(57)【要約】【課題】アイドルのような低いエンジン出力設定の下で、ベアリング室の圧力を低減し得る油分離器２６を提供する。【解決手段】油分離器２６は、少なくとも一つのセパレータを有し、オイルで汚損された空気からオイルを分離するとともに、空気源の圧力を引き下げる吸い込み源ともなる。タービンエンジンの潤滑システムで用いられる場合、緩衝用空気が与えられるベアリング室が、汚損された空気の空気源となる。エンジンがアイドル設定にあるときに、油分離器２６のコンプレッサが高い効率で動作し、吸い込み作用によりベアリング室の圧力を引き下げるので、ベアリング室シールを横切る正方向の圧力差が確実に得られ、緩衝用空気の圧力を高くする必要がない。高エンジン出力時には、油分離器２６が空気の流れの制限器となり、ベアリング室の圧力を加圧するので、緩衝用空気の過剰な流入が阻止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルで汚損された空気の空気源と連通可能な油分離器であって、
空気からオイルを分離するための少なくとも一つのセパレータと、
オイルで汚損された空気の空気源における圧力を低減するための吸い込み源と、
を備えてなる油分離器。
【請求項２】
第１の運転条件においては油分離器が吸い込み力を生成し、第２の運転条件においては油分離器が制限器として機能することを特徴とする請求項１に記載の油分離器。
【請求項３】
上記第１の運転条件は、速度の低い領域であり、上記第２の運転条件は、速度の高い領域であることを特徴とする請求項２に記載の油分離器。
【請求項４】
空気を再度加圧するためのコンプレッサを含むことを特徴とする請求項１に記載の油分離器。
【請求項５】
上記コンプレッサは、入口部と、コンプレッサブレードの段と、出口部と、を備え、かつ上記セパレータは、
ｉ）上記コンプレッサ入口部における収集表面と回収通路とを含むコンプレッサ入口部オイルセパレータ、
ii）上記コンプレッサ出口部における収集表面と回収通路とを含むコンプレッサ出口部オイルセパレータ、
の中の少なくとも一つからなることを特徴とする請求項４に記載の油分離器。
【請求項６】
上記コンプレッサから吐出された空気を受けるプレナムを備えるとともに、該プレナムがプレナムシールによって部分的に区画されており、
上記コンプレッサ入口部オイルセパレータは１組の歯部を備え、
上記コンプレッサ出口部オイルセパレータの回収通路は上記プレナムシールを通って延びていることを特徴とする請求項５に記載の油分離器。
【請求項７】
補助セパレータを備えていることを特徴とする請求項５に記載の油分離器。
【請求項８】
上記補助セパレータは、１組のパドル部を含むことを特徴とする請求項７に記載の油分離器。
【請求項９】
上記補助セパレータは、上記コンプレッサ入口部，出口部の収集表面の上流に位置していることを特徴とする請求項８に記載の油分離器。
【請求項１０】
上記コンプレッサの下流に、清浄化された空気を捕捉するためのステータ段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の油分離器。
【請求項１１】
上記ステータ段は、ベーン間通路で隔てられたステータベーンの列を含み、各ベーン間通路は、入口部と出口部とを有し、かつ上記入口部から上記出口部へ向かって通路断面積が拡大していることを特徴とする請求項１０に記載の油分離器。
【請求項１２】
上記ステータ段は、ベーン間通路で隔てられたステータベーンの列を含み、各ベーン間通路は、入口部と出口部と中心線とを有し、上記中心線は、上記入口部において半径線に対し０以外の角度で交差することを特徴とする請求項１０に記載の油分離器。
【請求項１３】
上記角度は、約７０°であることを特徴とする請求項１２に記載の油分離器。
【請求項１４】
上記空気源は、ベアリング室であることを特徴とする請求項１に記載の油分離器。
【請求項１５】
不完全なシールにより周囲から隔離された室からオイルで汚損された空気を受け取るとともに、該空気からオイルを分離する油分離器であって、
第１の運転条件においては、汚損された空気を上記室から吸い込んで、上記シールを横切る正方向の圧力差を確保するように動作し、
第２の運転条件においては、制限器として機能して、上記室を加圧するように動作することを特徴とする油分離器。
【請求項１６】
不完全なシールにより周囲から隔離された室へオイルを供給する潤滑システムであって、
潤滑剤を上記室へ導入する潤滑剤供給サブシステムと、
上記室の外側で上記シールの近傍へ緩衝用空気を供給する緩衝サブシステムと、
上記請求項１５に記載の油分離器と、
を備えていることを特徴とする潤滑システム。
【請求項１７】
オイルで汚損された空気からオイルを分離する油分離器であって、
油分離器へ空気を取り入れるための吸入口と、
パドル車および油分離器出口を含む第１のセパレータと、
この第１のセパレータから空気を受け取るとともに、コンプレッサ入口部、ブレード段、コンプレッサ出口部、を含んでなるコンプレッサと、
コンプレッサ入口部における歯部の列とオイル回収通路とを含む第２のセパレータと、
上記コンプレッサ出口部から吐出された空気を受け取るとともに、プレナムシールにより部分的に区画されてなるプレナムと、
収集表面と上記プレナムシールを通って延びるオイル回収通路とを含む第３のセパレータと、
上記プレナムの下流に位置し、該プレナムから清浄化された空気を受け取るステータ段と、
を備え、上記ステータ段は、ベーン間通路で隔てられたステータベーンの列を含み、各ベーン間通路は、入口部と出口部と中心線とを有し、上記中心線は、上記入口部において半径線に対し０以外の角度で交差し、かつ、このベーン間通路は、上記入口部から上記出口部へ向かって通路断面積が拡大していることを特徴とする油分離器。
【請求項１８】
再充填可能な空気源から発生するオイルで汚損された空気の流れからオイルを分離する油分離方法であって、
第１の運転条件においては、吸い込み力を生成し、空気源からの空気流を吸い込んで該空気源における圧力を低減し、
第２の運転条件においては、流れの制限を行って、上記空気源からの空気の流れを維持しつつ上記空気源を加圧し、
双方の運転条件において、空気からのオイルの分離を促進する、
ことを特徴とする油分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、航空機ガスタービンエンジンに有用な形式の潤滑システム用油分離器に関し、特に、エンジンベアリング室のシールを横切る所望の圧力差を、エンジン出力に関係なく、確保することができる油分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なガスタービンエンジンは、一つもしくは複数のマルチステージコンプレッサ、燃焼器、ならびに、一つもしくは複数のタービン、を備えている。環状の作動媒体流路が、これらのコンプレッサ、燃焼器およびタービンを通して延びている。ドライブシャフトが各タービンを対応するコンプレッサに接続している。ドライブシャフトの少なくとも一つは、エンジンの非回転構造体にベアリングによって支持されており、このベアリングは、ベアリング室内に囲まれている。潤滑システムは、ベアリングの潤滑ならびに冷却のために、オイルもしくは他の潤滑剤を上記ベアリング室に導入し、さらに、このオイルを、再利用のために再調製する。ベアリング室のシールは、該ベアリング室内部をその周囲の局所的な環境から隔離することで、ベアリング室からのオイルの漏洩の防止に役立っている。
【０００３】
ベアリング室シールのオイル漏洩に抗する性能を拡大するために、ベアリング室シールを緩衝（buffer）することが一般に行われている。この緩衝とは、加圧された空気をベアリング室外側におけるシールの近傍に導くことである。緩衝用空気は、通常、作動媒体流路とりわけコンプレッサ流路から抽出された加圧された空気である。この緩衝用空気の圧力は、ベアリング室内側の主たる圧力を上回っている。この結果、ベアリング室シールを横切る好ましい正方向の圧力差が得られる。この正方向の圧力差によって、緩衝用空気はベアリング室内に流れ込み、オイルを閉じこめることに寄与する。
【０００４】
潤滑システムの設計者は、コンプレッサにおける緩衝用空気を抽出する最適な位置（つまりステージ）を選択する必要がある。コンプレッサの高圧側のステージから抽出された空気は、ベアリング室シールを横切る正方向の圧力差を比較的大きく得られる利点がある。これにより、多量の緩衝用空気がベアリング室に入ることができ、オイルの漏洩に対しより効果的な障壁を構成する。しかしながら、この多量の加圧空気は、同時に、ベアリング室内でオイルを泡立て、その潤滑特性や熱交換特性を損なう。さらに、この高圧空気は、対応する高い温度を有する。このような高温空気が多量にベアリング室内に流入することで、ベアリング室内部で発火が生じ、かつ持続することがある。
【０００５】
設計者は、コンプレッサの低圧側のステージから緩衝用空気を抽出するように選択することで、オイルの発泡を抑制し、発火の危険性を緩和することも可能ではある。エンジンが高出力で運転中は、この低圧側ステージからの緩衝用空気によって、ベアリング室シールを横切る正方向の圧力差を十分に高く維持できる。しかしながら、エンジンがアイドルを含む低い出力設定で運転されるときには、コンプレッサ全体の圧力、ひいては低圧側のステージからの緩衝用空気の圧力は、明らかに低下する。低圧側ステージからの緩衝用空気によって、低エンジン出力時にもベアリング室シールを横切る正方向の圧力差が不十分とならないことを保証するためには、エンジンを、好ましくない高いアイドル設定で運転しなければならないこととなる。換言すれば、低圧側ステージからの緩衝用空気の利用と組み合わせてベアリング室シールを横切る正方向の圧力差（オイルの漏洩防止のため）を常に維持するという要求のためには、好ましくない高いアイドル出力設定とする必要が生じ得る。このような高いアイドル設定は、エンジンの燃料消費を過剰なものとするので、好ましくない。さらに、エンジンが航空機の動力源として用いられる場合には、高いアイドル設定は、航空機の下降時や地上滑走時の操縦をより困難とする可能性がある。勿論、設計者は、緩衝用空気をコンプレッサのより高圧側のステージから抽出するように選択することで、これらの問題を回避することが可能ではあるが、このようにすると、そもそも低圧の空気源を選択することで回避しようとしていた前述のオイルの発泡や発火の問題が生じてしまう。
【０００６】
好ましくない高いアイドル出力設定を伴わずに緩衝用空気の空気源を適切に選択するという作業は、潤滑システムに油分離器が存在することによって、より複雑となる。緩衝用空気と潤滑オイルは、ベアリング室内部で相互に汚れた形となる。油分離器は、オイルで汚損された空気（これをブリーザ空気と呼ぶ）を受け取り、オイルを再利用できるように、空気からオイルを分離する。潤滑システムは、その後、浄化されたブリーザ空気を大気中へ放出する。汚損された空気が処理されないまま直接大気中へ放出されると大気汚染を引き起こすので、油分離器は、望ましい構成要素である。さらに、オイルがブリーザ空気とともに外部へ放出されると、航空機に多量のオイルを積載する必要が生じ、これにより、航空機の重量や貴重な占有スペースが増加する。
【０００７】
残念ながら、従来の潤滑システムの油分離器は、また、ベアリング室から出るブリーザ空気の流れを制限するので、ベアリング室を加圧する要因となる。換言すれば、従来の油分離器の存在は、ベアリング室が大気に直接に換気されている場合に比べて、ベアリング室の圧力をより高くすることになる。このようにベアリング室の圧力が上昇すると、種々の環状条件およびアイドルを含む全てのエンジン出力設定の下で、ベアリング室シールを横切る正方向の圧力差を確保するためには、緩衝用空気の圧力もそれに対応して高くする必要がある。ベアリング室の圧力上昇は、高いエンジン出力設定の下では、高温高圧の緩衝用空気がベアリング室に過剰に浸入するのを防止するので、有益である。しかし、低い出力設定の下では、低圧側ステージからの緩衝用空気の利用と組み合わせた場合に、ベアリング室の圧力上昇は、ベアリング室シールを横切る正方向の圧力差を確保するために、好ましくない高いアイドル出力設定が必要となり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の一つの目的は、ベアリング室の圧力を、特に低いエンジン出力設定の下で、低減し得る油分離器を提供することにある。
【０００９】
また、他の目的は、同時に、高い出力設定の下で、ベアリング室を加圧することができる油分離器を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、一つの運転条件の下ではオイルで汚損された空気の空気源における圧力を低減し、第２の運転条件の下では汚損された空気の空気源を加圧することができる油分離方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、潤滑システムの油分離器は、オイルで汚損された空気からオイルを分離するための少なくとも一つのセパレータを含み、かつこの汚損された空気の空気源の圧力を低減するための吸い込み源を含む。一つの例示的な実施例においては、油分離器は、第１の運転条件において吸い込み力を発生するが、第２の運転条件においては、制限器として機能する。
【００１２】
本発明の油分離方法は、第１の運転条件において、オイルで汚損された空気の空気源における圧力を低減するように吸い込み力を生成し、第２の運転条件において、空気源を加圧するように流れの制限を行い、かつ、双方の運転条件において、空気からのオイルの分離を促進する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の油分離器の主要な利点は、エンジンのアイドル出力設定においてもベアリング室シールを横切る正方向の圧力差を確保でき、アイドル設定を好ましくないほど高くする必要がなく、かつ、エンジン高出力時にオイルの発泡やベアリング室内部での発火の危険を招来するような高い圧力の緩衝用空気を用いる必要がない、ことである。
【００１４】
また付随的な利点として、油分離器によって、高出力設定時に過剰な緩衝用空気がベアリング室に浸入しないように、ベアリング室を加圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示すように、タービンエンジンシャフト１０がエンジンの非回転構造体にベアリング１２によって支持され、中心軸１４を中心に回転できるようになっている。ベアリング１２は、コンパートメントハウジング１８とシャフト１０とによって画成されたベアリング室１６内に囲まれている。シール２０がベアリング室１６を周囲から隔離している。このシール２０は、厳格な規格に沿って設計かつ製造されているものの、完全なシールではなく、つまり僅かな漏洩を許容する。
【００１６】
潤滑システム２２は、ポンプとオイルタンクと供給ラインと図示せぬ他の構成要素からなる潤滑剤供給サブシステム２４を備えている。この潤滑剤供給サブシステム２４によって、オイルがベアリング室１６へ導入される。潤滑システム２２は、また、油分離器２６を備え、これは、通常、エンジンギアボックス２８内に囲まれている。潤滑システム２２は、さらに緩衝サブシステム３０を備えており、該サブシステム３０が、エンジンの作動媒体流路から緩衝用空気と呼ばれる加圧空気を抽出し、これを、ベアリング室１６の外側でシール２０の近傍へ供給する。この緩衝用空気の圧力は、ベアリング室内側の主たる圧力を上回っており、従って、シール２０を横切る正方向の圧力差が得られる。
【００１７】
エンジンの運転中、オイルがベアリング１２を潤滑し、かつ冷却する。シール２０を横切る正方向の圧力差によって、緩衝用空気はシール２０を通過してベアリング室１６内に入り、これにより、オイルが逆方向へシール２０を通って漏洩することが抑制される。この空気とオイルは、ベアリング室１６内で相互に汚れる。オイルで汚損された空気（ブリーザ空気と呼ぶ）は、ベアリング室１６から油分離器２６へと流出し、ベアリング室１６には、ベアリング室シール２０を通過した新鮮な緩衝用空気が補給される。油分離器２６は、空気からオイルを分離し、浄化した空気を外部へと換気し、かつ分離したオイルをオイルポンプへと排出する。
【００１８】
図２は、ギアボックス２８内に配置された油分離器２６を示している。この油分離器２６は、ロータアッセンブリ３４に外接する非回転のハウジング３２を備え、ロータアッセンブリ３４は回転中心軸３６を有する。吸入口３８がハウジング３２を貫通している。この吸入口３８は、ベアリング室１６（図１）に連通している。コンプレッサケース４０は、大径円筒部４２、小径円筒部４４、および切頭円錐形の隔壁部４６、からなり、ハウジング３２の内側に重ねられている。円周方向に分散して配置された複数のステータベーン４８が、ケース４０から中心軸３６へ向かって半径方向内側へ延びている。これらのステータベーン４８は、全体として、ステータステージ（ステータ段）を構成している。
【００１９】
ロータアッセンブリ３４は、ベアリング５２上に回転可能に支持された中空状の油分離器シャフト５０と、このシャフト５０の外周に設けられた遠心コンプレッサロータと、を備えている。このコンプレッサロータは、ハブ５４と、シールプレート５６と、円周方向に分散して配置されたインペラブレード５８の列と、を備えており、上記インペラブレード５８は、ハブ５４とシールプレート５６との間の空間を横切るように広がっている。コンプレッサ入口部６０およびコンプレッサ出口部６２は、インペラブレード５８の半径方向内側の端部および半径方向外側の端部にそれぞれ位置している。シールプレート５６の半径方向内側の端部は、拡がった、つまり”ベルマウス状”のリップ６４と、円周方向に分散配置された１組の歯部６６と、円周方向に分散配置された１組のオイル回収通路６８と、を備えている。シールプレート５６の半径方向外側の端部には、いくつかの個々のナイフエッジリング７４からなるラビリンスシール７２を備えている。これらのリング７４は、ケース４０の大径円筒部４２へ向かって半径方向に延びているが、その最外周の先端エッジとケース４０との間には図示できない程度の微小隙間が存在する。従って、このシール７２は、後述する理由による僅かな漏洩を伴う。
【００２０】
コンプレッサロータは、また、小径円筒部４４へ向かって半径方向に延びる個々のナイフエッジリングからなる第２ラビリンスシール７６を備えるとともに、円周方向に分散配置され、かつ半径方向へ突出したパドル部（paddle）７８を備えており、複数のパドル部７８によってパドル車が構成されている。
【００２１】
ピニオン８０が駆動ギア８２と噛み合っており、これにより、油分離器シャフト５０がエンジンシャフト（例えば図１のシャフト１０）の回転速度に比例した速度でもって回転駆動される。
【００２２】
円周方向に分散して配置された２組の孔８４，８６が、それぞれ、コンプレッサロータおよび油分離器シャフト５０に貫通形成されている。環状の空気分配チャンバ８８がこれらの孔８４，８６に合致する。
【００２３】
図２に示すように、組立状態においては、コンプレッサロータとケース４０とが協働して、環状プレナム９２が画成される。ラビリンスシール７２は、従って、プレナムシールと呼ばれる。さらに、ハウジング３２と隔壁部４６とコンプレッサロータとが協働して、環状の受容チャンバ９４が画成され、その周方向の一部は、出口スクープ９６となっている。
【００２４】
このコンプレッサは、低回転速度とりわけエンジンアイドル速度もしくはその近傍において、高い効率と良好な流量容量が得られるように設計されている。高い回転速度の下では、より低い効率で動作し、かつ流量容量は、回転速度に比較して低いものとなる。
【００２５】
上記油分離器２６は、オイルで汚損した空気からオイルを分離するために、３つのセパレータを備えている。オイル分離の第１段階となる補助セパレータは、パドル部７８と出口スクープ９６とから構成される。オイル分離の第２段階となる第２セパレータは、コンプレッサ入口部６０における歯部６６の表面およびオイル回収通路６８から構成される。オイル分離の第３段階となる第３セパレータは、コンプレッサ出口部６２における円筒部４２の内周面９８およびプレナムシール７２を通って延びるオイル回収通路によって構成される。
【００２６】
図３に示すように、複数のステータベーン４８は、ベーン間通路１０２によって互いに分離されており、各通路１０２は、入口部１０４と出口部１０６と中心線（meanline）１０６とを有する。各中心線１０６は、通路入口部１０４において、半径線に対し角度αでもって交差する。図示の実施例では、この角度αは、約７０°である。図３における通路１０２の外見形状にかかわらず、各通路１０２の断面積は、入口部１０４から出口部１０６へ向かって増加する。これは、各通路１０２の軸方向寸法が、図２に示されているように、入口部１０４から出口部１０６へと増加するためである。このような断面積の増加によって、プレナム９２内の流体の運動エネルギの多くが静圧へと変換され、これにより、プレナム９２下流での過剰な空気力学的損失が阻止される。
【００２７】
運転中に、空気源例えばベアリング室１６（図１）からのオイルで汚損された空気は、吸入口３８を介して受容チャンバ９４内に流入する。この汚損された空気は、チャンバ９４内に比較的大きな円周方向（接線方向）の速度成分を伴って流入し、かつこれをパドル部７８が増幅し、かつ維持する。この結果、質量が大きなオイルは遠心力で半径方向外側へ向かい、表面１１０に集められて、スクープ９６からギアボックス２８へと戻る。これにより部分的に浄化された空気は、同じくスクープ９６を通して排出され、遠心コンプレッサへと向かう。
【００２８】
この空気は、ベルマウス状リップ６４および歯部６６を通って流れ、遠心コンプレッサへ流入する。オイルは、歯部６６の表面に付着し、かつ回収通路６８を通してギアボックス２８へ戻る。歯部６６の全体としての表面積はかなり大きいので、歯部６６は、効率の高いオイル収集面となる。
【００２９】
その後、空気は、コンプレッサによって圧縮されるが、この空気は、既に２段階のオイル分離作用を受けている。空気は、大きな円周方向の速度成分を伴ってプレナム９２へ吐出される。質量の大きなオイルは、遠心力によって半径方向外側へ付勢され、オイル収集面９８上に集められる。前述したように、プレナムシール７２は僅かに漏洩が許容され、かつプレナム９２内の圧力は高くなっているので、オイル収集面９８に集まったオイルは、プレナムシール７２を通過してギアボックス２８へと流れる。
【００３０】
このようにして３段階のオイル分離作用を経た空気は、実質的に浄化されたものとなる。ここで”浄化された（decontaminated）”とは、まだ僅かなオイルを含むかもしれないが、受容チャンバ９４に流入した汚損された空気に比べて清浄である、ということを理解すべきである。この空気は、次に、ベーン間通路１０２（図３）に流入する。この空気は、実質的に円周方向の速度成分を有しているので、角度αを有する通路入口部１０４の向きによって、空気の捕捉が助長される。浄化された空気は、次に、ベーン間通路１０２、孔８４、分配チャンバ８８、孔８６、を通って流れ、かつ油分離器シャフト５０の内部に沿って流れ、最終的に外部の大気中へ出る。この空気の流れは、プレナム９２と大気との間の圧力差によって付勢される。
【００３１】
上述した油分離器の作用は、エンジンの出力や速度と無関係に生じるが、本発明の目的を達成するための油分離器の作用の他の特徴は、速度に依存して生じる。例えばアイドルのような低いエンジン速度においては、上記遠心コンプレッサは効率よく作用し、高い流量容量を有する。従って、コンプレッサは、ベアリング室シール２０を通って流れる緩衝用空気が充満するよりも早く、空気を吸い込む。この結果、コンプレッサは、ベアリング室１６内の圧力を引き下げる吸い込み力を発生する。このベアリング室１６の圧力低下は、緩衝用空気がエンジンコンプレッサの低圧側ステージから抽出される場合であっても、アイドルを含む低エンジン出力時においてベアリング室シール２０を横切る正方向の圧力差を確保することに寄与する。
【００３２】
高エンジン速度においては、上記遠心コンプレッサは、低い効率で作用し、その速度に比較して低い流量容量となる。コンプレッサに流入する空気流はチョークしてくる。この結果、油分離器２６は、ベアリング室１６を出るブリーザ空気の流れを制限し、これにより、ベアリング室１６の圧力が加圧される。このようなベアリング室１６の圧力の上昇は、エンジンが高出力で運転されることに伴って生じるブリーザ空気圧力の上昇を補償することに寄与する。従って、緩衝用空気はオイルの漏洩を阻止するようにまだベアリング室１６内に流入することができるものの、過剰な量の緩衝用空気の侵入や、これに伴う問題の発生が回避される。
【００３３】
このように、油分離器２６は、第１の運転条件（エンジン出力および速度の比較的低い範囲）においては、ベアリング室１６から汚損された空気を吸い込み、これにより、不完全なベアリング室シール２０を横切る正方向の圧力差を確保するように動作し得る。また、油分離器２６は、第２の運転条件（エンジン出力および速度の比較的高い範囲）においては、制限器として機能し、これにより、シール２０を横切る正方向の圧力差を損なうことなしにベアリング室１６を加圧するように動作し得る。
【００３４】
図４は、従来の油分離器を示している。図２に示したものと類似する箇所には、ダッシュを付加した同じ参照符号を付してある。オイルで汚損された空気は、吸入口３８’を通して流入する。空気は、実質的に円周方向に沿った速度成分を有するので、オイルの粒子は遠心力で半径方向外側へ向かい、スクープ９６’を通してギアボックス２８’へ戻る。しかしながら、この従来の油分離器は、パドル部７８により円周方向の動きを増幅するとともに維持するようにした本発明の油分離器２６に比較して、効率が低い。そして、空気は、離散配置した開口部１２０を通してインペラ１２２へと流入する。このインペラ１２２のブレードは、遠心力でオイルを半径方向外側へ付勢し、周囲の通路１２４を通して排出する。その後、空気は、孔８４’、環状部８８’、孔８６’を通り、最終的に油分離器シャフト５０’内部に沿って流れて、大気へと換気される。
【００３５】
従来の油分離器は、本発明の油分離器とは異なり、ベアリング室１６の圧力を引き下げる吸い込み作用は生じない。逆に、従来の油分離器は、全ての運転条件において、空気の流れを制限し、従って、全ての運転条件においてベアリング室を加圧し、前述した有害な作用が生じる。さらに、従来の油分離器は、２段階のオイル分離を行うに過ぎず、これに対し、本発明の油分離器では、前述したように、３段階のオイル分離が行われる。
【００３６】
図５は、アイドル速度もしくはその近傍で運転されているときの空気圧力と距離との関係を示したグラフであり、本発明の油分離器と従来の油分離器とを対比して示している。従来の油分離器（破線で示す）においては、緩衝用空気は、ベアリング室シール２０を横切るときに、圧力降下を生じる。ベアリング室と油分離器との間では、不可避の通路損失により、さらなる圧力低下が生じる。油分離器が運転速度の全域に亘って制限器として機能するので、油分離器により付加的な圧力損失が加わる。従って、ベアリング室の圧力は、通路損失と油分離器の圧力低下との双方を吸収し得るように十分に高くしなければならない。これは、ひいては、ある所定の緩衝用空気の圧力に対するベアリング室シールを横切る圧力差を制限することになる。従って、シールを横切る正方向の圧力差を確保してオイル漏洩を阻止するためには、エンジンを、望ましくない高いアイドル設定でもって運転しなければならないことがあり得る。
【００３７】
本発明の油分離器（実線で示す）では、アイドル出力において、ベアリング室の圧力を引き下げる吸い込み力が生成される。但し、図示するような大気圧以下の圧力が必須な訳ではない。従って、ベアリング室の圧力は、低いアイドル設定の下であっても、ベアリング室シールを横切る正方向の圧力差を確保するに十分なように、低い圧力となる。油分離器のコンプレッサは、空気を大気中に換気し得るように、空気を再度加圧する。高いエンジン出力設定においては、本発明の油分離器は、前述したように機能するので、破線で示した従来の油分離器に似た動作となる。
【００３８】
上記実施例の油分離器は、ベアリング室シールが、回転するシャフトと非回転構造体（ベアリング室自体）との間に配設されているものとして説明したが、互いに異なる速度で回転するシャフト同士（逆回転するシャフトを含む）の間のシールを横切る正方向の圧力差を維持するような場合にも、本発明は有用である。また、本発明の油分離器は、航空機以外の用途のタービンエンジン、例えば船舶推進用や発電用等のタービンエンジンにも適用可能である。さらに、本発明において、オイル以外の液体もオイルと等価なものであり、空気以外のガスも空気と等価なものであることは明らかである。従って、本発明の油分離器は、他の液体−ガス混合物から液体成分とガス成分とを分離するためにも適用可能である。
【００３９】
また、本発明は、図示の実施例に限定されるものではなく、当業者には明らかなように、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ベアリング室と油分離器を含む潤滑システムを示す構成説明図。
【図２】本発明の油分離器の一実施例を示す縦断面図。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図。
【図４】従来の油分離器を示す図２と同様の断面図。
【図５】距離に対する全圧力の変化を示し、本発明の油分離器と従来の油分離器の特性を対比して示したグラフ。
【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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