JP2019511957A - タービンエンジンケーシングの表面にアブレイダブル材料を適用するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、タービンエンジンの環状ケーシング（１）の表面にアブレイダブル材料を塗布するように設計されたアブレイダブル材料を適用するための装置（１１）であって、ケーシングが、長手方向軸線に沿って延在し、装置（１１）が、ケーシングの軸線に対して半径方向にケーシング（１）に対して支持体（１２，１３）を案内することができる第１の案内手段（１４）を備えた支持体（１２，１３）を備え、支持体（１２，１３）が、軸線方向にケーシング（１）に対して支持体（１２，１３）を案内することができる第２の案内手段（１６）を備え、塗布ローラ（２０）が、軸線方向に支持体（１２，１３）に対して旋回可能に取り付けられ、調整手段（２２，２３）が、半径方向に第１の案内手段（１４）に対してローラ（２０）の位置を調整することができる、装置（１１）に関する。

Description

本発明は、タービンエンジンケーシングの表面、たとえば前記ケーシングの内側面にアブレイダブル材料を塗布するように設計されたアブレイダブル材料を適用するための装置に関する。

図１に示されるように、航空機ターボファンまたはｃなどのタービンエンジンは、従来、ファンケーシング１を備え、その１つの実質的に円筒形の壁２は、特にファンのブレードを取り囲んでいる。

ケーシング１は、タービンエンジンのモータを取り囲むナセルの一部を形成し、その内部では、ナセルとモータとの間を流れ、タービンエンジンによって生成される推力の一部を形成する二次空気流を発生させるファンが回転する。

ケーシング１は、その長手方向の端部に環状取付けフランジ３，４を備える実質的に円筒形の壁２を含む。下流フランジ４は、中間ケーシングのフランジ（図示せず）にねじとナット形によって取り付けられ、上流フランジ３は、ナセルの空気取入機のフランジ（図示せず）にねじとナット形によって取り付けられる。上流のおよび下流のという用語は、タービンエンジンを通るガス流に関して定義される。

ファンケーシング２の内側面は、従来、壁２の内側円筒形表面を覆い、任意の適切な手段によって前記壁に取り付けられる環状防音パネルを含む。前記パネルは、一般に、隣接するセルから成るハニカム環状構造を有し、その内側および／または外側の面は各々、スキンとも呼ばれるクラッディングで覆われる。前記パネルは、特に、タービンエンジンのファンによって発生される音波を吸収することを目的としている。より詳細には、ケーシング１は、ファンのブレードの上流に設置される上流パネルと、ファンのブレードに対向して設置される中間パネル５と、ファンのブレードの下流に設置される下流パネルとを備える。中間パネル５は、それに対してブレードの半径方向外側端部が動作中にこすることを目的としているアブレイダブル材料の層６を担持する。

アブレイダブル材料の層６を作り出すために、ボールまたは部分の形のアブレイダブル材料ペーストの部分７が、図３に示されるように中間パネル５のインナースキンに手動で配置され、アブレイダブル材料６の層の半径方向内側面は、形状ナイフを用いて掻き取ることによって手動で作り出される。より詳細には、異なるナイフが、１つ以上の粗パスおよび少なくとも１つの仕上げパスを行うように連続的に使用される。

図２に示される実施形態の場合は、アブレイダブル層６が得られ、その内側面は、円筒形の上流部分８と、上流部分の厚さよりも大きな厚さの円筒形の下流部分９と、上流および下流部分を接続する円錐台形状部分１０とを有する。

その後、アブレイダブル層６は、硬化し、必要な機械的特性を獲得するように空気乾燥することができる。

この種種の製造プロセスは、長く、手間がかかり、高価である。さらに、掻き取るために使用されるナイフは、材料を引きはがし、その後に充填を必要とする表面欠陥を形成する傾向がある。この種の充填の間中、アブレイダブル材料が再び加えられ、この付加物は、元の材料の色と異なる色から成る場合がある。この種の充填後に得られるアブレイダブル層の内側面は、この場合は審美的欠陥を現す。

本発明は、より詳細には、この問題に対する単純で効率のよいかつ費用対効果の高い解決策を提供することを目的とする。

このために、本発明は、タービンエンジンの環状ケーシングの表面にアブレイダブル材料を塗布するように設計されたアブレイダブル材料を適用するための装置であって、ケーシングが、長手方向軸線に沿って延在し、装置が、ケーシングの軸線に対して半径方向にケーシングに対して支持体を案内することができる第１の案内手段を備えた支持体を備え、支持体が、軸線方向にケーシングに対して支持体を案内することができる第２の案内手段を備え、塗布ローラが、軸線方向に支持体に対して旋回可能に取り付けられ、調整手段が、半径方向に第１の案内手段に対してローラの位置を調整することができる装置を提供する。

この種の装置は、たとえば、ファンケーシングの中間パネルのインナースキン上に迅速かつ容易にアブレイダブル材料を配置するために使用され得る。このために、前述のタイプの装置は、第１の案内手段がたとえばケーシングの半径方向内側面を半径方向に圧迫するように、かつ第２の案内手段がたとえばケーシングの端部フランジを軸線方向に圧迫するようにケーシングに取り付けられ得る。この場合、必要とされるすべてのことは、ローラが旋回しペースト状のアブレイダブル材料の上に載っており、所望の輪郭を得るために、このようにローラが対応する表面に可鍛性アブレイダブル材料を配置するようにケーシングに対して装置を移動させることである。

アブレイダブル材料の均一な配置を得るために、ペーストの一面にローラを数回通過させることが必要な場合がある。

調整手段は、いくつかの粗パスとこれに続く１つ以上の仕上げパスを行うことが可能であり得る。この場合は、アブレイダブル材料が塗布される円筒形表面に対するローラの位置は、前記調整手段を用いてパスの間に調整され得る。

第１の案内手段は、半径方向にケーシングを圧迫することができ、前記ケーシング上を移動させることができる転がり手段を備えることができる。

さらに、第２の案内手段は、軸線方向にケーシングを圧迫することができ、前記ケーシング上を移動させることができる転がり手段を備えることができる。

これにより、装置がケーシングに対して移動するときの摩擦が低減し、その結果、ケーシングのいかなる損傷も防止され、装置の運転が容易になる。

支持体は、第１の部分および第１の部分に対して半径方向に可動の第２の部分を備えることができ、ローラは、支持体の第２の部分に旋回可能に取り付けられ、第１の案内手段および第２の案内手段は、支持体の第１の部分に取り付けられる。

この場合、調整手段は、支持体の第１の部分と第２の部分との間に取り付けられることができ、半径方向に第１の部分に対して第２の部分の位置を調整するように設計される。

調整手段は、この場合、少なくとも１つのナットと相互に作用する少なくとも１つのねじを備えることができ、ナットに対してねじを旋回させることにより、第１の部分に対して第２の部分の並進運動が生じる。

半径方向に、第１の部分に対して第２の部分を案内するための並進案内手段に備えておくことができる。この種の案内手段は、たとえば、支持体の部分のうちの１つと一体の少なくとも１つの案内ロッドまたは少なくとも１つの案内スタッドを含むことができ、ロッドまたはスタッドは、たとえば、支持体の他の部分の案内穴またはリングの中で並進移動するように取り付けられる。

支持体は、把持手段、たとえば少なくとも１つのハンドルを備えることができる。

特に、少なくとも１つのハンドルは、半径方向に、ケーシングを圧迫する第１の案内手段の適用を容易にするように方向付けられることができ、少なくとも第２のハンドルは、軸線方向に、ケーシングを圧迫する第２の案内手段の適用を容易にするように方向付けられ得る。

ローラは、互いに無関係に旋回することができる少なくとも２つの部分、たとえば少なくとも１つの円筒形部分および少なくとも１つの円錐台形状部分を備えることができる。

たとえば、ローラは、異なる直径の２つの円筒形の端部部分と、円錐台形状の中央部分とを備えることができ、ローラの表面は、一方の部分から他方の部分まで連続的であることが好ましい。

また、ローラは、異なる輪郭および／またはさらに異なる表面仕上げを持つ少なくとも２つの部分から成ることができる。

その適用中にアブレイダブル材料の分離または引き剥がしを回避するために、いくつかの部分でローラを構成すると、ローラとアブレイダブル材料との間の界面での滑り現象が制限される。これにより、この種の分離されたまたは引き裂かれた領域において充填しなければならないことが不要になる。

また、本発明は、タービンエンジンケーシングにアブレイダブル材料を適用する方法であって、
−ケーシングの環状面にアブレイダブル材料ペーストを塗布するステップと、
−第１の案内手段がケーシングの環状面、たとえば半径方向内側面を半径方向に圧迫するように、かつ第２の案内手段がケーシングの支持面を、たとえばケーシングの端部フランジを軸線方向に圧迫するように前述のタイプの装置をケーシングに取り付けるステップと、
−ローラが旋回し、ペースト状のアブレイダブル材料の上に載っており、したがってローラが対応する表面にペースト状の可鍛性アブレイダブル材料を配置するようにケーシングに対して装置を相対的に移動させるステップと
を含む段階を含む、方法に関する。

前述したように、この種の方法は、１つ以上の粗パスとこれに続く１つ以上の仕上げパスを含むことができる。このために、アブレイダブル材料が塗布される円筒形表面に対するローラの半径方向の位置は、調整手段を用いてパスの間に調整され得る。

１つの代替的な実施形態によれば、ハウジングの内側面の角度部分に沿って進むことが可能である。このように、ペーストは塗布されることができ、前述の装置はケーシングの内側面の角度部分の一面で移動されることができ、ペーストが塗布され前述の装置がケーシングの内側面の新しい角度部分一面で移動される前に、ケーシングは、その後所定の角度だけその軸線を中心に旋回され得る。

また、本方法は、たとえば戸外で材料を乾燥させる段階を含むことができる。

たとえば、使用されるアブレイダブル材料は、中空ビーズ、たとえば中空ガラスビーズを含むエポキシ樹脂系ポリマー材料である。

本発明は、非限定的な例としておよび添付の図面を参照して与えられる次の説明を読むとよりよく理解されるであろうし、本発明の他の詳細、特徴、および利点が明らかになるであろう。

アブレイダブル材料の層を含むタービンエンジンファンケーシングの斜視図である。 図１のファンケーシングの断面を示す断面半図である。 特にファンケーシングの対応する円筒形表面上のアブレイダブル材料ペーストの部分の適用を示す詳細な概略図である。 本発明による装置の斜視図である。 図４の装置の正面図である。 ケーシングの軸線が垂直に方向付けられた本発明の一実施形態によるアブレイダブル材料を適用する方法を表す図である。 ケーシングの軸線が水平に方向付けられた本発明の一実施形態によるアブレイダブル材料を適用する方法を表す図である。

図４および図５は、アブレイダブル材料をタービンエンジンケーシング１の表面に塗布するように設計されたアブレイダブル材料を適用するための装置１１を示す。

装置１１は、第１の部分１２および第２の部分１３を備える支持体を特徴とする。第１の部分１２は、正面から見た場合に、２つの分枝１２ｂが延在する基部１２ａを備える全体的なＵ字形を有する。各分枝１２ｂの自由端は、２つの対向する脚部１２ｃを有し、各脚部１２ｃは、走行ローラ１４を担持し、その回転軸線１５は、基部１２ａに平行である。さらに、支持体の第１の部分１２は、基部１２ａの側方端部から延在し、分枝１２ｂに平行に延在する追加の分枝１２ｄを備える。追加の分枝１２ｄの自由端は、各々が走行ローラ１６を担持する２つの対向する脚部１２ｅを有し、その回転軸線１７は、分枝１２ｂ、１２ｄに平行であり、すなわち走行ローラ１４の回転軸線１５に垂直である。

２つの把持ハンドル１８が、基部１２ａに固定され、ハンドル１９は、追加の分枝１２ｄの脚部１２ｅに固定される。

支持体の第２の部分１３は、第１の部分１２の分枝１２ｂの間に取り付けられ、第２の部分１３は、全体的なＵ字形を有し、その両側に延在する２つの分枝１３ｂを持つ基部１３ａを備える。ローラ２０は、走行ローラ１４の旋回軸線１５に平行に延在するシャフト２１を中心に旋回可能に取り付けられる。シャフト２１の端部は、第２の部分１３の分枝１３ｂに係合され、第２の部分１３は、それによってヨークを形成する。ローラ２０は、シャフト２１を中心に互いに無関係に旋回することができる３つの構成部分２０ａ、２０ｂおよび２０ｃを有する。特に、ローラ２１は、円錐台形状の内側部分２０ｃによって接続される異なる直径の２つの円筒形部分２０ａ、２０ｂを備える。追加の分枝１２ｄの近くに設置される部分２０ａは、たとえば、部分２０ｂよりも直径が小さい。異なる部分２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、ローラ２０の表面連続性を確保するように寸法合わせされる。

支持体１２，１３は、ローラ２０の位置を調整するための調整手段を備える。前記調整手段は、たとえば、第２の部分１３の基部１３ａに形成されまたは取り付けられるボルト、および第１の部分１２の基部１２ａの回転軸として係合されるねじ２２を備える。ねじ２２は、把持ヘッド２３を備える。ねじ２２および対応するナットは、ねじ２２の回転により、ねじ２２の軸線に沿って、すなわちローラ２０の軸線に垂直な軸線に沿って第１の部分１２に対して第２の部分１３の位置を変化させることができるように配置される。

この種の並進運動を案内するために、支持体１２，１３は、たとえばねじ２２およびナットの両側に横方向に配置される案内ロッド２４を備えることができる。特に、ロッド２４は、第１の部分１２の基部１２ａに固定されることができ、合致部分を持つ穴に、または第２の部分１３の案内リングに係合され得る。

同じように、工具は、たとえば部分１２ｄと部分１２ｂとの間で軸線方向の調整を可能にすることができ、また、異なるケーシングサイズに本発明を適合させることができることになる調整手段を有することができるであろう。

図６に示されるように、この種の装置１１は、航空機ターボプロップエンジンなどのタービンエンジンのファンケーシング１のアブレイダブル材料の層６を形成するように使用され得る。

図６に示される場合、ファン１は、その軸線が垂直に延在するように配置され、ペースト状のアブレイダブル材料は、たとえば部分７において覆われるべき領域にたとえばファンケーシング１のパネル５の半径方向インナースキンに適用される。たとえば、使用されるアブレイダブル材料は、中空ビーズ、たとえば中空ガラスビーズを含むエポキシ樹脂系ポリマー材料である。

その後、前述の装置１１は、ローラ２０がケーシング１の軸線に沿って延在するようにケーシング１に配置され、走行ローラ１６は、ケーシング１の端部フランジ３，４の一方の上に載っており、走行ローラ１４は、アブレイダブル材料を担持するパネル５の両側に軸線方向にケーシング１の半径方向内側面２の上に載っている。

走行ローラ１４，１６は、操作者がハンドル１８，１９を押すことによって、ケーシング１の入り組んだ領域と接触を保たれる。したがって、ハンドル１８は、ケーシング１の内側面２に半径方向に装置１１を保持するように使用され、ハンドル１９は、対応する端部フランジ３，４に軸線方向に装置１１を保持するように使用される。

その後、装置１１は、ペースト状のアブレイダブル材料を滑らかにしアブレイダブル材料６の層を画定するように、ケーシング１の全周にわたってケーシング２に対して移動される。この段階の間中、ローラ２０の異なる部分２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それらの軸線２１を中心に旋回し、可鍛性ペーストを押圧しまたははじく。その適用中にアブレイダブル材料の分離または引き剥がしを回避するために、いくつかの部分２０ａ，２０ｂ，２０ｃでローラ２０を構成すると、ローラ２０とアブレイダブル材料との間の界面での滑り現象が制限されることに留意されたい。

１つ以上の粗パスとこれに続く１つ以上の仕上げパスは、連続的に行われ得る。このために、アブレイダブル材料が塗布される円筒形表面に対するローラ２０の半径方向の位置は、調整ねじ２３を用いてパスの間に調整され得る。

異なるパスに続いて、アブレイダブル材料６の層の半径方向内側面は、異なる直径の２つの円筒形部分８，９と、２つの円筒形部分を接続する円錐台形状部分１０とを有する（図２）。

その後、アブレイダブル層６は、硬化し、必要な機械的特性を獲得するように空気乾燥することができる。

図７は、その軸線が水平に延在するようにケーシング１が配置される代替的な実施形態を示している。

このように、本発明は、たとえば、タービンエンジンのファンケーシング１のアブレイダブル材料６の層の迅速かつ容易な形成を可能にする装置および方法を提供する。

Claims (10)

1. タービンエンジンの環状ケーシング（１）の表面にアブレイダブル材料を塗布するように設計されたアブレイダブル材料を適用するための装置（１１）であって、ケーシングが、長手方向軸線に沿って延在し、装置（１１）が、ケーシングの軸線に対して半径方向にケーシング（１）に対して支持体（１２，１３）を案内することができる第１の案内手段（１４）を備えた支持体（１２，１３）を備え、支持体（１２，１３）が、ケーシングの軸線方向にケーシング（１）に対して支持体（１２，１３）を案内することができる第２の案内手段（１６）を備え、塗布ローラ（２０）が、軸線方向に支持体（１２，１３）に対して旋回可能に取り付けられ、調整手段（２２，２３）が、半径方向に第１の案内手段（１４）に対してローラ（２０）の位置を調整することができる、装置（１１）。
2. 第１の案内手段が、半径方向にケーシング（１）を圧迫することができ、前記ケーシング（１）上を移動することができる転がり手段（１４）を備えることができることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１１）。
3. 第２の案内手段が、軸線方向にケーシング（１）を圧迫することができ、前記ケーシング（１）上を移動することができる転がり手段（１６）を備えることができることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１１）。
4. 支持体が、第１の部分（１２）および第１の部分（１２）に対して半径方向に可動の第２の部分（１３）を備え、ローラ（２０）が、支持体の第２の部分（１３）に旋回可能に取り付けられ、第１の案内手段（１４）および第２の案内手段（１６）が、支持体の第１の部分（１３）に取り付けられることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の装置（１１）。
5. 調整手段（２２，２３）が、支持体の第１の部分（１２）と第２の部分（１３）との間に取り付けられることができ、半径方向に第１の部分（１２）に対して第２の部分（１３）の位置を調整するように設計されることを特徴とする、請求項４に記載の装置（１１）。
6. 調整手段が、少なくとも１つのナットと相互に作用する少なくとも１つのねじ（２２）を備え、ナットに対してねじ（２２）を回転させることにより、第１の部分（１２）に対して第２の部分（１３）の並進運動を引き起こすことを特徴とする、請求項５に記載の装置（１１）。
7. 半径方向に第１の部分（１２）に対して第２の部分（１３）を案内するための並進案内手段（２４）を備えることを特徴とする、請求項５または６に記載の装置（１１）。
8. 支持体（１３，１４）が、把持手段、たとえば少なくとも１つのハンドル（１８，１９）を備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の装置（１１）。
9. ローラ（２０）が、互いに無関係に旋回することができる少なくとも２つの部分（２０ａ，２０ｂ，および２０ｃ）、たとえば少なくとも１つの円筒形部分（２０ａ，２０ｂ）および少なくとも１つの円錐台形状部分（２０ｃ）を備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の装置（１１）。
10. タービンエンジンケーシング（１）にアブレイダブル材料を適用する方法であって、
    ケーシング（１）の環状面にアブレイダブル材料ペースト（６，７）を塗布するステップと、
    第１の案内手段（１４）がケーシング（１）の環状面（２）、たとえば半径方向内側面（２）を半径方向に圧迫するように、かつ第２の案内手段（１６）がケーシング（１）の支持面を、たとえばケーシング（１）の端部フランジ（３，４）を軸線方向に圧迫するように請求項１から９のいずれか１項に記載の装置（１１）をケーシング（１）に取り付けるステップと、
    ローラ（２０）が旋回し、ペースト状のアブレイダブル材料（６，７）の上に載っており、したがってローラ（２０）が対応する表面にペースト状の可鍛性アブレイダブル材料（６，７）を配置するようにケーシング（１）に対して装置（１１）を相対的に移動させるステップと
    を含む段階を含む、方法。

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