JPS6059480B2 - 潤滑油タンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は潤滑系統の一部を構成する潤滑油タンクに関す
るものである。

潤滑油タンクを含む潤滑系統は一般に閉回路システムで
、潤滑油はタンクから抜き出されて潤滑すべき部品に供
給され再びタンクに戻る。

このように平常状態では、供給すべき潤滑油はタンク内
にあつて、いつでも潤滑のために抜き出して利用できる
状態にある。もし潤滑系統が動く装置に使用されるとき
は、タンクは該装置に取り付けねばならず、従つてタン
クも一緒に動くことになる。

このとき、タンク内の濶滑油が移動してタンクからの潤
滑油の流れが途切れることがしばしば起る。このような
潤滑油の途切れは、潤滑油の供給を受ける部品の故障に
つながることにもなるので致命的である。航空機用のガ
スタービンエンジンでは、エンジン内の各軸受に供給さ
れる前の潤滑油を貯蔵するタンクを含む潤滑系統を設け
ている。タンクからの油の流れがたとえ短時間ても途切
れると、軸受持に平軸受は潤滑切れで故障する可能性が
ある。

航空機は飛行中飛行姿勢を変えることが必要なので、あ
る条件下では油の流れが途切れて軸受が破損することは
明白である。しばしば・必要な特に面倒な作動は、飛行
機に背面飛行が要求されるときのものである。この場合
、タンク内の油はタンクの反対側に流れるためにタンク
からの油の流れが途切れる。米国特許第４２８７９１３
号明細書に記載されたオイルタンクでは、特に、タンク
が倒置されてもタンク内の油の一部がタンクの油出口付
近にたまる構造になつている。

従つて、タンク倒置の間でもある有限時間タンクからの
連続給油が確保される。しかしながら、その配置上、油
タンクの寸法はしばしば制約を受ける。従つて、タンク
が倒置されたとき、タンク内にたまる使用可能な油の量
は、適当な長さの有限時間給油するためには不十フ分な
量であるようなタンク寸法とならざるを得ない。潤滑油
がタンク内の１つの室の出口ダクトから抜き出されるよ
うになされ、該室からの実際の潤滑油抜き出し流量が該
出口ダクトにより規定される流量より少い潤滑系統を提
供することが本発７明の目的である。潤滑系統の一部を
構成する本発明の潤滑油タンクは、該タンクの内部が、
第１バッフルおよび第２バッフルにより、直列に連結さ
れた第１室、第２室および第３室にそれぞれ分割され、
入ロダクノトがガスと潤滑油との混合物を上記第１室に
供給し、上記タンクが正常姿勢にあるとき該第１室に供
給された潤滑油は上記第２室を経由して上記第３室に流
入し、出口ダクトが潤滑油を上記第３室から抜き出し、
ベント部材が上記第１室から上記ガスを排出するように
設けられ、該ベント部材は上記タンクのいかなる姿勢に
おいても該ベント部材のタンク内開口が上記第１室の潤
滑油の油面より上位にあるよう第１室へ突出し、上記第
１バッフルと上記タンクの側壁とが下方に伸長する第１
通路を画成し、ダクト部材が該第１通路の底部を上記第
２室の上記第１通路の反対側に位置する底部に連結し、
上記第２バッフルと上記タンクの側壁とが上記第２室を
上記第３室へ連結する第２通路を画成し、該第２通路の
第１部分は上記タンクの上記第１通路と同じ側に位置し
該タンクの底まで下方へ伸長し、上記第２通路の上記第
１部分から伸長する残部分は上記タンクの底から上方へ
伸長して、上記第１通路の反対側で上記第３室の上方部
分に終端し、上記出口ダクトのタンク内開口は上記第２
通路が上記第３室内で終端する場所の直下に位置し、上
記第１バッフルは、上記タンクが正常姿勢にあるとき第
１室中の潤滑油が上記第１通路に導入されるように傾斜
し、上記第２バッフルは、上記タンクが正常姿勢にある
とき第２室中の潤滑油が上記第２通路に導入されるよう
に傾斜し、上記出口ダクトには、上記タンクが上記正常
姿勢から倒置されたとき該出口ダクトを通過する潤滑油
にガスを導入するバイブ部材が設けられ、上記タンクに
は、該タンクが正常姿勢にあるとき上記第２室および第
３室からガスを上記第１室へ排出するポンプが設けられ
ている。

本発明の潤滑油タンクは、倒置された状態でも、潤滑油
の供給を継続し、かつ、その際潤滑油タンクから供給す
る潤滑油の流量を必要最少限に減じて潤滑油の供給時間
を最大限に延長することができる。

本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明する。

第１図において、潤滑系統１０は油タンク１１を含み、
該タンクの出口ダクト１２はタンク１１内にある油と油
ポンプ１３とを連結している。

油ポンプ１３はダクト１４を通して潤滑すべき装置１５
に油を供給し、油はさらにダクト１６を通つて遠心分離
機１７に導かれる。遠心分離機１７は周知の構造で、潤
滑すべき装置１５からの空気を含む油を分離して二分流
とする。第一分流は空気が主体で第二分流は油が主体で
ある。空気と油の分流は各ダクト１８及びダクト１９を
通つてタンク１１に戻る。第２図に示すタンク１１は側
壁２０で作られ油２１を含む。

取付板２２がタンク１１の一方の側に設けられ、これに
よりタンク１１は航空機を駆動するガスタービンエンジ
ン（図示せず）に取り付けられる。運転中航空機用ガス
タービンエンジンは、飛行中の姿勢や加速度の変化を受
けるので、タンク１１及びその内部の油２１の姿勢はそ
れに付随して変化する。

即ちタンク１１の姿勢は飛行姿勢の変化に影響され、油
２１の姿勢は飛行姿勢のみでなく加速度の変化の影響も
受ける。第２図に示すタンク１１及び油２１の姿勢はこ
れらが取り付けられた航空機が水平にその飛行方向を変
化することなく一定速度で飛行している状態のときのも
のである。本明細書においては第２図に示すタンク１１
の姿勢を正常姿勢と呼ぶこととする。しかしながら明確
にするために本明細書においては（他に特記がない限り
）油２１の姿勢は重力加速度のみを受けるときにとるも
のと仮定する。油２１が重力以外の加速度を受けタンク
１１はその正常姿勢を保つとき、タンク１１内の油２１
の動きはタンク１１の姿勢を変化したのと同じ結果であ
る。タンク１１はその内部を三つの室２５，２６及び２
７に分割する第一及び第二バツフル２３及び２４を有す
る。第一バッフル２３はタンク１１の上部に位置し、ダ
クト１８からは空気と油の混合物が入口オリフィス２９
を通つて室２５に入り込む。第一室２５には開口３１を
有するベント３０が設けられ、そこから空気が排出され
る。第一バッフル２３は全長の一部が傾斜して室２５に
対し傾斜床を提供する。しかしながらクンク１１の右側
で（第２図）第一バッフル２３は折れてタンク１１の側
壁２０と協働して下方に伸長しタンク１１の中間で終端
する通路３２を形成する。かくしてダクト１８から第一
室２５に供給された油は通路３２に流れ落ちる前に第一
室２５で先す脱気される。第二室２６は第一室２５の直
下で第一及び第二バツフル２３及び２４の間に位置し、
通路３２の下方部分から第二室２６の下方部分でタンク
１１の左側に伸長するダクト２８により、油は通路３２
から供給される。

油はさらにダクト１９からも第二室２６に供給されるが
、遠心分離機１７から供給されるのでほとんど空気を含
まない。第二バツフル２４は第一バッフル２３と同様に
全長の一部が傾斜して室２６に対し傾斜床を提供し、途
中て折れかつ曲がつて、タンク１１の側壁２０と協働し
て第二室２６と第三室２７とを連結゛する通路３３を形
成する。さらに通路３３の第一部分はタンク１１の右側
でタンク底３４まて下方に伸長する。通路３３の残部分
はタンク底３４からタンク１１の通路３３の第一部分と
は反対側を上方に伸長して、第三室２７の上方部分でフ
レヤ・付出口３５にて終端する。従つて油は第二室２６
から通路３３を通つて第三室２７に供給される。第一、
第二及び第三室２５，２６及び２７は通路３２と３３及
びグクト２８によつて直列に連結されていることは明白
で、タンク１１が正常姿勢川こあるときは、第一室２５
に供給された油は重力により第二室２６を経由して第三
室２７に流下する。第三室２７の油は、フレヤ付出口３
５の直下に位置する開口３６を有する出口グクト１２か
ら抜き出される。

前述のように、第三室２７から抜き出された油は潤滑す
べき装置１５に供給され、そこから遠心分離機１７に入
る。

遠心分離機の効率は１００％ではないので第一室２５へ
は実際にはオイルミストで供給され、オイルミストは第
一室２５内で分離して空気成分はベント３０の開口３１
から排出され、一方残留油分は第一バッフル２３の傾斜
部分を流下して通路３２に入る。こ）に記載する実施例
においては油を脱気するために遠心分離機を使用してい
るが、脱気は第一室２５内のみで行うことができる。そ
の場合、第一室２５内の油は第一室２５での滞留時間内
に脱気され、分離空気は前述のごとく第一室２５からベ
ント３０の開口３１を通過して排出される。このような
構成では勿論遠心分離機１７は不要で第二室２６へのダ
クト１９からの油供給もない。タンク１１の運転中に第
二室２６へも少量の空気が混入することもありうるので
、第一バッフル２３の上部に開孔３７が設けてある。

開孔３７は、第二室２６の上部にたまつた空気を第一室
２５に逃がすためのもので、空気はベント３０の開口３
１から排出される。タンク１１に供給された油は第一及
び第二室２５及び２６の両方で脱気されるので、最後に
第三室２７にたまつてタンク出口ダクト１２から抜き出
される油は、実質的に空気を含まない。

飛行姿勢の変化によつてタンクが倒置された場合は、第
３図のようにタンク内の油の位置が変化する。

通路３２内の油は第一室２５に逆流する。

第一室２５内の油がベントの開口３１を閉そくしないよ
うにするために、ベント３０の本体は第一室２５内に突
出し、タンク１１がいかなる姿勢にあつてもベントのタ
ンク内開口３１は第一室２５の油．レベルより上位にあ
る。第二室２６の大部分の油は、第一バッフル２３とダ
クト２８によつて第一室２５への流入が阻止される。

少量の油は第一バッフル２３にあいている開孔３７を通
つて第一室２５へ流入する。しか・しながら、開孔３７
は非常に小さくて、室２６と２５の間の空気の流通を許
すに足るだけのもので油の流れはきわめて僅かであるよ
う、開孔３７の直径を決めている。通路３３の第一部分
の油の一部は第二室２６へ逆流する。

しかしながら通路３３の残部分の油は第三室２７の油と
共にその場所にとどまり、たまつたその油は第三室２７
内にあつて出口ダクト１２から抜き出して利用てきる状
態にある。それ故第三室２７内で利用できる状態にある
油のたまりは出口ダクト１２を通してある有限時間連続
供給が可能である。従つて、潤滑すべき装置１５は、タ
ンクが倒置されたときでもある有限時間連続しノて給油
が受けられる。ある場合には、第三室２７が油の出口ダ
クト１２に連続供給可能な有限時間以上の長い時間、タ
ンク１１が取り付けられているガスタービンエンジンが
倒置のまま運転が必要なことがある。

第三・室２７の寸法は、その油量を増加すべく勿論変更
可能である。しかしながら油タンク１１の位置的制約の
ためにこのような変更も不可能であろう。この場合、油
出口ダクト１２にバイブ３８を設けて油出口ダクト１２
の内部と第二及び第三室２６゛及び２７の間の通路３３
の第一部分とを連結する。かくして、タンク１１が倒置
されたとき、バイブ３８は通路３３の第一部分にたまつ
た空気に曝される。従つて、油出口ダクト１２を通過す
る油の流れはバイブ３８を通して空気流を導入し、空気
は油出口ダクトを流れる油に同伴される。同伴空気は油
を希釈する効果を有し、従つて第三室２７内の油量で連
続給油可能な有限時間は延長される。バイブ３８の寸法
は、油出口ダクト１２の中での油と空気の比が約１：４
となるように決めることが好ましい。従つて第三室２７
が連続給油可能な有限時間は４倍に増加する。タンク１
１から送られる油は、タンク１１が倒置されたときこの
ように空気を含むにも拘らず、なお潤滑すべき装置１５
に対し適当な潤滑を提供する。

かくして平軸受でさえもこのような含空気油により効果
的に潤滑が可能であることが判つた。以上の説明は倒置
されたタンク１１に関してのものであるが、正常姿勢に
あつても重力加速度を上廻る上方への加速度を受けた場
合は同様の機能を果すことは明白である。

本発明は油出口ダクト１２にタンク１１内の空気を導入
するバイブ３８に関して記述したが、バイブ３８は実際
にはタンク１１の外に出してもよい。

この場合バイブ３８は、タンク１１がいかなる姿勢をと
つても油出口ダクト１２には空気のみが入るよう適切に
設置されなければならない。タンク１１は倒置の後、正
常姿勢に復帰したとき第二及び第三室２６及び２７に空
気がたまることは明白である。この空気、特に第三室２
７の空気はてきる限り速やかに排除することが重要であ
る。もし排除されないとタンク１１が再び倒置された場
合、油出口ダクト】２から所要有限時間給油を維持する
のに必要な油が第三室にたまらないからである。この空
気の排除の便宜のために、第二室２６の上部に突出する
密閉伸長部材３９を第三室２７の上部に設ける。伸長部
材３９の中にダクト４０が配置され、ダクト４０は同部
材３９の端および第一バッフル２３の開孔３７から突出
して第一室２５に終端する。伸長部材３９の上部は第４
図に明白に示すごとく、部分４１て拡張している。

伸長部材拡張部分４１内のダクト４０の部分にベンチユ
リ４２が設けられ、それに隣接してダクト４０の内部と
伸張部材３９の内部とを連結する２個の小孔通路４３が
設けてある。運転中ダクト４０に加圧空気が供給され、
ベンチユリ４２と通路４３とでベンチユリエジエクタポ
ンプ４４を構成する。かくして、タンク１１が倒置に間
に第三室２７にたまつた空気は、タンク１１が正常姿勢
に復帰したとき伸張部材３９に移動する。

このときエジエクタポンプ４４は、たまつた空気を通路
４３から吸い込み、ダクト４０から送る空気流に吸入す
る。ダクト４０からの空気は第一室２５に吐出され、そ
こからベント３０を通して排出される。従つて、第三室
２７にたまつた空気はタンク１１が正常姿勢に復帰する
と速やかに第一室２５に吸い出される。当該空気が吸い
出されるとき、エジエクタポンプ４４により多少の油も
伸張部材３９から第一室２５に吸い出されるのは止むを
得ない。通路４３は油の流入が最小になるように寸法を
決定する。第一バッフル２３にある開孔３７の直径は空
気ダクト４０の直径より僅か大きくしてあるので、開孔
３７と空気ダクト４０とで第二のエジエクタポンプ４５
を構成し、空気を第二室２６から第一室２５へ吐出する
機能を果す。

従つて第二室２６の油レベルは、タンク１１の倒置状態
の飛行後、直ちに正常レベルに回復する。本発明のタン
ク１１の作動に関し、タンク１１の正常姿勢ど倒置姿勢
とについて説明してきた。

しかしながら当該タンクはその他の姿勢でも機能するこ
とは明白である。かくして説明を加えた姿勢に応じ、油
出口ダクト１２は有限時間油を供給する第三室２７内の
固定油だめの吐出口となるか又は第二及び第三室２６及
び２５からの油の供給により連続的に補給される油だめ
の吐出口になるかのいずれかとなる。さらにタンク１１
の内部は、タンク１１がその他の姿勢を取つても第二室
２６から第一室２５への油の流入はほとんどなく、ベン
ト３０のタンク内開口３１を閉そくすることがない構造
となつている。図面の簡単な説明第１図は本発明の一実
施例の潤滑システムの系統図、第２図は第１図の潤滑シ
ステムに示すタンクの側面断面図、第３図は第１図に示
すものと同一タンクの側面断面図であるがタンクの倒置
位置を示し、第４図は第２図に示すタンクの一部の拡大
図である。

１１・・・・・・タンク、１２・・・・・・出口ダクト
部材、２３・・・・・・第一バッフル、２４・・・・・
・第二バツフル、２５・・・・・・第一室、２６・・・
・・・第二室、２７・・・・・・第三室、２８・・・・
・・ダクト、３０・・・・・・ベント、３１・・・ベン
トのタンク内開口、３２・・・・・・第１通路、３３・
・・・第２通路、３８・・・・・・バイブ部材、４５・
・・・・・ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潤滑系統の一部を構成する潤滑油タンクにおいて、
   該タンクの内部は、第１バッフル２３および第２バッフ
   ル２４により、直列に連結された第１室２５、第２室２
   ６および第３室２７にそれぞれ分割され、入口ダクト１
   ８がガスと潤滑油との混合物を上記第１室に供給し、上
   記タンクが正常姿勢にあるとき該第１室に供給された潤
   滑油は上記第２室を経由して上記第３室に流入し、出口
   ダクト１２が潤滑油を上記第３室から抜き出し、ベント
   部材３０が上記第１室から上記ガスを排出するように設
   けられ、該ベント部材は上記タンクのいかなる姿勢にお
   いても該ベント部材のタンク内開口３１が上記第１室の
   潤滑油の油面より上位にあるよう第１室へ突出し、上記
   第１バッフルと上記タンクの側壁とが下方に伸長する第
   １通路３２を画成し、ダクト部材２８が該第１通路の底
   部を上記第２室の上記第１通路の反対側に位置する底部
   に連結し、上記第２バッフルと上記タンクの側壁とが上
   記第２室を上記第３室へ連結する第２通路３３を画成し
   、該第２通路の第１部分は上記タンクの上記第１通路と
   同じ側に位置し該タンクの底３４まで下方へ伸長し、上
   記第２通路の上記第１部分から伸長する残部分は上記タ
   ンクの底から上方へ伸長して、上記第１通路の反対側で
   上記第３室の上方部分に終端し、上記出口ダクト１２の
   タンク内開口３６は上記第２通路が上記第３室内で終端
   する場所の真下に位置し、上記第１バッフルは、上記タ
   ンクが正常姿勢にあるとき第１室中の潤滑油が上記第１
   通路に導入されるように傾斜し、上記第２バッフルは、
   上記タンクが正常姿勢にあるとき第２室中の潤滑油が上
   記第２通路に導入されるように傾斜し、上記出口ダクト
   １２には、上記タンクが上記正常姿勢から倒置されたと
   き該出口ダクトを通過する潤滑油にガスを導入するパイ
   プ部材３８が設けられ、上記タンクには、該タンクが正
   常姿勢にあるとき上記第２室および第３室からガスを上
   記第１室へ排出するポンプ４５が設けられていることを
   特徴とする潤滑油タンク。 ２ 上記出口ダクトを通過する潤滑油に導入されるガス
   が空気である特許請求の範囲第１項の潤滑油タンク。 ３ 上記第２室に、上記第１室以外からも潤滑油が導入
   される特許請求の範囲第１項の潤滑油タンク。 ４ 上記ポンプがベンチユリエジエクタポンプである特
   許請求の範囲第１項の潤滑油タンク。 ５ 航空機のガスタービンエンジンの潤滑系統に好適で
   ある特許第１項の特許請求の範囲第１項の潤滑油タンク
   。 ６ 上記パイプ部材は、上記タンクが正常姿勢にあると
   きは潤滑油を収容し、上記タンクが倒置されたときは空
   気を収容する上記タンク内部の１部と上記出口ダクト１
   ２の内部とを連結し、上記タンクが倒置されたとき上記
   出口ダクトを通過する潤滑油が該パイプ部材を通る空気
   流を生じ該出口ダクト中の潤滑油に該空気流を導入する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項の潤滑油タンク
   。 ７ 上記パイプ部材は、上記出口ダクトの内部を上記第
   ２通路の上記第１部分に連結する特許請求の範囲第６項
   の潤滑油タンク。 ８ 上記パイプ部材は、上記出口ダクト部材内での潤滑
   油と空気との比が約１：４となるように寸法が定められ
   た特許請求の範囲第６項の潤滑油タンク。