-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erwärmen einer Schaufel einer Strömungsmaschine wie ein Flugtriebwerk.
-
Bei der Abfertigung von Flugzeugen an Flughäfen kommt es im Winter häufig zu Verspätungen durch vereiste Fanblades. Die Anzahl dieser Vorfälle hat in den letzten Jahren um den Faktor 3 zugenommen und erreicht mittlerweile ca. 1000 Ereignisse pro Jahr. Die dadurch entstehende Verzögerung bei der Abfertigung eines Flugzeugs beträgt durchschnittlich etwa 15 min und kann den normalen Flugbetrieb erheblich beeinträchtigen. Es kommt vielfach zu längeren Gate-Verweilzeiten, verspäteten Abflügen und Auswirkungen auf nachfolgende Flüge. Im Einzelfall werden Anschlussflüge an anderen Flughäfen nicht mehr rechtzeitig erreicht.
-
Aus dem Stand der Technik ist unter anderem eine Abdeckung von General Electric® bekannt, die über einen Warmluftschlauchanschluss für die Zuführung der notwendigen Heizenergie verfügt. Deren Handhabung ist jedoch aufgrund der Schlauchverbindung umständlich und aufwändig.
-
Darüber hinaus sind selbstklebende, elektrische Heizfolien bekannt, die zum Abtauen von Fanblades von Flugtriebwerken auf die Schaufeln aufgeklebt werden. Von Nachteil ist hierbei unter anderem, dass die selbstklebenden Heizfolien sowie etwaig zurückbleibende Klebstoffreste nach dem Abtauvorgang wieder aufwändig entfernt werden müssen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System zum Erwärmen einer Schaufel einer Strömungsmaschine wie ein Flugtriebwerk zu schaffen, das eine schnelle Installation, einfache Handhabung und eine verlässliche Enteisung ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Ein erfindungsgemäßes System zum Erwärmen einer Schaufel einer Strömungsmaschine wie ein Flugtriebwerk, hat zumindest einen wiederverwendbaren Heizkörper, der mit einer Heizeinrichtung versehen ist. Der Heizkörper ist dazu eingerichtet, sich zumindest an einen Außenkonturabschnitt der Saugseite und/oder der Druckseite der Schaufel anzupassen und sich selbsttätig und rückstandsfrei im Schaufelzwischenraum zwischen zwei benachbarten Schaufeln zu halten.
-
Hierdurch ist eine zuverlässige Abtauung bzw. Enteisung von Schaufeln eines Gebläserads eines Flugtriebwerks möglich. Die Heizkörper mit integrierter Heizfunktion werden von vorn in den Schaufelzwischenraum eingeschoben. Die Heizkörper zwischen den Schaufeln des Gebläserades bzw. Fans wirken wie eine Abdeckung und eine Luftströmung zwischen den Schaufeln hindurch wird unterbunden. Ein standardisierter Heizkörper ist immer für eine definierte Gruppe von Fandurchmessern bzw. Schaufellängen bzw. Cordlängen sowie für unterschiedliche Schaufelgeometrien verschiedener Triebwerkstypen geeignet. Die Heizkörper werden in einer handlichen, kofferartigen Aufbewahrungs-/Ladebox an jedem Terminal eines Flughafens bereitgehalten und sind somit sofort einsatzbereit. Die Heizkörper können in Abhängigkeit von den jeweiligen Wetterverhältnissen in die Schaufelzwischenräume der Flugtriebwerke eingeführt und nach deren vollständiger Enteisung wieder aus den Schaufelzwischenräumen entnommen werden. Eine optionale rote Leucht- bzw. Signalfarbe der Heizkörper sorgt in Verbindung mit einer Kennzeichnung wie beispielsweise „Remove before Flight“ für zusätzliche Sicherheit. Die Heizkörper sorgen für eine schnelle und verlässliche Enteisung der Fanblades bzw. der Schaufeln des Triebwerks während einer durchschnittlichen Verweildauer auf den Schaufeln von weniger als 30 Minuten. Unerwünschte Schaufelvibrationen aufgrund von Unwucht durch etwaigen Eisansatz werden verhindert, woraus eine beträchtliche Erhöhung der Flugsicherheit resultiert. Die Heizkörper sind für das Bodenpersonal leicht manuell zu handhaben und weisen verhältnismäßig geringe Herstellungskosten auf. Die Heizkörper verbessern zudem die Pünktlichkeit beim Abflug und vermindern somit Ablaufstörungen im Flugbetrieb. Somit tragen die Heizkörper dazu bei, die Kundenzufriedenheit der Flugpassagiere zu erhöhen. Die zumindest Heizeinrichtung des Heizkörpers ist innenliegend und in einem möglichst geringen Abstand zur jeweiligen Schaufel angeordnet, um eine optimale Abtau- bzw. Enteisungswirkung zu erzielen. Die zumindest eine Heizeinrichtung kann beispielsweise mit linien- und/oder flächenhaften elektrischen Heizleitern mit einem definierten ohmschen Widerstand gebildet sein.
-
Im Fall einer technisch vorteilhaften Ausgestaltung hat der Heizkörper eine keilförmige Grundform. Die Grundform ist vorzugsweise nachgiebig bzw. elastisch, so dass der Heizkörper in Schaufelzwischenräume unterschiedlicher Triebwerktypen eingesteckt werden kann. Er ist quasi ein flexibles Wärmekissen, dessen Flexibilität zudem stoßdämpfend wird. Hierdurch ist jede mechanische Beschädigung der Schaufel, unabhängig davon ob diese mit einem metallischen Werkstoff, mit einem Kunststoff oder mit einem Faserverbundkunststoff, zum Beispiel Titan, Polyurethan oder mit einem CFK, gebildet ist, zuverlässig ausgeschlossen. Die Keilform erleichtert das Einschieben des Heizkörpers in den Schaufelzwischenraum. Über eine seitliche Markierung kann dem Operateur angezeigt werden, wann sich der Heizkörper in einer optimalen Position im Schaufelzwischenraum befindet. Dies ist regelmäßig dann der Fall, wenn sich der Heizkörper großflächig von den Anströmkanten bis zu den Abströmkanten der Schaufeln und idealerweise auch von den Schaufelspitzen bis zu den Schaufelwurzeln erstreckt.
-
Um die Schaufeln sowohl druck- als auch saugseitig gleichzeitig zu beheizen, ist es vorteilhaft, wenn der Heizkörper an seinen gegenüberliegenden Keilflächen, mit denen er sich im eingesetzten Zustand in Anlage mit der jeweiligen Druckseite und Saugseite befindet, jeweils eine Heizeinrichtung aufweist.
-
Um ein Zufrieren einer gehäuseseitigen Drainageöffnung zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn der Heizkörper ebenfalls an seiner radial äußeren Oberseite eine Heizeinrichtung aufweist. Dadurch kann das unterliegende Drainageloch enteist werden. Zudem kann der Heizkörper an seiner radial inneren Unterseite eine Heizeinrichtung aufweisen, um den Spinner, die stromlinienförmige Verkleidung vor dem Fan, eisfrei zu halten.
-
Im Fall einer technisch günstigen Ausgestaltung ist der Heizkörpers wasserabweisend ausgebildet. Hierdurch wird unter anderem ein Eindringen von Fluiden und darin gegebenenfalls enthaltenen Fremdpartikeln in den Heizkörper verhindert. Alternativ oder ergänzend, insbesondere wenn eine Außenseite des Heizkörpers nicht wasserabweisend ist, kann der Heizkörper von einer wasserabweisenden Hülle umgeben sein. Die Hülle des Heizkörpers kann zum Beispiel mit einem kompakten, gegebenenfalls faserarmierten Kunststoff mit einer geeigneten Materialstärke von bis zu 50 mm gebildet sein. Als Kunststoff kommen vorrangig hinreichend flexible thermoplastische und/oder elastomere Kunststoffe mit einer optionalen Faserarmierung in Betracht. Alternativ kann die Hülle zumindest bereichsweise auch schwammartig, zum Beispiel mit einem vorzugsweise geschlossenzelligen Schaumkunststoff ausgeführt sein, der über eine bevorzugt glatte, durchgehend wasserabweisende Oberfläche verfügt. Der Heizkörper oder die Hülle an sich kann an seiner bzw. ihrer Außenseite eine Drainageeinrichtung zur Ableitung geschmolzenen Eises auf. Hierdurch ist eine schnelle Trocknung der Schaufel gegeben. Die Drainageeinrichtung kann zum Beispiel in der Form einer gewellten bzw. geriffelten geometrischen Struktur zur Sammlung und definierten Ableitung von Schmelzwasser gebildet sein. Im Bereich zwischen der Heizeinrichtung und der Drainageeinrichtung weist das Material der Hülle des Heizkörpers eine möglichst hohe Wärmleitfähigkeit auf, um den Wärmefluss von der Heizeinrichtung in die Schaufel zu befördern.
-
Bevorzugterweise hat der Heizkörper ein starres Stützelement zur Stabilisierung und eine das Stützelement umgebende elastische Ummantelung. Das Stützelement kann beispielsweise eine Hartschaumkern, und die Ummantelung ein Weichschaummantel sein. Insbesondere der Weichschaum hat eine innewohnende federnd-mechanische Eigen- oder Vorspannung zur temporären Lagefixierung in dem Schaufelzwischenraum. Infolge dessen ist eine hohe selbsttätige Klemmkraft des Heizkörpers gegeben. Zur sicheren Lagefixierung ist daher kein Adhäsionsmittel vonnöten, so dass nach dem Abnehmen des Heizkörpers ein Reinigen der Schaufeln entfällt. Dennoch ist ein leichtes Einschieben der Heizkörper des Systems in den Schaufelzwischenraum gewährleistet. Alternativ oder ergänzend kann der Heizkörper zumindest ein Federelement zum selbsttätigen Halten aufweisen. Das mindestens eine Federelement kann über eine näherungsweise U-förmige Geometrie verfügen und ist bevorzugt zwischen den Heizeinrichtungen in den Heizkörper und/oder beidseits des Stützelements eingebettet. Das mindestens eine Federelement kann zum Beispiel mit U-förmig gebogenen Blattfedern oder Federdrähten gebildet sein. Die Blattfedern oder Federdrähte können beispielsweise mit metallischen Werkstoffen und/oder mit Faserverbundkunststoffen realisiert sein.
-
Die Handhabung des Heizkörpers lässt sich vereinfachen, wenn dieser einen Handgriff, Fingerschlaufen oder ähnliches zum Einschieben in den Schaufelzwischenraum, zum Herausnehmen aus dem Schaufelzwischenraum oder Transportieren aufweist. Der Handgriff ist bevorzugterweise an seiner Vorderseite angeordnet.
-
Nach Maßgabe einer Weiterbildung hat der Heizkörper wenigstens einen Energiespeicher zum Speisen der zumindest einen Heizeinrichtung mit Energie. Infolgedessen ist ein problemloser mobiler, netzunabhängiger Einsatz des Heizkörpers vor Ort an einem Flugtriebwerk möglich. Eine die Einsetzbarkeit hindernde elektrische Verkabelung für die Stromzuführung entfällt. Eine Heizdauer jedes Heizkörpers beträgt bevorzugt mindestens eine Stunde. Der Energiespeicher ist bevorzugt mit einem elektrochemischen Akkumulator mit einer möglichst hohen Energiedichte gebildet.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Energiespeicher an dem Handgriff anordbar. Der Energiespeicher kann als einzelner Energiespeicher dienen oder als Ergänzungsspeicher, um den Betrieb des Heizkörpers zu verlängern oder die Heizleistung zu steigern.
-
Gewöhnlich ist eine Erwärmung der Druckseite und Saugseite auf eine Schaufeltemperatur über 0°C nicht notwendig, um eine Vereisung zu beseitigen bzw. zu verhindern. Zur Erfassung der Schaufeltemperatur kann der Heizkörper zumindest einen Temperatursensor aufweisen. Bevorzugterweise ist der Temperatursensor im Bereich der druckseitigen Keilfläche des Heizkörpers angeordnet.
-
Zum Anzeigen des Ladezustandes, der Schaufeltemperatur und/oder eines Enteisungsstatus kann der Heizkörper eine optische Anzeigeneinrichtung aufweisen. Die Anzeigeneinrichtung kann im Handgriff integriert sein und sich somit im Blickfeld des Operateurs befinden. Ergänzend können weitere Betriebsgrößen wir eine Restbetriebsdauer, die Heizleistung und dergleichen angezeigt werden.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Heizkörper dazu eingerichtet ist, kabellos mit einem räumlich getrennten Steuer- oder Regeleinheit zu kommunizieren. Hierdurch können Betriebsdaten von dem Heizkörper an den Operateur über Distanzen übertragen werden. Ebenso kann der Operateur Signale an den Heizkörper senden, um zum Beispiel seine Heizleistung oder seine Betriebsart (wie Dauerbetrieb, Pulsbetrieb, Standby) zu ändern oder um diesen Auszuschalten. Beispielhafte Übertragungswege sind WIFI oder BLUETOOTH.
-
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Heizkörper dazu eingerichtet ist, im Automatikbetrieb zu arbeiten. Hierdurch kann der Heizkörper beispielsweise selbsttätig in den Standby schalten, sobald eine gewisse Schaufeltemperatur, beispielsweise 0°C, erreicht ist. Der Operateur würde dann eine entsprechende Mitteilung erhalten. Zudem ist es vorstellbar, dass die Heizleistung automatisch gesteigert wird, wenn eine Enteisung innerhalb einer verbleibenden Restzeit mit der aktuellen Heizleistung nicht erreichbar ist, um Flugverspätungen zu verhindern.
-
Bevorzugt ist eine Ladestation zum Aufladen des wenigstens eines Energiespeichers vorgesehen. Hierdurch ist eine dauerhafte Verwendung des Heizkörpers möglich. Bevorzugt ist die Ladestation gleichfalls für einen mobilen Einsatz vor Ort ausgebildet. Vorzugsweise ist die Ladestation nach Art einer transportablen Aufbewahrungs-/Ladebox etc. ausgeführt.
-
Zusätzlich kann die Ladestation als eine Wärmekammer mit einer internen Heizeinrichtung ausgeführt sein, um so die Heizkörper von außen vorzuheizen, wodurch die benötigte elektrische Heizleistung beim Enteisen reduziert wird.
-
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
-
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von stark vereinfachten schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine perspektivische Teilansicht eines Flugtriebwerks mit einem Fan bzw. einem Gebläserad,
- 2 einen axialen Schnitt durch einen Schaufelzwischenraum des Fans mit eingesetztem Heizkörper,
- 3 eine perspektivische Darstellung des Heizkörpers aus 2,
- 4 einen Schnitt durch den in 3 gezeigten Heizkörper entlang der Linie A-A, und
- 5 einen Schnitt durch eine Ladestation mit drei Heizkörpern.
-
1 illustriert eine perspektivische Teilansicht eines Flugtriebwerks mit einem Fan bzw. einem Gebläserad. Eine Strömungsmaschine ist hier exemplarisch als ein Flugtriebwerk 12 ausgebildet. Das Flugtriebwerk 12 verfügt unter anderem über ein Gebläserad 14 bzw. einen so genannten Fan zum Einsaugen eines großen Volumenstroms von Umgebungsluft in das Flugtriebwerk 12. Das Gebläserad 14 ist drehbar in einem Gehäuse 16 angeordnet und verfügt über eine Vielzahl von radial auswärts gerichteten, gleichartigen Schaufeln, von denen lediglich zwei Schaufeln 18a, 18b repräsentativ für alle übrigen mit der Bezugsziffern versehen sind. Eine Drehrichtung des Gebläserads 14 ist mit einem schwarzen Pfeil symbolisiert. Im unteren Bereich, bevorzugterweise an seiner tiefsten Stelle, weist das Gehäuse 16 eine Drainageöffnung 19 auf, die das Gehäuse 16 durchsetzt und durch die Wasser, abgetautes Eis und dergleichen abfließen kann. Radial innen ist ein sogenannter Spinner 15 angeordnet, der im Wesentlichen vor dem Gebläserad 14 angeordnet ist und eine stromlinienförmige Verkleidung darstellt.
-
Die Schaufeln 18a, 18b haben jeweils eine axial vordere Anströmkante 21 und eine axial hintere Abströmkante 23, zwischen denen sich jeweils eine Saugseite 25 und eine Druckseite 27 erstreckt. Zudem haben die Schaufeln 18a, 18b jeweils eine radial innere Schaufelwurzel 28 und eine radial äußere Schaufelspitze 26.
-
In 2 ist die Anordnung eines erfindungsgemäßen Heizkörpers 20 im Schaufelzwischenraum 30 zwischen zwei benachbarten Schaufeln 18a, 18b des Gebläserads 14 stark vereinfacht skizziert. Der Heizkörper 20 hat eine kubische Gestalt, bevorzugterweise eine keilförmige Grundform, und an seiner Rückseite 32 einen Handgriff 34 zum Einschieben in und Herausnehmen aus dem Schaufelzwischenraum 30. Er hat eine derartige Größe, dass er sich im eingeschobenen Zustand in axialer Richtung von den Anströmkanten 21 bis zu den Abströmkanten 23 und in radialer Richtung bevorzugterweise von dem Spinner 15 bis zum Gehäuse 16 erstreckt (Spinner 15, Gehäuse 16 siehe 1). Der Heizkörper 20 füllt somit den Schaufelzwischenraum 30 idealerweise aus. Der Heizkörper 20 ist quasi ein flexibler Heizkeil bzw. ein flexibles Wärmekissen, das aufgrund seiner Flexibilität für unterschiedliche Fandurchmessern bzw. Schaufellängen bzw. Cordlängen sowie für unterschiedliche Schaufelgeometrien verschiedener Triebwerkstypen geeignet ist. Ist zum Beispiel der Schaufelzwischenraum 30 zum Beispiel axial kürzer ausgeführt als der Heizkörper 20, befindet sich dessen Rückseite 32 in Strömungsrichtung des das Flugtriebwerk durchströmenden Luftstroms betrachtet vor der Anströmkante 21.
-
Der Heizkörper 20 schmiegt sich mit seinen voneinander abgewandten seitlichen Keilflächen 36, 38 an der Druckseite 27 und der Saugseite 25 der Schaufeln 18a, 18b an. In die Keilflächen 36, 38 bildenden Randbereichen des Heizkörpers 20 ist großflächig eine elektrische Heizeinrichtung 40, 42 eingebracht, die dem Verlauf der Druckseite 27 und Saugseite 25 folgt. Zum Betreiben der Heizeinrichtungen 40, 42 ist zumindest ein Energiespeicher 43 wie ein elektrischer Akkumulator im Inneren des Heizkörpers 20 angeordnet. Zum Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtungen 40, 42 ist in der Rückseite 32 ein Hauptschalter 44 vorgesehen. Zudem ist in er Rückseite 32 ein elektrischer Anschluss 46 für eine externe Stromversorgung oder für einen Ladestecker zum Laden des Akkumulators 43 vorgesehen.
-
Der Heizkörper 20 ist wiederverwendbar und flexibel ausgebildet, so dass sich der Heizkörper 20 auch den üblicherweise komplexen räumlichen Oberflächengeometrien der Schaufeln im Idealfall vollständig anpassen kann. Im praktischen Enteisungseinsatz ist in jedem Schaufelzwischenraum 30 des Gebläserads 14 jeweils ein Heizkörper 20 eingeschoben, die zusammen ein System 22 zum Erwärmen und dadurch zum Enteisen sämtlicher Schaufeln des Gebläserads 14 des Flugtriebwerks 12 darstellen.
-
3 zeigt eine Detaildarstellung des Heizkörpers 20. Dieser hat wie erwähnt eine keilförmige Grundform mit zwei seitlichen Keilflächen 36, 38, einer Rückseite 32, einer Vorderseite 48, eine Oberseite 50 und eine Unterseite 52. Die Keilform ist derart, dass sich der Heizkörper 20 von der im eingeschobenen Zustand bezogen auf die Triebwerkslängsachse radial inneren Unterseite 52 zur radialen äußeren Oberseite 50 verbreitert. Die Vorderseite 48 und Rückseite 32 habe bei diesem Ausführungsbeispiel die gleiche Form und Größe. Ebenso haben die Keilflächen 36, 38 bei diesem Ausführungsbeispiel die gleiche Form und Größe.
-
Der Heizkörper 20 ist wasserabweisend und kann zumindest an seinen Keilflächen 36, 38 eine geriffelte Struktur (nicht gezeigt) zur Bildung von Drainagekanälen aufweisen, durch die das aufgetaute Eis kontrolliert geführt abfließen kann.
-
An der Rückseite 32 ist der Handgriff 34 angeordnet, mittels dem das Einschieben und Herausnehmen des Heizkörpers 20 aus dem Schaufelzwischenraum 30 wesentlich vereinfacht wird.
-
Zum Anzeigen eine Ladezustandes des zumindest einen Akkumulators 43, einer Heiztemperatur, eines Enteisungsstatus, einer Schaufeltemperatur und dergleichen ist rückseitig eine optische Anzeigeneinrichtung 54 vorgesehen. Die Anzeigeneinrichtung 54 ist hier in den Handgriff 34 integriert.
-
Die Heizeinrichtungen 40, 42 sind in den seitlichen Randbereichen integriert. Die Heizeinrichtungen 40, 42 haben selbst keinen Kontakt zur Außenumgebung, sondern sind von dieser durch die Keilflächen 36, 38 abgedeckt. Die Heizeinrichtungen 40, 42 sind flexibel und hier mit maänderartig verlegten elektrischen (Widerstands-)Heizleitern ausgeführt, so dass sie sich quasi über die gesamte Keilflächen 36, 38 erstrecken. Aufgrund der Perspektive ist lediglich die Heizeinrichtung 42 in der dem Betrachter zugewandten Keilfläche 38 teilweise skizziert. Anstelle der bevorzugt elektrischen Heizeinrichtungen 40, 42 kann der Heizkörper 20 auch mindestens einen, so genannten Latentwärmespeicher aufweisen, der die nach einem thermischen Aufladevorgang gespeicherte Wärme über einen längeren Zeitraum wieder abgibt, wobei dieser Vorgang nahezu beliebig oft wiederholbar ist.
-
Zum Enteisen des Spinners 15 und zum Enteisen bzw. zum Freihalten der gehäuseseitigen Drainageöffnung 19 ist im Kantenbereich der Oberseite 50 mit der Rückseite 32 (Drainageöffnung 19) und im Kantenbereich der Unterseite 52 mit der Rückseite 32 (Spinner 15) ebenfalls eine Heizeinrichtung 56, 58 angeordnet. Diese oberseitigen und unterseitigen Heizeinrichtungen 56, 58 entsprechen bevorzugterweise jeweils den keilflächenseitigen Heizeinrichtungen 40, 42.
-
Die Energieversorgung der Heizeinrichtungen 40, 42, 56, 58 erfolgt über den hier fest eingebauten Akkumulator 43. Der festeingebaute Akkumulator 43 dient als Hauptenergiespeicher mit einer möglichst hohen Energiedichte, wie zum Beispiel ein Lithium-Polymer-Akkumulator oder dergleichen. Mittels des wenigstens einen Energiespeichers 43 werden die elektrischen Heizleiter der Heizreinrichtungen 40, 42, 56, 58 bzw. die Widerstandsheizdrähte über einen zum Enteisen der Schaufeln 18a, 18b ausreichenden Zeitraum hinweg mit einem elektrischen Strom geeigneter Stärke beaufschlagt.
-
Als Ergänzungsenergiespeicher oder als Ersatzenergiespeicher ist ein zweiter Akkumulator 58 vorgesehen. Der zweite Akkumulator 58 ist austauschbar und wird in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel von dem Handgriff 34 gehaltert. Dabei taucht er in eine rückseitige, nicht bezifferte Kammer des Heizkörpers 20 ein, so dass elektrische Kontakte zur Stromversorgung vor versehentlichen Beschädigungen geschützt sind.
-
Das Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtungen 40, 42, 56, 58 erfolgt über die im ebenfalls im Bereich des Handgriffs 34 angeordneten oder in diesen integrierten Hauptschalter 44. Der elektrische Anschluss 46 zum Aufladen des zumindest einen Akkumulators 43, 60 ist ebenfalls rückseitig im Bereich des Handgriffs 34 angeordnet oder in diesen integriert.
-
Zur drahtlosen Fernsteuerung des Heizkörpers 20 hat dieser eine entsprechende Sende- und Empfangseinheit 62, mittels der drahtlos Messwerte, Statuswerte, Betriebswerte und dergleichen an einen entfernten Empfänger 64 übertragen und Steuer- sowie Regelungssignale von einem entfernten Sender 66 empfangen werden können. Der Empfänger 64 und der Sender 66 sind beispielsweise in eine Steuer- und Regeleinheit eines Operateurs integriert.
-
Zur Bestimmung einer optimalen Einschubtiefe in den jeweiligen Schaufelzwischenraum 30 in axialer Richtung ist im Bereich der Keilfläche 38 eine optische Markierung 67 vorgesehen. Da der Heizkörper 20 bei mehreren Triebswerkstypen einsetzbar ist, kann er mehrere optische Markierungen 67 aufweisen. Die Markierungen 67 sind bevorzugterweise so positioniert, dass sich der Heizkörper 20 im eingeschobenen Zustand bis zur Abströmkanten 21 erstreckt und somit großflächig an den Schaufeln 18a, 18b anliegt.
-
In 4 ist ein Schnitt durch den Heizkörper entlang der Linie AA aus 3 gezeigt. Der Schnitt erstreckt sich in Längsrichtung durch den Akkumulator 43. Es ist deutlich zu erkennen, dass die keilflächenseitigen Heizeinrichtungen 40, 42 keinen unmittelbaren Kontakt zur Au-ßenumgebung aufweisen, sondern gegenüber den Keilflächen 34, 36 etwas zurückgesetzt sind.
-
Ferner ist der Aufbau des Heizkörpers 20 zu erkennen. Der Heizkörper 20 hat einen Kern 68 mit einer ersten Materialhärte und eine Ummantelung 70 mit einer zweiten Materialhärte. Der Kern 68 besteht beispielsweise aus einem Hartschaum und die den Kern 68 umgebende Ummantelung 70 besteht aus einem Weichschaum.
-
Der Kern 68 stellt quasi das Skelett bzw. das Stützelement dar. Er erstreckt sich von der Unterseite 52 bis zur Oberseite 50 und von der Rückseite 32 bis zur Vorderseite 48 und hat einen leicht keilförmigen Längsschnitt. Der Akkumulator 43 und bevorzugterweise auch die Sende- und Empfangseinheit 62 sind in dem Kern 68 angeordneten (aufgrund des Schnittverlaufs nicht gezeigt). Der Handgriff 34 ist bevorzugterweise ebenfalls in dem Kern 68 verankert.
-
Die Ummantelung 70 umgibt den Kern 68 vollumfänglich: Sie ist stoßdämpfend und hat eine innewohnende federnd-mechanische Eigen- oder Vorspannung zur temporären Lagefixierung in dem Schaufelzwischenraum 30. Infolgedessen ist eine hohe selbsttätige Klemmkraft des Heizkörpers 20 gegeben.
-
Wenn die Ummantelung 70 außenseitig geschlossene Poren hat, kann sie unmittelbar die Außenflächen 32, 36, 38, 48, 50, 52 des Heizkörpers 20 bilden. Wenn die Ummantelung 70 außenseitig offenporig ist, wird es bevorzugt, wenn der Heizkörper 20 wie hier gezeigt von einer wasserabweisenden Hülle 72 umgeben ist, um einen Wassereintritt in den Weichschaum zu vermeiden. Die Hülle 72 kann zum Beispiel mit einem Kunststoffgewebe, mit einem Kunststoff-Fabric oder mit einem kompakten, gegebenenfalls faserarmierten Kunststoff mit einer hinreichenden Materialstärke gebildet sein. Wenn die Hülle 72 vorgesehen ist, bildet diese natürlich die Außenflächen und somit die Keilflächen 34, 36, die Rückseite 32, die Vorderseite 48, die Unterseite 52 und die Oberseite 50, die sich unmittelbar mit den Schaufeln 18a, 18b, dem Spinner 15 und/oder dem Gehäuse 16 in Körperkontakt befinden.
-
Optional hat der Heizkörper 20 mindestens einen Temperatursensor 74 zur Erfassung eines Endes eines Enteisungs- bzw. eines Abtauvorgangs. Mittels der optischen Anzeigeneinrichtung 54 ist es möglich, die von dem mindestens einen Temperatursensor 74 erfasste Schaufeltemperatur für den Operateur in eindeutig wahrnehmbarer Weise zu visualisieren. Der Temperatursensor 74 ist vorzugsweise an der Keilfläche 36 angeordnet, die jeweils an der Druckseite 27 der Schaufeln 18a, 18b anliegt, da hier gewöhnlich eine verstärkte Eisbildung im Vergleich zur Saugseite zu beobachten ist.
-
Die 5 zeigt einen stark schematischen Längsschnitt einer Ladestation mit drei Heizkörpern 20. Eine bevorzugt kofferartig ausgestaltete, mobile und daher leicht zu transportierende Ladestation 76 für die erfindungsgemäßen Heizkörper 20 verfügt über eine Vielzahl von Halterungen, auf die jeweils einen Heizkörper 20 zum Aufladen aufsteckbar ist. Die Halterungen sind hier durch Kreise 77 visualisiert und nebeneinander angedeutet. Die Anzahl der Halterungen 77 ist derart gewählt, dass in einer Ladestation 76 sämtliche Heizkörper 20 für ein Flugtriebwerk 12 geladen werden können. Zum Aufladen der Akkumulatoren 43, 60 ist jeder Halterung 77 ein elektrischen Ladeanschluss 78 zum Verbinden mit dem jeweiligen elektrischer Anschluss 46 des Heizkörpers 20 zugeordnet. Das Aufladen der elektrischen Energiespeicher 43, 60 kann optional auch berührungslos auf induktivem Wege mittels einer geeigneten Ladeelektronik der Ladestation 76 erfolgen.
-
Des Weiteren wirkt die Ladestation 76 als eine Wärmekammer und ermöglicht so ein äußeres Aufwärmen der Heizkörper 20. Hierzu ist beispielsweise im Deckel 80 eine Wärmematte 82 angeordnet. Zur Erfassung einer Innenraumtemperatur in der Ladestation 76, ist diese mit einem Temperatursensor 84 versehen. Über eine geeignete Wärmeisolierung (nicht gezeigt) kann ein Wärmeaustritt zur Außenumgebung zumindest wesentlich verlangsamt werden.
-
Offenbart ist ein System zum Erwärmen einer Schaufel einer Strömungsmaschine wie ein Flugtriebwerk, mit zumindest einem wiederverwendbaren flexiblen Heizkörper, der sich im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schaufeln selbsttätig und rückstandsfrei hält. Mittels des erfindungsgemäßen Systems lassen sich Schaufeln eines Gebläserads bzw. eines Fans einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugtriebwerks oder dergleichen, einfach, schnell und zuverlässig enteisen. Das System ist kostengünstig, einfach zu handhaben sowie mobil einsetzbar und kann an jedem Gate eines Flughafens bereitgehalten werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 12
- Flugtriebwerk
- 14
- Gebläserad (Fan)
- 15
- Spinner
- 16
- Gehäuse
- 18a, b
- Schaufel
- 19
- Drainageöffnung
- 20
- Heizkörper
- 21
- Anströmkante
- 22
- System
- 23
- Abströmkante
- 24
- Nabe
- 25
- Saugseite
- 26
- Schaufelspitze
- 27
- Druckseite
- 28
- Schaufelwurzel
- 30
- Schaufelzwischenraum
- 32
- Rückseite
- 34
- Handgriff
- 36
- Keilfläche
- 38
- Keilfläche
- 40
- Heizeinrichtung
- 42
- Heizeinrichtung
- 43
- Energiespeicher / Akkumulator
- 44
- Hauptschalter
- 46
- elektrischer Anschluss
- 48
- Vorderseite
- 50
- Oberseite
- 52
- Unterseite
- 54
- Anzeigeneinrichtung
- 56
- Heizeinrichtung Spinner
- 58
- Heizeinrichtung Drainageöffnung
- 60
- zweiter Akkumulator / Ergänzungsenergiespeicher oder Ersatzenergiespeicher
- 62
- Sende- und Empfangseinheit
- 64
- Empfänger
- 66
- Sender
- 67
- Markierung
- 68
- Stützelement
- 70
- Ummantelung
- 72
- Hülle
- 74
- Temperatursensor
- 76
- Ladestation
- 77
- Halterungen
- 78
- elektrischer Ladeanschluss
- 80
- Deckel
- 82
- Wärmematte
- 84
- Temperatursensor der Ladestation
