JPH0713476B2 - シールリング - Google Patents
シールリングInfo
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- JPH0713476B2 JPH0713476B2 JP3080611A JP8061191A JPH0713476B2 JP H0713476 B2 JPH0713476 B2 JP H0713476B2 JP 3080611 A JP3080611 A JP 3080611A JP 8061191 A JP8061191 A JP 8061191A JP H0713476 B2 JPH0713476 B2 JP H0713476B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/20—Mounting or supporting of plant; Accommodating heat expansion or creep
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/12—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/78—Other construction of jet pipes
- F02K1/80—Couplings or connections
- F02K1/805—Sealing devices therefor, e.g. for movable parts of jet pipes or nozzle flaps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
- F16B2200/50—Flanged connections
- F16B2200/509—Flanged connections clamped
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Joints With Sleeves (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
Description
【0001】
【技術分野】この発明は、一般に1対のダクトまたはパ
イプ間に流体密な継目を維持するシールに関し、特に航
空機ジェットエンジンとその排気ダクトおよびノズルと
の間をシールするシールリングに関する。
イプ間に流体密な継目を維持するシールに関し、特に航
空機ジェットエンジンとその排気ダクトおよびノズルと
の間をシールするシールリングに関する。
【0002】
【従来の技術】1対の軸線方向に連結されたダクトまた
はパイプ間に形成した継目を通して流体が漏れるのをシ
ールするために、種々の形式のシールリングが考案され
ている。現在極めて多数のシール設計が得られるにもか
かわらず、航空機ジェットエンジンと航空機機体に装着
され支持されたジェットエンジン排気ダクトとの間をシ
ールするという、特別の必要条件を満たすシールリング
が現在でも必要とされている。従来のジェットエンジン
航空機の生産技術では、ジェットエンジンをその排気ダ
クトおよびノズルに剛直に装着していたので、ジェット
エンジンと排気ダクトとの間に設けるシールが、排気ダ
クトを機体に装着し、均衡支持する現代の航空機設計に
見られるような、多くの変数に順応し、多くの機能を果
たすことは要求されていなかった。
はパイプ間に形成した継目を通して流体が漏れるのをシ
ールするために、種々の形式のシールリングが考案され
ている。現在極めて多数のシール設計が得られるにもか
かわらず、航空機ジェットエンジンと航空機機体に装着
され支持されたジェットエンジン排気ダクトとの間をシ
ールするという、特別の必要条件を満たすシールリング
が現在でも必要とされている。従来のジェットエンジン
航空機の生産技術では、ジェットエンジンをその排気ダ
クトおよびノズルに剛直に装着していたので、ジェット
エンジンと排気ダクトとの間に設けるシールが、排気ダ
クトを機体に装着し、均衡支持する現代の航空機設計に
見られるような、多くの変数に順応し、多くの機能を果
たすことは要求されていなかった。
【0003】さらに詳しく説明すると、ジェットエンジ
ン・ケーシングと、これに関連する機体に支持された排
気ダクトおよびノズルとの間の接合部をシールするシー
ルリングは、エンジンの運転中の排気ガスの漏れを最小
に抑えながら、排気ダクトおよびノズルがジェットエン
ジン・ケーシングに対して相対移動するのを許容し、し
かもエンジンの取付けと取外しを容易にするものでなけ
ればならない。具体的には、このようなシールリング
は、エンジンケーシングと排気ダクトとの間のシールさ
れた接合部における軸線方向の相対移動に適応するだけ
でなく、エンジンケーシングおよび排気ダクトの長さ方
向軸線間の角度のずれ(ミスアライメント)にも適応し
なければならない。このシールリングはさらに、ジェッ
トエンジンのこれらの部分の間の半径方向のずれ、すな
わち偏心に適応し、そして熱膨張・収縮や圧力荷重によ
るこれらの部分の間の直径の変化を補償しなければなら
ない。
ン・ケーシングと、これに関連する機体に支持された排
気ダクトおよびノズルとの間の接合部をシールするシー
ルリングは、エンジンの運転中の排気ガスの漏れを最小
に抑えながら、排気ダクトおよびノズルがジェットエン
ジン・ケーシングに対して相対移動するのを許容し、し
かもエンジンの取付けと取外しを容易にするものでなけ
ればならない。具体的には、このようなシールリング
は、エンジンケーシングと排気ダクトとの間のシールさ
れた接合部における軸線方向の相対移動に適応するだけ
でなく、エンジンケーシングおよび排気ダクトの長さ方
向軸線間の角度のずれ(ミスアライメント)にも適応し
なければならない。このシールリングはさらに、ジェッ
トエンジンのこれらの部分の間の半径方向のずれ、すな
わち偏心に適応し、そして熱膨張・収縮や圧力荷重によ
るこれらの部分の間の直径の変化を補償しなければなら
ない。
【0004】
【発明の目的】この発明は、上述したニーズを満たすた
めに開発されたもので、したがって、1対の環状ダクト
部材間を流体漏れに対してシールする一方、それらの間
の相対移動およびずれに適応するシールリングを提供す
ることを目的とする。
めに開発されたもので、したがって、1対の環状ダクト
部材間を流体漏れに対してシールする一方、それらの間
の相対移動およびずれに適応するシールリングを提供す
ることを目的とする。
【0005】この発明の別の目的は、航空機機体に装着
され支持された航空機ジェットエンジン排気ダクトと、
それとは別個に支持されたジェットエンジンとの間をシ
ールするシールリングを提供することにある。
され支持された航空機ジェットエンジン排気ダクトと、
それとは別個に支持されたジェットエンジンとの間をシ
ールするシールリングを提供することにある。
【0006】この発明の他の目的は、航空機ジェットエ
ンジンとこれに関連するジェットエンジン排気ダクトと
の間に有効なシールを維持しながら、両者間に軸線方向
および半径方向の相対移動を許容し、かつ相対的な角度
のずれ(軸線方向ミスアライメント)および半径方向ず
れ(偏心)に適応するシールリングを提供することにあ
る。
ンジンとこれに関連するジェットエンジン排気ダクトと
の間に有効なシールを維持しながら、両者間に軸線方向
および半径方向の相対移動を許容し、かつ相対的な角度
のずれ(軸線方向ミスアライメント)および半径方向ず
れ(偏心)に適応するシールリングを提供することにあ
る。
【0007】この発明のさらに他の目的は、航空機機体
にジェットエンジンとは別個に装着されたジェットエン
ジン排気ダクトに対する、ジェットエンジンの取付けお
よび取外しを容易にするシールリングを提供することに
ある。
にジェットエンジンとは別個に装着されたジェットエン
ジン排気ダクトに対する、ジェットエンジンの取付けお
よび取外しを容易にするシールリングを提供することに
ある。
【0008】
【発明の概要】簡潔に説明すると、この発明のシールリ
ングアセンブリは、大小2つのリングセグメントを、円
周方向に緊張させた関係、すなわちばねバイアスはめあ
い関係で、円周方向に相互連結した構成である。レバー
操作式ばねアセンブリで張力を相互連結部にかけること
ができ、このばねアセンブリは大きいリングセグメント
と小さいリングセグメントとの間に所定の円周方向のす
べり移動を許容する。このすべり移動はピストンリング
シールの自由端間に得られるものと同様である。
ングアセンブリは、大小2つのリングセグメントを、円
周方向に緊張させた関係、すなわちばねバイアスはめあ
い関係で、円周方向に相互連結した構成である。レバー
操作式ばねアセンブリで張力を相互連結部にかけること
ができ、このばねアセンブリは大きいリングセグメント
と小さいリングセグメントとの間に所定の円周方向のす
べり移動を許容する。このすべり移動はピストンリング
シールの自由端間に得られるものと同様である。
【0009】シールすべき2つの環状部材間の軸線方向
の相対移動に適応するために、一方の環状部材に、リン
グセグメントが画定する円筒形内面と密封関係で係合す
る球形表面部分を設ける。この種の球形またはスイベル
シール係合は、シールすべき部材間の相対的な軸線方向
のずれも許容する。シールすべき部材間の半径方向の相
対移動に適応するためには、球形面を持たない方の部材
に環状の半径方向フランジを形成し、このフランジに環
状の内部スロットまたは溝を形成し、溝を半径方向内向
きに開口して、これにリングセグメントから半径方向外
向きに突出する環状の半径方向フランジを密封関係で受
け入れる。
の相対移動に適応するために、一方の環状部材に、リン
グセグメントが画定する円筒形内面と密封関係で係合す
る球形表面部分を設ける。この種の球形またはスイベル
シール係合は、シールすべき部材間の相対的な軸線方向
のずれも許容する。シールすべき部材間の半径方向の相
対移動に適応するためには、球形面を持たない方の部材
に環状の半径方向フランジを形成し、このフランジに環
状の内部スロットまたは溝を形成し、溝を半径方向内向
きに開口して、これにリングセグメントから半径方向外
向きに突出する環状の半径方向フランジを密封関係で受
け入れる。
【0010】この発明の上述した目的、特徴および効果
は以上指摘した通りであるが、さらに明確にするため
に、以下にこの発明を添付の図面を参照しながら詳しく
説明する。なお、一連の図面中、同じ符号は同じまたは
同様の部品を示す。
は以上指摘した通りであるが、さらに明確にするため
に、以下にこの発明を添付の図面を参照しながら詳しく
説明する。なお、一連の図面中、同じ符号は同じまたは
同様の部品を示す。
【0011】
【具体的な構成】まず図1および図2に、この発明をジ
ェット航空機の組立に適用した例を線図的に示す。航空
機10に搭載したジェットエンジン12は、排気ダクト
またはノズル14に関節型連接継目16を介して連結さ
れている。この特定の用途では、ジェットエンジン12
およびダクト14をそれぞれ航空機10の機体に独立に
装着している。
ェット航空機の組立に適用した例を線図的に示す。航空
機10に搭載したジェットエンジン12は、排気ダクト
またはノズル14に関節型連接継目16を介して連結さ
れている。この特定の用途では、ジェットエンジン12
およびダクト14をそれぞれ航空機10の機体に独立に
装着している。
【0012】この独立懸架方式では、エンジンの運転中
に排気ガスが継目16から漏れるのを防止するために、
特殊なシールアセンブリ18を設ける必要がある。エン
ジン取付けおよび取外し用ベイ20に得られるスペース
が限定されているので、シールアセンブリ18はエンジ
ン12を排気ダクト14に軸線方向に簡単に取付けられ
るようにすることも必要である。一般に、シールアセン
ブリ18は、エンジン12およびダクト14に設けられ
た軸線方向に離間したシール面が、後述する2部材から
なるシールリングと協動する構成である。
に排気ガスが継目16から漏れるのを防止するために、
特殊なシールアセンブリ18を設ける必要がある。エン
ジン取付けおよび取外し用ベイ20に得られるスペース
が限定されているので、シールアセンブリ18はエンジ
ン12を排気ダクト14に軸線方向に簡単に取付けられ
るようにすることも必要である。一般に、シールアセン
ブリ18は、エンジン12およびダクト14に設けられ
た軸線方向に離間したシール面が、後述する2部材から
なるシールリングと協動する構成である。
【0013】図3に示すように、シールアセンブリ18
はシールリング22と、シールリング22を継目16の
まわりに円周方向に緊締する引張手段またはアセンブリ
24とを含む。図4に示すように、シールリング22に
は、軸線方向に延在する環状ベースまたはバンド部分2
6と、半径方向外向きに突出する環状シールフランジ2
8とが設けられている。環状バンド部分26の内面30
を、大体円筒形の外形または輪郭とするのが好ましい。
環状バンド部分26に環状補強リブ32を形成してシー
ルリング22の剛性を高めるのがよい。
はシールリング22と、シールリング22を継目16の
まわりに円周方向に緊締する引張手段またはアセンブリ
24とを含む。図4に示すように、シールリング22に
は、軸線方向に延在する環状ベースまたはバンド部分2
6と、半径方向外向きに突出する環状シールフランジ2
8とが設けられている。環状バンド部分26の内面30
を、大体円筒形の外形または輪郭とするのが好ましい。
環状バンド部分26に環状補強リブ32を形成してシー
ルリング22の剛性を高めるのがよい。
【0014】さらに図4から明らかなように、エンジン
12の軸線方向後端部分は環状ダクトまたは導管34で
終端する。導管34には、軸線方向に延在する拡径した
管状カラー部分36が設けられ、端ぐりの形態の環状ポ
ケットまたは凹所38を画定している。カラー部分36
から、半径方向外向きに延在する環状フランジ40が突
出し、フランジ40には、環状の半径方向スロットまた
は溝42が形成されている。この溝42は半径方向内向
きに開口して、環状シールフランジ28と密な半径方向
すべりばめ関係で密封係合する。溝42の開口を44で
面取りして、組立時にシールフランジ28を挿入しやす
くするのがよい。
12の軸線方向後端部分は環状ダクトまたは導管34で
終端する。導管34には、軸線方向に延在する拡径した
管状カラー部分36が設けられ、端ぐりの形態の環状ポ
ケットまたは凹所38を画定している。カラー部分36
から、半径方向外向きに延在する環状フランジ40が突
出し、フランジ40には、環状の半径方向スロットまた
は溝42が形成されている。この溝42は半径方向内向
きに開口して、環状シールフランジ28と密な半径方向
すべりばめ関係で密封係合する。溝42の開口を44で
面取りして、組立時にシールフランジ28を挿入しやす
くするのがよい。
【0015】排気ダクト14の前方部分には、円弧状
の、好ましくは球形の表面部分50を設けて、環状バン
ド部分26の内面30と旋回可能かつ軸線方向摺動可能
なはめ合い関係で密封係合する。排気ダクト14に環状
補強リング52を形成して、バンド形表面部分50に隣
接する排気ダクト14の円形度を制御するのがよい。排
気ダクト14の軸線方向端面56とそれと向かい合う環
状ポケット38の半径方向面58との間に軸線方向クリ
アランス54をとって、エンジン12と排気ダクト14
との間の軸線方向の相対移動を許容する。
の、好ましくは球形の表面部分50を設けて、環状バン
ド部分26の内面30と旋回可能かつ軸線方向摺動可能
なはめ合い関係で密封係合する。排気ダクト14に環状
補強リング52を形成して、バンド形表面部分50に隣
接する排気ダクト14の円形度を制御するのがよい。排
気ダクト14の軸線方向端面56とそれと向かい合う環
状ポケット38の半径方向面58との間に軸線方向クリ
アランス54をとって、エンジン12と排気ダクト14
との間の軸線方向の相対移動を許容する。
【0016】管状カラー部分36の内壁62と軸線方向
端面56に隣接する排気ダクト14の球形表面部分50
との間に、半径方向クリアランス60をとる。半径方向
クリアランス60は、エンジン導管34に抵触すること
なく、両表面50および30間に妨害のない旋回または
スイベル運動を許容する。内壁62とバンド部分26と
の間にも環状半径方向クリアランス64をとる。さら
に、シールフランジ28の外側先端66と半径方向溝4
2の底68との間にも、半径方向クリアランス70をと
る。
端面56に隣接する排気ダクト14の球形表面部分50
との間に、半径方向クリアランス60をとる。半径方向
クリアランス60は、エンジン導管34に抵触すること
なく、両表面50および30間に妨害のない旋回または
スイベル運動を許容する。内壁62とバンド部分26と
の間にも環状半径方向クリアランス64をとる。さら
に、シールフランジ28の外側先端66と半径方向溝4
2の底68との間にも、半径方向クリアランス70をと
る。
【0017】これらの半径方向クリアランス60および
70は、継目16に有効なシールを維持しながら、導管
34と排気ダクト14との間に有意な半径方向の相対移
動を許容する。具体的には、熱膨張・収縮および/また
は圧力により加えられる力または加速の力により、エン
ジン12および導管34が半径方向に移動する際、半径
方向シールフランジ28の平行な壁72と、半径方向溝
42の相補形の、すなわち合せ面たる平行な壁74との
間の密なすべりばめにより有効なシールを維持する。
70は、継目16に有効なシールを維持しながら、導管
34と排気ダクト14との間に有意な半径方向の相対移
動を許容する。具体的には、熱膨張・収縮および/また
は圧力により加えられる力または加速の力により、エン
ジン12および導管34が半径方向に移動する際、半径
方向シールフランジ28の平行な壁72と、半径方向溝
42の相補形の、すなわち合せ面たる平行な壁74との
間の密なすべりばめにより有効なシールを維持する。
【0018】シールアセンブリ18の細部を図5に示
す。図5では、シールリング22は、間に円周方向ギャ
ップまたは間隙86を画定する自由端82、84を有す
る、大きな一体のリングセグメント80を含むものとし
て示してある。小さなリングセグメント88を設けて、
ギャップ86を塞ぎ、これにより大きなリングセグメン
ト80と共に実質的に連続な360°のリングを形成す
る。後述するように、この2部構成により、継目16へ
のシールアセンブリ18の装着が容易になり、特にシー
ルリング22を環状フランジ40内部および球形面50
の上に装着するのが簡単になる。
す。図5では、シールリング22は、間に円周方向ギャ
ップまたは間隙86を画定する自由端82、84を有す
る、大きな一体のリングセグメント80を含むものとし
て示してある。小さなリングセグメント88を設けて、
ギャップ86を塞ぎ、これにより大きなリングセグメン
ト80と共に実質的に連続な360°のリングを形成す
る。後述するように、この2部構成により、継目16へ
のシールアセンブリ18の装着が容易になり、特にシー
ルリング22を環状フランジ40内部および球形面50
の上に装着するのが簡単になる。
【0019】小さいリングセグメント88を、図5に示
すように、溝形継手(さねはぎ)により、大きいリング
セグメント80の自由端84に円周方向に固定、係止す
る。具体的には、小さいリングセグメント88の半径方
向フランジ28の一端部分94の近くに、半径方向外向
きに延在する突起(トング)90と半径方向内向きに延
在する溝(グルーブ)92とを形成する。そして、大き
なリングセグメント80の自由端84の近くに、対応す
る、すなわち相補形の突起96と溝98とを形成し、そ
れぞれ小さいリングセグメント88の溝92および突起
90とはめ合わせる。
すように、溝形継手(さねはぎ)により、大きいリング
セグメント80の自由端84に円周方向に固定、係止す
る。具体的には、小さいリングセグメント88の半径方
向フランジ28の一端部分94の近くに、半径方向外向
きに延在する突起(トング)90と半径方向内向きに延
在する溝(グルーブ)92とを形成する。そして、大き
なリングセグメント80の自由端84の近くに、対応す
る、すなわち相補形の突起96と溝98とを形成し、そ
れぞれ小さいリングセグメント88の溝92および突起
90とはめ合わせる。
【0020】図7に示すように、突起(トング)90、
96および溝(グルーブ)92、98はそれぞれ、半径
方向フランジ28の軸線方向厚さの大体半分の軸線方向
幅および軸線方向深さに形成する。このようにすれば、
溝形継手は小さいリングセグメント88を大きいリング
セグメント80の一端に円周方向に係止するだけでな
く、半径方向および円周方向に延在する係合面に沿って
これらのセグメント同士を軸線方向に相対的に拘束しか
つ心合せする。この係合によれば、半径方向フランジ2
8の円周のまわりの軸線方向厚さも均一になる。
96および溝(グルーブ)92、98はそれぞれ、半径
方向フランジ28の軸線方向厚さの大体半分の軸線方向
幅および軸線方向深さに形成する。このようにすれば、
溝形継手は小さいリングセグメント88を大きいリング
セグメント80の一端に円周方向に係止するだけでな
く、半径方向および円周方向に延在する係合面に沿って
これらのセグメント同士を軸線方向に相対的に拘束しか
つ心合せする。この係合によれば、半径方向フランジ2
8の円周のまわりの軸線方向厚さも均一になる。
【0021】シールリング22の突起および溝部分を環
状フランジ40の半径方向溝42内にきっちりとはめ合
せると、これらの係合リング面間に実質的に気密なシー
ルが形成される。半径方向フランジ28と、そのフラン
ジ28を軸線方向に連結または緊締する作用をなす半径
方向溝42との間にも360°のシールが形成される。
小さいリングセグメント88の一端部分94にリップ1
00を形成して、環状バンド部分26の半径方向内面に
形成した対応する凹所102内に着座させ、そこに重ね
る。
状フランジ40の半径方向溝42内にきっちりとはめ合
せると、これらの係合リング面間に実質的に気密なシー
ルが形成される。半径方向フランジ28と、そのフラン
ジ28を軸線方向に連結または緊締する作用をなす半径
方向溝42との間にも360°のシールが形成される。
小さいリングセグメント88の一端部分94にリップ1
00を形成して、環状バンド部分26の半径方向内面に
形成した対応する凹所102内に着座させ、そこに重ね
る。
【0022】小さいリングセグメント88の他端部分1
04と大きなリングセグメント80の自由端82との間
に円周方向に摺動する相互連結部を設ける。図5、図6
および図7からわかるように、大きなリングセグメント
80のフランジ28の自由端82付近に、半径方向フラ
ンジ28の軸線方向幅の約半分の深さの凹所106を形
成する。また、フランジ28の半径方向外側エッジに沿
って軸線方向峯部または段部108を形成する。段部1
08は、シールリング22と大体同軸かつ同心である円
弧の形態の円周方向シート110を形成するように成形
する。
04と大きなリングセグメント80の自由端82との間
に円周方向に摺動する相互連結部を設ける。図5、図6
および図7からわかるように、大きなリングセグメント
80のフランジ28の自由端82付近に、半径方向フラ
ンジ28の軸線方向幅の約半分の深さの凹所106を形
成する。また、フランジ28の半径方向外側エッジに沿
って軸線方向峯部または段部108を形成する。段部1
08は、シールリング22と大体同軸かつ同心である円
弧の形態の円周方向シート110を形成するように成形
する。
【0023】一方、小さいリングセグメント88の他端
部分104付近に、軸線方向幅が半径方向フランジ28
の軸線方向幅の約半分である円周方向に延在する舌部
(トング)112を形成し、その舌部112に半径方向
にへこんだ外側エッジ114を形成し、シート110に
円周方向すべりばめ関係で着座させる。前述した溝形継
手の場合と同様、円周方向舌部112を凹所106の相
補形のくぼみ面に対して軸線方向につき合わせると、シ
ールリング22のこの重畳した円周部分をフランジ40
の半径方向溝42内にはめてくさび止めすると、実質的
に気密な界面が形成される。この重畳した界面は、大き
なリングセグメントと小さなリングセグメントとの間に
有効なシールを維持しながら、両リングセグメント間の
円周方向の相対すべり係合を実現するのに適当である。
部分104付近に、軸線方向幅が半径方向フランジ28
の軸線方向幅の約半分である円周方向に延在する舌部
(トング)112を形成し、その舌部112に半径方向
にへこんだ外側エッジ114を形成し、シート110に
円周方向すべりばめ関係で着座させる。前述した溝形継
手の場合と同様、円周方向舌部112を凹所106の相
補形のくぼみ面に対して軸線方向につき合わせると、シ
ールリング22のこの重畳した円周部分をフランジ40
の半径方向溝42内にはめてくさび止めすると、実質的
に気密な界面が形成される。この重畳した界面は、大き
なリングセグメントと小さなリングセグメントとの間に
有効なシールを維持しながら、両リングセグメント間の
円周方向の相対すべり係合を実現するのに適当である。
【0024】小さいリングセグメント88の他端部分1
04からリップ116が円周方向に延在し、環状バンド
部分26の半径方向内面に形成された凹所118にはま
るようになっている。図7からわかるように、リップ1
16は軸線方向には、環状バンド部分26の全軸線方向
長さの一部に渡ってだけ延在し、大きいリングセグメン
ト80のバンド部分26に形成した相補形のリップ12
0に軸線方向につき当たる。リップ116の端部124
と凹所118の内端に形成した半径方向段部126との
間に、円周方向クリアランス122をとる。
04からリップ116が円周方向に延在し、環状バンド
部分26の半径方向内面に形成された凹所118にはま
るようになっている。図7からわかるように、リップ1
16は軸線方向には、環状バンド部分26の全軸線方向
長さの一部に渡ってだけ延在し、大きいリングセグメン
ト80のバンド部分26に形成した相補形のリップ12
0に軸線方向につき当たる。リップ116の端部124
と凹所118の内端に形成した半径方向段部126との
間に、円周方向クリアランス122をとる。
【0025】小さいリングセグメント88の他端部分1
04の端面130と、大きいリングセグメント80の凹
所106のエッジに形成した半径方向に延在する軸線方
向段132との間に、別の円周方向クリアランス128
をとる。さらに、大きいリングセグメント80の自由端
82の端面136と、小さいリングセグメント88に形
成した舌部112の内端に形成した半径方向に延在する
軸線方向段138との間に、別のクリアランス134を
とる。これらのクリアランス122、128、134は
シールリング22が円周方向に膨張、収縮するのを許容
する一方、大きいリングセグメント80の自由端82と
小さいリングセグメント88の他端部分104との間で
重なる、相対的に摺動する接触表面間に気密な接合部
(継目)を維持する。
04の端面130と、大きいリングセグメント80の凹
所106のエッジに形成した半径方向に延在する軸線方
向段132との間に、別の円周方向クリアランス128
をとる。さらに、大きいリングセグメント80の自由端
82の端面136と、小さいリングセグメント88に形
成した舌部112の内端に形成した半径方向に延在する
軸線方向段138との間に、別のクリアランス134を
とる。これらのクリアランス122、128、134は
シールリング22が円周方向に膨張、収縮するのを許容
する一方、大きいリングセグメント80の自由端82と
小さいリングセグメント88の他端部分104との間で
重なる、相対的に摺動する接触表面間に気密な接合部
(継目)を維持する。
【0026】図6から明らかなように、大きいリングセ
グメント80の自由端82、84に、引張手段24(図
3)をシールリング22上に支持するための装着用ラグ
(耳片)140、142をそれぞれ形成する。引張手段
24は、図8および図9に、ラグ140、142に枢動
自在にピンで装着するものとして示してある。装着用ラ
グ140、142を介してシールリング22に張力を加
えるには、簡単なターンバックルを使用してもよいが、
図8および図9に示すレバー操作のばねバイアスしたア
センブリ24が引張手段として好都合である。
グメント80の自由端82、84に、引張手段24(図
3)をシールリング22上に支持するための装着用ラグ
(耳片)140、142をそれぞれ形成する。引張手段
24は、図8および図9に、ラグ140、142に枢動
自在にピンで装着するものとして示してある。装着用ラ
グ140、142を介してシールリング22に張力を加
えるには、簡単なターンバックルを使用してもよいが、
図8および図9に示すレバー操作のばねバイアスしたア
センブリ24が引張手段として好都合である。
【0027】引張手段24は、円筒容器(キャニスタ)
144内にコイルばね146を端部キャップ148で圧
縮状態に保持した構成である。ばね圧縮手段150は、
ステム部分152、ばね座154およびねじ切り端部1
56を含む。ステム部分のねじ切り端部156を、端部
キャップ148にすべりばめ関係で挿通したフランジ付
きピン160のねじ切り軸線方向穴158にねじ込む。
144内にコイルばね146を端部キャップ148で圧
縮状態に保持した構成である。ばね圧縮手段150は、
ステム部分152、ばね座154およびねじ切り端部1
56を含む。ステム部分のねじ切り端部156を、端部
キャップ148にすべりばめ関係で挿通したフランジ付
きピン160のねじ切り軸線方向穴158にねじ込む。
【0028】ピンのフランジ162は、引張手段24が
図8に示す通りの解放位置にあるとき、円筒容器144
内でのピン160の軸線方向位置を限定する。フランジ
付きピン160とばね圧縮手段150とを相対的に回転
して、ステム152のねじ切り端部156とフランジ付
きピン160のねじ切り穴158との間の軸線方向係合
度を所望の値に設定することにより、図8の位置でコイ
ルばね146に軸線方向の圧縮ばね予備荷重を加えるこ
とができる。
図8に示す通りの解放位置にあるとき、円筒容器144
内でのピン160の軸線方向位置を限定する。フランジ
付きピン160とばね圧縮手段150とを相対的に回転
して、ステム152のねじ切り端部156とフランジ付
きピン160のねじ切り穴158との間の軸線方向係合
度を所望の値に設定することにより、図8の位置でコイ
ルばね146に軸線方向の圧縮ばね予備荷重を加えるこ
とができる。
【0029】回し(ドッグレッグ)レバー164を、フ
ランジ付きピン160の外端に枢着部166で回転自在
にピン連結し、さらにリング168の端部に枢着部17
0で回転自在にピン連結する。リンク168をラグ14
0に枢着部172で回転自在にピン連結し、また円筒容
器144をラグ142に枢着部174で回転自在にピン
連結する。図8と図9とを比較すると、レバー164を
図8の非付勢位置から図9の作動位置に回転すると、コ
イルばね146が円筒容器144内でさらに圧縮され、
ラグ140および142間に所定の張力を加える。した
がって、この張力は、大きいリングセグメント80の自
由端82と小さいリングセグメント88の端部104と
の間に形成された、重畳すべりばめ部に加えられる。図
9に示すように、レバー164の貫通穴176とリンク
168の貫通穴178とを一致させ、ピンまたはボルト
180をこれらの貫通穴に挿通することにより両部材を
この作動位置にロックすることができる。
ランジ付きピン160の外端に枢着部166で回転自在
にピン連結し、さらにリング168の端部に枢着部17
0で回転自在にピン連結する。リンク168をラグ14
0に枢着部172で回転自在にピン連結し、また円筒容
器144をラグ142に枢着部174で回転自在にピン
連結する。図8と図9とを比較すると、レバー164を
図8の非付勢位置から図9の作動位置に回転すると、コ
イルばね146が円筒容器144内でさらに圧縮され、
ラグ140および142間に所定の張力を加える。した
がって、この張力は、大きいリングセグメント80の自
由端82と小さいリングセグメント88の端部104と
の間に形成された、重畳すべりばめ部に加えられる。図
9に示すように、レバー164の貫通穴176とリンク
168の貫通穴178とを一致させ、ピンまたはボルト
180をこれらの貫通穴に挿通することにより両部材を
この作動位置にロックすることができる。
【0030】シールリング22の継目16のまわりへの
装着は次の通りに行うことができる。エンジン12を航
空機10の機体から取り外した状態で、大きいリングセ
グメント80を円周方向に縮めて小さな直径にし、導管
34のフランジ40の溝42に半径方向に挿入する。挿
入したら、大きいリングセグメント80を溝42内で半
径方向外方へ自由に拡げる。次に、小さいリングセグメ
ント88を溝42に装着し、図5、図6および図7に示
すように、大きいリングセグメント80と係合し、連結
する。
装着は次の通りに行うことができる。エンジン12を航
空機10の機体から取り外した状態で、大きいリングセ
グメント80を円周方向に縮めて小さな直径にし、導管
34のフランジ40の溝42に半径方向に挿入する。挿
入したら、大きいリングセグメント80を溝42内で半
径方向外方へ自由に拡げる。次に、小さいリングセグメ
ント88を溝42に装着し、図5、図6および図7に示
すように、大きいリングセグメント80と係合し、連結
する。
【0031】リングセグメント80、88を溝42に装
着した後、大きいリングセグメント80のラグ140、
142に引張手段24を取り付ける。次に、エンジン1
2を装着するため、エンジンをエンジンベイ20まで持
ち上げ、エンジンを航空機10に沿って後方へ並進し、
大小のシールリングセグメントが排気ダクト14の球形
面50上を自由にすべる位置におく。
着した後、大きいリングセグメント80のラグ140、
142に引張手段24を取り付ける。次に、エンジン1
2を装着するため、エンジンをエンジンベイ20まで持
ち上げ、エンジンを航空機10に沿って後方へ並進し、
大小のシールリングセグメントが排気ダクト14の球形
面50上を自由にすべる位置におく。
【0032】大きいリングセグメント80は、自由な状
態では、すなわち最初に溝42内に配置された状態で
は、球形面50の直径より大きな直径に拡がるように設
計されており、したがって球形面50のまわりに簡単に
装着することができる。エンジン12を航空機の機体に
しっかり取り付けた後、引張手段24のレバー164を
引いて、シールリング22を円周方向に締めつける。次
に、ボルト180を貫通穴176、178に挿通して、
引張手段24を所定の位置にロックするのが好ましい。
こうして付勢した時、引張手段24はシールリング22
を継目16のまわりに円周方向に弾性的に緊締する作用
をなし、これにより実質的に気密な360°のシールを
実現する。
態では、すなわち最初に溝42内に配置された状態で
は、球形面50の直径より大きな直径に拡がるように設
計されており、したがって球形面50のまわりに簡単に
装着することができる。エンジン12を航空機の機体に
しっかり取り付けた後、引張手段24のレバー164を
引いて、シールリング22を円周方向に締めつける。次
に、ボルト180を貫通穴176、178に挿通して、
引張手段24を所定の位置にロックするのが好ましい。
こうして付勢した時、引張手段24はシールリング22
を継目16のまわりに円周方向に弾性的に緊締する作用
をなし、これにより実質的に気密な360°のシールを
実現する。
【0033】運転中、シールリング22は、排気ダクト
14に形成された球形面50上で軸線方向にすべること
により、エンジン12と排気ダクト14との間の軸線方
向の相対移動に適応する。シールリング22は、排気ダ
クト14の球形面50のまわりで自在に回転および摺動
することにより、エンジンと排気ダクトとの間の角度の
ずれ(ミスアライメント)にも適応する。エンジンと排
気ダクトとの間の半径方向のずれ(ミスアライメント)
に、環状フランジ28がエンジン導管34のフランジ4
0の半径方向溝42内で半径方向に摺動することによ
り、適応する。
14に形成された球形面50上で軸線方向にすべること
により、エンジン12と排気ダクト14との間の軸線方
向の相対移動に適応する。シールリング22は、排気ダ
クト14の球形面50のまわりで自在に回転および摺動
することにより、エンジンと排気ダクトとの間の角度の
ずれ(ミスアライメント)にも適応する。エンジンと排
気ダクトとの間の半径方向のずれ(ミスアライメント)
に、環状フランジ28がエンジン導管34のフランジ4
0の半径方向溝42内で半径方向に摺動することによ
り、適応する。
【0034】エンジンケースまたは導管34と排気ダク
ト14との間の直径の変化には、シールリング22が、
大きいリングセグメント80の自由端82および小さい
リングセグメント88の端部104付近でかつ両者間
で、必要なだけ円周方向に膨張または収縮することによ
って、適応する。シールアセンブリ18からの漏れは最
小である。引張手段24が常時シールリング22を継目
16のまわりにぴったり引っ張っていて、球形面50と
バンド部分26との間に効果的なシールを維持するから
である。
ト14との間の直径の変化には、シールリング22が、
大きいリングセグメント80の自由端82および小さい
リングセグメント88の端部104付近でかつ両者間
で、必要なだけ円周方向に膨張または収縮することによ
って、適応する。シールアセンブリ18からの漏れは最
小である。引張手段24が常時シールリング22を継目
16のまわりにぴったり引っ張っていて、球形面50と
バンド部分26との間に効果的なシールを維持するから
である。
【0035】シールアセンブリ18は単純なピストンリ
ングタイプの設計より好ましい。シールアセンブリ18
の重量が等価な緊締力を発揮する従来のピストンリング
より軽くなるからである。さらに、シールアセンブリ1
8は、レバー164の1行程で簡単にその緊締力を選択
的に適用または解放することができ、エンジン12の取
付けと取外しが容易になる。その上、シールアセンブリ
18は等価な緊締力のピストンリングより追従性がよ
く、したがって排気ダクトの合せ面が若干円形でなくて
も、ピストンリング型シールより密封性が良好である。
ングタイプの設計より好ましい。シールアセンブリ18
の重量が等価な緊締力を発揮する従来のピストンリング
より軽くなるからである。さらに、シールアセンブリ1
8は、レバー164の1行程で簡単にその緊締力を選択
的に適用または解放することができ、エンジン12の取
付けと取外しが容易になる。その上、シールアセンブリ
18は等価な緊締力のピストンリングより追従性がよ
く、したがって排気ダクトの合せ面が若干円形でなくて
も、ピストンリング型シールより密封性が良好である。
【0036】以上、現在考えられるこの発明の最良の実
施態様を説明した。しかし、この発明には、その要旨を
逸脱しない範囲内で、種々の変形や変更を加えることが
できる。すなわち、エンジンダクトと機体に装着した排
気ノズルとの間に用いるのに適当なシールリングの設計
を説明したが、このシールリングは、位置のずれ(ミス
アライメント)に追従することができ、装着が容易なシ
ールを設ける必要がある他の多くの用途にも使用するこ
とができる。
施態様を説明した。しかし、この発明には、その要旨を
逸脱しない範囲内で、種々の変形や変更を加えることが
できる。すなわち、エンジンダクトと機体に装着した排
気ノズルとの間に用いるのに適当なシールリングの設計
を説明したが、このシールリングは、位置のずれ(ミス
アライメント)に追従することができ、装着が容易なシ
ールを設ける必要がある他の多くの用途にも使用するこ
とができる。
【0037】さらに、図10に示すように、半径方向溝
42を有する環状フランジ40を、前述したように導管
34に設けるのではなくて、シールリング22に設けて
もよい。この場合には、導管34に環状シールフランジ
28を設ける。フランジ40とフランジ28の位置を入
れ替えた以外は、図10のシールアセンブリ18は、前
述したものと同じように機能する。この設計による利点
は、導管34上のカラー部分36がなくなることであ
る。その結果、一層簡単かつ経済的な設計となる。
42を有する環状フランジ40を、前述したように導管
34に設けるのではなくて、シールリング22に設けて
もよい。この場合には、導管34に環状シールフランジ
28を設ける。フランジ40とフランジ28の位置を入
れ替えた以外は、図10のシールアセンブリ18は、前
述したものと同じように機能する。この設計による利点
は、導管34上のカラー部分36がなくなることであ
る。その結果、一層簡単かつ経済的な設計となる。
【図1】ジェット航空機の概略線図で、ジェットエンジ
ンおよび排気ノズルの装着位置を示す。
ンおよび排気ノズルの装着位置を示す。
【図2】図1のジェットエンジンの拡大図で、この発明
に従って設計したシールリングの装着位置を示す。
に従って設計したシールリングの装着位置を示す。
【図3】図2のA−A線方向に見たシールリングの後方
立面図である。
立面図である。
【図4】図3のB−B線方向に見たシールアセンブリの
一部を拡大して示す軸線方向断面図である。
一部を拡大して示す軸線方向断面図である。
【図5】大きいリングセグメントと小さいリングセグメ
ントとの相互接続部分を分解して示す拡大図である。
ントとの相互接続部分を分解して示す拡大図である。
【図6】組立てた状態のリングセグメントを示す後方か
ら前方を見た図である。
ら前方を見た図である。
【図7】図6の底面図である。
【図8】図6のリングに取り付けた引張手段を解除状態
で示す立面図である。
で示す立面図である。
【図9】引張手段を作動、すなわち引張状態で示す図8
と同様の図である。
と同様の図である。
【図10】シールアセンブリの別の例を示す図4と同様
の断面図である。
の断面図である。
10 航空機 12 ジェットエンジン 14 排気ダクト 16 継目 18 シールアセンブリ 22 シールリング 24 引張手段 26 バンド部分 28 環状シールフランジ 34 環状導管(ダクト) 40 環状フランジ 42 溝 50 球形面 54 軸線方向クリアランス 60、64、70 半径方向クリアランス 80 大きいリングセグメント 82、84 自由端 86 ギャップ 88 小さいリングセグメント 90、96 突起 92、98 溝 94、104 端部 140、142 ラグ 144 円筒容器 146 コイルばね 148 端部キャップ 164 レバー
Claims (13)
- 【請求項1】1対の軸線方向に心合せされた導管または
ダクト間にシールされた継目を形成するシールリング装
置において、大きいシールリングセグメントと、小さい
シールリングセグメントとを含み、上記大きいシールリ
ングセグメントは、間に円周方向に延在するギャップを
画定する、第1自由端部分および第2自由端部分を含
み、上記小さいシールリングセグメントは、上記ギャッ
プを円周方向に横切って延在して実質的に連続な360
°のシールリングを形成し、そして、第1端部分と第2
端部分とを含み、小さいシールリングセグメントの第1
端部分を大きいシールリングセグメントの第1端部分と
すべりばめ関係で重ね、小さいシールリングセグメント
の第2端部分を大きいシールリングセグメントの第2端
部分に円周方向にさねはぎにより固定し、こうして上記
シールリングの半径方向の膨張および収縮により、上記
大きいシールリングセグメントの第1自由端部分と小さ
いシールリングセグメントの第1端部分との間に円周方
向すべり移動を生じさせる、ことを特徴とするシールリ
ング装置。 - 【請求項2】上記シールリングが上記シールされた継目
を包囲する軸線方向に延在するバンドと、半径方向外向
きに延在する環状フランジとを含む請求項1に記載の装
置。 - 【請求項3】大きいリングセグメントと小さいリングセ
グメントとを上記大きいリングセグメントと上記小さい
リングセグメントの第1端部分で円周方向で固定し、上
記大きいリングセグメントと上記小さいリングセグメン
トの第2端部分で円周方向すべりばめとした実質的に連
続な360゜の環状シールリングと、上記大きいリング
セグメントに連結されて、上記すべりばめ部に円周方向
の張力を加える引張手段と、を含み、上記小さいリング
セグメントの第2端部分が、上記大きいリングセグメン
トの第2端部分に円周方向で重なる、シールリングアセ
ンブリ。 - 【請求項4】上記引張手段がばね手段を含む請求項3に
記載のシールアセンブリ。 - 【請求項5】上記引張手段が円周方向の張力を選択的に
適用および解放する手段を含む請求項3に記載のシール
アセンブリ。 - 【請求項6】第1ダクトと第2ダクトとの間に形成され
た関節型連接継目をシールするシールアセンブリにおい
て、第1ダクトに設けた半径方向に延在する連結手段
と、第2ダクトに設けた球形表面部分を有する係合手段
と、上記連結手段と係合した半径方向フランジおよび上
記係合手段の球形表面部分に円周方向に合わされかつ係
合し、上記半径方向フランジから軸方向に延在した環状
バンドを含み、上記連結手段と上記係合手段との間に置
かれたシールリングとを含むシールアセンブリ。 - 【請求項7】上記シールリングがさらに、大きいリング
セグメントおよびこれと円周方向すべりばめ関係で連結
された小さいリングセグメントを含む請求項6に記載の
シールアセンブリ。 - 【請求項8】さらに、上記シールリングに連結されて、
これに円周方向の張力を加える引張手段を含む請求項6
に記載のシールアセンブリ。 - 【請求項9】上記結合手段が上記第1ダクトに形成した
環状半径方向フランジを含み、この半径方向フランジに
は環状の半径方向に延在する溝が設けられ、この溝に上
記シールリングの半径方向フランジを摺動自在にかつ密
封関係に受け入れる請求項6に記載のシールアセンブ
リ。 - 【請求項10】上記第1ダクトと上記係合手段の球形表
面部分との間に軸線方向クリアランスおよび半径方向ク
リアランスを維持する請求項6に記載のシールアセンブ
リ。 - 【請求項11】上記第1ダクトがジェットエンジンに連
結され、上記第2ダクトがジェットエンジン排気ダクト
を含む請求項6に記載のシールアセンブリ。 - 【請求項12】上記シールリングの半径方向フランジ
が、環状の半径方向に延在する溝の形成された環状の半
径方向フランジからなり、その溝に上記第1ダクトに設
けられた半径方向に延在する結合手段を摺動自在にかつ
密封関係に収容する請求項6に記載のシールアセンブ
リ。 - 【請求項13】上記小さいリングセグメントの第1端部
分が上記大きいリングセグメントに円周方向に固定さ
れ、第2端部分が大きいリングセグメントにすべりばめ
部に沿って円周方向に重なる請求項7に記載のシールア
センブリ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/559,113 US5088775A (en) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Seal ring with flanged end portions |
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