DE3015651C2 - Teilchenabscheider für den Lufteinlauf eines in einer Gondel eines Flugzeugs eingeschlossenen Gasturbinentriebswerks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Teilchenabscheider für den Lufteinlauf eines in einer Gondel eines Flugzeugs eingeschlossenen Gasturbinentriebwerks mit einem parallel zur Gondti an deren Außenwand verlaufenden, vorne und hinten offen-cn Str<nungskanal, einer Verbindungsöffnung zwischen dem Innern des Strömungskanals und dem Innern der ''"ondel, und einer Klappe, die in einer ersten Stellung einen bezüglich der Durchströmungsrichtung des Strömungskanals stromaufwärtigen Teil der Verbindungsöffnung derart abschirmt, daß die von dem Gasturbinentriebwerk durch die Verbindungsöffnung angesaugte Luft um den stromabwärtigen Rand der Klappe eine scharfe Biegung ausführen muß.

Ein Teilchenabscheider dieser Art ist in der US-PS 39 52 972 beschrieben. Die dort beschriebene Klappe ist lediglich an ihrem vorderen Ende an der Innenwandung des Strömungskanals scharnierartig angelenkt und beeinflußt im eingefahrenen Zustand den Querschnitt des Strömungskanals nicht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Teilchenabscheider der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß dann, wenn eine Teilchenabscheidung nicht erforderlich ist, eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Gasturbinentriebwerks erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß in kennzeichnender Weise dadurch gelöst, daß die Klappe in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in welcher die Verbindungsöffnung völlig freigegeben und der Strömungskanal stromabwärts der Verbindungsöffnung geschlossen ist. nine weitere erfindungsgemäße Fortbildung besteht darin, daß die Kluppe derart geformt und angeordnet ist, daß sie bis zu ihrer stromabwärtigen Kante keine Stmmungsvcrengung verursacht. Indem in crfinclungsgemäßer Weise die Klappe in die zweite Stellung ft5 schwenkbar ist, wird dem Gasturbinentriebwerk der Vi)Ih- Staudruck der in den Strömungskanal einströmenden I nit zugeführt, wodurch sich eine entsprechende Verbesserung des Wirkungsgrades ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Nasenteil einer Gondel, die teilweise weggeschnitten ist, unter Wiedergabe des Gasturbinentriebwerks und dessen Lufteinlauf;

F i g. 2 ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen Teilchenabscheiders;

Fig.3 ein schematisches Diagramm einer wthlweisen Ausführungsform.

In der F i g. 1 ist ein Gasturbinentriebwerk 1 angeordnet und eingeschlossen durch das Nasenteil einer Gondel 2 gezeigt. Das Gasturbinentriebwerk 1 treibt den Propeller 3 an. Dem Gasturbinentriebwerk 1 wird durch den Einlaß 4 Luft zugeführt, der mit dem ringförmigen Lufteinlauf 5 in Verbindung steht

Es ist ein Strömungskanal 6 an dem unteren Ende der Gondel 2 angeordnet und wird durch eine Hutze 15 begrenzt. Der Strömungskanal erstreckt sich axial von einem nach vorne gerichteten Einlaß 7 zu einem nach hinten gerichteten Auslaß 8. In dem Zwischenteil des Strömungskanals ist in der Gondel 2 eine Verbindungsöffnung 16 vorgesehen, durch die sich ein Einlaß für den eintretenden Luftfluß zu der Turbinenkammer 5 ergibt. Der Einlaß ist zwischen einem gekrümmten Wandteil 17 und einem Eckenabschnitt 18 ausgebildet. Eine Klappe 9 ist in dem Einlaß 16 ar-einem Hebelarm 10 angeordnet. Der Hebelarm 10 ist an einer Achse 13 befestigt, die drehbar an einem Teil der Turbinentraganordnung, nicht gezeigt, angeordnet ist. Das Drehen der Achse 13 führt zu einer Bewegung der Klappe 9 von einer vorderen Lage, siehe die F i g. 2, in eine hintere Lage, wie in der Fig.2 durch die gestrichelten Linien 19 wiedergegeben.

Die Klappe 9 ist so ausgeformt, daß dieselbe eine Verlängerung einer gekrümmten Fläche 17 in den Einlaß 16 der Kammer bildet, wodurch der eintretende Luftfluß gezwungen wird, sich über einen größeren Winkel vor Eintritt in die Kammer zu wenden. Der vergrößerte Winkel erzeugt einen Schwerkraft-Abtrenneffekt, der die schwereren Teilchen in dem Luftfluß an die Außenseite der Wendung bringt. Die höhere Trägheitskraft dieser Teilchen verhindert, daß dieselben eine Wendung vollziehen und überführt dieselben vorbei an der Eckenfläche 18 und heraus aus dem Auslaß 8 des Strömungskanals 6.

In dieser Weise wird die Einführung von Eis und anderen Verunreinigungen in den Turbineneinlaß verhindert. Unter eii.igen Bedingungen kann sich ein Eisüberzug an dem Eckenabschnitt 18 aufbauen. Da dies zu verhindern ist, kann an der Fläche 18 in der gezeigten Weise eine Erhitzungsvorrichtung 14 vorliegen. Die Erhitzungsvorrichtung 14 kann durch Ablassen von heißem Abgas aus der Turbine betrieben werden.

Wenn eine Teilchenabscheidung nicht erforderlich ist oder wenn höchste Leistung notwendig ist, kann die Klappe 9 in eine zweite Stellung geschwenkt werden, wo dieselbe im Eingriff mit dem Eckenwandteil 18 steht und sich über den Strömungskanal 6 hin erstreckt unter Verschließen des Auslasses 8. In dieser Lage wird dem Tiirbinencinläß die unter vollem Staudruck stehende Luft zugeführt.

Ein gesteuertes Drehen der Achse 13 kann bewerkstelligt werden durch Anwenden eines l.uftzylinders 11. der durch aus der Turbine abgezogene Luft betrieben wird. Die Kolbenstange 20 ist mit einem Betätigungshebel 12 verbunden, der seinerseits an der Achse 13

befestigt ist. Das Betätigen des 2>'Inders 11 wird die Klappe 9 zwischen ihren vorderen und hinteren Lagen bewegen.

Die Klappe 9 ist so vorgesehen, daß dieselbe der Form des Strömungskanals entspricht ohne den Lufifluß in derselben zu behindern. Hierdurch wird jedweder Leistungsabfall hintenangehalten, der sich aufgrund der Funktion als Teilchenabscheider ergibt

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform ist in der Fig.3 wiedergegaben, wonach die Klappe 9 in Form einer flachen Platte vorliegen kann. Diese Klappe wird bei der Teilchenabscheidung in eine bestimmte Lage bewegt, wo sich dieselbe in den Strömungskanal so erstreckt, daß der Luftfluß über einen sogar noch größeren Winkel abgelenkt wird, wodurch der Wirkungsgrad der Abscheidung verbessert wird. Durch Schwenken der Klappe 9 in ihre hintere Lage wird Luft unter vollem Staudruck dem Gasturbinentriebwerk in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach F i g. 2 zugeführt.

Bei der oben beschriebenen Arbeitsweise ergibt sich ein wirksamer Teilchenabscheider für Eis und andere Fremdstoffe, wobei gleichzeitig unter bestimmten Arbeitsbedingungen die Luft unter maximalem Staudruck dem Gasturbinentriebwerk zugeführt werden kann. Nach der bevorzugten Ausführungsform werden Leistungsabfälle hintenangehalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Teilchenabscheider für den Lufteinlauf eines in einer Gondel eines Flugzeugs eingeschlossenen Gasturbinentriebwerks mit einem parallel zur Gondel an deren Außenwand verlaufenden, vorne und hinten offenen Strömungskanal, einer Verbindungsöffnung zwischen dem Innern des Strömungskanals und dem Innern der Gondel, und einer Klappe, die in einer ersten Stellung einen bezüglich der Durchströmungsrichtung des Strömungskanals stromaufwärtigen Teil der Verbindungsöffnung derart abschirmt, daß die von dem Gasturbinentriebwerk durch die Verbindungsöffnung angesaugte Luft um den stromabwärtigen Rand der Klappe eine scharfe Biegung ausführen muß, dadurch gekonnzeichnet, daß die Klappe (9) in eine zweite Stellung schwenkbar ist, in welcher die Verbindungsöffnung (16) völlig freigegeben und der Strömungskanal (8) stromabwärts der Verbindungsöffnung (16) jjeschlossen ist.

2. Teilchenabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (9) derart geformt und angeordnet ist, daß sie bis zu ihrer stromabwärtigen Kante keine Strömungsverengung verursacht.