DE2410402C3

DE2410402C3 - Brennstoffversorgungsanlage für ein Gasturbinenwerk

Info

Publication number: DE2410402C3
Application number: DE2410402A
Authority: DE
Inventors: Milton R. Adams; Harvey B. Jansen
Original assignee: Garrett Corp
Current assignee: Garrett Corp
Priority date: 1973-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1981-01-15
Also published as: US3909159A; SE392748B; FR2220674A1; DE2410402A1; JPS49117813A; FR2220674B1; JPS554941B2; DE2410402B2; GB1462081A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffversörgungsanlage für ein Gasturbinentriebwerk mit einer VerdfängUligs-Brenrtstoffpumpe mit veränderli-

eher Fördermenge.

Aus der US-PS 3123128 ist eine Brennstoffzumeßeinrichtung bekannt, die eine Niederdruck-Zusatzförderpumpe und eine Hochdruck-Zusatzförderpumpe sowie dazwischengeschaltete Mehrfachzumeß- und Bypasselemente aufweist. Hierbei wird Brennstoff durch die Pumpen in unwirtschaftlicher Weise über Bedarf zugeführt, damit - bedingt durch die Steuerung der Zumeßelemente- Brennstoff im Überfluß eingespeist wird.

Des weiteren ist aus der US-PS 2901030 eine Brennstofförderpumpe mit veränderlicher Fördermenge bekannt, bei der die von der Pumpe geförderte Menge in Abhängigkeit von dem Kompressorabgabedruck variiert wird. Hierbei ist eine Steuermöglichkeit, den Kompressorabgabedruck in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern in variabler Weise einzustellen, nicht vorgesehen, so daß zusätzlich eine Brennstoffsteuervorrichtung der Pumpe nachgeschaltet ist, um eine zusätzliche Brennstoffsteuerung und -zumessung in Abhängigkeit von Motubetriebsparametern zu ermöglichen. Es ist jedoch weder die Verwendung einer solchen Pumpe bei Gasturbinenanlagen bekannt, noch die Steuerung des auf die Betätigungsmembran wirkenden Luftdruckes durch eine weitere Steuervorrichtung.

Schließlich ist aus der FR-PS 1 129302 eine Brennstoffversorgungsanlage für ein Gasturbinentriebwerk mit einer Verdrängungs-Brennstoffpumpe mit veränderlicher Fördermenge und mit einer Membraneinrichtung mit einer Membran, die eine an den Auslaß des Gasturbinenverdichters angeschlossene Druckluftkammer begrenzt und abhängig vom Verdichterauslaßdruck die Fördermenge der Brennstoffpumpe beeinflußt, bekannt. Das Pumpen und Zumessen erfolgt hierbei jeweils in verschiedenen, voneinander unabhängigen Vorrichtungen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Brenn, .offversorgungsanlage der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß Pumpe und Zumeßeinrichtung zu einer Einheit kombiniert sind.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

a) Die Brennstoffpumpe enthält eine Pumpmerr,-Iran, die eine Brennstc'fkammer mit Einlaß- und Auslaßöffnungen begrenzt.

b) in einem mit dem Pumpengehäuse gemeinsamen Gehäuse ist eine Betätigungsmembran angeordnet, die die Druckluftkammer begrenzt und mit der Pumpmembran durch ein mechanisches Glied gekoppel; ist, derart, daß der Druck in der Druckluftkammer die Betätigungsmembran und damit die Pumpmembran in eine solche Richtung verschieot, daß Brennstoff aus der Brennstoffkammer ausgestoßen wird,

c) in der Druckluftkammer ist eine Federvorrichtung angeordnet, die auf das mechanische Glied eine elastische Kraft in gleichem Richtungssinn ausübt wie die auf die Betätigungsmembran wirkende Druckkraft,

d) es ist eine Antriebsvorrichtung, vorgesehen, die das mechanische Glied intermittierend in eine solche Richtung verschiebt, daß die Pumpmembran Brennstoff in die Bfenristöffkammer ansaugt, und

e) zwischen den? Auslaß des Verdichters und der Druckluftkammer ist eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Druckes in der Druckluftkammer angeordnet.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der erfindungsgemäßen Brennstoffversor- ~i gungsanlage läßt sich eine einwandfreie Anpassung für den Einsatz in Fahrzeugen erzielen, um eine optimale Emissionssteuerung und Hubleistung zu erhalten.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit ίο der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinentriebwerks mit Brennstoffversorgungsanlage gemäß der Erfindung,

ι? Fig. 2 eine schematische Ansicht der Brennstoffversorgungsanlage nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht eines Gasturbinentriebwerks mit einer Le^;riungsturbine, die mit einer Vorrichtung zur Ergänzung der Brennstoffversorgungsanlage nach Fig. 2 ausgerüstet ist,

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Brennstoffdurchsatzes relativ zur Turbinendrehzahl s.ährend eines tpyischen Arbeitszyklus der Brennstoffversor-2j gungsanlage, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Grundprinzipien der Brennstoffversorgungsanlage nach vorliegender Erfindung.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Gasturbinentriebwerk bezeichnet, dem die Pumpen- und Brennstoffversorgungsanlage nach der Erfindung zugeordnet ist. Das Triebwerk 10 besitzt in üblicher Weise eine Turbine 11 und einen Verdichter 12, die beide über eine Drehweile 13 miteinander verbunden sind. Ein Brenner ίϊ 14 mit Brennstoffdüse 15 nimmt verdichtete Luft aus dem Verdichter 12 über eine Leitung 16 und Brennstoff über eine Leitung 17 auf und verbrennt ein Luft-Brennstoff-Gemisch, wodurch heiße Gase entstehen, die über die Leitung 18 zur Turbine strömen 4r und die Turbine antreiben. Abgase werden über den Auspuff 20 ins Freie abgeleitet. Der Betrieb der Turbine wird vorzugsweise durch Veränderung der in den Brenner 14 eingespeisten Brennstoffmenge geregelt. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Brennstoffversorgungsanlage 21 in Fig. 1 und die Brennstoffpumpeinrichtung 22, die Teil der Anlage 21 ist. Fig. 2 zeigt schematisch eine Ansicht der Brennstoffversorgungsanlage und der Pumpe in vergrößerter Darstellung.

Die BrennsioffVersorgungsanlage 21 besitzt einen Brennstofftank 23, von welchem eine Leitung 24 zum Einlaß 25 der Pumpe 22 führt. Eine weitere Leitung Z6 führt vom Auslaß 27 der Pumpe zur Düse 15 des Brenners 14. Die Brennstoffpumpe weist ein Gehäuse y, auf. das eine Brennstoffkammer 30 und eine Druckluftkammer 31 aufnimmt. In der dargestellten Pumpe sind die Kammern z. B. bei 32 im Abstand versetzt, damit ein Antriebshebel 33 aufgenommen werden kann, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.
Die Pumpe besitzt eine Ausgleichsfflembrananordnung 34, die im Gehäuse 28 hin- und herbewegbar aufgenommen ist Die Anordnung 34 enthält eine Pumpmembran 35, die am Umfang im Gehäuse aufgenommen ist und eine bewegliche Wand auf einer Seite der Brennstoff kammer 30 bildet. Ferner ist eine Betätigungsmembran 36 vorgesehen, die ebenfalls am Umfang aufgenommen ist, damit eine bewegliche Wand auf einer Seite der Druckluftkammer 31 gebil*

det wird. Die Membrane sind über eine Stange 37 so miteinander verbunden^ daß sie sich gemeinsam bewegen. Die Membran 36 ist im Durchmesser größer als die Membran 35 (der Grund hierfür wird weiter unten erläutert); das Flächenverhältnis der Membrane beträgt z.B. 2:1.

Der Einlaß 25 ist mit einem Rückschlagventil 38 versehen, damit ein Fluß von der Kammer 30 zur Leitung24 verhindert wird. Der Auslaß 27 weist in ähnlicher Weise ein Rückschlagventil 40 auf, das einen Fluß von der Leitung 26 zurück in die Kammer 30 verhindert. Wenn die Pumpmembran 35 in Richtung einer Vergrößerung der Kammer 30 bewegt wird, wird Brennstoff eingeführt, der vom Tank 23 in die Kammer 30 strömt. Wird die Pumpmembran 35 in entgegengesetzter Richtung bewegt, d. h. in Richtung abnehmender Größe der Kammer 30. wird Brennstoff unter Druck gesetzt und fließt an dem Rückschlagventil 40 vorbei in die Leitung zur Brennstoffdüse 15. Letztere hat verengte Auslässe und wird bei einem Verdichterabgabedruck der Luft ausgesetzt; der Brennstoff in der Kammer 30 und der Leitung 26 muß deshalb notwendigerweise unter Druck gesetzt werden, damit er in den Brenner 14 eingespritzt werden kann.

Die Membrananordnung ist direkt und mechanisch in einer Richtung bewegbar, in der sie einen Brennstofffluß vom Tank 23 in die Kammer 30 über den Antriebshebel 33 bewirkt, der um seinen Drehpunkt 33' in Abhängigkeit von der Drehung eines von der Drehwelle 13 angetriebenen mechanischen Gliedes 41 (Nockens) gedreht wird. Ein Ende des Hebels 33 wird elastisch nachgiebig über eine Feder 42 gegen den Nocken gedrückt, während das andere Ende in Eingriff mit einer Schulter 43 kommt, die an der Stange 37 ausgebildet ist. Kommt der Nocken 41 mit dem Hebel 33 in Eingriff und dreht ihn um den Schwenkpunkt 33'. verschiebt er die Membrananordnung in Richtung der Brennstoffzuführung, und die Kammer 30 wird mit Brennstoff gefüllt.

ner Richtung bewegt, in der sie durch Kombination einer Federkraft und des Strömungsmitteldruckes, der der Betätigungsmembran 36 aufgegeben wird. Brennstoff aus der Kammer 30 verschiebt. Die Kammer 31 enthält eine Feder 44. deren eines Ende in Eingriff mit der Betätigungsmembran 36 kommt, während das andere Ende in Eingriff mit einem einstellbaren Anschlagbauteil 45 kommt, das in das Gehäuse 22 eingeschraubt ist. Dieses Anschlagbauteil kann auf die Betätigungsmembran 36 zu und von ihr weg eingestellt werden, damit die Federkraft, die der Betätigungsmembran 36 aufgegeben wird, verändert werden kann. Eine solche Kraft wird verwendet, um den Brennstoffdruck für den Motoraniaufbetrieb der Turbine bereitzustellen, bevor der Verdichter mit der Erzeugung des Druckes beginnt. Wenn die Motordrehzahl zunimmt und der Verdichterabgabedruck aufgebaut wird, wird diese Kraft zur Unterstützung der Federkraft verwendet, die der Betätigungsmembran aufgegeben wird.

Zur Ausnutzung des Verdichterabgabedruckes stellt eine Leitung 46 eine Verbindung zwischen der Kammer 31 und der Verdichterabgabe 16 her. Diese Leitung enthält eine Drosselstelle 47 und eine Anzapfmündung 48, die ins Freie zwischen der Drosselstelle 47 und der Kammer 31 führt. Der Verdichterabgabedruck, der der Membran aufgegeben wird.

kann durch Änderung der Öffnung der Anzapfmündung 48 Verändert werden. Hierzu wird ein Endteil eines Anzapfsteuerhebels 50 auf die Mündung zu und von ihr weg bewegt, Der Hebel 50 ist z. B. bei 51 schwenkbar ausgebildet. Die Lage des Hebels 50 relativ zuf Mündung 48 kann in der Weise geändert werden, daß der normale Türbinenbetrieb über Handbetätigung einer Drossel 52 (Gaspedal) gesteuert wird. In def dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Drossel 52 einen Drosseihebel 53 auf, der schwenkbar bei 54 gelagert ist. Die Feder 55 zwischen dem Drosselhebel 53 und dem Hebel 50 drückt nachgiebig den Anzapfsteucrhebcl 50 gegen eine die Mündung begrenzende Stellung, wenn der Drosselhebel 53 in Richtung des Pfeiles 56 (Fig. 2) bewegt wird, um die Motordrehzahl zu vergrößern.

Durch Begrenzung der Mündung 48 wird das Strömungsmittelvolumen. das von dort abgenommen wird, verringert, und der Strömungsmitteldruck in der Kammer 31 wird erhöht. Als Folge davon wird die der Betätigungsmembran 36 aufgegebene Kraft ebenfalls vergrößert, wodurch wiederum der Brennstoffdruck erhöht wird und mehr Brennstoff in den Brenner eingespritzt wird, so daß die Motordrehzahl

zunimmt. Um die Motordrehzahl zu verringern, wird die öffnung der Mündung 48 vergrößert und auf diese Weise der Mrömungsmitteldruck in der Kammer 31 vermindert. Der Betätigungsmembran 36 wird eine geringere Kraft aufgegeben, und infolgedessen übt die Pumpmembran 35 eine geringere Kraft auf den Brennstoff in der Kammer 30 und in der Leitung 26 aus. Da der Brennstoffdruck verringert wird, wird weniger Brennstoff in den Brenner eingespritzt, und der Motor wird verzögert. Durch Steuerung der Anzapfung aus der Mündung 48 kann somit der Motorbetrieb geregelt werden.

Um die Anzapfung aus der Mündung 48 und damit den Motorbetrieb besser steuern zu können, werden die Einflüsse der Drosselwirkung entsprechend ausgewählten Parametern des Motorbetriebes modifi-

—:»..» t7:_Hn X.tnni.r'kL-oit ,im rlic^cAc Praphnic tu prrpi-

chen, besteht darin, daß ein von der Turbine angetriebener Fliehkraftregler 57 verwendet wird. Der Fliehkraftregler 57 ist ein Regler konventioneller Bauweise mit einem Kopf 58, der drehbar auf einer Welle 60 befestigt ist, welche von dem Motor angetrieben wird. Der Kopf 58 besitzt eine Vielzahl von gelenkig, z. B. bei 62, an ihm befestigten Winkelhebeln 61, damit in Abhängigkeit von der auf die Fliehgewichte 63 wirkenden Zentrifugalkraft eine Drehbewegung ausgeübt wird. Die Winkelhebel 61 besitzen Arme 64, die so angeordnet sind, daß sie mit einem Gleitkolben 65 in Eingriff kommen und ihn gegen den Hebel 50 verschieben. Wenn der Motor die Beschleunigung aufnimmt, arbeitet der Regler 57 in der Weise, daß er den Steuerhebel 50 in einer Richtung verschiebt, in der die öffnung der Mündung 48 vergrößert wird, und der Strömungsmitteldruck in der Kammer 41 kann sich nicht aufbauen. Der Brennstoff druck

ω wird entsprechend begrenzt, und die Motordrehzahl kann sich bei der betreffenden Drosseleinstellung nicht erhöhen.

Um die Motordrehzahl zu erhöhen, muß dann die Drossel 52 in Pachtung des Pfeiles 56 in eine neue Einstellung gebracht werden, in der der Anzapfsteuerhebel 50 wieder die öffnung der Mündung 48 verkleinert und der Druck in der Kammer 31 einen zusätzlichen Brennstoffdurchfluß zum Brenner ergibt.

Wenn sich die Motordrehzahl wieder zu erhöhen be^ ginnt, nimrrtt der Regler 57 nochmals eine Steuerung vor, und die vorstehend beschriebenen Arbeitsvorgänge werden wiederholt. Der Regier steuert die Motordrehzahl durch Nachstellen der Spannung der nachgiebigen Verbindung zwischen dem Anz.apfsteuerhebcl 50 und der Drossel 52. Der Motorbetrieb wird somit in wirksamer Weise durch die Kombination von Drossel und Regler gesteuert.

Aufgrund der nachgiebigen Verbindung zwischen der Drossel 52 und dem Anzapfsteuerhchcl 50. die durch die I-cder 55 erzielt wird, kann der Anzapfsteuerhebcl 50 durch den Regler 57 in eine Richtung zunehmender Öffnung bewegt werden, obgleich die Drossel in einer Stellung gehalten wird, in der normajerwcisc eine Molorbcschleunigung erzielt wird, wenn die Drossel gegen eine Ciesc!iiiisM.-[i-Sifiiuu^ bewegt wird, nimmt die Anzapfung durch die Mündung 48 zu. und der Brennstofffluß zum Motor wird vermindert bzw. unterbunden, hs erfolgt dann eine Verzögerung auf l.ecrlaufdrchzahl, die z. B. durch die Stellung eines Verzögerungsanschlagcs 66 bestimmt wird. Wenn der Anzapfhcbcl 50 mit einem solchen Anschlag in F.ingriff kommt, begrenzt die Mündung 48 die Anzapfung nicht und es wird der Betätigungsmembran 36 kein Strömungsmitteldruck aufgegeben Der Widerstand gegen Brennstoffeinspritzung kann zu diesem Zeitpunkt so groß sein, daß die Beta'tigungsmcmbran 36 voll zurückgezogen ist, so daß kein Brennstoff eingespritzt wird, und der Motor bcschlcuiiigl dann bei minimaler Leistung.

Iiinc graphische Darstellung des Brennstoffdurchsatzes W. relativ zur Motordrehzahl N_a wahrend eines typischen Arbeitsspieles der Brcnnstoffvcrsorgungsanlage ist in Fig. 4 gezeigt. Die Kurve FF zeigt den Brennstoffdurchfluß in der Anlaufphasc des Motorbetriebes und die Erhöhung während der Beschleunigung, wenn eine maximale Leistung erzeugt wird. Wenn während der Beschleunigung die Stellung der Drossel aufrechterhalten wird, führt der Reeler 57 eine Steuerung durch, und es wird nur die Brennstoffmenge eingespritzt, die ausreichend ist, um die Motordrehzahl bei der jeweiligen Drosseleinstellung aufrechtzuerhalten. Wenn der Motor die maximale Drehzahl bei voller Leistung aufgrund dieser Bewegung der Drossel in die »vollgeöffnete« Stellung erreicht hat, hält der Regler einen solchen Betriebszustand aufrecht, bis die Drossel in eine Geschlossen-Stellung bewegt worden ist und der Brennstoffdurchfluß vermindert worden ist, wobei der Motor sich bei minimaler Leistung verzögern kann. Wie vorstehend erwähnt, kann der Brennstoffdurchfluß zu diesem Zeitpunkt nahe Null oder nur so groß sein, wie dies erforderlich ist, damit die Flamme nicht abreißt.

Wie gestrichelt in Fig. 4 angedeutet, ergibt sich eine Verringerung des Brennstoffbedarfs, wenn ein Heißregenerator verwendet wird.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß die Leitung 26 mit einer Vorrichtung 67 ähnlich einem Akkumulator versehen ist, die eine Kammer 68 aufweist, welche mit der Leitung 26 in Verbindung steht. Eine Wandung einer solchen Kammer weist eine Membran 69 auf, die durch eine Feder 70 so mit Druck beaufschlagt wird, daß das Kammervolumen abnimmt. Der Verdichterenddruck wird zusätzlich über eine Leitung 71 auf die federbelastete Seite der Membran aufgegeben. Die Vorrichtung 67 kann als »Pulsator« bezeichnet werden, weil der Strömungsmitteldruck einer Bewegung der Merribra'n in Abhängigkeit von dem Feder- und dem Kompressorabgabedruek entgegenwirkt. Der Pulsator 67 dient dazu₍ den Brchhsloffdfuck in der Leitung 26 aufrechtzuerhalten« wenn die Pumpmeni-

"' bran 35 durch den nockcnbclätiglcn Hebel 33 in einer Richtung bewegt wird, in der Brennstoff in die Kammer 30 aus dem Tank 23 eingeführt wird. Aufgrund der konstruktion des Hebels 33 und der Ausgleichsmcmbrananordnüng 34 bcsvcgl der Hebel 33 die IcIz-

i" tcrc nur in einer Richtung, und zwar in einer solchen Richtung, daß die Kammer 30 mit Brennstoff gefüllt wird: wenn ein genügender Widerstand gegen Brennstoffeinspritzung vorhanden ist. kann die Ausgleichsmembrananordnung 34 in einer zurückgezogenen

ι > Stellung verbleiben, obgleich der Nocken 41 sich weiterdreht.

ι ig. z. /cigt icrncF eine i.ciiüug aw mit cinciTi Steuerventil 72. das ein Sicherheitsventil darstellt und da«, einen proportional wirkenden Solcnoidbctätiger 73

.'» besitzt, der in eine elektrische Steuerschaltung mit einem elektrischen Generator 74 eingeschaltet ist. welcher seinerseits so geschaltet ist, daß er durch die Gasturbine 11 (Fig. 1) und einen Rechner 73« betrieben wird, der das Solenoid 73 proportional dem von dem

Ji Generator 74 erzeugten drchzahlabhängigen Strom antreibt. Falls die Motordrehzahl zu stark steigt, bewegt das Solenoid das Ventil in eine Schließstellung, um den Brennstoffdurchfluß im Motor zu begrenzen oder zu verringern, um entweder die Drehzahl zu stain bilisicrcn oder eine Verzögerung zu bewirken. Andere Parameter des Motorbetriebes, z. B. Turbincncinlaß- oder -auslaßtemperaluren. können der elektronischen Steuerschaltung Signale aufgeben, um das Solcnoidventil proportional zu betätigen und die Brcnnstoffzu-

ii fuhr zu regeln.

Wie in Fig. 5 gezeigt, können Signale, die von der Drosselslellung und den Motorbetriebsbedingungen abhängen, in einen Rechner 75. z. B. einen elektronischen, pneumatischen, hydromechanischen oder einen Hybridrechner eingegeben werden, dessen Abgabe dazu verwendet wird, ein Element 76 proportional zu beaufschlagen, um die Anzapfung aus der Kammer 31 des auf den Strömungsmitteldruck ansprechenden Betätigers der Brennstoffpumpe zu steuern.

Fig. 5 zeigt ferner mit gestrichelten Linien 76«, daß der Ausgang mit dem Rechner 75 dem Solenoid 73 zur Betätigung des Ventils 72 in der Brennstoffzuführleitung 26 aufgegeben werden kann, um den Motorbetrieb in Abhängigkeit von einer beliebigen Form der Berechnung zu regeln.

Wie Fig. 3 zeigt, kann die Brennstoffversorgungsanlage so modifiziert werden, daß sie für einen Gasturbinenmotor anwendbar ist, bei dem der Auslaß aus der ersten Turbine 11 einer weiteren Tubine PT aufgegeben wird, die häufig als Leistungsturbine zum Antrieb einer entsprechenden Last verwendet wird. Andererseits kann ein zweiter Fliehkraftregler 77 zur Steuerung der Anzapfung aus einer zweiten Steuermündung 78 vorgesehen sein, die über eine Leitung 80 mit der Leitung 46 und der Kammer 31 auf der stromabwärts liegenden Seite der Drosselstelle 47 angeschlossen ist. Der Regler 77 ist etwa gleich dem Regier 57, jedoch so angeordnet, daß er von der Leistungsturbine PT angetrieben wird, und er kann so eingestellt sein, daß er normalerweise geschlossen ist. mit Ausnahme während einer Überdrehzahl der Leistungsturbine. Dieser Regler vermindert den Brenn-

stoffdurchfluß proportional ähnlich dem Regler 57 (.lurch Anzapfen komprimierter Luft aus der Kammer 31.

Falls erwünscht, kann ein zusätzliches Sicherheiten merkmal in Form eines tempefaturempfindlichen Ventils 81 in der Prennstoffleitung 26 verwendet werden. Dieses Ventil kann auf die Türbineneinlaßtemperatur ansprechend ausgelegt werden und funktioniert in der Weise, daß es den Brennstoffdurchsatz zum Brenner verringert, wenn die Turbineneinlaßtemperatur beginnt, einen vorbestimmten Wert zu überschreiten. Das von der Temperatur erzeugte Signal karin der elektronischen Steuerschaltung 73« des proportional arbeitenden Soienoidbetätigcrs 73 aufgegeben werden, falls dies zweckmäßig erscheint.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß eine Brennstoff Versorgungsanlage für einen Gasturbinenmotor mit einer Kombination von Einlassen einschließlich einem

iO

Handdrosselsignal, einem auf Drehzahl ansprechenden Signal, einem jjuf Temperatur ansprechenden Signal, einem auf Druck ansprechenden Signal und einer Kombination aller dieser Signale betrieben wird.

"> Diese Signale können verwendet werden, um die Brennstoffeinspritzung auf pneumatischem oder elektronischem Wege zu regeln.

In Fig. 5 ist eine Kombination solcher Steuerungen gezeigt, bei denen Signale aus der Drossel, von einem

ι» Drehzahlfühler, Temperaturfühlern an verschiedenen Stellen und aus Fühlern für andere Parameter an einen elektronischen, pneumatischen, hydromechanischen öder Hybridrechner gegeben werden, Um die Anzapfung aus einem StrömungsmiUeldruckbetätiger zur

H Regelung der Brennstoffzufuhr proportional zu steuern. Signale aus dem Rechner können auch einem proportional ansprechenden Solenoidventil in der druckäufgeladenefi Brennstoffleitung zur Steuerung der Zufuhr vom Motor zugeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffversorgungsanlage für ein Gasturbinentriebwerk mit einer Verdrängungs-Brennstoffpumpe mit veränderlicher Fördermenge, und mit einer Membraneinrichtung mit einer Membran, die eine an den Auslaß des Gasturbinenverdichters angeschlossene Druckluftkammer begrenzt und abhängig vom Verdichterauslaßdruck ίο die 'Fördermenge der Brennstoffpumpe beeinflußt,gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Brennstoffpumpe enhält eine Pumpmembran (35), die eine Brennstoffkammer π (30) mit Einlaß- und Auslaßöffnungen (25, 27) begrenzt,

b) in einem mit dem Pumpengehäuse gemeinsamen Gehäuse (28) ist eine Betätigungsmembran (36) angeordnet, die die Druckluftkarn- 2» mer (31) begrenzt und mit der Pumpmembran (35) durch ein mechanisches Glied (37) gekoppelt ist, derart, daß der Druck in der Druckluftkammer (31) die Betätigungsmembran (36) und damit die Pumpmembran (35) in eine solche Richtung verschiebt, daß Brennstoff aus der Brennstoffkammer (30) ausgestoßen wird,

c) in der Druckluftkammer (31) ist eine Federvc'-richtung (44, 45) angeordnet, die auf das jo mechanische Glied (37) eine elastische Kraft in gleichem Richtungssjnn ausübt wie die auf die Betätigungsmerabran (36) wirkende Druckkraft,

d) es ist eine Antriebsvorrichtung (33, 41, 42) Ji vorgesehen, die das mechanische Glied (37) intermittierend in eine solche Richtung verschiebt, daß die Pumpmembran (35) Brennstoff in die Brennstoffkammer (30) ansaugt, und

e) zwischen dem Auslaß des Verdichter« (12) und der Druckluftkammer (31) ist eine Steuervorrichtung (48,50, 52) zur Steuerung des Druckes in der Druckluftkammer (31) angeordnet. 4>

2. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (48, 50, 52) zur Steuerung des Druckes in der Druckluftkammer (31) handbetätigt ist.

3. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Fläche der Betätigungsmembran (36) lur Fläche der Pumpmembran (35) zur Erzielung •iner Verstärkungswirkung etwa 2:1 beträgt. π

4. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (33. 37,41, 42,43) zum mechanischen Verschieben der Pumpmembran (35) einen Nocken (41) und einen Hebel (33) aufweist.

5. Brennstoffversörgungsanlage nach Anüpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (48, 50) zur Veränderung des Strömungsmitteldruekes auf die Drehzahl der Gasturbine anspricht. ^

6. Brennstoffversörgungsanlage nach An^ Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strömungsmitteldruck verändernde Vorrichtung (48,50) eine Mündung (48) und einen Schwenkhebel (50) aufweist, der so beweglich angeordnet ist, daß er die effektive Größe der Mündung (48) steuert,

7. Brennstoffversörgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fliehkraftregler (57), der von der Gasturbine angetrieben wird, den Schwenkhebel (50) bewegt.

8. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergrößerung der Turbinendrehzahl bewirkt, daß der Regler (57) den Schwenkhebel (50) in einer Richtung zur Vergrößerung der Öffnung der Mündung (48) bewegt, und daß die Bewegung der Drosselvorrichtung (52) in einer vorbestimmten Richtung der Bewegung des Hebels (50) durch den Regler (57) entgegenwirkt.

9. Brennstoffversörgungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (52) ein Bauteil (55) aufweist, durch das eine nachgiebige Belastung auf den Schwenkhebel (50) aufgegeben wird, so daß dieser in einer die Mündung schließenden Richtung bewegt wird.

10. Brennstoffversörgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (67) mit dem Pumpenauslaß (27) verbunden ist, um den Druck auf den Brennstoff zwischen dem Auslaß (27) und der Verwendungsstelle aufrechtzuerhalten, wenn das Element (35) in der Richtung bewegt wird, in der Brennstoff aus dem Tank (23) in die Pumpe eingespeist wird

11. Brennstoffversörgungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (67) zur Aufrechterhaltung des Druckes auf den Brennstoff zwischen dem Auslaß (27) und der Verwendungsstelle eine Membran (69) aufweist, die der Federkraft i70) ausgesetzt ist.

12. Brennstoffversörgungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (69) zur Aufrechterhaltung des Druckes auf den Brennstoff zwischen Auslaß und Verwendungsstelle auch dem Strömungsmitteldruck (71) auf der <J ireh die Feder beaufschlagten Seite ausgesetzt ist.

13. Brennstoffversörgungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (75,76), die auf eine Vielzahl von Signalen in Abhängigkeit von Motorbetriebsbedingungen anspricht, um das Ansprechen der Steuervorrichtung auf eine Betätigung durch die Drossel (52) zu verändern.

14. Brennstoffversorgungsanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die das Steueransprechverhalten modifizierende Vorrichtung (75, 76) ein Element (76) aufweist, das mit der Anzapfvorrichtung (48) in Abhängigkeit von der Abgabe eines Rechners (75) zusammenwirkt, in den Signale abhängig von den Motorbetriebsbedingungen eingespeist Werden,