DE2036184C3

DE2036184C3 - Schutzgaseinrichtung für flüssigen Brennstoff in Luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2036184C3
Application number: DE2036184A
Authority: DE
Inventors: Richard L. Los Angeles Calif. Kenyon (V.St.A.)
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1969-08-14
Filing date: 1970-07-21
Publication date: 1979-04-19
Also published as: US3587618A; FR2056479A5; GB1309171A; DE2036184A1; DE2036184B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzgaseinrichiiing für flüssigen Brennstoff in Luftfahrzeugen.

In der DE-OS H 10 294 ist eine Schutzgaseinrichtung mit einem Brennstofftank für flüssigen Brennstoff in Luftfahrzeugen, einem Entlüftungskanal, der den Brennstofftank mit der Atmosphäre verbindet, einem zwischen dem Entlüfiungskanal und der Atmosphäre angeordneten Sicherheitsventil, welches durch Öffnen dafür sorgt, daß die Druckdifferenz zwischen Brennstofftank und Atmosphäre nicht einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt, einem Speicher für ein inertes Strömungsmittel und einem ersten Zufuhrkanal, der den Speichertank mit dem Brennstofftank verbindet, vorgeschlagen. Diese Einrichtung dient dazu, eine inerte Atmosphäre in Brennstofftank^ von Luftfahrzeugen aufrechtzuerhalten, um Explosionen und Entzündungen zu verhindern. Eine derartige Schutzgaseinrichiiing ermöglicht ein Auswaschen des gelösten Sauerstoffes aus dem flüssigen Brennsloff und der Brennstofftank kann mit Hilfe des inerten Strömungsmittel unter Druck gesetzt werden, wenn der Druck in dem Brennstofftank gegenüber dem Druck der Umgebung gering wird. Der Entlüfiungskanal verhindert, daß der Druck in den Tanks zu hoch gegenüber dein Atmosphärendruck ansteigt. Druckdifferenzen zwischen dem Entlüftungskanal und der Umgebung steuern das öffnen und Schließen des Entlüftungskanals sowie das Zuführen des inerten Strömungsmittels in die Brennstofftanks, wenn der Druck in den Tanks gegenüber der Atmosphäre zu gering wird. Bei einer derartigen Schutzgaseinrichtung kann es jedoch möglich sein, daß bei bestimmten Manövern des Luftfahrzeuges flüssiger Brennsloff in die Verbindungen des Entlüftungskanals in den Brennstoff tanks eintritt, so daß ein bestimmungsgemäßes Entlüften der Tanks unterbunden wird. Wenn hierbei zusätzlich noch inertes Strömungsmittel in die Brennstofftanks eingespeist wird, um den Innendruck der Brcnnstofflanks zu erhöhen, besieht die Gefahr, daß ein übermäßiger Druck in den Brennstofflanks aufgebaut wird.

Erfindungsgemäß ist daher eine Schutzgaseinrichtung für flüssigen Brennstoff in Luftfahrzeugen der eingangs genannten Art dadurch ausgezeichnet, daß eine erste Einrichtung zur Einleitung von inertem Slrömungsmit-

lel aus dem Speicheriank in den Brennstofftank vorgesehen ist, die anspricht, wenn die Druckdifferenz ,-.wischen dem Kntlüftiingskanal und der Atmosphäre kleiner als ein vorgegebener Mininialwert ist» und dall zusätzlich /um Sicherheitsventil eine Hilfseinrichtung vorgesehen ist, welche die Druckdifferenz auch bei geschlossenem L'niliiftungskanal nicht über den Maximalwert steigen laut.

Welterbild'uigen der Erfindung sind in den Unterans,prüchen wiedergegeben.

Die erfindungsgemäße Schutzgaseinrichtung ist so ausgebildet, daß die Möglichkeit ausgeschlossen ist, daß die Brennstofftanks unter einen zu hohen Druck gesetzt werden. Die erste Einrichtung ermöglicht, daü die HrennstofCtanks direkt durch Einführung des inerten Strömungsmittels unter Druck gesetzt werden und der in den Urennstofftanks herrschende Druck wird durch einen Druckregler gesteuert, so daß der Druckwert den Umgebungsdruck nur um einen vorbestimmten geringen Wert selbst dann übersteigen kann, wenn der Enllüftungskana! des Brennstofftanks aus irgendeinem Grunde seine Funktion nicht erfüllt. Die jiilfseinrichmng bei der erfindungsgemäßen Schutzgaseinrichtung ermöglicht, daß das zum Druckaufbau bestimmte inerte Strömungsmittel indirekt in den Brennstofftank über den Entliiftungskanal kommt und vorzugsweise unter der Steuerung eines Hin-Aus-Ventils so eingespeist wird, daß jeglicher Überdruck des eingeleiteten inerten Strömungsmittels direkt zur Atmosphäre hin abgebaut wird, wenn die Entlüftungsöffnungcn /u dem Brenn- jo stofftank mit flüssigem Brennstoff gefüllt sind, so daß auf diese Weise die Erzeugung eines Überdruckes in dem Brennstofftank vermieden wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß den Unteransprüehen ist ein Ventil, das den Druck regelt, und eine Hilfseinrichtung vorgesehen, die das inerte Strömungsmittel über den Enilüftungskanal einspeist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielcn erläutert.

Fig. I ist eine schemalische Darstellung einer Ausführungsform nach der Erfindung, bei der das inerte Strömungsmittel /um Druckaufbau in die Brennstofftanks unabhängig von dem Entliiftungskanal eingeleitet wird;

Fig.2 ist eine schematischc Schnittansicht eines Ventils dor Schut/gaseinrichiung;

F i g. J ist eine schemalische Ansicht eines Ventils zur Druckregelung, das den Durchsatz des zum Druckaufbau bestimmten inerten Strömungsmittels entsprechend den Schutzgascinriehtu.fgen in den F i g. I und T steuert;

Fig.4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung zum Steuern des Durchsatzes des zum Druckaufbau dienenden inerten Strömungsmittels bei der in Fig. I gezeigten Schutzgaseinrichtung unter Verwendung γ, eines Ein-Aus- Ventils;

Fig. 5 zeigt schcmalisch eine weitere Ausführungsform der Schutzgascinrichtung nach der Erfindung, bei der das zum Druckaufbau bestimmte inerte Strömungsmittel in die Brcnnstofftanks über den Entlüftungskanal au eingeleitet wird;

Fig.6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Entlüftungskanals für den Brennstofftank, und

F i g. 7 ist eine schematischc Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzgas- b> einrichtung.

Bei der in Fig. I gezeigten Schutzgascinrichtung enthält ein Speichertank 10 flüssigen Stickstoff, der bei 7 kp/em³ siedet.

An den Speichertank IO ist ein selbsttätig schließendes Füllventil 11, ein mit einer Kappe versehener Entlüftungsanschluß 12, ein Entlastungsventil H und eine Bruchplatte 14 angeschlossen. Eine Zufuhrleitung 15 für inertes Strömungsmittel, wie z. B. Stickstoff, führt von dem Speichertank 10 zu einer Steuereinheit 17, die ein Drucksteuerventil 18 mit großer Kapazität und ein Magnetventil als Reinigungsventil 19 mit kleiner Kapazität aufweist, wobei die Ventile 18 und 19 parallel zu der Leitung 15 angeschlossen sind. Die AuslaBseite des Ventils 18 ist über einen Zufuhrkanal 16 mit der LaJedruckleitung 23 verbunden. Die Auslaßseite des Ventils 19 ist über einen zweiten Zufuhrkanal 20 mit der Verteilerleitung 21 für Reinigungsmittel verbunden. Die Leitungen 21 und 23 führen zu mehreren Brennstofftanks, beispielsweise dem Brennstofftank 24.

In dem Brennstofftank 24 ist eine dauernd offene Düse 28 mit großer Kapazität durch eine Leitung 29 mit der Leitung 23 verbunden.

Die Verteilerleitung 21 für Reinigungsmitte! ist ein Teil einer Einrichtung zum Einspritzen von inertem Strömungsmittel in die Brennstofftanks 24 während des Fluges, um den flüssigen Brennstoff während dei Fluges des I uftfahrzeugs zu reinigen, d. h. um den in dem flüssigen Brennstoff gelösten Sauerstoff zu entfernen. Dieser Reinigungsvorgang ist im einzelnen in der erwähnten DE-OS 19 10 294 angegeben, wird jedoch im folgenden noch kurz erläutert. Die Verteilerleitung 21 ist über ein Rückschlagventil 26 und eine Drosselstelle 27 mit einem hohlen Sprühstab 25 verbunden, der in der Nähe des Bodens des Brennstofftanks 24 angeordnet ist und in Abständen offene Düsen 31 hat.

Der Sprühstab 25 ist ferner mit einem Ventil 32 über eine Leitung 33 und ein Ruckschlagventil 34 verbunden.

Das Ventil 32 ist mit den Pumpen P\ und Pi über Leitungen 35 und 36 verbunden, die auch mit der Brennstoffzufuhrleitung 37 über Rückschlagventile 38 und 39 verbunden sind. Das Ventil 32 hat eine Einlaßkammer 71 (F i g. 2), eine öffnung 76, eine Auslaßkammer 72, eine Druckkammer 73, die von einer Membran 74 gebildet wird, und eine Feder 77, die ein Tellerventil 75 in die offene Stellung drückt.

Die Steuereinheit 43 für die Reinigungseinrichtungen weist eine auf eine Druckdifferenz ansprechende elektrische Einrichtung 44 auf, die einerseits durch die Leitung 45 mit dem Brennstofftank 24 und andererseits durch eine Leitung 46 mit einem Bezugstank 47 verbunden ist, der seinerseits an die Leitung 45 über ein Magnetventil als Ein-Aus*Ventil 48 angeschlossen ist. Die Einrichtung 44 ist ferner elektrisch mit einem Zeitgeber 52 verbunden, der seinerseits elektrisch an das Reinigungsventil (9 angeschlossen ist. An die Leitung 45 sind ein Druckmesser 54 und ein Schaltkasten 55 angeschlossen. An den Zufuhrkanal 16 ist ein Druckmesser 56 angeschlossen.

Die oberen Enden des Brennstofftanks 24 und anderer nicht gezeigter Brennstofftanks haben einen Entlüftungskana! 58 mit großer Kapazität, der sich durch die oberen Abschnitte der Brennstofftanks 24 erstreckt, und daran angeschlossene Entlüftupgsöffnungen 60 und 61 sowie ferner einen Puffertank 57, in den der Entlüftungskanal 58 mündet, und an den eine Ventileinrichtung 62 angeschlossen ist, die an ihrem einen Ende mit dein Puffertank 57 verbunden ist und an ihrem anderen Ende eine offene Schubmündung 63 hat. Gegebenenfalls kann der Puffertank 57 weggelassen und die Ventileinrichtung 62 direkt mit dem Entlüftungs-

kanal 58 verbunden werden (C i g. b).

Da der Fnilüflungskanal 58 eine große Kapazität hat. haben alle Abschnitte des Entlüftiingskanals und alle Brennstofftanks 24 normalerweise im wesentlichen den gleichen Druck. In jedem Brennstofftank 24 ist eine dauernd offene Düse 28 und ein Sat/ Reinigungsdüsen 31 angeordnet. Die Schubmündung 63 kann zur Atmosphäre hin in einer Richtung offen sein, die /um vorderen linde des Luftfahrzeugs hin gerichtet ist. so daß ein Luft-Staudn'ck darin erzeugt wird, der geringfügig höher als der Atmosphärendruck, vorzugsweise nicht mehr als 0.2 kp/cm², ist. Obwohl dieser Staudruck größer als der tatsächliche Umgebungsatmo-.sphärcndruck sein kann, hängt er mil diesem zusammen und kann daher als Atmosphärendruck bezeichnet werden. Andernfalls kann die Schubmündiing 63 in andere Richtungen gedreht oder durch eine einfache Öffnung in der Ventileinrichtung 62 ersetzt werden, so daß in jedem Fall der wahre Atmosphärendruck auf der Atmosphärenseile der Ventile 64 und 65 abgetastet wird.

Die Vcntilcinrichtung 62 weist ein durch eine Feder geschlossenes Sicherheitsventil 64, das sich öffnet, wenn der Druck in dem F.ntlüflungskanal den Staudruck um 0,05 kp/cm² übersteigt, und ferner ein durch eine Feder geschlossenes Sturzflugventil 65 auf, das sich öffnet, wenn der Staudruck den Druck in dem Entlüftungskanal w.v 0,007 kp/cm² übersteigt. Die offenen Stellungen der Ventile 64 und 65 sind durch gestrichi-liu ünicn angedeutet. Das Sturzflugventil 65 kann auch durch ein Solenoid 67 geöffnet werden.

Die Einlaß- und Auslaßkammern 80 und 81 des Drucksteuerventil 18 (F i g. 3) sind durch die Ventilöffnung 82 miteinander verbunden und stehen respektive mit den Zufuhrkanälen 15 und 16 in Verbindung. F.in Ventil 83 ist mit einer Stange 84 mit einem abgedichteten Balg 85 und einer Membran 86 verbunden. Die Oberseite der Membran 86 ist dem Druck auf der Stauseite der Ventile 64 und 65 über die Leitung 87 und die Drosselöffnung 88 ausgesetzt, und die Unterseite ist über die Leitung 89 dem Druck ausgesetzt, der auf der Entlüftungskanalseite der Ventile 64 und 65 herrscht. Eine Feder 90 wirkt auf die Membran 86, um das Ventil 83 in seine offene Stellung zudrücken.

Um die Brennstofftanks 24 dagegen zu schützen, daß sich ein Überdruck aufbaut, während inertes Strömungsmittel durch die dauernd offene Düse 28 eintritt und im Falle, daß das Ventil 18 durch ein Versagen den Abgabedruck in den 1. Zufuhrkana! 16 nicht ordnungsgemäß begrenzt, sind ein Entlastungsventil 100 und eine Bruchplatte 101 mit dem 1. Zufuhrkanal 16 verbunden.

Bei der Beschreibung der Betriebsweise der Schutzgaseinrichtung s^ .d dir verschiedenen Drucke nur zum Zwecke der Erläuterung angegeben, und andere geeignete Druckwerte können gegebenenfalls verwendet werden.

Während sich das Luftfahrzeug auf dem Boden befindet und wenn die Brennstofftanks 24 gefüllt wordin sind, übersteigt der in dem Brennstofftank 24 durch das Betanken erzeugte Druck den Druck der umgebenden Atmosphäre, der bei der Schubmündung 63 abgetastet wird, nicht um mehr als 0,05 kp/cm² wegen der Entlüftungswirkung des Sicherheitsventils 64. Auch ist der Druck in dem Bezugstank 47 gleich dem Druck in dem Brennstofftank 24, weil das Ventil 48 durch eine Feder seine offene Stellung einnimmt, während die elektrische Versorgung des Luftfahrzeugs ausgeschaltet iM. Wahrend der Zeit, in der die elektrische Stromversorgung nicht eingeschaltet isl und der Druck in dem Brennstofftank einen Wcrl annimmt, der weniger als 0.015 kp/cm² über Almosphärendruik liegi (beispielsweise wenn der Itrt-nnsiiifflsink 24 viii dem Flug leckt oder wenn er nach einer Bruchlandung aufgebrochen isl), öffnet sich das Ventil 18, um inertes Strömungsmittel in den Brennsioffiank 24 einzulassen und dadurch eine inerte Schiit/almosphärc zu schaffen.

κι Wenn dr Stromversorgung eingeschaltet wird, schließt das Ventil 48, um den in dem Brennstofftank ?<? ■im Boden herrschenden Druck in dem ßc/ugülank 47 einzuschließen. Heim Starten der Maschinen und Pumpen /Ί und l\ wird Brennstoff von der Pumpe I'?

abgegeben, wobei die Kammer 7J über die Leitung V· unter Druck gesetzt wird, und hält das Tellerventil 75 in seiner offenen Stellung, (ilcich/cilig slröml der von der Pumpe P\ abgegebene Brennstoff durch die Leitung 35 HIr Kammern 71 und 72, dV ! cilung 33, das Rückschlagventil .34 und in den Sprühstab 25, von wo er durch die Düsen 31 in den in dem Brennstofftank 24 enthaltenen Brennstoff unier dessen Spiegel eingespritzt wird. Während das Luftfahrzeug sich auf dem I'liig befindet, ist dieser BrcnnsiofffluQ kontinuierlich.

WäVrcnd das Luftfahrzeug steigt, fällt der Druck in der umgebenden Atmosphäre. Wenn er so weit abgefallen ist, daß der Druck in dem Brennstofftank den Drui k in der Schubmündiing 63 um mehr als 0,05 kp/cm·' übersteigt, öffnet sich das Sicherheitsventil 64, um die Brcnnsloffianks 24 zu entlüften, bis ihr Druck innerhalb von 0,05 kp/cm² des Druckes in der Schubmündung ist. Dann schließ! siel· (!as Sicherheitsventil 64. Dieses Öffnen und Schließen des Sicherheitsventils 64 geht weiter, bis die Dauerflughöhe erreicht ist.

Danach bleibt das Sicherheitsventil 64 geschlossen.

Wenn der Druck in dem Brennstofftank 24 um 0,035 kp/cm² abfällt, entweder weil das Sicherheitsventil 64 sich während dem Steigen öffnet oder weil Brennstoff verbraucht wird, schaltet die Einrichtung 44 das Ventil 48 ab, -im dieses zu öffnen, und setzt den Zeitgeber 52 in Gang. Durch öffnen des Ventils 48 wird der Bezugstank 47 mit dem Brennstofftank 24 verbunden, um die darin herrschenden Drücke auszugleichen. Dadurch wird ein neuer Bezugsdruck in dem Bezugstank 47 eingestellt, der um 0,035 kp/cm² kleiner als der vorhergehende Bezugsdruck ist. Sodann gestattet die Einrichtung 44, daß sich das Ventil 48 schließt. In der Zwischenzeit hat der Zeitgeber 52 ein Ventil 19 mit geringer Kapazität geöffnet und hält es während einer vorgegebenen Zeitdauer offen, um eine kleine Menge inerten Strömungsmittels in den Spr»hslab 25 einzulassen, wo es sich mit dem von dem Ventil 32 kommenden Brennstoff mischt. Beide Strömungsmittel werden durch die Düsen 31 abgegeben, um breit und im wesentlichen gleichförmig dispergierte, kleine Blasen von gasförmigem inertem Strömungsmittel in dem flüssigen Brennstoff zu bilden. Während die Blasen langsam durch den flüssigen Brennstoff steigen, absorbieren sie durch Diffusion den in dem flüssigen Brennstoff enthaltenen Sauerstoff und befördern ihn zu der I -eckage, wo der Stickstoff den Sauerstoff unter dem Explosionsniveau verdünnt hält. Der Zeitgeber 52 wird durch einen kurzzeitigen elektrischen Impuls von der Einrichtung 44 betätigt und wird sofort zurückgestellt, wenn er einen anderen Impuls erhält, bevor die Zeitgeberperiode abgelaufen ist.

Wenn Brennstoff bei Dauerflughöhe verbraucht wird und auch wenn das Luftfahrzeug landet, neigt der Druck

in dem Brennstofftank dazu, geringer als der Druck in der umgebenden Atmosphäre zu werden. Wenn gestattet würde, daß dies über einen vorbestimmten Wert hinaus vorkommen kann, würden die Brennstofftanks brechen. Um dies zu verhindern, wird, wenn der Druck in dem Brennstofftank um einen vorbestimmten Minimalbetrag, beispielsweise 0,018 kp/cm² über dem Druck in der Schubmündung 63 liegt, das Ventil 18 geöffnet, um inertes Strömungsmittel in die Brennstofftanks 24 abzugeben, um einen Druck darin aufrechtzu- in erhalten, der den Staudruck um einen vorbestimmten Minimalbetrag übersteigt. Gleichzeitig muß der Druck in dem Brennstofftank so gesteuert werden, daß er den umgebenden Atmosphärendruck niemals um mehr als einen "orbestimmten Maximalbetrag, beispielsweise ii 0,25 kp/cm², übersteigt, da sonst die Brennstofftanks 24 platzen würden. Das Ventil 18 führt diese beiden Funktionen aus, und zwar unabhängig davon, ob die Entiuftungsoffnungen 6ü und 6i tür einige oder tür aiie flrennstofftanks 24 durch flüssigen Brennstoff ver- m schlossen sind, wie es manchmal auftritt, wenn das Flugzeug einer außergewöhnlich großen Steig-, Rolloder Gierbewegung unterworfen wird.

Wenn der Druck in dem Brennstofftank, der über die Leitung 89 und die Entlüftungskanalseite der Ventilein- _n richtung 62 abgetastet wird, den Staudruck um weniger als den vorbestimmten Minimalbetrag von 0,018 kp/cm² übersteigt, bewegt sich die Membran 86 des Ventils 18 nach unten, um das Ventil 83 zu öffnen. Da vor diesem öffnen des Ventils 83 der Druck in der Auslaßkammer jo 81 des Ventils 18 und daher der Druck in der Leitung 23 und den Brennstofftanks 24 normalerweise nicht den Druck der umgebenden Atmosphäre, der an der Mündung 96 des Ventils 18 abgetastet wird, um mehr als einen vorbestimmten Betrag von 0,25 kg/cm² übersteigt, J5 ist das Ventilelement 93 in der Zwischenzeit ebenfalls in einer offenen Stellung. Inertes Strömungsmittel fließt nun von dem Speichertank 10 durch das Ventil 18 und in die Brennstofftanks 24 über den ersten Zufuhrkanal 16, die Leitung 23 und die dauernd offene Düse 28, um den Druck in den Brennstofftanks 24 auf einen Punkt anzuheben, an dem er den Staudruck um 0,018 kp/cm² übersteigt Wenn zu dieser Zeit die öffnungen 60 und 61 offen sind, so daß der Druck in dem Entlüftungskanal gleich dem Druck in den Brennstoff tanks ist, wird die Membran 86 betätigt, um das Ventil 83 zu schließen und einen weiteren Druckanstieg in den Brennstofftanks zu verhindern. Wenn die öffnungen 60 und 61 zu diesem Zeitpunkt jedoch nicht offen sind, tritt der steigende Druck der Brennstofftanks nicht in dem Entlüftungskanal 58 auf, und die Membran 86 wird nicht betätigt, um das Ventil 83 zu schließen. Der Druck in den Brennstofftanks 24 steigt weiter an. während inertes Strömungsmitte! weiterhin durch das Ventil 18 fließt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Druck in den Brennstofftanks, wie er in der Auslaßkammer 81 des Ventils 18 ansteht und zu der Unterseite der Membran 95 abgegeben wird, den Atmosphärendruck an der Mündung 96 um 0,25 kp/cm² übersteigt Zu diesem Zeitpunkt bewegt die Membran 95 das Ventilelement 93 in die geschlossene Stellung, um den weiteren Strom des inerten Strömungsmittels zu den Brennstofftanks zu unterbrechen und dadurch zu verhindern, daß die Brennstofftanks unter zu großem Überdruck stehen.

Wenn das Ventil 18 nicht funktioniert, während die öffnungen 60 und 61 offen sind, so daß es nicht schließt wenn der Druck in den Brennstofftanks den Staudruck um mehr als 0,018 kp/cm² übersteigt, steigt der Brennstofftankdruck auf 0,05 kp/cm² über den Staudruck an, und das Sicherheitsventil 64 öffnet sich dann, um eine weitere Erhöhung der Druckdifferenz zu verhindern.

Wenn das Ventil 18 so fehlerhaft arbeitet, daß es offen bleibt, wenn es geschlossen sein sollte, und wenn eine der öffnungen 60 oder 61 verstopft ist, so daß eine Entlüftung der Brennstofftanks 24 durch das Sicherheitsventil 64 verhindert wird, oder wenn letzteres in seiner geschlossenen Stellung hängenbleibt, wird ein gefährlicher Überdruck in den Brennstoffianks 24 durch öffnen des Entlastungsventil 100 bei einem vorbestimmten Druck in dem I. Zuführkanal 16 verhindert, der geringfügig mehr als 0,25 kp/cm² höher als der umgebende Atmosphärendruck ist. Wenn schließlich das Entlastungsventil 100 versagt, wird der gefährliche Überdruck durch Bruch der Bruchplatte 101 bei einer geringfügig höheren Druckdifferenz zwischen dem uruck in dem ersten Zuführkanal 16 und dem Atmosphärendruck verhindert.

F i g. 4 zeigt eine wahlweise andere Ausführungsform_; um einen zu großen Überdruck in den Brennstofftanks zu verhindern, bei der ein elektrisch betätigtes Ein-Aus-Ventil 102 unter der automatischen Steuerung von Druckschaltern 103 und 104 an die Stelle des Drucksteuerventils 18 in Fig. I gesetzt ist. In dieser Ausführungsform wird das Ein-Aus-Ventil 102 normalerweise unter der Wirkung einer Feder in die Aus-Stellung gebracht, wenn es nicht elektrisch erregt ist. Wenn der Brennstofftankdruck, der bei offenen öffnungen 60 und 61 an der Entlüftungskanalseite der Ventileinrichtung 62 gemessen wird, den Staudruck um weniger als 0,018 kp/cm² überschreitet, erregt der Druckschalter 104 das Ein-Aus-Ventil 102 in die offene Stellung, um inertes Strömungsmittel von dem Speichertank 10 in die Brennstofftanks einzuleiten, so daß der darin herrschende Druck auf mehr als 0,018 kp/cm² über den Staudruck angehoben wird, wobei zu diesem Zeitpunkt der Schalter 104 das Ein-Aus-Ventil 102 entregt, um dieses zu schließen. Wenn die öffnungen 60 und 61 blockiert sind, während der Schalter 104 zur Erregung des Ein-Aus-Ventils 102 geschlossen ist, öffnet sich der Druckschalter 103, der normalerweise geschlossen und in Reihe mit dem Schalter 104 angeordnet ist, wenn der Druck in den Brennstofftanks (wie er in dem ersten Zufuhrkanal 16 abgetastet wird) den umgebenden Atmosphärendruck um mehr als 0,25 kg/cm² übersteigt Dadurch wird das Ein-Aus-Ventil 102 geschlossen und ein weiterer Anstieg des Brennstofftankdruckes verhindert.

Die in Fig.5 gezeigte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform hauptsächlich dadurch, daß der Sprühstab 25 direkt mit der Leitung 23 verbunden ist um das eingeleitete inerte Strömungsmittel aufzunehmen, und daß er nicht mit einer getrennten Verteilerleitung 21 verbunden ist Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß das inerte Strömungsmittel zum Druckaufbau von der Leitung 23 über den Entlüftungskanal in die Brennstofftanks 24 statt direkt in die Brennstofftanks 24 eingeleitet wird. Daher ist der Sprühstab 25 (F i g. 5) mit der Leitung 23 über die Drosselstelle 27, ein Rückschlagventil 26 und eine Leitung 23' verbunden. Die Leitung 23 ist mit dem Puffertank 57 über ein Entlastungsventil 113 verbunden. Die Zufuhrleitung 15 enthält ein elektrisch betätigtes Ein-Aus-Ventil 114. Die Auslaßenden der Ventile 19 und 22 sind durch eine Leitung 115 mit dem ersten Zufuhrkanal 16 verbunden,

der zn der Leitung 23 führt. Der erste Zufuhrkanal 16 enthält einen Wärmeaustauscher 117 zum Verdampfen des flüssigen inerten Strömungsmittels, bevor es in die Leitung 23 eintritt. Das Ein-Aus-Ventil 114 ist elektrisch mit einem Druckschalter 66 verbunden, dessen entgegengesetzte Seiten mit der Entlüftungskanalseite bzw. der Staudruckseite der Ventileinrichtung 62 verbunden sind.

Der Betrieb dir Ventile 19 und 48 zum Ausspülen des Sauerstoffes aus dem Brennstoff während des Anstieges des Flugzeuges läuft in gleicher Weise ab wie in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß das inerte Strömungsmittel durch die Leitung 23 zu der Verteilerleitung 25 strömt.

Wenn der Druck in dem Entlüftungskanal einen Wert annimmt, der weniger als 0,018 kp/cm² über dem Staudruck liegt, wie es entweder während· des Brennstoffverbrauches bei Dauerflug oder während des Aufstieges möglich ist, erregt der Druckschalter 66 das Ein-Aus-Ventil 114, um das letztere zu öffnen. Dann strömt viel inertes Strömungsmittel in die Leitung 23 und baut den darin herrschenden Druck sehr schnell auf, so daß das Entlastungsventil 113 geöffnet wird, obwohl ein Teil des inerten Strömungsmittels durch die dauernd offenen Reinigungsdüsen 31 mit geringer Kapazität hindurchtritt. Der Öffnungsdruck des Entlastungsventil

113 kann beispielsweise 2,8 kp/cm² betragen. Während das inerte Strömungsmittel durch das Ein-Aus-Ventil

114 hindurchtritt, ist es im wesentlichen insgesamt flüssig. Es wird jedoch verdampft, während es durch den Wärmeaustauscher 117 hindurchtritt. Der große dampfförmige Strom von inertem Strömungsmittel durch das Entlastungsventil 113 tritt durch den Puffertank 57, den Entlüftungskanal 58 und die Öffnungen 60 und 61 in die Brennstofftanks 24 ein, um den darin herrschenden Druck anzuheben. Wenn der Druck in dem Entlüftungskanal und daher in den Brennstofftanks 24 so weit angestiegen ist, daß er den Staudruck um mehr als 0,018 kp/cm² übersteigt, wird der Druckschalter 66 betätigt, um das Ein-Aus-Ventil 114 zu entregen, so daß dieses geschlossen wird, um Strom von inertem Strömungsmittel zu unterbrechen. Sodann schließt sich das Entlastungsventil 113.

Die oben beschriebene Betriebsweise zum öffnen des Ein-Aus-Ventils 114, wenn der Entlüftungskanaldruck einen Wert von weniger als 0,018 kp/cm² über dem Staudruck annimmt und zum Schließen des Ein-Aus-Ventils 114, wenn die Druckdifferenz diesen Betrag übersteigt, läuft unabhängig davon ab, ob die öffnungen

60 und 61 verstopft sind. Wenn das Ein-Aus-Ventil 114 fehlerhaft arbeitet und offen bleibt, wenn es geschlossen sein sollte, steigt der Druck in dem Entlüftungskanal und in den Brennstofftanks 24 ferner nur auf die Differenzdruckeinstellung des Sicherheitsventils 64, nämlich 0,05 kp/cm² über den Staudruck an, worauf sich das Sicherheitsventil 64 öffnet, um den ungesteuerten Strom von inertem Strömungsmittel zur Atmosphäre zu entlüften, und um zu verhindern, daß er einen übermäßigen Druck in den Brennstofftanks 24 erzeugt Dieselbe Betriebsweise tritt auf, wenn die öffnungen 60 und 61 verstopft sind, während das Ein-Aus-Ventil 114 auf Grund fehlerhafter Betriebsweise in seiner offenen Stellung ist, so daß das Verstopfen der öffnungen 60 und

61 kein Hindernis bildet

Bei den in den F i g. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen ist ein normalerweise unter Federwirkung geschlossener Druckregler 22 hinzugefügt, um den Schutz durch das inerte Strömungsmittel zu schaffen, wenn die elektrische Stromversorgung ausgeschaltet ist, wie es beispielsweise vor dem Flug oder nach einer Bruchlandung der Fall ist Das Ventil 22 ist mit der Leitung 15 und dem zweiten Zufuhrkanal 20 parallel mit dem Ventil 19 geschaltet und ist ferner durch eine Druckfühlerleitung 49 mit der Leitung 45 und daher mit

ίο den Brennstofflanks 24 verbunden. Wenn die elektrische Stromversorgung ausgeschaltet ist, so daß das Ein-Aus-Ventil 102 nicht arbeitet, und der Tankdruck auf einen Wert abfällt, der innerhalb von 0,09 kp/cm² bei dem Umgebungsdruck liegt, öffnet ein Betätigungsglied

ι ^r> in dem Ventil 22, das sowohl dem Atmosphärendruck als auch dem Druck in der Leitung 49 ausgesetzt ist, das Ventil 22, um inertes Strömungsmittel über den zweiten Zufuhrkanal 20 und die Düsen 31 in die Brennstofftanks 24 einzuleiten. Das Ventil 22 schließt sich wieder, wenn der Tankdruck den Atmosphärendruck um mehr als 0,009 kp/cm² übersteigt.

Fi g. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig.5 gezeigten Einrichtung, wobei der Puffertank 57 weggelassen ist und die Ventileinrichtung 62 direkt mit dem Entlüftungskanal 58 und die Leitung 23 mit dem Entlüftungskanal 58 über das Entlastungsventil 113 verbunden ist Auf ähnliche Weise kann der Puffertank 57 bei den in F i g. 1 und 7 gezeigten Ausführungsbeispielen weggelassen werden.

ω Bei dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 18 das gleiche wie in Fig. 1 und arbeitet in gleicher Weise. Wie in F i g. 1 ist eine Verteilerleitung 21 und eine getrennte Leitung 23 vorgesehen. Die Leitung 23 ist mit dem Puffertank 57 wie bei der in F i g. 5

jfi gezeigten Ausführungsform verbunden, jedoch über eine dauernd offene Düse 121. Ferner ist ein Wärmeaustauscher 117 in dem ersten Zufuhrkanal 16 stromab von dem Ventil 18 vorgesehen, obwohl er auch in der Leitung 15 stromauf von dem Ventil 18 entweder vor oder nach den Verbindungen mit den Ventilen 19 und 22 angeordnet sein könnte. Die Betriebsweise der Ventile 19 und 48 zum Reinigen des Brennstoffes während des Anstieges und die Betätigung des Ventils 18 zum Erhöhen des Druckes in den Brennstofftanks 24 geht wie in Fig. 1 vor sich. Beim öffnen des Ventils 18 strömt jedoch das inerte Strömungsmittel, nachdem es durch den Wärmeaustauscher 117 verdampft worden ist, von der Leitung 23 in den Puffertank 57 durch die dauernd offene Düse 121 und dann durch den Entlüftungskanal 58 in die Brennstofftanks 24. Wenn die öffnungen 60 und 61 verstopft sind, während das Ventil 18 offen ist, kann kein übermäßiger Druck in den Brennstofftanks 24 aufgebaut werden, weil dss Ventil 18 das Signal zum Schließen von der Differenz zwischen dem Entlüftungskanaldruck und dem Staudruck aufnimmt Durch das Sicherheitsventil 64 wird verhindert, daß diese Druckdifferenz größer als 0,05 kp/cm² wird. Wenn die Leitung 23 in einem Brennstofftank 24 mit verstopften öffnungen 60 und 61 brechen sollte, während das Ventil 18 in seiner offenen Stellung hängenbleibt, wenn es geschlossen sein sollte, wird der Druck in diesem Brennstofftank 24 nicht übermäßig groß, weil die Verteilerleitung 23 weiterhin durch das Ventil 64 zur Atmosphäre hin entlüftet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzgaseinriehtung mit einem Brennstofftank für flüssigen Brennstoff in Luftfahrzeugen, einem Entlüftungskanal, der den Brennstofftank mit der Atmosphäre verbindet, einem zwischen dem Entlüflungskanal und der Atmosphäre angeordneten Sicherheitsventil, welches durch Öffnen dafür sorgt, dall die Druckdifferenz zwischen Brennstofftank und Atmosphäre nicht einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt, einem Speichertank für ein inertes Strömungsmittel, und einem ersten Zufuhrkanal, der den Speichertank mit dem Brennstofftank verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß \~. eine erste Einrichtung (83, 86 bzw. 102 bzw. 114) zur Einleitung von inertem Strömungsmittel aus dem Speichertank (10) in den Brennstofftank (24) vorgesehen ist, die anspricht, wenn die Druckdifferenz /wischen dem Entlüftungskanal (58) und der Atmosphäre kleiner als ein vorgegebener Minimalwert ist, und daß zusätzlich zum Sicherheitsventil (64) eine Hilfseinrichtung (93, 95) vorgesehen ist, welche die Druckdifferenz auch bei geschlossenem Entlüftungskanal nicht über den Maximalwert steigen IaQt.

2. Einrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dall der Entlüftungskanal (58) einen Puffertank (57) zum Abfangen des flüssigen Brennstoffes aufweist, der in den Entlüftungskanal aus dem jo Brennstofftank (24) eintritt.

J. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daii die erste Einrichtung (114) das inerte Strömungsmittel vom ersten Zufuhrkanal (16) über den Entlüftungskanal (^β) in den Brennstofftank (24) einführt.

A. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ziifuhrkanal (20 bzw. 30), der den Speichertank (10) mil dem Brennstofftank (24) verbindet, ein Ventil (19) in dem zweiten Zufuhrkanal, eine Einrichtung (44, 47, 48) zum Aufbauen eines Bezugsdruckes und eine Einrichtung (44, 52) vorgesehen sind, die auf eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Brennslofftankdruck und dem Bezugsdruck anspricht, um das Ventil (19) zu öffnen, damit inertes Strömungsmittel von dem Speichertank in den Brennstofftank fließen kann.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zufuhrkanal (20) mit dem ersten Zufuhrkanal (16) stromaufwärts von einem im ersten Zufuhrkanal (16) angeordneten Ventil (83) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (58) unabhängig von dem Zufuhrkanal (16 bzw. 20) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im ersten Zufuhrkanal (16) angeordnete Ventil ein Druckregler ist, der getrennte Ventilelemente in Reihe enthält, wobei ein Element (93) auf die maximale Druckdifferenz anspricht, um den ersten Zufuhrkanal (16) zu schließen, und das andere Element (8.3) auf eine vorbcslimmte maximale Druckdifferenz zwischen <>5 dem Entlüftungskanaldruck und dem Almosphärendruck anspricht, um den Zufuhrkanal (16) zu schließen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dall der erste Zufuhrkanal (16) eine dauernd offene Düse (28) in dem Brennstofftank (24) aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im ersten Zufiihrkanal (Ib) angeordnete Ventil ein elektrisch betätigtes Ein-Aus-Ventil (102) ist, und daß die erste Einrichtung und Hilfseinrichtung zwei differenzdruckbetatigte Einrichtungen (103, 104) aufweisen, die in Reihe angeordnet sind, um das Ejn-Aus-Ventil zu steuern.

10. Einrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungsventil (111) zwischen dem ersten Zufuhrkanal (16) und dem Entlüftungskanal (58) angeordnet ist, das auf einen vorbestimmten Überdruck in dem Zufuhrkanal über den Entlüftungskanaldruck anspricht, um sich in die offene Stellung zu bewegen, so ddti inertes Strömungsmittel in den Brennstofftank (24) eingelassen wird.