DE1121889B

DE1121889B - Flexible pipe elbow for conducting hot gases, especially for jet engines

Info

Publication number: DE1121889B
Application number: DEH31789A
Authority: DE
Inventors: Alexander Herold
Original assignee: Ernst Heinkel Flugzeugbau GmbH
Current assignee: Ernst Heinkel Flugzeugbau GmbH
Priority date: 1957-11-30
Filing date: 1957-11-30
Publication date: 1962-01-11

Description

Biegsamer Rohrkrümmer zur Leitung heißer Gase, insbesondere für Strahltriebwerke Die Erfindung betrifft einen biegsamen Rohrkrümmer zur Leitung heißer Gase, insbesondere für Strahltriebwerke, bestehend aus übereinandergreifenden Ringgliedern, die durch diametral einander gegenüberliegende Gelenke schwenkbar miteinander verbunden sind.Flexible pipe elbow for conducting hot gases, in particular for jet engines The invention relates to a flexible elbow pipe for conducting hot gases, in particular for jet engines, consisting of overlapping ring members that run through diametrically opposed joints are pivotally connected to one another.

Biegsame Leitungen sind an sich bekannt. Bei den bekannten Ausführungsformen handelt es sich im allgemeinen um solche, bei denen nur eine schwache Krümmung möglich ist. Eine dieser bekannten Leitungen besteht aus einzelnen Gliedern, von denen jedes wieder aus zwei ineinandergesteckten Rohrstücken gebildet ist. Dabei sind die äußeren Rohrstücke außen und innen zylindrisch, die inneren Rohrstücke haben in ihrem Inneren zylindrische Form, während sie außen an beiden Seiten etwas abgekantet oder ballig abgedreht sind. Jedes dieser inneren Rohrstücke ist mit zwei benachbarten äußeren Rohrstükken z. B. durch Stifte in der Weise verbunden, daß eine gegenseitige Drehung um diejenige Achse möglich ist, die durch zwei einander gegenüberliegende Stifte bestimmt wird.Flexible lines are known per se. In the known embodiments it is generally about those with which only a slight curvature is possible is. One of these known lines consists of individual members, each of which is again formed from two nested pieces of pipe. Here are the outer ones Tube pieces cylindrical outside and inside, the inner tube pieces have inside cylindrical shape, while they are slightly beveled or spherical on the outside on both sides are turned off. Each of these inner pipe pieces is connected to two adjacent outer ones Pipe pieces z. B. connected by pins in such a way that mutual rotation around that axis is possible through two opposing pins is determined.

Es ist ferner an sich bekannt. einzelne rohrförmige Teile durch am Umfang angeordnete Gelenke miteinander zu verbinden. Bei einer solchen bekannten Ausführungsform, bei der es sich um eine Zuführungseinrichtung für Patronengurte handelt, sind die einzelnen Glieder ineinandergesetzt. Damit kann und soll nur eine geringe Gelenkigkeit ermöglicht werden.It is also known per se. individual tubular parts through am To connect circumferentially arranged joints with each other. With such a well-known Embodiment in which it is a feed device for cartridge belts acts, the individual links are interlocked. With that, only one can and should low flexibility can be made possible.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform, die durch diametral einander gegenüberliegende Gelenke schwenkbar miteinander verbundene Ringglieder aufweist, handelt es sich um ein Knierohr. Dieses Knierohr ist aus einzelnen ineinandergreifenden Abschnitten zusammengesetzt, die mittels je zweier seitlicher Zapfen aneinander angelenkt und daher gegeneinander verschwenkbar sind, derart, daß sich das Knie geradestrecken oder in jeden beliebigen Krümmungswinkel von 0 bis 90°. jedoch nur nach einer Seite hin, bringen läßt.In another known embodiment, by diametrically opposing joints pivotably interconnected ring members has, it is a knee tube. This knee tube is made up of individual interlocking Assembled sections that are attached to each other by means of two lateral pegs are articulated and therefore pivotable against each other, such that the knee straight or at any angle of curvature from 0 to 90 °. but only to one side, can be brought.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, einen solchen biegsamen Rohrkrümmer derart auszubilden, daß er von seiner gestreckten Lage nach beiden Seiten verschwenkt werden kann, und ihn insbesondere für Strahltriebwerke verwendbar zu machen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind folgende Maßnahmen getroffen: Es sind einerseits innere Ringe gleicher Breite mit an den Stirnseiten beidseitig herausragenden Gelenkaugen vorgesehen und andererseits äußere Ringe, die die einander zugewandten Stirnseiten der jeweils benachbarten inneren Ringe übergreifen und die Gelenkaugen durchsetzende radiale Gelenkzapfen tragen, wobei sowohl die Stirnseiten der inneren Ringe als auch diejenigen der äußeren Ringe Bördelungen oder Ringstege aufweisen, die eine Labyrinthdichtung bilden.The inventor set himself the task of making such a flexible one To train pipe elbow so that it from its stretched position to both sides can be pivoted, and it can be used in particular for jet engines do. To solve this problem, the following measures have been taken: On the one hand, there are inner rings of the same width with joint eyes protruding on both sides on the front sides provided and on the other hand outer rings, which the facing end faces overlap each of the adjacent inner rings and penetrate the joint eyes wear radial pivot pins, both the end faces of the inner rings as also those of the outer rings have flanges or annular ridges that have a Form labyrinth seal.

Damit ergeben sich folgende Vorteile: Der Rohrkrümmer kann, ausgehend von seiner gestreckten Lage, in der gleichen Ebene nach beiden Seiten verschwenkt werden, die Gelenke sind nicht nur innen. sondern auch außen den den Rohrkrümmer durchströmenden heißen Gasen ausgesetzt, da diese zwischen den Stirnkanten der inneren Ringe hindurch auf die Außenseite dieser Ringe im Bereich der äußeren Ringe eindringen können. Hierdurch werden Materialspannungen vermieden. Ferner läßt sich die Verschwenkmöglichkeit der Gliederringe in weiten Grenzen dadurch variieren, daß die an die Stirnseiten der inneren Ringe angesetzten Gelenkaugen eine entsprechende Länge erhalten. Dies stellt einen Fabrikationsvorteil dar.This results in the following advantages: The elbow can, starting out from its extended position, pivoted to both sides in the same plane be, the joints are not just inside. but also the outside of the pipe elbow exposed to flowing through hot gases, as these between the front edges of the inner Rings penetrate through to the outside of these rings in the area of the outer rings can. This avoids material stresses. Furthermore, the possibility of pivoting the link rings vary within wide limits in that the at the end faces The joint eyes attached to the inner rings are given a corresponding length. this represents a manufacturing advantage.

Wenn sich eine Kühlung des Rohrkrümmers als notwendig erweist. ist erfindungsgemäß zur Bildung zusammenhängender Kühlräume jeweils ein innerer, an den Stirnseiten mit Bördelungen oder Ringstegen versehener Mantelring vorgesehen, der die Stirnseiten eines Paares der äußeren Ringe übergreift, ferner ein äußerer gleichartiger Mantelring, der die Stirnseiten eines Paares der ebengenannten inneren Mantelringe übergreift und an dem radialen Gelenkzapfen befestigt ist. Das Kühlmittel wird vorzugsweise zwischen den Gelenken in die Kühlräume eingeführt.When the elbow needs to be cooled. is according to the invention to form coherent cooling spaces each an inner one the end faces are provided with a casing ring provided with flanges or ring webs, which overlaps the end faces of a pair of the outer rings, also an outer one similar jacket ring, which the end faces of a pair of the inner ones just mentioned Cladding rings engages over and is attached to the radial pivot pin. The coolant is preferably inserted between the joints in the cooling chambers.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigt Fig.1 ein Strahltriebwerk mit einem auf horizontalen Schub eingestellten luftgekühlten Rohrkrümmer, Fig. 2 dasselbe Strahltriebwerk auf vertikalen Schub eingestellt, Fig.3 einen Teil des Rohrkrümmers, schematisch und im Schnitt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and explained. It shows Fig.1 shows a jet engine with a horizontal thrust set air-cooled manifold, Fig. 2 the same jet engine set to vertical thrust, Fig. 3 a part of the pipe elbow, schematically and on average.

Das Strahltriebwerk 1 (Fig. 1 und 2) weist etwa an der Nachbrennzone einen starren Rohrkrümmer 2 auf, der mit einem aus Ringgliedern zusammengesetzten biegsamen Rohrkrümmer 3 verbunden ist. Am Ende des biegsamen Rohrkrümmers 3 befindet sich eine Ausstoßdüse 4, die aus der Horizontalstellung in die Vertikalstellung 4' geschwenkt werden kann. Der biegsame Rohrkrümmer 3 besteht aus inneren und äußeren Ringen, die gegeneinander um Gelenke 7, 7a geschwenkt werden können. Die Gelenkaugen sind mit 7 und die zugehörigen radialen Gelenkzapfen mit 7a bezeichnet.The jet engine 1 (FIGS. 1 and 2) has a rigid pipe bend 2, approximately at the afterburning zone, which is connected to a flexible pipe bend 3 composed of ring members. At the end of the flexible pipe bend 3 there is a discharge nozzle 4 which can be pivoted from the horizontal position into the vertical position 4 '. The flexible pipe bend 3 consists of inner and outer rings which can be pivoted against each other about joints 7, 7a. The hinge eyes are denoted by 7 and the associated radial pivot pins are denoted by 7a.

Die Anordnung der Ringglieder geht aus Fig.3 hervor. Die inneren Ringe 10 weisen Bördelungen 12 auf. Äußere Ringe 11 übergreifen die einander zugewandten Stirnseiten der jeweils benachbarten inneren Ringe 10 und sind ebenfalls mit Bördelungen versehen, die mit 13 bezeichnet sind. Zur Bildung von Kühlräumen 14 ist jeweils ein innerer, an den Stirnseiten mit Bördelungen 9 versehener Mantelring 5 vorgesehen, der die Stirnseiten eines Paares der äußeren Ringe 11 übergreift, ferner ein äußerer gleichartiger Mantelring 6, der die Stirnseiten eines Paares der ebengenannten inneren Mantelringe 5 übergreift und an dem radialen Gelenkzapfen 7a befestigt ist. Die Hohlräume werden von Kühlluft durchströmt, die zwischen den Gelenken 7, 7a eingeführt wird. Die inneren Ringe 10 weisen Leitschaufeln 15 auf.The arrangement of the ring members is shown in Fig.3. The inner rings 10 have flanges 12 . Outer rings 11 overlap the facing end faces of the respective adjacent inner rings 10 and are also provided with flanges, which are denoted by 13. To form cooling spaces 14 , an inner casing ring 5 with flanges 9 on the end faces is provided, which engages over the end faces of a pair of outer rings 11 , and an outer similar casing ring 6 which overlaps the end faces of a pair of the aforementioned inner casing rings 5 and is attached to the radial pivot pin 7a. Cooling air, which is introduced between the joints 7, 7a, flows through the cavities. The inner rings 10 have guide vanes 15 .

Der erfindungsgemäße biegsame Rohrkrümmer kann mit oder ohne Mantelringe ausgeführt werden. Durch die Mantelringe wird der Vorteil erzielt, daß der Rohrkrümmer, der bei der Umlenkung des Triebstrahls einer sehr starken Hitzeeinwirkung ausgesetzt ist, mittels in die Hohlräume 14 eingeführter Kühlluft wirksam gekühlt werden kann, so daß die Anforderungen an die Warmfestigkeit der inneren Ringe tragbar bleiben. Die ineinandergreifenden Bördelungen der Ringe bilden eine wirksame Labyrinthdichtung, welche die Gasverluste gering hält. Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht darin, daß die Verschwenkung des Rohrkrümmers in einfacher Weise durch die Anordnung des letzten Ringes in einer Haltergabel (nicht gezeichnet) möglich ist, die z. B. hydraulisch bewegt werden kann.The flexible pipe elbow according to the invention can be designed with or without casing rings. The jacket rings have the advantage that the pipe bend, which is exposed to very strong heat when the jet is deflected, can be effectively cooled by means of cooling air introduced into the cavities 14 , so that the requirements for the heat resistance of the inner rings remain acceptable. The interlocking flanges of the rings form an effective labyrinth seal that keeps gas losses low. Another significant advantage is that the pivoting of the elbow is possible in a simple manner by the arrangement of the last ring in a holder fork (not shown), the z. B. can be moved hydraulically.

Die Erfindung ist nicht auf eine Verwendung in Verbindung mit Strahltriebwerken beschränkt. Sie kann auch in anderen Fällen nützlich sein, in denen ein heißer Gasstrahl mit Hilfe eines biegsamen Krümmers abgelenkt werden soll.The invention is not intended for use in connection with jet engines limited. It can also be useful in other cases where a hot gas jet to be deflected with the help of a flexible elbow.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Flexible pipe elbow for conducting hot gases, especially for jet engines, consisting of overlapping ring members which are pivotably connected to one another by diametrically opposed joints, characterized on the one hand by inner rings (10) of the same width with joint eyes (7 ), and on the other hand by outer rings (11) which overlap the facing end faces of the respective adjacent inner rings (10) and bear radial pivot pins (7 a) penetrating the hinge eyes (7), both the end faces of the inner rings (10) , as well as those of the outer rings (11) have flanges or annular webs (12, 13) which form a labyrinth seal. z. Flexible pipe bend according to claim 1, characterized in that an inner casing ring (5), provided with flanges or annular webs (9) on the end faces, is provided to form coherent cooling spaces (14) , which encompasses the end faces of a pair of outer rings (11). overlaps, furthermore an outer shell ring (6) of the same type with flanges or annular webs (8) which overlaps the end faces of a pair of the inner shell rings (5) mentioned above and is attached to the radial pivot pin (7 a). 3. Flexible pipe bend according to claim 2, characterized in that the coolant between the joints (7, 7a) is introduced into the cooling spaces (14) . Considered publications: German Patent Specifications Nos. 58 726, 90 790, 644 053, 697 927.