DE102011103158A1 - Flight gas turbine for aircraft, has bearing element with ring encompassing picollo tube elements and elastically deformed in axial direction relative to engine axis, and carrier element extended parallel to axis of tube elements - Google Patents
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- F16L3/16—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets with special provision allowing movement of the pipe
- F16L3/20—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets with special provision allowing movement of the pipe allowing movement in transverse direction
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluggasturbine mit einer zumindest einen Einströmbereich umgebenden Triebwerksverkleidung. Diese ist doppelwandig ausgebildet und weist in ihrem Innenraum ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes, den Einströmbereich umgebendes Rohrelement auf, durch welches Heißluft zur Enteisung des Einströmbereichs zuführbar ist.The invention relates to an aircraft gas turbine with an engine cowling surrounding at least one inflow area. This is formed double-walled and has in its interior a circumferentially extending, surrounding the inflow pipe element through which hot air for deicing the inflow can be fed.
Das Rohrelement ist um den Umfang verteilt mit mehreren Lagerelementen verbunden, welche jeweils an einer Tragstruktur der Triebwerksverkleidung befestigt sind. Zum Stand der Technik ist auf die
Die
Aus der
Ganz allgemein ergibt sich bei den beschriebenen thermischen Enteisungssystemen mit einem ringförmigen Rohrelement („picollo” tube) das Problem, dass durch das Rohrelement, welches mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen versehen ist, Heißluft zugeführt wird, welche den Innenraum des Einströmbereichs der Triebwerksverkleidung und damit die Triebwerksverkleidung selbst erwärmt, um einer Eisbildung vorzubeugen. Da es sich bei dem ringförmigen Rohrelement um ein sehr großes Bauteil handelt, ergeben sich durch die auftretenden Temperaturunterschiede starke thermische Ausdehnungen und Kontraktionen. Weiterhin treten Schwingungen auf, welche, ebenso wie Belastungen beim Manövrieren des Flugzeugs, auf das Rohrelement und dessen Lagerung einwirken. Dies führt wiederum zu großen Relativbewegungen, die wiederum hohe Belastungen für das Enteisungssystem darstellen und zu Rissen, Brüchen oder einem völligen Versagen des Systems führen können.In general, in the described thermal de-icing systems with an annular pipe element ("picollo" tube) the problem arises that hot air is supplied through the pipe element, which is provided with a plurality of outflow openings, which the interior of the inflow region of the engine cowling and thus Engine cowling heated itself to prevent ice formation. Since the annular tubular element is a very large component, the resulting temperature differences result in strong thermal expansions and contractions. Furthermore, vibrations occur, which, as well as loads during maneuvering of the aircraft, act on the pipe element and its storage. This in turn leads to large relative movements, which in turn represent high loads on the deicing system and can lead to cracks, fractures or a complete failure of the system.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluggasturbine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das zur Enteisung dienende ringförmige Rohrelement auf einfache und betriebssichere Weise unter Vermeidung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile gelagert ist.The invention has for its object to provide an aircraft gas turbine of the type mentioned, in which the serving for deicing annular tubular element is mounted in a simple and reliable manner while avoiding the disadvantages known from the prior art.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the combination of features of claim 1, the dependent claims show further advantageous embodiments of the invention.
Erfindungsgemäß ist somit vorgeschlagen, dass jedes Lagerelement einen das Rohrelement umfassenden, an diesem befestigten Ring umfasst. Der Ring kann mit dem Rohrelement beispielsweise verschweißt, genietet, oder verlötet sein. An dem Ring ist erfindungsgemäß ein im Wesentlichen U-förmiges Zwischenelement befestigt, welches sich quer zur Längsachse des Rohrelements erstreckt. Das U-förmige Zwischenelement umfasst somit einen radial innenliegenden und einen radial außenliegenden Schenkel, welche sich quer oder senkrecht zu einer Längsachse des ringförmigen Rohrelements erstrecken. Die durch die Mittelachse des Rohrelements definierte Ebene verläuft somit quer zur Längsrichtung der beiden Schenkel.According to the invention it is thus proposed that each bearing element comprises a tubular element comprising the ring attached thereto. The ring may for example be welded, riveted, or soldered to the pipe element. According to the invention, a substantially U-shaped intermediate element, which extends transversely to the longitudinal axis of the tubular element, is fastened to the ring. The U-shaped intermediate element thus comprises a radially inner and a radially outer leg, which extend transversely or perpendicular to a longitudinal axis of the annular tubular element. The plane defined by the central axis of the pipe element thus extends transversely to the longitudinal direction of the two legs.
Durch die U-förmige Ausgestaltung des Zwischenelements ist es möglich, Längsverschiebungen des Rohrelements in seiner Längsachse zu ermöglichen. Dies wird durch die Elastizität des U-förmigen Zwischenelements ermöglicht. Dieses ist beispielsweise aus einem Blechteil gefertigt und elastisch verformbar.Due to the U-shaped configuration of the intermediate element, it is possible to allow longitudinal displacements of the tubular element in its longitudinal axis. This is made possible by the elasticity of the U-shaped intermediate element. This is made for example of a sheet metal part and elastically deformable.
Weiterhin ermöglicht die Elastizität des U-förmigen Zwischenelements, zusätzlich zu den beschriebenen Lateralbewegungen, in Umfangsrichtung eine Drehung um die Mitte des U-förmigen Zwischenelements, so dass Verlagerungen des Rohrelements, beispielsweise durch Schwingungen, möglich sind.Furthermore, the elasticity of the U-shaped intermediate element, in addition to the described lateral movements, in the circumferential direction allows rotation about the center of the U-shaped intermediate element, so that displacements of the tubular element, for example by vibrations, are possible.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass an dem Zwischenelement ein längliches Trägerelement befestigt ist, dessen einer Endbereich an dem U-förmigen Zwischenelement befestigt ist und dessen anderer Endbereich zu dem ersten Endbereich abgewinkelt ist und sich parallel zur Längsachse des Rohrelements erstreckt. Das längliche Trägerelement, welches bevorzugterweise als elastisches Band ausgebildet ist, ermöglicht somit radiale Bewegungen des ringförmigen Rohrelements, welche durch thermische Expansionen oder Kontraktionen hervorgerufen werden. Das längliche Trägerelement ist bevorzugt abgerundet ausgebildet, wobei die beiden Endbereiche in einem Winkel (abgewinkelt) angeordnet sind. Das elastische längliche Trägerelement ist in günstiger Ausgestaltung der Erfindung an einer Strukturwand der Triebwerksverkleidung befestigt, welche sich parallel zur durch die Längsachse des Rohrelements definierten Ebene erstreckt.According to the invention, it is further provided that an elongate carrier element is attached to the intermediate element, one end region of which is fastened to the U-shaped intermediate element and whose other end region is angled toward the first end region and extends parallel to the longitudinal axis of the tubular element. The elongated support element, which is preferably designed as an elastic band, thus allowing radial movements of the annular tubular element, which are caused by thermal expansions or contractions. The elongate carrier element is preferably rounded, wherein the two end regions are arranged at an angle (angled). The elastic elongated support member is attached in a favorable embodiment of the invention to a structural wall of the engine cowling, which extends parallel to the plane defined by the longitudinal axis of the tubular element level.
Erfindungsgemäß sind somit sämtliche Bewegungen des ringförmigen Rohrelements (picollo tube) möglich und werden durch die elastische Deformation des Lagerelements ermöglicht, ohne dass unerwünschte mechanische Belastungen auftreten, die zu Rissen, Verschleiß oder einem Bauteilversagen führen können. Dabei wird insbesondere die größte Relativbewegung des Rohrelements, welche durch radiale Bewegungen durch thermische Expansionen oder Kontraktionen hervorgerufen wird, ermöglicht. Die elastische Verformbarkeit des Lagerelements stellt somit sicher, dass nur geringste Lasten auf das Gesamtsystem übertragen werden. Auch Bewegungen in Umfangsrichtung des ringförmigen Rohrelements sowie in Axialrichtung, bezogen auf eine Triebwerksachse, sind durch die elastischen Deformationen des Lagerelements möglich.According to the invention thus all movements of the annular tube element (picollo tube) are possible and are characterized by the elastic Deformation of the bearing element allows without undesirable mechanical stresses occur, which can lead to cracks, wear or a component failure. In particular, the greatest relative movement of the tubular element, which is caused by radial movements due to thermal expansions or contractions, is made possible. The elastic deformability of the bearing element thus ensures that only very small loads are transferred to the overall system. Movements in the circumferential direction of the annular tubular element and in the axial direction, relative to an engine axis, are also possible due to the elastic deformations of the bearing element.
Weiterhin führt die erfindungsgemäße Konstruktion der Lagerelemente dazu, dass Bewegungen, welche sich durch lokale Falschanordnungen, beispielsweise durch nicht korrekte Montage ergeben, durch das Lagerelement aufgefangen und kompensiert werden können.Furthermore, the construction of the bearing elements according to the invention leads to movements which result from local incorrect arrangements, for example due to incorrect assembly, being able to be absorbed and compensated by the bearing element.
Die erfindungsgemäße Konstruktion ist somit wartungsfreundlich, sie braucht während des Betriebes nicht regelmäßig kontrolliert werden, da keine Relativbewegungen der einzelnen Teile, welche zu Verschleiß oder Rissen führen könnten, auftreten. Die gesamte Konstruktion ist robust, weist ein geringes Gewicht auf und ist kostengünstig herstellbar.The construction according to the invention is thus easy to maintain, it does not need to be checked regularly during operation, since no relative movements of the individual parts, which could lead to wear or cracks occur. The entire construction is robust, has a low weight and is inexpensive to produce.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:In the following the invention will be described by means of an embodiment in conjunction with the drawing. Showing:
Das Gasturbinentriebwerk
Der Zwischendruckkompressor
Die Turbinenabschnitte
Die
Das Lagerelement
An dem Zwischenelement
Die
Die
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- TriebwerksachseEngine axis
- 1010
- GasturbinentriebwerkGas turbine engine
- 1111
- Lufteinlass/EinströmbereichAir intake / inflow
- 1212
- im Gehäuse umlaufender Fanin the housing revolving fan
- 1313
- ZwischendruckkompressorIntermediate pressure compressor
- 1414
- HochdruckkompressorHigh pressure compressor
- 1515
- Brennkammerncombustors
- 1616
- HochdruckturbineHigh-pressure turbine
- 1717
- ZwischendruckturbineIntermediate pressure turbine
- 1818
- NiederdruckturbineLow-pressure turbine
- 1919
- Abgasdüseexhaust nozzle
- 2020
- Leitschaufelnvanes
- 2121
- TriebwerksgehäuseEngine casing
- 2222
- KompressorlaufschaufelnCompressor blades
- 2323
- Leitschaufelnvanes
- 2424
- Turbinenschaufelnturbine blades
- 2626
- Kompressortrommel oder -scheibeCompressor drum or disc
- 2727
- TurbinenrotornabeTurbinenrotornabe
- 2828
- Auslasskonusoutlet cone
- 2929
- Rohrelement (picollo tube)Pipe tube (picollo tube)
- 3030
- Triebwerksverkleidung (nacelle)Engine cowling (nacelle)
- 3131
- Radial äußere WandungRadial outer wall
- 3232
- Radial innere WandungRadial inner wall
- 3333
- Lagerelementbearing element
- 3434
- Ringring
- 3535
- Elastisches U-förmiges ZwischenelementElastic U-shaped intermediate element
- 3636
- Radial innenliegender SchenkelRadial internal leg
- 3737
- Radial außenliegender SchenkelRadial outboard leg
- 3838
- Längsachse des RohrelementsLongitudinal axis of the tubular element
- 3939
- Trägerelementsupport element
- 4040
- Erster EndbereichFirst end area
- 4141
- Zweiter EndbereichSecond end area
- 4242
- Strukturwandstructural wall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2009/0103975 A1 [0002] US 2009/0103975 A1 [0002]
- US 6079670 A [0003] US 6079670 A [0003]
- EP 0922842 B1 [0004] EP 0922842 B1 [0004]
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