DE2102495A1 - Kompressor Ausstoßdruckcomputer - Google Patents

Kompressor Ausstoßdruckcomputer

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DE2102495A1 DE19712102495 DE2102495A DE2102495A1 DE 2102495 A1 DE2102495 A1 DE 2102495A1 DE 19712102495 DE19712102495 DE 19712102495 DE 2102495 A DE2102495 A DE 2102495A DE 2102495 A1 DE2102495 A1 DE 2102495A1
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B5/00Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
    • F15B5/003Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities characterised by variation of the pressure in a nozzle or the like, e.g. nozzle-flapper system
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Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Servomechanismen und insbesondere auf einen Servomechanismus oder einen Druckcomputer zur überwachung des Ausstoßdruckes eines Gasturbinenkompressors und zur Erzeugung eines Steuersignales, das dem Ausstoßdruck proportional ist. Der Servomechanismus übt eine Ausgangsbewegung auf einen hydraulisch betätigten Kolben oder ein Betätigungsglied aus, die dem Ausstoßdruck des Kompressors proportional ist. Ein derartiges Betätigungsglied wird dann beispielsweise dazu verwendet, verschiedene bewegbare, zu dem Gasturbinentriebwerk gehörige Steuervorrichtungen einzustellen, wie z. B. eine Düse mit verstellbarer Querschnittsfläche, ver-
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stellbare Schaufeln, die Brennstoffströmung für die Hauptverbrennung oder die Brennstoffströmung für eine zusätzliche verstärkende Verbrennung.
übliche, heute hergestellte Turbojet-Triebwerke enthalten einen Kompressor, ein Verbrennungssystem, eine Turbine, ein Strahlrohr und eine Schubdüse mit variabler Fläche. Wie all-' gemein bekannt ist, tritt Luft in einen Einlaß ein und wird in dem Kompressor komprimiert, zusammen mit einem hochenergetischen Brennstoff in dem Hauptverbrennungssystem entzündet, leistet während der Expansion durch die Turbine hindurch Arbeit und tritt schließlich durch eine Schubdüse hindurch aus, wodurch ihre hohe Energie einen Vorschub auf ein Luftfahrzeug ausübt, das durch das Triebwerk angetrieben wird. Für eine kurze Zeit, in der ein hoher Schub erforderlich ist, kann innerhalb des Strahlrohres ein verstärkendes Verbrennungssystem angeordnet sein, dem zusätzlicher Brennstoff zugeführt wird, der dann innerhalb des Strahlrohres vor dem Austritt aus der Schubdüse verbrannt wird.
Viele Betriebsparameter von herkömmlichen Turbojet-Triebwerken hängen von dem Druck des Gases ab, das aus dem Kompressor ausströmt. Beispielsweise werden die Brennstoffmengen, die dem Hauptverbrennungssystem und dem verstärkenden Verbrennungssystem zugeführt werden, zeitweilig von dem Druck der Luft abhängig gemacht, die den Kompressor verläßt. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, eine gewichtsmäßig leichte, einfache und betriebssichere überwachungs- bzw. Fühlereinrichtung zu schaffen, um den tatsächlichen Kompressor-Ausstoßdruck zu berechnen und für ein Steuersignal zu sorgen, um irgendeinen der oben beschriebenen Parameter zu steuern bzw. abzustimmen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen, gewichtsmäßig leichten und betriebssicheren Servomechanismus zu schaffen, um den Kompressor-Ausstoßdruck zu berechnen und dadurch einen Betriebsparameter zu steuern.
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Die Aufgabe dieser Erfindung wird, kurz gesagt, durch einen Servomechanismus gelöst, der das Strahldüsen-Servoprinzip mit Brennstoff als Betriebsmittel anwendet« Eine Eingangswelle v innerhalb des Mechanismus steuert die Stellung einer Strahldüse, die Brennstoff an jedes Ende eines Leistungskolbens leitet. "Auf die Eingangswelle werden Drehmomente durch einen Faltenbalg, der den Kompressor-Ausstoßdruck abtastet, und durch eine Rückkopplungskraft ausgeübt, die durch eine mit einem Ende des Leistungskolbens verbundene Feder erzeugt wird. Der Servomechanismus arbeitet im Beharrungszustand als ein Kraftgleichgewichtssystem, da die Eingangskraft (der Kompressor-Ausstoßdruek) gleich und entgegengesetzt der Rückkopplungskraft ist, die durch die Feder erzeugt wird. Eine Veränderung im Kompressor-Ausstoßdruck bewirkt eine Drehung der Eingangswelle und eine Verschiebung der Strahldüse, die dadurch den Leistungskolben zu einem Punkt zurückbewegt, in dem die Rückkopplungskraft wieder gleich der Eingangskraft ist. Die Kolbenstellung kann selbstverständlich dazu verwendet werden, um irgendeinen Betriebsparameter des Gasturbinentriebwerkes zu steuern.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung und zeigt die in dem erfindungsgemäßen Servomechanismus auftretenden Betriebskräfte.
Fig. 2 ist eine Stirnansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten Servomechanismus, in der einige Teile fortgelassen sind.
Fig. 3 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der rechten Seite des Servomechanismus gemäß Fig. 2.
Fig. 1J ist eine perspektivische Darstellung des Servomechanismus gemäß Fig. 2, in der einige Teile fortgelassen sind.
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Pig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 4.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerkes, in dem der erfindungsgemäße Servomechanismus angewendet ist.
Fig. 7 ist eine Kurvendarstellung der Betriebsparameter, die durch die Verwendung des in Fig. 6 gezeigten Servomechanismus gewonnen wurde.
In Fig. 1 der Zeichnungen, in denen gleiche Bezugs zahlen gleichen Elementen entsprechen, sind schematisch die allgemeinen Betriebscharakteristiken des erfindungsgemäßen Servomechanismus dargestellt. Eine Eingangswelle 10 ist drehbar in zwei Lagern 12 und 14 angeordnet. Mit der Eingangswelle ist eine Servo-Strahldüse 16 verbunden, um sich mit der Eingangswelle 10 zu drehen. Die Servo-Strahldüse 16 liefert durch einen Düsenausgang 18 hindurch ein Servo-Strömungsmittel an einen nicht gezeigten Servo-Empfänger, der dieses an ein Element abgibt, dessen Stellung gesteuert werden soll.
Wie weiter aus Fig. 1 hervorgeht, gibt es zwei Kräfte, die die Drehstellung der Eingangswelle steuern. Eine Eingangskraft, die allgemein durch die Bezugszahl 20 bezeichnet ist, wird der Eingangswelle 10 in der Weise zugeführt, daß sie eine Drehung der Welle im Uhrzeigersinn bewirkt; weiterhin steht eine durch den Pfeil 22 allgemein bezeichnete Rückkopplungskraft derart mit der Eingangswelle 10 in Verbindung, daß sie eine Drehung der Welle im Gegenuhrzeigersinn bewirkt. Aus der schematischen Darstellung ist ersichtlich, daß die arithmetische Summe der Eingangskraft 20 und der Rückkopplungskraft 22 die endgültige Drehstellung der Eingangswelle 10 steuert, die wiederum die Stellung der Strahldüse 16 und ihren zugehörigen Auslaß 18 steuert. Wie ferner ersichtlich ist, wird die Eingangskraft 20 durch die Expansion eines druckempfindlichen Faltenbalges 24 erzeugt, während die Rückkopplungskraft mittels einer Rückkopplungsfeder 26 hervorgerufen wird.
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Die Art und Weise, in der die Eingangskraft 20 und die Rückkopplungskraft 22 auf die Eingangswelle 10 ausgeübt werden, wird nun anhand der Figuren 2 bis 5 beschrieben, in denen das erfindungsgemäße Servo-Betätigungsglied insgesamt mit der Bezugszahl 30 bezeichnet ist. Der Servomechanismus 30 weist ein Gehäuse 31 auf zur Halterung einer Eingangswelle 32, die in zwei Lagern J>k und 36 angeordnet ist (Fig. 2).Die Eingangswelle 32 ist tatsächlich ein flacher Plattenteil, der mit zylindrischen Enden versehen ist, so daß sie für eine Drehbewegung von etwa plus oder minus 2° geeignet Lst.
Mit den gegenüberliegenden Seiten des flachen Plattenteils der Eingangswelle 32 sind ein Arm 38 und ein Rückkopplungshebel 1IO verbunden, wie in Fig. 4 deutlich dargestellt ist. Der Arm 38 weist einen U-fönnigen Teil 39 auf, der die Welle 32 umgibt und durch irgendwelche geeigneten Mittel, wie z. B. einen Bolzen 41, mit dieser verbunden ist, während der Rückkopplungshebel 40 mittels der Bolzen 43 zur Welle 32 ausgekragt ist. Wie am deutlichsten in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, ist die Servo-Strahldüse 42 ebenfalls mit der Eingangswelle 32 verbunden und zwar an der gleichen Stelle wie der Rückkopplungshebel 40. Die genaue Wirkungsweise der Servo-Strahldüse 42 wird im folgenden beschrieben. An dieser Stelle genügt die Aussage, daß die Servo-Strahldüse 42 derart angeordnet ist, daß eine Drehung der Eingangswelle 32 eine Bewegung bzw. Verschiebung der Düse 42 bewirkt.
Wie oben erwähnt wurde, besteht der Arm 38 aus einem schmalen flachen Plattenteil mit dem ü-förmigen Ende 39, das an der Eingangswelle 32 angebracht ist, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Mit einer ersten Seite des flachen Plattenabschnittes des Armes 38 ist fluidisch dicht ein erster expandierbarer Faltenbalg 44 verbunden. Auf ähnliche Weise steht eine zweite Seite des Plattenabschnittes mit einem zweiten Faltenbalg 46 in Verbindung. Der erste Faltenbalg 44 ist mittels eines Paßstückes 48 mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle verbunden, während in dem zweiten Faltenbalg 46 mittels eines Paßstückes 50 die gesamte Luft evakuiert wird. Die Paßstücke 48 und 50 der
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Faltenbälge 44 und 46 sind mit dem Gehäuse 31 verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Somit wird deutlich, daß ein Druckanstieg in dem ersten Faltenbalg 44 bewirkt, daß sich der flache Plattenabschnitt des Armes 38 leicht nach links (bei den in Fig. 4 angegebenen Relationen) bewegt, und somit die Eingangswelle 32 leicht im Uhrzeigersinn dreht.
Die Servo-Strahldüse 42, die durch die Welle 32 hindurchragt, wird mittels eines gewundenen Servo-Speiserohres 52 mit einem geeigneten Servo-Strömungsmittel versorgt. Ein Ende des gewundenen Rohres 52 ist mit einem Paßstück 53 verbunden, das denjenigen Abschnitt der Düse 42 umgibt, der durch die Eingangswelle 32 hindurchragt, während das entgegengesetzte Ende des gewundenen Rohres 52 mit einem Paßstück 54 verbunden ist, das innerhalb des Gehäuses 31 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Das Paßstück 54 weist einen Einlaß 56 auf, mit dem eine nicht gezeigte geeignete Einspeisung des Servo-Strömungsmittels verbunden ist. Die gewundene Form des Rohres 52 erlaubt ein elastisches Biegen des Rohres während der geringen Drehung, die die Eingangswelle 32 ausführt.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen, daß der Ausgang der Servo-Strahldüse 42 gegenüber einem Servo-Strahlempfänger 58 angeordnet ist, der in eine in dem Gehäuse 31 ausgebildete Hohlkammer 62 paßt und zwei Empfängeröffnungen 60 und 64 aufweist. Die Empfängeröffnung 60 ist mittels einer Rohrleitung 66 mit dem Stangenende einer Kolbenkammer 68 verbunden, während die Empfängeröffnung 64 über einen gebohrten Kanal 70 mit dem Kopfende der Kolbenkammer 68 in Verbindung steht.
Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, ist die Servo-Strahldüse 42 von einem Servo-Auslaßfaltenbalg 73 umgeben, der an einem Ende dicht abschließend auf die Eingangswelle 32 und an seinem entgegengesetzten Ende auf das Paßstück 54 montiert ist. Der Servo-Auslaßfaltenbalg 73 arbeitet mit der in dem Gehäuse 31 ausgebildeten Hohlkammer 62 zusammen, um ein Reservoir zur Aufnahme des Servo-Strömungsmittels aus der
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Servo-Strahldüse 42 zu bilden, das nicht in eine der beiden Empfängeröffnungen 60 und 64 eintritt. Dieses Strömungsmittel wird dann durch einen Servo-Austritt 75 abgelassen. Auf diese Weise wird verhindert, daß das Servo-Strömungsmittel den übrigen Innenraum des Gehäuses 31 erreicht. Der Servomechanismus 30 ist somit geeignet, in einem umgebenden Luftmedium anstatt in einem Brennstoffmedium zu arbeiten. Dies erhöht die Genauigkeit und die Betriebssicherheit der Vorrichtung, da auf diese Weise verunreinigter Servobrennstoff mit den meisten Betriebskomponenten des Mechanismus nicht in Berührung kommen kann.
In der Kolbenkammer 68 ist ein Kolben 74 angeordnet, der in dieser hin- und herbewegbar ist. Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Stellung des Kolbens 74 durch die Menge des Servoströmungsmittels gesteuert ist, die in die öffnungen 60 und 64 eintritt. Von einem Ende des Kolbens 74 erstreckt sich eine Kolbenstange 76, die an ihrem freien Ende in eine Kappe 78 eingepaßt ist. Die Kappe 78 trägt ein Ende einer Rückkopplungsfeder 80, deren entgegengesetztes Ende von dem freien Ende des Rückkopplungshebels 40 gehalten wird. Somit ruft eine Bewegung des Kolbens 74 letztlich eine Bewegung des Rückkopplungshebels 40 hervor, wobei das Ausmaß der Bewegung von dem Pedergradienten der Rückkopplungsfeder 80 abhängt.
Wie am deutlichsten in Fig. 3 gezeigt ist, kann die tatsächliche Stellung des Rückkopplungshebels 40 durch Drehung einen Justiermechanismus 82 eingestellt werden. Ein Drehen des Justiermechanismus 82 bewirkt ein Zusammendrücken einer Gleichgewichtsfeder 84, die in einem hohlen zylindrischen Becher 86 angeordnet ist. Dieser weist eine in Fig. 3 gezeigte umgebogene Lippe 88 auf, die in eine in dem Rückkopplungshebel 40 angeordnete öffnung 89 hineinpaßt. Ein Zusammendrücken der Stellfeder 84· bewirkt eine leichte Axialbewegung des Bechers 86, die wiederum eine leichte Bewegung des freien Endes des Rückkopplungshebeis 40 zur Folge hat.
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— O —
In Pig. 1 ist die Eingangskraft, die durch den Druck in dem Faltenbalg 44 erzeugt wird, oben schematisch durch den Pfeil 20 dargestellt, während die Rückkopplungskraft, die aufgrund der Stellung des·Kolbens 74 durch die Rückkopplungsfeder 80 und den Rückkopplungshebel 40 hervorgerufen wird, oben durch den Pfeil 22 angegeben ist. Die Eingangswelle 32 wurde zunächst durch die Welle 10 bezeichnet. Aus dieser schematischen Darstellung sollte die Wirkungsweise des Servomechanismus 30 leicht hervorgehen.
Im Betrieb wirkt der Servomechanismus 30 im Beharrungszustand als ein im Kraftgleichgewicht befindliches System. Dies bedeutet, daß die resultierende, auf die Eingangswelle 32 wirkende Kraft während des Beharrungszustandes null ist; die Servo-Strahldüse 42 befindet sich dabei in einer "Null-Stellung", so daß das gesamte Servoströmungsmittel auf eine Stelle zwischen den Empfängeröffnungen 60 und 64 gerichtet ist und durch den Abfl.uß 75 hindurch austritt. Der Kolben 54 bleibt somit fest in seiner oben angegebenen Stellung.
Im transienten Betrieb ist jedoch die resultierende Kraft auf die Eingangswelle 32 nicht null und deshalb tritt Servo-Strömungsmittel entweder in die öffnung 60 oder in die öffnung 64 ein. Beispielsweise sei angenommen, daß der Druck in dem Faltenbalg 44 aus irgendeinem Grunde ansteigt. Der Arm 38 würde somit leicht nach links (Fig. 4) bewegt, so daß die Eingangswelle 32 leicht im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Servo-Strahldüse 42 bewegt sich mit der Welle 32 in einer solchen Richtung, daß die Strömung zu der Empfängeröffnung 64 vergrößert wird. Diese vergrößerte Strömung fließt durch den Kanal 70 hindurch zum Kopfende der Kolbenkammer 68, so daß dadurch der Kolben 74 um eine bestimmte Strecke nach links (Fig. 3) bewegt wird. Diese Bewegung des Kolbens 74 nach links führt zu einer Vergrößerung der Kompression der Rückkopplungsfeder 80 und bewirkt somit eine leichte Bewegung des freien Endes des Rückkopplungshebels 40 nach links. Dies wiederum führt zu einer leichten Drehung der Eingangswelle 32 im Gegen-
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Uhrzeigersinn. Dadurch wird die Servo-Strahldüse 42 in Richtung auf eine Mittelstellung (Null-Stellung) zwischen den öffnungen 60 und 64 zurückbewegt, und somit kommt das System wieder ins Gleichgewicht. Diese Wirkungsfolge hat somit einen neuen Ausgleich der Kräfte um die Eingangswelle 32 herum hervorgerufen, wobei sich die Servo-Strahldüse 42 wieder in ihrer Null-Stellung befindet, während der Kolben 74 jedoch infolge des Druckanstieges innerhalb des Faltenbalges 44 an einer anderen Stelle angeordnet ist.
Sollte der Druck in dem Faltenbalg 44 abfallen, so geschieht das Entgegengesetzte . Das System gleicht wiederum aus, wobei sich die Servo-Strahldüse 42 in ihrer "Null-Stellung", jedoch mit einem niedrigeren Moment auf die Eingangswelle 32, und der Kolben 74 an einer Stelle befindet, die etwas rechts von der ursprünglichen Stellung liegt.
Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, kann die Stellung des Kolbens 74 zur Steuerung irgendeines Betriebsparameters ausgenutzt werden. Als ein spezifisches Beispiel sei auf Fig. 6 verwiesen, in der der Servomechanismus 30 zur Steuerung einer zusätzlichen Brennstoffströmung für ein Gasturbinen-Triebwerk
90 dargestellt ist. Das Triebwerk 90 umfaßt einen Einlaß 91, einen Kompressor 92, ein Hauptverbrennungssystem 94, eine Turbine 96, ein Strahlrohr 98, ein Verstärkungs-Verbrennungssystem 100 und eine Stoßdüse 102 mit variabler Querschnittsfläche. Wie allgemein bekannt ist, tritt Luft in den Einlaß
91 ein und wird in dem Kompressor 92 komprimiert, in dem Hauptverbrennungssystem 94 zusammen mit einem hochenergetischen Brennstoff gezündet, leistet Arbeit, während die durch die Turbine 96 expandiert, und tritt schließlich durch die Ausstoßdüse 102 hindurch auSj wobei ihre hohe Energie einen Schub nach vorne auf ein durch das Triebwerk angetriebenes Luftfahrzeug ausübt. In einigen Fällen, wie z. B. beim Start eines Ultraschallflugzeuges, wird der zusätzliche Brennstoff dem Verstärkungs-Verbrennungssystem zugeführt und in dem Strahlrohr 98 gezündet, um für einen zusätzlichen Schub zu sorgen=
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Mit der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, die Menge des dem Verstärkungs-Verbrennungssystem 100 zugeführten Brennstoffes als eine Punktion des Druckes des aus dem Kompressor austretenden Gases zu steuern. Genauer gesagt, wird vorgeschlagen, die Verstärkungs-Brennstoffströmung (Wf) als eine lineare Punktion des Kompressorausstoßdruckes (CDP) zu gestalten, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
Im Sinne der vorstehenden Beschreibung ist der Faltenbalg 44 des Servomechanismus 30 mittels des Paßstückes 48 und einer Verbindungsleitung 104 mit dem Auslaßende des Kompressors 92 verbunden. Der Kolben 74 ist direkt mit einem Verstärkungs-Brennstoff ventil verbunden, wie es schematisch bei 106 dargestellt ist. Ein Anstieg im Kompressorausstoßdruck, der durch den Faltenbalg 44 festgestellt wird, führt letztlich zu einer Rückstellung des Kolbens 74, wie es oben angegeben wurde, die dazu verwendet werden kann, geeignete öffnungen (nicht gezeigt) in dem Brennstoffventil 106 für die Zufuhr von Brennstoff zu dem Verstärkungs-Verbrennungssystem 100 einzustellen. Der Kompressorausstoßdruck wirkt somit als einer der steuernden Faktoren bei der Bestimmung der Brennstoffmenge, die dem Verstärkungs-Brennstoffsystem des Gasturbinentriebwerkes zugeführt wird. In diesem System kann der Verstärkungs-Brennstoff als das Servo-Strömungsmittel verwendet werden, das dem Servo-Strömungsmitteleinlaß 56 zugeführt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß ein einfacher, gewichtsmäßig leichter und extrem betriebssicherer bzw. zuverlässiger Servomechanismus geschaffen wird, der die Stellung eines Leistungskolbens als Funktion eines Eingangsdruckes regelt. Der Servomechanismus ist zur Miniaturisierung geeignet und vermeidet irgendwelche erforderlichenGleitdichtungen oder Gleitteile an dem empfindlichen Eingangsteil, die eine Reibung hervorrufen könnten und auf diese Weise für einen Genauigkeitsverlust innerhalb des Servomechanismus sorgen.
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Der Servomechanismus 30 kann mit ausreichender Genauigkeit^ arbeiten, selbst wenn der Faltenbalg 44 versagt. Sollte also der Faltenbalg aus irgendeinem Grunde zerstört werden, so würde sich der durch das Paßstück 48 eintretende Eingangsdruck in dem Gehäuse 31 aufbauen und dieser Druck würde weiterhin gegen den evakuierten Faltenbalg 46 arbeiten und somit die gleiche Eingangskraft hervorrufen, die vorher durch den unzerstörten Faltenbalg 44 erzeugt wurde. Da zusätzlich die Faltenbälge 44 und 46 innerhalb desjenigen Gehäuseabschnittes angeordnet sind, der gegenüber dem Servobrennstoff mittels des Servo-Auslaßfaltenbalges 73 abgedichtet ist, kann bei einem Bruch des Faltenbalges kein Servobrennstoff in einen Kompressorabschnitt des Gasturbinentriebwerkes zurückdringen (lecken), wenn der Servomechanismus 30 als ein oben beschriebener Kompressorausstoßdruckcomputer verwendet wird.
Ferner ist die Servo-Speiseleitung 52 in der Weise ausgelegt und angeordnet, daß Änderungen im Servo-Brennstoffdruck oder Veränderungen im thermischen Ausdehnungskoeffizienten keine zusätzlichen Kraftänderungen (und somit Planungsfehler) in das System einführen.
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Claims (14)

  1. Ansprüche
    Kompressor-Ausstoßdruckcomputer zur Einstellung eines Kolbens in Abhängigkeit von einem Ausstoßdruck des Kompressors, gekennzeichnet d,u r c h eine Eingangswelle (32), die in Lagern (34, 36) drehbar gehaltert ist, einen druckbetätigten Wandler (24), der auf den Ausstoßdruck des Kompressors anspricht und die Eingangswelle (32) bewegt, einen Rückkopplungswandler (80), der auf die Stellung des Kolbens (74) anspricht, und die Eingangswelle (32) in einer Richtung bewegt, die der Wirkungsrichtung des druckbetätigten Wandlers (24) entgegengesetzt ist, und ein drehmomentgesteuertes Servo-Ventil (58) zur Regelung der Strömung des Servo-Strömungsmittels von einer Quelle des Strömungsmittels zum Kolben (74) im Verhältnis zum Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle (32), das eine gewundene Servo-Speiserohrleitung (52), die an einem Ende mit der Eingangswelle. (32) verbunden ist, eine Servo-Strahldüse (42), die fluidisch mit der Speiserohrleitung verbunden ist und durch die Eingangswelle (32) hindurchragt und radial zu ihr verläuft, so daß durch eine leichte Drehbewegung der Welle (32) eine relativ große Verschiebung der Servo-Strahldüse (42) erreichbar ist, und einen Servo-Strömungsmittelempfänger mit zahlreichen Empfängeröffnungen (60, 64) aufweist, von denen eine Öffnung (60) fluidisch mit einem Ende des Kolbens (74) und eine zweite Öffnung (64) fluidisch mit dem entgegengesetzten Ende des Kolbens (74) verbunden ist.
  2. 2. Computer nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der druckbetätigte Wandler (24) einen ersten nicht aufblasbaren Faltenbalg (44), einen zweiten nicht aufblasbaren Faltenbalg (46), der axial zum ersten Faltenbalg (44) ausgerichtet i&t, und einen zwischen dem ersten und dem zweiten Faltenbalg (44, 46) angeordneten Arm (38) umfaßt, der an seinem einen Ende mit der Umfangsflache der Eingangswelle (32) verbunden ist, so daß durch eine Bewegung des Armes (38), die durch eine Druckänderung
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    in den ersten Faltenbalg (44) erzeugbar ist, eine leichte Drehung der Eingangswelle (32) erreichbar ist.
  3. 3. Computer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j daß ein Kontakt des Servo-Strömungsraittels mit dem druckbetätigten Wandler (44) durch eine Vorrichtung (73) verhindert ist.
  4. 4. Computer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verhinderung eines Kontaktes des Servo-StrömungsmitteIs mit dem Wandler (44) einen flexiblen Faltenbalg (73) aufweist, der die Servo-Strahldüse (42) umgibt.
  5. 5. Computer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hohlkammer (62) zum Umschließen der Strömungsmittelempfänger (60, 64) vorgesehen ist, und die Hohlkammer (62) und der Faltenbalg (73) einen Sammelbehälter für das abgelassene Servo-Strömungsmittel bilden.
  6. 6. Computer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß durch eine Drehung der Eingangs welle (32) Servo-Strömungsmittel entweder zu der ersten oder der zweiten Empfängeröffnung (60, 64) leitbar ist, so daß dadurch eine Axialbewegung des Kolbens (74) herbeiführbar ist.
  7. 7. Computer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Rückkopplungswandler einen Rückkopplungshebel (40), der an seinem einen Ende zur Umfangsflache der Eingangswelle (32) ausgekragt ist, und eine Rückkopplungsfeder (80) aufweist, die zwischen dem Kolben (74) und dem Rückkopplungshebel (40) angeordnet ist, so daß durch eine Axialbewegung des Kolbens (74) eine Kraft auf den Rückkopplungshebel (40) ausübbar ist, die zu einer Drehung der Eingangswelle (32) führt.
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  8. 8. Computer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungshebel (40) etwa 180 entgegengesetzt zur Verbindung des Armes (38) mit der Eingangswelle (32) mit der ümfangsfläche der Eingangswelle (32) verbunden ist.
  9. 9. Computer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (82) zur Justierung der Stellung des Rückkopplungshebels (40) vorgesehen ist.
  10. 10. Computer nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Justiervorrichtung (82) einen hohlen Becher (86), von dem ein Teil mit dem Rückkopplungshebel (40) verbunden ist, eine innerhalb des Bechers (86) angeordnete Justierfeder (84) und eine Vorrichtung zum Zusammendrücken der Justierfeder (84) vorgesehen ist, durch die eine Bewegung auf den Becher (86) übertragbar ist.
  11. 11. Computer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Becher (86) in einem Ende der Rückkopplungsfeder (80) angeordnet ist.
  12. 12. Servo-Betätigungsglied zur Regelung einer verstärkenden Brennstoffsftömung zu einem Gasturbinentriebwerk als eine Punktion des Druckes der aus dem Kompressor des Gasturbinentriebwerkes austretenden Luft, gekennzeichnet durch eine Eingangswelle (32), die in Lagern (34, 36) drehbar gehaltert ist, einen druckbetätigten Wandler (44), der auf das dem Ausstoßdruck des Kompressors entsprechende Signal anspricht und die Eingangswelle (32) dreht, einen Kolben (74), einen Rückkopplungswandler (80), der auf die Stellung des Kolbens (74) anspricht und die Eingangswelle (32) in einer Richtung dreht, die der Wirkungsrichtung des druckbetätigten Wandlers (44) entgegengesetzt ist, und ein drehmomentgesteuertes Servo-Ventil (58) zur Regelung der Strömung des Servo-Strömungsmittels von einer Strömungsmittelquelle zum Kolben (74) im Verhältnis zum Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle (32), das eine gewundene
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    Servo-SpeiserohrleitungC52), die an einem Ende mit der Eingangswelle (32) verbunden ist, eine Servo-Strahldüse (v42) die von der Eingangswelle (32) wegragt, und einen Servo-Strömungsmittelempfänger mit zahlreichen Empfängeröffnungen (60, 64) zur Aufnahme des Servo-Strömungsmittelstrahles von der Servo-Strahldüse (42) aufweist, wobei das Eingangsdrehmoment an der Eingangswelle (32) als die arithmetische Summe der Eingangsgröße des druckbetätigten Wandlers (44) und der Eingangsgröße des Rückkopplungswand-
    lers (80) gebildet ist und die Stellung des Kolbens (74) die Brennstoffmenge steuert, die dem verstärkenden Verbrennungssystem (100) zugeführt wird.
  13. 13. Servo-Betätigungsglied nach Anspruch 12, dadurch gekennzei chnet , daß es gemäß der Beschreibung und der Zeichnungen aufgebaut ist.
  14. 14. Kompressor-Ausstoßdruckcomputer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß er gemäß der Beschreibung und der Zeichnungen aufgebaut ist.
    109841/108Q
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