(57)【要約】  遠心型空気／油分離装置（２１２）は、エンジンのベアリングキャビティ（２０２）と連通しているとともに、分離した油（２２０）をギアボックス（２０４）との接触から実質的に隔離する。
2007530848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機エンジンの潤滑方法であって、
上記エンジンの主ベアリングキャビティから高温の空気／油混合物を収集し、
上記の高温の空気／油混合物を空気／油分離装置に直接供給し、
上記空気／油分離装置を介して上記の空気／油混合物中に含まれた液状の油を空気から分離し、
分離した上記液状油を冷却し、
第１の量の冷却した上記液状油を潤滑のためにギアボックスに供給すると同時に、第２の量の冷却した上記液状油を潤滑のために上記主ベアリングキャビティに供給することを特徴とする潤滑方法。
【請求項２】
上記空気／油分離装置は、上記ギアボックスの内側に配置され、上記主ベアリングキャビティから収集された上記の高温の空気／油混合物は、上記ギアボックスとの接触から実質的に隔離されることを特徴とする請求項１に記載の潤滑方法。
【請求項３】
さらに、分離した上記液状油を上記空気／油分離装置から直接回収し、回収した上記液状油を冷却のために上記ギアボックスの外部のオイル供給源に戻すことを特徴とする請求項２に記載の潤滑方法。
【請求項４】
さらに、上記ギアボックスを潤滑した上記液状油を該ギアボックスから回収し、同様に上記オイル供給源に戻すことを特徴とする請求項３に記載の潤滑方法。
【請求項５】
さらに、上記ギアボックスから回収され、かつ上記空気／油分離装置から直接回収された上記液状油を、同様に上記オイル供給源に戻すのに先立ってスカベンジ装置に案内することを特徴とする請求項４に記載の潤滑方法。
【請求項６】
空気／油を分離するステップは、遠心力によって上記ギアボックスの回転する中空シャフトの内側で行われ、この中空シャフトに、実質的に上記空気／油分離装置が組み込まれていることを特徴とする請求項２に記載の潤滑方法。
【請求項７】
実質的に水平に配置された回転可能な中空シャフトの実質的に内側に配置された遠心型空気／油分離装置であって、
上記中空シャフト内に同軸上に画定され、該シャフトとともに回転するように構成された環状の分離チャンバと、
上記中空シャフトの一端部に配置され、上記ギアボックスの外部に位置する上記エンジンのキャビティと該キャビティから空気／油混合物を収集するように連通しており、上記空気／油混合物を、上記ギアボックスの内側の構成要素との接触から実質的に隔離する固定式の環状キャビティと、
上記環状キャビティと上記の環状の分離チャンバとの間に画定され、この環状キャビティ内の空気／油混合物が、遠心分離するために上記の環状の分離チャンバに入ることが可能になる空気／油混合物の入口通路と、
上記環状キャビティを貫通して画定され、上記の環状の分離チャンバ内で空気／油混合物から分離された空気を放出するように、該チャンバと連通する空気の出口通路と、
上記の環状の分離チャンバ内で空気／油混合物から分離された液状油を上記環状キャビティに放出する油の出口通路と、を備えることを特徴とする遠心型空気／油分離装置。
【請求項８】
上記の環状の分離チャンバは、上記中空シャフト内にシールされるように取り付けられるとともにこのシャフトから半径方向に離れて配置され、該シャフトの内側と該チャンバの外周側の壁との間に画定される環状通路を形成し、この環状通路は、該チャンバと上記環状キャビティとを連通して上記の油の出口通路の一部を形成していることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項９】
上記の環状の分離チャンバは、このチャンバの外周側の壁に画定された複数の開口部を備え、該チャンバ内の液状油が、遠心力によって上記中空シャフトの回転中に上記開口部を通って上記環状通路に入ることを特徴とする請求項８に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１０】
上記中空シャフトは、該シャフトの端部において上記の固定環状キャビティによって回転可能に支持され、このシャフトの端部が、軸方向に該キャビティ内に延びていることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１１】
上記中空シャフトは、上記環状キャビティ内に延びている該シャフトの端部に画定される複数の穴を備え、上記環状通路内の液状油が、遠心力によって該シャフトの回転中に上記環状キャビティに入ることを特徴とする請求項１０に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１２】
上記の空気の出口通路は、上記の環状の分離チャンバにおける内周側の壁の内側に画定された軸方向の中央通路と、上記の内周側の壁に画定された複数の開口部と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１３】
上記の内周側の壁は、軸方向に上記環状キャビティ内に延びており、該キャビティの環状の内周部を少なくとも一部形成していることを特徴とする請求項１２に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１４】
上記の環状の分離チャンバの内周側の壁に画定された開口部は、上記環状キャビティから離れた端部に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１５】
上記の空気／油混合物の入口通路は、上記環状キャビティに隣接する上記の環状の分離チャンバにおける半径方向の壁に画定された複数の開口部を備えることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１６】
上記の環状の分離チャンバは、該チャンバ内に配置され、かつ該チャンバとともに回転するように構成されたパッキンを備え、このパッキンは、このチャンバの回転中に遠心力によって破損しないように構成された実質的に剛性を有するマトリックスを有し、複数の流路を画定するこのマトリックスは、上記液状油及び空気が、該マトリックスを通って軸方向及び半径方向の双方に流動するように、この液状油ならびに空気を透過させることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１７】
上記環状キャビティは、該キャビティの下部に画定され、かつスカベンジ装置と接続するように構成された放出口を備えることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１８】
上記環状キャビティは、該キャビティの側壁及び円筒型の壁の１つに画定され、かつ上記エンジンのキャビティに接続するように構成された入口を備え、上記エンジンのキャビティからの上記空気／油混合物が、この入口を通って上記環状キャビティに流れるときに、該混合物が、実質的に軸方向に上記環状キャビティ及び上記の空気／油混合物の入口通路を通って上記の環状の分離チャンバに案内されることを特徴とする請求項７に記載の遠心型空気／油分離装置。
【請求項１９】
航空機エンジン内の潤滑油を処理する方法であって、
オイル供給源からエンジンのベアリングキャビティ潤滑装置及び補機ギアボックス潤滑装置に油を並行して供給するステップと、
上記のそれぞれの装置から使用した油を回収するステップと、
空気を少なくとも上記エンジンのベアリングキャビティ潤滑装置から回収した油から分離するステップと、
補機ギアボックスの潤滑をバイパスするように、上記の空気／油分離ステップから上記オイル供給源に油を戻すステップと、を備えることを特徴とする処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気／油分離装置及びこの装置を用いる航空機エンジンの潤滑方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人が譲受人であるＳａｎｔｅｒｒｅ等による米国特許第６，３９８，８３３号明細書に記載されている空気／油セパレータは、該セパレータが取り付けられる回転可能な中空のシャフトを有する。空気／油の混合物は、この混合物が空気／油セパレータに入る前に、主ベアリングキャビティから収集されて補機ギアボックス（ＡＧＢ）のケーシングに供給される。
【特許文献１】米国特許第６，３９８，８３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、航空機エンジンの主ベアリングキャビティから収集された空気／油混合物は比較的熱く、この混合物の温度は、通常、４００Ｆ゜以上になる。熱によって、ＡＧＢのシールの寿命が低下するので、改良した空気／油の分離方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、改良した空気／油分離装置を提供することである。
【０００５】
本発明の１つの態様によれば、航空機エンジンを潤滑する方法は、エンジンの主ベアリングキャビティから高温の空気／油混合物を収集するステップと、高温の空気／油混合物を空気／油分離装置に直接供給するステップと、空気／油分離装置を介して空気／油混合物中に含まれた液状の油を空気から分離するステップと、分離した液状油を冷却するステップと、第１の量の冷却した液状油を潤滑のためにギアボックスに供給すると同時に、第２の量の冷却した液状油を潤滑のために主ベアリングキャビティに供給するステップと、を備える。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、遠心型空気／油分離装置は、航空機エンジンのギアボックス内に実質的に水平に配置された回転可能な中空シャフトの実質的に内側に備えられる。遠心型空気／油分離装置は、中空シャフト内に同軸上に画定され、かつ該シャフトとともに回転するように構成された環状の分離チャンバを備える。固定式の環状キャビティが、中空シャフトの終端部に配置され、かつギアボックスの外側に配置されたエンジンのキャビティと該キャビティから空気／油混合物を収集するように連通しており、空気／油混合物は、ギアボックスの内側の構成要素との接触から実質的に隔離される。空気／油混合物の入口通路が、環状キャビティと環状の分離チャンバとの間に画定され、環状キャビティ内の空気／油混合物が、遠心分離するために分離チャンバに入ることが可能になる。空気の出口通路が、環状キャビティを貫通して画定され、環状の分離チャンバ内で空気／油混合物から分離された空気を放出するように、該チャンバとエンジンの外側とが連通する。さらに、油の出口通路が、環状の分離チャンバ内で空気／油混合物から分離された油を環状キャビティに放出するために設けられる。
【０００７】
本発明の空気／油分離装置の構造によって、該分離装置が取り付けられて作動する、例えば、補機ギアボックス（ＡＧＢ）への熱伝達が有利に低減される。即ち、本発明の空気／油分離装置により、高温の空気／油混合物を、主ベアリングキャビティから直接収集することが可能になるとともに、分離した液状油ならびに空気が直接放出され、従って、高温の空気／油混合物ならびに高温の分離した液状油がギアボックスのギア及び他の構成要素との直接的な接触から実質的に隔離され、これにより本発明のＡＧＢの温度が、結果的に従来技術のＡＧＢの温度より低くなり、ひいてはＡＧＢのシールの寿命が向上する。
【０００８】
本発明の他の特徴ならびに利点は、後述の好ましい実施例の説明からさらに理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
一例として例えば、本発明の実施例を備える図１に概略的に示されているバイパスガスタービンエンジンにおいては、本発明の適用例は、ハウジング即ちナセル７０と、ファン７１、低圧圧縮機７３、低圧タービン７５を含む全体が符号７２で示される低圧スプールアセンブリと、高圧圧縮機７７、高圧タービン７９、ベベルギア９０を含む全体が符号７４で示される高圧スプールアセンブリと、符号７６で示されるバーナと、符号７８で示される補機駆動アセンブリと、を備える。
【００１０】
補機駆動アセンブリ７８は、例えば、ナセル７０の底部の取付面に固定されたギアボックス２０４と、該ギアボックス２０４の後方の取付面に固定されたポンプアセンブリ８２と、該ギアボックス２０４の前方の取付面に固定されたスタータゼネレータ８４と、を備える。補機駆動アセンブリ７８は、補機シャフト８６を介して高圧スプール７４によって駆動され、該シャフト８６は、上方の端部においてベベルギア９０に噛合しているベベルギア８８を支持し、かつ下方の端部においてギアボックス２０４内のベベルギア９４に噛合しているベベルギア９２を支持している。さらに、ガスタービンエンジンは、主要なベアリング（図示せず）ならびにギアボックス２０４を潤滑かつ冷却する潤滑装置（図示せず）を備える。潤滑装置は、再利用する潤滑油を回収するために、例えば、ギアボックス２０４内に取り付けられる空気／油分離装置２１２と、再利用する前にこの潤滑油を回収するスカベンジ装置と、を備える。
【００１１】
本発明を説明する前に、図２の従来技術を簡単に説明する。図２においては、オイル貯蔵部などのオイル供給源１００内の液状の油が、通常、加圧下で航空機エンジンの主軸の主ベアリングキャビティ１０２ならびに補機ギアボックス（ＡＧＢ）１０４にそれぞれ案内される。この液状油は、主ベアリングキャビティ１０２の潤滑中に、該キャビティ１０２のラビリンスシールに圧力をかけるように用いられた比較的高温の圧縮空気流と混合し、航空機エンジンの主軸の超高速回転によりキャビティ１０２内で発生した熱エネルギを吸収し、さらに比較的高温の圧縮空気流と混合するので、その結果、高温の空気／油の混合物が生じる。例えば、（航空機エンジンの主軸によって駆動される）ＡＧＢ１０４内に取り付けられた遠心型分離装置１０６を用いて、高温の空気／油混合物に含まれた液状油を空気から分離するために、この高温の空気／油混合物が、エンジンの主ベアリングキャビティ１０２からＡＧＢ１０４に収集され、ここで高温の該混合物が、遠心型分離装置１０６の入口に到達する。遠心型分離装置１０６内の空気／油混合物に含まれた液状油は、遠心力を受けてＡＧＢ１０４の内側に放出され、その後この液状油が該ＡＧＢ１０４の下部に蓄積し、ひいてはスカベンジ装置１０８に供給される。圧力差を有する遠心型分離装置１０６内の空気／油混合物に含まれた空気は、ＡＧＢ１０４の内側から隔離された通路（破線の矢印１１０によって図示）を通ってエンジンの外側へと放出される。スカベンジ過程後に回収された液状油は、オイル供給源１００に戻る。高温の空気／油混合物から分離した直後の液状油は、比較的熱く、その後スカベンジ過程を経て冷却され、オイル供給源１００に貯蔵された液状油と混合することによって、さらに冷却される。この冷却ステップは、ブロック１１２によって示されるものの、特定の油冷却装置を必ずしも示していない。
【００１２】
図３においては、本発明による航空機エンジンの潤滑方法を示す線図が図示されている。比較的低温の液状油が、オイル供給源２００（例えば、オイル貯蔵部）に貯蔵される。第１の量の低温液状油が、矢印２０６によって示されるように、航空機エンジンのギアボックス（例えば、補機ギアボックス（ＡＧＢ）２０４）に直接供給される。この第１の量の低温液状油は、ＡＧＢ２０４のケーシングに入り、スプラッシュディスクなどの適切な手段によって該ＡＧＢ２０４のギアならびに他の構成要素（図示せず）を潤滑する。第２の量の低温液状油が、矢印２１０によって示されるように、航空機エンジンの主軸の周囲のベアリングを潤滑しかつ冷却するために、オイル供給源２００から該航空機エンジンの主軸の主ベアリングキャビティ２０２に供給される。主ベアリングキャビティ２０２において、ベアリング及び航空機エンジンの主軸の高速回転によって発生した熱エネルギならびに、ラビリンスシールに圧力をかけるように用いられた比較的高温の圧縮空気流のキャビティ２０２内でのエアレーションによって、低温液状油が比較的高温の空気／油混合物となる。この比較的高温の空気／油混合物は、主ベアリングキャビティ２０２から収集されて、ＡＧＢ２０４の内側に配置された空気／油分離装置２１２に供給される。高温の空気／油混合物に含まれた液状油及び空気をそれぞれ分離させる遠心力を発生させるために、空気／油分離装置２１２は、好ましくは該ＡＧＢ２０４の回転可能な中空のシャフト内に画定される。高温の空気／油混合物からＡＧＢ２０４への熱伝達を低減もしくは最小限にするために、高温の混合物が、空気／油分離装置２１２に直接供給され、かつこの混合物が、ＡＧＢ２０４のギア及び他の構成要素との接触から隔離されるように、主ベアリングキャビティ２０２からの高温の空気／油混合物の供給が、矢印２１４によって示されるように行われる。空気／油分離装置２１２は、特にこのような用途のために構成されたものであり、この装置２１２は、図４を参照して詳細に後述する。
【００１３】
空気／油分離装置２１２において高温の空気／油混合物から分離した空気は、破線の矢印２１６によって示された通路を通ってＡＧＢ２０４の外側に放出され、最終的にエンジンの外側に放出される。空気／油分離装置２１２において高温の空気／油混合物から分離した液状油は、比較的高温であり、その結果この液状油は、矢印２２０によって示されるように、ＡＧＢ２０４に対して離れた状態で、油スカベンジ装置２１８に収集されて吐出される。
【００１４】
ＡＧＢ２０４に入って該ＡＧＢ２０４のギアならびに他の構成要素を潤滑する第１の量の低温液状油は、このＡＧＢ２０４のケーシングの下部に収集される。ＡＧＢ２０４のケーシング内の潤滑用の液状油には圧縮空気流が作用しないので、ＡＧＢ２０４のギア及び他の構成要素の潤滑中は、このＡＧＢ２０４のケーシング内の液状油が、実質的にエアレーションを受けない。ＡＧＢ２０４の下部に収集された液状油は、オイル供給源２００内の冷却した液状油より若干熱いものの、空気／油分離装置２１２内で高温の空気／油混合物から分離した液状油より冷たく、この液状油は、矢印２２２によって示されるように、油スカベンジ装置２１８に供給される。油スカベンジ装置２１８によって、空気／油分離装置２１２及びＡＧＢ２０４のケーシングの双方から収集された液状油が、周知の方法で処理され、その後回収された清浄な液状油が、矢印２２４によって示されるように、更なる利用目的で油スカベンジ装置２１８からオイル供給源２００に戻る。この液状油は、１つ或いは複数の主ベアリングキャビティ２０２及びＡＧＢ２０４を潤滑しかつ冷却する回路に再度入る前に冷却される。この冷却過程は、ブロック２２６によって示されるように、オイル供給源２００の後に接続される適切な冷却手段によって行われてもよく、或いは油スカベンジ過程の間に、特にオイル供給源２００内で該供給源２００内に貯蔵された多量の低温液状油と混合するときに、自然に行われてもよい。
【００１５】
図４は、本発明の実施例を示しており、この実施例は、図３に示された本発明の方法を用いるために特に構成され、図３における空気／油分離装置２１２として機能する。図４に示される本発明の実施例は、通常、航空機のジェットエンジン（図示せず）の補機ギアボックスなどのギアボックスの中空シャフト１２内に実質的に画定される、符号１０によって示された遠心型分離装置を備える。中空シャフト１２は、実質的に水平に配置されるとともに、ベアリング１４、１６に回転可能に支持され、かつギア２０を介してエンジンの主軸（図示せず）によって駆動される。
【００１６】
環状の分離チャンバ２２は、中空シャフト１２の端部において該シャフト１２内に同軸上に、かつシールされているように取り付けられており、軸方向に互いに離れて配置される第１の半径方向の壁２４及び第２の半径方向の壁２６を備える。円筒型の外周側の壁２８が、第１の半径方向の壁２４と第２の半径方向の壁２６との間に延びており、また円筒型の内周側の壁３０が、第１の半径方向の壁２４から第２の半径方向の壁２６の中央開口部（図示せず）を貫通して延びている。これによって、第１の半径方向の壁２４と第２の半径方向の壁２６との間でかつ、外周側の壁２８と内周側の壁３０との間に環状の分離チャンバ２２が画定されるとともに、円筒型の内周側の壁３０の内側に軸方向の中央通路３２が画定される。複数の開口部３４は、軸方向の中央通路３２が、環状の分離チャンバ２２と連通するように、円筒型の内周側の壁３０に画定され、好ましくは第１の半径方向の壁２４に近接するこの壁３０の端部に配置される。
【００１７】
円筒型の外周側の壁２８は、好ましくは中空シャフト１２の内側から半径方向に離れて配置され、これにより該シャフト１２の内側と環状の分離チャンバ２２の円筒型の外周側の壁２８との間に、環状の通路３６が画定される。第１の半径方向の壁２４及び第２の半径方向の壁２６は、環状通路３６が、該通路３６の両端部においてそれぞれの半径方向の壁２４、２６によって塞がれるように、好ましくは中空シャフト１２の内側の直径と実質的に等しい直径を有する。複数の開口部３８によって、流体を環状の分離チャンバ２２から環状通路３６に流すことができる。環状の分離チャンバ２２及び環状通路３６から中空シャフト１２の残余の部分への流体の漏れを防止するために、好ましくはシール（図示せず）が、少なくとも第１の半径方向の壁２４に隣接した環状通路３６の端部に設けられる。
【００１８】
空気／油の分離過程を行うのに適切な能力を備えるために、中空シャフト１２は、好ましくは図４に示すように、環状の分離チャンバ２２を収容する直径拡大部を備える。
【００１９】
環状の分離チャンバ２２は、該チャンバ２２が中空シャフト１２に対して回転しないように、適切な方法で該シャフト１２の内側に取り付けられる。これにより、このチャンバ２２は、中空シャフト１２が航空機エンジンの主軸によって回転駆動されるときに、該シャフト１２とともに回転する。
【００２０】
さらに、遠心型空気／油分離装置１０は、補機ギアボックス内の構造体によって支持されるか、または該ギアボックスのケーシングの構造体に一体となった固定式の環状のキャビティ４０を備える。環状キャビティ４０は、環状の分離チャンバ２２が取り付けられる中空シャフト１２の端部に配置される。環状キャビティ４０は、好ましくは半径方向の側壁４２と、円筒型の外周側の壁４４と、を備える。円筒型の外周側の壁４４は、環状の分離チャンバ２２を含む中空シャフト１２の拡大部の直径より大きい直径を有するとともに、該シャフト１２の拡大部の終端部を越えて延びており、ベアリング１６が、中空シャフト１２と固定式の環状キャビティ４０との間に画定される環状の空間に収容されている。従って、中空シャフト１２は、このシャフト１２の端部において固定式の環状キャビティ４０によって、回転可能に支持される。中空シャフト１２の終端部は、キャビティ４０内に延びており、該シャフト１２の終端部に画定された複数の穴４６が、環状キャビティ４０と環状通路３６とを連通している。
【００２１】
さらに、第１の半径方向の壁２４から第２の半径方向の壁２６の中央の開口部を貫通して延びている、環状の分離チャンバ２２の円筒型の内周側の壁３０が、環状キャビティ４０の内側を部分的もしくは全体的に形成するように、このキャビティ４０内に延びている。固定環状キャビティ４０の半径方向の側壁４２によって、環状の分離チャンバ２２における円筒型の内周側の壁３０の延長部を囲むシールアセンブリ４８を収容するように所定の大きさに構成された中央の開口部（図示せず）が画定され、これにより中空シャフト１２とともに回転する環状の分離チャンバ２２の回転を妨げることなく、環状キャビティ４０が完全に密閉される。シールアセンブリ４８は、さらに、出口ノズル１８などの適切な構造体を備えてもよく、必要であれば、航空機エンジンの外側に清浄な空気を放出するために、例えば、チューブ（図示せず）に接続してもよい。
【００２２】
高温の空気／油混合物を、環状の分離チャンバ２２の内側に流すことができるように、複数の開口部５０が、環状キャビティ４０に隣接する第２の半径方向の壁２６に画定され、これらの開口部５０により、該キャビティ４０と環状の分離チャンバ２２とが連通する。チューブ５２が、環状キャビティ４０に接続されており、該キャビティ４０の内側と、例えば、高温の空気／油混合物が発生する航空機エンジンの主ベアリングキャビティ（図示せず）とを、連通する。チューブ５２は、ベアリングキャビティからの高温の空気／油混合物が、環状キャビティ４０を通って実質的に軸方向に流れ、ひいては環状の分離チャンバ２２における第２の半径方向の壁２６の開口部５０に入るように、好ましくはある位置において環状キャビティ４０の円筒型の壁４４に接線方向に接続される（それ以外にも、符号５２’の破線で示されるように半径方向の側壁４２に接続することができる）。液状油の出口（図示していないが矢印５４によって示される）は、側壁４２または円筒型の外周側の壁４４のいずれかに画定されるものの、好ましくは環状キャビティ４０の下部に画定され、またこの出口は、該キャビティ４０に収集された液状油を更なる処理のために油スカベンジ装置（図示せず）に放出するために、このスカベンジ装置に接続される。
【００２３】
環状の分離チャンバ２２の内側においては、該チャンバ２２のアセンブリが互いに固定されるように、これらの間に滑りばめされたパッキン（充填材）５６が設けられ、円筒型の外周側の壁２８と円筒型の内周側の壁３０とが摩擦係合する。パッキン５６は、ダンロップ社によって製造されたＲｅｔｉｍｅｔ（商標）という製品などの透過性があり、かつ実質的に剛性を有するマトリックス材料を備える。しかしながら、マトリックス材料は、適切な網目状の材料（例えば、細目金網、展伸網、複数のプレート片、或いは剛毛の構造体）により形成することができる。マトリックスの基本的な特徴は、油が半径方向外側に流動し、空気が半径方向内側に移動すると同時に、空気／油混合物がマトリックスを通って軸方向に移動することができるように、このマトリックスを通る軸方向及び半径方向の通路の双方が設けられ、これらの通路が油の微粒子を収集する比較的大きな表面積を有する点である。
【００２４】
パッキン５６の詳細及び環状の分離チャンバ２２の他の特徴は、米国特許第６，３９８，８３３号明細書に記載されており、この特許の明細書全体は、本願の参考となる。この態様においては、本発明は、環状の分離チャンバ２２を中空シャフト１２に取り付ける必要があり、故に該シャフト１２に、実質的に遠心型空気／油分離装置１０が組み込まれている。図４に示すように、環状の分離チャンバ２２が取り付けられる中空シャフト１２の終端部は、該シャフト１２内にこのチャンバ２２を収容するために、該シャフト１２の残りの部分と比較して直径が拡大されている。しかしながら、このシャフト１２の拡大部の直径は、要求された空気／油の分離能力を備える環状の分離チャンバを該シャフト１２内に収容することができるのであれば、ギア２０を、符号２０ａによって示されるように、該シャフト１２の拡大部に取り付けることができるように、好ましくはその大きさが限定される。その結果、例えば、補機ギアボックスのハウジングが、矢印５８によって示された長さの分短くなる。これにより、補機と他のエンジン部品との間が干渉する可能性が最小限になる。
【００２５】
運転中は、１つ或いは複数の主ベアリングキャビティ内で発生した空気／油混合物が、チューブ５２を通って固定式の環状キャビティ４０に入る。この空気／油混合物は、油の微粒子が浮遊した状態で実質的に気体になっており、従って該混合物の大部分が、実質的に軸方向に環状の分離チャンバ２２の開口部５０に流れると同時に、該混合物の極僅かな部分が、環状キャビティ４０の内側の空間を満たして最終的に開口部５０に入る。空気／油混合物が、軸方向にパッキン５６を通り抜けると同時に、該パッキン５６が、環状の分離チャンバ２２及び中空シャフト１２とともに回転する。その一方で、この混合物は、パッキン５６を通って軸方向に移動し、該混合物の油の微粒子が、このパッキン５６の内側に形成された通路の大きな表面積によって収集される。その後、該パッキン５６の通路表面に収集された油の微粒子は、円筒型の外周側の壁２８の開口部３８を通り抜けて環状通路３６に達するように、遠心力によって強制的に半径方向外側に移動する。環状通路３６に収集された液状油は、該通路３６を通ってさらに押し出され、環状キャビティ４０に入るように中空シャフト１２の複数の穴４６を通って該通路３６から出る。中空シャフト１２とともに回転する液状油は、この油が固定環状キャビティ４０に入るときに、慣性力によって該キャビティ４０の内側の面に、主に円筒型の外周側の壁４４の内側の面に飛沫する。このキャビティ４０の内側の面に飛沫した液状油は、最終的に該キャビティ４０内の下部に重力によって回収され、油スカベンジ装置によって、油放出口５４を介して放出される。空気／油混合物中に含まれた空気は、回転するパッキン５６を通って軸方向に移動する間に、圧力差によって半径方向内側に流れ、円筒型の内周側の壁３０の開口部３４を通って軸方向の中央通路３２に入り、エンジンの外側に放出される。
【００２６】
分離チャンバ２２を中空シャフト１２の内側に取り付けることによって、環状の分離チャンバ２２の全ての入口及び出口が、このシャフト１２または環状キャビティ４０の壁のいずれかによって保護されるので、補機ギアボックス内の潤滑及び冷却用の液状油の飛沫が、チャンバ２２内のパッキン５６の通路を閉塞することが防止される。従って、本発明の装置における空気／油の分離効率が確実に向上する。
【００２７】
本発明の上述の実施例に対する変更及び改良が当業者に明らかとなろう。例えば、適切な空気／油分離方法が用いられ、このような変更を行うことも当業者に明らかとなろう。また、開示された本発明の範囲から逸脱することなく、いくらかの構成部材を本発明に記載の装置に追加してもよく、或いはこの装置から構成部材を取り去ってもよい。同様に、セパレータなどの本発明の特定の構成要素をエンジンのＡＧＢに配置することは、機能の開示に関して重要ではなく、故に開示した本発明において必須のものではない。上記の説明は、限定的なものではなく、むしろ例示を目的とするものである。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例を備えるバイパスタービンエンジンの概略図。
【図２】航空機エンジンの従来技術の潤滑方法を示す線図。
【図３】本発明による航空機エンジンの潤滑方法を示す線図。
【図４】本発明の好ましい一実施例による補機ギアボックスの中空シャフトに備えられた空気／油分離装置の長手方向の断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
パッキン５６の詳細及び環状の分離チャンバ２２の他の特徴は、米国特許第６，３９８，８３３号明細書に記載されている。この態様においては、本発明は、環状の分離チャンバ２２を中空シャフト１２に取り付ける必要があり、故に該シャフト１２に、実質的に遠心型空気／油分離装置１０が組み込まれている。図４に示すように、環状の分離チャンバ２２が取り付けられる中空シャフト１２の終端部は、該シャフト１２内にこのチャンバ２２を収容するために、該シャフト１２の残りの部分と比較して直径が拡大されている。しかしながら、このシャフト１２の拡大部の直径は、要求された空気／油の分離能力を備える環状の分離チャンバを該シャフト１２内に収容することができるのであれば、ギア２０を、符号２０ａによって示されるように、該シャフト１２の拡大部に取り付けることができるように、好ましくはその大きさが限定される。その結果、例えば、補機ギアボックスのハウジングが、矢印５８によって示された長さの分短くなる。これにより、補機と他のエンジン部品との間が干渉する可能性が最小限になる。
【国際調査報告】
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