DE202008015623U1 - Ground launch device for starting turbines of aircraft - Google Patents

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Abstract

Bodenstartgerät zum Starten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten mit einem Kompressor (2) zur Erzeugung von Druckluft und einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung (3) zum Betrieb des Kompressors (2), dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrischen Energieversorgungseinrichtung (3) um eine Brennstoffzelle handelt.Air-start system for starting jet engines of aircraft and other aircraft with a compressor (2) for generating compressed air and an electric Power supply device (3) for operating the compressor (2), characterized in that it is in the electrical power supply device (3) is a fuel cell.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Neuerung betrifft ein Bodenstartgerät zum Starten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten mit einem Kompressor zur Erzeugung von Druckluft und einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung zum Betrieb des Kompressors.The Innovation relates to a ground starting device for starting jet engines of airplanes and other aircraft with a compressor for generating compressed air and an electrical power supply device for the operation of the compressor.

Zum Starten (Anfahren) von Strahltriebwerken müssen die Turbinen bereits auf eine Drehzahl von etwa 15 bis 20% der maximalen Drehzahl beschleunigt werden, bevor der Treibstoff dem Strahltriebwerk zugeschaltet werden darf. Dieses geschieht normalerweise mit Hilfe einer bordeigenen Anfahreinrichtung (engl.: Auxiliary Power Unit; APU). Falls jedoch diese Anfahreinrichtung ausfällt, stellt entweder der Flughafenbetreiber oder die entsprechende Fluggesellschaft ein sogenanntes Bodenstartgerät (engl.: Air start unit; ASU) bereit (siehe auch: http://www.rheinmetall-detec.de/index.php?lang=2&fid=3302 ).To start (start) of jet engines, the turbines must be accelerated to a speed of about 15 to 20% of the maximum speed before the fuel may be switched on the jet engine. This is usually done with the help of an on-board Auxiliary Power Unit (APU). However, if this starting device fails, either the airport operator or the corresponding airline provides a so-called Air Start Unit (ASU) (see also: http://www.rheinmetall-detec.de/index.php?lang=2&fid=3302 ).

Eine andere ASU beschreibt die US 2,185,964 A .Another ASU describes the US 2,185,964 A ,

Bei bekannten Bodenstartgeräten erfolgt die Energieversorgung des jeweiligen die Druckluft erzeugenden Kompressors mit Hilfe eines Dieselantriebes oder mittels einer Gasturbine. Derartige mit Diesel oder Kerosin betriebene Antriebe führen aber bei dem Verbrennungsvorgang zu einer hohen Umweltbelastung im Bereich des entsprechenden Flughafens.at known ground starters, the power supply takes place the respective compressed air generating compressor by means of a Diesel drive or by means of a gas turbine. Such with diesel or kerosene powered drives but lead in the combustion process to a high environmental impact in the area of the corresponding airport.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bodenstartgerät zu offenbaren, welches gegenüber bekannten Geräten zu wesentlich geringeren Umweltbelastungen des entsprechenden Flughafens führt.Of the Innovation is based on the task, a ground starting device to reveal which over known devices leads to significantly lower environmental impact of the corresponding airport.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung offenbaren die Unteransprüche.These Task is renewal by the features of claim 1. Further, particularly advantageous Embodiments of the innovation disclose the dependent claims.

Die Neuerung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, als elektrische Energieversorgungseinrichtung statt eines Dieselantriebes oder einer Gasturbine eine Brennstoffzelle zu verwenden.The Innovation is essentially based on the idea of electric Energy supply device instead of a diesel engine or a gas turbine to use a fuel cell.

Da die chemische Reaktion des kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels innerhalb der Brennstoffzelle lautlos ist, weist das neuerungsgemäße Bodenstartgerät überdies den großen Vorteil auf, dass ein wesentlich leiserer Betrieb möglich ist als bei Bodenstartgeräten, die einen Dieselantrieb oder eine Gasturbine als Stromgenerator benötigen.There the chemical reaction of the continuously supplied fuel and an oxidant within the fuel cell silently is, the renewal ground launch device also has the big advantage on that, a much quieter operation is possible than in Bodenstartgeräten, the one Diesel drive or a gas turbine as a power generator need.

Als Brennstoff kann der Brennstoffzelle sowohl Wasserstoff als auch reformierte Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin, Diesel oder Methanol zugeführt werden. Bei dem Oxidationsmittel handelt es sich üblicherweise um Sauerstoff.When Fuel can both hydrogen and the fuel cell reformed hydrocarbons, such as kerosene, diesel or methanol be supplied. The oxidizing agent is usually for oxygen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus dem folgenden, anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.Further Details and advantages of the innovation emerge from the following, Based on a figure illustrated embodiment.

In der Figur ist mit 1 ein neuerungsgemäßes Bodenstartgerät zum Starten von Strahltriebwerken eines nicht dargestellten Flugzeuges bezeichnet. Das Bodenstartgerät 1, welches beispielsweise auf einem fahrbaren Gestell (z. B. einem Anhänger) montiert sein kann, besteht im Wesentlichen aus einem Kompressor 2 zur Erzeugung von Druckluft, einer Brennstoffzelle 3 zur Erzeugung der elektrischen Energieversorgung des Kompressors 2 und einem Controller 4. Der Controller 4 dient dabei zur Steuerung des Kompressors 2, der Brennstoffzelle 3 sowie zur Steuerung von Ventilen (nicht dargestellt) in den Versorgungsleitungen der Brennstoffzelle 3. Die entsprechenden elektrischen Steuerleitungen sind in der Figur mit den Bezugszeichen 58 bezeichnet und gestrichelt dargestellt.In the figure is with 1 designates a renewal ground launch device for starting jet engines of an aircraft, not shown. The ground launch device 1 which can be mounted on a mobile frame (eg a trailer), for example, consists essentially of a compressor 2 for generating compressed air, a fuel cell 3 for generating the electrical power supply of the compressor 2 and a controller 4 , The controller 4 serves to control the compressor 2 , the fuel cell 3 and for controlling valves (not shown) in the supply lines of the fuel cell 3 , The corresponding electrical control lines are in the figure with the reference numerals 5 - 8th designated and shown in dashed lines.

Die an sich bekannte Brennstoffzelle 3 umfasst eine plattenförmige Kathode 9 und eine ebenfalls plattenförmige Anode 10, die durch eine Membran 11 voneinander getrennt sind. Als Brennstoff wird der Anode 10 über eine erste Rohrleitung 12 kontinuierlich Wasserstoff und der Kathode 9 über eine zweite Rohrleitung 13 kontinuierlich Sauerstoff als Oxidationsmittel zugeführt. Die Reaktion von Sauerstoff mit dem Brennstoff (2H2 + O2 → 2H2O) liefert dann die elektrische Energie.The known fuel cell 3 comprises a plate-shaped cathode 9 and also plate-shaped anode 10 passing through a membrane 11 are separated from each other. As fuel is the anode 10 over a first pipeline 12 continuously hydrogen and the cathode 9 via a second pipeline 13 continuously fed oxygen as an oxidizing agent. The reaction of oxygen with the fuel (2H 2 + O 2 → 2H 2 O) then supplies the electrical energy.

Mit Hilfe des Controllers 4 können über die Steuerleitungen 7 und 8 Ventile (nicht dargestellt) angesteuert werden, die den Zufluss des Brennstoffes und des Oxidationsmittels regeln.With the help of the controller 4 can over the control lines 7 and 8th Valves (not shown) are controlled, which regulate the inflow of the fuel and the oxidant.

Wie der Figur ebenfalls zu entnehmen ist, wird der Wasserstoff nach Durchströmung der Brennstoffzelle 3 dieser über eine Rezirkulationsleitung 14 eingangsseitig (d. h. über die Anode 10) wieder zugeführt. Das verbrauchte Oxidationsmittel wird über eine Auslassleitung 15 abgeführt.As the figure also shows, the hydrogen after flowing through the fuel cell 3 this via a recirculation line 14 on the input side (ie via the anode 10 ) fed again. The spent oxidant is via an outlet conduit 15 dissipated.

Der mittels der Brennstoffzelle 3 erzeugte elektrische Strom wird über elektrische Leitungen 16, 17 dem Kompressor 2 zugeführt.The by means of the fuel cell 3 Electricity generated is via electrical lines 16 . 17 the compressor 2 fed.

Der Kompressor 2 ist außerdem mit einer Rohrleitung 18, über welche die zu komprimierende Luft zugeführt wird, und einem Druckluftschlauch 19 verbunden, über den die Druckluft zu dem anzufahrenden Strahltriebwerk (nicht dargestellt) gelangt.The compressor 2 is also with a pipe 18 , via which the air to be compressed is supplied, and a compressed air hose 19 connected, via which the compressed air to the approaching jet engine (not shown) passes.

Die Neuerung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Brennstoffzelle auch derart ausgelegt sein, dass als Brennstoff statt reinem Wasserstoff reformierte Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin, Diesel oder Methanol, verwendet werden können.The Of course, innovation is not on the above described embodiment limited. So The fuel cell can also be designed so that as fuel instead of pure hydrogen reformed hydrocarbons, such as kerosene, diesel or methanol can be used.

11
BodenstartgerätAir-start system
22
Kompressorcompressor
33
Brennstoffzelle, Energieversorgungseinrichtungfuel cell, Power supply means
44
Controllercontroller
5–85-8
Steuerleitungencontrol lines
99
Kathodecathode
1010
Anodeanode
1111
Membranmembrane
1212
erste Rohrleitungfirst pipeline
1313
zweite Rohrleitungsecond pipeline
1414
Rezirkulationsleitungrecirculation
1515
Auslassleitungoutlet pipe
16, 1716 17
elektrische Leitungenelectrical cables
1818
Rohrleitungpipeline
1919
DruckluftschlauchCompressed air hose

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - US 2185964 A [0003] - US 2185964A [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - http://www.rheinmetall-detec.de/index.php?lang=2&fid=3302 [0002] - http://www.rheinmetall-detec.de/index.php?lang=2&fid=3302 [0002]

Claims (2)

Bodenstartgerät zum Starten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten mit einem Kompressor (2) zur Erzeugung von Druckluft und einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung (3) zum Betrieb des Kompressors (2), dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrischen Energieversorgungseinrichtung (3) um eine Brennstoffzelle handelt.Ground launch device for launching jet engines of aircraft and other aircraft with a compressor ( 2 ) for generating compressed air and an electrical power supply device ( 3 ) for the operation of the compressor ( 2 ), characterized in that it is in the electrical power supply device ( 3 ) is a fuel cell. Bodenstartgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Brennstoffzelle (3) um eine solche handelt, die als Treibstoff Wasserstoff oder reformierte Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin, Diesel oder Methanol, verwendet.Ground starting device according to claim 1, characterized in that it is in the fuel cell ( 3 ) is one which uses as fuel hydrogen or reformed hydrocarbons, such as kerosene, diesel or methanol.
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