DE1045733B - Selbsttaetige Steuerungsanlage der Flammzuendvorrichtung fuer Nach-brenner von Turbinenstrahltriebwerken - Google Patents

Selbsttaetige Steuerungsanlage der Flammzuendvorrichtung fuer Nach-brenner von Turbinenstrahltriebwerken

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DE1045733B
DE1045733B DEU2956A DEU0002956A DE1045733B DE 1045733 B DE1045733 B DE 1045733B DE U2956 A DEU2956 A DE U2956A DE U0002956 A DEU0002956 A DE U0002956A DE 1045733 B DE1045733 B DE 1045733B
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turbine
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ignition
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DEU2956A
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English (en)
Inventor
Richard John Coar
William Hirsch Brown
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Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Aircraft Corp
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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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K3/00Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
    • F02K3/08Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan with supplementary heating of the working fluid; Control thereof
    • F02K3/10Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan with supplementary heating of the working fluid; Control thereof by after-burners

Description

  • Selbsttätige Steuerungsanlage der Flammzündvorrichtung für Nachbrenner von Turbinenstrahltriebwerken Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuerungsanlage der Flammzündvorrichtung für Nachbrenner von Turbinenstrahltriebwerken :mit Schubdüsen veränderbarer Fläche sowie mit Stellmotoren zum Bewegen .der Düse in bffnungs- oder Schließrichtung und Vorrichtungen zur Steuerung des Stellmotors.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Anlage der obigen Art, bei der das Nachtropfen von Zündkraftstoff in die Brennkammer verhindert wird, nachdem die Zündvorrichtung im Nachbrenner Zündung hervorgerufen hat, so daß ein übermäßiger Kraft,stoffzufluß in .die Brennkammer verhindert wird, wenn sich der Nachbrenner in Betrieb befindet oder falls irgendwelche Teile der Zündvorrichtung im späteren Betriebe versagen sollten.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch Vorrichtungen erreicht, welche die Zündvorrichtung und die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung betriebsfähig verbinden, um die Zündvorrichtung außer Betrieb zu setzen, wenn die Steuervorrichtung die Diise zu öffnen sucht. Die Zündvorrichtung weist in der Zufuhrleitung für den als Zündmittel dienenden Kraftstoff ein Ventil auf, das durch die Betriebsverbindungsvorrichtung geschlossen wird, wenn die Steuervorrichtung die Düse zu öffnen sucht. Die Betriebsverbindungsvorrichtung kann einen Schalter aufweisen, der in diesem Falle den Stromkreis zu dem elektrisch betätigharen Ventil unterbricht. Erfindungsgemäß kann die Zündvorrichtung ansprechend auf den Druck des an den Nachbrenner gelieferten Kraftstoffs betätigbar sein. Die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung kann ansprechend auf den statischen Druck des Durchsatzes im Nachbrenner betätigbar sein. Bei Verwendung eines Kompressors und einer Turbine ist die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung ansprechend auf das Verhältnis eines obsoluten Drucks des Durchsatzes zwischen Kompressor und Turbine und eines absoluten Drucks desselben zwischen Turbine und Düse betätigbar. Bei Verwendung eines Kompressors, einer Turbine und einer Brennkammer zwischen Kompressor und Turbine spritzt die Zündvorrichtung für .den Nachbrenner den als Zündmittel dienenden Kraftstoff in die Brennkammer ein.
  • Gegenüber ,bekannten Anlagen hat die Anlage nach der Erfindung den Vorteil, daß sie eine koordinierte Schubdüsenfläche und Zündsteuervorrichtung für eine Nachbrenngasturbine liefert, bei der die Zündvorrichtung Zündkraftstoff in die Hauptbrennkammer ansprechend auf die Einschaltung von Kraftstoffzufluß zum Nachbrenner einspritzt, daß die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung durch ein Verhältnis von Drücken im Triebwerk betätigt wird und daß .die Zündvorrichtung außer Betrieb gesetzt wird, wenn die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung die Düse zu öffnen sucht. Somit wird eine verbesserte Steuerungsanlage geschaffen, welche die Arbeitsweise der Zündvorrichtung und die Schubdüsenfläche koordiniert, so daß Zündkraftstoff bei Einschaltung von Kraftstoffzufluß zum Nachbrenner nur so lange erfolgt, bis die Schubdüse öffnet. Dadurch wird verhindert, daß eine übermäßige Kraftstoffmenge in die Hauptbrennkammer gelangt.
  • Die Erfindung ist als Beispiel in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Turbinenstrahltriebwerks und einen Nachbrenner mit einer Steuerungsanlage nach der Erfindung im Querschnitt, Fig. 2 eine vergrößerte schematische Ansicht der in Fig. 9. gezeigten Schubdüsensteuerung und F ig. 3 eine vergrößerte der in Fig. 1 dargestellten Zündsteuerung.
  • Das Turbinenstrahltriebwerk 2 hat einen Kompressor 4, der in der dargestellten Anordnung in Zentrifugalbauart ausgebildet ist und von einer Turbine 6 angetrieben wird. Dazwischen befindliche Brennkammern 8 liefern Luft von dem Kompressor an die Turbine. Ein Nachbrenner 10 ist an dem Turbinenauslaß angebracht und bildet ein Mittel zur Vergrößerung des Schubes. Das Triebwerk 2 hat zwei in axialem Abstand angeordnete ringförmige Einströmöffnungen 12, um die ankommende Luft in zwei gegenüberliegende ringförmige Verdichtereinlaßöffnungen zu leiten. Die komprimierte Luft, die den Verdichter 4 verläßt, strömt durch die Brennkammern 8 zu der Turbine; wo -sie mit Kraftstoff aus den Kraftstoffdüsen 14 .gemischt wird. Diese Kraftstoffdfisen 14 erhalten Kraftstoff über die Rohrleitung 20 von dem Drehzahlregler 15 zugemessen. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird anfänglich in den Brennkammern 8 mittels einer Zündeinrichtung 16 gezündet. Der Regler 15 hält die Drehzahl der Turbinenläufereinheit in Übereinstimmung mit dem durch den Kraftstoffhebel 17 eingestellten Wert aufrecht, indem er den Kraftstoffluß regelt, der den Brennkammern 8 über die Leitung 20 und -die Düsen 14 zugeführt wird.
  • Von der Turbine verlaufen die Gase um einen Kegel 18 in den Diffusorabschnitt 19 der Nachbrennvorrichtung. Wenn die Nachbrennvorrichtung arbeitet, wird Kraftstoff von einer Anzahl in dem Diffusor 19 angeordneten Kraftstoffdüsen 26 in diese Gase ausgestoßen. Da die Gase, welche die Turbine 6 verlassen, eine beträchtliche Menge unverbrauchten Sauerstoff enthalten, schafft der durch die Kraftstoffdüsen 26 zusätzlich eingeleitete Kraftstoff ein brennbares Gemisch, das in der Brennkammer 27 durch eine nachher beschriebene Zündstoffzufuhr initial gezündet werden kann. Die Verbrennung dieses brennbaren Gemisches wird in der Brennkammer 27 der Nachbrennvorrichtung durch Flammenhalter 30 und 32 stabilisiert: Die verbrannten Gase verlassen das Triebwerk durch die Düse 44, deren Fläche geändert werden kann. Die veränderbare Düse 44 arbeitet zwischen einer kleinsten Öffnung für den Betrieb des Triebwerks ohne Nachverbrennung und einer größten Öffnung für den Betrieb mit Nachverbrennung. Der Servomotor für die Düse besteht aus dem Zylinder 130, dem Kolben 132, der Plenelsteuerstange 134, der Düsenstenerstange 78, der Kolbenstange 138, einem Wagen oder Schlitten 140 und einem Spur- oder Führungsmechanismus 142 für diesen Wagen.
  • Die Steuerungsanlage für die Nachbrennvorrichtung kann in drei Hauptteile geteilt werden, und zwar erstens die Kraftstoffanlage, zweitens die Zündstoffzufuhrvorrichtung und drittens die Steuerung der Schubdüse. Diese drei Teile sind durch Rohrleitungsverbindungen und eine elektrische Anlage eng ko= ordiniert. .
  • Die Kraftstoffanlage umfaßt den Kraftstoffbehälter 46, die Kraftstofförderpumpe 48, die Kraftstoffpumpe 50, den Nachbrennkraftstoffmengensteller 52 und die Kraftstoffdüsen 26. Die Kraftstofförderpumpe 48 ist auf dem Kraftstoffbehälter 46 angeordnet und mit der Kraftstoffpumpe 50 durch Rohrleitungen 54 und 56 verbunden. Die Kraftstoffpumpe 50 ist als eine von einer Luftturbine mit einem Turbinenläufer 58 angetriebene Kreiselpumpe ausgebildet und mit einem Ansaugkanal 60 sowie Auslaßkanälen 62 für das Turbinenarbeitsmittel versehen. Das Arbeitsmittel, das von dein Verdichterausgang des Triebwerks- abgezapfte komprimierte Luft dargestellt ist, wird durch Rohrleitungen 230, 64 und 66 zu dem Ansaugkanal 60 gefördert. Ein motorbetätigtes Ventil 68 ist an der Verbindungsstelle der Leitungen 64 und 66 angeordnet, um,den Betrieb der Kraftstoffpumpe .durch Änderung der zur Luftturbine strömenden komprimierten Luft zu steuern. Der Turbinenläufer 58 treibt ein Kreisel# putnpenlaufrad 70, das die Pumpwirlung erzeugt. Die Kraftstoffpumpe 50 liefert Kraftstoff an den Nachbrennkraftstoffmengensteller 52 durch die Rohrleitung 72. Der Nuchbrennkraftstoffmengensteller 52 spritzt den Kraftstoff in das Triebwerk über die Leitung 74 durch die Düsen 26 ein.
  • Die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung 76 leitet Drücke an .die Schubdüsenbetätigungszylinder 130 durch einen Steuerschieber 168, um je nach Erfordernis die Ausström- oder Schubdüse zu öffnen oder zu schließen. Der Steuerschieber 168 hat drei Bandscheiben 170, 172, 174, die das Ventil in der Zylinderbohrung 176 führen. An die Zylinderbohrung 176 sind sechs Kanäle oder Leitungen angeschlossen, und zwar gemäß Fig. 2 von links nach rechts: eine Auslaß- oder Entlüftungsleitung 178 an die Niederdruckversorgung, die .der Verdichtereintrittsdruck sein kann, eine Leitung 266, deren anderes Ende mit dem von der Düse abgewandten Ende des Zylinders 130 verbunden ist, eine Leitung 230, deren anderes Ende an eine Hochdruckversorgung angeschlossen ist, die als Verdichteraustrittädruck dargestellt ist, eine Leitung 262, deren anderes Ende mit dem Ende .der Zylinder 130 in der Nähe der Düse verbunden ist, ein Auslaß- oder Entlüftungskanal 180 zu der Niederdruckversorgurig und eine Leitung 182, die als Auslaß dient. Eine Feder 184 spannt .das Relaisventil 168 nach rechts gegen eine Seite eines Kolbendeckels 186 vor, der eine Kammer 190 mit einer Bohrung 191 bildet.
  • Ein Schaltventil 188 verbindet die Kammer 190 entweder mit einer Leitung 192, die zu einer Strömungsmitteldruckquelle führt, oder mit einer Kammer 194, die über die Leitungen 250 und 252,an einen niedrigen Bezugsdruck angeschlosssen ist. Um zu verhindern, daß sich die Düse 44 in einem Nichtnachverbrennbereich öffnet, ist .die Strömungsmitteldruckquelle für die Leitung 192 an einem Punkt in der Kraftstoffanlage der Nachbrennvorrichtung angeordnet, der sich strömungsabwärts von der Kraftstoffpumpe der NTachbrennvorrichtung befindet. Das Schaltventil 188 hat drei Bandscheiben 196, 198, 200 und bewegt sich axial in einer Zylinderbohrung 202. An diese Zylinderbohrung sind vier Kanäle angeschlossen, und zwar gemäß Fig. 2 von oben ausgehend: ein Kanal 204, dessen anderes Ende an die Kammer 194 angeschlossen ist, ein Kanal 205, dessen anderes Ende mit einer Kammer 206 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Kanal 192 in Verbindung steht, ein Kanal 208, dessen anderes Ende mit der Kammer 190 verbunden ist, und ein Kanal 210, dessen anderes Ende an die Kammer 194 angeschlossen ist.
  • Das untere Ende des Schaltventils 188 ist mit dem einen Ende eines in der Kammer 194 angeordneten Schwingbalkens 212 verbunden, der nahe jedem Ende zwischen zwei Faltenbälgen angeordnet ist. Jeder Faltenbalgsatz ist mit einem geschlitzten Teil 213 angebracht, durch den der Schwingbalken 212 verläuft. Ein Stift 215 lagert den Schwingbalken schwenkbar an jedem Ende an dem Teil 213 jeder Faltenbalggruppe. ,Die unteren Faltenbälge 214 und 216 an j edern Ende sind ausgepumpt.
  • Die Drücke an zwei verschiedenen Stellen längs des Strömungswegs der Gase durch das Triebwerk werden durch die Steuerung 76 benutzt, um .die Verbrennung in der Nachbrennvorrichtung zu kontrollieren und die Rückstoßdüse entsprechend zu regulieren. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind diese Stellen der Verdichterauslaßdruck, der mit der Leitung 222 an den Faltenbalg 218 angeschlossen ist, oberhalb .des Faltenbalges 214, und der Turbinenauslaßdruck, der über die Leitung 79 mit dem Faltenbalg 220 verbunden ist, oberhalb des Faltenbalges216. Eine bewegliche Drehachse224 trägt den Schwingbalken 212 in einem Schlitz 226. Ein Drehschiebekolben 228 ist in der Bohrung 230' in der Steuerungseinrichtung 76 oberhalb der Kammer 194 angeordnet. Ein Ende eines Armes 232 ist mit dem Drehschiebekolben 228 und das andere Ende mit der Drehachse 224 verbunden. Der Arm232 verläuft durch einen Schlitz234, der die Bohrung 230' und die Kammer 194 verbindet. Der Kolben 228 kann sich zwischen zwei Einstellschrauben, einer »Düsenschließ«-Einstellschraube 236 und einer »Düsenöffnungs«-Einstellschraube 238, beweg en. D i e » Düsenöffnung s «-Ein,stel,l schraube 238 stellt einen Wert des Druckverhältnisses in .den Faltenbälgen 218 und 220 ein, der über dem zum Öffnen der Düse 44 erforderlichen Verhältnis liegen muß. Die »Düsenschließ«-Einstellschraube236 stellt einen unterschiedlichon Wert des Druckverhältnisses in den Faltenbälgen ein, der unter dein zum Schließen der Düse 44 erforderlichen Verhältnis liegen muß.
  • Eine Feder 240 spannt den Kolben 228 nach rechts gegen die »Düsenöffnungs«-Einstellschraube 238 vor. Die von der Bohrung 230' gebildete Kammer 242 und das linke Ende des Kolbens 228 sind mit der Kammer 194 durch den Kanal 244 verbunden. Die von der Bohrung 230' gebildete Kammer 246 und das rechte Ende des Kolbens 228 sind mit dem Kanal 208 durch den Kanal 248 verbunden.
  • Eine handbetätigte Steuerung ist vorhanden, um das Relaisventil 168 im Falle des Versagens der selbsttätigen Arbeitsweise der Düsensteuerung 76 zu betätigen. Diese Handsteuerung besteht aus einem bei 256 schwenkbar gelagerten Winkelhebel 254, einer Gelenkstange 258 und einer Betätigungsstange 260. Begrenzungsanschläge 264 und 268 sind vorgesehen.
  • Die Zündsteuerung 28 spritzt zusätzlich zu der norinalerweise gelieferten Menge eine Kraftstoffmenge in eine Brennkammer 8 ein, wo sie gezündet wird und eine Flammenfortpflanzung durch die Turbine in .die Nachbrennvorrichtung ergibt, so daß in dieser ein brennbares Gemisch gezündet wird. An die Zündsteuerung 28 wird Kraftstoff von der H auptkraftstoffanlage durch die Rohrleitung 80 geliefert, in der sich ein solenoidbetätigtes Absperrventil 82 befindet. Die Zündsteuerung ist durch die Leitung 84 mit der Leitung 74 verbunden, die den Druck zum Einspritzen des zusätzlichen Kraftstoffes zwecks Zündung in der Nachbrennvorrichtung liefert.
  • Die Zündkraftstoffsteuervorrichtung 28 (Fig. 3) hat einen zweiteiligen Körper, der aus einem Gehäuse 100 und einem darauf durch Sehrauben 104 festgehaltenen Deckel 102 besteht. Das Gehäuse 100 hat eine Bohrung 106, in die ein Kolbenteil 108 eingepaßt ist. Ein von der Innenseite des Deckels 102 ausgehender zylindrischer Flansch 110 steht in das Gehäuse und in einen Randteil 112 des Kolbenteils 108 vor. Ein zweiter Kolbenteil 114 gleitet in dem kreisförmigen Flansch 110.
  • Ein an dem Gehäuse 100 angebrachtes Ventilgehäuse 116 enthält ein Ventil 118, das den Durchfluß durch eine Öffnung 120 von der Leitung 80 zu der Leitung 122 steuert. Das Gehäuse116 trägt auch zur Steuerung der Öffnungsbewegung des Ventils 118 einen verstellbaren Anschlag 121, der aus einer Schraube 123 und einer Gegenmutter 125 besteht.
  • Die Kolbenstange 124 erstreckt sich aus dem Gehäuse 100 durch eine Nabe 126 auf dem Kolbenteil 108 in das Gehäuse 116. Die Stange 124 hat an dem einen Ende einen kleineren Durchmesser und ist an dem Ventil 118 angebracht. Der kleinere Durchmesser ermöglicht einen Durchfluß über das Ventil. Das andere Ende ist gegen den Kolbenteil 114 durch eine Feder 128 vorgespannt, die um die Stange 124 zwischen dein Teil 108 und der Haltescheibe 144 angeordnet ist Die Scheibe wird auf der Stange mit einem Federring 146 gehalten. Die Nabe 126 ragt auf jeder Seite des Kolbenteils 108 um die Stange vor. Der Teil, der auf der Innenseite in den Kolbenrandteil vorsteht, wirkt als Betätigungsteil, wenn er in die Richtung zum Schließen des Ventils 118 bewegt wird. Der auf -der Außenseite vortretende Teil ermöglicht, daß der Teil 108 eine Kammer 148 mit dem Gehäuse 100 bildet, wenn er gegen dieses anliegt. Der Teil 114 hat einen Vorsprung 150 auf der Außenseite, so daß er eine Kammer 152 mit der Deckelplatte 102 bildet, wenn er an dieser anliegt.
  • Die Zündsteuerung weist einen Kanal 154 zur Verbindung der Rohrleitung 84 mit der Kammer 148 auf. Ein entfernbarer Einsatz 156 mit einer Einschnürung 158 ist in diesem Kanal angeordnet. Die Strömungsdauer des Zündkraftstoffs wird durch die Wahl der Flächengröße der Einschnürung 158 geregelt. Der Kanal 160 verbindet den Kanal 154 strömungsaufwärts von dem Einsatz 156 finit der Kammer 152.
  • Eine ringförmige Nut 162 ist rings uni die Stange 124 in der Wand des Gehäuses 100 ausgespart und mit der Rohrleitung 165 über einen Kanal 164 verbunden. Diese Entlüftung der Nut 162 verhindert ein Sickern des Nachbrennkraftstoffes längs der Stange 124 aus der Kammer in der Zündvorrichtung während des Nachbrennvorgangs. Der Kanal 166 verbindet den Kanal 164 mit der Kammer in dein Gehäuse 100 zwischen den Kolben 108 und 114. Die Kammer zwischen den Kolben wird in dieser Weise entlüftet, um eine unbeabsichtigte Betätigung der Zündsteuerung durch den Abgasrohrdruck zu verhindern, der auf die Kammern 148 und 152 übertragen wird, wenn die Nachbrennvorrichtung nicht in Betrieb ist, sowie um gleichzeitig eine Sickermenge von den Kammern 148 und 152 während des Nachbrennvorgangs an den Kolben 108 und 114 vorbei abzuleiten.
  • Die elektrische Anlage kann einen Temperatur regelverstärker 86 aufweisen, ,dem während des Nachbrennvorgangs ein Zeichen von Thermoelementen 88 zugeführt wird, welche die Turbinenauslaßtemperatur hinsichtlich ihrer Grenzwerte prüfen oder bestimmen. Thermoelemente 90 prüfen ebenfalls die Turbinentemperatur, senden ihr Zeichen aber an das Temperaturmeßgerät 92. Bei Erregung schickt dieser Verstärker einen Impuls an den Nachbrennkraftstoffmengensteller 52, um den Kraftstoff durchfluß in Übereinstimmung mit einer Veränderlichen des Tri.ebwerkbetriebes, z. B. mit der Turbinenausströmtemperatur, zu verkleinern, und kann auch die Arbeitsweise eines normalerweise geschlossenen solenoidbetätigten Absperrventils in dem Nachbrennkraftstoffmengensteller 52 steuern. Falls übermäßige Temperaturen an dein Turbinenauslaß erreicht werden, tritt .der Schalter 93 in Tätigkeit, so daß das Absperrventil in dein Nachbrennkraftstoffmengensteller geschlossen wird. Der Nachbrennschalter 94 steuert den Verstärker 86, stellt das motorbetätigte Ventil 68 ein, steuert die Kraftstofförderpumpe 48 und regelt die Öffnung des normalerweise geschlossenen solenoidbetätigten Absperrventils 82. Obgleich die Verringerung des Kraftstöffdurchflusses im Zusammenhang mit selbsttätigen Vorrichtungenbaschrieben wurde, kann sie gegebenenfalls auch von Hand erfolgen, wobei das Meßinstrument 92 zur Regelung der Temperatur beobachtet werden muß.
  • Der Betrieb der Nachbrennvorrichtung wird eingeleitet, indem der Schalter 94 auf »ein« geschaltet wird. Dadurch wird :der Temperaturregelverstärker erregt, ein normalerweise geschlossenes solenoidbetätigtes Absperrventil in dem Nachbrennkraftstoffmengensteller geöffnet und ein Impuls an den Kraftstoffregler geschickt, um den hindurchlaufenden Kraftstoffluß zu verringern. Das Schließen des Schalters bringt auch das motorbetätigte Ventil 68 in die offene Stellung, setzt die Kraftstofförderpumpe 48 in Betrieb und öffnet das normalerweise geschlossene solenoidbetätigte Absperrventil 82.
  • Die Kraftstofförderpumpe drückt Kraftstoff von dem Kraftstoffbehälter 46 durch die Rohrleitungen 54 und 56 auf .das Laufrad 70 der Kraftstoffpumpe 50. Das Öffnen des motorbetätigten Ventils 68 ermöglicht, daß komprimierte Luft von dem Auslaß des Triebwerkverdichters 4 ,durch Rohrleitungen 230, 64 und 66 zur Turbine 58 zum Antrieb des Laufrades 70 strömt. Das Laufrad 70 liefert dann Kraftstoff an den Nachbrennkraftstoffmengensteller 52, der den Kraftstoff in Abhängigkeit von Kompressor-Ein- und Austrittsdruck sowie einer Turbinentemperatur über die Rohrleitung 74 den Kraftstoffdüsen 26 zumißt.
  • Das Öffnen des normalerweise geschlossenen solenoidbetätigten Absperrventils 82 ermöglicht, daß eine Kraftstoffquelle über die Rohrleitung 80 an die Zündvorrichtung 28 angeschlossen wird. Der Druck des Kraftstoffs in der Leitung 74 wird auf die Zündvorrichtung durch die Leitung 84 übertragen und ermöglicht, daß der Kraftstoff, der durch das normalerweise geschlossene solenoidbetätigte Ventil 82 zugeströmt ist, von der Zündvorrichtung in eine Brennkammer 8 eingespritzt wird. Die Zündung des eingespritzten Kraftstoffs ergibt eine Flammenfortpflanzung .durch die Turbine zu dem Abgasrohr, wodurch der durch die Düsen 26 eingeführte Kraftstoff in der Nachbrennvorrichtung gezündet wird.
  • Die Zündung des Kraftstoffs in der Nachbrennvorrichtung bewirkt eine Erhöhung des Verhältnisses des Turbinenausströmgasdruckes zu dem Verdichterauslaßdruck, welches das ohne Nachbrennung erhaltene Verhältnis übersteigt. Dieses Druckverhältnis wird benutzt, um einen Parameter zu erhalten, der von der Kompressoreinlaßtemperatur und von der Fluggeschwindigkeit im wesentlichen unabhängig ist. Der V erdichterauslaßdruck und der Turbinenausströmdruck werden auf die Steuerung durch Rohrleitungen 222 und 79 übertragen. Die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung 76 leitet gemäß der Änderung des Turbinendruckverhältnisses Verdichterauslaßluft von der Leitung 230 durch die Leitung 262 zu der Seite der Zylinder 130, die der Düse am nächsten liegt, wodurch die Düse geöffnet wird. Der Druck in der Leitung 262 wird durch idie Leitung 98 auf einen normalerweise geschlossenen Druckschalter 96 in der elektrischen Leitung auf das normalerweise geschlossene solenoidbetätigte Absperrventil 82 übertragen. Der Druck öffnet den Schalter, um den Stromkreis zu unterbrechen, in dem sich das Absperrventil 82 befindet, wodurch das Ventil veranlaßt wird, zu schließen und den Kraftstoff-durchfluß zu der Zündvorrichtung 28 zu sperren.
  • Der Betrieb der Nachbrennvorrichtung wird dadurch stillgesetzt, daß der Nachbrennschalter 94 in die Stellung »aus« gedreht wird. Dadurch wird der Temperaturregelverstärker 86 ausgeschaltet und die Stromzuführung zu einem normalerweise geschlossenen solenoidbetätigten Absperrventil in dem Nachbrennkraftstoffmengensteller unterbrochen. Die Bewegung des Schalters in die Stellung »aus« schließt auch das motorbetätigte Ventil 68 und setzt,die Nachbrennkraftstofförderpumpe 48 außer Betrieb. Wenn die Verbrennung in der Naehbrennvorrichtung infolge der Unterbrechung des Kraftstofflusses oder aus einem anderen Grunde aufhört, erfolgt -eine Verminderung des Verhältnisses des Turbinenau,sströmgasdruckes zudem Verdichterauslaßdruck unter den normalerweise erhaltenen Wert. Diese Abnahme ist am ausgeprägtesten als Ausdruck des statischen Turbinenabgasdrucks und nicht des Gesamtdrucks. Der statische Druck wird somit für die Steuerung bevorzugt. Die Verminderung des Turbinendruckverhältnisses wird auf die Schubdüsenbetätigungssteuerung übertragen, wodurch komprimierte Luft durch die Leitung 266 von der Leitung 230 auf die Seite der Zylinder 130 gerichtet wird, die am weitesten von der Düse entfernt ist, wodurch Üie Düse 44 geschlossen wird. Diese Druckverminderung in der Leitung 262 wird auf den normalerweise geschlossenen Druckschalter 96 durch die Leitung 98 übertragen, wodurch der Schalter geschlossen wird, so @daß bei dem nächsten Anlassen der Nachbrennvorrichtung Strom zu dem Ventil 82 fließen kann.
  • Obgleich eine spezielle Steuerung zum Zwecke der Veranschaulichung hier dargestellt und beschrieben worden ist, ist es den Fachleuten begreiflich, daß die Erfindung im Rahmen .der anliegenden Ansprüche abgeändert und angepaßt werden kann.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Selbsttätige Steuerungsanlage der Flammzündvorrich tung für Nachbrenner von Turbinenstrahltriebwerken mit Schubdüsen veränderbarer Fläche sowie mit Stellmotoren zum Bewegen der Düse in Öffnungs- oder Schließrichtung und Vorrichtungen zur Steuerung des Stellmotors, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (98-96), welche die Zündvorrichtung (28) und die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung (76) betriebsfähig verbinden, um die- Zündvorrichtung außer Betrieb zu setzen, wenn die Steuervorrichtung die Düse (44) zu öffnen sucht.
  2. 2. Steuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (28) in der Zufuhrleitung (80) für den als Zündmittel dienenden Kraftstoff ein Ventil (82) aufweist, das durch die Betriebsverbindungsvorrichtung (98-96) geschlossen wird; wenn die Steuervorrichtung (76) die Düse (44) zu. öffnen sucht.
  3. 3. Steuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsverbindungsvorrichtung einen Schalter (96) aufweist, der den Stromkreis zu dem elektrisch betätigbaren Ventil (82) unterbricht, wenn die Steuervorrichtung (76) die Düse (44) zu öffnen sucht.
  4. 4. Steuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (28) ansprechend auf den Druck des an den Nachbrenner gelieferten Kraftstoffes betätigbar ist.
  5. 5. Steuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung (76) ansprechend auf den statischen Druck des Durchsatzes im Nachbrenner betätigbar ist.
  6. 6. Steuerungsanlage nach Anspruch 5 mit einem Kompressor und einer Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenstellmotor-Steuervorrichtung (76) ansprechend auf das Verhältnis eines absoluten Druckes des Durchsatzes zwischen Kompressor und Turbine und eines absoluten Druckes desselben zwischen Turbine und Düse betätigbar ist.
  7. 7. Steuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Kompressor, einer Turbine und einer Brennkammer zwischen Kompressor und Turbine, dadurch gekennzeic`lmmet, daB die Zündvorrichtung (28) für den Nachbrenner den als Zündmittel dienenden Kraftstoff in die Brennkammer einspritzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 853 843; britische Patentschrift Nr. 681575.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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