JP2002517653A - 流体偏向・濾過システム - Google Patents
流体偏向・濾過システムInfo
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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
- F01D25/183—Sealing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
流体の流れの向きを変える装置であって、この装置は、流路（５６）を画定する周囲の壁部（６３）を有するケーシングと、流路（５６）の内部に配置されているとともにこの流路（５６）の内部で流体の流れとほぼ平行な軸を中心として回転する回転部材（２４）と、回転部材（２４）から半径方向に延びたデフレクタ（６２）と、周囲の壁部（６３）に設けられた流出口（６８）と、を備えている。流路（５６）内でのデフレクタ（６２）の回転によって流体が流出口（６８）を通過し、この流出口（６８）において流体がストレーナ（１４）により収集される。
Description
【０００１】
本発明は、デフレクタに関し、特に、流体がストレーナにより収集される流体
流出口へと流体の流れを導くための装置に関する。
流出口へと流体の流れを導くための装置に関する。
【０００２】
何年にもわたって、様々なデフレクタが、流体の流れの向きをチャネルへと向
かわせるために開発されてきた。これらの一般的な流体デフレクタは、効果を奏
する。しかし、遠心力により流体の流れをストレーナへと向かわせることによっ
て、回転部材と静的部材との間へ流入する可能性のある塵の流入を防止するよう
に構成された新規の偏向システムが必要であることが発見されている。
かわせるために開発されてきた。これらの一般的な流体デフレクタは、効果を奏
する。しかし、遠心力により流体の流れをストレーナへと向かわせることによっ
て、回転部材と静的部材との間へ流入する可能性のある塵の流入を防止するよう
に構成された新規の偏向システムが必要であることが発見されている。
【０００３】
従って、本発明の目的は、流体の流れの向きを変化させるように構成された装
置を提供することである。
置を提供することである。
【０００４】 本発明の更なる目的は、流体の流れをストレーナへと向かわせるように構成さ
れた装置を提供することである。
れた装置を提供することである。
【０００５】 本発明の更なる目的は、回転部材と静的部材との間への粗粒子の流入を防止す
るように構成された装置を提供することである。
るように構成された装置を提供することである。
【０００６】 本発明の目的は、比較的簡単で、かつ製造コストが低いデフレクタを提供する
ことである。
ことである。
【０００７】 従って、本発明によると、流体の流れの向きを変えるための装置が提供されて
おり、この装置は、流路を画定する内側壁部手段を備えたケーシングと、流路内
部に配置されてこの流路内の流体の流れにほぼ平行な軸を中心として回転する回
転部材と、前記回転部材から半径方向に延びてこの回転部材とともに回転するデ
フレクタと、前記内側壁部手段に設けられた流出口と、を備えており、前記流路
内における前記デフレクタの回転に起因して、流体の少なくとも一部が前記流出
口を通過するようになっている。
おり、この装置は、流路を画定する内側壁部手段を備えたケーシングと、流路内
部に配置されてこの流路内の流体の流れにほぼ平行な軸を中心として回転する回
転部材と、前記回転部材から半径方向に延びてこの回転部材とともに回転するデ
フレクタと、前記内側壁部手段に設けられた流出口と、を備えており、前記流路
内における前記デフレクタの回転に起因して、流体の少なくとも一部が前記流出
口を通過するようになっている。
【０００８】 さらに、本発明によると、周囲の面により画定された実質的に細長い流路の内
部に軸方向に配置された回転部材の周りを流れる流体を濾過する装置が提供され
ており、この装置は、前記回転部材の周りにこれと同軸に配置されてこの回転部
材とともに回転する流体デフレクタと、前記の周囲の面に設けられているととも
にストレーナへと案内する流出口と、を備えており、前記流路の内部における前
記流体デフレクタの回転に起因して、流体の少なくとも一部が前記流出口を通過
し、この流出口において、流体が前記ストレーナにより収集されるようになって
いる。
部に軸方向に配置された回転部材の周りを流れる流体を濾過する装置が提供され
ており、この装置は、前記回転部材の周りにこれと同軸に配置されてこの回転部
材とともに回転する流体デフレクタと、前記の周囲の面に設けられているととも
にストレーナへと案内する流出口と、を備えており、前記流路の内部における前
記流体デフレクタの回転に起因して、流体の少なくとも一部が前記流出口を通過
し、この流出口において、流体が前記ストレーナにより収集されるようになって
いる。
【０００９】 本発明の更なる構成では、駆動軸に連結された動力源と流体デフレクタとの間
の位置で、せん断部が駆動軸に設けられている。
の位置で、せん断部が駆動軸に設けられている。
【００１０】 本発明の更なる構成では、ストレーナは、複数の開口部を画定する濾過面を備
えており、流体デフレクタと周囲の面との間には、間隙が設けられており、この
間隙は、ストレーナの濾過面の開口部よりも小さいものとされている。
えており、流体デフレクタと周囲の面との間には、間隙が設けられており、この
間隙は、ストレーナの濾過面の開口部よりも小さいものとされている。
【００１１】 本発明の特徴について概ね説明したが、ここで、本発明の好適な実施例を示す
付随の図面を参照する。
付随の図面を参照する。
【００１２】
ここで、図、特に図２を参照すると、本発明の流体偏向システムの全体が参照
数字１０として示されている。
数字１０として示されている。
【００１３】 以下で説明するように、本発明の用途によると、流体偏向システム１０は、ガ
スタービンエンジン（図示せず）の潤滑油ポンプ配列１２と連結した状態で利用
され、並列に配置された２つのベーンポンプ列１６，１８の上流側の静的ストレ
ーナ１４を通過するように油の流れを案内する。これらのベーンポンプ列１６，
１８は、ガスタービンエンジンのギアおよび軸受に、油を加圧下で供給するもの
である。
スタービンエンジン（図示せず）の潤滑油ポンプ配列１２と連結した状態で利用
され、並列に配置された２つのベーンポンプ列１６，１８の上流側の静的ストレ
ーナ１４を通過するように油の流れを案内する。これらのベーンポンプ列１６，
１８は、ガスタービンエンジンのギアおよび軸受に、油を加圧下で供給するもの
である。
【００１４】 図１に示されているように、ガスタービンエンジン（図示せず）は、一連のシ
ャフトからなる補機駆動列２０を備えており、この一連のシャフトは、ギアによ
り互いに連結されていることによって、エンジンの様々な部材（潤滑油ポンプ配
列１２やストーナユニット２２）へと動力を伝達するものである。特に、潤滑油
ポンプ配列１２は、傘歯車２６を備えた油ポンプ駆動軸２４を有し、この傘歯車
２６は、燃料ポンプ駆動軸３０に取り付けられた対応する傘歯車２８とかみ合う
ようになっている。駆動軸３０は、一対の平歯車３４によって、エアブリーザ駆
動軸３２に連結されている。エアブリーザ駆動軸３２の反対側の端部には、傘歯
車３６が取り付けられており、この傘歯車３６は、中間駆動軸４０の第１端部に
取り付けられた別の傘歯車３８とかみ合うようになっている。さらに、第２の傘
歯車４２が、中間駆動軸４０に取り付けられており、駆動軸４６に固定された協
働する傘歯車４４とかみ合うようになっている。駆動軸４６は、さらに、タービ
ンエンジンの高圧圧縮機のロータ４８を備えている。従って、高圧圧縮機の駆動
軸４６によって、潤滑油ポンプ配列１２を運転するために必要な動力が、油ポン
プ駆動軸２４へと伝達されるようになっている。
ャフトからなる補機駆動列２０を備えており、この一連のシャフトは、ギアによ
り互いに連結されていることによって、エンジンの様々な部材（潤滑油ポンプ配
列１２やストーナユニット２２）へと動力を伝達するものである。特に、潤滑油
ポンプ配列１２は、傘歯車２６を備えた油ポンプ駆動軸２４を有し、この傘歯車
２６は、燃料ポンプ駆動軸３０に取り付けられた対応する傘歯車２８とかみ合う
ようになっている。駆動軸３０は、一対の平歯車３４によって、エアブリーザ駆
動軸３２に連結されている。エアブリーザ駆動軸３２の反対側の端部には、傘歯
車３６が取り付けられており、この傘歯車３６は、中間駆動軸４０の第１端部に
取り付けられた別の傘歯車３８とかみ合うようになっている。さらに、第２の傘
歯車４２が、中間駆動軸４０に取り付けられており、駆動軸４６に固定された協
働する傘歯車４４とかみ合うようになっている。駆動軸４６は、さらに、タービ
ンエンジンの高圧圧縮機のロータ４８を備えている。従って、高圧圧縮機の駆動
軸４６によって、潤滑油ポンプ配列１２を運転するために必要な動力が、油ポン
プ駆動軸２４へと伝達されるようになっている。
【００１５】 図２を参照すると、油ポンプ駆動軸２４は、軸受ハウジング５２を通って延び
ている第１の部分５０を備えている。断面の寸法が小さい第２の部分５４は、油
ポンプ駆動軸の第１の部分５０の中空状端部にその一部が挿入されているととも
に、ポンプハウジング５９を包囲しているケーシング５８の内部に画定されたほ
ぼ円筒状の流路５６を通って延びている。第１ベーンポンプ列１６および第２ベ
ーンポンプ列１８は、ポンプハウジング５９内部に配置されている。油ポンプ駆
動軸２４の位置ずれを補償するために、たわみ継手を油ポンプ駆動軸２４に備え
ることも可能であることは理解される。
ている第１の部分５０を備えている。断面の寸法が小さい第２の部分５４は、油
ポンプ駆動軸の第１の部分５０の中空状端部にその一部が挿入されているととも
に、ポンプハウジング５９を包囲しているケーシング５８の内部に画定されたほ
ぼ円筒状の流路５６を通って延びている。第１ベーンポンプ列１６および第２ベ
ーンポンプ列１８は、ポンプハウジング５９内部に配置されている。油ポンプ駆
動軸２４の位置ずれを補償するために、たわみ継手を油ポンプ駆動軸２４に備え
ることも可能であることは理解される。
【００１６】 第２のベーンポンプ列１８が一対の平歯車６０により油ポンプ駆動軸２４に連
結されているのに対し、第１のベーンポンプ列１６は、油ポンプ駆動軸２４に直
接に連結されている。図２に概略的に示されているように、第１ベーンポンプ列
１６および第２ベーンポンプ列１８は、それぞれ、一般的な軸に直列に取り付け
られた複数のポンプからなる。同じ列のポンプは、それぞれ異なる寸法および容
量を有する。例えば、あるポンプが低圧での吐出のために利用され、他のポンプ
が高圧での吐出のために利用されるようにすることができる。平らな円形状のデ
ィスク６２といったデフレクタが、油ポンプ駆動軸２４の第２の部分５４の周縁
から延びている。この実施例では、このディスク６２が油ポンプ駆動軸２４と一
体に設けられ、軸方向に延びた円筒状スカートがこのディスク６２に設けられて
いることによって、環状中空部６６が画定されており、これによって、ディスク
６２の重量が低減されている。ディスク６２およびスカートと、ケーシング５８
の円周方向に延びた内側壁部６３と、の間には、小さな間隙が設けられている。
この円周方向に延びた壁部６３により流路５６が画定されており、矢印６４ａ，
６４ｂにより示されているように、この流路５６の内部で、第１ポンプ列１６お
よび第２ポンプ列１８によりディスク６２を通して引き出される油の一部の向き
が、ディスク６２によって変化する。
結されているのに対し、第１のベーンポンプ列１６は、油ポンプ駆動軸２４に直
接に連結されている。図２に概略的に示されているように、第１ベーンポンプ列
１６および第２ベーンポンプ列１８は、それぞれ、一般的な軸に直列に取り付け
られた複数のポンプからなる。同じ列のポンプは、それぞれ異なる寸法および容
量を有する。例えば、あるポンプが低圧での吐出のために利用され、他のポンプ
が高圧での吐出のために利用されるようにすることができる。平らな円形状のデ
ィスク６２といったデフレクタが、油ポンプ駆動軸２４の第２の部分５４の周縁
から延びている。この実施例では、このディスク６２が油ポンプ駆動軸２４と一
体に設けられ、軸方向に延びた円筒状スカートがこのディスク６２に設けられて
いることによって、環状中空部６６が画定されており、これによって、ディスク
６２の重量が低減されている。ディスク６２およびスカートと、ケーシング５８
の円周方向に延びた内側壁部６３と、の間には、小さな間隙が設けられている。
この円周方向に延びた壁部６３により流路５６が画定されており、矢印６４ａ，
６４ｂにより示されているように、この流路５６の内部で、第１ポンプ列１６お
よび第２ポンプ列１８によりディスク６２を通して引き出される油の一部の向き
が、ディスク６２によって変化する。
【００１７】 運転中、油ポンプ駆動軸２４が約５０００ＲＰＭの速度で回転することによっ
て、平行なポンプ列１６，１８へと動力が伝達され、これによって、流路５６を
通して油が引き出され、この流路５６の内部で、油が回転ディスク６２と接触す
る。矢印７２により示されているように、油は、ディスク６２の上方面と接触す
る際、遠心力により流路５６の外側に付勢され、ケーシング５８の円周方向に延
びた内側壁部６２に設けられた流出口６８を通過する。
て、平行なポンプ列１６，１８へと動力が伝達され、これによって、流路５６を
通して油が引き出され、この流路５６の内部で、油が回転ディスク６２と接触す
る。矢印７２により示されているように、油は、ディスク６２の上方面と接触す
る際、遠心力により流路５６の外側に付勢され、ケーシング５８の円周方向に延
びた内側壁部６２に設けられた流出口６８を通過する。
【００１８】 流出口６８を通過する油は、静的ストレーナ１４を通過する。静的ストレーナ
１４は、油がポンプに流入する前に油から固体粒子を取り除くように構成された
ものである。静的ストレーナ１４には、複数の小さな整列した開口部（図示せず
）を画定する有孔金属製シリンダつまり細かい鉄網スクリーン７４が設けられて
おり、本発明の好適な実施例では、この開口部の直径は、それぞれ、約０．０７
５インチとされている。濾過された油は、続いて、スクリーン７４から第１ポン
プおよび第２ポンプ１８へと案内する経路７６を通過する。このような特別な場
合には、ディスク６２とケーシング５８の内側壁部６３との間の間隙は約０．０
２〜０．０６インチとされ、これによって、幾らかの油はディスク６２と内側壁
部６３との間を通過するが、ストレーナ１４により偏向されて収集された固体粒
子は通過しないようになっている。
１４は、油がポンプに流入する前に油から固体粒子を取り除くように構成された
ものである。静的ストレーナ１４には、複数の小さな整列した開口部（図示せず
）を画定する有孔金属製シリンダつまり細かい鉄網スクリーン７４が設けられて
おり、本発明の好適な実施例では、この開口部の直径は、それぞれ、約０．０７
５インチとされている。濾過された油は、続いて、スクリーン７４から第１ポン
プおよび第２ポンプ１８へと案内する経路７６を通過する。このような特別な場
合には、ディスク６２とケーシング５８の内側壁部６３との間の間隙は約０．０
２〜０．０６インチとされ、これによって、幾らかの油はディスク６２と内側壁
部６３との間を通過するが、ストレーナ１４により偏向されて収集された固体粒
子は通過しないようになっている。
【００１９】 好ましくは、図２に示されているように、ディスク６２が、内側壁部６３にお
いて流出口６８が設けられた部分によって包囲され、かつ、ディスク６２のスカ
ートが、流路５６の内部で、流出口６８の範囲を超えて延びており、これによっ
て、ディスク６２に起因して生じる塵が堆積しないようになっているとともに、
スカートが、流出口６８の下方で内側壁部６３の一部により完全に包囲されるよ
うになっている。
いて流出口６８が設けられた部分によって包囲され、かつ、ディスク６２のスカ
ートが、流路５６の内部で、流出口６８の範囲を超えて延びており、これによっ
て、ディスク６２に起因して生じる塵が堆積しないようになっているとともに、
スカートが、流出口６８の下方で内側壁部６３の一部により完全に包囲されるよ
うになっている。
【００２０】 上述した流体偏向システム１０の利点は、回転部材と静的部材との間のシール
を要せずに、これらの回転部材と静的部材との間を通過し得ない塵の再方向付け
および濾過を行うことが可能となることである。
を要せずに、これらの回転部材と静的部材との間を通過し得ない塵の再方向付け
および濾過を行うことが可能となることである。
【００２１】 図２に示されているように、油ポンプ駆動軸２４の第２部分５４には、油ポン
プ駆動軸２４のこれ以外の部分よりも損傷し易いせん断部８０が設けられている
。このせん断部８０は、傘歯車２６とディスク６２との間で油ポンプ駆動軸２４
に設けられており、これによって、油ポンプ駆動軸２４が破損した場合に、シャ
フトにおいてなお駆動軸４６により駆動されている部分から、ディスク６２が自
動的に分離されるようになっているため、ディスク６２により内側壁部６３が損
傷しないようになっている。
プ駆動軸２４のこれ以外の部分よりも損傷し易いせん断部８０が設けられている
。このせん断部８０は、傘歯車２６とディスク６２との間で油ポンプ駆動軸２４
に設けられており、これによって、油ポンプ駆動軸２４が破損した場合に、シャ
フトにおいてなお駆動軸４６により駆動されている部分から、ディスク６２が自
動的に分離されるようになっているため、ディスク６２により内側壁部６３が損
傷しないようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガスタービンエンジンの付属駆動列の概略図。
【図２】 本発明のガスタービンエンジンの潤滑油オイルポンプ配列の断面図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年６月８日（２０００．６．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【背景技術】 何年にもわたって、様々なデフレクタが、流体の流れの向きをチャネルへと向
かわせるために開発されてきた。例えば、１９８２年にギブに付与された米国特
許第４，３３３，６５９号には、潤滑剤の流れを下流側の開口部から径方向外側
に吐出するためのスリンガーを備えた回転軸が開示されている。これらの一般的
な流体デフレクタは、効果を奏する。しかし、遠心力により流体の流れをストレ
ーナへと向かわせることによって、回転部材と静的部材との間への潜在的な細塵
の流入を防止するように構成された新規の偏向システムが必要であることが発見
されている。
かわせるために開発されてきた。例えば、１９８２年にギブに付与された米国特
許第４，３３３，６５９号には、潤滑剤の流れを下流側の開口部から径方向外側
に吐出するためのスリンガーを備えた回転軸が開示されている。これらの一般的
な流体デフレクタは、効果を奏する。しかし、遠心力により流体の流れをストレ
ーナへと向かわせることによって、回転部材と静的部材との間への潜在的な細塵
の流入を防止するように構成された新規の偏向システムが必要であることが発見
されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】 流出口６８を通過する油は、静的ストレーナ１４を通過する。静的ストレーナ
１４は、油がポンプに流入する前に油から固体粒子を取り除くように構成された
ものである。静的ストレーナ１４には、複数の小さな整列した開口部（図示せず
）を画定する有孔金属製シリンダつまり細かい鉄網スクリーン７４が設けられて
おり、本発明の好適な実施例では、この開口部の直径は、それぞれ、約０．０７
５インチ（０．１９ｃｍ）とされている。濾過された油は、続いて、スクリーン
７４から第１ポンプおよび第２ポンプ１８へと案内する経路７６を通過する。こ
のような特別な場合には、ディスク６２とケーシング５８の内側壁部６３との間
の間隙は約０．０２〜０．０６インチ（０．０５１〜０．１５ｃｍ）とされ、こ
れによって、幾らかの油はディスク６２と内側壁部６３との間を通過するが、ス
トレーナ１４により偏向されて収集された固体粒子は通過しないようになってい
る。
１４は、油がポンプに流入する前に油から固体粒子を取り除くように構成された
ものである。静的ストレーナ１４には、複数の小さな整列した開口部（図示せず
）を画定する有孔金属製シリンダつまり細かい鉄網スクリーン７４が設けられて
おり、本発明の好適な実施例では、この開口部の直径は、それぞれ、約０．０７
５インチ（０．１９ｃｍ）とされている。濾過された油は、続いて、スクリーン
７４から第１ポンプおよび第２ポンプ１８へと案内する経路７６を通過する。こ
のような特別な場合には、ディスク６２とケーシング５８の内側壁部６３との間
の間隙は約０．０２〜０．０６インチ（０．０５１〜０．１５ｃｍ）とされ、こ
れによって、幾らかの油はディスク６２と内側壁部６３との間を通過するが、ス
トレーナ１４により偏向されて収集された固体粒子は通過しないようになってい
る。
Claims (9)
- 【請求項１】 流体の流れの向きを変える装置であって、流路を画定する内側
壁部手段を備えたケーシングと、前記流路内に配置されて前記流路の内部での流
体の流れとほぼ平行な軸を中心として回転する回転部材と、前記回転部材から半
径方向に延びてこの回転部材とともに回転するデフレクタと、前記内側壁部手段
に設けられた流出口と、を備えており、前記流路の内部での前記デフレクタの回
転によって、前記流体の少なくとも一部が前記流出口を通過するようになってい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記流出口は、通過する流体を濾過するように構成されたスト
レーナへと案内することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記ストレーナは、複数の開口部を画定している濾過面を備え
ており、前記デフレクタと前記内側壁部手段との間には間隙が設けられており、
前記間隙は、前記ストレーナの前記濾過面の開口部よりも小さいことを特徴とす
る請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 前記デフレクタは、前記回転部材と一体に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記デフレクタは、前記回転部材と同心円状に配置された平形
ディスクを備えており、前記内側壁部手段の形状は、円筒状であることを特徴と
する請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 周囲の面により画定された実質的に細長い流路の内部に軸方向
に配置された回転部材の周りを流れる流体の流れを変える装置であって、前記回
転部材の周りにこれと同軸上に配置されてこの回転部材とともに回転する流体デ
フレクタと、前記の周囲の面に設けられているとともにストレーナへと案内する
流出口と、を備えており、前記流路の内部での前記流体デフレクタの回転によっ
て前記流体の少なくとも一部が前記流出口を通過し、前記流出口において前記流
体が前記ストレーナによって収集されることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 前記回転部材は、回転するポンプの駆動軸であることを特徴と
する請求項６記載の装置。 - 【請求項８】 前記の回転するポンプの動力源と前記流体デフレクタとの間の
位置で、せん断部が前記駆動軸に設けられていることを特徴とする請求項７記載
の装置。 - 【請求項９】 前記ストレーナは、複数の開口部を画定している濾過面を備え
ており、前記流体デフレクタと前記の周囲の面との間には間隙が設けらており、
前記間隙は、前記ストレーナの前記濾過面の開口部よりも小さいことを特徴とす
る請求項６記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
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