JP2008232143A - 航空エンジン用脱油システム - Google Patents

Abstract

【課題】回転シャフト（１２）と、処理をするための空気および油の混合物と含む容積を画定するケーシング（１０）を含む航空エンジン用の脱油システム（２０）に関する。
【解決手段】 システムは、
回転式中空管（２１）と、
上記管に固定され、強制的に上記管と共に回転するようにされた脱油構造物（２２）であって、上記容積と連通した入口第１面（２２ａ）と、上記中空管（２１）に設けられた通路に連結された出口第２面（２２ｂ）とを有する脱油構造物（２２）と、
上記中空管（２１）と上記シャフト（１２）の間の伝達手段（４４）であって、回転速度Ｖを上記中空管に、その軸線のまわりに、上記回転速度Ｖが上記回転シャフトの回転速度ｖよりも高くなるように伝達し、ケーシングの内側の空気に含まれた油の液滴が、上記脱油構造物の入口面のケーシングに向けて取り除かれ、処理された空気が、回転式中空管の上記通路を介して収集される伝達手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、航空エンジン用の脱油システムと、そのような脱油を含む航空エンジンとに関する。

航空エンジン、特にターボジェトエンジンでは、特に注油機能を実行するために、油の流れが特定の構成要素に向かって循環される。注油されることが必要な部材内に導入された後、油は回収されて、再循環され、このようにして潤滑回路内に再度注入されるようになる。

しかし、注油回路は完全に漏れ止めになっているわけではなく、損失が生じ、これがエンジンの油消費となる。

油漏れの主要源は、エンジンの前方軸受と後方軸受に関連付けられたエンジンエンクロージャからの空気を脱油するシステムに見られる。空気は、回転式であり静止している部品同士の間の軸受エンクロージャに流れ込むが、この空気が油を拾い、引き続いて脱油システムを通って外側に放出される。脱油システムの空気／油の分離力を高めると、エンジンまたはターボジェットエンジンの油消費を縮小し、したがってエンジンの動作コストを縮小することが可能になる。

添付の図１は、ターボジェットエンジンの後方軸受エンクロージャに取り付けられた、知られている脱油システムの一例である。この図は、後方軸受エンクロージャ１０と、前方軸受エンクロージャから到来するガスを回収するための中空の回転式管１２とを示している。この図はまた、エンクロージャ内に流体が進入するのを防止するために、空気がエンクロージャ内に注入されるのを可能にする加圧管１４も示している。

脱油自体は、軸線方向の脱ガス管１２に取り付けられた環形状の遠心脱油装置１６の助けによって得られる。脱油装置１６の入口面１６ａは、エンクロージャ１０に含まれている油を含んだ空気に接触しており、その出口１６ｂは軸線方向の脱ガス管１２と連通している。遠心脱油装置１６は、強制的に脱ガス管１２と共に回転するようにされる。脱油装置１６は、簡単なやり方で、複数の微小流路によって構成され、例えばハチの巣構造によって構成されており、入口面１６ａの縁部が、回転する脱油装置の作用で、エンクロージャ１０に向かって送られる油の液滴を取り除くと同時に、エンクロージャ１０に存在する圧力の作用で空気が脱ガス管に向かって流れるようにする。このようにしてこれが空気から油を分離し、油は、エンクロージャ１０の底部分内に通じているポンプ回路によって回収される。この回路を図１では示していない。

このようなシステムでは、脱油装置１６の回転速度は、脱ガス管１２の回転速度によって自然に決定される。このようなシステムでは、空気から油が分離される割合が、目標の割合よりも著しく低いこと、またこのことが油の消費増加を引き起こすことが判明している。

本発明の目的は、航空エンジンの後方軸受エンクロージャなどの構造を著しく複雑化せずに、潤滑油が再循環される割合、即ち空気から油が分離される割合を高めことを可能にする航空エンジン用の脱油システムを提供することである。

本発明によると、この目的を達成するために、処理をするための空気および油の混合物を含む容積を画定するケーシングと、中空の回転シャフトとを有する航空エンジン用の脱油システムは、
上記シャフトとは異なる回転式中空管と、
上記管に固定され、強制的に上記管と共に回転するようにされた脱油構造物であって、上記容積と連通した入口第１面と、上記中空管に設けられた通路に連結された出口第２面とを有する脱油構造物と、
上記中空管と上記シャフトの間の伝達手段であって、回転速度Ｖを上記中空管に、その軸線のまわりに、上記回転速度Ｖが上記回転シャフトの回転速度ｖよりも高くなるように伝達し、これによって、ケーシングの内側の空気に含まれた油の液滴が、上記脱油構造物の入口面のケーシングに向けて取り除かれ、処理された空気が、回転式中空管の上記通路を介して収集される伝達手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、脱油構造物は、もはや中空回転シャフト、即ち脱ガスシャフトの回転速度ではなく、脱油構造物の動作を最適化するのに適切な、速度Ｖと速度ｖの割合を選択することによって画定することができる速度で駆動されることを理解することができる。

さらに、脱油構造物が追加の備品を構成しても、脱油が実行されるケーシングを通常構成する軸受エンクロージャの全体的構成をこれが変更しないことが分かる。

上記中空管と上記回転シャフトの軸線同士は平行であることが好ましい。このようにして、伝達を実施することが著しく簡略化される。

上記伝達手段は、上記回転シャフトに取り付けられた第２歯車と協働する上記中空管に取り付けられた第１歯車を備えることが好ましい。

また、上記中空管は上記ケーシングの壁を通過し、上記中空管と上記ケーシングの壁との間にラビリンスタイプのガスケットが挿置されることが好ましい。

また、ケーシング壁に固定された軸受が設けられ、それらの軸受に上記中空管が、これが中心に配置されるように取り付けられることが好ましい。

また、脱油構造物は金属発泡体タイプであることが好ましい。

本発明はまた、航空エンジン、またはより詳しくは航空機ターボジェットエンジンであって、その脱油システムが上記に特定した特徴によるものであり、脱油システムが後方軸受に関連付けられたエンクロージャに取り付けられていることを特徴とするエンジンを提供する。この脱油システムは、任意選択で前方軸受エンクロージャに、または実際にはこの２つのエンクロージャの間に取り付けられてもよい。

限定しない実施例としてここに掲げる、本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を読めば、本発明の他の特徴および利点がより明確になる。この説明は添付図面を参照する。

最初に図２を参照して、航空エンジン、またはより正確にはターボジェットエンジンの後方方軸受エンクロージャ１０に取り付けられた、本発明による脱油構造物の全体的構成についての説明を以下に行う。この図では、エンクロージャ１０だけではなく、前方軸受エンクロージャから到来する、軸線方向の回転式で中空のガス回収管１２も再度見られ、空気流を矢印Ａによって表しており、空気‐油混合物の流れを矢印ＡＨで表している。

ここで全体を指す参照番号２０を付したこの脱油構造物は、基本的に、環状の遠心脱油構造物２２を取り付けて有する回転式中空管２１によって構成される。中空管２１は、その軸線ＸＸ’が脱ガス管１２の軸線ＹＹ’と平行であるように取り付けられることが好ましい。しかし、これらの軸線が互いに平行である必要はない。中空管２１は、軸受２４および２６の２つの連なりに取り付けられ、軸受２４および２６は、それら自体が、後方軸受エンクロージャに固定された支持構造物２８および３０に取り付けられている。脱油装置の環状構造物２２は、後方軸受エンクロージャ１０と、中空管２１によって画定された通路３４に連結された内側の出口面２２ｂとによって画定された容積と直接接触している外側の入口面２２ａを有している。中空管２１は、閉鎖された第１端部２１ａと、開いており、空気が脱油構造物２０の出口から回収されるのを可能にする第２端部２１ｂとを有する。中空管２１に対して密閉を提供するために、ラビリンスタイプのガスケット４０および４２が、最初に管２１の外側面に、次いで加圧パイプ１４に取り付けられる。

図３Ａを参照して、低圧ガス回収シャフト１２と脱油構造物２２の中空管２１との間の機械的伝達の好ましい実施形態について以下に説明する。ここで全体を指す参照番号４４を付した伝達システムは、低圧脱ガス管１２の外側面と脱油構造物の中空管２１の外側面とにそれぞれが取り付けられた２つの歯車４６および４８によって構成される。歯車４６および４８を適切に画定することによって、中空管２１に、上手く画定された、脱油動作を最適化するのに適した、その縦軸線ＸＸ’に沿った回転の速度Ｖを与えることが可能であることが理解されよう。速度Ｖは、中空シャフト１２の速度ｖよりも高い。

図３Ｂは、低圧シャフト１２と、中空管２１と、脱油の遠心環状構造物２２であってその入口面２２ａおよびその出口面２２ｂを備えた構造物２２とを示す。

図３Ｃでは、再び低圧脱ガス管１２と、中空管２１とが見られ、これら２つの中空管には、ラビリンスガスケット４０、より詳しくは４２を構成する「ワイパー」５０および５２が設けられている。

上述の説明で、脱油構造物は後方軸受エンクロージャに取り付けられており、経済的に言えばこれが最善の解決法となる。しかし、脱油構造物は、前方軸受エンクロージャ、または実際に両方のエンクロージャにも無理なく同等にうまく取り付けることができる。

ターボジェットエンジンの後方軸受エンクロージャに取り付けられた従来技術の脱油システムである。 本発明による脱油システムが取り付けられたターボジェットエンジンの後方軸受エンクロージャの軸線方向断面図である。 図２の線Ａ−Ａによる横断面図である。 図２の線Ｂ−Ｂによる横断面図である。 図２の線Ｃ−Ｃによる横断面図である。

符号の説明

１０ エンクロージャ
１２ 脱ガス管、回転シャフト
１４ 加圧パイプ
２０ 脱油構造物
２１ 回転式中空管
２１ａ 回転式中空管第１端部
２１ｂ 回転式中空管第２端部
２２ 遠心脱油構造物
２２ａ 入口面
２２ｂ 出口面
２４、２６ 軸受
２８、３０ 支持構造物
３４ 通路
４０、４２ ガスケット
４４ 伝達システム
４６、４８ 歯車
５０、５２ ワイパー

Claims (8)

1. 回転シャフト（１２）と、処理をするための空気および油の混合物とを含む容積を画定するケーシング（１０）を有する航空エンジン用の脱油システム（２０）であって、
   前記シャフトとは異なる回転式中空管（２１）と、
   前記管に固定され、強制的に前記管と共に回転するようにされた脱油構造物（２２）であって、前記容積と連通した入口第１面（２２ａ）と、前記中空管（２１）に設けられた通路に連結された出口第２面（２２ｂ）とを有する脱油構造物（２２）と、
   前記中空管（２１）と前記シャフト（１２）の間の伝達手段（４４）であって、回転速度Ｖを前記中空管に、その軸線のまわりに、前記回転速度Ｖが前記回転シャフトの回転速度ｖよりも高くなるように伝達し、これによって、ケーシングの内側の空気に含まれた油の液滴が、前記脱油構造物の入口面のケーシングに向けて取り除かれ、処理された空気が、回転式中空管の前記通路を介して収集される伝達手段とを備えることを特徴とする、脱油システム。
2. 前記中空管（２１）と前記回転シャフト（１２）の軸線（ＸＸ’、ＹＹ’）同士が平行であることを特徴とする、請求項１に記載の脱油システム。
3. 前記伝達手段が、前記回転シャフト（１２）に取り付けられた第２歯車（４６）と協働する、前記中空管（２１）に取り付けられた第１歯車（４８）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の脱油システム。
4. 前記中空管（２１）が前記ケーシング（１０）の壁を通過すること、またラビリンスタイプのガスケット（４０、４２）が前記中空管と前記ケーシングの壁との間に挿置されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の脱油システム。
5. ケーシングの壁に固定され、前記中空管（２１）が回転するように中に取り付けられた軸受（２４、２６）をさらに含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の脱油システム。
6. 前記シャフト構造物（２２）が円筒状スリーブの形態であり、その入口面（２２ａ）がその円筒外側面であり、その出口面（２２ｂ）がその円筒内側面であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の脱油システム。
7. 脱油構造物（２２）が金属発泡体タイプであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の脱油システム。
8. 前方軸受および／または後方軸受に関連付けられたエンクロージャに取り付けられた、請求項１から７のいずれか一項に記載の脱油システムを含むことを特徴とする、航空エンジン。

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