DE3315300A1 - Lufttrennvorrichtung - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG: - 2> "

Bestimmte Strahltriebwerke reagieren sehr empfindlich auf eine kurzzeitige Unterbrechung ihrer Brennstoffversorgung, bedingt durch eine Luftzufuhr zu den Brennern, bei Flugzuständen mit negativem g, die zur Folge haben, daß die Flüssigkeitsmasse im Reservoir nach oben schwappt und somit die Auslaßöffnung freisetzt, die, da sie sich am Boden des Reservoirs befindet, nicht mehr von Flüssigkeit ■j_0 bedeckt ist; die Folge ist, daß Luft angesaugt wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll diesbezüglich Abhilfe geschaffen werden. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in die Brennstoffzuführleitung des Motors ein ballonartiger Behälter in Form einer Hülle eingesetzt, die eine kleine Brennstoffreserve enthält und so ausgebildet ist, daß sie erforderlichen-

2Ό falls die von der Saugseite kommende Luft zurückhält und sie von der Brennstoffreserve trennt, wobei der Kraftstoff weiterhin zum Motor fließt. Bei Rückkehr zum Normalbetrieb, d.h. wenn wieder Brennstoff gepumpt wird, wird die Luft, die in der Hülle zurückgehalten wurde und sich dort angesammelt hat, allmählich unter einer Injektorwirkung durch Induktion in den Brennstoffstrom abgesaugt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der ballonartige Behälter, der an der Brennstoffleitung angeschlossen ist und ein Stück derselben ersetzt, nach außen vollständig abgedichtet, um sich so zu verhalten wie das Leitungsstück, das er ersetzt.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert- Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung des Anschlusses einer erfindungsgemäß ausge

bildeten Trennvorrichtung;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt in größerem Maßstab

durch ein Ausführungsbeispiel einer Trennvor- IQ richtung;

Fign. 3A - 3D vier aufeinanderfolgende Betriebsphasen der Trennvorrichtung.

In Fig. 1 sind sehr schematisch zwei getrennte Brennstoffreservoirs R dargestellt, die jeweils an ihrer Unterseite, wie üblich, mit einer sogenannten "Booster"-Pumpe P ausgerüstet sind. Die Pumpe P fördert über ein Einwegventil C in eine Zufuhrleitung T, die in einer Brennstoffeinspritzanlage eines Motors M mündet. Um einen Ausfall zu verhindern, sind die beiden Kreise über eine Verbindungsleitung I miteinander verbunden. Die Verbindungsleitung I ist mit Ventilen V versehen, die bei Versagen einer der Pumpen P geöffnet wird; die Brennstoffversorgung wird dann durch die andere Pumpe sichergestellt, die aus ihrem Reservoir R ansaugt, ohne daß es deswegen dank des Einwegventiles C zu einer Förderung von dem einen Reservoir zum anderen kommt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in jeder Zufuhrleitung T ein ballonartiger Behälter 1 eingesetzt, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren des Reservoirs R angeordnet ist, während er gegenüber dessen Inhalt isoliert bleibt.

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Ein solcher Behälter ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Er wird im wesentlichen von einer länglichen, dichten Hülle 2 gebildet, die eine mehr oder weniger vertikale Achse besitzt und deren Fassungsvermögen im Vergleich zu dem entsprechenden Reservoirs R geringer ist. Sie ist mit der Zufuhrleitung T an der Unterseite durch einen rohrförmigen Einlaßanschluß 3 verbunden, der den Boden der Hülle 2 durchquert und in deren Inneren mittels eines offenen Endes 4 mündet, und sie ist mit der Zu-

-^q fuhrleitung T an der Oberseite durch einen rohrförmigen Auslaßanschluß 5 verbunden, der die Oberseite der Hülle 2 durchquert und sich bis ungefähr auf halbe Höhe der Hülle erstreckt, um dort mittels großer Fangöffnungen 6 zu münden, die hinter einer großen, horizontalen, überstehenden

I^ Ablenkplatte 7 geschützt sind. Der Einlaßanschluß 3 ist mit dem untersten Abschnitt der Hülle 2 durch große Öffnungen 8 verbunden, während der Auslaßanschluß 5 seinerseits mit dem obersten Teil der Hülle 2 durch kleine Öffnungen 9 verbunden ist.

Um mechanische Beanspruchungen aufnehmen zu können, die durch die Bewegung der in der Hülle 2 enthaltenen Flüssigkeit auf die freien Abschnitt» der rohrförmigen Anschlüsse 3 und 5 ausgeübt werden können, sind diese durch Arme bzw. durchbrochene Bleche 10 und 11 abgestützt.

Jeder Behälter 1, der auf diese Weise ausgebildet und angeschlossen ist, arbeitet wie folgt:

1· Bei normalem Betrieb mit positivem g ist der Behälter mit Brennstoff gefüllt (vgl. Fig. 3A), und dies gilt auch noch für den Augenblick, wenn plötzlich g negativ wird, d.h. im Zeitpunkt t = 0 bei einem Flugzustand mit negativem Belastungsfaktor, wenn der flüssige Brennstoff des Reservoirs R sich zur Oberseite des Reservoirs be-

wegt und die Pumpe B Luft anzusaugen und somit abzugeben beginnt.

2. Es bildet sich somit eine Luftblase, die durch die Zufuhrleitung T wandert und in den Einlaßanschluß 3 an der Unterseite der Hülle 2 eindringt (vgl. Pig. 3B). Die Abmessungen derselben wie auch die Höhe, auf der sich die Fangöffnungen 6 des Auslaßanschlusses 5 befinden, sind so ausgelegt, daß bei Berücksichtigung des Durchsatzes und der voraussichtlichen Dauer des Flugzustandes mit negativer Belastung (beispielsweise t = 5 Sekunden) die Trennfläche S der Luft und des Brennstoffes nicht die Fangöffnungen 6 erreicht, die immer unter Brennstoff stehen und dank der Ablenkplatte 7 gegen die Luft geschützt sind.

Anders ausgedrückt: Wenn, wie bereits gesagt, die Fangöffnungen 6 sich auf halber Höhe der Hülle 2 befinden, ist das Volumen, das von der Luft im unteren Teil der Hülle eingenommen wird, kleiner als die Hälfte ihres Fassungsvermögens. Während der gesamten Flugphase mit negativem g wird daher der Motor weiterhin mit Brennstoff versorgt, während die Luftblase im unteren Teil der Hülle 2 festgehalten wird.

3. Sobald wieder der normale Flugzustand mit positivem g erreicht ist, wandert die Luft von der Unterseite zur Oberseite der Hülle 2 (vgl. Fig. 3C); da aber dieses Volumen kleiner als die Hälfte des Fassungsvermögens der Hülle ist und die Fangöffnungen 6 sich auf halber Höhe befinden, bleiben sie immer in dem Brennstoff eingetaucht, den nun die Pumpe P zu fördern beginnt.

4. Die im oberen Teil der Hülle 2 eingeschlossene Luftmasse wird nun bei dieser Rückkehr zum Normalbetrieb wieder allmählich absorbiert, indem sie langsam durch die kleinen Öffnungen 9 entweicht, und zwar durch Induktion

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bzw. durch einen Injektoreffekt, dor von dem Kraftstoffstrom in dem Auslaßanschluß 5 ausgeübt wird (vgl. Fig.D).

Der Behälter 1 kehrt - beispielsweise in T = 30 Sekunden in seinen Ausgangszustand wieder zurück,in dem er mit Kraftstoff (vgl. Fig. 3A) gefüllt ist und somit für eine neue Phase eines Flugzustandes mit negativem g bereit ist.

Es versteht sich, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel in mannigfacher Weise abgewandelt werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann insbesondere die horizontale ebene Ablenkplatte 7 durch eine nach oben konkave Platte ersetzt werden, was zur Folge hätte, daß ein Aufsteigen der Trennfläche S (Fig.3B) über das Niveau der Fangöffnungen 6 möglich wäre, ohne daß deswegen dort Luft eindringt (hierzu wäre erforderlich, daß die Trennfläche S das Niveau des oberen Randes der Ablenkplatte erreicht).

Ferner könnte man die beschriebene Trennvorrichtung in anderen Bereichen einsetzen, überall dort, wo zwei Strömungsmittel unterschiedlicher Dichte getrennt werden sollen, während gleichzeitig ihre proportionale Wiedervereinigung sichergestellt sein soll.

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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Lufttrennvorrichtung, die in eine Flüssigkeitszufuhrleitung (T) mittels eines Einlaßanschlusses (3) und eines Auslaßanschlusses (5) einsetzbar ist, wobei der Einlaßanschluß normalerweise mit einem Strömungsmittel in flüssigen Zustand beschickt wird, gelegentlich jedoch eine Blase oder kohärente Masse aus Luft empfangen kann, die unerwartet die normale Flüssigkeitszufuhr kurzzeitig ersetzt, ehe die Flüssigkeitszufuhr wieder aufgenommen wird, gekennzeichnet durch eine Hülle (2), die bei normalem Betrieb mit der die Leitung (T) durchlaufenden Flüssigkeit gefüllt ist, die jedoch so ausgebildet ist, daß sie ggfs. die in einem bestimmten Augenblick in dem Einlaßanschluß (3) auftretende Luftblase aufnehmen und im Inneren der Hülle (2) fern von dem Auslaßanschluß (5) festhalten kann, der somit beständig mit Reserveflüssigkeit versorgt bleibt, die in der Hülle (2) angrenzend an der Luftblase enthalten ist.

2. Lufttrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) so montierbar ist, daß der Einlaßanschluß (3) unten und der Auslaßanschluß (5) oben liegt.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) eine längliche Form hat und ihre Achse mehr oder weniger vertikal verläuft.

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4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßanschluß (5) ein Tauchrohr aufweist, das in die Hülle (2) vorsteht und dort ungefähr auf deren halber Länge mittels einer oder mehrerer Fangöffnungen (6) zur Aufnahme von Flüssigkeit mündet.

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5. Trennvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangöffnung bzw. Fangöffnungen (6) unter dem Schutz einer Ablenkplatte (7) angeordnet sind.

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßanschluß (5) mit dem Tauchrohr ein oder mehrere kleine Löcher (9) aufweist, die benachbart zum Auslaßende der Hülle (2) angeordnet sind und ein Ansaugen der in dem Tauchrohr fließenden Flüssigkeit unter Ausnutzung einer Injektorwirkung ermöglichen.

7. Trennvorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr des Auslaßanschlusses (5) durch ein entsprechendes Bauteil (11) abgestützt ist, das an der Wand der Hülle (2) befestigt ist.

8. Anwendung der Trennvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei der Brennstoffversorgung von Flugzeugmotoren und insbesondere Flug-Strahltriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennstoffzuführleitung (T) des Motors (M) bzw. jeder Brennstoffzufuhr leitung im Falle mehrerer Motoren eine Hülle (2) eingesetzt ist, die vorzugsweise in einem Brennstoffreservoir (R) in Reihe mit einer Brennstoffpumpe (P) angeordnet ist.

9. Anwendung nach Anspruch 8 im Fall mehrerer Motoren und mehrerer Brennstoffzufuhrleitungen, die jeweils mit einer mit einer Brennstoffpumpe (P) in Reihe angeordneten Trennvorrichtung (1) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (C) in der Rückführleitung jeder Brennstoffpumpe (P) angeordnet ist und die Zufuhrleitungen (T) durch eine Verbindungsleitung (I), die mit einem oder mehreren Ventilen (V) versehen ist, verbunden sind.