(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンの潤滑油汚染または劣化を判定するための方法および装置を提供する。【解決手段】エンジンまたはエンジンの潤滑油システム８８の潤滑汚染または劣化を判定するための装置および方法は、潤滑油システム８８に設けられた少なくとも１つのセンサ９２を含むことができる。センサ９２は、潤滑油１７０の香りまたは潤滑油１７０の周囲の空気を検知して、化学組成または芳香族類を測定することができる。検知された化学組成または芳香族類は、ベースラインまたは閾値と比較して、潤滑油１７０の特定の汚染タイプまたは劣化レベルを判定することができる。【選択図】図２
2019070635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両潤滑システムの汚染を判定するための方法（３００）であって、
少なくとも１つのセンサ（９２）で前記車両潤滑システムの潤滑油（１７０）の香りを検知することと、
前記少なくとも１つのセンサ（９２）から、前記香りを表す信号を生成することと、
コントローラ（１６４）で、前記香りを表す前記信号に基づいて前記潤滑油（１７０）の汚染または劣化を判定することと
を含む、方法（３００）。
【請求項２】
前記コントローラ（１６４）によって、汚染または劣化が判定されたことを示すことをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記示すことが、前記信号をディスプレイ（１７６）に出力する前記コントローラ（１６４）を含む、請求項２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記判定することが、前記信号を閾値（２７２、２７４）と比較して前記汚染または劣化を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記閾値（２７２、２７４）が、汚染タイプ、汚染強度、または劣化レベルを表す、請求項５に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記汚染タイプが、オイルコークス（２２８）、オイルワニス（２３０）、オイルスラグ、燃料（２３２）、フリーオンボードオイル、水、ほこり（２３４）、泥、氷、または砂のうちの１つである、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記香りを検知することが、硫化物（２４０）、酸化物（２６０）、オレフィン、アルカン、窒化物（２４４）、シクロアルカン、アスファルテン、ケイ酸塩（２４２）、アミン（２５２）、エステル（２５６）、フェノール類（２５４）、金属類（２４６）、または温暖性、刺痛性、痒み、金属（２８２）、冷却、辛味、刺激性、高温（２７６）、焙焼（２７８）、湿潤（２８０）、低温（２８４）、タール様（２８６）、スラリ状（２８８）、煙状（２９０）、もしくは燃焼系を含む芳香族類（２５８）の１つまたは複数を検知することを含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記判定された汚染または劣化、および使用時間、車両の場所、または動作温度の少なくとも１つに基づいて前記潤滑油（１７０）の将来の汚染または劣化を推定することをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項９】
前記香りを前記検知する前に、インジェクタ（１７２）で、少なくとも１つの化学物質（１９４）を前記潤滑油（１７０）に注入することをさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの化学物質（１９４）が、硫黄、アルコール、カルボン酸、アルデヒド、またはケトンである、請求項１４に記載の方法（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの潤滑油汚染または劣化を判定するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジン、特にガスまたは燃焼タービンエンジンは、エンジンを通って多数の回転するタービンブレード上を通過する燃焼ガスの流れからエネルギーを抽出する回転エンジンである。
【０００３】
ガスタービンエンジンは、動作中のエンジンの温度制御および潤滑のために潤滑油システムを利用する。多くの場合、潤滑油の温度が高くなると、オイルスラグ、ワニスまたはコーキングが生じ、オイルの有効性が低下したり、またはエンジンの一部が詰まったり損傷したりすることがある。同様に、潤滑油が汚染されると、これもまたエンジンの有効性の低下や損傷を引き起こすことになる。
【０００４】
典型的には、潤滑油は、周期的に交換されるが、エンジンまたは潤滑油の現在の必要性に基づいて交換することはできない。このように、潤滑油は、交換されずにエンジンで過度に長い時間を費やす可能性がある。多くの場合、検査中、検査者は、現在の潤滑油の品質を判定するための燃焼など、品質の判定のために潤滑油の臭いを嗅ぐ。この方法は効果的、正確、または安全ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９０２０７６４２号
【発明の概要】
【０００６】
一態様では、本開示は、車両潤滑システムの汚染を判定するための方法に関し、方法は、少なくとも１つのセンサで車両潤滑システムの潤滑油の香りを検知することと、少なくとも１つのセンサから、香りを表す信号を生成することと、コントローラで、香りを表す信号に基づいて潤滑油の汚染または劣化を判定することとを含む。
【０００７】
さらに別の態様では、本開示は、エンジンと、エンジンに流体的に結合されて内部に潤滑油を収容する潤滑油流システムとを含む航空機に関する。少なくとも１つの潤滑センサが、エンジンまたは潤滑油流システムのうちの１つの少なくとも一部の香りに関する香り信号を出力するために含まれる。コントローラは、香り信号を記憶された信号と比較し、香り信号に基づいて汚染または劣化を判定し、判定された汚染または劣化を表す表示を出力するように構成される。
【０００８】
図面の説明は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】潤滑油流システムを含む航空機のガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】潤滑油流システムに沿って配置されたセンサを含む図１のエンジンの潤滑油流システムの概略図である。
【図３】潤滑油流システムの潤滑油の香りを検知し、コントローラと通信する図２の１つのセンサの概略図である。
【図４】図３のセンサからの測定値に基づいて異なる潤滑油状態を識別するデータ分析を示す、ベースラインの潤滑油吸光度を示すプロットと、３つの追加のプロットとを含むプロットグラフである。
【図５】図３のセンサからの読み取り値によって判定される異なる潤滑油汚染を表すデータを示す別のプロットグラフである。
【図６】潤滑油の最小および最大閾値を示すさらに別のプロットグラフであり、図３のセンサによる例示的な測定値が最大閾値を超える検知された態様を示すプロットである。
【図７】車両潤滑システムの汚染を判定する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に記載の本開示の態様は、タービンエンジン内の潤滑油の態様を検知および測定するための方法および装置に関する。測定は、エンジンの搭載中、エンジン内でリアルタイムで、かつ動作の間に行うことができる。リアルタイム測定値は、潤滑油の異なる態様についての多数の読み取り値を提供することができる。異なる読み取り値を解釈し、ベースラインまたは閾値と比較して潤滑油の異なるタイプの汚染を判定することができ、改善されたメンテナンスを提供し、かつ潤滑油汚染の負の影響を最小限に抑えることが可能になる。説明のために、本開示は、航空機のガスタービンエンジンに関して説明される。しかしながら、本明細書に記載の本開示の態様は、それに限定されるものではなく、圧縮機を含む車両のエンジンの潤滑油流システムにおいて、他の移動手段の用途、ならびに移動することのない工業、商業、および住宅の用途など、航空機以外の用途においても広く適用可能であることが理解されよう。航空機以外の他の車両は、例えば移動式の陸上、航空、または海上車両が考えられる。
【００１１】
本明細書で使用する場合、「前方」または「上流」という用語は、エンジン入口に向かう方向の移動、または別の構成要素と比較してエンジン入口に相対的に近い構成要素を指す。「前方」または「上流」と関連して使用される「後方」または「下流」という用語は、エンジンの後部または出口へと向かう方向、あるいは別の構成要素と比較してエンジン出口に比較的近いことを指す。加えて、本明細書で使用する場合、「半径方向の」または「半径方向に」という用語は、エンジンの中心長手方向軸とエンジン外周との間に延びる寸法を指す。さらに、本明細書で使用する場合、「セット」または要素の「セット」という用語は、１つのみを含む任意の数の要素とすることができる。
【００１２】
すべての方向についての言及（例えば、半径方向、軸方向、近位、遠位、上部、下部、上方、下方、左、右、横方向、前部、後部、頂部、底部、上に、下に、垂直、水平、時計回り、反時計回り、上流、下流、前方、後方など）は、本開示の読者の理解を助けるための識別目的のためだけに使用され、特に本明細書に記載の本開示の態様の位置、向き、または使用に関して限定するものではない。接続についての言及（例えば、取り付けられる、結合される、接続される、および接合される）は、広く解釈されるべきであり、別段の指示がない限り、１群の要素間の中間部材および要素間の相対移動を含むことができる。このように、接続についての言及は、２つの要素が直接的に接続され、互いに固定された関係にあることを、必ずしも意味しない。例示される図面は、あくまでも説明を目的とするものであり、添付の図面に反映される寸法、位置、順序および相対サイズは、様々に変更可能である。
【００１３】
図１を参照すると、エンジン１０は、前方１４から後方１６に延びる略長手方向に延びる軸または中心線１２を有する。エンジン１０は、下流直列流れ関係で、ファン２０を含むファンセクション１８と、ブースタまたは低圧（ＬＰ）圧縮機２４および高圧（ＨＰ）圧縮機２６を含む圧縮機セクション２２と、燃焼器３０を含む燃焼セクション２８と、ＨＰタービン３４およびＬＰタービン３６を含むタービンセクション３２と、排気セクション３８とを含む。
【００１４】
ファンセクション１８は、ファン２０を取り囲むファンケーシング４０を含む。ファン２０は、中心線１２の周りに半径方向に配置された複数のファンブレード４２を含む。ＨＰ圧縮機２６、燃焼器３０、およびＨＰタービン３４は、燃焼ガスを生成するエンジン１０のコア４４を形成している。コア４４はコアケーシング４６によって取り囲まれ、コアケーシング４６はファンケーシング４０に結合することができる。
【００１５】
エンジン１０の中心線１２の周りに同軸に配置されたＨＰシャフトまたはスプール４８は、ＨＰタービン３４をＨＰ圧縮機２６に駆動可能に接続する。ＬＰシャフトまたはスプール５０は、大径環状ＨＰスプール４８内にエンジン１０の中心線１２の周りに同軸に配置され、ＬＰタービン３６をＬＰ圧縮機２４およびファン２０に駆動可能に接続する。スプール４８、５０は、エンジン中心線の周りで回転可能であり、複数の回転可能な要素に結合され、これらの要素は集合的にロータ５１を画定することができる。
【００１６】
ＬＰ圧縮機２４およびＨＰ圧縮機２６はそれぞれ、複数の圧縮機段５２、５４を含み、ここでは圧縮機ブレード５６、５８のセットが固定圧縮機ベーン６０、６２（ノズルとも呼ばれる）の対応するセットに対して回転し、段を通過する流体の流れを圧縮または加圧する。単一の圧縮機段５２、５４において、複数の圧縮機ブレード５６、５８は、リング状に設けられ、ブレードプラットフォームからブレード先端にかけて中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができるが、対応する固定圧縮機ベーン６０、６２は、回転するブレード５６、５８の上流に隣接して配置される。図１に示すブレード、ベーン、および圧縮機段の数は、説明のためにのみ選択されたものであり、他の数も可能であることに留意されたい。
【００１７】
圧縮機の段のブレード５６、５８は、ＨＰおよびＬＰスプール４８、５０の対応する１つに取り付けられるディスク６１に取り付けられ、各段は、固有のディスク６１を有する。圧縮機の段のベーン６０、６２は、円周方向に配置されたコアケーシング４６に取り付けられる。
【００１８】
ＨＰタービン３４およびＬＰタービン３６はそれぞれ、複数のタービン段６４、６６を含み、ここではタービンブレード６８、７０のセットが固定タービンベーン７２、７４（ノズルとも呼ばれる）の対応するセットに対して回転し、段を通過する流体の流れからエネルギーを抽出する。単一のタービン段６４、６６において、複数のタービンブレード６８、７０は、リング状に設けられ、ブレードプラットフォームからブレード先端にかけて中心線１２に対して半径方向外向きに延びることができるが、対応する固定タービンベーン７２、７４は、回転するブレード６８、７０の上流に隣接して配置される。図１に示すブレード、ベーン、およびタービン段の数は、説明のためにのみ選択されたものであり、他の数も可能であることに留意されたい。
【００１９】
タービンの段のブレード６８、７０は、ＨＰおよびＬＰスプール４８、５０の対応する１つに取り付けられるディスク７１に取り付けることができ、各段は、専用のディスク７１を有する。圧縮機の段のベーン７２、７４は、円周方向に配置されたコアケーシング４６に取り付けることができる。
【００２０】
ロータ部分と相補的に、圧縮機およびタービンセクション２２、３２における固定ベーン６０、６２、７２、７４など、エンジン１０の静止部分はまた、個別または集合的にステータ６３とも呼ばれる。このように、ステータ６３は、エンジン１０全体にわたる非回転要素の組合せを指すことができる。
【００２１】
動作中、ファンセクション１８を出る空気流は、空気流の一部がＬＰ圧縮機２４へと導かれるように分割され、ＬＰ圧縮機２４が加圧空気７６をＨＰ圧縮機２６に供給し、ＨＰ圧縮機２６が空気をさらに加圧する。ＨＰ圧縮機２６からの加圧空気７６は、燃焼器３０の燃料と混合され、そこで燃料が燃焼し、それによって燃焼ガスを生成する。ＨＰタービン３４は、これらのガスからいくつかの仕事を抽出し、ＨＰ圧縮機２６を駆動する。ＨＰタービン３４は、燃焼ガスをＬＰタービン３６に放出し、ＬＰタービン３６が追加の仕事を抽出してＬＰ圧縮機２４を駆動し、排気ガスは最終的に排気セクション３８を介してエンジン１０から放出される。ＬＰタービン３６の駆動によりＬＰスプール５０が駆動され、ファン２０およびＬＰ圧縮機２４を回転させる。
【００２２】
加圧空気流７６の一部は、ブリード空気７７として圧縮機セクション２２から引き出すことができる。ブリード空気７７は、加圧空気流７６から引き出され、冷却を必要とするエンジン構成要素に供給することができる。燃焼器３０に入る加圧空気流７６の温度は、著しく上昇する。このように、ブリード空気７７によって提供される冷却は、高温の環境においてそのようなエンジン構成要素を動作させるために必要である。
【００２３】
空気流７８の残りの部分は、ＬＰ圧縮機２４およびエンジンコア４４をバイパスし、静止ベーン列、より具体的には、ファン排気側８４において複数の翼形部ガイドベーン８２を備える出口ガイドベーンアセンブリ８０を介してエンジンアセンブリ１０を出る。より具体的には、半径方向に延びる翼形部ガイドベーン８２の円周方向列は、ファンセクション１８に隣接して利用され、空気流７８の一部の方向制御を行う。
【００２４】
ファン２０によって供給される空気の一部は、エンジンコア４４をバイパスし、エンジン１０の一部、特に高温部分の冷却に使用され、および／または航空機の他の態様の冷却または動力供給に使用することができる。タービンエンジンの状況において、エンジンの高温部分は、通常、燃焼器３０の下流、特にタービンセクション３２であり、ＨＰタービン３４は、燃焼セクション２８のすぐ下流にあるので最も熱い部分である。冷却流体の他の供給源は、限定はしないが、ＬＰ圧縮機２４またはＨＰ圧縮機２６から放出される流体とすることができる。
【００２５】
例示的な車両潤滑システムは、エンジン１０全体にわたって配置された潤滑油流システム８８として示されている。潤滑油リザーバ９０は、潤滑油流システム８８に沿って通過する大量の潤滑油を含むことができる。一連の潤滑油導管９４は、潤滑油流システム全体にわたって潤滑油を供給するために、潤滑油流システム８８の複数の要素を相互接続することができる。
【００２６】
第１の熱交換器９６は、潤滑油流システム８８に含むことができる。第１の熱交換器９６は、非限定的な例では、燃料／潤滑油熱交換器またはオイル／潤滑油熱交換器を含むことができる。燃料／潤滑油熱交換器は、第１の熱交換器を通過する潤滑油でエンジン燃料を加熱または冷却するために使用することができる。潤滑油／オイル熱交換器は、潤滑油流システム８８に沿って通過する潤滑油から流体的に分離した、エンジン１０内を通過する追加の潤滑油を加熱または冷却するために使用することができる。一例では、潤滑油／オイル熱交換器は、サーボ／潤滑油熱交換器であってもよい。
【００２７】
第２の熱交換器９８は、出口ガイドベーンアセンブリの下流のエンジンコア４４の外側に沿って設けることができる。第２の熱交換器９８は、例えば、出口ガイドベーンアセンブリ８０を通過する空気流を利用して、潤滑油流システム８８の潤滑油を対流的に冷却するように適合された空気／潤滑油熱交換器であってもよい。
【００２８】
第１の熱交換器９６と第２の熱交換器９８との間に延びる導管９４は、エンジン１０の後方部分の支柱を通って延びる導管１００を通過することができる。
【００２９】
図示のような潤滑油流システム８８の構成は、潤滑または熱伝達などの目的のために潤滑油を循環させるためのエンジン１０内の例示的なシステムを例示するためのものに過ぎないことを理解されたい。潤滑油流システム８８の任意の構成が、図示のような要素を伴ってまたは伴わずに、または任意の必要な導管システムによって相互接続された追加の要素を含むものとして考えられる。
【００３０】
１つまたは複数のセンサ９２は、潤滑油流システム８８に含むことができる。非限定的な例として、センサ９２は、潤滑油リザーバに設けられているものとして示されている。センサ９２は、潤滑油導管９４に沿って、または潤滑油流システム８８の一部を形成する任意の要素でなど、潤滑油流システム８８に沿った任意の場所に配置することができる。センサ９２は、限定はしないが、潤滑油の組成を判定するために潤滑油の臭いまたは香りを測定する、または劣化もしくは汚染など、潤滑油の交換後の潤滑油内の新しい化学物質の形成を判定するように適合された香りセンサを含む、任意の適切なセンサとすることができる。あるいは、センサ９２は、潤滑油の化学組成を測定するための任意の適切なセンサとすることができると考えられる。適切なセンサの非限定的な例は、ラマン分光法、Ｘ線分光法、赤外線センサ、レーザセンサ、嗅覚計、または水分検出器を含むことができる。そのような測定は、限定はしないが、潤滑油もしくは燃料蒸気中の燃料、燃料希釈、オイルコーキング、オイルワニス、オイルスラグ、フリーオンボードオイル、硫黄、水分もしくは水、硫化物、硫化水素、チオール、アルコール、カルボン酸、アルデヒド、ケトン、酸化物、オレフィン、アルカン、窒化物、シクロアルカン、芳香族類、アスファルテン、ケイ酸塩、アミン、エステル、フェノール類、または金属類を含むことができる。燃料、燃料蒸気、または燃料希釈はすべて、潤滑油に漏れる燃料の存在を表すことができる。オイルコーキングは、過酷なエンジン温度に典型的な、潤滑油の過度の酸化および熱分解による固体のオイル残留物の生成である。オイルワニスは、オイルコーキングの場合と同様に、潤滑油の酸化または熱応力による潤滑油副生成物を生成し得る。オイルスラグは、潤滑油が極度に加熱された結果、腐食を引き起こす可能性のある分解した潤滑油の蓄積であり得る。フリーオンボードオイルは、潤滑油と混合される外部のオイル供給源であり得る。これらのすべては、潤滑油流システム８８の潤滑油によって放出され得る香りの少なくとも一部の例である。特に、香りを放出することができ、センサによって検知され得る例示的な芳香族類は、温暖性、刺痛性、痒み、金属、冷却、辛味、刺激性、高温、焙焼、湿潤、低温、タール様、スラリ状、煙状、または燃焼系芳香族類をさらに含み得る。センサによる識別に適し得る追加の汚染物質は、泥、ほこり、水、砂、氷、有機物質、または他の一般的なエンジン汚染物質を含み得る。さらに、エンジンの他の部分からの侵食された金属、セラミックもしくは粒子などの異物または破片のような汚染物質、またはエンジンへの摩耗の結果としての汚染物質は、センサによる識別に適し得る。上述の香りを判定または検知するように構成されたセンサに加えて、流量計、温度センサ、タイマ、または圧力センサなどの追加のセンサを使用して、潤滑油の漏れ、潤滑油の劣化、または動作温度を検出することができる。
【００３１】
ここで図２を参照すると、潤滑油流システム８８の例示的な概略図は、潤滑油流システム８８を形成する異なる例示的な要素、ならびに潤滑油流システム８８に沿ったセンサ９２の例示的な位置をよりよく示す。潤滑油導管９４は、それぞれ、実線および破線で示される冷却潤滑油導管９４ａおよび高温潤滑油導管９４ｂに分離することができる。異なるタイプの導管は、潤滑油流システム８８の異なる領域における例示的な潤滑油温度を反映しているが、特定の潤滑油流システム８８を限定するものではない。そのような温度は例示的なものであり、実際の構成または局所温度は、異なる可能性がある。潤滑油導管９４に沿った矢印は、例示的な流れ方向を示しているが、流れ方向は、異なる潤滑油流システム間で変えることができる。
【００３２】
潤滑および掃気ポンプシステム１１０は、１つの潤滑油導管９４によって潤滑油リザーバ９０に結合することができる。潤滑および掃気ポンプ１１０内のポンプ１１２は、直接的に潤滑油リザーバ９０に結合することができる。フィルタ１１４は、ポンプ１１２の下流に設けることができる。掃気マニホルド１１６は、潤滑およびポンプシステム１１０に含むことができる。掃気マニホルド１１６は、大量の潤滑油を潤滑油リザーバ９０に戻すために潤滑油導管９４で潤滑油リザーバ９０に結合することができる。第１の再循環導管１１８は、フィルタ１１４の上流に潤滑油を再循環させるためにフィルタ１１４の下流に配置することができる。
【００３３】
第１の熱交換器９６は、潤滑および掃気ポンプシステム１１０の下流に配置することができる。潤滑油／オイル熱交換器１２０および燃料／潤滑油熱交換器１２２は、第１の熱交換器９６に含むことができる。第２の再循環導管１２４は、第１の熱交換器９６を通して潤滑油を再循環させるために第１の熱交換器９６の下流に設けることができる。
【００３４】
第２の熱交換器９８は、第１の熱交換器９６の下流に配置することができ、エンジン１０を通る空気の流れとの対流熱交換を介して潤滑油を冷却する空気／潤滑油熱交換器１２６とすることができる。第３の再循環導管１２８は、第２の熱交換器９８を通して大量の潤滑油を再循環させるために第２の熱交換器９８に設けることができる。
【００３５】
第１のギアボックス１４０、第２のギアボックス１４２、およびサンプシステム１４４は、第２の熱交換器９８の下流の潤滑油供給源に結合することができる。前述の各々への潤滑油の供給は、例えば、バルブを用いて制御することができる。第１のギアボックス１４０は、一例では、アクセサリギアボックスであってもよい。第２のギアボックス１４２は、伝達ギアボックスであってもよく、アクセサリギアボックス１４０に結合することができる。第１および第２のギアボックス１４０、１４２は、潤滑油導管９４を介して掃気マニホルド１１６に結合することができる。
【００３６】
サンプシステム１４４は、１つの非限定的な例では、エンジン軸受を潤滑するための軸受サンプ領域とすることができる。第１のサンプ１４６、第２のサンプ１４８、および第３のサンプ１５０は、サンプシステム１４４に含むことができる。３つのサンプが示されているが、任意の数のサンプが考えられる。一例では、バルブは、サンプのいずれか１つへの潤滑油の供給を制御することができる。第１、第２、および第３のサンプ１４６、１４８、１５０の各々は、潤滑油導管９４を介して掃気マニホルド１１６に流体的に結合することができる。第１の通気孔１５２は、第１のサンプ１４６に空気を通気するために第１のサンプ１４６から第２のギアボックス１４２に延びることができる。第２の通気孔１５４は、サンプ１４６、１４８間の余分な空気を通気するために、第２のサンプ１４８を第１のサンプ１４６に結合することができる。
【００３７】
排気ライン１５６は、第１のサンプ１４６から出口１５８に延び、潤滑油流システム８８からの潤滑油またはガスを排気することができる。そのような排気は、例えば、機外にすることができる。バルブ１６０を排気ライン１５６に設け、排気ライン１５６を選択的に開閉することができる。第３の通気孔１６２は、第１のサンプ１４６から潤滑油リザーバ９０に延び、潤滑油リザーバ９０と空気の通気を行う。
【００３８】
動作中、潤滑油リザーバ９０は、大量の潤滑油１７０で満たすことができ、潤滑油流システム８８の周りに分配され得る。潤滑油リザーバ９０から、潤滑油１７０は、ポンプ１１２によって駆動されて、１つの導管９４を通って潤滑および掃気ポンプシステム１１０に流れることができる。潤滑油１７０は、フィルタ１１４を通して供給することができ、任意選択的に、潤滑油１７０内の余分な粒子状物質を除去するのに望ましいように、第１の再循環導管１１８によってフィルタ１１４を通して再循環させることができる。
【００３９】
次いで、潤滑油１７０は、第１の熱交換器９６に移動することができ、燃料または他の潤滑油を冷却するために使用され得る。第２の再循環導管１２４は、第１の熱交換器９６を通って潤滑油１７０を再循環させるために使用することができる。
【００４０】
次いで、潤滑油１７０は、第２の熱交換器９８に移動することができ、潤滑油１７０は、空気／潤滑油熱交換器１２６によって冷却することができる。第３の再循環導管１２８は、第２の熱交換器９８を通って潤滑油１７０を再循環させ、潤滑油１７０をさらに冷却することができる。
【００４１】
次いで、潤滑油１７０は、第１および／または第２のギアボックス１４０、１４２を通過して、第１および／または第２のギアボックス１４０、１４２を冷却または潤滑することができる。第１または第２のギアボックス１４０、１４２から、掃気マニホルド１１６は、潤滑油１７０を潤滑油リザーバ９０に戻すことができる。あるいは、潤滑油１７０は、第２の熱交換器９８からサンプシステム１４４に移動することができ、潤滑油１７０は、サンプ１４６、１４８、１５０の１つまたは複数に供給され得る。サンプシステム１４４内の潤滑油１７０は、潤滑および掃気ポンプシステム１１０内で掃気マニホルド１１６およびポンプ１１２を介して、潤滑油リザーバ９０に戻すことができる。第１のサンプ１４６の潤滑油１７０は、バルブ１６０を開き、空気または潤滑油が排気ライン１５６の出口１５８を通過することを可能にすることによって、選択的に機外に排気することができる。加えて、第３の通気孔１６２は、第１のサンプ１４６を通って潤滑油リザーバ９０内の空気を排気するか、または圧力を緩和することができる。
【００４２】
潤滑油流システム８８は、潤滑油流システム８８全体にわたって大量の潤滑油を選択的に供給することによってエンジン１０の一部を選択的に冷却または潤滑するための、流体再循環システムであることを理解されたい。７つのセンサ９２が図２の潤滑油流システム８８内に配置されているが、任意の数のセンサ９２を任意の位置で使用することができることを理解されたい。一部の位置または構成が、特定の測定を行う、または汚染源を判定するために適し得る。例えば、第２の熱交換器９８の下流のセンサ９２の位置は、第２の熱交換器９８で潤滑油１７０に入る汚染を判定するのに有益であり得る。
【００４３】
図２はまた、１つまたは複数のセンサ９２を、潤滑油流システム８８の周りの様々な場所に配置することができることを示す。図示されているように、例示的なセンサ９２は、潤滑油リザーバ９０に、第１の熱交換器９６に、第２の熱交換器９８の下流に、第３のサンプ１５０と掃気マニホルド１１６との間の１つの潤滑油導管９４に沿って、第２のサンプ１４８に、第３の通気孔１６２に沿って、かつ排気ライン１５６に沿って配置されているが、任意の適切な場所が考えられる。潤滑油リザーバ９０に取り付けられたセンサ９２は、潤滑油流システム８８の動作に先立って、格納された潤滑油１７０の香りを検知し、かつベースラインの香りを測定することができる。加えて、潤滑油リザーバ９０のセンサ９２は、潤滑油の使用および潤滑油流システム８８の動作を介して潤滑油１７０の変化を測定することができる。
【００４４】
１つのセンサ９２を第１の熱交換器９６に取り付け、潤滑油／オイル熱交換器１２０および燃料／潤滑油熱交換器１２２の一方または両方を通過する潤滑油を測定することができる。第２の熱交換器９８の下流に配置されたセンサ９２は、第２の熱交換器９８での汚染を判定するために使用することができる。第３のサンプ１５０と掃気マニホルド１１６との間の導管９４のセンサ、ならびに第２のサンプ１４８のセンサ９２は、潤滑油流システム８８を通過した潤滑油１７０を測定するために使用することができる。排気ライン１５６に設けられたセンサ９２は、潤滑油流システム８８から排気された潤滑油１７０を測定することができる。第３の通気孔１６２に沿って配置されたセンサ９２は、潤滑油リザーバ９０から排気される潤滑油１７０の香りを測定するために使用することができる。
【００４５】
インジェクタ１７２は、潤滑油流システム８８に設けることができる。１つの非限定的な例では、インジェクタ１７２は、潤滑油リザーバ９０に設けることができるが、任意の位置が考えられる。好ましくは、インジェクタ１７２は、センサ９２に隣接して潤滑油流システム８８に沿って配置される。このような場所は必要ではないが、インジェクタ１７２は、好ましくは、少なくとも１つのセンサ９２の上流にある。インジェクタ１７２は、ガス状、流体状、または固体状の化学物質を潤滑油リザーバ９０に選択的に注入することができる。インジェクタ１７２は、特定の化学物質を潤滑油に注入してセンサ９２によって識別されるように、または特定の方法で潤滑油流システム８８の潤滑油または流体もしくは蒸気と反応するように適合させることができる。インジェクタ１７２は、コントローラ１６４と通信することができる。コントローラ１６４は、インジェクタ１７２を動作させ、所望の時間、場所、または所望の量で材料を潤滑油流システム８８に注入することができる。このような注入は、センサ９２による特定の測定と一致するように制御することができる。
【００４６】
任意選択的に、インジェクタ１７２は、化学薬品を潤滑油リザーバ９０の潤滑油１７０に注入することができる。センサ９２は、潤滑油１７０を測定し、注入された材料に基づいて汚染の判定を行うことができる。例えば、注入された化学薬品の濃度の減少は、潤滑油１７０の漏れまたは容積汚染を表すことができる。一例では、インジェクタ１７２は、硫黄を注入することができる。硫黄は、潤滑油と反応して硫化水素またはチオールを形成することができ、異なる香りを生成することができる。別の例では、インジェクタ１７２は、異なるエステルを生じることができるアルコールまたはカルボン酸を注入することができ、各エステルは、特定のアルコールまたはカルボン酸に基づいて特有の香りを有することができる。さらに別の例では、インジェクタ１７２は、アルデヒドおよびケトンを注入して、より強い臭気を有する芳香族アルデヒドを形成するために使用することができる。このようなアルデヒドおよびケトンは、センサ９２による芳香族の検出を改善することができる。
【００４７】
コントローラ１６４は、センサ９２に通信可能かつ動作可能に結合することができる。加えて、コントローラ１６４は、非限定的な例では、ポンプ１１２およびバルブ１６０のような、潤滑油流システム８８の他の部分と通信可能かつ動作可能に結合することができる。コントローラ１６４は、センサ９２を連続的に監視するように適合させることができる。このような連続的な監視は、センサ測定値の連続的な比較、データ、香り、汚染、もしくは劣化の判定、またはリアルタイムでのデータの出力を含むことができる。連続的にとは、連続的であること、または一定の間隔であることを含むことができる。コントローラ１６４は、潤滑油流システム８８の動作を制御することができる。コントローラ１６４は、潤滑油流システム８８のエンジン１０内で局所的に配置することができ、または遠隔に配置することができる。第１の例では、コントローラ１６４は、操縦席など、航空機制御領域内に配置することができる。この例では、コントローラ１６４は、センサ９２および潤滑油流システム８８に物理的に結合することができ、または近距離で遠隔通信するように適合させることができる。コントローラ１６４の無線通信リンク１７４は、無線通信を可能にすることができる。あるいは、第２の例では、コントローラ１６４は、地上から航空機と通信する通信センターなど、制御領域に遠隔に配置することができる。そのような構成では、コントローラ１６４は、制御領域と無線通信することができる。コントローラ１６４はまた、エンジン１０または車両の他のコントローラに接続することができる。さらに、コントローラ１６４は、遠隔にすることができる。例えば、コントローラ１６４は、１つまたは複数のセンサ９２と無線通信する無線または遠隔ハンドヘルドデバイスであってもよい。そのような例では、コントローラ１６４は、汚染や劣化を判定するために、エンジンメンテナンスの間にセンサ測定値を読み取るように近距離通信（ＮＦＣ）を使用する無線のハンドヘルドデバイスであってもよい。別の例では、コントローラ１６４はセンサ９２の遠隔に配置することができるが、センサと無線通信してセンサ９２のリアルタイム測定を行うことができる。このように、センサ９２とコントローラ１６４との間の任意の適切な無線通信ネットワークは、２つの間の通信が達成されるように考えられる。そのような構成では、センサ９２は、コントローラ１６４との無線通信を可能にする、送信機を含むような無線機能を含むことができる。
【００４８】
コントローラ１６４は、メモリ１６８を含むことができる。メモリ１６８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、またはディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどのような１つもしくは複数の異なるタイプのポータブル電子メモリ、またはこれらのタイプのメモリの任意の適切な組合せを含むことができる。コントローラ１６４は、任意の適切なプログラムを実行することができる、１つまたは複数のプロセッサ１６６を含むことができる。
【００４９】
情報のコンピュータ検索可能データベースを、メモリ１６８に記憶することができ、プロセッサ１６６によってアクセス可能である。プロセッサ１６６は、データベースにアクセスするための実行可能命令のセットを実行することができる。あるいは、コントローラ１６４は、プロセッサ１６６によってアクセス可能な情報のデータベースに動作可能に結合することができる。例えば、このようなデータベースは、代替のコンピュータまたはコントローラに記憶することができる。データベースは、複数のデータのセットを有する単一のデータベース、共にリンクされた複数の個別のデータベース、または単純なデータのテーブルを含む任意の適切なデータベースであり得ることが理解されよう。データベースは、多数のデータベースを組み込むことができること、またはデータベースが実際には多数の別々のデータベースであり得ることが考えられる。
【００５０】
データベースは、潤滑油、センサ９２、または以前のセンサ測定値を含むその測定値に関する履歴データを含むことができるデータを記憶することができる。データベースはまた、潤滑油が新しいもしくは未使用の場合、または潤滑油の特定のタイプ、化学組成、またはブランドを含む、潤滑油または潤滑油の香りの所定の値を含む基準値を含むことができる。例えば、所定の値は、測定された香りのベースライン値、特定の測定された香りの最大値もしくは最小値などの閾値、または他の測定値であってもよい。データベースはまた、所定の潤滑油劣化パーセンテージまたは多数の汚染タイプを含む基準値を含むことができる。例えば、データベースは、潤滑油の交換が必要であることを示唆する潤滑油劣化レベルを表すデータを含むことができる。別の例では、データベースは、潤滑油の燃料汚染を表すデータを含むことができる。
【００５１】
あるいは、データベースは、コントローラ１６４から分離することができるが、コントローラ１６４によってアクセスされることができるようにコントローラ１６４と通信することができると考えられる。例えば、データベースは、ポータブルメモリデバイスに含むことができ、そのような場合、ポータブルメモリデバイスを受け入れるためのポート１９６（図３）を含むことができ、そのようなポートは、コントローラ１６４がポータブルメモリデバイスの内容を読み取ることができるようにコントローラ１６４と電子通信が可能であることが考えられる。また、データベースは、コントローラ１６４と通信する無線通信リンク１７４を介して更新することができると考えられる。さらに、このようなデータベースは、エアラインオペレーションセンター、フライト運航部管制室、または別の場所などの場所で航空機またはエンジン１０から離れて配置される場合もあると考えられる。コントローラ１６４は、データベース情報がコントローラ１６４に、またはコントローラ１６４から提供され得る際に介する無線ネットワークに動作可能に結合することができる。
【００５２】
コントローラ１６４は、センサ９２によって生成された信号の形態でデータを記録または分析するための実行可能命令セットを有するコンピュータプログラムのすべてまたは一部をさらに含むことができる。そのような記録または分析は、測定値を履歴データベース情報と比較して、潤滑油の汚染または劣化を判定することを含むことができる。プログラムは、機械実行可能命令またはそれに記憶されたデータ構造を搬送または有するための機械可読媒体を含み得るコンピュータプログラム製品を含むことができる。このような機械可読媒体は、任意の利用可能な媒体であり得、これはプロセッサを有する汎用もしくは専用コンピュータまたは他の機械によってアクセスすることができる。一般に、このようなコンピュータプログラムは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データタイプを実施するという技術的効果を有するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造、アルゴリズムなどを含むことができる。機械実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムは、本明細書で開示されているような情報の交換を実行するためのプログラムコードの例を表す。機械実行可能命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理機械に特定の機能または機能群を実行させる命令およびデータを含むことができる。
【００５３】
ディスプレイ１７６は、コントローラ１６４に動作可能に結合することができる。ディスプレイ１７６は、データベースからのデータ、またはセンサ９２によって得られた測定値を表すデータ、またはセンサ９２から生成された信号を表示するためにコントローラ１６４に無線でまたは直接的に結合することができる。ディスプレイ１７６は、パイロットまたは他の航空機オペレータまたは保守員が見ることができる操縦席のような、エンジン１０を搭載する航空機内に配置することができる。航空機内のそのようなディスプレイ１７６は、センサ９２によって行われる測定のリアルタイム監視を可能にすることができる。あるいは、ディスプレイ１７６は、エアラインオペレーションセンター、フライト運航部管制室、または別の場所など、遠隔に配置することができる。ディスプレイ１７６のそのような遠隔位置は、エンジン１０および航空機から遠隔にあるセンサ９２の測定のリアルタイム監視を行うことができる。加えて、ディスプレイ１７６は、例えば、エンジン１０のメンテナンス中に局所的に使用することができるモバイルディスプレイであってもよい。
【００５４】
ここで図３を参照すると、１つの取り付けられたセンサ９２および１つの取り付けられたインジェクタ１７２を含む、潤滑油リザーバ９０の上部が示されている。センサ９２は、例えば、ラマン分光計とすることができる。センサ９２は、光放射線１８２を放出するための出力源１８０を含むことができる。検出器１８８を含むことができ、それぞれ光放射線１８２を検出し、検出を処理するためにデジタルプロセッサ１９０に結合される。デジタルプロセッサ１９０および出力源１８０は、コントローラ１６４に結合することができる。センサ９２の動作は、コントローラ１６４によって制御することができ、測定信号は、デジタルプロセッサ１９０からプロセッサ１６６で受信することができる。無線通信リンク１７４は、測定信号を無線で通信するためにコントローラ１６４に設けることができる。加えて、ポート１９６を、コントローラ１６４との間で通信するためにコントローラ１６４に含むことができる。ポート１９６は、リムーバブルメモリなどのリムーバブルアダプタとの有線接続など、コントローラ１６４で入力を受信するように適合させることができる。
【００５５】
コントローラ１６４によるセンサ９２の動作において、プロセッサ１６６は、信号をセンサ９２に送り測定を行うことができる。出力源１８０は、レーザなどの光放射線１８２を放出し、香り分子１８４の振動１８６と相互作用させて光散乱１９２を引き起こす。検出器１８８は、香り分子１８４から散乱される光散乱１９２を検出するために使用することができる。デジタルプロセッサ１９０は、検出された光散乱１９２を表す信号を生成することができる。
【００５６】
デジタルプロセッサ１９０によって生成された信号は、コントローラ１６４に通信することができ、プロセッサ１６６によって受信される。プロセッサ１６６は、任意の適切な方法によって信号を解釈し、信号を分析することができる。例えば、プロセッサ１６６は、信号を、ベースラインの香り測定値との、または最小閾値もしくは最大閾値との比較など、メモリ１６８に記憶されたデータと比較することができる。そのような比較は、香り分子１８４に表される潤滑油の汚染または劣化を判定するために使用することができる。
【００５７】
任意選択的に、インジェクタ１７２は、化学物質１９４を潤滑油１７０にまたは潤滑油の周囲の空気に注入し、香り分子１８４と相互作用させることができる。センサ９２による検出は、インジェクタ１７２によって容易にすることができ、改善された検出、または特定のタイプの汚染物質もしくは劣化タイプの特化した検出を行うことができる。一例では、インジェクタ１７２は、化学物質１９４を注入して、香り分子１８４と反応させてセンサ９２によってより容易に検出可能であるか、または汚染のタイプに特化した新たな香り分子（図示せず）を形成することができる。例えば、インジェクタ１７２は、特定のタイプの汚染を示す香りを発生するように適合された化学物質１９４を注入することができる。例えば、インジェクタは、燃料汚染によって形成される場合の香り分子１８４と相互作用する化学物質１９４を注入することができる。このような相互作用は、分子１８４を検出器１８８によってより容易に検出可能にすることができる。
【００５８】
ここで図４を参照すると、例示的なプロットグラフ２００は、ラマン分光法を使用して例示的なセンサ９２によって行われる測定スペクトルを示す。プロットグラフ２００は、センサ９２による潤滑油１７０の振動、回転、または低周波数モードを含む励起を測定することによって判定される、潤滑油１７０の構造的フィンガープリント、シグネチャ、またはプロファイルとしての化学物質分析を表すことができる。プロットグラフ２００は、良好なまたは新たな潤滑油を表すベースラインプロット２０２、２０〜４０％の潤滑油劣化を表す第１の劣化プロット２０４、４０〜６０％の劣化を表す第２の劣化プロット２０６、オイルスラグまたはワニスプロット２０８、およびオイルコーキングプロット２１０としての５つのプロットを示す。プロット２０２〜２１０は、波数Δωに対する吸光度のパーセンテージによってプロットされ、以下の式によって定義されるラマンシフトを表すことができる。
【００５９】
【数１】
2019070635.tif 000003
式中、λ０は、励起波長、λ１は、ラマンスペクトル波長である。
【００６０】
ベースラインプロット２０２は、潤滑油１７０のベースラインシグネチャとすることができ、これは、良好なまたは新たな潤滑油を表すことができる、センサによる潤滑油の初期測定として行うことができる。潤滑油リザーバ９０に設けられた図２のセンサ９２は、ベースラインプロット２０２を判定するために使用することができるが、任意の適切なセンサ９２の使用が考えられる。このようなベースライン測定値は、コントローラ１６４に送られて記憶され、システム内のセンサ９２または他のセンサ９２による後の測定のための比較に使用することができる。一例では、ベースラインプロット２０２は、各エンジン動作の前に測定することができる。あるいは、このような標準的なベースラインシグネチャは、潤滑油の交換後の新たな未使用の潤滑油に使用することができる。ベースラインプロット２０２は、エンジン１０の動作中のリアルタイム測定値など、センサ９２からの将来の測定値との比較のためにコントローラ１６４のメモリ１６８に記憶することができる。このように、ベースラインプロット２０２のシグネチャは、特定の汚染物質または劣化を判定するために、センサ９２による後続の測定されたシグネチャとの比較を行うのに有用であり得る。
【００６１】
第１の劣化プロット２０４は、２０〜４０％の劣化を有する潤滑油１７０の測定値を表すことができる。注目すべきことに、第１の劣化プロット２０４は、ベースラインプロット２０２と異なり、より多くの吸光度を含む。このような差は、プロセッサ１６６によって比較および分析され、２０〜４０％の劣化が生じたと判定することができる。そのような情報は、航空機、ディスプレイ１７６、または他の遠隔モニタにリアルタイムで通信することができる。
【００６２】
同様に、第２の劣化プロット２０６は、４０〜６０％の劣化を有する潤滑油１７０の測定値を表すことができる。ここで、プロット２０６は、ベースラインプロット２０２のシグネチャと異なり、第１の劣化プロット２０４より大きいベースラインプロット２０２からのシフトを有する。ここでも、そのような情報は、リアルタイムで通信することができる。
【００６３】
次に、オイルスラグまたはオイルワニスプロット２０８は、潤滑油１７０内のオイルスラグまたはワニスの存在を識別することができるラマン分光法シグネチャを表すことができる。オイルワニスプロット２０８をベースラインプロット２０２と比較するのとは対照的に、他の特定の指標をコントローラ１６４のメモリ１６８に記憶することができ、これはラマン分光法シグネチャの特定の態様を識別して特定の汚染、すなわちオイルワニスプロット２０８のようなオイルワニスを示すことができる。例えば、オイルスラグまたはワニスプロット２０８の波数の大部分は、油の劣化とは対照的に、波数が増加するにつれて減少する。メモリ１６８は、センサ９２の測定値に基づく特定の汚染タイプ、汚染のレベル、汚染強度、または劣化のレベルを判定するためにプロセッサによって使用される多数の異なるシグネチャを記憶することができる。
【００６４】
最後に、オイルコーキングプロット２１０は、オイルコークスタイプの汚染のラマンシグネチャを表すことができる。オイルコーキングプロット２１０はまた、波数が増加するにつれて減少するが、オイルワニスプロット２０８とは異なる。このように、このシグネチャをコントローラに通信することにより、特定のタイプの汚染、または劣化のレベルを識別することができる。
【００６５】
どのタイプの汚染または劣化もコントローラに記憶することができ、１つまたは複数のセンサ９２によるラマンシグネチャの測定値を使用して、汚染タイプまたは劣化のレベルを判定することができることを理解されたい。そのような判定は、１つの非限定的な例では、測定されたシグネチャと既知のシグネチャとの比較などにより、コントローラによって行うことができる。
【００６６】
ここで図５を参照すると、別の例示的なタイプのシグネチャが汚染プロット２２０として示されている。汚染プロット２２０は、十一角形、すなわち１１面の多角形構成で示され、各隅部は、異なる例示的な測定可能な化学または香り成分を表す。７つの異なる汚染タイプが、１０〜２０％の劣化２２２、３０〜４０％の劣化２２４、ベースライン２２６、オイルコーキング２２８、オイルワニス２３０、燃料汚染２３２、およびほこり汚染２３４として汚染プロット２２０にプロットされている。各汚染タイプは、特定のタイプの汚染を判定するために使用することができるセンサ９２によって検知された香りの測定単位の組合せを表すことができる。センサ９２によって測定された測定単位は、硫化物２４０、ケイ酸塩２４２、窒化物２４４、金属類２４６、燃料希釈２４８、水分２５０、アミン２５２、フェノール類２５４、エステル２５６、芳香族類２５８、および酸化物２６０を含み得るが、代替の単位も考えられる。
【００６７】
汚染プロット２２０は、１０レベルに配置され、各レベルは、正規化された１００％の検出までの測定可能な単位の正規化された１０％の含有量を表す。１００％は、組合せまたはすべての測定可能な単位の合計に限定されず、香り測定に特化した正規化されたスケールの個々の単位を表すことを理解されたい。
【００６８】
例えば、３０〜４０％の劣化２２４は、４０％の測定値の硫化物２４０、２０％の測定値のケイ酸塩２４２、約２４％の測定値の窒化物２４４、約１８％の測定値の金属類２４６、約２４％の測定値の燃料希釈２４８、約３２％の測定値の水分２５０、約４０％の測定値のアミン２５２、約４０％の測定値のフェノール類２５４、約４０％の測定値のエステル２５６、約４０％の測定値の芳香族類２５８、および約３５％の測定値の酸化物２６０を含み得る。センサ９２による香りの測定値がコントローラ２６４による比較のこれらの値に近接または一致する場合、潤滑油の３０〜４０％が劣化という判定が行われる。近接または一致は、センサ９２による香りの測定値が、比較される汚染タイプまたは劣化とわずかに異なり得ることを意味することができる。例えば、測定可能な単位のいくつかの値は、特定の測定単位の＋／−１０％のような、特定のタイプの汚染の要件からわずかに離れている場合がある。あるいは、全体の１つの測定単位は、他の測定単位が近い場合、他の測定単位より離れていてもよい。例えば、９つの測定単位のうちの８つの測定値は５％であるが、最後の測定単位が２０％ずれている場合でも、その汚染タイプを判定することは可能なままである。
【００６９】
異なるタイプの汚染、汚染の強度、または劣化のレベルを判定するために使用される多数の値は、プロセッサ１６６による比較のためにメモリ１６８に記憶することができることを理解されたい。任意の数または異なるタイプの測定可能な単位は、汚染または劣化の識別を容易にするために含むことができ、示されている単位のタイプまたは汚染もしくは劣化のタイプに限定されるべきではない。
【００７０】
さらに、汚染または劣化を表す値は、初期測定値またはベースラインに基づいて変更することができる。例えば、センサ９２がエンジン１０の動作に先立って潤滑油を測定し、１０〜２０％の劣化を判定する場合、プロセッサ１６６は、動作中の１０〜２０％のリアルタイム劣化が、潤滑油が交換されるべき信号であるか、または動作フィルタリングの増加が必要であるという信号とすることができる合計２０〜４０％の劣化になり得ると判定することができる。
【００７１】
ここで図６を参照すると、各汚染タイプは、特定の汚染タイプ専用の芳香族汚染プロファイル２６８をさらに含むことができる。オイルコーキングプロファイルプロットグラフ２７０は、高温２７６、焙焼２７８、湿潤２８０、金属２８２、低温２８４、タール様２８６、スラリ状２８８、および煙状２９０を含む、特定のタイプの芳香族類の測定単位の最小閾値２７２および最大閾値２７４の値を含み得る。芳香族類として示されているが、任意の適切な測定可能な単位が考えられる。示されている特定の芳香族類は例示的なものであり、センサによる任意の芳香族類または測定可能な単位を使用することができることを理解されたい。芳香族類の非限定的な例は、温暖性、刺痛性、痒み、金属、冷却、辛味、刺激性、高温、焙焼、湿潤、低温、タール様、スラリ状、煙状、または燃焼系を含み得る。図示のように、スラリ状２８８、高温２７６、および焙焼２７８の芳香族類の値は、閾値レベルを超えており、オイルコークスの形成が始まっている可能性があることを示している。センサ９２によって測定されるこのような芳香族類は、閾値２７２、２７４と比較するために生成された信号としてコントローラ１６４に通信することができる。コントローラ１６４は、ディスプレイ１７６への汚染の送信または報告など、測定値に基づいて動作することができる。すべての値が最小および最大閾値２７２、２７４内にとどまる場合、コントローラ１６４は、オイルコーキングが発生していないと判定することができる。
【００７２】
ここで図７を参照すると、本明細書に記載の潤滑油流システム８８のような、車両潤滑システムの汚染を判定するための方法３００は、３０４において、少なくとも１つのセンサで車両潤滑システムの潤滑油の香りを検知することと、３０６において、少なくとも１つのセンサで、検知された香りを表す信号を生成することと、３１０において、コントローラで、検知された香りを表す信号に基づいて潤滑油の汚染または劣化を判定することとを含む。車両潤滑システムは、リアルタイムまたは飛行中の測定を行うために、図１のエンジン１０などの搭載中の航空機タービンエンジンに設けることができる。
【００７３】
方法３００は、任意選択的に、３０２において、香りを検知する前に、図２および図３のインジェクタ１７２のようなインジェクタで、少なくとも１つの化学物質を潤滑油に注入することを含むことができる。別の化学物質を注入することは、センサの測定値を改善または調整するのに有用であり得る。一例では、硫黄が硫化水素またはチオールを形成するためにインジェクタによって注入されてもよく、センサによる検出可能性または測定可能性を改善することができる。
【００７４】
３０４において、潤滑油の香りを検知することは、本明細書に記載のセンサ９２による検知によって測定することができる。非限定的な例示的なセンサは、ラマン分光法、Ｘ線分光法、赤外線センサ、またはレーザ波長センサを含むことができる。センサによる検出は、非限定的な例では、硫化物、酸化物、オレフィン、アルカン、窒化物、シクロアルカン、芳香族類、アスファルテン、ケイ酸塩、アミン、エステル、フェノール類、または金属類の１つまたは複数を検知することを含むことができる。追加的または代替的に、センサは、さらなる非限定的な例では、温暖性、刺痛性、痒み、金属、冷却、辛味、刺激性、または燃焼系などの芳香族類を検知することができる。センサは、本明細書に記載されているように、潤滑油リザーバまたは熱交換器、例えば潤滑油リザーバ９０または熱交換器１２０、１２２、１２６に配置することができるが、任意の望ましい位置が考えられる。
【００７５】
３０６において、少なくとも１つのセンサは、信号を生成することができ、センサの測定値を表すデータセットとすることができる。例えば、信号は、図５のラマンシグネチャの形態であってもよい。別の例では、信号は、検知された香りの１つまたは複数の測定値の形態であり得る。
【００７６】
方法３００は、任意選択的に、３０８において、コントローラで信号をベースラインデータのセットと比較することを含むことができる。コントローラ１６４のプロセッサ１６６は、測定値を記憶されたデータと比較して、汚染または劣化が生じたかどうかを判定するために使用することができる。ベースラインデータまたは閾値データなどの記憶されたデータは、例えば、メモリ１６８に記憶することができる。そのようなベースラインまたは閾値データは、特定の汚染タイプ、汚染強度、または劣化レベルを表すことができる。
【００７７】
３１０において、方法３００は、上述したコントローラ１６４のようなコントローラで判定することを含み、汚染または劣化は、センサによって生成された信号に基づくことができる。コントローラは、例えば、信号をベースラインデータセットまたは閾値データセットと比較して、香りが汚染または劣化を表すかどうかを判定することができる。ベースラインまたは閾値データセットは、汚染タイプ、汚染強度、または劣化レベルを表すことができる。特定の汚染タイプは、非限定的な例では、オイルコークス、オイルワニス、オイルスラグ、燃料、フリーオンボードオイル、水、ほこり、泥、氷、または砂を含み得る。判定することは、汚染または劣化の判定を記録することをさらに含むことができる。加えて、判定することは、サービス間隔、サービススケジュール、またはそのサービスが必要とされるようなサービスデータを判定することを含むことができる。加えて、特定の汚染タイプは、特定の判定に合わせて調整することができる。例えば、燃料汚染を判定することは、燃料のメンテナンスまたはサービススケジュールを判定することを含むことができる。さらに、判定することは、判定することを含む。
【００７８】
３１２において、方法３００は、任意選択的に、コントローラ１６４によって潤滑油の汚染または劣化を示すことを含むことができる。潤滑油の汚染または劣化を判定した後、コントローラ１６４は、図２の無線通信リンク１７４などで汚染または劣化を示すことができる。このような表示は、例えば、信号をディスプレイ１７６に出力することによってディスプレイ１７６に表示することができる。１つの非限定的な例では、ディスプレイ１７６は、車両潤滑システムを搭載する航空機など、車両内に設けられたモバイルハンドヘルドデバイスまたはディスプレイなどのモバイルディスプレイであってもよい。示すことは、サービスデータ、サービス間隔、またはサービススケジュールなどの特定の判定を表示することをさらに含むことができる。
【００７９】
３１４において、方法３００は、任意選択的に、将来の劣化または汚染を推定することを含むことができる。そのような推定は、使用時間、車両の場所、または動作温度を含む、センサによって判定されてもされなくてもよい追加の測定値を含むことができる。第１の例では、検知された香りは、使用時間と組み合わせて測定することができる。使用時間の増加は、潤滑油の劣化のレベルの増大と一致し得る。第２の例では、検知された香りは、車両の場所と組み合わせて測定することができる。砂地または砂漠環境における車両の動作は、例えば、砂による汚染のリスクの増大と一致し得る。第３の例では、検知された香りは、車両、エンジン、または潤滑システムの動作温度と組み合わせて測定することができる。動作温度の上昇は、例えば、劣化速度の増大と一致し得る。このような追加の測定値は、潤滑油の汚染または劣化の判定を改善するだけでなく、将来の汚染または劣化の判定のための改善されたモデルを提供することができる。推定は、車両潤滑システムの潤滑油の寿命またはサービスモデルを判定することをさらに含むことができる。判定は、予想された使用時間または動作温度に基づいて潤滑油の寿命を予測することができる。追加的または代替的に、判定はまた、一例では、砂地などの動作環境に基づいて特定の汚染タイプを予想または予測することができる。
【００８０】
本明細書に記載の態様は、潤滑油の寿命および汚染の改善された監視を提供する。オイルコーキング、ワニス、およびスラグのような潤滑油の劣化は、より容易に識別または予測することができる。加えて、潤滑油汚染をより容易に識別することができ、潤滑油システムの問題をより容易に識別することができる。さらに、リアルタイムで信頼性の高いオンライン監視が可能であり、潤滑油の監視またはメンテナンスのための従来の効果的でない方法は、削減または排除される。さらにまた、本明細書に記載のセンサを利用することにより、汚染または劣化を判定するための間隔検査を必要とせずに、自動の潤滑油監視を行うことができる。潤滑油監視および性能の改善は、エンジン効率の向上とメンテナンスの削減につながり、全体のコストを削減することができる。
【００８１】
加えて、潤滑油のメンテナンスおよびスケジュールだけでなく、エンジン全体のメンテナンスを改善することができるとさらに考えられる。特に、ギア、軸受、サンプ、診断、または潤滑される、冷却される、もしくは車両潤滑システムに関連する他のエンジンセクションは、センサで検出可能な汚染または劣化によって識別することができる。このように、単なる潤滑油の交換およびスケジュール以外のエンジンのメンテナンスが考えられる。本明細書に記載のようなセンサの監視は、潤滑油の汚染、劣化、または変化を識別することによって、広範囲のエンジンの監視を含むことができる。
【００８２】
開示された設計の適用は、ファンおよびブースタセクションを有するタービンエンジンに限定されず、ターボジェットおよびターボエンジンにも適用可能であることを理解されたい。さらに、このような開示は、他の潤滑油システムおよび車両にも適用可能である。
【００８３】
すでに説明されていない限りにおいて、様々な実施形態の異なる特徴および構造を、所望に応じて互いに組み合わせて、または置き換えて使用することができる。ある特徴がすべての実施形態において示されていないとしても、それは説明を簡潔にするためであり、それが図示のようには不可能であるとの解釈を意味しない。したがって、新規な実施形態が明白に記載されているか否かを問わず、新規な実施形態を形成するように、異なる実施形態の様々な特徴を所望のように混合し適合させることができる。本明細書に記載の特徴のすべての組合せまたは置換は、本開示によって包括される。
【００８４】
本明細書は、本明細書に記載の本開示の態様を最良の様態を含めて説明すると共に、あらゆるデバイスまたはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本開示の態様の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を使用している。本開示の態様の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
［実施態様１］
車両潤滑システムの汚染を判定するための方法（３００）であって、
少なくとも１つのセンサ（９２）で前記車両潤滑システムの潤滑油（１７０）の香りを検知することと、
前記少なくとも１つのセンサ（９２）から、前記香りを表す信号を生成することと、
コントローラ（１６４）で、前記香りを表す前記信号に基づいて前記潤滑油（１７０）の汚染または劣化を判定することと
を含む、方法（３００）。
［実施態様２］
前記コントローラ（１６４）によって、汚染または劣化が判定されたことを示すことをさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様３］
前記示すことが、前記信号をディスプレイ（１７６）に出力する前記コントローラ（１６４）を含む、実施態様２に記載の方法（３００）。
［実施態様４］
前記ディスプレイ（１７６）が、前記車両潤滑システムを含む航空機にある、実施態様３に記載の方法（３００）。
［実施態様５］
前記判定することが、前記信号を閾値（２７２、２７４）と比較して前記汚染または劣化を判定することをさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様６］
前記閾値（２７２、２７４）が、汚染タイプ、汚染強度、または劣化レベルを表す、実施態様５に記載の方法（３００）。
［実施態様７］
前記汚染タイプが、オイルコークス（２２８）、オイルワニス（２３０）、オイルスラグ、燃料（２３２）、フリーオンボードオイル、水、ほこり（２３４）、泥、氷、または砂のうちの１つである、実施態様６に記載の方法（３００）。
［実施態様８］
前記香りを検知することが、硫化物（２４０）、酸化物（２６０）、オレフィン、アルカン、窒化物（２４４）、シクロアルカン、芳香族類（２５８）、アスファルテン、ケイ酸塩（２４２）、アミン（２５２）、エステル（２５６）、フェノール類（２５４）、または金属類（２４６）の１つまたは複数を検知することを含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様９］
前記香りを検知することが、温暖性、刺痛性、痒み、金属（２８２）、冷却、辛味、刺激性、高温（２７６）、焙焼（２７８）、湿潤（２８０）、低温（２８４）、タール様（２８６）、スラリ状（２８８）、煙状（２９０）、または燃焼系の１つまたは複数として前記香りを判定することによって、硫化物（２４０）、酸化物（２６０）、オレフィン、アルカン、窒化物（２４４）、シクロアルカン、芳香族類（２５８）、アスファルテン、ケイ酸塩（２４２）、アミン（２５２）、エステル（２５６）、フェノール類（２５４）、または金属類（２４６）の１つまたは複数を検知することを含む、実施態様８に記載の方法（３００）。
［実施態様１０］
前記車両潤滑システムが、搭載中の航空機タービンエンジン（１０）に設けられる、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１１］
前記判定された汚染または劣化、および使用時間、車両の場所、または動作温度の少なくとも１つに基づいて前記潤滑油（１７０）の将来の汚染または劣化を推定することをさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１２］
前記将来の汚染または劣化を推定することに基づいて前記車両潤滑システムの潤滑油の寿命またはサービスモデルを判定することをさらに含む、実施態様１１に記載の方法（３００）。
［実施態様１３］
前記検知することが、ラマン分光法、Ｘ線分光法、赤外線、またはレーザ波長のうちの１つを使用する、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１４］
前記香りを前記検知する前に、インジェクタ（１７２）で、少なくとも１つの化学物質（１９４）を前記潤滑油（１７０）に注入することをさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１５］
前記少なくとも１つの化学物質（１９４）が、硫黄、アルコール、カルボン酸、アルデヒド、またはケトンである、実施態様１４に記載の方法（３００）。
［実施態様１６］
エンジン（１０）と、
前記エンジン（１０）に流体的に結合されて内部に潤滑油（１７０）を収容する潤滑油流システム（８８）と、
前記エンジン（１０）または前記潤滑油流システム（８８）のうちの１つの少なくとも一部の香りに関する香り信号を出力するための少なくとも１つの潤滑センサ（９２）と、
前記香り信号を記憶された信号と比較し、前記香り信号に基づいて汚染または劣化を判定し、前記判定された汚染または劣化を表す表示を出力するように構成されたコントローラ（１６４）と
を備える、航空機。
［実施態様１７］
前記コントローラ（１６４）に動作可能に結合され、前記表示を表示するように構成されたディスプレイ（１７６）をさらに備える、実施態様１６に記載の航空機。
［実施態様１８］
前記潤滑油流システム（８８）が、潤滑油リザーバ（９０）と、少なくとも１つの熱交換器（９６、９８、１２０、１２２、１２６）とを含み、前記少なくとも１つの潤滑センサ（９２）が、前記潤滑油リザーバ（９０）および前記少なくとも１つの熱交換器（９６、９８、１２０、１２２、１２６）に配置された少なくとも２つの潤滑センサ（９２）を含む、実施態様１６に記載の航空機。
［実施態様１９］
前記コントローラ（１６４）が、オイルコークス（２２８）、オイルワニス（２３０）、オイルスラグ、燃料（２３２）、フリーオンボードオイル、水、ほこり（２３４）、砂、硫化物（２４０）、酸化物（２６０）、オレフィン、アルカン、窒化物（２４４）、シクロアルカン、芳香族類（２５８）、アスファルテン、ケイ酸塩（２４２）、アミン（２５２）、エステル（２５６）、フェノール類（２５４）、または金属類（２４６）の１つまたは複数を表す前記記憶された信号と前記香り信号との比較に基づいて汚染を判定する、実施態様１６に記載の航空機。
［実施態様２０］
前記コントローラ（１６４）が、リアルタイムで連続的に比較し、判定し、出力する、実施態様１６に記載の航空機。
【符号の説明】
【００８５】
１０  エンジン
１０  エンジンアセンブリ
１２  中心線
１８  ファンセクション
２０  ファン
２２  圧縮機セクション
２４  ＬＰ圧縮機
２６  ＨＰ圧縮機
２８  燃焼セクション
３０  燃焼器
３２  タービンセクション
３４  ＨＰタービン
３６  ＬＰタービン
３８  排気セクション
４０  ファンケーシング
４２  ファンブレード
４４  コア
４４  エンジンコア
４６  コアケーシング
４８  ＨＰスプール
５０  ＬＰスプール
５１  ロータ
５２  圧縮機段
５４  圧縮機段
５６  圧縮機ブレード
５８  圧縮機ブレード
６０  固定圧縮機ベーン
６１  ディスク
６２  固定圧縮機ベーン
６３  ステータ
６４  タービン段
６６  タービン段
６８  タービンブレード
７０  タービンブレード
７１  ディスク
７２  固定タービンベーン
７４  固定タービンベーン
７６  加圧空気流
７６  加圧空気
７７  ブリード空気
７８  空気流
８０  出口ガイドベーンアセンブリ
８２  翼形部ガイドベーン
８４  ファン排気側
８８  潤滑油流システム
９０  潤滑油リザーバ
９２  センサ
９４  潤滑油導管
９４ａ  冷却潤滑油導管
９４ｂ  高温潤滑油導管
９６  第１の熱交換器
９８  第２の熱交換器
１００  導管
１１０  掃気ポンプシステム
１１０  掃気ポンプ
１１２  ポンプ
１１４  フィルタ
１１６  掃気マニホルド
１１８  第１の再循環導管
１２０  オイル熱交換器
１２２  潤滑油熱交換器
１２４  第２の再循環導管
１２６  潤滑油熱交換器
１２８  第３の再循環導管
１４０  アクセサリギアボックス
１４０  第１のギアボックス
１４２  第２のギアボックス
１４４  サンプシステム
１４６  第１のサンプ
１４８  第２のサンプ
１５０  第３のサンプ
１５２  第１の通気孔
１５４  第２の通気孔
１５６  排気ライン
１５８  出口
１６０  バルブ
１６２  第３の通気孔
１６４  コントローラ
１６６  プロセッサ
１６８  メモリ
１７０  潤滑油
１７２  インジェクタ
１７４  無線通信リンク
１７６  ディスプレイ
１８０  出力源
１８２  光放射線
１８４  香り分子
１８６  振動
１８８  検出器
１９０  デジタルプロセッサ
１９２  光散乱
１９４  化学物質
１９６  ポート
２００  プロットグラフ
２０２  ベースラインプロット
２０２  プロット
２０３  プロット
２０４  プロット
２０４  第１の劣化プロット
２０５  プロット
２０６  第２の劣化プロット
２０６  プロット
２０７  プロット
２０８  ワニスプロット
２０８  オイルワニスプロット
２０８  プロット
２０９  プロット
２１０  プロット
２１０  オイルコーキングプロット
２２０  汚染プロット
２２２  劣化
２２４  劣化
２２６  ベースライン
２２８  オイルコーキング
２３０  オイルワニス
２３２  燃料汚染
２３４  ほこり汚染
２４０  硫化物
２４２  ケイ酸塩
２４４  窒化物
２４６  金属類
２４８  燃料希釈
２５０  水分
２５２  アミン
２５４  フェノール類
２５６  エステル
２５８  芳香族類
２６０  酸化物
２６４  コントローラ
２６８  芳香族汚染プロファイル
２７０  オイルコーキングプロファイルプロットグラフ
２７２  閾値
２７２  最小閾値
２７４  閾値
２７４  最大閾値
２７６  高温
２７８  焙焼
２８０  湿潤
２８２  金属
２８４  低温
２８６  タール様
２８８  スラリ状
２９０  煙状
３００  方法
Δω  波数
【図１】
2019070635.tif 000004
【図２】
2019070635.tif 000005
【図３】
2019070635.tif 000006
【図４】
2019070635.tif 000007
【図５】
2019070635.tif 000008
【図６】
2019070635.tif 000009
【図７】
2019070635.tif 000010
【外国語明細書】
2019070635000001.pdf