SE449017B - Munstycksaggregat med varierbar area for gasturbinmotorer - Google Patents

Munstycksaggregat med varierbar area for gasturbinmotorer

Info

Publication number
SE449017B
SE449017B SE8206772A SE8206772A SE449017B SE 449017 B SE449017 B SE 449017B SE 8206772 A SE8206772 A SE 8206772A SE 8206772 A SE8206772 A SE 8206772A SE 449017 B SE449017 B SE 449017B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
common ring
flaps
cam groove
nozzle assembly
common
Prior art date
Application number
SE8206772A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8206772L (sv
SE8206772D0 (sv
Inventor
W H Wiley
W M Madden
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of SE8206772D0 publication Critical patent/SE8206772D0/sv
Publication of SE8206772L publication Critical patent/SE8206772L/sv
Publication of SE449017B publication Critical patent/SE449017B/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/12Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
    • F02K1/1292Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of three series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure, the internal downstream series having its flaps hinged at their upstream ends on the downstream ends of the flaps of the upstream series and at their downstream ends on the downstream ends of the flaps of the external downstream series hinged at their upstream ends on a substantially axially movable structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/20Three-dimensional
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/32Arrangement of components according to their shape
    • F05D2250/323Arrangement of components according to their shape convergent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/32Arrangement of components according to their shape
    • F05D2250/324Arrangement of components according to their shape divergent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/34Arrangement of components translated

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

lO 15 20 25 30 35 449 017 2 Ett annat föremål för uppfinningen är ett lätt, konvergerande/divergerande munstycksaggregat, som lätt balanseras för att minska erforderliga manövre- ringskrafter.
Ett ytterligare föremål för uppfinningen är förenklade anordningar för att minska den erforderliga manövreringskraften på ett axiellt förskjutbart och roterbart konvergent munstycke med varierbar area. Ännu'ett föremål för uppfinningen är ett tredimensionellt konvergerande/di- vergerande munstycksaggregat med varierbar area, vars rörelse lätt kan skräddarsys för ett spektrum av motorapplikationer utan behov av komplicerade länkanordningar.
Enligt föreliggande uppfinning innefattar ett konvergent/divergent mun- stycksaggregat med varierbar area för gasturbinmotorer ett flertal konvergenta munstycksklaffar, som är svängbart kopplade till en axiellt förskjutbar inre gemensam ring, ett flertal divergenta munstycksklaffar, som är svängbart kopplade till nedströmsändarna av de konvergenta munstycksklaffarna, ett flertal förbindelsedon anordnade utanför de konvergenta och divergenta munstycks- klaffarna och vid sina uppströmsändar svängbart kopplade till en yttre gemensam ring och vid sina nedströmsändar till de divergenta munstycksklaffarna, samt anordningar som förbinder de inre och yttre gemensamma ringarna, så att axiell förflyttning av endera ringen resulterar i en axiell förflyttning av den andra med olika thastighet, varvid de konvergenta munstycksklaffarna roterar när de förskjuts axiellt för att variera munstycksutloppsarean under translationsrörel- sen.
Enligt en föredragen utföringsform innefattar förbindelseanordningarna ett kamspár, som är fäst vid en motorfast struktur, och en kamspårföljare. En styv länk är vid sina ändar svängbart kopplad till kamföljaren resp. den inre gemensamma ringen. En annan länk har sina ändar svängbart kopplade till kamföljaren resp. den yttre gemensamma ringen. Axiell förflyttning av endera gemensamma ringen medelst ett manöverdon resulterar därigenom i manövrering av den andra gemensamma ringen genom länksystemet. Kamspåret inbegriper ett icke-axiellt riktat parti, så att när kamföljaren rör sig längs ett sådant parti av kamspåret var och en av de gemensamma ringarna rör sig axiellt med olika hastighet, som bestäms av kamspàrets form och länkarnas längd och vinkelorien- tering. Detta arrangemang ger en ytterligare frihetsgrad vad gäller att uppnå önskade program för utloppsareaförhållandet för munstycksaggregatet jämfört med munstycksaggregat, där båda de gemensamma ringarna är fixerade relativt varandra och translationsförflyttas som om de vore en enda gemensam ring.
De föregående och andra föremål, särdrag och fördelar med föreliggande l0 15 20 25 30 35 449 017 3 uppfinning kommer att framgå i ljuset av följande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer därav med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka Fig. I är en tvärsektionsvy av ett munstycksaggregat enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 är en schematisk vy, delvis utbruten, tagen generellt längs linjen 2-2 i Fig. l, Fig. 3 är en tvärsektionsvy av ett munstycksaggregat enligt en annan utföringsform av uppfinningen, Fig. l+ är en schematisk vy, delvis utbruten, tagen generellt längs linjen 14-14 i Fig. 3, Fig. 5 är en schematisk tvärsektionsvy tagen längs linjen 5-5 i Fig. 3, Fig. 6 är en tvärsektionsvy som visar en ytterligare utföringsform av ett munstycksaggregat enligt uppfinningen, Fig. 7 är en schematisk vy, delvis utbruten, tagen generellt längs linjen 7-7 i Fig. 6, och _ Fig. 8 är ett diagram av en traktriskurva.
I Fig. l representeras generellt med hänvisningssiffran 10 ett exempel på en utiöringsform av ett konvergent/divergent munstycksaggregat med varierbar area enligt föreliggande uppfinning. Munstycksaggregatet l0 omfattar en motorfast struktur 12, som inbegriper en förstärkningskanal 11+ med ett kanalhölje l6 anordnat radiellt innanför detta, under avgränsning av förstärk- ningsgasflödesbanan, som har en axellinje 19, vilken är motoraxellinjen. Den motorfasta strukturen l2 kan också inbegripa motorgondolen, som inte visas.
Kanalhöljet l6 har en cirkulär utloppsände 18. Anordnade periferiellt omkring motoraxellinjen l9 finns ett flertal uppströrnsklaffar 20, som bildar ett konvergent munstycke, ett flertal nedströmsklaffar 22, som bildar ett divergent munstycke, och ett flertal yttre klaffar 24. Lämpliga, ej visade tätningsorgan skulle anordnas mellan periferielit intilliggande klaffar för att förhindra gasläckage under drift. Uppströmsklaffarna 20 har sina framändar 25 svängbart kopplade, såsom vid 26, till en inre gemensam ring 28, som är axiellt förskjutbar.
Bakändarna 30 hos uppströmsklaffarna 20 är svängbart kopplade, såsom vid 32, till framändarna 34 hos motsvarande nedströmsklaffar 22. En kamföljare är fäst vid varje uppströmsklaff 20. I föreliggande utföringsform är kamföljaren en rulle 36. Rullen 36 löper längs ytan 38 hos ett kamspâr 40 när den gemensamma ringen 28 translationsförflyttas. Kamspâret 40 är uppburet från förstärkningskanalen lll genom koniska och cylindriska städhus #2 resp. 414, vilka är förbundna medelst bultförband vid en flänsfog 46. När framändàrna 25 på klaffarna 20 translations- förflyttas nedströms avtar det konvergenta munstyckets utloppsarea, och när 10 15 20 25 30 35 449 017 4 framändarna 25 förflyttas uppströms ökar utloppsarean.
Framändarna 48 på de yttre klaffarna 24 är, såsom vid 50, svängbart kopplade till en axiellt förskjutbar gemensam ring 52. Vridningspunkten 50 är belägen radiellt utanför vridningspunkten 26. Den yttre klaffen 24 och ned- strömsklaffen 22 är, såsom vid 54, svängbart kopplade till varandra vid en punkt nedströms deras respektive framändar #8, 31:. l detta munstycksaggregat ökar utloppsare-an på det genom klaffarna 22 bildade divergenta munstycket när utloppsarean för det genom klaffarna 20 bildade konvergenta munstycket ökar, och omvänt. Det torde inses att, vad gäller korrekt programmering av de konvergenta och divergenta munstyckspartierna i aggregatet 10, ytterklaffarna 24 skulle kunna vara stänger, som är svängbart kopplade vid sina fram- och bakändar vid vridpunkterna 50, 51:. Klaffar är emellertid föredragna, för att man skall få en jämn, aerodynamiskt effektiv ytterkontur för munstycksaggregatet 10. l enlighet med föreliggande uppfinning är den inre gemensamma ringen 28 och den yttre gemensamma ringen 52 inbördes förbundna på sådant sätt, att translationsförflyttning av endera gemensamma ringen kommer att resultera i samtidig translationsförflyttning av den yttre gemensamma ringen. Som visas i Fig. l och 2 inbegriper den gemensamma ringen 28 en ringformig, axiellt långsträckt stödstruktur 56, som har en ringfprmig, radiellt utåtriktad fläns 55 vid sin framände. Vid kanalen lll fästa tätningsorgan 57 anligger mot den inre cylindriska ytan 59 hos strukturen 56 och förhindrar läckage av utloppsgas. Den visade tätningstypen utgör inte någon del av föreliggande uppfinning, och den beskrivs detaljerat i US-A-3 354* 649.
Den yttre gemensamma ringen 52 är stadigt fäst vid den gemensamma stödstrukturen 56 (och är sålunda fixerad relativt den inre gemensamma ringen 28) via ett flertal periferiellt med mellanrum anordnade, triangulära stag 68. En bakåtriktad spets 70 på. varje stag 68 är ansluten till den gemensamma ringen 52 vid 72. De tvâ andra spetsarna 714, 76 hos varje stag 68 är, såsom vid 78 resp. 80, kopplade till byglar 53 fastgjorda vid den gemensamma ringstödkonstruktionen 56. Stagen 68 löper genom axiellt långsträckta slitsar 82 i huset #4. Minst tre stag krävs för att inställa och hålla den yttre gemensamma ringen 52 koncentrisk med motoraxellinjen.
Den inre gemensamma ringen 28 inställs och hålls koncentrisk med motoraxellinjen med ett flertal rullar 60, som löper i spå; 61. Minst tre periferiellt med mellanrum anordnade kombinationer rulle/spår behövs. Varje rulle är fäst vid och roterar kring axellinjen 62 för ett radiellt anordnat stift 63, som är stadigt fäst vid den gemensamma ringstrukturen 56 medelst en bygel 64.
Spåren 61 är raka, axiellt riktade och U-formade i tvärsektion, med U-öppningen 10 15 20 25 30 35 449 017 5 riktad radieilt inåt. Varje spår 6l är monterat på insidan av huset #4. Spåren 66 och rullarna 60 är periferiellt förskjutna från stagen 68 och ligger därför i verkligheten inte i planet för Fig. l. Av detta skäl visas de streckprickade. l denna uttöringsform translationsförskjuts den inre gemensamma ringen 28 medelst ett flertal periferiellt med mellanrum anordnade manöverdon 814, som är monterade på motorstrukturen l2 medelst godtyckliga lämpliga anordningar, som inte visas. Tack vare den styva förbindelsen mellan de inre och yttre gemensamma ringarna 28, 52 via stagen 68 resulterar manövrering av den inre gemensamma ringen 28 i translationsrörelse hos den yttre gemensamma ringen 52 med samma hastighet och i samma riktning som den inre gemensamma ringen, såsom om både uppströmsklaffarna 20 och de yttre klaffarna 24 vore fästa vid en gemensam ring. På grund av den gemensamma rörelsen hos de gemensamma ringarna 28, 52 blir rörelsen hos klaffarna 20, 22, 21+ relativt varandra endast en funktion av längderna på länkarna i det fyrledade länksystem, som bildas genom klafívridpunkterna 26, 32, 54 och 50. Munstycksklaffarna 20, 22, 24 visas med heldragna linjer i läget med minsta utloppsarea och med streckprickade linjer i läget med största utloppsarea.
Formen på kamspårytan 38 är inte kritisk för den mekaniska funktionen hos munstycksaggregatet iO, och den kan väljas med utgångspunkt från godtyckligt antal kriterier, inklusive fysikaliska och areaodynamiska begränsningar. Det har emellertid befunnits vara särskilt fördelaktigt att ha kamspåret 38 i form av en traktriskurva, så att en punkt P' på ytan 83 hos varje klaff 20 beskriver en traktriskurva, vilken som X-axel har en axellinje passerande genom vridpunkten 26. (Obs. konvergenta munstycken med varierbar area, som har klaffar fästa vid en translationsförskjutbar gemensam ring och som löper i traktrisformade kamspår, har använts i motorer enligt känd teknik.) En traktriskurva represente- ras av följande ekvation och visas i Fig. 8: a - sech-llš - az ._ 2 x = Med hänvisning till Fig. 8 är en traktriskurva orten för änden P på en tangentlinje med given längd "a" när den andra änden T av tangentlinjen rör sig längs X-axeln. Om punkten P' pâ ytan 83 på en klaff 20 svarar mot punkten P i Fig. 8, och om punkten T' är vridpunkten 26 i Fig. 1 och svarar mot punkten T i Fig. 8, så svarar linjen P'T' mot linjen PT i Fig. 8 med punktenfl' löpande längs X-axeln, och konstanten "a" i ekvationen är längden på P'T'. Punkten P' kommer att beskriva en traktriskurva, och klafíen 20 kommer-alltid att vara tangent till kurvan vid punkten P'. Valet av ett läge för punkten P' dikterar detaxiella läget 10 15 20 25 30 35 449 017 6 för Y-axeln och kommer att fixera det axiella läget för traktriskurvan i förhållande till den motorfasta strukturen. Y-axeln för munstycksaggregatet l0 visas streckprickad i Fig. l.
Om en linje L, som passerar genom punkten P' vinkelrätt mot ytan 83, också passerar genom centrum 85 för rullen 36, och om denna linje har en ändpunkt S' på rullens 36 periferi, så kommer punkten S' att beskriva en traktriskurva när punkten l5' beskriver en traktriskurva. Den av punkten S' beskrivna kurvan kommer då att definiera den önskade formen och placeringen av kamspårytan 38, vilka ger den önskade rörelsen för ytan 83 på klaffen 20. Den av punkten P' beskrivna traktriskurvan visas streckprickad i Fig. l och är märkt med hänvisningssiffran 99. Med detta arrangemang blir tryckbelastningen på varje klaff 20 alltid vinkelrät mot en tangent till ytan 38 hos dess respektive kamspår 40 vid kontaktpunkten med rullen 36 för alla lägen för klaffarna 20. Om punkten P' också är tryckcentrum för en klaff 20, så kommer tryckbelastningen på varje klaff 20 inte att alstra något moment kring axellinjen 85 för rullen 36. Punkten P' kan, givetvis, också placeras antingen uppströms eller nedströms tryckcentrat.
Valet av läge för punkten P' på klaffens 20 yta 83 kan sålunda leda till antingen ett medurs, ett moturs eller inget moment kring rullaxellinjen beroende på belastningar på klaffarna 20. Detta särdrag enligt föreliggande uppfinning kan med fördel användas för att hjälpa till att balansera munstycksaggregatet för att minska manövreringskrafter och tillförsäkra att munstyckena, om manöverdonen 81+ skulle fallera, kommer att återgå till eller kvarstå i fullt öppet eller fullt stängt läge, allt efter önskemål.
En ytterligare fördel med munstycksaggregatet l0 är att, när klaffarna 20 translationsförflyttas i uppströms riktning, en del av klaffytan 83 förs till ett läge radiellt utanför och framför utloppsänden 18 hos kanalhöljet l6. Utlopps- änden 18 är avsiktligt placerad så längtnedströms och så nära klaffarnas 20 yta 83 som möjligt utan att menligt inverka på rörelsen för klaffarna 20. När det genom klaffarna 20 bildade konvergenta munstycket är i sitt läge med maximal area, befinner sig en huvuddel av ytan 83 på klaffarna 20 uppströms utloppsänden 18 och skyddas därigenom mot direkt exponering för de varma utloppsgaserna.
Kylluft, som löper nedströms mellan höljet 16 och kanalen 11+, passerar inte bara över klaffarnas 20 ytor 83, utan strömmar även och kyler de divergenta klaffarna 22 för alla lägen hos dessa. Betydligt mindre mängd luft krävs för att kyla klaffarna 20, 22 vid föreliggande utformning jämfört med exempelvis den mängd, som krävs för att kyla de konvergenta klaffarna i C/D-munstycket enligt US-A- 3 792 815.
Den gemensamma ringen 28 visas innefattande en balanseringsförlängning 90 4: 10 15 20 25 30 35 449 017 7 för att hjälpa till att minska de erforderliga manövreringskrafterna och därmed kostnaden och vikten för manövreringssystemet, för att möjliggöra minskning av längden, vikten och kostnaden för de konvergenta klaffarna 20 (som annars måste göras längre för att uppnå samma balanseringseffekt, såsom förklarats ovan).
Balanseringsförlängningen 90 innefattar en framåtriktad ringformig balansyta 92, vilken verkar som en kolvarea. Ytan 92 har ett tryckfall däröver, så att den utsätts för en nettotryckbelastning med en komponent i nedströmsriktningen, som resulterar i en nettokraft nedströms på den gemensamma ringen 28. Denna nedströmskraft används i samband med balanseringssärdraget hos traktriskurvan, såsom diskuterats ovan. Om så önskas kan ytan 92 dimensioneras och orienteras, så att nedströmskomponenten i tryckbelastningen på ytan 92 är tillräckligt stor för att föra de konvergenta klaffarna 20 till deras läge med minsta arean om manöverdonen 84 skulle fallera. Vid utföringsformen enligt Fig. 1 har balansytan 92 en radiellt inre kant 94. Klaffarna 20 är vid 26 svängbart kopplade till innerkanten på balanseringsförlängningen 90, och tryckfailet över ytan 92 blir därigenom väsentligen detsamma som tryckfallet över uppströmsklafíarna 20.
Detta balanseringssärdrag hos munstycksaggregatet 10 enligt Fig. 1 och 2 kan användas för att minska manövreringsbelastningarna på godtyckligt munstycks- aggregat, vars uppströmsklaffar är svängbart kopplade till en gemensam ring för axiell rörelse hos denna.
En ytterligare frihetsgrad kan tillföras systemet genom att man låter de inre och yttre gemensamma ringarna 28, 52 förflyttas axiellt med olika hastigheter i förhållande till varandra, men i enlighet med ett förutbestämt förhållande eller program. Fig. 3 till 5 visar en anordning för hopkoppling av de inre och yttre _ gemensamma ringarna 28, 52, som ger denna ytterligare frlhetsgrad. l Fig. 3 till 5 har de detaljer, som är samma eller liknande de i Fig. l och 2, givits samma hänvisningssiffror, men med tillägg av ett primtecken. Som i utföringsformen enligt Fig. 1 och 2 är uppströmsklaffarna 20' kopplade till en inre gemensam ring, som här betecknas med hänvisningssiffran 100, och de yttre klaffarna 24' är kopplade till en yttre gemensam ring 102, som translationsförílyttas genom ett flertal manöverdon 842 Vid denna utföringsform har huset #4' minst ett och företrädesvis ett flertal periferiellt med mellanrum anordnade kamspår 104 fästa vid sin inneryta 105. Spåren 104* bildas genom två med mellanrum anordnade, väsentligen radiellt inåtriktade parallella väggar 107. Åtminstone en del av kamspåret 104 löper i en icke-axiell riktning, såsom visas i Fig. fi. En kamföljare eller rulle 106 löper i varje kamspår 1014. En kamföljartapp 108 går genom varje rulle 106 i radiell riktning. En radiellt anordnad inre tapp 110 är fäst vid den inre gemensamma ringen 100 i ett axiellt läge bakom tappen 108. En yttre radiellt 10 15 20 25 30 35 449 017 8 anordnad tapp 112 är fäst vid den yttre gemensamma ringen 102, också vid ett ställe bakom tappen 108. En inre förbindelslänk 1114 är vid sin främre ände 116 svängbart kopplad till kamföljartappen 108 och vid sin bakre ände 118 till den inre tappen 110. En yttre förblndelslänk 120 är vid sin främre ände 122 svängbart kopplad till kamföljartappen 108 och vid sin bakre ände 124 till den yttre tappen 112.
Som visas i Fig. 5 inställs den inre gemensamma ringen 100 och hålls koncentrisk med avseende på motoraxellínjen medelst ett flertal rullar 130, som löper i raka, axiella spår 132 (som endast visas i ändvy) fästa vid huset 4142 Detta är mycket likartat det sätt, på vilket den gemensamma ringen 28 i utförings- formen enligt Fig. l och 2 inställs och hålls koncentrisk. Sålunda är varje spår 132 U-format i tvärsektion med det öppna U-partiet riktat radiellt inåt. Varje rulle är fäst vid och roterar kring axellinjen hos en radiellt orienterad tapp 130, som är stadigt fäst vid den gemensamma ringen 100 medelst en bygel 133. Minst tre rullar 130 och motsvarande spår 132, periferiellt anordnade med mellanrum kring motoraxellinjen, krävs för aktiv inställning.
På liknande sätt inställs den yttre gemensamma ringen 102 och hålls koncentrisk med motoraxellinjen medelst ett flertal rullar 136, som löper i raka, axiella spår 138 fästa vid huset IW. Spåren 138 är U-formadei tvärsektion, med U-öppningen riktad radiellt utåt. Rullarna 138 är fästa vid radiellt utåtriktade tappar 140, som är fästa vid den yttre gemensamma ringen 102. Huset 44' inbegriper en axiell slits 1112 i linje med ett spår 138, genom vilket tappen 140 löper.
Under drift translationsförflyttar manöverdonen 84' den yttre gemensamma ringen 102 med önskad hastighet. Den inre gemensamma ringen 100 translations~ förflyttas samtidigt genom det sammanbindande länksystemet. Tapparna 110, 112 löper alltid i en axiell linje, men eftersom rullen 106 inte löper i en axiellt rak linje roterar länkarna 114, 120 medan de translationsförflyttas. Resultatet blir att de gemensamma ringarna 100, 102 translationsförflyttas med olika hastighet i förhållande till varandra. Fig. ll visar länkarna llli, 120 streckprickade när den gemensamma ringen 102 befinner sig i sitt främsta läge. Det framgår av ritningen, att tappen 110, när den löper till det med 1l0A betecknade läget, har translationsförflyttats längre än tappen 112 när denna rört sig till sitt nya läge vid 1l2A. 1 utföringsformen enligt Fig. l och 2 finns, för varje speciellt rörelseschema för de konvergenta munstycksklaffarna 20, endast ett rörelsieschema för fix utloppsarea för .de divergenta munstycksklaffarna 22, och det senare schemat med fix utloppsarea bestäms genom den av klaffarna bildade fyrledade länken.
Sålunda måste klafflängderna (eller snarare längderna på länkarna från vridpunkt lO 15 20 25 30 449 017 9 till vridpunkt) väljas så att utloppsareaförhållandena blir så att säga "perfekta" för ett eller två lägen för munstycket, medan utloppsareorna i andra lägen är en kompromiss. Med utföringsformen enligt Fig. 3 till 5 bestäms inte utloppsarea- schemat för de divergenta klaffarna genom någon fyrledad länk, eftersom formen på kamspåret 101: kan användas för att skräddarsy eller trimma läget för de divergenta klaffarna.
Fig 6 och 7 visar ett alternativt arrangemang för det munstycksaggregat, som beskrivits med avseende på Fig. 3 och 14, vilket arrangemang ger ytterligare flexibilitet vid programmeringen av utloppsareorna för de konvergenta och divergenta munstyckena. I Fig. 6 och 7 har sådana detaljer, som är desamma som i Fig. 3, 4 och 5, samma hänvisningssiffror, men med tillägg av ett bistecken.
Denna utföringsform skiljer sig från utföringsformen enligt Fig. 3 och ll genom att kamspâren 1044" är rörliga. Som bäst framgår av Fig. 7 är varje kamspår 104" fäst vid en platta 200, som är svängbart fäst vid huset 41+" vid 202 för rotation (såsom anges genom pilarna 201) kring en radiell axellinje. Var och en av dessa periferiella med mellanrum anordnade plattor 200 uppbär ett kamspår l04'n', och de är inbördes hopkopplade medelst en gemensam ring 204, som är svängbart fäst vid varje platta 200 såsom vid 203. Den gemensamma ringen 204 manövreras genom en eller flera hydraulcylindrar 206 genom en L-formad manövreringslänk 208, som är svängbart fäst vid det koniska höljet 42", såsom vid 210. (Obs. att huset 42" inte visas i Fig. 7, av tydlighetsskäl.) Cylindern 206 är på lämpligt sätt fastgjord vid den motorfasta strukturen med hjälp av ej visade anordningar. För varje läge för kamspâret 104" blir den mekaniska driften av munstycksaggregatet enligt Fig. 6 och 7 väsentligen densamma som den mekaniska driften av munstycksaggregatet enligt Fig. 3 till 5. Denna utföringsform tillåter emellertid ändring av utloppsareaprogrammet under flygning. Även om uppfinningen visats och beskrivits med avseende på en föredragen utföringsform, är det för fackmannen uppenbart att olika ändringar och utelämnanden i form och detalj kan göras utan att man avviker från uppfinningens grundtanke och omfattning.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 449 017 10 PATENTKRAV
1. Munstycksaggregat med varierbar area för gasturbinmotorer, som har en axellinje (19), k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar: motorfasta organ (12), ett gemensamt ringaggregat, som omfattar radiellt inre, axiellt förskjut- bara gemensamma ringorgan (28), radielit yttre, axiellt förskjutbara gemensam- ma ringorgan (52), och hopkopplingsorgan, som förbinder de inre och yttre gemensamma ringorganen och orsakar relativ axiell rörelse däremellan i enlighet med ett förutbestämt förhållande under translationsförflyttning av de gemen- samma ringarna, _ minst ett manöverdon (84) anordnat att ingripa med det gemensamma ringaggregatet och translationsförflytta de inre och yttre gemensamma ringarna, ett flertal roterbara och axiellt förskjutbara första klaffar (20), som bildar ett uppströmsmunstycke, organ som förbinder dessa klaffar med de inre gemensamma ringorganen* (28), ett flertal andra klaffar (22) nedströms de första klaffarna och förbundna med de första klaffarna för rotation i förhållande därtill, vilka andra klafiar är axiellt förskjutbara och roterbara, och organ som förbinder de andra klaffarna med de yttre gemensamma ringorganen.
2. Munstycksaggregat enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda hopkopplingsorgan innefattar organ bildande ett kamspâr (1014), som ligger väsentligen i ett plan vinkelrätt mot en radiell linje, kamföljarorgan (106), anordnade att löpa i kamspåret, en första förbindel- selänk (114), som har en ände svängbart fäst vid kamföljarkorganen (106) för rotation kring en axellinje vinkelrät mot planet för kamspåret och vars andra ände är svängbart fäst vid de inre gemensamma ringorganen (100), en andra förbindelselänk (120), som har en av sina ändar svängbart fäst vid kamföljaren (106) för rotation kring en axel vinkelrät mot planet för kamspåret (104) och med sin andra ände svängbart fäst vid de yttre gemensamma ringorganen (102), varvid åtminstone en del av nämnda kamspår (10li) löper i en icke-axiell riktning.
3. Munstycksaggregat enligt patentkravet 2, _ k ä n n e t e c k n a t av att nämnda manöverdon (840) är kopplade till en av nämnda gemensamma ringar (100, 102), och att translationsrörelse hds nämnda ena gemensamma ring resulterar i translationsrörelse av den andra gemensamma ringen genom nämnda hopkopplingsorgan. 10 15 20 449 017
4. Il ll. Munstycksaggregat enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att kamspåret (IOIW) är rörligt i sitt plan för att medge ändring av dess orientering relativt axialriktningen, varvid aggregatet innefattar organ, som är kopplade till nämnda kamspår bildande organ 'och uppbärs av nämnda motorfasta organ (l2") för att ändra orienteringen på kamspäret (l04").
5. Munstycksaggregat enligt patentkravet li, k ä n n e t e c k n a t av att de karnspâren (lOlW) bildande organen (200) är svängbart kopplade till nämnda motorfasta organ (l2"), och att nämnda organ för ändring av orienteringen av kamspåret innefattar organ uppburna av de motorfasta organen för att rotera kamspåret (l0l+") kring sin vridförbindelse.
6. Munstycksaggregat enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar ett flertal av nämnda kamspår (l0l+"), som är periferiellt med mellanrum anordnade kring motoraxellinjen, varvid nämnda kamspårrotationsorgan innefattar en gemensam ring (2014), som är roterbar kring motoraxellinjen, varvid kamspåren är svängbart kopplade till nämnda gemensamma ring, och varvid nämnda kamspârrotationsorgan också innefattar organ (206) för rotation av den gemensamma ringen (204).
7. Munstycksaggregat enligt något av patentkraven 1-5, k a' n n e t e c k n a t av att nämnda organ, som förbinder de andra klaffarna (22) med den yttre gemensamma ringen (52), innefattar ett flertal periferiellt med mellanrum anordnade stänger, som var och en har en framände svängbart fäst vid den yttre gemensamma ringen (52) och en bakände, som är svängbart fäst vid en av de andra klaffarna (22).
SE8206772A 1981-12-28 1982-11-26 Munstycksaggregat med varierbar area for gasturbinmotorer SE449017B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/334,493 US4447009A (en) 1981-12-28 1981-12-28 Three-dimensional axially translatable convergent/divergent nozzle assembly

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8206772D0 SE8206772D0 (sv) 1982-11-26
SE8206772L SE8206772L (sv) 1983-06-29
SE449017B true SE449017B (sv) 1987-03-30

Family

ID=23307467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8206772A SE449017B (sv) 1981-12-28 1982-11-26 Munstycksaggregat med varierbar area for gasturbinmotorer

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4447009A (sv)
JP (1) JPS58117338A (sv)
DE (1) DE3242823A1 (sv)
IL (1) IL67301A (sv)
SE (1) SE449017B (sv)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4552309A (en) * 1982-04-07 1985-11-12 Rolls-Royce Inc. Variable geometry nozzles for turbomachines
US5261605A (en) * 1990-08-23 1993-11-16 United Technologies Corporation Axisymmetric nozzle with gimbled unison ring
US5082182A (en) * 1990-08-23 1992-01-21 United Technologies Corporation Thrust vectoring exhaust nozzle
US5150839A (en) * 1991-03-14 1992-09-29 General Electric Company Nozzle load management
US5176323A (en) * 1991-04-15 1993-01-05 General Electric Company Reduced weight nozzle actuation mechanism
US5511376A (en) * 1993-08-31 1996-04-30 United Technologies Corporation Axisymmetric vectoring nozzle
US5813611A (en) * 1996-09-27 1998-09-29 United Technologies Corporation Compact pressure balanced fulcrum-link nozzle
US20080072604A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 United Technologies Corporation Pressure balance control for gas turbine engine nozzle
US7854124B2 (en) * 2006-10-27 2010-12-21 United Technologies Corporation Combined control for supplying cooling air and support air in a turbine engine nozzle
US8020386B2 (en) * 2007-08-21 2011-09-20 United Technologies Corporation Rollertrack pivoting axi-nozzle
US8931281B2 (en) 2010-06-07 2015-01-13 United Technologies Corporation External flap retaining mechanism
EP2982854B1 (en) 2014-08-08 2023-03-01 Raytheon Technologies Corporation Convergent divergent exit nozzle for a gas turbine engine
US9835037B2 (en) * 2015-06-22 2017-12-05 General Electric Company Ducted thrust producing system with asynchronous fan blade pitching
GB202311299D0 (en) * 2023-07-24 2023-09-06 Rolls Royce Plc An exhaust nozzle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3214904A (en) * 1960-11-28 1965-11-02 Gen Electric Variable area convergent-divergent nozzle and actuation system therefor
US3792815A (en) * 1972-11-24 1974-02-19 United Aircraft Corp Balanced flap converging/diverging nozzle
US4196856A (en) * 1977-11-25 1980-04-08 The Boeing Company Variable geometry convergent divergent exhaust nozzle

Also Published As

Publication number Publication date
DE3242823C2 (sv) 1992-10-29
IL67301A0 (en) 1983-03-31
JPS58117338A (ja) 1983-07-12
US4447009A (en) 1984-05-08
IL67301A (en) 1990-07-26
DE3242823A1 (de) 1983-07-07
SE8206772L (sv) 1983-06-29
JPH0257223B2 (sv) 1990-12-04
SE8206772D0 (sv) 1982-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE453767B (sv) Konvergent/divergent munstycksaggregat
SE453768B (sv) Munstycksaggregat med varierbar area for gasturbinmotorer
US5797544A (en) C/D nozzle with synchronizing ring link suspension
US4409788A (en) Actuation system for use on a gas turbine engine
SE449017B (sv) Munstycksaggregat med varierbar area for gasturbinmotorer
US3779665A (en) Combined variable angle stator and windmill control system
US11085310B2 (en) Variable pitch fan actuator
US10125622B2 (en) Splayed inlet guide vanes
US3747341A (en) Fans
EP0833046B1 (en) Compact pressure balanced nozzle
US4141501A (en) Nozzles for gas turbine engines
JPS6125902B2 (sv)
US3954225A (en) Apparatus for controlling exhaust nozzle flaps
US20130210572A1 (en) Unison ring gear assembly
US5794850A (en) Enclosed pressure balanced sync ring nozzle
JPS59134356A (ja) ガスタ−ビンエンジン用先細/末広排気ノズル組立体
KR0167796B1 (ko) 짐블드 유니즌 링이 구비된 축대칭 노즐
ES2224580T3 (es) Mecanismo de control del area de salida en toberas convergente-divergentes.
SE468063B (sv) Taetningssegment till flygplansgasturbinmotormunstycke
EP1916405B1 (en) Thrust vectorable fan variable area nozzle for a gas turbine engine fan nacelle
EP0091786A1 (en) Variable geometry nozzles for turbomachines
US12385410B2 (en) Actuation mechanism
US12025031B2 (en) Actuation assembly for a fan of a gas turbine engine
CA3250444A1 (en) Actuation mechanism
CN115734917A (zh) 涡轮喷气发动机气体发生器的整流罩

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8206772-9

Effective date: 19930610

Format of ref document f/p: F