DE1025682B - Regeleinrichtung fuer die Brennstoffzufuhr bei mit einer Nachverbrennungskammer versehenen Rueckstossantrieben - Google Patents

Regeleinrichtung fuer die Brennstoffzufuhr bei mit einer Nachverbrennungskammer versehenen Rueckstossantrieben

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DE1025682B
DE1025682B DES44612A DES0044612A DE1025682B DE 1025682 B DE1025682 B DE 1025682B DE S44612 A DES44612 A DE S44612A DE S0044612 A DES0044612 A DE S0044612A DE 1025682 B DE1025682 B DE 1025682B
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DE
Germany
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fuel
metering
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regulator
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Pending
Application number
DES44612A
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English (en)
Inventor
Rene Constant
Albert Stieglitz
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/15Control or regulation
    • F02K1/16Control or regulation conjointly with another control
    • F02K1/17Control or regulation conjointly with another control with control of fuel supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

  • Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr bei mit einer Nachverbrennungskammer versehenen Rückstoßantrieben Es ist bekannt, daß Rückstoßantriebe und insbesondere Turbinenstrahltriebwerke einen erhöhten Schub liefern, wenn im Strom der noch, an Sauerstoff reichen. Auspuffgase eine zusätzliche oder Nachverbrennung herbeigeführt wird. Zu diesem Zweck werden im Weg der Auspuffgase Brennstoffinjektoren angeordnet, die jedoch nur in dem Augenblick gespeist werden., in welchem ein solcher erhöhter Schub gewünscht wird, beispielsweise beim Starten des Luftfahrzeuges. Im nachstehenden. wird der für die Nachverbrennung bestimmte Brennstoff zum Unterschied von dem den Brennkammern des Triebwerkes vor der Turbine zugeführten Hauptbrennstoff mit »Nachbrennstoff « bezeichnet.
  • Es ist andererseits bekannt, die Zufuhr des Hauptbrennstoffes allgemein in Abhängigkeit von gewissen Parametern, wie z. B. der Drehzahl der Turbine und der Temperatur oder dem Druck der umgebenden Luft, zu regeln. Diese Parameter werden in irgendeiner zweckentsprechenden Weise mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, wie- z. B. Fliehkraftreglern oder manometrischen. Dosen, die mit Druckentnahmestellen verbunden sind, ermittelt, wobei diese Vorrichtungen derart angeordnet werden, daß sie auf die Zufuhr des Hauptbrennstoffes einwirken.
  • Zweck der Erfindung ist die Regelung der Zufuhr des Nachbrennstoffes gleichzeitig mit derjenigen des Hauptbrennstoffes unter Ausnutzung des Umstandes, claß der Hauptbrennstoff gemäß einem bestimmten (xesetz in Abhängigkeit von, den vorstehend genannten Parametern geregelt wird, um die Zufuhr des Nachbrennstoffes dem gleichen Gesetz zu unterwerfen. Mit anderen Worten ausgedrückt, für einen Betriebszustand. des Triebwerkes, der durch eine bestimmte Brennstoffzufuhr zu der Hauptbrennkammer gekennzeichnet ist, erfolgt eine entsprechende Brennstoffzufuhr in die Nachverbrennungskammer.
  • Es ist eine Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr bei mit einer Na.chverbrennunLskammer versehenen Rückstoßantrieben bekannt, bei welcher die Menge des Nachbrennstoffes so: geregelt wird, daß sie proportional dem Quadrat der Menge des Hauptbrennstoffes ist. Dies bedingt die Anordnung einer komplizierten Kette von Übertragungsgliedern zwischen den Reglern.
  • In einer Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr bei mit einer Nachverbrennungskammer versehenen lZiicksto:ßantrieben wird erfindungsgemäß das Regelorgan für den. 'Nachbrennstoff unmittelbar durch das Regelorgan für den Hauptbrennstoff so gesteuert, daß die beiden Brennstoffmengen stets in einem konstanten Verhältnis zueinander stehen.
  • Dadurch, daß gemäß der Erfindung die beiden Brennstoffmengen stets in einem konstanten Verhältnis zueinander stehen und die beiden Regler in unmittelbarer Abhängigkeit voneinander arbeiten, wird der bekannten Einrichtung gegenüber der wichtige Vorteil erzielt, daß die Einrichtung sehr einfach ist, weil zwischen den Reglern keine komplizierte Kette von Übertragungsgliedern erforderlich ist, welche Ungenauigkeiten, Ansprechv erzögerungen usw. ausgesetzt ist, so daß ein, äußerst sicheres und stets einwandfreies Arbeiten der Regeleinrichtung gewährleistet ist.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weisen die Regler für die Zufuhr des Hauptbrennstoffes und des zusätzlichen bzw. Nachbrennstoffes je einen Dosierschieber auf, wobei die beiden Dosierschieber unmittelbar oder durch eine Übertragungseinrichtung miteinander verbunden sind, sc, daß die Verlagerung des einen Schiebers automatisch eine entsprechende Verlagerung des anderen Schiebers bewirkt.
  • Die Erfindung' wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
  • Fig. I ist ein schematischer Schnitt durch eine Ausführungsform der Regeleinrichtung gemäß der Erfindung; Fig.2 ist eine ähnliche Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform; Fig.3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform.
  • Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform ist mit 1 ein Turbinenstrahltriebwerk bezeichnet, dessen Brennkammern 2 mit Hilfe von Brennern. 3 mit Brennsto@ft gespeist werden, der durch eine Zahnradpumpe 4 gefördert wird, welche durch die Welle 5 der Turbine des Strahltriebwerkes angetrieben wird. In die Verbindungsleitung; welche die- Pumpe 4 mit einer Sammelleitung 6 zum- Speisen der Brenner 3 verbindet, ist ein. Regler 7 bekannter Art für die Regelung des Brennstoffes.eingeschaltet.
  • Dieser Regler 7 weist eine Dosiervorrichtung 8 auf, die mit einem Schieber -9 verseben ist. Ein zweiter Schieber 10 steuert eine die Pumpe 4 umgehende Nebenleitung 11 und regelt so die der Dosiervorrichtung 8 - zugeführte Brennstoffmenge. Der zweite Schieber 10, der unter der Wirkung einer Rückstellfeder 12 steht, ist mit einer. Membran 13 verbunden. auf deren gegenüberliegende Seiten die Drücke wirken, welche vor und hinter dem-Schieber 9 herrschen.
  • Bei einem Zufuhrregler der vorstehenden Art ist die der Sammelleitung 6 zugeführte Brennstoffmenge eine im wesentlichen lineare Funktion der Stellung des Dosierschiebers 9. Es sind zahlreiche andere Zufuhrregler, mit einer solchen Charakteristik bekannt, und es ist ersichtlich, daß die Anwendung der Erfindung nicht auf einen Regler beschränkt ist, wie er hier beispielsweise beschrieben und. dargestellt ist.
  • Der Do.sierschieber 9 steht außerdem unter dem Einfluß eines Hebels 14, dessen Stellung einerseits durch einen die Drehzahl der Welle 5 messenden Fliehkraftregler 15 und andererseits durch einen 'fempera,turfühler 16 bestimmt wird, welcher indirekt die Temperatur der Luft auf Grund der Differenz der Drücke vor und hinter dem Verdichter 17 des Turbinenstrahltriehwerkes inißt, wobei für diesen Zweck eine vor dem Verdichter angeordnete Druckentnahineleitung 18 und eine hinter dem Verdichter angeordnete Druckentnahineleitung 19 vorgesehen sind. Der Fliehkraftregler 15 hält unabhängig von den Umgebungsbedingungen den jeweiligen Betriebszustand des Strahltriebwerkes aufrecht, indem er die Menge an einzuspritzendem Brennstoff durch Änderung der Stellung des Dosierschiebers 9 verkleinert bzw. vergrößert. Die Spannung der Feder 20 des Flielikraftreglers 15 kann mit Hilfe eines beweglichen Anschlages 21 geändert werden, der durch den Gassteuerhebel 22 Tiber .eine zweckentsprechende Übertragungseinrichtung 23 verstellt wird. Auf diese Weise kann von dem Gassteuerliebel 22 aus die Drehzahl der Turbine geregelt werden.
  • Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist bekannt und braucht nicht im einzelnen erläutert zu werden. Es genügt für das Verständnis der Erfindung, darauf hinzuweisen, daß die Stellung der Dosiervorrichtung eine lineare Funktion der Zufuhrmenge des Hauptbrennstoffes ist und daß diese Stellung überdies von der Drehzahl sowie von anderen Parametern, wie- der Temperatur oder dein Druck der Vingebungsluft, abhängig ist.
  • In der Auspuffleitung der Brennkammern 2 des Triebwerkes 1 ist ein Injektorring 24 angeordnet, dem Flammenstabilisatoren 25 zugeordnet sind und. der mit von einer Pumpe 26 gefördertem Nachbrennstoff über einen Zufuhrregler 27 gespeist wird, der dem vorstehend beschriebenen Regler 7 für den Hauptbrennstoff ähnlich .ist und insbesondere eine Dosiervorrichtung 28 aufweist, deren Schieber 29 mit dem Schieber 9 des Reglers 7 durch eine Stange 30 zwangläufig verbunden ist. Wie vorher ist die Stellung dieses Schielfers 29 eine lineare Funktion der Brennstoffinenge, und diese Charakteristik wird erhalten, indem die Differenz der Drücke vor und hinter der Dosiervorrichtung 28 konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck ist eine dieser Druckdifferenz ausgesetzte Membran 31 mit einem Schieber 32 gekuppelt, welcher die durch die Dosiervorrichtung 28 hindurchgehende Brennstoffmenge derart regelt, daß die Differenz der Drücke vor und hinter der Dosiervorrichtung konstant bieibt. Diese Druckdifferenz kann jedoch geändert werden. indem die Vorspannung einer Feder 33 über ein zwischengefügtes Gestänge 34, «-elches in zweckeiitsprechendcr Weise mit dem Gassteuerhebel 22 gekuppelt ist, geändert wird.
  • Bei dieser Anordnung kann die Abgabe der Pumpe 26 allein durch Drosselung auf ihrer Förderseite geregelt werden, jedoch kann auch eine Regelung mit Hilfe einer die Pumpe umgehende .Nebenleitung ver-@z7endet werden, wie sie in Fig. 1 bei 11 dargestellt ist.
  • Ein auf der Ansaugseite der Pumpe 26 angeordneter Hahn 35 kann von dem Hebel 22 aus mit Hilfe eines Gestänges 36 gleichzeitig mit einem Hahn 37 betätigt werden, der auf der Förderseite der Pumpe 4 vorgesehen ist.
  • Der Temperaturfühler 16 kann auf verschiedene bekannte Weisen Regelorgane beeinflussen, beispielsweise indem er eine Steuervorrichtung 38 betätigt, welche auf Klappen 39 zum Regeln des Ausgangsquerschnittes der Düse des Strahltriebwerkes einwirkt. Bei dein vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ird der Schieber 29 der Dosiervorrichtung 28 des Nachbrennstoffes gleichzeitig mit dem Schieber 9 der Dosiervorrichtung 8 für den Hauptbrennstoff unter dem Einfluß der verschiedenen in Betracht kommenden Parameter, wie der Drehzahl der Turbine und der Temperatur der Luft, verschoben. Da die Stellung des Schiebers 29 eine lineare Funktion der Brennstoffmenge ist, ist das Verhältnis der Menge des Nachbrennstoffes zu der Menge des Hauptbrennstoffes immer im wesentlichen konstant.
  • In Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Regeleinrichtung dargestellt, bei welcher der Schieber 9 der Dosiervorrichtung 8 für den Hauptbrennstoff der kombinierten Wirkung eines von Aneroiddosen gehildeten Druckfühlers 401 und. eines aus Bimetallteilen bestehenden Temperaturfühlers 41 unterworfen ist. Der Druckfühler 40 und der Temperaturfühler 41 sind in einer Kammer 42 angeordnet, welche über Leitungen 43, 44 mit einer Temperatur- und Drucksonde 45 verbunden ist, die am Eingang des Luftverdichters 17 des Turbinenstrahltriebwerkes 1 angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Stellung des Dosierschiebers 9 in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen geregelt, die ihrerseits eine Funktion der Flughöhe usw. sind. Die Dosiervorrichtung 8 liefert eine Abgabe, welche durch die Regelmembran 13 beeinflußt wird. die mit dem den Nebenweg 11 zur Pumpe 4 steuernden Schieber 10 verbunden, ist, welcher der Wirkung der Rückstellfeder 12 unterwo.rfen ist, deren Vorspannung in dem vorliegenden Fall mittels eines von dem Gassteuerhebel 22 betätigten Gestänges 46 verändert werden kann.
  • Wie in dein vorhergehend beschriebenen Fall ist der Schieber 9 der Dosiervorrichtung für den Hauptbrennstoff durch eine Stange 30 mit dem Schieber 29 der Dosiervorrichtung 28 für den Nachbrennstoff zwangläufig verbunden.
  • Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 steht der mit der Regelmembran 31 verbundene Schieber 32 unter dem Einfluß einer Feder 33 mit unveränd!erbarer Vorspannung. Eine abgewandelte Ausführungsform würde in der Anwendung einer Feder 33 mit veränderbarer Vorspannung bestehen.
  • Bei der in Fig.3 wiedergegebenen Ausführungsform ist der Regler für den Nachbrennstoff mit dem Regler für den Hauptbrennstoff vereinigt, und in diesem Fall wird eine Dosiervorrichtung verwendet, welche gleichzeitig für den Hauptbrennstoff und den Nachbrennstoff bestimmt ist. Die gesamte Brennstoffmenge wird. von der Pumpe 4 geliefert. Die beiden Mengen werden mittels eines Spitzenventils 48 in konstantem Verhältnis geregelt. Die Feder 49 des Nebenwegreglers 50 ist mit dem Steuergestänge derart gekuppelt, daß der Injektionsdruck für die Anordnung im wesentlichen glei-chbleib.t, gleichgültig, ob, die Nachverbrennungseinrichtung im Betrieb ist oder nicht. Die Feder 49 wird beim Arbeiten ohne Nachverbrennung entspannt, so daß demzufolge der Nebenweg eine größere Menge an Brennstoff zurückkehren liißt.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Regeleinrichtung für die Brennstoffzufuhr bei mit einer Nachverbrennungskammer versehenen Rückstoßantrieben_. bei welchen die die Nachverbrennungskammer speisende Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der die Hauptbrennkammer speisenden Brennstoffmenge gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, da.ß das Regelorgan (29) für den Nachbrennstoff unmittelbar durch das Regelorgan (9) für den Hauptbrennstoff so gesteuert wird, daß die beiden Brennstoffmengen stets in einem konstanten Verhältnis zueinander stehen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Regelung der Menge des Hauptbrennstoffes mittels eines Reglers, welcher eine Dosiervorrichtung enthält, der Regler für den Nachbrennstoff ebenfalls eine Dosiervorrichtung aufweist, die mit der erstgenannten gekuppelt ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosier vorrichtungen bewegliche Organe (9, 29) enthalten, deren Verschiebung in linearem Verhältnis zu den betreffenden Brennstoffmengen erfolgt.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Regler einen Dosierschieb er (9 bzw. 29) enthält und daß die beiden Schieber (9; 2.9) unmittelbar, z. B. durch eine Stange (30), miteinander verbunden sind.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine einzige Dosiervorrichtung (9 in Fig. 3)" welche die Gesamtbrennsto:ffzufuhr regelt, wobei eine Vorrichtung (48) vorgesehen ist, welche ein festes Verhältnis zwischen den Anteilen der Hauptbrennstoffmenge und der Nachbrennstoffmenge einstellt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 853 843.
DES44612A 1954-07-13 1955-07-02 Regeleinrichtung fuer die Brennstoffzufuhr bei mit einer Nachverbrennungskammer versehenen Rueckstossantrieben Pending DE1025682B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE853843C (de) * 1948-05-08 1952-10-27 Bendix Aviat Corp Turbo-Strahlmaschinen fuer Flugzeuge

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE853843C (de) * 1948-05-08 1952-10-27 Bendix Aviat Corp Turbo-Strahlmaschinen fuer Flugzeuge

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