DE2057696B2 - Air blown cooler for aircraft fuel tank - uses venturi pump from auxiliary turbine when on ground - Google Patents
Air blown cooler for aircraft fuel tank - uses venturi pump from auxiliary turbine when on groundInfo
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Abstract
Description
5050
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, die mittels eines Wärmetauschers durch Luft gekühlt werden.The invention relates to a device for cooling operating fluids in an aircraft, which be cooled by air by means of a heat exchanger.
Bei einem bekannten Flugzeug (DT-PS 7 36 381) werden die Betriebsmittel, z. B. die Kühlflüssigkeit, während des Flugbetriebes durch den Fahrtwind gekühlt, indem ein Teil der durch die Flugzeuggeschwindigkeit angestauten Luft durch einen Wärmetauscher für den betreffenden Betriebsstoff geleitet wird. Diese Art der Kühlung ist jedoch nur während des Flugbetriebes möglich, auf dem Boden müssen dagegen besondere Einrichtungen zur Kühlung vorgesehen werden. Zusätzliche Gebläse sind für den Zweck wenig geeignet, da sie zusätzlichen Bauraum beanspruchen und zusätzliches Gewicht und zusätzlichen Bauaufwand für das Flugzeug bedeuten.In a known aircraft (DT-PS 7 36 381) the resources, such. B. the cooling liquid, cooled by the airstream during flight operations, in that part of the air that has built up due to the aircraft speed is passed through a heat exchanger for the fuel in question. This type of cooling is only possible during flight operations, however, special devices for cooling must be provided on the ground. Additional fans are not very suitable for this purpose, since they take up additional space and mean additional weight and additional construction costs for the aircraft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirkungsvolle Kühlung des Betriebsstoffes auch am Boden zu gewährleisten, ohne daß das Gewicht und der Bauaufwand für die üblichen Einrichtungen wesentlich vergrößert zu werden braucht Sie wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Abgasrohr einer Bordhilfsturbine als Treibgasrohr einer Strahlpumpe ausgebildet ist die Kühlluft durch den Wärmetauscher fördert The invention is based on the object of ensuring effective cooling of the fuel, even on the ground, without the weight and construction costs of the usual devices needing to be significantly increased an on-board auxiliary turbine is designed as a propellant gas pipe of a jet pump, which conveys cooling air through the heat exchanger
Die Bordhilfsturbine, die die Energieversorgung der Hilfsaggregate des Flugzeuges während der Bodenzeit übernimmt, liefert einen beträchtlichen Abgasstrom, dessen Energie in der Strahlpumpe zur Förderung der Kühlluft durch den Wärmetauscher ausgenutzt wird. Hierbei wird die Verbindung der Abluftseite des Wärmetauschers nach außen unterbrochen und eine Verbindungsleitung zwischen der Abluftseite und der Strahlpumpe geöffnetThe on-board auxiliary turbine, which supplies energy to the aircraft's auxiliary units during ground time takes over, delivers a considerable exhaust gas flow, whose energy in the jet pump to promote the Cooling air is used by the heat exchanger. The connection to the exhaust air side of the The heat exchanger is interrupted to the outside and a connecting line between the exhaust air side and the Jet pump open
Um die Wirkung der Strahlpumpe zu erhöhen, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Abgasrohr im Bereich der KühHuftübertritte eine Vorrichtung zur Veränderung des Abgasrohrquerschnitts aufweist Dadurch wird die Geschwindigkeit des Abgases im Bereich der Kühlluftübertritte erhöht und der Unterdruck und damit die Förderwirkung der Strahlpumpe erhöht. Die Vorrichtung zur Veränderung des Abgasrohrquerschnitts kam; einen geringfügigen Stau der Abgase bewirken, der mit einem geringfügigen Leistungsverlust der Bordhilfsturbine verbunden ist Dadurch, daß die Querschnittsverengung veränderlich ist, wird es ermöglicht, daß zugunsten der Leistungsabgabe der Bordhilfsturbine die Saugwirkung der Strahlpumpe verringert und der Einfluß der Querschnittsverengung gänzlich aufgehoben werden kann, wenn die volle Leistung der Bordhilfsturbine anderweitig verfügbar sein muß.In order to increase the effect of the jet pump, it is proposed according to one embodiment of the invention, that the exhaust pipe in the area of the KühHuftübergangs has a device for changing the exhaust pipe cross-section This increases the speed of the exhaust gas in the area of the cooling air ingress increases and the negative pressure and thus the conveying effect the jet pump increased. The device for changing the exhaust pipe cross-section came; a cause a slight accumulation of the exhaust gases with a slight loss of power of the on-board auxiliary turbine The fact that the cross-sectional constriction is variable, it is made possible that in favor of Power output of the on-board auxiliary turbine reduces the suction effect of the jet pump and the influence of the Cross-sectional constriction can be completely eliminated when the on-board auxiliary turbine is at full power must be available elsewhere.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die einschaltbare und veränderliche Querschnittsverengung auf einfache Weise dadurch zu erreichen, daß der Austritt des Abgasrohres einen polygonen Querschnitt aufweist, an dessen Seiten schwenkbare Klappen vorgesehen sind. Dabei ist es nicht erforderlich, daß an jeder Seite eine schwenkbare Klappe vorgesehen ist. Wesentlich ist nur, daß der Strömungsquerschnitt zum Zwecke der Geschwindigkeitserhöhung verkleinert wird.According to a further embodiment of the invention, the switchable and variable cross-sectional constriction in a simple way to achieve that the outlet of the exhaust pipe has a polygonal cross-section has, on the sides of which pivotable flaps are provided. It is not necessary that an a hinged flap is provided on each side. It is only essential that the flow cross-section to The purpose of increasing the speed is reduced.
Um möglichst geringe Strömungsverluste durch die Querschnittsverengung in Kauf zu nehmen, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Klappen nach einem Strömungsprofil geformt sind.In order to accept the lowest possible flow losses due to the cross-sectional constriction, according to Another embodiment of the invention proposed that the flaps according to a flow profile are shaped.
Die Kühlluft kann dem Abgasstrom am Ende des Abgasrohres gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung radial durch taschenförmige Löcher zugeführt werden, die im Abgasrohr vorgesehen sind.The cooling air can be added to the exhaust gas flow at the end of the exhaust pipe according to a further embodiment of Invention are fed radially through pocket-shaped holes which are provided in the exhaust pipe.
Anstelle der Klappen kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein in das Abgasrohr einschwenkbarer Verdrängerkörper vorgesehen werden. Dieser dient ebenfalls zur Verengung des Strömungsquerschnittes und wird zweckmäßigerwcisc ein Strömungsprofil aufweisen, um Verluste zu vermeiden. Instead of the flaps, according to a further embodiment of the invention, a can be inserted into the exhaust pipe pivotable displacement bodies are provided. This also serves to narrow the Flow cross-section and is more appropriatewcisc have a flow profile to avoid losses.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verbindungsleitung zwischen dem Wärmetauscher und dem Abgasrohr während des Fluges durch ein Absperrorgan unterbrochen und! die Abluftseite des Wärmetauschers mit der Außenluft verbunden wird. Man erreicht dadurch, daß während des Flugbetriebes die Kühlung des Wärmetau-According to a further embodiment of the invention it is proposed that the connecting line between the heat exchanger and the exhaust pipe interrupted by a shut-off device during the flight and! the exhaust air side of the heat exchanger is connected to the outside air. One achieves that during flight operations the cooling of the heat exchanger
schers durch den Fahrtwind erfolgt Dabei ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung zweckmäßig, daß das Absperrorgan mit der Vorrichtung zur Veränderung des Abgasroiirquerschnitts derart gemeinsam gesteuert wird, daß bei durch das Absperrorgan geschlossener s Verbindungsleitung das Abgasrohr seinen vollen Querschnitt aufweist Dadurch wird gewährleistet, daß bei Ausschaltung der Saugwirkung der Strahlpumpe die freie Zirkulation mit der Außenluft vorhanden ist.shear takes place by the airstream. It is in accordance with this Another embodiment expedient that the shut-off device with the device for changing the The exhaust gas cross section is controlled jointly in such a way that when the valve is closed by the s Connecting line, the exhaust pipe has its full cross-section This ensures that at Switching off the suction effect of the jet pump, the free circulation with the outside air is available.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestelltExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing
A b b. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, bei der zur Verengung des Strömungsquerschnittes des Abgasrohres Klappen vorgesehen sind.A b b. 1 shows schematically a device for cooling operating materials in an aircraft, in which flaps are provided to narrow the flow cross-section of the exhaust pipe.
A b b. 2 zeigt einen Schnitt in schematischer Darstellung gemäß der Linie H-II in A b b. 1.A b b. 2 shows a section in a schematic representation along the line H-II in A b b. 1.
A b b. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, bei der ein in das Abgasrohr einschwenkbarer Verdrängerkörper vorgesehen ist.A b b. 3 shows a schematic representation of a device for cooling operating materials of a Aircraft in which a displacement body that can be swiveled into the exhaust pipe is provided.
Mit 1 ist eine Bordhilfsturbine bezeichne!., die ein Hilfsaggregat 2 antreibt. Die Abgase strömen durch ein Abgasrohr 3, das als Treibgasrohr einer Strahlpumpe 4 ausgebildet ist, aus der Bordhilfsturbine 1. Die Strahlpumpe 4 besteht aus dem als Treibgasrohr ausgebildeten Abgasrohr 3 und einem das Abgasrohr 3 umgebenden Mantel 5. Dieser ist über eine Verbindungsleitung 6 mit der Abluftseite 7 eines Wärmetauschers 8 verbunden. Der zu kühlende Betriebsstoff fließt dem Wärmetauscher 8 durch eine Zuleitung 9 zu und verläßt den Wärmetauscher 8 durch eine Ableitung 10. Die Kühlluft wird dem Wärmetauscher 8 durch eine öffnung It zugeführt Diese weist eine Staukante 12 auf, mittels welcher während des Fluges ein Teil des Fahrtwindes durch den Wärmetauscher 8 geführt wird.1 is an on-board auxiliary turbine!., Which drives an auxiliary unit 2. The exhaust gases flow through Exhaust pipe 3, which is designed as a propellant gas pipe of a jet pump 4, from the on-board auxiliary turbine 1. The The jet pump 4 consists of the exhaust pipe 3, which is designed as a propellant gas pipe, and an exhaust pipe 3 surrounding jacket 5. This is via a connecting line 6 with the exhaust air side 7 of a heat exchanger 8 connected. The fuel to be cooled flows to the heat exchanger 8 through a feed line 9 and leaves the heat exchanger 8 through a discharge line 10. The cooling air is the heat exchanger 8 through a opening It supplied This has a retaining edge 12, by means of which part of the airflow is passed through the heat exchanger 8 during the flight.
Bei der Ausführungsform gemäß den A b b. 1 und 2 hat das Abgasrohr 3 einen polygonen, und zwar quadratischen Austrittsquerschnitt 13. An zwei gegenüberliegenden Wänden 17 und 18 des Abgasrohres 3 sind verstellbare Klappen 19 und 20 angelenkt, die in den Abgasstrom eingeschwenkt werden können und somit den Strömungsquerschnitt des Abgasrohres 3 verringern. Die senkrecht zu den Seitenwänden 18 verlaufenden Seitenwände 15 und 16 sind über die Klappen 19 und 20 herausgezogen und überdecken diese. Bei der Ausführung gemäß der A b b. 1 und 2 ragt der Mantel 5 über das Abgasrohr 3 heraus, so daß durch den von den ausströmenden Abgasen erzeugten Unterdruck die Kühlluft durch die zwischen dem Abgasrohr 3 und dem Mantel 5 gebildeten Zwischenräume 21 und 22 in axialer Richtung angesaugt wird. Die Klappen 19 und 20 werden mittels eines Hebels 23 und eines Gestänges 24 betätigt Die hier gezeigten mechanischen Stellvorrichtungen können jedoch in üblicher Weise durch fernsteuerbare druckmittelbetätigte oder elektrische Stelleinrichtungen ersetzt werden. An das Gestänge 24 ist ein weiteres Gestänge 25 angelenkt, durch das gleichzeitig mit den Klappen 19 und 20 ein Absperrorgan 26 betätigt wird, durch das die Verbindungsleitung 6 während des Flugbetriebes geschlossen und die Abluftseite 7 des Wärmetauschers 8 über einen Abluftkanal 27 mit der Außenluft verbunden wird. In vorteilhafter Weise kann die Abiuftseite 7 ständig, auch während des Flugbetriebes, über die Verbindungsleitung 6 mit dem Mantel 5 verbunden sein. Während des Flugbetriebes strömt dann die Kühlluft ebenfalls über die Austrittsöffnung 33 der Bordhilfsturbinen 1 ab. Der Abluftkanal 27 kann dann entfallen.In the embodiment according to A b b. 1 and 2, the exhaust pipe 3 has a polygon, namely square outlet cross-section 13. On two opposite walls 17 and 18 of the exhaust pipe 3 adjustable flaps 19 and 20 are hinged, which can be pivoted into the exhaust gas flow and thus reduce the flow cross-section of the exhaust pipe 3. The perpendicular to the side walls 18 extending side walls 15 and 16 are pulled out over the flaps 19 and 20 and cover them these. When performing according to A b b. 1 and 2, the jacket 5 protrudes over the exhaust pipe 3, so that by the negative pressure generated by the exhaust gases flowing through the cooling air between the Exhaust pipe 3 and the jacket 5 formed spaces 21 and 22 is sucked in the axial direction. the Flaps 19 and 20 are operated by means of a lever 23 and a linkage 24. The ones shown here mechanical adjusting devices can, however, in the usual way by remote controllable pressure medium-operated or electrical control devices are replaced. Another linkage 25 is attached to the linkage 24 articulated, through which a shut-off device 26 is actuated simultaneously with the flaps 19 and 20, through which the The connecting line 6 is closed during flight operations and the exhaust air side 7 of the heat exchanger 8 is connected to the outside air via an exhaust duct 27. The waste side 7 be constantly connected to the jacket 5 via the connecting line 6, even during flight operations. During flight operations, the cooling air then also flows through the outlet opening 33 of the on-board auxiliary turbines 1 from. The exhaust air duct 27 can then be omitted.
Die Ausführungsform gemäß A b b. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß den A b b. 1 und 2 dadurch, daß das Abgasrohr 3 über den Mantel 5 herausragt und im Bereich des Mantels 5 taschenförmige Löcher 28 aufweist, durch die die Kühlluft in das Abgasrohr 3 einströmt Ferner ist an einer Seite des Abgasrohres 3 ein in das Abgasrohr 3 einschwenkbarer Verdrängerkörper 29 vorgesehen, der durch eine öffnung 30 in den Mantel 5 zurückgeschwenkt werden kann und dann den gesamten Querschnitt des Abgasrohres 3 freigibt In eingerückter Stellung bewirkt der Verdrängerkörper 29 im Bereich der taschenförmigen Löcher eine Querschnittsverengung des Abgasrohres 3, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase vergrößert und damit die Saugwirkung der Strahlpumpe 4 bewirkt wird. Der Verdrängerkörper wird mittels eines Hebels 31 über ein Gestänge 32 betätigt, das ebenfalls mit einem weiteren Gestänge 25 zur Betätigung des Absperrorgans 26 verbunden ist. An die Stelle des Hebels 31 und der Gestänge 32 und 25 können auch ferngesteuerte druckmittelbetätigte oder elektrische Stellglieder treten.The embodiment according to A b b. 3 differs from the embodiment according to FIGS. A b b. 1 and 2 in that the exhaust pipe 3 protrudes beyond the jacket 5 and in the region of the jacket 5 is pocket-shaped Has holes 28 through which the cooling air flows into the exhaust pipe 3 Furthermore, on one side of the Exhaust pipe 3 a pivotable into the exhaust pipe 3 displacement body 29 is provided, which by a Opening 30 can be pivoted back into the jacket 5 and then the entire cross section of the Exhaust pipe 3 releases In the engaged position, the displacement body 29 in the area of the pocket-shaped Holes a cross-sectional constriction of the exhaust pipe 3, whereby the flow rate of the Exhaust gases increased and thus the suction effect of the jet pump 4 is brought about. The displacement body is actuated by means of a lever 31 via a linkage 32, which is also connected to a further linkage 25 for actuating the shut-off device 26 is connected. In place of the lever 31 and the rods 32 and 25 Remote-controlled pressure fluid-operated or electrical actuators can also operate.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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DE2057696A1 (en) | 1972-10-19 |
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