CH281552A - Gasturbinenanlage. - Google Patents

Gasturbinenanlage.

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CH281552A
CH281552A CH281552DA CH281552A CH 281552 A CH281552 A CH 281552A CH 281552D A CH281552D A CH 281552DA CH 281552 A CH281552 A CH 281552A
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CH
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fuel
valve
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power supply
gas turbine
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Limited Rolls-Royce
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Rolls Royce
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/32Control of fuel supply characterised by throttling of fuel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Description


      Gasturbinenanlage.       Die     vorliegende        Eifindung    bezieht sich auf       Clastarbinenanlagen,    z. B. Strahltriebwerke,  die zum Antrieb des     Kompressors    eine     Gxas-          ttii-hine    aufweisen.  



  Zum Anlassen einer     Gasturbinenanlage          wird    üblicherweise ein     Anlassmotor    verwendet,  mittels welchem der Rotor der     Anlage    auf  eine     gewisse    Drehzahl     gebraelit    wird, die aber       ini    allgemeinen nicht sehr hoch ist, da die  verfügbare Leistung eines solchen     -Motors    im       Vergleich    zur     Turbinenleistung-    nur gering  ist.

   Daraus geht hervor, dass die Anlage bei  einer Drehzahl, mit welcher sie der     Anla.ss-          wotor    antreiben kann, aus eigener Kraft muss       ablaufen    können. Der     Verbrennungsprozess     und die     Kompressoreharakteristik    sind bei  einer     Gasturbinenanlage    aber derart, dass beim       :

  Nilassen    der Anlage     unproportionale        Ände-          rungen    im Verhältnis zwischen Luft- und       Brennstoffströmung    auftreten können, was  hohe Temperaturen bewirken kann, die zu       Beschädigungen    der     Anla-e    führen können.  



  Durch die erfindungsgemässe Ausbildung       der        C-fastttrbinenanla\;re    sollen solch hohe Tem  peraturen     vermieden    werden. Erfindungsge  ist     ztt    diesem Zweck bei einer     Gastur-          liinenanlage    mit einem Brennstoffsystem, das       zni-        Brennstoffspeisung    der     -Maschine    eine  1     ti-iiekleitun\"    besitzt, eine     Anzapfleitunb        vor-          geselien,    durch welche Brennstoff     aus    der       1)

  i-uekleit.ung    abgezapft werden kann, ferner       eiti    elektrisch     betätigbares    Ventil zum An  und Abstellen der     Anzapfunj    von Brennstoff    aus der Druckleitung in die     Anzapfleitung,          Stromzuführleitungen    zur     Betätigung    des Ven  tils, ein mittels Schwachstrom     betätigbares     Relais zur Steuerung der     Stromzufuhr    zum  Ventil und eine     thermoelektrisehe,    auf Tem  peraturänderungen im heissen Arbeitsgas der  Maschine ansprechende Vorrichtung, die mit  dem erwähnten Relais derart verbunden ist,  dass,

   wenn die Temperatur dieses heissen       Arbeitsgases    einen vorbestimmten Wert über  schreitet, dem Ventil Strom zugeführt wird  zum Öffnen dieses Ventils, um     aus    der Druck  leitung Brennstoff abzuzapfen, wodurch die  Temperatur .des heissen Gases gesenkt werden  kann.  



  Diese Anordnung ermöglicht bei Anwen  dung von     Standard-Thermoelementen,    die not  wendigen baulichen Einrichtungen verhältnis  mässig einfach und leicht     bedienbar    zu ge  stalten. Bei Verwendung solcher Standard  Thermoelemente als     thermoelektrisehe    Vor  richtung kann auch die Verwendung von     Ver-          stärkerröhren    vermieden werden. Das Relais  ist     zweckmässig    ein polarisiertes Relais.  



  Die     Anzapfung    aus der     Brennstoffdruelz-          leitung    geschieht zweckmässig durch eine  kleine     Öffnung    von festem Querschnitt, so  dass, wenn das Ventil offen ist, eine vorbe  stimmte Brennstoffmenge aus der Brennstoff  leitung abgezapft. werden kann.  



  An Hand der beiliegenden Zeichnung soll  ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs-           gegenstandes    näher erläutert werden. Es  zeigen       Fig.    1 eine Seitenansicht eines Strahltrieb  werkes,       Fig.    2 in     grösserem    Massstab schematisch  Teile eines     Brennstoffsystems    mit zugehöriger  Steuerung und       Fig.    3 eine Variante zu     Fig.    2.  



  Das in     Fig.    1 dargestellte     Strahltriebwerk     besitzt einen Kompressor 10 mit einem dop  pelseitigen     Lufteinlass    11, wobei der     Kom-          pressor    10 durch die Kanäle 12 zur Förde  rung von verdichteter Luft. in ringförmig an  geordnete Brennkammern 13 bestimmt     ist,    in  welche aus einer     Verteilleitung    14 mittels  Zweigleitungen 15 und Einspritzdüsen 16  Brennstoff eingespritzt. werden kann.

   Der  Brennstoff wird in der Luft in den     Brenn-          kammern    13 verbrannt, und die Verbrennungs  produkte werden mit der überschüssig vor  handenen Luft     mittels    einer Düsenvorrich  tung 18 einer     Turbine    17,     zwecks        Antriebes     derselben, zugeführt.

   Zum Antrieb des     Kom-          pressors    ist die Turbine 17 in bekannter Weise  mittels einer Welle mit dem Kompressor 10 ver  bunden und die von der Turbine 17 ausgestosse  nen Abgase gelangen in eine Abgasleitung 19,  die ein     Strahlrohr        19a    aufweist, durch welches  diese Abgase zur     Schuberzeugung    mit hoher       Geschwindigkeit    in die Atmosphäre ausge  stossen werden.

   Der     Verteilleitung    14 wird  der Brennstoff mittels einer Brennstoffpumpe  20 zugeführt, die an der Maschine     befestigt     und     derart.    angeordnet ist, dass sie über ein  in einem Gehäuse 21 untergebrachtes Getriebe  durch die Maschine     antreibbar    ist. Die Brenn  stoffzufuhr zur     Verteilleitung    14 und damit  zu den Einspritzdüsen 16 ist. mittels einer  Drossel 22 steuerbar, wobei die Brennstoff  pumpe 20 und die     Drossel    22 zweckmässig  auf bekannte Art als Einheit ausgebildet sind,  -um ihre Montage am     Maschinengehäuse        zit     erleichtern.  



  Das Getriebegehäuse 21 trägt einen Elek  tromotor 23, der durch das im Gehäuse 21  angeordnete Getriebe mit der Maschine ver  bunden ist. und zum Anlassen der     letzteren     dient.    In     Fig.        'ist        das    Brennstoffsystem und  der     Anlasserstromkreis    schematisch darge  stellt. Ersteres weist einen Brennstofftank 24  auf, aus welchem der     Brennstoff    mittels der  Pumpe 20 durch eine     Sangleitung    25 geför  dert und nach     Passieren    der Drossel 22 durch  eine Speiseleitung 26 den Einspritzdüsen 16       zugeführt    wird.

   Der     Anlassermotor    23 ist  zweckmässig ein Gleichstrommotor und wird  über Leitungen 27 von einer entsprechenden  Gleichstromquelle     gespeist.    Die Stromzufuhr  zum Motor 23 ist durch einen Knopfschalter  28 steuerbar. Beim Anlassen der Maschine  wird der Motor 23 zum Antrieb der Maschine       benützt    bis auf eine Drehzahl, die nicht be  sonders hoch ist im Verhältnis zur Nenndreh  zahl der Maschine. Dies kommt daher, dass  die nutzbare Leistung des Motors 23     vergli-          ehen    mit der effektiven     Leistung    der Turbine       7.7    nur gering ist.

   Die Maschine muss deshalb  bei der niederen Drehzahl, auf welche sie vom  Motor 23     antreibbar    ist., aus eigener Kraft  anlaufen können,     Lind    es hat sich gezeigt, dass  beim Anlassen der Maschine     unproportionale          Änderungen    des     Brennstoff-Luft-Verhältnis-          ses    in den Brennkammern 13 und dadurch  ernstliche     Beschädigungen    der Maschine auf  treten können infolge eines     Brennst.offüber-          sehusses    und     dementsprechend    hohen Tempe  raturen in den Brennkammern, der Turbine  und dem Abgasrohr.  



  Mittels der     erfindungsgemässen    Anord  nung kann ein     Überhitzen    während des An  lassens der Maschine auf einfache Weise ver  mieden     werden,    wobei im dargestellten Bei  spiel folgende Anordnung     getroffen    ist:  In der Speiseleitung 26 stromabwärts der  Drossel 22 ist ein Ventil 29     vorgesehen,        dessen     Ventilkörper 29a die     Anzapfung    von Brenn  stoff aus der Speiseleitung 26 in die     Anzapf-          leitung    30 an- und abstellen kann, wobei die       Anzapfleitung    30 vom Ventil 29 zurück zum  Brennstofftank 24 führt.

   Eine feste     Einschnü-          rung    31 ist in der     Anzapfleitung    30 strom  abwärts des Ventils 29 vorgesehen. Der Ven  tilkörper     29a    wird von einem Anker     32a    einer       Solenoidborriehtung   <B>32</B> getragen, die über  Leitungen 33, welche     parallel    zum Motor 23      mit den Leitungen 27 verbunden sind, mit  Strom versorgt werden kann.

   Ausser der  Steuerung mittels des Knopfschalters 28 ist  die Stromzufuhr zur     Solenoidvorriehtung    32  auch mittels     eines    polarisierten Relais     3.1,        34a     steuerbar,     dessen    Spule 34 durch Schwach  strom     betätigbar    ist.  



  Die Spule 34 des Relais ist in einen Strom  kreis eingeschaltet, der     Relais-Schalterkon-          takte        35a    besitzt, deren Betätigungsspule 35  parallel zum     Anlassermotor        geschaltet    ist, so       dass    ,sie Strom empfängt-, wenn dem     Anlasser-          inotor    23 Strom     zugeführt    wird;

   ferner weist       dieser    Stromkreis mehrere     Thermoelemente     3ss auf, die miteinander in Serie verbunden       und    in der     Wandung    des Strahlrohres     19a     angebracht sind, so dass sie auf die Tempera  tur des Gases im Strahlrohr     ansprechen        kön-          iicn,        arid    ferner ist ein     einstellbarer    Wider  stand 37 vorgesehen.

   Ferner ist eine Vorrich  tung 38 bekannter Bauart zum Kompensieren  von Temperaturänderungen an den     Kaltstellen     der     hintereinanderäeschalteten        Thermoele-          inente    vorgesehen, damit Fehlanzeigen infolge  Änderungen der Temperatur der Kaltstellen  vermieden sind, sowie eine Vorrichtung 39  ebenfalls bekannter Art zum     Konstanthalten     der an die Vorrichtung 38 angelegten Span  nung.

   In der Vorrichtung 38 ist eine vier  armige Brücke vorgesehen, von welcher der  Arm     38a.    derart temperaturempfindlich ist,  (lass das Verhältnis der an den die     Thermo-          eleinente    enthaltenden Stromkreis angelegten       Spannung    zu der durch die Vorrichtung 39  gelieferten konstanten Spannung so geändert  wird, dass Temperaturänderungen an den  Kaltstellen der     Thermoelemente    ausgeglichen  werden. Der bewegliche Kontakt der Kontakte       35a    ist. durch eine Feder 40 federbelastet und  wird dadurch von dein zum Zusammenwirken  mit diesem bestimmten Kontakt. entfernt ge  halten, über welchen der Stromkreis der Re  laisspule 34 geschlossen werden kann.

   Der       Widerstand    37 dient, zum     E,instellen    der Tem  peratur, welche die Fleissstellen der     Thermo-          elemente    36 erreichen müssen, bevor die Kon  takte     34a    des     scliwaehstrombetätigbaren,    pola  risierten Relais 34     .geschlossen    werden.

      Die     Wirkungsweise    der     beschriebenen    Ein  richtung ist folgende:  Beim Anlassen ist der Knopfschalter 28  geschlossen, wodurch Strom durch den Star  termotor 23 und die Relaisspule 35 fliesst,  so dass die Kontakte     35a    geschlossen werden  und so den     Stromkreis    der     Thermoelemente     36, des Widerstandes 37 und der Relaisspule  34 schliessen.  



  Wenn nun der Maschine ein     überschuss     an Brennstoff zugeführt wird und die Tem  peratur im Strahlrohr, auf welche die     Thermo-          elemente    36 ansprechen, einen bestimmten  Wert überschreitet, z. B. 550  C, bewirkt der  von den     Thermoelementen    36 durch die Re  laisspule 34 fliessende Strom ein Schliessen der  Kontakte 34a, so dass das     Solenoid    32 erregt  wird und sich das Ventil 29 öffnet., um ein Ab  zapfen von. Brennstoff aus der Speiseleitung 26  zu ermöglichen, welcher Brennstoff zum Tank  24 zurückgeführt wird.

   Dadurch wird die       Brennstoffzufuhr    zur Maschine herabgesetzt  und     demzufolge    die Temperatur, welcher die       Thermoelemente    36 ausgesetzt sind.     Wenn     diese Temperatur, der die     Thermoelemente     36 ausgesetzt sind, unter den gewählten Wert  fällt, öffnen sich die Kontakte     34a,    und  das Ventil 29 wird geschlossen, wodurch die  normale Brennstoffzufuhr wieder hergestellt  ist.  



  Die an der Leitung 22 abgezapfte Brenn  stoffmenge ist. bestimmt durch den Quer  schnitt der Verengung 31 in der     Anzapf-          leitung    30 und ist proportional dem Förder  druck der Brennstoffpumpe 20. Im gezeich  neten Beispiel sind die     Thermoelemente    36  derart angeordnet, dass sie während des Nor  inalbetriebes der Maschine an die Tempera  tur-Anzeigevorriclitung 41 im Pilotensitz an  geschlossen werden können; zu diesem Zweck       ist.    der bewegliche Kontakt     35a    des     Relais     35,     35a    derart angeordnet, dass er, wenn  kein.

   Strom durch die Spule 35 fliesst, gegen  einen festen Kontakt     35b    anliegt, um einen  Stromkreis     zu    schliessen, an welchen die     Tem-          peratur-Anzeigevorrichtung    41 und die       Thermoelemente    36 angeschlossen sind. Da  durch ist diese Vorrichtung 41 beim     Anlassen         nicht mit den     Thernioelementen    36 verbunden,  dagegen sind, wenn der Knopfschalter 28  offen ist, die     Thermoelemente    36 mit der Vor  richtung 41 verbunden, die dadurch     wirksam     wird.

   Es ist ersichtlich, dass beim beschriebe  nen Beispiel das Relais 34,     34a    derart ver  bunden. ist, dass es nur beim Anlassen wirk  sam ist. Wenn dagegen der Temperaturwert,  bei welchem das Relais<I>34,</I>     34ca    wirksam ist,  höher gewählt ist. als die im Normalbetrieb  höchstzulässige Temperatur der Maschine,  kann das Relais 34,     34a.    derart an die Leitun  gen 27 angeschlossen sein, dass es immer dann  erregt wird, wenn die     Normalbetriebstempera-          tur    der Maschine überschritten wird. Ein sol  ches Brennstoffsystem mit.     Anlasserstromkreis     ist schematisch in     Fig.    3 dargestellt.

      Es ist zu bemerken, dass die Erfindung  einfache Mittel zur Verhinderung einer un  zulässigen Temperatursteigerung in der Ma  schine beim Anlassen vorsieht, wobei kompli  zierte Bauteile, wie Röhrenverstärker, zur Be  tätigung eines     Anzapfventils    mittels eines  relativ schwachen Stromes oder Ausgangs  Spannung eines     Standard-Tliermoelemeiites     vermieden werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Gasturbinenanlage mit einem Brennstoff system, gekennzeichnet durch eine Drucklei tung, zur Speisung der Maschine mit Brenn stoff, eine Anzapfleitung, durch welche Brenn stoff aus der Druckleitung abgezapft werden kann, ein elektrisch betätigbares Ventil zum An- und Abstellen der Anzapfung von Brennstoff aus der Druckleitung in die An zapfleitung, Stromzufuhrleitungen zur Betä tigung des Ventils, ein mittels Schwachstrom betätigbares Relais zur Steuerung der Strom zufuhr ztim Ventil und eine thermoelektrische,
    auf Änderungen der Temperatur im heissen Arbeitsgas der Maschine ansprechende Vor richtung, die mit dem erwähnten Relais der art verbunden ist, dass, wenn die Temperatur des heissen Gases einen vorbestimmten -Wert überschreitet, dem Ventil Strom zugeführt wird zum Öffnen dieses Ventils, um aus der Druekleitung Brennstoff abzuzapfen.
    UN TERANSPRL'CIIE 1. Gasturbinenanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzapflei- tung eine feststehende Verengung aufweist, so dass die aus der Druckleitung, abgezapfte Brennstoffmenge proportional dem Brenn stoffdruck ist..
    2. Gasturbinena.nlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil mittels einer elektromagnetischen Vorrichtung betätigbar ist und dass die Kontakte des mit tels Schwachstrom betätigbaren Relais mit den Stromzuftihrleitungen zu der elektro magnetischen Vorrichtung verbunden sind lind dass die Spule dieser Vorrichtung mit der theinnoelektrischen Vorrichtung verbind- bar ist.
    3. Gasturbinenanlage nach Unteransprueli 2, gekennzeichnet durch einen Anlasser-Elek- tromotor zum Anlassen der Anlage, der mit Strom aus den Stromzufuhrleitungen des elektrisch betätigbaren Ventils gespeist wer den kann, und ferner durch Anlasssehalt- mittel, die zum Anlassen betätigbar sind,
    um den erwähnten -Motor und das elektrisch be- tätigbare Ventil an die Stromzufuhrleitungen anzuschliessen. 4. Gasturbinenanlage nach Unteransprueli 3, gekennzeichnet durch eine Temperatur Anzeigevorrichtung solcher Anordnung, dass sie im Normalbetrieb der Anlage mit der thermoelektrischen Vorrichtung- \ verbunden ist, und relaisbetätigbare Schaltmittel,
    die durch das Betätigen der Anlassschaltmitt.el die Verbindung zwischen der thermoelektri- sehen Vorrichtung und der Temperatur-An- zeigevorrichtung unterbrechen und die thermo- elektrische Vorrichtung mit der Spule des mittels Schwachstrom betätigbaren Relais ver binden.
CH281552D 1948-07-02 1949-06-25 Gasturbinenanlage. CH281552A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1077003B (de) * 1954-06-18 1960-03-03 Thompson Prod Inc Regeleinrichtung bei Strahltriebwerken
DE1226829B (de) * 1962-01-29 1966-10-13 Saurer Ag Adolph Drehzahlregeleinrichtung fuer mit fluessigem Brennstoff betriebene Gasturbinenanlagen

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