JPH0318007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸受コンパートメント内の圧力を通
常時には所望の高圧に維持するが軸受コンパート
メントを囲繞するシール空気の圧力が低下したと
きには軸受コンパートメント内の圧力を低下させ
るよう構成された制御装置を組込まれたガスター
ビンエンジンに係る。

多くのガスタービンエンジンに於ては、軸受コ
ンパートメント内の圧力を比較的高い圧力に維持
し、これにより通常時に軸受コンパートメントを
囲繞する高温空気の軸受コンパートメント内への
流入をシールの作動不良が生じた場合に火災が発
生するであろうレベルよりも低いレベルに制御す
ることが望ましい。ガスタービンエンジンの運転
条件によつては、例えば飛行アイドル運転時に
は、コンパートメント内の圧力は外部圧力に近付
き又はそれ以上になりこれによりオイルの漏洩が
発生する。従つてエンジンの全ての運転条件下に
於てオイルの漏洩に抗するオイルシールを横切る
圧力降下を許容し得る圧力降下に維持しつつ軸受
コンパートメント内の圧力を外部圧力との関連で
制御する制御装置をエンジンに組込むことが好ま
しい。

本発明一つの特徴は、外部空気の圧力が高い場
合には通路断面積を低減し外部空気の圧力が低い
場合には通路断面積を増大する弁が掃気／ブリー
ザ導管に設けられているということである。

本発明の他の一つの特徴は、エンジン運転条件
の変化に応答するエンジンパラメータにより前記
弁が作動されることにより軸受コンパートメント
を囲繞する空気の圧力が制御され、これにより外
部制御装置が必要でないということである。

掃気系に設けられた絞り弁は、シールを横切る
圧力降下をシールの機能的特徴を適した圧力降下
に維持し、これによりシールの寿命を長くし、オ
イルの漏洩を最小限に抑え、またシールの損傷の
場合にもコンパートメントの火災の可能性を最小
限に抑えるよう、コンパートメント外部の圧力と
ほぼ比例して軸受コンパートメント内の圧力を制
御する。

エンジン運転条件により軸受コンパートメント
を囲繞する空気（この空気は一般にコンプレツサ
吐出端部より供給され、従つて実質的にコンプレ
ツサ吐出圧にある）の圧力が低下されると、その
圧力低下によりシールを横切る圧力勾配が逆転し
得るほどにシールを横切る圧力降下が低減され、
これによりこれらのシールを通過してオイルが漏
洩する。所望の圧力降下を維持すべく、絞り弁は
エンジン出力又はエンジン速度を反映し又はその
関数であるエンジンパラメータ、例えばオイル圧
力を制御されないエンジンに於ては軸受に供給さ
れるオイルの圧力に応答するよう構成されてい
る。オイルポンプはエンジンの駆動軸により回転
駆動されるので、オイルの圧力はエンジン速度の
関数であり、本発明によればオイルの圧力により
絞り弁の開度が制御される。

オイル圧に応答する絞り弁は、コンプレツサ内
に於けるサージやエンジンの急激な減速などによ
り出じるコンパートメントシール空気圧の急激な
低下にはすぐには応答しない。何故ならば、オイ
ル圧の変化が生じるまでに或る程度の時間がある
からである。従つて本発明の他の一つの実施例に
よれば、絞り弁は、軸受コンパートメントに設け
られたシールに供給されるシール空気の圧力降下
に直接的に応答するよう、コンプレツサ吐出圧に
応答するよう構成される。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施例
について詳細に説明する。

第１図にコンプレツサケーシング８に固定され
た一列のベーン６と共働するブレード４を装着さ
れたコンプレツサロータ２を有し本発明を組込ま
れたガスタービンエンジンの一部が図示されてい
る。特に第１図は燃焼室につながるダクト１０内
に空気が吐出されるコンプレツサ吐出端部を示し
ている。ロータ２はコンパートメント１６内に配
置された軸受１４に支持されたシヤフト１２によ
り担持されている。コンパートメント１６の両端
にはシール１８及び２０が設けられており、これ
らのシールはシヤフト１２に形成されたフランジ
２２及び２４と共働してコンパートメント１６を
シールし、コンパートメントよりオイルが漏洩す
ることを阻止するようになつている。シヤフト１
２を囲繞する室２６にはコンプレツサの吐出側端
部より加圧さた空気が供給されるようになつてい
る。室２６は軸受支持構造体２８を包囲してお
り、室２６の前端は該室内に突出延在し互いに共
働するシール要素３０及び３２より郭定されてい
る。加圧された空気は吐出ダクト１０に設けられ
た孔３４を経て供給されてもよい。何れの場合に
も、室２６内の圧力はコンプレツサ吐出圧力の直
接的な関数である。室２６よりの空気の漏洩量に
応じて、この室内の圧力はコンプレツサ吐出圧と
実質的に等しい。コンパートメント１６は吐出導
管３６につながる掃気／ブリーザパイプ３５を有
している。吐出導管３６には絞り弁３８が設けら
れており、該絞り弁は第２図に於ては、軸受コン
パートメント１６より吐出される空気の量を制限
しこれによりコンパートメント内の圧力を室２６
内の圧力よりも充分に低い或る所定の圧力に維持
して、シールを通過してコンパートメントを経て
流れる空気の量をエンジンを適正に機能させるに
必要とされる最小量に制限する絞り位置にて図示
されている。この絞り弁３８は、エンジン出力又
はエンジン速度の関数であるエンジンパラメー
タ、例えば制御されない系内に於けるエンジンオ
イル圧に応答するよう構成されている。かかる目
的で、エンジンシヤフト１２が供給導管４２より
吐出導管４４を経て潤滑オイルを供給するポンプ
４０を駆動し、これによりノズル４６を経て潤滑
オイルを軸受１４に対し噴霧するようになつてい
る。吐出導管４４より内部にピストン５２を有す
るシリンダ５０（第２図参照）まで接続された枝
管４８により、絞り弁３８を駆動するための圧力
が供給されるようになつている。

第２図に於て、絞り弁３８はダクト５４の形態
をなしており、該絞り弁内にはダクト５４に形成
された溝５８に挿通され該ダクト内にて流れを抑
制する位置と流れを抑制しない位置との間で移動
し得る障害ゲート５６が配置されている。障害ゲ
ート５６はばね６０により流れを抑制しない位置
へ向けて付勢されている。障害ゲート５６の周り
に設けられたバイパス通路６２内には、絞り弁３
８が閉弁されたときコンパートメント１６より排
出される空気の量を制御する絞りオリフイス６４
が配置されている。このオリフイス６４は排出さ
れる空気の量を変化させるべく寸法の異なるオリ
フイスに変化されてよい。

ゲート５６はロツド６６によりシリンダ５０内
に配置されたピストン５２に取付けられており、
ばね６０により開弁位置に付勢されている。かく
してロータの回転速度が低下してオイル圧が低下
すると、ゲート５６はダクト５４より引き抜か
れ、これによりコンパートメント１６よりより多
量の空気が排出し得るようにし、またコンパート
メント内の圧力を低下させてロータの回転速度の
低下による室２６内の圧力低下に適合するように
なつている。

第２図に示されたゲート型の絞り弁に対する代
替的な絞り弁として、第３図の弁構造体７０は入
口７２と出口７４とを有しており、絞り弁はシリ
ンダ８０内に配置されたピストン７８上に装着さ
れたロツド７６の形態をなしている。ロツド７６
はばね８２により図示の絞り位置より非絞り位置
へ向けて付勢されており、第１図のオイルポンプ
４０より供給されダクト８３を経てシリンダ８０
内に流入する加圧されたオイルによりロツド７６
は図示の絞り位置へ付勢される。弁構造体７２に
は排出通路８４が設けられており、該排出通路に
よりピストン７８を通過した漏洩してオイルがブ
リーザ導管内へ排出され得るようになつている。

第２図又は第３図の何れかの構造体より明らか
である如く、コンパートメント１６のためのブリ
ーザ導管には絞り弁が設けられており、該絞り弁
はエンジンにより駆動されるポンプによつて供給
されるオイル圧の圧力（エンジン出力又はエンジ
ン速度のほぼ直接的な関数である）に応答するよ
うになつている。かくしてエンジン出力又はエン
ジン速度が低下すると、オイル圧が低下し、これ
により絞り装置がダクトより幾分か引き抜かれて
より多量の空気がコンパートメント１６より排出
されるようになる。ポンプにより供給されるオイ
ルの圧力変化はエンジン出力又はエンジン速度の
関数又はそれらの変化に関連したエンジンパラメ
ータであり、弁の絞りはオイル圧の低下により低
減され又は排除される。かかるオイル圧の低下及
びこれに対応する弁の有効絞りの低下の効果は、
オイル圧が低下するにつれて空気が低減された圧
力にてコンパートメント１６より適正に排出さ
れ、これによりエンジン出力又はエンジン速度の
低下に起因して室２６内の圧力が低下するにつれ
てコンパートメント１６内の圧力が室２６内の圧
力よりも高くなることによりシールを横切る圧力
勾配が逆転することがないようにすることであつ
た。

第４図に絞り弁３８がコンプレツサ吐出圧に直
接応答するように構成された実施例が図示されて
いる。この第４図に示された実施例は後に説明す
る点を除き第１図に示された実施例にほぼ対応し
ている。

弁３８′はシリンダ４６′内に配置されたピスト
ン４４′に固定されたロツド４２′上に担持された
摺動板４０′の形態をなしている。シリンダ４
６′の端部は小径のダクト４８′によりコンプレツ
サ吐出ダクトに連通接続されており、これにより
シリンダ４６′内のコンプレツサ吐出圧により摺
動板４０′が図示の絞り位置に保持されるように
なつている。

吐出導管３６に設けられた溝５０′内にて摺動
する摺動板４０′はばね５２′により非絞り位置に
付勢されている。かくしてコンプレツサ吐出圧が
コンプレツサのサージ又はエンジンの減速時に急
激に低下すると、摺動板４０′はコンプレツサ吐
出圧によりピストン４４′に及ぼされる力が低減
され、摺動板４０′はその力に抗してばね５２′の
ばね力によりすぐに上昇される。コンプレツサ吐
出圧が正常な値に復帰すると、摺動板４０′はコ
ンプレツサ吐出圧により図示の絞り位置に復帰せ
しめられる。

かくして室２６内のシール空気の圧力が低下す
ると、絞り弁が開弁され、オイルの漏洩、更には
火災を発生させる原因となるシールを横切る圧力
勾配の逆転が生じる前に、コンパートメント１６
内の圧力が低下せしめられる。

コンプレツサ吐出圧が回復すると、絞り弁は絞
られ、シールを横切る所望の圧力降下が再確立さ
れる。

以下に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の
修正並びに省略が可能であることは当業者にとつ
て明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はオイル圧に応答する絞り弁と共に軸受
コンパートメント及びシールを示すガスタービン
エンジンの一つの実施例の部分図である。第２図
は絞り弁の一つの実施例を示す断面図である。第
３図は絞り弁の他の一つの実施例を示す断面図で
ある。第４図は絞り弁がコンプレツサ吐出圧に直
接応答するよう構成された本発明によるガスター
ビンエンジンの他の一つの実施例を示す第１図と
同様の部分図である。 ２……コンプレツサロータ、４……ブレード、
６……ベーン、８……コンプレツサケーシング、
１０……ダクト、１２……シヤフト、１４……軸
受、１６……コンパートメント、１８，２０……
シール、２２，２４……フランジ、２６……室、
２８……軸受支持構造体、３０，３２……シール
要素、３４……孔、３５……掃気／ブリーザパイ
プ、３６……吐出導管、３８……絞り弁、４０…
…ポンプ、４２……供給導管、４４……吐出導
管、４６……ノズル、４８……枝管、５０……シ
リンダ、５２……ピストン、５４……ダクト、５
６……障害ゲート、５８……溝、６０……ばね、
６２……バイパス通路、６４……絞りオリフイ
ス、６６……ロツド、７０……弁構造体、７２…
…入口、７４……出口、７６……ロツド、７８…
…ピストン、８０……シリンダ、８２……ばね、
８３……ダクト、８４……排出通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータ２とコンプレツサ吐出空気のためのコ
   ンプレツサ吐出通路１０とを有するガスタービン
   エンジンに於て、 前記ロータ２のための軸受１４と、 前記軸受１４を囲繞するコンパートメント１６
   と、 前記コンパートメント１６と共働して前記コン
   パートメントよりオイルが漏洩することを阻止す
   るシール１８，２０と、 前記コンパートメント１６の外部にて前記コン
   プレツサ吐出通路１０より前記シール１８，２０
   へコンプレツサ吐出空気を供給する手段と、 前記コンパートメント１６のための排出ダクト
   ３５，３６と、 前記排出ダクト３５，３６に設けられ前記コン
   パートメント１６より排出される空気の量を変化
   させる絞り弁３８，３８′と、 を含んでいることを特徴とするガスタービンエン
   ジン。