(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が少なくとも１つの転がり軸受（Ｐ１、Ｐ’１、Ｑ１）を収容する少なくとも３つの異なるエンクロージャ（１０、１０’、１２）を有するターボ機械を潤滑する方法であって、
エンクロージャを閉鎖する封止ガスケット（１４）を介して圧縮空気流を前記エンクロージャ内に噴射することによって前記エンクロージャを加圧するステップであって、前記エンクロージャのうちの２つの「主」エンクロージャ（１０、１０’）と呼ばれるエンクロージャが、「副」エンクロージャ（１２）と呼ばれる残りのエンクロージャより高い圧力で加圧されるステップと、
ターボ機械のオイルタンク（１８）から汲み上げられた油流を主エンクロージャ内に噴射することによって主エンクロージャの転がり軸受（Ｐ１、Ｐ’１）を潤滑するステップと、
主エンクロージャの少なくとも一方からのオイルミストであって、主エンクロージャと副エンクロージャとの圧力差によって送られるオイルミストを噴射することによってのみ副エンクロージャの転がり軸受（Ｑ１）を潤滑するステップと、
主エンクロージャに噴射された潤滑油の残りを回収してオイルタンクに送るステップと、
副エンクロージャからの空気／油混合物を、空気と油とを分離するために脱油装置（３８）に送るステップとからなることを特徴とする、方法。
【請求項２】
副エンクロージャ（１２）の転がり軸受（Ｑ１）が、主エンクロージャ（１０、１０’）の両方からのオイルミストを噴射することによって潤滑される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
副エンクロージャ（１２）の転がり軸受（Ｑ１）が、２つの主エンクロージャ（１０、１０’）のうちの一方のみからのオイルミストを噴射させることによって潤滑される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ターボ機械を潤滑するシステムであって、
各々が少なくとも１つの転がり軸受（Ｐ１、Ｐ’、Ｑ１）を収容し、各々が封止ガスケット（１４）によって閉鎖される少なくとも３つの異なるエンクロージャ（１０、１０’、１２）と、
エンクロージャを加圧する、つまり、エンクロージャのうちの２つの「主」エンクロージャと呼ばれるエンクロージャ（１０、１０’）が「副」エンクロージャと呼ばれる残りのエンクロージャ（１２）より高い圧力で加圧されるように、封止ガスケットを介してエンクロージャに圧縮空気流を導入する手段と、
主エンクロージャの転がり軸受（Ｐ１、Ｐ’１）に対して、ターボ機械のオイルタンク（１８）から汲み上げられた油流を噴射する手段（１６）と、
副エンクロージャの転がり軸受（Ｑ１）に対して、主エンクロージャの少なくとも一方からのオイルミストを噴射するために、主エンクロージャの少なくとも一方を副エンクロージャに接続する噴射ダクト（２４）と、
主エンクロージャに噴射された潤滑油の残りをオイルタンクに送るために主エンクロージャの底部出口（３０、３０’）から回収する手段（３２、３２’、３４、３４’）と、
副エンクロージャの底部出口（３６）から採取された空気／油混合物を脱油装置（３８）に送る手段（４０）とを備える、システム。
【請求項５】
噴射ダクト（２４）が、副エンクロージャの転がり軸受（Ｑ１）に対して、両方の主エンクロージャからのオイルミストを噴射するために、両方の主エンクロージャ（１０、１０’）を副エンクロージャ（１２）に接続する、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
噴射ダクト（２４）が、副エンクロージャの転がり軸受に対して、前記主エンクロージャからのみのオイルミストを噴射するために、２つの主エンクロージャ（１０’）の一方のみを副エンクロージャ（１２）に接続し、他方の主エンクロージャ（１０）はダクト（４２）によって、脱油装置（３８）に接続される、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項に記載の潤滑システムを含むターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機ターボ機械の動的潤滑の一般分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機ターボ機械は、潤滑が必要な要素が多数あるが、特に、回転時のターボ機械のシャフトを支承するのに使用される転がり軸受、および補機駆動ギアボックスのギアが挙げられる。
【０００３】
特に、ターボ機械のシャフトの高速回転による摩擦、摩耗、加熱を低減するために、シャフトを支承する転がり軸受は潤滑される必要がある。ターボ機械のメンテナンス時のみの油の噴射による簡単な潤滑では十分ではないので、いわゆる「動的」潤滑の方法が一般的に取られる。
【０００４】
動的潤滑は、潤滑回路内で油を連続循環させることにある。したがって、タンクからの潤滑油流は、ポンプによって軸受の転動体に送達される。この軸受は、封止ガスケットによって閉鎖されたエンクロージャ内に収容されている。潤滑油が封止ガスケットを介してエンクロージャからターボ機械のその他の部分に漏れるのを防ぐために、ターボ機械の圧縮機の１つから取り込まれる空気流が前記ガスケットを介して噴射される。したがって、エンクロージャは、大気圧に対して加圧される。
【０００５】
エンクロージャに導入された空気の主な部分は、その後、エンクロージャから油を除去し、エンクロージャ内の圧力を制御するための特殊回路に従ってターボ機械の外側に排気される。エンクロージャに噴射された潤滑油は、別の特殊回路を通って回収ポンプによってエンクロージャの底部から回収される。エンクロージャが十分に乾燥されるように、さらにわずかな空気がこれらのポンプに吸い込まれ、上記のようにして回収された空気／油混合物は、タンクに脱気油を戻す前に分離される必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような潤滑方法には、さまざまな欠点がある。特に、潤滑油は、複数の装置、例えば、パイプ、ノズル、遠心スクープ、求心スクープ、クレッセント、チャネルなどを通って送られる必要がある。油と油滴を含む空気との排出には、回収ポンプと脱油装置とを使用する必要があり、このことがターボ機械の重量を増加させる。
【０００７】
これらの欠点は、ターボ機械の転がり軸受によって生成される熱出力がこのような潤滑システムに頼ることができるほど十分に高くなれば許容できる。このことは、特に、軸受の回転速度が高い出力でかなりの速度（例えば、２スプールターボ機械の低圧シャフトでは約６０００回転／分（ｒｐｍ）から８０００ｒｐｍ、高圧シャフトでは約１４，０００ｒｐｍから２０，０００ｒｐｍ）であるターボ機械に当てはまる。
【０００８】
その一方、ターボ機械の軸受の１つの転動体が比較的低速（例えば、約１０００ｒｐｍ）で回転する場合、軸受の転動体によって生成される出力は小さすぎて、このような潤滑システムに頼ることができない。このような状況下では、低回転速度で動作する転がり軸受を収容するエンクロージャ内に潤滑油の過剰な流れが噴射されるということが生じる可能性があり、エンクロージャから油が漏れるリスクがある。
【０００９】
したがって、本発明の主な目的は、各々が少なくとも１つの転がり軸受を収容する少なくとも３つの異なるエンクロージャを有するターボ機械を潤滑し、かつ複雑な装置に頼らなくても転がり軸受を効果的に潤滑できるようにする方法およびシステムを提案することによって、上記の欠点を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は：
エンクロージャを閉鎖する封止ガスケットを介して圧縮空気流をエンクロージャ内に噴射することによってエンクロージャを加圧するステップであって、前記エンクロージャのうちの２つの「主」エンクロージャと呼ばれるエンクロージャは、「副」エンクロージャと呼ばれる残りのエンクロージャより高い圧力で加圧されるステップと、
ターボ機械のオイルタンクから汲み上げられた油流をエンクロージャ内に噴射することによって主エンクロージャの転がり軸受を潤滑するステップと、
主エンクロージャの少なくとも一方からのオイルミストであって、主エンクロージャと副エンクロージャとの圧力差によって送られるオイルミストを噴射することによってのみ副エンクロージャの転がり軸受を潤滑するステップと、
主エンクロージャに噴射された潤滑油の残りを回収してオイルタンクに送るステップと、
副エンクロージャからの空気／油混合物を、空気と油とを分離するために脱油装置に送るステップとからなる方法によって達成される。
【００１１】
用語「オイルミスト」は、浮遊している油滴を含む空気流を指すのに使用される。副エンクロージャの転がり軸受の回転速度が主エンクロージャの転がり軸受の回転速度（例えば、約１０００ｒｐｍの回転速度である）より遅い場合、軸受を十分に潤滑するには少なくとも１つの主エンクロージャからのオイルミストを使用することで十分に間に合う。このことで、（油ノズル、回収ポンプ、脱ガスチャンネル、脱油装置を省くことにより）潤滑システムは簡略化され、軽量化される。
【００１２】
このような方法のさまざまな異なる実施形態が可能である。
【００１３】
第１の実施形態では、副エンクロージャの転がり軸受は、両方の主エンクロージャからのオイルミストを噴射することで潤滑される。
【００１４】
第２の実施形態では、副エンクロージャの転がり軸受は、２つの主エンクロージャの一方のエンクロージャからのみのオイルミストを噴射することで潤滑される。
【００１５】
本発明はさらに：
各々が少なくとも１つの転がり軸受を収容し、各々が封止ガスケットによって閉鎖される少なくとも３つの異なるエンクロージャと、
エンクロージャを加圧する、つまり、エンクロージャのうちの２つの「主」エンクロージャと呼ばれるエンクロージャが「副」エンクロージャと呼ばれる残りのエンクロージャより高い圧力で加圧されるように、封止ガスケットを介してエンクロージャに圧縮空気流を導入する手段と、
主エンクロージャの転がり軸受に対して、ターボ機械のオイルタンクから汲み上げられた油流を噴射する手段と、
副エンクロージャの転がり軸受に対して、主エンクロージャの少なくとも一方からのオイルミストを噴射するために、主エンクロージャの少なくとも一方を副エンクロージャに接続する噴射ダクトと、
主エンクロージャに噴射された潤滑油の残りをオイルタンクに送るために主エンクロージャの底部出口から回収する手段と、
副エンクロージャの底部出口から採取された空気／油混合物を脱油装置に送る手段とを備えるターボ機械潤滑システムを提供する。
【００１６】
本発明はさらに、上述した潤滑システムを含むターボ機械を提供する。
【００１７】
限定的性質を持たない実施形態を示した添付図面を参照した以下の説明から、本発明の他の特徴および利点は明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態の潤滑システムの図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の潤滑システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、転がり軸受を収容する少なくとも３つのエンクロージャを有する任意の航空機ターボ機械に適用される。特に、２段二重反転ファンを有するターボ機械に適用される。
【００２０】
図１は、２段二重反転ファンを有するターボ機械に適用される潤滑システムの高度に略式化した図である。
【００２１】
ターボ機械は、長手方向軸Ｘ−Ｘと、３つの異なる環状エンクロージャ、つまり、ターボ機械の上流側端部に形成され、各々が少なくとも１つの転がり軸受Ｐ１、Ｐ’１を収容する、いわゆる２つの「主」エンクロージャ１０、１０’と、下流側に形成され、少なくとも１つの転がり軸受Ｑ１を収容する、いわゆる「副」エンクロージャとを有する。便宜上、図１では、エンクロージャごとに１つの軸受のみが示されている。当然、各エンクロージャは、２つ以上の軸受を有することも可能である。
【００２２】
知られている形では、これらのさまざまな転がり軸受（玉軸受またはころ軸受）は、ターボ機械の半径方向および軸方向の負荷を吸収するために、回転時のターボ機械の種々のスプールを支承する。図１、図２では、１３は、ターボ機械スプールのシャフト部または転がり軸受のリングが取り付けられるケーシング部分を指す。
【００２３】
さらに、ターボ機械のシャフトの回転速度を考えると、副エンクロージャ１２の軸受Ｑ１の転動体は、主エンクロージャ１０、１０’の軸受Ｐ１、Ｐ’１の転動体（例えば、約６０００ｒｐｍから２０，０００ｒｐｍの速度で回転する）に比べて、比較的低速（例えば、約１０００ｒｐｍから２０００ｒｐｍ）で回転する。
【００２４】
主エンクロージャ１０、１０’と副エンクロージャ１２とは、互いに異なり、各々は上流側端部および下流側端部で環状封止ガスケット１４によって密閉されている。例として、これらの封止ガスケットは、ラビリンスシール、ブラシガスケット、またはカーボンリングシールである。
【００２５】
特に、ターボ機械のシャフトの高回転速度による摩擦、摩耗、加熱を低減するために、主エンクロージャおよび副エンクロージャの転がり軸受は潤滑される必要がある。この潤滑は、後述する方法およびシステムによって行われる。
【００２６】
主エンクロージャ１０、１０’の転がり軸受Ｐ１、Ｐ’１は、これらのリングの間に連続的に油を噴射することによって潤滑される。この噴射は、その開口がリングに位置合わせされる噴射ノズル１６を介して行われる。図１では、この潤滑油噴射は、矢印Ｆｏｉｌで示されている。
【００２７】
これらの転がり軸受Ｐ１、Ｐ’１を潤滑するのに使用される油は、ターボ機械のオイルタンク１８から供給されたものである。油は、油供給ポンプ２０によってタンク１８から汲み上げられ、各噴射ノズル１６に接続される油回路２２に供給される。
【００２８】
さらに、圧縮空気の流れも主エンクロージャ１０、１０’および副エンクロージャ１２に各封止ガスケット１４を介して導入される。例として、この空気流は、ターボ機械の高圧圧縮機から流出したもので、図１では矢印Ｆａｉｒで示されている。この空気流は、エンクロージャから潤滑油が逃げるのを防ぐために、これらのエンクロージャを加圧する働きをする。
【００２９】
さらに、本発明によれば、主エンクロージャ１０、１０’は、副エンクロージャ１２よりも高圧で加圧される、つまり、主エンクロージャの各々の内部の圧力は、副エンクロージャ内の圧力よりも高い。これは、副エンクロージャより主エンクロージャにより多量の圧縮空気流を導入することによって可能になる。
【００３０】
副エンクロージャ１２の転がり軸受Ｑ１は、主エンクロージャ１０、１０’の各々からのオイルミストを噴射することによって潤滑される。このオイルミストは、主エンクロージャの第１の出口（上部出口と呼ばれる）２６、２６’の上部を副エンクロージャの入口２８（その入口は副エンクロージャ内の軸受Ｑ１に位置合わせされて開口する）に接続する少なくとも１つの噴射ダクト２４によって送られる。主エンクロージャと副エンクロージャとに圧力差があれば、主エンクロージャから副エンクロージャにオイルミストを流すのにポンプは必要でない。
【００３１】
オイルミストは、浮遊する油滴を含む空気流であり、これらの油滴は、主エンクロージャの転がり軸受Ｐ１、Ｐ’１の潤滑によるものである。副エンクロージャの転がり軸受Ｑ１は、他の軸受よりも遅い速度で回転するので、オイルミストの噴射によってのみ潤滑されることが可能である。したがって、軸受Ｑ１を潤滑するために、噴射ノズル（または任意の他の同等の装置）を介した油噴射は行われない。
【００３２】
主エンクロージャ１０、１０’の各々はさらに、その底部に、主エンクロージャ内に噴射される潤滑油の残りを回収する働きをする特別な第２の出口３０、３０’（底部出口と呼ばれる）を含む。このためには、これらの底部出口３０、３０’の各々は、（図１には示されていない空気／油分離器を介して）ターボ機械のオイルタンク１８に接続される排出ダクト３２、３２’に通じている。排出ポンプ３４、３４’は、オイルタンク１８に潤滑油の残りを送る働きをする。
【００３３】
副エンクロージャ１２はさらに、その底部に、軸受Ｑ１の潤滑による空気／油混合物を回収し、脱油装置３８に送出する働きをする特別な底部出口３６を有する。このためには、底部出口３６は、排出ダクト４０によって脱油装置３８に接続される。脱油装置は空気と油とを分離し、油はターボ機械のオイルタンク１８に戻され（図１では、図示されていない）、油は脱油装置３８の外側に排出される（図１では、矢印Ｆｄｉｓｃｈａｒｇｅで示されている）。
【００３４】
図２を参照して、本発明の第２の潤滑方法およびシステムを後述する。この場合も、ターボ機械は、２つの主エンクロージャ１０、１０’と副エンクロージャ１２とを有する。
【００３５】
その一方で、この第２の実施形態は、噴射ダクト２４が主エンクロージャの一方（具体的には、主エンクロージャ１０’）のみを副エンクロージャ１２に接続しているという点で、第１の実施形態とは異なる。したがって、副エンクロージャ１２の転がり軸受Ｑ１は、２つの主エンクロージャの一方のみからのオイルミストを噴射させることによってのみ潤滑される。
【００３６】
当然、噴射ダクトは、同様に他方の主エンクロージャ（すなわち、エンクロージャ１０）を副エンクロージャ１２に接続することができる。他の実施形態も同様に、副エンクロージャの転がり軸受Ｑ１を潤滑するのに、噴射ノズル（または任意の他の同等の装置）を使用した油噴射は行われない。
【００３７】
副エンクロージャ１２に接続されない主エンクロージャ１０の上部にある第１の出口２６は、前記主エンクロージャからの空気／油の霧状混合物の空気と油とを分離するために、ダクト４２によって脱油装置３８に接続される。
【００３８】
最後に、第１および第２の両方の実施形態では、油供給ポンプ２０、排出ポンプ３４、脱油装置３８は、ターボ機械の補機駆動ギアボックス（図示せず）に結合されて、それにより駆動されることに留意すべきである。あるいは、これらの補機のいくつかまたは全ては、電動とすることができる。
【図１】
0005345218.tif 000002
【図２】
0005345218.tif 000003