EP3994062A1 - Vorrichtung zum starten und / oder warten von strahltriebwerken von flugzeugen und anderen fluggeräten, stationary air power unit - sapu - Google Patents

Vorrichtung zum starten und / oder warten von strahltriebwerken von flugzeugen und anderen fluggeräten, stationary air power unit - sapu

Info

Publication number
EP3994062A1
EP3994062A1 EP20723815.5A EP20723815A EP3994062A1 EP 3994062 A1 EP3994062 A1 EP 3994062A1 EP 20723815 A EP20723815 A EP 20723815A EP 3994062 A1 EP3994062 A1 EP 3994062A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor
air
aircraft
electric motor
diffuser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20723815.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Detlev Eckhoff
Guido Liebchen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Landsysteme GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Landsysteme GmbH filed Critical Rheinmetall Landsysteme GmbH
Publication of EP3994062A1 publication Critical patent/EP3994062A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/34—Ground or aircraft-carrier-deck installations for starting propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/30—Ground or aircraft-carrier-deck installations for embarking or disembarking passengers
    • B64F1/305—Bridges extending between terminal building and aircraft, e.g. telescopic, vertically adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/35—Ground or aircraft-carrier-deck installations for supplying electrical power to stationary aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a device for starting and / or servicing jet engines of aircraft and other aircraft according to the preamble of main claim 1.
  • Such devices are required to supply compressed air for starting the turbines or the jet engines. It can also be used for air conditioning an aircraft, in which the necessary compressed air is generated by the device and fed to the aircraft.
  • auxiliary power unit APU
  • SAPU Styral Power Unit
  • the present device describes such a SAPU.
  • such devices are sometimes used to save or reduce maintenance costs for on-board start-up devices.
  • the SAPU according to the invention fulfills all functions which an on-board APU also includes.
  • Previous APUs consist of a fuel-operated gas turbine or a compressor driven by a diesel engine, which makes compressed air available by removing at least part of the compressed air flow so that the jet engine can be started. Just as for starting the engine, such a ground launch device can also be required for servicing an engine and / or for air conditioning an aircraft.
  • DE 34 09 378 A1 discloses a supply system for the aerospace industry. The compressors in this publication are driven by internal combustion engines. The same drive is used to generate electrical energy via generators.
  • EP 1 655222 A1 also discloses an APU in which a compressor is driven by means of internal combustion engines.
  • the internal combustion engine should ensure that the APU can be used independently of other supplies.
  • DE 20 2008 015 623 U1 also discloses a ground starting device which is supplied with electrical energy and in which compressed air is generated by the electrical energy.
  • compressors are operated with a fuel cell, which supplies electrical energy to drive the compressors.
  • the object of the present invention is to show a device for starting, air-conditioning and servicing jet engines of aircraft and other aircraft, which can take over the function of a stationary ground starter (SAPU) with low emissions.
  • SAPU stationary ground starter
  • noise emissions and emissions caused by the combustion of fossil fuels are to be reduced.
  • This object is achieved with the features of main claim 1, namely that the device according to the invention for starting, air conditioning and servicing jet engines of aircraft and other aircraft is equipped with a compressor for generating compressed air which can be driven by an electric motor.
  • the electric motor means that fossil fuels can be completely dispensed with when operating the device.
  • emissions are kept as low as possible, since electric motors have less operating noise than internal combustion engines and no exhaust gases
  • the device has means for low-loss rotary bearings.
  • This means ensure a low friction loss when mounting the rotating parts of the electric motor and its directly coupled compressors.
  • the electric motor drives the compressor via at least one rotatable shaft, whereby bearings are provided for the rotatable shaft.
  • These bearings are now designed in such a way that they cause less friction losses during storage than known roller or plain bearings. A particularly high reduction in friction losses is achieved through a structural unit made up of an electric motor and compressor.
  • the means for the low-loss rotary bearing can comprise magnetic bearings.
  • Such magnetic bearings support the rotatable shaft in a magnetic field and, because there is no physical contact with the bearing, have less friction loss than the known bearings mentioned above.
  • These magnetic bearings can be designed to be active or passive. Active magnetic bearings generate their magnetic field using at least one electromagnet, passive bearings using at least one permanent magnet. It has been shown that active, magnetic bearings have the lowest losses during storage.
  • the means for the low-loss rotary bearing can also represent eddy current bearings.
  • the rotating parts are stored in a bearing that supports the shaft by generating eddy currents. In this bearing, too, no physical contacts between rotating parts and the bearing are provided.
  • Corresponding means for low-loss rotary bearings enable rotating parts to be supported without material contact and hold the rotating parts by magnetic and / or electrical forces. As a result of this configuration, there is almost no frictional force when the rotating parts move in the bearings, so that the electric motor can work with as little loss as possible and with a high degree of efficiency.
  • the compressor has several compression stages, but at least two. These are driven by the electric motor, the device having the aforementioned means for low-loss mounting in which the rotating elements of the electric motor are mounted, such as the drive shaft.
  • the compressed air is generated in that air is compressed by a first compressor stage and the air compressed in this way is fed to at least a second compressor stage in order to be further compressed.
  • a first compressor stage When using at least two compressor stages, the compressed air is generated in that air is compressed by a first compressor stage and the air compressed in this way is fed to at least a second compressor stage in order to be further compressed.
  • There are more than two successive compressor stages are also conceivable.
  • This multi-stage compression process enables higher pressures for the compressed air to be generated.
  • the compressed air generated in this way can be used to start and / or maintain jet engines, but also to drive the aircraft's air conditioning system.
  • the compressed air is fed to the air conditioning system of the aircraft or aircraft.
  • the device according to the invention should preferably be used on a passenger boarding bridge or in stationary check-in facilities.
  • the devices according to the invention are then attached to the passenger boarding bridge or the handling facility and use the voltage supply supplied there to supply the electric motor and thus to drive the compressor.
  • an electrical power supply into the device according to the invention in order to be able to cover all the functionalities of the on-board APU with the device according to the invention.
  • the connection options provided for this can guarantee the energy supply of the aircraft or aircraft for electrical energy.
  • a typical power supply uses an electrical voltage of 115V and an alternating current frequency of 400 Hz. Should the voltage supply through the passenger boarding bridge have other voltages and / or other frequencies, it is proposed to use appropriate transformers and / or inverters in the invention Provide device.
  • modular energy storage devices such as commercially available systems integrated in sea containers, can be used and integrated in the connection line in a suitable manner, depending on the existing infrastructure of the airport.
  • SAPUs devices
  • the compressor stages be designed as radial compressors. Radial compressors are compressors in which gas is accelerated outward by a rotating impeller and converted into pressure in a subsequent diffuser. Centrifugal compressors are characterized by good efficiency and low wear.
  • an air inlet is provided through which air can be supplied to the device.
  • the air inlet is thus connected to the first compressor stage of the compressor so that air from the first compressor stage can be sucked in and compressed through the air inlet, preferably ambient air.
  • An air conditioning unit can be assigned to the air inlet according to the invention.
  • a rotatably mounted paddle wheel is arranged in the air inlet for air treatment and that the rotatably mounted paddle wheel has pre-swirl blades.
  • An air treatment of this kind then sets the rotatably mounted paddle wheel in motion when the air is sucked in through the air inlet and the pre-swirl blades on the paddle wheel can then move the sucked air in a kind of vortex and / or swirl in order to set different mass flows with a slight change in the pressure ratio to be able to. This allows the system efficiency to be optimized for different operating modes.
  • the pre-swirl blades are rotatably mounted, so that the individual pre-swirl blades can be rotated and locked in order to be able to be optimized differently for the aforementioned operating modes.
  • different eddies or swirls arise in the sucked in air.
  • the diffuser blades of the diffuser of the compressor stages also be rotatably mounted. This rotary bearing allows the diffuser blades to be set at different angles to the compressor stage in order to ensure a corresponding mass flow as required or to enable a characteristic map to be expanded.
  • the device comprise a frame on which the parts of the device can be attached.
  • the device comprises the compressor and the electric motor.
  • at least one electronic unit and / or at least one cooling system be added to the frame assemble.
  • the frame can be covered by at least one maintenance hood, preferably by two maintenance hoods.
  • the maintenance hoods make it possible to protect the device according to the invention against the unwanted influence of foreign materials, for example against dirt and water.
  • At least one operating element is proposed, via which the device can be controlled.
  • the generation of compressed air can then be started, regulated and / or ended via this control element.
  • the aforementioned electronics unit is used to control the electric motor and thus to start up and brake the electric motor.
  • the cooling system cools the components of the device, for example the electric motor and / or the electronics unit.
  • air is supplied to the first compressor stage through the air inlet and is compressed by this.
  • the subsequently compressed air can be transported from the first compressor stage to the second compressor stage, preferably through a connection provided for this purpose.
  • the compressed air continues
  • the device with an air outlet in order to lead out of the device the air compressed by the last compressor stage and thus the compressed air generated by the device.
  • the air discharged in this way can then be fed to the jet engines via a distributor and / or at least one connection.
  • the distribution can be a simple connection from the air outlet to the connection, but it is preferably proposed to use a hose system which can be pulled out and consists of at least one hose.
  • the aforementioned connection should then be provided correspondingly frequently, both in number and in the distribution of hoses.
  • the corresponding jet engine can be adapted in order to supply the compressed air generated by the device to the jet engine.
  • the electric motor has a stator and a rotor, the rotor being designed as a motor shaft.
  • the stator and motor shaft are enclosed in a housing.
  • the motor shaft is then one of the rotating elements according to the invention, for which the means for low-loss rotary bearings are provided.
  • the compressor can also be accommodated in the housing in order to form a structural unit comprising an electric motor and a compressor.
  • the bearing of the rotating parts of the compressor then also has the low-loss rotary bearing according to the invention. This structural unit significantly reduces the friction loss.
  • the air preparation contains at least one cover so that it is protected from external influences.
  • An adjusting ring can also be provided by means of which the pre-swirl blades can be rotated. This makes it possible to rotate all pre-swirl blades equally and it is prevented that each blade has to be rotated individually.
  • the noise level of the device can be reduced by the low-loss rotary bearing.
  • the rotating noise of the device is therefore considerably less than with conventional APUs. This results from a significantly reduced friction on the bearing and a largely vibration-free system through the use of low-loss rotary bearings without mechanical bearings.
  • An additional noise level reduction can also be achieved by using noise protection elements such as insulation, additional housings and / or noise protection hoods.
  • the device described above makes it possible to reduce the noise produced to such an extent that, in the preferred case, the ground staff does not have to wear noise protection caps to operate the GAPU.
  • a device for starting and / or maintaining jet engines of aircraft and other aircraft and possibly for air conditioning the aircraft and other aircraft with at least one compressor and at least one electric motor which drives the at least one compressor is provided.
  • Such devices are also called Stationary Air Power Units (SAPU).
  • SAPU Stationary Air Power Units
  • the compressor consists of one or more compressor stages, the electric motor and the compressor having low-loss bearings for the rotating elements or parts of the at least one electric motor and / or the at least one compressor.
  • FIG. 1 A perspective view of a device according to the invention on a passenger boarding bridge
  • FIG. 2 A detailed representation of the device according to the invention from FIG. 1;
  • FIG. 3 a perspective view of the frame of the device with the maintenance hoods attached
  • FIG. 4 a perspective illustration of a device according to the invention without attached maintenance hoods
  • FIG. 5 a perspective view of the compressor according to the invention
  • FIG. 6 A section through the compressor according to the invention from FIG. 5;
  • FIG. 7 An air treatment according to the invention with pre-swirl blades
  • Figure 8 A detailed representation of the diffuser blades of the diffuser from a compressor stage.
  • FIG. 1 shows a device 1 according to the invention for starting and / or maintaining jet engines of aircraft and other aircraft and preferably also for air conditioning aircraft and other aircraft.
  • the device 1 according to the invention is arranged on a passenger boarding bridge 40.
  • Passenger boarding bridges 40 are used wherever passengers reach the aircraft via a footpath (not shown in detail).
  • the passenger boarding bridge 40 has a dock 43 by means of which the passenger boarding bridge 40 can be docked in the area of the door of the aircraft.
  • the passenger boarding bridge can be provided for mobile use in an outside parking lot of an airport, for example in the form of an aircraft staircase. An additional energy supply would have to be provided here.
  • the device 1 according to the invention is attached in the area of a chassis 42 on a frame 41 of the chassis 42. Since the passenger boarding bridge 40 is also supplied with electrical energy and has corresponding connections, electrical energy can very easily be added to the device 1 according to the invention through this arrangement.
  • the device 1 has a distribution 2, designed here as a hose system. For this purpose, two hoses are attached to the device 1, which can be pulled out over drums. By using the drums, the distance to the aircraft can be overcome.
  • FIG. 2 shows the aforementioned hose system as a distribution 2 in detail. It can also be seen that connections 3 are provided at the ends of the hoses of the distribution 2 in order to adapt the hoses to the aircraft.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a device 1 according to the invention.
  • the components of the device 1 are attached to a frame 4.
  • This frame 4 can be covered by a first and a second maintenance hood 6, 7.
  • the maintenance hoods 6, 7 are to be opened for assembly and / or maintenance purposes.
  • At least one operating element 5 is also arranged in the frame 4.
  • the at least one operating element 5 serves to start, stop and / or control the device 1 according to the invention.
  • the at least one operating element 5 can be embedded in the frame 4. But it can also be removable and act like a remote control.
  • FIG. 1 A compressor 10 with a corresponding air inlet 11, an electronics unit 12 and a cooling system 13 are arranged on the frame 4.
  • the electronic unit 12 serves to control the compressor 10 or the electric motor 14.
  • the cooling system 13 serves to cool the electric motor 14 and the electronic unit 12.
  • FIG. 5 shows a compressor 10 according to the invention in detail.
  • the air inlet 11, via which air can be sucked in and fed to a first compressor stage 16, can thus be seen again.
  • the first compressor stage 16 compresses the supplied air and leads it via a connection 17 to the second compressor stage 15. This compresses the air further and leads it to the air outlet 18, at which the compressed air can be tapped.
  • Both compressor stages 15, 16 can be driven by an electric motor 14.
  • FIG. 6 shows a section through a compressor 10 according to the invention and thus also shows the air inlet 11 and the air preparation 30 located therein. This will be shown in detail later. After the air has passed through the air inlet 11 and the air preparation 30 has been drawn in, it arrives at the first compressor stage 16. This is driven, just like the second compressor stage 15, by the electric motor 14
  • the electric motor 14 includes a motor shaft 20, a stator 22 and a housing 21.
  • Housing 21 surrounds the aforementioned engine parts.
  • an active magnetic bearing 19 is proposed as a means for low-loss rotary bearing.
  • the electric motor 14 and the compressor stages 15, 16 driven by it now compress the air into the desired compressed air, which is led out of the compressor 10 through the air outlet 18
  • the aforementioned air treatment 30 is shown in detail in FIG. It can be seen here that the air preparation 30 consists of an impeller which has pre-swirl blades 33.
  • the pre-swirl blades 33 are rotatably mounted so that different positions can be rotatably adjusted. As a result, a swirl and / or eddy is generated in the sucked in air, whereby the compressed air to be generated is conditioned accordingly
  • An adjusting ring 32 is proposed for setting the rotatably mounted pre-swirl blades 33. By turning the adjusting ring 32, a position of the front all scoops 33 can be determined as a whole. To protect the air preparation 30, it is also proposed to provide a cover 31.
  • FIG. 8 shows a diffuser of the compressor stages 15, 16.
  • the compressor stages 15, 16 are designed as radial compressors and each have a diffuser. It is proposed according to the invention to make diffuser blades 34 adjustable. The position of the individual diffuser blades 34 can thus be changed, for example the position
  • the generation of compressed air can be further optimized with regard to different operating points of the compressor map and adjusted to requirements.
  • the diffuser effect can also be adapted to the air conditioning, which is generated by the air treatment.
  • the present invention is not limited to the aforementioned features. Rather are further refinements are conceivable. It is proposed that the means for the low-loss rotary bearing be implemented not only in the axial direction but also in the radial direction in order to be able to absorb both types of forces. Alternatively, air storage is proposed, with an air stream that is branched off from the compressed air generated. Furthermore, it is possible to implement speed regulation via the electronics unit 14 and the at least one operating element 5. A further air or water circuit could be provided for cooling the components of the device according to the invention, with a cooler which is regulated as required by the self-heating of the individual components and the ambient conditions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Vorrichtung zum Starten und/oder Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten und ggf. zum Klimatisieren der Flugzeuge und anderen Fluggeräten mit einem zumindest einem Verdichter (10) und zumindest einem Elektromotor (14), welcher den zumindest einen Verdichter (10) antreibt. Solche Vorrichtungen (1 ) werden auch StationaryAir Power Unit (SAPU) genannt. Der Verdichter (10) besteht aus einer oder mehreren Verdichterstufen, wobei der Elektromotor (14) und der Verdichter (10) verlustarme Lager für die drehenden Elemente oder Teile aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform wird vorgeschlagen, eine elektrische Stromversorgung in die Vorrichtung (1) zu integrieren, um damit sämtliche Funktionen einer im Flugzeug oder Fluggerät enthaltenen Auxiliary Power Unit (APU) abdecken zu können.

Description

BESCHREIBUNG
VORRICHTUNG ZUM STARTEN UND / ODER WARTEN VON STRAHLTRIEBWERKEN VON FLUGZEUGEN UND ANDEREN FLUGGERÄTEN, STATIONARY AIR POWER UNIT - SAPU
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Starten und / oder Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1. Solche Vorrichtungen werden benötigt, um Druckluft zum Starten der Turbinen bzw. den Strahltriebwerken zu liefern. Ebenfalls kann es für die Klimatisierung eines Flugzeugs genutzt werden, in dem die notwendige Druckluft durch die Vorrichtung erzeugt wird und dem Flugzeug zugeführt wird.
Ein Strahltriebwerk muss zum Anlassen auf eine gewisse Drehzahl beschleunigt werden, bevor der Eigenantrieb des Strahltriebwerks einsetzen kann. Im Normalfall muss dazu das Strahltriebwerk auf einer Drehzahl von etwa 15-20 % der Maximaldrehzahl beschleunigt werden. Eine solche Beschleunigung geschieht normalerweise mithilfe einer bordeigenen Anfahreinrichtung (Auxiliary Power Unit, APU).
Die bekannten APUs erzeugen bei Verwendung Lärm und Schadstoffemissionen. Aufgrund aktueller Anforderungen ist genau diese Schadstoff- und Lärmemission zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Dazu kann eine externe Vorrichtung (Stationary Power Unit, SAPU) verwendet werden, welche außerhalb des Flugzeugs oder Fluggerät angeordnet ist.
Die vorliegende Vorrichtung beschreibt eine solche SAPU. Außerdem kommen solche Vorrichtungen zum Teil zum Einsatz, um Wartungskosten von bordeigenen Anfahreinrichtungen einzusparen bzw. reduzieren zu können. Die erfindungsgemäße SAPU erfüllt dazu alle Funktionen, welche auch eine bordeigene APU umfasst.
Bisherige APUs bestehen aus einer mit Kraftstoff betriebenen Gasturbine oder aus einem mit einem Dieselmotor angetriebenen Verdichter, welcher durch die Abnahme mindestens eines Teiles des verdichteten Luftstroms Druckluft zur Verfügung stellt, so dass das Strahltriebwerk gestartet werden kann. Ebenso wie zum Starten des Triebwerks kann ein solches Bodenstartgerät auch zum Warten eines Triebwerks und / oder zum Klimatisieren eines Flugzeugs benötigt werden. Die DE 34 09 378 A1 offenbart dazu eine Versorgungsanlage für die Luft- und Raumfahrt. Die Verdichter dieser Druckschrift werden über Verbrennungsmotoren angetrieben. Der gleiche Antrieb wird genutzt, um über Generatoren elektrische Energie zu erzeugen.
Die EP 1 655222 A1 offenbart ebenfalls eine APU, bei welcher ein Verdichter mittels Verbren- nungsmotoren angetrieben wird. Der Verbrennungsmotor soll dafür sorgen, dass die APU unabhängig von anderen Versorgungen eingesetzt werden kann.
Bei den vorgenannten Druckschriften werden Antriebe mit fossilen Brennstoffen genutzt. Die dabei abgegebenen Emissionen (Schadstoffe, Partikel und Lärm) sind erheblich und werden in die Gesamtemissionsbilanz des jeweiligen Flughafens einbezogen. Die Anzahl der startberechtigten Flugzeuge hängt direkt von der Gesamtemissionsbilanz des Flughafens ab, welche durch die APU so niedrig wie möglich belastet werden darf.
Hierzu ist ebenfalls durch die DE 20 2008 015 623 U1 ein Bodenstartgerät bekannt, welches mit elektrischer Energie versorgt wird und bei welchem durch die elektrische Energie Druckluft erzeugt wird. Hierbei werden Verdichter mit einer Brennstoffzelle betrieben, welche elektrische Energie liefert, um die Verdichter anzutreiben.
Somit ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Starten, Klimatisieren und Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten aufzuzeigen, welche emissionsarm die Funktion eines stationären Bodenstartgeräts (SAPU) übernehmen kann. Es sollen dabei insbesondere Lärmemissionen und Emissionen, welche durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen entstehen, verringert werden. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst, nämlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Starten, Klimatisieren und Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten mit einem Verdichter zur Erzeugung von Druckluft ausgestattet ist, welcher von einem Elektromotor angetrieben werden kann. Durch den Elektromotor kann gänzlich auf fossile Brennstoffe beim Betreiben der Vorrichtung verzichtet werden. Dadurch werden die Emissionen geringstmöglich gehalten, da Elektromotoren geringere Betriebsgeräusche aufweisen als Verbrennungsmotoren und keine Abgase
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung Mittel zur verlustarmen Drehlagerung auf. Diese Mittel sorgen für einen geringen Reibungsverlust beim Lagern der drehenden Teile des Elektromotors und seinen direkt gekoppelten Verdichtern. Der Elektromotor treibt über mindestens eine drehbare Welle den Verdichter an, wodurch Lager für die drehbare Welle vorgesehen sind. Diese Lager sind nun so gestaltet, dass sie weniger Reibungsverluste bei der Lagerung her- vorrufen, als bekannte Wälz- oder Gleitlager. Eine besonders hohe Verringerung der Rei- bungsverluste wird durch eine bauliche Einheit aus Elektromotor und Verdichter erreicht.
Die Mittel zur verlustarmen Drehlagerung können dazu Magnetlager umfassen. Solche Magnetlager lagern die drehbare Welle in einem Magnetfeld und sind dadurch, dass kein physikalischer Kontakt zum Lager entsteht, mit weniger Reibungsverlust versehen, als die vorgenann- ten, bekannten Lager.
Diese Magnetlager können aktiv oder passiv gestaltet sein. Aktive magnetische Lager erzeugen ihr Magnetfeld durch mindestens einen Elektromagneten, passive Lager durch mindestens einen Permanentmagneten. Es hat sich gezeigt, dass aktive, magnetische Lager die ge- ringsten Verluste bei der Lagerung aufweisen.
Die Mittel zur verlustarmen Drehlagerung können ebenfalls Wirbelstromlager darstellen. Dabei werden die drehenden Teile in einem Lager gelagert, welches durch Erzeugung von Wirbelströmen die Welle lagert. Auch bei diesem Lager sind keine physikalischen Kontakte von dre- henden Teilen und dem Lager vorgesehen.
Entsprechende Mittel zur verlustarmen Drehlagerung ermöglichen die Lagerung drehender Teile ohne Materialkontakt und halten die drehenden Teile durch magnetische und/oder elektrische Kräfte. Durch diese Ausgestaltung ist nahezu keine Reibkraft bei der Bewegung der drehenden Teile in den Lagern vorhanden, sodass der Elektromotor möglichst verlustfrei und mit einem hohen Wirkungsgrad arbeiten kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Verdichter mehrere Verdichtungsstufen auf, mindestens jedoch zwei. Diese werden von dem Elektromotor angetrieben, wobei die Vorrich- tung die bereits genannten Mittel zur verlustarmen Lagerung aufweist, in welchen die drehenden Elemente des Elektromotors gelagert werden, wie beispielsweise die Antriebswelle.
Bei der Verwendung mindestens zweier Verdichterstufen wird die Druckluft dadurch erzeugt, dass Luft von einer ersten Verdichterstufe verdichtet wird und die so verdichtete Luft mindestens einer zweiten Verdichterstufe zugeführt wird, um weiter verdichtet zu werden. Es sind auch mehr als zwei hintereinander folgende Verdichterstufen denkbar. Durch dieses mehrstu- fige Verdichtungsverfahren sind höhere Drücke für die zu erzeugende Druckluft möglich.
Grundsätzlich ist es auch möglich, mehrere Verdichtungseinheiten, bestehend aus zumindest einem Elektromotor mit mindestens einer integrierten Verdichterstufe, anzuordnen, um unter- schiedliche Leistungsanforderungen modular mit einer Vorrichtung abdecken zu können.
Die so erzeugte Druckluft kann zum Starten und / oder Warten von Strahltriebwerken verwendet werden, aber auch zum Antrieb der flugzeugeigenen Klimaanlage. Dazu wird die Druckluft der Klimaanlage des Flugzeugs oder Fluggerät zugeführt.
Bevorzugter Weise soll die erfindungsgemäße Vorrichtung an einer Fluggastbrücke oder bei stationären Abfertigungseinrichtungen zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen werden dann an der Fluggastbrücke oder der Abfertigungseinrichtung angebracht und nutzten die dort zugeführte Spannungsversorgung zur Versorgung des Elektromotors und so- mit zum Antrieb des Verdichters.
In einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, eine elektrische Energieversorgung in die erfindungsgemäße Vorrichtung zu integrieren, um sämtliche Funktionalitäten der bordeigenen APU mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung abdecken zu können. Durch dafür vorge- sehene Anschlussmöglichkeiten kann die Energieversorgung des Flugzeugs bzw. Fluggerätes für elektrische Energie gewährleistet werden.
Eine typische Energieversorgung (Ground Power Unit, GPU) nutzt eine elektrische Spannung von 115V und eine Wechselstromfrequenz von 400 Hz. Sollte die Spannungsversorgung durch die Fluggastbrücke andere Spannungen und/oder andere Frequenzen besitzen, wird vorgeschlagen, entsprechende Transformatoren und/oder Wechselrichter in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzusehen.
Zur Reduzierung der elektrischen Anschlussleistung können in Abhängigkeit der vorhandenen Infrastruktur des Flughafens modulare Energiespeicher, wie z.B. handelsüblich in Seecontainern integrierte Systeme, zum Einsatz kommen und in geeigneter Weise in die Anschlussleitung integriert werden. Dadurch können ein oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen (SAPUs) versorgt werden. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, die Verdichterstufen als Radialverdichter auszuführen. Radialverdichter sind Verdichter, wobei Gas durch ein laufendes Flügelrad nach außen beschleunigt wird und in einem anschließenden Diffuser in Druck umgewandelt wird. Radialverdichter zeichnen sich durch einen guten Wirkungsgrad und geringem Verschleiß aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Lufteinlass vorgesehen, über welchen Luft der Vorrichtung zugeführt werden kann. Der Lufteinlass ist somit dann mit der ersten Verdichterstufe des Verdichters verbunden, damit Luft von der ersten Verdichterstufe durch den Lufteinlass angesaugt und verdichtet werden kann, bevorzugter Weise Umgebungsluft.
Dem erfindungsgemäßen Lufteinlass kann eine Luftaufbereitung zugeordnet werden. Zur Steuerbarkeit unterschiedlicher Massenströme zur Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass zur Luftaufbereitung ein drehbar gelagertes Schaufelrad im Lufteinlass angeordnet wird und dass das drehbar gelagerte Schaufelrad Vordrallschaufeln aufweist. Eine so geartete Luftaufbereitung setzt dann das drehbar gelagerte Schaufelrad beim Ansaugen der Luft durch den Lufteinlass in Bewegung und die am Schaufelrad befindlichen Vordrallschaufeln können dann die angesaugte Luft in einer Art Wirbel und/oder Drall versetzen, um unterschiedliche Massenströme bei einer geringfügigen Änderung des Druckverhältnisses einstellen zu können. Hierdurch lässt sich der Anlagenwirkungsgrad für unterschiedliche Betriebsarten optimieren.
In einer besonderen Ausführungsform sind die Vordrallschaufeln drehbar gelagert, sodass die einzelnen Vordrallschaufeln drehbewegt und festgestellt werden können, um für die vorgenannten Betriebsarten unterschiedlich optimiert werden zu können. Entsprechend der Drehung der Vordrallschaufeln entstehen unterschiedliche Wirbel bzw. Dralle in der angesaugten Luft.
Ebenfalls in einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Diffuserschaufeln des Diffusere der Verdichterstufen ebenfalls drehbeweglich zu lagern. Durch diese Drehlagerung können die Diffuserechaufeln in unterschiedlichen Winkeln zur Verdichterstufe eingestellt werden, um bedarfsgerecht einen entsprechenden Massenstrom zu gewährleisten bzw. eine Kennfelderweiterung zu ermöglichen.
Zur Montage wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Rahmen umfasst, auf welchen die Teile der Vorrichtung befestigt werden können. Hierzu umfasst die Vorrichtung den Verdichter und den Elektromotor. In weiteren Ausführungsformen wird vorgeschlagen, zusätzlich mindestens eine Elektronikeinheit und/oder mindestens eine Kühlanlage auf dem Rahmen zu montieren. Der Rahmen kann erfindungsgemäß durch mindestens eine Wartungshaube abgedeckt werden, bevorzugter Weise durch zwei Wartungshauben.
Durch die Wartungshauben ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung gegen unge· wollten Einfluss von Fremdmaterialien zu schützen, beispielsweise gegen Dreck und Wasser.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird zumindest ein Bedienelement vorgeschlagen, über welches die Vorrichtung gesteuert werden kann. Über dieses Bedienelement kann dann die Drucklufterzeugung gestartet, geregelt und/oder beendet werden. Die vorgenannte Elektronikeinheit dient zur Steuerung des Elektromotors und damit zum Anfahren und Abbremsen des Elektromotors. Die Kühlanlage kühlt die Komponenten der Vorrichtung, beispielsweise den Elektromotor und/oder die Elektronikeinheit.
Erfindungsgemäß wird durch den Lufteinlass Luft zur ersten Verdichterstufe zugeführt und durch diese komprimiert. Die anschließend komprimierte Luft kann von der ersten Verdichterstufe zur zweiten Verdichterstufe transportiert werden, bevorzugter Weise durch eine dafür vorgesehene Verbindung. In der zweiten Verdichterstufe wird die komprimierte Luft weiter
In einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Vorrichtung mit einem Luftauslass zu versehen, um die von der letzten Verdichterstufe komprimierte Luft und somit von der Vorrichtung erzeugte Druckluft aus der Vorrichtung herauszuführen. Die so herausgeführte Luft kann dann über eine Verteilung und/oder mindestens ein Anschluss den Strahltriebwerken zugeführt wer- den. Die Verteilung kann dabei eine einfache Verbindung von Luftauslass zum Anschluss sein, bevorzugter Weise wird jedoch vorgeschlagen, ein Schlauchsystem zu verwenden, welches ausziehbar ist und aus mindestens einem Schlauch besteht. Der vorgenannte Anschluss sollte dann entsprechend häufig vorgesehen werden, in der Anzahl wie auch Schläuche der Vertei - lung vorgesehen sind. Durch die Nutzung der Anschlüsse kann das entsprechende Strahltriebwerk adaptiert werden, um die von der Vorrichtung erzeugte Druckluft dem Strahltriebwerk zuzuführen.
Erfindungsgemäß besitzt der Elektromotor ein Stator und ein Rotor, wobei der Rotor als Mo- torwelle ausgeführt ist. Stator und Motorwelle sind von einem Gehäuse umfasst. Die Motorwelle ist dann eines der erfindungsgemäßen, drehenden Elemente, für die die Mittel zur ver- lustarmen Drehlagerung vorgesehen sind. Ins Gehäuse kann dabei auch der Verdichter aufgenommen werden, um eine bauliche Einheit aus Elektromotor und Verdichter zu bilden. Dann weist auch die Lagerung der drehenden Teile des Verdichters die erfindungsgemäße, verlustarme Drehlagerung auf. Durch diese bauliche Einheit wird die Verlustreibung maßgeblich verringert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beinhaltet die Luftaufbereitung mindestens eine Abdeckung, damit sie vor Fremdeinwirkung geschützt wird. Ebenfalls kann ein Stellring vorgesehen sein, mittels welchem die Vordrallschaufeln gedreht werden können. Dadurch ist es möglich, alle Vordrallschaufeln gleichermaßen zu drehen und es wird verhindert, dass jede Schaufel einzeln gedreht werden muss.
Durch die verlustarme Drehlagerung kann eine Lärmpegelreduzierung der Vorrichtung realisiert werden. Die Drehgeräusche der Vorrichtung sind damit erheblich geringer als bei herkömmlichen APUs. Dies resultiert aus einer erheblich verringerten Reibung am Lager, sowie einem weitestgehend schwingungsfreiem System durch die Verwendung von verlustarmen Drehlagerungen ohne mechanische Lager. Eine zusätzliche Geräuschpegelreduzierung kann weiterhin dadurch erreicht werden, dass Lärmschutzelemente, wie Dämmung, zusätzlichen Gehäusen und/oder Schallschutzhauben, verwendet werden.
Durch die vorbeschriebene Vorrichtung ist es möglich, die entstehenden Geräusche so weit zu reduzieren, dass im bevorzugten Fall das Bodenpersonal für das Betreiben der GAPU keine Geräuschschutzkappen tragen muss.
Vorliegend wird eine Vorrichtung zum Starten und/oder Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten und ggf. zum Klimatisieren der Flugzeuge und anderen Fluggeräten mit einem zumindest einem Verdichter und zumindest einem Elektromotor, welcher den zumindest einen Verdichter antreibt. Solche Vorrichtungen werden auch Stationary- Air Power Unit (SAPU) genannt. Der Verdichter besteht aus einer oder mehreren Verdichterstufen, wobei der Elektromotor und der Verdichter verlustarme Lager für die drehenden Elemente oder Teile des zumindest einen Elektromotors und/oder des zumindest einen Verdichters aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform wird vorgeschlagen, eine elektrische Stromversorgung in die Vorrichtung zu integrieren, um damit sämtliche Funktionen einer im Flugzeug oder Fluggerät enthaltenen Auxiliary Power Unit (APU) abdecken zu können. Weitere Merkmale ergeben sich aus den Zeichnungen. Es zeigen
Figur 1 : Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer Fluggastbrücke; Figur 2: Eine Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Figur 1 ;
Figur 3: Eine perspektivische Darstellung des Rahmens der Vorrichtung mit aufgesetzten Wartungshauben; Figur 4: Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne aufgesetzte Wartungshauben;
Figur 5: Eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Verdichters; Figur 6: Ein Schnitt durch den erfindungsgemäßen Verdichter aus Figur 5;
Figur 7: Eine erfindungsgemäße Luftaufbereitung mit Vordrallschaufeln;
Figur 8: Eine Detaildarstellung der Diffuserschaufeln des Diffusere aus einer Verdichterstufe.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Starten und / oder Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten sowie bevorzugt auch zum Klimatisieren von Flugzeugen und anderen Fluggeräten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist hierbei an einer Fluggastbrücke 40 angeordnet. Fluggastbrücken 40 werden überall dort verwendet, wo Fluggäste über einen Fußweg zum Flugzeug gelangen (nicht näher dargestellt). Die Fluggastbrücke 40 weist ein Dock 43 auf, mittels welchem die Fluggastbrücke 40 im Bereich der Tür des Flugzeugs angedockt werden kann. Alternativ kann die Fluggastbrücke für einen mobilen Einsatz auf einem Außenparkplatz eines Flughafens, beispielsweise in Form einer Flugzeugtreppe, vorgesehen sein. Hierbei wäre eine zusätzliche Energieversorgung vorzusehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist bei einer Fluggastbrücke im Bereich eines Fahrwerks 42 auf einem Gestell 41 des Fahrwerks 42 angebracht. Da die Fluggastbrücke 40 ebenfalls mit elektrischer Energie versorgt wird und entsprechende Anschlüsse aufweist, kann durch diese Anordnung sehr einfach elektrische Energie der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu- gefügt werden. Die Vorrichtung 1 verfügt über eine Verteilung 2, hier als Schlauchsystem, ausgeführt. Dazu sind an der Vorrichtung 1 zwei Schläuche angebracht, welche über Trommeln ausgezogen werden können. Durch die Nutzung der Trommeln kann die Distanz bis zum Flugzeug überwunden werden.
Figur 2 zeigt das vorgenannte Schlauchsystem als Verteilung 2 detailliert. Ebenfalls zu erkennen ist, dass an den Enden der Schläuche der Verteilung 2 Anschlüsse 3 vorgesehen sind, um die Schläuche am Flugzeug zu adaptieren.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Hierzu sind die Bauteile der Vorrichtung 1 auf einen Rahmen 4 angebracht. Dieser Rahmen 4 kann über eine erste und eine zweite Wartungshaube 6, 7 abgedeckt werden. Zu Montage- und/oder Wartungszwecken sind die Wartungshauben 6, 7 zu öffnen.
Im Rahmen 4 angeordnet ist ebenfalls zumindest ein Bedienelement 5. Das zumindest eine Bedienelement 5 dient zum Starten, Stoppen und / oder Steuern der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dazu kann das zumindest eine Bedienelement 5 im Rahmen 4 eingelassen sein. Es kann aber auch herausnehmbar sein und wie eine Fernbedienung fungieren.
Werden die beiden Wartungshauben 6, 7 geöffnet, sind in Figur 4 die Elemente der Vorrichtung 1 zu erkennen. Auf dem Rahmen 4 sind ein Verdichter 10 mit entsprechendem Lufteinlass 11 , eine Elektronikeinheit 12 und eine Kühlanlage 13 angeordnet. Die Elektronikeinheit 12 dient zum Steuern des Verdichters 10 bzw. des Elektromotors 14. Die Kühlanlage 13 dient zur Kühlung des Elektromotors 14 und der Elektronikeinheit 12.
Figur 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Verdichter 10 detailliert. So ist wieder der Lufteinlass 11 zu erkennen, über welchen Luft angesaugt und einer ersten Verdichterstufe 16 zugeführt werden kann. Die erste Verdichterstufe 16 verdichtet die zugeführte Luft und führt diese über eine Verbindung 17 zur zweiten Verdichterstufe 15. Diese komprimiert die Luft weiter und führt sie zum Luftauslass 18, an welchem die komprimierte Luft abgegriffen werden kann. Beide Verdichterstufen 15,16 können von einem Elektromotor 14 angetrieben werden.
Die Figur 6 zeigt ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdichter 10 und zeigt somit auch den Lufteinlass 11 und die darin befindliche Luftaufbereitung 30. Diese wird später noch detailliert gezeigt. Nachdem die Luft durch den Lufteinlass 11 und der Luftaufbereitung 30 eingezogen wurde, gelangt sie zur ersten Verdichterstufe 16. Diese wird angetrieben, genau wie die zweite Verdichterstufe 15, von dem Elektromotor 14
Der Elektromotor 14 beinhaltet eine Motorwelle 20, ein Stator 22 und ein Gehäuse 21. Das
Gehäuse 21 umgibt die vorgenannten Motorteile.
Damit die drehenden Teile des Elektromotors 14, also die Motorwelle 20, möglichst verlustfrei gelagert werden kann, wird eine aktive magnetische Lagerung 19 als Mittel zur verlustarmen Drehlagerung vorgeschlagen. Der Elektromotor 14 und die durch ihn angetriebenen Verdich - terstufen 15,16 verdichten die Luft nun zu der gewünschten Druckluft, welche durch den Luft- auslass 18 aus dem Verdichter 10 herausgeführt wird
Die vorgenannte Luftaufbereitung 30 ist detalliert in Figur 7 dargestellt. Darin zu sehen ist, dass die Luftaufbereitung 30 aus einem Laufrad besteht, welches Vordrallschaufeln 33 aufweist. Die Vordrallschaufeln 33 sind drehbar gelagert, sodass unterschiedliche Positionen drehbar eingestellt werden können. Dadurch wird ein Drall und/oder Wirbel in der eingesaugten Luft erzeugt, wodurch die zu erzeugende Druckluft entsprechend konditioniert werden
Zur Einstellung der drehgelagerten Vordrallschaufeln 33 wird ein Stellring 32 vorgeschlagen. Durch Drehen des Stellrings 32 kann eine Position der Vorderallschaufeln 33 insgesamt festgelegt werden. Zum Schutz der Luftaufbereitung 30 wird weiterhin vorgeschlagen, eine Abdeckung 31 vorzusehen.
Zuletzt zeigt Figur 8 einen Diffuser der Verdichterstufen 15, 16. Die Verdichterstufen 15, 16 sind als Radialverdichter ausgeführt und besitzen jeweils einen Diffuser. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, Diffuserschaufeln 34 verstellbar zu gestalten. Somit können die einzelnen Diffuserschaufeln 34 in ihrer Position geändert werden, beispielsweise auf die Position
Durch die Einstellung der Diffuserschaufeln kann die Drucklufterzeugung weiter hinsichtlich unterschiedlicher Betriebspunkte des Verdichterkennfeldes optimiert werden und auf den Bedarf eingestellt werden. Ebenso kann die Diffuserwirkung auf die Luftkonditionierung, welche durch die Luftaufbereitung erzeugt wird, angepasst werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Merkmale beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausgestaltungen denkbar. So wird vorgeschlagen, die Mittel zur verlustarmen Drehlagerung nicht nur in axialer Richtung, sondern auch in Radialrichtung zu realisieren, um beide Arten von Kräften aufnehmen zu können. Alternativ wird eine Luftlagerung vorgeschlagen, mit einem Luftstrom, der von der erzeugten Druckluft abgezweigt wird. Weiterhin ist es möglich, eine Drehzahlregelung über die Elektronikeinheit 14 und das zumindest eine Bedienelement 5 zu realisieren. Zum Kühlen der Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung könnte ein weiterer Luft- oder Wasserkreislauf vorgesehen sein, mit einem Kühler, welcher bedarfsabhängig von der Eigenerwärmung der einzelnen Komponenten und den Umgebungsbedin- gungen geregelt wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Vörrichtuhg
2 Verteilung
3 Anschluss
4 Rahmen
5 Bedienelement
6 Erste Wartungshaube
7 Zweite Wartungshaube
10 Verdichter
11 Lufteinlass
12 Elektronikeinheit
13 Kühlanlage
14 Elektromotor
15 Verdichterstufe 2
16 Verdichterstufe 1
17 Verbindung
18 Luftauslass
19 Drehlagerung
20 Motorwelle von 14
21 Gehäuse von 14
22 Stator von 14
30 Luftaufbereitung 31 Abdeckung
32 Stellring
33 Vordrallschaufel
34 Diffusorschaufel
40 Fluggastbrücke
41 Gestell
42 Fahrwerk
43 Dock

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Vorrichtung (1 ) zum Starten und / oder Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten und ggf. zum Klimatisieren der Flugzeuge und anderen Fluggeräten,
mit wenigstens einem Verdichter (10) zur Erzeugung von Druckluft
und wenigstens einem Elektromotor (14), weicherden wenigstens einen Verdichter (10) antreiben kann,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zumindest eine Elektromotor (14) und/oder der zumindest eine Verdichter (10) Mittel zur verlustarmen Drehlagerung (19) für drehende Teile des zumindest einen Elektromotors (14) und/oder des zumindest einen Verdichters (10) aufweist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (14) mit dem Verdichter (10) eine bauliche Einheit bildet.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (10) und der Elektromotor (14) in einem Gehäuse (21) angeordnet sind.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (10) mindestens zwei Verdichterstufen (15, 16) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (14) und der Verdichter (10) eine Verdichtungseinheit bilden, und dass mehrere Verdichtungseinheiten in der Vorrichtung (1) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor aktive und/oder passive magnetische Lager als Mittel zur verlustarmen Drehlagerung (19) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter aktive und/oder passive magnetische Lager als Mittel zur verlustarmen Drehlagerung (19) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lufteinlass (11 ) vorgesehen ist, über welchem Luft dem Verdichter (10) zugeführt werden kann und dass dem Lufteinlass (11) eine Luftaufbereitung (30) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaufbereitung (30) ein drehbar gelagertes Schaufelrad beinhaltet und dass das drehbar gelagerte Schaufelrad Vordrallschaufeln (33) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter (15, 16) als Radialverdichter ausgeführt ist, welcher ein Verdichterrad und einen Diffusor mit Diffusorschaufeln (34) aufweist.
11. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieeinspeisung vorgesehen ist, um den Elektromotor (14) mit elektrischer
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11. dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieversorgung vorgesehen ist, mittels welcher ein Flugzeug oder Fluggerät mit elektrischer Energie versorgt werden kann.
13. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Rahmen (4) zur Montage umfasst, welcher mittels mindestens einer Wartungshaube (6, 7) abgedeckt werden kann.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement vorgesehen ist, über welche die Vorrichtung (1) gesteuert werden kann,
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens eine Elektronikeinheit (12) und/oder mindestens eine Kühlanlage (13) beinhaltet.
16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (11 ) Luft zur ersteh Verdichterstufe (16)führt und mindestens eine Verbindung (17) vorgesehen ist, welche die Luft von einer Verdichterstufe (16) zu einer weiteren Verdichterstufe (15) führt.
17. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftauslass (18) vorgesehen ist, welcher die vom Verdichter (10) erzeugte Druckluft aus der Vorrichtung (1) herausführt.
18. Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilung (2) und/oder mindestens ein Anschluss (3) zur Ausbringung der Druckluft vorgesehen ist, welche mit dem Luftauslass (18) verbunden werden kann.
19. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (10) als Radialverdichter ausgeführt ist, welcher über den Elektromotor (14) angetrieben wird, wobei der Elektromotor (14) eine Motorwelle (20) und einen Stator (22) aufweist.
20. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaufbereitung (30) mindestens eine Abdeckung (31) beinhaltet.
21. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordrallschaufeln (33) und/oder die Diffusorschaufeln (34) drehbar gelagert sind und feststellbar gestaltet sind.
22. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stellelement, vorzugsweise mindestens ein Stellring (32) vorgesehen ist, mittels welchem die Vordrallschaufeln (33) gedreht werden können.
23. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Lärmschutzelemente verwendet werden.
24. Verwendung einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 als Stationary Air Power Unit (SAPU), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) alle Funktionen einer konventionellen, bordeigenen Air Power Unit (APU) umfasst.
25. Fluggastbrücke oder Flugzeugtreppe mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23. PAGE INTENTIONALLY LEFT BLANK
EP20723815.5A 2019-07-03 2020-04-29 Vorrichtung zum starten und / oder warten von strahltriebwerken von flugzeugen und anderen fluggeräten, stationary air power unit - sapu Pending EP3994062A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019117913.0A DE102019117913A1 (de) 2019-07-03 2019-07-03 Vorrichtung zum Starten und / oder Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten (Stationary Air Power Unit - SAPU)
PCT/EP2020/061817 WO2021001081A1 (de) 2019-07-03 2020-04-29 Vorrichtung zum starten und / oder warten von strahltriebwerken von flugzeugen und anderen fluggeräten, stationary air power unit - sapu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3994062A1 true EP3994062A1 (de) 2022-05-11

Family

ID=70483111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20723815.5A Pending EP3994062A1 (de) 2019-07-03 2020-04-29 Vorrichtung zum starten und / oder warten von strahltriebwerken von flugzeugen und anderen fluggeräten, stationary air power unit - sapu

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3994062A1 (de)
DE (1) DE102019117913A1 (de)
WO (1) WO2021001081A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108100286A (zh) * 2018-02-10 2018-06-01 白景魁 一种航母舰载机的高压气束接力助推滑跃式起降的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1054220A1 (de) * 1999-05-19 2000-11-22 IST-Edelstahl-Anlagenbau AG Schlauchhaspel für Fluggastbrücken
DE202009014270U1 (de) * 2009-10-21 2010-02-18 Kamag Transporttechnik Gmbh & Co. Kg Druckluftstartgerät für ein Luftfahrzeug
US20110050430A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-03 Twist, Inc. Preconditioned Air (PCA) Temperature Monitor
DE102010035725A1 (de) * 2010-08-28 2012-03-01 Daimler Ag Aufladeeinrichtung für eine Energieumwandlungseinrichtung
US8174396B1 (en) * 2009-04-01 2012-05-08 Twist, Inc. Communication system from airport gate to cockpit

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3409378A1 (de) * 1983-09-12 1985-03-28 Bernd 6352 Ober-Mörlen Jung Versorgungsanlage fuer die luft- und raumfahrt
DE4309119C2 (de) * 1993-03-23 1998-11-19 Jung Nadine Anordnung zur Erzeugung von Kühlluft
EP0975862B1 (de) * 1997-04-18 2003-01-08 Honeywell International Inc. Verbessertes integriertes klima- und hilfsantriebsaggregat
ITMI20042112A1 (it) * 2004-11-04 2005-02-04 Sergio Grassi Dispositivo combinato di avviamento e condizionamento di aeromobili a turbina
DE102006041323A1 (de) * 2006-09-01 2008-03-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Generator-Starter-Anordnung für ein Gasturbinentriebwerk
DE202008015623U1 (de) * 2008-11-25 2009-02-19 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Bodenstartgerät zum Starten von Turbinen von Flugzeugen
US10124911B2 (en) * 2016-03-18 2018-11-13 Hamilton Sundstrand Corporation Taxi tug with auxiliary power services
US20180002037A1 (en) * 2016-06-29 2018-01-04 John Bean Technologies Corporation Integrated mobile ground support system for servicing aircraft
DE102016118743B4 (de) * 2016-10-04 2020-01-02 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Bodenstartgerät zum Starten und Warten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1054220A1 (de) * 1999-05-19 2000-11-22 IST-Edelstahl-Anlagenbau AG Schlauchhaspel für Fluggastbrücken
US8174396B1 (en) * 2009-04-01 2012-05-08 Twist, Inc. Communication system from airport gate to cockpit
US20110050430A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-03 Twist, Inc. Preconditioned Air (PCA) Temperature Monitor
DE202009014270U1 (de) * 2009-10-21 2010-02-18 Kamag Transporttechnik Gmbh & Co. Kg Druckluftstartgerät für ein Luftfahrzeug
DE102010035725A1 (de) * 2010-08-28 2012-03-01 Daimler Ag Aufladeeinrichtung für eine Energieumwandlungseinrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2021001081A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019117913A1 (de) 2021-01-07
WO2021001081A1 (de) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2136052B1 (de) Turboproptriebwerk mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Kühlluftstroms
EP1711690B1 (de) Gasturbine, insbesondere flugtriebwerk
EP2141339A1 (de) Turbofantriebwerk mit mindestens einer Vorrichtung zum Antreiben mindestens eines Generators
EP1929127A1 (de) Strahltriebwerk mit einer integrierten elektrischen motor/generatoreinheit
DE102017220941A1 (de) Elektrische Maschine mit erhöhter Betriebssicherheit
DE102018124206B4 (de) Untersetzungsgetriebe
EP1895125A2 (de) Generator-Starter-Anordnung für ein Gasturbinentriebwerk
WO2017016710A1 (de) Triebwerk für ein luftfahrzeug sowie luftfahrzeug oder tragflächenflugzeug mit einem triebwerk
DE69318242T2 (de) Einlassregelanlage einer Turbomaschine
EP1654442A1 (de) Flugtriebwerk
CH715032B1 (de) Vorrichtung zur Luftversorgung einer Brennstoffzelle.
WO2005056984A1 (de) Verfahren zur lärmreduzierung von turbomaschinen mittels veränderung der oberflächenströmung eines stators
WO2011127901A1 (de) Mehrwelliges triebwerk mit tandem-generator
EP3994062A1 (de) Vorrichtung zum starten und / oder warten von strahltriebwerken von flugzeugen und anderen fluggeräten, stationary air power unit - sapu
EP3523199B2 (de) Bodenstartgerät zum starten und warten von strahltriebwerken von flugzeugen
DE102014226861A1 (de) Elektrischer Verdichter
EP4423374A1 (de) Flugzeugtriebwerk
AT528497B1 (de) Flugzeugtriebwerk und Verfahren zum Betreiben des Flugzeugtriebwerks
EP3807517B1 (de) Turbine
EP1651842A1 (de) Abströmleiteinrichtung im diffusor einer strömungsmaschine und verfahren zur strömungsablenkung
WO2019201739A1 (de) Mehrstufige turboladervorrichtung
DE112020003367B4 (de) Gasturbinensystem und Bewegungskörper, die selbige beinhaltet
DE806403C (de) Elektrischer Generator im Flugzeug mit Brennkraftturbinenantrieb
DE102024204342A1 (de) Flugzeugtriebwerk und Verfahren zum Betreiben eines Flugzeugtriebwerks
EP4686810A1 (de) Gasturbinenbaugruppe, flugtriebwerk und verfahren zum herstellen, warten und betreiben einer gasturbinenbaugruppe

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220124

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: ECKHOFF, DETLEV

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20230717

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R079

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B64F0001340000

Ipc: B64F0001300000

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B64F 1/30 20060101AFI20250731BHEP

Ipc: B64F 1/35 20240101ALI20250731BHEP