KR940010724B1 - 플런저 시일 조립체 - Google Patents

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KR940010724B1
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제롬 엘러호스트 로버트
헨리 크라이머 로버트
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제너럴 일렉트릭 캄파니
아더 엠. 킹
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Abstract

내용 없음.

Description

플런저 시일 조립체
제 1 도는 본 발명의 한 실시예에 따른 시일 조립체를 포함한 가스 터어빈용으로써, 개방 위치로 도시되는 양호한 2차원 배기노즐의 개략적인 사시도.
제 2 도는 상대적으로 밀폐 위치로 도시되는 제 1 도에 도시된 배기노즐의 개략적인 사시도.
제 3 도는 제 2 도에 도시된 시일 조립체의 하나를 3-3선을 따라 취한 횡단면도.
제 4 도는 제 3 도에 도시된 시일 조립체의 일부를 4-4선을 따라 취한 부분 단면도.
제 5 도는 제 3 도에 도시된 시일 조립체의 인접 플런저 인접부의 분해 사시도.
제 6 도는 타이로드 플랜지 및 단부 보유 클립을 도시하는 제 3 도의 플런저중의 한 외부 플런저의 분해 사시도.
제 7 도는 타이로드 플랜지 단부 및 보유 클립을 포함하는, 제 3 도의 한 외부 플런저의 확대된 횡단면도.
제 8 도는 보유 클립과 미끄럼가능하게 연결된 타이로드를 포함하는, 제 7 도의 외부 플런저를 수용하는 제 3 도에 도시한 시일 조립체의 하우징 일부의 부분 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 배기 가스 14 : 배기 노즐
16 : 종축선 18 : 노즐 측벽
22, 26 : 플랩 32 : 수렴 채널
34 : 발산 채널 54 : 플런저
76 : 홈이음부
본 발명은 가스터어빈 엔진용 배기 노즐에 관한 것으로써, 보다 상세히 설명하면 노즐 측벽과 인접한 가동 배기 플랩용 시일 조립체에 관한 것이다.
초음속 비행의 항공기 동력용으로 효과적인 가스터어빈 엔진은 제 1 플랩으로 형성되는 수렴 채널과 제 2 플랩으로 형성되는 발산 유동 채널을 갖춘 최소 유동 영역의 목부와 경계를 이루도록 서로 연결되는 제 1 및 제 2 배기 플랩으로 구성된 가변 영역의 배기 노즐을 포함한다. 제 1 및 제 2 플랩은 보통 제 2 플랩의 후미 단부에서, 최소 출구 영역 및 최소 목부 영역을 갖춘 밀폐 위치와, 최대목부 및 최대출구 영역을 갖춘 완전개방 위치 사이에서 이동된다,
이런 수렴-발산(C-D) 배기 노즐은 축선 대칭 또는 2차원, 또는 직사각형 형상일 수도 있다. 2차원 C-D 노즐에서, 제 1 및 제 2 플랩은 관통하는 배기 가스를 수집하는 이격된 한쌍의 노즐 측벽 사이에서 횡적으로 연장된다. 제 1 및 제 2 플랩은 정지 측벽에 상대적으로 이동되고, 플랩과 측벽 사이의 수렴 및 발산 채널로부터 배기가스의 외부 누설을 방지하지 못한다면 이를 감소하기 위해 그 사이에 통상적으로 적당한 시일이 제공된다. 고온 배기가스의 누설로 인해 유압식 및 전기 시스템을 포함하는 배기 노즐에 인접한 구성요소의 적합한 보호가 요구된다. 배기가스의 누설은 배기 노즐의 추진 효율을 감소시킨다.
엔진 및 배기 노즐의 작동중에, 노즐 측벽은 고온 또는 배기가스로부터의 압력, 혹은 이들 모두에 의해 비틀림을 받는다. 이런 비틀림은 배기 플랩 및 종축 중심축선에 평행한 배기 노즐의 횡축 방향으로 발생되는 활 형상일 수도 있다. 노즐 측벽에서 통상의 배기 플랩 시일은 배기가스가 누설되는 시일 및 활형상 측벽 사이의 아아크형 간격을 남기는 두 지점에서만 활형상 측벽과 접촉하는 직선형 시일을 포함한다.
또, 2차원 배기 노즐의 한 실시예에서, 제 2 배기 플랩은 밀폐 위치에서 인접 측벽 사이에 완전히 배열된다. 그러나, 제 2 플랩에 개방 위치에 배열될때, 하류 단부는 노즐 측벽의 에지 위로 연장된다. 이런 상황에서, 노즐 시일 부분도 역시 노즐 측벽의 에지 위로 연장된다. 따라서, 노즐 시일은 제 2 플랩이 개방 위치에서 플랩에서 분리되지 않도록, 그리고 제 2 플랩이 폐쇄 위치를 향해 이동될때 노즐 측벽을 다시 유연하게 미끄러지게 하기 위해 제 2 플랩에 적당히 연결되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 새롭고 개량된 2차원 가스 터어빈 엔진 배기 노즐용 시일 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 2차원 배기 노즐의 측벽이 활형상으로 비틀어지는 것을 보상할 수 있는 시일 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 일부가 노즐 측벽의 에지위로 배열될때 연속성을 유지시키는 시일 조립체를 제공하는데 있다.
시일 조립체는 가스터어빈 엔진 배기 노즐의 노즐 측벽과 배기 플랩 사이에 제공된다. 조립체는, 하우징내에 미끄럼 가능하게 배열되고 각각 유동하는 배기 가스의 밀봉을 위해 노즐 측벽과 접촉하는 시일 라인을 형성하도록 하우징 개구 외측면으로 연장된 상부를 포함한 복수의 인접 플런저와 배기 플랜에 고정 연결된 하우징을 포함한다. 시일 라인은 노즐 측벽의 제 1 윤곽선에 대해 일치되는 시일 제 1 윤곽선과 전체적으로 경계를 이룬다. 타이로드는 플런저를 통해 연장되고 플런저를 하우징에 연결시킨다. 타이로드는 플런저가 타이로드에 대해 직각으로 이동되도록 굴곡되므로 시일 라인으로 노즐 측벽 제 1 윤곽선과 다른 노즐 측벽의 제 2 윤곽선과 일치하기 위해 시일 제 1 윤곽선과 차이가 있는 시일 제 2 윤곽선을 전체적으로 형성한다.
본 발명의 새로운 특징은 특허청구범위에 기술되고 특정화된다. 본 발명의 목적 및 장점과 함께 양호한 실시예에 따른 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 보다 상세히 기술될 것이다.
제 1 도에는 배기가스(12)를 통상의 2차원 배기 노즐(14)로 방출시키는 것으로서, 가상선으로 도시되는 향상된 가스터어빈 엔진(10)의 개략적인 사시도가 도시된다. 양호한 실시예에서, 노즐(14)은 종축선(16)과, 배기가스(12)를 경계하기 위해 종축선(16)으로부터 횡단 외측으로 이격된 한쌍의 판형 노즐 측벽(18)을 포함한다. 판형 노즐 바닥판(20)도 역시 배기 가스(12)를 경계하기 위해 측벽(18) 사이에 일체적으로 연결된다.
통상 직사각형의 제 1 배기 플랩(22)은 측벽(18)의 상승 단부에서 배기노즐(14)에 선회 지지되고 그것에 연결된 통상의 제 1 회전 수단(24)에 의해 선회 가능하다. 통상 직사각형의 제 1 배기 플랩(26)은 제 1 배기 플랩(22)의 하향 단부에 선회 지지되고 통상의 제 2 회전 수단(28)에 의해 그곳에 선회가능하게 연결되어 있다.
제 1 도에 도시된 배기 노즐의 양호한 실시예에서, 단순 제 1 플랩(22) 및 단순한 제 2 플랩(26)만이 측벽(18) 및 바닥판(20)과 함께 배기가스(12)의 유동을 변화시키는데 이용된다. 그러나, 다른 2차원 배기노즐(14)이 또한 이용될 수도 있으며, 정지 바닥판(20) 대신에 제 1 및 제 2 플랩(22, 26)과 동일한 제 1 및 제 2 배기 플랩의 제 2 셋트가 이용될 수도 있다.
제 1 플랩(22)과 제 2 플랩(26) 사이의 연결부는 상대적으로 최소 유동 영역의 목부(30)와 경계를 이루고, 제 1 플랩(22)은 바닥판(20)과 함께 목부(30)에서 상승 방향으로 연장된 통상의 수렴 채널(32)과 경계를 이루고, 제 2 플랩(26)은 바닥판(20)과 함께 목부(30)로부터 하향 방향으로 연장된 통사의 발산 채널(34)과 경계를 이룬다. 바닥판(20) 및 제 2 플랩(26)의 하향 단부는 노즐(14)에서 배기가스(12)를 방출하는 통상의 직사각형 출구(36)와 경계를 이룬다.
회전 수단(24, 28)은 노즐을 통해 통과하는 배기가스(12)의 유동 영역을 임의로 변화하기 위해 유압식 작동기 및 연동 장치를 통상 포함한다. 이들은 제 1 도에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 플랩(22, 26)을 완전 개방 위치로 위치 설정하는데 효과적이고, 목부(30) 및 출구(36)는 통상 최대 유동 영역을 구비하고 제 2 플랩(26)은 측벽(18)의 상부 에지(18a)위로 연장되는 일부를 구비한 바닥판(20)으로 부터 발산된다. 회전 수단(24, 28)은 목부(30) 및 출구(36)가 통상의 최소 유동 영역을 구비하는 것이 도시된 제 2 도와 같이 완전 밀폐 위치로 제 1 및 제 2 플랩(26)을 이동시키는데 효과적이다. 따라서, 제 1 플랩(22)은 바닥판(20)을 향해 내향으로 회전하고, 제 2 플랩은 측벽(18)의 상부 에지(18a) 밑과 바닥판(20)에 대해 상대적으로 인접하게 이동된다.
측벽(18)에 대한 이동성 제 2 플랩(26)을 밀봉시키기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 시일 조립체(28)는 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 바와같이 제 2 플랩(26)의 각 횡측면(40)상에 제공된다. 각 시일 조립체(38)는 제 3 도에 보다 상세히 도시된 바와같이 측면(40)에서 제 2 플랩(26)의 상부면에 고정 연결된 통상 직사각형 하우징(42)을 포함한다. 하우징(42)은 노즐 종축선(16)과 평행하게 배열된 종축선(44)을 포함한다.
제 3 도 및 제 4 도를 참조하면, 하우징(42)은 개구(50)와 경계를 이룬 선단 단부와 함께, 일체성 베이스(48)와 그것의 인접 단부에서 함께 결합된 연직으로 이격된 한쌍의 측벽(46)을 포함한다. 그러므로, 하우징(42)은 U자형 프로화일로 구성된다. 하우징(42)은 또한 베이스(48) 및 측벽(48)의 대향 단부에 일체적으로 연결된 한쌍의 종축으로 이격된 단부벽(52)을 포함하므로 측면이 개방된 직사각형 상자 형태로 구성된다.
다수의 인접 시일 플런저(54)는 하우징(42)에 미끄럼 가능하게 배치되고, 각 인접 시일 플런저는 측벽(56)과 결합된 상부(58) 또는 선단 단부가 횡축 방향으로 아아크형이고, 그곳의 밀봉을 위해 하우징 측벽(46)과 접촉되는 연직으로 이격된 한쌍의 측벽(56)을 포함한다. 상부(58)는 배기가스(12)가 그 사이로 유동하는 것을 밀봉하기 위해 노즐 측벽(18)과 접촉하는 라인(60) 또는 시일 에지와 경계를 이룬 노즐 측벽(18)과 접촉하도록 측면 방향으로 하우징 개구(50) 외측으로 연장된다. 시일 조립체(38)의 양호한 실시예에서, 5개의 양호한 종축 이격 플런저(54)와 각각의 시일 라인(60)이 있으며, 이런 시일 라인(60)은 제 3 도에 보다 상세히 도시된 바와 같이 노즐 측벽(18)의 제 1 윤곽선(18b)에 보조적인 시일 제 1 윤곽선(60a)과 경계를 이룬다. 본 실시예에서, 노즐 측벽(18)은 초기에 판형이고 비틀림되지 않으며 측벽 제 1 윤곽선(18b)은 직선형이다. 각 플런저 시일 라인(60)이 양호하게도 직선형으로 되고 시일 제 1 윤곽선(60a)이 또한 직선형으로 되므로 모든 시일 라인(60)은 함께 효과적인 밀봉을 위해 노즐 측벽(18)과 완전히 접촉한다.
제 3 도에 도시된 바와 같이, 플런저(54)는 측벽(18)에 대해 힘을 받도록 플런저(54) 내측면에 홴(fan) 또는 압축에어(62)와 같은 가압 유체를 적당히 제공하므로써 측벽에 대향하여 유지된다. 예를들면, 각각의 플런저(54)는 하우징 베이스(48)에서 다수의 입구(66)를 통해 가압 에어(62)를 수용하기 위해 측벽(58)의 인접 단부에서 경계를 이룬 개방 베이스(64)로 구성된다. 입구(66)는 플랩(26)으로부터 에어(62)를 유동시키기 위해 플랩(26), 하우징 측벽(46) 및 플런저 측벽(56)을 통해 선택적으로 배열된다. 제 1 도 및 제 3 도는 개략적으로 도시된 종래 수단(68)은 엔진(10)의 홴 또는 압축기로부터 두 시일 조립체(38)의 하우징(42)으로 가압에어(62)의 통로용으로 제공된다. 채널 수단(68)은 가압에어(62)로부터 하우징(42)으로의 통로용으로 적당한 도관을 구비할 수도 있다.
제 3 도 및 제 4 도를 다시 참조하면, 각각의 하우징은 베이스(64)에서 플런저 측벽(56)에 고정적으로 연결된 각 스프링 지지부(72)에 대해 작동되는 하우징(42)에 적당히 연결된 적어도 하나, 보다 양호하게는 둘 이상의 압축 스프링(70)을 포함한다. 스프링(70)은 가압에어(62)가 제공되지 않을때 노즐 측벽(18)에 대해 플런저를 여기한다.
제 3 도를 참조하면, 시일 제 1 윤곽선(60a)을 포함한 플런저와 측벽 제 1 윤곽선(18b)을 포함한 노즐 측벽(18)은 노즐 측벽(18)이 비틀림되지 않을때 서로 접촉하고 직선형으로 도시된다. 그러나, 배기 가스(12)로 부터의 열 또는 압력 부하로 인해, 노즐 측벽(18)은 종축선(16)을 따른 제 2 플랩(26)의 횡측면으로 오목 형상인 아아크형으로 상상되거나 활형상일 수도 있다. 따라서, 노즐 측벽(18)은 플런저(54)을 향해 오목하거나 아아크 형상인 제 2 윤곽선(18c)을 구비한다. 전반적으로, 양호한 실시예에서 플런저(54)의 종축 길이(L)는 약 76cm이고, 종축 길이(L)를 걸쳐 활형상 측벽(18)에 기인한 최종 최대 굴곡 길이(G)는 약 3.8mm 내지 12.7mm로 구성될 수도 있고 그 이상은 특정 설계에 의해 좌우된다. 제 3 도에 도시된 굴곡 길이(G)는 보다 명료하게 하기 위해 크게 확대하였다. 물론, 측벽(17)은 대향 방향을 활 형상을 가질 수도 있고, 본 발명에 의해 또한 수용될 수 있는 오목형상으로 생각될 수도 있다.
그러므로, 종래의 직선형 라인 시일은 접촉점에서 0으로부터 배기가스(12)의 실질적인 연결부 사이에서 최대 굴곡 길이(G)로 변화하는 굴곡 길이를 형성한 두 단부 위점에서만 측변 노즐(18)과 접촉한다.
본 발명의 특징에 따르면, 복수의 플런저(54)가 이음 연결되어 각각의 플런저 상부(58)와 시일 라인(60)은 그 사이의 연결부를 줄이는 노즐 측벽(18)과 각기 접촉상태에 위치된다. 각각의 시일 라인(60)은 직선형이고, 각각의 플런저 상부(58)는 또한 두 단부 위치에서만 아아크형 노즐 측벽(18)과 접촉하고, 각 시일 라인(60) 및 노즐 측벽(18) 사이의 최종 최대 간격(g)은 각각의 플런저(54)가 본 실시예에서 상대적으로 짧은 종축 길이, 예를들어 L1, L2, L3, L4, 및 L5로 구성되므로 최대 굴곡 길이(G)와 비교되듯이 실질적으로 감소한다. 본 발명에 따르면, 각각의 플런저(54)는 전체 길이(L)에 대한 각각의 플런저의 길이(L)가 전체의 1/5로써 동일하게 될때 최대 간격(g)이 약 0.15mm가 되는 변형 위치로 아아크형 노즐 측벽(18)과 접촉하게 된다.
따라서, 노즐 측벽(18)이 변형 형상으로서 아아크형일때, 직선형 시일 라인(60)은 구분적으로 직선형이지만 노즐 측벽 제 2 윤곽선(18c)과 일치하기 위해 전체적으로 아아크형상인 시일 제 2 윤곽선(60b)을 전체적으로 형성한다. 비록 각 시일 라인(60)이 시일 제 1 윤곽선(60a)과 시일 제 2 윤곽선(60b)에서 직선형으로 존재할지라도, 전체 시일 라인(60)은 직선형 시일 제 1 윤곽선(60a)과, 이것과 다른 형상인 아아크형 시일 제 2 윤곽선(60b)을 한정한다. 시일 제 2 윤곽선(60b)은 그것으로부터 일치하기 위해 아아크형 측벽 제 2 윤곽선(18C)과 일치한다. 플런저(54)를 서로에 대해 효과적이고 적당히 이음연결시키기 위해, 시일 조립체(38)는 또한 제 3 도에 도시된 바와 같이 플런저(54)를 통해 연장되는 신장 타이로드(74)를 포함한다. 타이로드(74)는 하기에 상세히 기술되듯이 하우징(42)에 플런저(54)를 연결시키고 플런저(54)가 타이로드(74)와 함께 그리고 이와 직각의 변화 회전 각도(R)로 횡단면에서 회전하도록 적당히 굴곡되므로, 시일 라인(60)은 시일 제 2 윤곽선(60b)을 전체적으로 형성할 수 있다. 제 3 도에 도시된 측벽(18)의 양호한 활 형상을 위해 우측 외부 플런저(54)는 시계 방향으로, 중심 플런저(54)는 반시계 방향으로, 좌측 외부 플런저(54)는 반시계 방향으로 회전되므로, 타이로드(74)는 변형 측벽(18)의 활 형성과 통상 일치하도록 굴곡된다. 나머지 두 플런저는 조정값으로 회전된다.
그러나, 인접한 각각의 플런저(54)의 타이로드(74)에 대해 또는 종축선(44)에 대한 플런저(54)의 비틀림 회전을 방지하기 위해 홈이음부(76, tongue-in-groove joints)를 포함한다. 제 4 도를 참조하면, 각각의 플런저(54)는 하우징(42)에 밀봉적이고 미끄럼 가능하게 배열될지라도, 인접한 플런저(54)를 함께 연결시키는 수단과, 배기가스(12)의 고압에 의한 플런저(54)에 횡적인 편차성 압력 부하(P)와, 시일 라인(60)에서 플런저 세그먼트와 측벽 사이의 변화하는 마찰 부하의 발생없이, 플런저(54)가 일정한 비틀림 각도(T)로 타이로드(74) 주위를 회전하게 한다. 이것은 바람직한 것이 아니다. 예를들어, 각각의 플런저(54)가 인접 플런저(54)에 상대적인 타이로드(74)에 대해서 회전된다면, 그것의 각 시일 라인(60)은 인접한 시일 라인(60)에 대해 연직으로 변위되어 인접 플런저(54)사이 뿐만 아니라 노즐 측벽(18)과 플런저 시일 라인(10) 사이의 증가된 배기가스(12)의 누설을 가져오는 그것의 굴곡 길이(g)을 증가시킨다.
타이로드(74)에 대한 플런저(54)의 비틀림(T)이 바람직하지 않을지라도, 제 3 도에 도시된 바와 같이 타이로드(74)에 직각인 플런저(54)의 회전(R)은 바람직하게도 플런저(54)를 비틀림 된 측벽(18)과 일치시킨다. 타이로드(74)가 각각의 플런저(54)를 측벽(18)에 접촉시키도록 힘을 가한 가압에어(62)에 의해 굴곡될때, 각각의 플런저(54)는 시일 라인(60) 및 타이로드(74)를 포함하는 횡축면에서 굴곡 타이로드(74)와 함께 회전되거나 이동된다. 최대 굴곡 길이(G)가 둔각(A)의 최소값을 수용할 수 있을지라도, 플런저(54)는 3.8mm 내지 12,7mm 정도의 상대적으로 작은 굴곡 길이(G)에 대응하여야 하기 때문에, 타이로드(74)에 대해 직각으로 각 플런저(54)의 회전은 횡측면에서 인접 시일 라인(60) 사이의 둔각(A)이 180o보다 작지만 거의 180o에 근접하도록 회전한다. 각도(A)는 측벽(18)의 블록 활 형상에 대응하는 의미로써 오목 활 형상용으로 제 3 도에 도시된 바와 같이 측벽(18)의 활 형상 내측면에 대해 경계를 이룬다.
제 4 도에 도시된 바와 같이, 플런저 측벽(56)은 하우징(42) 내면측으로부터 개구(50)를 통한 가압에어(62)의 누설을 감소하기 위해 그 사이에 시일을 제공하도록 하우징 측벽(46)에 대해 미끄럼되게 배열된다. 가압에어(62)의 누설은 홈이음부(76)에 의해 플런저(54)의 인접부 사이에서 감소된다.
더욱이, 제 5 도에 도시된 것은 인접한 플런저(54)의 분해도이다. 각각의 플런저(54)는 홈 이음부(76)와 경계를 이루도록 함께 결합하기 위해 인접한 플런저(54)의 제 1 단부 캡(80)에 인접하게 배열된 한 플런저(54)의 제 1 단부 캡(78)을 갖춘 한쌍의 종축 이격된 단부 캡을 포함한다. 이런 제 1 및 제 2 단부 캡(78, 80) 또는 내측 단부 캡(78, 80)은 인접한 하나의 플런저(54) 사이에 가압에어(62)의 내부 누설을 방지하거나 유동을 밀봉하기 위해 각 플런저 측벽(56)에 밀봉적이거나 고정적으로 연결된다. 제 1 단부 캡(78)은 타이로드(74)에 직각으로 위치되고 플런저 상부(58)에서 플런저 베이스(64)까지 플런저 측벽(56)에 통상 평행한 신장 홈(82)를 포함한다. 구멍(84)은 베이스(64)에 인접한 제 1 단부 캡(78)에 배열되고 홈(82)을 거쳐 타이로드(74)상의 플런저(54)를 회전가능하게 지지한다. 제 2 단부 캡(80)은 타이로드(74)에 직각으로 배열된 신장텅(86)으로 구성되며, 베이스(64)와 상부(58) 사이의 플런저 측벽(56)에 통상 평행하게 연장되고, 또한 타이로드(76)상의 플런저(54)를 회전가능하게 지지하기 위해 대응구멍(84)을 포함한다. 텅(86) 외측 표면은 홈(82)에 결합하는 프로화일로 구성되고, 타이로드(74)에 대해 인접한 플런저(54)의 비틀림(제 4 도에서 비틀림 각도 T)을 방지하고 그 사이의 밀봉을 제공하기 위해 상대적으로 끼워맞춤 상태로 삽입한다. 이런 방식으로, 텅(86)과 홈(82)은 인접한 플런저(54)에 대해 각각의 플런저(54)의 타이로드(74)에 대해 시계 방향 및 반시계 방향으로의 비틀림을 방지한다.
제 1 도, 제 6 도 및 제 7 도에 도시된 바와 같이, 하우징(42) 내측의 외부 플런저(54)의 하우징 단부벽(52)에 인접하게 배열되고, 플런저 측벽(56) 및 상부(58)에 고정적이고 밀봉적으로 연결된 외부 단부캡(88)을 포함한다. 외부 단부 캡(88)은 상부(58)로부터 베이스(64)에 플런저 측벽(56)에 통상 평행하고 타이로드(74)에 직각으로 배열된 신장홈(90)을 포함한다.
또한 제 8 도를 참조하면, 보유클립(82)은 각 하우징 단부벽(82)에 배열되고 그곳에 가용점(tack weld)에 의해 그곳에 고정 연결되고, 그 사이에 슬롯(96)을 한정하는 이격된 두개의 신장 핑거(94)를 포함한다. 타이로드(74)는 하우징(42)에 대한 측벽의 이동 또는 비틀림에 대응하여 제 1 도에 도시된 바와 같이 플런저(54)를 하우징 개구(50)를 통해 외측으로 병진 이동시키는 보유클립(92)에 의해 하우징(42)에 미끄럼 가능하게 연결된 한쌍의 대응 플랜지 단부(98)를 포함한다.
더욱이, 각 플랜지 단부(98)는 슬롯(96) 따른 타이로드(74)의 횡축 이동중에 클립(92)이 플랜지 단부(98)의 종축 이동을 방지하도록 두 핑거(94) 사이의 이격 공간보다 더 큰 직경으로 구성된다. 보유 클립(92)은 타이로드(74) 및 그곳에 부착된 플런지(54)의 하우징(42) 이탈을 방지하는 하우징 개구(50)에 인접하게 배열된 정지부(100)를 포함한다.
제 5 도를 참조하면, 각각의 텅(86)은 신장 리세스(102)를 포함하고, 리세스(102) 및 인접한 플런저(54)의 홈(82)은 한 단부에서 리벳에 의해 텅 리세스(100)와 홈(82)내의 인접 플런저(54)의 하나에 각기 고정 연결되는 한쌍의 대응판 스프링(104)에 양호한 형태인 스프링 편향 수단을 포함한다. 판스프링(104)은 하우징, 특히 그와 함께 결합된 밀봉 상태의 보유 클립(92)에 대해 대응 외부 플런저(54)를 여기하기 위해 인접 플런저(54)를 분리시키는 경향이 있다. 더욱이, 판스프링(104)은 제 7 도에 도시된 바와 같이 보유클립 핑거(94)와 밀봉 접촉 상태로 외부 플런저 단부 캡(88)을 여기한다. 이런 방식으로, 플런저(54)속에 연결된 가압에어(62)는 하우징 단부벽(52)과 외부 플런저(54) 사이로 하우징(42)으로부터의 누설이 방지된다.
제 1 도, 제 6 도 및 제 7 도를 참조하면, 타이로드(74)는 시일 조립체(38)의 조립을 용이하게 할뿐만 아니라 열팽창 및 수축을 수용하기 위해 그 사이에 상대적인 종축 이동이 허용되도록 두 플랜지 단부(98) 사이의 미끄럼 이음부를 포함한다. 더욱이, 타이로드(74)는 양호하게도 직사각형 단면으로 구성된 말단 단부를 갖춘 원통형 부재이다. 플랜지 단부(98)의 하나는 부싱(108)에 대한 타이로드(74)의 회전을 방지하는 반면에, 그 사이의 종축 미끄럼 이동으로 타이로드 말단 단부(106)를 수용하는 통상의 직사각형 보어(110)를 갖춘 직사각형 부싱(108)을 포함한다. 부싱(107)은 각 외부 플런저 단부 캡(88)에서 통상의 직사각형 구멍(112)에 대응적으로 위치되고 그러므로, 이것은 플런저(54)에 대해 타이로드(74)의 회전을 방지한다.
시일 조립체(38)는 각각의 텅(86) 및 홈(82)에서 인접 플런저(54)와 함께 연결되고, 이때 인접한 플런저(54)의 각 제 1 및 제 2 단부 캡(78, 80)에서 단부 캡(88) 및 구멍(84)을 통해 타이로드(74)에 의해 삽입되므로서 조립되고, 말단 단부(106)는 구멍(112)에 위치된 부싱(100)속으로 최종 삽입된다. 이때 두 보유 클립(92)은 각 플랜지 단부(98) 위에 위치하고, 이때 플런저(54)는 하우징(42)내에 위치됨과 동시에 보유클립(92)은 하우징 단부벽(52) 위에 위치된다. 보유 클립(92)은 가용접에 의해 하우징 단부벽(52)에 견고히 고정된다.
따라서, 시일조립체(38)는 가압에어(62)가 작동중에 변형되는 만큼 플런저(54)를 노즐 측벽노즐 측벽(18)의 프로화일과 일치하듯이 타이로드(74)의 굴곡과 함께 타이로드(74)에 대해 플런저(54)를 직각으로 회전시키고 보유 클립 슬롯(96)이 노즐 측벽(18)과 미끄럼 상태로 타이로드(74)와 함께 하우징(42)으로부터 외측으로 병진이동되는 이음 연결된 플런저(54)를 제공한다. 예를들어, 노즐 측벽(18)이 아아크 오목형상(제 3 도에서 도시된 노즐 측벽 제 2 윤곽선(18C)으로 변형되면, 가압에어(62)는 플런저(54)를 노즐 측벽(18)에 대해 압축시키고 유사한 아아크 또는 활 형상 프로화일로 타이로드(74)에 굳힘을 준다. 플런저(54)가 굳힘 타이로드(74)와 함께 횡측면으로 회전되므로 플런저 시일 라인(60)은 적어도 두 대향 위치에서 노즐 측벽(18)에 접촉된다. 이런 방식으로 플런저 시일 라인(60)은 노즐 측벽(18)과 일치하고, 시일 제 2 윤곽선(60b)은 그 사이에 배기가스(12)의 누설을 방지하기 위해 노즐 측벽 제 2 윤곽선(18c)과 거의 일치한다.
인접 플런저(54) 사이의 홈 이음부(76)는 타이로드(74)에 대해 플런저(54)를 회전시키는 플런저(54)상의 배기가스(12)의 압력 부하에 저항하기 위해 타이로드(74) 둘레에 플런저(54)의 비틀림(비틀림각) 또는 선화를 방지하고, 이것은 간격(g)의 증가를 방지하고 그 사이의 상대적인 이동을 방지하거나 감소시키기 위해 플런저(54)의 안정성을 제공한다. 홈이음부(76)는 인접 플런저(54) 사이의 배기가스(12)의 누설을 감소하거나 방지하기 위해 효과적인 시일을 제공한다. 단부 캡(78, 80, 88)은 인접 플런저(54) 사이, 그리고 홈 이음부(76) 및 하우징 단부벽(52)에서 플런저(54)로부터 외측으로 가압유체(62)의 누설을 방지하기 위해 플런저(54)에 효과적인 내부 시일을 제공한다. 더욱이, 외부 단부 캡(88)은 이들 위치에서 하우징(42)으로부터 가압에어(62)의 누설을 감소시키거나 방지하기 위해 보유 클립 핑거(94)와 함께 효과적인 시일을 제공한다.
본 발명에 따른 또다른 중요한 장점은 제 1 도에 실시예로부터 인지될 수 있다. 배기 노즐(14)이 상기 양호한 실시예에서 개방 위치 상태에 있을때, 적어도 하나의 플런저(54) 즉, 외부 플런저(54)는 측벽 상부 에지(18a)위에 위치되는 측벽(18)으로부터 제한없이 자유롭게 이동된다. 타이로드(74), 홈이음부(76) 및 보유 클립(92)은 하우징(42)으로부터의 외부 플런저(54)의 손실을 방지한다. 그리고, 더 중요하게도 외부 플런저(54)가 인접 플런저(54)와 정렬 상태로 유지되므로 시일 라인(60)은 하나의 시일 라인(60)이 인접 시일라인(60)에 대해 횡적으로 업셋트되지 않도록 서로 접촉 상태로 남아있다. 예를들어, 이것은 제 2 플랩(26)이 그것의 밀폐 위치(제 2 도에 도시됨)에 이동되고 외부 플런저(54)가 노즐 측벽(18)에 다시 접촉하기 전에 노즐 상부 에지(18a)를 미끄럼 통과하기 때문에 중요하다. 부드러운 변화가 요구되므로 제 1 도에 도시된 자유 외부 플런저(54)는 제 2 플랩이 밀폐되는 만큼 측벽 상부 에지(18a)위로 이동되듯이 결합 또는 불필요한 마모를 일으키지 않는다.
제 4 도에 도시되듯이, 각각의 플런저(54)는 상부(58) 주위의 한 측벽(56)으로부터 그리고 다른 측벽(56)에서 플런저(54) 내측면에 견고히 고정된 충격 배플(114)을 포함한다. 배플은 충격 냉각을 위해 플런저(54)의 내측 표면(118)과 접촉하도록 가압에이(62)의 일부가 연결되어 이격된 복수의 충격구멍을 포함한다. 충격 냉각용으로 이용된 가압에어(62)는 배기가스(12)에 대면하는 측벽(56)에서 복수의 필름 냉각구멍(120)을 통해 플런저(54)로부터 방출된다.
본 발명의 양호한 실시예가 본원에 기술되었지만, 본 발명의 다른 수정안이 본원의 요지로부터 본 기술분야의 전문가에 의해서 용이하게 제안될 수 있으므로, 본 발명의 실질적인 요지 및 영역은 하기에 첨부된 특허청구 범위에 의해 한정된다.
예를들어, 플런저(54)의 개개 길이는 차이가 있을 수도 있고, 플런저의 적정수는 적어도 2개일 수도 있다.

Claims (12)

  1. 배기가스를 통과시키도록 노즐 측벽에 인접 배열된 배기 플랩을 구비하는 가스터이빈 에진 배기노즐용 시일조립체에 있어서, 상기 배기플랩에 고정 연결되고 개구를 갖춘 하우징과 유동하는 배기가스의 밀봉을 위해 노즐 측벽에 접촉하는 시일 라인을 형성하도록 하우징 개구 외측면으로 연장된 개구를 각기 포함하며 상기 하우징내에 미끄럼가능하게 배열되고, 시일 라인이 전체적으로 노즐 측벽의 제 1 윤곽선에 일치되는 시일 제 1 윤곽선에 알맞게 되어 있는 복수의 인접 플런저와, 상기 플런저를 관통하여 플런저를 하우징에 연결시키고, 시일 라인이 시일 제 1 윤곽선과 다른 시일 제 2 윤곽선을 형성하여 전체적으로 노즐 측벽 제 1 윤곽선과 다른 노즐 측벽 제 2 윤곽선과 일치하도록 플런저를 타이로드에 대해 직각으로 회전시키는 가요성을 갖춘 타이로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 플런저중의 인접 플런저는 타이로드에 대한 플런저의 비틀림 회전을 방지하기 위해 홈이음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 각 플런저 시일 라인은 직선형으로 구성되고, 상기 노즐 측벽 및 시일 라인의 제 1 윤곽선은 직선형으로 구성되고, 상기 노즐 측벽 제 2 윤곽선은 아아크형으로 구성되고, 상기 시일 제 2 윤곽선은 아아크형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 타이로드는 하우징 개구를 통해 외측으로 플런저의 병진 이동을 허용하기 위해 하우징이 미끄럼 연결되는 대향 플랜지 단부와, 플랜지 단부 사이의 상대적인 종축 이동을 허용하기 위해 플랜지 단부 사이의 미끄럼 이음부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  5. 제 3 항에 있어서, 각각의 플런저는, 측벽 사이를 밀봉하기 위해 하우징의 측벽에 대해 미끄럼 가능하게 배열되는 이격된 한쌍의 플런저 측벽과, 상기 플런저중에 인접 플런저 사이의 가압 유체의 유동을 밀봉하기 위해 플런저 측벽에 밀봉적으로 연결되고 홈이음부와 인접한 것이 이와 경계를 이루는 이격된 한쌍의 결합 단부 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 인접 단부 캡은, 타이로드에 직각으로 배열된 신장 홈을 갖춘 제 1 단부 캡과, 타이로드에 직각으로 배열된 신장 텅을 갖춘 제 2 단부 캡과, 상기 타이로드에 대한 인접 플런저의 비틀림 회전을 방지하고 그 사이의 밀봉을 제공하기 위해 홈에 삽입되고, 상기 홈과 일치하는 형상으로 된 텅을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 텅은 신장 리세스 및 홈을 포함하고, 상기 인접 플런저의 텅 리세스는 그 사이가 밀봉 접촉되는 하우징에 대해 플런저중의 대향적인 외부 플런저를 여기시키는 스프링 편향 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  8. 제 7 항에 있어서, 각각의 외부 플런저는 신장 리세스를 갖춘 외부 단부 캡을 포함하고, 각각의 타이로드 플런저 단부는 하우징에 고정적으로 연결된 보유 클립의 두 핑거 사이에 미끄럼 가능하게 연결되고, 상기 스프링 편향 수단은 클립 핑거와 밀봉 접촉되는 외부 플런저 단부 캡을 여기하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 스프링 편향 수단은 텅리세스 및 홈에서 인접 플런저중의 각 플런저에 각기 고정 연결된 한쌍의 대향 판스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  10. 제 5 항에 있어서, 하우징내의 입구와, 상기 입구를 통해 하우징에 가압 유체를 공급하는 수단과, 가압 유체를 수용하고 시일 라인을 따라 노즐 측벽과 밀봉 접촉하는 플런저를 여기시키는 개구를 각기 포함한 플런저도 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  11. 제 5 항에 있어서, 각 플런저는 종축 길이가 서로 동일한 것을 특징으로 하는 시일조립체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 하우징내에 5개의 플런저를 포함하는 것을 특징으로 하는 시일조립체.
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