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Title:
TURBOPROP ENGINE WITH AN AIR-OIL COOLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/002985
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a turboprop engine (2) in the pod (1) of which an air-oil cooler (5) is disposed downstream of a cooling air inlet opening (7). The oil cooler exhaust air is discharged via an air duct (10) with which a cooling air conveying device (11) is associated. In this way it is ensured that there is always a sufficient cooling air flow and that this air flow, as a relatively cold air flow, can also cool other units in the engine pod before acting on the oil cooler.

Inventors:
STEINER KURT (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/002634
Publication Date:
January 30, 1997
Filing Date:
June 18, 1996
Export Citation:
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Assignee:
BMW ROLLS ROYCE GMBH (DE)
STEINER KURT (DE)
International Classes:
B64D33/08; B64D33/10; F02C7/14; (IPC1-7): B64D33/08
Foreign References:
US2593541A1952-04-22
EP0283578A21988-09-28
US2268183A1941-12-30
FR864010A1941-04-16
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Claims:
Patentansprüche
1. TurbopropTriebwerk mit einer in der TriebwerksGondel (1) vorgese henen Eintrittsöffnung (7) für Kühlluft für den GondelInnenraum (6) und für einen in diesem angeordneten FlüssigkeitsLuftWärmetau¬ scher (Ölkühler 5), sowie mit einer KühlluftFördereinrichtung (11) gekennzeichnet durch einen den FlüssigkeitsLuftWärmetauscher (Ölkühler 5) aufnehmenden und die WärmetauscherAbluft abführen den Luftführungskanal (10), dem die KühlluftFördereinrichtung (11) zugeordnet ist.
2. TurbopropTriebwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die KühlluftFördereinrichtung (1 1 ) als Ejektor ausgebildet ist und der Luftführungskanal (10) im TurbinenAb¬ luftkanal (12) mündet.
3. TurbopropTriebwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die KühlluftFördereinrichtung (1 1 ) als ein dem Wärmetauscher (Ölkühler 5) vorgelagertes Gebläse ausge¬ bildet ist.
4. TurbopropTriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (11) elektromotorisch oder unter Zwischenschaltung einer Schaltkupplung von einer Getriebe anordnung für den Hilfsaggregateantrieb (Gearbox 13) angetrieben ist.
5. TurbopropTriebwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die KühlluftEintrittsöffnung (7) eine Luftleitkanal (8) in Richtung der zu kühlenden Aggregate (9) an¬ schließt.
6. TurbopropTriebwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der KühlluftEintrittsöffnung (7) der TriebwerksGondel (1) eine Abscheidevorrichtung für Wasser und/oder Partikel vorgesehen ist.
Description:
Turboprop-Triebwerk mit einem Luft-Ölkühler

Die Erfindung betrifft ein Turboprop-Triebwerk mit einer in der Triebwerks- Gondel vorgesehenen Eintrittsöffnung für Kühlluft für den Gondel-Innenraum und für einen in diesem angeordneten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher, ins¬ besondere Ölkühler, sowie mit einer Kühlluft-Fördereinrichtung.

Beschrieben ist ein derartiges Turboprop-Triebwerk in der EP 0514 119 A1. Dabei ist der Luft-Ölkühler im Bereich der Eintrittsöffnung angeordnet, so daß die Kühlung des Gondel-Innenraumes mittels des Ölkühler-Abluftstro¬ mes erfolgt. Die Ölkühler-Abluft umströmt dabei die zu kühlenden in der Triebwerks-Gondel angeordneten Aggregate und wird anschließend über den Turbinen-Abluftkanal abgeführt. Dabei ist die entsprechende Einleitung des Kühlluftstromes in den Turbinen-Abluftkanal ejektorartig ausgebildet, sodaß in Form dieses Ejektors eine Kühlluft-Fördereinrichtung vorliegt. Sinn¬ voll ist eine derartige Kühlluft-Fördereinrichtung für die Betriebsfälle des Tur¬ boprop-Triebwerkes, in denen das mit diesem Triebwerk ausgestattete Flug-

zeug am Boden dahinrollt, insbesondere, wenn ein Dahinrollen nach rück¬ wärts erfolgt.

Unter anderem bei hohen Außentemperaturen kann dabei der Ölkühler-Ab- luftstrom derart hohe Temperaturen annehmen, daß die damit beaufschlag¬ ten in der Triebwerks-Gondel angeordneten Aggregate geschädigt werden könnten. Eine Abhiifemaßnahme für diese Problematik aufzuzeigen, ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch einen den abseits der Eintrittsöffnung angeordneten Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher (Ölkühler) aufnehmenden und die Wärmetauscher-Abluft abführenden Luftführungs¬ kanal, dem die Kühlluft-Fördereinrichtung zugeordnet ist. Vorteile auf die Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher bzw. Ölkühler nicht mehr im Be¬ reich der Eintrittsöffnung angeordnet, sondern abseits derselben. Dies hat zur Folge, daß der durch die Eintrittsöffnung in den Gondel-Innenraum ge¬ langende Kühlluftstrom, der durch einen Teilbereich dieses Gondel-Innen- raumes von der dem Ölkühler zugeordneten Kühlluft-Fördereinrichtung er¬ zeugt bzw. gefördert wird, zunächst in optimaler Weise die zu kühlenden Aggregate beaufschlagen kann und erst danach auf den Ölkühler auftrifft. Von diesem aus wird dieser dann erwärmte Luftstrom als Ölkühler-Abluft¬ strom gezielt abgeführt und zwar über einen Luftführungskanal, sodaß jegli- che Erwärmung des Gondel-Innenraumes durch die Ölkühler-Abluft praktisch ausgeschlossen ist. Um den über die Eintrittsöffnung in die Triebwerks- Gondel gelangenden Kühlluftstrom ebenfalls gezielt zu den zu kühlenden Aggregaten zu leiten, kann sich an die Luft-Eintrittsöffnung ein geeignet gestalteter Luftleitkanal anschließen. In diesem oder allgemein an der

Kühlluft-Eintrittsöffnung kann ferner eine Abscheidevorrichtung für Wasser und / oder Partikel, die im Gondel-Innenraum Schäden anrichten könnten, vorgesehen sein.

Analog dem eingangs zitierten Stand der Technik kann die Kühlluft-För¬ dereinrichtung als Ejektor ausgebildet sein. Hierzu kann der die Ölkühler- Abluft abführende Luftführungskanal in geeigneter Weise im Turbinen-Ab¬ luftkanal münden. Es ist jedoch auch möglich, die Kühlluft-Fördereinrichtung als ein dem Ölkühler vorgelagertes Gebläse auszubilden, wodurch der im Hinblick auf die Turbinen-Abluftströmung ungünstige Ejektor entfallen kann. Das Gebläse kann elektromotorisch angetrieben sein, was den Vorteil hat, daß auf einfache Weise nur in wenigen Betriebspunkten, nämlich wenn eine separate Kühlluftförderung überhaupt erforderlich ist, die hierzu benötigte Gebläseleistung bereitgestellt werden muß. Da jedoch ein entsprechender Elektromotor auch eine Gewichtserhöhung bedeutet, kann das Gebläse auch mechanisch über die sog. Gearbox, d. h. über die dem Fachmann be¬ kannte Getriebeanordnung für den Hilfsaggregateantrieb der Flug-Gastur¬ bine, angetrieben werden. Hier empfiehlt es sich, zwischen dem Gebläse sowie der entsprechenden Gearbox-Ausgangswelle eine Schaltkupplung vorzusehen, um abermals nur dann das Gebläse antreiben zu müssen, wenn die Förderung eines Kühlluftstromes erforderlich ist.

Dies sowie weitere Vorteile der Erfindung gehen auch aus der folgenden Beschreibung von vier lediglich grundsätzlich dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen hervor.

In sämtlichen Figuren, in denen stets ein Turboprop-Triebwerk im Längs¬ schnitt vereinfacht dargestellt ist, sind gleiche Bauelemente mit gleichen Be¬ zugsziffern bezeichnet.

So trägt eine in der Triebwerks-Gondel 1 angeordnete Gasturbine die Be¬ zugsziffer 2. Diese Gasturbine 2 treibt über ein Getriebe 3 einen Propeller 4 an. Da im Getriebe 3 eine relativ hohe Leistung übersetzt wird, ist eine Küh¬ lung des Getriebeöles erforderlich. Hierzu ist ein Ölkühler 5 im Gondel- Innenraum 6 angeordnet.

Die erforderliche Kühlluft erhält der als Luft-Fluid-Wärmetauscher ausgebil¬ dete Ölkühler 5 über eine in der Triebwerks-Gondel 1 vorgesehene Kühlluft- Eintrittsöffnung 7, die unter strömungsdynamischen Gesichtspunkten opti- miert ausgebildet sein kann, beispielsweise wie gezeigt in Form einer einen herangelangenden Luftstrom teilweise abschöpfenden Leitschaufel. An diese Eintrittsöffnung 7 schließt sich ein Luftleitkanal 8 an, über den der abge¬ schöpfte Kühlluftstrom den in der Triebwerks-Gondel 1 angeordneten und zu kühlenden Aggregaten - diese sind nicht näher dargestellt und allgemein mit der Bezugsziffer 9 bezeichnet - zugeführt wird.

Nachdem der Kühlluftstrom die Aggregate 9 überstrichen hat, gelangt er zum Ölkühler 5 und von diesem aus als Abluftstrom - wie durch Pfeile dargestellt - über einen Luftführungskanal 10 in die Umgebung. Für die geschilderte Füh- rung des Kühlluftstromes sorgt dabei eine allgemein mit der Bezugsziffer 11 bezeichnete Kühlluft-Fördereinrichtung, die dem Luftführungskanal 10, der den Ölkühler 5 - im weitesten Sinne - aufnimmt, zugeordnet ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 befindet sich der Ölkühler 5 im Ein- Strömbereich des Luftführungskanales 10 bzw. ist direkt vor der Eintrittsöff¬ nung dieses Luftführungskanales 10 angeordnet. Der Luftführungskanal 10 mündet dann in einen Turbinen-Abluftkanal 12, wobei diese Einmündung ejektorartig ausgebildet ist. Dieser Ejektor stellt somit die Kühlluft-Förderein¬ richtung 11 dar. In bekannter Weise wird somit der Kühlluftstrom über die

Eintrittsöffnung 7 und durch den Gondel-Innenraum 6 sowie den Ölkühler 5 hindurch vom Turbinen-Abluftstrom angesaugt.

Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mündet der Luftführungskanal 10 im Turbinen-Abluftkanal 12, jedoch ist hier keine ejektorartige Mün¬ dungsausbildung erforderlich, da bei diesem Ausführungsbeispiel die Kühl¬ luft-Fördereinrichtung 11 als separates, dem Ölkühler 5 vorgeschaltetes Ge¬ bläse, das im folgenden ebenfalls mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet wird, im sich nicht nur hinter sondern auch vor dem Ölkühler 5 befindenden Luft- fuhrungskanal 10 ausgebildet ist.

Angetrieben wird das Gebläse unter Zwischenschaltung einer nicht gezeig¬ ten Schaltkupplung von der der Gasturbine 2 zugeordneten, ebenfalls im Gondel-Innenraum 6 angeordneten Gearbox 13.

Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt der Antrieb des Gebläses 11 bzw. der Kühlluft-Fördereinrichtung 11 , die analog Fig. 2 dem Ölkühler 5 vorgeschaltet ist, über eine Ausgangswelle der Gearbox 13. Abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 mündet beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Luftführungskanal 10 für die Ölkühlerabluft direkt in der Um- gebung, so daß keine unerwünschte Beeinflussung der Strömungsverhält¬ nisse im Turbinen-Abluftkanal 12 auftritt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist abermals ein Gebläse 11 als Kühl¬ luft-Fördereinrichtung vorgesehen, hierbei wird jedoch das Gebläse 11 über einen Elektromotor 14 angetrieben.

Allen Ausführungsbeispielen ist gemein, daß der über die Eintrittsöffnung 7 in den Gondel-Innenraum 6 gelangende Kühlluftstrom zunächst über die zu kühlenden Aggregate 9 geführt wird und erst danach zum abseits der Ein-

trittsöffnung 7 angeordneten Ölkühler 5 gelangt. Von diesem aus wird der Luftstrom als Ölkühler-Abluft dann bei allen Ausführungsbeispielen über den Luftführungskanal 10 in die Umgebung abgeführt, ohne daß hierbei eine merkliche Erwärmung des Gondel-Innenraumes 6 stattfindet. Gefördert wird der Kühlluftstrom dabei stets von einer dem Luftführungskanal 10 zugeord¬ neten Fördereinrichtung 11. Selbstverständlich können eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von den ge¬ zeigten Ausführungsbeispielen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentan¬ sprüche zu verlassen.