DE699867C

DE699867C - Device for ventilating the height chambers of aircraft

Info

Publication number: DE699867C
Application number: DE1939D0080431
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Pfau
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1939-05-16
Filing date: 1939-05-16
Publication date: 1940-12-07

Description

• Es ist bekannt, Flugzeuge, die in großen -Höhen fliegen sollen, mit Höhenkammern auszurüsten, in denen die Insassen unter einem Druck leben, der höher ist als der der Außenluft. Man hat zu diesem Zweck durch besondere Verdichter den Druck der Außenluft auf den Kammerdruck verdichtet. Durch diese Maßnahme erhält man ein höheres Fluggewicht, wodurch die Leistung des Flugzeuges vermindert wird. Um den für diese Verdichter notwendigen Leistungsaufwand aus bereits vorhandenen, noch nicht ausgenutzten Energiequellen zu decken, wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, die Verdichtungsarbeit, thermodynamisch gesehen, durch die Ausdehnungsarbeit der Abluft ganz oder teilweise zurückzugewinnen. Dies geschah derart, daß die Abluft aus der Kabine einer Turbine zugeführt wurde, die die Ausdehnungsarbeit ausnützte. Diese Turbine treibt, wie bekannt, einen Verdichter, der die neu angesaugte Frischluft dem Kabineninnern zuführt. Durch die mit diesem Vorgang verbundenen Verluste reicht die Leistung der Turbine natür.-; lieh nicht aus, um die für den Verdichter erforderliche Antriebsleistung aufzubringen. Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Abluft wurde daher, wie bekannt, zwischen Höhenkammern und Turbine ein Wärmeaustauscher angeordnet, der von den Abgasen der normalen Brennkraftmaschine durchströmt wurde.• It is known to equip aircraft that are to fly at high altitudes with altitude chambers, in which the occupants live under a pressure that is higher than that of the outside air. For this purpose, special compressors are used to increase the pressure of the outside air Compressed chamber pressure. This measure gives a higher all-up weight, thereby reducing the performance of the aircraft. To the necessary for these compressors Performance expenditure from already existing, not yet used energy sources cover, it has also already been proposed that the compression work, from a thermodynamic point of view, Recover all or part of the exhaust air through the work of expansion. this happened in such a way that the exhaust air from the cabin was fed to a turbine, which did the expansion work took advantage of. This turbine drives, as is known, a compressor that draws in the new Fresh air is supplied to the cabin interior. Due to the losses associated with this process, the power of the turbine is naturally sufficient; did not borrow to provide the drive power required for the compressor. To the Increasing the efficiency of the exhaust air was therefore, as is known, between height chambers and a heat exchanger arranged by the exhaust gases of the normal turbine Internal combustion engine was flowed through.

Es ist nun durch eine mehr oder weniger intensive Vorwärmung der Turbinenluft möglich, ihre Leistungsfähigkeit verschieden groß-zu machen. Bemißt man nun die Leistung der Turbine so, daß sie größer ist als die des Ver- 35' dichters, so kann man nach "der Erfindung durch Zu- bzw. Abschalten von Luft an oder vor der Turbine durch bekannte Ventile o. dgl. oder durch verschieden intensive Vorwärmung der Turbinenluft durch einen an sich bekannten regelbaren Wärmeaustauscher die Drehzahl der Turbine ändern, aber entsprechend dem gewünschten Kabineninnendruck regeln.It is now possible through a more or less intensive preheating of the turbine air, to make their performance differently large. If you measure the performance of the Turbine so that it is larger than that of the compressor 35 ', so you can according to "the invention by connecting or disconnecting air to or in front of the turbine through known valves or the like. or by preheating the turbine air at different intensities by means of a known one adjustable heat exchanger change the speed of the turbine, but according to the desired Regulate internal cabin pressure.

Es wird nun erfdndungsgemäß bei derartigen Einrichtungen weiterhin vorgeschlagen, die Leistung-der Turbine durch eine in diesem SinneIt is now proposed according to the invention in such devices, the performance of the Turbine through one in this sense

bemessene Vorwärmung kleiner zu machen als die Leistung, die der Verdichter aufnehmen muß und den Differenzbetrag durch eine regelbare elektrische Maschine aufzubringen. Mit Hufe an sich bekannter Regeleinrichtungen wird jiüil.-die Leistung der elektrischen Maschine so ge- ■ steuert, daß die von dem Verdichter geförderte Luftmenge in der Höhenkammer einen gewünschten Druck ergibt, der beispielsweise in.To make measured preheating smaller than the power that the compressor has to absorb and apply the difference using a controllable electrical machine. With hooves known control devices is jiüil.-die The power of the electrical machine is controlled in such a way that the one delivered by the compressor Air volume in the height chamber results in a desired pressure, for example in.

ίο der Nähe des Bodendruckes liegt.ίο is close to the ground pressure.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dieses neuen Gedankens dargestellt.In the drawing, an embodiment of this new idea is shown.

Die Höhenkammer α ist mit Hilfe einer Rohrleitung b mit einer Luftturbine c verbunden. In diesen Weg ist ein Wärmeaustauscher d eingeschaltet, der von den Abgasen der mit der Luftschraube verbundenen Brennkraftmaschine e erwärmt wird. Mit der Luftturbine gekuppelt ist ein Verdichter f, der aus der Atmosphäre Luft ansaugt, verdichtet und über die Leitungg der Höhenkammer« zuführt. Mit diesem Maschinensatz c, f ist weiterhin eine elektrische Maschine h gekuppelt, die in Abhängigkeit vom Druck in der Höhenkammer a mit Hufe an sich bekannter Regelorgane i so geregelt wird, daß der Kammerinnendruck dem gewünschten Innendruck, beispielsweise Bodendruck, entspricht. Die elektrische 'Maschine h kann die benötigte elektrische Energie aus dem Bordnetz entnehmen. Hat nun also die von dem Verdichter f geförderte Luft einen Druck, derThe height chamber α is connected to an air turbine c by means of a pipe b. In this way, a heat exchanger d is switched on, which is heated by the exhaust gases of the internal combustion engine e connected to the propeller. Coupled to the air turbine is a compressor f which sucks in air from the atmosphere, compresses it and feeds it to the height chamber via line g. An electrical machine h is also coupled to this machine set c, f, which is controlled as a function of the pressure in the height chamber a with known control elements i so that the internal chamber pressure corresponds to the desired internal pressure, for example ground pressure. The electrical 'machine h can take the required electrical energy from the on-board network. So now has the air delivered by the compressor f a pressure that

höher ist als^? der gewünschte Innendruck, so regelt das Organ i die elektrische Maschine derart, daß sie mit niedrigerer Drehzahl arbeitet. Für den Fall, daß der Verdichter einen ge- 35 ringeren Druck erzeugt, dreht die elektrische Maschine sinnentsprechend mit höherer Dreh-.zahl. is higher than ^? the desired internal pressure, then the organ i regulates the electrical machine in such a way that it operates at a lower speed. In the event that the compressor generates a lower pressure, the electrical machine rotates correspondingly at a higher speed.

Claims

Patent claims:

1. A device for ventilating altitude chambers, especially for aircraft, the fresh air requirement of which is covered with the help of an employee driven by a cabin air turbine, characterized in that the speed of the machine set (c, f) can be regulated as a function of the desired chamber pressure.

2. Device according to claim i, characterized in 5 " characterized in that the regulation of the speed by regulating the - the turbine (c) supplied amount of air takes place.

3. Device according to claim 1, characterized in that the control is carried out by a controllable electrical machine (A) coupled to the machine set (c, f).

4. Device according to claim 1, characterized in that the control is carried out using the engine exhaust gases by changing the heating of a heat exchanger (d) . .

1 sheet of drawings