CH405014A - Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel - Google Patents

Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel

Info

Publication number
CH405014A
CH405014A CH1338063A CH1338063A CH405014A CH 405014 A CH405014 A CH 405014A CH 1338063 A CH1338063 A CH 1338063A CH 1338063 A CH1338063 A CH 1338063A CH 405014 A CH405014 A CH 405014A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
speed regulation
gas turbine
liquid fuel
control member
generator
Prior art date
Application number
CH1338063A
Other languages
German (de)
Inventor
Oprecht Ulrich Ing Dr
Original Assignee
Saurer Ag Adolph
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CH107062A external-priority patent/CH389994A/en
Application filed by Saurer Ag Adolph filed Critical Saurer Ag Adolph
Priority to CH1338063A priority Critical patent/CH405014A/en
Priority to DEA46753A priority patent/DE1234097B/en
Priority to GB34459/64A priority patent/GB1065498A/en
Publication of CH405014A publication Critical patent/CH405014A/en

Links

Classifications

    • 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
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
    • 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
    • F02C9/16Control of working fluid flow
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  

      Drehzahlregulierung    für mit flüssigem Brennstoff betriebene     Gasturbinenanlage       Das Hauptpatent betrifft eine Drehzahlregulie  rung für mit flüssigem Brennstoff betriebene     Gastur-          binenanlage,    bei der die Hauptwelle der     Gasturbine     eine Brennstoffpumpe sowie einen elektrischen Ge  nerator antreibt, welcher mit einem elektromagneti  schen Regulierventil für die Brennstoffzufuhr zur  Brennkammer der Gasturbine derart zusammenge  schaltet ist, dass der Generator und die Magnetspule  des Regulierventils einen geschlossenen elektrischen  Stromkreis bilden.

   Nach dem Hauptpatent weist bei  einer solchen     Drehzahlregulierung    das Regulierventil  ein sowohl unter Federwirkung als auch unter der  Wirkung der Magnetspule stehendes Steuerorgan auf,  welches bei steigender Turbinendrehzahl und zuneh  mender Federbelastung eine Bewegung im     Sinne    der  Drosselung der Brennstoffzufuhr zur     Brennkammer     der Gasturbine bewirkt, bei Unterbruch des elektri  schen Stromkreises jedoch durch die     Wirkung    der  Feder entgegengesetzt zur Drosselbewegung verscho  ben wird und dabei die Brennstoffzufuhr zur     Brenn-          kammer    gänzlich unterbricht.

   Das Regulierventil be  steht dabei aus einem mit Steuerflächen zusammen  arbeitenden Steuerorgan und     einem    mit diesem ver  bundenen Anker mit Magnetspule, wobei der     Anker     hohl ausgebildet ist und in seiner Bohrung einen  längsverschiebbaren, federbelasteten     Dämpfungskör-          per    aufweist. In den elektrischen Stromkreis ist  ein     willkürlich    veränderbarer Widerstand sowie -ein       Unterbrecherschalter    zwischen Generator und Ma  gnetspule eingeschaltet.  



  Der     willkürlich        veränderbare        Widerstand        erlaubt,     in den Grenzen des Betriebsbereiches der Gasturbine  ihre Solldrehzahl     beliebig        einzustellen.    Für einen Be  trieb der Gasturbine mit stark wechselnder Drehzahl,  wo die jeweils erforderliche Drehzahl laufend von  Hand eingestellt wird, wie beispielsweise bei einem    Fahrzeugantrieb, ergibt sich so eine sehr einfache,  stabile.

       Drehzahlregulierung.    Abweichungen vom Soll  wert, zum Beispiel     durch    Widerstandsänderungen  in der Magnetspule     infolge    veränderter Betriebstem  peratur oder durch gegenseitige Verschiebung des  Steuerkolbens und der Steuerfläche infolge     unter-          schiedlicher        Wärmedehnung    der verschiedenen Bau  teile bei     veränderter    Betriebstemperatur, können  durch einfache Nachstellung des Widerstandes ausge  glichen werden.  



  Soll jedoch eine bestimmte Drehzahl dauernd in  nerhalb     genau        vorgeschriebener        Grenzen        automatisch     eingehalten werden,     beispielsweise    beim Antrieb       eines    elektrischen Generators, so befriedigt die Ver  wendung eines     willkürlich        veränderlichen    Widerstan  des nicht mehr ganz.

   Dieser Nachteil kann     erfin-          dungsgemäss    dadurch behoben werden, dass der  elektrische Stromkreis ein     frequenzempfindliches,          einstellbares    elektrisches Steuerglied zwischen Gene  rator und Magnetspule aufweist. Das     Steuerglied     kann dabei entweder direkt durch den Generator  strom oder durch eine fremde Stromquelle, beispiels  weise eine Gleichstrombatterie,     gespiesen    werden.  



  In der Zeichnung ist der     Erfindungsgegenstand     beispielsweise dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt eine Anordnung, wo das     Steuerglied     vom     Generatorstrom    und       Fig.2,    wo das Steuerglied von einer fremden  Stromquelle     gespiesen    wird.  



  In den     Fig.    1 und 2 wird der von der Brennstoff  pumpe geförderte     Brennstoff    nach dem Durchgang  durch das     Regulierventil    12 über die Leitung 13 zur  Düse in der     Brennkammer        geführt,    wo das     für    den  Antrieb der     Turbine        benötigte    Arbeitsmedium gebil  det wird. Das     Regulierventil    12 dosiert den von der  Brennstoffpumpe geförderten Brennstoff.

   Es umfasst      den in der     Magnestspule    15 verschiebbar angeordne  ten Anker 20 und den     Stenerkolben    16, welcher mit  den Steuerflächen 17 und 18 zusammenarbeitet. Der  Steuerkolben 16 ist über die Stange 19 mit dem  Anker 20, auf welchen die Feder 21 wirkt, fest ver  bunden. Der Generator 10 bildet, wie aus den     Fig.    1  und 2 ersichtlich, mit der Magnetspule 15     zusammen     einen     geschlossenen    elektrischen     Stromkreis,    der das       frequenzempfindliche,    einstellbare elektrische Steuer  glied 24 zwischen Generator 10 und     Magnetspule    15  einschliesst.  



  Die Aufgabe des     Steuergliedes    24 besteht nun  darin, die momentane Frequenz des Generators lau  fend mit einem vorgeschriebenen, fest einstellbaren       Sollwert    zu vergleichen und eventuelle Abweichun  gen so in Widerstandsänderungen     umzuwandeln,    dass  das Regulierventil 12 die für die vorgeschriebene  Solldrehzahl erforderliche Brennstoffmenge durch die  Leitung 13 durchtreten lässt. Ein solches elektrisches  Steuerglied kann beispielsweise eine Siebschaltung  enthalten, deren     übertragungsgrössen    im eingestell  ten Arbeitsbereich wesentlich von den Übertragungs  grössen ausserhalb des     Arbeitsbereiches    abweichen.

    Die     Änderung    der     Übertragungsgrössen    hat eine ent  sprechende Änderung des zum Steuerventil     fliessen-          den    Stromes zur Folge,     derart,    dass eine unter dem  Sollwert liegende Drehzahl eine Schwächung des  Stromes und sinngemäss eine über dem Sollwert lie  gende Drehzahl eine     Verstärkung    des Stromes zur    Folge hat. Die Speisung des Steuergliedes 24 kann  entsprechend     Fig.    1 direkt vom     Generatorenstrom     oder entsprechend     Fig.2    durch eine fremde Strom  quelle, z. B. durch eine Gleichstrombatterie 33, erfol  gen.

   Das elektrische Steuerglied kann vorzugsweise  mit elektronischen Bauelementen wie Transistoren,  Röhren,     etc.    ausgerüstet sein.



      Speed regulation for gas turbine plant operated with liquid fuel The main patent relates to a speed regulation for liquid fuel operated gas turbine plant, in which the main shaft of the gas turbine drives a fuel pump and an electrical generator, which with an electromagnetic regulating valve for the fuel supply to the combustion chamber of the gas turbine is switched together such that the generator and the solenoid of the regulating valve form a closed electrical circuit.

   According to the main patent, with such a speed regulation, the regulating valve has a control member which is both under the action of a spring and under the action of the solenoid, which causes a movement in the sense of throttling the fuel supply to the combustion chamber of the gas turbine when the turbine speed increases and the spring load increases However, the electrical circuit is shifted in the opposite direction to the throttle movement by the action of the spring and the fuel supply to the combustion chamber is completely interrupted.

   The regulating valve consists of a control member that works together with control surfaces and an armature with a solenoid coil connected to it, the armature being hollow and having a longitudinally displaceable, spring-loaded damping body in its bore. In the electrical circuit, an arbitrarily variable resistor and a breaker switch between the generator and magnet coil is switched on.



  The arbitrarily variable resistance allows its setpoint speed to be set as desired within the limits of the operating range of the gas turbine. For an operation of the gas turbine with strongly changing speed, where the required speed is continuously set by hand, such as in a vehicle drive, the result is a very simple, stable one.

       Speed regulation. Deviations from the target value, for example due to changes in the resistance in the solenoid coil due to a changed operating temperature or due to mutual displacement of the control piston and the control surface due to different thermal expansion of the various components at different operating temperatures, can be compensated for by simply adjusting the resistance.



  However, if a certain speed is to be maintained automatically within precisely prescribed limits, for example when driving an electric generator, the use of an arbitrarily variable resistance is no longer entirely satisfactory.

   This disadvantage can be eliminated according to the invention in that the electrical circuit has a frequency-sensitive, adjustable electrical control element between the generator and the magnet coil. The control element can either be powered directly by the generator or by an external power source, for example a direct current battery.



  The subject of the invention is shown in the drawing, for example.



       Fig. 1 shows an arrangement where the control member from the generator current and Fig.2, where the control member is fed by an external power source.



  In Figs. 1 and 2, the fuel delivered by the fuel pump after passage through the regulating valve 12 is guided via line 13 to the nozzle in the combustion chamber, where the working medium required to drive the turbine is gebil det. The regulating valve 12 meters the fuel delivered by the fuel pump.

   It comprises the armature 20 slidably arranged in the magnet coil 15 and the star piston 16, which cooperates with the control surfaces 17 and 18. The control piston 16 is via the rod 19 with the armature 20, on which the spring 21 acts, a related party. The generator 10 forms, as can be seen from FIGS. 1 and 2, with the solenoid 15 together a closed electrical circuit which includes the frequency-sensitive, adjustable electrical control member 24 between the generator 10 and the solenoid 15.



  The task of the control member 24 is now to compare the current frequency of the generator running with a prescribed, permanently adjustable setpoint and to convert any deviations into resistance changes so that the regulating valve 12 passes through the line 13 for the required amount of fuel for the prescribed setpoint speed leaves. Such an electrical control element can contain, for example, a filter circuit, the transmission quantities of which in the set working range differ significantly from the transmission quantities outside the working range.

    The change in the transfer parameters results in a corresponding change in the current flowing to the control valve, such that a speed below the setpoint value leads to a weakening of the current and, correspondingly, a speed above the setpoint value leads to an increase in the current. The supply of the control member 24 can according to FIG. 1 directly from the generator current or according to FIG. 2 by an external power source, z. B. by a DC battery 33, success gene.

   The electrical control element can preferably be equipped with electronic components such as transistors, tubes, etc.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Drehzahlregulierung für mit flüssigem Brennstoff betriebene Gasturbinenanlage nach dem Patentan spruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Stromkreis ein frequenzempfind- liches, einstellbares elektrisches Steuerglied (24) zwi schen Generator (10) und Magnetspule (15) aufweist. UNTERANSPRüCHE 1. Drehzahlregulierung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (24) fremdgespiesen ist. 2. Drehzahlregulierung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied (24) aus einer Gleichstrombatterie (33) gespiesen wird. PATENT CLAIM Speed regulation for gas turbine plant operated with liquid fuel according to the patent claim of the main patent, characterized in that the electrical circuit has a frequency-sensitive, adjustable electrical control element (24) between generator (10) and magnetic coil (15). SUBClaims 1. Speed regulation according to claim, characterized in that the control member (24) is externally fed. 2. Speed regulation according to claim and dependent claim 1, characterized in that the control member (24) is fed from a direct current battery (33). 3. Drehzahlregulierung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das elektrische Steuer glied elektronische Bauelemente enthält. 3. Speed regulation according to claim, characterized in that the electrical control member contains electronic components.
CH1338063A 1962-01-29 1963-10-31 Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel CH405014A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1338063A CH405014A (en) 1962-01-29 1963-10-31 Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel
DEA46753A DE1234097B (en) 1963-10-31 1964-08-01 Speed control device for gas turbine systems
GB34459/64A GB1065498A (en) 1963-10-31 1964-08-24 Improved speed regulator for gas turbine plant operated with fluid fuel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH107062A CH389994A (en) 1962-01-29 1962-01-29 Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel
CH1338063A CH405014A (en) 1962-01-29 1963-10-31 Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH405014A true CH405014A (en) 1965-12-31

Family

ID=25686553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1338063A CH405014A (en) 1962-01-29 1963-10-31 Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH405014A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2932672C2 (en)
DE423676C (en) Engine governor with auxiliary engine
DE4122252A1 (en) IC engine starter motor circuit - has NTC resistor in series with starter relay for controlled engagement of pinion
DE1226829B (en) Speed control device for gas turbine systems operated with liquid fuel
CH405014A (en) Speed regulation for gas turbine systems operated with liquid fuel
DE3926492C2 (en) Shut-off valve for cooling or air conditioning systems
EP0319464B1 (en) Turbine with a control device, and its use
DE60212742T2 (en) Electromagnetic pump
DE3212504A1 (en) PISTON PISTON COMBUSTION ENGINE WITH AN ELECTRONIC CENTRAL CONTROL UNIT
DE102015010849A1 (en) Valve device for controlling a fluid flow and flow control valve
DE10196104B4 (en) Graphite body impregnated with a light metal alloy, process for its preparation and its use
DE1234097B (en) Speed control device for gas turbine systems
DE948410C (en) Wind power plant with blades that are fully or partially adjustable around their longitudinal axis for power control and an auxiliary start-up device
DE895078C (en) Electric ignition device, especially for combustion and jet turbines
DE597293C (en) Electrical regulator for prime movers
DE674067C (en) Gas turbine control
DE895186C (en) Arrangement for regulating the voltage of power generators with variable speeds, especially in systems on vehicles
AT264930B (en) Device for the hydraulic control of the fuel supply in combustion chambers, especially for gas turbines
DE549512C (en) Process for the automatic regulation of the air supply in gas generating systems with changing loads and with several fireplaces
DE877311C (en) Steam temperature controller
DE838236C (en) Gas turbine plant with control device
DE34424C (en) Innovations in regulators for regulating the electromotive force of electrical currents. ^ - w. Hartnell in Leeds, P. w. Willans in Thames Detton and
DE1248369B (en) Device for automatic control of the starting devices on a carburetor for internal combustion engines
DE1476846C3 (en) Device for the hydraulic control of the fuel supply in combustion chambers for gas turbines
EP1558838A1 (en) Device for regulating the temperature of a component or a working medium of an internal combustion engine