JP2007211775A - ターボエンジンの旋回ベーン制御同期リングの中心合わせを調整するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が単純で、ターボエンジンの運転の全ての段階の間、高い信頼性を有する制御リングの同心度を調整する。
【解決手段】ターボエンジンの縦軸（Ｘ−Ｘ）に中心合わせされ、径方向に延びる複数のねじ穴（３６）が設けられた制御リング（２６）と、ねじ穴（３６）にねじ込まれるねじロッド（３４）を備える複数のパッドホルダ（３２）とを備え、各パッドホルダ（３２）がリングと同軸である円筒状シェル（２８）と接触するパッド（３０）を内端部で保持する。制御リング（２６）は、接線方向に延びるスロット（３８）を備え、各スロット（３８）が、ねじ穴（３６）に連通している。パッドホルダ（３２）を適切な位置にロックするように、スロット（３８）の各々を長手方向に挟む手段（４０、４２ａ、４２ｂ）を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ターボエンジンの旋回ベーンの制御を同期させるためのリングを、ターボエンジンの軸に中心合わせさせるように調整するための、装置の一般的な分野に関する。

ターボエンジンにおいて、ターボエンジンの運転条件に従って圧縮部を通過するガスの流量および流れの方向を調整するために、ステータベーンの１段または数段を使用することが知られ、行われている。ステータベーンのこれらの段は、複数のベーン（可変ピッチベーンと呼ばれる）を備えており、この可変ピッチベーンは、ターボエンジンの運転条件に従って可変ピッチベーンのピッチ角度を変更することができるような態様で、可変ピッチベーンをステータに接続するピンを中心として、旋回できるようになっている。

可変ピッチベーンを制御するための知られている装置は、通常、ターボエンジンケーシングの円筒状シェルを取り囲むリングと、複数のレバーまたは連接棒とを備えており、各連接棒が、継手によって制御リングに結合されている第１の端部と、それぞれのベーンの旋回軸に装着されている第２の端部とを有している。したがって、ベーンの角度位置の同期変更は、ターボエンジン軸を中心としてリングを回転させることによって達成される。

ベーン制御リングは、ターボエンジンの軸に中心合わせされている。さらに、ベーン制御リングは、ターボエンジンのケーシングのシェルと同軸的に配置され、一般には、シェルの全周にわたって均等に分散して配置された複数のパッドによってシェル上に載置されている。

ステータベーンのピッチの精度を高めるためには、制御リングがケーシングシェルに対して優れた同心度を確保できるようにすることが必要である。完全な同心度は、パッドとケーシングシェルとの間に非常にわずかな間隙を維持することによって得られる。したがって、非常にわずかな間隙を得るために、制御リングにパッドを装着させるために使用する装置は、パッドが径方向において調整されることを可能にしなければならない。

制御リングの同心度を調整するための装置は、一般に、制御リングにねじ込まれるねじロッドに装着されたパッドを使用する。また、米国特許第５，３８７，０８０号明細書から、パッドが知られており、このパッドの径方向位置は、リングに装着され、かつ二重ねじの２つの部分がわずかに異なるねじれ角を有する、二重ねじによって調整される。
米国特許第５，３８７，０８０号明細書

制御リングのパッドを調整するためのこれらの装置は、ターボエンジンの全ての運転段階の間、パッド調整用ねじロッドを完全に固定しておくことはできない。実際、いくつかのパッドがケーシングシェルともはや接触していないときには、調整用ロッドのねじ山が振動によって磨耗し、パッドの調整が失われ、その結果として、制御リングの振動が引き起こされ、この振動がベーンのピッチ精度という点において特に有害となる。

本発明の主たる目的は、構成が単純で、かつターボエンジンの運転の全ての段階の間、高い信頼性を有する、制御リングの同心度を調整するための装置を提供することによって、これらの欠点を軽減することである。

この目的は、ターボエンジンの旋回ベーン制御リングの中心合わせを調整するための装置であって、ターボエンジンの縦軸に中心合わせされ、かつ径方向に延びる複数のねじ穴が設けられた制御リングと、リングのねじ穴のうちの１つにねじ込まれるねじロッドを備える、複数のパッドホルダとを備え、各パッドホルダが、リングと同軸である円筒状シェルと接触することを意図されたパッドを内端部で保持する装置によって達成され、本発明によれば、この装置において、制御リングが、さらに、接線方向に延びかつ径方向にリングを貫通する複数のスロットを備え、各スロットが、リングのねじ穴のうちの１つと連通しており、装置が、パッドホルダを適切な位置にロックするような態様でスロットの各々を長手方向に挟む手段を備える。

パッドは、制御リングへねじロッドをねじ込む量を加減することによって径方向において調整される。一旦、正しい調整が行われると、パッドホルダのロッドは、長手方向にスロットを挟むことによって適切な位置にロックされる。したがって、この調整装置は部品を殆ど含まず、そのため構成が単純で、かつターボエンジンの運転の段階にかかわらず、信頼性の高い、パッドのロックを提供することができる。

本発明の好ましい実施形態によると、制御リングは、さらに、長手方向に延びる複数の穴を備え、各穴が、リングのスロットのうちの１つと連通しており、装置が、複数のボルト接続システムを備え、各ボルト接続システムが、対応するスロットを長手方向に挟むような態様で、リングの穴の１つに挿入される。

有利なことに、各スロットは、スロットの接線方向の端部のうちの１つにおいて、制御リングのねじ穴のうちの１つに合流している。この場合、各スロットは、スロットの接線方向の上記ねじ穴とは反対側の端部において、径方向に制御リングを貫通するなめらかな孔に合流することができる。

本発明のさらなる目的は、上述のような旋回ベーン制御リングの中心合わせを調整するための少なくとも１つの装置を備えたターボエンジンを提供することである。

本発明の他の特徴および利点は、限定的な性格を全く持たない、上記本発明の実施形態の一実施例を図示する添付図面を参照して、以下に与えられる説明から明らかになるであろう。

図１は、ターボエンジンの圧縮機の一部分を示したものである。圧縮機は、ターボエンジンの縦軸Ｘ−Ｘに中心合わせされており、かつガスが流れる環状流１４をロータ１２とともに画定するような態様でロータ１２を取り囲んでいる、ステータシェル１０を備えている。

圧縮機は、また、環状流１４の中で数個の段を形成している複数のベーンを備えている。これらの段のいくつかは、可変ピッチベーン１６によって形成されている。これらのベーン１６は、ステータシェル１０を貫通する径方向ピン１８を中心として旋回する。

可変ピッチベーン１６の各ピン（または旋回軸）１８は、コネクタ２２を介して、連接棒または制御レバー２０の一方の端部に接続されている。連接棒２０の他端は、制御リング２６上に径方向に配置されたピン２４を中心として連接されている。制御リング２６は、ターボエンジンのケーシングの円筒状シェル２８を取り囲んでおり、円筒状シェル２８は、ターボエンジンの縦軸Ｘ−Ｘに中心合わせされている。制御リング２６および円筒状シェル２８は、互いに同心状に配置されている。

本発明は、ターボエンジンの縦軸Ｘ−Ｘに対して制御リング２６の中心合わせを調整することを可能とする装置に関する。より正確には、この種の装置は、制御リング２６とターボエンジンケーシングの円筒状シェル２８との間の一定の径方向間隔を維持することができる。

図２から図５に図示されるように、本発明による制御リング２６の中心合わせを調整するための装置は、特に、ターボエンジンケーシングの円筒状シェル２８と接触することを意図された複数のパッド３０を備える。

パッド３０は、制御リング２６の全周にわたって、均等に分散して配置され、たとえば、２本の隣接したピン２４の間に配置される（図１）。

各パッド３０は、パッドホルダ３２の内端部に、しっかりとロックされており、たとえば、各パッド３０はパッドホルダ３２に圧着されている。各パッドホルダ３２は、制御リング２６を貫通して延び、かつ制御リング２６に対して径方向に延びるねじ穴３６にねじ込まれる、ねじロッド３４で構成される。一旦、ねじロッド３４が制御リングにねじ込まれると、パッドホルダ３２のロッド３４は、リングを越えて径方向に突出する（図３および図５）。

本発明によれば、制御リング２６は、さらに、リングの接線の（または円周の）方向に延びかつ径方向にリングを貫通する、複数のスロット３８を備える。さらに、各スロット３８は、リングのねじ穴３６のうちの１つと連通する。

図２から図５の実施形態の実施例において、制御リングのスロットとねじ穴との間の連通は、各スロット３８がスロットの接線方向の端部の１つにおいてリングの対応するねじ穴３６と合流することによって、実現される。

本発明による制御リング２６の中心合わせを調整するための装置は、さらに、パッドホルダ３２を適切な位置にロックするような態様で、スロット３８の各々を長手方向に挟む手段を備える。

このために、制御リング２６は、長手方向（すなわち、ターボエンジンの縦軸Ｘ−Ｘに平行）に延び、かつそれぞれリングのスロット３８のうちの１つと連通する、複数の穴４０（たとえば、なめらかな穴）を備える。

図２から図５の実施形態の実施例において、制御リングのスロットと穴との間の連通は、図４に示されるように、各穴４０がスロット３８のうちの１つをスロットに対して実質的に直角に貫通することによって、実現される。

この装置は、さらに、リングの穴４０の１つにそれぞれ貫通して一体にねじ込まれる、複数のボルト接続システム４２を備えており、各ボルト接続システム４２は、ボルト４２ａと調整ナット４２ｂとで構成されている。

穴４０のうちの１つに挿入されたボルト４２ａにナット４２ｂを締め付けることによって、対応するスロット３８が長手方向に挟まれる（換言すれば、スロット３８は、図４の矢印で示されるように、変形する傾向を有する）。したがって、このようにスロットを挟むことにより、対応するパッドホルダ３２を適切な位置にロックすることが可能になる。この種の装置により、ねじロッドの自由端に締め付けられるナットを設けることは、したがって必要でなくなる。

ボルト４２ａが挿入される穴４０が、対応するパッドホルダのねじロッド３４がねじ込まれるねじ穴３６のより近くに（接線方向において）位置すればするほど、より大きい挟み効果が得られ、したがって、パッドホルダを適切な位置にロックする力がより強くなることに留意されたい。

また、各スロット３８は、スロットの接線方向の、ねじロッド３４が貫通するねじ穴３６とは反対側の端部において、径方向に制御リング２６を貫通するなめらかな孔４４と合流することができることにも、留意されたい。これらのなめらかな孔４４の機能は、スロット３８の機械加工を可能にすることである（実際、スロットを機械加工するための道具は、スロットの接線方向の２つの端部に合流することができなければならない）。

円筒状シェル２８に対する各パッド３０の径方向位置の調整は、制御リング２６の対応するねじ穴３６にパッドホルダ３２のねじロッド３４をねじ込む量を加減することによって実現される。パッド３０の最適位置が得られると、ボルト４２ａが、対応する穴４０に挿入され、ナット４２ｂが、挟むことによってパッドホルダ３２をパッドホルダの最適位置にロックするような態様で、ボルトの自由端に締め付けられる。制御リングに装着された各パッドをこのように調整することによって、ターボエンジンの縦軸Ｘ−Ｘ上に制御リングを中心合わせすることが可能となる。

制御リングを有する旋回ベーンの段を示す概略図である。 本発明による調整装置の組立前の斜視図である。 図２の装置の組立後の斜視図である。 図３の装置の長手方向の面における切欠図である。 図３の装置の径方向の面における切欠図である。

符号の説明

１０ ステータシェル
１２ ロータ
１４ 環状流
１６ 可変ピッチベーン
１８ 径方向ピン
２０ 制御レバー
２２ コネクタ
２４ ピン
２６ 制御リング
２８ 円筒状シェル
３０ パッド
３２ パッドホルダ
３４ ねじロッド
３６ ねじ穴
３８ スロット
４０ 穴
４２ ボルト接続システム
４２ａ ボルト
４２ｂ 調整ナット
４４ 孔

Claims (5)

1. ターボエンジンの旋回ベーン（１６）制御リング（２６）の中心合わせを調整するための装置であって、
   ターボエンジンの縦軸（Ｘ−Ｘ）に中心合わせされ、かつ径方向に延びる複数のねじ穴（３６）が設けられた制御リング（２６）と、
   リングのねじ穴（３６）のうちの１つにねじ込まれるねじロッド（３４）を備える、複数のパッドホルダ（３２）とを備え、
   各パッドホルダ（３２）が、リング（２６）と同軸である円筒状シェル（２８）と接触することを意図されたパッド（３０）を内端部で保持し、
   制御リング（２６）が、さらに、接線方向に延びかつ径方向にリングを貫通する複数のスロット（３８）を備え、各スロット（３８）が、リングのねじ穴（３６）のうちの１つと連通していることと、
   装置が、パッドホルダ（３２）を適切な位置にロックするような態様でスロット（３８）の各々を長手方向に挟む手段（４０、４２）を備えることと、
   を特徴とする、装置。
2. 制御リング（２６）が、さらに、長手方向に延びる複数の穴（４０）を備え、各穴（４０）が、リングのスロット（３８）のうちの１つに連通していることと、装置が、複数のボルト接続システム（４２）を備え、各ボルト接続システム（４２）が、対応するスロット（３８）を長手方向に挟むような態様で、リングの穴（４０）のうちの１つに挿入されることとを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 各スロット（３８）が、スロットの接線方向の端部の１つにおいて、制御リング（２６）のねじ穴（３６）のうちの１つに合流することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 各スロット（３８）が、スロットの接線方向の、前記ねじ穴（３６）とは反対側の端部において、径方向に制御リング（２６）を貫通するなめらかな孔（４４）に合流することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の、旋回ベーン（１６）制御リング（２６）の中心合わせを調整するための少なくとも１つの装置を備えることを特徴とする、ターボエンジン。

Images