特許 6499211 補助シーリング手段を備えたターボマシン要素、およびこの要素をテストするための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6499211

(24)【登録日】2019年3月22日

(45)【発行日】2019年4月10日

(54)【発明の名称】補助シーリング手段を備えたターボマシン要素、およびこの要素をテストするための方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 11/02 20060101AFI20190401BHJP

   F01D 21/00 20060101ALI20190401BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20190401BHJP

   F01D 25/18 20060101ALI20190401BHJP

   F02C 7/28 20060101ALI20190401BHJP

【ＦＩ】

   F01D11/02

   F01D21/00 X

   F01D25/00 M

   F01D25/00 X

   F01D25/18 C

   F02C7/28 Z

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-574252(P2016-574252)

(86)(22)【出願日】2015年7月21日

(65)【公表番号】特表2017-530283(P2017-530283A)

(43)【公表日】2017年10月12日

(86)【国際出願番号】FR2015052004

(87)【国際公開番号】WO2016016545

(87)【国際公開日】20160204

【審査請求日】2018年6月25日

(31)【優先権主張番号】1457350

(32)【優先日】2014年7月29日

(33)【優先権主張国】FR

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516227272

【氏名又は名称】サフラン・エアクラフト・エンジンズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ルタール，フロランス・イレーネ・ノエル

(72)【発明者】

【氏名】ジャモン，ティボー

(72)【発明者】

【氏名】レノン，オリビエ

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第０１７５７７７７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第０１５７７４９５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特表２０１５−５０３０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 仏国特許出願公開第２６４４８４３（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５４２９２０８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ １１／０２

Ｆ０１Ｄ ２１／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｄ ２５／１８

Ｆ０２Ｃ ７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステータ（２）と、ロータ（１）と、ロータが当該ロータの回転軸（ＬＬ）周りの作動位置にある場合、作動可能であるように配置されたステータ（２）とロータ（１）との間の第１のシーリング手段（９）と、を備えたタービンエンジン要素であって、この要素が、ロータ（１）とステータ（２）の間の、補助加圧シーリング手段を備えることと、テスト位置に取り付けるプロセスの間、ロータ（１）が当該ロータの回転軸（ＬＬ）に沿って配置され、前記テスト位置において、ロータ（１）およびステータ（２）が前記第１のシーリング手段（９）および前記補助加圧シーリング手段の間にエンクロージャ（８）を形成する場合に、前記第１のシーリング手段および前記補助加圧シーリング手段が作動可能であるように、配置されていることと、補助加圧シーリング手段が、ロータ（１）が作動位置に置かれている場合に、作動不可能であるように、配置されていることと、を特徴とする、タービンエンジン要素。

【請求項2】

補助加圧シーリング手段が、ロータまたはステータの内の本体の１つにしっかりと接続され、ロータが、作動位置に関して確定された距離（ｄ４）だけ軸方向にオフセットしたテスト位置にある場合に、第１の円筒状シーリング面（２２）に置かれるように、かつ、ロータ（１）が作動位置にある場合に、前記第１の円筒状シーリング面から除去されるように配置されている、加圧されたシーリングジョイント（２０）を備えている、請求項１に記載のタービンエンジン要素。

【請求項3】

ステータ（１）とロータ（２）との間のベアリング（３）であって、前記ベアリング（３）が、第１のリング（４）と第２のリング（５）との間のローラベアリング（６）を備え、前記第１のリング（４）および前記第２のリング（５）の一方がステータ（２）にしっかりと接続され、他方がロータ（１）にしっかりと固定された、ベアリングをさらに備え、第１のリング（４）が、回転ベアリング（６）が軸方向にスライドすることを可能にすることと、前記第１のリングの軸方向の延長部が、作動位置からテスト位置へ、またはその逆の移動の際に、回転軸（ＬＬ）に沿ってロータを案内するための表面として作用するように配置されていることと、を特徴とする、請求項２に記載のタービンエンジン要素。

【請求項4】

ロータ（１）が軸（ＬＬ）に沿う取付け方向でステータ（１）内に取り付けられるように配置されると、テスト位置は、前記取付け方向に沿って作動位置の前に位置する、請求項２または請求項３に記載のタービンエンジン要素。

【請求項5】

補助加圧シーリング手段が、ロータが少なくとも所定の値に等しい速度で回転する場合、第１の動作の間、作動不可能であるように配置される、請求項１に記載のタービンエンジン要素。

【請求項6】

補助加圧シーリング手段が、ロータまたはステータの内の本体の１つにしっかりと接続され、ロータがステータに対して固定されている場合に、第２の円筒状シーリング面（１６）に置かれるように、かつ、ロータが回転するように設定されている場合に、除去されるように配置されている、加圧されたシーリングジョイント（２３ａ）を備えている、請求項５に記載のタービンエンジン要素。

【請求項7】

ロータ（１）が作動位置にある場合に、ステータ（２）およびロータ（１）が、前記第１のシーリング手段（９）および前記補助加圧シーリング手段の間に軸方向に配置されたベアリング（３）を潤滑するためのエンクロージャ（８）を形成するように配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のタービンエンジン要素。

【請求項8】

第１のシーリング手段（９）が、ロータまたはステータの内の本体の一方にしっかりと接続され、前記第１のシーリング手段が作動可能である場合に、他方の本体にしっかりと接続された第３の円筒状シーリング面（１２）上に置かれるように配置された、径方向に加圧されたシーリングジョイント（１１）を備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載のタービンエンジン要素。

【請求項9】

径方向に加圧されたシーリングジョイント（１１）は、部分に分かれた径方向ジョイントである、請求項８に記載のタービンエンジン要素。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の要素を備えたタービンエンジン。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか一項に記載のタービンエンジン要素内の第１のシーリング手段（９）をテストするための方法であって、ロータ（１）を前記テスト位置に設置することと、エンクロージャ（８）に空気吸引開口を設けることと、次いで、第１のシーリング手段の状態をテストすべく前記開口を通して空気を吸い出すことにより、第１のシーリング手段（９）と補助加圧シーリング手段との間のエンクロージャ（８）に負圧を形成することと、からなるステップを含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タービンエンジンの分野に関し、より詳細には、ロータとステータとの間の、特にロータを案内するためのベアリングの近位のシーリングジョイントの設計に関する。前記発明は、具体的には、そのようなベアリング周りの潤滑エンクロージャ内のシーリングジョイントをチェックするためのテスト方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボシャフトエンジンは概して、ガス流の方向に上流側から下流側に、ファン、１つまたは複数のコンプレッサ段、燃焼チャンバ、１つまたは複数のタービン段、および、ガス排気パイプを備えている。様々なトランスミッションおよびギアシステムによって相互に接続可能である各ロータは、これら様々な要素に対応する。

【0003】

さらに、回転体のガイドベアリングが潤滑および冷却されることを可能にするために、ターボジェットエンジンは一般的に、潤滑回路を備えている。ベアリングの潤滑のための回路は、ベアリングの両側のロータ部分を囲むタービンエンジンの内側ケーシングの一部分によって形成された潤滑エンクロージャを備えている。

【0004】

前記潤滑エンクロージャの軸方向端部には、ロータが通っている。オイルをエンクロージャ内にとどめるために、エンクロージャを通るロータの通路には通常、ラビリンスシールが備えられている。いくつかの条件では、オイルの流れがこのエンクロージャから離脱する場合がある。仏国特許出願第１２６０５９８号明細書には、たとえば、前記オイルを、タービンエンジン内を通る空気流内に逃すことなく、前記オイルを取り戻し、このオイルを潤滑回路に戻すように設計されたジャーナルが記載されている。

【0005】

オイルの損失を制限する別の相補的方式は、潤滑エンクロージャを減圧することにある。国際公開第２０１３／０８３９１７号パンフレットの特許出願の明細書には、たとえば、前記減圧を可能にするように、エンクロージャと、隣接する外部ボリュームとの間のシールを確実にするために、ロータの通路における環状シールを使用するシステムが記載されている。さらに、国際公開第２０１４／００６３３８号パンフレットの特許出願の明細書には、これに関連して、部分に分かれた径方向シールを使用する方法が記載されている。

【0006】

潤滑エンクロージャの上流側に設置されると、前記部分に分かれた径方向シールにより、エンクロージャの圧力を制御することが可能になる。この同じエンクロージャの下流では、回転体の通路におけるラビリンスによってシーリングを確実にすることができる。エンクロージャの減圧は、外部から空気がエンクロージャ内に入ってくることに繋がる。この方式で、圧力差により、オイルに関するラビリンスシールのシーリングが確実になっている。

【0007】

しかしながら、エンクロージャ内の圧力のバランスを取ることにおいて、部分に分かれた径方向シールが主要な役割を果たすことから、部分に分かれた径方向シールの適切な動作を確実にすることは必要不可欠である。しかしながら、ロータの取付けは、通常、下流側から上流側に向かって行われる。部分に分かれた径方向シールはもろく、不適切に並べられる結果として、前記シールがロータと接触する場合、ロータがケーシングに取り付けられると損傷を受けることになる場合がある。さらに、この場合、部分に分かれた径方向シールは、この径方向シールの状況の視覚的点検を行うためにアクセスすることがもはや不可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】仏国特許出願第１２６０５９８号明細書

【特許文献2】国際公開第２０１３／０８３９１７号

【特許文献3】国際公開第２０１４／００６３３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の主要な目的は、ロータがケーシングに設置されている場合に、部分に分かれた径方向シールの動作の点検を簡単に行うための手段を提案することである。

【0010】

さらに、下流側では、ベアリングからのオイルの噴出は、前記噴出が前記シーリング手段に達する場合に、シーリング手段の効率に有害である場合がある。解決策の１つは、シールをベアリングから離れるように移動することであるが、タービンエンジンの環境における軸方向のスペースは制限されている。

【0011】

本発明の別の目的は、軸方向においてコンパクトであるとともに、やはりシールをオイルの噴出から保護する、ガイドベアリング周りのエンクロージャの設計を可能にすることである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この目的のために、本発明は、ステータと、ロータと、ロータが回転軸周りの作動位置にある場合、作動可能であるように配置された、ロータとステータとの間の第１のシーリング手段と、を備えた要素であって、この要素が、ロータとステータの間の、補助加圧シーリング手段を備え、テスト位置に取り付けるプロセスの間、ロータが回転軸に沿って配置され、前記テスト位置において、ロータおよびステータが前記２つのシーリング手段の間にエンクロージャを形成する場合に、前記２つのシーリング手段が作動可能であるように要素が配置されていることと、補助加圧シーリング手段が、ロータが作動位置に置かれている場合に、作動不可能であるか作動不可能になるように配置されていることと、を特徴とする要素に関する。

【0013】

「加圧されたシーリング（ｐｒｅｓｓｕｒｉｓｅｄ ｓｅａｌｉｎｇ）」との用語は、両側の圧力差を維持することを可能にするように、手段がガスに対して十分に不浸透性であることを示している。反対に（Ａ ｃｏｎｔｒａｒｉｏ）、オイルに対する不浸透性も、手段がオイルをブロックすることが可能であるが、ガスの漏洩を防止することが必ずしも可能ではないことを示すものと言及される。

【0014】

本発明の目的は、ロータがテスト位置に配置されている場合に、エンクロージャが２つのシーリング手段の間に形成されると、軸方向のシーリング手段のために、閉じたエンクロージャとその環境との間の圧力差を確実にすることと、エンクロージャまたは外部の圧力の変化を観察することにより、第１のシーリング手段の状態をテストすることと、が可能であるという事実の手段によって達成される。したがって、特に、ロータがステータ内にある際にシールがアクセス不可能である場合に、シーリング手段の動作状態をチェックするために、要素を取り外すことが不要である。さらに、タービンエンジンが作動している場合、前記軸方向のシーリング手段が作動不可能であることから、前記手段は、タービンエンジンの動作の間に不必要に摩擦を生じない。

【0015】

第１の変形形態では、補助加圧シーリング手段は、タービンエンジン要素の任意の動作の前において、作動不可能であるように配置されている。

【0016】

有利には、補助加圧シーリング手段は、ロータまたはステータの内の本体の一方にしっかりと接続され、ロータが、作動位置に関して確定された距離だけ軸方向にオフセットしたテスト位置にある場合に、円筒状シーリング面に置かれるように、かつ、ロータが作動位置にある場合に、前記シーリング面から除去されるように配置されている、加圧されたシーリングジョイントを備えている。シールは、ポリテトラフルオロエチレンの短縮である、ＰＴＦＥシールとすることができる。ＰＴＦＥシールは、前記材料で形成されたリングを備えている。

【0017】

有利には、要素はさらに、ステータとロータとの間のベアリングであって、前記ベアリングが、第１のリングと第２のリングとの間のローラベアリングを備え、前記リングの一方がステータにしっかりと接続され、他方がロータにしっかりと固定された、ベアリングを備えており、要素の第１のリングは、ローラベアリングが軸方向にスライドすることを可能にするとともに、作動位置からテスト位置へ、またはその逆の移動の際に、回転軸に沿ってロータを案内するための表面として作用するように配置された軸方向の延長部を備えている。

【0018】

これにより、ロータを作動位置とテスト位置との間で案内することが可能になり、したがって、第１のシーリング手段に損傷を与えるリスクが制限される。

【0019】

有利には、ロータが軸に沿う取付け方向でステータ内に取り付けられるように配置されると、テスト位置は、前記取付け方向に沿って作動位置の前に位置する。

【0020】

これにより、第１のシーリング手段のテストを取付け手順に簡単に統合することが可能になる。したがって、ロータをステータに設置し、中間位置で止めることにより、テストの実施を開始し、次いで、同じ方向でのロータの移動を継続することにより、設置を完了することが可能になる。さらに、作動位置に戻る前に軸に沿って作動位置を通過することを可能にするための調整を行うことは不要である。この調整はタービンエンジンにおいて、困難であるか、不可能でさえある場合がある。

【0021】

別の変形形態では、補助加圧シーリング手段は、ロータが少なくとも所定の値に等しい速度で回転する場合、第１の動作の間、作動不可能とするように配置されている。

【0022】

有利には、補助加圧シーリング手段は、ロータまたはステータの内の本体の１つにしっかりと接続され、ロータがステータに対して回転が固定されている場合に、円筒状シーリング面に置かれるように、かつ、ロータが回転するように設定されている場合に、除去されるように配置されている、加圧されたシーリングジョイントを備えている。

【0023】

そのようなシールは、たとえば蜜蝋で形成され、摩擦によって生じた熱によって除去することができる。この技術を使用して、テスト位置を軸方向において作動位置と同じとすることができ、これにより、巧妙な操作を避け、デバイス全体をよりコンパクトにする。

【0024】

有利には、ステータおよびロータは、ロータが作動位置にある場合に、前記２つのシーリング手段間に軸方向に配置されたデバイスを潤滑するためのエンクロージャを形成するように配置されている。

【0025】

潤滑エンクロージャは、この場合、第１のシールと、補助加圧シールとの間の減圧エンクロージャとして使用され得る。有利には、ベアリング周りにオイルを保持するように設計された潤滑エンクロージャは、ステータを通るロータの通路、および、エンクロージャと潤滑回路との間のオイルの通路のための開口以外の開口を有していない。ロータをテスト位置に配置することにより、第１のシーリング手段および補助加圧シーリング手段は、ロータの通路をシールする。したがって、空気を潤滑エンクロージャ内に吸い込み、第１のシーリングジョイントの状況をテストするための負圧を形成するために、１つを除いてオイルの通路のための開口をブロックするには十分である。

【0026】

好ましくは、アセンブリは、ベアリングと第２の加圧されたシーリング手段との間に配置され、ロータが第１の軸方向位置にある場合に作動可能である、ロータとステータとの間のオイルに対する不浸透性のための径方向手段を備えている。この方式で、オイルに対する不浸透性のための前記手段により、第２の加圧されたシーリング手段が、潤滑エンクロージャからのオイルによって汚染されることが防止される。

【0027】

好ましくは、第１のシーリング手段は、ロータまたはステータの内の本体の一方にしっかりと接続され、前記第１の手段が作動可能である場合に、他方の本体にしっかりと接続された円筒状シーリング面上に置かれるように配置された、径方向に加圧されたシーリングジョイント、たとえば、部分に分かれた径方向シールを備えている。

【0028】

したがって、前記手段は、たとえば、タービンエンジンが動作している場合に潤滑エンクロージャの減圧を点検するための、ロータが作動位置にある場合の加圧されたシーリング手段である。

【0029】

好ましくは、径方向シーリングジョイントは、円筒状シーリング面の径方向外側にある。

【0030】

これにより、特に、取付け方向が、第１のシーリングジョイントがベアリングの上流側に位置していることを意味する場合に、径方向シールが、取付けの際にベアリングを通過し、損傷を受けることになることを防止することが可能になる。このことは、径方向シーリングジョイントと協同して、前記ジョイントとベアリングとの間に、前記シーリング面と協同して潤滑エンクロージャからのオイルからシールを保護するある手段、たとえば、ツイストを配置するシーリング面の延長部を使用することをも可能にする。

【0031】

有利には、前記第１のシールが径方向外側に配置されると、円筒状シーリング面が、作動位置にある径方向シーリングジョイントと接触したシーリング面の部分を越え、テスト位置から作動位置が離間する距離に少なくとも等しい距離にわたって、取付け方向に軸方向に延びる。

【0032】

この方式で、円筒状シーリング面は、ロータがテスト位置と作動位置との間で移動する際に、径方向シーリングジョイントが、連続する方式でシーリング面と接触するような方式で軸方向に延びる。これにより、テスト位置と作動位置との間で前記表面に接触するシールからの衝撃を防止することが可能になる。この衝撃は、前記シールに損傷を生じる場合がある。

【0033】

通常、ステータは径方向にロータを囲んでいる。ステータに接続されたシーリング手段の部分は、この場合、ロータに接続された対応する部分の径方向外側にある。

【0034】

有利には、ベアリングを囲む環状カウルは、ベアリングを潤滑するオイルが径方向に噴出するのを防止するように配置され、エンクロージャの内側の少なくとも１つのシーリング手段は、ベアリングに向かって、前記シーリング手段の径方向に最も内側の部分の延長部としてのリングを備えており、前記リングは、前記カウルの内径に少なくとも等しい外径を有している。好ましくは、前記リングは、ロータが第１の軸方向位置にある場合に、少なくとも部分的に前記環状カウルを覆っている。これにより、ベアリングから来るオイルの直接の噴出を防止することが可能になる。好ましくは、前記リングは、ロータが第１の軸方向位置にある場合に、少なくとも部分的に前記カウルを覆っている。

【0035】

本発明は、上述の要素を備えたタービンエンジンにも関する。

【0036】

本発明は、本発明によるタービンエンジン要素内の第１のシーリング手段をテストするための方法であって、ロータを前記テスト位置に設置することと、エンクロージャに空気吸引開口を設けることと、次いで、前記開口を通して空気を吸い出すことにより、第１のシーリング手段と補助加圧シーリング手段との間のエンクロージャに負圧を形成することと、からなるステップを含む方法にも関する。

【0037】

添付図面を参照して、以下の非限定的な例の詳細な説明を読むことで、本発明がよりよく理解され、本発明の他の詳細、特徴、および利点が明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】ロータがタービンエンジン内の作動位置にある場合の、本発明の一実施形態に係るステータおよびロータの経線断面の概略図である。

【図2a】離間した位置にあり、組み立てられる準備がされている、図１からのステータおよびロータの経線断面の概略図である。

【図2b】離間した位置にあり、組み立てられる準備がされている、本発明の変形形態に係るステータおよびロータの経線断面の概略図である。

【図3】中間のテスト位置にある、図１からのステータおよびロータの経線断面の概略図である。

【図4】ロータがタービンエンジン内の作動位置にある場合の、本発明の変形形態に係るステータおよびロータの経線断面の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

図１は、ケーシング２内の作動位置に設置され、タービンエンジンのシャフト１を案内するためのベアリング３の領域にある、軸ＬＬ周りに回転可能なタービンエンジンシャフト１を示している。

【0040】

図１およびそれに次ぐ図面において、タービンエンジン内のガスの主流は、左から右に流れる。図面に対応するこの例に示す要素は、前記主流によって囲まれたタービンエンジンの部分に配置されている。以下の説明では、上流および下流との用語は、前記主流に関して理解される。

【0041】

案内ベアリング３は、ケーシング２に固定された外側リング４と、シャフト１に固定された内側リング５とで特に形成されており、外側リング４と内側リング５との間では、ローラ６が自在に回転可能である。ベアリング３は、取付けまたは取外し動作のために、シャフト１が作動位置から離れて移動する場合に、ローラ６が内側リング５に保持されたままであるような方式で設計されている。たとえばボールなどの、ローラ以外のローラベアリングを使用することができる。さらに、回転シャフト１が取り外される場合、ローラベアリング６が外側リング４の側部に保持されている、図２ｂに示すベアリング３を設計することが考えられる。

【0042】

外側リング４は、ベアリング３の支持部７によってケーシング２に接続されている。内側リング５は通常、回転シャフト１の表面に固定されている。

【0043】

ケーシング２および回転シャフト１は、潤滑４のエンクロージャ８をベアリング３周りに形成するように配置されている。前記エンクロージャ８は、ベアリング３の上流側のシャフト１のための通路と、ベアリング３の下流側のシャフト１のための通路とを備えている。

【0044】

潤滑エンクロージャ８は、タービンエンジンの潤滑回路の一部である。オイルは、図面には示されていない流入開口を通ってエンクロージャ８内に再び入り、次いで、ベアリング３を潤滑するために、ベアリング３に向けられる。ベアリング３の潤滑の後に、オイルは、様々な方向に放出されながら、前記ベアリングを再び離れる。エンクロージャ８の機能は、特に、オイルを、やはり図面には示されていない流出開口を通して戻るように供給して、前記オイルを潤滑回路に向けて戻すようにするために、前記オイルを取り戻すことである。

【0045】

オイルの損失を防止するために、エンクロージャ８内のシャフト１の通路には、特にオイルを閉塞することが可能である径方向シーリング手段９、１０が備えられている。さらに、特に前記径方向シーリング手段９、１０のシーリングを向上させるために、シャフト１の回転中、要素は、タービンエンジンが動作している場合、エンクロージャ８の圧力ＰＯが、シャフト１の外部の位置の圧力Ｐ１、Ｐ２よりも小であるように設計されている。この減圧は、エンクロージャ８のシーリングに寄与する。

【0046】

この結果を得るために、この場合の上流側通路の径方向シーリング手段９は、相互に対して圧縮されるように保持されたカーボンセグメントのためのシーリングリングで形成された、部分に分かれた径方向シーリングジョイント１１を備えている。このリングはケーシング２にしっかりと接続されている。前記部分に分かれた径方向シーリングジョイント１１は、内側表面と接触する円筒状表面１２と協同する。円筒状表面１２は、回転シャフト１にしっかりと接続されたスリーブ１３に取り付けられており、円筒状表面１２の断面は、経線面において、Ｕ状であり、回転軸ＬＬに対して平行である。この形状により、この場合では右から左に回転軸ＬＬに沿って移動させることにより、ケーシング２内に設置することを可能にし、次いで、シャフト１がケーシング２に対する作動位置にある場合に、部分に分かれた径方向シール１１と円筒状表面１２とが相互に対し支えられるように、シャフト１に十分な弾性を持たせることを可能にしている。

【0047】

部分に分かれた径方向シール１１の設計により、通過する空気の減速のための十分なシーリングが可能になり、したがって、前記シールの２つの側の間の圧力差が達成される。この方式で、タービンエンジンの作動時には、エンクロージャ８の圧力ＰＯが、タービンエンジンにおける圧力のより高い領域と連通している、上流側通路の径方向シーリング手段９の上流側の空間で得られる圧力Ｐ１よりも小の値に維持され得る。

【0048】

径方向シーリング手段９は、部分に分かれた径方向シール１１に対してエンクロージャ８の内側のツイスト１４によって補われている。前記ツイスト１４は、部分に分かれた径方向シール１１と協同する部分の下流側に延びる円筒状表面１２の部分と協同する。ツイスト１４の機能は、上流側通路に来得るオイルをエンクロージャ８に戻し、部分に分かれた径方向シール１１を前記オイルから保護することである。

【0049】

回転シャフト１の下流側通路の径方向シーリング手段１０は、シャフト１にしっかりと接続され、ケーシング２にしっかりと接続され、アブレイダブル材料で形成された円筒状表面１６と接触するワイパ１５で形成されたラビリンスシールを備えている。前記ラビリンスシール１５、１６により、オイルの通路からの効果的なシーリングが可能になっている。

【0050】

ラビリンスシール１５、１６は、端部間のガスの圧力差を得ることにおいて、部分に分かれた径方向シール１１、１２ほど効果的ではない。しかしながら、図示の例では、潤滑エンクロージャ８の周囲のガス流が左から右に生じ、部分に分かれた径方向シール１１は上流側の空気の流れをブロックし、このことは、エンクロージャ８内の圧力ＰＯが、ラビリンスシール１５、１６の下流側の空間において得られる圧力Ｐ２未満にやはり維持されるためには十分である。

【0051】

この場合の下流側通路の径方向シーリング手段１０は、ラビリンスシール１５、１６の上流側に位置するツイスト１７によっても補われている。前記ツイスト１７は、ラビリンスシールの円筒状表面１６の上流側に延びるリング１８と協同する。ツイスト１７の機能は、下流側通路に来得るオイルをエンクロージャ８に戻し、ラビリンスシール１５、１６を前記オイルから保護することである。

【0052】

ツイスト１７と協同するリング１８は、ラビリンスシールのワイパ１５の支持部と実質的に整列されている。本要素は、回転シャフト１から延びるプレート１９によって保持されている。

【0053】

本発明の一態様によれば、プレート１９は、ツイストと協同するリング１８の直径が、ベアリング３の外側リング４の直径よりもわずかに大であるような方式で径方向に延びる。

【0054】

さらに、図２ａを参照すると、ベアリング３のローラベアリング６が外側リング４上をスライドする一実施形態では、ベアリングの外側リング４の下流方向の延長部と、この場合にツイスト１７と協同する、リング１８の上流方向の延長部とは、ツイスト１７のリング１８がベアリング３の外側リング４を部分的に覆うような方式で配置されている。

【0055】

この配置は、ベアリング３と、下流側通路のツイスト１７との間に直接の通路が存在しないことを意味している。図１において矢印によって示されるオイルの噴出は、したがって、リングによって止められる。これにより、下流側通路の径方向シーリング手段１０がベアリング３に近接するが、ツイスト１７がオイルの噴出から保護されている、ベアリング３の下流側におけるコンパクトな設計を有することが可能になる。

【0056】

図示の代替形態では、図２ｂにおける取り外された位置のシャフト１およびケーシングにより、ベアリング３の外側リング４ではなく、ベアリング３の支持部７の部分７ｂがツイスト１７のリング１８の下に延びることが考えられる。ベアリングの支持部の前記部分７ｂは、ローラベアリング６のためのトラックとしては機能しないが、下流側のベアリング３を径方向に囲み、シャフト１が作動位置にある場合にはツイスト１７のリング１８の内側に通され得るカウルを形成する。

【0057】

本発明の別の態様によれば、回転シャフト１は、回転軸ＬＬに沿って移動されることにより、ケーシング２内に設置される。図示の例では、図２ａおよび図２ｂを参照すると、取り外された位置のシャフト１がケーシング２の下流側に位置し、ロータに関して下流側から上流側に移動する方向で取付けが行われる。

【0058】

図２ａは、図１の実施形態に関する連結の直前のシャフトの取付けを示している。ベアリング３の外側リング４の延長部は、シャフト１にしっかりと接続されているローラベアリング６が、部分に分かれた径方向シール１１と協同する円筒状表面１２の上流側端部が上流側通路のツイスト１４の下流側部分と接触する前に、前記リングと接触するようになっている。

【0059】

このことは、図１を参照すると、シャフト１が作動位置に設置されると、外側リング４の下流側端部をベアリング３のローラベアリング６の上流側端部から離間する距離ｄ１が、上流側の径方向シーリング手段９に関する、円筒状表面１２の上流側端部をツイスト４の下流側端部から離間する距離ｄ２よりも大であるという事実に対応する。

【0060】

この方式で、ベアリング３のローラベアリング６がすでに外側ベアリングリング４に係合した状態で、シャフト１の上流側通路の径方向シーリング手段９の部分がケーシング３の部分と連結する。したがって、取付けのために移動される際のシャフト１の動きは、ベアリング３によって案内され、これにより、連結時の衝撃、または、径方向シーリング手段９の設置の際に付随的に生じる力のリスクを制限する。

【0061】

一変形形態では、最ももろい部分である、部分に分かれた径方向シール１１を簡単に保護することが可能である。この場合、外側リング４の下流側端部をベアリング３のローラベアリング６の上流側端部から離間する距離ｄ１が、円筒状表面１２の上流側端部を部分に分かれた径方向シール１１の下流側端部から離間する距離ｄ３よりも大である。

【0062】

この構成では、外側リング４を下流側に延長することへの必要性が、部分に分かれた径方向シール１１を取り付ける機能、および、ベアリング３から来るオイルの噴出からツイスト１７を保護する機能に関して一貫していることにも留意することができる。

【0063】

好ましい実施形態では、図１および図２ａを参照すると、シャフト１に接続されたローラベアリング６も、下流側でツイスト１７と協同するリング１８が、ラビリンスシールのワイパ１５と協同する円筒状表面１６と接触する前に、外側リング４に連結される。このことによっても、取付けの際の衝撃に対して、下流側通路の径方向シーリング手段１０を保護することが可能になる。

【0064】

図２ｂに示す一変形形態では、ローラベアリング６は、ケーシング２に固定された外側リング４にしっかりと接続されている。この場合、シャフト１が作動位置にある場合に、回転が生じる位置を越える、上流方向の延長部を有するのは内側リング５である。この延長部は、ケーシング２およびシャフト２にしっかりと接続された径方向シーリング手段９、１０の各部分が相互に接触する前に、内側リング５がローラベアリング６に接触するようになっている。

【0065】

本発明のさらに別の態様によれば、図３を参照すると、加圧されたシーリングジョイント２０が、ラビリンスシールのワイパ１５と協同する円筒状表面１６の下流側のリング２１に設置されている。シャフト１およびケーシング２は、前記加圧されたシーリングジョイント２０が、図３に示すように、シャフト１が作動位置からオフセットした所定の位置にある場合に、シャフト１にしっかりと接続され、ラビリンスシール１５を延ばすリング２２に当接するような方式で、設計されている。

【0066】

この場合、加圧されたシーリングジョイント２０は、ポリテトラフルオロエチレンを意味する、前記材料からなるリングを備えたＰＴＦＥシールであり、前記リングをシャフト１のリング２２に対して押圧する円形バネによって把持される。このタイプのシールにより、低い摩擦を伴う、圧力に対する良好な不浸透性を確実にすることが可能になる。さらに、前記シールは、作動時にタービンエンジンのこの位置に生じる場合がある高温に対する耐性がある。

【0067】

しかしながら、材料が、エンクロージャを通るシャフトの通路におけるシャフト周りの圧力に対する不浸透性を確実にするとともに、タービンエンジンの環境上の条件に耐え得る限り、他の材料で形成されたシールを使用することが考えられる。対称的に、作動条件において、以下に見られるように、前記シールは、シャフト１が回転している場合、低い摩擦で作動することが不要である。

【0068】

図３では、すでに図１および図２ａに示したシャフト１およびケーシング２が、シャフトが中間位置に移動され、シャフトが図１の作動位置に対して下流方向に距離ｄ４だけオフセットしている構成を有している。

【0069】

前記距離ｄ４は、図１において、前記シールがリング２２に当接する位置に対するＰＴＦＥシール２０のオフセットに対応し、シャフト１が作動位置にある場合に、前記シールが前記リング２２から除去されているようになっている。

【0070】

この方式で、シャフト１が作動位置にある場合、図１に見ることができるように、ＰＴＦＥシール２０がリング２２から除去されている。したがって、図示の例では、前記シール２０は、シャフト１が作動位置にある場合、作動可能ではなく、前記シールが協同する手段２１、２２は、シャフト１が作動位置にある場合、互いに相互作用しないか、タービンエンジンの他の要素と相互作用しない。したがって、前記手段２０、２１、２２は、タービンエンジンの作動時には、摩擦または障害を生じない。さらに、この例では、手段２０、２１、２２がエンクロージャ８の外側にあるため、これら手段にはベアリング３からのオイルの噴出による汚染のリスクがない。

【0071】

さらに、中間位置に向かう移動の距離ｄ４は、ベアリング３のローラベアリング６を外側リング４から除去するのに必要とされる、前に図１で記載した距離ｄ１より小である。したがって、シャフトは作動位置から中間位置に、およびその逆に移り、シャフト１は回転軸ＬＬに沿ってケーシング２に対して移動し、シャフト１は、ベアリング３のローラベアリング６の、内側リング５および外側リング４との接触によって案内される。

【0072】

さらに、図２ａまたは図２ｂを参照すると、下流側通路に関して、ＰＴＦＥシール２０およびその支持リング２１が、好ましくは、径方向シーリング手段１０のシャフト１にしっかりと接続された部分１８、１５の直径よりわずかに大である直径を有している。したがって、ＰＴＦＥシール２０が前記要素１８、１５に対してこすれることなく、シャフト１をケーシング２に設置することが可能である。

【0073】

第２に、上流側径方向シーリング手段９の領域では、この場合の円筒状表面１２が、作動位置と中間位置との間のオフセットの距離ｄ４に少なくとも等しい値だけ上流方向に増大している。

【0074】

この方式で、図３に見ることができるように、シャフトが中間位置にある場合、加圧されたシーリングがシャフト１の２つの通路において同時に潤滑エンクロージャ８に入ることを確実にされるような方式で、部分に分かれた径方向シール１１は円筒状表面１２と協同し、ＰＴＦＥシール２０はリング２２と協同する。

【0075】

この中間位置は、有利には、部分に分かれた径方向シール１１のためのテスト位置を画定する。実際、部分に分かれた径方向シール１１がシャフト１の上流側通路に配置されているため、前記シールは、ケーシング２に設置されると、アクセス不可能になる。このため、シールの状況をチェックするために直接点検を行うことは不可能である。

【0076】

図４に示した一変形形態では、テスト位置は作動位置と同じである。この変形形態では、環状シール２３ｂが、ステータのツイスト１７と協同するロータの円筒状表面１８の部分に形成された溝２３ｂに挿入される。前記環状シール２３ｂは、この位置において、ステータのラビリンス１５と協同するステータの円筒状表面１６に当接し、それにより、ロータが回転していない場合に、加圧されたシーリングを確実にするようになっている。

【0077】

環状シール２３ｂは、この場合、ロータが作動状態にある際に、ロータが回転するように設定される場合の摩擦によって生じる熱にさらされると溶融する、たとえば蜜蝋などの材料で形成されている。この方式で、前記シールは、タービンエンジンが作動している場合に除去され、摩擦に起因する損失を生じない。

【0078】

図３に示すように構成された場合、取付け手順は有利には、テスト手順によって補われ得る。

【0079】

この目的のために、ローラベアリング６と、ベアリング３の対応するリング４が連結した後に、第１のステップは、中間位置までシャフト１を上流方向に移動することを継続することにある。

【0080】

この位置では、ＰＴＦＥシール２０により、シャフト１の下流側通路における加圧されたシーリングが潤滑エンクロージャ８に入ることを確実にする。さらに、部分に分かれた径方向シール１１が適切に動作する場合、部分に分かれた径方向シール１１により、シャフト１にしっかりと接続された、前記目的のために提供された円筒状表面１２の延長部と協同することで、上流側通路における加圧されたシーリングが確実になっている。

【0081】

したがって、この位置において、たとえば、潤滑エンクロージャ８内へのオイルの通路のための開口を使用して、空気を吸引し、エンクロージャ８内の負圧を形成することにより、テストステップを実施することが可能である。次いで、潤滑エンクロージャ８内の圧力の変化を観察することにより、部分に分かれた径方向シール１１の状況に関する情報が提供される。たとえば円筒状表面１２に接触する場合など、シールが損傷を受けると、過度に漏洩することになり、このことが、圧力を急激に増大させることに繋がることになる。

【0082】

対称的に、減圧テストによって、部分に分かれた径方向シール１１が良好な状態にあることが示された場合、続くステップは、シャフトをケーシング２内のシャフトの作動位置に導くための、シャフト１の上流方向への移動の継続からなる。

【0083】

有利には、作動位置および、中間のテスト位置にある部分に分かれた径方向シール１１と協同する、シャフト１にしっかりと接続された円筒状表面１２の部分が、単一の連続した面を形成する。この方式では、シャフト１が一方の位置から他方の位置に移動される場合、部分に分かれた径方向シール１１は、前記面と接触したままである。したがって、シール１１に、別の面に接触することによる衝撃で損傷を与えるリスクは存在しない。

【0084】

一変形形態では、部分に分かれた径方向シール１１のテストは、タービンエンジンの動作の期間の後に行うことができる。この場合、第１のステップは、前記シャフトを作動位置から中間のテスト位置に移動し、次いで、減圧テストを実施するために、シャフト１を下流方向に距離ｄ４だけオフセットすることにある。このテストが完了した場合、シャフト１は、完全にケーシング２から取り外される必要なく、作動位置に戻され得る。

【0085】

図４に対応する変形例では、取付けの間のテスト手順の第１のステップは、ローラベアリング６、および、ベアリング３の対応するリング４の連結を実施した後に、シャフト１を上流方向に、作動位置まで移動を継続することにある。この作動位置もまたテスト位置である。このステップの間、環状シール２３ａの材料は、溝２３ｂによってロータ１の所定位置に保持されたままで、円筒状表面１７に対してスライドするために変形することが可能である。

【0086】

このため、ロータが静止したままで、径方向シーリングジョイントのテストを実施するために、前の変形例と同じステップを実施することが可能であり、環状シール２３ａは、円筒状表面１７に対する圧力により、他方の端部においてシーリングを確実にする。対称的に、ロータがすでに作動位置にあることから、テストの後は、移動ステップはない。

【0087】

このため、それに次ぐステップでは、タービンエンジンが組み立てられる場合、タービンエンジンが最初に作動する際に、この場合、蜜蝋で形成される環状シール２３ａが溶融し、消失する。環状シール２３ａの消失は、この位置におけるロータとステータとの間のさらなる接触は存在せず、したがって、摩擦の結果としての損失がそこに生じることがないことを意味している。

【0088】

この変形例の利点は、取付け時のテスト手順の間、径方向シーリングジョイント１１を動作可能にするために、円筒状表面１２と相補的である径方向の延長部を設けることが不要であることである。したがって、アセンブリはよりコンパクトになり得る。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】