DE2611427C2

DE2611427C2 -

Info

Publication number: DE2611427C2
Application number: DE2611427A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Sidney Simsbury Conn. Us Smith; Charles Frederick East Longmeadow Mass. Us Stearns
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1975-03-18
Filing date: 1976-03-18
Publication date: 1988-09-22
Also published as: FR2304780A1; IT1058610B; JPS51117219A; DE2611427A1; GB1537333A; JPS6027817B2; SE427860B; US3999375A; FR2304780B1; SE7602203L

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennstoffregler der im Ober begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einem bekannten Brennstoffregler dieser Art (US-PS 31 03 785) legt ein erster dreidimensionaler Kurvenkörper das Verhältnis von Brennstoffmenge zu Verdichterdruck zur Regelung der Brennstoffmenge während der Beschleunigung fest, und ein weiterer dreidimensionaler Kurvenkörper dient zur Leitschaufelverstellung. Bei diesem bekannten Brennstoffregler ist keine Möglichkeit vorgesehen, die Brennstoffmenge im Leerlauf zu regeln. Es ist bei solchen Brennstoffreglern üblich, noch einen dritten dreidimensio nalen Kurvenkörper zur Regelung der Brennstoffmenge im Leerlauf vorzusehen. Brennstoffregler mit drei dreidimen sionalen Kurvenkörpern sind aber außerordentlich aufwen dig, und zwar sowohl hinsichtlich der Verstellung der Kur venkörper als auch hinsichtlich der Abtastung der Kurven körperprofile.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Brennstoffregler der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß bei einfacherem und kompakterem Aufbau die Leerlaufbrennstoffmenge geregelt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Brennstoffregler nach der Erfindung sind beide dreidimensionalen Kurvenkörperprofile auf ein und demsel ben dreidimensionalen Kurvenkörper vorgesehen, und die auf das andere Kurvenkörperprofil ansprechende Einrichtung steht in Wirkverbindung mit der auf das eine Kurvenkörper profil ansprechenden Vorrichtung, so daß die Brennstoff menge im Leerlauf in Abhängigkeit von dem anderen Kurven körperprofil regelbar ist. Bei dem Brennstoffregler nach der Erfindung ist also das Profil zur Verstellung der Leit schaufeln auf demselben dreidimensionalen Kurvenkörper wie das Profil zur Bildung des Verhältnisses von Brennstoff menge zu Verdichterdruck vorgesehen und dient gleichzeitig zum Regeln der Leerlaufbrennstoffmenge. Durch die erfin dungsgemäße Verwendung eines einzigen Kurvenkörperprofils zur Leitschaufelverstellung und zur Leerlaufbrennstoff mengenregelung wird ein wesentlich einfacherer und kompak terer Aufbau des Brennstoffreglers erzielt. Durch die Er findung ergibt sich auch eine wesentliche Vereinfachung der Einrichtung zum Verstellen des dreidimensionalen Kurven körpers, da nur ein einziger Kurvenkörper einzustellen ist. Gleichzeitig werden auch die Abtasteinrichtungen einfacher, da zumindest eine Abtasteinrichtung völlig überflüssig wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegen stand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel der Er findung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich nungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Brennstoffreglers,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines an deren Teils des Brennstoffreglers und insbesondere eines dreidimensionalen Kur venkörpers,

Fig. 3 eine Ansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines wei teren Teils des Brennstoffreglers und ins besondere einer Leitschaufelverstellein richtung, und

Fig. 6 eine Teilschnittansicht nach der Linie 6-6 in Fig. 5.

Der hier beschriebene Brennstoffregler dient dazu, einem Gas turbinentriebwerk 20 Brennstoff in geeigneter Menge zuzumes sen und außerdem die Leitschaufeln nach einem vorbestimmten Plan zu verstellen. Gemäß Fig. 1 enthält das Zumeßsystem ei ne Pumpe 10, welche den Brennstoff unter Druck setzt und ihn über Leitungen 12 und 14 zu einem Drosselventil 16 mit ro tierendem Steuerkolben leitet. Ein Bund 18 des Steuerkol bens legt die Querschnittsfläche der Zumeßöffnung fest, die die Brennstoffmenge festlegt, welche dem Brenner des Trieb werks 20 über einen ringförmigen Durchlaß 22, eine Leitung 24, ein Absperrventil 26 und eine Leitung 28 zugeführt wird. Das Absperrventil 26 wird durch eine Kurvenscheibe 36 in Ab hängigkeit von dem Gashebel (nicht gezeigt) eingestellt.

Der Druckabfall an der Zumeßöffnung des Drosselventils 16 wird durch einen Druckregler 30 konstantgehalten, welcher den Druck stromaufwärts und stromabwärts über die Leitungen 14 und 32 mißt und den überschüssigen Brennstoff über eine Leitung 34 zu dem Einlaß der Pumpe 10 leitet.

Gemäß den Fig. 1 und 4 weist eine Multipliziereinrichtung 38, die das Produkt aus dem Verdichterdruck P ₃ und dem Verhältnis von Brennstoffmenge W _f zu Verdichterdruck bil det, Rollen 40 auf, die durch eine bewegliche Stange 42 in Abhängigkeit von dem Verhältnis W _f/P ₃ längs eines dreh bar gelagerten zweiarmigen Hebels 46 positioniert werden. Eine Kraft, welche den Istwert des Druckes P ₃ angibt, der durch einen Meßfühler 48 abgefühlt wird, wird über eine Platte 50 auf die Rollen 40 ausgeübt. Dieses Gestänge dient zum Multi plizieren von W _f/P ₃ mit P ₃, so daß über ein Servoventil 52 das Drossel ventil 16 so eingestellt wird, daß dem Triebwerk 20 die festgelegte Brennstoffmenge zugeführt wird.

Gemäß Fig. 1 wird die Position der Rollen 40 durch einen Dreipunkthebel 56 gesteuert, dessen Funktion im folgenden beschrieben ist. Fig. 3 zeigt, daß der Dreipunkthebel 56 eingestellt wird durch ein Glied 58, das auf die Gashebelstellung oder auf einen Turbinendrehzahlfehler (nicht gezeigt) anspricht, durch ein Glied 60, welches auf die Maximalregelung anspricht, die durch die Position eines drei dimensionalen Kurvenkörpers 62 festgelegt ist, durch ein Glied 64, welches auf die durch den Kurvenkörper 62 festgelegte Be schleunigung anspricht, und durch ein Vorhalteinstellglied 66 zur Festlegung des Leerlaufs, der ebenfalls durch den Kurven körper 62 bestimmt wird.

Eine Leistungseinstellkurvenscheibe 68, die Beschleunigungs festlegung und die Maximalregelung sind bekannt, weshalb eine ausführliche Beschreibung derselben weggelas sen wird. Der dreidimensionale Kurvenkörper 62 wird durch die durch einen Drehzahlmeßfühler 70 abgefühlte Verdichterdrehzahl und eine diesem zugeordnete Servosteuereinrichtung 72 axial eingestellt und durch einen Verdichtertemperaturfühler und dessen zuge ordneten Vorrichtungen, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugs zahl 74 bezeichnet sind, gedreht.

Der dreidimensionale Kurvenkörper 62 wird also in Abhängigkeit von der Verdichterdrehzahl axial verschoben und in Abhängigkeit von der Verdichtertemperatur gedreht, so daß die Maximalregelung und die Be schleunigung durch Profile 78 und 80 festgelegt werden, die an dem Kurvenkörper 62 gebildet sind.

Ein Abtaster 82 verstellt einen Hebel 84, welcher seinerseits an einem Element 86 anliegt, das an einem Ende eines Hebels 88 angebracht ist. Der Zweck des Hebels 88 ist es, einen Leitschaufelstellantrieb 90 einzustellen, was durch Einstellen eines Steuerschiebers 92 erfolgt, mittels welchem hoher Druck beiden Seiten des Stellantriebskolbens zuführbar ist.

Ein Profil 100, das an dem Kurven körper 62 gebildet ist, erfüllt die doppelte Aufgabe, die Leitschaufelposition und die Leerlaufdrehzahl festzulegen. Die Vorrichtung für die Leerlaufdrehzahlregelung enthält einen Winkelhebel 102, der mit dem Vorhalteinstellglied 66 verbunden ist, welches mit dem Dreipunkthebel 56 zusammenwirkt. Somit stellt der Drei punkthebel 56 die Position der Stange 42 für das Verhältnis W _f/P ₃ ein, um die Leerlaufdrehzahl in Abhängigkeit von der Verdichter drehzahl und der Verdichtertemperatur zu regeln. Aufgrund des Dreipunkthebels 56 kann jedes Eingangssignal übersteuert werden, so daß die Triebwerksdrehzahl nicht unter den Leerlaufzustand eingestellt wird.

Claims

1. Brennstoffregler für ein Gasturbinentriebwerk mit ver stellbaren Leitschaufeln, mit zwei dreidimensionalen Kurven körperprofilen (80, 100), die in Abhängigkeit von der Ver dichtertemperatur und der Verdichterdrehzahl des Gasturbi nentriebwerks in Drehrichtung und in Axialrichtung verstell bar sind, mit einer auf das eine Profil (80) ansprechenden Vorrichtung (56, 64) zum Erzeugen des Verhältnisses von Brennstoffmenge zu Verdichterdruck, mit einer Multiplizier einrichtung (38), die als einem die Brennstoffzumessung be wirkenden Drosselventil (16) vorgeschaltete Einrichtung ausgebildet ist und das Produkt aus dem Verdichterdruck und dem Verhältnis von Brennstoffmenge zu Verdichterdruck bil det, um hiervon abhängig die Brennstoffzumessung im Beschleu nigungszustand zu steuern, und mit einer auf das andere Pro fil (100) ansprechenden Einrichtung (82, 84, 86, 88) für die Leitschaufelverstellung, dadurch gekenn zeichnet, daß beide Profile (80, 100) auf ein und demselben dreidimensionalen Kurvenkörper (62) vorgesehen sind und daß zum Regeln der Leerlaufbrennstoffmenge in Ab hängigkeit von dem anderen Profil (100) die auf das andere Profil (100) ansprechende Einrichtung (82, 84, 86, 88) eine Verbindung (66, 102) mit der auf das eine Profil (80) an sprechenden Vorrichtung (56, 64) hat.

2. Brennstoffregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multipliziereinrichtung (38) eine bewegliche Stange (42) aufweist und daß die auf das eine Profil (80) ansprechen de Vorrichtung einen Dreipunkthebel (56) aufweist, dessen erster Punkt mit der verschiebbaren Stange (42), dessen zweiter Punkt mit dem einen Profil (80) und dessen dritter Punkt mit der auf das andere Profil (100) ansprechenden Einrichtung (82, 84, 86, 88) zusammenwirkt.

3. Brennstoffregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das andere Profil (100) ansprechende Einrichtung (82, 84, 86, 88) einen zwischen seinen beiden Enden schwenkbar gelagerten Hebel (84) aufweist, der mit einem Abtaster (82) versehen ist und dessen eines Ende die Leitschaufelverstellung bewirkt und dessen anderes Ende mit dem dritten Punkt des Dreipunkthebels (56) in Verbindung steht.

4. Brennstoffregler nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Vorhalteinstellglied (66), das mit dem schwenkbar ge lagerten Hebel (84) schwenkbar verbunden ist und dessen eines Ende mechanisch einstellbar ist und dessen anderes Ende an dem dritten Punkt des Dreipunkthebels (56) anliegt.