DE1526858A1

DE1526858A1 - Gasturbinenstrahltriebwerk

Info

Publication number: DE1526858A1
Application number: DE19651526858
Authority: DE
Inventors: Davies David Omri; Alan Parker
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1964-12-12
Filing date: 1965-12-06
Publication date: 1969-12-18
Also published as: US3344602A; FR1489735A; GB1056477A

Description

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England

Gasturbinenstrahltriebwerk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasturbinenstrahltriebwerk und insbesondere auf ein System zur Zuführung von brennbaren Flüssigkeiten oder Gas, z.B. flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs, nach den Brennkammern eines solchen Triebwerkes.

Gemäß der Erfindung ist das Gasturbinentriebwerk mit einer Leitung ausgestattet, die mit Brennstoff unter Druck gespeist wird und mit einem Gefäß in Verbindung steht, dem über ein Druckventil Druckluft zugeführt wird, wobei das Druckventil den Durchtritt von Luft nach dem Gefäß in die Leitung nur dann zuläßt, wenn der Brennstoffdruck in der Leitung um einen vorbestimmten Wert niedriger ist als der Luftdruck in dem Gefäß.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Luft, die durch den Triebwerkskompressor verdichtet ist, dem Gefäü zugeführt und das Gefäß weist eine Einrichtung zur Regelung des Druckes im Gefäß auf.

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Das Triebwerk kann als Hubtriebwerk bei einem Senkrechtstarter oder als Marschtriebwerk Verwendung finden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
Pig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems

in der Anwendung bei einem Gasturbinenstrahltriebwerk, Fig. 2 eine andere Ausführungsform -des erfindungsgemäßen Systems, Fig. 3 ein mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattetes Gasturbinenstrahltriebwerk.

Fig. 1 zeigt einen Luftvorratsbehälter 10, der an eine A_nzapfleitung des in der Zeichnung nicht dargestellten Kompressors eines Gasturbinenstrahltriebwerks über eine Leitung 11 und ein Rückschlagventil 12 verbunden ist. Das Ventil 12 bleibt während des Ilormalbetriebs des Systems unter dem Druck der ankommenden komprimierten Luft offen und der Druck innerhalb des Vorratsbehälters 10 wird durch ein Regelventil 13 aufrechterhalten. Das Rohr 11 weist eine Einschnürung 14 auf, um die hhdurehfließende Strömung zu drosseln, so daß die Strömung von Luft, die aus dem Kompressor abgezapft wird, begrenzt ist. Die Gefahr, daß Schmutz entweder das Ventil oder das Ventil 1j erreicht und die Arbeitsweise dieser Ventile behindert, wird dadurch gering, daß ein in dor Zeichnung nicht dargestellter Luftfilter strcuiioberseiti,j der iJuiaohnüruag 14 vorgesehen wird.

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Von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennstoffquelle wird Brennstoff den Primärbrennern fj> und den Sekundärbrennern 16 in den Brennzonen des Triebwerkes über ein Brennstoffregelsystem 17 zugeführt. Die Primärspeiselextung 18 und die Sekundärspeise- ■ leitung 19 sind mit Abzweigleitungen 20 bzw. 21 versehen, die mit dem Luftvorratsbehälter 10 über Rückschlagventile 22 bzw. 23 in Verbindung stehen.

".'ährend des Normalbetriebes des Triebwerkes ist der Brennstoffdruck, der in an sich bekannter Weise durch ein Brennstoffsteuersystem aufrechterhalten wird, in den Leitungen 18,19 und in den Zweigleitungen 20,21 genügend groß, um die Ventile 22,23 gegen den Luftdruck innerhalb des Vorratsbehälters 10 geschlossen zu halten. Wenn jedoch der Brennstoffdruck unter einen vorbestimmten niedrigen Wert fällt, weil z.B. ein Triebwerk ausfällt oder abgeschaltet wird, dann öffnen sich die Ventile.22,23 unter der Wirkung des Brennstoff-Luft-Druckunterschieds zwischen Vorratsbehälter 10 und Zweigleitungen 20,21, so daß die Luft in die Zweigleitungen 20,21 und die Leitungen 18,19 eindringen kann, um den restlichen Brennstoff den Brennern 15,16 zuzuführen.

Die Zeit zum Ausblasen des restlichen Brennstoffs ist beträchtlich kürzer als die Zeit, die normalerweise zwischen einem Abschalten des Triebwerkes und einer Entleerung der Zweigleitungen 20,21 und der Rohre 18,19 infolge des Abflusses von Brennstoff aus den Brennern 1b, Io auftreten würde. Während dieser kürzeren Zeitdauer werden der Verzögerungskompressor und die Turbine noch durch

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den Fahrtwind angetrieben und es strömt genügend Luft durch das Triebwerk, um den ausgeblasenen Brennstoff aus den Brennzonen des Triebwerkes abzuführen. Nachdem überschüssiger Druck in dem Luftgefäß 10 durdidie Brennstoffleitungen ausgeblasen ist, schließen die Ventile 22,23 automatisch unter der Wirkung ihrer Rückschlagfedern und das Gefäß 10 kann dann von neuem mit für eine andere Verwendung bestimmter Luft geladen werden.

Durch die Erfindung wird die Gefahr vermieden bzw. vermindert, daß " Brennstoff, der in den Leitungen 18,19 und den Zweigleitungen 20,21 verbleibt, aus den Brennern 15,16 tropft und sich in der heißen Brennkammer und dem Strahlrohr nach Abschalten des Triebwerkes ansammelt, wo ein Feuerherd entstehen könnte, und zwar entweder kurz nach dem Abschalten des Triebwerkes oder sobald das Triebwerk wieder angelassen wird. Druck und Luftvolumen in dem Vorratsbehälter 10 sind so groß, daß der restliche Brennstoff in einer vergleichsweise kurzen Zeit ausgeblasen wird, jedoch ist der Luftdruck in dem Vorratsbehälter so niedrig, daß er sogar beim Leerlauf des Triebwerkes zur Verfügung stehen kann. Das Hegelventil dient als Auslaß des Gefäßes und öffnet bei einem Druck, der den vorbestimmten Luftdruck innerhalb des Gefäßes um einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Wenn der D_ruck außerhalb der Brenner 15,16 normalerweise im wesentlichen der gleiche ist wie der Druck- der dem Gefäß zugeführten Luft, so daß der Druck des Brennstoffs in den nach den Brennern 15,16 führenden Leitungen normalerweise höher ist als der Druck in dem Gefäß 10, um eine Anpassung an Druckverluste inner-

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halb der Leitungen vornehmen zu können, kann das Regulierventil 13 wegfallen. Dieser Pail kann bei Gasturbinenstrahltriebwerken auftreten, wenn die von dem Kompressor abgezapfte Luft, die dem Gefäß zugeführt wird, stromunterseitig des Kompressors in der Nähe der Brenner der Brennkammer entnommen wird. Nach Abschalten des Triebwerkes sinken sowohl der Brennstoffdruck der vom Triebwerk angetriebenen Puape und der Kompressorauslaßdruck ab und nach einiger Zeit ist der Druckabfall über den Ventilen 22,23 so groß, daß Luft in die Zweigleitungen 20,21 und die Leitungen 18,19 eintreten kann und so den restlichen Brennstoff ausblasen kann.

Bei einer praktischen Ausführung des Brennstoffsystems gemäß der Erfindung, das in Verbindung mit einem Gasturbinentriebwerk Anwendung findet, wurde der restliche Brennstoff nach Abschaltung des Triebwerkes innerhalb von 1,5 Sekunden ausgeblasen.

Die Erfindung ist auoh anwendbar für Systeme, wo gasförmiger Brennstoff einem Triebwerk, z.B. einem Gasturbinentriebwerk, geliefert wird.

Pig. 2 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die anwendbar ist, wenn die Länge der Brennstoffleitungen awlsehen dem Drosselventil und dem Hilfsbrenner klein ist. Dieses Ausführuisgsbeispiel zeigt eine andere Anordaung der Ventile.

Die Arbeitsweise ist jener der in Verbindung »it Pig.1 beschriebenen Anordnung gIeich.

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Wenn das Triebwerk läuft, ist der Druck+ der vom Kompressor gelieferten Luft viel geringer als der Brennstoffdruck. Luft von dem in der Zeichnung nicht dargestellten Kompressor wird über eine Speiseleitung 111_; über eine Einschnürung 114 und ein Rückschlagventil 112 geleitet, welch letzteres bei sehr niedrigem Druck offen ist und es wird ein Gefäß 110 aufgeladen.

Ein Drosselventil 117 speist eine Leitung 119 und über diese die Hauptbrenner 116 mit Brennstoff. ·

Der Brennstoffdruck verhindert jedoch den Luftdurchtritt durch das Rückschlagventil 123.

Ein weiteres Rückschlagventil 113 öffnet, sich, wenn das Gefäß auf den Maximaldruck geladen ist und es wird überschüssige Luft von dem Kompressor nach außen abgeleitet.

Wenn das Drosselventil geschlossen wird oder der Brennstoffdruck infolge irgendeiner anderen Ursache absinkt, dann übersteigt der Luftdruck in dem Gefäß bald den absinkenden Brennstoffdruck und öffnet das Rückschlagventil 123. Hierdurch wird es möglich, daß die Luft aus dem Gefäß 110 durch die Leitung 119 treten kann und sämtlichen darin enthaltenen Brennstoff über die Hauptbrenner 11r auebläst.

Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, dai Luftge ÜB »it den Hilfebrennerleitungen zu verbinden und es sind ein-

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fache Absperrventile 130 vorgesehen, die unter Federdruck schließen, wenn der Brennstoffdruck genügend weit absinkt.

Fig. 3 zeigt ein Gasturbinenstrahltriebwerk, bei welchem die Er-' findung Anwendung finden kann.

Patentansprüche:

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Claims

8" 152685 Patentansprüche

1. Gasturbinenstrahltriebwerk mit einer Leitung, die das Triebwerk mit unter Druck stehendem Brennstoff versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gefäß (10) vorgesehen ist, das über eine ein druckabhängiges Ventil (25) enthaltende Leitung (21) mit dem Brenner (16) verbunden ist, daß das Gefäß (10) mit Druckluft gespeist wird und daß das druckabhängige Ventil (2j) Luft aus dem Gefäß in die nach den Brennern führende Leitung (21) nur dann ausströmen läßt, wenn der Brennstoffdruck in der Leitung den Druck innerhalb des Gefäßes um einen vorbestimmten Betrag unterschreitet.

2. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t ,

daß die Einrichtung zur Speisung des Gefäßes mit Druckluft der Kompressor des Triebwerkes ist.

3. Gasturbinenstrahltriebwerk nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das druckabhängige Ventil (23) ein Rückschlagventil ist.

4. Gasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gek ennzei ohne t ,

daß eine Einrichtung (13) zur Regelung des Luftdrucks im Gefäß vorgesehen ist.

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5. Grasturbinenstrahltriebwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ,

• daß die Druckregeleinrichtung (13) aus einem im Gefäß angeordneten Ventil besteht und daß das Ventil öffnet, wenn der Druck in dem Gefäß einen vorbestimmten Wert überschreitet, so daß Luft aus dem Gefäß austreten kann.

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