JPS5920917B2 - 緊急油霧供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンエンジンの軸受、または歯車箱
のための主給油装置に組入れる緊急油霧供給装置に関し
、特に、主給油装置が故障した後一定限度の時間だけ軸
受に極小の油滴を均一に分布させるように潤滑油の高圧
噴霧を供給するための緊急潤滑油供給装置に関する。

高速飛行機に使用されるようなガスタービンエンジンに
おいては、回転軸がエンジンフレームに対して回転しう
るように軸受箱内に支承されているので、軸受には常時
潤滑油流を供給しなければならない。

一般に主給油装置は、大きな油溜めを備えており、各軸
受および歯車箱へ導管を通して油を分配するためのポン
プが設けられている。

ポンプは、通常、密閉された溜め内に配設されており、
各溜めの底に収集された油が掃去装置によって王溜めへ
戻され、しかる後、再び油が連続回路を通して軸受また
は歯車箱へポンプ送りされるようになされている。

いうまでもなく、相対的可動部品の詰まりによる早期故
障を防止するために可動軸受または歯車箱を常に潤滑す
ることは極めて重要である。

主給油装置の各構成要素は、寸法が大きいために、損傷
を受は易いエンジンケーシングの外部に配置されている
。

例えば、軍用機に塔載されているガスタービンエンジン
の場合は、主給油装置の露出部品は、敵の攻撃により破
損され易い。

主給油装置の油導管または他の構成部品に裂断や破裂が
生じた場合、各軸受や歯車箱への油の圧力および流量が
急激に低下し、ガスタービンエンジンの作動をそのまま
継続したとすれば、軸受や歯車箱の焼付き（回転の支障
）を生じ、エンジンの故障を起すことになる。

従来は、主給油装置の部品に破裂または裂断が生じた後
一定限の時間だけガスタービンエンジンおよび飛行機を
安全に作動させることができるようにするために、主給
油装置の故障後一定限の時間だけ潤滑部品へ油を供給す
るための緊急油溜めを設けることが提案されている。

緊急油溜めを装備することは、戦斗状態の下で行動する
軍用機にとっては極めて重要であり、従来は一般に、飛
行機のガスタービンエンジン全体に亘ってその軸受およ
び歯車箱の近傍に複数の緊急油溜めを適当に配置するこ
とが提案されている。

一般に、各緊急油溜めは、主給油装置から補給され、軸
受へ油流を供給するための重力供給ドレンまたは空気圧
手段を備えており、正常運転中は、各緊急油溜めからの
油の供給は、通常、一連の逆止弁によって閉止されてい
る。

油の圧力または供給が失われた場合、緊急潤滑油の供給
を可能にするために逆止弁を手動または自動操作によっ
て作動させなければならない。

このような従来の緊急給油装置の欠点は、正常なエンジ
ンの運転中緊急用油溜めが閉止しておかれるため油のよ
どみを生じ、その結果、油の熱劣化が徐々に進行する。

また、従来の緊急給油装置の重力送り装置は潤滑部品の
接触面を十分に潤滑させるだけの空気流を供給すること
ができず、潤滑部品へ冷却空気流を供給しない。

また、潤滑すべき部品に近接して緊急油溜めを設置し、
該油溜めから延長させた導管の排出口を潤滑部品の近く
に位置させるようにした緊急給油装置も知られている。

この構成においては、正常運転中も、主給油装置が作動
不能になった場合の緊急作動のときにも、前記導管を通
して油を吸引するための吸引作用を創生ずるために加圧
空気流が導管の排出口に常時供給される。

従ってこの緊急給油装置においては、緊急溜め内の油は
、エンジンの正常運転中連続的に減少する。

従って、本発明の目的は、主給油装置が故障した後、運
動部品の焼付きを防止し、エンジンの決定的な故障を回
避するために一定限度の時間だけ高圧の油噴霧を軸受に
吹付けて油の小滴を軸受上に均一に分布するための改良
型緊急給油装置を提供することである。

本発明の他の目的は、主潤滑油供給源と軸受との間に延
長させた導管に緊急油溜めを接続し、それによって緊急
油溜め内の油が常時新陳代謝され、よどみを生じないよ
うにした緊急給油装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、緊急油溜めから油を吸引し、
それを高圧下で吹付けて極微小滴の油を軸受上に均一に
分布させるようにし、それによって緊急給油装置の作動
時間を延長させるようにした緊急給油装置を提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、主給油装置の故障後完全に作動す
ることのできる緊急給油装置を提供することである。

略述すれば、本発明の緊急油霧供給装置は、飛行機のガ
スタービンエンジンの主給油装置に組入れたものであっ
て、主潤滑油供給源と、軸受または歯車箱へ油を付与す
るためのノズルとの間を連結する導管に接続された緊急
油溜めを有する。

このノズルは、主給油装置が完全に作動しているときは
軸受へ油流を吹付け、主給油装置が故障したときは緊急
油溜めから吸引された油と高圧空気とのミスト（油噴霧
）を吹付けることができる。

緊急油溜めを大気通気管に連結し、かつ加圧空気源を空
気吸引式ノズルに連結する制御ピストン弁を設ける。

主給油装置が故障すると、制御弁が作動されて、加圧空
気が上記ノズルへ供給され、空気の吸引作用により緊急
油溜め内の油を吸引する。

この制御弁は、それと同時に、緊急油溜めを大気通気管
に接続し、それによって緊急油溜めから吸引される油量
を制御するようにする。

この構成によって、本発明の緊急油霧供給装置は、ノズ
ルから出る油滴に超音波衝突を生じさせ、それによって
極微小の油滴を軸受または歯車箱に均一に分布させる。

緊急給油装置の作動は、主給油系内の油の圧力低下によ
って、あるいは軸受または歯車箱の過熱によって始動さ
れるようにした圧力平衡型ピストン弁またはソレノイド
弁によって制御することができる。

本発明の叙上およびその他の目的、特徴ならびに利点は
、添付図を参照して記述した以下の説明から一層明瞭に
なろう。

第１および２図を参照して説明すると、本発明の潤滑剤
供給装置１０は、例えば、飛行機のガスタービンエンジ
ンの回転軸１４を支承する軸受１２へ潤滑剤（油）を供
給する働きをする。

軸受１２は、それに供給された潤滑剤を潤滑剤供給装置
１０のための主要溜め（図示せず）へ再循環させるため
の油掃去管を有している軸受キャビティ内に収容されて
いる。

本発明の潤滑剤供給装置はエンジンの軸受に関連して説
明するが、本発明は相当に広い適用範囲を有しており、
潤滑を必要とするどのような任意の部品にも適用するこ
とができる。

潤滑剤供給装置１０は、例えば、空気吸引式ノズル２２
にまで延長した導管２０への「油流れ」として第１図に
示されている主供給溜め（図示せず）とポンプ（図示せ
ず）のような主加圧流体源を備えている。

ノズル２２は、軸受１２へ油噴流２６を供給するために
軸受１２の近くに配置する。

空気吸引式ノズル２２は、総体的に筒状構造であり、拡
径出口３２に通じる２つの細長い通路を有している。

導管２０は、通路２８に接続されており、潤滑剤供給装
置１０の通常の作動中加圧油が導管２０からノズル２２
の通路２８を通して軸受１２上へ吹付けられる。

この通常作動中はノズル２２へは空気は吹込まれない。

本発明の緊急油霧供給装置は、潤滑剤供給装置１０内に
組入れられ、装置１０の一部を構成する。

緊急油霧供給装置は、導管２０に直列に連結させた緊急
油溜め４０を有する。

従って、潤滑剤供給装置１０の通常の作動中も、導管２
０を通して供給される加圧潤滑剤は、緊急油溜め４０を
通して送られ、空気吸引式ノズル２２の通路２８へ送ら
れ、噴流２６として軸受１２上へ吹付けられる。

従って、緊急油溜め４０内の潤滑油は、常時、新陳代謝
されており、エンジン内に発生する熱による溜め４０内
の潤滑油のよどみが回避される。

緊急油溜め４０は、軸受１２の近くに配置することが好
ましく、はぼ１００ＣＩＩの油を収容する程度の太きさ
とし、エンジンハウジングの囲い内に容易に配設するこ
とができるような小さい寸法とすることが好ましい。

緊急油霧供給装置は、また、例えばピストン弁のような
緊急制御弁５０（第１および２図）を具備する。

ピストン弁５０は、圧力平衡ピストン式のものであって
よく、外側円筒状ハウジング５２と、その中に摺動自在
に装着されたピストン５４とから成る。

円筒状ハウジング５２の一端に設けられた開口５８は、
導管２１を介して主供給溜めからの加圧油源に連通させ
る。

開口５８は、ハウジングの内部室に通じ、ピストン５４
の左端に臨む。

ピストン５４の反対側の右端には、単一の貫通孔６４を
備えた突部６２を設ける。

ピストン弁の円筒形ハウジング５２には、２つの貫通通
路７０．７２を設け、通路７０を内部室のピストン５４
の右端側に接続する孔５３を設ける。

潤滑剤供給装置１０（以下、単に給油装置と称する）の
通常の作動中は、主供給源からの加圧油流がピストンの
左端に衝接し、従ってピストンは第２図に示される位置
に座着しており、ピストンの突部６２は通路７０，７２
を確実に閉鎖している。

この時点では、ピストン５４の端部６０に作用する加圧
油の力が、孔５３を通してピストンの右端に加えられる
加圧空気の力より大きい。

通路７０の上端？ＯＡは、供給管８４を介して加圧空気
源に接続し、通路７０の下端７０Ｂは、導管８６を介し
て空気吹込ノズル２２の細長い通路３０に接続する。

通路７２の上端７２Ａは、導管８０を介して大気に連通
させ、下端７２Ｂは、管８２を介して緊急油溜め４０に
接続する。

先に述べたように、主給油装置１０の通常の作動中は、
ピストン５４の突部６２は第２図に示される位置にあっ
て通路７０．７２を閉鎖しており、緊急油溜め４０が管
８２，８０を通して通気されるのを防止し、また、管８
４からカロ圧空気流が空気吸引式ノズル２２へ送給され
るのを防止している。

例えば、主油溜め、または、主潤滑油流を加圧するため
のポンプに破裂が生じたときのような緊急事態の場合、
導管２０内の圧力および流量が急激に減少する。

主給油装置のどの構成部品における裂断または破裂であ
れ、エンジンケーシングの外部に配置されている給油装
置の部品が敵の功撃によって損傷され易い場合、軍隊の
戦斗飛行隊にとってはそのような破裂事故は重大な関心
事である。

潤滑油が供給されないと、高速回転軸１４がたちまち詰
まりを生じ、あるいは軸受１２が損傷して決定的なエン
ジンの故障につながるおそれがある。

本発明の緊急油霧供給装置は、限られた一定の時間だけ
軸受１２へ高圧潤滑油の緊急超音波スプレーを供給する
とともに、スプレーが供給される一定時間中軸受１２を
冷却することができる加圧空気を噴出するように構成さ
れている。

緊急事態の際は、弁５０の開口５８へ供給される加圧油
流が急激に減少し、それによって圧力平衡ピストン５４
を、孔５３を通して供給される加圧空気流によって第４
図に示される位置へ左方に作動させることができるよう
にする。

あるいは別法として、ピストン弁５０の作動を主給油装
置の圧力の急激な低下に応答してソレノイドによって制
御してもよく、あるいは、軸受１２の近傍に温度感知器
を設け、感知器が適当なソレノイド弁へ始動信号を送り
、ピストン５４を第４図の位置へ作動させるようにして
もよい。

この時点で第３および４図に示されるように、緊急油霧
供給装置が作動状態に入り、通路７０．７２が開放され
、孔６４が通路７０と整合する。

かくして、緊急油溜め４０が導管８２、通路７２、導管
８０を介して大気に通気される。

更に、加圧空気流が、導管８４、通路７０を通して孔５
３へ送られるとともに、更に、導管８６を通して空気吸
引式ノズル２２の通路３０へ送られる。

通路３０内を通って流れる高圧空気は拡大出口３２内へ
流出し、それによってノズル２２内に部分真空（吸引作
用）を創生し、緊急油溜め４０から導管２０、通路２８
を通して潤滑油を吸引する。

緊急油溜め４０は大気に通気されているので、溜め４０
からの緊急油の抽出は、飛行機のパイロットが必要な緊
急操作を行うのに十分な時間だけ軸受１２への緊急給油
の時間を延長させるように制御された割合で行われる。

加圧空気と溜め４０から吸引される油の混合により、軸
受１２へ油の小滴から成る微細ミスト（油霧）９０（第
３図）を吹付ける。

緊急潤滑油ミスト９０は、自動的に噴出し続け、緊急油
溜め４０が空になるまでゆるやかな調量された割合で軸
受１２に吹付けられる。

約１００ｄの油を収容する緊急油溜め４０を使用した場
合、緊急油霧供給装置は、約３０分間作動することがで
きる。

３０分間軸受１２へ高圧油霧９０が供給されれば、軸受
１２が継続して作動するのに十分な潤滑が得られる。

更に、加圧空気は、軸受１２の冷却を助成する効果もあ
る。

叙上のように、本発明は、ガスタービンエンジンの主給
油装置の一体的部分として構成され、主給油装置の故障
時に油霧供給器として機能するようＪ設計された緊急油
霧供給装置を提供する。

本発明の緊急油霧供給装置は、ガスタービンエンジンの
軸受または歯車箱に適用することができる。

補助即ち緊急用油溜めは主給油装置の故障後はぼ３０分
間潤滑油を軸受へ供給するだけの容量を有している。

本発明の装置は、空気吸引式ノズル２２から噴出する油
滴に超音波衝突を生じさせ、それによって極小の油滴を
軸受上に均一に分布して吹付ける。

更に、軸受に吹付けられる加圧空気流は、緊急操作中軸
受を冷却する作用をする。

この緊急油霧供給装置は、主給油装置内の油の圧力が低
下することによって始動される圧力平衡型ピストン弁ま
たは適当なソレノイド弁により、あるいは、軸受の過熱
を感知するための適当な感知器によって始動されるソレ
ノイド弁により作動されるように構成することができる
。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造および形態に限定される
ものではなく、本発明の精神および範囲から逸脱するこ
となく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな
変更および改変を加えることができることは当業者には
明らかであろう０

【図面の簡単な説明】

第１図は主給油装置が完全に作動されているときの本発
明の緊急油霧供給装置の概略図、第２図は主給油装置が
完全に作動されているときの制御弁の概略図、第３図は
主給油装置が作動不能となり、緊急給油装置が作動され
たときの概略図、第４図は緊急給油装置が作動されてい
るときの制御弁の概略図である。 １０：主潤滑前供給装置、１２：軸受、２０：導管、２
２：空気吸引式ノズル、２８ 、３０ ：通路、３２：
拡大排出口、４０：緊急油溜め、５０：制御弁、５２：
円筒状ケーシング、５４：ピストン、７０．γ２：貫通
通路、８０，８２，８４゜８６：導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主潤滑剤供給装置の故障後一定限の時間だけ潤滑剤
   の高圧噴霧を潤滑すべき部品へ供給するための緊急潤滑
   剤噴霧供給装置において、 加圧潤滑剤供給源と、 前記潤滑すべき部品へ潤滑剤の流れ、または潤滑剤の噴
   霧のいずれかを供給するように指向された空気吸引式ノ
   ズルと、 前記加圧潤滑剤供給源を前記ノズルに連結する導管と、 前記加圧潤滑剤供給源とノズルとの間で前記導管に接続
   された緊急潤滑剤溜めと、 大気との通気手段と、 加圧空気源と、 前記大気との通気手段を前記緊急潤滑剤溜めに連結し、
   かつ、前記加圧空気源を前記ノズルに連結するための制
   御手段とから成り、該制御手段は、前記加圧潤滑剤供給
   源に作動的に連結されており、該主潤滑剤供給装置が作
   動しているときは該制御手段は前記加圧空気源から前記
   空気吸引式ノズルへの加圧空気の流れを阻止し、かつ、
   前記緊急潤滑剤溜めが大気に通気されるのを阻止する働
   きをし、該主潤滑剤供給装置が故障したときは、該制御
   手段は、該緊急潤滑剤溜めを大気に通気させるとともに
   、該力日圧空気源から加圧空気を該空気吸引式ノズルへ
   供給させる働きをし、それによって該ノズルを通る加圧
   空気が緊急潤滑剤溜めから潤滑剤を吸引して前記潤滑す
   べき部品へ潤滑剤の加圧噴霧を供給する働きをするよう
   に構成した緊急潤滑剤噴霧供給装置。 ２ 前記制御手段は、外側円筒状ケーシングと、該ケー
   シング内に摺動自在に装着されたピストンとから成り、
   該円筒状ケーシングは、前記大気との通気手段、前記加
   圧空気源、および前記空気吸引式ノズルにそれぞれ連結
   された複数の整列した貫通通路を有しており、該摺動自
   在ピストンの位置は、加圧潤滑剤の流量に従って変動さ
   れるように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の緊急潤滑剤噴霧供給装置。 ３ 前記空気吸引式ノズルは、総体的に筒状であって、
   拡大排出口に通じる２つの通路を有しており、一方の通
   路は前記加圧潤滑剤供給源にまで延長している前記導管
   に接続され、他方の通路は前記加圧空気源にまで延びる
   導管に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の緊急潤滑剤噴霧供給装置。 ４ 前記緊急潤滑剤溜めの容量は約１００ｃＩＩｔであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の緊急潤
   滑剤噴霧供給装置。 ５ 主給油装置の故障後一定限の時間だけ潤滑油の高圧
   噴霧を潤滑すべき部品へ供給するための緊急油霧供給装
   置において、 加圧油供給源と、 前記潤滑すべき部品へ油を供給するためのものであって
   、拡大排出口に通じる２つのほぼ平行な通路を有する空
   気吸引式ノズルと、 前記加圧油供給源を前記ノズルに連結する導管と、 前記加圧油供給源をノズルとの間で前記導管に接続され
   た緊急油溜めと、 大気との通気手段と、 力目圧空気源と、 前記大気との通気手段を前記緊急油溜めに連結し、かつ
   、前記加圧空気源を前記ノズルに連結するピストン制御
   弁とから成り、該ピストン制御弁のピストンは、前記主
   給油装置が作動しているときは、前記導管内の加圧油に
   応答して作動され、前記大気との通気手段と緊急油溜め
   との連結を阻止するとともに、前記加圧空気源とノズル
   との連結を阻止する働きをし、該主給油装置が故障する
   と、該ピストンが作動されて該緊急油溜めを大気との通
   気手段に連結させるとともに、該加圧空気源をノズルに
   連結させ、それによって該ノズルの前記通路のうちの１
   つを通る加圧空気が該緊急油溜めから油を吸引して高圧
   の油霧を創生してそれをノズルの前記拡大排出口から噴
   射させ、前記潤滑すべき部品へ吹付けるとともに、前記
   部品に冷却作用をする加圧空気を吹付けるように構成し
   たことを特徴とする緊急油霧供給装置。 ６ 前記緊急油溜めの容量は約１００Ｃｒｉｌであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の緊急油霧供
   給装置。 ７ 前記ピストン制御弁は、外側円筒状ケーシングと、
   該ケーシング内に摺動自在に装着されたピストンとから
   成り、該円筒状ケーシングは、前記大気との通気手段、
   前記加圧空気源、および前記空気吸引式ノズルにそれぞ
   れ連結された複数の整夕１ルた貫通通路を有しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の緊急油霧供
   給装置。 ８ 前記ピストン制御弁は圧力平衡型のものであり、摺
   動自在のピストンの位置が、油の圧力低下と、該ピスト
   ンに作用する前記加圧空気の導入に応答して変位される
   ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第７項
   記載の緊急油霧供給装置。 ９ 前記摺動自在のピストンの位置が前記潤滑すべき部
   品の温度に応答して変位されるように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の緊急油霧供給装置
   。