(57)【要約】高温で高速のガスストリームから随伴オイルを癒合するための癒合組立体は、ステンレス鋼のような密度の高い繊維性材料の同心の円筒状支持構造体により剛直に保持されたＮｏｍｅｘ（登録商標名）として入手できるもののような小型化された高温ポリアミド繊維の癒合要素を有する。癒合組立体は、癒合されたオイルがガスストリーム内へ再度随伴されるのを阻止するために外側のシェル内にユニークな穴形状を有するオイル癒合器の構成要素を形成する。オイル癒合器は航空機の作動環境内で使用するためのオイルセパレータの構成要素であり、高い耐久性及び１０年又はそれ以上の長寿命を特徴とする。
2006511329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスストリームから随伴材料を除去するための癒合組立体であって、
小型化された高温ポリアミド繊維の１又はそれ以上の層を備えた癒合要素を含むことを特徴とする癒合組立体。
【請求項２】
前記癒合要素（１４３）のための支持構造体（１４１、１４２）を更に含み、それによって、癒合要素（１４３）が、小型化された状態に維持され、かつ、ガスストリームが癒合要素（１４３）を通って流れるように、方位決めされることを特徴とする請求項１の癒合組立体（１４０）。
【請求項３】
前記癒合要素（１４３）が円筒状であり、支持構造体（１４１、１４２）が円筒状の内側スリーブと円筒状の外側スリーブとを有し、癒合要素（１４３）が内側及び外側スリーブ間に収容されることを特徴とする請求項２の癒合組立体（１４０）。
【請求項４】
前記支持構造体（１４１、１４２）が繊維間に拡散結合を形成するようにシートとなってフェルト化され真空焼結された金属繊維で構成されることを特徴とする請求項２の癒合組立体（１４０）。
【請求項５】
前記金属繊維がステンレス鋼で構成されることを特徴とする請求項４の癒合組立体（１４０）。
【請求項６】
前記癒合要素（１４３）の各層がメタフェニレン基により分離されたアミド基を有するポリアミドで構成され、それによって、アミド基が１及び３の位置でフェニル環に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの癒合組立体（１４０）。
【請求項７】
前記ポリアミド繊維の各層が約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の小型化されていない厚さを有することを特徴とする請求項６の癒合組立体（１４０）。
【請求項８】
前記癒合要素（１４３）がフェルトの少なくとも３つの層で構成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの癒合組立体（１４０）。
【請求項９】
前記ポリアミド繊維がメタフェニレン基により分離されたアミド基を有するポリアミドで構成され、それによって、アミド基が１及び３の位置でフェニル環に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの癒合組立体（１４０）。
【請求項１０】
前記小型化されたポリアミド繊維の全体厚さが少なくとも約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）であることを特徴とする請求項６の癒合組立体（１４０）。
【発明の詳細な説明】
【政府の権利】
【０００１】
本発明は、ボーイング・ミリタリー・エアクラフト社に対する契約番号Ｆ３３６５７−９１−Ｃ−０００６に基づき、政府の投資による研究及び開発プログラムＦ−２２ＡＲＳの下に作業の履行として行われ、その契約の規定に従うものである。米国政府はこの発明に対してある権利を有することができる。
【技術分野】
【０００２】
本発明はろ過の分野に関し、特に、ガス流から随伴エーロゾルを分離するための超効率フィルタ、セパレータ及び癒合器（coalescers;液滴を重力分離する処理装置）に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]航空機において典型的に見られる空気再チャージ装置のピストンコンプレッサからのブローバイガスのようなあるガスストリームはエーロゾルの形をしたその中に随伴された実質的な量のオイルを含む。これらのオイルはその長い作動寿命を保証するようにピストンコンプレッサを潤滑するために必要とされる。エーロゾル内の大半のオイル液滴は０．１ミクロンないし５．０ミクロンの範囲の寸法を有する。繊維性フィルタを使用する癒合方法は一般にこのオイル基礎のエーロゾルを除去するために使用される。
【０００４】
このような方法は次の物理的な機構に依存する：（１）エーロゾル液滴が繊維に近づけるようにエーロゾルを含むガスストリーム内に繊維性ろ過手段を介在させること、（２）液滴を繊維に付着させること、（３）拡大した液滴を生じさせるように繊維上の付着した液滴を癒合させること及び（４）その重量があるしきい値を越えた場合に重力又は遠心力の影響の下で拡大した液滴を収集領域へ解放すること。
【０００５】
[0004]癒合フィルタはエーロゾルに対して付着性の種々の孔寸法で構成された繊維を含む。これらのフィルタは時には粒子フィルタ及びオイルセパレータの如きセパレータと組み合わされ、ストリームから汚染粒子を除去するか又はガス状のストリーム内に存在するオイルを除去し、潤滑剤として再使用するためにピストンコンプレッサのサンプへ戻す。使用できる付加的なフィルタは複合繊維／メッシュフィルタ等を含む。メッシュフィルタは、例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、テフロン（登録商標）、Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）、ビスコース又はこれらの材料の組み合わせたものの繊維を含む。これらの繊維は種々の孔寸法を有し、商業的に入手できる。Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）は米国デラウエア州ウイルミントン(Wilmington)のdu Pont de Nemours and Companyの登録商標名である。これは、すべてのアミド基がメタフェニレン基により分離されている即ちアミド基が１及び３の位置でフェニル環に取り付けられているポリアミドである。
【０００６】
[0005]航空機の環境はこのようなオイル癒合器のために特別な問題を含む。機室の空気は一般に航空機を推進するタービンエンジンからのブローバイ空気ストリームから得られる。この空気ストリームは極めて高温であり、速い速度を有し、タービンエンジン又は補助のコンプレッサ要素により生じるオイル及び他の汚染物のエーロゾルを含む。このような空気ストリームからの汚染物の除去は、そのためのろ過及びコンディショニング装置特にオイル癒合装置に対してユニークな要求を与える。
【０００７】
[0006]米国特許第６，３５５，０７６号明細書はエーロゾルから随伴オイルを除去するためのオイル分離及び癒合装置を開示している。この装置はパネル構造を有する繊維の不織媒体を備えた第１の癒合フィルタと、プリーツ（pleated;ひだを付けた）構造を有する第２の癒合フィルタとを備える。これはトラックにおいて典型的に見られるようなディーゼルエンジンに対する応用として設計される。その温度及びガス速度制限は典型的にはトラックにおいて見られるものであり、航空機環境特に航空機のピストンコンプレッサにおいて見られるものではない。
【特許文献１】米国特許第６，３５５，０７６号明細書
【０００８】
[0007]例えば米国ミシガン州レーピア(Lapeer)に本部を置くニューマチックス(Numatics)社の子会社であるマイクロ・フィルトレーション社(Micro-Filtration Inc)により作られたもののようなオイル癒合器は典型的にはガスストリームから汚染物を除去するために使用される。試験において、このようなオイル癒合器は、高速ガスストリームから由来する圧力に耐えることができず、癒合要素即ちフィルタの分解を生じさせることが分かった；分解されたオイル癒合器の要素の粒子はオイル癒合器の下流側に運ばれて他の装置の要素を目詰まりさせ、最終的にそれらを故障させる。これらは航空機の作動環境内に存在する減圧速度及び高温に耐えるのに必要な構造上の完全性を有しない。更に、これらの繊維多孔性の癒合器のオイル除去効率はほんの約９０％ないし９５％である。航空機環境におけるオイル癒合器のためには９７％又はそれ以上の超効率を達成するのが望ましい。
【０００９】
[0008]航空機の空気コンディショニング装置に現在使用されているオイル癒合器は典型的には大型であり、７５％−８５％の適度なオイル除去効率を有する。癒合器が一層コンパクトになるにつれて、このような効率を達成するのが一層困難になる。航空機内の空間に寄せられるプレミアのため、航空機の作動効率を増大させ、一層多くの器材を運べるようにするためには、オイル癒合器を軽量でコンパクトにするのが望ましい。最後に、１０年又はそれ以上の長い使用寿命が望ましい。その理由は、航空機のピストンコンプレッサのメンテナンスの必要性を減少させ、作動を一層安価にするからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
[0009]理解され得るように、癒合要素が超効率（即ち、９７％を越えるオイル除去効率）及び振動抵抗を有するような、高速ガスから随伴エーロゾルを除去するために航空機のピストンコンプレッサに使用するオイル癒合器の要求がある。また、コンパクトで、長い使用寿命を有し、高速ガスストリームにより発生する連続的な圧力及び航空機の作動環境内で見つかる減圧速度に耐えるのに十分なほど頑丈なオイル癒合器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
[0010]本発明の１つの態様においては、ガスストリームから随伴オイルを除去するための癒合組立体が提供される。癒合組立体は小型化された高温ポリアミド繊維の１又はそれ以上の層で作られた癒合要素を有する。
【００１２】
[0011]本発明の別の態様においては、高速高温ガスストリームから随伴オイルを除去するためのオイル癒合器が提供される。本発明のオイル癒合器は癒合要素をその間に包囲する円筒状で同心の内側及び外側の繊維金属スリーブで構成された支持構造体により小型化された状態で保持される小型化（compacted）された高温ポリアミド繊維の円筒状癒合要素を有する。その支持構造体を伴った癒合要素は円筒状のシェル即ち殻体、頂部キャップ及び底部キャップにより包まれる。
【００１３】
円筒状のシェルは既に除去してしまったオイルを随伴することなくガスストリームが癒合器から逃げるのを許容するためにその下方の周辺に沿って穴を有し、底部キャップはオイル癒合器から癒合したオイルを排出するのを許容する穴を有する。オイル癒合器はまた、頂部キャップのオリフィスを通して内部領域へガスストリームを向かわせる拡散チャンネルを有し、それによって、断熱膨張によりその速度を減少させる。
【００１４】
[0012]本発明の更に別の態様においては、ポリアミドのフェルトを小型化（compacting）する方法が提供され、この方法は、その端部を先細りにすることにより矩形のストリップを準備する工程と、矩形のストリップを小型化する工程と、小型化された矩形のストリップを加熱する工程と、小型化された矩形のストリップが冷却するのを許容する工程と、小型化された矩形のストリップを円筒状の組立体として組立てる工程と、円筒状の組立体を小型化する工程と、小型化された円筒状の組立体を加熱する工程とを有する。
【００１５】
[0013]本発明の更に他の態様においては、超効率癒合要素が提供され、この要素はデュポン社からの上記登録商標ＮＯＭＥＸ（アラミド繊維）及びＫＥＶＬＡＲの下に入手できるもののような小型化された高温ポリアミド繊維で構成される。癒合要素は好ましくはＮｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトの３つの層で構成され、各層は約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の小型化されていない厚さを有し、３つの層は約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の総合厚さに小型化される。
【００１６】
[0014]本発明の更に別の態様によれば、エーロゾル（aerosol;煙霧質）を随伴し、チャンネルを通って流れる高速高温ガスストリームからオイルを癒合するための方法が提供され、この方法は、拡散チャンネルを通る断熱膨張によりガスストリームの速度を減少させる工程と、剛直な支持構造体により支持された癒合要素を有するオイル癒合器へガスストリームを導く工程と、癒合要素を通してガスストリームを導く工程と、チャンネルから除去するためにオイル癒合器内の除去されたエーロゾル材料を収集する工程と、純化されたガスがチャンネルを通って流れ続けるのを許容する工程と、を有する。[0015]本発明のこれらの及び他の特徴、態様及び利点は図面、詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することにより良好に理解できよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[0021]以下の詳細な説明は本発明を実施する最良の現在行われているモードを示す。以下の説明は限定を意図するものではなく、本発明の一般的な原理を示す目的での単なる例示であり、本発明の要旨は特許請求の範囲によって最良に規定される。
【００１８】
[0022]本発明は高速ガスストリームからエーロゾルの形をした随伴オイルを分離する高強度で超効率のオイル癒合器を提供する。本発明のオイル癒合器は、ステンレス鋼の繊維の強度とＮｏｍｅｘ（登録商標名）の癒合効率とを、癒合要素及び支持構造体を備えた支持要素を有するオイル癒合器に組み合わせる。癒合要素は、好ましくは２つの同心的で同軸のシリンダで構成された支持構造体間に挟まれた高多孔性の小型化されたＮｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトで構成することができる。シリンダはステンレス鋼のような耐久性材料の密度の高い織った繊維で構成される。一例として、（約１９．０５ｃｍ（０．７５インチ）の総合厚さとなる）約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の厚さのＮｏｍｅｘ（登録商標名）の３つの層が、通常よりも高くなることがあるＮｏｍｅｘ（登録商標名）の密度を提供し、癒合要素のオイル保持効率を増大させるために、２つの円筒状支持構造体間の約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の空間内で小型化される。
【００１９】
オイル分離は、エーロゾルを伴う空気ストリームの速度を減少させ、一体のステンレス鋼／Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）癒合組立体の内部から癒合組立体の外部へそれを導き、それによって、エーロゾルの随伴オイル液滴がＮｏｍｅｘ（登録商標名）繊維と接触するのを許容することにより、達成することができる。癒合によりガスストリームから除去されたオイルはオイル癒合器の底部で収集され、純化された空気はオイル癒合器を取り巻くハウジングの開口を通って出る。収集されたオイルはオイル癒合器を取り囲む支持コアと底部キャップとの間のユニークな溝穴開口を通して排出することができる。本発明により提供されたこのコンパクトで一体化したオイル癒合器は９７．５％のオイル除去効率を有するものとして示され、支持構造体は航空機の作動環境内において見られる高振動及び減圧レベルを維持するのに十分な強度を提供する。
【００２０】
[0023]本発明のオイル癒合器は従来技術より優れた多数の発明的な改善を与える。第１に、従来のオイル癒合装置は、ある量の癒合されたオイルがガスストリーム内へ再進入するのを許容してしまい、そのため、装置の効率を減少させていた。本発明のオイル癒合器は、ドレンへのオイル流を最大化するように及び随伴によりオイルが純化された空気流内へ戻るのを阻止するように、底部キャップ及び円筒状シェル内に設けられたユニークなデザインを有する。
【００２１】
第２に、航空機の環境において見られる条件の下に既存の癒合フィルタの試験を行い、分解なしに及び装置内へのゴミの導入なしに、３７８ｋｇ／ｃｍ２（5,380psig）の圧力を有する高速ガスストリームに耐える耐久性及び４００°Ｆないし４５０°Ｆの一般範囲の温度に耐える能力の双方が欠如していることが判明した。癒合要素をガスストリームへ指向させる耐久性のある支持構造体と組み合わせての、本発明における癒合要素としてのＮｏｍｅｘ（登録商標名）の発明的使用は所要の耐久性を有することが分かった。第３に、随伴オイルのエーロゾルの除去のための従来のオイル癒合器の効率はほんの約９０％ないし９５％であった。小型化されたＮｏｍｅｘ（登録商標名）の新規な使用は９７．５％を越えるオイル除去効率を与えることが分かり、これは従来技術によっては開示も教示もされていない。
【００２２】
[0024]ここで図１に注意を向けると、オイル癒合器１００の実施の形態の側断面図が示してある。オイル癒合器１００は頂部キャップ１２０及び底部キャップ１３０を備えた殻体即ちシェル１１０を有することができる。中央のシャフト１２３は頂部のキャップ１２０と一体化でき、そこから下方へ延びることができる。入来するガスストリームを受け入れるための室１０２は中央のシャフト１２３の上端内で同軸に位置することができ、室１０２は室１０２の下端のまわりで半径方向に位置する１又はそれ以上のノズル１０３により内部空洞１３５に流体連通する。
【００２３】
中央のシャフト１２３の末端１２６は、止めナット１２７を受け入れるネジ部を有することができ、そのため、止めナット１２７を底部キャップ１３０に対して締め付けたときに、シェル１１０は頂部キャップ１２０と底部キャップ１３０との間で捕捉することができる。止めナット１２７は、底部キャップ１３０を取り外してシェル１１０の内部空洞１３５内へ癒合組立体１４０を挿入できるようにするために、容易に緩めることができる。漏洩経路を阻止するために、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標名）２７２のような高温シーラントを適用して、２つの端キャップ１２０、１３０に対する癒合組立体１４０の両端部をシールし、底部キャップ１２０と中央のシャフト１２３との間をシールすることができる。Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標名）はLoctite社の登録商標である。
【００２４】
[0025]癒合組立体１４０は、中央のシャフトが癒合組立体１４０を通って延びる状態で、シェル１１０内に挿入できるように、シェル１１０の直径よりも小さな直径を有する円筒状の組立体とすることができる。癒合組立体１４０は外側の支持構造体１４２により取り巻かれた内側の支持構造体１４１を有することができ、支持構造体１４１、１４２はその間に癒合要素１４３を挟む。頂部フランジ１２２は頂部キャップ１２０の下表面１２１から下方へ延びることができる。頂部フランジ１２２は中心線１９０を中心に持つ円形とすることができる。底部フランジ１３２は底部キャップ１３０の上表面１３１から上方へ延びることができる。底部フランジ１３２はまた中心線１９０を中心に持つ円形とすることができる。フランジ１２２、１３２は互いに対向し、外側の支持構造体１４２及びシェル１１０をきちんと受け入れるように形状づけることができ、軸方向の整合及び中心線１９０のまわりでのセンタリングを維持する。
【００２５】
[0026]癒合要素１４３は本発明に従って小型化されここに記載されたポリイミド又はポリアミド繊維で構成することができ、好ましくは、メタフェニレン基により分離されたアミド基を有するポリアミドからなるＮｏｍｅｘ（登録商標名）繊維で構成することができ、すなわち、アミド基は１及び３の位置でフェニル環に取り付けられる。Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトとして通常供給される小型化されていないＮｏｍｅｘ（登録商標名）繊維とは異なり、小型化されたＮｏｍｅｘ（登録商標名）繊維はガスストリームから随伴オイルのエーロゾルを除去するオイル癒合組立体の効率を増大させることが判明した。
【００２６】
Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトの１又はそれ以上の層は、以下に更に説明するように、熱圧縮方法により小型化することができ、支持構造体１４１、１４２の挟み作用により小型化された状態に維持することができる。一例として、約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の厚さのＮｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトの３つの層（約１９．０５ｃｍ（０．７５インチ）の総合厚さとなる）が支持構造体１４１、１４２間の約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の空間内で小型化され、通常よりも大きいことのあるＮｏｍｅｘ（登録商標名）密度を提供し、癒合要素１４３のオイル保持効率を増大させる。
【００２７】
[0027]支持構造体１４１、１４２は、ガスストリームから大きな粒子を予めろ過する機能、及び、ストリームが癒合要素１４３を横切って導かれるときに３６５ｋｇ／ｃｍ２（5000psig）を越える圧力を生じさせる高速ガスストリームにより与えられる圧力に及び航空機の環境において体験する振動レベルに癒合要素１４３が耐えることができるように、癒合要素１４３を剛直に支持する機能を提供することができる。各支持構造体１４１、１４２は、内部空洞１３５からガスストリームを外方へ押し出す傾向を有する先に述べた高い内部圧力の存在により支持構造体間に癒合要素１４３を収容するように、高密度で透過性の繊維材料の形をしたステンレス鋼のような耐久性の材料で構成することができる。
【００２８】
[0028]支持構造体１４１、１４２を形成する高密度の繊維材料は、有利には、ほぼ９０：１の直径比に対して典型的な長さを有するステンレス鋼のような生の金属繊維で構成することができる。生の金属繊維はシートとしてフェルト化でき、所望の寸法に容易に切断できるように繊維が半剛直なマトリックスとなるように、繊維間の拡散結合を形成するために真空焼結することができる。米国フロリダ州デランド(DeLand)のテクネチックス社(Technetixs Corporation)から得られるこのような材料はこの用途において使用することができ、１８メッシュのスクリーン特性を示す（「メッシュ」は典型的にはろ過の用途に使用される寸法であり、２つの直交する方向において約２５．４ｍｍ（１インチ）当り１８個のストランドを有する等価のスクリーンが測定されている材料と同じろ過特性を有することを示す）。支持構造体１４１、１４２を構成する焼結金属繊維は、癒合要素１４３がその一体性を維持し、高圧急速減圧の下で分解しないように、高速ガスストリームに対して癒合要素１４３を支持するのに十分な強度を有する。
【００２９】
[0029]Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトを所望の厚さに小型化するための代表的な方法を図５に示す。癒合組立体とほぼ同じ幅Ｃを有するほぼ矩形形状のストリップ５００はほぼ約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）（Ａ）の厚さを有するＮｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトの部片から切断することができ、ストリップ５００の両端５１０、５２０は端部を徐々に先細りさせるように紙やすりで磨かれ、そのため、ストリップは丸めたときに一層容易に円筒形状をとることができる。次に、矩形のストリップ５００は２つの金属板５３０間で例えばほぼ２．１１ｍｍ（０．０８３インチ）の厚さに小型化でき、Ｃ字クランプ５４０又は任意の他の適当な手段によりその厚さに保持される。
【００３０】
金属板５３０により保持されるような小型化されたストリップ５００で構成される組立体５３５は２５０°Ｆ±１０°Ｆの温度で最低４時間だけオーブン（oven;炉）内に置くことができる。組立体５３５は、組立体５３５の温度が１２０°Ｆ又はそれ以下に達するまで、乾燥空気の存在の下にオーブン内で乾燥させることができ、その時点で、Ｃ字クランプ５４０及び金属板５３０がこのとき小型化されたストリップ５００から取り外される。小型化されたストリップ５００が更に冷却される前に、そして、好ましくは１０分又はそれ以下の時間内で、小型化されたストリップ５００は、３層になるまで、例えば約１２．７ｍｍ（０．５インチ）のＯＤ（外径）を有するチューブ５５０又は同様の円筒状支持構造体のまわりにきつく巻くことができる。次いで、巻かれたストリップ５００はホースクランプ５７０又は同様の装置により巻かれたストリップ５００のまわりで保持される銅製のシート５６０で覆うことができる。次いで、ホースクランプ５７０は、巻かれたストリップ５００及び銅製のシート５６０の組立体５７５の直径が約２５．４ｍｍ［１．００インチ]ないし約２６．６７ｍｍ（１．０５インチ）の直径に達するまで、同じ態様で徐々に締め付けられる。
【００３１】
組立体５７５をオーブンに戻すことができ、そこで、組立体は２５０°Ｆ±１０°Ｆに再度加熱され、更に最低４時間だけその温度に保持される。この時間が終わると、組立体５７５は、組立体の温度が１２０°Ｆ又はそれ以下に達するまで、乾燥空気の存在の下にオーブン内で乾燥させることができる。この時点で、このとき円筒状となったストリップ５００は銅製シート固定具から取り外して、オーブンからの銅製シート固定具の取り外しからほぼ４時間以内に２つの内側及び外側の円筒状支持構造体内で直ちに組立てるべきである；さもなければ、ストリップはその元の小型化されていない形状へと膨張し始めることになる。
【００３２】
[0030]図２に示すように、シェル１１０は２列の穴を有することができ、一方の列の穴１５０は全体的にシェル１１０の円周に沿っており、他方の列の穴１５１は部分的に円周上にあり部分的に底部キャップ［図３]上にあり、両方の列はシェル１１０の下方部分１１１に沿って位置する。普通のフィルタ及び癒合器組立体は外側シェルの全表面領域に沿った穴を有する。シェル１１０の下方部分１１１に沿ってのみ穴を有すれば、癒合されたオイルがガスストリーム内へ再随伴されるのを有利に阻止し、同時に、癒合されたオイルを下方の列の穴１５１を通して除去できることが判明した。
【００３３】
[0031]図４はオイル癒合器１００を１つの要素とすることができるオイルセパレータ４００を示す。オイル癒合器１００は熱抵抗ライニング４４０と同軸にされた外側シェル４３０内に収容することができる。矢印４５１で示すような、３６５ｋｇ／ｃｍ２（5000psig）を越える圧力を作用させ、かつ４００°Ｆないし４５０°Ｆの温度を有する高速で高温のガスストリームはオイルセパレータ４００の入力オリフィス４１０へ入り、そこで、ガスストリームは室１０２へ入って膨張し、断熱膨張によりその速度の一部が失われる。ガスストリームは、矢印４５２で示すように、ノズル１０３を通って癒合組立体の内部空洞１３５内へ流れ、そこで、ガスストリームはガスストリーム流の圧力により癒合要素１４３を通って押し出される。複数のノズル１０３（３つの等間隔で位置するノズルが好ましい）は室１０２の下方部分に沿って位置する。これらのノズルは内部空洞１３５への多数の入口地点を提供することにより入来するガスストリームの速度を更に減少させる役目を果たす。
【００３４】
[0032]ガスストリーム内に随伴されたオイルは、ガスストリームがシェル１１０の下方の穴から出る間に、癒合要素１４３の繊維上で癒合する。この地点から、矢印４５４で示すように、オイルの無いガスストリームは上方へ流れ、出口オリフィス４２０を介してオイルセパレータから出る前に、２穴式切換弁へ入る。癒合されたオイルは、矢印４５６で示すように、重力により底部キャップ１３０を通して押し出され、外側シェル４３０の下方部分に収集され、オイルセパレータの内部圧力がほぼ７．０３ｋｇ／ｃｍ２（100psig）又はそれ以下に低下する毎にオイル帰還シャトル弁（図示せず）を自動的に開くことにより、航空機のコンプレッサのためのオイルサンプへ戻される。
【００３５】
[0033]本発明のオイル癒合器は航空機のピストンコンプレッサの応用から随伴オイルを除去するための優れた性能を提供するものとして示した。本発明のオイル癒合器はシートとなるようにフェルト化され、繊維間に拡散結合を形成するように真空焼結されて、半剛直のマトリックスとなるステンレス鋼の繊維の強度及び熱抵抗を提供する支持組立体を特徴とする。支持組立体はガスストリームから大粒の粒子を除去するための予備フィルタとして機能し、また、癒合要素がガスストリームの圧力及び温度に耐えるのを許容する支持体として機能する。本発明の癒合器はまた小型化されたＮｏｍｅｘ（登録商標名）フェルトの高いオイル除去効率を提供する癒合要素を有する。このオイル癒合器は、高速で高温のガスストリームから随伴オイルを一層有効に分離するための最適のオイル排出経路を提供しながら、入口流れ速度を減少させる本発明の機械的なデザインを伴って、ユニークなオイルセパレータに使用することができる。この本発明のオイル癒合器は９７．５％のオイル除去超効率を示し、ガスストリームからの随伴オイルの除去を必要とするような航空機以外の応用に使用することができる。
【００３６】
[0034]もちろん、以上の説明は本発明の好ましい実施の形態に関連し、特許請求の範囲で規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、修正を行うことができることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係るオイル癒合器の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るオイル癒合器の外部側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るオイル癒合器の底面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る、その中に設置したオイル癒合器を有するオイルセパレータの断面図である。
【図５】Ｎｏｍｅｘ（登録商標名）が所望の厚さに小型化される方法を示す図である。
【図１】
2006511329.tif 000003
【図２】
2006511329.tif 000004
【図３】
2006511329.tif 000005
【図４】
2006511329.tif 000006
【図５】
2006511329.tif 000007
【国際調査報告】
2006511329.tif 000008
2006511329.tif 000009
2006511329.tif 000010