JPS60184953A - シ−ル - Google Patents

シ−ル

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JPS60184953A
JPS60184953A JP60009976A JP997685A JPS60184953A JP S60184953 A JPS60184953 A JP S60184953A JP 60009976 A JP60009976 A JP 60009976A JP 997685 A JP997685 A JP 997685A JP S60184953 A JPS60184953 A JP S60184953A
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JP
Japan
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support bracket
seal
sealing plate
membrane
hinge means
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JP60009976A
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ダツドレイ・オーウエン・ナツシユ
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • 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
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3204—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings with at least one lip
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は全般的に相対的に可動の２つの部材の間に使
うシールに関する。更に具体的に云えば、この発明は航
空機用ガスタービンエンジンに使う排気ノズル・シール
に関Ｍる。
ｊ？　１月　の　背　現　１ 航空機用の高性能のジェット・タービンエンジンでは、
エンジンの性能を改善づ−る為に可変面積排気ノズルを
設けることが望ましい場合が多い。
例えば２次元（２Ｄ）ノズルは、全体的に不動の２つの
側壁と、排気口の境界を定める上側及び下側のフラップ
とを用いている。適当な作動手段により、上側及び下側
フラップを開閉して、排気口の面積を変えることが出来
る。この様に動かす時、＋側及び下側のフラップが側壁
に対して摺動する。
可動のフラップと不動の側壁の間の空間が、主ＪＪＩ気
流の比較的高圧のカスに対する漏れ通路となる。従って
、この様な１ノ１気装置を設８１づ＝る場合の土な関心
事は、この様な空間又はすぎ間を通じでの漏れを制御す
ることである。
従来使われていた２押力′１の排気シール（：Ｌ弾性リ
ーフ（ｌｅａｆ）シール及びヒンジ・リーフ・シールで
ある。弾十ノ［リーフ・シールは全体的に（〕７字の部
材の片側を、封じしようど噂る部Ｈの内の一方に結合し
、反対側を他方の部材と擦れ接触される５゜２つの部材
が離れる時、このシールがその間の接触を保つ様に、こ
のシールにばね前車を加えることが出来る。他のシール
の場合と同じく、２つのＬ４本条件を充たざな（Ｊれば
ならない。即ら、排気流の比較的高い圧力に耐える位に
丈夫であること、それど同時に（すき間の変化に伴って
拡張並びに収縮が出来る位に可撓性がなければならない
ことである。一般的に、弾性リーフ・シールはこうぃう
条１！１を充たηことが出来ない。即ち、圧力に耐える
位に丈夫にづ−れば、所要の拡張が出来る稈の口Ｔ　Ｉ
Ｑ　ｔ！ｌを持たないことがあるためである。
一般的にヒンジ・リーフ・シールは共通のヒンジ点の周
りに旋回Ｊる平Ｊ１１な２枚のシートを持っ【いる。一
方のシートを封じしようどする部材の′１つに取付け、
他りのシー１〜は他方の部材と擦れ接触させる。このシ
ールは強い強度、並びにＪき間が開閉する時に拡張並び
に収縮づることが出来ることという条件を充たず。然し
、このシールには、高圧ガスに対し、ヒンジを通る漏れ
通路が０右するという問題がある。注意深く設計しても
、現在のノズルに於ける性能の低下は、流ｍ並びにＨＬ
力で０．６％乃至０．９％の範囲である。
発　明　の　目　的 この発明の目的は、相対的に可動の２つの部材の間の空
間におけるガス流を減らす新規で改良されたシールを１
足供することである。
この発明の別の目的は、従来公知のシールに較べて損失
を減少した、排気装置用の軽量でＴクスツノ−ジョン（
ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ　）すなわち拡張収縮幅σ大きいシ
ールを１１鱈供することである。
弁　明　の　要　約 この発明では、相対的に可動の第１及び第２σ部材の間
の空間におりるガス流を減らす装置を扛供Ｊる。この装
嵌は支持ブラケット、Ｊ４じ板及℃可撓膜で構成される
。支１？１ブラケットが第１の８祠に取付けられる。封
じ板が両側の第１及び第≦の端部を持ち、第１の端部を
支持ブラケットにしンジ結合し、第２の端部を第２の部
材と摺動自イに接触させる。可撓膜が支持ブラケツ＋−
及び封り板に固着される。
３、発明の詳細な説明 第１図は航空機用ガスタービンエンジンに使オれる様な
２次元排気ノズル１０を示づ。１３ト気ノじル１０が、
エンジンの排ガスを大気中に叶出すぞ開口すなわち排気
口１２を持っている。排気口′２［ま可動の上側フラッ
プ１７１、可動の下側フラΣプ１６及び側板２０．２２
で構成ざ札る。−１−側御ラツブ１４及び下側フラップ
１６は何れも全体０に側板２０．２２に対して法線方向
に延在する。
フラップ１４がじンジ線２４の周りに旋回する時、フラ
ップ１４の側縁２６は側板２０と滑り接触する。
１）１気［１１２は圧力も湿度も高いから、側板２０．
２２は完全な剛体のま）ではいない。むしろ側板（２０
，２２は、線４０に沿って横方向に動く傾向がある。そ
の時、可動のフラップ１４の側縁２６ど側板２０の間に
可変面梢のザぎ間３０が出来る。
その結果、比較的高圧の領域３２又は開口１２内のガス
はフラップ１４の外側にある比較的低圧のｆｉｐｌ　Ｉ
或３／Ｉに漏れる傾向がある。側ｌ！２６と側板２０と
の間の空間又はずぎ間３０のガス流を減らす）　為に、
シール３６が設けられる。上側及び下側フラップ１／ｌ
、１６の、側板２０又は２２と摺動接）　触する各々の
側縁に、同様なシールを設けることが出来ることに注意
されたい。
第２図及び第３図はシール３６を更に詳しく示７　ｂ−
ｒいる１、この発明のシールを排気ノズルに使う）　場
合についＣ説明するが、これは相対的に可動の注意の２
つの部材の間の空間のガス流を減らケ為のシールに同じ
様に用いることが出来ることを承知されたい。以下一般
的に第１の部材と呼ぶ上側のフラップ１４が、一般的に
第２の部材ど１１・！ふ側板２０に対して相対的に可動
である。この相対運動は矢印３８で示”リー摺動並びに
矢印４０で示寸横方向の運動で構成されることがある。
部材１４．２０の間のＪぎ間又は空間３０のシール３Ｇ
が、比較的高圧の領域３２力旨う比較的低圧の領域３４
へのガス流を減らす様になっている。
シール３６は支持ブラケット７′１１　、　」＝１し板
４２及び可撓膜４３で構成される。支持ブラケッ１へ４
゛１及び月じ板４２がヒンジ・リーフ・シールを形成す
る。支持ブラケット４１の第１の端部４４が第１の部材
１４のフランジ２７に取イ・］けられる９、端δ１（４
４を部材１４に取イ」けるのに、（ｆ意の適当な結合手
段を用いることが出来る。然し、複数個のボルト４６と
連続的な縁の溶接部７１８が支持ブラケット４１を部材
１４にしっかりと結合するとＪ（に、これらの部材の間
のガスの漏れを略ゼロに減少りることが判った。更にこ
の構成は、取（ｔ　ｔ−１並びに交換が比較的容易に出
来る。
１」じ板４２の第１の端部５０が、ヒンジ手段５４によ
り支持ブラケッ１−４１の第２の端部５２に枢着される
。第２図及び第３図に示す実施例では、ヒンジＬ段５４
が、封し板４２の円筒形状を持つ第１の端部５０及びブ
ラケット／１１の円筒形状を持つ第２の端部５２で構成
されていて、端部５０．５２が旋回自在に接触する様に
同心に係合Ｊる。
この曲のヒンジ手段を設Ｃプるごとも、この発明の範囲
内Ｃ・ある。例えばピン形ヒンジし右利に用いることが
出来る。
月し板４２の第２の端部５Ｇが第２の部４Ａ２０ど囲動
自在に接触する。運転１１１１間中、領域３２の比較的
高圧の空気が矢印５８で示す向ぎに封じ板４２に作用す
る。この力が、封じ板４２を部材２０ど接Ｆｌｉ−Ｊ−
る様に押圧する偏圧手段となり、第２の端部５Ｇを部材
２０と密に接触した状態に保ち、こうしてその間のガス
錆れを減らす。
支持ブラケッ１−４１が封じ板４２と共に、高圧領域３
２及び低圧領域３４の間のガス流を部分的に減らす。然
し、どんな形式のヒンジ手段５４を使うかに関係なく、
ヒンジ手段を通る漏れ通路が存在する。ヒンジ手段５／
ｌを通るガス流を減らす為、可撓膜４３を支持ブラケッ
１−４１と封じ板４２に固着りる。
好ましい実施例では、可撓膜４３は全体的にＵ字形℃゛
あって、その四面４５が高圧領域３２の方を向く。可撓
膜４３は、ヒンジ手段５４を通るガス流が実質的になく
なる様に、結合手段によって夫々ブラケツ１〜／ＩＩ及
び」］じ板４２に取イ」ｌ′Ｊるべぎである。好Ｊニジ
い実施例では、シーム溶接を用いることが出来る。
可撓膜４３が封じ板４２と共に開いたり閉じたりするが
、ヒンジ手段５４の近くに配置されている為、膜４３は
封じ板４２稈開かなくてもよい。
更に、四面４５を高圧領域３２の方に向けることにより
、可撓膜の弯曲部分にはフープ応力がか）る。この為、
可撓膜は強度が強いが、比較的薄い材料で作ることが出
来る。例えば、ルネ（Ｒｅｎｅ′）４１又はインコネル
（ｌ　ｎｃｏｎｅｌ）　７１８　（７）様なニッケルを
ベースとした合金を右利に用いることが出来る。
動作中、可撓膜４３が、封じ板４２を第２の部材２０と
接触づる様に押圧する初期の偏圧力を加λる。領域３２
が段々高Ｈにイｒるにつれて、その圧力が、封じ板４２
を部材２０と接触した状態に保つ様１ｊ、　１１１撓膜
４３に対する追加の偏圧力５８になる。この為、封じ板
４２は部材１４．２０が比較的広く隔たっていても、確
実な月じが出来る、。
可ｂ？　ＩＰＪ　４３をヒンジ手段５４の近くに配置す
ることにＪ、す、ＩＩ！Ｊ　４３の撓みの程瓜を最小限
に抑えることが出来る。
ｎｆ撓脱膜４３ブラケッ１〜４１の第１の端部４４を越
えるまで伸ばし、その点でシーム溶接を施すことが望ま
しいことがある。こうすることにより、１個の溶培部が
部材１４と膜４３の間の漏れを防１トする。更に、支持
ブラウット４１の第１の端部４４に縁の溶接部４８を設
ける必要もなくなる。
当業者ぐあれば、この発明がこ）に図示しＨつ説明した
特定の実施例に制約されないことが理解されよう。この
発明はまた平坦な壁を用いた排気装置Ｎに対づる１すし
に制約されない。むしろこの発明は、相対的に可動のＩ
ＩＮの２つの部材の間のガス流を減らづ封じ手段に同じ
様に用いることが出来る。
図面に示した寸法、割合並びに構造関係は例どしで示し
たにづぎず、こういう例示をこの発明のシールに使われ
る実際のゴ法又は割合、構造関係と解してＫＵならない
。
特許請求の範囲に記載されたこの発明のＨｔｉ囲内で、
種々の変更を加えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の特徴を取入れた排気ノズルの一部の
後側斜視図、第２図はこの発明のシールの一部の斜視図
、第３図は第２図に示ηシールを矢印３の方向から見た
断面図Ｃある。 （主な符号の説明） １４．１６：フラップ（第１の部＋Ａ）２０．２２：側
板（第２の部板） ３０：空間又はずぎｌＮ１ ３６：シール ４１；支持ブラケット ４２：封じ板 ４３：可１ｆｔ膜 ５４：ヒンジ手段 特許出願人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）相対的に可動の第１及び第２の部材の間の空間にお
    りるカス流を減らず装胃において、前記第１の部材に取
    イζ１けられた支持ブラケッ１へど、両側の第１及び第
    ２の端部を持っていて、該第１の端部が前記支持ブラケ
    ッ１〜にヒンジ結合されると共に該第２の端部が前記第
    ２の部材ど囲動自在に接触しているＪ」じ板と、前記支
    持ブラケッ１〜及び１）１１記封じ板に固着された可１
    尭膜とを有する装嵌１゜２）相対的に可動の２つの部材
    の間の空間で、相対的に高圧の領域から相対的に低圧の
    領域へのガス流を減らづシールにおいて、第１及び第２
    の端部を持ち、該第１の端部が第１の部材に取（＜ｉ　
    １．Ｊられている支持ブラケッＩ−と、両側の第１及び
    第２の端部をＩＳｆら、該第１の端部が前記支持ブラケ
    ットの第２の端部にヒンジ手段によって接続され、第２
    の端部が第２の部材と囲動自在に接触してい６月し板と
    を有し、前記高圧の領域のガスが前記封じ板をｎｔｊ記
    第２の部材と接触ゴる様に押圧する偏圧手段となり、更
    に、前記支持ブラケッ］・及び月じ板に固着された可撓
    膜を有し、該膜が前記ヒンジ手段を通るガス流を減らず
    シール。 ３）特許請求の範囲第２項に記載したシールにおいで、
    前記可撓膜が凹面を持つ全体的にＵ字形で゛あり、該凹
    面が前記相対的に高圧の領域の方を向いているシール。 ／ｌ）特８′［請求の範囲第２項に記載し／＝シールに
    おいて、前記可撓膜が前記ブラケットと前記封じ板とに
    結合手段によって取付けられていて、前記ヒンジ手段を
    通っ（実質的にガスが流れない様にしたシール。 ５）１４許請求の範囲第２項に記載したシールに（１′
    ３いて、前記ヒンジ手段が、第１の円筒形状を持つ前Ｍ
    ｉｄ　＋Ｐｉの第１の端部、及び第２の円筒形状を持つ
    前記７′ラケツトの第２の端部で構成され、これらの端
    部が旋回自在の接触をする様に同心に係合しているシー
    ル。 ６）相対的に可動の２つの部材の間の空間のガス流を減
    らすシールにおいて、第１及び第２の「１ｉ；部を持ち
    、該第１の端部が第１の部材に取付りられている支持ブ
    ラケットと、両側の第１及び第２の端部を持っていて、
    該第１の端部が前記支持ブラケッ１〜の第２の端部にヒ
    ンジ手段によって接続され、第２の端部が前記第２の部
    材と囲動自在に接触している封じ板と、前記支持ブラケ
    ツ１〜及び１１じ板に固着した可撓１挽とを有し、該膜
    が前記封じ板を第２の部材と接触りる様に押圧する（１
    品圧手段となり、該ＩＩ９が前記ヒンジ手段を通るガス
    流を減らづシール。 ７〉全体的に直角に延在し且つ相対的に可動である２つ
    の部材の間の空間で、第１の圧力の領域から一層低い圧
    力の第２の領域へのカス流を減らづシールにおいて、第
    １及び第２の端部を持ち、該第１の端部が前記第１の部
    材に取イ１けられでいる支持ブラケットと、両側の第１
    及び第２の端部を持ち、該第１の端部が前記支持ブラケ
    ツ１〜の第２の端部にヒンジ手段によつ工接続され、第
    ２の端部か前記第２の部材とｌ８動自在に接触している
    月じ板と、全体的にＵ字形で凹面を持つ可撓膜とを有し
    、該膜は前記凹面が前記第１の領域の方を向く様に前記
    支持ブラケット及び封じ板に固着されており、前記膜が
    前記封じ板を前記第２の部材ど接触する様に押圧覆る偏
    圧手段となり、該膜が前記ヒンジ手段を通るガス流を減
    らすシール。
JP60009976A 1984-01-27 1985-01-24 シ−ル Granted JPS60184953A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/574,317 US4575099A (en) 1984-01-27 1984-01-27 High excursion seal with flexible membrane to prevent gas leakage through hinge
US574317 1984-01-27

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JPS60184953A true JPS60184953A (ja) 1985-09-20
JPH0260860B2 JPH0260860B2 (ja) 1990-12-18

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