(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用のオイル供給・排出システム（１００）であって、
少なくとも１つのサンプ空洞（２００）と、
オイル供給源（１２０）と、
各々が前記少なくとも１つのサンプ空洞と流れ連通状態で結合された第１の排油ポート（３５）及び第２の排油ポート（３６）と、
第１のオイルポンプ（５０）と、
第２のオイルポンプ（６０）と
を含み，
前記第１のオイルポンプ（５０）は、第１のオイル供給要素（４６）及び第１の排油構成要素（３０）を備え、
前記第１の排油構成要素（３０）は、前記第１の排油ポートから排油を受けるように該第１の排油ポートに流れ連通状態で結合され、
前記第１のオイル供給要素（４６）は、前記オイル供給源からオイルを受けるように該オイル供給源と流れ連通状態で結合され、
前記第２のオイルポンプ（６０）は、第２のオイル供給要素（４７）及び第２の排油構成要素（３１）を備え、
前記第２の排油構成要素（３１）は、前記第２の排油ポートから排油を受けるように該第２の排油ポートに流れ連通状態で結合され、
前記第２のオイル供給要素（４７）は、前記オイル供給源からオイルを受けるように該オイル供給源と流れ連通状態で結合され、
前記第１のオイル供給要素（４６）は前記第２のオイル供給要素（４７）に接続されて該１及び第２のオイル供給要素（４６、４７）でオイルを供給するよう構成され、
前記第１及び第２のオイルポンプ（５０及び６０）が各々、エンジン・ギヤボックス（２０３）に作動可能に連結され、
前記第１のオイルポンプ（５０）が、第１のギヤボックス位置において前記エンジン・ギヤボックス（２０３）に連結され、前記第２のオイルポンプ（６０）が、前記第１のギヤボックス位置とは異なる第２のギヤボックス位置において前記ギヤボックスに連結されて、前記第１及び第２のオイルポンプの各々が、残りのオイルポンプに対する出力の低下時に個々に連続エンジン運転を可能にするようになっていることを特徴とする、オイル供給・排出システム（１００）。
【請求項２】
前記第１及び第２のオイルポンプ（５０及び６０）が各々、熱交換器（１１０）及びオイルフィルタ（１５０）と流れ連通状態で結合されている、請求項１記載のオイル供給・排出システム（１００）。
【請求項３】
前記第１及び第２のオイルポンプ（５０及び６０）の各々が、個々にガスタービンエンジン（１０）の運転を飛行維持出力レベルに持続することができる、請求項１記載のオイル供給・排出システム（１００）。
【請求項４】
該オイル供給・排出システムと流れ連通状態で結合された複数のサンプ空洞（２００）をさらに含む、請求項１記載のオイル供給・排出システム（１００）。
【請求項５】
少なくとも１つの逆止弁（７０及び７５）が前記第１のオイルポンプ（５０）と流れ連通し、また少なくとも１つの逆止弁（８０及び８５）が前記第２のオイルポンプ（６０）と流れ連通し、前記逆止弁が、それぞれ前記第１及び第２のオイルポンプを通る逆流を防止するように構成されており、該オイル供給・排出システムが、万一前記第１及び第２のオイルポンプ（５０及び６０）の１つ又はそれ以上が故障した場合に警報を発するように構成されている、請求項１記載のオイル供給・排出システム（１００）。
【請求項６】
ガスタービンエンジンに連結されたギヤボックス（２０３）と、
少なくとも１つのサンプ空洞（２００）とオイル供給源（１２０）とを含み、各々が前記少なくとも１つのサンプ空洞と流れ連通状態で結合された第１の排油ポート（３５）及び第２の排油ポート（３６）をさらに含む、オイル供給・排出システム（１００）と、
第１のオイルポンプ（５０）と、
第２のオイルポンプ（６０）と
を含み，
前記第１のオイルポンプ（５０）は、第１のオイル供給要素（４６）及び第１の排油構成要素（３０）を備え、
前記第１の排油構成要素（３０）は、前記第１の排油ポートから排油を受けるように該第１の排油ポートに流れ連通状態で結合され、
前記第１のオイル供給要素（４６）は、前記オイル供給源からオイルを受けるように該オイル供給源と流れ連通状態で結合され、
前記第２のオイルポンプ（６０）は、第２のオイル供給要素（４７）及び第２の排油構成要素（３１）を備え、
前記第２の排油構成要素（３１）は、前記第２の排油ポートから排油を受けるように該第２の排油ポートに流れ連通状態で結合され、
前記第２のオイル供給要素（４７）は、前記オイル供給源からオイルを受けるように該オイル供給源と流れ連通状態で結合され、
前記第１のオイル供給要素（４６）は前記第２のオイル供給要素（４７）に接続されて該１及び第２のオイル供給要素（４６、４７）でオイルを供給するよう構成され、
前記第１のオイルポンプ（５０）が、第１のギヤボックス位置において前記エンジン・ギヤボックス（２０３）に連結され、前記第２のオイルポンプ（６０）が、前記第１のギヤボックス位置とは異なる第２のギヤボックス位置において前記ギヤボックスに連結されて、前記第１及び第２のオイルポンプの各々が、残りのオイルポンプに対する出力の低下時に連続エンジン運転を可能にするようになっており、前記第１及び第２のオイルポンプの各々が、個々にエンジンの運転を飛行維持出力レベルに持続することができることを特徴とする、ガスタービンエンジン（１０）。
【請求項７】
前記第１のオイルポンプ（５０）と流れ連通した少なくとも１つの逆止弁（７０及び７５）と、前記第２のオイルポンプ（６０）と流れ連通した少なくとも１つの逆止弁（８０及び８５）とをさらに含み、
各それぞれの逆止弁が、エンジン運転時にそれぞれのオイルポンプを通る逆流を防止するようになっており、
前記オイル供給・排出システム（１００）が、万一前記第１及び第２のオイルポンプの１つ又はそれ以上が故障した場合に警報を発するように構成されている、
請求項６記載のガスタービンエンジン（１０）。
【請求項８】
前記第１及び第２のオイルポンプ（５０、６０）は各々、各第１及び第２のオイルポンプ（５０、６０）に対する駆動出力が前記ギヤボックス（２０３）の別個の位置から引き出されるように、別個の位置にあるギヤボックス及び駆動システムに連結される、請求項６又は７に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【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内部で用いるオイル供給・排出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般的にシャフトを回転可能に支持する少なくとも１つの軸受組立体を含む。軸受組立体はオイルで潤滑され、このオイルによって他のエンジン構成部品からの熱が吸収されかつ放散される。従って、軸受組立体はサンプ内部に収容され、サンプは一般的に、圧力下で外部ポンプから軸受組立体に潤滑油を供給するオイル供給噴出口と、サンプから潤滑油を除去する外部排油ポンプとを含む。少なくとも一部の公知のエンジンでは、排油ポンプは熱交換器を通して戻りオイルを流した後に該オイルをタンク又はリザーバに戻す。
【０００３】
航空機推進システムのような少なくとも一部の用途の範囲内では、エンジンの常用主オイルポンプからのオイル供給の中断は、軸受組立体の焼付き、エンジン推力の低下、エンジン火災及び／又は航空機への損傷を引き起こすおそれがある。様々な軸受サンプ及びギヤボックスにオイルを供給しかつそれらからオイルを排油するための公知の方法は、多要素定容積型ポンプを利用する。通常、公知のポンプは、エンジン・ギヤボックスによってスプライン駆動され、ポンプ内部の単一又は複式のシャフトに結合された供給要素及び複数の排油要素を含む。ポンプ内の内部故障又はギヤボックスへの駆動出力の低下により、軸受に対する潤滑油の供給流量の低下及び／又は排油流量の低下を生じ、そのことにより時の経過と共にサンプの溢出し及び火災の可能性が生じるおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−０１３７０３号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、ガスタービンエンジンを組立てる方法を提供する。この方法は、第１の排油ポート及び第２の排油ポートを備えた少なくとも１つのサンプ空洞を含むオイル供給・排出システムを設ける段階と、第１のオイルポンプが第１の排油ポートと流れ連通して該第１の排油ポートから排油を受けまた第２のオイルポンプが第２の排油ポートと流れ連通して該第２の排油ポートから排油を受けるように、第１のオイルポンプ及び第２のオイルポンプを設ける段階とを含む。本方法はさらに、第１及び第２のオイルポンプと流れ連通したオイル供給源を設ける段階を含む。
【０００５】
別の態様では、ガスタービンエンジン用のオイル供給・排出システムを提供する。本オイル供給・排出システムは、少なくとも１つのサンプ空洞と、オイル供給源と、各々がサンプ空洞と流れ連通状態で結合された第１の排油ポート及び第２の排油ポートとを含む。第１のオイルポンプは、第１の排油ポートから排油を受けるように該第１の排油ポートと流れ連通状態で結合され、また該第１のオイルポンプは、オイル供給源と流れ連通している。第２のオイルポンプは、第２の排油ポートから排油を受けるように該第２の排油ポートと流れ連通状態で結合され、また該第２のオイルポンプは、オイル供給源と流れ連通している。
【０００６】
さらに別の態様では、ガスタービンエンジンを提供する。本エンジンは、該エンジンに連結されたギヤボックスと該エンジンに結合されたオイル供給・排出システムとを含む。オイル供給・排出システムは、少なくとも１つのサンプ空洞とオイル供給源とを含む。オイル供給・排出システムはさらに、各々がサンプ空洞と流れ連通状態で結合された第１の排油ポート及び第２の排油ポートを含み、第１のオイルポンプが、第１の排油ポートから排油を受けるように該第１の排油ポートに流れ連通状態で結合されかつオイル供給源と流れ連通状態で結合され、また第２のオイルポンプが、第２の排油ポートから排油を受けるように該第２の排油ポートに流れ連通状態で結合されかつオイル供給源と流れ連通状態で結合される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、オハイオ州シンシナチ所在のGｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎy から入手可能なＦ１１８型エンジンのようなガスタービンエンジン１０の概略図である。エンジン１０は、前部軸受１１、中間軸受１２及び後部軸受１３を含み、またこのような軸受は、エンジン１０の主エンジンシャフトを回転可能に支持する。
【０００８】
運転中、前部軸受１１、中間軸受１２及び後部軸受１３は、エンジン１０の主エンジンシャフト（図示せず）を支持する。エンジン運転時、このような主エンジンシャフトは、非常に高速で回転する。潤滑を行いかつ軸受から熱を取り出すために前部軸受１１、中間軸受１２及び後部軸受１３には潤滑油が供給される。
【０００９】
図２は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）のようなガスタービンエンジンに用いることができるオイル供給・排出システム１００の概略図である。システム１００は、タービンエンジン主軸受（図示せず）及びエンジン・ギヤボックス２０３に対してオイル供給を行い、さらにタービンエンジン主軸受及びエンジン・ギヤボックスから排油を除去する。第１のオイルポンプ５０及び第２のオイルポンプ６０は各々、システム１００と流れ連通状態で結合される。
【００１０】
システム１００は、潤滑油をタービンエンジン軸受（図示せず）及びエンジン・ギヤボックス２０３に供給するのに専用に用いられる複数のオイル供給構成要素４００を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、オイル供給構成要素４００は、オイル供給源１２０、オイル供給回路４５、第１のオイルポンプ５０、第２のオイルポンプ６０及びオイルフィルタ１５０を含む。オイル供給回路４５は、それぞれの第１の供給ポンプ分岐路４６及び／又は第２の供給ポンプ分岐路４７を通してオイル供給源１２０から第１のオイルポンプ５０又は第２のオイルポンプ６０のいずれか内に潤滑油を流す。供給回路４５はまた、オイルフィルタ１５０に結合されて、第１のオイルポンプ５０又は第２のオイルポンプ６０のいずれかから吐出されたエンジンオイルがオイルフィルタ１５０を通って流れるようになる。オイルフィルタ１５０を通過した後に、オイルは、次にタービンエンジン軸受サンプ２００及びエンジン・ギヤボックス２０３内に送られる。
【００１１】
システム１００はさらに、タービンエンジン軸受及びエンジン・ギヤボックス２０３から排油を回収するのに専用に用いられる複数の排油構成要素３００を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、排油構成要素３００は、複数の第１の排油回路３０、複数の第２の排油回路３１、第１のオイルポンプ５０、第２のオイルポンプ６０及び熱交換器１１０を含む。この例示的な実施形態では、サンプ２００及びギヤボックス２０３は各々、第１の排油回路３０及び第２の排油回路３１と流れ連通状態で結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、排油は、排油回路３０を通して第１のオイルポンプ５０によって吸引され、また排油は、排油回路３１を通して第２のオイルポンプ６０によって吸引される。オイルポンプ５０及び６０から吐出された排油は、熱交換器１１０を通して流した後にオイル供給源１２０に戻される。
【００１２】
システム１００はさらに、複数の流れ作動逆止弁７０、７５、８０、８５を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、オイル供給構成要素４００は、逆止弁７５及び逆止弁８５を含み、また排油システム構成要素３００は、逆止弁７０及び逆止弁８０を含む。より具体的には、逆止弁７５は、第１のオイルポンプ５０に隣接しかつその下流において供給回路分岐路４６内に設置され、逆止弁８５は、第２のオイルポンプ６０に隣接しかつその下流において供給回路分岐路４７内に設置され、逆止弁７０は、第１のオイルポンプ５０に隣接しかつその下流において排油回路分岐路３０内に設置され、また逆止弁８０は、第２のポンプ６０に隣接しかつその下流において排油回路分岐路３１内に設置される。この例示的な実施形態では、圧力測定装置（図示せず）が、オイルフィルタ１５０の下流において供給回路４５内に設置され、かつ第１のオイルポンプ５０及び／又は第２のオイルポンプ６０の故障がある場合には警報を発するように構成される。
【００１３】
正常エンジン運転時には、オイルは、ポンプ５０及び６０によってオイル供給源１２０からエンジン軸受２００及びエンジン・ギヤボックス２０３に供給される。より具体的には、この例示的な実施形態では、ポンプ５０及び６０から吐出されたエンジンオイルは、オイルフィルタ１５０を通してエンジン軸受サンプ２００及びエンジン・ギヤボックス２０３内に流される。オイルフィルタ１５０は、供給オイルをエンジン軸受に供給する前に、該供給オイルから不純物を除去するのを可能にする。排油は、各々がサンプ２００及びギヤボックス２０３内部と流れ連通状態で結合された第１の排油ポート３５及び第２の排油ポート３６を通して、軸受サンプ２００及びエンジン・ギヤボックス２０３から回収される。第１のオイルポンプ５０及び第２のオイルポンプ６０は、排油を吸引し、その排油を熱交換器１１０を通して流す。熱交換器１１０は、排油から熱を除去した後にそのオイルをオイル供給源１２０に戻すのを可能にする。
【００１４】
この例示的な実施形態では、第１のオイルポンプ５０、第２のオイルポンプ６０及び関連するオイル供給回路４５、４６及び４７並びに排油回路３０及び３１は各々、第１のオイルポンプ５０及び第２のオイルポンプ６０各々が、システム１００が作動するのに必要とするエンジンオイル全設計供給量の二分の一を個々に圧送しかつ循環させることができるような寸法にされる。第１のオイルポンプ５０及び第２のオイルポンプ６０は各々、各ポンプ５０及び６０に対する駆動出力がエンジン・ギヤボックス２０３の別個の位置から引き出されるように、別個の位置（図示せず）にあるエンジン・ギヤボックス２０３及び駆動システム（図示せず）に連結される。従って、エンジン・ギヤボックス２０３の別個の位置から駆動出力を第１のポンプ５０及び第２のポンプ６０に供給することにより、ギヤボックス２０３の単一の領域内での駆動出力の低下が第１のオイルポンプ５０及び第２のオイルポンプ６０の両方に対する駆動出力の低下を生じることになる危険性を少なくすることが可能になる。さらに、２つのオイルポンプ、すなわち第１のオイルポンプ５０及び第２のオイルポンプ６０を使用することによって、システム１００はまた、ポンプ５０又はポンプ６０のいずれか一方が故障することにより、エンジンに充分な量のオイルを供給しかつ排油する該システム１００の故障のためにエンジン故障を生じることになる危険性を低減するのを可能にする。
【００１５】
また、この例示的な実施形態では、排油回路逆止弁７０及び８０の主たる目的は、万一第１のオイルポンプ５０又は第２のオイルポンプ６０が故障した場合に排油が逆方向に流れるのを防止することである。同様に、供給逆止弁７５及び８５の主たる目的は、万一第１のオイルポンプ５０又は第２のオイルポンプ６０が故障した場合に供給オイルが逆方向に流れるのを防止することである。
【００１６】
上述のオイル供給・排出システムは、費用効果がありかつ高い信頼性がある。このオイル供給・排出システムは、ポンプの各々がオイル供給回路及び排油回路と流れ連通した状態で、等しい流量性能の２つのオイルポンプを含む。オイル供給・排出システムに含まれる各サンプは、その各々が２つのオイルポンプの１つと流れ連通した２つの排油ポートを含む。オイル供給・排出システムは、万一２つのオイルポンプの１つが故障した場合でも、航空機エンジンに充分なオイル供給を行いかつ航空機エンジンから排油して飛行維持出力レベルを持続することができる。
【００１７】
以上、オイル供給・排出システムの例示的な実施形態を詳細に説明している。本システムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの構成要素は、本明細書に記載した他の構成要素から独立してかつ別個に利用することができる。
【００１８】
特許請求の範囲に記載した参照符号は、本発明の技術的範囲を狭めるためのものではなく、それらを容易に理解するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの概略図。
【図２】ガスタービンエンジン用のオイル供給・排出システムの概略図。
【符号の説明】
【００２０】
３０  第１の排油回路
３１  第２の排油回路
３５  第１の排油ポート
３６  第２の排油ポート
４５  オイル供給回路
４６  第１の供給ポンプ分岐路
４７  第２の供給ポンプ分岐路
５０  第１のオイルポンプ
６０  第２のオイルポンプ
７０、７５、８０、８５  逆止弁
１００  オイル供給・排出システム
１１０  熱交換器
１２０  オイル供給源
１５０  オイルフィルタ
２００  サンプ空洞
２０３  エンジン・ギヤボックス
３００  排油構成要素
４００  オイル供給構成要素
【図１】
0004785374.tif 000002
【図２】
0004785374.tif 000003