(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料チャンバと、減圧チャンバと、前記燃料チャンバと前記減圧チャンバとの間に配された膜と、を備えるとともに、前記燃料チャンバを通流する燃料中の汚染物質を、前記減圧チャンバ内に形成された負圧により前記膜を通して前記減圧チャンバ内に除去する燃料安定化膜装置と、
前記燃料安定化膜装置の前記減圧チャンバに連結された減圧ポンプと、
を備え、
前記減圧ポンプは、オイルをエンジンコンポーネントから油だめへと戻すように移動させるオイル供給システムのオイル排油ポンプであることを特徴とする燃料装置。
【請求項２】
前記減圧ポンプが、前記オイル供給システムからのオイルを用いてシールされることを特徴とする請求項１に記載の燃料装置。
【請求項３】
前記減圧ポンプから排出される前記燃料からの汚染物質の排出ポートを構成するように前記減圧ポンプがギアボックスに連結されることを特徴とする請求項１に記載の燃料装置。
【請求項４】
油分離器と脱気器とが前記減圧ポンプから排出される前記燃料からの汚染物質を浄化することを特徴とする請求項３に記載の燃料装置。
【請求項５】
前記減圧ポンプが、第１段の減圧段と、第２段の減圧段と、を含む２段を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料装置。
【請求項６】
燃料チャンバと、減圧チャンバと、前記燃料チャンバと前記減圧チャンバとの間に配された膜と、を備えるとともに、前記燃料チャンバを通流する燃料中の汚染物質を、前記減圧チャンバ内に形成された負圧により前記膜を通して前記減圧チャンバ内に除去する燃料安定化膜装置を含む燃料供給系統と、
油だめからエンジンコンポーネントへとオイルを移動させるポンプと、前記オイルを前記エンジンコンポーネントから前記油だめへと戻るように移動させるオイル排油ポンプと、を含むオイル供給系統と、
を備えるとともに、
前記オイル排油ポンプが、前記汚染物質を除去するための減圧を前記減圧チャンバ内に提供するように前記燃料安定化膜装置の前記減圧チャンバに連結されており、
前記減圧チャンバから排出される前記燃料からの前記汚染物質が、前記オイル排油ポンプにおいて、前記油だめへと送給される前記オイルと混合されることを特徴とするタービンエンジン。
【請求項７】
前記オイル排油ポンプが、第１段減圧ポンプを構成することを特徴とする請求項６に記載のタービンエンジン。
【請求項８】
第２段減圧ポンプを構成する減圧ポンプが前記オイル排油ポンプの下流に連結されることを特徴とする請求項７に記載のタービンエンジン。
【請求項９】
前記減圧ポンプが、前記オイル供給系統からの前記オイルを使用することによりシールされることを特徴とする請求項８に記載のタービンエンジン。
【請求項１０】
前記オイル供給系統のギアボックスが、前記オイル排油ポンプを介して前記膜燃料安定化装置に連結されて前記オイル排油ポンプから排出される前記燃料の汚染物質を受け入れることを特徴とする請求項６に記載のタービンエンジン。
【請求項１１】
前記汚染物質が、前記ギアボックス内の前記オイルに添加されることを特徴とする請求項１０に記載のタービンエンジン。
【請求項１２】
油分離器と、脱気器と、が前記汚染物質と混合した前記オイルを浄化することを特徴とする請求項１１に記載のタービンエンジン。
【請求項１３】
タービンエンジン内の燃料を浄化する方法であって、
（ａ）燃料チャンバと、減圧チャンバと、前記燃料チャンバと前記減圧チャンバとの間に配された膜と、を備えるとともに、前記燃料チャンバを通流する燃料中の汚染物質を、前記減圧チャンバ内に形成された負圧により前記膜を通して除去する燃料安定化膜装置を用いることにより燃料から汚染物質を除去し、
（ｂ）タービンエンジンのオイル供給系統内に前記汚染物質を排出することを備え、
前記ステップ（ａ）が、前記減圧チャンバ内に前記汚染物質を除去するための減圧を提供するように前記オイル供給系統内のオイル系統コンポーネントを使用することを含むことを特徴とする燃料浄化方法。
【請求項１４】
前記オイル系統コンポーネントが、オイルをエンジンコンポーネントから油だめへと戻るように移動させるオイルポンプであることを特徴とする請求項１３に記載の燃料浄化方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ａ）が、燃料安定化装置における第２段の減圧段を提供することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の燃料浄化方法。
【請求項１６】
（ｃ）オイル系統油分離器と、オイル系統脱気器と、を用いることにより前記オイルおよび前記汚染物質を浄化することをさらに備えてなる請求項１３に記載の燃料浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は航空機に使用されるタービンエンジンに燃料安定化装置（ＦＳＵ）を組み込むための減圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機に搭載される様々な装置の冷却媒体として燃料を使用することは一般的な方法である。特定の燃料において使用可能な冷却性能は「コークス」と呼ばれる不溶性物質の生成により制限される。コークス堆積物の形成は、前段階で燃料が空気に露出されることが原因となって燃料内に存在する溶存酸素量に依存する。燃料内に溶存する酸素量を減少させることによりコークス発生率が減少し、燃料の最大許容温度が上昇する。
【０００３】
供給燃料から溶存酸素を除去する燃料安定化装置がタービンエンジンに利用される。燃料から溶存酸素を除去する一つの方法は膜脱酸素装置を使用することである。膜脱酸素装置内では、燃料は酸素透過膜に沿って送り出される。燃料が膜を通流するに従い、膜の反対側に形成された減圧によって酸素およびその他の汚染物質が燃料から汲み出され、この膜を通過する。燃料から汲み出された汚染物質は酸化された炭化水素を含む混合物となる。この排出物の全体量はごく少ないが、混合物は環境保全上、危険性があり、環境内に排出することはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃料から溶存酸素を除去するための酸素透過膜の使用は、燃料安定化装置内に減圧を形成する必要がある。要求される減圧特性のため、多段減圧ポンプが用いられなければならない。多段減圧ポンプは高価であり、飛行機の総重量が増加する。認識できるように、航空機内の空間は限られており装置サイズの増加は全体配置や運転に影響を及ぼす。
【０００５】
燃料安定化装置に減圧を形成し、燃料安定化装置からの排出物を処理する装置および方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
タービンエンジン用のオイル系統コンポーネントが燃料安定化装置（ＦＳＵ）用の減圧装置を提供するように用いられる。
【０００７】
ガスタービンエンジンに燃料を供給するように燃料装置が用いられる。燃料がエンジンに噴射される前にろ過用の燃料安定化装置を通過する。燃料は燃料安定化装置における燃料インレットから燃料チャンバ内へと通流する。減圧の結果、溶存酸素およびその他の汚染物質が酸素透過膜を浸透して減圧チャンバ内へと移動する。
【０００８】
減圧装置は排出物を減圧チャンバから減圧アウトレットを通して減圧ポンプへと向かうように引き込む。要求される減圧特性のため２段減圧ポンプが必要である。第１段減圧ポンプはタービンエンジンのオイル系統排油ポンプ（スカベンジポンプ）である。第１段減圧ポンプを提供すべくオイル系統排油ポンプを利用することによりエンジンに追加される機械部品点数が減少する。２段目は第２段減圧ポンプによって供給される。排出物は減圧チャンバから第２段減圧ポンプへと通流して油だめ内で供給オイルに添加される。
【０００９】
排出物は環境中に廃棄することのできない環境有害物であるが、オイル系統内のオイル量と比較するとこの排出物はごく少ない。排出物はその他のエンジンコンポーネントからの未浄化のオイルと混合する。オイルと排出物との混合物は、油だめから油分離器と脱気器とを通過するように送られ、供給オイルがオイル系統へと送り戻される前にこの供給オイルが浄化される。既存のエンジンコンポーネントを用いて排出物を処理することにより、燃料安定化装置を作動させるように装置を追加する必要性がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
燃料供給装置１０を図１に模式的に示す。装置１０は望ましくはガスタービンエンジン１２に燃料を供給するように用いられる。燃料供給源１４からの燃料がブーストポンプ１５を通過して燃料をろ過する燃料安定化装置（ＦＳＵ）１６へと移動する。この燃料は、燃料安定化装置１６から圧力調整器１８を通過して燃料ノズル２０からエンジン１２へと放出される。
【００１１】
図２は燃料安定化装置１６を模式的に示す。燃料が燃料インレット２２を通して燃料チャンバ２４へと流れる。溶存酸素やその他の汚染物質は減圧チャンバ２６内に形成された減圧により酸素透過膜２５を浸透して減圧チャンバ２６へと移動する。燃料チャンバ２４内の燃料は燃料アウトレット２８を通して燃料安定化装置１６の外へと流れ、装置を通してエンジン１２へと続く。減圧チャンバ２６内の排出物は減圧アウトレット３０を通して減圧ポンプ３２へと流出する。
【００１２】
図３は前述の燃料安定化装置１６をもつタービンエンジン１２に使用される減圧装置３４を示した概略図である。要求される減圧特性のため２段減圧ポンプ３２が必要である。減圧装置３４は第１段減圧ポンプ３６と第２段減圧ポンプ３８とを含む。多段減圧ポンプとして知られるように、第１段減圧ポンプ３６は「ホギング（ｈｏｇｇｉｎｇ）」段として動作し、第２段減圧ポンプ３８は「精密（ｆｉｎｅ）」段として動作する。第１段減圧ポンプ３６はオイル系統ポンプ、すなわち、図示のようにタービンエンジン１２のオイル系統排油ポンプである。
【００１３】
オイル系統はエンジン１２のコンポーネントを潤滑し冷却するように用いられる。オイル排油ポンプ３６はエンジン１２における様々なコンポーネントからオイルを汲み上げて油だめ４０へと戻すように用いられる。エンジン１２における様々なコンポーネントからオイル排油ポンプ３６への経路がオイルライン３７で示される。実施例に示す油だめ４０はギアボックスであるが、オイル系統に駆動力を提供する電気駆動機構もしくはその他の手段でもよい。油だめ４０へと戻る供給オイルはこのオイルがエンジン１２のコンポーネントへと送り戻される前に浄化されなければならない。供給オイルは油分離器（ディオイラ）４２および脱気器４４を通過し、オイルポンプ４６が供給オイルをオイル系統に送り戻す前に浄化される。
【００１４】
図示のようにオイルポンプ４６は浄化されたオイルをエンジン１２や様々なコンポーネントへと送る。また、オイルがライン４８を通して減圧ポンプ３８をシールするように送られる。エンジンにおけるその他のコンポーネントがシールや冷却のためにオイル系統へと連結される。その後オイル系統排油ポンプ３６が様々なエンジン１２のコンポーネントから汚れたオイルを汲み上げて油だめ４０へと戻し、浄化して再循環させるように用いられる。
【００１５】
第１段減圧ポンプ３６および第２段減圧ポンプ３８がオイルを油だめ４０へと汲み出し減圧チャンバ２６内に減圧を形成する。この減圧が溶存酸素やその他の汚染物質を酸素透過膜２５を通して引き出す。排出物が減圧チャンバ２６から第１段減圧ポンプ３６および第２段減圧ポンプ３８を通流し、ここで油だめ４０へと送られる供給オイルに添加される。排出物は減圧チャンバ２６からエンジン１２内の低圧領域へと流れる必要がある。実際、油だめ４０は供給オイルを汲み上げる負圧をもち、排出物をオイル系統に添加する理想的な位置であるが、別の低圧領域も利用されうる。
【００１６】
オイル系統内のオイル量と比較すると排出物の体積はごく少ない。油だめ４０内の供給オイルに添加された排出物はエンジン１２における他のコンポーネントからの汚れたオイルと混合する。オイルと排出物との混合物は、油だめ４０から油分離器４２および脱気器４４を通過するように送られ、供給オイルがオイル系統へと送り戻される前にこの供給オイルが浄化される。既存のエンジン１２のコンポーネントを用いて排出物を処理することにより、排出物を扱うための高価な装置を追加する必要性がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】タービンエンジンの燃料供給装置を示す図。
【図２】燃料安定化装置の概略図。
【図３】本発明の減圧装置の概略図。
【符号の説明】
【００１８】
１６…燃料安定化装置
２６…減圧チャンバ
３４…減圧装置
３６…第１段減圧ポンプ
３８…第２段減圧ポンプ
４０…油だめ
４２…油分離器
４４…脱気器
【図１】
0004455575.tif 000002
【図２】
0004455575.tif 000003
【図３】
0004455575.tif 000004