DE1601594C

DE1601594C - Fuel control device in the fuel order system of a gas turbine engine

Info

Publication number: DE1601594C
Authority: DE
Inventors: Thomas Charles Solihull Warwickshire Yates (Grossbritannien)
Original assignee: Joseph Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Publication date: 1972-04-13

Description

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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregeleinrich- stellten) Vorratsbehälter über eine Leitung 12 zugetung in der Brennstofförderanlage eines Gasturbinen- führt, wobei der zugeführte Brennstoff von einer triebwerks mit zwei voneinander unabhängigen, je einen Speisepumpe 13 unter Druck gehalten wird. Der zuVerdichter und eine Turbine tragenden Wellen, von fließende Brennstoff wird in einer Vorrichtung 14 denen jede einen ein Drucksignal liefernden Dreh- 5 gefiltert. Die Pumpe 10 fördert den Brennstoff durch ! zahlregler aufweist, wobei das jeweils druckhöhere einen Kanal 15 über bekannte, nicht dargestellte : Signal auf eine die Brennstoffmenge einstellende Regelvorrichtungen an die Brenner der Gasturbine. Steuervorrichtung einwirkt. Die Pumpe 10 wird von der Gasturbine durch eine jThe invention relates to a fuel regulating device supplied via a line 12 in the fuel delivery system of a gas turbine, the supplied fuel from a engine with two independent, each one feed pump 13 is kept under pressure. The toCompressor and a turbine-bearing shafts, of flowing fuel is in a device 14 each of which is filtered by a rotary 5 delivering a pressure signal. The pump 10 promotes the fuel! has number regulator, the higher pressure one channel 15 via known, not shown: Signal to a regulating device that adjusts the amount of fuel to the burners of the gas turbine. Control device acts. The pump 10 is driven by the gas turbine through a j

Eine derartige Brennstoffregelanlage für Gas- Welle 17 angetrieben, die sich in eine Spindel 18 jSuch a fuel control system for gas shaft 17 driven, which is in a spindle 18 j

turbinentriebwerke mit zwei unabhängigen Wellen, io fortsetzt, welche einen in einer Kammer 19 ange- 'turbine engines with two independent shafts, io continues, which one in a chamber 19 '

die jeweils mit einem Drehzahlregler in Verbindung ordneten Rotor 20 trägt. In diesem befindet sich eineach with a speed controller in connection arranged rotor 20 carries. In this there is a

stehen, ist aus der schweizerischen Patentschrift am Rotor pendelnd aufgehängtes Ventil 21, das amstand is from the Swiss patent pendulum suspended valve 21 on the rotor, which is on

266 733 bekannt. Das von einem Drehzahlregler ge- freien Ende außerhalb der Aufhängeebene ein Ge- j266 733 known. The end which is free from a speed controller outside the suspension plane is a j

gebene Drucksignal wird über den zweiten Drehzahl- wicht trägt, keine Gegenfeder aufweist und mit einer \ The given pressure signal is carried by the second speed weight, has no return spring and is marked with a \

regler einer Membran zugeführt. Mit der Membran 15 Membran 21 α verbunden ist, so daß die Bewegung :regulator fed to a membrane. Is connected to the membrane 15 membrane 21 α , so that the movement:

ist ein Ventil gekuppelt, das über eine Servoeinrich- des Ventils 21 nahezu ausschließlich von den auf diea valve is coupled, which via a servo device of the valve 21 almost exclusively from the to the

tung die Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit Membran 21 α wirkenden Drücken und der Drehzahl ;device the delivery rate of the pump as a function of membrane 21 α acting pressures and the speed;

von dem die Membran beaufschlagenden Drucksignal des Rotors 20 abhängt. In die Kammer 19 führt eindepends on the pressure signal of the rotor 20 acting on the membrane. Into the chamber 19 leads

einstellt. Wegen des von beiden Drehzahlreglern ge,- ^ gedrosselter Kanal 22, der mit dem Auslaßkanal 15adjusts. Because of the two speed regulators ge, - ^ throttled channel 22, which is connected to the outlet channel 15

meinsam gebildeten einzigen Drucksignals ist eine '20 der Pumpe in Verbindung steht. Außerdem ist dieCommonly formed single pressure signal is a '20 connected to the pump. Besides, the

gewünschte, nicht flatternde Einstellung der Pumpe Kammer 19 an einen Kanal 30 angeschlossen. Der ^! Desired, non-fluttering setting of the pump chamber 19 connected to a channel 30. The ^!

in exakter Abhängigkeit von der jeweils mit der vom Kanal 22 zum Kanal 30 fließende Brennstoff hat ^ iin exact dependence on the fuel flowing from the channel 22 to the channel 30 has ^ i

höheren Drehzahl laufenden Turbine kaum zu er- einen Druck, der von der Öffnung des Ventils 21The turbine running at a higher speed hardly generates a pressure which is determined by the opening of the valve 21

reichen. abhängt. Der durch das Ventil 21 fließende Brenn-pass. depends. The fuel flowing through valve 21

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 25 stoff wird durch einen Kanal 23, eine Kammer 24 Brennstoffregelanlage der obigen Art derart zu ver- und einen Kanal 48 zum Einlaß der Pumpe 10 zubessern, daß die Steuereinrichtung jeweils nur von rückgeführt.The invention is based on the object of providing a 25 material through a channel 23, a chamber 24 To improve the fuel control system of the above type and to improve a channel 48 to the inlet of the pump 10, that the control device is only fed back from.

der mit höherer Drehzahl laufenden Turbine beein- Den beiden Wellen des Gasturbinentriebwerks, dieof the turbine running at a higher speed affect the two shafts of the gas turbine engine, the

flußt wird, ohne daß dabei die Beeinflussung zum jeweils Kompressoren und Turbinen tragen, ist jeflows without affecting the respective compressors and turbines, is ever

Flattern bei der Einstellung der Pumpe führt. 30 ein Drehzahlregler zugeordnet. Die eine Welle treibtFlutter results in setting the pump. 30 assigned to a speed controller. That drives a wave

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer die Pumpe 10 durch die Welle 17 und den Drehzahl-Brennstoffregeleinrichtung der obigen Art dadurch regler 20 durch die Spindel 18 an. Die andere Welle gelöst, daß zwischen dem Ausgang der Drehzahl- treibt durch eine Welle 27 einen weiteren im wesentregler und der Steuervorrichtung ein derart ausge- liehen gleich ausgebildeten Drehzahlregler 28 an. Der bildetes Ventil mit einem auf entgegengesetzten Seiten 35 Brennstoff vom Pumpenauslaßdruck strömt durch vom Drucksignal je eines der Drehzahlregler beauf- einen Drosselkanal 35 zum Regler 28. Die beiden schlagten Betätigungskolbens, z. B. einer Membran, Drehzahlregler liefern Drucksignale, die von den die vorgesehen ist, daß es nur das druckhöhere Signal Reglerrotoren umgebenden Kammern 19 und 29 über einen Kanal zur Steuervorrichtung durchläßt. durch Kanäle 30 und 31 auf die gegenüberliegendeAccording to the invention, this object is achieved in the case of a pump 10 by means of the shaft 17 and the speed fuel control device of the above type thereby controller 20 through the spindle 18. The other shaft solved that between the output of the speed drives through a shaft 27 a further essential regulator and the control device is provided with a speed governor 28 borrowed in this way and designed in the same way. the formed valve with an on opposite sides 35 fuel from the pump outlet pressure flows through the pressure signal acts on one of the speed regulators each through a throttle channel 35 to the regulator 28. The two hit actuating piston, e.g. B. a diaphragm, speed controller provide pressure signals that the it is provided that there is only the higher pressure signal of the regulator rotors surrounding chambers 19 and 29 passes through a channel to the control device. through channels 30 and 31 to the opposite one

Der technische Fortschritt der Erfindung wird vor 40 Seite einer Membran 32 übertragen werden, welcheThe technical progress of the invention will be transmitted before 40 side of a membrane 32, which

allem darin gesehen, daß die Regeleinrichtung mit ein Ventil 33 trägt.especially seen in the fact that the control device carries a valve 33.

verhältnismäßig einfachen Mitteln das jeweils druck- Die beiden Maschinenwellen laufen normalerweiseThe two machine shafts run normally

höhere Signal zur Steuerung heranzieht, während das mit verschiedener Drehzahl, so daß, falls keine andereuses higher signal for control, while the one with different speed, so that if no other

kleinere Signal gesperrt wird. Damit wird verhindert, Beeinflussung erfolgt, der Druck im Kanal 30 sich Usmaller signal is blocked. This prevents the pressure in the channel 30 from being influenced

daß das Steuersignal kleinen, kurzzeitigen Druck- 45 erheblich vom Druck im Kanal 31 unterscheidet. Umthat the control signal of small, short-term pressure 45 differs considerably from the pressure in channel 31. Around

wechseln unterworfen "wird und ein Flattern der Ein- zu erreichen, daß diese beiden Signaldrücke etwaalternate "is subjected to a fluttering of the inputs to achieve that these two signal pressures approximately

Stellung der Pumpe zur Folge hat. Die erfindungs- gleich sind, ist im Abflußkanal der Kammer 29 einPosition of the pump. The same are in accordance with the invention, there is a in the discharge channel of the chamber 29

gemäße Brennstoff regeleinrichtung sorgt für eine federbelastetes Ventil 34 vorgesehen, auf diese WeiseProper fuel control device provides a spring-loaded valve 34 provided in this way

ruhige Verstellung und Einstellung der Pumpe. wird im Kanal 31 der Signaldruck erhöht.smooth adjustment and adjustment of the pump. the signal pressure is increased in channel 31.

Vorzugsweise weist der Drehzahlregler im Abfluß- 50 Normalerweise stellt sich jedoch zwischen denPreferably, the speed controller in the drain 50. However, it normally turns between the

kanal seiner Kammer ein federbelastetes Ventil auf. Kanälen 30 und 31 eine verhältnismäßig klemechannel of his chamber on a spring-loaded valve. Channels 30 and 31 a relatively kleme

Mittels dieses federbelasteten Ventils kann der Druck Druckdifferenz ein, wodurch die Membran 32 undBy means of this spring-loaded valve, the pressure can increase in pressure, whereby the membrane 32 and

des zugehörigen Drehzahlreglers dem Druck des das Ventil 33 entweder auf einen Sitz 36 oder einenof the associated speed controller the pressure of the valve 33 either on a seat 36 or a

anderen Drehzahlreglers angepaßt werden. Sitz 37 gedrückt und damit der Kraftstoffdurchflußadapted to another speed controller. Seat 37 pressed and thus the fuel flow

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung 55 entweder vom Kanal 30 über den Kanal 40 oder vom ist der zur Steuervorrichtung führende Kanal an einen Kanal 31 über den Kanal 41 zum Kanal 38 unterRaum angeschlossen, der von einer mit dem Einlaß bunden wird, der in die Kammer 24 mündet,
der Brennstoffpumpe in Verbindung stehenden Diese Kammer ist mittels zweier verschieden großer Kammer durch eine Membran getrennt ist, die mit Membranen 42 und 43 in drei Räume geteilt, wobei dem Steuerventil einer die Fördermenge der Pumpe 60 der Kanal 38 in den von der Membran 42 und dem einstellenden Senkvorrichtung verbunden ist. Gehäuse gebildeten Raum mündet. Die Membran 42In an advantageous embodiment of the invention 55 either from the channel 30 via the channel 40 or from the channel leading to the control device is connected to a channel 31 via the channel 41 to the channel 38 under space, which is connected to the inlet into the chamber 24 flows out,
The fuel pump connected to this chamber is separated by means of two different sized chambers by a membrane, which is divided by membranes 42 and 43 into three spaces, with the control valve one of the flow rate of the pump 60 of the channel 38 in the of the membrane 42 and the adjusting lowering device is connected. Housing formed space opens. The membrane 42

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der ist mit der Membran 43 durch ein Glied 46 und mitIn the drawing is an embodiment of the is with the membrane 43 through a member 46 and with

erfindungsgemäßen Brennstoffregelanlage dargestellt; dem Gehäuse durch eine Zugfeder 45 verbunden,fuel control system according to the invention shown; connected to the housing by a tension spring 45,

sie weist eine von der Turbine angetriebene Pumpe deren Vorspannung mittels einer Schraube 44 ver-it has a pump driven by the turbine whose preload is adjusted by means of a screw 44

10 mit einer Schiefscheibe auf, die mittels einer aus 65 stellbar ist. Die Membran 43 liegt mit einem Bauteil10 with a swash plate, which can be adjusted by means of one from 65. The membrane 43 lies with a component

einem Kolben und einem Zylinder bestehenden Servo- gegen eine Feder 47 an einem Ventil 26 an, das dena piston and a cylinder existing servo against a spring 47 on a valve 26, which the

vorrichtung 11 in ihrer Neigung verstellbar ist. Der Brennstoffabfluß eines Kanals 25 steuert, der an diedevice 11 is adjustable in inclination. The fuel outflow of a channel 25 controls the

Pumpe wird der Brennstoff aus einem (nicht darge- Servovorrichtung 11 angeschlossen ist. Diese ist soThe fuel is pumped from a servo device 11 (not shown). This is so

ausgebildet, daß sie den Pumpenhub und damit die der Turbine zugeführte Brennstoffmenge herabsetzt, wenn sich das Ventil 26 öffnet, was dann der Fall ist, wenn der Druck im Kanal 38 auf Grund eines Drehzahlanstiegs der Turbine zunimmt. Der durch den Kanal 38 auf die eine Seite der Membran 42 gegen die Kraft der Feder 45 wirkende Druck steht daher in Abhängigkeit vom höheren der beiden Drehzahlsignale der Turbinenwellen.designed so that it reduces the pump stroke and thus the amount of fuel supplied to the turbine, when the valve 26 opens, which is the case when the pressure in the channel 38 due to an increase in speed the turbine increases. The through the channel 38 on one side of the membrane 42 against the force of the spring 45 acting pressure is therefore dependent on the higher of the two speed signals the turbine shafts.

Der Raum zwischen den Membranen 42 und 43 steht normalerweise durch den Kanal 48 unter dem Pumpeneinlaßdruck, da ein Kanal 49 eine Verbindung zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten der größeren Membran 43 herstellt, so daß nur die Membran 42 unter Einwirkung eines Differenzdrucks steht.The space between the membranes 42 and 43 is normally through the channel 48 below the Pump inlet pressure, since a channel 49 connects the two opposite sides the larger membrane 43 produces so that only the membrane 42 under the action of a differential pressure stands.

Claims

Patent claims:

1. Fuel control device in the fuel delivery system of a gas turbine engine two independent shafts, each carrying a compressor and a turbine, of each of which has a speed controller delivering a pressure signal, the respective higher pressure Signal acts on a control device adjusting the amount of fuel, thereby characterized in that between the output of the speed controller (20, 28) and the control device (11, 24, 25, 26, 42, 43, 46, 47) a valve (33) designed in this way with one on opposite one Sides of the pressure signal one of the speed controllers (20, 28) acted upon actuating piston, z. B. a membrane (32), it is provided that there is only the higher pressure signal via a channel (38) to the control device lets through.

2. Fuel control device according to claim 1, characterized in that the speed controller (28) has a spring-loaded valve (34) in the discharge channel of its chamber (29).

3. Fuel control device according to claim 1 or 2, characterized in that the for Control device leading channel (38) is connected to a room from one with the Inlet of the fuel pump (10) communicating chamber (24) through a membrane (42) is separated, which adjusts the delivery rate of the pump (10) with the control valve (26) Servo device (11) is connected.

1 sheet of drawings