DE2316952C3 - Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks - Google Patents
Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines GasturbinenstrahltriebwerksInfo
- Publication number
- DE2316952C3 DE2316952C3 DE2316952A DE2316952A DE2316952C3 DE 2316952 C3 DE2316952 C3 DE 2316952C3 DE 2316952 A DE2316952 A DE 2316952A DE 2316952 A DE2316952 A DE 2316952A DE 2316952 C3 DE2316952 C3 DE 2316952C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- valve
- metering
- control
- piston
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/228—Dividing fuel between various burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung
eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit einer ersten, zweiten und dritten veränderlichen Dosiervorrichtung
in paralleler Anordnung zur Regelung des Brennstoffstroms zum ersten, zweiten bzw. dritten
Brenner, und mit je einem Drosselventil stromabwärts von den betreffenden Dosiervorrichtungen, das auf
einen ersten, zweiten bzw. dritten Regeldruck anspricht.
Nachbrenner werden nur zeitweise benutzt, und der dazu erforderliche große Brennstofffluß wird durch eine
Zentrifugalpumpe großen Volumens gefördert. Vorteilhafterweise weist diese Pumpe am Einlaß ein Ventil auf,
um die Pumpe zu entleeren, wenn die Nachbrenner nicht arbeiten. Eine derartige Vorrichtung ist in den
US-Patentschriften 32 93 856 und 33 16 712 gezeigt. Aus der US-PS 32 93 856 ist es auch bekannt, daß das
Pumpeneinlaßventil auf einen Druckabfall über eine Zumeßvorrichtung reagiert, die für den Brennstoffifluß
zum Hauptbrenner zuständig ist, so daß der Druckabfall über die Hauptzumeßvorrichtung im wesentlichen
konstant bleibt.
Die US-PS 32 93 856 zcigi äuci'i separate Zurneßvcntile
und für eine Brennstoffzufuhr zu zweite und dritte Brennergänge, und diese Zumeßventile weisen stromabwärts
Drosselventile auf, um den Druckabfall über das Zuineßventil im wesentlichen konstant zu halten. Diese
Drosselventile werden durch Servodriicke gesteuert, die vom Auslaß der Brennstoffpumpe erhalten werden.
Sobald man während des Laufs einer Gasturbine vorhersieht, daß die Nachbrenner in Kürze benötigt
werden, werden die Hauptbrenner gezündet und ihnen nur ein geringer Brennstoffstrom zugeführt. Sobald
dann die Nachbrenner benötigt werden, wird der Brennstoffstrom zum Hauptbrenner bis zu einer
Schwelle vergrößert, bei der der Brennstoffstrom durch
Drücke und Temperaturen im Brennrohr gesteuert wird. Eine weitere Erhöhung des Nachbrennerschubes
wird dadurch erreicht, daß dem zweiten und dritten Nachbrenner Brennstoff zugeführt wird, wobei diese
Brenner durch den Hauptbrenner gezündet werden. Der Brennstoffstrom zu den Hauptbrennern kann
weniger als 10% des gesamten Brennstoffstroms sein, sogar dann, wenn beide anderen Brenner den
maximalen Brennstoffstrom erhalten. Der Servodruck zur Verstellung der Drosselventile für den zweiten und
dritten Brenner werden vom Druck am Pumpenauslaß hergeleitet Dieser Druck muß deshalb immer genügend
hoch sein, um den erforderlichen Servodruck zu erzeugen, anderenfalls öffnen die Drosselventile nicht
genügend weit um den erforderlichen Brennstoffstrom zu erzeugen.
Bei dem in der US-PS 32 93 856 gezeigten System ist es deshalb erforderlich, daß die durch das Hauptzumeßventil
ausgeübte Drosselung auf den Brennstofffluß ausreichend hoch ist, um die Pumpe dazu zu bringen,
einen ausreichend hohen Druck zu liefern. Damit wird bei geringen Brennstoffflüssen, d. h. wenn nur der
Hauptbrenner arbeitet und das Hauptbrennstoffventil nahezu geschlossen ist, die Pumpe gegen einen hohen
Rückstaudruck arbeiten. Dadurch wird die Pumpe Wärme entwickeln und ein Verdampfen des Brennstoffs
und einen unnötigen Energieverlust erzeugen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennstoffkontrollvorrichtung für Nachbrenner zu schaffen, bei der der
Pumpenauslaßdruck ausreichend hoch bleibt, um eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Serie von Drosselventilen
bei allen Nachbrennerpegeln zu gewährleisten und um dabei zugleich eine unnötig hohe Belastung der
Nachbrennerförderpumpe zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine Kammer aufweist, in der ein
Bezugsdruck herrscht, und daß die Stellglieder der Dosiervorrichtungen durch Servodrucksignale gestellt
werden, die von dem Bezugsdruck und den Drücken stromabwärts von den Vorrichtungen abgeleitet sind,
derart, daß der zweite und der dritte Regeldruck von den Drücken der zweiten bzw. der dritten Dosiervorrichtung
abhängig sind, sowie daß eine Wählvorrichtung zur Lieferung des ersten Regeldrucks von einem der
Drücke stromabwärts oder vom Bezugsdruck vorgesehen ist, der am höchsten ist.
Das Drosselventil der ersten Dosiervorrichtung arbeitet als ein unter Druck gesetztes Ventil und
reagiert auf einen Druck, der von dem höchsten dreier Drücke hergeleitet ist. Bei niedrigen Nachbrennerströmen
werden die Drücke niedrig sein, da die Zumeßvor-
t>5 richtungen für den zweiten und dritten Brenner
hauptsächlich geschlossen sein werden. Das unter Druck gesetzte Drosselventil reagiert in diesem Fall auf
einen relativ niedrigen Bezugsdruck. Bei höheren
Pegeln des Nachbrennerflusses reagiert das unter Druck gesetzte Drosselventil auf einen der Drücke
stiomabwärts der zweiten oder dritten Dosiervorrichtung.
Da die Drosselventile der zweiten und dritten Dosiervorrichtung auch auf die stromabwärts liegenden
Drücke reagieren, reicht der Pumpenauslaßdruck immer aus, um diese beiden Drosselventile zur größten
öffnungsweite zu bringen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 1 aufgezeigt
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert In den
Zeichnungen sind
F i g. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung als Ganzes;
F i g. 2 eine schematische Darstellung einer veränderlichen Zündvorrichtung, die einen Teil der Vorrichtung
bildet;
Fig.3 eine schematische Darstellung einer Servodruckregelanordnung,
die einen Teil der Vorrichtung bildet;
Fig.4 eine Darstellung einer Wählvorrichtung, die
einen Teil der Vorrichtung bildet
In F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als Ganzes gezeigt die eine Kreiselbrennstoffpumpe 10 mit
Dampfkern aufweist, welche vom Gasturbinentriebwerk angetrieben wird. Die Pumpe 10 weist eine
Drossel 11 auf, welche auf ein Servodrucksignal PSi anspricht das über einen Kanal 12 angelegt ist, um die
Pumpenförderung zu erhöhen. Dieses Servodruckj.ignal PSi wird in einer noch zu beschreibenden Weise
abgeleitet Die Drossel 11 spricht ferner auf ein weiteres
Servodrucksignal PS 2 in einem Kanal 13 an, das dem Druck im Kanal 12 entgegengerichtet ist.
Eine Brennstoffzumeßvorrichtung 14 weist eine elektrische Regelanordnung 14a auf. Die hydraulischen
Teile der Vorrichtung 14 sind im einzelnen in F i g. 2 gezeigt Die Vorrichtung 14 weist einen Einlaß 15 auf,
der mit dem Auslaß der Pumpe 10 verbunden ist. Der Einlaß 15 steht über ein Rückschlagventil 16 mit drei
veränderlichen Dosiervorrichtungen 17, 18, 19 in Verbindung, die parallel angeordnet sind, um den
Brennstoffstrom zu einem zentralen Hauptbrenner 20, Ringbrenner 21 und Schalenbrenner 22 des Aufheizsystems
der Turbine zu regeln (Fig. 1).
Die Vorrichtung 14 weist eine erste Steuerung in der Form einer dreidimensionalen Nocke 23 bzw. Kurvenscheibe
auf, die fest mit der Stange 24 eines Kolbens 25 verbunden ist. Die Nocke bzw. Kurvenscheibe 23 ist mit
einer Reihe von Profilen versehen, die Funktionen der Kompressoransaugtemperatur Γι für eine Anzahl von
Werten des Kompressorförderdrucks Pi entsprechen. Der Kolben 25 wird auf gegenüberliegenden Seiten mit
Servodrücken beaufschlagt, die vom Druck am Einlaß 15 abgeleitet sind. Eine Seite des Kolbens 25 steht über
ein Ventil 26 mit einer Kammer 27 und ferner über eine Drosselstelle 28 mit der Niederdruckseite des Ventils 16
in Verbindung. Die Drosselstelle 28 und das Ventil 26 bilden damit eine veränderliche Mediumdruckpotentiometeranordnung.
Die andere Seite des Kolbens 25 steht über ein Ventil 29 mit der Kammer 27 und ferner über eine
Drosselstelle 30 mit der Niederdruckseite des Ventils 16 in Verbindung. Das Ventil 29 und die Drosselstelle 30
bilden damit ein weiteres veränderliches Mediumdruckpotentiometer. Schließglieder für die Ventile 26,29 sind
durch einen einzigen Hebel 31 vorgesehen, der in entgegengesetzte Richtungen durch die Bälge 32 bzw.
33 bewegbar ist
Der Balg 32 spricht auf einen Luftdruck zwischen zwei Drosselstellen 34, 35 an, abgeleitet von dem
Ansaugdruck P\ des Turbinenkcmpressors. Der Balg 33
spricht auf einen Luftdruck zwischen der Drosselstelle 35 und einer weiteren Drosselstelle 36 an, abgeleitet von
dem Förderdruck Pi des Turbinenkompressors. Eine
Feder 37 sitzt zwischen dem Hebel 31 und einem angrenzenden Ende der Kolbenstange 24. Eine weitere
Feder 38 sitzt zwischen dem Hebel 31 und einem einstellbaren Anschlag 39 an der Einrichtung 14. Die
Kammer 27 steht über einen axialen Kanal 40 mit einer weiteren Kammer 41 in Verbindung, in der sich die
Kurvenscheibe 23 befindet Der axiale Kanal befindet sich in der Kolbenstange 24. Für eine bestimmte
Differenz des Drucks Pi und Pi gibt es eine entsprechende
Gleichgewichtsposition des Kolbens 25 und damit eine entsprechende axiale Position der Kurvenscheibe
23. Die Kammer 27 steht mit einer Niederdruckverbindung über einen Kanal 185 und einem Umsteuerventil
90 in Verbindung. Die Kammer wird damit auf einen Bezugsdruck PR gehalten, der im wesentlichen gleich
diesem Niederdruck ist
Die Kurvenscheibe 23 sitzt auf einem Ritzel 42, derart daß eine axiale Verschiebung, aber keine
Drehung dem Ritzel 42 gegenüber ermöglicht ist. Das Ritzel 42 kämmt mit einer Zahnstange 43, die einen Teil
eines Kolbens 44 bildet. Der Kolben 44 spricht auf die Betätigung einer elektrisch betätigten Servoregelventilanordnung
45 an, die zwei miteinander verbundene Eingangsöffnungen 46,47 und zwei Auslaßöffnungen 48,
49 sowie eine Ablaßöffnung 50 aufweist Die Ventilanordnung 45 weist einen elektrischen Linearwandler 44a
auf, der auf die Position des Kolbens 44 anspricht.
Ein Ventilsteuerkolben 51 ist axial in Erwiderung auf Drucksignale an seinen gegenüberliegenden Enden
bewegbar, wobei diese Signale vom Druck an der öffnung 47 durch eine Düse 52 abgeleitet sind, die
schwenkbar durch einen Drehmomentmotor 53 bewegbar ist, so daß eine Ausrichtung mit einem von zwei
Kanälen 54,55 ermöglicht wird, durch die Drucksignale an die betreffenden Enden des Ventilsteuerkolbens 51
geleitet werden.
Die elektrischen Signale von der Anordnung 14a, die an den Drehmomentmotor 53 angelegt werden, sind
von der Ansaugtemperatur Γι des Turbinenkompressors
abgeleitet, außerdem vom Ausgang vom Wandler 78. Die Winkelposition der Kurvenscheibe 23 hängt
damit von der Temperatur Π ab.
Veränderliche Dosiervorrichtungen 17,18,19 sind im
Winkel im Abstand um die Achse der Kurvenscheibe 23 herum angeordnet Damit diese Anordnung schematisch
in Fig.2 dargestellt werden kann, ist ein Teil der Kurvenscheibe 23 an der Vorrichtung 17 wiederholt.
Die Vorrichtung 17 weist eine Hülse mit einer öffnung 61 auf, die mit dem Einlaß 15 in Verbindung
steht. Ein kolbenförmiges Stellglied 62 ist in der Hülse 60 verschiebbar und weist eine öffnung 63 auf, die mit
der öffnung 61 zusammenwirkt, um für eine veränderliehe
Meßblende zu sorgen. Das Stellglied 62 bildet mit der Hülse 60 eine Kammer 64, die mit dem Einlaß 15
über eine Drosselstelle 65 in Verbindung steht. Das Organ 62 weist einen Schaft 66 mit einer Bohrung 67 auf,
die mit der Kammer 64 in Verbindung steht. Ein
«■•j Kugelschließglied 68 ist am Schaft 6fi gehalten und kann
betätigt werden, um die Bohrung 67 abzusperren.
Ein Kurvenabtaster 69 ist schwenkbar an der Hülse 60
gelagert und greift an der Kurvenscheibe
Stellglied 62 wird nach rechts gemäß der Darstellung in
F i g. 2 durch den Druck an die Niederdruckseite der öffnungen 61,63 gedrückt.
Dieser Bewegung nach rechts wird entgegengehalten durch den Druck in der Kammer 64. Wenn der Kugel 68
durch Cen Kurvenabta^ter 69 die Möglichkeit zum
öffnen gegeben wird, fällt der Druck Pr in der Kammer 64, und das Stellglied 62 bewegt sich, um den
Brennstoffstrom durch die Vorrichtung 17 zu verringern. Bei geschlossener Kugel 68 überschreitet der
Druck in der Kammer 64 den stromabwärts von den Öffnungen 61, 63 und arretiert das Stellglied 62. Das
Stellglied 62 wirkt damit wie ein Nachlaufservokolben,
der auf die Position des Kurvenabtasters 69 anspricht, welcher seinerseits auf den Druck P2 und auf die
Temperatur 7Ί anspricht
Die Dosiervorrichtungen 18 und 19 sind im allgemeinen der Vorrichtung 17 entsprechend ausgebildet
und weisen jeweils kolbenförmige Stellglieder 70 und 71 auf. Die Stellglieder 70,71 sind jedoch außerdem
in ihren zugehörigen Hülsen drehbar. Eine Kantenkurvenführung 72 ist an einer Welle 73 befestigt, die sich in
die Kammer 41 erstreckt. Kurvenabtaster 72a sind mit den Stellgliedern 70, 71 verkeilt und in Anlage an die
Kurvenführung 72 gespannt. Die Welle 73 ist durch eine Zahnstangen/Ritzelanordnung drehbar. Diese Zahnstangen/Ritzelanordnung
74 wird durch eine elektrisch betätigte Servoventilanordnung 75 gesteuert, die mit
der vorstehend beschriebenen Ventilanordnung 45 identisch ist. An das Servoventil 75 angelegte elektrische
Signale hängen von der Position einer Leistungssteuerung für die Turbine ab. Die Stellglieder 7O1 71
sprechen damit auf den Druck P2, die Temperatur 71 und
die Steuerposition θ an.
Der Etrennstoffdruck DPi unmittelbar stromabwärts
von der Dosiervorrichtung 17 steht über einen Kanal 80 mit der Servodruckregelanordnung 81 (Fig. 1) in
Verbindung. Die Niederdruckseite der Vorrichtung 17 steht ferner mit einem Drosselventil 82 in Verbindung,
das em federgespanntes Kolbensteuerorgan 83 aufweist,
das auf den Druck DP\ und auf einen Servodruck 51
anspricht, um den Brennstoffstrom von der Vorrichtung 17 zu einem Auslaßkanal 84 zu regeln. Der Servodruck
S1 entsteht, in einer noch zu beschreibenden Weise und
wird über einen Kanal 85 an das Organ 83 angelegt.
Stromabwärts von der Vorrichtung 18 befindet sich
ein Drosselventil 76 mit einem Auslaß 76a und einem Kolbensteuerorgan, das gegen den Druck DP2
stromabwärts von der Vorrichtung 18 durch eine Feder und durch ein Servodrucksignal 52 gedruckt wird, das
in einer noch zu beschreibenden Weise abgeleitet wird und über einen Kanal 77 zugeleitet wird. Stromabwärts
von der Vorrichtung 19 befindet sich ein Drosselventil 78, das mit dem Ventil 76 identisch ist und einen Auslaß
78a hat Das Kolbensteuerorgan des Ventils 78 spricht auf den Druck DPZ stromabwärts von der Vorrichtung
19 und auch auf einen Servodruck S3 an, der in einer noch zu beschreibenden Weise abgeleitet wird und über
einen Kanal 79 angelegt wird.
Die Anordnung 81 weist einen Ventilsteuerkolben (Ventileinrichtung) 86 auf, der in eine Richtung durch
den Förderdruck Pp der Pumpe 10 beaufschlagt wird, in
die entgegengesetzte Richtung durch den Druck DPi
und durch eine Regeleinrichtung 87, die auf die Turbinendrehzahl anspricht Der Ventilsteuerkolben 86
ist durch eine torsionsmäßig steife Feder 88 mit einem Hilfskolben (Rückkopplungseinrichtung) 89 gekoppelt,
dessen Seite, die von dem Steuerkolben 86 abgewandt ist, über ein Umsteuerungsventi! 90 (das noch zi
beschreiben sein wird) und über einen Kanal 13 mit derr Druck PS 2 an der Fumpendrossel 11 in Verbindung
steht. Der Hilfskolben 89 und der Steuerkolben 8t gleiten in einer Hülse 91, die mit öffnungen bzw
Kanälen 92,93 versehen ist, und diese stehen jeweils mil dem Druck PS 2 bzw. mit dem Förderdruck Pp dei
Pumpe in Verbindung. Die Kanäle 92, 93 sind axial in einem Abstand angeordnet, der geringer als die Länge
in des Kolbens 89 ist, so daß am rechten Ende des
Bewegungswegs (gemäß der Darstellung in Fig. 3) der Kolben 89 auf beiden Seiten vom Druck PS 2
beaufschlagt wird, während er am linken Ende seines Bewegungswegs vom Druck Pp auf beiden Seiter
beaufschlagt wird. Die Kraft als Folge der Differenz zwischen den Drücken Pp und PS2 in Ausübung über
die Feder 88 auf den Steuerkolben 86 ist damit begrenzt.
Die Hülse 91 weist ferner eine öffnung 94 auf, die mil
dem Druck PS 1 über den Kanal 12 in Verbindung steht
ferner eine öffnung 95, die mit einem Servodruck PS3
in Verbindung steht, welcher über das Umsteuerventil 90 abgeleitet ist eine öffnung 96, die mit einem
Niederdruck LPin Verbindung steht, welcher zweckmäßigerweise der Ausgangsdruck einer nicht dargestellten
Hilfspumpe in einem Brennstofftank ist, der der Turbine zugeordnet ist. Die öffnung 94 steht mit der Bohrung
der Hülse 91 über zwei gedrosselte Kanäle in Verbindung. Dabei ist eine solche Anordnung vorgesehen,
daß in einer Mittelposition des Steuerkolbens 86
beide öffnungen 95 und 96 mit der öffnung 94 über den
jeweils gedrosselten Kanal in Verbindung stehen, um damit als ein Mediumpotentiometer zu fungieren.
Eine Erhöhung im Förderdruck Pp der Pumpe drück!
den Steuerkolben 86 nach links, um einen erhöhter Durchfluß zwischen den öffnungen 94, % und einen
geringeren Durchfluß zwischen den öffnungen 94,95 zu
ermöglichen. Wenn der Servodruck PS3 hoch ist, fällt der Servodruck PSl, und die Drossel 11 in der Pumpe
10 bewegt sich, um den Brennstoffdurchfluß zu
■io verringern. Diese Bewegung bewirkt einen Abfall im
Druck PS 2, der über die Ventilanordnung 90 übergeführt wird, um den Kolben 89 nach rechts zu drücken
damit einer Bewegung des Steuerkolbens 86 entgegengewirkt wird. Der Kolben 89 bildet damit eine
Positionsrückkopplung, bis der Förderdruck Pp der Pumpe ausreichend hoch geworden ist, um einen
Gleichgewichtszustand wiederherzustellen. Eine Zunahme in der Turbinendrehzahl N oder im Druck DPI
bewirkt entsprechend eine Erhöhung des Förderdrucks
so Pp der Pumpe. Der Förderdruck Pp der Pumpe am Einlaß 15 der Dosiereinrichtung 14 wird damit geändert
um die Differenz zwischen den Drücken DPI und Ppim
wesentlichen konstant für eine bestimmte Turbinendrehzahl zu halten, wobei diese Druckdifferenz mit der
Turbinendrehzahl variabel ist Die Gewichte 87a des Reglermechanismus 87 haben eine relativ niedrige
spezifische Dichte, so daß dann, wenn ein dichterer Brennstoff verwendet wird, der Effekt der Turbinendrehzahl
auf den Steuerkolben 86 verringert wird
Die Hülse 91 weist eine weitere öffnung 97 auf, die normalerweise mit der öffnung 96 in Verbindung steht
die jedoch von dem Ventilsteuerkolben 86 abgesperri wird, wenn dieser sich ausreichend weit nach rechts
bewegt hat, um die öffnung % der öffnung 94
gegenüber abzusperren.
Die Anordnung 81 weist ferner ein Steuerkolbenventil 100 auf, das einen Steuerkolben 101 hat, der auf den
Druck DPI und auf den Druck DP2 anspricht, welcher
von der Brennstoff zündvorrichtung 14 kommt, die
vorstehend beschrieben, und sich dem Druck DPi
entgegenstellt. Eine Hülse iö2 umgibt den Steuerkolben 1Oi. Die Hülse hat eine öffnung 103, die mit dem
Förderdruck Pp der Pumpe in Verbindung steht, eine öffnung 104, die über den Kanal 77 mit dem
Drosselventil 76 in der Vorrichtung 14 in Verbindung steht, um ihr den Servodruck 52 zuzuleiten, und eine
Öffnung 105, die mit der Öffnung 97 und damit normalerweise mit dem Niederdruck in Verbindung
steht.
Ein Kolbenelement 106 ist mit dem Steuerkolben 101 durch eine torsionsmäßig steife Feder 107 gekoppelt.
Aufgrund des Leckens um das Kolbenelement !06 herum wirkt dieses als Dämpfer, um die Bewegung des
Steuerkolbens zu verlangsamen.
Ein weiteres Steuerkolbenventi! 110 ist im wesentlichen
mit dem Ventil 100 identisch und weist einen Steuerkolben 111 auf, der in Erwiderung auf den Druck
DP 1 und auf einen Druck DP3 bewegbar ist, welcher, wie vorstehend beschrieben, von der Niederdruckseite
der Dosiervorrichtung 19 in der Vorrichtung 14 kommt,
um den Wert des Servodrucks 53 an einer öffnung 112
zu bestimmen. Die öffnung 112 steht über einen Kanal
79 mit dem Drosselventil 78 in der Vorrichtung 14 in Verbindung.
Die Steuerkolben 86, 101, 111 und die Regeleinrichtung
87 werden über ein Zahnradvorgelege von einer Welle 113 in Drehung versetzt, die von der Turbine
angetrieben wird.
Der Zumeßvorrichtung 14 ist eine Wählvorrichtung (Freikolbenventilanordnung) 120 zugeordnet, die schematisch
im einzelnen in F i g. 4 gezeigt ist. Die Vorrichtung 120 weist zwei Freikolbenventile 121, 122
auf, die jeweils Kugelkolben 123, 124 aufweisen. Das Ventil 121 ist durch Kanäle 125, 126 mit den Drücken
PF2, PF3 an den Niederdruckseiten der betreffenden
Drosselventile 76, 78 in der Vorrichtung 14 verbunden. Das Ventil 123 hat einen Auslaß 127, der einen Einlaß
des Ventils 122 bildet Der andere Einlaß des Ventils 122 steht über einen Kanal 128 mit dem Druck PR in der
Kammer 41 in der Vorrichtung 14 in Verbindung. Der Auslaß des Ventils 122 steht über einen Kanal 129 mit
dem Drosselventil 82 in der Vorrichtung 14 in Verbindung. Der Druck im Kanal 129 liefert den
Servodruck 51. Der Druck 51 ist damit gleich
demjenigen der Drücke PR, PF2 oder PF3, der am höchsten ist
Wenn das Aufheizsystem der Turbine eingeschaltet ist, wird Brennstoff von der Pumpe 10 der Vorrichtung so
14 zugeleitet und fließt über die Vorrichtung 17 und das Drosselventil 82 zum Kanal 84 und dann über eine
Verteileranordnung 130 (Fig. 1), die bei einem ausreichend
hohen Druck PS3 (Steuerung über Relaisventil 160, Fi g. 1) drei zueinander parallele Ventile öffnet, so
daß Brennstoff zu den Hauptbrenner des Aufheizsystems fließt
Der Förderdruck Pp der Pumpe 10 wird geregelt, wie
vorstehend beschrieben, um den Druck DPX im wesentlichen konstant für eine bestimmte Turbinendrehzahl
und Brennstoffdichte zu halten. Ein Anstieg im Druck DPi drückt einen ersten Steuerkolben in der
Anordnung 81 nach rechts, um zu bewirken, daß der Wert des Drucks 52 in Richtung auf den Förderdruck
Pp der Pumpe steigt Das Drosselventil 76 schließt sich progressiv, bis der Druck DP 2 angestiegen ist, um dem
Druck DPX gleich zu sein, und damit werden Gleichgewichtszustände wiederhergestellt In entsprechender
Weise bewegt sich der erste Steuerkolben der Anordnung 8t bei einem Anstieg des Drucks DPI nach
links, und das Drosselventil 76 öffnet sich, bis das Gleichgewicht wiederhergestellt ist. Ein zweiter Steuerkolben
in der Anordnung 81 arbeitet entsprechend, um den Druck DP3 mit dem Druck DP X gleichzuhalten.
Das Ventil 82 in der Vorrichtung 14 wirkt als ein Druckbeaufschlagungsventil. Die Federn in den Ventilen
76, 78 schaffen nur leichte Vorlasten, um sicherzustellen, daß diese Ventile geschlossen sind,
wenn das System stillgesetzt wird. Die Feder im Ventil 82 ist derart, daß bei Fehlen des Servodrucks 51 der
Druck DPi gerade ausreicht um die Steuerkolben in der Servodruckregelanordnung 81 zu betätigen. Bei
niedrigen Durchflüssen ist deshalb der Systemdruck niedrig und der Pumpleistungsverlust auf einem
Minimum.
Bei höheren Raten des Brennstoffstroms im Aufheizsystem nimmt der Druck PFl und PF3 zu, und der
höchste dieser Drücke wird über die Freikolbenventilanordnung 120 zugeleitet, um den Servodruck 51 zu
bilden. Der Servodruck 51 unterstützt die Feder im Ventil 82, um den Systemdruck zu erhöhen. Der damit
einhergehende Anstieg im Druck DPi erhöht die Werte der Servodrücke 52 und 53, um den
Drosselventilen 76, 78 die Möglichkeit zu geben, den erhöhten Systemdruck aufrechtzuerhalten.
Ein niedriger Wert des Aufheizbrennstoffstroms, d. h. bei niedrigen Werten des Kompressorförderdrucks P 2
und des Winkels θ der Leistungssteuerung sind die Drücke PF2 und PF3 niedrig. Der Druck in der
Kammer 64 des Ventils 17 wird gleich dem Bezugsdruck PR in der Kammer 41, und wenn er höher als der Druck
DPX ist, drückt er das Ventil 17 ganz zu. Unter diesen
Umständen wird der Servodruck 51 gleich dem Druck PR in der Kammer 41 der Vorrichtung 14. Der
Systemdruck wird damit hoch genug gehalten, um den Druck PR, der auf die Steuerorgane 62, 70, 71 in den
betreffenden Dosiervorrichtungen 17, 18, 19 einwirkt daran zu hindern, diese Steuerorgane in Positionen zu
drücken, in denen der Aufheizbrennstoffstrom abgesperrt wird.
Das Umsteuerventil 90 ist schematisch in F i g. 1 gezeigt und weist eine Hülse mit einer Anzahl von
Öffnungen auf. In der Hülse befindet sich ein Steuerorgan, das von der Welle 73 (Fig. 1 und 2)
drehbar ist um die öffnungen selektiv miteinander zu verbinden. Gemäß der Darstellung in F i g. 1 hat das
Steuerorgan eine Anzahl von Dosierrändern, die mit den zugehörigen öffnungen zusammenarbeiten, um nur
diejenigen öffnungen miteinander zu verbinden, die gemäß der Darstellung einer betreffenden Dosierstelle
am Steuerorgan zugeordnet sind. Eine Drehung des Steuerorgans wird am besten als eine schrittweise
Drehung in fünf Schritten nach links, nämlich θ bis F, aus
einer Ausgangslage A betrachtet, die in F i g. 1 gezeigt ist Es sind vier Dosierstellen 170,171,172,173 gezeigt
Eine Hochdruckquelle, zweckmäßigerweise der Förderdruck der Hauptbrennstoffpumpe der Turbine, ist
mit den öffnungen 174,175 der Dosierstellen 170 bzw.
171 verbunden, öffnungen 176,177 an der Dosierstelle
170 sind jeweils mit dem Kanal 13 der Pumpe 10 und mit der /$2-Verbindung der Druckregelanordnung 81
verbunden. In den Positionen A und B sind also die öffnungen 174,176 miteinander verbunden, und in den
Positionen C bis F sind die öffnungen 176, 177 miteinander verbunden.
An der Dosierstelle 171 ist die öffnung 175 mit einer
öffnung 178 in der Position A allein und mit einer
öffnung 179 in den Positionen C bis F verbunden. Der Druck an der öffnung 179 liefert einen Servodruck PS 3,
und derjenige an der öffnung 178 liefert einen Servodruck PS 4. Der Niederdruck LP, auf den
vorstehend Bezug genommen worden ist, ist mit den öffnungen 180, 181 an den Dosierstellen 172 bzw. 173
verbunden. Eine weitere öffnung 182 an der Dosierstelle 172 ist mit der öffnung 178 verbunden. Dabei ist eine
solche Anordnung vorgesehen, daß der Druck PS 4 unter hohem Druck in der Position A und unter
niedrigem Druck in den Positionen B bis F steht. Eine öffnung 184 an der Dosierstelle 172 ist mit der Öffnung
179 an der Stelle 171 verbunden, so daß der Druck PS3
ein niedriger Druck in den Positionen A und B ist. Eine öffnung 183 an der Stelle 173 ist mit dem Auslaß der
Pumpe 10 verbunden, so daß der Pumpenauslaß mit dem niedrigen Druck in der Stelle A allein des Steuerorgans
verbunden ist.
10
Die Positionen A bis F der Welle 73 und damit des Sequenzventil-Steuerorgans entsprechen den Positionen
eines Pilotensteuerhebels (nicht dargestellt) für die Turbine. Die Positionen A und B entsprechen einem
nicht eingeschalteten Zustand des Aufheizsystems, eine Bewegung zwischen den Positionen Sund Centspricht
einem Anstellen oder Stillsetzen des Aufheizsystems, je nach der Bewegungsrichtung, und die Positionen D bis F
entsprechen den verschiedenen Werten des Aufheiz-Stroms, wie er durch die Kurvenführung 72 (Fig. 2)
geregelt wird.
Die Brennstoffregelvorrichtung weist ferner ein Füllventil 200 auf (F i g. 1). Das Ventil 200 ist parallel zur
Zündvorrichtung 14 zwischen die Druckseite der Pumpe 10 und die Einlaßöffnungen der Verteileranordnung
130 geschaltet. Das Füllventil 200 sorgt dafür, daß während des Aufheizens der Turbine die Nachbrenner
mehr Brennstoff erhalten.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks
mit einer ersten, zweiten und dritten veränderlichen Dosiervorrichtung in paralleler Anordnung zur Regelung des Brennstoffstroms
zum ersten, zweiten bzw. dritten Brenner, und mit je einem Dosierventil stromabwärts von den
betreffenden Dosiervorrichtungen, das auf einen ersten, zweiten bzw. dritten Regeldruck anspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Kammer aufweist, in der ein Bezugsdruck
(Pr) herrscht, und daß die Stellglieder (62,70,71) der
Dosiervorrichtungen (17,18,19) durch Servodrucksignale
gestellt werden, die von dem Bezugsdruck (PR) und den Drücken (DPi, DP2, DP3) stromabwärts
von den Dosiervorrichtungen (17, 18, 19) abgeleitet sind, derart, daß der zweite und der dritte
Regeldruck (S2, S3) von den Drücken (DPZ DP3) der zweiten (18) bzw. der dritten Dosiervorrichtung
(19) abhängig sind, sowie daß eine Wählvorrichtung (120) zur Lieferung des ersten Regeldrucks (S 1) von
einem der Drücke (DPI, DP3) stromabwärts oder
vom Bezugsdruck (PR) vorgesehen ist, der am höchsten ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählvorrichtungen (120)
zwei Freikolbenventile (121, 122) aufweisen, von denen eines (121) zwei Einlasse (125,126), die jeweils
mit den Seiten stromabwärts von dem zweiten (76) und dritten Drosselventil (78) verbunden sind, und
einen Auslaß (127) und das andere (124) zwei Einlasse, die jeweils mit dem Auslaß (127) des einen
Freikolbenventils (123) und mit dem Bezugsdruck (PR) verbunden sind, und einen Auslaß (129)
aufweist, der mit dem ersten Drosselventil (82) in
Verbindung steht, wobei eine Erhöhung des ersten Regeldrucks (Sl) im Auslaß des anderen Freikolbenventils
(124) zu einem Schließen des ersten Drosselventils (82) führt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2900072A GB1423363A (en) | 1972-06-21 | 1972-06-21 | Fuel control apparatus for gas turbine engine reheat systems |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2316952A1 DE2316952A1 (de) | 1974-01-10 |
DE2316952B2 DE2316952B2 (de) | 1978-09-28 |
DE2316952C3 true DE2316952C3 (de) | 1979-05-23 |
Family
ID=10284659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2316952A Expired DE2316952C3 (de) | 1972-06-21 | 1973-04-05 | Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3857241A (de) |
JP (1) | JPS53444B2 (de) |
DE (1) | DE2316952C3 (de) |
FR (1) | FR2189644B1 (de) |
GB (1) | GB1423363A (de) |
IT (1) | IT982970B (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3958414A (en) * | 1973-11-15 | 1976-05-25 | Joseph Lucas (Industries) Limited | Control valve arrangement for gas turbine engine fuel supply system |
US4229939A (en) * | 1978-02-17 | 1980-10-28 | Lucas Industries Limited | Fuel control for a gas turbine engine reheat system |
US4239053A (en) * | 1979-02-07 | 1980-12-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Fuel flow distribution system |
GB2125110A (en) * | 1982-08-11 | 1984-02-29 | United Technologies Corp | Gas turbine augmentor fuel control system |
GB8517745D0 (en) * | 1985-07-12 | 2005-06-29 | Lucas Ind Plc | Fuel control system for gas turbine engine reheat system |
DE3543908C1 (de) * | 1985-12-12 | 1987-01-29 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zum Nachbrenner eines Nebenstrom-Gasturbinenstrahltriebwerkes |
GB8620171D0 (de) * | 1986-08-19 | 2008-08-13 | Lucas Ind Plc | |
GB0722669D0 (en) * | 2007-11-20 | 2007-12-27 | Goodrich Control Sys Ltd | Fuel staging system |
EP2930427A1 (de) | 2014-04-07 | 2015-10-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Ventil für einen Kraftstoffinjektor |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB833493A (en) * | 1956-05-23 | 1960-04-27 | Hobson Ltd H M | Improvements in reheat control systems for gas turbine engines |
GB1047517A (en) * | 1963-05-24 | 1966-11-02 | Dowty Fuel Syst Ltd | Aircraft gas turbine engine control system |
US3293847A (en) * | 1963-09-13 | 1966-12-27 | Bendix Corp | Coordinated main and afterburner fuel controls for gas turbine engines |
FR1395470A (fr) * | 1964-05-25 | 1965-04-09 | Dowty Fuel Syst Ltd | Système de commande pour turbine à gaz d'avion |
GB1232318A (de) * | 1969-11-19 | 1971-05-19 | ||
GB1293672A (en) * | 1970-03-05 | 1972-10-18 | Hobson Ltd H M | Improvements in fuel supply systems for aircraft gas turbine jet engines |
US3714784A (en) * | 1971-02-18 | 1973-02-06 | Hobson Ltd H M | Fuel supply systems for jet aircraft engines |
-
1972
- 1972-06-21 GB GB2900072A patent/GB1423363A/en not_active Expired
-
1973
- 1973-04-05 IT IT49250/73A patent/IT982970B/it active
- 1973-04-05 DE DE2316952A patent/DE2316952C3/de not_active Expired
- 1973-04-06 JP JP3881973A patent/JPS53444B2/ja not_active Expired
- 1973-04-06 US US00348634A patent/US3857241A/en not_active Expired - Lifetime
- 1973-04-06 FR FR7312491A patent/FR2189644B1/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3857241A (en) | 1974-12-31 |
JPS4935718A (de) | 1974-04-02 |
FR2189644A1 (de) | 1974-01-25 |
IT982970B (it) | 1974-10-21 |
FR2189644B1 (de) | 1975-12-26 |
DE2316952A1 (de) | 1974-01-10 |
JPS53444B2 (de) | 1978-01-09 |
GB1423363A (en) | 1976-02-04 |
DE2316952B2 (de) | 1978-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0149787B2 (de) | Fördermengen-Regeleinrichtung für eine verstellbare Hydropumpe | |
DE2316952C3 (de) | Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks | |
DE102006002920A1 (de) | Hydraulische Steueranordnung | |
DE2317016C3 (de) | Brennstoffregelsystem für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks | |
DE2316991C3 (de) | Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks | |
DE1576140B1 (de) | Verfahren zum Regeln eines Hydrauliksystems und Regelsystem zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE2841375C2 (de) | Brennstoffversorgungsanlage für Gasturbinentriebwerke von Flugzeugen | |
DE2608743A1 (de) | Kraftstoofregler mit servogesteuertem drosselschieber | |
DE2906223A1 (de) | Brennstoffsteuerung fuer turbinen-nachbrenner | |
DE2316985C3 (de) | Brennstoffzufuhrsteuerung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks | |
DE4015055B3 (de) | Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks und Regelventile dafür | |
DE3740968C1 (de) | Abgasrueckfuehreinrichtung fuer Brennkraftmaschinen | |
DE2907033A1 (de) | Einrichtung zur betaetigung eines gaswechselventils bei brennkraftmaschinen | |
DE1301645B (de) | Brennstoffversorgungsanlage | |
DE2423557B2 (de) | Brennstoffregeleinrichtung für eine Gasturbinenanlage | |
DE1923135A1 (de) | Stroemungsmittelstrom-Steuereinrichtung | |
DE2056539C3 (de) | Nachbrennerbrennstoff-Regelanlage | |
DE2004078C3 (de) | Brennstoffregelanlage für Gasturbinentriebwerke mit Nachverbrennung | |
DE1944091C3 (de) | ||
DE3438323C2 (de) | Brennstoffeinspritzsystem an einer Brennkraftmaschine | |
DE936886C (de) | Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer Brenner zur Verbrennung von fluessigem Brennstoff | |
DE2037916C (de) | Steuereinrichtung für eine Pumpe veränderlicher Fordermenge eines hy drostatischen Fahrzeuggetriebes, insbe sondere fur Kraftfahrzeuge | |
DE19547687A1 (de) | Hydraulischer Antrieb, insbesondere für ein Ruder eines Schiffes | |
DE1940174C3 (de) | Regelanlage für Gasturbinentriebwerke mit getrennter Arbeitsturbine | |
DE303487C (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |