DE659211C - Verfahren zur Aufrechterhaltung gleichen Druckes in der Foerderleitung eines Ladegeblaeses fuer Flugmotoren - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufrechterhaltun' gleichen Druckes in der Förderleitung eines Ladegebläses für Flugmotoren Das Ladegebläse eines Höhenflugmotors hat die Aufgabe, dem Motor bei allen Flughöhen die Verbrennungsluft oder das Brenngasgemisch unter einem gleichbleibenden Druck zuzuführen. Da sich der Druck der äußeren Atmosphäre mit der Flughöhe ändert, muß, wenn der Ladedruck aufrechterhalten bleiben soll, eine Regelung für das Gebläse vorgesehen werden. Diese Regelung soll möglichst verlustlos und betriebssicher durchgeführt werden. Mit den bekanntgewordenen Regelungen sind niemals beide Forderungen gleichzeitig erfüllt worden. Bisher regelte man entweder dadurch, daß man das Gebläse auf der Saug- oder Druckseite je nach der Größe des äußeren atmosphärischen Druckes mehr oder weniger drosselte, oder man betrieb das Gebläse ungedrosselt und regelte seine Drehzahl durch ein Getriebe mit stufenweise oder stetig veränderbarem i ü bersetzungsverhältnis. Die Drosselungsregelung ist, wie unten beschrieben, unwirtschaftlich, während dieDrehzahlregelung unter Verwendung eines Getriebes mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis den Nachteil hat, daß es zusätzlich Gewicht und Raum beansprucht und daß an schnell laufenden Teilen Schaltvorgänge durchgeführt werden müssen, von deren Zuverlässigkeit die Sicherheit des Luftfahrzeuges abhängt. Nach dem derzeitigen Stand der Technik ist die Betriebssicherheit solcher Getriebe aber noch nicht vollkommen.
• Die Erfindung weist einen Weg, wie man, ohne schnell laufende Getriebeteile im Betriebe schalten zu müssen, zugleich eine größere Wirtschaftlichkeit erhält als mit der bekannten Drosselregelung. Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, daß das Gebläse auf der Saugseite ungedrosselt betrieben wird und mit einem Ejektor zusammenarbeitet, durch den zusätzlich Ladeluft oder Gemisch angesaugt wird. Aus welchem Grunde eine derartige Betriebsweise oder Regelung gegenüber der bekannten Drosselregelung auf der Gebläsesaugseite vorteilhaft ist, wird deutlich, wenn man die Zusammenhänge im einzelnen näher betrachtet. Bei der Drosselregelung bleibt die Förderhöhe des Gebläses, die in erster Linie von der Drehzahl des Gebläses abhängt, unverändeiit. @Tur ein Teil dieser Förderhöhe wird jedoch zur- Druckerhöhung der Ladung ausgenutzt. Der Rest muß in der Motordrossel vernichtet werden. Diese 7uviel erzeugte Förderhöhe bedeutet erstens einen Leistungsverlust und zweitens eine unnötige und schädliche Erwärmung der Ladung. Die Erwärmung der Ladung ist schädlich, weil sie die Füllung des Motors verkleinert und seine Klopfneigung erhöht.
• Betrachtet man demgegenüber die neue-Betriebsweise des Laders, so ergibt sich f;1'-' gendes: Die Aufgabe der Regelung ist, da: der Motor in allen Flughöhen ein gleichblet'= beides Ladegewicht bei gleichbleibendem Ladedruck erhält. Beim Höhenflug arbeitet das Gebläse normal, d. h. es saugt aus der freien Atmosphäre an und fördert direkt in den Ladeluft- oder Gemischsammler für den Motor. Geht die Maschine aber auf eine geringere Flughöhe herab,-so wird nicht die Saugdrosselklappe dementsprechend mehr geschlossen, sondern es wird bei unverändert offen gehaltenem Drosselorgan ein Teil der dem geförderten Mittel auf der Druckseite innewohnenden Energie dazu benutzt, mittels einer Ejektoranordnung zusätzlich Luft oder Gemisch zu fördern. Das Ergebnis dieser Regelung besteht demzufolge darin, daß das sekundlich geförderte Ladegewicht beim Höhenflug zwar den gleichen Aufwand an Laderantriebsleistung erfordert, wie bei der vorhergehend beschriebenen bekannten Regelweise, daß aber beim Betrieb in niedrigeren Flughöhen die Laderantriebsleistung dadurch geringer wird, daß das Schleuderrad nur einen Teil der Gesamtladung verdichtet. Die diesem Teil erteilte zu hohe Energie wird in einem E jektor nutzbringend an -einen weiteren Teil der Ladung abgegeben. Dieser als Zweitluft bezeichnete Teil der Ladung hat die Temperatur und den Druck der Umgebungsluft. Die Förderluft muß also zunächst unter den Druck der Umgebungsluft entspannt und unter Zumischung der Zusatzluft mit dieser zusammen auf den einzuhaltenden Ladedruck im Diffusor verdichtet werden. Die Zumischung der kalten Zusatzluft ohne weiteren Arbeitsaufwand hat zur Folge, daß die Endtemperatur der gesamten Ladung niedriger wird.
• Wie man den Erfindungsgedanken beispielsweise verwirklichen kann, geht aus den Abbildungen hervor, von denen Fig. i eine Gesamtdarstellung, die Fig. a und 3 Einzelheiten der 'E jektoreinrichtung erkennen lassen.
• In Fig. i ist i die Antriebswelle für das Gebläse, auf der der Schaufelträger z mit den Schaufeln 3 sitzt. q. ist der Ansaugkanal des Gebläses. 5 ist ein ringförmiger Sammler, in den das Gebläse hineinfördert und von welchem aus das verdichtete Mittel den einzelnen <<lindern des Motors zuströmt. Bevor das verdichtete Mittel in den Sammler 5 gelangt, durchströmt es einen Leitschaufelkranz, dessen Leitschaufeln mit 6 bezeichnet sind. In den Strömungsweg zwischen den Leitschaufeln münden jeweils Kanäle ein, die sämtlich an einen Ringraum 7 angeschlossen sind, der über eine Leitung 8 mit dein Ansaugstutzen in Verbindung steht. 9 ist eine Rückschlagklappe, die sich selbsttätig schließt, sobald im Betriebe der Druck in der Leitung 8 den im 'Saugstutzen ¢ übersteigt.
• Die Fig. :2 und 3 zeigen, wie die Leitschaufeln 6 im einzelnen beispielsweise ausgebildet werden können,. und auf welche Weise die Zusatzluft aus der Verteilerkammer 7 in den vom Gebläse kommenden Gasstrom eingeführt wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. sind die Leitschaufeln mit io bezeichnet und besitzen einen schwenkbaren Teil i i. Wie ersichtlich, sind die Schaufeln io hohl ausgeführt. Ihr Innenraum steht jeweils mit der Verteilerkammer 7 in Verbindung. Der Gebläsestrom nimmt den durch die Pfeile i2 angegebenen Weg und saugt hierbei, während er die Kanäle zwischen den einzelnen Leitschaufeln io durchströmt, ejektorartig wirkend, Luft oder Gas durch die Hohlschaufeln io hindurch, wobei die Luft oder das Gas in Richtung der Pfeile 13 zuströmt. Die verstellbaren Teile i i sind durch eine gemeinsame Vorrichtung 14. (vgl. Fig. i) bewegbar.
• - Die Anordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich insofern von der nach Fig. z, als die Leitschaufeln 15 als Ganzes uni Drehpunkte 16 schwenkbar Sind und für den Durchtritt der Zweitluft oder des Gemisches von dem Verteilerraute 7 her zusätzlich besondere Öffnungen 17, zwischen den Leitschaufeln angeordnet sind.
• Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Geht man von der Nennflughöhe aus, so arbeitet das Gebläse zunächst vollkommen normal, d. h. das gesamte zu verdichtende Mittel nimmt bei geschlossener Rückschlagklappe 9 in der Leitung 8 und völlig geöffneter Drosselklappe in dem Saugkanal q. seinen Weg über den Verdichter, der ungedrosselt in den Ringraum .5 hineinfördert. Geht die Maschine auf eine geringere Flughöhe herab, so würde, wenn das Gebläse unverändert weiter betrieben wird, infolge der Zunahme des äußeren Luftdruckes der Druck in dem Sammler 5 auf einen unzulässig hohen Wert ansteigen. Uni das zu verhindern, wird der Durchtrittsquerschnitt im Leitapparat mit abnehmender Flughöhe ständig verringert. Dadurch entsteht am Eintritt des Leitapparates 6 eine Geschwindigkeitserhöhung und Drucksenkung, die dazu benutzt wird, Luft oder Gemisch über den Verteiler 7 und die Leitung 8 anzusaugen, in welcher sich die - Rückschlagklappe 9 öffnet. Die Ouerschnittsregelung für den Leitapparat erfolgt hierbei in einer solchen Weise, daß bei unveränderter Drehzahl des Gebläses und ständig voll geöffneter Saugdrossel in dem Kanal 4. ein gleichbleibender Druck in dem Ringsammler 5. erhalten bleibt. In dem Maße, wie die durch das Gebläse hindurchströmenden Mengen abnehmen, erhöhen sich 'die durch die Nebenleitung ä angesaugten Mengen. Die Regelung der Leitapparatquerschnitte kann entweder von Hand aus erfolgen, wobei sich der Pilot nach einem Druckmesser richten kann, der den Druck in dem Ringraum 5 anzeigt, sie kann aber auch selbsttätig durch einen Druckregler erfolgen.

Claims (3)

1. PATRNTANSPRi1CHR: i. Verfahren zur Aufrechterhaltung gleichen Druckes in der Förderleitung eines zur Speisung eines Höhenflugmotors dienenden, von dem Motor angetriebenen Ladegebläses in allen Flughöhen, dadurch gekennzeichnet, daß Ladeluft oder -gemisch vom Druck der Umgebung bei zunehmender Außenluftdichte durch die Gebläsefördermenge beim Durchströmen eines mit .,Nlitteln zur Veränderung des Durchtrittsquerschnittes und damit der Ejektorwirkung versehenen Leitapparates angesaugt wird, und zwar in einem mit zunehmender Außenluftdichte wachsenden Maße durch entsprechende Verkleinerung der Durchtrittsquerschnitte.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln hohl ausgeführt sind und zur Zuführung des zusätzlichen Ladeteils von Außenluftdichte dienen und daß zur Veränderung der Durchtrittsquerschnitte für die vom Gebläse geförderte Lademenge ein Wandteil (i i) jeder Leitschaufel bis zur Einlaßöffnung für die zusätzliche-Lademenge um die Spitze der Leitschaufel schwenkbar ist (Fig. 2).
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (io) hohl ausgeführt sind und zur Zuführung des zusätzlichen Ladeteils von Außenluftdichte dienen und daß zur Veränderung der Durchtrittsquerschnitte für die vom Gebläse geförderte Lademenge jede Leitschaufel im ganzen um eine nahe der inneren Spitze liegende Achse schwenkbar ist.