DE2416225B2 - Düse, insbesondere Schubdüse für Gasturbinenstrahltriebwerke, mit verstellbar konvergent-divergenter Gestalt - Google Patents

Description

202 stützt sich im Bereich ihrer beiden seitlichen Ränder 102jf, 102y bzw. 202x, 2O2y an den Innenseiten der beiden außenliegenden Klappen 101, 201 ab, die sie einrahmen.

Jede außenliegende Klappe 101 des .stromaufliegenden Klappenkranzes 10 ist mit ihrem stromabliegenden Abschnitt am stromaufliegenden Abschnitt einer außenliegenden Klappe 201 des stromabliegenden Klappenkranzes 20 um eine Achse 1 schwenkbar angelenkt. Die Abdichtung im Bereich der Anlenkung dieser beiden Klappen aneinander wird durch Berührung der beiden Klappen längs ihrer gesamten Breite in Umfangsrichtung sichergestellt, wobei die Außenseite der Klappe

101 mit der Innenseite der Klappe 201 in Berührung steht und Leckverluste zusätzlich durch ein Labyrinth in Grenzen gehalten werden.

Wesentlich ist nun, daß jede innenliegende Klappe

102 des stromaufliegenden Klappenkranzes 10 an ihrem stromabüegenden Ende am stromauflieg»nden Ende einer innenliegenden Klappe 202 des stromabliegenden Klappenkranzes 20 um eine Achse 2 schwenkbar angelenkt ist, die Teil eines Scharniers 5 ist, das sich in Umfangsrichtung über die ganze Breite dieser beiden Klappen erstreckt Die Abdichtung zwischen diesen beiden Klappen wird durch In- bzw. Übereinandergreifen der Enden der beiden Klappen erreicht.

Jede außenliegende Klappe 101 des stromaufliegenden Klappenkranzes 10 ist mit ihrem stromaufliegenden Abschnitt am feststehenden Körper 3 um eine Anlenkachse 6 schwenkbar angelenkt und überdies einstückig mit einem Stellhebel 101z, der seinerseits mit Hilfe eines Steuerorgans betätigt werden kann, bei dem es sich beispielweise um einen in der Figur nicht gezeigten Arbeitszylinder handelt. Jede außenliegende Klappe 201 des stromabliegenden Klappenkranzes 20 ist um eine Achse 7 schwenkbar an einer Stellstange 8 angelenkt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind nur die außenliegenden Klappen 101, 201 gesteuert. Die innenliegenden Klappen 102,202 werden einfach an die außenliegenden Klappen angelegt, und zwar durch den Druck des die Düse durchströmenden Strömungsmittels (Strahlstrom). Statt dessen ist es auch möglich, die innenliegenden Klappen zu steuern und die außenliegenden Klappen als Nachfolgeklappen auszubilden.

Die seitliche Abdichtung zwischen einander benachbarten außenliegenden Klappen 101, 2Cl und innenliegenden Klappen 102, 202 ist im Bereich der Anlenkung der Klappen des stromaufliegenden Klappenkranzes 10 an den Klappen des stromabliegenden Klappenkranzes 20 verbessert. Hierfür wird in einem der beiden Klappenkränze, beispielsweise im stromabliegenden Klappenkranz 20 jede außenliegende Klappe 201 in der Nähe von jedem ihrer beiden seitlichen Ränder 201*, 201/ mit einer Lagerung 9 versehen, in die das Außenende des Scharniers 5 des benachbarten Paares innenliegender Klappen 102, 202 unter Abdichtung eingreift. Jede Lagerung 9 ist hierfür als abgerundete Auskehlung ausgebildet, deren Form, einer Berührungsfläche von erheblicher Ausdehnung folgend, der Form des Außenendes des genannten Scharniers angepaßt ist.

Wie es insbesondere die F i g. 3 und 3a zeigen, gleitet bei Veränderungen der Neigung der Klappen der Düse das Außenende des Scharniers 5 in der Lagerung 9, und zwar in Umfangsrichtung der Düse, wobei das Außenende ständig in abdichtendem Kontakt mit der Wandung der Lagerung verbleibt.

Jede der Nachfolgeklappen 102 ist auf ihrer Außenseite b auf die in den Figuren gezeigte Weise mit einer Gleitschiene 30 versehen, längs derer sich in Längsrichtung der Düse ein Gleitstück 31 verschieben kann. Das Gleitstück 31 ist mit Hilfe eines Kugelzapfens 32 jeweils an ein Ende zweier Stangen 33, 34 angelenkt, deren anderes Ende jeweils am feststehenden Körper 3 um die Anlenkachse 6 schwenkbar angelenkt ist. Eine solche Ausbildung erbringt noch eine Verbesserung der seitlichen Abdichtung zwischen benachbarten Klappen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Düse, insbesondere Schubdüse für Gasturbinenstrahltriebwerke, mit verstellbar konvergent-divergenter Gestalt, die von einem Strömungsmittel durchströmt ist und eine Vielzahl von Klappen einstellbarer Neigung aufweist, die jeweils eine zur Düsenachse weisende Innenseite und eine zum Düsenäußeren weisende Außenseite, sowie zwei sich in Längsrichtung der Düse erstreckende seitliche Ränder aufweisen, und zwei in Strömungsrichtung des Strömungsmittels hintereinander angeordnete Kränze bilden, nämlich einen stromaufliegenden Klappenkranz und einen stromabliegenden Klappenkranz, v/obei jede Klappe des stromaufliegenden Klappenkranzes mit ihrem stromabliegenden Abschnitt am stromaufliegenden Abschnitt einer Klappe des stromabliegenden Klappenkranzes angelenkt ist, und weiter jeder Klappenkranz eine erste Gruppe von Klappen, nämlich außenliegenden Klappen umfaßt, die in Umfangsrichtung der Düse abwechselnd mit einer zweiten Gruppe von Klappen, nämlich innenliegenden Klappen angeordnet sind, von denen sich jede innenliegende Klappe mit ihrer Außenseite im Bereich ihrer beiden seitlichen Ränder an den Innenseiten der beiden sie einrahmenden außenliegenden Klappen abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß jede innenliegende Klappe (102) des stromaufliegenden Klappenkranzes (10) an eine innenliegende Klappe (202) des stromabliegenden Klappenkranzes (20) mittels eines Scharniers (5) angelenkt ist, das sich in Umfangsrichtung über die ganze Breite dieser beiden Klappen erstreckt, und daß in einem (20) der beiden Klappenkränze (10, 20) jede außenliegende Klappe (201) in der Nähe von jedem ihrer beiden seitlichen Ränder (201*, 20Ij^mIt einer Lagerung (9) versehen ist, in die das Außenende des Scharniers des benachbarten Paares innenliegender Klappen unter Abdichtung eingreift und in der dieses Außenende, bei Veränderung der Neigung der Klappen der Düse, in Umfangsrichtung der Düse gleitend verschieblich ist.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerung (9) in jeder außenliegenden Klappe (201) des stromabliegenden Klappenkranzes (20) vorgesehen ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Düse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Düsen werden insbesondere in Gasturbinenstrahltriebwerken für Flugzeuge eingesetzt.

Düsen dieser Art sind bekannt (CH-PS 3 27 869). Sie weisen zur Veränderung der Auslaßquerschnittsfläche eine Vielzahl von Klappen einstellbarer Neigung auf, die zwei in Strömungsrichtung des die Düse durchströmenden Strömungsmittels hintereinander angeordnete Kränze bilden, nämlich einen stromaufliegenden Klappenkranz und einen stromabliegenden Klappenkranz. In der Regel wird dabei eine Ausbildung benutzt, in der die außenliegenden Klappen in ihrer Stellung mit Hilfe von Arbeitszylindern gesteuert werden (sogenannte »gesteuerte« Klappen), während die innenliegenden Klappen (sogenannte »Nachfolgeklappen«) durch den Druck des Strömungsmittels (Strahlstrom) an den außenliegen

den Klappen in Anlage gehalten werden.

Eine der Hauptschwierigkeiten bei derartigen Düsen besteht darin, eine befriedigende Abdichtung an den Verbindungen der verschiedenen Klappengruppen zu erzielen, die stromauf oder stromab, außen oder innen liegen. Ein besonders schwieriges Problem besteht dabei bezüglich der seitlichen Abdichtung zwischen den innenliegenden Klappen und den benachbarten außenliegenden Klappen, und zwar im Bereich der Anlenkung der Klappen des stromaufliegenden Klappenkranzes an den Klappen des stromabliegenden Klappenkranzes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abdichtung der Klappen gerade an dieser Stelle der Anlenkung der divergenten an die konvergenten Klappen zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist im Anspruch 2 angegeben.

Man erkennt, daß hier die innenliegenden Klappen über ein sich in Umfangsrichtung über die ganze Breite der beiden Klappen erstreckendes Scharnier verbunden sind, dessen Außenende jeweils in eine Lagerung einer außenliegenden Klappe unter Abdichtung eingreift und in dieser bei Veränderung der Neigung der Klappen der Düse in Urnfangsrichtung der Düse gleitend verschieblich ist. Die Lagerungen weisen hierfür beispielsweise die Form einer abgerundeten Auskehlung auf, deren Form derjenigen des Außenendes des Scharniers angepaßt ist. Durch diese Ausbildung wird ohne Beeinträchtigung der Beweglichkeit eine erhebliche Verbesserung der Abdichtung erreicht.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Teildraufsicht auf eine Ausführungsform,

Fig.2 einen Längsschnitt bei Linie H-II von Fig. 1 durch die beiden aneinander angelenkten, außenliegenden, gesteuerten Klappen,

Fig.3 und 3a Längsschnitte bei Linie III-IIE von F i g. 1 durch die beiden aneinander angelenkten, innenliegenden Nachfolgeklappen,

F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht des Inneren der Düse bei entfernten innenliegenden Nachfolgeklappen, und

F i g. 5 eine F i g. 4 entsprechende Ansicht mit an Ort und Stelle befindlichen innenliegenden Nachfolgeklappen.

Die Figuren zeigen eine Ausstoßeinheit einer Düse, die eine Achse hat und als Bezugs- und Abstützpunkt einen feststehenden Körper 3 aufweist. Die Düse weist eine Vielzahl von Klappen mit einstellbarer Neigung auf, die jeweils zwei seitliche Ränder haben, die sich in Längsrichtung der Düse erstrecken, sowie eine der Achse der Düse zugewandte Innenseite a und eine zum Düsenäußeren gewandte Außenseite b. Die Klappen sind in zwei Kränzen angeordnet, die bezüglich der Strömungsrichtung des Strömungsmittelstroms aufeinander folgen. Sie bilden so einen stromaufliegenden Klappenkranz 10 konvergenter Klappen und einen stromabliegenden Klappenkranz 30 divergenter Klappen.

Jeder der Klappenkränze 10, 20 besteht wieder aus einer ersten Gruppe von Klappen, nämlich außenliegenden Klappen 101,201, die in Umfangsrichtung der Düse abwechselnd mit einer zweiten Gruppe von Klappen, nämlich innenliegenden Klappen 102, 202 angeordnet sind. Man erkennt weiter seitliche Ränder lOlxund \Q\y der Klappen 101, 20Ix und 20Iy der Klappen 201,102x und 102y der Klappen 102, sowie 202* und 202y der Klappen 202. Jeder der innenliegenden Klappen 102,