DE2157751B2 - Bypassregelung für ein Gasturbinenbläsertriebwerk - Google Patents

Bypassregelung für ein Gasturbinenbläsertriebwerk

Info

Publication number
DE2157751B2
DE2157751B2 DE2157751A DE2157751A DE2157751B2 DE 2157751 B2 DE2157751 B2 DE 2157751B2 DE 2157751 A DE2157751 A DE 2157751A DE 2157751 A DE2157751 A DE 2157751A DE 2157751 B2 DE2157751 B2 DE 2157751B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure compressor
high pressure
bypass control
signal
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2157751A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2157751C3 (de
DE2157751A1 (de
Inventor
Richard Lee Henderson
Charles Andrew Hutchinson
Thomas Leroy Schilling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2157751A1 publication Critical patent/DE2157751A1/de
Publication of DE2157751B2 publication Critical patent/DE2157751B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2157751C3 publication Critical patent/DE2157751C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16Control of working fluid flow
    • F02C9/18Control of working fluid flow by bleeding, bypassing or acting on variable working fluid interconnections between turbines or compressors or their stages
    • 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
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0223Control schemes therefor
    • 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
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/023Details or means for fluid extraction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bypaßregelung für ein Gasiurbinenbläsertriebwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Bypaßregelung ist aus der Zeitschrift »Luftfahrttechnik-Raumfahrttechniko 15, Nr. 8/9 (August/September) 1969 bekannt.
Bei Bläsertriebwerkeii ist es oft erwünscht, das Verdichtungsverhältnis des Hochdruckverdichters dadurch zu erhöhen, daß eine oder mehrere Verdichterstufen an einem unabhängig drehbaren Läufer hinzugefügt werden. Wenn diese zusätzlichen oder »Booster«-Stufen im Strömungskanal des Hochdruckverdichters angeordnet sind, kann es notwendig werden, einen Ventilmechanismus vorzusehen, um einen Teil der von diesen Booster-Stufen verdichteten Luft umzuleiten und dadurch Wirkungsgradverluste oder einen Strömungsabriß zu vermeiden, welcher durch einen Rückstau oder Rückdruck auf die Booster-Stufen dadurch erzeugt wird, daß der Hochdruckverdichter nicht in der Lage ist, die gesamte von den Booster-Stufen geförderte Luft aufzunehmen.
Es ist beispielsweise üblich, solche Zweiwellen-Verdichter für einen angepaßten Betrieb an einem .Arbeitspunkt oder in einem relativ schmalen Betriebs bereich des Triebwerkes auszulegen, beispielsweise für den Reiseflug in großer Höhe. Außerhalb dieses Arbeitspunktes oder schmalen Betriebsbereiches kann es dann sehr leicht zu den genannten Anpassungsproblemen kommen.
Es ist zwar aus der eingangs genannten Zeitschrift »Luftfahrttechnik-Raumfahrttechnik« bekannt, daß mit einem regelbaren Ventilsystem zum Ausblasen von Luft aus dem Mitteldruckverdichter in den Bläserstrom flexiblere und Strömungsabrißfreie Betrisbscharakteri stika über ein breiteres Geschwindrgkeitsspektrum ermöglicht werden.' Die Regelung kann gemäß der US-PS 28 73 576 in Abhängigkeit vom Eintrittsdruck in den Hochdruckverdichter oder gemäß der US-PS 3091080 in Abhängigkeit von der Drehzahl des
JO Hochdruckverdichters erfolgen. Hierbei ist nachteilig, daß diese Regelung in allen Betriebsbereichen langsam arbeitet Verstärkt wird dieser Nachteil noch dadurch, daß die Niederdruck- und Hochdruckverdichterläufer üblicherweise ein unterschiedliches Verhältnis von Trägheitsmoment zu verfügbarem Drehmoment aufweisen, so daß insbesondere bei einer schnellen Schubleistungsänderung ein Läufer schneller beschleunigt oder abbremst als der andere und die dabei auftretenden Fehlanpassungen ohne weiteres gar nicht
erfaßt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bypaßregelung der eingangs genannten Art zu schaffen, die insbesondere bei schnellen Drehzahländerungen einen Strömungsabriß verhindert.
«ι Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gewt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen
V) insbesondere darin, daß der Funktionsgeber in Verbindung mit dem stufenlos verstellbaren Ventil für eine schnelle und genaue Anpassung der Abblasung sorgt. Insbesondere bei schnellen oder abrupten Schubleistungsänderungen sorgt die Übersteuerung des Aus-
v> gangssignales des Funktionsgebers für eine erhöhte Sicherheit zur Vermeidung eines Strömungsabrisses im Triebwerk. Da hierbei die gleichen Betriebskenngrößen verwendet werden können, die auch zur Steuerung des Brennstoffes oder der Verdichterschaufeln ermittelt
M werden, ist mit der BypaBregefung gemäß der Erfindung kein wesentlicher Mehraufwand verbunden.
Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausfühningsbeispielen näher erläutert. Fig. I zeigt einen Schnitt eines Gasturbinenbläser-
*>"> triebwerkes mit einer Bypaßregelung in Forrr eines schematischen Blockschaltbildes.
F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der BypaOregclunggemäß Fig. I.
21 37
F i g. 3 zeigt in einem Kurvenbild ein Beispiel eines Programms des Bypass-Durchflußquerschnittes über der korrigierten Hocndruckverdichterdrehzahl,
Fig. 1 zeigt ein Gasturbinenbläsertriebwerk IO mit einem Kerntriebwerk 12 und einem Gehäuse 14, das in j das stromabwärtige Ende eines Bläsergehäuses 16 hineinragt, wobei in radialer Richtung zwischen den beiden Gehäusen 14 und 16 ein Bläserkanal 18 gebildet ist
Das Kerntriebwerk 12 umfaßt einen Hochdruckverdichter 20, einen Brenner 22 und eine Hochdruckturbine 24, die in einem Ringkanal 26 mit einem Einlaß 28 hintereinander angeordnet sind. Der Hochdruckverdichter 20 und die Hochdruckturbine 24 sind durch Wellenteile 30 bzw. 32 miteinander verbunden und bilden zusammen den Hochdruckläufer 34.
Ein Niederdruckläufer 36, der unabhängig von dem Kerntriebwerk 34 umläuft, umfaßt eine Bläserwelle 38 und eine Welle 40 einer Niederdruckturbine 42. Die Biäserschaufein 44 sind strömungsaüfwärts von dem Einlaß 28 des Ringkanals 26 angeordnet Innerhalb des Ringkanals 26 sind mehrere Boosterstufen 46 zur Verdichtung der Luft vor dem Hochdruckverdichter 20 angeordnet
Zwischen den Booster-Stufen 46 und dem Niederdruckverdichter 20 sind in den Bläserstrom führende Abblaskanäle 50 angeordnet Innerhalb jedes Abblaskanals 50 befindet sich ein stufenlos verstellbares Ventil 52 mit einer Stelleinrichtung 54, die die Ventile 52 über ein Gestänge 56 einstellt Es ist zwar eine fluidische J0 Stelleinrichtung 54 gezeigt, es kann aber auch ein Motor oder ein anderer Antrieb verwendet werden.
Fig. 1 zeigt die Bypaßregelung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel und die Steuerung der Ventile 52 in Form eines Blockdiagramm·; öS mit λ folgenden Elementen: einem Drehzahlmeßfühler 60 zur Erzeugung eines Signales in Abhängigkeit von der Hochdruckverdichterdrehzahl A/j* einem Temperaturmeßfühler Se zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit von der Temperatur 7i am Eintritt des Hochdruck- Verdichters 20 und einem vorprogrammierbaren Funktionsgeber 64, der in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen des Hocndruckverdichters 20 die Abblasventile 52 ansteuert Außerdem enthält es einen Bremsungsmeßfühler 66 zur Erzeugung eines Übersteuerungssi- *'< gnals bei einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit der Hochdruckverdichterdrehzahl, die beispielsweise durch die Änderungsgeschwindigkeit eines Steuerhebels 68 für das Trieb wer κ abgetastet werden kann. In einer ersten Summiereinrichtung 70 werden das vt Übersteuei ungssignal von dem Bremsungsmeßfühler 66 und ein die Stellung des Ventils 52 angebendes Rückführsignal addiert. In einer zweiten Summiereinrichtung 72 werden das Ausgangssignal der ersten Summiereinrichtung 70 und das Ausgangssignal des '* Funktionsgebers 64 verglichen. Weiterhin dient ein Servomechanismus 74 zur Steuerung der Stelleinrichtung 54 und damit der Stellung der Ventile 52 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Summiereinrichtung 72. w
Im Betrieb errechnet der Funktionsgeber 64 die korrigierte Hochdruckverdichterdrehzahl unter Verwendung der Eingangssignale von den Meßfühlern 60 und 62 und erzeugt ein Ausgangssignal, das proportional ist zu einem vorgegebenen Programm der Soll-Stellung f>' der Abblasventile 52 a.s Funktion der korrigierten Hochdruckverdichteidrehzahi. Der Servomechanismus 74 wird durch das Ausgangssignal der zweiten Summierstelle 72 betätigt und erzeugt ein geeignetes Signal in Form eines Druckes oder eines elektrischen Signales oder eines mechanischen Signals zum Betätigen der Stelleinrichtung 54.
Wenn das Triebwerk 10 abgebremst wird, verringert sich die Drehzahl des Hochdruckverdichters infolge seines geringeren Trägheitsmomentes schneller als die des Niederdruckverdichters. Während dieser Betriebszustände kann sich die Differenz zwischen dem Ausgarigsstrom der Boosterstufen 46 und dem Luftstrombedarf des Hochdruckverdichters 20 schnell erhöhen. Um während solcher Betriebszustände eine ausreichende Sicherheit gegen ein Überschreiten der Abreißgrenze an den Booster-Stufen zu gewährleisten und gleichzeitig eine Steuerung der Abblasventile 52 als Funktion leicht verfügbarer Betriebskenngrößen des Hochdruckverdichter zu ermöglichen, ermittelt der Bremsungsmeßfühier 66 die Änderungsgeschwindigkeit der Hochdruckverdichterdrehzahl :.jnd erzeugt ein Übersteueruügssigna!, das fest oder variabel sein kann, entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit der Hochdruckverdichterdrehzahl. Das Übersteuerungssignal wird dann als ein Regelabweichungssignal über die Summiareinrichtungen 70 und 72 an den Servomechanismus 74 weitergegeben.
Obwohl der Bremsungsmeßfühler 66 einfach die Drehzahl- und Temperatursignale der Meßfühler 60 und 62 verwenden kann, können auch, andere leicht verfügbare Betriebskenngrößen benutzt werden, beispielsweise die Änderungsgeschwindigkeit des Steuerhebels 68 für das Triebwerk, welche eine Fehlanpassung des Luftstroms zwischen dem Niederdruck- und Hochdruckverdichter anzeigen.
F i g. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Ventilsteuerung in dem Blockdiagramm 58 mit einer verschiebbaren und drehbaren Welle 76. Der Temperaturmeßfühler 62 ist in Form einer Balgeneinnchtung dargestellt welche entsprechend der Temperatur 7} der Luft am Einlaß zum Hochdruckverdichter 20 die Welle 76 .erschiebt De·- Drehzahlmeßfühler 60 ist in Form eines Fliehkraftreglers gezeigt, welcher die WeUe 76 über eine Zahnradübersetzung 78 entsprechend der Drehzahl des Hochdruckverdichters dreht Der Funktionsgeber 64 ist dargestellt in Form einer dreidimensionalen Nocke 65, deren Oberfläche in geeigneter Weise gestaltet ist, um die Soll-Stellung der Abblasventile 52 entsprechend einer vorgegebenen Funktion der korrigierten Hochdruckverdichterdrehzahl herbeizuführen und außerdem ein Steuersignal über einen Nockenfolge r 80 an den Servomechanismus 74 abzugeben, welcher in Form eines Pilotventils gezeigt ist. Das Pilofcitil weist Einlasse 82, denen ein Druckmittel zuführbar ist, und eine Rückleitung 84 auf; es entspricht dem an sich bekannten Typ eines solchen Ventils und liefert Strömungsmittel-Drucksignale an die Kammern 86 und 88 der Stelleinrichtung 54 über den Leitungen 90 und 92 entsprechend der Stellung des Nockenfolgers 80 und eines zugehörigen Verbindungsgestänges 94. Die Summiereinrichtung 70 ist gezeigt als ein Gestänge 96, das an seinem Ende 98 schwenkbar mit einer Stange 100 eines Überstcuerungsbetätigungsmechanijmus 102 verbunden ist. Dieser enthält weiterhin eine Vorspanneinrichtung 101, um den Kolben 103 des Stellmechanismus und die Stange 100 in die Lage zu drücken, welche einer NichtÜbersteuerung entspricht. Das Summiergestänge % ist außerdem zwischen den beiden Enden mit der Kolbenstangc 104 der Stelleinrichtung 54 schwenkbar verbunden, um ein Riickführungssignpl zu liefern, das
der Ist-Stellung der Abblnsventile 52 entsprichl. Das Rückführungssignal wird dann über die Gestängeteile 106, 108 und 94 an den Servomechanismus 74 weitergeleitet.
Die Welle 76 kann mit einer zweiten Nocke 110 oder, alternativ, mit einer Nocke 112 versehen sein, die mit dem Steuerhebel 68 des Triebwerks verbunden ist und ein Nockenfolgergestänge 114 betätigt und dem Bremsungsmeßfühler 66 ein Eingangssignal zuführt, wdches die Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl des Hochdruckverdichters anzeigt.
Das eine Ende des Übersteuerungsbetätigungsmechanismus 102 steht über eine Leitung 116 und eine Strömungsverengung 118 in gewünschter Größe mit einer Druckquelle in Verbindung. Die Leitung 116 wird durch eine Öffnung 120 entlüftet. Ein Ventilteil 122 öffnet und schließt die Entlüftungsöffnung 120 und spannt oder entspannt dadurch den Mechanismus 102.
wenn das Ventilteü 1Z2 in einer solchen Position ist. daß die Belüftungsöffnung 120 geöffnet ist. dann werden der Kolben 103 und die Kolbenstange 100 des Betätigungsmechanismus 102 durch die Vorspanneinrichtung 101 in der Lage entsprechend der NichtÜbersteuerung gehalten (s. F i g. 2). Dann befindet sich auch das Gestängeende 98 zwischen der Kolbenstange 100 und dem Summiergestänge % in einer Stellung, in der die Abblasventile allein in Abhängigkeit von der Nocke 65 und dem Stellungs-Rückführungssignal gesteuert werden.
Wenn das Ventilteü 122 sich in eine Lage verschiebt, in der die Belüftungsöffnung 120 geschlossen ist. wird Druckmittel in den Betätigungsmechanismus 102 geleitet, und der Kolben 103 bewegt sich entgegen der Vorspanneinrichtung 101 nach unten (bei den in Fig. 2 gezeigten Relationen), und dadurch wird das Gestängeende 98 in eine zweite Stellung gebracht, in der ein Übersteuerungssignal erzeugt wird, das mit dem Rückführungssignal zusammengefaßt und dem Servomechanismus 74 über die Gestängeteile 106, 108 und 94 zugeführt wird. In der Ausführungsform nach Fig. 2 reagiert der Servomechanismus 74 auf ein solches Übersteuerungssignal in der Weise, daß er sein Druckausgangssignal zur Stelleinrichtung 54 so neu einstellt, daß die Kolbenstang? 104 nach unten geschoben wird und dadurch cie Abblasventile 52 geöffnet werden bzw. der Strömlingsquerschnitt der Abblaskanäle um einen vorgegebenen Betrag erhöht wird.
Für den Fall entsprechend Fig. 1 wird jetzt die Einrichtung zur Ermittlung der Änderungsgeschwindigkeit der Drehzahl des Hochdruckverdichters oder der Änderungsgeschwindigkeit der Stellung des Steuerhebels 68 des Triebwerks beschrieben. Dabei sei das Verhältnis von Trägheitsmoment zu verfügbarem Drehmoment für den Niederdruckverdichter größer als für den Hochdruckverdichter angenommen. Die Nocke 110 oder 112 ist so gestaltet, daß sich der Nockenfolger 114 infolge einer Verringerung der korrigierten Hochdruckverdichterdrehzahl in der durch den Pfeil 124 angegebenen Richtung bewegt Das Ventilteü 122 ist wie bei 125 gezeigt mit dem Gestänge für den Nockenfolger über eine Stange 126 schwenkbar verbunden. Die Stange 126 trägt einen Steuerschieber 128, der in einem Zylinder 130 verschiebbar ist und den Strömungsquerschnitt einer öffnung oder Düse 132 verändert Im Innern des Zylinders 130 wird durch den Steuerschieber 128 und einen im Abstand angebrachten Ausgleichskolben 136 eine Kammer 134 gebildet. Die Öffnung 132 verbinde! die Kammer 134 mit einer Druckmittelquelle über einen Kanal 138 und eine Strömungsverengung 140 und ist über eine Auslaßleitung 142 und eine entsprechende Strömlingsverengung
• 144 entlüftet. Das Gestänge 114 des Nockenfolgers ist, wie bei 146 gezeigt, schwenkbar mit einer Stange 148 eines Kolbens 150 verbunden, der in einem Zylinder 152 gleitend angebracht ist und zusammen mit dem Zylinder eine Kammer 154 am stangenseitigen Ende und eine
»ι Kammer 156 bildet. Die Kammer 154 ist über einen Kanal 158 mit der Druckmittelquelle verbunden, während die Kammer 156 mit der Druckmittelquelle über die Strömungsverengung 140 und den Kanal 158 in Verbindung steht.
>'< Bei einer Abbremsung des Triebwerkes im Betrieb schwenkt der Nockenfolger 114 um die momentan festgelegte Verbindung 146 in der mit dem Pfeil 124 bezeichneten Richtung und verschiebt über die Verbin dung 125 den Stab 126 in der Schließrichtung der Entlüftungsöffnung 120. Gleichzeitig bewegt sich der Steuerschieber 128 so, daß der Strömungsqucrschnitl der öffnung 132 vergrößert wird.
Die Nocke 110 oder 112 ist derart gestaltet, daß bei einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit der
• Hochdruckverdichterdrehzahl die Stange 126 ausreichend verschoben wird, um die Entlüftungsöffnung 120 zu schließen. Daraufhin wird der Betätigungsmechanismus 102 mvrer Druck gesetzt, und der Servomechanismus 74 öffnet die Abblasventile 52 weiter.
J" Wenn die öffnung 132 geöffnet ist. wird der Strömungsmitteldruck in dem Kanal 134 und damit der auf die Fläche 159 des Kolbens 150 wirkende Druck verringert und bewirkt, daß sich der Kolben 150 und die Schwenkverbindung 146 in Richtung des Pfeiles 160
i-> bewegen. Wenn bei einer solchen Bewegung nicht gleichzeitig eine weitere Abbremsung des Hochdruckverdichters ausreichender Größe erfolgt, wird diese Bewegung die Belüftungsöffnung 120 öffnen und den Steuerschieber 128 in eine Stellung zurückführen, in welcher der Druck in dem kanal 134 ausreicht, um den Kolben 150 im Gleichgewicht zu halten.
Während der Beschleunigungsperioden des Hochdruckverdichters wird die Stange 126 in einer Richtung verschoben, welche einer Verkleinerung der Quer-
:> schnittsfläche der öffnung 132 und einer Druckerhöhung 134 entspricht. Daraufhin bewegt sich der Kolben 150 entgegengesetzt zur angegebenen Richtung des Pfeils 160. bis die öffnung 132 in eine Gleichgewichtsstellung mit dem Kolben 150 gebracht ist. Die gemeinsame Bewegung des Nockenfolgers 114, der sich entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 124 bewegt, und der Stange 148, die sich entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils 160 bewegt, führt zu einer Bewegung der Stange 126 in einer Richtung, welche die Belüftungsöffnung 120 offenhält Somit wird deutlich, daß in dem Ausffihrungsbeispiel nach Fig.2 der Bremsungsmeßfühler 66 nur während der Abbremsungsperioden des Hochdruckverdichters wirksam ist Wenn dagegen das Verhältnis des Trägheitsmomentes zum verfügbaren Drehmoment des Niederdnickverdichters kleiner ist als dasjenige des Hochdruckverdichters, wie beispielsweise bei einem Zweiwellen-Turbostrahltriebwerk, dann kann die Nocke 110 oder 112 so geformt sein, daß sie während der Beschleunigungsperioden des Triebwerks eine Bewegung des Nockenfolgers 114 in der Richtung des Pfeils 124 bewirkt
Fig.3 zeigt als Beispiel ein Programm für den Bypaß-Durchflußquerschnitt in Abhängigkeit von der
korrigierten Hodidnickvcrdichterdrehzalil. und zu„r mit und ohne Übersteuerung. Vorzugsweise weis! bei einem Gasturbinenblasertriebwerk nach F i g. I der programmierte Bypaß-Querschnitt ein Maximum bei niedrigen korrigierten Hoehdruckverdichterdrehzahlen auf und fällt dann mit wachsenden korrigierten Drehzahlen ab. wie es in Γ i g. J gezeigt ist.
Gleichzeitig wird der minimale Durchflußquerschnitt vorzugsweise so bemessen, daß er eine umgekehrte Strömung ausreichender Größe von dem BlSserkanal 18 zum Hochdruckverdichter 20 gestattet, um ein zufriedenstellendes Anfahren des Triebwerkes zu ermöglichen, wenn der Niederdruckläufer 36 durch Luftströmung in iimpekehrter Richtung frei läuft (Windmühlen· F.ffekt), wie es beispielsweise bei einem ausreichenden Rückenwind bei Flugzeugen geschehen kann.
Durch den Bremsungsmeßfühler 66 berücksichtigt die Bypaßregelung gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das langsamere oder schnellere Ansprechen des Niederdruckläufers 36 relativ zum Hochdruck läufer 34 und sorgt für einen vergrößerten Bypaß-Durchfliißquerschnitt im Abblasventil, um einer Vergrößerung der Booster-Strömung Rechnung zu tragen und dadurch einen Riickdruck und einen Strömungsabriß an den Uooster-Sttiien zu verhindern.
Flierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Bypaßregelung für ein Gasturbinenbläsertriebwerk mit folgenden Merkmalen:
a) zwei hintereinander geschaltete, unabhängig voneinander von je einer Turbine angetriebene Verdichter, und zwar ein Niederdruck- und ein Hochdruckverdichter, sind vorgesehen;
b) das Verhältnis von Trägheitsmoment eines Läufers zum verfügbaren Drehmoment seiner Turbine ist für einen Läufer größer als für den anderen;
c) zwischen den Verdichtern ist ein Abblaskanal mit einem in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen regelbaren Ventil zur Ableitung von dem Niederdruckverdichter geförderter Luft in den Bläserstrom angeordnet;
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
d) das Ventil (52) ist stufenlos verstellbar und durch einen vorprogrammierbaren, auf Betriebskenngrößen (N1, T2) des Hochdruckverdichters (20) ansprechenden Funktionsgeber (64) ansteuerbar;
e) das Ausgangssignal des Fbnktionsgebers (64) ist durch ein in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit der Hochdruckverdichterdrehzahl (/V2) abhängiges Signal übersteuerbar.
2. Bypaßregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (64) auf die Temperatur (T2) sau Eimriil des Hochdruckverdichters (20) und auf dessen Drehzahl t'N2) anspricht.
3. Bypaßregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Änderungsgeschwindigkeit der Hochdruckverdichterdrehzahl durch Abtastung der Änderungsgeschwindigkeit eines Steuerhebels (68) zur Vorgabe des Triebwerkschubs erfolgt.
4. Bypaßregelung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Stellung des Ventils (52) angebendes Rückführsignal und das von der Änderungsgeschwindigkeit der Hochdruckverdichterdrehzahl abhängige Signal eine erste Summiereinrichtung (70) beeinflussen, deren Ausgangssignal das Ausgangssignal des Funktionsgebers (64) übersteuert.
5. Bypaßregelung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zweite Summiereinrichtung (72) zum Vergleich der Ausgangssignale des Funktionsgebers (64) und der ersten Summiereinrichtung (70) zur Erzeugung eines das Ventil (52) ansteuernden Fehlersignales.
DE2157751A 1970-11-27 1971-11-22 Bypassregelung für ein Gasturbinenbläsertriebwerk Expired DE2157751C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9327170A 1970-11-27 1970-11-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2157751A1 DE2157751A1 (de) 1972-06-15
DE2157751B2 true DE2157751B2 (de) 1980-12-11
DE2157751C3 DE2157751C3 (de) 1981-07-23

Family

ID=22238046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2157751A Expired DE2157751C3 (de) 1970-11-27 1971-11-22 Bypassregelung für ein Gasturbinenbläsertriebwerk

Country Status (8)

Country Link
US (1) US3688504A (de)
JP (1) JPS5610458B1 (de)
BE (1) BE775750A (de)
CA (1) CA937768A (de)
DE (1) DE2157751C3 (de)
FR (1) FR2115342B1 (de)
GB (1) GB1352206A (de)
IT (1) IT941347B (de)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3848636A (en) * 1972-09-15 1974-11-19 Bendix Corp Control apparatus particularly for a plurality of compressor bleed valves of a gas turbine engine
DE2247400C2 (de) * 1972-09-27 1975-01-16 Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh, 8000 Muenchen Vorrichtung zum Abblasen von verdichteter Luft aus einem Verdichter eines Gasturbinenstrahltriebwerks
GB1415679A (en) * 1972-11-17 1975-11-26 Rolls Royce Gas turbine engine powerplant
FR2260697B1 (de) * 1974-02-11 1976-06-25 Snecma
GB1520882A (en) * 1974-07-24 1978-08-09 Lucas Industries Ltd Electronic fuel control for a gas turbine engine
US4068471A (en) * 1975-06-16 1978-01-17 General Electric Company Variable cycle engine with split fan section
US4010608A (en) * 1975-06-16 1977-03-08 General Electric Company Split fan work gas turbine engine
US4060979A (en) * 1975-11-19 1977-12-06 United Technologies Corporation Stall warning detector for gas turbine engine
US4117668A (en) * 1975-11-19 1978-10-03 United Technologies Corporation Stall detector for gas turbine engine
US4055946A (en) * 1976-03-29 1977-11-01 United Technologies Corporation Twin-spool gas turbine power plant with means to spill compressor interstage airflow
US4128995A (en) * 1976-10-18 1978-12-12 General Electric Company Method and apparatus for stabilizing an augmenter system
US4102595A (en) * 1976-10-19 1978-07-25 General Electric Company Bleed valve control system
US4137710A (en) * 1977-01-26 1979-02-06 United Technologies Corporation Surge detector for gas turbine engines
US4164033A (en) * 1977-09-14 1979-08-07 Sundstrand Corporation Compressor surge control with airflow measurement
US4164035A (en) * 1977-09-14 1979-08-07 Sundstrand Corporation Surge control for variable speed-variable geometry compressors
US4380893A (en) * 1981-02-19 1983-04-26 The Garrett Corporation Compressor bleed air control apparatus and method
US4413946A (en) * 1981-08-20 1983-11-08 Dresser Industries, Inc. Vented compressor inlet guide
GR78259B (de) * 1982-06-21 1984-09-26 United Technologies Corp
US4756152A (en) * 1986-12-08 1988-07-12 United Technologies Corporation Control for bleed modulation during engine deceleration
JPH0674809B2 (ja) * 1989-04-13 1994-09-21 いすゞ自動車株式会社 高速回転軸用軸受装置
US4991389A (en) * 1989-04-21 1991-02-12 United Technologies Corporation Bleed modulation for transient engine operation
US5123240A (en) * 1990-03-19 1992-06-23 General Electric Co. Method and apparatus for ejecting foreign matter from the primary flow path of a gas turbine engine
US5231825A (en) * 1990-04-09 1993-08-03 General Electric Company Method for compressor air extraction
US5155993A (en) * 1990-04-09 1992-10-20 General Electric Company Apparatus for compressor air extraction
US5174105A (en) * 1990-11-09 1992-12-29 General Electric Company Hot day m & i gas turbine engine and method of operation
US5806303A (en) * 1996-03-29 1998-09-15 General Electric Company Turbofan engine with a core driven supercharged bypass duct and fixed geometry nozzle
US5809772A (en) * 1996-03-29 1998-09-22 General Electric Company Turbofan engine with a core driven supercharged bypass duct
US6122905A (en) * 1998-02-13 2000-09-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Compressor bleed valve
US6141951A (en) * 1998-08-18 2000-11-07 United Technologies Corporation Control system for modulating bleed in response to engine usage
US7353647B2 (en) * 2004-05-13 2008-04-08 General Electric Company Methods and apparatus for assembling gas turbine engines
EP2074323B1 (de) * 2006-10-12 2012-11-21 United Technologies Corporation Turbofantriebwerk mit variablem bypassdüsenauslassbereich und betriebsverfahren
WO2008045063A1 (en) 2006-10-12 2008-04-17 United Technologies Corporation Variable area nozzle assisted gas turbine engine restarting
US8910465B2 (en) * 2009-12-31 2014-12-16 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Gas turbine engine and heat exchange system
CN103511124B (zh) * 2012-06-28 2016-11-23 中航商用航空发动机有限责任公司 气流引导装置
US9228501B2 (en) * 2012-12-14 2016-01-05 Solar Turbines Incorporated Bleed valve override schedule on off-load transients
PL225152B1 (pl) 2012-12-28 2017-02-28 Gen Electric Układ upustowy sprężarki, zwłaszcza do silnika turbogazowego i silnik turbogazowy zawierający układ upustowy sprężarki
CN103195585A (zh) * 2013-04-12 2013-07-10 长春航空液压控制有限公司 一种防喘活门
US20190055889A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 United Technologies Corporation Ducted engine compressor bleed valve architecture
US11261800B2 (en) 2018-10-24 2022-03-01 Raytheon Technologies Corporation Adaptive bleed schedule in a gas turbine engine
US11125168B2 (en) 2018-10-24 2021-09-21 Raytheon Technologies Corporation Dirt mitigation in a gas turbine engine
US11613445B2 (en) 2018-12-05 2023-03-28 Otis Elevator Company Vibration monitoring beacon mode detection and transition

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2528635A (en) * 1943-06-22 1950-11-07 Rolls Royce Power gas generator for internalcombustion power units
GB757981A (en) * 1952-02-06 1956-09-26 Rolls Royce Improvements in or relating to gas turbine engines
US2785848A (en) * 1953-08-28 1957-03-19 Rolls Royce Gas turbine engines with speed control mechanism
US2931168A (en) * 1955-05-24 1960-04-05 Gen Electric Variable stator engine control system
US2978166A (en) * 1957-05-28 1961-04-04 Gen Motors Corp Compressor bleed control
US2971328A (en) * 1958-07-22 1961-02-14 United Aircraft Corp Control system for air inlet bypass
US3091080A (en) * 1958-10-27 1963-05-28 United Aircraft Corp Control system for afterburning gas turbine engine
US3006145A (en) * 1959-10-14 1961-10-31 Gen Motors Corp Antisurge control using compressor bleed
DE1260232B (de) * 1962-08-02 1968-02-01 Daimler Benz Ag Vorrichtung zum Umwandeln von mechanischen Steuerbewegungen in hydraulische Steuerdruecke
US3513899A (en) * 1968-03-29 1970-05-26 United Aircraft Corp Fuel control deceleration mode

Also Published As

Publication number Publication date
IT941347B (it) 1973-03-01
DE2157751C3 (de) 1981-07-23
CA937768A (en) 1973-12-04
DE2157751A1 (de) 1972-06-15
FR2115342B1 (de) 1975-02-21
FR2115342A1 (de) 1972-07-07
BE775750A (fr) 1972-03-16
US3688504A (en) 1972-09-05
GB1352206A (en) 1974-05-08
JPS5610458B1 (de) 1981-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2157751C3 (de) Bypassregelung für ein Gasturbinenbläsertriebwerk
DE2626406C2 (de) Gasturbinentriebwerk mit variablem Zyklus
DE2909825C2 (de) Vorrichtung zur Einstellung des Anstellwinkels der Verdichterleitschaufeln eines Gasturbinentriebwerks
DE2645349C3 (de) Gasturbinen-Triebwerksanlage für Flugzeuge
DE1963432A1 (de) Regeleinrichtung fuer Gasturbinen
DE2746485C2 (de) Regeleinrichtung für eine Abblas- oder Abzapfeinrichtung in Turbomaschinen
DE1476736C3 (de) Brennstoffregelanlage für Gasturbinentriebwerke
DE3717590A1 (de) Kompressor
DE3030466C2 (de)
DE2523078C2 (de) Regelvorrichtung für Gasturbinenanlagen
DE1957409C3 (de) Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE202014104286U1 (de) Steuerung eines Verdichter-Einlassventils
DE2413702A1 (de) Flugzeug-duesentriebwerk mit schubumlenkvorrichtung
DE1601539B2 (de) Pneumatischer drehzahlregler fuer gasturbinen
DE1428043B2 (de) Einrichtung zur Regelung eines Turboverdichters
DE1803733C3 (de) Brennstoffzufuhranlage für ein Gasturbinentriebwerk
DE2410402B2 (de) Brennstoffversorgungsanlage für ein Gasturbinenwerk
DE957004C (de) Selbsttaetige Brennstoffregel- und -steuereinrichtung fuer Turbinenstrahltriebwerke mit veraenderlichem Schub-Duesenquerschnitt
DE2503525A1 (de) Luftablassvorrichtung fuer den verdichter eines gasturbinentriebwerks
DE2317016B2 (de) Brennstoffregelsystem für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks
DE2434100C3 (de) Drehzahlabhängige Regleranordnung
DE69217254T2 (de) Linearbetätiger für ein abblasventil
DE1601533B1 (de) Hydraulische servo verstelleinrichtung fuer verstellbare leitschaufeln von gasturbinen
DE2648768A1 (de) Verfahren zum zumessen von stroemungsmitteln und stroemungsmittelsteuerventil
DE1601702A1 (de) Steuervorrichtung,bei welcher das Ausgangssteuerglied von einem einstueckigen Servomotor betaetigt wird

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)