DE2647087A1 - Fluidbemessungs- und durchflussteilerventil - Google Patents

Description

Fluidbemessungs- und Durchflußteilerventxl

Die Erfindung betrifft ein Pluidbemessungs- und Durchflußteilerventil und insbesondere ein derartiges Ventil, das in einem Brenner einer Gasturbine Verwendung findet.

Bei der Gestaltung von Hauptbrennern für Gasturbinen ist eine gleichförmige Verteilung des Brennstoffes an die einzelnen Brennerdüsen, von denen bis zu 20 Stück vorgesehen werden können, besonders wichtig. Es ist dabei üblich, die Brennerdüsen an der Pheripherie des Brenners verteilt anzuordnen, obwohl durch die verschiedenen Drucksäulen, die sich aufgrund der Unterschiede in den relativen Höhen der Brennerdüsen untereinander ergeben, Schwankungen im Fluiddurchfluß auftreten können. Um diese Schwankungen im Fluiddurchfluß zu vermeiden, die durch die

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Unterschiede in den Pluidsäulen bedingt sind, wurden zahlreiche Versuche unternommen. Seit kurzem werden Pluidventile in enger Nachbarschaft zu den einzelnen Brennern eingesetzt, um die Brennstoffzufuhr von einer gemeinsamen Brennstoff-Verteilerleitung zu den Brennern so zu regeln, daß der Brennstoffzufluß gleichmäßig verteilt zu allen Brennern erfolgt.

Diese seit kurzem verwendeten Pluidventile bestehen im allgemeinen aus Wirbelventilen, auch Vortex-Ventile genannt, in denen eine Pluidsteuerströmung und eine Fluidversorgungsströmung in eine gemeinsame Kammer so eingeleitet werden, daß die Steuerströmung die Flußcharakteristik der Versorgungsströmung verändert. Die Steuerströmung wird dazu verwendet, eine Flußimpedanz in Abhängigkeit der Zufuhr-Anforderungen des Brenners herzustellen. Im allgemeinen ist die durch die Steuerströmung erzeugte Impedanz groß, wenn eine geringe Brennstoffzufuhr erforderlich ist; die erzeugte Impedanz ist dagegen klein, wenn eine große Brennstoffzufuhr angefordert wird.

Die Zufuhr der Steuerströmung und der Versorgungsströmung in das Wirbelventil bei speziellen vorgegebenen Drucken und Durchflußgeschwindigkeiten erfolgt über den gesamten Betriebsbereich der Verbrennungseinrichtung mittels Meß- und Durchflußteilerventile, die auf der Einströmseite vor den Wirbelventilen angeordnet sind. Derartige Ventile regeln die Steuerströmung und die Versorgungsströmung des Brennstoffes in Abhängigkeit geeigneter Eingangssignale und liefern die geregelten Strömungen an die Wirbelventile, um die Zufuhr des erforderlichen Brennstoffes an die Brenner der Verbrennungseinrichtung zu bewirken. Es ist sehr wichtig, daß die Meß- und Durchflußteilereinrichtungen des Pluidverteilersystems betrieben werden können, ohne Beschädigungen durch Verunreinigungen befürchten zu müssen, die gelegentlich im Brennstoff enthalten sind. So neigen z. B. die bekannten Ringventile, die ein kleines Radialspiel besitzen, zum Pressen, einseitigen Belasten und zur Abnutzung durch Reibung. Da derartige Beschädigungen durch Brennstoffverunreinigungen hervorrufbar sind, eignen sich die Ringventile nicht

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sonderlich gut für die vorgesehene Verwendung. Außerdem sollen die Meß- und Durchflußteilereinrichtungen der Brennstoffverteilung auf einen kurzen Fluidflußpfad begrenzt sein, um Druckverluste im Brennstoffverteilungssystem zu reduzieren. Die Meß- und Durchflußteilereinrichtungen sollen ferner kompakt und leicht sein und eine möglichst geringe Anzahl beweglicher Teile enthalten. Außerdem ist es erwünscht, daß die Meß- und Durchflußteilerventile Verunreinigungen beseitigen, die mit dem Brennstoff in die Ventile gelangen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fluidmeß- und Durchflußteilerventil zur Verwendung in einem Fluidverteilersystem anzugeben.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Fluidmeß- und Durchflußteilerventil anzugeben, das in Brennstoffverteilereinrichtungen für Gasturbinen einsetztbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Fluidmeß- und Durchflußteilerventil anzugeben, das mit Brennstoffen für Gasturbinen betreibbar ist, in denen sich gelegentlich auch Brennstoffverunreinigungen befinden.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Fluidmeß- und Durchflußteilerventil anzugeben, das kompakt und leicht ist und ein Minimum an beweglichen Teilen enthält.

Diese Aufgabe wird durch ein in einem Gehäuse angeordnetes Fluidzumeß- und Durchflußteilerventil dadurch gelöst, daß in dem Gehäuse eine erste und eine zweite Fluidkammer in Flußrichtung in Serie vorgesehen sind, daß ein erstes Zumeßventil mit veränderlicher Fläche zum Bemessendes Flusses eines unter Druck stehenden Fluids von der ersten Fluidkammer zur zweiten Fluidkammer vorgesehen ist, daß das erste Meßventil eine erste feststehende Platte mit einer ersten Öffnung und ein mitjder ersten Platte in gleitbarer Reibungsverbindung stehendes, bewegliches Schuhelement

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zum Verschließen der ersten Öffnung enthält, daß ein zweites Durchflußteilerventxl mit veränderlicher Fläche zur Aufteilung des aus der zweiten Pluidkammer ausströmenden Fluids zwischen zwei in dem Gehäuse vornandenenFluidausflußöffnungen vorgesehen ist, daß das zweite Durchflußteilerventxl eine zweite feststehende Platte mit einer zweiten und dritten Öffnung und ein mit der zweiten Platte in gleitender Reibungsverbindung stehendes zweites Schuhelement zum Verschließen der zweiten und und der dritten Öffnung enthält, daß eine Welleneinrichtung als Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schuhelement vorgesehen ist und mittels einer auf Signaleinrichtungen ansprechende Betätigungseinrichtung bewegbar ist. Ferner sind Vorspanneinrichtungen vorgesehen, die zum Beispiel aus Federnbestehen und die beiden Schuhelemente in eine Reibungsverbindung mit der jeweiligen feststehenden Platte vorspannen. Ferner ist eine erste und eine zweite Ausnehmung vorgesehen zur Beseitigung von Verunreinigungen zwischen den beweglichen Schuhelementen und den feststehenden Platten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht der Brennstoffverteiler-Einrichtung nach der Erfindung;

Figur 2 einen Querschnitt durch das Meß- und Durchflußteilerventxl gemäß der Erfindung in geschlossener Stellung;

Figur 3 einen Ausschnitt mit dem erfindungsgemäßen Meßventil;

Figur 4 einen Ausschnitt mit dem erfindungsgemäßen Durchflußteilerventxl; und

Figur 5 einen Querschnitt durch das Meß- und Durchflußteilerventxl nach der Erfindung in geöffneter Stellung.

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Figur 1 enthält einen Teilbereich 10 der erfindungsgemäßen Brennstoffverteilereinrichtung, eine Brennstoff-Hauptregelung 12, eine Regelfluid-Verteilerleitung 16, eine Versorgungsfluid-Verteilerleitung 18, mehrere Wirbelventile 20 (von denen nur eines dargestellt ist) und Leitungen 22 und 24, die zu den Brennern der Verbrennungseinrichtung (nicht dargestellt) führen. Die Brennstoff-Hauptregelung 12 enthält ein Fluidzumeß- und Durchflußteilerventil 14, das den Brennstoff in eine Regelströmung und eine Versorgungsströmung aufteilt, die jeweils entsprechend der Regelfluid-Verteilerleitung 16 und der Versorgungsfluid-Verteilerleitung 18 zugeordnet sind. Das Wirbelventil 20 befindet sich in einer Fluidverbindung mit der Regel-Verteilerleitung 16 und der Versorgungs-Verteilerleitung 18. Das Regelfluid wird über eine an die Regelfluid-Verteilerleitung 16 angeschlossene Leitung 26 tangential in das Wirbelventil 20 eingeführt. Das Versorgungsfluid wird über eine an die Versorgungsfluid-Verteilerleitung 18 angeschlossene Leitung 28 radial in das Wirbelventil 20 eingegeben. Durch eine selektive Regulierung des Druckes und der Menge des tangential in das Wirbelventil 20 eingeführten RegeIfluidsläßt sich die Impedanz des Versorgungsfluid-Plußpfades modifizieren, der durch das Wirbelventil 20 und die Ausflußleitungen 24 und 22 gebildet wird. Bei sehr geringem Versorgungsfluid-Pluß ist der Druck des Regelfluids viel größer als der Druck des Versorgungsf-luids. Dadurch wird in dem Wirbelventil 20 für den Versorgungsfluid-Fluß eine große Impedanz erzeugt. Bei großen Flußgeschwindigkeiten ist das Verhältnis von Regelfluiddruck zu Versorgungsfluiddruck viel größer als bei kleinen Flußgeschwindigkeiten. Die effektive Plußimpedanz ist daher dann durch das Wirbelventil und die Leitungen 22 und 24 geringer. Es wird Bezug genommen auf die US-PS 3 750 396, die eine vollständige Beschreibung des Betriebs eines Wirbelventils 20 in einem Fluidverteilersystem enthält.

Figur 2 stellt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Meß- und Durchflußteilerventil 14 dar. Das Ventil 14 besteht aus einem Gehäuse 32, das eine erste und eine zweite Pluidkammer 34 und 36 im Gehäuse 32^-in Flußrichtung in Serie enthält. In dem

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Gehäuse 32 ist ein Durchgang 38 vorgesehen, der eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 34 und der Kammer 36 darstellt. Durch einen Fluideinlaß 40 tritt unter Druck stehendes Fluid von anderen Teilen der Brennstoff-Hauptregelung 12 in die Kammer 34 ein. Parallele Fluidausflußöffnungen 42 und 44 im Kammer-Abschlußdeckel 45, der mittels Schrauben 47 am Gehäuse 32 befestigt ist, stellen einen Durchgang für das Fluid von der Kammer 36 zur Regelfluid-Verteilerleitung 16 und zur Versorgungsfluid-Verteilerleitung 18 dar.

Ein erstes Meßventil mit veränderbarer Fläche, allgemein mit 46 bezeichnet, befindet sich, an den Durchgang 38 angrenzend in der Kammer 34 und enthält eine erste feststehende Platte 48 und ein erstes bewegliches Schuhelement 50. Die Platte 48 enthä]t ein im wesentlichen zylindrisches Teil 52, das im Durchgang 38 angeordnet ist, und ein Flanschteil 54, der an einem im Gehäuse vorhandenen Ansatz 56 anstößt. Eine Dichtung 57 verhindert den Durchtritt von Fluid durch den Spielraum zwischen zylindrischem Teil 52 und Durchgang 38. Die Platte 48 enthält außerdem einen im wesentlichen ebenen Sitz 58, das in der Kammer 34 angeordnet ist. Eine Öffnung 60 erstreckt sich von dem Sitz 58 durch die Platte 48 und stellt eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 3^> dem Durchgang 38 und der Kammer 36 dar.

Das bewegliche Schuhelement 50 enthält eine im wesentlichen ebene Dichtungsoberfläche 62, die in gleitendem Reibungskontakt mit dem Auflager 58 der feststehenden Platte 48 steht. Das Schuhelement 50 ist so angeordnet, daß es wahlweise die gesamte öffnung 60 oder einen Teil der Öffnung 60 überlappt und dadurch eine erste veränderbare Fluidfluß-Fläche definiert. In Figur 1 bedeckt das Schuhelement 50 die öffnung 60 vollständig, das Fluid wird daher daran gehindert, von der Kammer 3^ in die Kammer 36 zu gelangen.

In der Kammer 36 befindet sich benachbart zu den im Abflußdeckel 45 vorgesehenen Fluidausflußöffnungen 42 und 44 ein zweites Durch-

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flußteilerventil mit variabler Fläche, das allgemein mit 64 bezeichnet ist und eine zweite feststehende Platte 66 und ein zweites bewegliches Schuhelement 68 enthält. Die Platte 66 enthält ein zylindrisches Teil 67, das in der Kammer 36 angeordnet ist, und ein Planschteil 75, das zwischen dem Gehäuse 32 und dem Kammer-Abschlußdeckel 45 liegt. Eine Dichtung 70 dichtet die Kammer 36 von der Atmosphäre ab. Die Platte 66 enthält außerdem einen zweiten, im wesentlichen ebenen Sitz 72, der in der Kammer 36 liegt. Zwei öffnungen 74 und 76 erstrecken sich von dem Sitz 72 durch die Platte 66 und stellen eine Fluidverbindung zwischen Kammer 36 und den Pluidausflußöffnungen 42 und 44 dar.

Das bewegliche Schuhelement 68 enthält eine im wesentlichen ebene Dichtungsfläche 78, die in gleitendem Reibungskontakt mit dem Sitz 72 der feststehenden Platte 66 steht. Das Schuhelement ist so angeordnet, daß es die gesamten Öffnungen 74 und 76 oder nur einen Teil der Öffnungen 74 und 76 überdeckt und auf diese Weise zweite und dritte variable Strömungsquerschnitte schafft.In Figur 1 bedeckt das Schuhelement 68 die Öffnung 76 vollständig, das Schuhelement 68 bedeckt dagegen die Öffnung 74 gar nicht.

Ein Stab oder eine Welle 80 verbindet das bewegliche Schuhelement 50 mit dem beweglichen Schuhelement 68 derart, daß beide Schuhelemente 50 und 68 gleichförmig in Reibungskontakt über die betreffende feststehende Platte 48 und 66 gleiten. Insbesondere enthält das Schuhelement 50 eine Öffnung 82 zur Aufnahme des einen Endes 84 der Welle 80. Das Schuhelement 68 enthält eine Öffnung 86 zur Aufnahme des anderen Endes 88 der Welle 80. Beide Schuhelemente 50 und 68 sind in longitudinaler Richtung der Welle 80 frei beweglich.

Das Schuhelement 50 wird zum Zwecke des Reibungskontaktes mit der feststehenden Platte 48 mittels einer Vorspannfeder 8l vorgespannt. Die Vorspannfeder 8l ist zwischen dem Schuhelement 50 und einer Federhalterung 89 angeordnet, die am Ende 84 der Welle 80 mittels des Lagerstiftes 90 angelagert ist. Der Lagerstift

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wird außerdem durch den Schlitz 87 hindurchgeführt, vgl. Figur 3, der sich in einem Steg 91 des Schuhelementes 50 befindet, um eine Drehung des Schuhelementes 50 bezüglich der Achse 80 zu vermeiden. In ähnlicher Weise spannt die Vorspannfeder 92 das Schuhelement 68 in einen Reibungskontakt mit der feststehenden Platte 66 vor. Ein Lagerstift 94 hält die Pederhalterung 96 am Ende 88 der Achse 80 und ist durch einen Schlitz 95 im Steg 97 des Schuhelementes 68 hindurchgeführt, um Drehbewegungen zu vermeiden. Die Feder 92 ist zwischen der feststehenden Platte 66 und der Federhalterung angeordnet. Beide Vorspannfedern 89 und 92 stehen unter Vorspannung, so daß bei der geschilderten Anordnung die Schuhelemente und 68 mit der jeweils zugeordneten feststehenden Platte einen Kontakt unter Vorspannung besitzen.

Im Gehäuse 32 ist ein Betätigungskolben 100 angeordnet, der zur Durchführung der Gleitbewegung beider Schuhelemente 50 und 68 auf den jeweils zugeordneten feststehenden Platten 48 und 66 dient. Der Betätigungskolben 100 enthält insbesondere ein Teilstück 102 mit reduziertem Durchmesser, das sich durch eine zentral in der Achse 80 angeordnete öffnung 104 erstreckt, er enthält außerdem ein Teilstück IO6 mit mittlerem Durchmesser, das sich in der Kammer 36 befindet und durch eine im Gehäuse 32 vorgesehene öffnung 108 erstreckt; der Betätigungskolben enthält ferner ein Teilstück 110 mit vergröbertem Durchmesser, das sich in einer dritten Kammer 112 des Gehäuses 32 befindet. Der Betätigungskolben 100 ist an der Achse 80 durch eine Mutter 114 befestigt, die auf das Teilstück 102 mit reduziertem Durchmesser aufschraubbar ist. Dichtungselemente II6 und 118 trennen die Kammer 36 von der Kammer 112. Der Kolben 100 führt Translationsbewegungen nach rechts und links durch (vgl. Figur 1), wobei sich diese Tranlationsbewegung durch geeignete mechanische, hydraulische oder elektrische Regelsignale (nicht dargestellt) ausführen lassen. Im Gehäuse 32 ist ein Anschlag 115 vorgesehen, um die nach links gerichtete Bewegung des Betätigungskolbens 100 zu begrenzen.

In Figur 3 ist die feststehende Platte 48 und das bewegliche Schuhelement 50 in auseinandergenommenem Zustand dargestellt. Ip.

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dem ebenen Auflager 58 der feststehenden Platte 48 sind mehrere Verbindungsnuten 120 angeordnet. Wenn das bewegliche Schuhelement 50 in Reibungskontakt mit der Platte 48 steht, befindet sich zwischen diesen beiden Elementen ein Teil der Nuten 120, während der verbleibende Teil mit der Kammer 34 in Verbindung steht. Wie aus Figur 4 ersichtlich, enthält die feststehende Platte 66 in ähnlicher Weise mehrere Nuten 122, die in dem ebenen Dichtungsauflager 72 angeordnet sind. Wenn sich das bewegliche Schuhelement 68 in Reibungskontakt mit der feststehenden Platte 66 befindet, so liegt ein Teil der Nuten 122 zwischen diesen Elementen während der verbleibende Teil mit der Kammer 36 in Verbindung steht. Die Nuten 120 und 122 sind für einen Zweck vorgesehen, der im folgenden näher erläutert wird.

Wie aus den Figuren 3» 4 und 5 entnehmbar, enthält das bewegliche Schuhelement 50 eine erste Meßkante 124, und das bewegliche Schuhelement 68 besitzt eine zweite und eine dritte Meßkante 126 und 128. Die erste Meßkante 124 definiert mit der öffnung 60 eine erste veränderliche Fluiddurchflußflache 130. Die zweite Meßkante 126 und die dritte Meßkante 128 definieren mit den Öffnungen 74 und 76 jeweils eine zweite und eine dritte veränderliche Fluiddurchflußf lache 132 und 134.

Die Wirkungsweise des Meß- und Durchflußteilerventils 14 ergibt sich unter Bezugnahme auf Figur 5 folgendermaßen. Erfordert der Betrieb nur einen geringen Zufluß, d. h. wird die mit der Brennstoffverteilereinrichtung 10 verbundene Gasturbine unterhalb oder bei Leerlaufgeschwindigkeit betrieben, so befindet sich das Wirbelventil 20 in einem Zustand hoher Impedanz, wodurch der Brennstoff durch die Leitungen 24 und 22 mit kleiner Durchflußrate der Verbrennungseinrichtung zugeführt wird. Während des Zustands

besitzt
hoher Impedanz "--„-· "die Brennstoffregelströmung, die durch die Leitung 26 tangential in das Wirbelventil 20 eingegeben wird, einen relativ hohen Druck im Vergleich zu der Brennstoffversorgungsströmung, die durch die Leitung 28 in das Wirbelventil 20 eingegeben wird. Das große Verhältnis von Regelfluiddruck zum

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Versorgungsfluiddruck bewirkt eine Wirbelbewegung des Brennstoffs innerhalb des Wirbelventils und hindert damit den Durchfluß des Versorgungsbrennstoffes. Während des Zustands hoher Impedanz sind in dem Meß- und Durchflußteilerventil 14 die veränderlichen Fluiddurchflußfläehen 130 und 134 nur teilweise und in sehr geringem Umfang geöffnet, während die veränderliche Fluiddurchflußfläche 132 voll geöffnet ist (in diesem Zustand wird die öffnung 74 nicht durch die Meßkante 126 überdeckt, das Fluid fließt daher unbehindert durch die öffnung 74). Der Druckabfall an der Fluiddurchflußfläche 134 ist daher viel größer als der Druckabfall an der unbehinderten öffnung 74. Daher besitzt das durch die Auslaßöffnung 44 abfließende Fluid einen viel kleineren Druck als das durch die Auslaßöffnung 42 abfließende Fluid.

Der aus der Brennstoff-Hauptregelung 12 in die Kammer 34 eingeleitete Brennstoff wird durch die veränderliche Fluiddurchflußfläche 13O gemessen und gelangt durch die öffnung 60 und den Durchgang 38 in die Kammer 36. Die Brennstoffströmung wird dann durch das zweite Durchflußteilerventil 64 geteilt, wobei ein Teil des Brennstoffes durch die veränderliche Fluiddurchflußflache in die Auslaßöffnung 44 gelangt, während der restliche Brennstoff durch die unbeschränkte öffnung 74 zur Auslaßöffnung 42 fließt. Die Auslaßöffnung 44 ist mit der Versorgungsfluid-Verteilerleitung 18 verbunden, während die Auslaßöffnung 42 den Brennstoff in die Regelfluid-Verteilerleitung l6 führt.

Wenn der erforderliche Brennstoff zunimmt, nimmt der durch das Wirbelventil 20 verwirklichte Wert der Impedanz ab. Eine abnehmende Impedanz wird durch Veränderung des Druckverhältnisses von Regelf luiddruck zu Versorgungsfluiddruck erreicht. Mit abnehmendem Druckverhältnis wird die Auswirkung der tangential eingeführten Regelbrennstoffströmung auf die radial eingeführte Versorgungsbrennstoff strömung reduziert. Der Versorgungsbrennstoff fließt dann ungehinderter durch das Wirbelventil 20 in die Leitungen 24 und 22. Die Änderung des Druckverhältnisses wird mittlels des Meß- und Durchflußteilerventxls 14 auf folgende Weise erreicht.

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Mit zunehmendem Brennstoffbedarf liefern andere Teile der Brennstoff-Hauptregelung 12 Brennstoff mit erhöhter Durchflußgeschwindigkeit durch den Einlaß 40 in die Kammer 34. Zusätzlich führt der Kolben 100 als Antwort auf ein geeignetes mechanisches hydraulisches oder elektrisches Signal eine Translationsbewegung nach rechts (vgl. Figur 1) durch und bewegt dabei die Achse 80 in dieselbe Richtung. Dabei werden die an der Achse 80 befestigten beweglichen Schuhelemente 50 und 68 gleitend über die jeweils entsprechende feststehende Platte 48 und 66 nach rechts verschoben. Eine derartige Bewegung der Schuhelemente 50 und 68 erhöht die Durchflußfläche der veränderlichen Fluiddurchflußfläche 130 und der veränderlichen Fluiddurchflußfläche 134. Die Zunahme der veränderlichen Fluiddurchflußfläche 134 verringert den Druckabfall zwischen Kammer 36 und Auslaßöffnung 44. Da das Druckverhältnis zwischen dem Druck des durch die Leitung 42 fließenden Regelfluids und dem Druck des durch die Leitung 44 fließenden Ver sorgungsfluids vom Druckabfall zwischen Kammer 36 und den jeweiligen Auslaßöffnungen 42 und 44 abhängt, und das der Druckabfall zwischen Kammer 36 und der Auslaßöffnung 42 durch eine Zunahme der veränderlichen Fluiddurchflußfläche 134 reduziert wird, wird das genannte Druckverhältnis ebenfalls reduziert und dadurch gleichzeitig die Impedanz im Wirbelventil 20 verringert. Eine Abnähme der Impedanz, die mit einer Zunahme der von der Brennstoff-Hauptregelung 12 gelieferten Brennstoffströmung verbunden ist, ermöglicht eine Brennstoffzufuhr durch das Wirbelventil 20 zu den Brennerköpfen mit einer erhöhten Zusatzmenge.

Das bewegliche Schuhelement 68 besitzt eine vorgegebene Länge, die es gestattet, daß das Schuhelement eine bestimmte Wegstrecke nach rechts bewegt werden kann (vgl. Figur 1), ohne die Öffnung zu überdecken. Es stellte sich heraus, daß beim'Betrieb mit einer mittleren"Brennstoffzufuhr das genannte Druckverhältnis hinreichend dadurch verringert werden kann, daß die Fläche der veränderlichen Fluiddurchflußfläche 134 einfach vergrößert wird. Bei großem Bedarf an Brennstoff wird das bewegliche Schuhelement 68 im wesentlichen nach rechts verschoben, wobei es die

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Öffnung 74 überlappt. In dieser Stellung ist die veränderliche Durchflußfläche 132 verringert. Aus diesem Grund wird das genannte Druckverhältnis nicht nur wegen der zunehmenden veränderlichen Pluiddurchflußflache 134 sondern auch wegen der Abnahme der veränderlichen Durchflußfläche 132 verringert. Sofern evt. das bewegliche Schuhelement 68 vollständig nach rechts bewegt wird, wird die öffnung 74 vollständig bedeckt und die Größe der veränderlichen Pluxddurchflußflache 132 ist dann Null. In diesem Zustand kann kein Regelfluid durch die Verteilerleitung 16 und die Leitung 26 in das Wirbelventil 20 eintreten, die Impedanz des Wirbelventils 20 besitzt ihren kleinsten Wert.

Eine weitere wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend geschildert. Während des Betriebs einer Gasturbine treten gelegentlich im Brennstoff enthaltende Verunreinigungen in die Brennstoffverteiler-Einrichtung ein. In den üblicherweise verwendeben Ringventilen können diese Verunreinigungen in den geringen Spalten zwischen Ringauflager und den Zylinder, der den Ventilring trägt, festgeklemmt werden. Eine ständige Translationsbewegung des Ringes kann eine durch Reibung hervorgerufene Abnutzung, ein Pestfressen und eine einseitige Belastung des Ringes hervorrufen. Durch die vorliegende Erfindung werden diese nachteiligen Auswirkungen von Verunreinigungen auf folgende Weise vermieden.

Die Schuhelemente 50 und 68 sind mittels Vorspannfedern 81 und direkt gegen die entsprechenden Ventilsitze 58 und 72 vorgespannt, Verunreinigungen finden daher kein Spiel vor, in dem sie sich ablagern könnten. Aber selbst in dem unwahrscheinlichen Fall, daß Verunreinigungen entweder in die Kammer 34 oder die Kammer 36 gelangen sollten und sich zwischen Schuhelement 50 und Ventilauflager 58 der feststehenden Platte 48 oder zwischen Schuhelement 68 und Ventilauflager 72 der feststehenden Platte ablagern, verursachen diese Verunreinigungen keine Reibungsabnutzung, kein Pestfressen und keine einseitige Belastung der Ventilteile. Insbesondere ermöglichen es die Vorspannfedern

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und 92, daß die beweglichen Schuhelemente von den abgelagerten Verunreinigungen nach oben gedrückt werden. Da die Vorspannfedern 81 und 92 nur leicht vorgespannt sind, kann eine durch Ablagerung von Verunreinigungen zwischen zwei festen und unbeweglichen Oberflächen hervorgerufene Beschädigung nicht auftreten. Die ständige Translation der Schuhelemente 50 und 68 kann dazu dienen, daß die Verunreinigungen über die Platten 48 und 66, evtl. in Nuten 120 und 122, geschoben werden, aus denen sie durch die vorbeiströmende Brennstoffströmung aus dem Ventil 14 herausgetragen werden. Zusätzlich ermöglichen es die Nuten 120 und 122, daß der unter Druck stehende Brennstoff teilweise zwischen Schuhelement 50 und Platte 48 und zwischen Schuhelement 68 und Platte 66 eindringt und dabei die Schuhelemente 50 und 68 zurückpreßt und dadurch die Gleitreibung zwischen den Schuhelementen 50, 68 und den betreffenden feststehenden Platten 48 und 66 reduziert. Die Nuten 120 und 122 dienen also in dieser Weise dazu, durch Verunreinigungen hervorgerufene Beschädigungen dadurch zu vermeiden, daß die Kräfte zwischen Schuhelementen und Platten, die ansonsten eine aufgrund der Verunreinigungen hervorgerufene Reibungsabnutzung der Schuhelemente oder der Platten bewirken würden, verringert werden.

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Claims (7)

Patentansprüche

1.JFluidzumeß- und Durchflußteilerventil mit einem Gehäuse, gekennzeichnet durch eine erste und zweite Fluidkammer (34, 36) in Flußrichtung in Serie in dem Gehäuse (32), einen Fluideinlaß (40) zur Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid in die erste Fluidkammer (34), einen

zwischen
Strömungskanal (38),der ersten und der zweiten Fluidkammer (34, 36), ein erstes variables Zumeßventil (46) zum Bemessen des Durchflusses des Druckmittels von der ersten Kammer (34) über den Kanal (38) zur zweiten Fluidkammer (36), wobei das erste Zumeßventil (46) eine erste feststehende Platte (48) mit einer ersten Öffnung (60) und ein mit der ersten Platte (48) in gleitender Reibungsverbindung stehendes bewegliches Schuhelement (50) zur Abdeckung der ersten Öffnung (60) enthält, ein zweites variables Durchflußteilerventil (64) zur Aufteilung des aus der zweiten Fluidkammer (36) ausströmenden Fluids in zwei in dem Gehäuse (32) vorhandene Ausflußöffnungen (42, 44), wobei das zweite Durchflußteilerventil (64) eine zweite feststehende Platte (66) mit einer zweiten und einer dritten öffnung (7^, 76) und ein mit der zweiten Platte (66) in gleitender Reibungsverbindung stehendes zweites Schuhelement (68) zur Abdeckung der zweiten und der dritten Öffnung (74, 76) enthält, eine Welle (80) als Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schuhelement (50, 68) und durch eine Betätigungseinrichtung (10O)₁ die der Welle (80) zugeordnet ist und auf Signaleinrichtungen anspricht zum selektiven Verschieben der Welle (80) und der ersten und zweiten Schuhelemente (50, 68) gleichzeitig.

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2. Pluidmeß- und Durchflußteilerventxl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Schuhelement (50) eine erste Meßkante (124) vorgesehen ist, die mit der ersten Öffnung (60) eine erste veränderliche Pluiddurchflußfläche (130) bildet, daß die erste Meßkante (124) zusammen mit dem ersten Schuhelement (50) bewegbar ist und die veränderliche Pluiddurchflußfläche verändert, daß eine zweite und dritte Meßkante (126, 128) am zweiten Schuhelement (68) vorgesehen ist und mit der zweiten und der dritten Öffnung (74, 76) eine zweite und dritte veränderliche Fluid- "^: durchflußfläche (132, 134) bildet, und daß die zweite und die dritte Meßkante (126, 128) mit dem zweiten Schuhelement (68) bewegbar ist und die zweite und die dritte veränderliche Pluiddurchflußfläche (132, 134) verändert.

3. Pluidmeß- und Durchflußteilerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Vorspanneinrichtung (81) vorgesehen ist, die das erste bewegliche Schuhelement (50) in gleitendem Reibungskontakt mit der ersten feststehenden Platte (48) hält und eine mindestens teilweise erfolgende Abhebung des ersten Schuhelementes (50) von der ersten feststehenden Platte (48) ermöglicht.

4. Pluidmeß- und Durchflußteilerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Vorspanneinrichtung (92) vorgesehen ist, die das zweite bewegliche Schuhelement (68) in gleitendem Reibungskontakt mit der zweiten feststehenden Platte (66) hält und eine mindestens teilweise erfolgende Abhebung des zweiten Schuhelements (68) von der zweiten feststehenden Platte (66) ermöglicht.

5. Pluidmeß- und Durchflußteilerventxl nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Vorspanneinrichtung (81, 92) aus einer ersten und einer zweiten Peder bestehen und das erste und zweite Schuhelement (50,68) in derselben Richtung vorspannen.

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6. Pluidmeß- und Durchflußtexlerventil nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Nut (120) zwischen dem ersten Schuhelement (50) und der ersten feststehenden Platte (48) vorgesehen ist, die
eine Verbindung mit der ersten Kammer (34) herstellt und
einen ersten Pfad für den Transport von Verunreinigungen
bildet von einer Stelle zwischen dem ersten beweglichen Schuhelement (50) und der ersten feststehenden Platte (48) zur ersten Kammer (34).

7. Pluidmeß- und Durchflußtexlerventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Nut (122) zwischen dem zweiten beweglichen Schuhelement (68) und der zweiten feststehenden Platte (66) vorgesehen ist, die eine Verbindung mit der zweiten Kammer (36) herstellt und einen zweiten Pfad für den Transport von Verunreinigungen bildet von einer Stelle zwischen dem zweiten beweglichen Schuhelement (68) und der zweiten feststehenden Platte (66) zur.zweiten Kammer (36).

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