CH272985A - Verfahren und Einrichtung zum Fördern des Treibstoffes vom Tank zum Motor in Flugzeugen, die für Flüge in grosser Höhe bestimmt sind. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zum Fördern des Treibstoffes vom Tank zum Motor  in Flugzeugen, die für     Flüge    in grosser Höhe bestimmt sind.    Vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf  ein Verfahren und auf     eine    Einrichtung zum       Fördern    des Treibstoffes vom Tank zum Motor  in Flugzeugen, die für Flüge     in    grosser Höhe       bestimmt    sind, und bezweckt, bis auf eine be  stimmte Höhe die Dampf- und Blasenbildung  des Treibstoffes für den Pumpenbetrieb un  schädlich zu machen.  



       Förderpumpen,    die den Treibstoff von den  Tanks zu den     Injektionspumpen    oder Ver  gasern des     Flugzeugmotors        bzw.    der Gas  turbine schaffen, leiden nämlich von einer  bestimmten Flughöhe an     unter    dem Kochen  und der Dampfblasenbildung des leichtflüch  tigen Treibstoffes, was einen starken Abfall  d     es        Druckes    und der Förderleistung der Pum  pen verursacht und in manchen Fällen sogar  zu einem vollkommenen Versagen der Pumpen  führen kann.

   Der Druckabfall der Atmosphäre  in grossen Flughöhen und die verhältnismässig  hohe Temperatur des Treibstoffes gegenüber  der Aussentemperatur     (praktisch    die Boden  temperatur) sind die     Urwehen    dieses     Kochens     und der     Dampfblasenbildung.    Besonders neu  : zeitliche     Düsenflugzeuge,    deren Steiggeschwin  digkeit und Scheitelhöhe diejenige der propel  lerangetriebenen Maschinen um Bedeutendes  überragen, sind bei ihrem hohen Treibstoff  bedarf     in    ihrer     Weiterentwicklung    und Er  :

   reichen der     Leistungsgrenze    durch die ge  nannten Schwierigkeiten entscheidend     ge-          liem.mt.       Zur Behebung der genannten Schwierig  keiten sind folgende Massnahmen bekannt:       a)    Der     Treibstofftank    wird unter konstan  tem Bodendruck gehalten, das heisst     unter     Überdruck gegen     Aussenatmosphäre.        Diese     Massnahme ist in der Praxis     kaum.    anwendbar,  da sie sehr robuste     und        gewichtsmässig    kaum  tragbare     Tankkonstruktionen    voraussetzt.

   Die       Explosionsgefahr    von unter     Überdruck    stehen  den Treibstoffbehältern bei     Undichtwerden     oder Beschädigung     bzw.    durch Beschuss führte  weiterhin zur     Ablehnung    dieser Möglichkeit.  



  b) Es wird eine     zusätzliche        Kühlurig    des       Treibstoffes    vor oder während des     Fluges    vor  genommen, um den Siedeeintritt trotz Druck  abfall zu     verzögern.    Diese Massnahme verbie  tet sich     in    en meisten     Fällen    infolge des Um  fanges und des Gewichtes der hierfür notwen  digen Apparatur für die     beträchtlichen    in  Frage stehenden     Flüssigkeitsmengen.     



  c) Die Dampfblasen     werden    vor     oder    in  den     Förderpumpen        auf    mechanischem Wege  durch Leitbleche am     Schaufelradeintritt,     durch Zentrifugieren des     Treibstoffes,

      durch  Förderschrauben mit über der Eintritts  kante     vorstehenden        Flanken    und anderes mehr       ausgeschieden.    Jedoch selbst die besten bisheri  gen Lösungen können     -unter    den heutigen       Flugbedingungen    Druck- und>     Förderverlilste          bis        30        %        in        den        Speiseleitungen        zum        Motor     nicht vermeiden.

        Das     erfindungsgemässe    Verfahren zeichnet  sich     dadurch    aus,     dass    der     Treibstoff    vor dein  Eintritt in die     Förderpiunpe    auf einem Druck  gehalten wird, der     innert    Grenzen     umabhängig     vom     Zustand    des     Treibstoffes    im Tank gleich  dem Druck in Bodennähe ist.

       Dieser    nur am       Förderpumpeneintritt    herrschende Verdich  tungsdruck     wirkt    nicht auf die     Tankviände     und beeinflusst     keineswegs    das Kochen des  übrigen     Tankinhaltes,    sondern . schafft nur       normale        Verhältnisse    für die Förderpumpe.  



  Um     eilen        konstanten    Bodendruck am     För-          derpumpeneintritt    zu erzielen,     ist    erfindungs  gemäss einer     Rotationsförderpuunpe    zum För  dern des     Treibstoffes    zum Motor ein     Rota-          tionsvorverdicliter    vorgeschaltet,     dessen        För-          derdruck    in     Bodennähe    mindestens     dass    Dop  pelte des     Druckes    in Bodennähe     ist,

      damit       selbst    bei 50     o/oigenn    Abfall der     Leistung    des       Vorverdichters    durch Höhenflug normale     Bo-          dendruekbedingungen    am     Förderpumpenein-          tritt    herrschen.  



       Zwischen    dein     Varverdichfier    und der     För-          derpumpe    ist vorteilhaft ein Ventil vorgese  hen, welches den     Druck    am     Förderpumpen-          eintritt    durch Ablassen von Treibstoff in den  Tank derart regelt, dass er gleich dem Boden  druck ist.  



  In der beiliegenden     Zeichnung    ist ein     Aus-          führungsbeispiel    der Einrichtung gemäss der       Erfindung        schematisch    gezeigt, an Hand von  welchem auch ein Beispiel     des    Verfahrens ge  mäss der     Erfindung    erläutert     ist.     



  Im Boden 1 des     BrennstofftanlLs    2 ist eine  durch den Ring 3 verstärkte     öffnung    4 vor  handen, die nach aussen     durch    die Wanne 5       geschlossen        isst.    Die Wanne 5     weist    ein Auge 6  auf, in     dein        der        Zentrierbolzen    7 mittels der       1Tutter    8     unter    Verwendung der Dichtung 9  befestigt ist.     Exzentrisch    zu     diesem    Auge weist  die Wanne 5 einen nach.

   aussen gerichteten       Rohranschluss    10 auf, der nach     innen        durch          das    Rohr 12 mit dem Unterteil 13 des Pum  pengehäuses in     Verbindung    steht.

   Auf diesem  Unterteil 13     ist    ein Aufsatz 14 durch Schrau  ben 15 befestigt.     Auf    dem Aufsatz 14 sind  durch mehrere Schrauben 16 das     Motorgehäuse     17     und    die     Abdichthaube    18     befestigt,    wobei    letztere einen     Abdichtkranz    19 aufweist, der  mittels des Ringes 20 gegen die Dichtung 22  gedrückt     wird.    Die Achse 23 des Motorrotors  24 ist in den Kugellagern 25     und    26 gelagert.

         Auf    der     Motorachse    ist die Welle 27 befestigt,  auf welcher die Förderschraube 29 und die       Vorverdichterschraube    28 festgekeilt sind. Das  untere Ende der Welle 2 7 ist in dem Zentrier  bolzen 7 gelagert und durch eine Kugel 30  oder ein     Di--icklager    in der     Achsrichtung        ab-          gestützt.    Der über der     Förderschraube    29 ste  hende Teil der Welle 27 ist in der Büchse 34       gelagert,    die durch einen Konus 33 im Aufsatz  14 abgedichtet ist.

   Die     Abdichtung    der Welle  27     in    .der Richtung zum Motor kann beispiels  weise durch eine Stopfbüchse 38 erreicht sein.  



       In        denn.    Unterteil 13, der mit der     Vorver-          dichterschraube    28 den     Vorverdicliter    A bil  det, ist die     Vorverdichterschraube    derart ge  lagert, dass das     -untere        Schraubenende    über  den untern Rand 40 des Unterteils vorsteht.  Die     Vorverdichterschraube    28 ist von einem  Ringraum 42 umgeben, von dem ein Kanal 43  zu dem Ringraum 44 führt, der über der     För-          derschraube    29     angeordnet    ist.

   Die     Förder-          schraube    29 und der     zugehörige    Aufsatz 14 bil  den die     eigentliche        Förderpumpe    B. Die     För-          derschraube    steht über den     obern    Rand 45 des  Aufsatzes 14 vor. Über diesem Rand ist ein  Ringraum 46 angeordnet, der über den Raum  47 und das Loch 48 mit dem Tankraum des  rankes 2 verbunden ist. Uni den Unterteil 13  ist ein     Blechbecher    49 angeordnet., dessen Bo  den einen     aufwärtsgerichteten        Trichter    50  aufweist.

   Die     Bohriuig    des     Trichters    50     ist.     kleiner als der     Durchmesser    der     Vorv    er  dichterschrau     be    28, und     zwischen    dem Rand 51       des    Trichters 50 und dem Unterrand 40 des  Unterteils 13     ist    ein     Zwischenraum    52 vorhan  den, -der mit dem     Ringraum    53     zwischen    dem  Becher 49 und dem     Unterteil    13 in Verbin  dung steht.  



  Die Wanne 5 bildet ausser dem     Abschluss     der Öffnung 4 den Einlauf des     Vorverdich-          ters,    wobei der Treibstoff im Sinne der ein  gezeichneten Pfeile strömt. Der über den  Unterrand 40 des     Gehäuseunterteils    etwas vor  stehende Teil der     Vorverdichterschraube    28      schleudert in bekannter Weise Dampf-     und     Luftblasen     zwischen    diesem Rand 40     tmd    dem       A.blenkra.nd    51 ab, die durch den Raum 53  in den Tankinhalt entweichen.

   Der     Triehter    50  verhindert ein     Zurüekströmen    der     abgeschleu-          derten    Blasen     --tun        Vorverdichter    A,     wie        dies     sonst     durch    die hohe Saugwirkung am Pum  peneintritt meist nicht     vermieden    werden  kann.

   Der     Aufbau    grösserer Blasen an dieser       kritischen    Stelle, die bei starkem Kochen des  Treibstoffes ein Abreissen der     Flüssigkeit        zur     Folge haben würden, mit der Folge     eines    völ  ligen Ausfalles der Pumpe, wird daher sicher       vermieden.     



  Der vom     Vorverdichter    A in Bodennähe  auf das Doppelte des Bodendruckes gebrachte       Treibstoff    tritt     durch    den     Überströmkanal    43  in die eigentliche     Förderpumpe    B ein.

   An       diesen        Überströmkana:l    43 ist das Regelventil  60 angeschlossen, das so eingestellt     ist,    dass  bis     zu    einer bestimmten Flughöhe der     Boden-           < Irivek    am     Eintritt    der     Förderpumpe    B     auf-          rechterhalten    wird.

   Beim Flug in     geringeren     Höhen und     dementsprechend    zu starker     För-          derung        des        Vorverdichters    wird der über  schüssige Treibstoff durch dieses Ventil wie  der in den Tank zurückgeleitet. Das     Ablenk-          bleelt    54 am Einlauf der Förderpumpe B  dient zur weiteren     Dampfblasenabscheidung     und entlüftet gleichfalls durch das Loch 48 in  den     aus        denn.    Becher 49 aufsteigenden Treib  stoffstrom.

   Der von der Förderpumpe B ge  lieferte Treibstoff wird über den Ringraum  57, den Kanal 58 und die Leitung 61 dem  Motor zugeführt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Fördern des Treibstoffes vom Tank zum Motor in Flugzeugen, die für Flüge in grosser Höhe bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff vor dem Eintritt in die Förderpumpe auf einem Druck gehalten wird, der innert Grenzen unabhängig vom Zustand des Treibstoffes im Tank gleich dem Druck in Bodennähe ist.

   1I. Fördereinrichtun g zur.Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass einer Rotationsförder- pttm;

   pe zum Förderndes Treibstoffes zum Mo tor ein Rotationsvorverdiehter vorgeschaltet ist, dessen Förderdruck in Bodennähe min- , destens das Doppelte des Druckes in Boden nähe ist, damit selbst bei 50 Ohigem Abfall der Leistung des Vorverdichters durch Höhenflug normale Bodendraekbedingiingen am Förder- pumpeneingang herrschen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Fördereinrichtung nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorverdichter und der Förderpumpe ein Ven til vorgesehen ist, welches den Druck am För- derpumpeneintritt durch Ablassen von Treib stoff in den Tank derart regelt, dass er gleich dem Bodendruck ist. 2.

   Fördereinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- schratabe der Förderpumpe und die Verdich- terschraube des Vorverdichters auf einer ge- meinschaftäichen Welle sitzen, welche durch einen Motor angetrieben ist. 3.

   Fördereinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet., dass der Vorver- dichter und die Förderpumpe zu einem Aggre gat vereinigt im Brennstofftank untergebracht sind. 4. Fördereinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Förderpumpe als auch der Vorverdichter mit Dampfblasenabseheideorganen versehen sind.