリングスプリング７０を含む。
【００２４】
図３を参照すると、可撓性支持部６８は、前方センタボディ支持部６２（図４にも図示）内でギア付構造体４８のための可撓性の取付部を提供する。可撓性支持部６８は、ギア付構造体４８からのねじり荷重に反作用し、防振や他の支持機能が容易に得られるようにする。センタリングスプリング７０は、フランジの端部構造体の間に延在する複数のビームを備える全体として円筒形のケージ様構造部品である（図４にも図示）。センタリングスプリング７０は、低スプール３０に対して軸受ユニット６６を弾性的に位置決めする。一実施例では、ビームは、径方向のばね率を制御するために周方向に並んだダブルテーパビームであり、ばね率は、軸受荷重、軸受寿命、ロータ力学、およびロータのたわみに関する事項を含むがこれらに限定されない複数の考慮事項に基づいて選択される。
【００２５】
前方センタボディ支持部６２は、軸Ａを中心に画成された前方センタボディ部７２と軸受部７４を含み、これらの間に円錐台形のインターフェイス部７６がある（図５参照）。前方センタボディ部７２は、低圧圧縮機４４に通じるコア流路を少なくとも部分的に画成する。前方センタボディ部７２は、複数の前方センタボディベーン７２Ａ，７２Ｂを有する環状のコア通路を含む。軸受部７４は、前方センタボディ部７２の径方向内側に画成されている。軸受部７４は、低スプール３０に対して軸受ユニット６６とシールユニット６４を位置決めする。円錐台形のインターフェイス部７６は、前方センタボディ部７２と軸受部７４を連結して、従来のフランジ連結部で典型的なよじれが実質的に生じない、軸受ユニット６６からエンジンの静止構造体３６の外側周辺部までの一本化された荷重経路を形成する。円錐台形のインターフェイス部７６は、溶接部Ｗ（図５参照）を含むか、または前方センタボディ支持部６２が一体部品となるように一体の部分とすることができる。
【００２６】
円錐台形のインターフェイス部７６のフランジがない構成によって、軽量で部品数が少なく、かつ全体的な剛性がより調整可能でロータ力学的要件を達成する構造体が容易に得られる。このような構造体によって、軸受ユニット６６を囲む軸受コンパートメント内で潤滑油や空気の供給などの機能がさらに統合される。
【００２７】
図６を参照すると、前方センタボディ支持部６２は、可撓性支持部６８を受ける取付機構を含む。開示された限定的でない一実施例では、前方センタボディ支持部６２の取付機構は、前方センタボディ部７２に設けられた内歯スプライン７８と径方向内向きの締結フランジ８０を含む。可撓性支持部６８は、対応する外歯スプライン８２と径方向外向きの締結フランジ８４を含む。可撓性支持部６８は、スプライン７８，８２によって構成されるスプラインインターフェイス８６で前方センタボディ支持部に受け入れられ、締結フランジ８４が締結フランジ８０と接触するように前方センタボディ内に保持される。ボルトなどの一組の締結具８８が、締結フランジ８０，８４に螺合され、可撓性支持部６８を前方センタボディ支持部６２内に取り付ける。
【００２８】
図７を参照すると、締結具８８は、第２軸受システム３８Ａの軸受ユニット６６の反対側で前方センタボディアセンブリ６０の前方部からのアクセスを提供するように前方に設けられている。これにより、締結具８８を容易に取り外してギア付構造体４８のギアボックス９０にアクセスすることができる。
【００２９】
エンジン２０の前方からギア付構造体４８へのアクセスを提供するために、ファン４２の後方に位置する前方壁１０２が前方センタボディ支持部６２の前部に取り付けられている。前方壁１０２は、複数の締結具１０５によってフランジ６０において前方センタボディ支持部６２に取付可能なフランジ１０３を含み、締結具１０５は、限定的でない一実施例ではボルトとすることができる。前方壁１０２と前方センタボディ支持部６２は、軸受ユニット６６に取り付けられる軸受コンパートメント１００（図２にも図示）を画成する。前方壁１０２は、ギアボックス９０がモジュールとしてアクセス可能となるように取外し可能となっている。これにより、ギアボックス９０は、迅速なオンウィング保守を容易にするようにアクセス可能となる。
【００３０】
潤滑油を封止するとともに出力シャフト１０８の回転を支持するために、（概略的に図示し、図２にも図示した）種々の軸受構造体１０４および（概略的に図示し、図２にも図示した）シール１０６を前方壁１０２で支持することができる。出力シャフト１０８は、ファン４２を駆動するためにギア付構造体４８と接続されている。ファンブレード４２Ｂがファンハブ１１０から延在し、ファンハブ１１０は出力シャフト１０８に取り付けられて出力シャフト１０８とともに回転する。開示された限定的でない実施例では、ファンハブ１１０を取り外した後で、軸受構造体１０４やシール１０６をユニットとして前方壁１０２から取り外すことができる。
【００３１】
ギアボックス９０は、連結シャフト１１２を介して低スプール３０（図１参照）によって駆動される。連結シャフト１１２は、軸受ユニット６６を介してギアボックスにトルクを伝達するとともに、振動や他の過渡的な現象の分離を容易にする。連結シャフト１１２は、一般に、前方連結シャフト部１１４と、軸受ユニット６６から延在する後方連結シャフト部１１６と、を含む。前方連結シャフト部１１４は、後方連結シャフト部１１６の後方スプライン１２０と噛み合うインターフェイススプライン１１８を含む。この限定的でない実施例では、後方連結シャフト部１１６のインターフェイススプライン１２２が、低圧圧縮機４４の低圧圧縮機ハブ１２６に設けられたスプライン１２４とのスプライン係合によって連結シャフト１１２を低スプール３０に接続する。
【００３２】
ギアボックスを外すには、出力シャフト１０８からファンハブ１１０が取り外される。次に、複数の締結具１０５を外して、前方センタボディ支持部６２から前方壁１０２を分離する。続いて、複数の締結具８８がエンジン２０の前方から取り外される。その後、ギア付構造体４８が、前方センタボディ支持部６２から前方にスライドして外され、これにより、インターフェイススプライン１１８が後方スプライン１２０からスライドして外されるとともに外側スプライン８２が内部スプライン７８からスライドして外される。その結果、ギア付構造体４８が、モジュールとしてエンジン２０から取り外し可能となる（図８に概略的に図示）。エンジン２０からギア付構造体４８を外すために他の構成要素を取り外す必要があり得るが、このような取外しはさほど重要でなく、詳細な説明は不要である。さらに、軸受ユニット６６やシール６４などの他の構成要素も、エンジン２０の前方から容易にアクセス可能となる。
【００３３】
上述したようにエンジン２０の前方からギアボックスを外すことにより、時間および費用が大幅に節減される。ギア付構造体４８は、エンジン２０からモジュールとして取り外すことができ、それ以上分解する必要がない。さらに、軸受ユニット６６とシール６４にアクセスするためにはギア付構造体４８をエンジンから外す必要があるが、エンジンコア自体へのアクセスにはギア付構造体４８を外す必要がない。
【００３４】
全図を通して、対応部および相当部には同様の参照符号を付している。図示の実施例では構成要素の特定の配置が示されているが、他の配置も可能である。
【００３５】
特定のステップシーケンスが開示、説明および請求項に記載されているが、特に記載がない限り、ステップはあらゆる順番で実行可能であるとともに、分離または組合せ可能であり、なお本発明の利益を受ける。
【００３６】
それぞれの異なる実施例は図示された特定の構成要素を有するが、本発明の実施例は、これらの特定の組合せに限定されるものではない。１つの実施例のいくつかの構成要素や特徴部を他の実施例の構成要素や特徴部と組み合わせて使用することができる。
【００３７】
上述の説明は、例示的なものであり、限定的なものではない。種々の限定的でない実施例を開示したが、当業者であれば分かるように、上述の教示に照らした種々の改良や変形は添付の請求項の範囲内に含まれる。よって、添付の請求項の範囲内であれば、詳細に説明した以外の方法で本発明を実施することができる。このため、本発明の真の範囲および内容を判断するためには添付の請求項の検討が必要である。
【符号の説明】
【００３８】
２４…圧縮機部
３８Ａ…第２軸受支持部
４８…ギア付構造体
６０…前方センタボディアセンブリ
６２…前方センタボディ支持部
６４…シールユニット
６６…軸受ユニット
６８…可撓性支持部
７０…センタリングスプリング
９０…ギアボックス
１００…軸受コンパートメント
１０２…前方壁
１０４…軸受構造体
１０６…シール
【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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