(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）のための潤滑油ワニス軽減システム（２００）であって、
前記タービンエンジン（１０）と流体連通する潤滑油（２３０）をその中に含み、さらに潤滑油タンク（２２０）、潤滑油供給先（２５０）およびリフトオイル供給先（２６０）を含む潤滑油回路（２１０）と、
前記潤滑油回路（２１０）から分離され、前記タービンエンジン（１０）の燃料弁を作動させる１つ以上のサーボと流体連通する油圧オイル（３００）をその中に含み、さらに油圧オイル供給先（３２０）を含む油圧オイル回路（２８０）と、
を含む、
潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項２】
前記潤滑油回路（２１０）は、潤滑油ポンプ（２４０）を含む、請求項１に記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項３】
前記潤滑油回路（２１０）は、リフトオイルポンプ（２７０）を含む、請求項１または２に記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項４】
前記潤滑油回路（２１０）は、複数のリフトオイルポンプ（２７０）を含む、請求項１から３のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項５】
前記油圧オイル回路（２８０）は油圧オイルポンプ（３１０）を含む、請求項１から４のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項６】
前記油圧オイル回路（２８０）は複数の油圧オイルポンプ（３１０）を含む、請求項１から５のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項７】
前記油圧オイル回路（２８０）は、油圧オイルマニホルド（３４０）を含む、請求項１から６のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項８】
前記油圧オイル回路（２８０）は、燃料ガスシステム（１１５）の前記燃料弁への油圧オイル供給を含む、請求項１から７のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項９】
前記油圧オイル回路（２８０）は、入口案内翼システム（１２０）への油圧オイル供給を含む、請求項１から８のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【請求項１０】
前記油圧オイル回路（２８０）は、液体燃料システム（１２５）への油圧オイル供給を含む、請求項１から９のいずれかに記載の潤滑油ワニス軽減システム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、全般的にガスタービンエンジンに関し、さらに詳細には、潤滑油ワニスおよびそれにより生じ得るエンジン構成要素への損傷を軽減するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のガスタービンエンジンの保守および維持管理における重大な問題は、潤滑油ワニスの生成である。例えば、油圧回路内の潤滑油が、入口案内翼、ガス制御弁、液体燃料弁等を作動させる複数のサーボに連通している可能性がある。油で濡れた構成要素上でのまたは他の所でのワニスの堆積が、これらのサーボおよび他の構成要素の故障および／または機能不全につながる可能性がある。そのような故障および機能不全は、ガスタービンエンジンのトリッピング（ｔｒｉｐｐｉｎｇ）、および必要な修理のためのダウンタイムに起因する、その後の収益損失を招く。
【０００３】
オイルラッカリングは、複雑な一連の事象の結果である可能性がある。具体的には、オイル流中の分子は、化学プロセス、機械プロセス、および／または熱的プロセスにより壊れる可能性がある。例えば、化学プロセスには、オイルの酸化が含まれる可能性がある。酸化は、熱および／またはオイル中の金属微粒子の存在により加速される可能性がある。機械プロセスには、「剪断加工」が含まれる可能性があり、オイル分子は、機械表面間を通過する際に引き裂かれる可能性がある。熱的プロセスには、高圧および高温に起因する圧力誘起ディーゼリングまたは圧力誘起熱劣化が含まれる可能性がある。また、帯電が、局所的熱酸化オイル分解を引き起こす可能性がある。ピーキングモード（ｐｅａｋｉｎｇ  ｍｏｄｅ）または循環モード（ｃｙｃｌｉｎｇ  ｍｏｄｅ）で作動しているタービンが、熱サイクルの影響によるオイルラッカリングを起こし易い可能性がある。また、現在まで十分に理解されていないが、他のプロセスおよびその組合せが存在する可能性がある。
【０００４】
このように、油ワニスの生成およびそれにより生じる損傷の両方を制限するために、特に内部にサーボを有する油圧回路およびワニス損傷等を受け易い可能性がある他の構成要素に関して、油ワニス軽減システムが所望されている。ワニス損傷を低減することにより、全体的なシステム効率が向上し、必要な保守およびダウンタイムが低減されるはずである。そのようなワニス軽減システムは、既存のガスタービンエンジン内に後付けされてもよく、または新システム内の元来の装置であってもよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＧＥＴＩＬ  １５２８−３，Ｖａｒｎｉｓｈ，１〜２頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本願は、タービンエンジンのための潤滑油ワニス軽減システムを提供する。潤滑油ワニス軽減システムは、中に潤滑油を有する潤滑油回路と、中に油圧オイルを有する、潤滑油回路から分離されている油圧オイル回路とを含んでいてもよい。
【０００７】
本願は、さらに、タービンエンジンのための潤滑油ワニス軽減システムを提供する。潤滑油ワニス軽減システムは、複数のポンプおよびリフトオイル供給源を備えた潤滑油回路と、複数の油圧ポンプを備えた、潤滑油回路から分離されている油圧オイル回路とを含んでいてもよい。
【０００８】
いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併用されている場合に以下の詳細な記載を検討すると、本願のこれらのかつ他の特徴および改良点が当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】既知のガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】既知の潤滑油システムの概略図である。
【図３】既知の潤滑油システムの代替的実施形態の図である。
【図４】油圧／リフトオイルシステムの場合の、図３の潤滑油システムの概略図である。
【図５】本明細書に記載されている可能性がある潤滑油ワニス軽減システムの概略図である。
【図６】本明細書に記載されている可能性がある潤滑油ワニス軽減システムの代替的実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、いくつかの図を通じて同様の数字が同様の要素を指す図面を参照すると、図１は、既知のガスタービンエンジン１０の概略図を示す。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含んでいてもよい。圧縮機１５は、流入する空気流２０を圧縮する。圧縮機１５は、圧縮された空気流２０を燃焼器２５へ送達する。燃焼器２５は、圧縮された空気流２０を圧縮された燃料流３０と混合し、その混合物を点火して、燃焼ガス流３５を生成する。燃焼器２５が１つだけ示されているが、ガスタービンエンジン１０は、任意の数の燃焼器２５を含んでいてもよい。燃焼ガス流３５は、タービン４０に送達される。燃焼ガス流３５は、機械的作用を生み出すためにタービン４０を駆動する。タービン４０で生み出される機械的作用は、圧縮機１５と発電機等の外部負荷４５とを駆動する。
【００１１】
ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、様々な種類の合成ガス、および／または他の種類の燃料を使用してもよい。ガスタービンエンジン１０は、Ｆクラス（Ｆ−Ｃｌａｓｓ）ガスタービンエンジンなどの、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙが提供する、任意の数の異なるガスタービンエンジンの１つであってもよい。ガスタービンエンジン１０は、他の構成を有していてもよく、他の種類の構成要素を使用してもよい。また、本明細書において、他の種類のガスタービンエンジンが用いられてもよい。また、本明細書において、複数のガスタービンエンジン１０、他の種類のタービン、および他の種類の発電装置が、一緒に用いられてもよい。
【００１２】
図２は、ガスタービンエンジン１０等で使用するための既知の潤滑油システム５０のハイレベル図（ｈｉｇｈ  ｌｅｖｅｌ  ｖｉｅｗ）を示す。潤滑油システム５０は、Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙが提供するＦクラスガスタービンエンジンおよび類似の種類のガスタービンエンジン１０で使用されてきた可能性がある。潤滑油システム５０は、中に大量の潤滑油６０を有する潤滑油タンク５５を含む。潤滑油タンク５５は、潤滑油ポンプ６５と連通していてもよい。潤滑油ポンプ６５は、潤滑油供給源７０、油圧オイルポンプ８０経由で油圧オイル供給源７５、リフトオイルポンプ９０経由でリフトオイル供給源８５等と連通していてもよい。また、本明細書において、他の構成および他の種類の構成要素が用いられてもよい。
【００１３】
図示の通り、潤滑油タンク５５は、油圧オイル供給源７５およびリフトオイル供給源８５の両方に役立つ。潤滑油６０は、このように、タービン４０の構成要素を通って、かつ潤滑油が高い圧力、応力、温度、摩損等に晒される可能性がある他のシステム構成要素を通って流動する。潤滑油６０は、さらに、静的変化を引き起こす可能性がある多数のフィルタを通って流動する可能性があり、温度が上昇して、やはりオイルの分解およびワニスの蓄積をもたらす可能性がある。
【００１４】
図３は、既知の潤滑油システム９５の代替的実施形態を示す。この潤滑油システム９５もまた、中に潤滑油６０を有する潤滑油タンク５５を含む。潤滑油タンク５５は、潤滑油ポンプ６５と連通している。潤滑油ポンプ６５は、やはり、潤滑油供給源７０、油圧オイル供給源７５、リフトオイル供給源８５等と連通している。しかし、本実施形態では、単一の油圧オイルポンプ／リフトオイルポンプ１００が使用されてもよい。複合型油圧／リフトオイルポンプ１００は、どのシステムが使用中の可能性があるかによって供給圧力を調節するために、２つの異なる設定で作動する能力を有していてもよい。換言すれば、油圧オイル供給源７５とリフトオイル供給源８５とは、異なる圧力で作動し得る。また、本明細書において、他の構成および他の種類の構成要素が用いられてもよい。
【００１５】
図４は、拡張型油圧回路１０５およびリフトオイル供給源８５の場合の、潤滑油システム９５の使用を示す。潤滑油システム９５および類似のシステムは、現在使用中の可能性がある。この例では、油圧回路１０５は、油圧マニホルドまたは油圧ユニット１１０を含んでいてもよい。油圧ユニット１１０は、油圧／リフトポンプ１００の１つまたは複数と連通していてもよい。前述の通り、油圧／リフトポンプ１００は、所望の圧力および所望の使用中の回路によって、複数の設定を有していてもよい。この例では、余剰油圧／リフトポンプ１００が示されている。
【００１６】
油圧ユニット１１０は、燃料ガスシステム１１５への油圧供給源、入口案内翼システム１２０への油圧供給源、液体燃料システム１２５への油圧供給源、および他の構成要素と連通していてもよい。油圧ユニット１１０はまた、リフトオイル供給源８５と連通していてもよい。これらの供給源の１つまたは複数は、前述のようにワニス損傷を被る可能性があるサーボおよび他の種類の内部構成要素を含んでいてもよい。また、本明細書において、他の構成および他の種類の構成要素が用いられてもよい。
【００１７】
図５は、本明細書に記載されている可能性がある潤滑油ワニス軽減システム２００の例を示す。前述の構成と同様に、潤滑油ワニス軽減システム２００は、潤滑油回路２１０を含んでいてもよい。潤滑油回路２１０は、中に大量の潤滑油２３０を有する潤滑油タンク２２０を含んでいてもよい。潤滑油タンク２２０は、潤滑油ポンプ２４０と連通していてもよい。潤滑油ポンプ２４０は、潤滑油供給先２５０、リフトオイルポンプ２７０経由でリフトオイル供給先２６０等と連通していてもよい。潤滑油回路２１０は、前述の潤滑油システム５０と類似した方法で機能してもよい。また、本明細書において、他の構成および他の種類の構成要素が用いられてもよい。
【００１８】
潤滑油ワニス軽減システム２００はまた、油圧オイル回路２８０を含んでいてもよい。油圧オイル回路２８０は、中に大量の油圧オイル３００を有する油圧オイルタンク２９０を含んでいてもよい。油圧オイル３００は、グループＩＩ（Ｇｒｏｕｐ  ＩＩ）基油等の特殊オイルであってもよい。本明細書において、他の種類の油圧オイル３００が用いられてもよい。油圧オイルタンク２９０は、油圧オイルポンプ３１０と連通していてもよい。油圧オイルポンプ３１０は、油圧オイル供給先３２０等と連通していてもよい。また、本明細書において、他の構成および他の種類の構成要素が用いられてもよい。
【００１９】
潤滑油回路２１０と油圧オイル回路２８０とを分離することにより、油圧オイル３００は、潤滑油２３０に一般的に認められる高い圧力、温度、および応力に晒されない可能性がある。したがって、油圧オイル３００は、ラッカリングを生じ（ｖａｒｎｉｓｈ）ない可能性があり、したがって、サーボ等の油圧オイル回路２８０内の構成要素へのワニス損傷を生じない可能性がある。さらに、油圧オイル３００は、現在使用中の潤滑油２３０と比較して、顕著により長い寿命を有する可能性がある。
【００２０】
前述の潤滑油システム９５と比較した通り、付加的な油圧オイルポンプ３１０は、油圧オイル回路２８０内で必要とされる可能性がある。しかし、この油圧オイルポンプ３１０は、油圧／リフトポンプ１００では２つの設定が必要とされるのとは対照的に、必要とされる可能性がある圧力設定が１つだけであるという点で、簡略化されている可能性がある。同様に、付加的な油圧オイルタンク２９０はまた、油圧オイル３００の別量を保持しなければならない可能性がある。しかし、既存の潤滑油タンク２２０は、ここでは寸法がより小さい可能性がある。
【００２１】
図６は、潤滑油ワニス軽減システム３３０の代替的実施形態を示す。この例では、潤滑油ワニス軽減システム３３０は、やはり、前述のものに類似した潤滑油回路２１０と、前述のものに類似した油圧オイル回路２８０とを含んでいてもよい。潤滑油回路２１０は、複数の余剰リフトオイルポンプ２７０を含んでいてもよい。同様に、油圧オイル回路２８０も、複数の余剰油圧オイルポンプ３１０を含んでいてもよい。潤滑油ワニス軽減システム３３０内の潤滑油回路２１０および油圧オイル回路２８０はどちらも、このように、前述の潤滑油システム９５内に示されているように、余剰ポンプを含む。前述の単一のポンプ２４０、３１０もまた使用され得るように、そのような冗長性は必要とされない。また、本明細書において、他の構成および他の種類の構成要素が用いられてもよい。
【００２２】
油圧オイル回路２８０はまた、油圧オイル供給先３２０と連通している油圧マニホルド３４０を含んでいてもよい。油圧オイル供給先３２０または油圧マニホルド３４０は、燃料ガスシステム１１５への油圧供給、入口案内翼システム１２０への油圧供給、液体燃料システム１２５への油圧供給、および他の構成要素と連通していてもよい。
【００２３】
本明細書に記載されている潤滑油ワニス軽減システム１００は、このように、必要な保守、ダウンタイム、および潜在的収益損失を低減しながら、全体的なガスタービンの信頼性を向上させている。中に油圧オイル３００を有する別個の油圧オイル回路２８０の使用は、この回路の構成要素のオイルラッカリング等に関連する問題を大いに排除する。潤滑油ワニス軽減システム１００は、新しい部品装置を後付けした機器または元来の機器であってもよい。
【００２４】
上述は本願の特定の実施形態にのみ関すること、および多数の変更および修正が、以下の特許請求の範囲およびその等価物により定められる本発明の一般的な精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において当業者により施されてもよいことが明らかであるべきである。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ガスタービンエンジン
１５  圧縮機
２０  空気流
２５  燃焼器
３０  燃料流
３５  燃焼ガス流
４０  タービン
４５  外部負荷
５０、９５  潤滑油システム
５５、２２０  潤滑油タンク
６０、２３０  潤滑油
６５、２４０  潤滑油ポンプ
７０、２５０  潤滑油供給先
７５、３２０  油圧オイル供給先
８０、３１０  油圧オイルポンプ
８５、２６０  リフトオイル供給先
９０、２７０  リフトオイルポンプ
１００  油圧／リフトオイルポンプ、潤滑油ワニス軽減システム
１０５  拡張型油圧回路
１１０  油圧マニホルド、油圧ユニット
１１５  燃料ガスシステム
１２０  入口案内翼システム
１２５  液体燃料システム
２００、３３０  潤滑油ワニス軽減システム
２１０  潤滑油回路
２８０  油圧オイル回路
２９０  油圧オイルタンク
３００  油圧オイル
３４０  油圧マニホルド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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