JPH0423096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジンの油系統に関す
る。

一般の油系統において主油ポンプは油タンクか
ら油をくみ上げて軸受室に導き、掃気ポンプはこ
の油を軸受室から取り除き、ブリザーとして知ら
れている低圧の室内における空気−油分離器に導
き、分離された空気はこの室から大気に放出され
る。油はブリザー室から普通フイルタおよび冷却
器を介して油タンクに戻される。各ポンプ運転は
油を加熱する。

遠心分離器が油ポンプとしても使用できること
が本件出願人出願の英国特許出願第2071510号明
細書で提案されている。また軸受室から分離器に
圧縮空気を導くことによつてこの空気が油を空気
とともに分離器に運び、掃気ポンプが省略でき、
分離器が油を油タンクに戻せることが本件出願人
出願の英国特許出願第2043799号明細書で知られ
ている。

主油ポンプが油タンクから油を供給する一般的
な油系統においても、飛行機が高等飛行（曲技飛
行）訓練を行う場合、たとえば油タンクが逆転し
てポンプ入口を覆わなくなつた場合も軸受に油が
供給されることを保証するために特別に構成しな
ければならない。この特別な構成は補助ポンプの
使用あるいは油タンクあるいは系統の別の部品の
変更を伴い、これらは系統を複雑にする。

本発明の目的はほとんど複雑にせずに十分な高
等飛行の油系統を得ることにある。

本発明の別の目的は、必要な歯車ポンプの数を
減らし、すべての高等飛行状態において単純な遠
心ポンプを用いて運転できるようなガスタービン
エンジンの油系統を得ることにある。

本発明のさらに別の目的は弁を持たないガスタ
ービンエンジンの油系統を得ることにある。

本発明によればこの目的は、油タンク、遠心分
離器、軸受室から油を除去して遠心分離器に導く
掃気装置を有するガスタービンエンジンの油系統
において、油タンクがガスタービンエンジンから
の空気によつて第１の圧力に加圧され、油タンク
の内部から油を遠心分離器に搬送するために導管
が設けられ、油の少なくとも一部を分離器を通し
て軸受室に遠心作用によつて導くための循環装置
が設けられ、この油循環装置によつて使用されな
い余分な油を第１の圧力よりも高い圧力で油タン
クに戻す装置が設けられていることを特徴とする
ガスタービンエンジンの油系統によつて達成でき
る。

本発明によれば油が軸受室から遠心分離器に戻
される限りは、この油は連続的に循環され、油の
供給圧力は油タンク内の圧力以下に低下し、油タ
ンクは差圧によつて分離器に自動的に油を供給す
る。

油の循環装置は好ましくは、回転分離器の区画
室の中にある固定すくい具からなり、この固定す
くい具は区画室の壁から油をすくい上げ、軸受室
に導く。

また本発明の有効な実施形態において各軸受室
は、どんな飛行状態においても油が軸受室から除
去されることを保証する色々な場所にある複数の
排気開口を有している。さらに有利な実施形態に
おいて油タンクは油タンクの導管と反対側の位置
に空気抜きを備え、この空気抜きは高等飛行訓練
に対し異なつた油供給を行うために遠心分離器の
内部と連通して配置されている。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。

図面においてガスタービンエンジン１は油系統
を有し、この油系統は油タンク２と、１つだけし
か図示されていない軸受室３と、ポンプとして作
用する遠心分離器４と、油冷却器５とを有してい
る。軸受室３はダクト１０を有する装置によつて
掃気される。このダクト１０を主入口１２および
複数の箇所で軸受室３の内部と連通している複数
の補助入口１４を有し、従つてエンジンのどんな
飛行姿勢においても少なくとも１つの入口に油が
供給される。圧縮空気が非接触シール１６を介し
て軸受室３の外側からこの軸受室３の中に供給さ
れる。この空気は軸受室３からシール１６を通し
ての油の漏洩を防止するだけでなく、軸受室３か
ら掃気ダクト１０へ油を吹き出すための圧力流を
形成する。入口１４を介して軸受室３も連通して
いるダクトは、油がこの入口を通つて流れない場
合に余分な空気が軸受室３から流出するのを制限
する制限器１８を有している。

掃気ダクトは空気−油混合物を軸受室３から遠
心分離器４に搬送し、そこで空気−油混合物はノ
ズル２０を通して高速で遠心分離器４によける翼
２２にこの分離器４を駆動する方向に衝突させる
ために噴射される。

遠心分離器４自体は本体２４からなり、この本
体２４は回転駆動軸２６に接続され、その中に１
つあるいは複数の区画室２８を有し、これらの各
区画室２８は剛性の多孔質材料たとえばダンロツ
プ社製の商品名“RETIMEP”（登録商標）で売
られている材料を収容している。

適切な分離器は本件出願人所有の英国特許第
1508212号明細書に記載されているので、ここで
はその説明を省略する。空気−油混合物は翼２２
に衝突したあと入口開口３０を通つて分離器４の
中に入り、空気−油混合物を回転させる多孔質材
料の孔に中に入り、従つて油は半径方向外方に付
勢される。密度の小さな空気は半径方向内側領域
における空気出口３２を通つて流れ、分離器４か
ら１個あるいは複数個の開口３４を通して駆動軸
２６の中に逃げる。

他方では油は分離器４の半径方向外側壁と共に
回転し、固定すくい具３８が設けれている分離器
４の反対側端にある区画室３６に流れる。すくい
具３８は液体における遠心力がその回転速度と共
にすくい具３８内の油に所望の圧力を発生できる
ような曲率で半径方向外方に伸び、すくい具３８
の入口領域はすくい具３８がその圧力で軸受に対
し十分な流れを集めることができるように寸法づ
けられている。油はすくい具３８からデイフユー
ザ３９を介して軸受室３に通じている主油供給ダ
クト４０に流れる。デイフユーザ３９はすくい具
３８に入る油の速度を圧力に変換する。すくい具
３８によつてすくわれる以外の余分な油は第２の
出口４１の中にこぼれ、油タンク２に戻される。
この第２の出口４１は単純な管あるいは第２のす
くい具（第３図参照）である。第２出口４１の高
さは、この第２の出口４１において発生される圧
力（以下第２圧力という）があとで述べるように
油タンク２内における圧力と同じであるように配
置されている。

次に油タンク２について説明するに、圧縮空気
が油タンク２が予め決められた圧力（第１の圧力
と呼ぶ）を維持するために管４２を介して油タン
ク２に供給される。導管４３が油タンク２の底と
分離器４における第２の出口４１との間を連通し
ている。この目的は導管４３の両端における圧力
に応じて分離器４と油タンク２との間に２方向の
流れを許すことにある。油タンク２は換気されね
ばならず、空気抜き管４４が設けられ、この空気
抜き管４４は空気を外部に排気するために分離器
４の入口に直接通じている。この管４４の直径は
油タンク２内の圧力安定空気の過剰損失を防止す
るためにできるだけ小さくされている。空気抜き
管４４はまた背面飛行中において分離器４に油を
補助的に供給する。

本発明に基づく油系統は次のように作用する。

区画室２８の半径方向外側壁に分離された油の
深さによる遠心力に関連してすくい具３８の中に
入る油の速度は、油を供給ダクト４０を介して軸
受室３に送るために十分な圧力を発生する。油は
供給ダクト４０にある冷却器５を通つて流れるよ
うにされている。軸受を潤滑したあと、油は空気
−油混合物として掃気ダクト１０を介して分離器
入口に吹き出されそこで翼２２に作用したあと、
区画室２８にある分離器４の多孔質材料で捕促さ
れる。分離器４を駆動することによつて空気はエ
ネルギを失い、冷却され、このようにして油の温
度が下りかつ分離器４を駆動するために必要なエ
ネルギが減少する。分離された油は上述したよう
にすくい具３８を介して軸受に再循環される。区
画室２８内の余分な油は、この油が第２の出口４
１を浸すまで外側壁において遠心水頭および油圧
を増加する。この出口４１の半径は、油がそこに
到達した際にこの出口４１において発生される遠
心力が油タンク２内における第１の圧力と同じで
あるように配置されている。区画室２８の外側壁
において油の深さが増加しつづける場合、第２の
出口４１における増加する第２圧力は油を油タン
ク２の中に送る。

ある理由のためたとえば高等飛行演習のために
すくい具３８を通つて流れ出る油より分離器４に
戻る油が少ない場合、区画室３６の外側壁におけ
る油のレベルが下り、第２の出口４１が露出し、
このようにして油タンク２内の圧油が分離器４の
中に流れ込むことができ、分離器４を油で覆うこ
とができる。このようにしてこの系統は完全に自
己制御され、十分な高等飛行ができる。油タンク
２が空の場合でも軸受室３から分離器入口への掃
気流が存在するように運転が続けられる。

油タンク２内の圧力に応じて、遠心力だけで発
生されるよりも高い圧力が第２の出口４１に要求
され、その場合第２の出口４１は回転する油にお
いて利用できる速度水頭の一部あるいは全部を圧
力を増加するために利用する第２のすくい具の形
にできる。

上述の基本的な系統に色々な補助的な工夫を加
えることができる。たとえば分離器４の中に別の
区画室５０が設けられ、この区画室５０は別の区
画室２８，３６よりも大きな半径方向深さを有し
ている。またオリフイス５１がこの区画室５０に
油が入れるように設けられ、そこに異物をあとで
の点検のために集めることができる。

また軸受室３の中に半径方向内側に面したチヤ
ンネル５４が設けられる。このチヤンネル５４は
軸受室３の半径方向外側壁から幾分離され、軸受
室３内の回転構造物に接続されている。低温状態
で起動する際、軸受室３内の空気圧がねばねばし
た低温の油を掃気系統に沿つて吹き出すために不
十分である場合、油を遠心作用によつて付勢する
環状チヤンネル５４の中に油がこぼれるまで、油
のレベルが軸受室３の中において形成される。固
定すくい具５６がチヤンネル５４の中に伸びかつ
油を掃気ダクト１０に直接導くために接続されて
いる。このようにしてすくい具５６は油を分離器
４に戻す。油が暖まると圧縮空気が徐々に掃気作
用を引き継ぎ、油のレベルがチヤンネル５４内に
油が残らなくなるまで下る。固定すくい具５６と
代つてチヤンネル５４からの油はチヤンネル５４
の底にある開口を通して掃気ダクト１０に通じて
いる拡散スクロールに流れることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく油系統の主要要素の配
置図、第２図は第１図に示した油系統の一部の拡
大断面図、第３図は第２図に示したすくい具の部
分詳細図である。 １……ガスタービンエンジン、２……油タン
ク、３……軸受室、４……遠心分離器、５……油
冷却器、１０……掃気ダクト、１２，１４……入
口、３６……区画室、３８……すくい具、４１…
…出口、４３……導管、４４……空気抜き、５４
……チヤンネル、５６……すくい具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油タンク２と、油収集用の区画室３６を有す
   る回転可能な遠心分離器４と、エンジンの軸受室
   ３と、前記軸受室３より油を除去し、その油を遠
   心分離器４に導く掃気装置１０，１２，１４と、
   油タンク２の内部を第１圧力に加圧する手段４２
   と、区画室３６の内部の油の一部を収集し、遠心
   分離器４の遠心力によつて生じた区画室３６の第
   ２圧力により、収集された油を軸受室３に送る油
   循環装置３８と、油タンク２の内部と区画室３６
   の内部とに連通し、区画室３６の内部に区画室の
   第２出口４１である開放末端を有し、油タンク２
   の第１圧力と区画室３６の第２圧力との圧力差に
   よつて油タンク２と区画室３６の間に２方向の油
   の流れを生じさせる導管４３とを有するガスター
   ビンエンジンの油系統。 ２ 前記油循環装置が、遠心分離器４の区画室３
   ６の中に配置された固定すくい具３８を有し、こ
   の固定すくい具３８は区画室３６の半径方向外側
   壁の近くから油を集めるように構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガ
   スタービンエンジンの油系統。 ３ すくい具３８がデイフユーザ３９を有してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   のガスタービンエンジンの油系統。 ４ すくい具３８を収容する区画室３６から油タ
   ンク２に余分な油を戻す装置は第２出口４１を有
   し、この第２出口４１は区画室３６の半径方向外
   側壁の近くに配置され、すくい具３８より遠心分
   離器の中心に近い箇所で油を集めるように構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載のガスタービンエンジンの油系統。 ５ 各軸受室の前記掃気装置は、どんな飛行姿勢
   でも軸受室３から油を除去するように異なる場所
   に配置された複数の排気開口１２，１４を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第４項のいずれかに記載のガスタービンエンジ
   ンの油系統。 ６ 油タンク２が油タンク２の導管４３と反対側
   の位置に空気抜き４４を備え、この空気抜き４４
   は遠心分離器４の内部に連通していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいず
   れかに記載のガスタービンエンジンの油系統。 ７ 前記掃気装置は、半径方向内側に面し、軸受
   室３の回転構造物に接続され、軸受室３の外側壁
   の近くに配置された環状チヤンネル５４と、環状
   チヤンネル５４に集まる油を軸受室３から遠心分
   離器４に連通している出口に導く装置５６とを有
   していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第６項のいずれかに記載のガスタービンエ
   ンジンの油系統。 ８ 前記環状チヤンネル内部に溜まつた油を遠心
   分離器に連通している出口に導く装置が、環状チ
   ヤンネル５４の外側壁の近傍に配置された固定す
   くい具５６で構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項に記載のガスタービンエンジ
   ンの油系統。