JP2009102069A

JP2009102069A - オイルタンクを充填するための装置

Info

Publication number: JP2009102069A
Application number: JP2008265968A
Authority: JP
Inventors: Duane H Anstead; ドュエーン・エイチ・アンステッド; Mark E Zentgraf; マーク・イー・ゼントグラフ; Daniel Clautice; ダニエル・クラウティス; Charles R Granitz; チャールズ・アール・グラニッツ; Joshua D Smith; ジョシュア・ディー・スミス; Mark Hopper; マーク・ホッパー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2009-05-14
Also published as: ITMI20081606A1; GB2453837B; GB2453837A; US20090101230A1; GB0818008D0; IT1394395B1

Abstract

【課題】オイルタンクを充填するための装置を提供する。
【解決手段】本オイルタンク（６００、７００、１１００）を充填するための装置は、充填動作中にオイルタンクを空気抜きするのを助けるような方法としての構成及び／又はそのような寸法とすることができる１つ又はそれ以上のバルブ（６０８、７０４、７１２、９０２、９１０、１００２、１００６、１１０６）を含み、タンクを適度な時間内に充填することができることを保証することができる。
【選択図】図８

Description

この例示的な実施形態は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的には、運転時にオイルタンク内に適当な圧力を維持すると同時に充填中にオイルタンクを空気抜きするための装置に関する。

ガスタービンエンジンオイルシステムは一般的に、全ての運転条件においてオイルを送給することができるのを保証するために主オイル供給ポンプの上流で加圧される。オイルタンクを加圧すること及び適切な圧力を維持することにより、タンクの下流のポンプがエンジンにオイルを供給し続けることを保証することができる。しかしながら、タンクの加圧は、充填中は必要とされず、タンクは、オイルを加える時には空気抜きをしなければならない。オイルタンクを充填するのに用いることができる２つの方法、すなわち圧力充填法及び重力充填法が存在する。圧力充填法は、出口を通ってオイルが流れるまでオイルタンク上に取付けた入口を通してオイルをポンプ圧送することを含む。重力充填法は、完全充填になるまでタンク内にオイルを注入することを含む。

図１に示すように、一般的なオイルタンク１００は、リザーバ１０２と、充填キャップ１０６及びバルブ１０８を有する充填キャップ組立体１０４とを含む。オイルタンク１００はまた、加圧バルブ１１０と、抽気オリフィス１１２と、オイルゲージ１１４とを含む。幾つかのシステムでは、点検窓又はオーバフローシステムをオイルゲージ１１４の代わりに用いてタンク１００内部のオイルレベルを測定することができていた。加圧バルブ１１０は、タンク１００が通気シンク圧力以上のほぼ一定の圧力に保持されることを保証する。一般的に、加圧バルブは、タンク１００の頂部に配置される。エンジンが停止した後に、タンク内の圧力は、抽気オリフィス１１２を通して放出される。抽気オリフィス１１２は一般的に、圧力放出を行うのを可能にしながら加圧バルブ１１０の機能を妨げないようにする小さなものである。

通常運転時に、充填キャップ１０６は、圧力を維持しかつオイルタンク１００が漏洩しないように保つ。万一充填キャップ１０６が組付けられていない場合であっても、タンク１００は、加圧及び密封状態を保つ必要がある。これは一般的に、バルブ１０８のようなバルブの使用により達成することができる。キャップ１０６が充填後にも外されたままであるか又はキャップ組立体１０４が正しく組付けられていない場合であっても、タンク１００が漏洩することなくかつ圧力が正常に維持されることになるように、タンク１００の圧力によりバルブ１０８が閉鎖されることになる。

図２〜図５は、異なる動作段階にある一般的なオイルタンク１００を示している。充填キャップ１０６は、外されたままであるか又は取外されている場合には仮想線で示している。図２は、通常運転時におけるオイルタンク１００を示している。加圧バルブ１１０は、圧力によりバルブ１０８を閉鎖状態に保持した状態で、タンク１００内の圧力を維持する。図３は、充填されている間におけるタンク１００を示している。オイルヘッド（すなわち、流入オイルの圧力）は、バルブ１０８を押し開いてオイルがタンク１００内に流入するのを可能にし、また置き換わった空気が、充填キャップ１０６を逆に流れてタンク１００から空気抜きされる。図４は、オイルレベルがバルブ１０８より上方にある時におけるタンク１００を示している。この充填過程の段階の間には、空気は抽気オリフィス１１２を通して空気抜きされる。図５では、タンク１００は完全充填されている。ガスタービンエンジン技術が進歩するにつれて、ポンプ入口における適当な圧力を保証するために、抽気オリフィス寸法は縮小する必要がある可能性がある。これによって、抽気オリフィスは、オイルレベルがバルブ１０８より上方にある時における充填中に適正な空気抜きを可能にするのに十分な大きさの寸法にすることができない可能性がある。これは、不適切に遅い充填速度及びより長いサービス時間を招くおそれがある。

本明細書に記載した例示的な実施形態は、運転時に適当な圧力を維持すると同時に充填中及び停止中にタンクを空気抜きするための装置を設けることによって、これらの問題を解決又は軽減しようとするものである。１つの例示的な実施形態では、完全充填レベルを有するオイルタンク用の充填キャップ組立体は、少なくともその一部が完全充填レベルより上方に配置されて、充填動作中にオイルタンクから空気を抜くようになった第１のバルブと、通常は開放位置に向かって付勢された第２のバルブとを含むことができる。別の例示的な実施形態では、オイルタンクは、リザーバと、リザーバに結合されかつ充填動作中に該リザーバを空気抜きするような寸法にされた抽気オリフィスとを含むことができる。オイルタンクはまた、抽気オリフィス内部に配置されて、通常運転時に該抽気オリフィスを制限するようになったバルブを含むことができる。さらに別の例示的な実施形態では、完全充填レベルを有するオイルタンクは、リザーバと、該リザーバに結合された充填キャップ組立体とを含むことができる。充填キャップ組立体は、少なくともその一部が完全充填レベルより上方に配置されて充填動作中にオイルタンクを空気抜きするようになった浮遊バルブを含むことができる。

図６は、オイルタンクの１つの例示的な実施形態の概略断面図を示している。オイルタンク６００は、リザーバ６０２と、充填キャップ組立体６０４と、加圧バルブ６０６とを含むことができる。充填キャップ組立体６０４は、バルブ６０８、オイルゲージ６１０及び充填キャップ６１２を含むことができる。当業者には理解されるように、本明細書に記載したあらゆるバルブは、それに限定されないがフラッパバルブ、ボールバルブ及びポペットバルブのような当技術分野では公知のあらゆるバルブタイプとすることができる。バルブは通常、開放又は閉鎖位置に付勢して、バルブを開放位置から閉鎖位置に又は閉鎖位置から開放位置に切り替えるためには一定の力に打ち勝つことが必要となるようにすることができることを、当業者には理解されたい。バルブ６０８は、コネクタ６１４により充填キャップ組立体６０４に連結することができる。この特定の例示的な実施形態では、バルブ６０８はフラッパバルブであり、またコネクタ６１４はヒンジであるが、あらゆるバルブ及びコネクタ装置を用いることができる。バルブ６０８は、コネクタ６１４がリザーバ６０２の完全充填レベル６１６より上方に位置するように配置することができる。これによって、充填中にギャップ６１８を通って空気がリザーバ６０２から流出するのを可能にすることができる。キャップ６１２が充填後にも外されたままであるか又は充填キャップ組立体６０４が正しく組付けられていない場合であっても、バルブ６０８は、通常運転時に座部６２０に当接して、リザーバ６０２と充填キャップ組立体６０４とを密封することができる。

バルブ６０８は、充填中にバルブを開放するのに必要な力の量を低減するために浮遊性があるように製作することができる。浮遊性は、多数の方法で達成することができる。例えば、バルブ６０８は、浮遊性材料で製作することができ、或いは中空構造で製作することができる。さらに別の実施例には、それに限定されないが、フロート６２２のようなフロートを取付けること、或いはバルブの底面内に気泡を捕捉する切欠き部を配置することを含むことができる。加圧バルブ６０６は、ボールバルブ６２４、ボール座部６２６、バネ６２８及び抽気オリフィス６３０を含むことができる。オイルゲージ６１０は、タンク６００内のオイルレベルを測定するために用いることができる。当業者には公知であるように、オイルゲージ６１０に代えて、タンク６００内のオイルレベルを測定するようになった点検窓、オーバフローシステム及び／又はその他の同様な装置を用いることができる。

図７及び図８は、オイルタンクの別の例示的な実施形態の概略断面図を示している。図７は、通常動作中のオイルタンクを示している。図８は、充填中のオイルタンクを示している。図７〜図８に示す例示的な実施形態は、充填キャップ組立体を除いて図６に示す例示的な実施形態と同様である。図７〜図８に示すように、オイルタンク７００は、充填キャップ組立体７０２を有することができ、充填キャップ組立体７０２は、バルブ７０４、オイルゲージ７０６及び充填キャップ７０８を含むことができる。バルブ７０４は、コネクタ７１０により充填キャップ組立体７０２に連結することができ、かつ通常は閉鎖位置に向かって付勢することができる。この特定の例示的な実施形態では、バルブ７０４はフラッパバルブであり、またコネクタ７１０はヒンジであるが、あらゆるヒンジ及びコネクタ装置を用いることができる。充填キャップ組立体７０２は、完全充填レベル７１４より上方に配置されたバルブ７１２を有することができる。バルブ７１２は、開放位置に向かって付勢することができる。キャップ７０８が充填後にも外されたままであるか又はキャップ組立体７０２が正しく組付けられていない場合であっても、バルブ７１２は、バルブを開放状態に保持することに関連する付勢力に打ち勝つリザーバ７１６内部の圧力によって通常運転時に閉鎖されることになる。１つの例示的な実施形態では、この付勢力は重力とすることができる。充填処置中に、バルブ７１２は、図８に示すように開放状態になって、オイルレベルがコネクタ７１０より上方になった時にオイルタンク７００の外部に空気を抜くことを可能にするようになる。図７〜図８に示すように、バルブ７１２はボールバルブとすることができる。

図９は、充填キャップ組立体の例示的な実施形態の概略断面図である。充填キャップ組立体９００は、バルブ９０２、オイルゲージ９０４及び充填キャップ９０６を有することができる。この特定の例示的な実施形態では、バルブ９０２は、複数の孔９０８を有することができるボールバルブである。バルブ９０２は通常、開放位置に付勢することができる。孔９０８は、オイルがボールを通ってタンク内に流入することを可能にすると同時に、また目の粗いスクリーンとしても作用することができる。充填キャップ組立体９００は、完全充填レベルより上方に配置されたバルブ９１０を有することができる。バルブ９１０もまた、複数の孔９１４を有するボールバルブとすることができる。充填キャップが取外されているか又は組付けられていない場合であっても、バルブ９１０は、ボール９１８を強制的に座部９２０に対して密封させるリザーバ９１６内部の圧力によって、通常運転時に閉鎖されることになる。充填処置中に、バルブ９１０は、図９に示すように、孔９１４を通して空気を充填キャップ組立体９００の外部に抜くのを可能にするように開放状態になる。

図１０は、充填キャップ組立体の別の例示的な実施形態の概略断面図である。充填キャップ組立体１０００は、バルブ１００２、オイルゲージ（図示せず）及び充填キャップ（図示せず）を有することができる。バルブ１００２は通常、開放位置に向かって付勢することができる。この特定の例示的な実施形態では、バルブ１００２は、複数の孔１００４を有することができるボールバルブである。孔１００４は、オイルがボールを通ってタンク内に流入することを可能にすると同時に、また目の粗いスクリーンとしても作用することができる。充填キャップ組立体１０００はまた、完全充填レベル１００８より上方に配置されかつ閉鎖位置に向かって通常付勢されたバルブ１００６を有することができる。バルブ１００６は、フラッパバルブとすることができ、またその中に配置されて目の粗いスクリーンとして作用するようになった複数の孔１０１８も有することができる。フラッパバルブ１００６は、該フラッパバルブ１００６及びバルブ１００２を通ってオイルが流れることができるように配置することができる。充填キャップが取外されているか又は組付けられていない場合であっても、バルブ１００２及び１００６は、ボール１０１２を強制的に座部１０１４に対して密封させかつフラッパバルブ１００６を強制的に座部１０１６に対して密封させるリザーバ１０１０内部の圧力によって、通常運転時に閉鎖されることになる。充填処置中に、バルブ１００６は、図１０に示すように、バルブ１００６を通して空気を充填キャップ組立体１０００の外部に抜くのを可能にするように開放状態になる。

図１１〜図１４は、オイルタンクの別の例示的な実施形態を示している。図１１〜図１４に示すように、オイルタンク１１００は、加圧バルブ１１０２と抽気オリフィス１１０４とを含むことができる。抽気オリフィス１１０４は、充填中に該抽気オリフィスを通して空気を抜くことができるような寸法とすることができる。通常運転時におけるタンク内部の圧力を十分に維持するためには、抽気オリフィス１１０４は、閉鎖するか又は制限する必要がある場合がある。図１１及び図１２には、この制限を達成するための１つの例示的な実施形態を示している。オイル１１０８は、外部供給源から抽気オリフィス１１０４を通って流れ、従って抽気オリフィス１１０４を通る空気流を制限することができる。オイル１１０８は、抽気オリフィス１１０４内部でバルブとして作用して、通常運転時には抽気オリフィス１１０４は閉鎖又は制限され、また充填動作中には抽気オリフィス１１０４は開放され又は制限されないで該抽気オリフィス１１０４を通して空気１１１０が抜かれるのを可能になるようにすることができる。図１３及び図１４には制限の別の例示的な実施形態を示している。バルブ１１０６は、抽気オリフィス１１０４内に配置することができる。充填中、バルブ１１０６は開放されて、空気１１１０が抽気オリフィス１１０４を自由に通過することを可能にすることができる。運転時、バルブ１１０６は、抽気オリフィス１１０４を閉鎖するように作動することができる。バルブ１１０６は、それに限定されないが、空気圧力、燃料圧力、オイル圧力又は電気的手段を含む多数の方法で作動させることができる。

本明細書に記載した例示的な実施形態を使用することにより、全充填動作中に適切な空気抜きを維持すると同時に、エンジンの通常運転時にタンクの正常な加圧を可能にすることができる。これによってオイルタンクは、適度な時間で充填されることが可能になり、かつエンジンの通常運転時にタンク内で圧力が維持されるようになることを保証することができる。本明細書に記載した例示的な実施形態はまた、充填キャップが充填後に外されたままであるか又は充填キャップ組立体が正しく組付けられていない場合であっても、タンクが漏洩せずまた圧力が正常に維持されることになるのを保証する。

本明細書に説明しかつ特許請求した例示的な実施形態はオイルを対象としてきたが、本例示的な実施形態は、それに限定されないが、油圧油、水、冷却媒体、燃料などのようなあらゆる流体に適用することができることを当業者には理解されたい。同様に、オイルタンクは、オイル用のコンテナに限定されるものではなく、上記の流体を貯蔵するためのあらゆるコンテナとすることができる。

本明細書は、最良の形態を含む例示的な実施形態を開示して、あらゆる当業者がこの例示的な実施形態を製作しかつ使用することを可能にする。特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって定まり、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それら実施例が特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合に或いはそれら実施例が特許請求の範囲の文言とは異なる本質的でない差違を有する均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。

公知のオイルタンクの概略断面図。通常運転時における公知のオイルタンクの概略断面図。充填されている間における公知のオイルタンクの概略断面図。オイルが特定のレベルにある時における公知のオイルタンクの概略断面図。完全充填時における公知のオイルタンクの概略断面図。オイルタンクの１つの例示的な実施形態の概略断面図。充填キャップを取外した状態での動作中を示す、オイルタンクの別の例示的な実施形態の概略断面図。充填中を示す、図７の例示的な実施形態の概略断面図。充填キャップ組立体の例示的な実施形態の概略断面図。充填キャップ組立体の別の例示的な実施形態の概略断面図。通常運転時におけるオイルタンク用の抽気オリフィスの例示的な実施形態の拡大概略断面図。充填中における、図１１の抽気オリフィスの例示的な実施形態の拡大概略断面図。通常運転時におけるオイルタンク用の抽気オリフィスの例示的な実施形態の拡大概略断面図。充填中における、図１３の抽気オリフィスの例示的な実施形態の拡大概略断面図。

符号の説明

１００オイルタンク
１０２リザーバ
１０４充填キャップ組立体
１０６充填キャップ
１０８バルブ
１１０加圧バルブ
１１２抽気オリフィス
１１４オイルゲージ
６００オイルタンク
６０２リザーバ
６０４充填キャップ組立体
６０６加圧バルブ
６０８バルブ
６１０オイルゲージ
６１２充填キャップ
６１４コネクタ
６１６完全充填レベル
６１８ギャップ
６２０座部
６２２フロート
６２４ボールバルブ
６２６ボール座部
６２８バネ
６３０抽気オリフィス
７００オイルタンク
７０２充填キャップ組立体
７０４バルブ
７０６オイルゲージ
７０８充填キャップ
７１０コネクタ
７１２バルブ
７１４完全充填レベル
９００充填キャップ組立体
９０２バルブ
９０４オイルゲージ
９０６充填キャップ
９０８孔
９１０バルブ
９１４孔
９１６リザーバ
９１８ボール
９２０座部
１０００充填キャップ組立体
１００２バルブ
１００４孔
１００６バルブ
１００８完全充填レベル
１０１０リザーバ
１０１２ボール
１０１４座部
１０１６座部
１１００オイルタンク
１１０２加圧バルブ
１１０４抽気オリフィス
１１０６バルブ
１１０８オイル
１１１０空気

Claims

完全充填レベル（７１４、１００８）を有するオイルタンク（７００）用の充填キャップ組立体（７０２、９００、１０００）であって、
少なくともその一部が前記完全充填レベル（７１４、１００８）より上方に配置されて、充填動作中に前記オイルタンク（７００）から空気を抜くようになった第１のバルブ（７１２、９１０、１００６）と、
通常は開放位置に向かって付勢された第２のバルブ（７０４、９０２、１００２）と、を含む、
充填キャップ組立体（７０２、９００、１０００）。
前記第１のバルブ（７１２、９１０、１００６）が、通常は閉鎖位置に向かって付勢される、請求項１記載の充填キャップ組立体（７０２、９００、１０００）。
前記第１のバルブ（７１２、９１０、１００６）が、通常は開放位置に向かって付勢される、請求項１記載の充填キャップ組立体（７０２、９００、１０００）。
前記第２のバルブ（７０４、９０２、１００２）が、前記完全充填レベルより下方に配置される、請求項１乃至３のいずれか1項に記載の充填キャップ組立体（７０２、９００、１０００）。
リザーバ（１０１０）と、
前記リザーバ（１０１０）に結合されかつ充填動作中に該リザーバ（１０１０）を空気抜きするような寸法にされた抽気オリフィス（１１０４）と、
前記抽気オリフィス（１１０４）内部に配置されて、通常運転時に該抽気オリフィス（１１０４）を制限するようになったバルブ（１１０６）と、
を含むオイルタンク（１１００）。
前記バルブ（１１０６）が、外部供給源から前記抽気オリフィス（１１０４）を通って流れるオイルである、請求項５記載のオイルタンク（１１００）。
前記バルブ（１１０６）が、作動バルブである、請求項５記載のオイルタンク。
完全充填レベル（６１６）を有するオイルタンク（６００）であって、
リザーバ（６０２）と、
前記リザーバ（６０２）に結合された充填キャップ組立体（６０４）と、を含み、
前記充填キャップ組立体（６０４）が、少なくともその一部が前記完全充填レベル（６１６）より上方に配置されて充填動作中に該オイルタンク（６００）を空気抜きするようになった浮遊バルブ（６０８）を含む、
オイルタンク（６００）。
前記バルブ（６０８）が、フロート（６２２）を含む、請求項８記載のオイルタンク（６００）。
前記バルブ（６０８）が、浮遊フラッパバルブである、請求項８記載のオイルタンク（６００）。