DE2927760A1 - Luftablasseinrichtung zum regulieren eines thermischen wachsens - Google Patents

Luftablasseinrichtung zum regulieren eines thermischen wachsens

Info

Publication number
DE2927760A1
DE2927760A1 DE19792927760 DE2927760A DE2927760A1 DE 2927760 A1 DE2927760 A1 DE 2927760A1 DE 19792927760 DE19792927760 DE 19792927760 DE 2927760 A DE2927760 A DE 2927760A DE 2927760 A1 DE2927760 A1 DE 2927760A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
valve
piston
rotor
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792927760
Other languages
English (en)
Other versions
DE2927760C2 (de
Inventor
Dana Donald Freberg
Robert Lloyd Mentzer
Jun Joseph Patrick Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2927760A1 publication Critical patent/DE2927760A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2927760C2 publication Critical patent/DE2927760C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/20Actively adjusting tip-clearance
    • F01D11/24Actively adjusting tip-clearance by selectively cooling-heating stator or rotor components
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

2827760
Luftablaßeinrichtung zum Regulieren eines thermischen Wachsens
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinentriebwerke und im einzelnen auf eine Einrichtung zum Verringern des Rotor/Ummantelung-Abstandes während des stationären und transienten Betriebes. _ ". /
Mit zunehmender Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit von Turbinentriebwerken durch Änderungen der Verfahren, Auslegungen und Materialien erlangen Verluste, die infolge übermäßiger . Abstände zwischen sich relativ drehenden Teilen auftreten, bei den zahlreichen Auslegungsbetrachtungen zunehmende Wichtigkeit. Bei vielen Turbinentriebwerksanwendungen ist es erforderlich, bei variablen stationären Drehzahlen zu arbeiten und zwischen diesen Drehzahlen so zu wechseln, wie es im regulären Betriebsverlauf erwünscht ist. Beispielsweise ist es in einem Strahltriebwerk des zum Antreiben von Flugzeugen benutzten Typs erforderlich, daß die Bedienungsperson immer dann auf eine erwünschte Drehzahl übergehen kann, wenn ein solcher Wechsel gewählt wird. Die resultierenden Temperatur- und Rotordrehzahländerungen führen zwischen dem Rotor und der umgebenden Mantelung zu einem relativen Wachsen, was zum Aufrechterhalten der erwünschten Leistungsfähigkeit, berücksichtigt werden muß. Das Hauptanliegen ist ein Aufrechterhalten eines minimalen Abstandes zwischen dem Stator und dem Rotor, während jeglicher Reibungseingriff zwischen diesen Teilen zu vermeiden ist, was zu einem Schleifen und zu einer resultierenden Zunahme des radialen Spiels während des nachfolgenden Betriebes führen würde. Wenn die transienten Betriebserfordernisse betrachtet werden, wie es oben erwähnt wurde, zeigt es sich, daß die relativen mechanischen und thermischen:Wachstumsmuster zwischen dem Rotor und der Ummantelung ein sehr schwieriges Problem darstellen.
Es wurden verschiedene Systeme entworfen, um die stationäre Ummantelung in Abhängigkeit von Triebwerk-Betriebsparametern variabel zu positionieren und das Rotor/Ummantelung-Spiel zu reduzieren. Ein solches System ist dasjenige eines im US-Patent 3 966 354 beschriebenen thermisch betätigten Ventils. Bei dieser Vorrichtung arbeitet ein Ventil in Abhängigkeit von der Tempera-
909885/0717
tür der Kühlluft. In dem Ausmaß, in dem die Kühllufttemperatur von der Triebwerkdrehzahl abhängt, wird der transiente Zustand berücksichtigt. Ein solches System neigt jedoch dazu, ein relativ langsames Ansprechverhalten zu haben und relativ ungenau bei dem Versuch zu sein, das relative Wachsen während des transienten Betriebes anzupassen bzw. anzugleichen.
Sicher besteht der Hauptgrund dafür, daß ein nur nach einem drehzahlabhängigen Programm arbeitendes Kühlluftsystem unpassend ist, darin, daß ein solches System nicht die thermischen Aufheizungs- und Abkühlungs-Zeitkonstanten des Rotors für alle möglichen Übergangsbetriebsfolgen berücksichtigen kann. Das heißt, daß vorhandene Systeme nur thermische Zeitkonstanten anpassen können, wenn die Reihenfolge des transienten Betriebes bekannt ist. Dieses ist natürlich unannehmbar, da der jeweilige Betriebszustand und die Betriebsreihenfolge von dem jeweiligen Flugauftrag bzw. -vorhaben abhängen.
Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile arbeitet nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Zeitglied-Ventil in Abhängigkeit von Rotordrehzahlsignalen in der Weise, daß Temperaturänderungen für den Luftstrom zu der Abstützung der Turbinenummantelung programmiert bzw. festgelegt werden, um die thermischen Zeitkonstanten des Rotors anzupassen. Auf diese Weise kann das Spiel zwischen dem Rotor und der Ummantelung während des transienten und des stationären Betriebes verringert werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Zeitglied-Ventil nach Erreichen eines vorbestimmten Wertes der Rotordrehzahl aktiviert. Es erfolgt dann ein Vorbewegen mit einer konstanten Geschwindigkeit, um Vergrößerungen der Lufttemperatur stufenweise festzulegen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Lufttemperaturen durch Verwenden von zwei Luftquellen unterschiedlicher Temperaturen verändert. Sie werden wahlweise unabhängig benutzt oder gemischt, um Luft bei vier unterschiedlichen Luftstrom-Betriebsarten zu erhalten.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung beginnt das Zeitglied-Ventil mit einem Rückziehvorgang zu seiner ursprünglichen Position mit einer konstanten Geschwindigkeit,
909885/0717
2827760
nachdem die Rotordrehzahl auf einen vorbestimmten Wert vermindert wurde. Die Rückzuggeschwindigkeit ist kleiner als die Vorbewegungsgeschwindigkeit, um erneut auftretende Betriebsstöße {rebursts) ohne eine Störung zwischen dem Rotor und der ummantelung aufzunehmen. Während der Rückzugphase wird die Luftäbgabe durch die Rotordrehzahl bestimmt, und sie ist unabhängig von der Position des Zeitglied-Ventils.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung setzt das Zeitglied-Ventil nach Erreichen des höchsten Luftstrom-Temperaturbetriebes seinen Vorbewegungsvorgang während einer vorbestimmten Zeit fort, so daß während der Rückzugperiode die resultierende zusätzliche Zeit ein ausreichendes Abkühlen des Rotors ermöglicht, damit Rotor-Betriebsstöße (bursts) ohne dabei auftretende Schleiferscheinungen möglich sind.
Nach einem anderen Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Planungsfunktion des Zeitglied-Ventils durch den Rotorbetrieb bei vorbestimmten Drehzahlen vorgegeben (pre-empted). Die Temperatur der abgelassenen Luft wird dann ausschließlich durch die Rotordrehzahl und unabhängig von der Position des Zeitglied-Ventils bestimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 - in einem axialen Schnitt einen Turbinenummantelung-Äbstützungsabschnitt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 - in einer schematischen Darstellung ein Turbinenummantelung-Kühlsystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 3 - in einem teilweise schematischen Schnitt einen Drehzahlerfassungsabschnitt der bevorzugten Ausführungsf orm der Erfindung,
Figur 4 - in einem teilweise schematisch dargestellten Schnitt einen Zeitglied- und Luftventil-Abschnitt nach der vorliegenden Erfindung, "
Figur 5 - eine Tabelle zum Aufzeigen der stationären Betriebsarten der vorliegenden Erfindung,
Figur 6 - in einer grafischen Darstellung die Beziehung der verschiedenen Parameter während des stationären Betriebes,
909885/0717
Figur 7 - in einer grafischen Darstellung verschiedene Betriebsfolgeventil-Positionen und Luftventil-Positionen als Funktion der Zeit und
Figuren 8a bis 8m - schematische Darstellungen der Betriebsfolgeventil- und Luftventil-Positionen beim Durchlaufen eines typischen Betriebszyklus.
In Figur 1 ist ein Teil eines typischen Gasturbinentriebwerks dargestellt, welches eine Reihe von umfangsmäßig verteilten Hochdruck-Turbinenschaufeln 11 enthält. Diese sind von einer Mehrzahl von umfangsmäßig verteilten Mantelsegmenten 12 eng umgeben. Wie bei dem herkömmlichen Betrieb einer einstufigen Hochdruckturbine strömen die heißen Abgase von dem Brenner (nicht dargestellt) durch eine Reihe von Hochdruckdüsen 13, durch eine Reihe von Turbinenschaufeln 11 zum Drehen derselben und stromabwärts zu einer Reihe von Niederdruckdüsen 14. Kühlluft wird den Hochdruckdüsen 13 und den Niederdruckdüsen 14 in bekannter Weise über entsprechende Kühlräume 16 und 17 zugeleitet.
Die Mantelsegmente 12 werden von einem Mantelstützaufbau 18 mit inneren Flanschen 19 und 21 gehalten, die mit den Mantelsegmenten über einen ringförmigen Klemmbügel 22 und einen Stützarm 23 verbunden sind. Zum Kühlen der Mantelsegmente 12 ist es üblich, Kühlluft von einem Raum 24 durch den Stützarm 2 3 zu dem Raum 26 zu leiten, wo die Kühlluft durch Perforationen bzw. Löcher in einer Zwischenwand 27 strömt, um auf die Mantelsegmente 12 aufzuprallen und diese zu kühlen.
Der Mantelstützring 18, der an seinem vorderen Ende an dem Brennergehäuse 28 und an seinem rückwärtigen Ende an dem Düsenstützelement 29 sowie dem Niederdruckturbinengehäuse 31 befestigt ist, enthält einen mittleren Flansch bzw. Rand 32 und einen hinteren Flansch bzw. Rand 35. Diese Flansche haben eine weitgehende Dicke und radiale Höhe, so daß sie einen beträchtlichen Teil der Masse des gesamten Mantelstützaufbaues 18 bilden. Es ist ersichtlich, daß durch selektives Steuern der Temperatur und somit des thermischen Wachsens dieser Flansche die radiale Position des Mantelsegmentaufbaues 18 und somit der Mantelsegmente 12 so angepaßt werden kann, daß sie dem mechanischen und thermischen Wachsen der Rotorschaufel 11 folgt, damit der Abstand zwischen
909885/0717
den Schaufeln 11 und den MantelSegmenten 12 sowohl während des Dauerbetriebes als auch während Übergangsbetriebszuständen verringert wird.
Den Mantelstützaufbau umgibt ein Verteiler 33, der an . seinem^ vorderen Ende über eine Mehrzahl von Befestigungsgliedern 34 mit einem Brennergehäuse 28 und an seinem rückwärtigen Ende durch eine Vielzahl von Befestigungsgliedern 36 mit dem Turbinengehäuse 31 verbunden ist. Der Verteiler 33 bestimmt die äußere Seite eines Hochdruck-Kühlluftraums 37 und eines Kühllufträums 38; für einen niedrigeren Druck. Die beiden Räume 37 und 38 sind durch eine Wandung 39 getrennt, und es können Maßnahmen für das Strömen von gewisser Luft zwischen den Räumen gemäß der Pfeildarstellung enthalten sein. Somit kann der für den niedrigeren Druck zuständige Kühlluftraum 38 über den Hochdruck-Kühlluftraum 37, durch einen Luftübergang über die Oberseite des Flansches 19 nach dem Aufprallen und/oder gemäß der Darstellung durch eine separate Versorgungsleitung 41 mit Kühlluft versorgt werden. Das Kühlen der Niederdruckdüsen erfolgt in einer in der Technik bekannten Weise.
In den Hochdruck-Kühllufträum 37 führt eine ,Ablaßluftleitung 42, die von dem Kompressor bei veränderlichen Temperaturen in einer noch näher zu beschreibenden Weise Ablaßluft empfängt. Die radial innere Begrenzung des Kühlluftraums 37 und die radial äußere Begrenzung eines inneren Raums 4 3 bildet ein Prallring 44 mit einer Mehrzahl von darin umfangsmäßig verteilt angeordneten Löchern 46, die dazu dienen, die unter einem relativ hohen Druck stehende Luft aus dem Raum 37 gegen die Oberflächen des mittleren Flansches 32 und des hinteren Flansches 35 zum Steuern der Temperatur dieser Flansche prallen zu lassen. Die aufgetroffene bzw. aufgeprallte Luft, strömt dann aus dem Raum 43, der einen relativ mittleren Druck aufweist, in üblicher Weise zum Kühlen anderer Elemente des Triebwerks.
Das Zumessen des Kühlluftstroms zu dem Hochdruck-Kühlluftraum 37 über die Ablaßluftleitung 42 erfolgt durch das in Figur 2 allgemein dargestellte System. Hier bildet eine Treibstoffhauptsteuerung 47, die eine für die Rotordrehzahl bezeichnende Eingangsgröße empfängt, eine Mehrzahl von hydraulischen Druck-Ausgangsgrößen, die benutzt werden, um ein Zeitglied 48 und ein
90988570717
Paar von Luftventil-Betätigungsorganen 49 sowie 51 mit Luftventilen 55 sowie 60 zu betreiben, und zwar zum Zumessen von Luft zu einem Verteiler 52 und dann über die Leitung 42 zu der Mantelabstützung.
In der Treibstoff-Hauptsteuerung 47 befindet sich ein Paar von druckausgeglichenen Hydrauliksignalventilen 53 und 54 (siehe Figur 3) mit Kolben bzw. Stößeln 56 und 57, deren Positionen von einer Nocken- oder Kurvenscheibe 58 gesteuert werden, die mit entsprechenden Ventilstangen 59 und 61 in Eingriff steht. Die Kurvenscheibe 58 wird auf ein Kerndrehzahl-Tachometer ansprechend positioniert, das normalerweise zum Planen bzw. Festlegen des Beschleunigungstreibstoff f lusses und der Kompressor-Statorposition benutzt wird. Dieses Doppelventilsystem besitzt an jedem Schaltpunkt einen spezifischen Drehzahlhysteresebereich, um zu verhindern, daß das System beim Arbeiten nahe einer Schaltpunktdrehzahl zwischen den Betriebsarten hin- und herwechselt. Das Kurvenscheibenprofil treibt den inneren Ventilschaft eines jeden der Ventile an, so daß dann, wenn einmal die Schaltpunktverlagerung erreicht ist, sich der eingefangene Stößel durch den Differentialdruck zu der entgegengesetzten Bewegungsgrenze innerhalb der Anschläge des Ventilschafts bewegt. Deshalb muß sich die Drehzahl um das der Stößelbewegung entsprechende Maß ändern, bevor das Signal zu seinen ursprünglichen Ventilspalten zurückkehrt. Da die Bewegung des Stößels bzw. Kolbens auf den dem Drehzahlhystereseband entsprechenden Bereich beschränkt ist, ist der sich ergebende Einfluß auf die Mantelabstände minimal.
Jedem der drei Signalventile 53 und 54 werden drei Hydraulikdruck-Eingangsgrößen zugeleitet, die leicht von dem bestehenden Treibstoffsteuerungssystem erhältlich sind. Die Eingangsgrößen sind Pn (Ladedruck), P„„ (PD + 7 kp/cm2) und P„ (P„ + 14 kp/cm2). Die entsprechenden Stößel 56 und 57 werden dann von der Kurvenscheibe 58 entsprechend positioniert, um Kombinationen dieser Drücke in den entsprechenden Signalventilen zu erhalten und Turbinenspiel-Ausgangssignale TC2 und TC1 zu erzeugen, die gleich P„ oder Pc sind. Diese zwei hydraulischen Signale TC1 und TC~ werden dann zusammen mit dem hydraulischen Signal P„ zu dem Zeitglied 48 geleitet, das seinerseits auf Leitungen 62 und 63 hydraulische Signale zum Betreiben der Luftventil-Betätigungs-
909885/0 717
organe 51 und 49 erzeugt. Diese Ventil-Betätigungsorgane empfangen auch ein P._,R Druckeingangssignal für eine Verwendung als Referenzdrück. Sie betreiben dann die Luftventile 60 und 55 in Abhängigkeit von den hydraulischen Signalen des Zeitgliedes 48/ um verschiedene Kombinationen von Kühlluft der fünften und neunten Stufe zu der Luftventil-Ablaßöffnung oder dem Verteiler 52 zu leiten, und zwar zum Steuern der Temperatur der Mantelabstutzung.
In Figur 4 ist das Zeitglied 48 so dargestellt, daß es einen Zylinder 64 mit zwei Durchmessern und einen Kolben 66 mit zwei Durchmessern hat. In dem größeren Ende bzw. Bereich 67 des Zylinders befindet sich zwischen seiner einen Wandung 68 und dem größeren Ende 6 9 des Kolbens eine Schraubenfeder 71, die dazu neigt, den Kolben in Richtung zu dem Kopfendenraum 70 am linksseitigen Ende des Zylinders 64 vorzuspannen. Das kleinere Ende 72 des Kolbens enthält drei axial verteilte Stege 73, 74 und 76, die sich radial auswärts bis zu einem engen diametralen Abstand mit der Innenwandung des schmaleren Endes bzw. Bereichs 77 des Zylinders erstrecken. Der Kolben 66 hat einen sich axial von einem zum anderen Ende erstreckenden Durchgang 78, ferner eine an einem Ende desselben befindliche Mündung 80 zum Zumessen des Fluidstroms zu dem Kopfendenraum 70 und eine Mündung_ 79 , die den Durchgang 78 strömungsmäßig mit einem Hohlraum 81 zwischen den Stegen 74 und 76 verbindet. Das schmalere Ende 72 des Kolbens enthält auch einen Durchgang 82, der einen Hohlraum 83 zwischen den Stegen 73 und 74 mit dem größeren Ende bzw. Bereich 67 des Zylinders strömungsmässig verbindet.
Hydraulische Verbindungen zu dem Zylinder 64 werden an seinem schmaleren Ende durch Leitungen 84, 86 sowie 87 und zu seinem größeren Ende durch eine Leitung 88 hergestellt. Die Leitung 84 führt in das Ende des schmaleren Abschnitts 77 des Zylinders und enthält ein hydraulisches Fluid mit einem mit TC2 bezeichneten Druck, der von dem in der Treibstoffhauptsteuerung 47 angeordneten Signalventil 53 herrührt. Die Leitung 86 ist an ihrem einen Ende mit der Seite des schmaleren Abschnitts 77 des Zylinders und an ihrem anderen Ende mit einem Ende eines Maximaldruckwählers 89 verbunden. Die Leitung 87 ist an ihrem einen Ende mit dem schmaleren Ende 77 des Zylinders und an ihrem anderen Ende mit einem Ende eines Maximaldruckwählers 91 verbunden. Die Leitung 88 ist
90988 5/0717
an ihrem einen Ende mit der Wandung 68 des größeren Endes 67 des Zylinders und an ihrem anderen Ende mit einem Mischventil 92 verbunden. Dieses besitzt einen Zylinder 93, in dem ein mit zwei Enden ausgebildeter Kolben 94 angeordnet ist und eine Schraubenfeder 96 den Kolben 94 gemäß der Darstellung nach unten vorspannt. Das obere Ende des Zylinders 93 ist über eine Leitung 97 mit dem Signalventil 53 der Treibstoffhauptsteuerung 47 verbunden, um einen TC2 Fluiddruck zuzuführen. Das untere Ende des Mischventils 92 ist über eine Hydraulikleitung 98 mit dem anderen Signalventil 54 in der Treibstoffhauptsteuerung 47 verbunden, um das TC1 Fluiddrucksignal zu empfangen. Die das größere Ende 67 des Zylinders verbindende Hydraulikleitung 88 führt in das Mischventil 92 an einem Punkt zwischen den beiden Enden. Eine andere Hydraulikleitung 99, die Fluid unter einem Druck P_ enthält, führt im wesentlichen an demselben axialen Punkt in den Zylinder 93. Und schließlich führt eine Hydraulikleitung 101 von einem Punkt an dem unteren Ende des Zylinders 9 3 zu dem anderen Ende des Maximaldruckwählers 89. Nachfolgend wird der Betrieb des Mischventils 92 unter veränderlichen Bedingungen beschrieben.
In den Maximaldruck-Wählerventilen 89 und 91 befinden sich entsprechende Kugeln 102 und 103, deren Positionen durch die darauf einwirkenden Drücke so bestimmt werden, daß die Kugeln nur die höchsten Drücke, denen sie ausgesetzt sind, zu den entsprechenden Luftventil-Betätigungsorganen 51 und 4 9 gelangen lassen. Beispielsweise ist die Kugel 102 in dem Maximaldruck-Wählerventil 89 den Drücken in den Leitungen 86 sowie 101 ausgesetzt. Sie bewegt sich so, daß sie nur den höheren Druck in die Leitung 62 und in das eine Ende des Luftventil-Betätigungsorgans 51 gelangen läßt. In ähnlicher Weise arbeitet das Ventil 91 so, daß es nur den höheren Druck von der Leitung 87 und der Leitung 98 in die Leitung 6 3 und in das eine Ende des Luftventil-Betätigungsorgans 4 9 gelangen läßt.
Gemäß der Darstellung in Figur 4 ist das Luftventil 55 normalerweise geschlossen, und sein Betätigungsorgan 49 wird durch eine Schraubenfeder 104 wie auch durch ein hydraulisches Fluid bei einem Druck P_,R vorgespannt. Das Luftventil 60 ist ein normalerweise offenes Ventil, und sein Betätigungsorgan 51 wird von einer Schraubenfeder 106 und dem hydraulischen Fluid unter einem Druck
909885/0717
2S27760
Es wird nunmehr der Betrieb des Zeitgliedes 48 im stationären Leerlaufdrehzahlzustand beschrieben. Bei Leerlaufdrehzahl bewegt die Kurvenscheibe 58 (siehe Figur 3) die Stößel 56 und 57 zu solchen Positionen, daß der niedrige Druck_Pß an beiden TC. und TC~ Signalpunkten vorliegt. Der niedrige Fluiddruck existiert dann in der Leitung 84 aus Figur 4, in dem schmaleren Ende 77 des Zylinders , in dem Durchgang 78 und in dem Kopfendenraum 70, um auf das größere Ende 69 des Kolbens einzuwirken. Die andere Seite des grösseren Endes des Kolbens 69 wird von demselben niedrigen Druck Px,
von der Leitung 99 über das Mischventil 92 und die.Leitung 88 beaufschlagt. Da die Drücke gleich sind, verbleibt der Kolben 66 in dieser Position. Derselbe niedrige Druck herrscht in der Leitung 86. Da das über die Leitung 99 in das Mischventil 92 eintretende Fluid einen Druck Pß hat, hat auch das Fluid in der Leitung 101 einen niedrigen Druck PR. Dementsprechend beträgt der Druck in der Leitung 62 ebenfalls Pß, und die Feder 106 sowie das Fluid mit dem Druck _.P „„halten das Betätigungsorgan 51 in einem zurückgezogenen Zustand und das Ventil 60 in der offenen Position, so daß Luft der neunten Stufe zu der Ventilauslaßöffnung 52 strömen kann.
Gleichzeitig hat das Fluid in den zu dem Maximaldruckwähler 91 führenden Leitungen 98 sowie 87 und in der Leitung 63 an dem linken Ende des Luftventil-Betätigungsorgans 49 einen niedrigen Druck Pg. Auf die andere Seite des Luftventil -Betätigungsorgans 49 wirken die Kraft der Feder 104 und der Fluiddruck PCR/ so daß das Ventil 55 in seiner normalerweise geschlossenen Position gehalten wird, um ein Zuströmen von Luft der fünften Stufe in die Luftventil-AuslaßÖffnung 52 zu vermeiden.
Das Mischventil 92 hat in beiden Endbereichen hydraulisches Fluid mit einem DruckoPB, so daß'der Kolben 94 gemäß der Darstellung in seiner nach unten vorgespannten Position verbleibt.
Bei dem Betrieb des Systems im stationären Leerlaufbetrieb ist eine Anwendung relativ heißer Luft der neunten Stufe beabsichtigt, um die Mantelposition prompt bzw. schnell herzustellen und den notwendigen Abstandsspielräura für den Betrieb vorzusehen, wie es nachfolgend näher erläutert wird. Zusätzlich zum Leerlaufbetrieb ist das System dazu bestimmt, über den gesamten Kerndrehzahlbereich zu arbeiten, was zum Zwecke der vorliegenden Beschreibung für einen Standardtag in der Tabelle aus Figur 5 in Abhängigkeit von den stationären Betriebsbedingungen, Reiseflug,
909885/0717
Steigflug und Abheben, dargestellt ist. Es ist festzustellen, daß bei diesen stationären Betriebsarten zunehmend heißere Luft angewendet wird, wenn die Triebwerksdrehzahl und -temperaturen ansteigen, um eine Anpassung an das thermische Wachsen des Rotors vorzunehmen. Demnach werden nach dem anfänglichen Starten und dem Leerlaufbetrieb die kühlste Luftquelle von der fünften Stufe in dem Reiseflug-Bereich von 10.000 bis 13.400 U/min benutzt, dann die Luft von den fünften und neunten Stufen für den Steigflug-Bereich von 13.400 bis 14.000 U/min gemischt und schließlich nur die Luft der neunten Stufe in dem stationären Betriebszustand des Abhebens über 14.000 ü/min benutzt, um während eines Abhebens an heißen Tagen ein passendes Spiel sicherzustellen.
Es ist aus der Tabelle aus Figur 5 ersichtlich, daß für den Leerlauf- und den Reiseflug-Betrieb der Zeitglied-Kolben 66 in der zurückgezogenen Position aus Figur 4 verbleibt. Es wird sich noch klarer ergeben, daß dann, wenn das Triebwerk bei einer höheren Drehzahl gearbeitet hat und die Drehzahl zu einer der beiden genannten Drehzahlbereiche abfällt, der Kolben 66 des Zeitgliedes zurückgezogen wird, so daß er sich zu der in Figur 4 dargestellten Position nach links bewegt. In den anderen beiden Betriebsarten für den Steigflug und das Abheben wird der Kolben 6 6 des Zeitglieds vorbewegt, um das Ansteigen der Lufttemperaturen in der angegebenen Weise zu planen bzw. zu bestimmen.
In Figur 6 sind die verschiedenen Steuerungssignale, die endgültigen Kolbenpositionen, die benutzten Luftquellen und die Rotor-Mantel-Abstände grafisch dargestellt, die den jeweiligen stationären Betriebsarten entsprechen. Während des Leerlaufs haben TC. und TC„ beide die niedrigen Pß Drucksignale, so daß sich der Kolben in der weiten linken Position befindet. Nur die Luft der neunten Stufe ist eingeschaltet, so daß der Rotor-Mantel-Relativabstand bei dieser Drehzahl den möglichen Maximalpegel annimmt. Wenn die Drehzahl auf den Reiseflugbetrieb vergrößert wird, wird das TC. Steuerungssignal auf den Pp Pegel vergrößert, so daß die Luft der neunten Stufe abgeschaltet und die Luft der fünften Stufe eingeschaltet werden. Dieses führt zu einer erheblichen Abnahme des Rotor-Mantel-Abstandes, und diese Verminderung des Abstandes setzt sich fort, wenn die Drehzahl bis zu dem Steigflug-Bereich vergrößert wird. An diesem Punkt wird das TC^ Signal auf den Pc Pegel vergrößert, und der Kolben des Folgezeitglieds be-
909885/0717
wegt sich zu seiner Endposition an der weiten rechten Seite. Die Luft der neunten Stufe wird dann eingeschaltet, um eine Mischung von Luft der fünften sowie neunten Stufe vorzusehen und den Rotor-Mantel-Abstand gemäß der Darstellung auf einen annehmbaren Wert zu vergrößern. Und wiederum nimmt dieser Abstand ab, wenn die Drehzahl bis zu dem Abhebepegel ansteigt, wobei das TC1 Signal auf.den P_ Pegel vermindert und die Luft der fünften Stufe abgeschaltet werden, damit wieder ein vergrößerter Rotor-Mantel-Abstand vorliegt und weitere Drehzahlsteigerungen ohne dabei auftretende Schleifeingriffe zulässig sind.
Es wird nunmehr der Betrieb des Systems unter transienten Bedingungen erörtert. In Figur 7 ist eine grafische Darstellung der Zeitgliedventil-Kolbenpositionen und der Luftventil-Positionen für ein Triebwerk dargestellt, das von dem Leerlaufzustand zu der Abheben-Position betrieben und zurück zu dem Reiseflug- /Leerlauf-Zustand vermindert wird. Beim Durchlaufen dieser drei Betriebsfolgen werden die Ventilpositionen in bezug auf die Steuerungsparameter und die Zeit durch Bezugnahme auf die Figuren 8a bis 8m untersucht.
Gemäß Figur 4 wird in der Leerlaufposition des Triebwerks die Luft der neunten Stufe zu der Mantelabstützung geleitet, um für einen passenden Abstand zwischen dem Rotor und dem Mantel zu sorgen. Wenn das Triebwerk bis zum Abheben-Bereich beschleunigt wird, beginnt das System gemäß der Darstellung in Figur 8a zu arbeiten. Mit fortschreitender Zeit durchläuft das System die Funktionen gemäß den Darstellungen in den Figuren 8b, 8c und 8d. ^ ."" " ...
Gemäß Figur 8a haben das hydraulische Signal TC. einen niedrigen Pegel PR und das Signal TG2 einen hohen Pegel P^. Dementsprechend strömt das Hochdruckfluid in der Leitung 84 durch den Durchgang 78 sowie die Mündung 80 in den Kopfendenraum 70 am linksseitigen Ende des Kolbens 66, um ein nach rechts erfolgendes Bewegen des Kolbens 66 einzuleiten. Gleichzeitig bewegt das Hochdruckf luid in der Leitung 86 die Kugel 1.02 des Druckwählers 89 nach unten, so daß das Hochdruckfluid in die Leitung 62 strömt, um der Feder 106 sowie dem Druck PCR des Luftventil-Betätigungsorgans entgegenzuwirken und hierdurch den Kolben auszufahren sowie die Luft der neunten Stufe abzusperren. Der übrige Teil der
909885/0717
Fluidschaltung verbleibt bei einem Zustand niedrigen Druckes P„. Dieser Betriebszustand "kein Strom" ergibt sich für die ersten 30 Betriebssekunden, wobei sich der Ventilkolben des Zeitgliedes um 20 % seiner Bewegungsstrecke nach rechts bewegt, wie es in Figur 7 dargestellt ist.
Nach Ablauf von 30 Sekunden hat sich der Kolben 66 zu der in Figur 8b dargestellten Position nach rechts bewegt. An diesem Punkt tritt das Hochdruckfluid in die Mündung 79 und den Hohlraum 81 ein, um dann in die Leitung 87 zu strömen, wo die Kugel 103 in dem Maximaldruckwähler 91 gemäß der Darstellung nach unten bewegt wird. Das Hochdruckfluid tritt in die Leitung 63 ein und überwindet die Federkraft sowie den Druck P„n, um das Betätigungsorgan 49 auszufahren und das normalerweise geschlossene Ventil 55 zu öffnen, wodurch Luft der fünften Stufe in die Ventilauslaßöffnung 52 eintreten kann. Dieser Zustand dauert während 15 Sekunden an, wenn sich der Kolben 66 gemäß Figur 7 zu der 30 % Position bewegt.
Nach Ablauf von 45 Sekunden bewegt sich der Steg 73 des Kolbens 66 zu der rechten Seite der zu der Leitung 86 führenden Mündung, wodurch die Zufuhr von Hochdruckfluid zu dieser Leitung unterbrochen wird (siehe Figur 8c). Die Leitung 86 wird dann einem Fluid mit niedrigem Druck P» ausgesetzt, das über die Leitung 88, das größere Ende 67 des Zylinders, den Durchgang 82 und den Hohlraum 83 eintritt. Der Druck in der Leitung 62 fällt dann auf den niedrigen Pegel Pn, und der Druck P„„ sorgt für ein Zu-
ö CK
rückführen des Betätigungsorgans, um das Luftventil 60 in die normalerweise offene Position zu bewegen. Dann gelangt Luft der neunten Stufe in die Ablaßmündung 52, um eine Mischung von Luft der fünften und neunten Stufe abzulassen. Dieser Zustand liegt während der nächsten 40 Sekunden vor, wenn sich der Kolben 66 zu der 57 % Position gemäß Figur 7 bewegt.
Nach Ablauf von insgesamt 85 Sekunden (siehe Figur 8d) gelangt der Steg 76 auf die rechte Seite der zur Leitung 87 führenden Mündung, und es existiert ein niedriger Fluiddruck Pß in der Leitung 88 sowie im großen Zylinderende 67, so daß dem Maximaldruckwähler 91 ein Zustand niedrigen Druckes geboten wird. Da an beiden Seiten des Maximaldruckwählers 91 ein niedriger Druck vorliegt, ergibt sich ein niedriger Druck auch in der Leitung 63,
909885/0717
und der Druck P^0 führt das Betätigungsorgan 49 nach links zurück, um das Luftventil 55 in seine normalerweise geschlossene Position zu bringen und die Luftversorgung der fünften Stufe gemäß Darstellung zu unterbrechen. Wie es in Figur 7 dargestellt ist, existiert dieser Zustand zwischen der 85. Sekunde und der 152. Sekunde, wenn sich der Kolben 66 zu der vollständig rechtsseitigen Position bewegt. Diese fortgesetzte Vorbewegung über den Punkt hinausgehend, an dem das Luftventil 55 geschlossen ist, wird als tfberhub bezeichnet und ist vorgesehen, um die Rückzugzeit des Zeitglied-Kolbens zu verlängern und ein ausreichendes Abkühlen des Rotors zu erlauben, damit erneute Drehzahl-Stöße (speed rebursts) ohne dabei auftretende Schleifvorgänge möglich sind. Dieses wird noch klarer beschrieben. : -:
Solange die Rotordrehzähl oberhalb einem Wert von 14.000 U/min verbleibt, bleibt der Kolben in der weiten rechten Position, und es fließt fortgesetzt Luft der neunten Stufe zu der Mantelabstützung. Wenn die Drehzahl nunmehr von der Abheben-Drehzahl von 14.000 U/min auf eine reduzierte Drehzahl zurückgenommen wird, die einen anderen stationären Betrieb erforderlich macht, beispielsweise auf einen Steigflug-Bereich von 13.400 bis 14.000 U/ min oder den Reiseflug- bzw. Normalflug-Bereich von 10.000 bis 13.400 U/min, dann erfolgt eine Systemänderung in der Weise, daß ein abweichender Kühlbetrieb vorgesehen wird. Wenn die Drehzahl beispielsweise auf einen Bereich von 13.400 bis 14,000 U/min abfällt, tritt sofort ein gemischter Strom der fünften und neunten Stufe auf. Wenn die Drehzahl in den Normalflug-Bereich abfällt, sorgt das System sofort dafür, daß nur Luft der fünften Stufe zum Verteiler geleitet wird. Wenn die Drehzahl unter den Wert von 13.400 U/min fällt, beginnt das Zeitglied an diesem Punkt mit dem Rückzug, wobei es der nach unten geneigten Linie aus Figur 7 folgt. Es ist zu beachten, daß der Kolben des Zeitglieds nur 150 Sekunden benötigt, um vollständig zur rechten Seite zu gelangen, während er 650 Sekunden benötigt, um sich vollständig zu der linken Seite zurückzubewegen. Da der Rotor für ein Abkühlen bei niedrigen Drehzahlen mehr Zeit als für ein Aufheizen bei hohen Drehzahlen benötigt, ist diese langsamere Rückbewegung erforderlich, um Schleifvorgänge des Rotors an dem Mantel während eines erneuten Stoßes bzw. Hochfahrens auf einen hohen Schub zu vermeiden. Wie es er-
909885/0717
sichtlich ist, führt der Überhub des Kolbens während einer Periode von 65 Sekunden δμ einer zusätzlichen Rückzugzeit von etwa 280 Sekunden. Diese Zeit ermöglicht es, daß sich der Rotor großer Trägheitsmasse ausreichend weit abkühlen kann, während das Mantel-Kühlsystem in dem heißeren Betriebszustand verbleibt, so daß ein Hochfahren beispielsweise auf Steigflug nicht zu einem Schleifvorgang führt.
Wenn die Drehzahl auf einen Wert unterhalb 13.400 U/min reduziert wird, erfolgt ein Zurückziehen des Kolbens nach links, und das Luftventil der fünften Stufe bleibt offen, wie es in den Figuren 8e bis 8h dargestellt ist. Wenn die Drehzahl unter 13.400 U/min abfällt, erfolgt ein solches Schalten der TC1 und TC2 Signale, daß TC^ einem hohen Druck Pc und TC2 einem niedrigen Druck Ρ« entsprechen. Das größere Drucksignal TC1 existiert in der Leitung 98, in dem Maximaldruckwähler 91 und in der Leitung 93, so daß Ρ« das normalerweise geschlossene Luftventil 55 öffnen kann, wodurch Luft der fünften Stufe in die Luftventil-Ablaßöffnung 52 strömen kann. Gleichzeitig gelangt das Hochdrucksignal bei TC1 in das Mischventil 92, um den Kolben 94 in die obere Position zu bewegen und das Hochdruckfluid in die Leitung 101, den Maximaldruckwähler 89 und die Leitung 62 zu leiten. Dadurch wird das normalerweise offene Luftventil 60 geschlossen, um die Luft der neunten Stufe daran zu hindern, in die Luftventil-Auslaßöffnung 52 einzutreten. Das Signal TC2 mit dem niedrigen Druck Pß, welches über den Durchgang 78 und die Mündung 80 zu dem Kopfendenraum 70 gelangt, ist unzureichend, um die Kraft der Schraubenfeder 71 zu überwinden, so daß sich der Kolben 66 nach links zurückzuziehen beginnt. Am Ende einer Periode von 280 Sekunden hat der Kolben 66 die in Figur 8f dargestellte Position erreicht, wobei sich der Steg 76 bis zu der linken Seite der zu der Leitung 87 führenden Mündung bewegt hat, so daß der niedrige Druck von der Leitung 84 auch in der Mündung 79, dem Hohlraum 81 und der Leitung 87 herrscht, Die Kugel 103 des Maximaldruckwählers 91 ist dann gemäß der Darstellung in die obere Position bewegt, und das Hochdruckfluid gelangt noch von der Leitung 98 zu der Leitung 63 und schließlich zu dem Luftventil-Betätigungsorgan 49/ um das Luftventil 55 in der offenen Position zu halten.
90 9 88 5/0717
Nach 450 Sekunden hat sich der Kolben 66 zu der in Figur 8g dargestellten Position bewegt, wobei der Steg 73 zu der linken Seite der zur Leitung 86 führenden Mündung gelangt ist. Es verbleiben ein niedriger Druck an der Oberseite der Kugel 102 und ein hoher Druck unterhalb der Kugel sowie in der Leitung 62 und in dem Luftventil 51, so daß das Luftventil 60 in der geschlossenen Position gehalten wird.
Nach 650 Sekunden vom Reiseflug-Betrieb hat sich der Kolben 66 zu der vollständig linksseitigen Position bewegt, wie es in Figur 8h dargestellt ist. Damit ist der Steg 74 zu der linken Seite der zur Leitung 87 führenden Mündung gelangt, so daß der Leitung Fluid mit niedrigem Druck Pn zugeführt wird, der über die Leitung 88 zu dem Durchgang 82 und dem Hohlraum 83 gelangt. Wiederum gelangt Hochdruckfluid von der Leitung 98 durch den Maximaldruckwähler 91 und die Leitung "63, um das Luftventil 55 in der offenen Position zu halten. Das System verbleibt in diesem Zustand, solange diese Reiseflug- bzw. Normalflug-Drehzahl aufrechterhalten wird.
Es ist darauf hinzuweisen, daß dann, wenn die Drehzahl während der in Figur 7 durch die abwärts geneigte Linie dargestellten Rückzugperiode des Kolbens 66 über den Normalflugbetrieb-Schwellwert von 13.400 U/min vergrößert wird, sich dann der Kolben 66 nach rechts zurückzubewegen beginnt, und zwar gemäß einem oben beschriebenen Vorbewegungsprögramm. Es erfolgt jedoch eine Bewegungsaufnahme dort, wo die Rückzugbewegung unterbrochen wurde, und kein Starten an der weit linksseitigen Position. Wenn die Drehzahl beispielsweise nach einer Rückzugbewegung von 200 Sekunden erneut bis zu dem Abheben-Pegel von 14.000 U/min vergrößert wird, hat sich der Kolben 66 bis zu einer Bewegungsposition von 70 % zurückgezogen, wie es in der grafischen Darstellung aus Figur 7 durch A gekennzeichnet ist. Der Kolben beginnt dann mit seiner Vorbewegung längs des dargestellten Vorbewegurigsprogramms von der Position B, und zu diesem Zeitpunkt erfolgt ein Wechsel von Kühlluft nur der fünften Stufe zu Kühlluft nur der neunten Stufe.
Wenn das Triebwerk bei Normalflug während 200 Sekunden betrieben wurde, so daß der Kolben 66 an der Position A in Figur 7 angelangt ist, und wenn dann das Triebwerk bis zum Steigflug-
'..-"-■ : ■: 90988 5/0717
Bereich zwischen 13.4 00 und 14.000 U/min beschleunigt wird, erfolgt ein Einstellen des Systems auf den in Figur 8i dargestellten Betriebszustand. Hier nehmen beide TC1 und TC~ Signale den hohen Druck Ρ« an, und das Fluid mit dem höheren Druck tritt somit in den Durchgang 78, die Mündung 80 und den Kopfendenraum 70 ein, um die Richtung des Kolbens 66 umzukehren und seine Rückbewegung auf seinem Vorbewegungsplan bzw. -programm vom Punkt B aus Figur 7 einzuleiten. Das Hochdrucksignal TC1 gelangt über die Leitung 98 durch den Maximumdruckwähler 91, ferner über die Leitung 6 3 und zu dem Luftventil-Betätigungsorgan 49, um das Ventil 55 in der offenen Position zu halten und ein Zuströmen von Luft der fünften Stufe zu ermöglichen. Nunmehr befindet sich an beiden Enden des Mischventils 92 Hochdruck, wodurch der Kolben 94 gemäß der Darstellung in seiner federvorgespannten unteren Position verbleibt. Das Signal niedrigeren Druckes Pß liegt in den Leitungen 101 sowie 86 und dem Maximumdruckwähler 89 vor, so daß sich das in die Leitung 62 und das Luftventil-Betätigungsorgan 51 eintretende Druckfluid auf einem niedrigen Druck befindet. Dieses ermöglicht ein Öffnen des Luftventils 6 0 und ein Strömen von Luft der neunten Stufe zu der Luftventil-Ablaßmündung 52. Dieser Mischstrombetrieb setzt sich somit solange fort, wie das Triebwerk in dem Steigflug-Bereich mit Drehzahlen zwischen 13.400 und 14.000 U/min arbeitet.
Wenn nunmehr das System im Reiseflug- bzw. Normalflug-Betrieb während der vollen 6 50 Sekunden gearbeitet hat und wenn sich der Kolben 66 somit zu der weit linksseitigen Position bewegt hat, erfolgt ein fortgesetztes Strömen von Luft der fünften Stufe, bis ein anderer stationärer Betrieb abgerufen wird. Wenn die Drehzahl nunmehr auf den Steigflug-Bereich zwischen 13.400 und 14.000 U/min erhöht wird, beginnt sich das Zeitglied erneut aus der Null-Position aus Figur 7 vorzubewegen, wobei die verschiedenen Zustände aus den Figuren 8j bis 8m durchlaufen werden. In Figur 8j handelt es sich bei TC1 und TC„ um Signale hohen Druckes P_. Das Hochdrucksignal TC„ existiert in der Leitung 84, der Leitung 86 und der Leitung 62, wodurch das Luftventil 60 in der geschlossenen Position gehalten wird. Das Hochdrucksignal TC1 gelangt über die Leitung 98 und die Leitung 6 3 zu dem Luftventil-Betätigungsorgan 49, um das Ventil 55 in der offenen Position zu halten und ein Eintreten von Luft der fünften Stufe in die Luftventil-Ablaßmündung 52 zu ermöglichen.
909885/0717
Nach 30 Sekunden hat sich der Kolben 66 zu der in Figur 8k dargestellten Position bewegt, wobei der Steg 74 zu der rechten Seite des Eingangs der Leitung 87 gelangt ist-. Das Hochdruckfluid von der Leitung 84 tritt somit in die Mündung 79, den Hohlraum 81 und die Leitung 87 ein, wodurch zu beiden Seiten der Kugel 103 Hochdruckfluid gelangt. Demnach stehen die Leitung 63 und das Luftventil-Betätigungsorgan 49 noch unter Hochdruck, wodurch das Ventil 55 wie zuvor in der offenen Position gehalten wird.
Nach 45 Sekunden hat sich der Kolben 66 bis zu der in Figur 81 dargestellten Position bewegt, wobei der Steg 73 zu der rechten Seite der in die Leitung 86 führenden Mündung gelangt ist. Nunmehr sorgt das unter einem niedrigen Druck P- stehende Fluid von der Leitung 88, dem Durchgang 82, dem Hohlraum 83 und der Leitung 86 für einen Niederdruckzustand in der Leitung 62, so daß sich das Luftventil 60 zu der normalerweise offenen Position bewegt, um hierdurch auch Luft der neunten Stufe zu der Ablaßmündung 52 zu leiten.
Nach 85 BetriebsSekunden hat sich der Kolben 66 zu der in Figur 8m dargestellten Position bewegt, wobei der Steg 76 zur rechten Seite der zur Leitung 87 führenden Mündung gelangt ist. Hierdurch strömt Niederdruckfluid zu dem Maximaldruckwähler 91, wodurch sich die Kugel 103 zu der dargestellten Position bewegen kann. Das Hochdruckfluid von der Leitung 98 gelangt jedoch noch zu der Leitung 63 und dem Luftventil-Betätigungsorgan 4 9, um das Ventil 55 in der offenen Position zu halten. Der Kolben 66 beginnt den Überhub-Betrieb, wobei die Mischung von Luft der fünften und neunten Stufe vorliegt, solange der Steigflug-Betrieb fortgesetzt wird. Wenn dann die Drehzahl auf den Normalflug- oder Leerlauf-Betrieb vermindert wird, durchläuft der Kolben wiederum das Rückzug-Programm auf einer Neigung gemäß der Darstellung in Figur 7.
Es ist ersichtlich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung viele Kombinationen des oben beschriebenen bestimmten Kühlsystems ausgewählt werden können. Während die Erfindung im Zusammenhang mit einem Betrieb bei bestimmten Kerndrehzahlen und -bereichen beschrieben worden ist, kann sie beispielsweise genau so gut durch Verwenden anderer Pläne bzw. Programme, Drehzahlen und Aufgaben praktiziert werden, um irgendein bestimmtes Betriebs-
909885/0717
erfordernis zu erfüllen. Ferner kann das Programm periodisch in der jeweils erforderlichen Weise etwas modifiziert werden, um durch Alterung erfolgte Änderungen bezüglich der Leistungsfähigkeit zu berücksichtigen. Andere Möglichkeiten bzw. Modifikationen würden das Verwenden von anderen Luftquellen, Drehzahlerfassungsgeräten und/oder Abstützungskühlanordnungen beinhalten.
90 9 8 85/0717

Claims (30)

  1. s GENERAL ELECTRIC COMPANY _. - - 1 River Road _
    Schenectady, N-Y,/U.S.A.
    Patentansprüche : -
    ■/1· jLuftablaßeinrichtung zum Liefern von Luft unterschiedlicher Temperaturen zu einer Abstützung für eine einen Rotor umgebende Ummantelung, gekennzeichnet durch erste und zweiteLuftquellen, wobei die Temperatur der zweiten Luftquelle größer als diejenige der ersten Luftqüelle ist, durch erste und zweite Luftventile (55, 60) zum Steuern des Luftstroms von den ersten und zweiten Lüftquellen zu einem Verteiler (33), durch Mittel (44, 46) zum Zuführen von Luft von dem Verteiler (33) zu der Abstützung {18> und durch auf die Rotordrehzahl und auf die Zeit nach Erreichen vorbestimmter Rotordrehzahlen ansprechende Ventilmittel (48)." zum Betätigen der ersten und zweiten Luftventile (55, 60). .-■_/"
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Luftquellen Kompressorablaßquellen auf- ; weisen. . ' .-
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Luftquelle den Ablaß einer mittleren Kompressorstufe aufweist. .
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Luftquelle den Ablaß einer späteren bzw. höheren Kompressorstufe aufweist. =
    90988 5/0717
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Luftventil (55) ein normalerweise geschlossenes Ventil aufweist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Luftventil (6 0) ein normalerweise offenes Ventil aufweist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel (48) auf zwei hydraulische Signale anspricht, die für vorbestimmte Drehzahlbereiche bezeichnend sind.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel ein Zeitglied-Ventil (48) enthält, welches aktiviert wird, wenn die Drehzahl des Rotors einen vorbestimmten Wert erreicht.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied-Ventil (48) einen Kolben (66) enthält, der nach Empfangen eines ersten vorbestimmten Rotordrehzahlsignals mit einer ersten, weitgehend konstanten Geschwindigkeit vorbewegt wird.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (66) nach Empfangen eines zweiten vorbestimmten Rotordrehzahlsignals mit einer zweiten, weitgehend konstanten Geschwindigkeit zurückgezogen wird.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (66) nach Empfangen eines vorbestimmten Rotordrehzahlsignals während einer vorbestimmten Zeit fortgesetzt vorbewegt .
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (66) unter Federvorspannung steht.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (66) durch einen auf ein Ende desselben einwirkenden
    909885/0 717
    Fluiddruck zu einem mit konstanter Geschwindigkeit erfolgenden Bewegen veranlaßt wird.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (66) einen sich longitudinal hindurch erstreckenden Fluiddurchgang (78) hat.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilmittel (48) jeweils einen von zwei Druckeingängen (62, 63) zu jedem der Luftventile (55, 60) aufweist.
  16. 16. Luftablaßeinrichtung zum Zuführen eines Luftstroms zu.einer Mäntelabstützung in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl, gekennzeichnet durch Luftventilmittel (55, 60) zum wahlweisen Modulieren bzw. Verändern der Temperatur der Luft, durch Mittel (48) zum zeitlichen Bemessen des Betriebes des Rotors nach dessen Beschleunigung auf einen vorbestimmten Betriebspegel und durch Mittel (49, 51) zum Modulieren der Ventilmittel (55, 60) in Abhängigkeit von den Zeitbemessungsmitteln (48) .
  17. 17'.- Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftventilmittel· erste "und zweite Luftventile (55, 60) vom Ein/Aus-Typ enthalten. _".-■-.
  18. 18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftventilmittel ein normalerweise offenes Ventil (60) und ein normalerweise geschlossenes Ventil (55) enthalten.
  19. 19. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftventilmittel (55, 60) den Strom von Ablaßluft eines Kompressors steuern.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftventilmittel (55, 60) zwei Luftquellen unterschiedlicher Temperaturen enthalten.
  21. 21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
    909885/0717
    zwei Luftquellen Kompressorablaßluft von mittleren und späteren bzw. höheren Stufen aufweisen.
  22. 22. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitbemessungsmittel (48) aktiviert werden, wenn die Drehzahl des Rotors einen vorbestimmten Wert erreicht.
  23. 23. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitbemessungsmittel (48) einen Kolben (66) enthalten, der mit einer ersten vorbestimmten Geschwindigkeit vorbewegt wird, wenn der Rotor auf einen vorbestimmten Betriebspegel beschleunigt.
  24. 24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (66) nach Empfangen eines vorbestimmten Rotordrehzahlsignals während einer vorbestimmten Zeit fortgesetzt vorbewegt..
  25. 25. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (66) der Zeitbemessungsmittel (48) mit einer zweiten vorbestimmten Geschwindigkeit zurückzieht, wenn der Rotor zu einem vorbestimmten Betriebspegel beschleunigt.
  26. 26. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (66) durch einen auf ein Ende desselben einwirkenden Fluiddruck vorbewegt wird.
  27. 27. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierungsmittel einen Ref erenzdru :'keingang zu den Ventilmitteln (49, 51, 55, 60) vorsieht.
  28. 28. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierungsmittel einen Hochdruckeingang und einen Niederdruckeingang zu den Ventilmitteln (49, 51, 55, 60) vorsieht.
  29. 29. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulierungsmittel nur während eines Teils der vorbestimmten Zeit arbeitet.
  30. 30. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz der zwei hydraulischen Signale weitgehend konstant ist. 909885/0717
DE19792927760 1978-07-17 1979-07-10 Luftablasseinrichtung zum regulieren eines thermischen wachsens Granted DE2927760A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/925,353 US4230439A (en) 1978-07-17 1978-07-17 Air delivery system for regulating thermal growth

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2927760A1 true DE2927760A1 (de) 1980-01-31
DE2927760C2 DE2927760C2 (de) 1987-05-27

Family

ID=25451607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792927760 Granted DE2927760A1 (de) 1978-07-17 1979-07-10 Luftablasseinrichtung zum regulieren eines thermischen wachsens

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4230439A (de)
JP (1) JPS5537594A (de)
CA (1) CA1119524A (de)
DE (1) DE2927760A1 (de)
FR (1) FR2431609B1 (de)
GB (1) GB2025537B (de)
IT (1) IT1125410B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3141491A1 (de) * 1980-10-23 1982-06-24 General Electric Co., Schenectady, N.Y. "hoehenkorrekturregler fuer ein gasturbinentriebwerk"
DE3239637A1 (de) * 1981-11-02 1983-05-11 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. Verfahren und vorrichtung zur spaltsteuerung in einem gasturbinentriebwerk

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338061A (en) * 1980-06-26 1982-07-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Control means for a gas turbine engine
US4525998A (en) * 1982-08-02 1985-07-02 United Technologies Corporation Clearance control for gas turbine engine
JPS5951105A (ja) * 1982-09-20 1984-03-24 Hitachi Ltd 蒸気タ−ビンの間隙制御方法
US4632635A (en) * 1984-12-24 1986-12-30 Allied Corporation Turbine blade clearance controller
FR2614073B1 (fr) * 1987-04-15 1992-02-14 Snecma Dispositif d'ajustement en temps reel du jeu radial entre un rotor et un stator de turbomachine
US4928240A (en) * 1988-02-24 1990-05-22 General Electric Company Active clearance control
US5005352A (en) * 1989-06-23 1991-04-09 United Technologies Corporation Clearance control method for gas turbine engine
US5076050A (en) * 1989-06-23 1991-12-31 United Technologies Corporation Thermal clearance control method for gas turbine engine
FR2652858B1 (fr) * 1989-10-11 1993-05-07 Snecma Stator de turbomachine associe a des moyens de deformation.
DE4327376A1 (de) * 1993-08-14 1995-02-16 Abb Management Ag Verdichter sowie Verfahren zu dessen Betrieb
DE102010020800A1 (de) * 2010-05-18 2011-11-24 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zur Kühlluftversorgung für ein Triebwerk, insbesondere Flugtriebwerk, Gasturbine oder dergleichen
EP3040518B1 (de) 2014-12-16 2017-04-26 Rolls-Royce plc Spitzenabstandssteuerung für turbinenschaufeln
EP3040519B1 (de) 2014-12-16 2017-04-26 Rolls-Royce plc Spitzenabstandssteuerung für turbinenschaufeln
US20190078459A1 (en) * 2017-09-11 2019-03-14 United Technologies Corporation Active clearance control system for gas turbine engine with power turbine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1248198A (en) * 1970-02-06 1971-09-29 Rolls Royce Sealing device
US3966354A (en) * 1974-12-19 1976-06-29 General Electric Company Thermal actuated valve for clearance control

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1090173A (en) * 1966-05-04 1967-11-08 Rolls Royce Gas turbine engine
US3391904A (en) * 1966-11-02 1968-07-09 United Aircraft Corp Optimum response tip seal
US3575528A (en) * 1968-10-28 1971-04-20 Gen Motors Corp Turbine rotor cooling
US3736069A (en) * 1968-10-28 1973-05-29 Gen Motors Corp Turbine stator cooling control
BE756582A (fr) * 1969-10-02 1971-03-01 Gen Electric Ecran circulaire et support d'ecran avec dispositif de reglage de la temperature pour turbomachine
US3584458A (en) * 1969-11-25 1971-06-15 Gen Motors Corp Turbine cooling
FR2280791A1 (fr) * 1974-07-31 1976-02-27 Snecma Perfectionnements au reglage du jeu entre les aubes et le stator d'une turbine
US4069662A (en) * 1975-12-05 1978-01-24 United Technologies Corporation Clearance control for gas turbine engine
GB1581855A (en) * 1976-08-02 1980-12-31 Gen Electric Turbomachine performance
US4102595A (en) * 1976-10-19 1978-07-25 General Electric Company Bleed valve control system
US4117669A (en) * 1977-03-04 1978-10-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Apparatus and method for reducing thermal stress in a turbine rotor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1248198A (en) * 1970-02-06 1971-09-29 Rolls Royce Sealing device
US3966354A (en) * 1974-12-19 1976-06-29 General Electric Company Thermal actuated valve for clearance control

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3141491A1 (de) * 1980-10-23 1982-06-24 General Electric Co., Schenectady, N.Y. "hoehenkorrekturregler fuer ein gasturbinentriebwerk"
DE3239637A1 (de) * 1981-11-02 1983-05-11 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. Verfahren und vorrichtung zur spaltsteuerung in einem gasturbinentriebwerk

Also Published As

Publication number Publication date
GB2025537B (en) 1983-01-12
DE2927760C2 (de) 1987-05-27
FR2431609B1 (fr) 1986-07-11
FR2431609A1 (fr) 1980-02-15
GB2025537A (en) 1980-01-23
CA1119524A (en) 1982-03-09
JPS6316564B2 (de) 1988-04-09
US4230439A (en) 1980-10-28
JPS5537594A (en) 1980-03-15
IT7923984A0 (it) 1979-06-29
IT1125410B (it) 1986-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2927781C2 (de)
DE2532415C2 (de) Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Spiels zwischen den Spitzen der Rotorschaufeln einer Gasturbine und der gegenüberliegenden Wand eines Turbinengehäuses
DE3028137C2 (de)
DE2927760A1 (de) Luftablasseinrichtung zum regulieren eines thermischen wachsens
DE3040594C2 (de) Spaltsteuervorrichtung für ein Turbinentriebwerk
DE2556519A1 (de) Thermisch betaetigtes ventil zur abstands- bzw. ausdehnungsspielsteuerung
DE2951963C2 (de)
DE3124782C2 (de)
DE102005021096B4 (de) Verfahren zum Steuern der Abgastemperatur für Nachbehandlungssysteme eines Dieselmotors unter Verwendung einer Turbine mit veränderlicher Geometrie
DE3206209A1 (de) "luftsteuervorrichtung fuer ein gasturbinentriebwerk
DE3243279C2 (de)
DE3032402C2 (de)
DE2626406C2 (de) Gasturbinentriebwerk mit variablem Zyklus
DE102005032068A1 (de) Laufschaufelspielkontrolle
DE3424229A1 (de) Kuehlluftstroemungs-modulationseinrichtung fuer eine gasturbine
DE2951962A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vergroesserung des kompressoreinlassdruckes
DE2157751A1 (de) Steuersystem für Bypass-Ventil
DE4038353A1 (de) Verfahren und einrichtung zur kompressorluftextraktion
DE3909606A1 (de) Spaltsteueranordnung
DE3605653A1 (de) Gasturbinentriebwerk und verfahren zum modifizieren und betreiben desselben
DE2534295A1 (de) Maschinenanlage
DE2624282A1 (de) Schubzyklus mit einer variablen mischeinrichtung
DE2624164A1 (de) Zyklusvariables gasturbinentriebwerk
DE2654525C1 (de) Stroemungsmaschine mit einer Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des Radialspielraums zwischen den Rotorschaufelspitzen und der Statorkonstruktion
DE102007035966A1 (de) Radialverdichter für einen Turbolader

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: VOIGT, R., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 6232 BAD SODEN

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)