JPS62197644A

JPS62197644A - 潤滑剤に対する供給装置を有する流動機械

Info

Publication number: JPS62197644A
Application number: JP62032600A
Authority: JP
Inventors: ヘルムート・シュトライフィンガー
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1987-09-01
Also published as: US4755103A; DE3605619C2; DE3605619A1; NO870693D0; NO167683C; NO870693L; EP0234439B1; JPH0327739B2; NO167683B; EP0234439A3; EP0234439A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】り１此へ札叫たえ本発明は、主軸の中、又は、主軸に付属された手段の中
に、分離された油滴を軸受部材のような消費部材を有す
るＷｉ環回路の中へ戻す手段を有している油／空気混会
体の分離のための手段を有すると共に中心から外方に導
かれる空気抜き導管を有している流動機械、特に、ガス
タービンに関するものである。

従迷！ｌ支迷− 全く一般的に、流動機械、特に、ガスタービンにおいて
は、一般的に気泡と混きされている使用された油から、
空気を分離、又は、除去するという問題がある。そのよ
うな物質を浄化され、場合によっては、冷却された油が
、始めて、軸受部材のような消費部材を有する循環回路
の中に戻すのに適している。

飛行機の駆動装置においては、大概は、多くの軸があり
、それらの内、主軸が圧縮機及びタービンを相互に連結
している。軸駆動装置においては、既に、油捕捉室が主
軸に付属されている。この公知の解決は、一方では、空
気流出案内に関して、他方では、遠心力による油案内に
、困難がある。それ故、公知の解決は、大きな空気量に
対して貧弱に適しているだけであるか−、又ぽ、分離作
用が満足では無い。

なぜならば、例えば、高い流出速度の場合には、油滴が
流出空気に伴われることがあるからである。

■が　ｔしよ゛とする口本発明の課題は、油／空気混自体の分離のための手段が
設けられており、この手段が、大きな空気量の場きにも
、また、非常に高い分離能力で作用をする流動機械を得
ることにあるものである。

ａ　　を　゛　るｔ・めのこの課題は、最初に述べられた種類の流動機械において
、「特許請求の範囲」第１項の特徴項により解決される
０本発明の他の実施形態は、「特許請求の範囲」第２項
以下に記載されている。

他の特徴は、添付図面に基づ〈実施例の説明から明らか
となる。

本発明の本質的な利点は、特に、本発明により、比較的
簡単で有効な分離が、駆動装置の中空車幅の中において
可能であることである。その場き、大きな空気量の場合
にも、また、高い分Ｍ　′ＰＩ合が達成可能である。油
／空気混自体は、中空軸の中へ、わずかな、比較的小さ
な穴を通って流入することができる。油は、遠心力によ
り流出を阻止され、軸受室の中に戻るように分離され、
吸引導管を経てタンクに戻るように送られる。

本発明による除去系統の他の利点は、それが、何ら長い
、外部に横たわっている通気導管を、その固定要素と共
に必要としないことにある。それ故、駆動装置の組立て
及び分解は容易である（ｆ（み本式他の利点は、遠心分
Ｍ機に対する固有、又は、外部の駆動装置が不要であり
、従って、著しい重量節減並びに価格節減及び保守経費
の節減が達成されることにある。補助駆動装置に対する
追加の軸受及び歯車並びに油／空気混自体の追加の加熱
を不要とする。圧力損失は、長い且つ外部に横たわって
いる油／空気混自体を有する通気導管に比べて、著しく
少ない、空運転におけるシールの問題が、回避さｆ１乙
−ｉｉ［！Ｅ　Ｌ、”乞げＡ不接の信頻性が特に向トさ
れる。

中空主軸の中の２個の円盤の間の多孔性の要素の構成が
、なかんずく、大きな空気量の場合にも、また、向上さ
れた分＠能力という利点を有している。円盤及び多孔性
要素を貫く空気の案内の種類及び様式は、次ぎのような
もの、すなわち、ゆ油／空気混合木が、上流に置かれた
円盤に、放射方向外方において軸方向に進入し、求心的
に内方Ｉ＼流れ、軸方向の空気は、下流に置かれた円盤
から中心を流出し、一方、油は、遠心力により、外方に
除去されるようなしのとなっている。空気は、それから
、本発明により、分離器から、中空主軸の中に突出する
、下流に置かれた円盤にシールされて連結されている通
気導管を介して、排ガス流を貫いて外方へ導かれる（例
えば、絞りの背１裔まで）。通気導管は、シールにより
有利にシールされる。このシールは、駆動装置からの遮
断空気により、衝撃を与えられることができる。他の有
利な実施形層においては、通気導管は、冷却のために二
重壁に形成されることができ、特に、流出空気流れと反
対に向けられた、ジャケット流れの中への冷却空気の供
給のために、二重壁に形成されることができる。

「特許請求の範囲」に記載され、説明され、図示された
実施例の変更は、本発明の要旨内において可能である。

特に、本発明は、飛行機のガスタービン装置の多軸配置
に限定されるものでは無い。

主軸の中の穴の配置、大きさ、数及び分布を、構造が、
必要とされる空気量が、軸の機械的強度に影響を与える
こと無しに実施されることができるように、選択される
ことができる。上流に置かれた円盤の中の穴は、一方で
は、空気の高い除去作用が行われ、他方では、できるだ
け高い油の冷却が、循環回路の中において行われるよう
に選択されることができる。特に、上流に置かれた円盤
の外縁の中の軸方向の穴、又は、開口は、圧力損失を回
避するために、有利には、主軸の中の穴よりも、より小
さくないように選択されるべきである。

上流に横たえられた円盤と、下流に横たえられた円盤と
の間には、多孔性物体として他の分離手段を設けること
もできるが、例えば、簡単にくぼみを設けられた円盤が
使用されることもでき、これが空気による衝撃により回
転し、空気を中心を流出開口まで、通気導管の中に送る
。

通気導管の案内は、同様に、駆動装置の高熱部分を通る
前述の案内に限定されるものでは無い。空気が、低温部
分内に導かれること無く、排ガスの中に導かれるならば
、特に、アフターバーナの場合に、高温に対して保護す
るためにジャケット及び（又は）通気導管の中における
火炎の点火に対する保護体、例えば、格子、又は、スク
リーンの形状の保護体を取り付けることができる０通気
導管の中には、絞り、弁、ポンプ、冷却器などを取り付
けることができる。油の循環は、油ポンプにより確立さ
れることが推奨される。

本発明により、飛行機の駆動装置における飛行機畿内を
介する簡単な通気導管案内が可能となる。

特に、本発明において与えられる通気導管の冷却の可能
性は、潜在的な火災の根源を回避させる。

系統の監視及び保守の容易なことは、経費を軽減する。

補助駆動装置の無いことにより可能とされる重量削減は
、追加して、全体の駆動装置に対する燃料の節減を与え
る。その上、駆動装置の胴体は、空間を節減した構造を
有して可能とされ、また、そのために、追加して重量節
減を可能とし、また、場合によっては、著しい流れに好
都合の胴体ないしは駆動装置の縮小及び（又は）懸架を
達成する。油循環回路の種々の使用箇所及び種々の形状
に対して、単に１個の分離器で間に合う。

本発明の他の利点は、純粋に略図風に添付図面に示され
ている実施例についての以下の説明から明らかとなる。

実施例第１図から分かるように、駆動装置の主軸１の中に、油
分離器２が強固に取り付けられており、すなわち、この
油分離器２は、軸１と共に回転し、また、駆動装置の静
止部分３、ここでは、出口円すいの中において周囲を排
ガスに洗われ、また、換気導管４の中心に配置されてい
る。

分離器２は、本質的に平行に配置された２個の円Ｗ５及
び６を有しており、この場き、円盤５は上流において空
気混合体の中に配置され、また、円盤６は下流に配置さ
れる。

円盤５の中には、その外周の領域内において軸方向の穴
７が配置されており、この穴７を貫いて油／空気混合体
が、分離器２、ここでは、部材８の中に流入し、分離の
後、穴９を通って中心を通気管４の中に流出する。この
場き、壁６のフランジ状、又は、カラー状の突起１０の
中にシール１１、特に、ラビリンスシールが、通気管４
をシールするために配置されている。

更に、その上、遮断空気流れ１２が設けられることもで
きる。通気導管４の中には、絞り、弁板、又は、同様の
もののような絞り要素１３が、空気量の制御及び（又は
）制限のために取り付けられる。軸１は、その上、軸受
室１４により包囲されるが、この室１４には、（第１図
の下部に示すように）油搬出導管１５が油循環ポンプま
でつながっている。軸受室１４の中には、１ｖＪＡ、又
は、それ以上の軸受１６が配置されている。この軸受１
６は、油循環回路の中の消費部材を形成しており、その
後、油及び空気から成る混合体は、通過されるべき空気
量に対して十分な大きさ、個数及び分布を有している穴
１７を介して、中空主軸１の周辺の上を分離器２に輸送
される。

円盤５と６との間の空気透過性部材、例えば、商品名ｒ
Ｒｅｔｉ＋ｏｅＪの下に市販されている泡状金属８があ
る。他の上述したような分離手段も、使用が可能である
。穴１７と、穴７との間の間隔は、熱伝導を小さくする
ために、小さく選択することが有利である。軸１の回転
の際に、油が、それがパツキン８の中に進入する時に、
投げ飛ばされ、中空軸１の内壁において穴１７を貫いて
循環回路の中を消費部材、すなわち、ここでは、軸受１
６まで再び戻される。油の戻りの能力が、回転数と共に
増加することは、分かるところである。空気は、圧力差
により、亜中心穴９を通り、通気管４の中を周囲まで流
れる。油ノズル１８を経て循環回路から、例えば、油冷
却器及び油ポンプを介して新たに供給される油は、軸受
室１４の中に、ここでは、剛毛シールとしてのシールの
ために止どまる。油滴及びその流れは、図の中に矢印に
より示されており、同様に、空気流れ方向が矢印により
示されている０図示されたシールの代わりに、他の種類
のシールも使用されることができる。多孔性パツキンの
種類及び個数は、希望される空気量（、ｌｆＬ／時間）
に従って、変、えられることができ、すなわち、より大
きな量の場合には、より多孔性とする。他方、油も、ま
た、駆動装置が静止している際にも、流出してはならな
い。分離の後、分離器２の円盤６の中の開口を去り、通
気導管４の中に進入する空気量は、１０ｇ／ｓよりも多
い。有効な油分離のためには、回転速度は、中空軸１の
内壁の領域内において、例えば、約１０ｍ／ｓと１００
ｍ／ｓとの間、好適には、５０ｍ／ｓと１００１１１／
ｓとの間にあることを考慮している。軸受室１４内の圧
力は、低く保持されることができ、同様に、油への熱伝
導は、低く保持されることができる。

第２図には、第１図に類似した実施例が示されているが
、この場き、同じ部材には、同じ参照数字が付けられて
いる。しかしながら、主軸１の中の穴１７は、この実施
例においては、開ロアに対してゼロに向かっている間隔
を有しており、これらの開ロフは、油／空気混合体の多
孔性パツキン２の中への進入を許している。第１図の実
施例に追加して、この駆動装置においては、熱的アフタ
バーナが設けられており、これは、図には、右方に、引
き続いて排ガス流れ及びこの排ガスの特別の案内及び（
又は）例えば、追加の燃料噴射のような処理により、生
ずる。この目的のために、熱保護、又は、熱減衰に役立
っている被覆板２０が設けられ、また、金属スクリーン
、又は、格子２１が、有り得る火炎の逆行を阻止する目
的で設けられる。

排気は、分離器２から軸１の中に突出している通気導管
４を介して排ガス流れ及びハウジングを経て冷却の目的
のための二重壁導管２３から飛行機を介して流出され（
第３図）、又は、排ガスの中の出口円すいを経て後方に
伝導装置のノズル開口まで導かれる。ジャケット導管２
３の中における通気導管４による冷却は、自流の空気に
より、第３図において右上方に２４で示されている分離
された空気の流れにより、達成される。高温の伝導装置
類域、ここでは、高温、又は、高圧のタービン領域は、
第３図に２５で、また、圧縮機領域は、２６の符号が付
けられている一筆３面りこＬ土空恒バイパスを宥１〜る
シャケ・ソト流れ伝導装置２７が、進入円すい２８の上
に示されているが、本発明は、これに限定されるもので
は無い。

本発明の理解の−ため１こは必要では無い伝導装置部分
は、この実施例の図の中には描かれていない。それは、
公知の種類のものである。本発明に対して本質であるの
は、なかんずく、大きな空気量の場合に、油の分離効率
が著しく改善されること及びこのことが、極端に簡単な
構造的組立てにより、対応して、価格的及び重量的の利
点を有して、改善されることにある。本発明は、従来の
分離パツキンを、ここに実施されている中空軸の中の配
置と組合わせるものであるが、主軸は、例えば、ガスタ
ービン駆動装置の圧１？ｉｆｉ及びタービンを連結して
いる（場合によっては、それらの個々の段を）。この場
合、空気量及び空気速度は、大きな限界に選択可能であ
り、これにより、円盤６の中の出口開口９において、こ
れらをできる限り減少させるという利点が得られる。

それに対し、消費部材、ここでは、軸受まで戻される油
量は、本発明による中空主軸１の壁の中における穴の配
置及び実施により、著しく向上される。油消費は、静止
、空運転、又は、同様の運転位相においてすら回避され
る。冷却空気、又は、遮断空気として、好適には、熱論
、既に、圧縮機からこの目的、又は、同様の目的のため
に取り出されたものが使用され、これにより、上述の配
置の利点が、その不利を大いに凌駕するようにする。

「特許請求の範囲」に記載され、上に表明され、図示さ
れた特徴のすべての組合わせ及び幾つかの組合わも、ま
た、本発明に属するものである０本発明の利用は、飛行
機に対するガスタービン駆動装置に限定されるものでは
無く、本発明装置は、固定された設備、又は、任意の乗
物にも、また、応用されることができるものである。

本発明の推奨する実施例は、第２図である。

１１へ１灸本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、大量の空気の場合にも、油／空気混合体から、油を非
常に効率良く分離することが可能である駆動装置用油分
離装置を提供するという優れた効果を発揮するものであ
ることは、明らかなところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、駆動−装置（高温部分、又は、タービン部分
）の端部領域を示す図、第２図は、排ガスアフターバー
ナに対する実施における同じ装置を示す図、第３図は、
流動機械及びその主軸を通気導管と共に示す略図である
。１・・・主軸；２・・・分離手段；４・・・通気導管；
５，６・・・円盤；７・・・供給開口；８・・・多孔性
要素；９・・・空気流出開口；１７・・・開口。

Claims

【特許請求の範囲】１、油／空気混合体の分離及び分離された油滴を軸受部
材のような消費部材を有する循環回路の中に戻すための
手段と、中心から外方へ導かれる通気導管とを有してい
る流動機械、特に、ガスタービンにおいて、ａ）分離手段（２）が多孔性の空気を通す要素（８）を
含んでおりｂ）要素（８）が、中空軸（１）の中の油を通す２個の
壁（５、６）の間に取り付けられ、この場合、これらの
壁が、本質的に軸の軸方向に対して垂直に立っておりｃ）上流に置かれた壁（５）の中に、放射方向外方の油
／空気混合体のための供給開口（７）が配置され、これ
が主軸の中の開口（１７）に対応しておりｄ）下流に置
かれた壁（６）の中に、その中心の中に空気流出開口（
９）が配置され、これが通気導管（４）に連結されてい
ることを特徴とする流動機械。２、通気導管（４）の中に、絞りのような流出空気流が
れを絞る要素が設けられている特許請求の範囲第１項記
載の流動機械。３、上流に置かれた壁の中の放射方向外方の混合体供給
開口が、その大きさ及び横断面において、それが対応し
ている主軸の中の穴の寸法に一致されている特許請求の
範囲第１又は２項記載の流動機械。４、主軸の中の穴が、上流に置かれた壁から、それによ
り分離された油滴が、消費部材への循環回路に戻される
とができるような間隔に配置されている特許請求の範囲
第１、２又は３項記載の流動機械。５、通気導管が、タービンないしは歯車装置の高温領域
の中に配置され、また、冷却の目的のために二重壁に形
成されている特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記
載の流動機械。