DE1175035B

DE1175035B - Anlage zum Anlassen von Gasturbinentriebwerken, insbesondere fuer Flugzeuge

Info

Publication number: DE1175035B
Application number: DED34825A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Peter Duettmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1960-11-26
Filing date: 1960-11-26
Publication date: 1964-07-30
Also published as: US3157993A; FR1304644A; GB943449A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

• Internat. Kl.: F02f

Deutsche KL: 46 c5-11/5»

Nummer: 1175 035

Aktenzeichen: D 348251 a / 46 c5

Anmeldetag: 26,. November 1960

Auslegetag! 30. Juli 1964- ■:,

Das Anlassen von Brennkraftmaschinen größer Leistung, insbesondere von in Flugzeugen eingebauten Gasturbinentriebwerken, bereitet in mancher Hinsicht Schwierigkeiten. Bei den Flug- -triebwerken bilden die Anlaßaggregate, größtenteils von Batterien gespeiste Elektromotoren, Bestandteile des Triebwerks. Dies hat den Nachteil, daß nach dem Startvorgäng die Anlaßmotoren mit den Batterien totes Fluggewicht darstellen und unnütz Raum einnehmen. Um dies zu vermeiden, hat man bereits fahrbare, meist mit Druckluft arbeitende Anlaßaggregate geschaffen, die auf den Flugplätzen an die Flugzeuge herangebracht und an deren Triebwerke angeschlossen werden. Dies hat wiederum den Nachteil, daß die Triebwerke in Notfällen nicht von sich aus starten können.

Bekanntlich benötigt das Flugzeug während des Betriebs Druckluft für verschiedene Zwecke. So müssen in großen Höhen die Kabinen für die Insassen mit Druckluft beschickt werden, um den in großen Höhen herrschenden dem menschlichen Organismus schädlichen Unterdruck zu normalisieren. Ferner ist Druckluft zur Kühlung des Triebwerks oder als Sperrluft erforderlich. Auch kann Druckluft zum Betätigen von beweglichen Flugzeugteilen wie Klappen oder zum Ein- und Ausfahren des Fahrwerks oder als Bremsluft Verwendung finden.

Zur Erzeugung der benötigten Nutzdruckluft sind meist besondere Kompressoren vorgesehen, die vom Triebwerk angetrieben werden. Vom Anzapfen des Verdichters bei Gasturbinentriebwerken wird deshalb weniger Gebrauch gemacht, weil hierdurch der aerodynamische Prozeß desselben gestört wird.

Bei in Flugzeugen eingebauten Brennkraftmaschinen ist es ferner bekannt, diese mit einem als Brennkraftmaschine ausgebildeten Andrehmotor zu starten, der gleichzeitig einen während des Startvorgangs leerlaufenden Luftverdichter antreibt, der während des Betriebs des Haupttriebwerkes als Drucklufterzeuger für das Haupttriebwerk arbeitet. Weiter ist es bekannt, die Hauptbrennkraftmaschine über einen Druckluftkolbenmotor, der aus einem Druckluftbehälter mit Druckluft gespeist wird, zu starten, wobei der Druckluftmotor dann während des Betriebes der Hauptbrennkraftmaschine als Drucklufterzeuger weiterarbeitet. Außerdem ist es bekannt, eine von einer Hauptbrennkraftmaschine während ihres Betriebes angetriebene Druckluftkolbenpumpe zum Starten der Hauptbrennkraftmaschine mit Hilfe einer Umsteuereinrichtung vorübergehend als Brennkraftmaschine laufen zu lassen und letztere von Hand

Anlage zum Anlassen von ·■ \ ; __'„, J\

Gasturbinentriebwerken, insbesondere Mir Y_s-Flugzeuge :■„·":,. ·.,:;::

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Als Erfinder benannt: .,.'.',
Dipl.-Ing. Peter„Düttmann, Rommeishausen

ingangzusetzen, wobei die Hauptbrennkraftkolbenmaschine mit Dekompression arbeitet.

Die bekannten Anlagen haben den Nachteil, daß sie entweder von Hand gestartet werden müssen oder daß für das Haupttriebwerk als Starthilfe nur ein Druckluftmotor zur Verfügung steht, der aber die Leistung einer Startbrennkraftmaschine nur unter Installierung eines großen Druckluftspeichers erreichen kann. Ferner weist die bekannte Anlage mit einer eigenen Startbrennkraftmaschine und einem eigenen Nutzdrucklufterzeuger den Nachteil auf, daß hierdurch das Fluggewicht vergrößert wird und Einbauraum verlorengeht.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Anlagen zu vermeiden. Sie ist gekennzeichnet durch eine umsteuerbare Drehoder Kreiskolbenmaschine, die — jeweils in an sich bekannter Weise — bei ihrem Anwerfen als ein von einem Druckluftspeicher gespeister Druckluftmotor, zum Anlassen des Triebwerks als Brennkraftmaschine und während des Betriebs des Triebwerks als Nutzdrucklufterzeuger arbeitet.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung der Zeichnung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Wie aus den F i g. 1 und 2 der Zeichnung hervorgeht, ist der Anlaßmotor und der Kompressor in einer umsteuerbaren Kreiskolbenmaschine 14,15 vereinigt. Zum Anwerfen derselben mittels Druckluft aus dem Speicher 16 wird ein Drehschieber 18 in die ausgezogen gezeichnete Stellung gebracht, ebenso ein Drehschieber 40, der die Leitung 3Γ vorübergehend mit dem freien Luftraum verbindet, um eine vorübergehende Dekompression im Verbrennungsraum zu erreichen. Sobald die Kreiskolbenmaschine 14, 15 ihre Leerlaufdrehzahl erreicht hat, wird sie gezündet.

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Nach dem Zünden wird durch den Startschieber 18 die Druckluftleitung 25 gesperrt, und gleichzeitig dichten die durch einen Fliehkraftregler 41 gesteuerten Kolbenschieber 42 und 43 den Verbrennungsraum 44 der Kreiskolbenmaschine nach außen hin ab, so daß diese als Anlaßmotor selbsttätig weiterläuft und über die Fliehkraftkupplung 34, die jetzt erst in Tätigkeit tritt, den Gaserzeuger des Gasturbinentriebwerks T anwirft, der bei etwa 6000 U/min seine Leerlaufdrehzahl erreicht hat und nun seinerseits gezündet wird. Anschließend steigert sich die Drehzahl des Gaserzeugers bis zu seiner Betriebsdrehzahl (30 000 U/min), wobei ein Fliehkraftregler 45 mittels eines Kolbenschiebers 46 die Kraftstoffzufuhr zur Maschine 14, 15 innerhalb der Leitung 19 sperrt und gleichzeitig die Auspuffleitung 47 durch einen weiteren Kolbenschieber 48 schließt. Ferner wird durch den Fliehkraftregler 45 über ein Gestänge 49 eine Kupplung 50 in der Antriebswelle des Fliehkraftreglers 41 ausgerückt, so daß die Druckluftspeise- so leitung 31 und die Ansaugleitung 51 wieder freigegeben werden. Nun läuft die Kreiskolbenmaschine 14, 15, angetrieben vom Triebwerk T über den Antrieb A als Kompressor, füllt über die Leitungen 31, 32 und 23 den Druckluftspeicher 16 und deckt den Druckluftbedarf der einzelnen Verbraucher 39, wobei der Hebel 40' des Drehschiebers 40 in die gestrichelt gezeichnete Stellung gebracht wird, so daß nunmehr der Druckluftspeicher 16 über die Leitung 31 mit der Maschine 14, 15 verbunden ist. Der Antriebt, in dem eine weitere Fliehkraftkupplung 35 vorgesehen ist, übersetzt die hohen Drehzahlen (30 000 U/min) des Gaserzeugers ins Langsame. Dabei ist die Übersetzung so gewählt, daß die Drehzahl (4000 U/min) des Kompressors während des Betriebs des Triebwerks T über den Antrieb A von der Welle 27 her niedriger ist als die Startdrehzahl (6000 U/min) des Triebwerks T. Während des Betriebs des Triebwerks T greifen die Fliehgewichte der Fliehkraftkupplung 34 infolge einer entsprechenden Abstimmung ihrer Federn nicht mehr. Auch greifen die Fliehgewichte der Fliehkraftkupplung 35 bei der Zünddrehzahl (am Ende des Anlaßvorganges) durch die hohe Übersetzung des Antriebes/i ins Langsame noch nicht, sondern erst bei Erreichen der Betriebsdrehzahl (30 000 U/min) des Triebwerks T.

Claims

Patentansprüche:

Dreh- oder Kreiskolbenmaschine (14, 15), die — jeweils in an sich bekannter Weise—bei ihrem Anwerfen als ein von einem Druckluftspeicher (16) gespeister Druckluftmotor, zum Anlassen des Triebwerks (T) als Brennkraftmaschine und während des Betriebes des Triebwerks (T) als Nutzdrucklufterzeuger arbeitet.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbrennungsraum (44) der Dreh- oder Kreiskolbenmaschine (14, 15) ein weiterer Ansaugkanal (51) und ein weiterer, zum Druckluftspeicher (16) führender Auslaßkanal (31') angeschlossen ist, die beide durch einen zu- und abschaltbaren Fliehkraftregler (41) mittels unmittelbar am Verbrennungsraum (44) liegender Kolben (42 und 43) gesteuert werden, derart, daß sie während des Betriebs des Triebwerks (T) geöffnet, dagegen während dessen Anlaßvorgang abgeschlossen sind.
3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der zum Druckluftspeicher (16) führenden Leitung (32) eine Auspuffleitung (47) abzweigt, die derart gesteuert ist, daß sie beim Anwerfen der Maschine (14, 15) mittels Druckluft und beim Anlassen des Triebwerks (T), währenddem die Maschine (14, 15) als Brennkraftmaschine arbeitet, nach dem freien Luftraum hin geöffnet ist, während sie bei der Erzeugung von Druckluft geschlossen bleibt.
4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Anlasserwelle (22) und der Verdichterantriebswelle (27) eine derart eingestellte Fliehkraftkupplung (34) geschaltet ist, daß sie nur bei Antrieb vom Anlaßaggregat (14 und 15) her in Tätigkeit tritt und erst kurz vor Erreichen der Zünddrehzahl (6000 U/min) des Triebwerks (T) greift.
5. Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Fliehkraftkupplung (34) umgehender Antrieb (A) mit Übersetzungsstufen ins Langsame zwischen der Verdichterantriebswelle (27) und der Anlasserwelle (22) vorgesehen ist, in dem eine weitere, derart eingestellte Fliehkraftkupplung (35) liegt, daß sie nur bei Antrieb von der Verdichterantriebswelle (27) her in Tätigkeit tritt und erst kurz vor Erreichen der Betriebsdrehzahl (30000 U/min) des Triebwerkes (T) greift.

1. Anlage zum Anlassen von Gasturbinen- 50 In Betracht gezogene Druckschriften:

triebwerken, insbesondere für Flugzeuge, ge- Deutsche Patentschriften Nr. 349 005, 360 017,

kennzeichnet durch eine umsteuerbare 729369, 729778, 736632, 862981.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 638/129 7.64 © Bundesdruckerei Berlin