JPS5912853B2 - 高温ガス用の冷却される絞り装置 - Google Patents

高温ガス用の冷却される絞り装置

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JPS5912853B2
JPS5912853B2 JP52014539A JP1453977A JPS5912853B2 JP S5912853 B2 JPS5912853 B2 JP S5912853B2 JP 52014539 A JP52014539 A JP 52014539A JP 1453977 A JP1453977 A JP 1453977A JP S5912853 B2 JPS5912853 B2 JP S5912853B2
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coolant
pipe
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throttling device
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ヘルマン・ベイエル
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MTU Aero Engines AG
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MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/148Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of rotatable members, e.g. butterfly valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/6416With heating or cooling of the system
    • Y10T137/6579Circulating fluid in heat exchange relationship

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特にジニットエンジンの燃焼室の出口側に接続
する高温ガス用の冷却される絞り装置であつて、冷却材
を送るために二重壁に形成されている高温ガスの管路の
一部分に絞り要素を有する高温ガス用の冷却される絞り
装置に関する。
上記技術の絞り装置は例えばターボジェットエンジンの
燃焼室試験用に設置され、回転可能な絞り弁が燃焼室の
出口に接続されるタービンのシミユレータとして働いて
いる。それ故、このような絞り装置は比較的高くしかも
度々変動する温度にさらされる。この点についてこのよ
うな熱負荷された構造部分を冷却すること、さらに正確
にいうならば風または水を冷却材として使用して熱負荷
された構造部分を冷却することが原則として知られてい
る。
だが上記絞り装置の熱負荷された構造部分を冷却するに
も拘らず近代ターボジェットエンジンにおいて発生する
温度例えば1200℃またはそれ以上のタービン入口温
度を制御するには、かなりの困難が存在するのが現実で
あり熱負荷される構造部分に堆積した種々の物質の堆積
物が熱膨張しそして物質のきれつが生ずることがある。
さらに冷却するにも拘らず熱負荷される部分には危険温
度800℃で既に比較的かたいスケールが生ぜしめられ
る。
特に冷却材として水を利用する場合、要求される高い熱
負荷及び温度変動に対する経済的な対策を見いだすこと
は依然として困難である。
絞り弁が熱による危険にさらされることに加えて回転メ
カニズム、例えば回転軸受けの配置を考慮した絞り要素
についてもいえることである。スィス特許公報1367
38号に開示された絞り装置の場合、その装置の本流方
向に交叉して操作することができる、2つの隣接する管
状構造部分の間の止め弁が取り付けられている。
この場合、止め弁のケーシングは冷却のために二重壁に
形成されている。しかし、この公知のものにおいては、
高温ガスにたえず直接さらされる弁体を直接冷却するこ
とはできない。冷却材路は弁体から距離をおいて、弁の
ケーシングを貫通して設けられている。比較的高い高温
ガスの温度を考慮に入れた場合、上記開示された例から
推考し得る弁及び冷却装置は比較的早期の摩耗を阻止す
ることができず、悪くすると長時間持続運転したときの
弁の焼切りを阻止することができない。
更に上記開示された弁装置は機械的単純さ及び比較的少
ない事故発生率及び開かれた位置のときの少ない流れ損
失についての条件を満たすのには適していない。
上記の止め弁自身の構成及び弁の構成及び配置による、
弁ケーシング内の入りくんだ流れ経路が形成される結果
上記開示された例において比較的高い流れ損失がひきお
こされてしまう。ドイツ特許公開公報第1090525
号には、就中タービンジェットエンジンの排気ガス流に
より衝撃を受ける噴射管の内側に、可変噴射ノズルの上
流側に配置された、噴射管軸に交叉して走る回転軸のま
わりに回転させることができる絞り弁が設けられており
、該絞り弁によつて排気ガス流の連続的絞りの他に可変
噴射ノズルに対して排気ガス流を完全にしや断する(垂
直な位置)かもしくは可変噴射ノズルへ排気ガス流が流
れるようにする(水平な位置)ことができる。
垂直離着陸航空機に設置し得る。推力噴流の制御及びそ
らせ装置が知られている。しかしいかなる冷却設備も上
記開示されたものを引用することはできず、又、この開
示されたものは保守又は修理の快適さを考慮に入れての
、且つ種々の使用上の要求に関してのいかなる示唆ない
しは提案をも比較的簡単な改造可能な絞り装置に対して
与えるものではないものである。本発明の課題は上記の
従来の欠点を解消し、比較的大きい高温ガスの温度変動
がおきているときも最適の冷却、特に絞り要素の最適な
冷却に関する要求により良く応する先に述べた技術の絞
り装置を創作することにある。
上記の課題は上記装置の構成を特許請求の範囲第1項記
載の通りとすることにより解決される。
即ち、本発明の要旨は特にジニットエンジンの燃焼室の
出口側に接続する高温ガス用の冷却される絞り装置であ
つて、冷却材を送るために二重壁に形成されている高温
ガスの管路の部分に絞り要素を有する前記装置において
、前記絞り要素として絞り弁が設けられており、該絞り
弁は前記管路の第1の管部分と第2の管部分との間の分
割面上にある、前記管路の管軸と交叉する方向に走る回
転軸線のまわりに回転移動することができ、前記2つの
管部分は各管部分自身の冷却材循環路をそれぞれ有する
分離された構造部分として形成されており、前記絞り弁
も同様に絞り弁自身の冷却材循環路に接続されており、
且つ前記絞り弁はそのコアと該コアを包む外側ケーシン
グの間に冷却材を通す隙間を有し、前記外側ケーシング
は中空シリンダ状の回転軸と結合されており、該回転軸
は冷却材案内装置として前記隙間に接続されていること
を特徴とする高温ガス用の冷却される絞り装置である。
本発明の装置は次の利点を有する。
(1)絞り弁をそれに付属する冷却装置を含めて簡単に
交換することができる。
(Ij)絞り弁の直接的な冷却がなされるため熱負荷容
量が高い。
(111)絞り弁以外の管部分により絞り弁の冷却材循
環のための冷却水流量が影響されることがない。
0)絞り弁への冷却材の案内装置が管部分への冷却材の
案内装置により左右されることがない。
(V)絞り装置の管部分及び絞り弁の相互に独立した冷
却材循環のための冷却材流量を互いに別々に制御するこ
とができる。(Vi)比較的大きな運転領域にわたつて
高温ガス流を連続的に絞り制御できる。
ノ (VIl)絞り弁が開かれているとき、流れの径路が直
線的であるので高温ガスの流れ損失は比較的少ない。
(Vlll)種々の運転条件を考慮して管部分を交換す
ることができる。
以下本発明につき図面を参照しながら詳細に説明する。
第1図は二重壁に形成され、そして管路の管軸線3と交
叉して走つている回転軸線4の周りに回転移動すること
ができる絞り弁2を有する高温ガス絞り装置を示して(
・る。
この絞り装置は絞り弁2の回転軸線4の位置する平面に
て分割することができ、この分割面の前後に配置された
管部分5,6と絞り弁2自身とには相互に別々の冷却水
循環路が付属せしめられてる。絞り弁2はここでは水平
の状態にあるように例示されており、この場合絞り弁2
を経て管部分5より管部分6への高温ガスの流れ(矢G
)が全く自由である。
冷却水の循環は管部分5、絞り弁2および管部分6につ
いて矢Kl,K2、およびK3によつて模式的に図示し
た通りである。
絞り弁2は本質的にそのコア7と冷却材を通す隙間8を
そのまま残してコア7と同形に包囲している外側ケーシ
ング9とよりなる。次いで第2図および第3図からさら
に明らかなように中空シリンダ状の冷却材案内装置とし
ての絞り弁2の回転軸10,11は隙間8に接続してい
る。
就中気体の流れ方向G(第1図)に交叉して設けられた
絞り弁が回転配置ないし絞り配置のいずれにあつても同
様に隙間8内の極力均一な冷却水の分配が保証されるよ
うに絞り弁2のコア7には複数の案内用凸線12,13
が設けられている。
この案内用凸線によつて隙間を通る冷却材がガスの流れ
方向に交叉して走る複数の部分に分割される。管部分5
又は6の内壁と外壁15,14又は17,16の間に形
成された冷却材路18,19(第1図)の内部には間仕
切り20または21(第4図又は第5図)が配置されて
いる。
この間仕切り20又は21は管部分5、又は6の長手方
向に伸びており、且つ外壁14又は16に固定されてそ
れより冷却材路18内部へ突出し、且つ内壁15又は1
7に対して半径方向に離れているものである。この間仕
切り20又は21により冷却材は管部分の全周にわたり
一様に多数に細分されて分配され、その結果各管部分の
周囲にわたつてできるだけ冷却材を分配することおよび
冷却工程による温度の分布の均一化が保証される。又、
内壁15又は17と間仕切りの間に半径方向に間隙をお
いたのは間仕切り20又は21により細分された冷却材
の流れの小道が形成されるにもかかわらず、個々の小道
間は内壁側でつながつており、その結果、内壁15が全
周にわたり連続的に冷却材でぬらされ、それによつて温
度分布が均一化されるからである。
第4図および第5図からさらに明らかであるように、管
部分5または6には外壁14または16に沿つて環状に
走つている冷却材供給管22または23並びに冷却材排
出管24または25が配置されており、冷却材供給管2
2又は23、及び冷却材排出管24又は25の各々は全
管長の一部分を囲んでいる環状路26又は27および2
8又は29を少なくとも介して外壁14又は16と内壁
15又は17の間に形成された冷却材路18または19
ど接続しており、それによつて冷却効果をさらに高め得
るように冷却材路18または19内には冷却材をガスの
流れの方向に相対する方向に流すことができる。
第5図のように絞り弁2のうしろに配置された管部分6
が熱による危険にさらされる管出口端部が冷却されるよ
うに回転対称であり、且つつば状に外方に湾曲している
部分からなる管端部が形成されており、該管端部は冷却
材排出管23と共に冷却材路19の受ける冷却材の衝撃
に対して設けられた環状路28を形成しており、該環状
路28内部へ外壁16の外方へ湾曲している端部により
画定された冷却材路19が突出している。
第6図に冷却材供給管23及び冷却材排出管25の所に
配置されたブシユ30,31の如く、冷却材供給管22
,23、及び冷却材排出管24,35は多数の周上に一
様に分配されたブシユを一様な冷却材供給及び排出のた
めに有している。
第4,5,6図において36,37、及び39は結合用
フランジ38を有する軸受け台を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は縦中央面に沿つて切開して図示した絞り装置の
模式図、第2図は部分的に切開して図示した絞り弁の側
面図、第3図は部分的に縦方向に切開して図示した第2
図の矢視Xの方向の絞り弁の側面図、第4図は絞り弁の
上流側に配置された管部分の縦断面図、第5図は絞り弁
の出口側につながる管部分の一部分断面図示側面図、第
6図は第5図示のA−B線矢視断面図である。 2・・・・・・絞り弁、5,6・・・・・・管部分、4
・・・・・・絞り弁の回転軸線、7・・・・・・コア、
8・・・・・・隙間、9・・・・・・外側ケーシング、
10,11・・・・・・回転軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 特にジェットエンジンの燃焼室の出口側に接続する
    高温ガス用の冷却される絞り装置であつて、冷却材を送
    るために二重壁に形成されている高温ガスの音路の一部
    分に絞り要素を有する前記装置において、前記絞り要素
    として絞り弁2が設けられており、該絞り弁2は前記管
    路の第1の管部分5と第2の管部分6との間の分割面上
    にある、前記管路の管軸線3と交叉する方向に走る回転
    軸線4のまわりに回転移動することができ、前記2つの
    管部分5、6は各管部分自身の冷却材循環路をそれぞれ
    有する分離された構造部分として形成されており、前記
    絞り弁2も同様に絞り弁自身の冷却材循環路に接続され
    ており、且つ前記絞り弁2はそのコア7と該コア7を包
    む外側ケーシング9の間に冷却材を通す隙間8を有し、
    前記外側ケーシング9は中空シリンダ状の回転軸10、
    11と結合されており、該回転軸10、11は冷却材案
    内装置として前記隙間8に接続されていることを特徴と
    する高温ガス用の冷却される絞り装置。 2 前記絞り弁2の前記コアの表面には冷却材案内用の
    複数の案内用凸線12、13が突設されており、前記案
    内用凸線12、13により、前記コア7と前記外側ケー
    シング6の間に形成された隙間8を通る冷却材が複数の
    部分に分割されるように構成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の高温ガス用の冷却される
    絞り装置。 3 前記管部分5の内壁15と外壁14の間に形成され
    た冷却材路18の内部にその長手方向にのびている複数
    の間仕切りが設けられていることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の高温ガス用の冷却される
    絞り装置。 4 前記間仕切り20が前記管部分5の前記外壁14に
    固定され、且つ、前記管部分5の前記内壁15に対して
    半径方向に離れていることを特徴とする特許請求の範囲
    第3項記載の高温ガス用の冷却される絞り装置。 5 前記絞り弁2の上流側及び下流側に設けられた前記
    管部分5及び6に前記外壁14又は16のまわりをはし
    る環状の冷却材供給管22又は23、及び冷却材排出管
    24又は25が設けられており、前記冷却材供給管22
    又は23、及び前記冷却材排出管24又は25の各々は
    全管長の一部分を囲んでいる環状路26又は27および
    28又は29を少なくとも介して外壁14又は16と内
    壁15又は17の間に形成された冷却材路18または1
    9と接続しており、該冷却材路内に冷却材をガスの流れ
    方向と逆方向に流すことができることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項、第2項、第3項、又は第4項記載の
    高温ガス用の冷却される絞り装置。 6 前記絞り弁2のうしろに配置された、前記管部分6
    に回転対称であり、且つつば状に外方に湾曲している部
    分からなる管端部が形成されており、該管端部は前記冷
    却材排出管23と共に前記冷却材路19の受ける冷却材
    の衝撃に対して設けられた環状路28を形成しており、
    該環状路28内部へ前記外壁16の外方へ湾曲している
    端部により画定された前記冷却材路19が突出している
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3
    項、第4項、又は第5項記載の高温ガス用の冷却される
    絞り装置。 7 前記冷却材供給管および前記冷却材排出管23、2
    5が均一な冷却材の供給もしくは排出のためにそれら管
    23、25の周囲に一様に分配されて配設されたブシユ
    30、31を有することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項、第2項、第3項、第4項、第5項、又は第6項記
    載の高温ガス用の冷却される絞り装置。 8 前記冷却材供給管22、23および前記冷却材排出
    管24、25が少なくとも1つの抽気弁32、33また
    は34、35を備えていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項
    、又は第7項記載の高温ガス用の冷却される絞り装置。
JP52014539A 1976-02-14 1977-02-10 高温ガス用の冷却される絞り装置 Expired JPS5912853B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE26060059-13 1976-02-14
DE2606005A DE2606005C3 (de) 1976-02-14 1976-02-14 Gekühlte Drosselanordnung für Heißgase, insbesonderezur Nachschaltung hinter der Brennkammer eines Strahltriebwerkes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS52145609A JPS52145609A (en) 1977-12-03
JPS5912853B2 true JPS5912853B2 (ja) 1984-03-26

Family

ID=5969932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52014539A Expired JPS5912853B2 (ja) 1976-02-14 1977-02-10 高温ガス用の冷却される絞り装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4121611A (ja)
JP (1) JPS5912853B2 (ja)
DE (1) DE2606005C3 (ja)
FR (1) FR2341043A1 (ja)
GB (1) GB1507817A (ja)
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DE2606005A1 (de) 1977-08-25
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