JP2015165133A - ターボ機械内のクリアランスを能動的に制御するためのスラスト軸受作動のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸方向に変位可能なスラスト軸受は、固定部品に対して回転部品を軸方向に変位させて、固定部品と回転部品との間のクリアランスを制御するように構成される。システムは、軸方向に変位可能なスラスト軸受に結合され、クリアランスを制御するため軸方向に変位可能なスラスト軸受を作動させる複数のアクチュエータを含む。複数のアクチュエータは、ゼロモーメントを維持するためアクチュエータ故障の場合に直径方向に対向するアクチュエータを停止させる。トポグラフィネットワークにおいて、直径方向に対向する各アクチュエータ対は、単一制御ラインに結合される。代替のトポグラフィネットワークにおいて、交互のアクチュエータは、単一制御ラインに結合される。
【選択図】図1
Description
12 中心線軸
14 ファン組立体
16 ブースタ圧縮機
18 コアガスタービンエンジン
20 低圧タービン
22 ロータファンブレード
24 ファンロータディスク
26 出口ガイドベーン
28 高圧圧縮機
30 燃焼器
32 高圧タービン
34 複数のロータブレード
36 圧縮機ロータディスク
38 第1の駆動シャフト
40 第2の駆動シャフト
42 回転部品
44 固定部品
46 吸気側
48 コアエンジン排気側
50 ファン排気側
52 空気流の一部分
54 空気流の残りの部分
60 回転機械
61 複数のロータブレード
62 スラスト軸受作動システム
63 ブレード先端
64 クリアランス
66 回転部品
67 方向矢印
68 固定部品
70 回転シャフト
71 シャフト軸受
72 スラスト軸受
74 アクチュエータ
76 制御ライン
80 グラフィカルプロット
82 x−軸
84 y−軸
86 プロットされた点/ライン
87 プロットされた点/ライン
88 プロットされた点/ライン
89 プロットされた点/ライン
90 プロットされた点/ライン
92 下方閾値
94 垂直ライン
96 クロスハッチングエリア
100 第1のトポグラフィネットワーク
102 直径方向に対向するアクチュエータの第1の対
104 第1の制御ライン
106 直径方向に対向するアクチュエータの第2の対
108 第2の制御ライン
110 直径方向に対向するアクチュエータの第3の対
112 第3の制御ライン
114 直径方向に対向するアクチュエータの第4の対
116 第4の制御ライン
118 直径方向に対向するアクチュエータの第5の対
120 第5の制御ライン
150 第2のトポグラフィネットワーク
152 交互のアクチュエータの第1のグループ
154 第1の制御ライン
156 交互のアクチュエータの第2のグループ
158 第2の制御ライン
Claims (20)
- ターボ機械内のクリアランスを制御する作動システムであって、
固定部品に対して回転部品を軸方向に変位させて、前記固定部品と前記回転部品との間のクリアランスを制御するように構成される少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受を含むシャフト軸受と、
前記少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受に結合され、前記クリアランスを制御するため前記少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受を作動させるように構成される複数のアクチュエータとを備え、
それにより、前記複数のアクチュエータは、ゼロモーメントを維持するため、アクチュエータ故障の場合に、直径方向に対向するアクチュエータを停止させるように構成される、作動システム。 - 1つ又は複数のアクチュエータを使用する少なくとも3つの作動点を含む、請求項1記載の作動システム。
- 前記複数のアクチュエータは、前記少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受に対して円周方向に配置され、前記スラスト軸受の周りに実質的に対称に構成され、複数の制御ラインを介して前記スラスト軸受に結合される、請求項1記載の作動システム。
- 前記複数のアクチュエータは、トポグラフィネットワークを画定する前記複数の制御ラインに結合され、アクチュエータ故障の場合、直径方向に対向するアクチュエータが停止する、請求項3記載の作動システム。
- 直径方向に対向する各アクチュエータ対は、単一制御ラインに結合される、請求項4記載の作動システム。
- アクチュエータの各対は、別個の制御ラインに接続される、請求項5記載の作動システム。
- 交互のアクチュエータは、単一制御ラインに結合される、請求項4記載の作動システム。
- 交互のアクチュエータの第1のグループは、第1の制御ラインに結合され、交互のアクチュエータの第2のグループは、第2の制御ラインに結合される、請求項7記載の作動システム。
- 前記複数のアクチュエータは、トポグラフィネットワークを画定する複数の油圧制御ラインに結合された油圧アクチュエータである、請求項3記載の作動システム。
- ターボ機械であって、
内側壁を含む固定部品と、
複数のロータブレードであって、それぞれが、前記内側壁に向かって面するブレード先端を有し、それぞれの前記ブレード先端と前記内側壁との間に形成されるクリアランスを有する、複数のロータブレードを保持する回転部品と、
前記固定部品に対して前記回転部品を軸方向に変位させて、前記固定部品と前記回転部品との間のクリアランスを制御するように構成される少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受を含むシャフト軸受と、
前記スラスト軸受に対して円周方向に配置され、複数の制御ラインを介して前記スラスト軸受に結合される複数のアクチュエータであって、前記クリアランスを制御するため前記少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受を作動させ、ゼロモーメントを維持するためアクチュエータ故障の場合に、直径方向に対向するアクチュエータを停止させるように構成される、複数のアクチュエータとを備える、ターボ機械。 - 前記複数のアクチュエータは、前記少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受に対して円周方向に配置され、トポグラフィネットワークを画定するため、複数の制御ラインを介して前記スラスト軸受に結合される、請求項10記載のターボ機械。
- 直径方向に対向する各アクチュエータ対は、単一制御ラインに結合される、請求項11記載のターボ機械。
- アクチュエータの各対は、別個の制御ラインに接続される、請求項12記載のターボ機械。
- 交互のアクチュエータは、単一制御ラインに結合される、請求項11記載のターボ機械。
- 交互のアクチュエータの第1のグループは、第1の制御ラインに結合され、交互のアクチュエータの第2のグループは、第2の制御ラインに結合される、請求項14記載のターボ機械。
- 前記クリアランスは、前記回転部品と前記固定部品との間の半径方向クリアランス又は軸方向クリアランスである、請求項10記載のターボ機械。
- ターボ機械内のクリアランスを制御するためスラスト軸受を作動させる方法であって、前記方法が、
作動システムの信頼性と前記作動システムを介してシャフト軸受に結合された複数のアクチュエータの信頼性との間の関係を画定することであって、前記シャフト軸受は、固定部品に対して回転部品を軸方向に変位させて、前記固定部品と前記回転部品との間のクリアランスを制御するように構成される少なくとも1つの軸方向に変位可能なスラスト軸受を含む、画定すること、
前記作動システムと前記アクチュエータとの間の前記確定された信頼性関係に基づいて前記複数のアクチュエータの作動のためのトポグラフィネットワークを確定すること、及び、
前記アクチュエータと前記スラスト軸受との間に構成された機械的支持を介して前記スラスト軸受を軸方向に作動させることを含み、
それにより、前記複数のアクチュエータは、ゼロモーメントを維持するため、アクチュエータ故障の場合に、直径方向に対向するアクチュエータを停止させるように構成される、方法。 - 前記複数のアクチュエータは、トポグラフィネットワークを画定する複数の制御ラインに結合され、アクチュエータ故障の場合、直径方向に対向するアクチュエータが停止する、請求項17記載のスラスト軸受を作動させる方法。
- 直径方向に対向する各アクチュエータは、単一制御ラインに結合される、請求項18記載のスラスト軸受を作動させる方法。
- 交互のアクチュエータは、単一制御ラインに結合される、請求項18記載のスラスト軸受を作動させる方法。
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