DE102007022922A1

DE102007022922A1 - Ölabscheider für eine Fluggasturbine mit verbessertem Ventleitungsanschluss

Info

Publication number: DE102007022922A1
Application number: DE200710022922
Authority: DE
Inventors: Christian Homeyer
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2009-04-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölabscheider für eine Fluggasturbine, mit zumindest einer Ventleitung 1 zur Zuführung eines Öl-Luft-Gemisches zu einem Ölabscheider 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventleitung 1 bezüglich ihrer Mittelachse zumindest einen 90°-Winkelbereich 3 umfasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölabscheider gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf einen verbesserten Ventleitungsanschluss eines Ölabscheiders für eine Fluggasturbine.
Ein Ölabscheider (Deoiler/Breather) dient bei einer Fluggasturbine dazu, einen mit Ölpartikeln oder feinen Öltropfen beaufschlagten Luftstrom von dem Öl zu separieren. Hierzu ist ein um eine Achse drehbarer Rotor vorgesehen, der in einem Gehäuse läuft und die Ölpartikel sammelt. Das Gehäuse des Ölabscheiders ist mit Einlauföffnungen (Ventleitungen) versehen, durch welche die mit Ölpartikeln belastete Luftströmung zugeführt wird.
Abhängig von der Bauart der Fluggasturbinen (Triebwerke) sind die Einlässe der Ventleitungen sehr stark gekrümmt. Durch diese starke Krümmung kann es bei der Zwei-Phasen-Strömung aus Luft und Öl durch die Zentrifugalkraft zur Trennung der zwei Phasen in diesem Krümmungsbereich kommen. Dies bedeutet, dass sich Öl an der Wand der Ventleitung anlegt oder aufstaut und somit den Strömungsquerschnitt innerhalb des Rohres verringert. Durch diese Querschnittsverringerung wiederum kann es zu erhöhten Druckverlusten innerhalb der Ventleitung bzw. des Rohres kommen. Dieser Druckverlust macht sich bei nachfolgenden Baugruppen bemerkbar, beispielsweise durch einen veränderten Lagerkammerdruck. Es ergibt sich somit der Nachteil, dass, bedingt durch den erhöhten Lagerkammerdruck, ein höheres Dichtluftvolumen vom Verdichter der Fluggasturbine zu den Lagerkammern bereitgestellt werden muss, um diese gegen Ölleckagen abzudichten.
Aus dem Stand der Technik ergeben sich somit folgende Nachteile:

– Hoher Druckverlust in den Venteinlässen des Ölsystems zum Deoiler/Breather;
– Erhöhter Druckverlust in Leitungen führt zu erhöhtem Lagerkammerdruck;
– Erhöhter Lagerkammerdruck kann zu Ölleckagen führen;
– Um bei erhöhtem Lagerkammerdruck Ölleckagen zu vermeiden, muss mehr Lagerkammerdichtluft zur Verfügung gestellt werden;
– Erhöhte Dichtluftzufuhr führt zu erhöhter Zapfluftabfuhr aus dem Verdichter;
– Erhöhte Zapfluftabfuhr vom Verdichter führt zu Wirkungsgradverringerung des Verdichters;
– Wirkungsgradverringerung des Verdichters führt zu höherem Kraftstoffverbrauch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölabscheider der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die Ventleitung bezüglich ihrer Mittelachse zumindest einen 90°-Winkelbereich umfasst.
Durch die Verwendung des 90°-Winkelbereichs wird erfindungsgemäß eine "scharfe Ecke" erzeugt. Diese bewirkt eine Verwirbelung der Öl-Luft-Strömung, durch welche ein Anlegen bzw. Aufstauen des Öls an der Wand der Ventleitung durch die sich durch die Verwirbelung bildenden Zentrifugalkräfte verhindert wird. Der Druckverlust durch die in dem 90°-Winkelbereich entstehenden Verwirbelungen bei einer Zwei-Phasen-Strömung ist wesentlich geringer, als der Druckverlust durch die Querschnittsverringerung infolge des Ölaufstaues bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventleitungen.
Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn der 90°-Winkelbereich im Wesentlichen nicht mit Übergangs-Abrundungen versehen ist, da diese die Bildung der Verwirbelungen stören könnten.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn der 90°-Winkelbereich an seinem Zulaufbereich und an seinem Ablaufbereich einen im Wesentlichen gleichen Strömungsquerschnitt aufweist. Alternativ hierzu kann es auch günstig sein, wenn der 90°-Winkelbereich an seinem Ablaufbereich einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist, als an seinem Zulaufbereich.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ventleitung tangential in den Ölabschneider mündet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Ölabscheiders, und
2 eine Prinzip-Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung.
Erfindungsgemäß ist ein Ölabscheider 2 vorgesehen, welcher einen um eine Drehachse 6 drehbaren Rotor umfasst, der in einem Gehäuse 7 gelagert ist. Die 1 zeigt aus Gründen der Übersichtlichkeit den Rotor nicht.
In das Gehäuse 7 mündet zumindest eine Ventleitung 1, so wie dies aus den 1 und 2 ersichtlich ist. Die Ventleitung 1 umfasst einen Zulaufbereich 4 sowie einen Ablaufbereich 5.
Erfindungsgemäß ist ein 90°-Winkelbereich 3 vorgesehen, der zu einer Verwirbelung 8 einer Luft-Öl-Gemischströmung 9 führt. Durch die Verwirbelung 8 werden Ablagerungen an der Wandung der Ventleitung 1 vermieden.
Erfindungsgemäß ergeben sich somit folgende Vorteile:

– Verringerung der Druckverluste;
– Verringerung der Zapfluftabnahme;
– Steigerung des Verdichterwirkungsgrads;
– Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs.

Erfindungsgemäß versteht es sich, dass auch mehrere Ventleitungen, die in den Ölabscheider (Deoiler/Breather) münden, mit jeweils zumindest einem 90°-Winkelbereich versehen sein können. Bauartbedingt ist es möglich, in einer Ventleitung einen oder mehrere derartige 90°-Winkelbereiche vorzusehen, um Luft-Öl-Gemisch-Strömungen von einem Propeller-Getriebegehäuse (PGB), von einer vorderen Lagerstruktur (FBS), von einer hinteren Lagerkammer (RBC) und/oder einem zwischengelagerten Lagergehäuse (IGB) zuzuführen.

1: Ventleitung
2: Ölabscheider
3: 90°-Winkelbereich
4: Zulaufbereich
5: Ablaufbereich
6: Drehachse
7: Gehäuse
8: Verwirbelung
9: Luft-Öl-Gemisch-Strömung

Claims

Ölabscheider für eine Fluggasturbine, mit zumindest einer Ventleitung (1) zur Zuführung eines Öl-Luft-Gemisches zu einem Ölabscheider (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventleitung (1) bezüglich ihrer Mittelachse zumindest einen 90°-Winkelbereich (3) umfasst.
Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der 90°-Winkelbereich (3) im Wesentlichen nicht mit Übergangsabrundungen versehen ist.
Ölabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der 90°-Winkelbereich (3) an seinem Zulaufbereich (4) und an seinem Ablaufbereich (5) einen im Wesentlichen gleichen Strömungsquerschnitt aufweist.
Ölabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der 90°-Winkelbereich (3) an seinem Ablaufbereich (5) einen größeren Strömungsquerschnitt als an seinem Zulaufbereich (4) aufweist.
Ölabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventleitung (1) tangential in den Ölabscheider (2) mündet.