DE1601591C

DE1601591C - Fuel control device for accelerating gas turbines

Info

Publication number: DE1601591C
Application number: DE19671601591
Authority: DE
Inventors: Owen Napier Wimbledon London Lawrence, (Großbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1967-03-14
Filing date: 1967-03-14
Publication date: 1973-06-14

Description

Umgehungsleitung liegenden Ventils vermindert und den Brennern eine zusätzliche Menge Brennstoff zugefördert. Diese zusätzliche Brennstofförderung über die weitere Umgehungsleitung wird erst dann wieder aufgehoben, wenn der Stellkolben seine ursprüngliche relative Lage zum handbetätigten Teil des Servoventils erreicht hat.Reduced bypass line lying valve and fed an additional amount of fuel to the burners. This additional fuel delivery via the further bypass line is only then restored canceled when the actuating piston is in its original position relative to the manually operated part of the servo valve has reached.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigtIn the following the invention is illustrated by means of a drawing showing an embodiment explained in more detail. In detail shows

Fig. 1 eine Brennstoffsteuervorrichtung,1 shows a fuel control device,

F i g. 2 ein Nockenteil des Tauchkolbens der F i g. 1 undF i g. 2, a cam part of the plunger of FIG. 1 and

F i g. 3 einen anderen Nocken des Tauchkolbens.F i g. 3 another cam of the plunger.

Das in Fig. 1 dargestellte Brennstoffventil ist an eine Brennstoffanlage angeschlossen, die eine Schiefscheibenpumpe 10 enthält, der von einer Hilfspumpe 11 Brennstoff aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter zugeführt wird. Die Pumpe 10 ist mit einer hydraulischen Servoeinrichtung 12 zur Verstellung des Pumpenhubs versehen; sie fördert den Brennstoff über eine Leitung 13 in ein Gehäuse 14, welches die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung aufnimmt. Vom Gehäuse 14 führt eine Leitung 15 zu den Brennern 16 der Gasturbine.The fuel valve shown in Fig. 1 is connected to a fuel system that has a swash plate pump 10 contains the fuel from an auxiliary pump 11 from a storage container, not shown is fed. The pump 10 is provided with a hydraulic servo device 12 for adjustment of the pump stroke provided; it promotes the fuel via a line 13 in a housing 14, which the Receives control device according to the invention. A line 15 leads from the housing 14 to the burners 16 of the gas turbine.

Im Gehäuse 14 ist zwischen der Einlaßleitung 13 und der Auslaßleitung 15 der Steuerschieber 17 des Brennstoffventils gelagert, dessen eines Ende mit nach außen tiefer werdenden Einschnitten versehen ist; diese wirken mit einer umschließenden Ringfläche 18 zusammen. In der Leitung 15 sind ein Überdruckventil 19 und ein Absperrventil 20 angeordnet.In the housing 14 is between the inlet line 13 and the outlet line 15 of the control slide 17 of the Fuel valve mounted, one end of which is provided with outwardly deepening incisions; these interact with an enclosing annular surface 18. In the line 15 are a pressure relief valve 19 and a shut-off valve 20 are arranged.

Parallel zum Steuerschieber 17 ist eine Vorrichtung 21 geschaltet, welche an ihm einen bestimmten Druckabfall aufrechterhält. Diese Vorrichtung ist von herkömmlicher Ausbildung; sie weist eine Membran 22 auf, die auf der einen Seite vom Druck in Strömungsrichtung vor und auf der anderen Seite vom Druck hinter dem Steuerschieber beaufschlagt wird. Die Membran 22 wirkt auf einen Hebel 23 ein, der ein Ventil 24 trägt, welches den Brennstoffabfluß vom Zylinderraum auf der einen Seite der Servoeinrichtung :) 12 der Pumpe 10 und damit deren Hub steuert.In parallel with the control slide 17, a device 21 is connected, which a certain Maintains pressure drop. This device is of conventional design; it has a membrane 22, which on the one hand from the pressure in the direction of flow and on the other hand from the Pressure is applied behind the control spool. The membrane 22 acts on a lever 23 which a valve 24 carries which the fuel flow from the cylinder space on one side of the servo device :) 12 of the pump 10 and thus controls its stroke.

Der Hebel 23 ist durch eine Druckdose 32 in Abhängigkeit vom Luftdruck an einer Kompressorstufe des Triebwerks verstellbar.The lever 23 is connected to a compressor stage by a pressure cell 32 depending on the air pressure of the engine adjustable.

Der Steuerschieber 17 ist über eine hohlzylindrische Kolbenstange 33 mit einem Stellkolben 32 gekoppelt, welcher in einem Zylinder 35 axial beweglich ist. Dem Raum auf der der Kolbenstange 33 zugewandten Seite des Zylinders 35 wird Brennstoff aus der Leitung 13 durch einen Kanal 36 zugeführt, der mit zwei Drosseln 37 versehen ist. Die Kolbenstange 33 weist in ihrer Mantelfläche eine Öffnung 38 auf, die mit einer Radialbohrung 39 eines in der Kolbenstange 33 gleitbar gelagerten Tauchkolbens 40 in Verbindung kommen kann, der von Hand, ζ. Β. bei einem Gasturbinentriebwerk eines Flugzeugs vom Piloten, betätigt werden kann. Die Radialbohrung 39 steht auch mit einer Längsbohrung 41 des Tauchkolbens 40 in Verbindung. Die Bohrung 41 ist über eine Öffnung 42 in der Mantelfläche der Kolbenstange 33 mit einer Leitung 43 verbunden, die an eine Stelle geringen Drucks der Brennstoffanlage, z. B. an den Pumpeneinlaß, angeschlossen ist.The control slide 17 is coupled to an actuating piston 32 via a hollow cylindrical piston rod 33, which is axially movable in a cylinder 35. The space on the piston rod 33 facing Side of the cylinder 35 fuel is supplied from the line 13 through a channel 36, the is provided with two throttles 37. The piston rod 33 has an opening 38 in its lateral surface, which are connected to a radial bore 39 of a plunger 40 slidably mounted in the piston rod 33 that can come by hand, ζ. Β. in the case of a gas turbine engine of an aircraft by the pilot, can be operated. The radial bore 39 also stands with a longitudinal bore 41 of the plunger 40 in connection. The bore 41 is connected to the piston rod 33 via an opening 42 a line 43 connected to a point of low pressure of the fuel system, for. B. to the Pump inlet, is connected.

Der Tauchkolben 40 weist einen angeformten Nockenteil 44 (Fig. 2) auf, der mit einem entsprechenden Nockenteil 45 im Innern des Stellkolbens 34 in Eingriff kommt, wenn der Tauchkolben 40 gegenüber dem Stellkolben 34 um einen vorbestimmten Weg verschoben wird. Der Eingriff der Nockenteile 44 und 45 bewirkt somit eine Relativdrehung des Tauchkolbens 40 gegenüber dem Stellkolben 34, was zu einer Änderung der Stellung eines Ventils führt, das aus einer Hülse 46 besteht, in der der Tauchkolben 40 gleitbar gelagert ist. Die Hülse 46 ist durch einenThe plunger 40 has an integrally formed cam part 44 (FIG. 2), which is connected to a corresponding Cam portion 45 inside the actuating piston 34 engages when the plunger 40 is opposite the actuating piston 34 is displaced by a predetermined distance. The engagement of the cam parts 44 and 45 thus causes a relative rotation of the plunger 40 with respect to the actuating piston 34, which leads to a change in the position of a valve which consists of a sleeve 46 in which the plunger 40 is slidably mounted. The sleeve 46 is through a

ίο Kanal 47 an den Pumpenauslaß und durch einen Kanal 48 an eine hinter dem Steuerschieber 17 liegende Stelle angeschlossen. Der Tauchkolben 40 ist mit einem Paar Ausnehmungen 49 und 50 versehen, die durch eine Querbohrung 51 verbunden sind. Die Ausnehmung 50 verjüngt sich zu ihrem äußeren Ende hin; die Anordnung ist so getroffen, daß bei Relativdrehung zwischen Tauchkolben 40 und Hülse 46 die * Drosselung des Brennstoffflusses zwischen den Leitungen 47 und 48 geändert wird.ίο Channel 47 to the pump outlet and through one Channel 48 is connected to a point located behind the control slide 17. The plunger 40 is provided with a pair of recesses 49 and 50 which are connected by a transverse bore 51. the Recess 50 tapers towards its outer end; the arrangement is made so that with relative rotation between plunger 40 and sleeve 46 the * throttling of the fuel flow between the lines 47 and 48 is changed.

Wenn der Pilot die Turbine beschleunigen will, so bewegt er den Tauchkolben 40 (in der Zeichnung) nach rechts. Hierdurch wird der Brennstoff an einem Entweichen durch die Öffnung 38, die Radialbohrung 39, die Längsbohrung 41 und den Kanal 43 gehindert, so daß sich im (in der Zeichnung) linken Raum des Zylinders 35 ein Druck aufbauen kann. Dies bewirkt eine Bewegung des Stellkolbens 34 in derselben Richtung wie der Tauchkolben 40, bis die Öffnung 38 wieder die Radialbohrung 39 überdeckt. Hierdurch wird der Steuerschieber 17 von der Ringfläche 18 weiter entfernt, so daß der Turbine eine größere Brennstoffmenge zugeführt wird.When the pilot wants to accelerate the turbine, he moves the plunger 40 (in the drawing) To the right. This prevents the fuel from escaping through the opening 38, the radial bore 39, the longitudinal bore 41 and the channel 43 prevented, so that in the (in the drawing) left space of the cylinder 35 can build up a pressure. This causes the actuating piston 34 to move in the same Direction as the plunger 40 until the opening 38 covers the radial bore 39 again. Through this the control slide 17 is further removed from the annular surface 18, so that the turbine has a larger Amount of fuel is supplied.

Wenn die Bewegung des Tauchkolbens 40 gegenüber dem Kolben 34 so groß ist, daß die Nockenteile 44 und 45 in Eingriff gelangen, so wird der Tauchkolben 40 gegenüber dem Kolben 34 und der Hülse 46 so gedreht, daß die Drosselung an den Ausnehmungen 49,50 vermindert und der Brennstofffluß in den den Steuerschieber 17 umgehenden Kanälen 47, 48 vergrößert wird. Hierdurch wird zunächst der von der Vorrichtung 21 überwachte Druckabfall am Steuerschieber geändert und damit der Pumpenhub verstellt. Der Durchfluß durch die Kanäle 47 und 48 erhöht somit den Brennstoffzufluß zur Turbine, wobei die zusätzlich zugeführte Brennstoffmenge nur dann wieder auf ihren ursprünglichen Wert abfällt, oder gegebenenfalls unterbunden wird, wenn der Kolben 34 sich im Zylinder 35 so weit verschoben hat, daß die Nockenteile 44 und 45 außer Eingriff gelangen, und wenn der Kolben 34 eine Stellung eingenommen hat, in der die Öffnung 38 wieder in Überdeckung mit der Radialbohrung 39 des Tauchkolbens 40 steht und damit den Brennstoff wieder aus dem linken Raum des Zylinders 35 entweichen läßt.When the movement of the plunger 40 relative to the piston 34 is so great that the cam parts 44 and 45 come into engagement, the plunger 40 is opposite the piston 34 and the sleeve 46 rotated so that the throttling at the recesses 49.50 is reduced and the fuel flow in the channels 47, 48 bypassing the control slide 17 are enlarged. As a result, the from the device 21 monitored pressure drop at the control slide changed and thus the pump stroke adjusted. The flow through channels 47 and 48 thus increases the flow of fuel to the turbine, with the additional amount of fuel only then falls back to its original value, or, if necessary, is prevented when the piston 34 has moved so far in the cylinder 35, that the cam parts 44 and 45 come out of engagement and when the piston 34 has taken a position has, in which the opening 38 again in overlap with the radial bore 39 of the plunger 40 stands and thus allows the fuel to escape again from the left space of the cylinder 35.

Eine weitere, in F i g. 3 vergrößert dargestellte Vorrichtung weist an der Kolbenstange 33 einen Nocken 52 auf, der in Eingriff mit einer Rolle 53 gebracht werden kann, die an einer Spindel 54 im Gehäuse 14 gelagert ist. Da die Stellung des Steuerschiebers 17 und damit auch die Stellung der Kolbenstange 33 in Bezug auf die Rolle 53 ein Maß für die Drehzahl der Turbine ist, sind die relativen Winkelstellungen zwischen Kolben 34 und Tauchkolben 40 auf diese Weise bestimmt; ferner hängt das Ausmaß der Bewegung des Kolbens 40, bis die Nockenteile 44 und 45 in Eingriff gelangen, von der Drehzahl der Turbine ab.Another, shown in FIG. The device, shown enlarged in FIG. 3, has a cam on the piston rod 33 52, which can be brought into engagement with a roller 53 mounted on a spindle 54 in the housing 14 is stored. Since the position of the control slide 17 and thus also the position of the piston rod 33 in With regard to the roller 53, a measure of the speed of the turbine is the relative angular positions determined between piston 34 and plunger 40 in this way; also depends on the extent of the movement of the piston 40 until the cam parts 44 and 45 engage, from the speed of the turbine away.

Claims

pressure line with the designed as a control slide. Claims: the fuel valve formed a pressure relief valve and

1. Fuel control device for acceleration, in which a throttle is a larger throttle inclination of gas turbines in which a cross section is connected downstream as a slide 5, and those with throttles

formed fuel valve an actuating piston provided line for one side chamber of the

has, with a manually operable adjusting piston in front of the throttle and the line for the

Servo valve cooperates, the other side chamber between the throttles in the other side chamber

Fuel from the one, acting in the opening direction, bypass line opens, according to patent application

controls the side chamber of the actuating piston, which is controlled via ίο Ρ 14 76 830.0-13.

a line provided with throttles to the pump pen pressure line is connected, which also accelerates the burners an additional amount other side chamber of the actuating piston has a fuel and when decelerating a diminished Line is connected, the part of the amount of fuel compared to the desired Pump pressure line supplied with the steady state as the control slide 15. The additional trained fuel valve an overpressure amount of fuel is fed in that the valve and these two valves a bypass fuel outflow from the line acting in the opening direction have, in which a throttle one of the side chambers is at least partially blocked, Throttle larger cross-section is connected downstream, so that the further amount of fuel delivered is not and the line provided with throttles for the 20 can flow off more, but to the gas turbine Side chamber of the actuating piston in front of which is promoted. In addition, the other side becomes throttle and the line for the other side chamber by relocating the piston in this one Chamber between the throttles in the surrounding side chamber located fuel of the gas turbine hungsleitung opens, funded after patent application. When decelerating, the fuel is marked from P1476830.0-13 through a flow from the adjusting device (12, 21, 22, valve-acting in the opening direction of the fuel per se) to a greater or lesser extent 23, 24) released for the delivery rate of the fuel pump. As a result, a (12) Depending on the pressure drop at the burner, the amount of fuel is smaller, because part of the fuel valve (17) and through another reversed fuel flows over the in opening line (46, 47, 48) for this valve, Seitenein acting in the 3 ° direction of the fuel valve with the manually operated part (40) of the chamber, and another amount flows into the Servo valve (38, 39, 41) of the fuel valve other side chamber to the fuel valve in ; ■ · (17) coupled / valve (49, 50, 51) to move in such a connected closing direction.

is that it opens with the fuel valve. The object of the invention is when positive and

and closes. 35 negative acceleration process the pressure drop

2. Fuel control device after being connected to the fuel valve to improve the gas flow requirement, characterized in that the immersion behavior of the gas turbine together with the piston (40) outside and inside of the adjusting piston to change the adjustment of the fuel valve.

(34) each have a cam part (44 or 45) in this way

it can be seen that with mutual longitudinal adjustment 40 known adjusting device for the conveyor

of the plunger piston and the adjusting piston, a mutual quantity of the fuel pump depending on the

term rotation occurs and that thereby the pressure drop across the fuel valve and by a

Bypass valve (46, 49 to 51) is adjusted. Another bypass line for this valve solved, in

3. Fuel control device according to one another with the manually operable part of the Claim 2, characterized in that a servo valve coupled to the fuel valve Cam (52) on which the control slide (17) 'is arranged in such a way that it is with the fuel The hollow cylinder valve connecting the actuating piston (34) opens and closes.

drical rod (33) is provided on the outside in such a way, preferably on the plunger outside and inside that they advance a cam part in such a way in a longitudinal position by contacting the inside of the actuating piston seen one in the housing (14) by means of a spindle 50 that with mutual longitudinal adjustment (54) rotatably mounted roller (53) is rotated. The plunger piston and the adjusting piston rotate in relation to one another occurs and that thereby the bypass valve is adjusted. In addition, "after a ■ Another embodiment of the invention, a cam

55 connecting the control slide with the actuating piston hollow cylindrical rod on the outside in such a way

- 'be seen that they get through with a Lärigsverstellung

The invention relates to a fuel control system on a device in the housing by means of a spindle for accelerating gas turbines, in which the rotatably mounted roller is rotated,
a fuel valve designed as a slide has a 60 Through the further bypass line with the in the actuating piston, which interacts with a valve arranged by hand pulling the line, one obtains an operable servo valve, which further enables the fuel supply to flow out of fuel the one, in the opening direction, depending on the adjustment of the plunger and acting side chamber of the actuating piston controls to influence the acceleration behavior of the fuel valve to improve the loading of a line provided with throttles. Is connected to the pump pressure line, to which the manually operable the other side chamber of the actuating piston is connected via part of the servo valve opposite the actuating piston, also for the purpose of acceleration. where the part of the pump represents, then this will reduce the throttling of the in the