Breunstoffzufuhreinrichtung für Gasturbinenanlagen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. eine Brennstoffzufuhreinrichtung für Gas turbinenanlagen, die eine Pumpe zur Förde rung von flüssigem Brennstoff in regulier barer Menge zu wenigstens einer Wirbeldüse aufweist.
Bei solchen Einrichtungen ist es be kannt, Mittel vorzusehen, um der Düse der Maschine Brennstoff in grösserer Menge zu führen zu können, als ihr momentaner Be triebszustand erfordert, um in der oder den Düsen eine solche Wirbelung aufrechtzuerhal ten, dass bei allen zugeführten Brennstoff mengen eine wirksame Aufteilung des Brenn stoffes in kleine Tropfen gewährleistet ist, wobei der überschüssige Brennstoff durch eine Rückströmleitiing einem Brennstoffsumpf oder dem Pumpeneinlass wieder zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine gegenüber dem Bekannten verbesserte Einrich tung der genannten Art zu schaffen.
CTemäss der vorliegenden Erfindung sind die Mittel zur Regulierung der der Düse zu zuführenden Brennstoffmenge derart ausge bildet, dass sie einen variablen Brennstoff strom zur Maschine ermöglichen, der grösser ist, als der momentane Betriebszustand der Maschine erfordert, wobei in einer Rück- strÖmleitung Mittel vorgesehen sind zur auto- matisehen Steuerung des Rückstromes über- sehüssigen Brenntoffes auf annähernd kon stante Menge.
Im britischen Patent Nr. 585127 der An- melderun ist. eine Brennstoffzufuhreinrichtung beschrieben, die eine Pumpe mit. variabler Förderung besitzt zur Förderung von Brenn stoff zu einer oder mehreren Wirbeldüsen, welcher Pumpe Mittel zum automatischen Steuern eines flüssigkeitsbetätigbaren Servo mechanismus zur Änderung der Pumpenför dermenge zugeordnet ist, während der Servo- mechanismus eine Rückströmleitung aufweist, durch welche überschüssiger Brennstoff unter der Steuerwirkung eines automatischen Ven tils abfliessen kann.
In diesem Fall strömt ein annähernd konstanter Strom von Über schüssigem Brennstoff durch eine Umleitung, welche zwei Punkte in der Steuervorrichtung verbindet, zwischen welchen eine annähernd konstante Druckdifferenz herrscht.
Die Einrichtung gemäss vorliegender Er findung unterscheidet sich von der genannten Ausführung dadurch, dass keine Umleitung vorgesehen ist und dass sie nicht an die Ver- wendung einer Pumpe mit variabler Förde rung gebunden ist.
Die Fig.1 und 2 der beiliegenden Zeich nung zeigen schematisch zwei Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung, die im allgemeinen der im genannten Patent Nr.585127 beschriebenen Einrichtung ent spricht. Mit u ist eine Pumpe der Schräg- scheibenbaüart mit 'bei konstanter Drehzahl variabler Förderung bezeichnet. Der Pumpe a sind flüssigkeitsbetätigbare Mittel zur auto- matisehen Änderung der Fördermenge von flüssigem Brennstoff zugeordnet.
Beim darge stellten Beispiel besitzen diese Mittel einen federbelasteten Koliben b, der gleitbar in einer zylindrischen Kammer c. angeordnet ist und der durch eine Stange<B>d</B> mit der winkelver stellbaren Sehrägscheibe e der Pumpe a ver bunden ist.. Das eine Ende der Kammer c steht über einem Kanal f mit einem zweiten Kanal g in Verbindung, der seinerseits mit einem dritten Kanal k in Verbindung steht. Der letztgenannte Kanal h dient zur Zufüh rung von Brennstoff vom Auslass der Pumpe a zu einer Mehrzahl von Wirbeldüsen i. Es könnte auch nur eine einzige solche Düse vor handen sein.
Der Kanal h wird nachfolgend Förderleitung der Pumpe genannt. Das an dere Ende der Kammer c steht. über einen weiteren Kanal ,j mit dem genannten zweiten Kanal g in Verbindung. Im Kanal g ist. eine Verengung l vorgesehen, und zwar an einer Stelle, die zwischen den Einmündungsstellen der Kanäle f und 7 in den Kanal g liegt.
Das nicht mit der Pumpenförderleitung li. verbun dene Ende des Kanals (g wird durch ein Ab lassventil k. gesteuert. Die Wirkungsweise der genannten flüssigkeitsbetätigbaren Mittel ist bekannt und braucht deshalb nicht weiter erläutert zu werden.
Es genügt, darauf hin zuweisen, dass der Kolben b sich unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes im Sinne einer Verminderung der Pumpenfördermenge bewegt, wenn das Ablassventil k geöffnet ist, und im Sinne einer Erhöhung der Pumpen fördermenge, wenn (las Ablassventil 1i- geschlos sen ist.
Zwischen der Pumpe a und den Düsen i sind in der Pumpenförderleitung 1i. Mittel zur Steuerung der Pumpenförderung angeordnet. Diese Mittel sprechen auf den Flüssigkeits druck in der Pumpenförderleitung an sowie auf den atmosphärischen oder auf einen oder mehrere andere Drücke. Beim gezeigten Bei spiel besitzen die Steuermittel ein Gehäuse 7a,, in welchem drei Hauptkammern gebildet sind und das einen Einlass r- und einen Auslass s besitzt, welche mit der Pumpenförderleitung li in Verbindung stehen.
Die Kammer o ist. zylinderförmig und ihr eines Ende besitzt. eine Verbindungsöffnung 15 mit dem Gehäuseeinlass r. Innerhalb der Kammer o ist ein federbelasteter Ventilkolben t angeordnet, der sowohl drehbar als auch axial gleitbar in der Kammer angeordnet ist. Der Ventilkolben t kann mittels eines zum Beispiel von Hand betätigbaren Hebels tc, der am Ventilsehaft -v angreift, gedreht wer den.
Axiale Verschiebung des Ventilkolbens t erfolgt in der einen Richtung automatisch durch Flüssigkeitsdruek, wie dies im nach folgenden beschrieben wird, und in der an dern Riehtung durch eine Druckfeder ir, welche am Ventilschaft. -t, angreift.
Neben der zylindrischen Kammer o ist eine weitere Kammer angeordnet, die durch eine biegsame Membran x in zwei Abteile p1, p2 unterteilt ist. Die 1Tembran x ist durelt eine Zugfeder y belastet. Das Abteil p1 steht durch einen Kanal z mit der zylindrischen Kammer o in Verbindung, während das andere Abteil h.> mit dem Gehäiuseauslass s in Verbindung steht. Ferner steht (las Abteil p2 durch eine Öffnung ?, ebenfalls mit der Kammer o in Verbindung.
Der Durchfluss durch diese Öffnung ? wird durch einen Einschnitt. 3 am Rande des Ventilkolbens t so gesteuert, dass die Durchlassquerschnittsfläehe durch Drehen und axiales Verschieben des Ventilkolbens t verändert werden kann. Die Membran x ist somit der Differenz der Flüssigkeitsdrücke auf der Einlass- und der Auslassseite des Ven tilkolbens t ausgesetzt.
Die Ausbiegung der Membran, die als Folge dieser Drticl@differetiz auftritt, wird zur Betätigung des Hebels -1 benützt, welcher (las Ablassventil k trägt. Der Hebel :T ist entgegen der Wirkung einer Feder 5 mittels eines Stössels 6 an der --Nletti- bra.n x betätigbar.
Ein Kanal 7 verbindet. die Kammer q mit der Atmosphäre. In dieser Kammer ist ferner eine barometrische Vorrichtung 8 angeordnet, welche durch eine Anzahl auf atmosphärischen Druck ansprechende Dosen. gebildet wird. Die barometrische Vorrichtung 8 dient zum axia- len Bewegen des Ventilkolbens t bei Änderuin- gen des Atmosphärendruckes. Zu diesem Zweck stehen die beiden Enden der Kammer o durch einen engen Durchlass 10 miteinander in Verbindung.
Der Durchlass 10 ist mit einem einstellbaren Drosselorgan 11 versehen und dient zur Zuführung von Brennstoff vom Ctehäuseeinlass r zum entfernteren Kammer ende. Dieses Kammerende steht ferner mit einem Auslasskana.l 12 in Verbindung, der durch ein zweites Ablassventil 13 gesteuert wird, das von einem Hebel 11 getragen wird. Der letztere wird durch die barometrische Vorrichtung 8 betätigt.
Der Teil des Gehäuses ia, in dem das zweite Ablassventil 13 ange ordnet ist, ist von den Kammern<I>o,</I> p1, p2, <I>q</I> getrennt und durch einen Kanal 9 mit dem Einlasskanal hl der Pumpe verbunden. Die zylindrische Kammer o ist durch die Öffnung 15 mit dem Gehäuseeinlass r in Verbindung. Die Querschnittsfläche der Öffnung 15 kann durch ein Schliessorgan, das auf dem Ventil schaft v angeordnet ist, verändert werden.
Die Wirkung der beschriebenen Steuer mittel der Pumpe hängen von der Differenz der auf den beiden Seiten der Membran x herrschenden Driicke ab. Eine Ausbiegung der Membran zufolge eines Überwiegens des im Abteil p1 herrschenden Druckes dient zur Be tätigung des Ablassventils k zwecks Änderung der Fördermenge der Pumpe ca.
Bei dem im genannten Patent beschrie benen Beispiel sind die beiden Kammer abteile p1, p"> durch eine Umwegleitung mit einander verbunden, welche eine verengte Öffnung aufweist. Beider beschriebenen Ein- riclit.ung der vorliegenden Art ist eine solche Umwegleitung nicht erforderlich und der ge- wünsehte Brennstoffüberscliuss zu den Düsen wird durch entsprechendes Einstellen des Einschnittes 3 im Kolben t, bezüglich der Öff nung 2 erreicht.
Den Düsen i ist eine Rückströmleitung 20 zugeordnet, welche von der Wirbelkammer der Düsen zu einer Leitung 21 führt, die mit. einer Leitung 22 verbunden ist. Die Lei tung 22 dient. der Rüekfülirung von über schüssigem Brennstoff von den Düsen i zu einem Sumpf 23. Anstatt in einen solchen Sumpf kann die Rückführung des Brennstoff überschusses auch in einen andern Teil der Einrichtung erfolgen, der mit der Pumpen einlassleitung hl verbunden ist.
In der - Lei tung 22 ist eine verengte Öffnung 24 vorge sehen, an welcher sich eine Druckdifferenz ausbilden kann; in dieser Leitung ist ferner ein Steuerorgan 25 irgendeiner bekannten Bauart zugeordnet. Beim' gezeichneten Bei spiel ist dieses Organ 25 ein Steuerschieber, der in einem Hohlkörper 26 angeordnet ist. Der Hohlkörper 26 ist durch eine Trennwand 27 unterteilt. Der Steuerschieber 25 ist dazu bestimmt, die zurückfliessende Brennstoff menge zu steuern. Das andere rechts von der Trennwand 27 liegende Hohlkörperabteil ist durch eine querliegende biegsame Membran 28 unterteilt.
Diese Membran 28 ist durch eine Feder 29 belastet und mittels einer Stange 30 mit dem Steuerschieber 25 verbunden. Die auf beiden Seiten der Membran 28 lie genden Abteile stehen je durch einen Kanal 31 mit. der Leitung 22 in Verbindung, und zwar auf 'beiden Seiten der verengten Öffnung 24. Der Steuerschieber 25 wird zwecks Änderung des Stromes durch Druckdifferenz an der Membran 28 betätigt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung wird den Düsen i mittels einer Pumpe 30 mit variabler Förderung Brennstoff durch eine von Hand einstellbare Drossel zugeführt. Die Pumpe entnimmt den Brennstoff einem Tank 31. In der zu den Düsen führenden Pumpen- förderleitung ist eine Steuervorrichtung an geordnet. Letztere weist in einem Teil 33 ein Drosselorgan 34 auf.
Das Drosselorgan 34 ist in einer Öffnung 3@5 axial bewegbar, und zwar mittels eines Hebels 36, der über eine Zahn stange und ein Zahnrad 37 wirkt. Die Ein lass- und die Auslassseite der Öffnung 35 stehen durch den Kanal 38 bzw. 39 mit den beiden Seiten einer biegsamen Membran 40 in einer Kammer 41 in Verbindung. Die Mem bran 40 spricht auf die Differenz der auf ihren beiden Seiten herrschenden Brennstoff drücke an. Die Membran 40 ist mittels einer Stange 42 mit dem Hebel 43 verbunden, der einen Ventilkörper 4=4 trägt.
Der letztere dient zur Steuerring der Ablassleitung des Servo mechanismus, der seinerseits die Pumpenför dermenge steuert. Durch die Ablassleitimg strömende Flüssigkeit gelangt durch die Lei tung 47 zurück zum Einlass der Pumpe.
Nach dem Passieren der Drossel strömt der Brennstoff durch die Leitung 48 zu den Düsen, wobei überschüssiger Brennstoff durch eine Rückströmleitung 49 zum Pumpeneinlass zurückströmt. Im Teil 50 ist ein Steuermittel für diese Rückströmung vorgesehen.
Das genannte Steuermittel weist ein Ven til 51 auf, das den Durchfluss durch eine Öffnung 52 steuern kann. In einer Leitung 53, welche zur Öffnung 52 führt, ist ein ver engter Durchlass 54 vorgesehen. Der Ventil körper 51 ist durch eine Stange 55 mit einem Kolben 56 verbunden, der in einer zylindri schen Kammer 57.angeordnet und durch eine Feder 58 belastet ist. Die beiden Enden der Kammer 57 sind auf den beiden Seiten des verengten Durchlasses 54 mit der Leitung 53 verbunden, und zwar mittels der Kanäle 59, 60.
Die Anordnung ist dabei derart, dass die Rückströmmenge von überschüssigem Brenn stoff durch die am Durchlass 54 vorhandene Druckdifferenz bestimmt ist.
Natürlich ist. die Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, und wie schon erwähnt, kann die Steuerung der Strö mungsmenge zwischen Pumpe und Brenner düsen auch anders als durch Steuerung der Pumpenförderung erfolgen. So kann der Strom mittels einer Drossel in der Pumpen- förderleitung gesteuert werden, oder durch eine Drossel in einer Umwegleitung, wobei ein Teil des Brennstoffes von der Förderleitung abgezweigt wird.
In allen Fällen jedoch ist die Ausbildung so, dass der Rückstrom von überschüssigem Brennstoff in annähernd kon stanter Menge erfolgt, und zwar unter der Steuerwirkung des auf die Druckdifferenz in der Rückströmleitung ansprechenden Organes.