EP1899583A1 - Schmiermittelsystem - Google Patents

Schmiermittelsystem

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Publication number
EP1899583A1
EP1899583A1 EP06761720A EP06761720A EP1899583A1 EP 1899583 A1 EP1899583 A1 EP 1899583A1 EP 06761720 A EP06761720 A EP 06761720A EP 06761720 A EP06761720 A EP 06761720A EP 1899583 A1 EP1899583 A1 EP 1899583A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lubricant
tank
rotatable
shaft
separator
Prior art date
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Granted
Application number
EP06761720A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1899583B1 (de
Inventor
Helmut Streifinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP1899583A1 publication Critical patent/EP1899583A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1899583B1 publication Critical patent/EP1899583B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements

Definitions

  • the invention relates to a lubricant system according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a fluid-carrying, in particular a lubricant-carrying, assembly according to the preamble of claim 15th
  • Lubricant systems known from practice for supplying lubricant to a consumer comprise, in addition to a lubricant tank, at least one lubricant pump for removing the lubricant from the lubricant tank and for conveying the lubricant in the direction of the consumer, and at least one lubricant pump for returning the lubricant from the consumer to the lubricant tank.
  • a static lubricant separator is usually integrated in order to separate the air from the lubricant and to discharge it from the lubricant tank from the mixture of lubricant and air conveyed back into the lubricant tank.
  • the air to be removed from the lubricant tank and venting air of the consumer are usually fed to a rotating lubricant separator, the air separated from the rotating lubricant separator being discharged from the lubricant system via a so-called top-breather line.
  • the lubricant pumps and the lubricant separators include known from the art lubricant systems for supplying lubricant to a consumer lubricant filter and lubricant cooler, which are connected between the lubricant tank and the consumer.
  • lubricant systems that provide lubricant supply to a consumer in a gas turbine aircraft engine
  • extreme flight maneuvers such as inverted flight, parabolic flight with weightlessness or negative acceleration vector and extreme climb or extreme descent.
  • lubricant systems usually employ a lubricant tank in which the lubricant is set in rotation by rotation of at least one drum integrated in the lubricant tank or by rotation of at least one blade integrated in the lubricant tank.
  • the lubricant due to centrifugal forces or centrifugal forces on a rotationally symmetrical wall of the lubricant tank to the plant and can be promoted from there in the direction of the consumer. Air becomes In this way, it is centrifuged out of the lubricant and collects in the middle of the lubricant tank, from where the centrifuged air can be removed from the lubricant tank. In this case, it is possible to dispense with a static oil separator integrated in the lubricant tank. Lubricant systems with such a lubricant tank are known for example from DE 30 50 765 C2 and DE 34 05 366 C2.
  • the present invention is based on the problem to provide a novel lubricant system and a novel fluid-carrying, in particular lubricant-carrying, assembly.
  • a lubricant system according to claim 1.
  • the or each rotating lubricant separator is drivable by the drive of the or each rotatable drum or the or each rotatable blade of the lubricant tank.
  • the or each rotating lubricant separator it is proposed to drive at least the or each rotating lubricant separator via the drive of the lubricant tank.
  • the or each rotating lubricant separator and the elements of the lubricant tank to be driven in rotation, namely the or each drum or the or each blade, mounted on a common shaft and driven by the common drive, optionally with the interposition of a transmission.
  • LRU Line Replaceable ünit
  • At least one lubricant pump for removing the lubricant from the lubricant tank and for conveying the lubricant in the direction of the consumer from the drive of the or each rotatable drum or the o- each rotatable blade of the lubricant tank is driven.
  • At least one lubricant pump for returning the lubricant into the lubricant tank can be driven by the drive of the or each rotatable drum or the or each rotatable blade of the lubricant tank.
  • the or each rotary lubricant separator and the or each lubricant pump for removing the lubricant from the lubricant tank and the or each lubricant pump for returning the lubricant in the lubricant tank and the or each rotatable drum or the or each rotatable blade are mounted on a common shaft and via the shaft either directly or indirectly drivable with the interposition of a transmission.
  • the fluid-carrying, in particular a lubricant-carrying, assembly according to the invention is defined in claim 15.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive assembly of a lubricant system according to the invention according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of an assembly according to the invention of a lubricant system according to the invention according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of an assembly according to the invention of a lubricant system according to the invention according to a third embodiment of the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of an inventive assembly of a lubricant system according to the invention according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an assembly 10 according to the invention of a lubricant system according to the invention according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the assembly 10 illustrated in FIG. 1 comprises a lubricant tank 11, wherein rotating blades 12 are integrated into the lubricant tank 11 in order to set the lubricant in the lubricant tank 11 in rotation.
  • a lubricant ring is formed on a rotationally symmetrical wall 13 of the lubricant tank 11, wherein due to the centrifugal forces acting on the lubricant, air is centrifuged out of the lubricant.
  • the rotatably drivable blades 12 are mounted on a shaft 14 and driven by a non-illustrated drive from the shaft 14 from.
  • the rotationally symmetrical wall 13 of the lubricant tank 11 is designed in the form of a truncated cone, wherein the lubricant can be removed in a portion 15 of the wall 13 by means of a lubricant pump 16 from the lubricant tank 11 and conveyed in the direction of a consumer, not shown.
  • FIG. 1 also shows two lubricant pumps 17 and 18, which serve to return the lubricant from the consumer into the lubricant tank 11.
  • a mixture of lubricant and air is returned to the lubricant tank 11, the air being centrifuged out of the lubricant by the rotation of the blades 12 integrated in the lubricant tank 11 and by the formation of the lubricant ring on the wall 13 of the lubricant tank 11 becomes.
  • the air collects in a central portion of the lubricant tank 11 and is guided before being discharged from the lubricant tank 11 via a rotating lubricant separator 19. After passing through the rotating Schmierstoffabscheiders 19, the separated air from the lubricant via a so-called overboard vent line 20 is discharged.
  • the components of a lubricant system illustrated in FIG. 1 are combined to form an assembly 10.
  • the rotating lubricant separator 19 can be driven by the drive of the rotating blades 12 and, for this purpose, on the same shaft 14 Likewise, the lubricant pump 16 for removing the lubricant from the lubricant tank 11 from the drive of the blades 12 driven.
  • the lubricant pumps 16, 17 and 18 as well as the rotating lubricant separator 19 are mounted on the shaft 14, on which also the integrated into the lubricant tank 11 blades 12 are mounted.
  • the assembly 10 of the embodiment of FIG. 1 is characterized by a compact design and can be designed as a so-called Line Replaceable Unit (LRU). This makes it possible to replace the assembly 10 as a unit during maintenance of a lubricant system. Even under extreme operating conditions, such as with negative acceleration vectors or during extreme maneuvers, a continuous supply of lubricant to a consumer can be ensured with the aid of the assembly shown in FIG.
  • the assembly 10 may be installed in a gas turbine aircraft engine such that the shaft 14 on which the blades 12, rotary lubricant separator 19, and lubricant pumps 16, 17, and 18 are mounted extend either longitudinally or transversely to an engine axis.
  • the shaft 14 can be driven electrically, hydrostatically, hydrodynamically or pneumatically. It is also possible to mechanically drive the shaft 14 via an engine main shaft with the interposition of a transmission.
  • Fig. 2 shows an assembly 21 for a lubricant system according to the invention according to a second embodiment of the invention, wherein the assembly 21 of Fig. 2 has the same components as the assembly 10 of Fig. 1. To avoid unnecessary repetition therefore for identical components same reference numerals used.
  • the assembly 21 of FIG. 2 differs from the assembly 10 of FIG. 1 in that in the assembly 21 of FIG. 2, the pump unit comprising the lubricant pumps 16, 17 and 18 is integrated into the lubricant tank 11. As a result, the design can be reduced again.
  • the blades 12, the rotating lubricant separator 19 and the lubricant pumps 16, 17 and 18 are in turn mounted on a common shaft 14 and are driven by a common drive.
  • FIG. 2 shows that the overboard venting line 20 is sealed off from the rotating shaft 14 via a seal 22. Such a seal may also be present in the assembly 10 of FIG. 1.
  • the overboard vent line 20 is preferably led upwards so that in static conditions in the lubricant tank 11, lying over the shaft 14 mirror of the lubricant can not lead to a loss of lubricant on the overboard vent line 20 .
  • a grid or honeycomb structure may be arranged to prevent flashback into the lubricant tank 11.
  • the overboard vent line 20 may be associated with a pressure regulating valve.
  • the shaft 14 extends in the horizontal direction.
  • Fig. 3 and 4 show embodiments of assemblies 23 and 24 with a vertically extending shaft 14, wherein in these assemblies 23 and 24, the lubricant flows back by gravity into the lubricant tank 11, which is why the lubricant pumps 17 and 18 for recycling of the lubricant in the lubricant tank 11 can be dispensed with.
  • the rotating lubricant separator 19 and the lubricant pump 16 for removing the lubricant from the lubricant tank 11 are mounted on a common shaft 14 and driven by this shaft 14 from a common drive, said drive also to the drive also on the shaft 14 mounted blades 12 is used.
  • the lubricant separator 19 is positioned above a dividing wall of the lubricant tank 11.
  • ERSAIZBLATT (RULE 26) According to the embodiment of FIG. 4 can be omitted at a correspondingly high pressure on the wall 13 of the lubricant tank 11 at a high speed of the blades 12 and thus the voltage applied to the wall 13 lubricant ring on the lubricant pump 16 for removing the lubricant from the lubricant tank 11 be, with the lubricant flow can then be controlled by a corresponding pressure control valve 25.
  • the rotating lubricant separator 19 in the exemplary embodiment of FIGS. 3 and 4 is positioned above the level of the stationary oil level forming in the lubricant tank 11 when the shaft 14 is stationary.
  • the lubricant system according to the invention is preferably used in a gas turbine aircraft engine. It should be noted that, however, other applications of the assemblies shown in FIGS. 1 to 4 are possible. Thus, they can be used in lubricant systems of a stationary gas turbine or in lubricant systems of marine turbines. Also, the lubricant system of lubrication of electric generators, electric motors and piston engines for aircraft, ships, land vehicles or serve for stationary applications. Further, application in a hydraulic system or any other fluid circuit system is possible, particularly in those applications where acceleration vectors are variable or weightlessness occurs.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmiermittelsystem, insbesondere zur Schmiermittelversorgung eines Verbrauchers in einem Gasturbinenflugtriebwerk, mit einem Schmiermitteltank (11), wobei in dem Schmiermitteltank (11) ein Schmiermittel durch mindestens eine in denselben integrierte, drehbare Trommel oder durch mindestens eine in denselben integrierte, drehbare Schaufel (12) derart in Rotation versetzbar ist, dass das Schmiermittel auf Grund von Fliehkräften an einer rotationssymmetrischen Wand (13) des Schmiermitteltanks (11) zur Anlage kommt und von dort in Richtung auf einen Verbraucher förderbar ist, mit einem Antrieb für die oder jede drehbare Trommel oder die oder jede drehbare Schaufel (12) des Schmiermitteltanks (11), und mit mindestens einem rotierenden Schmiermittelabscheider (19) zur Entlüftung des Schmiermittels. Erfindungsgemäß ist der oder jeder Schmiermittelabscheider (19) vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Schmiermitteltanks (11) antreibbar.

Description

Schmiermittelsystem
Die Erfindung betrifft ein Schmiermittelsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine flüssigkeitsführende, insbesondere eine schmiermittelführende, Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Aus der Praxis bekannte Schmiermittelsysteme zur Schmiermittelversorgung eines Verbrauchers umfassen neben einem Schmiermitteltank mindestens eine Schmiermittelpumpe zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank sowie zur Förderung des Schmiermittels in Richtung auf den Verbraucher, und weiterhin mindestens eine Schmiermittelpumpe zur Rückführung des Schmiermittels vom Verbraucher in den Schmiermitteltank. Im Schmiermitteltank ist üblicherweise ein statischer Schmiermittelabscheider integriert, um aus dem in dem Schmiermitteltank zurückgeförderten Gemisch aus Schmiermittel und Luft die Luft vom Schmiermittel zu trennen und aus dem Schmiermitteltank abzuleiten. Die aus dem Schmiermitteltank abzuführende Luft sowie Entlüftungsluft des Verbrauchers werden üblicherweise einem rotierenden Schmiermittelabscheider zugeführt, wobei die hierbei separierte Luft vom rotierenden Schmiermittelabscheider über eine sogenannte Oberbord-Entlüftungsleitung aus dem Schmiermittelsystem abgeleitet wird. Neben dem Schmiermitteltank, den Schmiermittelpumpen sowie den Schmiermittelabscheidern umfassen aus der Praxis bekannte Schmiermittelsysteme zur Schmiermittelversorgung eines Verbrauchers weiterhin Schmiermittelfilter sowie Schmiermittelkühler, die zwischen den Schmiermitteltank und den Verbraucher geschaltet sind.
Bei Schmiermittelsystemen, die zum Beispiel der SchmiermittelVersorgung eines Verbrauchers in einem Gasturbinenflugtriebwerk dienen, ist es von Bedeutung, dass auch bei extremen Flugbedingungen die Schmiermittelversorgung aufrecht erhalten wird. Dies ist insbesondere bei extremen Flugmanövern wie Rückenflug, Parabelflug mit Schwerelosigkeit oder negativem Beschleunigungsvektor sowie extremen Steigflug bzw. extremen Sinkflug problematisch. Um in diesen Fällen die Schmiermittelversorgung aufrecht zu erhalten, kommt in solchen Schmiermittelsystemen üblicherweise ein Schmiermitteltank zum Einsatz, in welchem das Schmiermittel durch Rotation mindestens einer in den Schmiermitteltank integrierten Trommel oder durch Rotation mindestens einer in den Schmiermitteltank integrierten Schaufel in Rotation versetzt wird. Bei einer derartigen Rotation kommt das Schmiermittel aufgrund von Fliehkräften bzw. Zentrifugalkräften an einer rotationssymmetrischen Wand des Schmiermitteltanks zur Anlage und kann von dort in Richtung auf den Verbraucher gefördert werden. Luft wird auf diese Art und Weise aus dem Schmiermittel auszentrifugiert und sammelt sich in der Mitte des Schmiermitteltanks, von wo aus die auszentri- fugierte Luft aus dem Schmiermitteltank abgefördert werden kann. In diesem Fall kann auf einen in den Schmiermitteltank integrierten, statischen Ölabscheider verzichtet werden. Schmiermittelsysteme mit einem solchen Schmiermitteltank sind zum Beispiel aus der DE 30 50 765 C2 sowie aus der DE 34 05 366 C2 bekannt.
Bei solchen Schmiermittelsystemen ist es gängige Praxis, den Schmiermitteltank, den rotierenden Schmiermittelabscheider sowie eine Pumpeneinheit mit den Schmiermittelpumpen als separate Baugruppen bzw. Komponenten auszuführen und diese Baugruppen über separate Antriebe anzutreiben. Hierzu sind dann der Schmiermitteltank, die Schmiermittelpumpen sowie der rotierende Schmiermittelabscheider auf separaten Wellen gelagert, wobei jeder dieser separaten Wellen ein separater Antrieb zugeordnet ist. Hierdurch ergibt sich ein komplexer Aufbau für ein Schmiermittelsystem, wobei weiterhin zahlreiche externe Ölleitungen zur Verbindung von Schmiermitteltank, rotierendem Schmiermittelabscheider sowie Schmiermittelpumpen erforderlich sind.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Schmiermittelsystem sowie eine neuartige flüssigkeitsführende, insbesondere schmiermittelführende, Baugruppe zu schaffen.
Dieses Problem wird durch ein Schmiermittelsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist der oder jeder rotierende Schmiermittelabscheider vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel des Schmiermitteltanks antreibbar.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, zumindest den oder jeden rotierenden Schmiermittelabscheider über den Antrieb des Schmiermitteltanks anzutreiben. Hierzu sind der oder jeder rotierende Schmiermittelabscheider sowie die drehend anzutreibenden Elemente des Schmiermitteltanks, nämlich die oder jede Trommel bzw. die oder jede Schaufel, auf einer gemeinsamen Welle gelagert und von dem gemeinsamen Antrieb aus, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes, antreibbar. Hierdurch ist ein deutlich einfacherer sowie kompakterer Aufbau eines Schmiermittelsystems realisierbar, welches auch bei extremen Betriebsbedingungen eine Schmiermittelversorgung eines Verbrauchers aufrecht erhält . Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung werden mehrere Komponenten des Schmiermittelsystems zu einer einzigen Baugruppe zusammengefasst, wobei diese Baugruppe bei einem Flugtriebwerk als sogenannte Line Replaceable ünit (LRU) ausgeführt werden kann, um so eine einfache Wartung bzw. Reparatur eines Schmiermittelsystems zu gewährleisten.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin mindestens eine Schmiermittelpumpe zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank und zur Förderung des Schmiermittels in Richtung auf den Verbraucher vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der o- der jeder drehbaren Schaufel des Schmiermitteltanks antreibbar.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin mindestens eine Schmiermittelpumpe zur Rückführung des Schmiermittels in den Schmiermitteltank vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel des Schmiermitteltanks antreibbar.
Vorzugsweise sind der oder jeder rotierende Schmiermittelabscheider und die oder jede Schmiermittelpumpe zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank und die oder jede Schmiermittelpumpe zur Rückführung des Schmiermittels in den Schmiermitteltank sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel auf einer gemeinsamen Welle gelagert und über die Welle entweder direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar.
Die erfindungsgemäße flüssigkeitsführende, insbesondere eine schmiermittelführende, Baugruppe ist in Anspruch 15 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Baugruppe eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Baugruppe eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Baugruppe eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 4 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Baugruppe eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 in größerem Detail beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Baugruppe 10 eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems nach einem ersten Ausführungsbeispiel der hier vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 1 dargestellte Baugruppe 10 umfasst einen Schmiermitteltank 11, wobei in den Schmiermitteltank 11 rotierende Schaufeln 12 integriert sind, um das in dem Schmiermitteltank 11 befindliche Schmiermittel in Rotation zu versetzen. Hierbei bildet sich an einer rotationssymmetrischen Wand 13 des Schmiermitteltanks 11 ein Schmiermittelring aus, wobei aufgrund der auf das Schmiermittel wirkenden Zentrifugalkräfte Luft aus dem Schmiermittel auszentrifugiert wird. Die rotatorisch antreibbaren Schaufeln 12 sind auf einer Welle 14 gelagert und über einen nicht-dargestellten Antrieb von der Welle 14 aus antreibbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die rotationssymmetrische Wand 13 des Schmiermitteltanks 11 in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt, wobei das Schmiermittel in einem Abschnitt 15 der Wand 13 mit Hilfe einer Schmiermittelpumpe 16 aus dem Schmiermitteltank 11 entnommen und in Richtung auf einen nicht dargestellten Verbraucher gefördert werden kann. Neben der Schmiermittelpumpe 16 zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank 11 zeigt Fig. 1 weiterhin zwei Schmiermittelpumpen 17 und 18, welche der Rückführung des Schmiermittels ausgehend vom Verbraucher in den Schmiermitteltank 11 dienen. Von den Schmiermittelpumpen 17 und 18 wird ein Gemisch aus Schmiermittel und Luft in den Schmiermitteltank 11 zurückgeführt, wobei die Luft durch die Rotation der in den Schmiermitteltank 11 integrierten Schaufeln 12 und durch die Ausbildung des Schmiermittelrings an der Wand 13 des Schmiermitteltanks 11 aus dem Schmiermittel auszentrifugiert wird. Die Luft sammelt sich in einem mittleren Abschnitt des Schmiermitteltanks 11 und wird vor Ausleitung aus dem Schmiermitteltank 11 über einen rotierenden Schmiermittelabscheider 19 geführt. Nach Passieren des rotierenden Schmiermittelabscheiders 19 wird die vom Schmiermittel getrennte Luft über eine sogenannte Überbord-Entlüftungsleitung 20 abgeführt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sind die in Fig. 1 dargestellten Komponenten eines Schmiermittelsystems zu einer Baugruppe 10 zusammenge- fasst. Der rotierende Schmiermittelabscheider 19 ist vom Antrieb der rotierenden Schaufeln 12 aus antreibbar und hierzu auf derselben Welle 14 gelagert wie die Schaufeln 12. Ebenso ist die Schmiermittelpumpe 16 zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank 11 vom Antrieb der Schaufeln 12 aus antreibbar. Weiterhin sind die Schmiermittelpumpen 17 und 18, die der Rückführung des Schmiermittels in den Schmiermitteltank 11 dienen, von dem Antrieb der Schaufeln 12 aus antreibbar. Hierzu sind die Schmiermittelpumpen 16, 17 und 18 ebenso wie der rotierende Schmiermittelabscheider 19 auf der Welle 14 gelagert, auf welcher auch die in den Schmiermitteltank 11 integrierten Schaufeln 12 gelagert sind. Im Sinne der Erfindung werden demnach alle anzutreibenden Komponenten der Baugruppe 10, also die Schaufeln 12, der rotierende Schmiermittelabscheider 19 sowie die Schmiermittelpumpen 16, 17, 18 von einem einzigen Antrieb aus angetrieben, und zwar entweder unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Getriebes. Durch die Zwischenschaltung eines Getriebes zwischen die Welle 14 und die jeweilige anzutreibende Komponente ist es möglich, die Schaufeln 12, den rotierenden Schmiermittelabscheider 19 sowie die Schmiermittelpumpen 16, 17 und 18 mit individuellen Drehzahlen anzutreiben. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist der rotierende Schmiermittelabscheider 19 in den Schmiermitteltank 11 integriert, die Schmiermittelpumpen 16, 17 und 18 sind hingegen außerhalb des Schmiermitteltanks 11 positioniert.
Die Baugruppe 10 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 zeichnet sich durch eine kompakte Bauform aus und kann als sogenannte Line Replaceable Unit (LRU) ausgeführt werden. Hierdurch ist es möglich, bei Wartungsarbeiten eines Schmiermittelsystems die Baugruppe 10 als Einheit auszutauschen. Auch unter extremen Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel bei negativen Beschleunigungsvektoren oder bei extremen Flugmanövern, kann mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Baugruppe eine kontinuierliche Versorgung eines Verbrauchers mit Schmiermittel gewährleistet werden. Die Baugruppe 10 kann derart in ein Gasturbinenflugtriebwerk eingebaut werden, dass sich die Welle 14, auf welcher die Schaufeln 12, der rotierende Schmiermittelabscheider 19 sowie die Schmiermittelpumpen 16, 17 und 18 gelagert sind, entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung zu einer Triebwerksachse erstreckt. Die Welle 14 kann elektrisch, hydrostatisch, hydrodynamisch oder auch pneumatisch angetrieben werden. Auch ist es möglich, die Welle 14 über eine Triebwerks-Hauptwelle unter Zwischenschaltung eines Getriebes mechanisch anzutreiben.
Fig. 2 zeigt eine Baugruppe 21 für ein erfindungsgemäßes Schmiermittelsystem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Baugruppe 21 der Fig. 2 über dieselben Komponenten verfügt wie die Baugruppe 10 der Fig. 1. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholung werden daher für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet. Die Baugruppe 21 der Fig. 2 unterscheidet sich von der Baugruppe 10 der Fig. 1 dadurch, dass in der Baugruppe 21 der Fig. 2 auch die Pumpeneinheit umfassend die Schmiermittelpumpen 16, 17 und 18 in den Schmiermitteltank 11 integriert ist. Hierdurch kann die Bauform abermals reduziert werden. Die Schaufeln 12, der rotierende Schmiermittelabscheider 19 sowie die Schmiermittelpumpen 16, 17 und 18 sind wiederum auf einer gemeinsamen Welle 14 gelagert und werden von einem gemeinsamen Antrieb aus angetrieben. Hinsichtlich dieser Details kann auf die Ausführungen zur Baugruppe 10 der Fig. 1 verwiesen werden, Fig. 2 kann entnommen werden, dass die Überbord- Entlüftungsleitung 20 gegenüber der rotierenden Welle 14 über eine Dichtung 22 abgedichtet ist. Eine derartige Dichtung kann auch bei der Baugruppe 10 der Fig. 1 vorhanden sein.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 wird die Überbord- Entlüftungsleitung 20 vorzugsweise soweit nach oben geführt, dass bei statischen Verhältnissen im Schmiermitteltank 11, der über der Welle 14 liegende Spiegel des Schmiermittels nicht zu einem Schmiermittelverlust über die Überbord-Entlüftungsleitung 20 führen kann. Am Ende der Überbord-Entlüftungsleitung 20 kann ein Gitter oder eine Wabenstruktur angeordnet sein, um einen Flaminrückschlag in den Schmiermitteltank 11 zu vermeiden. In dem Fall, in dem ein erhöhter Druck innerhalb des Schmiermitteltanks 11 erwünscht ist, kann der Überbord-Entlüftungsleitung 20 ein Druckregelventil zugeordnet sein.
In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 erstreckt sich die Welle 14 in horizontaler Richtung. Fig.. 3 und 4 hingegen zeigen Ausführungsbeispiele von Baugruppen 23 und 24 mit einer vertikal verlaufenden Welle 14, wobei bei diesen Baugruppen 23 und 24 das Schmiermittel durch Schwerkraft zurück in den Schmiermitteltank 11 fließt, weshalb auf die Schmiermittel- pumpen 17 und 18 zur Rückführung des Schmiermittels in den Schmiermitteltank 11 verzichtet werden kann.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind der rotierende Schmiermittelabscheider 19 sowie die Schmiermittelpumpe 16 zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank 11 auf einer gemeinsamen Welle 14 gelagert und über diese Welle 14 von einem gemeinsamen Antrieb aus antreibbar, wobei dieser Antrieb auch dem Antrieb der ebenfalls auf der Welle 14 gelagerten Schaufeln 12 dient. Gemäß Fig. 3 ist der Schmiermittelabscheider 19 oberhalb einer Trennwand des Schmierπiitteltanks 11 positioniert.
ERSAIZBLATT (REGEL 26) Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 kann bei einem entsprechend hohen Druck an der Wand 13 des Schmiermitteltanks 11 bei einer hohen Drehzahl der Schaufeln 12 und damit des an der Wand 13 anliegenden Schmiermittelrings auch auf die Schmiermittelpumpe 16 zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank 11 verzichtet werden, wobei der Schmiermittel- fluss dann durch ein entsprechendes Druckregelventil 25 geregelt werden kann.
Um Schmiermittelverluste bei stehender Welle 14 zu vermeiden, ist der rotierende Schmiermittelabscheider 19 im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 über dem Niveau des sich bei stehender Welle 14 im Schmiermitteltank 11 ausbildenden, stationären Ölspiegels positioniert.
Das erfindungsgemäße Schmiermittelsystem findet vorzugsweise Verwendung in einem Gasturbinenflugtriebwerk. Es sei darauf hingewiesen, dass jedoch auch andere Anwendungsfälle der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Baugruppen möglich sind. So können dieselben in Schmiermittelsystemen einer stationären Gasturbine oder in Schmiermittelsystemen von Schiffsturbinen zum Einsatz kommen. Auch kann das Schmiermittelsystem der Schmierung von elektrischen Generatoren, Elektromotoren sowie Kolbenmotoren für Flugzeuge, Schiffe, Landfahrzeuge oder auch für stationäre Anwendungen dienen. Ferner ist eine Anwendung in einem Hydrauliksystem oder jedem anderen System mit einem Flüssigkeitskreislauf möglich, und zwar insbesondere bei solchen Anwendungen, in welchen Beschleunigungsvektoren variabel sind o- der Schwerelosigkeit auftritt.

Claims

Patentansprüche
1. Schmiermittelsystem, insbesondere zur Schmiermittelversorgung eines Verbrauchers in einem Gasturbinenflugtriebwerk, mit einem Schmiermitteltank (11), wobei in dem Schmiermitteltank (11) ein Schmiermittel durch mindestens eine in denselben integrierte, drehbare Trommel oder durch mindestens eine in denselben integrierte, drehbare Schaufel (12) derart in Rotation versetzbar ist, dass das Schmiermittel auf Grund von Fliehkräften an einer rotationssyπunetrischen Wand (13) des Schmiermitteltanks (11) zur Anlage kommt und von dort in Richtung auf einen Verbraucher förderbar ist, mit einem Antrieb für die oder jede drehbare Trommel oder die oder jede drehbare Schaufel (12) des Schmiermitteltanks (11), und mit mindestens einem rotierenden Schmiermittelabscheider (19) zur Entlüftung des Schmiermittels, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Schmiermittelabscheider (19) vom Antrieb der o- der jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Schmiermitteltanks (11) antreibbar ist.
2. Schmiermittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu der oder jeder rotierende Schmiermittelabscheider (19) sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel (12) auf einer gemeinsamen Welle (14) gelagert und über die Welle (14) entweder direkt und/oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar sind.
3. Schmiermittelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder rotierende Schmiermittelabscheider (19) in den Schmiermitteltank (11) integriert ist.
4. Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Schmiermittelpumpe (16) zur Entnahme des Schmiermittels aus dem Schmiermitteltank (11) und zur Förderung des Schmiermittels in Richtung auf den Verbraucher vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Schmiermitteltanks (11) antreibbar ist.
5. Schmiermittelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu die oder jede Schmiermittelpumpe (16) auf der Welle (14), auf welcher der oder jeder Schmiermittelabscheider (19) sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel (12) gelagert sind, gelagert und über die Welle (14) entweder direkt und/oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar ist.
6. Schmiermittelsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Schmiermittelpumpe (16) in den Schmiermitteltank
(11) integriert ist.
7. Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Schmiermittelpumpe (17, 18) zur Rückführung des Schmiermittels in den Schmiermitteltank (11) vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Schmiermitteltanks (11) antreibbar ist.
8. Schmiermittelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu die oder jede Schmiermittelpumpe (17, 18) auf der Welle (14), auf welcher der oder jeder Schmiermittelabscheider (19) sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel
(12) gelagert sind, gelagert und über die Welle (14) entweder direkt und/oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar ist.
9. Schmiermittelsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Schmiermittelpumpe (17, 18) in den Schmiermitteltank (11) integriert ist.
10. Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) horizontal verläuft.
11. Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) vertikal verläuft.
12. Schmiermittelsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelabscheider (19) oberhalb einer Trennwand des Schmiermitteltanks (11) angeordnet ist.
13. Schmiermittelsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel pumpenlos aus dem Schmiermitteltank (11) entnehmbar ist.
14. Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel durch Schwerkraft pumpenlos zurück in den
Schmiermitteltank (11) fließt.
15. Flüssigkeitsführende, insbesondere schmiermittelführende, Baugruppe, mit einem Flüssigkeitstank, insbesondere einem Schmiermitteltank (11), wobei in dem Flüssigkeitstank eine Flüssigkeit, insbesondere ein Schmiermittel, durch mindestens eine in denselben integrierte, drehbare Trommel oder durch mindestens eine in denselben integrierte, drehbare Schaufel (12) derart in Rotation versetzbar ist, dass die Flüssigkeit auf Grund von Fliehkräften an einer rotationssymmetrischen Wand (13) des Flüssigkeitstanks zur Anlage kommt und von dort in Richtung auf einen Verbraucher förderbar ist, mit einem Antrieb für die oder jede drehbare Trommel oder die oder jede drehbare Schaufel (12) des Flüssigkeitstanks, und mit mindestens einem rotierenden Abscheider (19) zur Entlüftung der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder rotierender Abscheider (19) vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Flüssigkeitstanks antreibbar ist.
16. Baugruppe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu der oder jeder rotierende Abscheider (19) sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel (12) auf einer gemeinsamen Welle (14) gelagert und über die Welle (14) entweder direkt und/oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar sind, wobei der oder jeder rotierende Abscheider (19) vorzugsweise in den Flüssigkeitstank (11) integriert ist.
17. Baugruppe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Pumpe (16) zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank (11) und zur Förderung der Flüssigkeit in Richtung auf den Verbraucher vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Flüssigkeitstanks (11) antreibbar ist, wobei hierzu die oder jede Pumpe (16) auf der Welle (14), auf welcher der oder jeder Abscheider (19) sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel (12) gelagert sind, gelagert und über die Welle (14) entweder direkt und/oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar ist, und wobei die oder jede Pumpe (16) vorzugsweise in den Flüssigkeitstank (11) integriert ist.
18. Baugruppe nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin mindestens eine Pumpe (17, 18) zur Rückführung der Flüssigkeit in den Flüssigkeitstank (11) vom Antrieb der oder jeder drehbaren Trommel bzw. der oder jeder drehbaren Schaufel (12) des Flüssigkeitstanks (11) antreibbar ist, wobei hierzu die oder jede Pumpe (17, 18) auf der Welle (14), auf welcher der oder jeder Abscheider (19) sowie die oder jede drehbare Trommel bzw. die oder jede drehbare Schaufel (12) gelagert sind, gelagert und über die Welle (14) entweder direkt und/oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar ist, und wobei die oder jede Pumpe (17, 18) vorzugsweise in den Flüssigkeitstank (11) integriert ist.
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