JPH0327739B2

JPH0327739B2 -

Info

Publication number: JPH0327739B2
Application number: JP62032600A
Authority: JP
Inventors: Shutoraifuingaa Herumuuto
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1991-04-16
Also published as: NO870693L; NO167683C; EP0234439B1; DE3605619A1; US4755103A; NO167683B; EP0234439A3; NO870693D0; DE3605619C2; EP0234439A2; JPS62197644A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、主軸の中、又は、主軸に付属された
手段の中に、分離された油滴を軸受部材のような
消費部材を有する循環回路の中へ戻す手段を有し
ている油／空気混合体の分離のための手段を有す
ると共に中心から外方に導かれる空気抜き導管を
有している流動機械、特に、ガスタービンに関す
るものである。

従来の技術全く一般的に、流動機械、特に、ガスタービン
においては、一般的に気泡と混合されている使用
された油から、空気を分離、又は、除去するとい
う問題がある。そのような物質を浄化され、場合
によつては、冷却された油が、始めて、軸受部材
のような消費部材を有する循環回路の中に戻すの
に適している。

飛行機の駆動装置においては、大概は、多くの
軸があり、それらの内、主軸が圧縮機及びタービ
ンを相互に連結している。軸駆動装置において
は、既に、油捕捉室が主軸に付属されている。こ
の公知の解決は、一方では、空気流出案内に関し
て、他方では、遠心力による油案内に、困難があ
る。それ故、公知の解決は、大きな空気量に対し
て貧弱に適しているだけであるか、又は、分離作
用が満足では無い。なぜならば、例えば、高い流
出速度の場合には、油滴が流出空気に伴われるこ
とがあるからである。

発明が解決しようとする問題点本発明の課題は、油／空気混合体の分離のため
の手段が設けられており、この手段が、大きな空
気量の場合にも、また、非常に高い分離能力で作
用をする流動機械を得ることにあるものである。

問題点を解決するための手段この課題は、最初に述べられた種類の流動機械
において、「特許請求の範囲」第１項の特徴項に
より解決される。本発明の他の実施態様は、「特
許請求の範囲」第２項以下に記載されている。

他の特徴は、添付図面に基づく実施例の説明か
ら明らかとなる。

本発明の本質的な利点は、特に、本発明によ
り、比較的簡単で有効な分離が、駆動装置の中空
主軸の中において可能であることである。その場
合、大きな空気量の場合にも、また、高い分離割
合が達成可能である。油／空気混合体は、中空軸
の中へ、わずかな、比較的小さな穴を通つて流入
することができる。油は、遠心力により流出を阻
止され、軸受室の中に戻るように分離され、吸引
導管を経てタンクに戻るように送られる。

本発明による除去系統の他の利点は、それが、
何ら長い、外部に横たわつている通気導管を、そ
の固定要素と共に必要としないことにある。それ
故、駆動装置の組立て及び分解は容易である（積
み木式構造）。

他の利点は、遠心分離機に対する固有、又は、
外部の駆動装置が不要であり、従つて、著しい重
量節減並びに価格節減及び保守経費の節減が達成
されることにある。補助駆動装置に対する追加の
軸受及び歯車並びに油／空気混合体の追加の加熱
を不要とする。圧力損失は、長い且つ外部に横た
わつている油／空気混合体を有する通気導管に比
べて、著しく少ない。空運転におけるシールの問
題が、回避される。運転における系統の信頼性
が、特に、向上される。

中空主軸の中の２個の円盤の間の多孔性の要素
の構成が、かなんずく、大きな空気量の場合に
も、また、向上された分離能力という利点を有し
ている。円盤及び多孔性要素を貫く空気の案内の
種類及び様式は、次ぎのようなもの、すなわち、
ゆ油／空気混合体が、上流に置かれた円盤に、放
射方向外方において軸方向に進入し、求心的に内
方へ流れ、軸方向の空気は、下流に置かれた円盤
から中心を流出し、一方、油は、遠心力により、
外方に除去されるようなものとなつている。空気
は、それから、本発明により、分離器から、中空
主軸の中に突出する、下流に置かれた円盤にシー
ルされて連結されている通気導管を介して、排ガ
ス流を貫いて外方へ導かれる（例えば、絞りの背
後まで）。通気導管は、シールにより有利にシー
ルされる。このシールは、駆動装置からの遮断空
気により、衝撃を与えられることができる。他の
有利な実施形態においては、通気導管は冷却のた
めに二重壁に形成されることができ、特に、流出
空気流れと反対に向けられた、ジヤケツト流れの
中への冷却空気の供給のために、二重壁に形成さ
れることができる。

「特許請求の範囲」に記載され、説明され、図
示された実施例の変更は、本発明の要旨内におい
て可能である。特に、本発明は、飛行機のガスタ
ービン装置の多軸配置に限定されるものでは無
い。

主軸の中の穴の配置、大きさ、数及び分布を、
構造が、必要とされる空気量が、軸の機械的強度
に影響を与えること無しに実施されることができ
るように、選択されることができる。上流に置か
れた円盤の中の穴は、一方では、空気の高い除去
作用が行われ、他方では、できるだけ高い油の冷
却が、循環回路の中において行われるように選択
されることができる。特に、上流に置かれた円盤
の外縁の中の軸方向の穴、又は、開口は、圧力損
失を回避するために、有利には、主軸の中の穴よ
りも、より小さくないように選択されるべきであ
る。

上流に横たえられた円盤と、下流に横たえられ
た円盤との間には、多孔性物体として他の分離手
段を設けることもできるが、例えば、簡単にくぼ
みを設けられた円盤が使用されることもでき、こ
れが空気による衝撃により回転し、空気を中心を
流出開口まで、通気導管の中に送る。

通気導管の案内は、同様に、駆動装置の高熱部
分を通る前述の案内に限定されるものでは無い。
空気が、低温部分内に導かれること無く、排ガス
の中に導かれるならば、特に、アフターバーナの
場合に、高温に対して保護するためにジヤケツト
及び（又は）通気導管の中における火炎の点火に
対する保護体、例えば、格子、又は、スクリーン
の形状の保護体を取り付けることができる。通気
導管の中には、絞り、弁、ポンプ、冷却器などを
取り付けることができる。油の循環は、油ポンプ
により確立されることが推奨される。

本発明により、飛行機の駆動装置における飛行
機畿内を介する簡単な通気導管案内が可能とな
る。

特に、本発明において与えられる通気導管の冷
却の可能性は、潜在的な火災の根源を回避させ
る。系統の監視及び保守の容易なことは、経費を
軽減する。補助駆動装置の無いことにより可能と
される重量削減は、追加して、全体の駆動装置に
対する燃料の節減を与える。その上、駆動装置の
胴体は、空間を節減した構造を有して可能とさ
れ、また、そのために、追加して重量節減を可能
とし、また、場合によつては、著しい流れに好都
合の胴体ないしは駆動装置の縮小及び（又は）懸
架を達成する。油循環回路の種々の使用箇所及び
種々の形状に対して、単に１個の分離器で間に合
う。

本発明の他の利点は、純粋に略図風に添付図面
に示されている実施例についての以下の説明から
明らかとなる。

実施例第１図から分かるように、駆動装置の主軸１の
中に、油分離器２が強固に取り付けられており、
すなわち、この油分離器２は、軸１と共に回転
し、また、駆動装置の静止部分３、ここでは出口
円すいの中において周囲を排ガスに洗われ、ま
た、換気導管４の中心に配置されている。

分離器２は、本質的に平行に配置された２個の
円盤５及び６を有しており、この場合、円盤５は
上流において空気混合体の中に配置され、また、
円盤６は下流に配置される。

円盤５の中には、その外周の領域内において軸
方向の穴７が配置されており、この穴７を貫いて
油／空気混合体が、分離器２、ここでは、部材８
の中に流入し、分離の後、穴９を通つて中心を通
気管４の中に流出する。この場合、壁６のフラン
ジ状、又は、カラー状の突起１０の中にシール１
１、特にラビリンスシールが、通気管４をシール
するために配置されている。更に、その上、遮断
空気流れ１２が設けられることもできる。通気導
管４の中には、絞り、弁板、又は、同様のものの
ような絞り要素１３が、空気量の制御及び（又
は）制限のために取り付けられる。軸１は、その
上、軸受室１４により包囲されるが、この室１４
には（第１図の下部に示すように）油搬出導管１
５が油循環ポンプまでつながつている。軸受室１
４の中には、１個、又は、それ以上の軸受１６が
配置されている。この軸受１６は、油循環回路の
中の消費部材を形成しており、その後、油及び空
気から成る混合体は、通過されるべき空気量に対
して十分な大きさ、個数及び分布を有している穴
１７を介して、中空主軸１の周辺の上を分離器２
に輸送される。

円盤５と６との間の空気透過性部材、例えば、
商品名「Retimet」の下に市販されている泡状金
属８がある。他の上述したような分離手段も、使
用が可能である。穴１７と、穴７との間の間隔
は、熱伝導を小さくするために、小さく選択する
ことが有利である。軸１の回転の際に、油が、そ
れがパツキン８の中に進入する時に、投げ飛ばさ
れ、中空軸１の内壁において穴１７を貫いて循環
回路の中を消費部材、すなわち、ここでは、軸受
１６まで再び戻される。油の戻りの能力が、回転
数と共に増加することは、分かるところである。
空気は、圧力差により、亜中心穴９を通り、通気
管４の中を周囲まで流れる。油ノズル１８を経て
循環回路から、例えば、油冷却器及び油ポンプを
介して新たに供給される油は、軸受室１４の中
に、ここでは、剛毛シールとしてのシールのため
に止どまる。油滴及びその流れは、図の中に矢印
により示されており、同様に、空気流れ方向が矢
印により示されている。図示されたシールの代わ
りに、他の種類のシールも使用されることができ
る。多孔性パツキンの種類及び個数は、希望され
る空気量（量／時間）に従つて、変えられること
ができ、すなわち、より大きな量の場合には、よ
り多孔性とする。他方、油も、また、駆動装置が
停止している際にも、流出してはならない。分離
の後、分離器２の円盤６の中の開口を去り、通気
導管４の中に進入する空気量は、10ｇ／ｓよりも
多い。有効な油分離のためには、回転速度は、中
空軸１の内壁の領域内において、例えば、約10
ｍ／ｓと100ｍ／ｓとの間、好適には、50ｍ／ｓ
と100ｍ／ｓとの間にあることを考慮している。
軸受室１４内の圧力は、低く保持されることがで
き、同様に、油への熱伝導は、低く保持されるこ
とができる。

第２図には、第１図に類似した実施例が示され
ているが、この場合、同じ部材には、同じ参照数
字が付けられている。しかしながら、主軸１の中
の穴１７は、この実施例においては、開口７に対
してゼロに向かつている間隔を有しており、これ
らの開口７は、油／空気混合体の多孔性パツキン
２の中への進入を許している。第１図の実施例に
追加して、この駆動装置においては、熱的アフタ
バーナが設けられており、これは、図には、右方
に、引き続いて排ガス流れ及びこの排ガスの特別
の案内及び（又は）例えば、追加の燃料噴射のよ
うな処理により、生ずる。この目的のために、熱
保護、又は、熱減衰に役立つている被覆板２０が
設けられ、また、金属スクリーン、又は、格子２
１が、有り得る火炎の逆行を阻止する目的で設け
られる。

排気は、分離器２から軸１の中に突出している
通気導管４を介して排ガス流れ及びハウジングを
経て冷却の目的ための二重壁導管２３から飛行機
を介して流出され（第３図）、又は、排ガスの中
の出口円すいを経て後方に伝導装置のノズル開口
まで導かれる。ジヤケツト導管２３の中における
通気導管４による冷却は、向流の空気により、第
３図において右上方に２４で示されている分離さ
れた空気の流れにより、達成される。高温の伝導
装置領域、ここでは、高温、又は、高圧のタービ
ン領域は、第３図に２５で、また、圧縮機領域
は、２６の符号が付けられている。第３図には、
空気バイパスを有するジヤケツト流れ伝導装置２
７が、進入円すい２８の上に示されているが、本
発明は、これに限定されるものでは無い。本発明
の理解のためには必要では無い伝導装置部分は、
ここ実施例の図の中には描かれていない。それ
は、公知の種類のものである。本発明に対して本
質であるのは、なかんずく、大きな空気量の場合
に、油の分離効率が著しく改善されること及びこ
のことが、極端に簡単な構造的組立てにより、対
応して、価格的及び重量的の利点を有して、改善
されることにある。本発明は、従来の分離パツキ
ンを、ここに実施されている中空軸の中の配置と
組合わせるものであるが、主軸は、例えば、ガス
タービン駆動装置の圧縮機及びタービンを連結し
ている（場合によつては、それらの個々の段を）。
この場合、空気量及び空気速度は、読大きな限界
に選択可能であり、これにより、円盤６の中の出
口開口９において、これらをできる限り減少させ
るという利点が得られる。それに対し、消費部
材、ここでは、軸受まで戻される油量は、本発明
による中空主軸１の壁の中における穴の配置及び
実施により、著しく向上される。油消費は、静
止、空運転、又は、同様の運転位相においてすら
回避される。冷却空気、又は、遮断空気として、
好適には、無論、既に、圧縮機からこの目的、又
は、同様の目的のために取り出されたものが使用
され、これにより、上述の配置の利点が、その不
利を大いに凌駕するようにする。

「特許請求の範囲」に記載され、上に説明さ
れ、図示された特徴のすべての組合わせ及び幾つ
かの組合わも、また、本発明に属するものであ
る。本発明の利用は、飛行機に対するガスタービ
ン駆動装置に限定されるものでは無く、本発明装
置は、固定された設備、又は、任意の乗物にも、
また、応用されることができるものである。

本発明の推奨する実施例は、第２図である。

発明の効果本発明は、上記のような構成及び作用を有して
いるので、大量の空気の場合にも、油／空気混合
体から、油を非常に効率良く分離することが可能
である駆動装置用油分離装置を提供するという優
れた効果を発揮するものであることは、明らかな
ところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、駆動装置（高温部分、又は、タービ
ン部分）の端部領域を示す図、第２図は、排ガス
アフターバーナに対する実施における同じ装置を
示す図、第３図は、流動機械及びその主軸を通気
導管と共に示す略図である。１……主軸；２……分離手段；４……通気導
管；５，６……円盤；７……供給開口；８……多
孔性要素；９……空気流出開口；１７……開口。

Claims

【特許請求の範囲】１油／空気混合体の分離及び分離された油滴を
軸受部材のような消費部材を有する循環回路の中
に戻すための手段と、中心から外方へ導かれる通
気導管とを有している流動機械、特に、ガスター
ビンにおいて、 (a) 分離手段２が多孔性の空気を通す要素８を含
んでおり (b) 要素８が、中空軸１の中の油を通す２個の壁
５，６の間に取り付けられ、この場合、これら
の壁が、本質的に軸の軸方向に対して垂直に立
つており (c) 上流に置かれた壁５の中に、放射方向外方の
油／空気混合体のための供給開口７が配置さ
れ、これが主軸の中の開口１７に対応しており (d) 下流に置かれた壁６の中に、その中心の中に
空気流出開口９が配置され、これが通気導管４
に連結されていることを特徴とする流動機械。２通気導管４の中に、絞りのような流出空気流
がれを絞る要素が設けられている特許請求の範囲
第１項記載の流動機械。３上流に置かれた壁の中の放射方向外方の混合
体供給開口が、その大きさ及び横断面において、
それが対応している主軸の中の穴の寸法に一致さ
れている特許請求の範囲第１又は２項記載の流動
機械。４主軸の中の穴が、上流に置かれた壁から、そ
れにより分離された油滴が、消費部材への循環回
路に戻されるとができるような間隔に配置されて
いる特許請求の範囲第１、２又は３項記載の流動
機械。５通気導管が、タービンないしは歯車装置の高
温領域の中に配置され、また、冷却の目的のため
に二重壁に形成されている特許請求の範囲第１〜
４項のいずれかに記載の流動機械。