DE2057696C3 - Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges - Google Patents

Description

so

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, die mittels eines Wärmetauschers durch Luft gekühlt werden.

Bei einem bekannten Flugzeug (DTPS 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.

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 Bordhilkturbine als Treibgasrohr einer Strahlpumpe ausgebildet ist die Kühlluft durch den Wärmetauscher fördert

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 Verbiiidungsleitung zwischen der Abluftseite und der Strahlpumpe geöffnet

Um die Wirkung der Strahlpumpe zu erhöhen, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß das Abgasrohr im Bereich der Kühlluftübertritte 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 kann 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.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die einschaltbr.re 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.

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.

Die Kühlluft kann dem Abgasstrom am Ende des Abgüsrohres gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung radial durch taschenförmige Löcher zugeführt werden, die im Abgasrohr vorgesehen sind.

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 zweckmäßigerweise ein Strömungsprofil aufweisen, um Verluste zu vermeiden.

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-

schers durch den Fahrtwind erfolgt. Dabei ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung zweckmäßig, daß das Absperrorgan mit der Vorrichtung zur Veränderung des Abgasrohrquerschnitts derart gemeinspm gesteuert wird, daß bei durch das Absperrorgan geschlossener 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.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

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. 2 zeigt einen Schnitt in schematischer Darstellung gemäß der Linie 11-11 in A bb. 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.

Mit 1 ist eine BordhilfsUirbine bezeichnet, die ein Hilfsaggregat 2 antreibt. Die Abgase strömen durch ein Abgasrohr 3, das als Treibgasrohr einer Strahlpumpe 4 ausgebildet ist, aus der Bordhilfsturbine I. 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 11 zugeführt. Diese weist eine Staukante 12 auf, mittels welcher während des Fluges ein Teil des Fahrtwindes durch den Wärmetauscher 8 geführt wird.

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 Zwischenräu me 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 Abluftseite 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.

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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Kühlung von Betriebsstoffen eines Flugzeuges, die mittels eines Wärmetauschers durch Luft gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (3) einer Bordhilfsturbine (1) als Treibgasrohr einer Strahlpumpe (4) ausgebildet ist, die Kühlluft durch den Wärmetauscher (8) fördert

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (3) eine Vielzahl taschenförmiger Löcher (28) aufweist, durch die die Kühlluft in das Abgasrohr einströmt

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Abgasrohr (3) im Bereich der Kühlluftübertritte eine Vorrichtung zur Veränderung des Abgasrohrquerschnitis aufweist

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Austritt des Abgasrohres (3) einen polygonen Querschnitt aufweist, an dessen Seiten (17, 18) zur Querschnittsveränderung des Abgasrohraustritts schwenkbare Klappen (19,20) vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (19, 20) nach einem Strömungsprofil geformt sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Abgasrohr (3) einschwenkbarer Verdrängerkörper (29) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (29) ein Strömungsprofil aufweist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungsleitung (6) zwischen dem Wärmetauscher (8) und dem Abgasrohr (3) während des Fluges durch ein Absperrorgan (26) unterbrochen und die Abluftseite (7) des Wärmetauschers (8) mit der Außenluft verbunden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (26) mit der Vorrichtung zur Veränderung des Abgasrohrquerschnitts derart gemeinsam gesteuert wird, daß bei durch das Absperrorgan (26) geschlossener Verbindungsleitung (6) das Abgasrohr (3) seinen vollen Querschnitt aufweist.