DE102008007278B4

DE102008007278B4 - Bleedairduct-Segment, Bleedairduct-Anordnung mit solchen Bleedairduct-Segmenten und Bleedairduct-System mit Regulierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008007278B4
Application number: DE102008007278A
Authority: DE
Inventors: Sten Gatzke
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-02-02
Also published as: CA2712625A1; CN101932509A; US8342443B2; RU2010135966A; DE102008007278A1; WO2009095257A2; RU2488526C2; JP2011510861A; US20100288890A1; EP2247501A2; BRPI0906647A2; WO2009095257A3; CN101932509B

Abstract

Bleedairduct-Segment zur Bildung einer Bleedairduct-Anordnung (1) mit integriertem Wärmetauscher zur Leitung heißer Bleedair aus einem Triebwerk in ein Bauteil eines Flugzeuges, aufweisend:
• ein äußeres Hüllen-Segment (3a) mit einer Hüllen-Innenseite (4) und einer Hüllen-Außenseite (5),
• ein Innenmantel-Segment (6a) mit einer Innenmantel-Innenseite (7) zur Bildung eines Kanal-Segments (2a) und einer Innenmantel-Außenseite (8),
• ein Isoliermaterial (12) in dem zwischen der Hüllen-Innenseite (4) und der Innenmantel-Außenseite (8) gebildeten Zwischenraum (9),
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Innenmantel-Außenseite (8) wenigstens ein Profil-Abschnitt (10a) zur Ausbildung eines Kanals (10) aufliegt, durch den Umgebungsluft entgegen der Strömungsrichtung der Bleedair strömt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bleedairduct-Segment in einem Flugzeug mit integriertem Wärmetauscher, mit dem heiße Bleedair aus einem Triebwerk Luft aus der Umgebung des Flugzeuges erwärmt und diese erwärmet Luft dem Triebwerk zur weiteren Verwendung, beispielsweise zur Verbrennung zuführt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bleedairduct, mit wenigstens zwei Bleedairduct-Segmenten, mit einem Einlass für die Umgebungsluft und einem Auslass für die erwärmte Umgebungsluft. Schließlich betrifft die Erfindung ein Bleedairduct-System mit einer Regulierungsvorrichtung zur Regulierung der in den Bleedairduct einströmenden Bleedairmenge.
Die Verwendung von Bleedair kommt in den unterschiedlichsten Systemen eines Flugzeugs zur Anwendung. Sie wird unter anderem zur Wärmeregulierung und Druckversorgung der Flugzeugzelle eingesetzt. Auch Kraftstoff-, Hydraulik- und Wassertanks werden mittels der Bleedair unter Druck gehalten, um beispielsweise dem Versagen von Pumpen vorzubeugen. Bleedair-Entnahme ist ein einfaches und bewährtes System, das mit technisch einfach zu realisierenden Komponenten aufgebaut ist.
Nachteilig der Verwendung der Bleedair ist die dadurch bedingte Erhöhung des Treibstoffverbrauchs und ein Absinken der Triebwerksleistung. Aus diesem Grund wird beispielsweise bei hoher Startleistung die Bleedair-Entnahme abgeschaltet, um einer Überhitzung der Turbine vorzubeugen. In einigen der modernsten Flugzeuge hat man deshalb ganz darauf verzichtet, Bleedair aus den Triebwerken abzuzweigen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Die Klimaanlage und andere Hilfsaggregate werden in diesen Fällen komplett elektrisch betrieben. Um die dazu notwendige elektrische Energie zu erzeugen, erhalten die Triebwerke zum Ausgleich leistungsstärkere Generatoren.
Aus der US 64 42 944 ist ein Wärmetauscher in einem Triebwerk bekannt, mit dem heiße Bleedair dadurch abgekühlt wird, dass sie in einem ersten Schritt in den Triebwerkseinlassbereich geleitet wird, wo sie dort auftretender Eisbildung entgegenwirkt und gleichzeitig durch den Umgebungsluftstrom abgekühlt wird. Die gekühlte Bleedair kann dann im Flugzeug in unterschiedlichen Systemen Verwendung finden.
Aus der US6990797B2 ist eine Enteisungs-Schutzvorrichtung für eine Gasturbine bekannt.
Die US6442944B1 beschreibt eine Vorrichtung zur Zufuhr von heißer Triebwerksluft zur Enteisung eines Triebwerk und zur Zufuhr von gekühlt Bleedair an eine Klimaanlage im Flugzeug.
Die US3981466A beschreibt eine Vorrichtung zur Entnahme von heißer Triebwerksluft zur Enteisung der Flügel eines Flugzeugs und zur Zufuhr von gekühlter Bleedair an eine Klimaanlage im Flugzeug.
Die US6584778B1 offenbart ein Verfahren zur Zufuhr von Kühlluft an eine Gasturbine unter Verwendung eines Kühlsystems mit Wärmetauschern.
Eine Vorrichtung zur Kühlung von Schmiermittel in einem Triebwerk ist aus der US4782658A bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist, bei einem Triebwerk den Leistungsverlust durch Bleedair-Entnahme zumindest teilweise zu kompensieren.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diesen rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Nach der Erfindung ist ein Bleedairduct-Segment zur Bildung einer Bleedairduct-Anordnung mit integriertem Wärmetauscher zur Leitung heißer Bleedair aus einem Triebwerk in ein Bauteil eines Flugzeuges vorgesehen, aufweisend ein äußeres Hüllen-Segment mit einer Hüllen-Innenseite und einer Hüllen-Außenseite, das mit zumindest einem weiteren äußeren Hüllen-Segment zu einer äußeren Hülle mit einer Hüllen-Innenseite und einer Hüllen-Außenseite zusammen setzbar ist, ein Innenmantel-Segment mit einer Innenmantel-Innenseite und einer Innenmantel-Außenseite, das mit zumindest einem weiteren Innenmantel-Segment zu einem Innenmantel mit einer Innenmantel-Innenseite und einer Innenmantel-Außenseite zusammen setzbar ist, ein Isoliermaterial oder eine Isoliermaterial-Schicht in dem zwischen der Hüllen-Innenseite und der Innenmantel-Außenseite gebildeten Zwischenraum, wobei auf der Innenmantel-Außenseite wenigstens ein Profilabschnitt zur Bildung eines Kanals aufliegt. Im montierten Zustand der Bleedairduct-Segmente und wenn diese in einer Flugzeugstruktur eingebaut sind, fließt durch den Profilabschnitt Umgebungsluft, das heißt, Luft aus der Umgebung des Flugzeuges entgegen der Strömungsrichtung der Bleedair strömt.
Das Bleedairduct-Segment weist folglich einen Doppelmantel auf, mit einem in Isoliermaterial eingebettetem Kanal-Segment. Vorzugsweise haben dabei die beiden Mäntel, nämlich die äußere Hülle bzw. das äußere Hüllen-Segment und der Innenmantel bzw. das Innenmantel-Segment eine gemeinsame Mittelachse in Längsrichtung der Bleedairduct- Anorndung bzw. des Bleedairduct-Segments gesehen, das heißt, die äußere Hülle weist zum Innenmantel überall den gleichen Abstand auf. Die in dem Kanal der Bleedairduct-Anordnung mit den Bleedairduct-Segmenten strömende heiße Triebwerksluft gibt wenigstens einen Teil ihrer Wärme an den Innenmantel ab. Die in dem Kanal in Gegenrichtung zur Bleedair strömende kalte Umgebungsluft kann wenigstens einen Teil der den Innenmantel erwärmenden Energie aufnehmen und wird dadurch erwärmt. Der Wirkungsgrad des Wärmeüberganges hängt in erster Linie von dem Material des Innenmantels ab, das je nach Anwendungsfall entsprechend gewählt werden kann.
Der Profilabschnitt eines Bleedairduct-Segments, der ein Kanal-Segment bildet, kann die Innenmantel-Außenseite dieses Bleedairduct-Segments spiralförmig umlaufen, das heißt, er kann spiralförmig um die Innenmantel-Außenseite gewickelt oder gewunden sein. Der Profilabschnitt kann aber auch parallel zu einer Mittelachse des Innenmantels des Bleedairduct-Segments auf der Innenmantel-Außenseite des Bleedairduct-Segments verlaufen. Dabei können je Bleedairduct-Segment mehrere solcher Profilabschnitte in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sein und zum Beispiel am Anfang und/oder Ende des Bleedairduct-Segments fluidtechnisch miteinander verbunden sein. Bei Ausbildung der Bleedairduct-Anordnung werden die zur Ausbildung des Kanals desselben miteinander zu verbindenden Profilabschnitte der miteinander zu montierenden Bleedairduct-Segmente fluidtechnisch dicht miteinander verbunden.
Bei dem Profilabschnitt, der bei zusammengesetzten Bleedairduct-Segmenten den Kanal für die Umgebungsluft bildet, kann es sich um ein Rohrleitungs-Segment bzw. um eine Rohrleitung handeln, die zumindest in ihrem Auflagebereich auf der Innenmantel-Außenseite flach ist, bzw. eine Krümmung mit dem Radius der Innenmantel-Außenseite aufweist, um eine möglichst große Auflagefläche zu ermöglichen. Das Rohrleitungs-Segment bzw. die Rohrleitung selbst kann von ihrer Grundform her rechteckig oder halbrund sein, oder jede handelsübliche oder speziell für den Einsatzzweck hergestellte Form aufweisen. Wird das Kanal-Segment durch den Profil-Abschnitt in Form eines Hohlprofils gebildet, so findet ein erster Wärmeübergang zwischen der den Kanal durchströmenden Bleedair und der Innenmantel-Innenseite statt, ein zweiter Wärmeübergang zwischen der Innenmantel-Außenseite und dem an dieser anliegenden Abschnitt der Hohlprofil-Außenseite, und ein dritter Wärmeübergang zwischen der Hohlprofil-Innenseite an einem Bereich, der dem den der Innenmantel-Außenseite anliegenden Abschnitt des Hohlprofil-Segements gegenüber liegt, und der Umgebungsluft.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades kann der Profil-Abschnitt durch ein Teil-Hohlprofil, das im Querschnitt des Hohlprofils gesehen kein geschlossenes Profilform und zum Beispiel ein in Längsrichtung in der Mitte durchgeschnittenes Rohr ist, gebildet sein. In diesem Fall liegen die beiden Enden des Teil-Hohlprofils auf der Innenmantel-Außenseite auf, und die im Kanal geführte Umgebungsluft hat unmittelbaren Kontakt zu der Innenmantel-Außenseite.
Ein Hohlprofil, beispielsweise das oben angesprochene Rohr, bildet im Regelfall von sich aus einen druckdichten Profil-Abschnitt, der dann im Ganzen mit der Innenmantel-Außenseite verbunden werden kann. Um einen luftdichten Kanal zu bilden, kann das den Profil-Abschnitt bildende Teil-Hohlprofil mit den beiden Teil-Profil-Längskanten druckdicht auf der Innenmantel-Außenseite fixiert sein, beispielsweise aufgeklebt oder aufgeschweißt. Handelt es sich um eine Schweißverbindung, so kann diese durch Vakuumschweißverfahren hergestellt sein, da mittels Vakuumschweißverfahren eine besonders gute Qualität der Schweißnaht erzielt werde kann, die auch den Ansprüchen der Luftfahrtindustrie genügt.
Der Profil-Abschnitt weist eine Höhe H auf, wobei als Höhe das maximale Maß bezeichnet wird, um das der Profilabschnitt bzw. das den Profilabschnitt bildende Hohlprofil- oder Teil-Hohlprofil senkrecht von der Innenmantel-Außenseite abragt. Bei einem zum Beispiel halbrunden Teil-Hohlprofil nimmt die Höhe H von der Schweißverbindungslinie kontinuierlich zu, und erreicht ihr Maximum im Zenit des Halbkreises des Teil-Hohlprofils. Da der Profil-Abschnitt in dem Raum zwischen der Innenmantel-Außenseite und der Hüllen-Innenseite angeordnet ist, entspricht die maximal mögliche Höhe H dem Abstand zwischen diesen beiden Flächen.
Die maximale Höhe H des Profil-Abschnitts kann aber auch kleiner gewählt sein als der Abstand zwischen der Innenmantel-Außenseite und der Hüllen-Innenseite. Dadurch besteht zwischen der Profil-Abschnitt-Oberfläche und der Hüllen-Innenseite ein Abstand, der, wie der restliche Raum zwischen Innenwand und Hülle, mit Isoliermaterial gefüllt sein kann. Diese Isolierschicht verhindert, dass es zu einem Sekundärwärmeaustausch zwischen dem Profil-Abschnitt und der Hülle kommt, was sich negativ auf den Wirkungsgrad des primären Wärmeaustausches zwischen der Bleedair und der Umgebungsluft auswirken könnte.
Um ein Bleedairduct-Segment mit wenigstens einem weiteren Bleedairduct-Segment verbinden zu können, ist wenigstens an einer der beiden Seiten des Bleedairduct-Segments ein Anschlussbereich gebildet. Der Anschlussbereich ist so ausgebildet, dass bei einer druckdichten Verbindung zweier Bleedairduct-Segmente gleichzeitig eine druckdichte Verbindung zwischen den beiden auf den Bleedairduct-Segmenten vorhandenen Profil-Abschnitten gebildet wird. Dabei können zur sicheren druckdichten Verbindung zusätzliche Dichtemittel an der Verbindung zwischen den beiden Profilabschnitten und/oder zwischen den Bleedairduct-Segmenten verwendet werden. Der Anschlussbereich kann also zum einen ein erstes Anschlussmittel an zumindest einem axialen Ende des Innenmantel-Segments zur Verbindung mit einem weiteren Innenmantel-Segment eines an das Bleedairduct-Segment anzuschließenden weiteren Bleedairduct-Segments und ein zweites Anschlussmittel an einem Ende des Profil-Abschnitts zur Verbindung mit einem weiteren Profilabschnitt eines an das Bleedairduct-Segment anzuschließenden weiteren Bleedairduct-Segments aufweisen.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Bleedairduct oder eine Bleedairduct-Anordnung mit wenigstens zwei in ihren Anschlussbereichen druckdicht miteinander verbundenen vorbeschriebenen Bleedairduct-Segmenten. Meist ist die Bleedairduct-Anordnung aus mehreren miteinander verbundenen Bleedairduct-Segmenten gebildet, wobei ein erstes, an einem ersten Ende der Bleedairduct-Anordnung gelegenes Bleedairduct-Segment mit seinem den Profil-Abschnitt bildenden Kanal-Segment zur Verbindung mit einem Umgebungsluft-Einlass vorgesehen ist, und ein an einem zweiten Ende der Bleedairduct-Anordnung gelegenes letztes Bleedairduct-Segment mit seinem den Profil-Abschnitt bildenden Kanal zur Verbindung mit einer Triebwerkszuleitung vorgesehen ist. Das heißt, dass Umgebungsluft über den Umgebungsluft-Einlass in den Kanal geleitet wird, in dem Kanal entlang dem Bleedairduct geführt wird, und am Ende des letzten Bleedairduct-Segments in eine Triebwerkszuleitung strömt, durch die es in den Innenbereich des Triebwerks geleitet wird. Diese zusätzliche Luft, die auf diese Weise dem Triebwerk bzw. dem Verbrennungsprozess zugeführt wird, wirkt dem Leistungsverlust des Triebwerkes durch die Abzweigung der Bleedair entgegen.
Um die Menge der am Umgebungsluft-Einlass einströmenden Luft zu erhöhen, kann im Bereich des Umgebungsluft- Einlasses ein Gebläse vorhanden sein, das zum Beispiel elektrisch angetrieben ist.
Der Bleedairduct kann beispielsweise in einem Vorderflügel eingebaut oder integriert sein. Dabei kann der Bleedairduct in Längsrichtung des Vorderflügels verlaufen, wodurch die abgekühlte Bleedair im Bleedairduct beispielsweise zu einer Erwärmung der Vorderflügelkante benutzt werden kann, um zum Beispiel Eisbildung in diesem Bereich vorzubeugen, oder um Hydraulikleitungen vor einer zu starken Abkühlung, die die F1ießeigenschaften einer Hydraulikflüssigkeit negativ beeinflussen könnte, zu schützen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bleedairduct-System mit einem vorbeschriebenen Bleedairduct und einer zusätzlichen Regulierungsvorrichtung, mit der die Menge der in den Bleedairduct einströmenden Bleedair regulierbar ist. Dabei kann die Regulierungsvorrichtung eine Funktion aufweisen, mit der die Menge der einströmenden Bleedair in Abhängigkeit von der im Bleedairduct anvisierten Lufttemperatur regulierbar ist. Das heilt, dass die Regulierungsvorrichtung die Menge der einströmenden Bleedair erhöhen kann, wenn die Temperatur der Bleedair im Bleedairduct niedriger ist, als angestrebt, und die Menge der einströmenden Bleedair reduzieren kann, wenn die Temperatur der Bleedair im Bleedairduct zu hoch ist. Als Vergleichwert kann in der Funktion der Regulierungsvorrichtung ein Soll-Wert für die Temperatur der Bleedair im Bleedairduct vorgegeben sein, nach der die Regulierungsvorrichtung die einströmende Bleedair-Menge reguliert. Die Regulierungsvorrichtung kann auch mit wenigstens einer weiteren Flugzeugsystem-Funktion funktional gekoppelt sein, die der Regulierungsvorrichtung einen Temperaturwert übermittelt, beispielsweise die Umgebungstemperatur des Flugzeuges oder die Temperatur der Flüssigkeit in einem Hydrauliksubsystem, nach dem die Regulierungsvorrichtung die Menge der einströmenden Bleedair reguliert.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Figuren beschrieben. Diese zeigen im Einzelnen:
die 1 eine systematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bleedairduct-Anordnung, in der die Bleedairduct-Segmente, aus denen die Bleedairduct-Anordnung gebildet ist, nicht gezeigt sind;
die 2 eine perspektivische Ansicht eines Bleedairduct-Segments ohne äußere Hülle;
die 3 eine Seitenansicht eines Bleedairduct-Segments ohne äußere Hülle;
die 4 eine Seitenansicht eines Bleedairduct-Segments mit aufgeschnittener äußerer Hülle;
die 5a zwei Bleedairduct-Segmente, hergerichtet zur Verbindung miteinander;
die 5b die beiden Bleedairduct-Segmente der 5a in verbundenem Zustand;
die 5c die Verbindung zweier Bleedairduct-Segemente in Vergrößerung.
In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bleedairduct-Anordnung 1 oder eine erfindungsgemäße Druckluft-Leitung in einer schematischen Seitenansicht gezeigt, der einen Hauptkanal 1a zur Führung von aus dem Triebwerk entnommener warmer Luft. Die Bleedairduct-Anordnung 1 ist aus wenigstens zwei Bleedairduct-Segmenten 2 gebildet, die miteinander druckdicht verbunden sind. Im Hauptkanal 1a der Bleedairduct-Anordnung 1 fließt heiße Luft aus einem Triebwerk eines Flugzeuges zur weiteren Verwendung an einen Verbraucher, zu welchem Zweck der Hauptkanal 1a über ein Verbindungsstück mit einer Triebswerkskammer verbunden ist, der warme Lust entnehmbar ist. Weitere Verwender können beispielsweise die Druckkabine sein, in der die Bleedair zur Wärmeregulierung und Druckversorgung genutzt wird, oder Kraftstoff-, Hydraulik- oder Wassertanks, die mittels der Bleedair unter Druck gehalten werden.
Die Bleedairduct-Anordnung 1 weist eine äußere Hülle 3 und einen ein Hauptkanal 1a bildenden Innenmantel 6 auf. Jedes Bleedairduct-Segment 2 weist dementsprechend ein Hauptkanal-Segment 2a auf. In dem Raum zwischen der äußeren Hülle 3 und dem Innenmantel 6 ist pro Bleedairduct-Segment 2 ein Profilabschnitt 10a auf der Innenmantel-Außenseite 8 aufgebracht, wobei die einzelnen Profilabschnitte 10a der Bleedairduct-Segmente 2 miteinander verbindbar sind und gemeinsam einen Kanal 10 auf der Innenmantel-Außenseite 8 der Bleedairduct-Anordnung 1 bilden.
Der Kanal 10 weist einen Einlass 14 auf, durch den Luft aus der Umgebung des Flugzeuges in den Kanal strömt. Dabei liegt der Einlass 14 für die Umgebungsluft nahe am verbraucherseitigen Ende des Bleedairducts 1. Der Einlass 14 kann deshalb insbesondere an einem Verbindungsstück oder einer Kopplung mit dem Inneren einer Druckkabine, eines Kraftstoff-, Hydraulik- oder Wassertanks sein. Die Umgebungsluft strömt in dem Kanal 10 entgegen der Strömungsrichtung der Bleedair in Richtung des triebwerkseitigen Endes des Kanals 10. Am triebwerkseitigen Ende des Kanals 10 kann die Umgebungsluft insbesondere über einen Auslass 15 dem Triebwerk zur weiteren Verwendung zugeführt werden. Der Auslass 15 ist somit insbesondere eine Zuführung zu einer Triebswerkskammer.
Auf ihrem Weg vom Einlass 14 zum Auslass 15 wird die Umgebungsluft von der in Gegenrichtung strömenden Bleedair erwärmt, die Bleedair wird entsprechend abgekühlt. Die Bleedairduct-Anordnung 1 bzw. das Bleedairduct-Segment 2 und der Kanal 10 bilden einen Wärmetauscher, bei dem die Wärme der Bleedair teilweise an die durch den Kanal 10 fließende Umgebungsluft abgegeben wird. Entscheidend für die Effizienz dieses Wärmeaustausches ist einmal das Material des Innenmantels 6 bzw. dessen Wärmeleitfähigkeit, das Material des Kanals 10 bzw. dessen Wärmeleitfähigkeit, falls der Kanal 10 auf der Innenmantel-Außenseite 8 aufliegt, die Größe der gesamten gemeinsamen Wärmeübertragungsfläche von Kanal 10 und Innenmantel-Außenseite 8, die Menge der im Bleedairduct strömenden Bleedair, die Menge der im Kanal 10 fließenden Umgebungsluft und die Temperaturdifferenz zwischen Bleedair und Umgebungsluft.
Der Kanal 10 ist aus aneinander gekoppelten Profilabschnitten 10a gebildet, die als Hohlprofile oder Teil-Hohlprofile gebildet sein können. Ist der Kanal 10 bzw. die Profilabschnitte 10a als Hohlprofil gebildet, so findet in einem ersten Schritt der Wärmeaustausch zwischen der Bleedair und der Innenmantel-Innenseite 7 des Bleedairduct-Segments 2 statt. In einem zweiten Schritt gibt die Innenmantel-Außenseite 8 die Wärme an das Hohlprofil weiter, das dann in einem dritten Schritt die im Hohlprofil strömende Luft erwärmt. Ist der Kanal 10 dagegen als Teil-Hohlprofil ausgebildet, beispielsweise als Halbrohr, so kann der Kanal 10 dadurch gebildet werden, dass das Halbrohr mit seinen beiden Längsschnittkanten auf der Innenmantel-Außenseite 8 druckdicht aufliegt oder mittels einer Klebe- oder Schweißverbindung mit der Innenmantel-Außenseite 8 druckdicht verbunden ist. Der Kanal 10 weist jetzt keine Unterseite auf, die auf der Innenmantel-Außenseite 8 ganzflächig aufliegt. Vielmehr hat die im Kanal 10 strömende Luft direkten Kontakt zu der Innenmantel-Außenseite 8, das heißt, ein direkter Wärmeübergang kann zwischen der Umgebungsluft und der Innenmantel-Außenseite 8 stattfinden.
Das Teil-Hohlprofil kann jede Form aufweisen, die es erlaubt, dass das Teil-Hohlprofil, wenn es auf der Innenmantel-Außenseite 8 aufliegt, einen Kanal 10 bildet. Statt des oben beschrieben Halbrohres kann es beispielsweise die Form eines U-Profils, eines V-Profils oder jede andere Form aufweisen, die zur Kanalbildung geeignet ist. Die Breite des Teil-Hohlprofils, das heißt der Abstand zwischen den beiden auf der Innenmantel-Außenseite 8 aufliegenden Kanten ist dabei frei wählbar. Die Höhen, das heißt der maximale Abstand des Teil-Rohrprofils von der Innenmantel-Außenseite 8 gemessen in eine Richtung senkrecht zur Innenmantel-Außenseite 8, kann jedoch maximal dem Abstand zwischen der Innenwand-Außenseite 8 und der Hüllen-Innenseite 4 entsprechen. Um einen Wärmeverlust an der äußeren Hülle 3 des Bleedairduct-Segments 2 so gering wie möglich zu halten, kann die Höhe des Teil-Hohlprofils kleiner sein als der Abstand zwischen Innenmantel-Außenseite 8 und Hüllen-Innenseite 4.
Die Menge der in den Kanal 10 strömenden Luft kann durch entsprechende Maßnahmen beeinflusst werden. Zum einen könnte der Einlass 14 eine Verschlussklappe aufweisen, die je nach Umgebungsluftbedarf im Kanal 10 angesteuert und geöffnet oder geschlossen wird. Es kann aber auch im Einlassbereich oder am Einlass 14 ein nicht gezeigter beispielsweise elektrischer Lüfter vorgesehen sein, der je nach Bedarf zugeschaltet werden kann, um die Menge der in dem Kanal 10 einströmenden Umgebungsluft zu erhöhen. Beides, verstellbare Einlassöffnung und Lüfter können auch gemeinsam den Mengenzufluss von Umgebungsluft in den Kanal 10 regulieren, wozu mit einer bordeigenen Regelungs- oder Steuerungsvorrichtung verbunden sein können.
Statt oder zusätzlich zu der Umgebungsluftmenge kann auch die Menge der dem Bleedairduct 1 zugeführten Bleedair beeinflusst werden. Dazu kann der Bleedair-Einlass in den Bleedairduct 1 mit einer bordeigenen Regulierungseinrichtung verbunden sein, die je nach der aktuellen Bleedair-Temperatur oder dem aktuellen Druck der Bleedair an oder nahe einem Endverbraucher der Bleedair die Menge der in den Bleedairduct eingeleiteten Bleedair Menge regelt. Das heißt, wenn die Temperatur oder der Druck zu niedrig sind, wird mehr Bleedair in den Bleedairduct 1 geleitet, bei zu hoher Temperatur oder zu hohem Druck wird die Bleedair Zufuhr in den Bleedairduct 1 gedrosselt.
Der Raum 9 zwischen der äußeren Hülle 3 und dem Innenmantel 6 ist mit Isoliermaterial 12 gefüllt. Das heißt, der auf der Innenhüllen-Außenseite 8 gebildete Kanal 10 ist von Isoliermaterial 12 umgeben. Im Falle, dass die Höhe des Kanals, wie oben beschrieben, kleiner ist als der Abstand zwischen der Innenmantel-Außenseite 8 und der Hüllen-Innenseite 4, ist der Kanal 10 an drei Seiten von Isoliermaterial 12 umgeben.
In 2 wird ein Bleedairduct-Segment 2 ohne äußere Hülle 3 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Zu sehen ist der Innenmantel 6 mit der Innenmantel-Außenseite 8, auf der ein Teil-Hohlprofil aufgebracht ist, dass einen Profilabschnitts oder Kanalabschnitt 10a bildet. Der Kanalabschnitt 10a ist um den Innenmantel 6 gewickelt, bzw. läuft spiralförmig auf der Innenmantel-Außenseite 8 entlang des gesamten Bleedairduct-Segments 2. Dabei weist der Kanalabschnitt 10a an seinem gezeigten vorderen Ende und dem nicht sichtbaren hinteren Ende je einen Verbindungsbereich auf, so dass er an jeder seiner Endseiten mit dem Kanalabschnitt 10a eines weiteren Bleedairduct-Segments 2 oder mit einem Einlass 14 oder einem Auslass 15 verbunden werden kann.
Das Bleedairduct-Segment 2 der 2 ist in der 3 in einer Seitenansicht gezeigt.
4 zeigt das Bleedairduct-Segment 2 in der Seitenansicht, diesmal aber einschließlich der äußeren Hülle 3. Dabei ist die äußere Hülle 3 aufgeschnitten, so dass in der Draufsicht der Kanalabschnitt 10a und die Innenhüllen-Außenseite 8 zu erkennen ist. In der Ansicht der 4 wird deutlich, dass der Kanalabschnitt 10a nicht ganz bis zur Hüllen-Innenseite 4 reicht, sondern dass zwischen der Kanaloberseite und der Hüllen-Innenseite 4 ein Spalt 11 besteht. Der Raum zwischen dem Innenmantel 6 und der äußeren Hülle 3 ist mit Isoliermaterial 12 ausgefüllt, das heißt, der Kanalabschnitt 10a ist an drei Seiten in Isoliermaterial 12 eingebettet.
In den 5a und 5b ist gezeigt, dass zwei Bleedairduct-Segmente 2 in einem Verbindungsbereich miteinander verbunden werden können. Dabei können die Anschlussbereiche 13 sowohl zwischen den Bleedairduct-Segmenten 2 als auch zwischen den an den Segmenten gebildeten Profilabschnitten 10a, die den Kanal 10 bilden, jeweils eine druckdichte Verbindung herstellen, beispielsweise indem der Kanal 10 des einen Bleedairduct-Segments 2 um eine Länge L in den Kanal 10 des sich anschließenden Bleedairduct-Segments 2 eingreifen kann. Dabei kann das Herstellen der Verbindung durch ein Drehen eines der Bleedairduct-Segmente 2 bewirkt werden. Dieses „Aufschrauben” kann gleichzeitig bewirken, dass die beiden Bleedairduct-Segmenten-Anschlussseiten aufeinander gedrückt werden, was eine gewünschte druckdichte Verbindung unterstützen kann. Im Bereich der Verbindung der Kanalabschnitte 10a und/oder der Bleedairduct-Segmente 2 können zusätzlich nicht gezeigte Dichtmittel eingesetzt werden, um ein Austreten der Bleedair und/oder der Umluft an den Verbindungsstellen der Bleedairduct-Segmente 2 bzw. der Profilabschnitte 10a zu verhindern.
Die 5c zeigt den Verbindungsbereich 13 zweier auf der Innenmantel-Außenseite 8 zweier benachbarter Bleedairduct-Segmente 2 gebildeten Kanalabschnitte 10a im Moment des Verbindens.

1: Bleedairduct-Anordnung, Druckluft-Leitung
1a: Hauptkanal
2: Bleedairduct-Segment
2a: Hauptkanal-Segment
3: äußere Hülle
3a: äußeres Hüllen-Segment
4: Hüllen-Innenseite
5: Hüllen-Außenseite
6: Innenmantel
6a: Innenmantel-Segment
7: Innenmantel-Innenseite
8: Innenmantel-Außenseite
9: Zwischenraum
10: Kanal
10a: Profil-Abschnitt, Kanal-Segment
11: Spalt
12: Isoliermaterial
13: Anschlussbereich
14: Einlass
15: Auslass

Claims

Bleedairduct-Segment zur Bildung einer Bleedairduct-Anordnung (1) mit integriertem Wärmetauscher zur Leitung heißer Bleedair aus einem Triebwerk in ein Bauteil eines Flugzeuges, aufweisend: • ein äußeres Hüllen-Segment (3a) mit einer Hüllen-Innenseite (4) und einer Hüllen-Außenseite (5), • ein Innenmantel-Segment (6a) mit einer Innenmantel-Innenseite (7) zur Bildung eines Kanal-Segments (2a) und einer Innenmantel-Außenseite (8), • ein Isoliermaterial (12) in dem zwischen der Hüllen-Innenseite (4) und der Innenmantel-Außenseite (8) gebildeten Zwischenraum (9), dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenmantel-Außenseite (8) wenigstens ein Profil-Abschnitt (10a) zur Ausbildung eines Kanals (10) aufliegt, durch den Umgebungsluft entgegen der Strömungsrichtung der Bleedair strömt.
Bleedairduct-Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Profil-Abschnitt (10a) die Innenmantel-Außenseite (8) spiralförmig umläuft.
Bleedairduct-Segment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Profil-Abschnitt (10a) aus einem Hohlprofil oder einem Teil-Hohlprofil gebildet ist.
Bleedairduct-Segment nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil aus einem Rohr mit wenigstens einer flachen Seite gebildet ist, mit der es auf der Innenmantel-Außenseite (8) aufliegt.
Bleedairduct-Segment nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil-Hohlprofil zwei Längskanten aufweist, die auf der Innenmantel-Außenseite (8) aufliegen.
Bleedairduct-Segment nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profil-Abschnitt (10a) druckdicht mit der Innenmantel-Außenseite (8) verbunden ist.
Bleedairduct-Segment nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Profil-Abschnitt (10a) auf der Innenmantel-Außenseite (8) druckfest aufgeschweißt ist.
Bleedairduct-Segment nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Profil-Abschnitt (10a) mittels eines Vakuumschweißverfahren auf der Innenmantel-Außenseite (8) aufgeschweißt ist.
Bleedairduct-Segment nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profil-Abschnitt (10a) eine von der Innenmantel-Außenseite (8) senkrecht abragende Höhe aufweist, die kleiner ist, als der Abstand zwischen der Innenmantel-Außenseite (8) und der Hüllen-Innenseite (4).
Bleedairduct-Segment nach dem vorgehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Profil-Abschnitt-Oberseite und der Hüllen-Innenseite (5) verbleibende Spalt (11) mit Isoliermaterial (12) gefüllt ist.
Bleedairduct-Segment nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer der beiden Seiten des Bleedairduct-Segments (2) ein Anschlussbereich (13) zum Anschluss eines weiteren Bleedairduct-Segments (2) gebildet ist.