JP2013231434A - オイルシールの上流の渦巻ポンピング効果の緩和 - Google Patents

Abstract

【課題】タービンエンジン用のオイルサンプシール加圧装置を提供すること。
【解決手段】例示的なオイルサンプシール加圧装置は、中に取り付けられた少なくとも１つの軸受を備えたオイルサンプ、サンプの非回転構造部材とシャフトの間に動作可能に配置されるオイルシール、オイルシールの外向き側に加圧空気を供給するために配置されたほぼ径方向内側に向けられた通路、通路から加圧空気の少なくとも一部を受けるように配置されたほぼ径方向外側に向けられた経路であって、シャフト上に配置され、シャフトと共に回転する、ほぼ径方向外向きに延びているアームによって少なくとも部分的に画定された経路、及び／又は通路と経路を少なくとも部分的に分離させ、サンプの非回転構造部材に動作可能に取り付けられた乱流シールドを備えることができる。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示されている主題は概して、タービンエンジン内の加圧空気の渦巻ポンピングを緩和する装置及び方法に関する。さらに具体的には、これに限らないが、本発明は、タービンエンジンのオイルサンプの周りの空気圧への渦巻ポンピング効果を緩和する装置及び方法に関する。

タービンエンジンでは、空気は、圧縮機内で加圧され、タービンステージを通して下流側に流れる熱い燃焼ガスを生成するために、燃焼器内で燃料と混合される。これらのタービンステージは、燃焼ガスからエネルギーを抽出する。高圧タービンは、第１のステージノズルと、ディスク及び複数のタービンブレードを含む回転子アセンブリとを備えている。高圧タービンは最初、熱い燃焼ガスを燃焼器から受け、第１の回転子ディスクから径方向外側に延びる一列の高圧タービン回転子ブレードを通して下流側に燃焼ガスを案内する、第１のステージ固定子ノズルを備えている。２ステージタービンでは、第２のステージ固定子ノズルは、第１のステージブレードの下流側に位置し、次いで、その後に、第２の回転子ディスクから径方向外側に延びる一列の第２のステージタービンブレードが続く。固定子ノズルは、隣接する下流側タービンブレードでの抽出を最大限にするように、熱い燃焼ガスを旋回させる。

第１及び第２の回転子ディスクは、操作中に圧縮機に動力を供給するために、対応する回転子シャフトによって圧縮機に結合されている。タービンエンジンは、一般的にブレードと呼ばれる、回転しているエーロフォイルの間でエンジン軸方向に空間を置いて配置された、一般的に羽根と呼ばれる、多数のステージの静止エーロフォイルを含むことができる。多段低圧タービンは、二段高圧タービンにしたがい、典型的なターボファン航空機エンジン構成で、飛行中の航空機に動力を与えるために、典型的には、圧縮機から上流側に配置されたファンに第２のシャフトによって結合されている。

燃焼ガスがタービンステージを通して下流側に流れると、エネルギーがそこから抽出され、燃焼ガスの圧力が減少する。燃焼ガスは、圧縮機と、電力及び海洋使用のためのタービン出力シャフトに動力を与える、又は航空使用で推力を与えるために使用される。このように、燃料エネルギーは、圧縮機に動力を与え、プロセスを続けるために必要な圧縮空気を供給するように、回転シャフトの機械エネルギーに変換される。

タービンエンジン内の１つの渦巻源は、かなりの接線速度を作り出すことができるラビリンスシールであってもよい。これは、タービンエンジンの回転構成部品、例えば、シールを支持するために延びているシール又はアームからの粘性抵抗効果によって生じることができる。他の非旋回流体流では、これらの渦巻の生成により、旋回流体の径の変化に関連する場合に、かなりの圧力低下が生じる可能性がある。多くの場合、このような圧力低下はかなり望ましくない可能性がある。

特定のオイルサンプでは、最小圧力差を使用して、オイルの漏れを防ぐことができ、このような圧力差は、排油能力に関連する可能性がある。サンプの周りの圧力差が高すぎる場合、オイル漏出防止特徴が損なわれる可能性がある。本開示で使用するとき、「サンプの周りの圧力差」とは、個別のサンプに対する全てのオイルシールのドライ側の空気圧の最大差のことを言うことがある。

米国特許出願公開第２０１０／０２５４８０７号公報

いくつかのオイルサンプ構成では、オイルサンプの周りの過剰な圧力差が、望ましくないオイルの漏れを生じさせる可能性がある。

（１つ又は複数の）上記問題に対する少なくとも１つの解決法が本開示によって提供され、例としての実施形態を含むが、例示的な教示を与えるためであり、限定することを意味するものではない。

本開示の少なくともいくつかの態様は、オイルサンプ、及び渦巻ポンピングによるオイルシールの上流側の圧力損失の減少を伴なう可能性がある。渦巻を中で形成することができる経路から離れて加圧空気流を案内することができる。加圧流は、加圧歯シールによって静的空気圧への渦巻の影響から少なくとも部分的に隔離させることができる。いくつかの例示的な実施形態は、隣接するオイルサンプシールで適切な空気圧を維持し、そのシールを通した漏れを減少させることに貢献することができる。

本開示の少なくともいくつかの態様による、タービンエンジン用の例示的なオイルサンプシール加圧装置は、オイルサンプであって、サンプに対するシャフトの回転を可能にする、中に取り付けられた少なくとも１つの軸受を備えたオイルサンプ、サンプの非回転構造部材とシャフトの間に動作可能に配置され、オイルサンプの内部に露出された内向き側と外向き側を有するオイルシール、オイルシールの外向き側に加圧空気を供給するために配置されたほぼ径方向内側に向けられた通路、通路から加圧空気の少なくとも一部を受けるように配置されたほぼ径方向外側に向けられた経路であって、シャフト上に配置され、シャフトと共に回転する、ほぼ径方向外向きに延びているアームによって少なくとも部分的に画定された経路、及び／又は通路と経路を少なくとも部分的に分離させ、サンプの非回転構造部材に動作可能に取り付けられた乱流シールドを備えることができる。

本開示の少なくともいくつかの態様によるタービンエンジン用の例示的なオイルサンプシール加圧装置は、回転可能シャフトを支持する軸受を格納する非回転オイルサンプ、オイルサンプの内部を少なくとも部分的に隔離し、サンプの非回転構造部材と回転可能シャフトの間で動作可能に作用するオイルシール、オイルサンプに対するオイルシールの外向き側に加圧空気を供給するように配置された通路、オイルサンプの周りに少なくとも部分的に配置され、通路に加圧空気を供給するように配置された容量を有するサンプ加圧キャビティ、容量とシャフト上に配置された回転可能アームの間でサンプ加圧キャビティ内に配置された非回転乱流シールド、及び／又は通路と回転可能アームに流体的に介在し、回転可能アームに向かう通路からの加圧空気の流れを制約する加圧歯を備えることができる。

本開示の少なくともいくつかの態様によるタービンエンジン用の例示的なオイルサンプシール加圧装置は、回転可能シャフトを支持する軸受を格納する非回転オイルサンプ、オイルサンプの内部を少なくとも部分的に隔離し、サンプの非回転構造部材と回転可能シャフトの間で動作可能に作用するオイルシール、オイルサンプに対してオイルシールの外向き側に加圧空気を供給するように配置された通路、オイルサンプの周りに少なくとも部分的に配置され、通路に加圧空気を供給するように配置された容量を有するサンプ加圧キャビティ、容量とシャフト上に配置された回転可能アームの間でサンプ加圧キャビティ内に配置された非回転乱流シールド、通路と回転可能アームに流体的に介在し、回転可能アームに向かう通路からの加圧空気の流れを制約する加圧歯、及び／又はシャフト上に配置され、通路と排水管の間に軸方向に配置された非回転ランドに向かって径方向外側に延び、幅を有する間隙によってほぼ径方向にランドから離間され、幅を有する上側表面を含む阻止歯を備えることができる。加圧歯は、ほぼ乱流シールドに向かってシャフトから径方向外側に延びることができる。乱流シールドは、シャフトに対してほぼ径方向外向きに延びることができる。

上に概略を説明した特徴の全ては、単に例示的なものとして理解すべきものであり、本発明の多くのさらなる特性及び目的は、本明細書の開示から得ることができる。したがって、ここに含まれる明細書全体、特許請求の範囲、及び図面をさらに読むことなしに、この要約が、限定的な解釈と、理解されるべきものではない。

特許請求の範囲が求める主題を特に、本明細書で指摘し、請求する。しかし、その主題及び実施形態は、添付の図面と一緒に以下の説明を参照して最もよく理解することができる。

ガスタービンエンジンの側面図である。 例示的なオイルサンプ及び関連するシール構造の側面図である。 全て本開示の少なくともいくつかの態様による、例示的なオイルサンプ及び関連するシール構造の詳細図である。

以下の詳細な説明では、その一部を形成する、添付の図面に言及する。図面では、同様の符号は典型的には、前後関係がそうでないと示していない限り、同様の構成要素を特定する。詳細な説明、図面、及び特許請求の範囲に記載された例示的な実施形態は、限定的であることを意味するものではない。他の実施形態を利用することもでき、ここに提示された主題の精神又は範囲から逸脱することなく、他の変更を加えることもできる。本明細書に全体的に記載され、図面に図示されたように、本開示の態様を、幅広い異なる構成で配置、置換、組合せ、及び設計することができ、これらは全て明示的に解釈され、本開示の一部をなすものである。

本開示は、とりわけ、ガスタービンエンジン、より具体的には、タービンエンジン内の加圧空気の渦巻ポンピングを緩和する装置及び方法を含んでいる。本開示の少なくともいくつかの態様によるいくつかの例示的な実施形態は、タービンエンジンのオイルサンプの周りの空気圧への渦巻ポンピング効果を緩和する装置及び方法に関することができる。

次に、与えられた実施形態により詳細に参照し、その１つ又は複数の実施例が図面に例示されている。各実施例は、説明として与えられたものであり、開示する実施形態を限定するものではない。実際、様々な変更及び変形を、本開示の範囲又は精神から逸脱することなく本実施形態に加えることができることは、当業者には明らかである。例えば、一実施形態の一部として例示又は記載された特性を、別の実施形態をさらに生じさせるために別の実施形態で使用することができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその同等物の範囲内に含まれるように、このような変更形態及び変形形態を含むことを意図している。

いくつかの例示的な実施形態は、燃焼器が燃料を燃焼し、熱い燃焼ガスを高圧タービン内に排出する、航空、発電、産業、又は海洋使用に関連して使用されるガスタービンエンジンに適用することができる。例示的な構造及び方法は、低速又は高速タービンシャフトの何れかに対してオイルサンプにわたって圧力を平衡する助けとなることができ、さらに具体的には、オイルサンプに対するオイルシールの上流側の空気の渦流ポンピングによる圧力損失を制限することができる。本開示の少なくともいくつかの態様による様々な例示的な実施形態は、換気、及び非換気オイルサンプ構成に適用可能である。

前（又は前方の）及び後という用語は、エンジン軸に関して使用されており、一般的に、エンジン軸の方向にタービンエンジンの前方又はタービンエンジンの後方に向かうことを意味している。

図１〜３は、本開示の少なくともいくつかの実施形態による、オイルサンプにわたって限られた圧力低下を維持する様々な例示的なオイルサンプシール加圧装置及び方法を図示している。いくつかの例示的な実施形態は、静的圧力への渦巻ポンピングの影響を制限し、それによって、オイルサンプにわたる圧力差を制限することができる。

最初に図１を参照すると、ガスタービンエンジン１０の略側面図は、エンジン入口端部１２と、圧縮機１４と、燃焼器１６と、多段高圧タービン１８とを有していることを示している。ガスタービンエンジン１０は、航空、発電、産業、海洋、又は同様の応用例で使用することができる。ガスタービンエンジン１０は全体的に、軸２４の周りで軸対称である。使用に応じて、エンジン入口端部１２は、代替的に、ファンよりむしろ、多段圧縮機を含む場合がある。操作中、空気は、エンジン１０の空気入口端部１２を通して入り、少なくとも１段階の圧縮を通して移動し、そこで、空気圧が増加し、燃焼器１６に案内される。圧縮空気は、燃料と混合され、燃焼されて、高圧タービン１８に向かって燃焼器１６を出る熱い燃焼ガスを提供する。高圧タービン１８では、エネルギーは、熱い燃焼ガスから抽出されて、タービンブレードを回転させ、その後、１つ又は複数の圧縮機１４の回転を続けるように、エンジンの前方に向かって通過して高圧シャフト２６を回転させる。第２のシャフト、低圧シャフト２８は、タービン設計によって、低圧タービン２１、及びターボファン２０又は入口ファンブレードを機械的に結合させる。

高圧シャフト２６は、エンジンの軸２４の周りで回転する。高圧シャフト２６は、タービンエンジン１０を通して延び、軸受によって支持されている。軸受は、高速旋回中に部品を冷却するようにオイルサンプ内で動作する。回転部品内及びその周りの流体漏出は、燃料消費をかなり増加させ、エンジン効率を減少させて、タービンエンジンの望ましくない動作パラメータにつながる可能性がある。加えて、タービン及び圧縮機排出領域内の燃焼ガスなどの高圧ガスは、高圧領域から低圧領域まで漏出する可能性があり、このような漏出を制御することが好ましい。このような漏出の制御又は抑止は、例えば、差圧の領域間に位置決めされたラビリンスシール及びブラシシールを含む、様々な方法で行なわれる。しかし、時間の経過と共に、このような高圧及び熱的領域への露出の増加は、シール効果の損失につながる可能性がある。

ガスタービンエンジンでは、オイルなどの流体を閉じ込め、このような流体が隣接する領域に流入する、又は容量から流出するのを防ぐために、１つ又は複数の回転部分を含むことができる容量を隔離することが必要である、又は望ましい場合がしばしばある。例えば、ガスタービンエンジンでは、流体又はオイルの量が容量又はサンプから漏出するのを防ぐために、軸受を囲んでいる容量にシャフト軸受に関連する液体潤滑材を閉じ込める必要がある場合がある。オイルサンプ構造では、シールを加圧し、漏出を防ぎ、オイル又は動作構成部品を冷却するために、加圧空気を使用して、サンプ領域の周り且つ／又はサンプ領域を通過させることができる。例示的なサンプ領域３０は、シャフト２６の後端部に示されている。

ラビリンスタイプ、カーボンタイプ、又は他のタイプを含む複数のオイルシールを有する換気及び非換気オイルサンプなどのいくつかのサンプは、漏出を制限するために、サンプ周りの、且つ／又はオイルシールの間の最小圧力差に依存する場合がある。圧力差が高すぎる場合、シールは適当に機能しない可能性があり、これは望ましくない場合がある。本開示は、１つの構造では、高速回転で動作し、直径が変化し、同じ回転速度だが、より小さい直径で動作するラビリンスシールまで延びる隣接する通路を有するラビリンスシールは、オイルシールの上流側の空気の渦巻につながる可能性があることが考えられる。加えて、本開示は、ラビリンスシールの近くに空気の回転によって作り出される渦巻の半径の減少が、２つのシールの間の圧力損失につながる可能性があることが考えられる。その結果、シール間の圧力差を許容レベルまで平衡化することが難しい可能性がある。

次に、図２を参照すると、後部オイルサンプの側面図が示されている。タービンエンジン１０の後部領域では、１つ又は複数のサンプを配置することができ、径方向内側又は低圧シャフト２８及び径方向外側シャフト又は高圧シャフト２６を回転させる軸受として働く。高圧シャフト２６は、高圧タービン１８と高圧圧縮機１４を相互接続し、内側シャフトは、低圧圧縮機及び低圧タービンを相互接続する。タービンエンジンの動作中、シャフトは両方とも、互いに異なる速度で回転する。両方のシャフト２６、２８は、同じ方向、又は反対の方向に回転する可能性がある。

図２に示すように、ページの左手側では、高圧タービン１８は、中心線軸２４の周りに延び、その周りでも回転する高圧シャフト２６に接続された回転子アセンブリ２２によって代表される。以下に径方向に示すように、高圧シャフト２６は、エンジン軸２４の周りでも回転する低圧シャフト２８である。

回転子アセンブリ２２の軸方向後部は、複数の構造部材３４、３６、３８、４０、４２、４４、及び６６によって画定された、オイルサンプハウジングである。これらの部材は一般的に、少なくとも１つのシャフト軸受を冷却及び潤滑するために中でオイルが保持される高圧シャフト２６の上の容量３２と、加圧空気９０がそこからサンプシール６８、７０に供給される、サンプ３２を囲む容量７２、４６、６２を備えたサンプ加圧キャビティとを画定する。オイルシール６８を、サンプ３２の非回転構造部材（例えば、構造部材４４）とシャフト２６の間に動作可能に配置することができる。その下側表面に沿って配置された摩擦ストリップ５２を有するサンプ前方空気シールランド５０が、部材３８から垂れ下がっている。サンプ前方空気ラビリンスシール５４は、サンプ前方空気シールランド５０の下にあり、摩擦ストリップ５２と係合している。ラビリンスシール５４は、摩擦ストリップ５２を係合するように、径方向上向きに延びる複数のシール歯を備えている。ラビリンスシール５４の軸方向後部で、アーム５６に沿って径方向外向きに延びているのは、経路５８である。アーム５６は、シャフト２６からほぼ径方向外向きに延びることができる、且つ／又はシャフト２６と共に回転することができる。この経路５８では、アーム５６及びラビリンスシール５４の回転により、渦巻を作り出すことができ、経路５８内のより径方向内向きの点をより径方向外向きの点より相対的に低い静的圧力にすることができる。圧力のこのような変化は、空気が経路５８を通してオイルシール６８まで径方向内向きに流れる場合に、圧力低下につながる可能性がある。したがって、後部シール７０と前部シール６８の間のサンプ周りの加圧流９０の圧力差を実現することができる。

バイパス流路６２が、乱流シールド６０から軸方向後部に進んでいる。歯シール又は加圧歯６４（例えば、単一の歯）が、乱流シールド６０の下にある。加圧歯６４は、流路５８を実質的に密封することができる、且つ／又は渦巻を中で作り出すことができる下側の圧力経路（例えば、流路５８）内の空気が加圧歯６４の後部側で圧力を下げるのを実質的に抑制することができる。オイルサンプ３２用の前方シールを画定するラビリンスオイルシール６８が、加圧歯６４の後部に対してある。後部シール７０は、オイルサンプ３２用の反対側のシールを画定する。シャフト２６の回転を可能にすることができる、軸受アセンブリ８０、例えば、ローラ軸受アセンブリが、サンプ３２内にある。

図に示すように、加圧空気９０は、サンプ３２の後部の流路７２内に径方向上向きに進む。流れ９０は、流路７２及び構造部材４０内の開口部を通して上向きに進み、この記載の目的で、エンジン１０の軸方向に対して前方に乱流シールド６０に向かって旋回する。構造部材４２内では、流れ９０は部材６６を通過し、乱流シールド６０の後部側に沿って延びるバイパス流路６２を通して下向きに進む。その結果、流れ領域５８内の回転によって作り出された渦巻は、バイパス流路６２を通して移動する流れ９０から乱流シールド６０によって実質的に分離させることができる。

図に示すように、後部シール７０に隣接する流路領域７２での圧力、及びラビリンスオイルシール６８での圧力は、同じに近い、又はラビリンスオイルシール６８での圧力は後部シール７０での圧力より極めて僅かに低くてもよいことが望ましい。シール６８での空気流９０は、サンプ３２からオイルに対するバリアを作り出す。圧力差が高すぎる場合、経路５８内の渦巻と同様に、サンプ３２からのオイルは、ラビリンスオイルシール６８にわたって漏れる可能性がある。したがって、オイルサンプ３２周りの圧力差が最小限に抑えられ、それによって、適切なシール性能が保証され、シールからの漏出が抑制される。

図３は、ラビリンスシール５４及びオイルサンプ３２に隣接した乱流シールド６０の詳細図である。乱流シールド６０は、加圧歯６４の上で上向きに延びており、サンプの非回転構造部材（例えば、構造部材４４）に取り付けることができる。ラビリンスシール５４及びアーム５６の高速回転により渦巻を形成することができる変化する直径、及び経路５８の変化する直径を有する、流路５８は、乱流シールド６０の軸方向前方である。しかし、乱流シールド６０は、流れ９０の一部をシールド６０の後部側に、ほぼ径方向内向きに配向させることができる通路６３を通して案内する。その結果、経路５８の領域内の渦巻は、乱流シールド６０の後部側で流路６２と相互作用するのが抑制される。

加圧歯６４は、乱流シールド６０の前方側の渦巻に関連する圧力低下が、加圧歯６４の後部側の圧力に実質的に悪影響を与えるのを制限する。これは、通路６３の下流側のより高い圧力につながる。加圧歯６４は普通、そこを通る加圧空気９０の流れを制限することができる。

加圧空気９０の流れが乱流シールド６０の後部の経路６２内に進むと、加圧空気９０の一部は、加圧歯６４に向かって旋回し、経路５８内にそのシールを通して進み、シールによって作り出された制限を通過するときに、圧力低下を経験する可能性がある。流れ９０の他の部分がラビリンスシール６８に向かって後部に進むと、サンプ３２からのオイルがシール６８を通して前方に移動し、漏れるのを抑制するように、圧力をシール６８で実質的に維持することができる。オイルシール６８がオイルサンプ３２用のシールとして働くので、シール６８の前方側の加圧流９０は、オイルシール６８の後部側から前方側へのオイルの通過を抑制する。

当業者には分かるように、乱流シールド６０は、渦巻が回転により形成される領域５８を迂回するように、加圧流９０を案内する。加えて、加圧歯６４は、歯６４の前方側の必然的により低い圧力区間が、歯６４の後部側で空気の静的圧力に実質的に影響を与えるのを防止することができる。

いくつかの例示的な実施形態は、漏出したオイル用の排水路として働くことができる、且つ／又は加圧空気９０の少なくとも一部を換気することができる開口部６５を備えることができる。開口部６５は、通路６３とオイルシール６８の間で軸方向に位置決めすることができる。

図２及び３を参照すると、阻止歯７４を、通路６３とラビリンスオイルシール６８の間に配置することができる。阻止歯７４は、シャフト２６の上に配置することができる、且つ／又は非回転ランド７６に向かって径方向外側に延びることができる。ランド７６を、通路６３とオイルシール６８の間で軸方向に配置することができる。阻止歯７４は、幅７８を有する間隙７７によってほぼ径方向にランド７６から離間することができる。阻止歯７４は、幅１７５を有する上側表面を備えることができる。加圧歯６４は、エンジン軸２４に対してほぼ軸方向に測定することができる幅１６４を有することができる（図１）。オイルシール６８は、エンジン軸２４に対してほぼ軸方向に測定することができる幅１６９を有する１つ又は複数の歯６９を備えることができる（図１）。

いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯７４は、加圧歯６４及びラビリンスシール６８の例示的な歯６９などの、高圧シャフト２６上の隣接する歯の幅の少なくとも約１．５、２．０、又は２．５倍である可能性がある。すなわち、いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯幅１７５は、加圧歯幅１６４及び／又はシール歯幅１６９の少なくとも約１．５倍であってもよい。いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯幅１７５は、加圧歯幅１６４及び／又はシール歯幅１６９の少なくとも約２．０倍であってもよい。いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯幅１７５は、加圧歯幅１６４及び／又はシール歯幅１６９の少なくとも約２．５倍であってもよい。

いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯幅１７５と間隙幅７８の比は、約０．５より大きくてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯幅１７５と間隙幅７８の比は、約１．０より大きくてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、阻止歯幅１７５と間隙幅７８の比は、約４．０より大きくてもよい。

したがって、本装置の実施形態は、サンプ前方空気シール５４及びアーム５６の領域内のポンピング効果を緩和する、且つ／又は後部シール７０からラビリンスオイルシール６８へのオイルサンプ３２にわたる圧力損失を最小限に抑える。サンプにわたる圧力損失を抑制することによって、サンプ３２からオイル漏出を抑止するために、加圧空気９０を、ラビリンスシール６８でより効果的に利用することができる。

多数の本発明の実施形態が本明細書に記載及び例示されているが、当業者は、機能を行なう、且つ／又は結果及び／又は本明細書に記載された利点の１つ又は複数を得るための様々な他の手段及び／又は構造をすぐに思い付き、このような変更形態及び／又は変形形態それぞれは、本明細書に記載された実施形態の発明の範囲内にあると考えられる。より一般的には、当業者は、本明細書に記載された全てのパラメータ、寸法、材料、及び構成が例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成が本発明の教示が使用される特定の１つ又は複数の応用例によって左右されるものであるということがすぐに理解できるであろう。当業者は、本明細書に記載された特定の本発明の実施形態の多くの同等物を、単なる日常の実験を使用して認識する、又は解明することが可能である。したがって、前述の実施形態は、単に例として提示されており、添付の特許請求の範囲及びその同等物の範囲内で、本発明の実施形態を特に記載及び請求されていない方法で実施することができることを理解されたい。本開示の本発明の実施形態は、本明細書に記載された、各個別の機構、システム、物体、材料、キット、及び／又は方法を対象としている。加えて、２つ以上のこのような機構、システム、物体、材料、キット、及び／又は方法のあらゆる組合せは、このような機構、システム、物体、材料、キット、及び／又は方法が相互に一貫性がない場合に、本開示の本発明の範囲内に含まれる。

最良の形態を含む実施形態を開示するために、また、当業者があらゆるデバイス又はシステムを製造及び使用すること、並びにあらゆる組み込まれた方法を行なうことを含む、装置及び／又は方法を実施することを可能にするために、実施例が使用される。これらの実施例は、排他的である、又は開示された正確なステップ及び／又は形式に開示を制限することを意図したものではなく、多くの変更形態及び変形形態が上記教示を鑑みて可能である。本明細書に記載された機構をあらゆる組合せで組み合わせることができる。本明細書に記載された方法のステップは、物理的に可能であるあらゆるシーケンスで行なうことができる。

本明細書で規定及び使用されているような全ての規定は、辞書的規定、参照として援用された文献内の規定、及び／又は規定された用語の通常の意味を統制するものと理解されたい。明細書及び特許請求の範囲で本明細書において使用されるような「ａ」及び「ａｎ」という不定冠詞は、そうでないと明らかに示されていない限り、「少なくとも１つの」を意味するように理解されたい。明細書及び特許請求の範囲で本明細書において使用されるような「及び／又は」という表現は、そのように結合された要素、すなわち、いくつかの場合では結合して存在し、他の場合では分離して存在する要素の「何れか又は両方」を意味するように理解されたい。

また、そうでないと明らかに示されていない限り、２つ以上のステップ又は動作を含む本明細書で請求されるあらゆる方法では、方法のステップ又は動作の順序は必ずしも、方法のステップ又は動作が言及されている順序に限るものではないことを理解されたい。

特許請求の範囲と、上記明細書では、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「担持している（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴っている（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「保持している（ｈｏｌｄｉｎｇ）」、「から構成される（ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ）」などの全ての暫定的な表現は、オープンエンドである、すなわち、これに限らないということを含むことを意味することを理解されたい。「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」及び「基本的に・・・からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という暫定的な表現だけは、特許審査手続きの米国特許庁マニュアル、セクション２１１１．０３で規定されているように、それぞれクローズ又はセミクローズの暫定的表現であるものとする。

本明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するために、また、当業者があらゆるデバイス又はシステムを製造及び使用すること、並びにあらゆる組み込まれた方法を行なうことを含む、本発明を実施することを可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思いつく他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言とは異ならない構造的要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない同等の構造的要素を含んでいる場合に、特許請求の範囲内にあることを意図している。

１０ ガスタービンエンジン
１２ エンジン入口端部
１４ 圧縮機
１６ 燃焼器
１８ 多段高圧タービン
２０ ターボファン
２１ 低圧タービン
２２ 回転子アセンブリ
２４ エンジン軸
２６ 高圧シャフト
２８ 低圧シャフト
３０ サンプ領域
３２ 容量、オイルサンプ
３４ 構造部材
３６ 構造部材
３８ 構造部材
４０ 構造部材
４２ 構造部材
４４ 構造部材
４６ 容量
５０ 前方空気シールランド
５２ 摩擦ストリップ
５４ 前方空気ラビリンスシール
５６ アーム
５８ 経路、流路
６０ 乱流シールド
６２ 容量、バイパス流路、通路
６３ 通路
６４ 加圧歯
６５ 開口部
６６ 構造部材
６８ サンプシール、ラビリンスオイルシール、前部シール
６９ 歯
７０ サンプシール、後部シール
７２ 容量、流路
７４ 阻止歯
７６ 非回転ランド
７７ 間隙
７８ 間隙幅
８０ 軸受アセンブリ
９０ 加圧空気、流れ、加圧流、空気流
１６４ 加圧歯幅
１６９ シール歯幅
１７５ 阻止歯幅

Claims (20)

1. オイルサンプであって、前記サンプに対するシャフトの回転を可能にする、中に取り付けられた少なくとも１つの軸受を備えたオイルサンプと、
   前記サンプの非回転構造部材と前記シャフトの間に動作可能に配置され、前記オイルサンプの内部に露出された内向き側と外向き側を有するオイルシールと、
   前記オイルシールの前記外向き側に加圧空気を供給するために配置されたほぼ径方向内側に向けられた通路と、
   前記通路から前記加圧空気の少なくとも一部を受けるように配置されたほぼ径方向外側に向けられた経路であって、前記シャフト上に配置され、前記シャフトと共に回転する、ほぼ径方向外向きに延びているアームによって少なくとも部分的に画定された経路と、
   前記通路と前記経路を少なくとも部分的に分離させ、前記サンプの前記非回転構造部材に動作可能に取り付けられた乱流シールドと
   を備えた、タービンエンジン用のオイルサンプシール加圧装置。
2. 前記通路と前記経路の間に動作可能に配置され、そこを通る前記加圧空気の流れを制約する加圧歯をさらに備えた、請求項１記載のオイルサンプシール加圧装置。
3. 前記シャフト上に配置され、前記通路と前記オイルシールの間に軸方向に配置された非回転ランドに向かって径方向外側に延び、幅を有する間隙によってほぼ径方向に前記ランドから離間され、幅を有する上側表面を含む阻止歯をさらに備えたオイルサンプシール加圧装置であって、前記阻止歯幅は前記加圧歯の幅の少なくとも約１．５倍である、請求項２記載のオイルサンプシール加圧装置。
4. 前記加圧歯は、前記乱流シールドにほぼ向かって前記シャフトから径方向外向きに延びている、請求項２記載のオイルサンプシール加圧装置。
5. 前記乱流シールドは、前記シャフトに対してほぼ径方向外向きに延びている、請求項１記載のオイルサンプシール加圧装置。
6. 空気シールは前記アーム上に配置されている、請求項１記載のオイルサンプシール加圧装置。
7. オイルの排出、及び前記加圧空気の少なくとも一部の換気を可能にするように配置され、前記通路と前記オイルシールの間に軸方向に位置決めされた排水管と、
   前記シャフト上に配置され、前記通路と前記排水管の間に軸方向に配置された非回転ランドに向かって径方向外側に延び、幅を有する間隙によってほぼ径方向に前記ランドから離間され、幅を有する上側表面を含む阻止歯とをさらに備えた、請求項１記載のオイルサンプシール加圧装置。
8. 前記阻止歯幅は前記加圧歯の幅の少なくとも約２．０倍である、請求項７記載のオイルサンプシール加圧装置。
9. 阻止歯幅と間隙幅の比は、約０．５より大きい、請求項７記載のオイルサンプシール加圧装置。
10. 回転可能シャフトを支持する軸受を格納する非回転オイルサンプと、
    前記オイルサンプの内部を少なくとも部分的に隔離し、前記サンプの非回転構造部材と前記回転可能シャフトの間で動作可能に作用するオイルシールと、
    前記オイルサンプに対する前記オイルシールの外向き側に加圧空気を供給するように配置された通路と、
    前記オイルサンプの周りに少なくとも部分的に配置され、前記通路に前記加圧空気を供給するように配置された容量を有するサンプ加圧キャビティと、
    前記容量と前記シャフト上に配置された回転可能アームの間で前記サンプ加圧キャビティ内に配置された非回転乱流シールドと、
    前記通路と前記回転可能アームに流体的に介在し、前記回転可能アームに向かう前記通路からの前記加圧空気の流れを制約する加圧歯と
    を備えた、タービンエンジン用のオイルサンプシール加圧装置。
11. 前記加圧歯は、前記乱流シールドにほぼ向かって前記シャフトから径方向外向きに延びる、請求項１０記載のオイルサンプシール加圧装置。
12. 前記乱流シールドは、前記シャフトに対してほぼ径方向外向きに延びている、請求項１０記載のオイルサンプシール加圧装置。
13. 空気シールは前記アーム上に配置されている、請求項１０記載のオイルサンプシール加圧装置。
14. 前記シャフト上に配置され、前記通路と前記オイルシールの間に軸方向に配置された非回転ランドに向かって径方向外側に延び、幅を有する間隙によってほぼ径方向に前記ランドから離間され、幅を有する上側表面を含む阻止歯をさらに備えた、請求項１０記載のオイルサンプシール加圧装置。
15. 前記阻止歯幅は前記加圧歯の幅の少なくとも約１．５倍である、請求項１４記載のオイルサンプシール加圧装置。
16. 回転可能シャフトを支持する軸受を格納する非回転オイルサンプと、
    前記オイルサンプの内部を少なくとも部分的に隔離し、前記サンプの非回転構造部材と前記回転可能シャフトの間で動作可能に作用するオイルシールと、
    前記オイルサンプに対して前記オイルシールの外向き側に加圧空気を供給するように配置された通路と、
    前記オイルサンプの周りに少なくとも部分的に配置され、前記通路に前記加圧空気を供給するように配置された容量を有するサンプ加圧キャビティと、
    前記容量と前記シャフト上に配置された回転可能アームの間で前記サンプ加圧キャビティ内に配置された非回転乱流シールドと、
    前記通路と前記回転可能アームに流体的に介在し、前記回転可能アームに向かう前記通路からの前記加圧空気の流れを制約する加圧歯と、
    前記シャフト上に配置され、前記通路と排水管の間に軸方向に配置された非回転ランドに向かって径方向外側に延び、幅を有する間隙によってほぼ径方向に前記ランドから離間され、幅を有する上側表面を含む阻止歯と
    を備えたタービンエンジン用のオイルサンプシール加圧装置であって、
    前記加圧歯は、前記乱流シールドにほぼ向かって前記シャフトから径方向外向きに延び、
    前記乱流シールドは、前記シャフトに対してほぼ径方向外向きに延びている、オイルサンプシール加圧装置。
17. オイルの排出、及び前記加圧空気の少なくとも一部の換気を可能にするように配置され、前記通路と前記オイルシールの間に軸方向に位置決めされた排水管をさらに備えた、請求項１６記載のオイルサンプシール加圧装置。
18. 前記阻止歯幅は前記加圧歯の幅の少なくとも約１．５倍である、請求項１６記載のオイルサンプシール加圧装置。
19. 前記阻止歯幅は前記加圧歯の幅の少なくとも約２．０倍である、請求項１６記載のオイルサンプシール加圧装置。
20. 前記阻止歯幅は前記加圧歯の幅の少なくとも約２．５倍である、請求項１６記載のオイルサンプシール加圧装置。