(57)【要約】【課題】簡単、効果的、かつ低コストのやり方でターボ機械における軸受け支持体の締結装置の封止の欠点を回避する。【解決手段】上流軸受けと下流軸受け内で案内されるシャフトを含んだターボ機械にして、上流軸受けは、下流軸受けを担持した第２環状支持体を介してケーシングにボルトによって締結された第１環状支持体によって担持されている、ターボ機械であって、締結ボルトの端部は、第２支持体またはケーシングに封止するように締結された環状カバーによって覆われていることを特徴とする、ターボ機械。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流軸受けと下流軸受け内で案内されるシャフトを含んだターボ機械にして、上流軸受けが、下流軸受けを担持した第２環状支持体を介してケーシングにボルトによって締結された第１環状支持体によって担持されている、ターボ機械であって、第１支持体を第２支持体に締結するボルトの端部が、第２支持体またはケーシングに封止するように締結された環状カバーによって覆われていることを特徴とする、ターボ機械。
【請求項２】
第１支持体を締結するボルトが、支持体の外側上にあることを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項３】
カバーが、第２支持体の円筒壁に対して、かつケーシングの円筒壁の内部で、封止するように係合される２つの平行な壁を備えたＵ字形状の断面を有することを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項４】
カバーの複数壁内の複数環状溝内に、または第２支持体とカバーとの複数円筒壁内に複数の環状封止リングが取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載のターボ機械。
【請求項５】
カバーの内部に位置付けられたボルトの端部が、ナットを担持していることを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項６】
第２支持体の上流の放射状面内の環状溝内に、または第１支持体の対応した下流の放射状面内に１つの封止リングが取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項７】
カバーが、第２支持体およびケーシングの膨張係数と同様の膨張係数を有した材料から製作されていることを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項８】
カバーが、第２支持体の下流の円筒リムにボルトによって締結された下流の円筒リムを有することを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項９】
カバーが、ボルトによってケーシングに締結されていることを特徴とする、請求項１に記載のターボ機械。
【請求項１０】
請求項１に記載のターボ機械で使用する環状の封止カバーであって、それぞれ半径方向内側壁と半径方向外側壁とである平行な２つの円筒壁を備えたＵ字形状の断面を呈し、少なくとも半径方向外側壁が封止リングを受けるための外側環状溝を含むことを特徴とする、カバー。
【請求項１１】
合成材料、または例えばチタニウムなどの金属で製作されていることを特徴とする、請求項１０に記載のカバー。
【請求項１２】
円筒リムであってその半径方向内側の円筒壁を反対方向に延ばし、締結手段を通すための規則的に分配されたオリフィスを含んだ円筒リムを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒューズボルトによってターボ機械のケーシングに締結された支持体によって担持されたシャフト案内軸受けが取り付けられたターボ機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイパスターボ機械は、その上流端部に配置されたファンであって第１環状支持体と第２環状支持体によってそれぞれ担持された上流軸受けと下流軸受けによって案内されたシャフトによって回転駆動されるファンを含む。上流軸受けは、第１支持体の上流端部によって担持されている。第１支持体自体の下流端部は、その円周のまわりに分配された複数のオリフィスを含み、これによって第１支持体の下流端部がボルト締めによって第２支持体の半径方向外側部分に締結されることを可能にし、替わって第２支持体がボルト締めによって低圧コンプレッサの下流に位置した中間ケーシングに締結される。
【０００３】
第１支持体の下流端部は、第１支持体を第２支持体に締結するボルトの上流部分を受ける複数の切欠きが設けられた環状リムを含む。これらの切欠きは、ボルトのヘッドを受けるように、支持体のリム内に機械加工された空洞の中に通じている。ボルト上にワッシャが係合されて、支持体のリムに対するボルトのヘッドのための連続した軸受け表面を形成している。
【０００４】
上流軸受けと下流軸受けのための潤滑油に対する封止は、締結ボルトの半径方向外側で、第１支持体の下流端部と接触する第２支持体の上流の放射状面内の環状溝内に位置付けられた第１封止リングによって、また第２支持体と中間ケーシングとの向き合った円筒表面同士の間の環状溝内に配置された第２封止リングによって実現される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それでもなお、このタイプの締結はいくつかの欠点を呈する。第一に、第１支持体の下流リム内に空洞を製作することは時間が掛かり、困難である。さらに、第１支持体の切欠き内に取り付けられたボルトは、第２支持体が配置されるまで保持されず、これによって組み立てプロセスを複雑にする。
【０００６】
使用される締結ボルトはヒューズボルトである。したがって、ブレードが失われた場合には、その結果生じた不均衡が第１支持体で締結ボルト上に牽引力を引き起こす。これらの締結ボルトは、加えられた力が所定値を超えると壊れるように設計されている。それでもなお、第１支持体の内部でこれらのボルトの場所を探すと、ボルトの破片が軸受け間のエンクロージャの中に吐き出されることになり、このことは上流軸受けと下流軸受け、ならびにそれらの中に位置した他の部品、即ちエンクロージャの脱油装置、油ノズルなどを破損する可能性がある。さらに、ボルトは上流軸受けと下流軸受け用の潤滑油と接触し、したがって厳しい清浄度基準に従う必要がある。
【０００７】
本発明の特別の目的は、簡単、効果的、かつ低コストのやり方で従来技術のこれらの欠点を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、上流軸受けと下流軸受け内に案内されるシャフトを含んだターボ機械にして、上流軸受けは、下流軸受けを担持した第２環状支持体を介してケーシングにボルトによって締結された第１環状支持体によって担持されている、ターボ機械であって、第１支持体を第２支持体に締結するボルトの端部が、第２支持体またはケーシングに封止するように締結された環状カバーによって覆われていることを特徴とする、ターボ機械を提供する。
【０００９】
環状カバーを使用することは、単一部品を使用してボルトの端部全てを覆うことを可能にし、ブレードが失われた場合にも、ボルトからの破片が軸受け間エンクロージャの中に漏れることを回避する役割を果たす。
【００１０】
有利には、第１支持体を締結するボルトは支持体の外側にあり、したがって、ヒューズボルト上に存在する個体粒子が軸受け間のエンクロージャの中に侵入して上流軸受けと下流軸受け用の潤滑油を汚染することを回避することを可能にする。ボルトを第１支持体に対して外側に配置することはまた、ブレードが失われた場合に、ヒューズボルトの上流部分の破片を軸受け間のエンクロージャの外部に保つことも可能にする。
【００１１】
第１軸受け支持体の下流端部は第２支持体により簡単に締結され、ボルトのヘッドがそれらの円周全体のまわりで支えることができることから、もはやワッシャを使用する必要がない。第１支持体は、従来技術のようにその下流端部で複雑な形状をもはや呈さないことから、第１支持体を製作することも簡単である。
【００１２】
有利には、環状カバーは、第２支持体の円筒壁に対して、かつケーシングの円筒壁の内部に対して封止するように係合される２つの平行な壁を備えたＵ字形状の断面を有する。
【００１３】
本発明の他の特徴によると、第２支持体の上流の放射状面内の環状溝内、または第１支持体の対応した下流の放射状面内に、１つの封止リングが取り付けられ、カバーの複数壁内の複数環状溝内に、または第２支持体とカバーとの複数円筒壁内に複数の封止リングが取り付けられ、これによって少数の封止リングが、第１支持体と第２支持体との接続を封止することを可能にし、油がボルトを介して軸受け間のエンクロージャから漏れるのを防止する。
【００１４】
動作中の良好な封止を保証するために、カバーは、第２支持体およびケーシングの膨張係数と同様の膨張係数を有した材料から製作されていることが好ましい。
【００１５】
カバーは定位置に保持されて、カバーの下流円筒リムによってボルトの端部を覆う。カバーの下流の円筒リムは、ボルトによって第２支持体の下流の円筒リムに締結されている。カバーはボルトによって直接ケーシングに締結されてもよい。
【００１６】
本発明は、上述のターボ機械で使用する環状の封止カバーであって、それぞれ半径方向内側壁と半径方向外側壁とである平行な２つの円筒壁を備えたＵ字形状の断面を呈し、少なくとも半径方向外側壁は封止リングを受けるための外側環状溝を含むことを特徴とする封止カバーも提供する。
【００１７】
本発明の他の特徴によると、このカバーは、円筒リムであってその半径方向内側の円筒壁を反対方向に延ばし、締結手段を通すための規則的に分配されたオリフィスを含んだ円筒リムを含む。
【００１８】
カバーは合成材料から、またはチタニウムなどの金属から製作してもよい。
【００１９】
非限定的な実施例として行った以下の説明を、添付図面を参照して読むことで、本発明はより充分に理解されることができ、本発明の他の詳細、利点、および特徴が明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術の軸受け支持体を備えたターボ機械の部分的概略軸方向半断面図である。
【図２】図１の上流軸受け支持体を示した、下流から見た部分的斜視図である。
【図３】本発明による軸受け支持体を備えたターボ機械の部分的概略軸方向半断面図である。
【図４】一点鎖線の外郭線の箱によって印付けされた図３の詳細を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
最初に図１を参照する。図１は、従来技術のターボ機械の上流部分を示している。上流部分はファンホイール１０を含む。ファンホイール１０は、ターボ機械の軸１２のまわりで、ファンホイール１０に固定された円錐台形壁１８にボルト１６によって上流端部を締結して有したシャフト１４によって回転駆動される。シャフト１４は、低圧タービン（図示せず）のシャフト２０の端部に締結されている。ファンホイール１０は、中間ケーシング２４と関連した低圧コンプレッサのロータ２２に固定されている。
【００２２】
シャフト１４は、上流軸受け２６と下流軸受け２８によって支持され、案内されている。上流軸受け２６は第１環状支持体３０の上流端部によって担持されている。第１環状支持体３０は、その下流端部をヒューズボルト３２によって第２環状支持体３４の半径方向外側部分に締結して有する。第２環状支持体３４は、その半径方向内側端部で下流軸受け２８を担持している。第２支持体３４は、ボルト３６によって中間ケーシング２４のフランジ３８に締結されている。
【００２３】
第１支持体３０の下流端部は、半径方向にターボ機械の内部に向いた切欠き４０を有しており、これらの切欠きは、ヒューズボルト３２の上流端部を受けるように、第１支持体３０の環状リムの円周全体のまわりに分配されている（図２）。各切欠き４０は空洞４２の中に通じており、その中にヒューズボルト３２のヘッド４４が受けられてある。ヒューズボルト３２のヘッド４４は、ナット４８がヒューズボルト３２に締め付けられると切欠き４０の端部に当接する。ボルト３２のヘッド４４と切欠き４０との間にワッシャ４６が配置されて、ボルト３２のヘッド４４がそれらの円周全周で連続的に支えることを可能にしている。
【００２４】
各ヒューズボルト３２は、切欠き４０内に位置したその部分内に狭窄部を呈し、これによって、その場所に掛けられた負荷が大き過ぎるときに、対応したボルト３２がそこで砕けることを可能にしている。ブレードが失われた場合には、ファンシャフト１４上に現れた不均衡がヒューズボルト３２上で高レベルの牽引力を引き起こす可能性がある。第１支持体３０と第２支持体３４とを分離することによって、この不均衡を収容し、中間ケーシング２４への、また全体としてのターボ機械への力の伝達を制限することが可能になる。
【００２５】
上述のように、第１支持体３０と第２支持体３４を締結するこの技法はいくつかの欠点を呈する。
【００２６】
本発明によると、図３で示したように、これらの欠点は、第１支持体５０の下流部が、第１支持体５０の半径方向外側にあるヒューズボルト３２によって第２支持体５２の半径方向外側部分に締結されて、簡単かつ低コストのやり方で漏防止封止式の接続が実現されるという事実によって回避される。
【００２７】
第１支持体５０は、上流になるにしたがって先細になる断面を有した円錐台形壁５６を備えている。円錐台形壁５６は、その上流端部に上流軸受け２６を担持し、その下流端部で円筒壁５８に接続し、その下流端部は半径方向外向きに延在する環状リム６０を含む。環状リム６０内には、ボルトを通すオリフィスが、第２支持体５２の半径方向外側部分内の、ヒューズボルト３２を受けるための対応したオリフィスと位置合わせして形成されている。各ヒューズボルト３２の上流端部は、ヘッド４４であってその円周全体にわたって環状リム６０の上流面に対して軸方向に支えるヘッド４４を有し、各ヒューズボルト３２の下流端部は、第２支持体５２の半径方向外側部分に対して締め付けられるナット６２を受ける。
【００２８】
ボルト３２とナット６２の下流端部は、環状カバー５４によって覆われている。環状カバー５４は、Ｕ字形状の横断面を呈し、平行な２つの壁、それぞれ半径方向内側壁６４と半径方向外側壁６６とを備え、内側壁６４は円筒リム６８に接続され、円筒リム６８は下流に延在し、ターボ機械の軸１２のまわりに規則的に分配されたボルトを通すためのオリフィスを含む。
【００２９】
カバー５４は、ヒューズボルト３２の下流端部を覆い、その半径方向内側壁６４と外側壁６６とは、第２支持体５２の円筒壁７０に対して、かつ中間ケーシング２４のフランジ３８の円筒壁７２内に、封止するように係合されている。カバー５４は、カバー５４の下流円筒リム６８内のオリフィスと、第２支持体５２の円筒リム７４内の対応したオリフィスとを通して挿入されたボルト７３によって定位置に保持されている。
【００３０】
カバー５４の半径方向外側壁６６と第２支持体５２の円筒壁７０とは、それぞれの環状溝を含み、それらは半径方向外側に向き、封止リング７６と７８を受ける。これらの２つの封止リング７６と７８は、上流軸受け２６と下流軸受け２８からの潤滑油が、ヒューズボルト３２が通過するオリフィスを介して、また第２支持体５２と中間ケーシング２４の間の接触ゾーンを介して漏れることを防止する。
【００３１】
第２支持体５２の上流放射状面内の環状溝内には第３封止リング８０が取り付けられており、この上流面は第１支持体５０の下流放射状面と接触している。この封止リング８０は、油がリム６０内のボルトを通すオリフィスを介して漏れるのを防止するように、ヒューズボルト３２の内部で放射状に位置している。
【００３２】
第１支持体５０と第２支持体５２が分離された場合には、環状カバー５４が、ヒューズボルト３２の下流端部の破片を包含する役割を果たすとともに、ボルト３２を第１支持体５０の半径方向外側に締結していることが、ボルト３２のヘッド４４の破片が軸受け間のエンクロージャの中に侵入し、その中に位置した部品を破損することを回避する役割を果たす。
【００３３】
カバー５４はまた、ヒューズボルト３２の下流端部を封止する役割も果たし、もはや上記支持体のリム内に切欠きおよび空洞を製作する必要がないことから、第１支持体５０の製作を簡略化する役割も果たす。
【００３４】
各ヒューズボルト３２のヘッド４４がその円周全体のまわりで環状リム６０の上流面に対してもたれていることから、ワッシャを使用することはもはや必須ではない。
【００３５】
第２支持体５２の半径方向外側端部は、中間ケーシング２４のフランジ３８の中にねじ込まれたボルト３６によって中間ケーシング２４に締結されている。
【００３６】
有利には、カバー５４は、第２支持体５２と中間ケーシング２４との材料の熱膨張係数に近い熱膨張係数を呈する材料から製作されており、これらの様々な部品が受ける温度での封止リング７６、７８、８０による良好な封止を保証するようにしている。
【００３７】
カバー５４は、合成材料、または例えばチタニウムなどの金属で製作されてもよい。
【００３８】
本発明の一変化形態では、カバー５４は、第２支持体５２の下流環状リムに、または中間ケーシング２４のフランジ３８の下流環状リムにボルトで締結される下流の放射状環状リムを含んでもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ファンホイール
１２  ターボ機械の軸
１４  ファンシャフト
１６、３６、７３  ボルト
１８、５６  円錐台形壁
２０  低圧タービンのシャフト
２２  低圧コンプレッサのロータ
２４  中間ケーシング
２６  上流軸受け
２８  下流軸受け
３０、５０  第１支持体
３２  ヒューズボルト
３４、５２  第２支持体
３８  フランジ
４０  切欠き
４２  空洞
４４  ヒューズボルト３２のヘッド
４６  ワッシャ
４８、６２  ナット
５４  環状カバー
５８  円筒壁
６０  環状リム
６４  半径方向内側壁
６６  半径方向外側壁
６８  円筒リム
７０  第２支持体５２の円筒壁
７２  中間ケーシング２４のフランジ３８の円筒壁
７４  第２支持体５２の円筒リム
７６、７８、８０  封止リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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