DE2319764C3 - Ventileinrichtung zum öffnen und Schließen der Brennstoffversorgung von Einspritzdüsen einer Gasturbinen-Brennkammer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum

öffnen und Schließen der Brennstoffversorgung von Einspritzdüsen einer Gasturbinen-Brennkammer über eine Brennstoffdruckleitung, mit einem Gehäusekörper, der einen Einlaß, einen Auslaß sowie eine Ablaßöffnung aufweist, mit einem HauptverschJ'jßglied und einem Hilfsverschlußglied, von denen das Hauptverschlußglied in dem Hilfsverschlußglied axial bewegbar ist und das Hauptverschlußglied in dem Gehäusekörper gleitend verschiebbar und elastisch in eine Stillstandstellung vorgespannt ist, in der es den Einlaß schließt und den Auslaß mit der Ablaßöffnung verbindet, wobei die von den beiden Verschlußgliedern gebildete Ventilgliedanordnung über eine willkürlich betätigbare Steuereinrichtung in eine Betriebsstellung bewegbar ist, in der sie die Ablaßöffnung schließt und den Einlaß mit dem

Auslaß verbindet

Bei einer vorbekannten Ventileinrichtung dieser Art (DE-AS 10 61 133) ist das Hilfsverschlußglied, das in der Stillstandstellung den Einlaß vom Auslaß trennt, durch die willkürlich betätigbare Steuereinrichtung in eine Freigabestellung bewegbar, in der es die Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß und Auslaß nicht behindert, während das Hauptverschlußglied durch eine Feder in Richtung auf seine Stillstandstellung vorgespannt wird. Wird das Hilfsverschlußglied durch die willkürlich betätigbare Steuereinrichtung in die Betriebsstellung bewegt, so wird das Hauptverschlußglied durch den auf ihn einwirkenden Förderdruck des Brennstoffs entgegen der Kraft der Feder ebenfalls in eine Betriebsstellung bewegt, in der es die Brennstoff-

^h<i strömung vom Einlaß zum Auslaß in vorgegebener Weise drosseit

Der Zeitpunkt, zu dem die Ventileinrichtung geöffnet wird, hängt somit ausschließlich von der Betätigung

durch die Steuereinrichtung »b. Dies kann insbesondere dann von Nachteil sein, wenn mit dem Brennstoff der Brennstoffversorgungsleitung zunächst Zündbrenner gezöndet werden sollen, ehe die Hauptbrenner mit Brennstoff beaufschlagt werden; in einem solchen Fell 5 besteht die Gefahr, daß die Ventileinrichtung geöffnet wird, ehe sich ein ausreichender Druck in der Brennstoffversorgungsleitung aufgebaut hat, so daß nicht genügend Druck zur Beaufschlagung der Hilfsbrenner zur Verfugung steht I ο

Es sind bereits Ventileinrichtungen (US-PS 34 98 056 und 29 29 394) zum öffnen und Schließen der Brennstoffversorgung von Einspritzdüsen einer Gasturbinen-Brennkammer bekannt, bei denen die Ventileinrichtung in Form eines Rückschlagventils ausgebildet ist, das erst bei Erreichen eines vorgegebenen Drucks in der Brennstoffversorgungseinleitung die Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß herstellt Bei diesen Ventileinrichtungen besteht jedoch keine Möglichkeit, das öffnen der Ventileinrichtung willkürlich zu beeinflüssen; es kann daher nicht sichergestellt werden, daß die Ventileinrichtung erst dann geöffnet wird, wenn die Brennkammer richtig gezündet isL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung zum öffnen und Schließen der Brennstoffversorgung von Einspritzdüsen einer Gasturbinen-Brennkammer zu schaffen, die eine Beaufschl.igung der Einspritzdüsen in einem willkürlich wählbaren Augenblick erlaubt, wobei jedoch sichergestellt ist, daß auch bei einer vorzeitigen willkürlichen Betätigung der w Ventileinrichtung die Einspritzdüsen erst dann mit Brennstoff beaufschlagt werden, wenn die Brennkammer vollständig gezündet ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Ventileinrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß das Hilfsverschlußglied entgegen dem Förderdruck des Brennstoffs durch eine elastische Kraft, die kleiner ist als die im Normalbetrieb vom Brennstoffdruck auf das Hilfsverschlußglied ausgeübte Kraft, in Richtung auf eine den Einlaß ίο verschließende Schließstellung vorgespannt ist und daß das Hauptverschlußglied durch die willkürlich betätigbare Steuereinrichtung unabhängig von der Stellung des Hilfsverschlußglieds in die Betriebsstellung bewegbar ist

Entsprechend der erfindungsgeiräßen Lösung wird das Hauptverschlußglied willkürlich und das Hilfsverschlußglied durch den auf dieses einwirkenden Förderdruck der Brennstoffversorgungsleitung automatisch betätigt; hierbei steuern die beiden Verschlußglieder zwei in der Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß hintereinandergeschaltete Ventilöffnungen. Hierdurch wird sichergestellt, daß eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß (und somit eine Beaufschlagung der Einspritzdü- ■>■> sen) erst dann hergestellt wird, wenn sowohl das Hauptverschlußglied (durch die willkürlich betätigbare Steuereinrichtung) wie auch das Hilfsverschlußglied (durch den in der Brennstoffversorgungsleitung aufgebauten Förderdruck) in ihre Betriebsstellung bewegt t>o worden sind. Der Augenblick, zu dem die Einspritzdüsen mit Brennstoff beaufschlagt werden, kann somit vom Piloten gewählt werden; dennoch ist sichergestellt daß den Einspritzdüsen erst dann Brennstoff zugeführt wird, wenn sich in der Brennstoffversorgungsleitung ein *> ausreichender Druck aufgebaut hat und die Brennkammer richtig gezündet worden ist.

Vorteilharte Ausgestaltungen der Erfindung sind in

den Unteransprüehen angegeben.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird insbesondere die Gefahr vermieden, daß bei einer Verschiebung des Hauptverschlußglieds das Hilfsverschlußglied in seine Öffnungsstellung mitgenommen werden kann, so daß die Betätigung der beiden Verschlußglieder völlig unabhängig voneinander ist

Durch die Merkmale nach den Ansprüchen 5 bis 9 wird insbesondere erreicht, daß die Führungsflächen sowohl des Hauptverschlußglieds wie auch des Hilfsverschlußglieds mittels gefiltertem Brennstoff geschmiert werden können, ohne das eine Filtrierung des in der Brennstoffversorgungsleitung vorhandenen gesamten Brennstoffs erforderlich ist

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispie! der Erfindung näher erläutert

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Brennstoffversorgungsanlage für ein Flugzeug-Gasturbinen-Stahltriebwerk mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ventileinrichtung,

Fig.2 einen Schnitt durch die Ven'ileinrichtung in Betriebsstellung,

Fig.3 eine der Fig.2 entsprechende Ansicht der Ventileinrichtung in der Stillstandsstellung.

Die ;n F i g. 1 gezeigte Brennstoffversorgungsanlage regelt den Durchsatz einer Brennstoffdruckleitung 1, die mit nicht gezeigten Einspritzdüsen der Brennkammer verbunden ist Der verschmutzte Brennstoff, d. h. ein solcher, der feste Verunreinigungen enthält oder bei dem die Gefahr hierzu besteht wird bei 2 von einer Brennstoffpumpe 3, deren Welle 3c von der Gasturbine angetrieben wird, entnommen. Diese Pumpe ist eine Schaufelpumpe, bei deren Betrieb nicht die Gefahr besteht daß sie durch die Verunreinigungen behindert wird, die sie über Anaaugöffnungen 3a, 3b in zwei Leitungen 4a, 46 fördert die in einen am Eintritt 5 eines Durchsatzsteuerventils 6 endenden Kanal 4 münden. Die Leitung 4a besitzt einen Abschnitt desse.i Wand durch eine poröse Hülse Ta gebildet wird, die in einem Raum 76 eingeschlossen ist, der mit dieser Hülse Ta ein Filter 7 bildet Vom Raum Tb geht eine Leitung 8 aus, die somit der Leitung 4a über die Hülse Ta filtrierten Brennstoff entnimmt und die noch zu beschreibenden Geräte versorgt Diese Geräte haben einen sehr geringen Brennstoffdurchsatz. Darüber hinaus besteht keine Gefahr, daß sich die filternde Hülse Ta verstopft, da die Eintrittsfläche dauernd durch den in der Leitung Aa mit großem Durchsatz zirkulierenden Brennstoff derart gespült wird, daß der Druckverlust an Brennstoff beim Durchgang durch das Filter vernachlässigbar ist und daß der in der Leitung 8 herrschende Druck praktisch gleich dem Druck im Kanal 4 ist.

Dds Durchsatzsteuerventil 6 enthält eine Nadel 9 mit einem zylindrischen Schaft 9a, der unter der Wirkung einer Steuereinrichtung 11 so in einer Bohrung 10 gleitet, daß im entgegengesetzten Sinn die Durchtrittsquerschnitte zweier öffnungen 12 und 13 geändert werden. Hierdurch wird der Eintritt 5 des Durchsatz-Steuerventils mit seinem Austritt 14 bzw. mit einem Raum 15 verbunden, der oberhalb der Pumpe 3 mit einem RUckführungskanal 16 für den Drennstoff verbunden ist. Die Steuereinrichtung 11 enthält im wesentlichen einen mit dem Schaft 9a formschlüssig verbundenen Kolben 11a, der in einem Zylinder 116 unter der Wirkung der bei lic der Leitung 8 entnommenen Brennstoffdrücke gleitet, die in Abhängigkeit verschiedener Parameter unterhalb von Dros-

setstellen lic/ und lie durch eine Kraftwaage Uf geändert werden. Der Austritt 14 des Durchsatzsteuerventils mündet in eine Leitung 17, die durch eine noch zu beschreibende Ventileinrichtung 18 zum Versorgen der Einspritzdüse mit der Brennstoffdruckleitung 1 verbunden werden kann. Die Leitung 17 steht ferner unmittelbar mit einer Leitung 19 in Verbindung, die die nicht gezeigten Anlaßeinspritzdüsen der Gasturbine versorgt. Das Schließen der Ventileinrichtung 18 verbindet die Leitung 1 mit einer Ablaßleitung 18a. ι ο

Der das Durchsatzsteuerventil 6 von der Pumpe 3 aus versorgende Kanal 4 ist ferner über ein Druckdifferenz-Steuerventil mit einer Rückführungsleitung 21 für den Brennstoff oberhalb der Pumpe verbunden. Das Druckdifferenz-Steuerventil 20 öffnet mehr oder r> weniger die Verbindung zwischen dem Kanal 4 und der Leitung 21 so, daß die Druckdifferenz Δρ zwischen dem Eintritt S iinrl rfom Austritt 14 des Durchsatzsteuerventils 6 konstant gehalten wird. Zu diesem Zweck regelt ein Druckdifferenzanzeiger 22 in Abhängigkeit von Aq den Brennstoffdruck unterhalb einer Drosselstelle 23a in einer Leitung 23, die über ein dem Filter 7 analoges Filter 23b Brennstoff dem Kanal 4 entnimmt. Der geregelte Druck wird auf einen Balg 24 ausgeübt, um die Stellung der Nadel 25 zu steuern. 2·>

Die Ventileinrichtung 18 ist in Fig.4 schematisch dargestellt. Ein Ausführungsbeispiel ist im einzelnen in F i g. 2 und 3 dargestellt. In diesen beiden letzteren Figuren besteht das Ventilgehäuse aus einem einstückig mit einem Abschnitt 17a der Leitung 17 verbundenen m Mantel 26, in den ein mit einem Deckel 28 und einem Übergangsrohrstück 29 versehenes Ventilgehäuse 27 eingesetzt ist. Das Übergangsrohrstück 29 paßt auf einen gebohrten Einlaß 26a, der an der Innenseite des Mantels 26 auf dem Leitungsabschnitt 17a einen Vorsprung bildet. Dieses Übergangsrohrstück 29 bildet einen Ventilsitz 30, der die Bohrung des Einlasses 26a, die in den Leitungsabschnitt 17a mündet, mit einer in dem Ventilgehäuse 27 enthaltenen Eintrittskammer 31 verbindet. Diese Eintrittskammer steht über einen weiteren, zum Ventilsitz 30 koaxialen Ventilsitz 32 mit einer Austrittskammer 33 in Verbindung, die ihrerseits über einen weiteren, zu den Ventilsitzen 30 und 32 koaxialen Ventilsitz 35 mit einer Ablaßkammer 34 in Verbindung steht. Die Umfangswand jeder Kammer 33 und 34 wird durch den Mantel 26 gebildet. Der Ventilsitz

35 ist durch Arme 35a und 35b mit dem Ventilsitz 32 einerseits bzw. mit dem gegenüberliegenden Abschnitt

36 des Ventilgehäuses 27 andererseits verbunden. Dieser der Ablaßkammer 34 benachbarte Abschnitt 36 des Ventilgehäuses ist bei 36a durchbohrt und wird unmittelbar gefolgt von einem Hülsenabschnitt 37, der bei 37a mit einem größeren Durchmesser durchbohrt ist und der sich bis zum Deckel 28 erstreckt Die verschiedenen Elemente des Ventilgehäuses (Mantel, « Hülse, Deckel und Übergangsrohrstück) sind untereinander durch nicht gezeigte Zuganker verbunden. Die Abdichtung wird an allen erforderlichen Stellen durch Dichtungen gewährleistet, die zwar dargestellt sind, aber weder numeriert noch bezeichnet zu werden <<> brauchen.

In den als Führungsflächen dienenden Bohrungen 36a und 37a gleitet das Hauptverschlußglied 38, das aus drei zusammengesetzten Stücken besteht, nämlich einem inneren Stück 3S und einem mit einem Decke! ..; zusammengebauten, äußeren Stück 40. Das innere Stück 39 bildet außen eine Ventilfläche 42, die sich zum Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 32 in der Eintrittskammer 31 bewegen soll. Diese Ventilfläche ist über einen zurückgesetzten Abschnitt 43 mit einer zylindrischen Fläche 44 mit kleinerem Durchmesser als demjenigen des Ventilsitzes 35 verbunden. Diese Fläche ist ihrerseits über eine zurückgesetzte Schulter 45 mit einem Außengewindeabschnitt 46 versehen. Dieser neben der Ventilfläche 42 angeordnete Endabschnitt des inneren Stücks 39 ist mit einer als Führungsfläche dienenden Bohrung 47 versehen. Die Bohrung 47 mündet in eine Kammer 48 mit größerem Durchmesser, die sich über die übrige Länge dieses Stücks erstreckt. Das äußere Stück 40 ist innen mit dem Durchmesser der zylindrischen Fläche 44 des inneren Stücks bis zu einem zurückgesetzten Rand 49 durchbohrt, der mit einem Innengewinde versehen ist und auf das Außengewinde aufgeschraubt ist, bis er zum Anschlag an die Schulter 45 kommt. In dieser Stellung ist das andere Ende des Stücks 40 mit dem zurückgesetzten Abschnitt 43 des inneren Stücks so verbunden, daß in der Ablaßkammer 34 eine Ventilfläche 50 gebildet wird, die sich zum öffnen und Schließen des Ventilsitzes 35 eignet. Das äußere Stück 40 bildet an der Außenseite eine zylindrische Führungsfläche 51, die in der Bohrung 36a gleiten kann, und einen Abschnitt 52, der in der Bohrung 37a gleiten kann. Der Deckel 41 ist auf das Außengewinde 46 oberhalb des Bunds 49 aufgeschraubt und »rennt dichtend die innere Kammer 48 gegenüber der zwischen dem Abschnitt 52 und dem Deckel 28 angeordneten, äußeren Kammer 53. Eine in der Kammer 55 zwischen dem Abschnitt 52 und dem Hülsenabschnitt 36 angeordnete Feder 54 stützt sich auf dem Hülsenabschnitt ab und drückt den als Kolben dienenden Abschnitt in eine Richtung, in der die Ventilfläche 42 den Ventilsitz 32 bedeckt und die Ventilfäche 50 den Ventilsitz 35 freigibt, vgl. F i g. 3.

In der Bohrung 47 des Hauptverschlußglieds gleitet das Hilfsverschlußglied 56, das aus einem zylindrischen Stück besteht und an seinem Ende einen Ansatz 57 bildet, der sich zum öffnen und Schließen des Ventilsitzes 30 in der Eintrittskammer 31 verschieben kann. Am anderen Ende dieses zylindrischen Stücks ist ein Druckstück 58 eingepaßt, das der Wirkung einer Feder 59 ausgesetzt ist, die sich auf einem Anschlag 60 abstützt, der sich seinerseits auf dem Deckel 41 des Hauptverschlußglieds abstützt.

Der Auslaß 61 und die Ablaßöffnung 62 des Mantels 26 verbinden die Austrittskammer 33 bzw. die Ablaßkammer 34 mit der Leitung 1 und mit der Ablaßleitung 18a der F i g. 1. Die Kammer 53 steht über öffnungen 63 des Ventilgehäuses 27 mi* einem ringförmigen Sammelraum 63a in Verbindung, der zur Hälfte in dieses Ventilgehäuse und zur Hälfte in den Mantel 26 eingearbeitet ist und seinerseits über eine öffnung 636 in diesem Mantel mit einer Leitung 64 (F i g. 1) in Verbindung steht, die durch eine handgesteuerte Steuereinrichtung 65 entweder mit der Leitung 8 oder mit einer in den Raum 15 (beim dargestellten Ausführungsbeispiel) mündenden Rückführungsleitung 66 verbunden werden kann. Die im Inneren des Hauptverschlußglieds 38 enthaltene Kammer 48 steht über die beiden Stücke 39 und 40 durchquerende öffnungen 67 mit der Kammer 55 in Verbindung, vgl. F i g. 2 und 3. Die Kammer 55 selbst führt über einen den Abschnitt 36 des Ventilgehäuses 27 und die ausgefluchteten Anne 35fc und 35a durchquerenden Kanal 68 und über eine radial nach innen in die Eintrittskammer 31 vorspringende Rohrrippe 69 in eine zwischen dem Ventilgehäuse 27 und dem Mantel 26 um das

Übergangsrohrstück 29 herum enthaltene Kammer 70. Diese Kammer 70 steht über eine Öffnung 71 des Mantels mit der Rückführungsleitung 66 in Verbindung, vgl. F i g. I.

Die Leitung 8 ist über eine Abzweigung 72 (Fig. I) mit einer öffnung 73 (F i g. 2 und 3) verbunden, die den Mantel 26 durchquert und in einen ringförmigen Sanrnelraum 73a zwischen dem Mantel und dem Ventilgehäuse 27 mündet. Von diesem Sammelraum gehen mehrere Kanäle 74 aus, die den Hülsenabschnitt 36 radial durchqueren und gegenüber einer axial verlängerten Kammer 75 in der zylindrischen Führungsfläche 51 des HauptverschluBglieds in die Bohrung 36a münden. Von dieser Nut gehen ferner zwei Kanäle 76 aus. die das äußere Stück 40 und das innere Stück 39 des HauptverschluBglieds durchqueren und in eine axial verlängerte Ringnut 77 in der Bohrung 47 dieses inneren Stücks gegenüber dem zylindrischen Abschnitt des HilfsverschluBglieds 56 münden.

Wenn die Ventileinrichtung in Betrieb ist, sind die Räume 48 und 55 mit Brennstoff angefüllt und über den Kanal 68, die Kammer 70 und die Leitung 66 dauernd an den Rücklauf angeschlossen. Diese Räume haben folglich immer den Druck des Rücklaufs, und der in ihnen enthaltene Brennstoff kann verunreinigt sein. Die Kammer 53 enthält filtrierten Brennstoff, den die Steuereinrichtung 65 entweder unter dem Druck der Leitung 8 (d. h. unter dem Druck des Brennstoffs bei 4 oberhalb des Durchsatzsteuerventils 6) oder unter dem Druck des Rücklaufs halten kann.

S'.ent die Gasturbine still, so werden das Hauptverschlußglied 38 durch die Feder 54 gegen den Ventilsitz 32 und das Hilfsverschlußglied 56 durch die Feder 59 (F i g. 3) gegen seinen Ventilsitz 30 zurückgedrückt. Der Ventilsitz 35 ist durch die Ventilfläche 50 des HauptverschluBglieds derart freigegeben, daß die Kammern 33 und 34 miteinander in Verbindung stehen. Die nicht dargestellten Haupteinspritzdüsen sind höher als die Ventileinrichtung 18 angeordnet und der nach dem Stillstand in den Einspritzdüsen verbleibende Brennstoff wird folglich durch die Schwerkraft über die Leitung 1 (Fig. 1), den Auslaß 61, die Kammern 33, 34 und die Ablaßöffnung 62 (Fig. 3) zur Ablaßleitung 18a hin entleert. Die Steuereinrichtung 65 befindet sich dann in der nicht dargestellten Stellung, in der sie die Kammer 53 mit der Rücklaufleitung 66 (Fig. 1) verbindet.

Wenn man die Gasturbine durch Andrehen mittels eines nicht gezeigten Anlassers startet, beginnt die Pumpe 3 unter Druck stehenden Brennstoff durch den Kanal 4 und über das Durchsatzsteuerventil 6 in die Leitung 17 zu fördern. Die nicht gezeigten Anlaßeinspritzdüsen werden durch die Leitung 19 gespeist. Die Gasturbine zündet und beschleunigt und vermehrt auf diese Weise den Druck in der Leitung 17. Dieser Druck wirkt auf den Ansatz 57 des HilfsverschluBglieds 56 und möchte es gegen die Wirkung der Feder 59 vom Ventilsitz 30 anheben. Die Feder 59 ist so ausgelegt, daß, wenn der Brennstoffdruck in der Leitung 17 z. B. 5 Bar übersteigt, das Hilfsverschlußglied 56 sich von seinem Sitz abzuheben beginnt und der unter Druck stehende Brennstoff in die Kammer 31 eindringt Dann verstellt man die Steuereinrichtung 65 so in die in F i g. 1 gezeigte Stellung, daß der filtrierte Brennstoff der Leitung 8 (unter dem Förderdruck der Pumpe 3) in der Kammer 53 auf den Abschnitt 52 gegen die vereinigten Wirkungen der Feder 54 und des in der Kammer 31 auf einen Querschnitt des HauptverschluBglieds 38 wirkenden Drucks wirkt, wobei dieser Querschnitt gleich demjenigen des Ventilsitzes 32 ist. Dieser Querschnitt, der Querschnitt des Abschnitts 52 und die Kraft der Feder 54 werden so gewählt, daß das Hauptverschluß-

s glied 38 sich dann bis in die in F i g. 2 gezeigte Stellung verschiebt, in der die Ventilfläche 50 den Ventilsitz 35 bedeckt und somit die Austrittskammer 33 von der Ablaßkammer 34 trennt, während die Ventilfläche 42 den Ventilsitz 30 so freigibt, daß die Austrittskammer 33

to mit der Eintrittskammer 31 in Verbindung steht. Der Brennstoff der Leitung 17 strömt daher durch die Kammern 31, 33 und den Auslaß 61 (Fig. 2) in die Leitung 1 (Fig. 1) und speist somit die nicht gezeigten Haupteinspritzdüsen.

Es ist zu bemerken, daß, solange die Pumpe 3 nicht ihren normalen Leistungsbereich erreicht, das Hilfsverschlußglied 56 weiterhin gegen seine Feder 59 arbeitet und somit den Druck unterhalb der Ventileinrichtung 18 vermindert. Währenddessen werden die (nicht gezeigten) Anlaßeinspritzdüsen durch die oberhalb dieser Ventileinrichtung abgezweigte Leitung 19 gespeist und werden daher während der gesamten Anlaßdauer mit einem ausreichenden Druck gespeist. Wenn man andererseits die Steuereinrichtung 65 vorzeitig betätigt,

d. h. wenn die Pumpe noch keine ausreichende Drehzahl erreicht hat, damit der Brennstoff die (nicht gezeigten) Haupteinspritzdüsen mit zum Zerstäuben ausreichendem Druck erreicht, bleibt das Hilfsverschlußglied 56 geschlossen, bis dieser Druck erreicht ist.

Wenn die Gasturbine selbständig umläuft, wird der Anlasser abgestellt und die Versorgung der Anlaßeinspritzdüsen durch eine nicht gezeigte Einrichtung unterbrochen. Die Pumpe arbeitet dann in ihrem normalen Leistungsbereich. Der Druck in der Leitung 17und in der Kammer31 genügt,um das Hilfsverschlußglied in der Stellung der Fig.2 so zu halten, daß die Haupteinspritzdüsen mit dem durch das Durchlaßsteuerventil geregelten Druck und Durchsatz gespeist werden.

Um die Gasturbine anzuhalten, betätigt man die Steuereinrichtung 65 so, daß die Kammer 53 mit ar.· Rückführungsleitung 66 verbunden wird. Die Feder 54 drückt dann das Hauptverschlußglied 38 in die Stellung der F i g. 3 zurück. Die Haupteinspritzdüsen werden von neuem von der Eintrittskammer 33 getrennt, mit der Kammer 33 verbunden und entleeren sich wie oben beschrieben durch die Schwerkraft. Während die Gasturbine während einer gewissen Zeitdauer weiter umläuft, bleibt das Hilfsverschlußglied 56 von seinem Ventilsitz 30 angehoben, solange die Pumpe 3 einen gewissen Druck in der Eintrittskammer 31 aufrechterhält, und wird dann durch seine Feder 59 in die Stellung der F i g. 3 zurückgedrückt.
Während der gesamten Betriebsdauer steht der filtrierte Brennstoff der Leitung 8 unter einem höheren Druck als der durch die Leitung 17 der Ventileinrichtung 18 zugeführte, verunreinigte Brennstoff, da der Brennstoff, wie oben angegeben, einen Druckverlust Δρ beim Durchgang durch das Durchsatzsteuerventil 6 erfährt Um so mehr ist auch der Druck der Leitung 3 höher als der in den Kammern 55 und 48 herrschende Rückführungsdruck sowie höher als der in der Kammer 34 herrschende Druck des Ablaßsammeiraums. Der während des Betriebs die Kammer 53 füllende, filtrierte Brennstoff hat daher das Bestreben, über den zwischen dem Abschnitt 52 und der Bohrung 37a herrschenden Spalt zur Kammer 55 hin zu strömen, und stellt daher dem Eindringen von eventuell im verschmutzten

Brennstoff enthaltenen Verunreinigungen in diesen Spalt eine Sperre entgegen. In gleicher Weise füllt der unter Druck stehende, filtrierte Brennstoff der Leitung 8 die öffnung 73, den Sammelraum 73a, die Kanäle 74, die Nut 75, die Kanäle 76 und die Nut 77. Der unter Druck stehende, filfierte Brennstoff hat das Bestreben, von der Nut 75 zu den Kammern 55 und 34 und von der Nut 77 zu den Kammern 48 und 31 hin zu strömen und schützt somit die zwischen der Bohrung 36a und der Führungsfläche 51 und zwischen der Bohrung 47 und der zylindrischen Außenfläche des Hilfsverschlußglieds 56 enthaltenen Spalte gegen den Eintritt von Verunreinigungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   U Ventileinrichtung zum öffnen und Schließen der Brennstoffversorgung von Einspritzdüsen einer Gasturbinen-Brennkammer über eine Brennstoffdnickleitung, mit einem Gehäusekörper, der einen Einlaß, einen Auslaß sowie eine Ablaßöffnung aufweist, mit einem Hauptverschlußglied und einem Hilfsverschlußglied, von denen das Hauptverschlußglied in dem Hilfsverschlußglied axial bewegbar ist und das Hauptverschlußglied in dem Gehäusekörper gleitend verschiebbar und elastisch in eine Stillstandstellung vorgespannt ist, in der es den Einlaß schließt und den Auslaß mit der Ablaßöffnung verbindet, wobei die von den beiden Verschlußgliedern gebildete Ventilgliedanordnung über eine willkürlich betätigbare Steuereinrichtung in eine Betriebsstellung bewegbar ist, in der sie die Ablaßöffnung schließt und den Einlaß mit dem Auslaß verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsverschlußgiicd (56) entgegen dem Förderdruck des Brennstoffs durch eine elastische Kraft, die kleiner ist als die im Normalbetrieb vom Brennstoffdruck auf das Hilfsverschlußglied (56) ausgeübte Kraft, in Richtung auf eine den Einlaß (26a) verschließende Schließstellung vorgespannt ist und daß das Hauptverschlußglied (38) durch die willkürlich betätigbare Steuereinrichtung (65) unabhängig von der Stellung des Hilfsverschlußglieds in die Betriebsstellung (F i g. 2) bewegbar ist

   2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einlaß (26a), dem Auslaß (61) und der Ablaßöffi.ung (6Ξ/ je ein Ventilsitz (30, 32, 35) zugeordnet -ist, die sämtlich koaxial zueinander angeordnet sind und /on denen der erste Ventilsitz (30) mit einer an dem Hilfsverschlußglied (56) gebildeten Ventilfläche und die beiden anderen Ventilsitze (32,35) mit an dem Hauptverschlußglied (38) gebildeten Ventilflächen (42,50) zusammenwirken.

   3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilflächen (50, 42) des Hauptverschlußglieds (38) auf voneinander abgewandten Seiten der mit ihnen zusammenwirkenden beiden Ventilsitze (35,32) angeordnet sind.

   4. Ventileinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptverschlußglied (38) in die Stellung, in der es den dem Auslaß (61) zugeordneten Ventilsitz (32) verschließt, durch eine erste Feder (54) und das Hilfsverschlußglied (56) in Richtung auf den dem Einlaß (26a) zugeordneten Ventilsitz (30) durch eine zweite Feder (59) vorgespannt ist.

   5. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (65) so ausgebildet ist, daß sie das Hauptverschlußglied (38) mit einem Brennstoffdruck beaufschlagt, der stromauf der Ventilgliedanordnung entnommen ist.

   6. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptverschlußglied (38) von einem Stufenkolben gebildet ist, dessen Abschnitt (52) größeren Durchmessers in einer Bohrung (37a) des Ventilgehäuses in Richtung auf die Betriebsstellung unter der Wirkung eines Brennstoffdrucks und entgegen der gemeinsamen Wirkung der zugehörigen Feder (54) und des auf den Abschnitt (40) kleineren Durchmessers wirkenden

   Förderdruck des Brennstoffs gleitbar ist,

   7, Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff, dessen Druck in der Bohrung (37a,/wirkt, gefilterter Brennstoff ist.

   s 8. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1

   bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen des Hauptverschlußglieds (38), die an den Führungsflächen des Ventilgehäuses (27) sowie an den Führungsflächen des Hilfsverschlußglüds (56) gleiten, mittels Brennstoff geschmiert sind, der nach Durchfließen eines Filters (7) stromauf eines Durchsatzsteuerventils (6) entnommen ist, das seinerseits stromauf der Ventileinrichtung angeordnet ist.

   9. Ventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gefilterte Brennstoff den betreffenden Führungsflächen zugeführt wird durch einen oder mehrere Kanäle (74), die die Wand des Ventilgehäuses (27) durchdringen und in einer zwischen einer Führungsfläche (36a) des Gehäuses und einer damit zusammenwirkenden zylindrischen Führungsfläche (51) des Hauptverschlußglieds (38) gebildeten Kammer (75) münden, sowie durch einen oder mehrere Kanäle (76), die von dieser Kammer

   2¹· (75) abgehen, die Wand des Hauptverschlußglieds (33) durchdringen und in einer Führungsfläche (47) desselben münden, mit der eine zylindrische Führungsfläche des Hilfsverschlußglieds (56) zusammenwirkt