KR20090020658A - 엔진용 배기 장치 - Google Patents

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Abstract

항공기용 배기 장치는 엔진의 배기구로부터 배기 가스를 이송하고 엔진과 함께 이동하도록 구성된 주 배기관을 구비한다. 보조 배기관이 주 배기관과 유체 소통하고 기체(airframe)에 이동 가능하게 장착된다. 항공기용 배기 장치는 주 배기관과 보조 배기관 간의 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 유지 수단을 구비한다.

Description

엔진용 배기 장치{ENGINE EXHAUST SYSTEM}
본 발명은 엔진용 배기 장치에 관한 것이다.
종래의 항공기용 배기 장치에서, 배기 이젝터(exhaust ejector)는, 엔진에서 나온 배기 가스를 수용하고 배기 가스를 주 배기 가스관으로 안내하는 엔진 플랜지에 부착된 주 배기 가스관을 갖는다. 종래의 배기 가스 이젝터는 또한 기체(airframe)에 부착되고 초기에 주 배기 가스관과 동심인 엔진용 보조 배기 가스관을 갖는다. 그러나, 변위, 진동 또는 기체에 대한 엔진의 다른 상대적인 운동으로 인해, 종종 주 배기 가스관이 엔진용 보조 배기 가스관과 비동심이 되게 된다.
예컨대, 도 1에는 주 배기관(13)과 보조 배기관(15)을 포함하는 종래 기술의 엔진용 배기 장치가 도시되어 있다. 주 배기관(13)은 엔진(17)에 직접 부착되고 엔진(17)과 함께 이동하는 반면, 보조 배기관(15)은 기체(19)에 부착되고, 일반적으로 기체(19)에 대하여 고정된 상태로 남아 있는다. 엔진(17)이 기체(19)에 대하여 이동할 때, 주 배기관(13)과 보조 배기관(15)은 비동축 및 비동심이 될 수 있다. 도 1은 주 배기관(13)의 축(21)이 보조 배기관(15)의 축(23)과 비동심일 때, 이러한 상태를 예시한다.
주 배기관(13)이 보조 배기관(15)과 비동심일 때, 보조 배기관(15)에서의 배 기 가스 흐름은 방향성을 갖도록 편향될 수 있어, 이젝터 성능이 불량해진다. 이러한 오정렬은 보조 배기관(15) 내에서의 난류성 배기 가스 흐름 및/또는 보조 배기관(15)의 내면(27) 상에 고온 배기 가스(25) 흐름 부분의 직접적인 충돌을 포함하는 여러 가지 바람직하지 않은 조건을 야기할 수 있다. 이들 조건 모두는 보조 배기관(15)의 부분의 과열을 초래할 수 있다. 추가적으로, 최적에 못미치는 배기 가스 배출은 보다 높은 엔진실 온도와 보다 높은 배기 가스 온도를 포함할 수 있고, 이들 효과는 항공기의 다른 구성 요소에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
도 1은 종래 기술의 엔진용 배기 장치의 측단면도이다.
도 2는 엔진용 배기 장치의 실시예의 사시도이다.
도 3은 도 2의 엔진용 배기 장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 엔진용 배기 장치의 측면도이다.
도 5는 도 2의 엔진용 배기 장치의 단면도이다.
도 6은 도 2의 엔진용 배기 장치의 측단면도이다.
항공기의 엔진과 기체 간의 상대 운동으로 인해 항공기 배기관이 바람직하지 않게 비동심이 되는 문제를 해결하기 위해서, 엔진용 배기 장치에는 기체에 대해 엔진이 이동하는 경우에도 2개의 배기관이 동심으로 남아 있도록 2개의 배기관을 함께 링크시키는 링크 수단이 마련된다. 이에 따라, 어떠한 이유로 엔진의 이동이 발생하는 경우, 항공기에 장착된 보조 배기관은 압박되거나 당겨져서 지속적으로 주 배기관과 정렬되어, 최대 이젝터 성능을 유지한다.
이제 도면 중 도 2 내지 도 6을 참고하면, 엔진용 배기 장치(101)의 실시예가 도시되어 있다. 엔진용 배기 장치(101)는 관형 주 배기관(103)(도 6에만 도시함)과, 관형 보조 배기관(105), 그리고 이들 관형 주 배기관(103)과 관형 보조 배기관(105) 간의 축방향 상대 이동을 허용하는 슬립 조인트(107)를 포함한다. 주 배기관(103)과 보조 배기관(105)은 또한 드래그 링크(Drag Link)(109)에 의해 정렬된 상태로 유지된다. 보조 배기관(105)은 기체(111)에 연결되고, 수직 스트럿(113) 및 측방 스트럿(115)에 의해 지지되는데, 이들 스트럿은 유니볼 커넥터(uni-ball connector)에 의해 각 단부가 연결되는 스트럿인 것이 바람직하다. 수직 스트럿(113)은 수직 하중을 지탱하고, 측방 스트럿(115)은 측방 하중을 지탱한다. 바람직하게는, 스트럿 부착부는 임의의 바람직하지 않은 모멘트를 방지하도록 무게 중심 상에 또는 무게 중심에 매우 근접하게 배치된다.
주 배기관(103)은 배기 가스가 엔진(117)에서부터 주 배기관(103)을 경유하여 보조 배기관(105)으로 흘러들어가게 하도록 엔진(117)에 직접 부착된다. 보조 배기관(105)의 전방 단부는 슬립 조인트(107)에 있는 O링 타입 시일(121)의 사용을 통해 엔진 플랜지(119) 내로 동심으로 슬립되고, 이 엔진 플랜지(119)에 시일식으로 결합되며, O링 타입 시일(121)의 사용은 주 배기관(103)과 보조 배기관(105)의 열팽창을 허용한다. O링 타입 시일(121)은 바람직하게는 고온 O링 타입 시일이다. 슬립 조인트(107)는 또한 보조 배기관(105)을 수직 방향 및 수평 방향으로는 지지하지만, 축방향으로는 지지하지 않는다. 보조 배기관(105)의 축방향 제어는, 플랜 지(119)를 보조 배기관(105)에 연결하는 드래그 링크(109)에 의해 달성된다. 드래그 링크(109)의 마운트는 유니볼 커넥터인 것이 바람직하며, 이러한 구성은 엔진(117)과 보조 배기관(105) 간의 축방향 상대 이동은 허용하지만, 이러한 구성은 수직 이동 또는 측방 이동은 허용하지 않는다. 드래그 링크(109)에 관련된 단일 자유도는 엔진 이동이 보조 배기관(105)을 주 배기관(103)에 대해 지속적으로 압박 또는 당겨지게 하고, 엔진용 배기 장치를 바람직하게 정렬된 상태로 유지한다.
엔진용 배기 장치는 (1) 주 배기관과 보조 배기관을 바람직한 방위로 유지하는 능력, (2) 낮은 중량, (3) 증가된 신뢰성 및 내구성, 및 (4) 용이한 설치를 포함하는 여러 가지 장점을 제공한다.
이러한 설명은 예시적인 실시예에 대한 참고를 포함하지만, 제한적인 의미로 해석되도록 의도되는 것은 아니다. 실시예와 다른 실시예의 다양한 수정 및 조합은, 설명을 참고하면 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (13)

  1. 기체(airframe)와, 배기구를 지닌 엔진을 구비하는 항공기용 배기 장치로서,
    엔진의 배기구로부터 배기 가스를 이송하도록 되어 있고, 엔진과 함께 이동하도록 구성된 주 배기관과,
    상기 주 배기관과 유체 소통하고, 기체에 이동 가능하게 장착되도록 되어 있는 보조 배기관, 그리고
    상기 주 배기관과 보조 배기관 간의 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 유지 수단
    을 포함하는 항공기용 배기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상대 정렬은 거의 동축인 것인 항공기용 배기 장치.
  3. 제1항에 있어서, 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 상기 유지 수단은 보조 배기관의 단부를 배기구에 연결하도록 되어 있는 드래그 링크(drag link)를 포함하는 것인 항공기용 배기 장치.
  4. 제1항에 있어서, 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 상기 유지 수단은
    상기 보조 배기관의 단부를 배기구에 연결하도록 되어 있는 드래그 링크와,
    상기 보조 배기관을 기체에 연결하도록 되어 있는 적어도 하나의 스트럿
    을 포함하는 것인 항공기용 배기 장치.
  5. 배기구를 지닌 엔진과,
    상기 배기구와 유체 소통하고, 엔진과 함께 이동하도록 구성된 주 배기관과,
    상기 주 배기관과 유체 소통하고, 기체에 이동 가능하게 장착되도록 되어 있는 보조 배기관, 그리고
    상기 주 배기관과 보조 배기관 간의 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 유지 수단
    을 포함하는 항공기용 엔진 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 상대 정렬은 거의 동축인 것인 항공기용 엔진 장치.
  7. 제5항에 있어서, 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 상기 유지 수단은 보조 배기관을 배기구에 연결하는 드래그 링크(drag link)를 포함하는 것인 항공기용 엔진 장치.
  8. 제5항에 있어서, 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 상기 유지 수단은
    상기 보조 배기관을 엔진의 배기구에 연결하는 드래그 링크과,
    상기 보조 배기관을 기체에 연결하도록 되어 있는 적어도 하나의 스트럿
    을 포함하는 것인 항공기용 엔진 장치.
  9. 기체와,
    배기구를 지닌 엔진과,
    상기 배기구와 유체 소통하고, 엔진과 함께 이동하도록 구성된 주 배기관과,
    상기 주 배기관과 유체 소통하고, 기체에 이동 가능하게 장착된 보조 배기관, 그리고
    상기 주 배기관과 보조 배기관 간의 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 유지 수단
    을 포함하는 항공기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 상대 정렬은 거의 동축인 것인 항공기.
  11. 제9항에 있어서, 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 상기 유지 수단은 보조 배기관을 배기구에 연결하는 링크를 포함하는 것인 항공기.
  12. 제9항에 있어서, 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하는 상기 유지 수단은
    상기 보조 배기관을 엔진의 배기구에 연결하는 링크와
    상기 보조 배기관을 기체에 연결하는 적어도 하나의 스트럿
    을 포함하는 것인 항공기.
  13. 기체와,
    배기구를 지닌 엔진과,
    상기 배기구와 유체 소통하고, 엔진과 함께 이동하도록 구성된 주 배기관과,
    상기 주 배기관과 유체 소통하고, 기체에 이동 가능하게 장착된 보조 배기관과,
    상기 보조 배기관을 엔진의 배기구에 연결하는 링크, 그리고
    상기 보조 배기관을 기체에 연결하는 적어도 하나의 스트럿
    을 포함하고, 상기 링크와 적어도 하나의 스트럿은 주 배기관과 보조 기관 간의 거의 지속적인 상대 정렬을 유지하도록 협동하는 것인 항공기.
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