WO2012101313A2 - Dispositivo de drenaje de apu flexible y resistente al fuego - Google Patents

Dispositivo de drenaje de apu flexible y resistente al fuego Download PDF

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Maria Aránzazu GARCÍA PATINO
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C1/14—Windows; Doors; Hatch covers or access panels; Surrounding frame structures; Canopies; Windscreens accessories therefor, e.g. pressure sensors, water deflectors, hinges, seals, handles, latches, windscreen wipers
    • B64C1/1407—Doors; surrounding frames
    • B64C1/1453—Drain masts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M11/0408—Sump drainage devices, e.g. valves, plugs
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    • B64D41/00—Power installations for auxiliary purposes
    • B64D2041/002—Mounting arrangements for auxiliary power units (APU's)

Definitions

  • This invention discloses a drain device for fluid losses in an auxiliary power unit ("APU") of an aircraft, maintaining fire resistance conditions in the APU compartment. It is included in the technical field of auxiliary power units for the aerospace industry.
  • APU auxiliary power unit
  • APU PROBLEM TO BE RESOLVED AND BACKGROUND OF THE INVENTION
  • Most aircraft include APUs as part of the standard operational equipment.
  • the APU is located in a compartment located in the tail cone of the aircraft.
  • the APU compartments must meet fire requirements. In the event of a fire in the APU compartment, its structure must be able to withstand damage caused by the flames. In addition, no flame can enter any part of the APU due to the risk of explosion.
  • Access to the APU compartment is provided through maintenance doors. These doors must meet the fireproof requirements demanded of the APU compartment but, in addition, they must be able to provide drainage needs. Therefore, the problem to be solved by this invention is how to guarantee flame retardant conditions in the APU compartment, while maintaining the ability to drain fluid losses.
  • US 3 556 444 A discloses an apparatus for controlling the discharge of fluid losses from the turbines of an aircraft, in which drained fluids are injected directly into the exhaust nozzle of the turbine for combustion.
  • EP 1 062 155 B1 shows a device for fluid drainage of the auxiliary power unit of an aircraft, in which the fluids are drained by gravity by means of a control valve.
  • EP 2 147 862 A2 presents a mechanism for actuating the access door to an auxiliary power unit, for use in fireproof enclosures.
  • the invention develops a flexible and fire-resistant drainage device of the APU of an aircraft, comprising at least one bellows that receives fluid losses from the APU engine, a drain conduit that transfers fluid losses from the bellows to the outside of the aircraft, and a support piece that surrounds the drain conduit.
  • the bellows, the drain pipe and the support piece are assembled together; the bellows connects the APU motor with the drain line; the drain line and the support piece connect the bellows with the maintenance door of the APU; and, the support piece is located on the inner face of the APU maintenance door, providing sustainability to the bellows and the drain pipe.
  • the bellows comprises a top of the bellows, a base of the bellows and at least one group of protrusions and grooves of the bellows, so that the bellows is a single piece, constructed as a single indivisible set.
  • the drain conduit comprises a stop of the drain conduit, a foot of the drain conduit, a tube of the drain conduit, a funnel of the drain conduit that connects the stop of the drain conduit with the tube of the drain conduit, and a drain tube holder that has threads.
  • the drain pipe is a single piece, built as a single indivisible assembly.
  • the support piece comprises at least three support legs, and a support plate having threads.
  • the drain conduit is positioned on the support piece, so that the support of the drain conduit is located on the support plate, and screws connect the support of the drain conduit with the support plate using its threads.
  • Figure 1 is an overview of the compartment of an APU.
  • Figure 2 is a detail of Figure 1, showing the drainage device located in the APU compartment.
  • FIG. 3 shows an overview of the flexible and fire-resistant drainage device.
  • Figure 4 is a plan view of the drainage device.
  • Figure 5 is a side view of the drainage device.
  • Figure 6 is an exploded view of the drainage device.
  • Figure 7 is a sectional view of the bellows.
  • An APU has two drainage devices (1), one for water drainage and one for oil drainage (figures 1, 2).
  • the devices (1) are used to remove said liquids from the aircraft.
  • Each drain device (1) is mounted on the maintenance door (5) of the APU. When the APU begins to function, the drainage devices (1) must remove said liquids from the aircraft, while the duct assembly must be sealed to ensure fire retardant requirements.
  • the object of the invention is to provide a drainage device that can meet the fire retardant requirements and correct incorrect alignment of assemblies due to the displacement of the drainage system when the maintenance doors (5) of the APU are opened.
  • the design of this device (1) is feasible thanks to an intermediate elastic piece, a bellows (2), which connects the drain tube to the outside, together with a support, with the contact area of the APU conditioned for drainage.
  • the design allows the drainage device (1) to absorb all possible displacements due to incorrect assembly alignments, vibrations, or any other undesirable effects while the APU is in operation, without losing any of the fireproof sealing requirements in the compartment of the APU.
  • the flexible and fire-resistant drainage device (1) has a bellows (2) that receives, through its interior, the losses of fluids from the motor (6) of the APU.
  • the drainage device (1) also has a drainage duct (3) that transfers fluid losses from the bellows (2) to the outside of the aircraft, and a support piece (4) surrounding the drainage duct (3) .
  • the bellows (2), the drain pipe (3) and the support piece (4) are assembled together.
  • the bellows (2) connects the motor (6) of the APU with the drain conduit (3), and the support piece (4) provides stability to the bellows (2) and the drain conduit (3).
  • the drain pipe (3) and the support piece (4) connect the bellows (2) with the maintenance doors (5) of the APU.
  • Figure 4 illustrates a view in plan of figure 3 and figure 5 is a side view of the drainage device (1).
  • Figure 6 shows an exploded view of the drainage device (1) with its most relevant elements.
  • each bellows (2) is a single piece, built as a single indivisible set, different parts can be distinguished.
  • the bellows (2) has a stop (20) of the bellows and a base (23) of the bellows.
  • the number of protrusions (21) and grooves (22) is variable depending on the length of bellows (2) that is needed to achieve drainage requirements.
  • the stop (20) of the bellows is held by the loss tray (7), which allows the correct positioning of the bellows (2).
  • the bellows (2) is connected to the drain conduit (3) by welding.
  • Figure 7 which is a sectioned view of the bellows, the ring that composes the bellows has a solid inner section.
  • the drain pipe (3) is a single piece, constructed as a single indivisible assembly.
  • the drain conduit (3) comprises a stop (30) and a drain pipe (32), with a funnel (31) that connects the stop (30) of the drain pipe with the drain pipe (32).
  • the support of the drainage duct (33) provides stability to the drainage duct (3) as it collaborates in the support of the support piece (4) as explained below.
  • the support piece (4) comprises at least three support legs (41) and a support plate (42) having threads (44).
  • the support legs (41) are located on the inner faces of the maintenance doors (5) of the APU.
  • the support legs (41) are attached to the maintenance doors (5) of the APU by means of rivets.
  • the support plate (42) is used to position the support (33) of the drain conduit on it, with screws (43) joining the support (33) of the drain conduit with the support plate (42) using its threads (34, 44).
  • each drainage device (1) is mounted on the maintenance door (5) of the APU, with the foot (35) of the drainage channel embedded in the door (5).
  • a flame retardant seal (not shown) around the foot (35) of the drain pipe guarantees the fire conditions in the APU compartment.
  • the drainage device (1) will remain an operating mechanism as long as the maintenance doors (5) of the APU are closed. When the maintenance doors (5) of the APU are open, while the aircraft is operating on the ground, the drain is poured directly onto the ground.

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Abstract

Se describe un dispositivo de drenaje (1 ) de la APU de una aeronave, que es flexible y resistente al fuego, y que comprende un fuelle (2) que recibe pérdidas de fluidos de la APU, un conducto de drenaje (3) que transfiere las pérdidas de fluidos del fuelle (2) al exterior de la aeronave, y una pieza de soporte (4) que rodea el conducto de drenaje (3). El fuelle (2) conecta el motor de la APU con el conducto de drenaje (3). La pieza de soporte (4) proporciona estabilidad al fuelle (2) y al conducto de drenaje (3).

Description

DISPOSITIVO DE DRENAJE DE APU FLEXIBLE Y RESISTENTE AL FUEGO
DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN
Esta invención revela un dispositivo de drenaje de las pérdidas de fluidos en una unidad auxiliar de potencia ("APU", auxiliary power unit) de una aeronave, manteniendo las condiciones de resistencia al fuego en el compartimento de la APU. Está incluida en el campo técnico de las unidades auxiliares de potencia para la industria aeroespacial.
PROBLEMA A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La mayoría de las aeronaves incluyen las APU como parte del equipamiento operacional de serie. Habitualmente, la APU se ubica en un compartimento situado en el cono de cola de la aeronave.
Los compartimentos de la APU deben satisfacer unos requisitos anti-incendios. Ante una situación de incendio en el compartimento de la APU, su estructura debe ser capaz de soportar daños producidos por las llamas. Además, ninguna llama puede entrar en parte alguna de la APU debido al riesgo de explosión.
El acceso al compartimento de la APU se proporciona a través de unas puertas de mantenimiento. Estas puertas deben satisfacer los requerimientos ignífugos exigidos al compartimento de la APU pero, además, deben ser capaces de proporcionar las necesidades de drenaje. Por tanto, el problema a resolver por parte de esta invención es cómo garantizar condiciones ignífugas en el compartimento de la APU, manteniendo la capacidad para drenar las pérdidas de fluidos.
El estado de la técnica presenta varias referencias sobre cómo afrontar la pérdida de fluidos, y también sobre cómo mantener las condiciones ignífugas en los compartimentos de la APU. Sin embargo, no se han encontrado evidencias sobre cómo resolver estos dos problemas de forma conjunta.
El documento US 3 556 444 A revela un aparato para controlar la descarga de pérdidas de fluido de las turbinas de una aeronave, en el que los fluidos drenados se inyectan directamente en la tobera de escape de la turbina para su combustión. El documento EP 1 062 155 B1 muestra un dispositivo para drenaje de fluidos de la unidad auxiliar de potencia de una aeronave, en el que los fluidos se drenan por gravedad mediante una válvula de control.
El documento EP 2 147 862 A2 presenta un mecanismo de actuación de la puerta de acceso a una unidad auxiliar de potencia, para su uso en recintos ignífugos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Con objeto de alcanzar los objetivos mencionados y solventar las anteriores dificultades, la invención desarrolla un dispositivo de drenaje, flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, que comprende al menos un fuelle que recibe pérdidas de fluido del motor de la APU, un conducto de drenaje que transfiere las pérdidas de fluido desde el fuelle al exterior de la aeronave, y una pieza de apoyo que rodea el conducto de drenaje. Otras características son: el fuelle, el conducto de drenaje y la pieza de apoyo se ensamblan conjuntamente; el fuelle conecta el motor de la APU con el conducto de drenaje; el conducto de drenaje y la pieza de apoyo conectan el fuelle con la puerta de mantenimiento de la APU; y, la pieza de apoyo se ubica sobre la cara interna de la puerta de mantenimiento de la APU, proporcionando sostenibilidad al fuelle y al conducto de drenaje.
El fuelle comprende un tope del fuelle, una base del fuelle y al menos un grupo de protuberancias y hendiduras del fuelle, de modo que el fuelle es una única pieza, construida como un único conjunto indivisible.
El conducto de drenaje comprende un tope del conducto de drenaje, un pie del conducto de drenaje, un tubo del conducto de drenaje, un embudo del conducto de drenaje que conecta el tope del conducto de drenaje con el tubo del conducto de drenaje, y un soporte del tubo de drenaje que tiene unas roscas. El conducto de drenaje es una única pieza, construida como un único conjunto indivisible. La pieza de apoyo comprende al menos tres patas de apoyo, y una placa de soporte que tiene roscas. El conducto de drenaje se posiciona sobre la pieza de apoyo, de manera que el soporte del conducto de drenaje se ubica sobre la placa de soporte, y unos tornillos unen el soporte del conducto de drenaje con la placa de soporte empleando sus roscas.
Para facilitar una mejor comprensión de esta memoria, y formando parte integral de la misma, se acompañan unas figuras en las que se representa el objeto de la invención de forma ilustrativa y no limitativa.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La invención será fácilmente comprensible a la vista de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con las figuras, en las que se emplean referencias numéricas para designar elementos similares y en las que:
La figura 1 es una vista general del compartimento de una APU.
La figura 2 es un detalle de la figura 1 , que muestra el dispositivo de drenaje ubicado en el compartimento de la APU.
· La figura 3 muestra una vista general del dispositivo de drenaje flexible y resistente al fuego.
La figura 4 es una vista en planta del dispositivo de drenaje.
La figura 5 es una vista lateral del dispositivo de drenaje.
La figura 6 es una vista explosionada del dispositivo de drenaje.
· La figura 7 es una vista seccionada del fuelle.
A continuación se da una lista de referencias numéricas empleadas en las figuras: 1 = dispositivo de drenaje flexible y resistente al fuego; 2 = fuelle; 3 = conducto de drenaje; 4 = pieza de apoyo; 5 = puertas de mantenimiento de la APU; 6 = motor de la APU; 7 = bandeja de pérdidas; 20 = tope del fuelle; 21 = protuberancias del fuelle; 22 = hendiduras del fuelle; 23 = base del fuelle; 30 = tope del conducto de drenaje; 31 = embudo del conducto de drenaje; 32 = tubo del conducto de drenaje; 33 = soporte del conducto de drenaje; 34 = roscas del conducto de drenaje; 35 = pie del conducto de drenaje; 41 = pata de apoyo; 42 = placa de soporte; 43 = tornillos; 44 = rosca del soporte. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras mencionadas. Una APU presenta dos dispositivos de drenaje (1 ), uno para el drenaje de agua y otro para el drenaje de aceite (figuras 1 , 2). Los dispositivos (1 ) se emplean para eliminar dichos líquidos de la aeronave. Cada dispositivo de drenaje (1 ) se monta sobre la puerta de mantenimiento (5) de la APU. Cuando la APU comienza a funcionar, los dispositivos de drenaje (1 ) deben extraer dichos líquidos de la aeronave, a la vez que el ensamblaje de los conductos debe estar sellado para garantizar los requerimientos ignífugos.
El objeto de la invención es suministrar un dispositivo de drenaje que pueda satisfacer los requisitos ignífugos y corregir alineaciones incorrectas de ensamblajes debido al desplazamiento del sistema de drenaje cuando se abren las puertas de mantenimiento (5) de la APU. El diseño de este dispositivo (1 ) es factible gracias a una pieza elástica intermedia, un fuelle (2), que conecta el tubo de drenaje al exterior, junto con un soporte, con el área de contacto de la APU acondicionada para el drenaje. El diseño permite al dispositivo de drenaje (1 ) absorber todos los desplazamientos posibles debidos a alineaciones incorrectas de ensamblaje, vibraciones, o cualquier otro efecto indeseable mientras la APU está en funcionamiento, sin perder ninguno de los requisitos de estanqueidad ignífuga en el compartimento de la APU.
La figura 3 permite una mayor comprensión del objeto de la invención. El dispositivo de drenaje (1 ) flexible y resistente al fuego tiene un fuelle (2) que recibe, a través de su interior, las pérdidas de fluidos procedentes del motor (6) de la APU. El dispositivo de drenaje (1 ) también posee un conducto de drenaje (3) que transfiere las pérdidas de fluido desde el fuelle (2) al exterior de la aeronave, y una pieza de apoyo (4) rodeando el conducto de drenaje (3). El fuelle (2), el conducto de drenaje (3) y la pieza de apoyo (4) se ensamblan conjuntamente. El fuelle (2) conecta el motor (6) de la APU con el conducto de drenaje (3), y la pieza de apoyo (4) proporciona estabilidad al fuelle (2) y al conducto de drenaje (3). El conducto de drenaje (3) y la pieza de apoyo (4) conectan el fuelle (2) con las puertas (5) de mantenimiento de la APU. También pueden apreciarse otros detalles del ensamblaje: la figura 4 ilustra una vista en planta de la figura 3 y la figura 5 es una vista lateral del dispositivo de drenaje (1 ). La figura 6 muestra una vista explosionada del dispositivo de drenaje (1 ) con sus elementos más relevantes. Aunque cada fuelle (2) es una única pieza, construida como un único conjunto indivisible, se pueden distinguir distintas partes. Tal y como puede observarse en la figura 6, el fuelle (2) tiene un tope (20) del fuelle y una base (23) del fuelle. Hay al menos un conjunto de protuberancias (21 ) y de hendiduras (22) del fuelle; el número de protuberancias (21 ) y de hendiduras (22) es variable dependiendo de la longitud de fuelle (2) que se necesite para alcanzar los requerimientos de drenaje. El tope (20) del fuelle queda sujeto por la bandeja (7) de pérdidas, lo que permite el correcto posicionamiento del fuelle (2). El fuelle (2) queda unido al conducto de drenaje (3) mediante soldadura. Tal y como puede apreciarse en la figura 7, que es una vista seccionada del fuelle, el anillo que compone el fuelle tiene una sección interior maciza.
Igualmente, el conducto de drenaje (3) es una única pieza, construida como un único conjunto indivisible. El conducto de drenaje (3) comprende un tope (30) y un tubo de drenaje (32), con un embudo (31 ) que conecta el tope (30) del conducto de drenaje con el tubo de drenaje (32). También hay un soporte del conducto de drenaje (33), que dispone de unas roscas (34), y un pie (35) del conducto de drenaje. El soporte del conducto de drenaje (33) proporciona estabilidad al conducto de drenaje (3) ya que colabora en la sujeción de la pieza de apoyo (4) como se explica seguidamente.
La pieza de apoyo (4) comprende al menos tres patas de apoyo (41 ) y una placa de soporte (42) que tiene unas roscas (44). Las patas de apoyo (41 ) se ubican sobre las caras internas de las puertas de mantenimiento (5) de la APU. Las patas de apoyo (41 ) se unen a las puertas de mantenimiento (5) de la APU mediante remaches. La placa de soporte (42) se emplea para posicionar el soporte (33) del conducto de drenaje sobre ella, contando con tornillos (43) que unen el soporte (33) del conducto de drenaje con la placa de soporte (42) usando sus roscas (34, 44). Como ya ha sido mencionado, cada dispositivo de drenaje (1 ) se monta sobre la puerta de mantenimiento (5) de la APU, teniendo el pie (35) del conducto de drenaje embutido en la puerta (5). Un sellado ignífugo (no representado) alrededor el pie (35) del conducto de drenaje garantiza las condiciones antifuego en el compartimento de la APU. El dispositivo de drenaje (1 ) permanecerá como un mecanismo operativo siempre que las puertas de mantenimiento (5) de la APU estén cerradas. Cuando las puertas de mantenimiento (5) de la APU están abiertas, mientras la aeronave está operando en tierra, el drenaje se vierte directamente sobre el suelo.

Claims

REIVINDICACIONES
1 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, que comprende al menos:
· un fuelle (2) que recibe pérdidas de fluido del motor (6) de la APU;
un conducto de drenaje (3) que transfiere las pérdidas de fluido desde el fuelle (2) al exterior de la aeronave; y
una pieza de apoyo (4) que rodea el conducto de drenaje (3). 2 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según la reivindicación 1 , caracterizado porque:
el fuelle (2), el conducto de drenaje (3) y la pieza de apoyo (4) se ensamblan conjuntamente;
el fuelle (2) conecta el motor (6) de la APU con el conducto de drenaje (3); - el conducto de drenaje (3) y la pieza de apoyo (4) conectan el fuelle (2) con una puerta de mantenimiento (5) de la APU de una aeronave; y, la pieza de apoyo (4) se ubica sobre la cara interna de la puerta de mantenimiento (5) de la APU, proporcionando sostenibilidad al fuelle (2) y al conducto de drenaje (3).
3 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el fuelle (2) comprende:
un tope (20) del fuelle;
· una base (23) del fuelle; y
al menos un grupo de protuberancias (21 ) y hendiduras (22) del fuelle.
4 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según la reivindicación 3, caracterizado por que el fuelle (2) es una única pieza, construida como un único conjunto indivisible.
5 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conducto de drenaje (3) comprende:
· un tope (30) del conducto de drenaje;
un pie (35) del conducto de drenaje;
un tubo (32) del conducto de drenaje; un embudo (31 ) del conducto de drenaje, que conecta el tope (30) del conducto de drenaje con el tubo (32) del conducto de drenaje; y
un soporte (33) del tubo de drenaje que tiene unas roscas (34). 6 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según la reivindicación 5, caracterizado por que el conducto de drenaje (3) es una única pieza, construida como un único conjunto indivisible.
7 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza de apoyo (4) comprende al menos tres patas de apoyo (41 ), y una placa de soporte (42) que tiene roscas (44).
8 - Un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego, de la APU de una aeronave, según la reivindicación 7, caracterizado por que el conducto de drenaje (3) se posiciona sobre la pieza de apoyo (4), de manera que el soporte (33) del conducto de drenaje se ubica sobre la placa de soporte (42), y unos tornillos (43) unen el soporte (33) del conducto de drenaje con la placa de soporte (42) empleando sus roscas (34, 44).
9 - Una aeronave que comprende un dispositivo de drenaje (1 ), flexible y resistente al fuego de la APU, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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