DE1601612A1 - Differenzdruckregler einer Brennstoffregelvorrichtung,insbes? fuer Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Description

M.A.N. TUHBO GMBH

München, den 5.6*1967

Differenzdruckregler: einer Brennstoffregelvorrichtung, insbesondere für Gasturbinenstrahltriebwerke

Die Erfindung bezieht sich auf einen Differenzdruckregler einer Brennstoffregelvorrichtung, insbesondere für Gasturbinenstrahlriebwerke, mit deren Hilfe die Brennstoffmenge in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsgrößen sowie vom Umgebungszustand des Triebwerks zumeßbar ist, wobei zur Konstanthaltung ,. des Differenzdruckes an einem Zumeßglied die Überschüssige Brennstoffmenge mittels eines federbelasteten Differenzdruckkolbens absteüerbar ist. Um die Differenzdrücke in einer Brennstoffzumeßeinrichtung an einem Zumeßglied konstant zu halten, sind bereits Hinrichtungen bekannt geworden, mit deren Hilfe die Änderung eines Druckes hinter dem Zumeßglied eine gleichsinnige Änderung des Druckes vor dem Zumeßglied zur Folge hat. Bei derartigen Hinrichtungen handelt es sich um Proportionalregler für die an dem ZumeSglied entstehende Druckdifferenz als Regelgröße. Diese Proportionalregler lassen Jedoch aus Stabilausgründen verhältnismäßig groß© Regelabweichungen und damit Mfferensdruckuriterschied© zu, was für eine genaue Brennstoffdosierung nachteilig iitv ·

Durch die deutsehe Patentschrift 1 190 758 ist eine Xinriohtung

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bekannt« welehe di« bei Proportionalreglern auftretenden unerwünschten Regelabweichungen auszusehalten vermag und zwar nittels eines Proportional-Intergralreglers. Diese bekannte Hinrichtung ist jedoch in ihrem Aufbau sehr kompliziert und erfordert ein erhebliches Blnbauvolunen» .

Gegenüber der bereite erwähnten bekannten Regelvorrichtung ist eis die der vorliegenden Anmeldung zugrundeliegende Aufgab« eine Regel Vorrichtung zu schaffen, mit deren. Wirkung die bei einem P-Regler unvermeidbaren Regelabweichungen auf einen vernaohläasigbaren kleinen Betrag reduziert werden sollen* wobei die Regelvorrichtung nach der Brfindung annähernd mit den Eigenschaften des bekannten Prpportional-Intefjralreglera ausgestattet, lediglich den Bauaufwand eines P-lteglers haben «oll.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgenXB dadurch gelöst, daß zwisohen die sum Dlfferensdrookkolben gehörigen Differenzdruckfedern ein BKepfungskoiben mit veränderlicher Dftrnpfungakreft geschaltet 1st« .

Mit de» in seiner Dlmpfungskr&ft TerInderliehen Diepfunf »kolben wird srveioht, daß das gesagte Regelsystem stabil bleibt· fit· zwischen DVapfisngskolben und Oifferensdruokkolben geeehaltete feder begrenzt die Wirkung des Btiipfungskoltotins bei Regel störungen »ehr hoher Frequenz uai «ßranti<irt ein· Ausregelung hoehirtqu«nter Sterungen mit einer kleinen Terstä>kun«.

BADORlGtNAt Xn einer älteren AusgsstaUuae «es s>flnimnig(Niinintnc let die

Si^pfmngskrafc «te »ttspfvaetlMlkeee »itMl» tin·· Ireseelergans ,

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▼trlndtrlieh, welches mit dem zu» Zylinderraum in Verbindung «tent.

Da* Yorhandeniein die»er einstellbaren S^Kapfung.--'«out* die An Ordnung dtr IWLfferenzdruckfedern «rinoglioheri »β, ötie seeaat· Federkonstante beider Federn »ehr klein auszuführen und das Zeitrerhalten dir erfindung»g«mMflen Br«nn«toffregelvorriohtxing so su optimieren, d*3 bei «ehr klein bleibendem Fehler, d.h. grofler VeretMrkling, kein· UnetabilitMt auftritt und auch noch hochfrequente βtßrungen auegeregelt werden können.

Oemlfl eineia weiteren Merkmal der Erfindung Kind zwischen den zum Dif ferenxdruckkolben gehörigen DifferenKdruekfedern und dea MepfungBkolben Bine tall »oheiben angeordnet« welche «loh bei frwäreung de· Brennstoffe»ausdehaan und damit dl« ÄLfferen*- druckfedern auf einen höheren Wert vorspannen« M·· hat zur

vor Folge, dafl der Differensdruok P₁ und Fg hinter dea Zum«figllod

ansteigt und dar infolg« einer Kraftstofferwärmung kleinere Nassen duroheatζ aun Zumeflglied auekorrigiert wird.

Ferner soll die Torspannung der Differ«nsdruelcfedern in Abhängigkeit ron dem epezifieo hen Oewicht einer gewählten Brennetoffsorte einstellbar Min« und mwar aittel» einer ia Oehluse der Yorriehtung aggeordneten Teretelleohraube, welehe einen Federansehlag einer W.ff*r«n»druokfe4er entgegen der Wirkung dieser Feder rersehiebt wnA fietbjlt, wobei der Federanechlag gleichseitig das spMifisehe Oewioht de· Kraftstoff· auf einer MeI-

•kale anieigt. - .

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Um die Haftreibung der wesentlichen Teile Gier Torrichtung, welche Regelbewegungen unterliegen zu verlängern bzw. auszuschalten, wts zu einer Irhlhung der legelgen&uigkeit führt, BohMgt die Srfindung weiter vor, eine gemeinsame Drehbewegung sowohl de* Bifferenzdruekkolbens als auoh des DKrapfungskolbens^eurn deren Llngsaohsen mitteln der zwischen beiden Kolben befindlichen Feder zu. übertragen* wobei der BiCmpfunge« kolben mit seinem den Bimetallßcheitoen zugewandten Ende sich an diesen mitteln eine© Axiallager«! abstützt«

line Äusflihrungsform der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung beispielsweise dargestellt} öerin stellt 6 eine Brennstoffeinspritzdüse für eiste Gasturbine dar, welche über die Leitungsteile 7 wnd 8 mit Brennstoff von der Pumpe 9 versorgt wird» Der Kraftstoff lfiuft der Pump© b@i Io su. Bar Druck vor der -'Kraftstoffpumpe 9 wird mit f_Q und der Brück naoh der Pump© mit P« bezeiotoet« Bsi* Kraftstoff wird weiter titoer das ZurneßgeFät 11 der Brennstoffdüse 6 zugeteilt und der Druck naoh der Zuraeßetelle mit P^ beseiohnet. Bi@ Aufgab© der erfindungsgemiCfleii Brennstoff reg© !Verrichtung ist es, den Mfferensdruok F- - Fg in der Leitung 8 vor und der leitung 7 nach dem Zuineflger&t konstant zu .halte». Bureh aim leitung IS strömt Brennet off in &©ω EiKgr&uis 13 \ma belastet die StlrnfX&ehe 14 des Differehzs-15 isit dom Briiek P. t lar durah die Leitung 16 in d&n 17. einstr<5p®näf? Brennstoff belastet die· StirnfUtah® d©ie Kalbens 15.mit am® ©r-tielc W^* aiciohseitig drucken'die Di'ffe» renzöruokfe^ern 19 UBti SS tmf dio. Inn^nfltlohe IB am

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druckkolbens 15» so dafi sich der Differenzdruokkolben 15 zunächst im Gleichgewicht befindet* Wird ε.B. der Druck P* an der Zumeßstelle 11 abgesenkt, so schiebt sich der Kolben 15 nach rechts und gibt die Absteuerstelle So frei. Dabei fließt so viel Brennstoff durch die Leitung 21 in die Zulaufleitung Io zurück« daß der Druck P₁ im Ringraum 1> so weit abgesenkt -wird« bis der ursprüngliche Gleichgewichtszustand wider eingetreten 1st. Mittels einer durch ein einstellbares Drosselorgan 24 in seiner Dämpfung veränderlichen Dämpfungskolben 25 ist es mtfgliah, das Zeitverhaiten der Regeleinrichtung so zu optimieren, daß bei sehr kleinbleibendem Fehler, d.h. grofier verstärkung, keine Unstabil!tat auftritt und auch noch hoohfrequente Störungen ausgeregelt werden können«

Vm dl· Kaftreibung des Differenzdruokkolbens 15 und des SIbpfungskolbens 25 auszuschalten, werden beide Kolben gedreht* Dies« Drehung wird bei 26 eingeleitet. Dabei ist die Feder 22 so konstituiert, daß sie die Drehung des Differenzdruokkolbtns 15

auf den DMnpfungskoiben 25 tiberträgt· Aus Gründen des Druckausgleiches sind die Räume 31, 33 \md T/S über die Leitungen 32, 3*# ^5 mit der Leitung 21 verbunden. Der Dämpfung»kolben 25 stützt sich Über ein Axiallager 29 an denBirnetallScheiben 3o abj bei einer Brwärmung dea Brennstoff» dehnen eloh illasa BlmttElLJKshiilben j$o aus und spannen did Diffaren:;üruokf#darn 19 und 22 auf den hüheran Wert vor. Dies hatzur Folge_# üäO der Differonxdriok f. - ?₂ steigt und der Infolge tltr Ironnst off erwärmung kleiner«

an ά*ν SSumdästtllt Π auskorrlgisrt; wird« Äitttl» " ^:i 009851/0610 ■ BAD-ORIGINAL ■' *

einer linet el !vorrichtung 37 läßt sich die Tor spannung der Differenzdruckfeder 19 eilt sprechend dem spezifischen öewioht des jeweiligen Brennstoffs wählen. Auf der Anzeigevorrichtung 39 1st das mit der Einstellvorrichtung 37 eingestellte spezifische Oewioht des Brennstoffs abzulesen·

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Claims (1)

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sr/de T U R B O . GMBH M.A.N.

München, den 5.6.I967

P a fc eη t an s ρ r ü c he

1. Differenzdruckregler einer Brennstoffregelvorrichtung, insbesondere für Gasfcurbinenstrahlriebwerke, mit deren Hilfe die Brennstoffmenge in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsgrößen sowie vom Umgebungszustand des Triebwerks zumeßbar ist, wobei zur Konstanthaltung des Pifferenzdruekes an einem Zumeßglied die überschüssige Brennstoffmenge mittels eines federbelasteten Differenzdruckkolbens absteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zum Differenzdruckkolben (13) gehörigen Differenzdruckfedern (I9, 22) ein Dämpfungskolben (25) mit veränderlicher Dämpfungskraft.geschaltet ist.

2. Brennstoffregelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskraft des Kolbens (25)\mittels eines Drosselorgans (24) veränderlich ist, welches mit dem zum Kolben (25) gehörigen Zylinderraum (55) in Verbindung steht.

5. Brennstoffregelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet^ daß zwischen den zum Differenzdruckkolben (15) gehörigen Differenzdruckfedern (19,-22) und dem Dämpfungskolben (25) Bimetallscheiben (50) angeordnet sind, & 009 851/06 10

welche sich bei Erwärmung des Brennstoffes ausdehnen und damit die Differenzdruckfedern auf einen höheren Wert vorspannen.

4. Brennstoffregelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Differenzdruckfedern (19» 22) in Abhängigkeit von dem spezifischen Gewicht einer gewählten Brennstoffsorte einstellbar 1st, und zwar mittels einer im Gehäuse derVorrichtung angeordneten Verstellschraube (57), welche einen Feder anschlag · (j5Ö) der Differenzdruckfeder (19) entgegen der Wirkung dieser Feder verschiebt und festhält, wobei der Federansehlag gleichzeitig des spezifische Gewicht des Kraftstoffs auf einer Meßskala (39) anzeigt.

5· Brennstoff regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnetj daß eine gemeinsame Drehbewegung sowohl. des Differenzdruckkolbens (15) als auch des Dämpfungskolbens (25) um deren Längsachsen mittels der zwischen beiden Kolben befindlichen Feder (22) übertragen wird, wobei der Dämpfungskolben mit . seinem den Bimetall scheiben (Jo) zugewandten Ende sich an diesen mittels-eines Axiallagers (29) abstützt.

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