(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気及び油の混合物を有する第１の領域（５５８）と、
前記空気−油混合物からの前記油の少なくとも幾らかの分離が生じる第２の領域（５７８）と、
回転軸線（５１１）から半径方向外方領域（５１７）内に設置されたリム（５２５）と前記リム（５２５）を貫通して延びて前記第１の領域（５５８）及び第２の領域（５７８）と流れ連通状態になった複数の通路（５２１）とを有するディスク（５１０）を備え、前記第２の領域（５７８）内で前記空気−油混合物の渦流を発生するように構成された渦流発生器（７００）と、を含み、
前記渦流発生器（７００）が、前記第２の領域（５７８）内に空気−油混合物渦流（６２１）が生成されるように回転構成要素（５３８）に結合され、
前記複数の通路（５２１）の少なくとも幾つかが、前記回転軸線（５１１）に対して４５度の角度をなし、前記回転構成要素（５３８）の半径方向（Ｙ）に対してある角度をなし、前記回転構成要素（５３８）の回転の接線方向（Ｚ）に対して４５度の角度をなして配向される
空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項２】
前記通路（５２１）の少なくとも幾つかが、該通路から吐出された前記空気−油混合物の少なくとも一部が前記回転構成要素の回転方向に対して接線方向である速度成分を有するように、配向される、請求項１記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項３】
前記第２の領域（５７８）の少なくとも一部が、前記渦流発生器（７００）と前記回転構成要素（５３８）の一部分である空洞壁（５３７）とによって囲まれる、請求項１又は２記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項４】
前記回転構成要素（５３８）が、前記第１の領域（５５８）及び第２の領域（５７８）と流れ連通状態になって該第２の領域（５７８）から油を除去するようになった少なくとも１つの通路（５７２）を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項５】
前記渦流発生器（７００）が、前記第１の領域（５５８）及び第２の領域（５７８）と流れ連通状態になって該第２の領域（５７８）から油を除去するようになった少なくとも１つの開口部を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項６】
回転構成要素（５６２）に取付けられたデフレクタ（８００）をさらに含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項７】
前記渦流発生器（７００）に取付けられたデフレクタ（８００）をさらに含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項８】
油ストリーム（６１２）の少なくとも一部を前記デフレクタ（８００）上に導くようになったノズル（６１４）をさらに含む、請求項６記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項９】
前記デフレクタ（８００）が、それを通して前記油ストリーム（６１２）の少なくとも一部が流れるようになった少なくとも１つのスロット（８１０）を有する、請求項６記載の空気−油セパレータシステム（５００）。
【請求項１０】
回転軸線（５１１）から半径方向外方領域（５１７）内に設置されたリム（５２５）を有する回転ディスク（５１０）と、
前記リム（５２５）を貫通して延びる複数の通路（５２１）と、
空洞壁（５３７）と、
前記回転ディスク（５１０）及び空洞壁によって形成された空洞（５７８）と、を含み、
前記空洞壁（５３７）が、前記空洞（５７８）内で空気−油混合物の渦流を発生するように構成されており、
前記空洞（５７８）への複数の通路（５２１）を通しての該空洞（５７８）内への空気−油混合物の流れが存在する時に、渦流（６２１）が形成され、
前記複数の通路（５２１）の少なくとも幾つかが、前記回転軸線（５１１）に対して４５度の角度をなし、前記回転構成要素（５３８）の半径方向（Ｙ）に対してある角度をなし、前記回転構成要素（５３８）の回転の接線方向（Ｚ）に対して４５度の角度をなして配向される
渦流発生器（７００）。
【請求項１１】
前記空洞壁（５３７）が、前記空洞（５７８）から油を除去するようになった少なくとも１つの通路を有する、請求項１０記載の渦流発生器（７００）。
【請求項１２】
前記複数の通路（５２１）が、円周方向に配列される、請求項１０又は１１に記載の渦流発生器（７００）。
【請求項１３】
前記複数の通路（５２１）が、その各々が異なる半径方向位置に設置された複数の円周方向列として配列される、請求項１０又は１１に記載の渦流発生器（７００）。
【請求項１４】
軸受（５４２）と、
前記軸受に潤滑油を供給する油供給導管（５６８）と、
空気及び油の混合物（６２０）を有するサンプ空洞（５５８）と、
前記サンプ空洞（５５８）の外側に設置された加圧空気空洞（５５７）と、
前記サンプ空洞（５５８）の内側に設置されたセパレータ空洞（５７８）と、
回転軸線（５１１）から半径方向外方領域（５１７）内に設置されたリム（５２５）と前記リム（５２５）を貫通して延びて前記サンプ空洞（５５８）及びセパレータ空洞（５７８）と流れ連通状態になった複数の通路（５２１）とを有するディスク（５１０）を備え、前記セパレータ空洞（５７８）内で前記空気−油混合物の渦流を発生するように構成された渦流発生器（７００）と、を含み、
前記渦流発生器（７００）が、前記セパレータ空洞（５７８）内に空気−油混合物渦流（６２１）が生成されるように回転構成要素（５３８）に結合され、
前記複数の通路（５２１）の少なくとも幾つかが、前記回転軸線（５１１）に対して４５度の角度をなし、前記回転構成要素（５３８）の半径方向（Ｙ）に対してある角度をなし、前記回転構成要素（５３８）の回転の接線方向（Ｚ）に対して４５度の角度をなして配向される
軸受潤滑システム（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、ガスタービンエンジンの軸受及びその他の構成要素を潤滑及び冷却するのに使用した油を回収するための渦流式空気−油セパレータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは一般的に、コアを含み、コアは、該コアに流入する空気を加圧するようになった圧縮機と、そこで燃料が加圧空気と混合されかつ次に燃焼されて高エネルギーガスストリームを生成する燃焼器と、ガスストリームからエネルギーを取出して圧縮機を駆動する高圧タービンとを有する。航空機ターボファンエンジンでは、コアの下流に設置した低圧タービンが、ガスストリームからより多くのエネルギーを取出してファンを駆動するようにする。ファンは通常、エンジンが発生する主推進力を供給する。
【０００３】
エンジン内においては、エンジンの圧縮機並びに高圧及び低圧タービン内のステータに対してロータを正確に設置しかつ回転可能に取付けるために、軸受が使用される。軸受は、サンプと呼ばれるエンジンの油含有部分内に封入される。
【０００４】
軸受の過熱を防止するためには、潤滑油を供給しかつシールを設けて、エンジン流路内の高温空気が軸受サンプに到達するのを防止する必要があり、また潤滑油流量は、それらの高い相対回転速度のために軸受が内部で発生する熱及び環境からの熱負荷を運び去るのに十分でなければならない。
【０００５】
油消費量は、エンジンサンプをシール（密封）するために用いる方法に起因する。この密封方法には、サンプ内に流入しかつ該サンプから流出する空気流れ回路が存在することが欠かせない。この流れは、適切に分離しかつサンプに送給して戻さない限り、最終的に回収不能な油を含む。１つの具体的な構成では、前方エンジンサンプは、前方ファンシャフトを通して通気されかつ中心通気管を通してエンジン外に通気される。一旦空気／油混合物がサンプから流出すると、混合物は旋回して、ファンシャフトの内側上に油を付着させる。空気／油混合物内に含まれた油は、通気空気を速やかに逸出させることにより通気孔を通してサンプ内に該油を遠心分離して戻すことができない場合には喪失される。
【０００６】
幾つかの従来型の設計は、油がサンプに再流入するための専用経路を形成することがその機能でありかつ前方ファンシャフト設計内に組み込まれた通路であるウィープ孔を使用することによって油回収を可能にしている。その他の従来型の設計では、ファンシャフトは、通気孔のみであって専用ウィープ孔を有していない。幾つかの従来型の設計は、空気−油混合物をチャンバ内に半径方向に注入して油と空気とを分離するようにしかつその中の通路を通して分離油を導くウィーププラグを回転シャフト内で使用している。このウィーププラグは、該ウィーププラグ内の中心通路を通って空気−油混合物がセパレータ空洞に半径方向に流入するのを可能にする。空気−油混合物が旋回しながらより小さい半径になるにつれて、遠心力は、より大量の油粒子をシャフトの内径に押し戻すと同時に、空気は、通気孔出口を通って逸出する。しかしながら、これらの従来型の設計では、軸方向距離が半径方向入口位置と空気の通気孔入口との間で短い場合には、空気−油分離は非常に不十分なものになる。通気孔又はウィーププラグを通ってチャンバに流入する空気−油混合物の半径方向運動量が高いためにまた通気孔出口に対する軸方向距離が短いために、空気−油混合物の渦流運動のための滞留時間は短くなる。渦流運動のための十分な滞留時間がない状態では、空気−油混合物からの油分離が不十分になることが判明した。軸受は通常、高負荷及び高速で作動し、その結果として通常は高温で動作する。供給される潤滑油は、軸受に対して冷却を与える。しかしながら、サンプ内に形成された空気−油混合物は、高温になる。より高温において空気−油混合物から油を分離することは、より困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
空気−油混合物の半径方向運動量を減少させかつ接線方向運動量を増加させる空気−油セパレータシステムを有することは望ましい。軸方向に短いサンプを有するエンジンシステムにおいて油を除去するのに有効である空気−油セパレータを有することは望ましい。空気−油混合物の渦流運動の大きな半径において滞留時間を増加させた渦流式空気−油セパレータシステムを有することは望ましい。空気−油混合物から油を分離するのに先立って、該空気−油混合物を冷却することができる渦流式空気−油セパレータシステムを有することは望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の必要性は、空気−油混合物から油を分離するためのシステム内で使用することができる渦流発生器によって満たすことができる。本渦流発生器は、それを貫通して延びる複数の通路を備えたリムを有する回転ディスクと、該回転ディスク及び空洞壁によって形成された空洞とを含み、複数の通路を通しての空洞内への流れが存在する時に、渦流が形成されるようになる。
【０００９】
本発明とみなされる主題は、提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明は、本発明の好ましくかつ例示的な実施形態により、添付の図面に関連させてなした以下の詳細な説明において、その更なる目的及び利点と共に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
様々な図全体にわたって同じ参照番号が同様の要素を示す図面を参照すると、図１は、本発明の渦流式空気−油セパレータシステムの例示的な実施形態を組み込んだその全体を参照符号１０で表したガスタービンエンジンを示す。エンジン１０は、長手方向中心線又は軸線５１１と、軸線５１１の周りに同心にかつ該軸線５１１に沿って同軸に配置された外側固定環状ケーシング１４とを有する。エンジン１０は、ガス発生器コア１６を含み、ガス発生器コア１６は、それら全てが直列軸方向流れ関係でエンジン１０の長手方向軸線又は中心線５１１の周りに同軸に配置された複数段圧縮機１８と、燃焼器２０と、単段又は複数段のいずれかになった高圧タービン２２とから構成される。環状外側駆動シャフト２４は、圧縮機１８と高圧タービン２２とを固定相互連結する。
【００１１】
コア１６は、燃焼ガスを発生させるのに有効である。圧縮機１８からの加圧空気は、燃焼器２０内で燃料と混合されかつ点火され、それによって燃焼ガスを発生する。幾らかの仕事が、高圧タービン２２によって取り出され、高圧タービン２２は、圧縮機１８を駆動する。燃焼ガスの残りの部分は、コア１６から低圧タービン２６内に吐出される。
【００１２】
内側駆動シャフト３８は、外側固定ケーシング１４に相互連結された後方軸受３２及び軸受４０を介してまた好適な前方軸受５４２を介して外側駆動シャフト２４に対して回転するように取付けられる。内側駆動シャフト３８は次に、前方ファンシャフト５６２を駆動し、前方ファンシャフト５６２は次に、前方ファンロータ４４及び幾つかのケースではブースタロータ４５を駆動する。ファンブレード４８及びブースタブレード５４は、ファンロータ４４及びブースタロータ４５に取付けられてそれらと共に回転するようになる。
【００１３】
図２を参照すると、前方軸受５４２の周りに軸受サンプ５５８が形成されたガスタービンエンジン１０の領域を示している。軸受サンプ５５８は一般的に、固定フレーム５５９、サンプカバー５６１、前方ファンシャフト５６２、内側駆動シャフト５３８及び渦流発生器７００に相互連結された外側環状構造体５６０によって形成される。前方軸受５４２の内側環状レース５４２Ａと連結された前方ファンシャフト５６２は、前方軸受５４２の外側環状レース５４２Ｂに連結された固定外側環状構造体５６０に対して内側駆動シャフト５３８と共に回転する。図２には１つのタイプの軸受のみを示しているが（符号５４２を参照）、ＬＰシャフト、前方ファンシャフト５６２又は内側駆動シャフト５３８上に付加的軸受（図示せず）を取付けて、エンジン内にファン及びブースタロータ又は圧縮機ロータを支持することが可能である。図２に示す油供給導管５６８と同様の付加的油供給導管（図示せず）により、これらの付加的軸受に油供給を行うことができる。
【００１４】
軸受潤滑油６１０は、油供給導管５６８を通してサンプ５５８内にポンプ圧送される。軸受潤滑油ストリーム６１１は、ノズル６１３によって前方軸受５４２に導かれる。例えば、図２における符号６１２として示すような付加的油ストリームは、サンプ内の他の位置に導かれる。図２に符号５４６として示すような従来型の円周方向ラビリンス又はカーボン式空気及び油シールは、軸受サンプ５５８を密封するように回転及び固定部分に隣接させて設けて、軸受サンプの内側に適切な圧力を維持しかつ空気−油混合物がサンプから逸出するのを防止する。加圧空気６００は、空気供給システム（図示せず）から空気を受けた加圧空気空洞５５７から注入されて、油シールを通って油が漏洩するのを防止する。図２に符号５４６として示すような、内側駆動シャフト５３８と固定構造体５４７との間のラビリンスシールは、軸受サンプ５５８の後端部からの油の漏洩を防止する。
【００１５】
軸受サンプ５５８に流入する注入加圧空気６００の一部分は、サンプ圧力を適当なバランスに維持するような制御方式でサンプ５５８から通気させなければならない。しかしながら、加圧空気は、サンプ５５８内で油の粒子と混合した状態になる。軸受サンプ５５８内の空気−油混合物は、図２に符号６２０として示している。油の大量の喪失は、空気−油混合物６２０が、油粒子を分離しかつ除去しないで外部に通気された場合に発生することになる。
【００１６】
図２には、空気−油混合物から油を分離するための渦流式空気−油セパレータを使用することによって航空機エンジンにおける油消費量を減少させるためのシステムの例示的な実施形態を示している。本システムは、それを通して油供給６１０をサンプ内に流す油供給導管５６８を含む。本システムから油の漏洩を防止するために、加圧空気空洞５５７からシールを通してサンプ５５８内に加圧空気６００が流される。この図示した例示的な実施形態では、渦流発生器７００は、前方ファンシャフト５６２内の対応する孔５３４に固締されたファスナ５３２によって前方ファンシャフト５６２に剛連結される。渦流発生器７００はまた、ファスナ５１２によって内側駆動シャフト５３８の前方端部に剛連結される。図２には、ファスナを使用するこれらの連結を示しているが、あらゆるその他の好適な従来型の取付け手段もまた使用することができる。
【００１７】
渦流式空気−油セパレータシステムのこの例示的な実施形態はさらに、以下にさらに説明するように、その中で空気−油混合物からの油粒子の分離を行うセパレータ空洞５７８を含む。セパレータ空洞５７８は、渦流発生器７００及び好適な形状の空洞壁５３７によって形成される。空洞壁５３７は、図２に示すように前方内側駆動シャフトと一体形に形成することができる。それに代えて、空洞壁５３７は、別個に製作し、次に従来型の取付け手段を使用して内側駆動シャフト５３８の前方端部に取付けることができる。分離した油粒子６９２は、セパレータ空洞壁５３７の内側面に沿って半径方向に外方に移動し、かつセパレータ空洞壁５３７の半径方向外方領域内に形成したオリフィス５７２を通して該セパレータ空洞から流出する。空気は、内側駆動シャフト５３８の内部を通って通気される。従来型の通気管（図示せず）もまた、この目的のために使用することができる。
【００１８】
回転渦流発生器７００は、サンプ５５８から空気−油混合物６２０を受けかつ該空気−油混合物をセパレータ空洞５７８内に流して、該セパレータ空洞内に渦流６２１を形成する。図３には、渦流発生器７００の例示的な実施形態を示している。渦流発生器７００は、中心線５１１の周りで回転するディスク５１０を有する。ディスクは、半径方向外方領域５１７内に設置されたリム５２５を有する。渦流発生器７００のリム５２５は、その周辺部の周りに配列された１つ又はそれ以上の通気孔５２０列を有する。通路５２１は、リム５２５の厚さを貫通して通気孔５２０から延びる。これらの通路の配向は、サンプ５５８からこれらの通気孔に流入しかつ通路５２１を通って流れる空気−油混合物が、中心線５１１に対して軸方向、接線方向及び半径方向に向け直されるようになっている。一般的には、その各列が異なる半径方向位置に設置された状態でこれらの孔５２０の複数列が設けられる。図４は、渦流発生器７００の半径方向外方領域の断面斜視図を示す。渦流発生器７００は、通気孔５２０への入口においてほぼ軸方向の空気−油混合物流れ６２０を受け、かつ渦流発生器７００内でその流れの方向を接線方向に向けて再配向し、かつ空気−油混合物６２０をセパレータ空洞５７８内に注入する。図２及び図３に示すこの例示的な実施形態では、セパレータ空洞５７８は、渦流発生器７００と内側駆動シャフト５３８と一体型に形成された空洞壁５３７との間に形成される。渦流発生器７００及び内側駆動シャフト５３８は、対応する孔５１３及びファスナ５１４の列を有するフランジ５１２及び５３９を使用して連結される。
【００１９】
セパレータ空洞５７８内において、回転空気／油混合物渦流６２１は、該回転空気／油混合物渦流が空気通気孔出口に向けて軸方向に流れるにつれて、旋回しながらより小さい半径になる。この空気−油混合物の旋回する渦流６２１は、高い接線方向速度を生じかつ空気及び油粒子に作用する大きな遠心力を生じる。これらの遠心力は、空洞壁５３７の内部領域に対してより大量の油粒子を半径方向外方に（図２に符号６９２として示す）押し出す。
【００２０】
本発明の１つの態様では、油粒子分離はさらに、空気−油混合物６２０をセパレータ空洞５７８内に流すのに先立って、任意選択的に該空気−油混合物を冷却することによってさらに改善される。空気−油混合物を冷却することによって、油粒子の密度は増大し、その結果として、セパレータ空洞５７８内における渦流旋回流内においてこれら油粒子に作用する遠心力によって、より大量の油粒子が一層容易に除去されることになる。サンプ５５８内で高温空気−油混合物を冷却する１つの方法は、サンプに供給された比較的より低温の油と混合することによるものである。これは、図２に示す渦流式空気−油セパレータシステムの例示的な実施形態に示している。そこに示すこの例示的な実施形態では、比較的より低温の油６１２は、油ストリームを回転デフレクタ８００に向かって導くノズル６１４を通して供給される。より低温の油ストリーム６１２が回転デフレクタ８００上に衝突すると、比較的より高温の空気−油混合物６２０と混合した油液滴が形成される。これにより、比較的より低温の空気−油混合物が生じ、この比較的より低温の空気−油混合物が渦流発生器通気孔５２０内に引き込まれる。図３に示すように、この例示的な実施形態では、デフレクタ８００は、渦流発生器７００に取付けられかつ該渦流発生器７００と共に回転する。ファスナのようなあらゆる従来型の手段を使用して、デフレクタ８００を渦流発生器及び／又は前方ファンシャフト５６２に固定することができる。
【００２１】
任意選択的に、デフレクタ８００は、例えば図３に符号８１０として示すような油ストリーム６１２の一部分をデフレクタの内部側に流して潤滑油をエンジン内のその他の軸受位置に供給するようになった、その壁を貫通する選択数のスロット／ウインドウを含むことができる。スロット８１０の相対的寸法及び間隔を調整して、壁を通過する油の量と、サンプ５５８内にスプラッシュバックさせて空気−油混合物６２０を冷却する油の量とを制御することができる。
【００２２】
空気−油混合物から分離された油粒子は、図２に符号５７２として示すような回転シャフト空洞壁５３７上の溝及び／又は孔によってセパレータチャンバ５７８から除去される。図２及び図３に符号６９２として示す除去油は、サンプ５５８内に流入する。空気粒子は、例えば従来型の通気管（図示せず）を通してのような通気孔出口を通してセパレータ空洞５７８から除去される（図２に符号６９４として示す）。それに代えて、油は、渦流発生器７００の内側通路５２０を通って流れる空気−油混合物の比較的高い質量流量を必要としない状態で該油をサンプ５５８に戻す経路を形成するチャネルを渦流発生器７００上に設けることによって、セパレータ空洞５７８から除去することができる。従来型の掃気システム（図示せず）は、サンプ空洞５５８から油を除去して、軸受潤滑システム内にポンプ圧送して戻す前にさらに処理するようにする。
【００２３】
前述のように、滞留時間、接線方向速度及び温度は、空気−油混合物からの油粒子の渦流式分離の有効性を決定する３つの重要な要因である。回転渦流発生器７００は、空気−油混合物６２０が通気孔５２０を通って流れる時に該空気−油混合物の接線方向速度を増大させる。セパレータ空洞５７８に流入する空気−油混合物６２１は、主に接線方向及び軸方向運動量、並びに少量の半径方向運動量を有する。空気−油混合物６２１は、回転軸線５１１から半径方向外方位置においてセパレータ空洞に流入する。この特徴は、通気孔及び半径方向プラグを使用する従来型の設計と比べて、大きな半径における接線方向流れの大きな滞留時間を有する渦流６２１を可能にする。これは、渦流発生器７００の通気孔５２０内における流れを方向転換させて回転方向の接線方向速度成分を与えることによって達成される。従って、空気−油混合物６２０が通気孔５２０内を流れる時に、空気−油混合物は、渦流発生器７００の回転によってそれに与えられた接線方向速度に加えて付加的な接線方向速度を取得する。
【００２４】
空気−油混合物流れの接線方向速度の増大は、セパレータ空洞５７８内でより強力な渦流及びより高い遠心加速度を生じて、空気／油混合物から油粒子を分離する。空気は、より大きな半径の外部領域位置で接線方向に注入されるので、空気／油混合物６２１は、渦流式セパレータ出口に到達する前に非常に長い経路に従うことになり、従って、空気−油混合物の滞留時間は、従来型の構成の滞留時間よりも大きくなる。
【００２５】
図２には、渦流発生器７００を使用した渦流式空気−油セパレータシステムの例示的な実施形態を示している。図３及び図４には、渦流発生器７００の例示的な実施形態を示している。図３では、図示したＸ軸は、軸方向を表し、Ｙ軸は、半径方向を表し、またＺ軸は、内側駆動シャフト５３８の回転方向を正とした接線方向を表す。図３及び図４に示す渦流発生器７００のこの例示的な実施形態では、その各列が約１００個の通気孔を有する状態で周辺部の周りに４列の通気孔５２０が設置されている。通気孔５２０は、約０．１００インチの直径「Ｄ」を有し、かつ一般的には様々な列において０．０１５インチ〜０．０２５インチの範囲にあるそれら通気孔間の間隔距離「Ｓ」を有する。図４に示すこの例示的な実施形態における列間の間隔「Ｈ」は、約０．０２０インチである。渦流発生器７００のリム５２５の厚さＴは、約０．３６インチである。通気孔５２０は、ほぼ軸方向の空気−油混合物流れ６２０を受け、かつその流れ方向を該流れが接線方向軸Ｚに対して角度Ａで内側駆動シャフト５３８の回転方向に沿ったほぼ接線方向に通気孔５２０からセパレータ空洞５７８内に流出するように再配向する。一般的には、通路５２１から流出する空気−油混合物のストリームの配向角度は、Ｚ軸に対する接線方向成分、Ｘ軸に対する軸方向成分、及びＹ軸に対する半径方向成分を有するように選択される。本発明のこの例示的な実施形態では、４列の通気孔５２０を使用し、角度Ａは約４５度になるように選択し、また軸方向（Ｘ軸）に対する角度Ｂは約４５度である。
【００２６】
図３に示すデフレクタ８００の例示的な実施形態では、デフレクタ８００は、渦流発生器７００に取付けられ、かつ該渦流発生器７００と共に約３０００〜５０００ｒｐｍの回転速度で回転する。デフレクタは、約０．２０インチの壁厚さを有し、かつ油をその内部に流して潤滑油をエンジン内のその他の軸受位置にさらに供給するようになった１２個のスロットを有する。
【００２７】
渦流発生器７００は、およそ１４９℃（３００°Ｆ）であるサンプ５５８内では一般的である温度に耐えかつエンジン潤滑油による腐食に抗することができる材料で製作される。「インコネル」７１８のような従来型のタービンロータ材料は、渦流発生器７００及びシャフト５３８、５６２を製作するために用いることができる。渦流発生器７００は、例えば鍛造後の機械加工又は材料ブランクからの機械加工のようなあらゆる公知の方法によって形成することができる。
【００２８】
一般的には、渦流式セパレータの油分離効率は、油粒子サイズと共に増大する傾向があり、また１５ミクロン又はそれ以上の大きな油粒子では１００パーセントに近づくことができることが判明した。しかしながら、本明細書に記載した実施形態は、１５ミクロンよりも小さい油粒子を分離する上でも高効率であることが、従来型の計算流体力学分析を用いて判明した。例えば、巡航状態下の航空機エンジンにおいて、１０ミクロンの油粒子サイズの場合に、本発明を用いた油分離効率が９５パーセントよりも高いのに対して、従来型の方法を用いた油分離効率は２０パーセントよりも低いことが分析的に判明した。
【００２９】
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者には分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ガスタービンエンジンの長手方向軸線方向断面図。
【図２】本発明の渦流式空気−油セパレータシステムの例示的な実施形態を組み込んだ、図１のガスタービンエンジンの軸受サンプ領域の拡大軸線方向断面図。
【図３】本発明の渦流発生器の例示的な実施形態を示す斜視図。
【図４】図３に示す渦流発生器の断面を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  エンジン
１４  ケーシング
１６  コア
１８  圧縮機
２０  燃焼器
２２  高圧タービン
２４  外側駆動シャフト
２６  低圧タービン
３２、４０  後方軸受
３８  内側駆動シャフト
４４  ファンロータ
４５  ブースタロータ
４８  ファンブレード
５４  ブースタブレード
４００  軸受潤滑システム
５００  空気−油セパレータシステム
５１０  ディスク
５１１  軸線
５１７  半径方向外方領域
５２１  通路
５２５  リム
５３７  空洞壁
５３８  内側駆動シャフト、回転構成要素
５４２  前方軸受
５４７  固定構造体
５５７  加圧空気空洞
５５８  サンプ空洞、第１の領域
５６２  前方ファンシャフト
５６８  油供給導管
５７２  オリフィス
５７８  セパレータ空洞、第２の領域
６１０  軸受潤滑油
６１２  油ストリーム
６１３、６１４  ノズル
６２０  空気−油混合物
６２１  渦流
７００  渦流発生器
８００  デフレクタ
８１０  スロット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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