BESCHREIBUNG

Bodenstartgerät zum Starten von Turbinen von Flugzeugen

Die Neuerung betrifft ein Bodenstartgerät zum Starten von Strahltriebwerken von Flugzeugen und anderen Fluggeräten mit einem Kompressor zur Erzeugung von Druckluft und einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung zum Betrieb des Kompressors.

Zum Starten (Anfahren) von Strahltriebwerken müssen die Turbinen bereits auf eine Drehzahl von etwa 15 bis 20 % der maximalen Drehzahl beschleunigt werden, bevor der Treibstoff dem Strahltriebwerk zugeschaltet werden darf. Dieses geschieht normalerweise mit Hilfe einer bordeigenen Anfahreinrichtung (engl.: Auxiliary Power Unit; APU). Falls jedoch diese Anfahreinrichtung ausfällt, stellt entweder der Flughafenbetreiber oder die entsprechende Fluggesellschaft ein sogenanntes Bodenstartgerät (engl.: Air start unit; ASU) bereit (siehe auch: http://www.rheinmetall-detec.de/index.php?lang=2&fid=330 2).

Eine andere ASU beschreibt die US 2,185,964 A.

Bei bekannten Bodenstartgeräten erfolgt die Energieversorgung des jeweiligen die Druckluft erzeugenden Kompressors mit Hilfe eines Dieselantriebes oder mittels einer Gasturbine. Derartige mit Diesel oder Kerosin betriebene Antriebe führen aber bei dem Verbrennungsvorgang zu einer hohen Umweltbelastung im Bereich des entsprechenden Flughafens.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bodenstartgerät zu offenbaren, welches gegenüber bekannten Geräten zu wesentlich geringeren Umweltbelastungen des entsprechenden Flughafens führt.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung offenbaren die Unteransprüche.

BESTATIGUNGSKOPIE Die Neuerung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, als elektrische Energieversorgungseinrichtung statt eines Dieselantriebes oder einer Gasturbine eine Brennstoffzelle zu verwenden.

Da die chemische Reaktion des kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxida- tionsmittels innerhalb der Brennstoffzelle lautlos ist, weist das neuerungsgemäße Bodenstartgerät überdies den großen Vorteil auf, dass ein wesentlich leiserer Betrieb möglich ist als bei Bodenstartgeräten, die einen Dieselantrieb oder eine Gasturbine als Stromgenerator benötigen.

Als Brennstoff kann der Brennstoffzelle sowohl Wasserstoff als auch reformierte Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin, Diesel oder Methanol zugeführt werden. Bei dem Oxidations- mittel handelt es sich üblicherweise um Sauerstoff.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus dem folgenden, anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.

In der Figur ist mit 1 ein neuerungsgemäßes Bodenstartgerät zum Starten von Strahltriebwerken eines nicht dargestellten Flugzeuges bezeichnet. Das Bodenstartgerät 1, welches beispielsweise auf einem fahrbaren Gestell (z.B. einem Anhänger) montiert sein kann, besteht im Wesentlichen aus einem Kompressor 2 zur Erzeugung von Druckluft, einer Brennstoffzelle 3 zur Erzeugung der elektrischen Energieversorgung des Kompressors 2 und einem Controller 4. Der Controller 4 dient dabei zur Steuerung des Kompressors 2, der Brennstoffzelle 3 sowie zur Steuerung von Ventilen (nicht dargestellt) in den Versorgungsleitungen der Brennstoffzelle 3. Die entsprechenden elektrischen Steuerleitungen sind in der Figur mit den Bezugszeichen 5-8 bezeichnet und gestrichelt dargestellt.

Die an sich bekannte Brennstoffzelle 3 umfasst eine plattenförmige Kathode 9 und eine ebenfalls plattenförmige Anode 10, die durch eine Membran 11 voneinander getrennt sind. Als Brennstoff wird der Anode 10 über eine erste Rohrleitung 12 kontinuierlich Wasserstoff und der Kathode 9 über eine zweite Rohrleitung 13 kontinuierlich Sauerstoff als Oxidationsmittel zugeführt. Die Reaktion von Sauerstoff mit dem Brennstoff (2 H ₂ + O ₂ → 2 H ₂ O) liefert dann die elektrische Energie. O

Mit Hilfe des Controllers 4 können über die Steuerleitungen 7 und 8 Ventile (nicht dargestellt) angesteuert werden, die den Zufluss des Brennstoffes und des Oxidationsmittels regeln.

Wie der Figur ebenfalls zu entnehmen ist, wird der Wasserstoff nach Durchströmung der Brennstoffzelle 3 dieser über eine Rezirkulationsleitung 14 eingangsseitig (d.h. über die Anode 10) wieder zugeführt. Das verbrauchte Oxidationsmittel wird über eine Auslassleitung 15 abgeführt.

Der mittels der Brennstoffzelle 3 erzeugte elektrische Strom wird über elektrische Leitungen 16, 17 dem Kompressor 2 zugeführt.

Der Kompressor 2 ist außerdem mit einer Rohrleitung 18, über welche die zu komprimierende Luft zugeführt wird, und einem Druckluftschlauch 19 verbunden, über den die Druckluft zu dem anzufahrenden Strahltriebwerk (nicht dargestellt) gelangt.

Die Neuerung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Brennstoffzelle auch derart ausgelegt sein, dass als Brennstoff statt reinem Wasserstoff reformierte Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin, Diesel oder Methanol, verwendet werden können.

Bezugszeichenliste

Bodenstartgerät

Kompressor

Brennstoffzelle, Energieversorgungseinrichtung

Controller -8 Steuerleitungen

Kathode

Anode

Membran erste Rohrleitung zweite Rohrleitung

Rezirkulationsleitung

Auslassleitung ,17 elektrische Leitungen

Rohrleitung

Druckluftschlauch