Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Zusatzmediums zu einer Brennkraftmaschine. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Zusatzmediums zu einer Brenn- kraftmaschine zur Regulierung der Wellen leistung der Maschine. Die Brennkraftma- schine kann sowohl eine Kolbenbrennkraft- masehine als aneh eine Gasturbinenanlage sein.
Ein besonderes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung können beispielsweise als Triebwerke für Flugzeuge bestimmte Brennkraftmaschinen sein; die Erfindung kann in gewissen Fällen auch bei Brennkraft- masehinen angewendet werden, die zum An trieb anderer Fahrzeuge, z. B. Schiffe, be stimmt sind, oder bei Brennkraftmaschinen stationärer Anlagen.
Es wurde schon vorgesehlagen und in ge wissen Fällen auch praktisch erprobt, zusätz- lich zur normalen Brennstoffzufuhr zur Ma schine ein Zusatzmedium in die Maschine ein zuführen, um die von der Maschine abgege bene Leistung zu erhöhen. Es ist bekannt, dass die von einer Gasturbinenanlage oder einer Kolbenbrennkraftmasehine abgegebene Lei stung von den atmosphärisehen Verhältnissen beeinflusst wird. So kann z. B. die durch eine solche Maschine bei ihrer maximalen Dreh zahl erzeugte Leistung bei hoher Umgebungs temperatur stark abfallen, gegenüber derjeni gen Leistung, welche die Maschine bei jener Umgebungstemperatur abgibt, für welche sie gebaut wurde.
Dies ist von besonderer Be- deutung, wenn die Maschine zum Antrieb eines Flugzeuges bestimmt ist, da in solchen Fällen die maximale Leistung der Maschine auch bei hohen Umgebungstemperaturen ver fügbar sein sollte, z. B. während des Startens des Flugzeuges. Um die Leistung der Ma schine bei hohen Umgebungstemperaturen zu erhöhen, kann der Maschine in diesem Fall ein Zusatzmedium zugeführt werden, und die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaf fung von Mitteln, welche ein Steuern .dieser Zufuhr von Zusatzmedium in gewünschter Weise ermöglicht.
Unter der Bezeichnung Zusatzmedium sollen auch solche Medien verstanden sein, welche der Maschine zu Kühlmvecken oder zur Erhöhung des Massendurchflusses von Arbeitsmedium durch die Maschine zugeführt werden, z. B. durch Zuführen des Mediums zum Lufteinlass der Maschine. Als Zusatz medien kommen Wasser, Mischungen von Wasser und Methanol. und in gewissen Fällen gewöhnlicher Brennstoff in Betracht, in wel chem Fall der zusätzliche Brennstoff zweck mässig durch den von den Zuführungsmitteln der normalen Brennstoffmenge unabhängige Mittel zugeführt wird.
Die :Steuereinrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine kann dazu bestimmt sein, Änderungen. der atmo sphärischen Verhältnisse, wie Temperatur und Druck, auszugleichen. Erfindungsgemäss be sitzt die Steuereinrichtung auf das Ma.schi- nendrehmoment ansprechende Mittel zur Steuerung der Förderung des Zusatzmediums zur Maschine in Abhängigkeit vom Maschi nendrehmoment.
Die Anordnung ist zweck mässig derart, dass die auf das Masehinen- drehmoment ansprechenden Mittel die Zu fuhr des Zusatzmediums so steuern, dass die Zufuhr mit abnehmendem Drehmoment zu nimmt und umgekehrt, um das Drehmoment der Maschine auf einem vorbestimmten Wert zu halten.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Erfin dungsgegenstandes werden die auf das Ma- nendrehmoment ansprechenden Mittel bei Drehzahlen der Maschine wirksam, die über einem vorbestimmten Wert liegen.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel sprechen die auf das Drehmoment der Ma schine ansprechenden Mittel auch auf die effektive Maschinendrehzahl oder auf eine Solldrehzahl an, die mittels einer Drehzahl- wählvorrichtung der Maschine einstellbar ist, und zwar so, dass, wenn die effektive Dreh zahl der Maschine oder die eingestellte Soll drehzahl zunimmt, auch der vorbestimmte Wert des Maschinendrehmomentes, welcher mittels der Steuereinrichtung aufrechterhal ten werden soll, zunimmt.
Somit entspricht jeder Wert der Maschinendrehzahl, bei wel chem die Steuereinrichtung wirksam ist, einem bestimmten Wert des Drehmomentes, welcher Wert durch Steuertalg der Zufuhr des Zusatzmediums mittels der Steuereinrich- tung gemäss der Erfindung aufrechterhalten wird. Es versteht sieh, dass jedem solchen Wert der Maschinendrehzahl ein bestimmter Wert der von der Maschine erzeugten Lei stung entspricht.
Die Anordnung kann derart sein, dass der gewählte Wert des Maschinendrehmomentes bei zunehmender Maschinendrehzahl derart abnimmt, dass der entsprechende Wert der Maschinenleistung konstant bleibt. So kann die Zufuhr von Zusatzmedium in Abhängig keit vom Maschinendrehmoment so gesteuert werden, dass ein bestimmter Wert der Ma schinenleistung aufrechterhalten wird.
Die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass sie wirksam ist, wenn die Umge bungstemperatur höher ist als jene, für wel che die Maschine gebaut ist, um die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine so zu steuern, dass die Maschinenleistung bei der genannten höheren Temperatur annähernd gleich der jenigen Leistung ist, welche die Maschine bei jener Temperatur erzeugt, für welche die Ma schine gebaut ist. Es ist zu bemerken, dass die Zufuhr von Zusatzmedium zur Masehine so begrenzt werden kann, dass auch bei hohen Umgebungstemperaturen, z.
B. in den Tropen, die Entwicklung eines übermässigen Dreh momentes nicht möglich ist, welches Dreh moment ein Überbeanspruchen oder C ber- hitzen gewisser Teile der Maschine verur sachen könnte.
Bei einem Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemässen Steuereinrichtung sind Dreh- momentmessmitt:el vorgesehen, die mit der Ab triebswelle der Maschine verbunden sind und in welchen ein Flulddruek erzeugt wird, der eine Funktion des Drehmomentes dieser Welle ist. Ferner besitzt diese Steuereinriehtung eine Durchflussreguliereinrichtung, durchwel- che das Zusatzmedium strömen kann.
Ferner ist dann eine auf Druek ansprechende Vorrich tung vorgesehen, welche auf den Fluiddruck im Drehmomentmesser anspricht. Die Durch flussreguliereinrichtung kann. ein Ventil auf weisen, durch welches das Zusatzmedium strömt, und einen Servomotor, der einen Kol ben aufweist, der einen ZB-linder in zwei Räume unterteilt und mit dem genannten Ventil wirkungsverbunden ist, ferner eine Quelle für unter Druck stellendem Fluidum zur Betätigung des Servomotors und Steuer organe, um die genannte Quelle mit den. ge nannten Druckräumen zu verbinden.
Die auf den Fluiddruck des Drehmomentmessers an sprechende Vorrichtung ist in diesem Fall so angeordnet, dass sie die genannten Steuer organe betätigt, um das Ventil so zu steuern, dass die Zufuhr von Zusatzmedium zur lla. sehine vom genannten Drehmoment abhängt.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel sind die auf das -Maschinendrehmoment an- sprechenden Mittel zur Steuerung der Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine so angeord net dass sie auch auf den Atmosphärendruck ansprechen, um die Zufuhr des Zusatz mediums zur Maschine in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck zu steuern.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes dargestellt, und zwar im Zusammen hang mit einem solchen Drehmomentmesser, in welchem ein Fluiddruck erzeugt wird, wel cher dem durch die Maschine erzeugten Dreh moment proportional ist. Es zeigt: Fig.1 schematisch ein erstes Beispiel der Steuereinrichtung, Fig. 2 schematisch ein zweites Ausfüh rungsbeispiel, Fig. 3 schematisch ein drittes Beispiel, Fig. 4 schematisch eine Brennkraftmasehine mit einer Steuereinrichtung, Fig.4A schematisch und in grösserem Massstab einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4 und Fig.5 schematisch eine ausführlichere Darstellung der Einrichtung gemäss Fig.4. Beim Beispiel gemäss Fig.1 ist eine nicht gezeichnete Pumpe zur Förderung von Zu satzmedium zur Maschine vorgesehen.
Im Förderweg des Zusatzmediums ist eine Durch flussreguliervorrichtung 10 mit einem den Durchfluss durch eine Öffnung 10b steuern- clen Ventilkörper 10a vorgesehen. Der Ventil körper l0a ist mittels eines Servomotorkolbens 11 einstellbar, der in einem Zylinder 12 ver schiebbar angeordnet ist. Dem Zylinderrahm 12a auf der dein Ventilkörper 10a näheren Seite des Kolbens 11 wird Druckfluidum (Drucköl) zugeführt, während der auf der andern Kolbenseite liegende Zylinderraum 12b mit dem Raum 12a durch eine Leitung 14 mit einer Drosselstelle 13 verbunden ist und ausserdem an eine Abflussleitung 15 ange schlossen ist, wobei ein Ventil 16 den Ausfluss aus dieser Leitung 15 steuert.
Eine Druck feder 17 ist im Zylinderraum 12b angeordnet und belastet den Kolben 11 im Sinne des Ver schiebens des Ventilkörpers 10a derart, dass der wirksame Querschnitt der Öffnung l0b der Durchflussreguliervorrichtung verkleinert wird.
Der Ventilkörper des Abflussventils 16 ist eine Halbkugel, die am freien Ende eines Armes 18 angeordnet ist, der seitlich von einem zylindrischen Zapfen 19 wegragt, der an seinen Enden an mit Abstand voneinander angeordneten Metallmembranen 20, 21 befe stigt ist. Die Membranen 20, 21 sind in einem zylindrischen Gehäuse 22 eingeordnet und unterteilen dieses in drei Abteile 23, 24 und 25. Das Abteil 23 zwischen den beiden Mem branen 20, 21 ist durch eine Leitung 26 mit einem das Servomotoröl enthaltenden Sumpf verbunden, welchem Sumpf das Öl durch das Ventil 16 hindurch zuströmt. Das über der Membran 21 liegende Abteil 24 ist durch eine Leitung 2 7 mit der Atmosphäre verbunden, so dass der Druck in diesem Abteil gleich dein Atmosphärendruck der Umgebung ist.
Das Abteil 25 unter der Membran 20 ist evakuiert. Auf den Zapfen 19 wirkt eine schräg zu ihm angeordnete Stossstange 28, so dass der Zap fen axial bewegbar ist, welche Bewegung das Öffnen des Ventils 16 steuert. Dein Bewegen des Zapfens 19 rechtwinklig zu seiner Axe wirkt die Steifheit der Membranen 20, 21 ent gegen. Die Stossstange 28 steht an ihrem vorn Zapfen 19 entfernteren Ende mit einem Kolben 29 in Verbindung, welcher dem im nicht gezeichneten Drehmoinent.niesser erzeug ten Fluiddruck ausgesetzt ist, der eine Funk tion des 2Taschinendrehmomentes ist.
Der Kolben 29 ragt durch eine Wand 30, welche das Abteil 23 von einer Kammer 31 trennt, und ist, durch eine Feder 32 belastet, und zwar entgegen der durch den Druck im Drehmomentmesser auf den Kolben 29 wir kenden Belastung, welcher. Druclz: durch die Leitung 33 in die Kammer 31 übertragen wird. Ein einstellbarer Anschlag 34 ist für eine zweite Feder 32' vorgesehen, die ent <U>g</U>egen der Feder 32 auf den Kolben wirkt. Dieser Anschlag kann so angeordnet sein, dass er entsprechend der Maschinendrehzahl ein stellbar ist, z. B. derart, dass die Federbela stung bei zunehmender Drehzahl zunimmt. In der Druckölleitung 36 ist ein Ventil 35 vorgesehen.
Das Ventil 35 kann mit einer Vor richtung zur Aufrechterhaltung einer kon stanten Maschinendrehzahl wirkungsverbun den sein, und zwar derart, dass sieh das Ventil nur öffnet, wenn die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht.
Wenn während des Betriebes das Drueköl- zufuhrventil 35 beim Erreichen einer vorbe stimmten Maschinendrehzahl geöffnet wird, gelangt Drucköl direkt auf die dem Ventil körper 10a näher liegende Seite des Kolbens 11, während auf die andere Kolbenseite eben falls Drucköl gelangt, und zwar über die Drosselstelle 13. Wenn das Ventil 7 6 geschlos sen ist, sind die auf den beiden Seiten des Kolbens 11 herrschenden Fluiddrüeke einan der gleich. Der Ventilkörper 10a wird durch die Feder 17 derart verschoben, dass die Zu fuhr von Zusatzmedium zur Maschine herab gesetzt wird.
Beim Öffnen des Ventils 16 sinkt der Druck auf der vom Ventilkörper 10a ent fernteren Seite des Kolbens 11 und bewirkt, dass der Ventilkörper im Öffnungssinne be wegt wird, wodurch die Zufuhr von Zusatz medium zur Maschine erhöht wird. Erhöht sich das von der Masehine erzeugte Dreh moment, dann steigt der Druck im Dreh momentmesser, wodurch der Kolben 29 ver schoben wird, der seinerseits den Zapfen 19 im Sinne des Schliessens des Ventils 16 bewegt. Demzufolge schliesst sieh das Ventil 1ss bei Zu nahme des Maschinendrehmomentes bis auf einen durch die Einstellung des Federan schlages 34 bestimmten Wert, wodurch die Differenz der am Kolben 11 wirkenden Drücke und die Zufuhr von Zusatzmedium zur Ma schine vermindert wird.
Umgekehrt öffnet sieh das Ventil 16 bei abnehmendem Maschi nendrehmoment und bewirkt eine Zunahme der Zufuhr von Zusatzmedium zur Masehine.
Eine Zunahme der der Maschine zugeführ ten Menge an Zusatzmedium bewirkt eine Zunahme der Maschinenleistung, so dass ein stabiler Zustand erreicht wird, bei welchem der Betrag an zugeführtem Zusatzmedium demjenigen entspricht, der erforderlich ist, um ein bestimmtes Drehmoment aufrechtzu- erhalten. Dieser Betrag ist eine Funktion der Differenz zwischen jenem Drehmoment, das erreicht würde ohne die Zufuhr von Zusatz medium und dem ssewünsehten Drehmoment.
Bei Einrichtungen, in welchen der An sehlag 34 entsprechend der Masehinendreh- zahl eingestellt wird, kann die Anordnung derart sein, dass der Druck im Drehmoment- inesser, der erforderlich ist, um das Ventil 16 zu schliessen, zunimmt, wenn die Maschinen drehzahl zunimmt, so dass der gewünschte Wert des Maschinendrehmomentes, der durch die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine aufrechterhalten wird, gleichzeitig mit der Drehzahl der Maschine zunimmt. Der An schlag 34 kann anderseits so ausgebildet sein.
dass er durch einen Drehzahlwählhebel betätig- bar ist, welcher Hebel zur wahlweisen Ein stellung der Maschinendrehzahl vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung nimmt der gewählte Wert des Masehinendrehmomentes, der durch die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine aufrechterhalten wird, zu, wenn mittels des genannten Hebels eine höhere Drehzahl ein gestellt wird. Das Ventil 16 steht ferner mit tels der Membranen 20,21 unter dem Einfluss des absoluten Atmosphärendruckes, und die auf den Zapfen 19 und demzufolge auf das Anzapfventil wirkende Belastung- ist denn absoluten Atmosphärendruek proportional und versucht das Anzapfventil 16 zu öffnen.
Wenn demzufolge der Atmosphärendruek steigt, nimmt auch die Zufuhr von Zusatz medium zu, während letztere bei abnehmen dem Atmosphärendruck ebenfalls abnimmt. Das Ventil 10 kann ausserdem Mittel aufwei sen, durch welche, wenn der Ventilkörper 10a im Sinne des Schliessens der Öffnung, 10b in seine Extremlage bewegt wird, die Zufuhr von Zusatzmedium zur Öffnung 10b der Durch- flussreguliervorriehtung durch ein Abstell- organ <B>10e</B> abgestellt wird, indem das letztere gegen einen Ventilsitz 10d gepresst wird.
Beim Beispiel gennä ss Fig. 2 ist (las Dureli- flussvorrichtungsventil 10 ebenfalls durch einen Kolben 11 analog dein erstbeschriebenen Beispiel betätigbar. Dagegen ist beim Beispiel gemäss Fig, 2 der Zvlinderrauin 12b gegen die Atmosphäre hin offen, während der Raum 12a durch eine Leitung 40 mit einer Druckfluid- quelle verbunden ist.
Dem Raum 12a wird Druckfluidum über ein mit zwei Öffnungen zusammenwirkendes Abschliessventil 41 zugeführt. Das Ventil 41 ist so angeordnet und ausgebildet, dass, wenn es sich in der einen (der gezeichneten) Extremlage befindet, die Druekfluidumzufuhr abgestellt ist und der Raum 12a mit einer Kammer 42 in Verbindung steht, welche durch eine Rücklaufleitung 43 mit einer Stelle ver bunden ist, an welcher Atmosphärendruck herrscht, und dass, wenn das Ventil 41 sieh in seiner andern Extremlage befindet, die Verbindung zwischen der Leitung 40 und der Rücklaufleitung 43 unterbrochen ist und der Raum 12a mit der Druckfluidumförderleitung 44 in Verbindung steht.
Am Ventil 41 greift ein Hebel 45 an, der in einem Gehäuse 46 an seinem vom Ventil 41 abgekehrten Ende drehbar gelagert ist. Am Hebel 45 greift eine Stossstange 47 an, welche mit einem Kolben 48 verbunden ist, auf wel chen der in der Kammer 49 herrschende Druck aus dem Drehmomentmesser wirkt. Der Kol ben 48 bildet eine Wand der Kammer 49, die durch eine Leitung 50 mit dem Drehmoment messer verbunden ist. Diese Belastung wirkt so, dass ein Zunehmen des Drehmomentmesser druckes ein Verschieben des Ventils 41 im pinne des Unterbrechens der Zufuhr von Druckfluidum in den Raum 12a zur Folge hat. Der Hebel ist anderseits in entgegenge setzter Richtung durch eine Feder 51 belastet. Ein Paar von ausdehnbaren Dosen<B>52,53</B> ist vorgesehen, die durch eine Zugstange 54 mit einander verbunden sind.
Die Stange 54 liegt mittels eines seitlichen Vorsprunges 55 gegen den Hebel 45 an, und zwar an der von der Feder 51 abgekehrten Seite dieses Hebels. Durch eine Leitung 56 steht das Innere der Dose 52 mit der Atmosphäre in Verbindung, während die Dose 53 evakuiert ist. Demzu folge wird bei einer Abnahme des Atmosphä rendruckes der Hebel, entgegen der Wirkung der Feder 51, belastet. Zufolge der genannten Anordnung der Dosen 52,53 ist die durch sie bewirkte Belastung proportional zum abso luten Atmosphärendruek. Wenn beim Betrieb der Maschine das Maschinendrehmoment zu nimmt, nimmt auch der Druck im Dreh momentmesser zu, und der Hebel 45 wird so betätigt, dass er das Ventil 41 im Sinne des Unterbrechens der Zufuhr von Servomotor fluidum zum Raum 12a betätigt.
Dadurch wird der auf den Kolben 11 wirkende Druck herabgesetzt, und der Kolben 11 wird unter der Wirkung der Feder 17 im Sinne des Ver- sehiebens des Ventilkörpers 10a und demzu folge des Verkleinerns der wirksamen Quer- sehnittsfläche der Öffnung 10b verschoben, wodurch die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine herabgesetzt wird. Umgekehrt nimmt die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine bei einer Abnahme des Maschinen drehmomentes zu.
Bei sinkendem Atmo sphärendruck wird der Hebel 45 im Sinne des Herabsetzens der Druckfluidzufuhr zum Raum 12a belastet, wodurch die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine herabgesetzt wird, während bei einer Zunahme des Atmo sphärendruckes die Zufuhr von Zusatzmedium ebenfalls zunimmt.
Beim Beispiel gemäss Fig.3 besitzt das Durchflussventil 10 des Zusatzmediums eben falls einen Ventilkörper 10a, der mit einer Ventilöffnung 10b zusammenwirkt. Der Ven tilkörper 10a ist mit einem Kolben 11 wir kungsverbunden, der in einem Zylinder 12 verschiebbar angeordnet ist. Die Anordnung ist dabei derart, dass der Zylinderraum 12b durch eine Leitung 60 direkt mit. einer Druck- fl.uidumquelle verbunden ist, während der Zylinderraum 12a mit der Leitung 60 mittels einer eine verengte Stelle 62 aufweisenden Leitung 61 verbunden ist.
Der Kolben 11 ist durch eine Feder 63 belastet, um den Ventil körper 10a im Sinne der Vergrösserung der Ventilöffnung 10b zu verschieben. Der Raum 12a, ist ferner mit einem Abflussventil 64 ver bunden, das zur Steuerung des Ausflusses aus diesem Raum bestimmt ist. Der Ventil körper des Ventils 64 ist eine Halbkugel, die am einen Ende eines Hebels 65 angeordnet ist, der an seinem andern Ende an einem Ge häuse 66 drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse 66 besitzt einen Zylinderraum<B>67,</B> der einen Kolben 68 enthält. Der Kolben 68 ist an sei nem vom Hebel 65 entfernteren Ende dem. Fluiddruck des Drehmomentmessers ausge setzt.
Eine Stossstange 69 ist zwischen dem Kolben 68 und dem Hebel 65 so angeordnet, dass bei einer Zunahme des Drehmomentmes serdruckes der Hebel 65 im Sinne des Öffnens des Anzapfventils 64 belastet ist. Der Hebel 65 ist ferner durch eine Feder 70 im Sinne des Schliessens des Anzapfventils 64 belastet. Das Gehäuse 66 enthält ferner untereinander verbundene Dosen 52, 53, wie beim Beispiel gemäss Fig. 2, welche an den Hebel 65 durch den Vorsprung 55 auf der gleichen Seite des Hebels wie die Stossstange 69 anliegen. Die Dosen sind derart angeordnet, dass die durch den Vorsprung 55 auf den Hebel 65 übertra gene Belastung der durch die Feder 70 be wirkten Belastung entgegenwirkt, und umge kehrt proportional zum Atmosphärendruck ist.
Demzufolge ist der Hebel 65 im Sinne des Öffnens des Ventils 64 bei sinkendem Atmo sphärendruck durch die Dosen belastet, wel che Belastung bei zunehmendem Atmosphären druck abnimmt.
Beim Betrieb der Maschine nimmt der Druck im Drehmomentmesser bei zunehmen dem Drehmoment der Maschine zu, und der Hebel 65 wird im Sinne des Öffnens des Ven tils 64 belastet, so dass der Fluiddruck im Raum 12a herabgesetzt wird. Demzufolge wird der Ventilkörper 10a im Sinne des Herab setzens der Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine verschoben. Bei abnehmendem Dreh momentmesserdruck wird das Ventil 64 im Sinne des Schliessens betätigt, wodurch die Drücke auf beiden Seiten des Messventilkol- bens sieh auszugleichen suchen. Der Ventil körper 10a wird dabei durch die Feder 63 im Sinne der Vergrösserung der wirksamen Quer schnittsfläche der Öffnung 10b bewegt, wo durch die Zufuhr von Zusatzmedium zur Ma schine zunimmt.
In ähnlicher Weise wird bei abnehmendem Atmosphärendruck das Abfluss ventil 64 geöffnet und die Zufuhr von Zusatz- medium zur Maschine herabgesetzt und um gekehrt.
Ein Umleitventil 71 ist vorgesehen, um die Leitung 61a, welche vom Raum 12a zum V en- til 64 führt, mit der Leitung 72 zu verbinden, welche ins Innere des Gehäuses 66 mündet. Das Ventil 71 ist derart angeordnet, dass es bei einer vorbestimmten Masehinendrehzahl geschlossen ist. Wenn das Umleitventil 77 offen ist, wird das Ventil 64 überbrückt, und das Druckfluidum aus dem Raum 12a kann durch die Leitung 72, das Gehäuse 66 und die Leitung 73, z. B. in einen Tank, entweiehen. Wenn demzufolge das Ventil 71 offen ist, wird der Kolben 11 dureh den Fluiddruck im Sinne der Herabsetzung der wirksamen Querschnittsfläche der Ventilöffnung 10b verschoben.
Wenn das Umleitventil geschlos sen ist, kommt das Ventil 64 zur Wirkung, wodurch die Zufuhr von Zusatzmedium zur Maschine entsprechend dem Maschinendreh moment gesteuert wird.
Beim Beispiel gemäss den Fig. 4 und 5 dient die Stenereinrichtung zur Steuerung der Zufuhr eines Wasser-Methanol-Gemisches zum Einlass einer Gasturbinenanlage.
Die Anlage ist nur schematisch -gezeichnet und kann irgendweleher Bauart sein. Die Anlage besitzt. einen Kompressor 80 und eine Verbrennungseinrichtung 81, in welche der Kompressor Luft fördern kann und welcher Brennstoff aus einer nicht gezeiehneten Quelle zugeführt werden kann. Ferner ist eine Tur bine 82 vorgesehen, welche durch eine Welle 82cs den Kompressor antreiben kann und die ferner weitere Aggregate, wie z.
B. die Luft schraube 83, durch eine Verlängerung 82b der Antriebswelle, ein L ntersetzungsgetriebe 79 und eine Propellerwelle 83a antreiben kann. Der Propeller 83 ist., wie dies normaler weise heute der Fall ist, ein für konstante Drehzahl bestimmter Propeller mit Verstell- mitteln (durch den Hebel 84 angedeutet), welche ein Einstellen der Propellerdrehzahl, welche konstant gehalten werden soll, ermög lichen.
Die Solldrehzahl wird üblicherweise durch den Drehzahlsteuerhebel 85, der vom Bedienenden der Anlage betätigbar ist, ein- gestellt und der, wie beim vorliegenden Bei spiel, auch zur Steuerung der Brennstoffzu fuhr zur Anlage bestimmt sein kann. Der Nebel 85 ist durch einen Lenker 87, einen Hebel 88, eine Welle 89, einen Hebel 90 und einen Lenker 91 mit dem Verstellhebel 84 der Vorrichtung zur Einstellung der Soll drehzahl des Propellers verbunden, wobei ein Lenker 92 vorgesehen ist, zur Verbindung des Hebels mit einer nicht gezeichneten Brenn- stoffzufuhrsteuereinrichtung.
Es ist bekannt, zwischen einen Propeller und seine Antriebsmittel einen Drehmoment messer anzuordnen, in welchem ein Öldruck erzeugt wird, der eine Funktion des von der Masehine erzeugten Drehmomentes ist. Ein solcher Drehmomentmesser ist in der Zeich nung mit 93 bezeichnet und in Fig. -1A bei spielsweise dargestellt. Er besitzt einen Kol ben 93a, der in einem Zylinder 93b angeord net ist. Dem Zylinder wird durch eine Pumpe Slic (Fig. 4) aus einem nicht gezeichneten Reservoir Drucköl zugeführt. Der Zylinder 93b ist an einem feststehenden Gehäuse der Maschine befestigt, und der Kolben 93a ist mit einem Organ verbunden, auf welches die Wirkung des Drehmomentes übertragen wird. Dieses Organ ist das ringförmige Zahnelement 79a eines epizyklischen Getriebes 79.
Das Sonnenrad 79b des Getriebes ist mit der Ma- sehinenwelle 82b verbunden, während der Planetenträger 79e mit der Propellerwelle 83a, verbunden ist. Eine Kante des Kolbens 93a wirkt mit einer Auslassöffnung 93d zu sammen, welche den Zylinder mit dem Reser voir wieder verbindet. Die genannte Vorrich tung arbeitet in bekannter Weise. Der Kolben 93a bewegt sich bei zunehmendem Drehmo ment im Sinne der Verkleinerung der Auslass öffnung 93d, wodurch der Druck im Zylin derarm zunimmt, um der auf den Kolben wir kenden Belastung entgegenzuwirken; bei einer Abnahme des Drehmomentes bewegt sich der Kolben im Sinne einer Vergrösserung des Querschnittes der Auslassöffnung 93d.
Auf diese Weise wird der Druck im Zylinder dem Drehmoment der Maschine proportional ge halten. Es kann natürlich irgendein Drehmoment- messer bekannter Bauart vorgesehen sein, in welchem ein Fluiddruck erzeugt wird, der eine Funktion des von der Maschine erzeugten Drehmomentes ist.
Gemäss Fig. 4 ist die Gasturbinenanlage mit Mitteln zur Zuführung eines Wasser- Methanol-Gemisehes versehen, dessen Zufüh rung entsprechend dem von der Maschine erzeugten Drehmoment durch eine Stenerein- riehtung gesteuert wird, welche ein auf ein Drehmoment ansprechendes Element aufweist. Das Drecköl aus dem Drehmomentmesser wird zweckmässig als jenes Medium verwendet, wel chem das auf ein Drehmoment ansprechende Element ausgesetzt ist. Das Wasser-Methanol- Gemiseh wird einem Tank 94 mittels einer Pumpe 95 entnommen und durch eine Leitung 97 über das Abstellventil 96 zum Durchfluss ventil 10 gefördert.
Von hier aus gelangt es durch eine Leitung 98 zur Maschine.
Wie bei den vorangehend beschriebenen Beispielen besitzt das Durchflussregulierventil in Fig. 5 einen Ventilkörper 10a, der mit einer Öffnung 10b zusammenwirkt. Der Ventil körper 10a ist durch einen Kolben 11 verstell bar, welcher einen Zylinder 12 in die beiden Zylinderräume 12a, 12b unterteilt. Im Zylin derraum 12b ist eine den Kolben 11 belastende Feder 17 angeordnet.
Durch die Leitung 40 wird dem Zylinder raum 12a Druckfluidum zugeführt, und zwar in gleicher Weise wie beim Beispiel gemäss Fig. 2; das Ventil 41 ist dagegen nicht durch einen Hebel, wie der Hebel .15, gesteuert, son dern durch eine Steuervorrichtung, wie sie in Fig.1 dargestellt ist.
Das Ventil .11 steuert gleichzeitig die Strö mung durch zwei Auslassöffnungen 100, 101, wobei die Öffnung 100 in eine Leitung 102 mündet, welche mit einer Quelle von Druck fluidum verbunden ist, z. B. einer nicht ge zeichneten Hoehdruckölpumpe. Der Raum 12v ist ebenfalls an eine Leitung 105 angeschlos sen. Es versteht sich, dass, wenn das Ventil 41 im Sinne des Schliessens der Öffnung 100 und im Sinne des öffnens der Öffnung 101 be wegt, wird, der im Zylinderraum 12a herr- sehende Druck sinkt; der Kolben 11 bewegt in der Folge den Ventilkörper 10a, im Sinne des Schliessens der Öffnung 10b.
Wenn da gegen das Ventil 41 sieh im Sinne des Schlie ssens der Öffnung 101 bewegt, nimmt der Druck im Zylinderraum l2a zu und bewegt den Kolben 11 im Sinne des Öffnens der Öff nung 10b. Im Gehäuse 104 sind zwei Seiten kammern 106, 107 gebildet, wovon die Kam mer 106 von der Kammer 103 durch eine biegsame Membrane 108 getrennt und eva kuiert ist, während die Kammer 107 von der Kammer 103 durch eine biegsame -Membran 109 getrennt ist und durch eine Leitung 110 gegen die Atmosphäre hin offen ist.
Die Membranen 109, 108 besitzen gleiche Flächen und liegen einander gegenüber; sie sind durch eine Stange 111 miteinander ver bunden. Die Stange 111 ist parallel zum Ventilkörper 41 angeordnet, und ihre Bewe gungen werden durch einen seitlichen Arm 111a auf das Ventil 41 übertragen. Der Arm 111a besitzt ein spitzauslaufendes Ende 112, das gegen einen Vorsprung 41a des Ventils 41 anliegt.
Die Bewegungen der Stange 111 stammen von Belastungen, die durch folgende Mittel auf sie übertragen werden a) durch die Membranen 108, 109, welche eine Belastung übertragen, die vom absoluten Atmosphärendruck abhängt, b) durch eine Stossstange 113, welche eine Belastung überträgt, welche von dem im Drehmomentmesser erzeugten Druck abhängt, und c) durch eine Stossstange 114, welche eine einstellbare Federbelastung überträgt..
Die schräg zur Stange 111 sich erstrek- kende Stossstange 113 greift mit einem Ende in eine Kerbe der Stange 111 und liegt mit ihrem andern Ende gegen ein Kolbenorgan 115 an, dessen eines Ende sieh in der Kam mer 103 und dessen anderes Ende sieh in einer Seitenkammer 116 befindet, welche durch eine Leitung 117 mit einer Stelle des Drehmomentmessers 93 verbunden ist, an wel- eher der zum Masehinendrehmoment propor tionale Druck erzeugt wird. Demzufolge wird das Kolbenelement 115 entsprechend dem Maschinendrehmoment und ferner durch eine Feder 118 belastet, die einen einstellbaren Anschlag 119 besitzt.
Die Bewegung des Kol benelementes 115 ist durch einen Anschlag 120 begrenzt, welcher in eine Nut des Kol benelementes 115 eingreift. Wenn beim be- schriebenen Beispiel der Drehmomentmesser- druek in der Kammer 116 zunimmt, wird das Ventil 41 im Sinne des Öffnens der Öff nung 101 bewvegt, was somit ein Abnehmen der Zufuhr von Zusatzmedium bewirkt. Die Stossstange 114 greift mit denm einen Ende in eine Kerbe in der Stange 111 ein und mit demn andern Ende in ein Anschlagorgan 121, an welchem sich die Hauptfeder 122 einer- ends abstützt. Das andere Ende dieser Feder liegt am Gehäuse 101 an.
Der Anschlag 121 dient ferner zur Abstützung einer Spannfeder 123, welche der Hauptfeder 122, die an der Stange 114 angreift, entgegenwirkt. Die Fe der 123 stützt sieh anderends an einem Hebel 124 ab, welcher durch einen Noellen 125 auf der Welle 126 verschwenkbar ist. Die Welle 126 ist durch einen Radialarm 127 drehbar, der durch einen Lenker 128 mit einem Radial arm 129 verbunden ist, der von der Welle 89 wegragt, so dass die Welle 126 gedreht und der Hebel 124 verschwenkt werden kann, und zwar unter der Steuerwirkung des zur Ein stellung der Drehzahl dienenden Hebels 85.
Die resultierende Belastung der Federn 122, 123 wirkt der am Kolben 115 wirkenden Bela stung entgegen, so, dass bei einer Zunahme der resultierenden Federkraft die Zufuhr von Zusatzmedium zunimmt; wenn dagegen die Belastung der Spannfedei> 123 zunimmt, nimmt die Zufuhr von Zusatzmedium ab.
Der :Voeken 125 ist so geformt, dass die Belastung der Feder 1?3 abnimmt und somit, die Zu fuhr von Zusatzmedium zur lIaschine zu nimmt, bei Drehzahlzunahme der Maschine. Wenn demzufolge eine bestimmte Drehzahl überschritten wird, nimmt.
die durch die Stoss stange 114 auf die Stange 111 übertragene Belastung mit steigender Drehzahl zu, und cler Wert des Prehmonientes, der aufrecht erhalten werden soll, ninmit ebenfalls zu. Die Welle 126 betätigt ferner ein Abstell ventil 130 in der Druckölförderleitung 102. Das Venlil 130 öffnet sieh, wenn der Steuer- lhebel 85 und somit der Steuerhebel 84 der Direhzahlkonstanthaltevorrichtung so verseho ben wurde, dass eine Maschinendrelhzahl ge wählt ist, die über einem gegebenen Wert l i egt.
Die beschriebene Steuervorrichtung arbei tet somit bei einer Masehinendrehzahl, die über einem bestimmten Wert liegt, un das dureh die Maschine erzeugte Drehmoment auf eineng Wert zu halten, der für jede Masehi- nendrelhzahl verschieden ist. Demzufolge ist die Steuereinrichtung bei einer Maschinen- drelhzahl wirksam, die über einem bestimm ten Wert liegt, um einen entsprechenden Wert der von der Maschine erzeugten Lei stung aufrechtzuerhalten. Ferner wird das <B>s</B> stun Drehmnonment oder die Leistung der Masehine dbuch Zufuhr von Zusatzmedium so gesteuert, dass sie mit sich änderndem Atmosphären druck ebenfalls ändert.
Wenn demzufolge dler Atnmosplhärendruck zunimmt, wird das Ventil 41 im Sinne der Vergrösserung der Zufuhr von Zusatzmedium betätigt, und wenn der Atmosphärendruck sinkt, inm Sinne einer Abnahme der Zufuhr von Zusatzmedium.
Es könnten auch Mittel vorgesehen sein, die den Radialarnm 127 in Abhängigkeit von der effektiven Drehzahl der Maschine beta- t Igren.