DE3009510C2 - Einrichtung zur Abscheidung von Fremdkörpern aus der Ansaugluft eines Gasturbinentriebwerks - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung der im Oberbegriff de* Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine solche Einrichtung ist aus der GB-PS 14 79 200 bekannt Hierbei strömt die Luft radial in die Wirbelseparatoren ein, die an ihr; Eintrittsseite nach J5 außen nach der Umgebungsluft freiliegen. Vor diesen Wirbelseparatoren sind Ablenkbleche angeordnet, die jedoch nur während des Vorwärtsfluges wirksam sein können. Bei dieser bekannten Anordnung besteht die Gefahr, daß durch unterkühlte Feuchtigkeit die Wirbelseparatoren an ihrer Eintrittsseite vereisen. Diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn der Hubschrauber stillsteht oder sich lediglich in vertikaler Richtung bewegt Dabei kann es unter ungünstigen Bedingungen sogar geschehen, daß der Luftdurchlaß durch das Separatorsystem gesperrt wird und das Triebwerk keine Luft mehr ansaugen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der Abscheidung von Fremdkörpern dadurch zu bewirken, daß diese an den Eintrittsöffnun- so gen der Wirbelseparatoren vorbeigeführt werden, wobei insbesondere auch eine Vereisung der Eintrittsöffnungen vermieden werden soll, selbst wenn der Hubschrauber nicht im Vorwärtsflug befindlich ist

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Primärkanal können die schweren Bestandteile durch die mittels der Strahlpumpe mitgerissene Luft abgeführt werden, ur:d sie können nicht in die Wirbelseparatoren eintreten= Außerdem wird Feuchtigkeit abgesaugt, die sich im Bereich der Eintrittsöffnungen ansammeln könnte, so daß eine Eisbildung auch bei Unterkühlung nicht zu befürchten ist. *>5

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist eine weitere Strahlpumpe am Austritt der Wirbelseparatoren derart vorgesehen, daß der den Primärkanal durchströmende Luftstrom die abgeschiedenen Festkörperteilchen aus den Wirbelseparatoren herausführt. Bei der Anordnung nach der GB-PS 14 79 200 geschieht dies zwar auch durch Ejektorwirkung, aber mittels vom Kompressor zugeführter Druckluft Nach der Erfindung wird demgegenüber die Energie der Abgase benutzt um einerseits die Luft durch den Kanal abzusaugen und dabei die Fremdkörper am Eintritt möglichst vorbeizuführen, und andererseits werden die Fremdkörper, d. h.die abgesonderten Partikel, aus der Abscheidevorrichtung herausgeführt

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene schematische Ansicht der Verkleidung eines Gasturbinentriebwerks mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zur Abscheidung von Fremdkörpern;

Fig.2 in größerem Maßstab einen Teilschnitt der Wirbelseparatoren, die in der Verkleidung gemäß F i g. i eingebaut sind.

Fig. 1 zeigt die Verkleidung 10 eines Gasturbinentriebwerks 12 mit einem Gehäuse 11, welches zwei in gleicher Weise aufgebaute Gasturbinentriebwerke umschließt, von denen nur eines in der Zeichnung ersichtlich ist Das zweite Triebwerk ist symmetrisch daneben angeordnet Jedes Gasturbinentriebwerk ist mit einer nicht dargestellten Arbeitswelle versehen, die die Drehbewegung von einem Leistungsabnahmepunkt 13 des Triebwerks nach einem geeigneten Getriebe des Hubschraubers überträgt

Vom Vorderende 15 der Verkleidung 10 erstreckt sich ein Primärkanal 14 nach einer Düse 16, die am rückwärtigen Ende 17 der Verkleidung 10 anschließt Das vordere Ende des Primärkanals 14 ist mit einem Lufteinlaß 18 versehen, der eine Stauluftströmung durch den Primärkanal 14 schickt, wenn der Hubschrauber, auf dem die Verkleidung 10 montiert ist, im Vorwärtsflug befindlich ist. Ein Ansaugkanal 19 verbindet den Primärkanal 14 mit dem Lufteinlaß 20 des Gasturbinentriebwerks 12, so daß die Gesamtluftzufuhr nach dem Gasturbinentriebwerk 12 vom Primärkanal 14 hergeleitet wird.

Um Wassersprühstrahlen oder teilchenförmiges Material aus der Luft abzusondern, die dem Gasturbinentriebwerk 12 zugeführt werden, ist eine Batterie mit einer Vielzahl von parallel durchströmten Wirbelseparatoren 21 an der Verbindung von Primärkanal 14 und Sekundärkanal 19 derart angeordnet, daß sie einen Abschnitt der Wand des Primärkanals 14 bildet. Die Wirbelseparatoren 21 erstrecken sich demgemäß vollständig Ober den Ansaugkanal 19, so daß sämtliche Luft, die dem Triebwerkslufteinlaß 20 zugeführt wird, durch diese Separatoren hindurchströmen muß.

Die Wirbelseparatoren 21 sind von herkömmlicher Gestalt und gemäß Fig.2 ausgebildet. Ein Gehäuse 22 weist eine große Zahl von Rohren 23 seitlich nebeneinander auf. Jedes Rohr 23 enthält einen zentralen Kern 24, auf dem mehrere Schaufeln 25 montiert sind, Die Schaufeln erstrecken sich zwischen dem zentralen Kern 24 und der Innenwand 26 des Rohres 23. Die Schaufeln 25 sind so geschaltet, daß sie sämtliche Luft, die durch das Rohr 23 hindurchtritt (durch den Pfeil A gekennzeichnet), in eine Wirbelströmung umformen. Dies gewährleistet, daß sämtliche Wassertropfen oder teilchenförmiges Material, welches durch die Luft A mitgeführt wird, durch Zentrifugalwir-

kung radial nach außen bezüglich des Rohres 26 gelangt Am stromabwärtigen Ende eines jeden Rohres 26 ist ein weiteres Rohr 27 angeordnet, welches einen kegelstumpfförmigen Endabschnitt 28 aufweist. Dieser kegelstumpfförmige Endabschnitt 28 lenkt die Wassertröpfchen und das teilchenförmige Material in eine Kammer 29 innerhalb des Gehäuses 22, während die übrige saubere Luft B durrh die weiteren Rohre 27 strömt und in den Lufteinlaß 20 des Gasturbinentriebwerks 12 gelangt.

Nunmehr wird wieder auf F i g. 1 Bezug genommen. Das stromabwärtige Ende 30 der Wirbelseparatoren 21 (stromab in bezug auf die Luftströmung durch den Primärkanal 14) ist gegenüber der Luftströmung offen, die im Betrieb durch den Primärkanal 14 hindurchströmt. Infolgedessen werden Wassertropfen und teilchenförmiges Material, die innerhalb der Separatorkammer 29 aufgefangen werden, aus dieser durch die Luftströmung durch den Primärkanal 14 ausgeblasen. Es ist jedoch klar, daß auch andere geeignete Mittel, beispielsweise eine mechanische Pumpe benutzt werden können, um Wasseriropfen und teilchenförmiges Material aus der Kammer 29 zu entfernen.

Die Düse 16 des Primärkanals 14 ist so gestaltet, daß ein Ejektor 31 gebildet wird, wobei der Ausfluß die Düse 32 des Gasturbinentriebwerks 12 durchströmt Selbst wenn demgemäß der Hubschrauber, auf dem die Verkleidung 10 angebracht ist nicht vorwärts fliegt gewährleistet der Ejektor 31, daß eine Luftströmung in dem Primärkanal 14 induziert wird. Dies wiederum ^J0 gewährleistet daß eine Luftströmung über den Wirbelseparator 21 abfließt die ausreicht um zu gewährleisten, daß eine teilweise oder vollständige Blockierung durch Eis verhindert wird.

Die Schubdüse 32 des Gasturbinentriebwerks 12 ist *-■ an ihrem stromabwärtigen Ende mit Auskerbungen bzw. Auszackungen 33 versehen. Diese verbessern die wirksame Mischung von relativ heißen Abgasen, die im Betrieb vom Gasturbinentriebwerk 12 abströmen und der relativ kühlen Luft, die durch den Primärkanal 14 hindurchtrilt. Infolgedessen sind die schließlich aus der Düse 16 austretenden Gase abgekühlt, wodurch der Anteil der von ihnen emittierten Infrarotstrahlung vermindert wird.

Eine weitere Abkühlung der aus der Düse 16 austretenden Gase wird durch einen Hilfslufteinlaß 34 in der Seitenwand des Primärkanals erreicht wodurch der Anteil von kühler Luft, die durch die Düse 16 strömt, erhöht wird. Außerdem ist die Düse 16 doppelwandig aufgebaui und definiert einen Kühlluftkanal 35 innerhalb der Doppelwand. Ein Staulufteinlaß 36 ist an jenem Abschnitt der Düse 16 vorgesehen, der über die Verkleidung 10 vorsteht, um den Kühiluftkanal mit relativ kalter Umgebungsluft zu versorgen. Die Gase, die schließlich aus der Düse 16 austreten, sind beträchtlich kühler als jene, die vom Gasturbinentriebwerk 12 abströmen, was zu einem beträchtlichen Absinken der. Anteils der Infrarotstrahlung führt die durch jene Gase emittiert wird.

Um zu gewährleisten, daß sämtliche IiifrTOlsirahlungen, die durch die heißen Komponenten des Gasturbinentriebwerks 12 abgestrahlt werden, der Sichtbarkeit von einer Stelle außerhalb der Verkleidung entzogen werden, ir-.', die Düse 16 in geeigneter Weise gekrümmt. Es ist jedoch klar, daß auch andere Formen benutzt werden könnten, um die Infrarotstrahlung des Gasturbinentriebwerks 12 gegen Sicht abzuschirmen. So könnte die Düse anstelle der Krümmung auch mit einem Infrarot-Strahlungsschirm-Zentralkörper ausgestattet sein.

Die Verminderung des Anteils der Infrarotstrahlung, die von dem Bereich der Düse 16 abgestrahlt wird, ist wichtig zum Schutz von Hubschraubern mit einer solchen Verkleidung gegenüber Flugkörpern mit Infrarot-Zielsuchgerät.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abscheidung von Fremdkörpern aus der von dem Gasturbinentriebwerk eines Hubschraubers angesaugten Luft, mit einem Teilchenabscheider, der aus einer Vielzahl von parallel durchströmten Wirbel-Separatoren aufgebaut ist, die in einer etwa senkrecht zur Vorwärtsflugrichtungdes Hubschraubers durchströmten Lufteintritts- öffnung eines Ansaugkanals für die dem Gasturbinentriebwerk zugeführte Luft angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein etwa in Vorwärtsflugrichtung verlaufender Primärkanal (14) vorgesehen ist, von welchem der Ansaugkanal (19) is des Gasturbinentriebwerks (12) abzweigt und an dessen stromabwärtigem Ende ein mit den Abgasen des Gasturbinentriebwerks (12) betriebener Ejektor (31) vorgesehen ist, der eine Luftströmung durch den Primärkanal (14) induziert

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die vom Teilchenabscheider gefangenen Fremdkörper durch Ejektorwirkung abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektorwirkung durch die den Primärkanal (14) hinter der Abzweigung des Ansaugkanals (19) durchströmende Luft erzielt ist