DE243872C

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Publication number: DE243872C
Application number: DENDAT243872D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Da für einen günstigen Wirkungsgrad von Gasturbinen eine in jeder Hinsicht genaue Bemessung der Brennstoffbeschickung der Explosionskammern von größter Bedeutung ist, ist man gezwungen, die früher versuchte Anwendung von einfachen selbsttätigen Ventilen in den Zuleitungen für Brennstoff und Luft oder Gemisch nach den Explosionskammern zu verlassen und an deren Stelle solche Abschlußorgane oder Beschickungsorgane anzuwenden, bei welchen wenigstens je eine Bewegung, ani besten die Öffnungsbewegung, durch eine Steuerung zu ganz bestimmter Zeit erzwungen wird.As an exact dimensioning in every respect for a favorable efficiency of gas turbines The fuel loading of the explosion chambers is of the utmost importance, one is forced to use the previously attempted application of simple automatic valves in the supply lines for fuel and air or mixture after the explosion chambers to leave and in their place such closing organs or to use loading devices in which at least one movement, ideally the opening movement, is enforced by a control at a specific time.

Man ist nun geneigt, anzunehmen, daß die vorteilhafteste Steuerung dieser Organe eine zwangläufige und möglichst starre Steuerung wäre, damit sie unter allen Umständen und unbeeinflußt von Bewegungswiderständen stets das genau gleiche Spiel der gesteuerten Organe hervorruft, für das die Steuerung eingestellt ist. Es hat sich aber gezeigt, daß es im Gegenteil vorteilhaft ist, in die Steuerung eine gewisse Nachgiebigkeit hineinzubringen, wie folgende Betrachtungen zeigen werden.One is now inclined to assume that the most beneficial control of these organs is one Inevitable and as rigid as possible control would be so under all circumstances and Unaffected by resistance to movement, the controlled organs always play exactly the same for which the control is set. It has been shown, however, that the opposite is true it is advantageous to bring a certain flexibility into the control, as follows Reflections will show.

Es kann vorkommen, daß die bei der Explosion in der Verbrennungskammer entstehenden hochgespannten Gase nicht rechtzeitig durch die Düse ο. dgl. nach dem Laufrad der Turbine abströmen, sei es, daß ein den Abfluß steuerndes Organ versagt oder daß die Düse aus irgendeinem anderen Grunde abgesperrt, z. B. ganz oder teilweise verstopft ist. Wird alsdann von der Steuerung beispielsweise das ■ den Gaszufluß zur Verbrennungskammer beherrschende Ventil geöffnet, so wird das Gas oder Gasluftgemisch in der Zuleitung zurückgedrängt, unter Umständen bis in den Gasgenerator, wo eine folgenschwere Explosion entstehen kann. Auch abgesehen von diesem Fall würde das Zurückschlagen der Explosionsgase in die Zuleitungen eine bedeutende Störung der Beschickung und somit des Betriebes der Gasturbine mit sich bringen.It can happen that those created by the explosion in the combustion chamber high-tension gases do not pass through the nozzle in time ο. Like. After the impeller of Turbine flow off, be it that a flow-controlling organ fails or that the nozzle locked for some other reason, e.g. B. is completely or partially blocked. Will then from the control, for example, that which controls the gas flow to the combustion chamber If the valve is opened, the gas or gas-air mixture is pushed back in the supply line, possibly up to the gas generator, where a serious explosion can occur. Apart from this, too In this case, the flashback of the explosion gases in the supply lines would be a significant disturbance the charging and thus the operation of the gas turbine with it.

Auch aus einem anderen Grunde kann ein Zurückschlagen der Verbrennungsgase eintreten, wenn die Beschickungsorgane starr gesteuert sind. Glühende Rückstände können nämlich ungünstigen Falles eine vorzeitige Entzündung des Brennstoffes herbeiführen, solange noch Brennstoff zugeführt wird.The combustion gases may also strike back for another reason, when the loading devices are rigidly controlled. In the worst case, glowing residues can cause premature ignition of the fuel as long as fuel is still being supplied.

Gemäß vorliegender Erfindung wird daher die starre zwangläufige Steuerung der Beschickungsorgane verlassen und dafür in die Bewegungsvorrichtung dieser Organe ein nachgiebiges Mittel eingefügt, das nur Kräfte übertragen kann, die unterhalb em%s bestimmten Höchstwertes liegen, und dieser Höchstwert wird so gewählt, daß er mindestens kleiner ist als die in gleicher Richtung, aber in entgegengesetztem Sinne vom Explosionsdruck auf jenes Mittel ausgeübte Kraft.According to the present invention, therefore, the rigid positive control of the loading members leave and for this in the movement device of these organs a yielding Inserted means that can only transmit forces that are determined below em% s Maximum value lie, and this maximum value is chosen so that it is at least smaller is than that in the same direction but in the opposite sense of the explosion pressure force exerted on that medium.

Die Steuerung selbst kann dann in üblicher Weise durch irgendein Gestänge bewirkt werden, in welches ein elastisches Glied eingeschaltet ist.The control itself can then be effected in the usual way by any linkage, in which an elastic member is switched on.

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung zeigt Fig. I der Zeichnung in einem Schnitt durch eine Verbrennungskammer und ein Gasbeschickungsventil der Gasturbine.An embodiment of such an arrangement is shown in FIG. I of the drawing in one Section through a combustion chamber and a gas supply valve of the gas turbine.

Eine der Verbrennungskammern, von welchen eine größere Anzahl um die Achse der Turbine angeordnet sind, ist mit α bezeichnet. Sie ist zusammen mit den übrigen Verbrennungskammern von einem ringförmigen Vorratsraum b für Gas und einem Raum c für Luft umgeben. Das Ventil d beherrscht die Gaszufuhr aus dem Raum b in die Verbrennungskammer a. Es wird durch eine Feder e auf seinen Sitz f gedrückt, und zwar in derselben Richtung, in welcher die durch die Verbrennung im Räume α erzeugten hochgespannten Gase es zu bewegen suchen.One of the combustion chambers, a larger number of which are arranged around the axis of the turbine, is denoted by α. Together with the other combustion chambers, it is surrounded by an annular storage space b for gas and a space c for air. The valve d controls the gas supply from the space b into the combustion chamber a. It is pressed by a spring e onto its seat f , in the same direction in which the high-tension gases generated by the combustion in space α try to move it.

Durch irgendeine Steuerung, z. B. die von einer Steuerwelle in Umdrehung gesetzte Nockenscheibe g, und eine geeignete Hebelübertragung h wird das Ventil d zur bestimmten Zeit, gegebenenfalls wiederholt, geöffnet. Gemäß der Erfindung drückt nun der Hebel h nicht unmittelbar auf die Spindel ι' des Ventils ä, sondern auf die Hülse k einer auf die Spindel i aufgesetzten Federwage, deren Feder wesentlich kräftiger ist als die Feder e. Auf diese Weise ist erreicht, daß das Ventil d der vom Hebel h vorgeschriebenen Bewegung mit einer geringen Nacheilung folgt, daß es aber bei jeder Lage des Hebels h durch den Druck der Verbrennungsgase zugedrückt werden kann, falls es infolge irgendwelcher Unregelmäßigkeit offen stehen sollte, während die Explosion im Räume α stattfindet.By some control, e.g. B. the cam disk set in rotation by a control shaft , and a suitable lever transmission h , the valve d is opened at a certain time, if necessary repeatedly. According to the invention, the lever h now does not press directly on the spindle ι 'of the valve ä, but on the sleeve k of a spring balance placed on the spindle i , the spring of which is considerably stronger than the spring e. In this way it is achieved that the valve d follows the movement prescribed by the lever h with a slight lag, but that it can be closed by the pressure of the combustion gases in any position of the lever h if it should be open as a result of any irregularity while the explosion takes place in space α.

Besser ist die Einschaltung eines Gliedes in die Ventilspindel i, welches, solange es nur verhältnismäßig geringe Kräfte zu übertragen hat, als starr angesehen werden kann, von größeren Kräften aber starke Formänderungen erleidet. Es kann also mit Vorteil irgendein Ausklinkwerk Anwendung finden oder eine sogenannte Bruchsicherung. Am vorteilhaftesten ist wohl die Anwendung einer hydraulischen Bewegungsübertragung bei der Steuerung, wobei die Druckflüssigkeit von einer Pumpe geliefert wird, die einen beschränkten Gegendruck darbietet, oder aus einem Akkumulator oder mit Sicherheitsventil versehenen Behälter, in welchem ein gewisser Höchstdruck nicht überschritten werden kann.It is better to include a member in the valve spindle i which, as long as it only has to transmit relatively small forces, can be regarded as rigid, but which suffers strong changes in shape from larger forces. Any notching mechanism or a so-called break protection can therefore be used with advantage. The most advantageous is probably the use of hydraulic movement transmission in the control, the pressure fluid being supplied by a pump that provides a limited counter pressure, or from an accumulator or container provided with a safety valve, in which a certain maximum pressure cannot be exceeded.

Die Verbrennungskammer besitzt dann beispielsweise ein selbsttätig gegen den in ihr herrschenden Druck schließendes, sogenanntes Düsenventil, das mit einer Vorrichtung zur Verzögerung des selbsttätigen Schlusses oder einer Steuerung zu wiederholtem zwangläufigen Öffnen gemäß dem in Fig. 2 gezeichneten Ausführungsbeispiel versehen sein kann und je ein Einlaßventil d für Brennstoff (z. B. Gas oder zerstäubtes oder verdampftes öl bzw. Luft) besitzt. Diese beiden Einlaßventile werden vorteilhaft in Richtung des in der Kammer herrschenden Druckes, also entgegen der Strömungsrichtung der Luft oder des Gases, durch Federn e o. dgl. auf ihren Sitz gedrückt und durch ihre Steuerung abgehoben, d. h. geöffnet.The combustion chamber then has for example, a self-acting against the pressure prevailing in its pressure-closing, so-called nozzle valve, which may be provided with a device for delaying the automatic circuit or a controller to repeated zwangläufigen opening according to the drawn in Fig. 2 embodiment, and a respective intake valve d for fuel (e.g. gas or atomized or vaporized oil or air). These two intake valves are advantageously pushed toward the pressure prevailing in the pressure chamber, that is opposite to the flow direction of the air or gas, by springs e o. The like. Lifted onto its seat and through its control, that is, open.

Diese Steuerung besteht aus auf den Ventilspindeln sitzenden, in entsprechenden Zylindern b spielenden Kolben m, wobei in die Zylinder hinter die Kolben durch die Leitung η von einer Pumpe o. dgl. eine Flüssigkeit, am besten Öl, zeitweise gedrückt wird, je nach der Stellung eines in das hydraulische System eingebauten Verteilers 0. This control consists of pistons m sitting on the valve spindles and playing in corresponding cylinders b , whereby a liquid, preferably oil, is temporarily pressed into the cylinder behind the pistons through the line η by a pump or the like, depending on the position a distributor built into the hydraulic system 0.

Tritt bei solcher Steuerung eine Vorzündung oder eine Verstopfung des Düsenventils ein, so werden die Einlaßventile durch den in der Kammer α herrschenden erhöhten Druck geschlossen gehalten oder, falls sie schon geöffnet sein sollten, zugedrückt, unter Überwindung des im hydraulischen System herrschenden Druckes, da entweder der Druck der Pumpe nicht ausreicht oder ein eingeschaltetes Sicherheitsventil oder ein gewichtsbelasteter Akkumulator das Überschreiten des eingestellten Druckes nicht zuläßt.If preignition or blockage of the nozzle valve occurs with such a control, the inlet valves are kept closed by the increased pressure prevailing in the chamber α or, if they should already be open, pressed shut, overcoming the pressure prevailing in the hydraulic system, as either the pressure of the pump is insufficient or an activated safety valve or a weight-loaded accumulator does not allow the set pressure to be exceeded.

Claims

Patent Claims:

1. Control for the charging of the explosion chambers of gas turbines, controlled shut-off devices, characterized in that the connection between the shut-off device and control is made so that the shut-off device from an overpressure in the explosion chamber can be closed contrary to the control.

2. Embodiment of the control according to claim 1, characterized in that a liquid is used for control, the maximum pressure of which is limited accordingly is.

1 sheet of drawings.