DE2927782C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
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- F04D27/0246—Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen
Kompressor mit justierbaren Leitflügeln im
Kompressoreinlaß, mit einer Betätigungsvorrichtung zum
Justieren der Einstellung der Leitflügel, mit einer
Luftmassenstromlehre und mit einer Steuereinrichtung, die
Signale von der Luftmassenstromlehre erhält und die die
Leitflügel steuert.
Aus der DE-AS 20 46 629 ist eine gattungsgemäße
Steuervorrichtung für einen Kompressor bekannt. In der
bekannten Steuervorrichtung sind zur Vermeidung eines
instabilen Förderzustandes, des sogenannten Pumpens, durch
welches Druckschwankungen hervorgerufen werden, ein
Druckregler und ein zusätzliches Entkopplungsrelais
vorgesehen. Zum Überwachen der Betriebsart des Kompressor
werden der Luftmassenfluß durch den Kompressor und der Druck
am Ausgang des Kompressors überwacht und diese beiden
Parameter miteinander verglichen. Wird jedoch, wie bei der
bekannten Steuervorrichtung, eine nicht sehr genaue
Luftmassenstromlehre verwendet, dann muß der Kompressor in
einer Betriebsart mit schlechterem Wirkungsgrad betrieben
werden, um die Gefahr zu vermindern, daß der Kompressor in
den instabilen Förderzustand hineinläuft. Wird andererseits
der Kompressor mit der bekannten Steuervorrichtung in einem
Betriebsbereich mit größerem Wirkungsgrad betrieben, dann
führt die Ungenauigkeit des Überwachungssystems den
Kompressor in den instabilen Förderzustand mit
möglicherweise katastrophalen Folgen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu
schaffen, mit der der Kompressor in einem
wirtschaftlichen Betriebsbereich betrieben werden kann,
ohne daß die Gefahr besteht, daß er in einen instabilen
Förderzustand gerät.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Luftmassenstromlehre justierbar ist, daß die Lehre im
Auslaß des Kompressors angeordnet ist, daß die
Betätigungsvorrichtung die Einstellung der Lehre justiert,
daß Sensoren zum Erzeugen von Signalen, die der Einstellung
der Leitflügel entsprechen und die die
Betätigungsvorrichtung steuern, vorgesehen sind, und daß
eine Steuereinrichtung angeordnet ist, die Signale der
Sensoren zusammen mit Ausgangssignalen der Lehre
verarbeitet und ein Ausgangssignal liefert, das den Betrieb
der Betätigungsvorrichtung zum Justieren der Lehre und der
Leitflügel entsprechend des Luftmassenstroms des
Kompressors steuert.
Die in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene
Justierbarkeit der Luftmassenstromlehre entsprechend dem
Luftmassenstrom erlaubt eine exakte Überwachung des
Luftmassenstroms über einen sehr viel breiteren
Betriebsbereich als die feste Luftmassenstromlehre der
bekannten Steuervorrichtung. Daher arbeitet die
erfindungsgemäße Steuervorrichtung aufgrund ihres
verbesserten Regelverhaltens sehr viel sicherer, auch nahe
an dem instabilen Förderzustand, als die bekannte Steuer
vorrichtung und zudem sehr viel wirtschaftlicher.
Die justierbare Lehre für die durchströmende Luftmasse
weist vorzugsweise eine Öffnung, eine Venturi-Lehre von
bestimmter Kapazität und ein regelbares Nebenschluß
ventil auf, durch das unterschiedliche Anteile der vom
Kompressor ausströmenden Luftmasse am Durchlaß der
Venturi-Lehre vorbeigeführt wird, wobei die Menge dieses
Anteils durch Einstellung des justierbaren Nebenschluß-
Ventils so eingestellt wird, daß die durch den Durchlaß
der Lehre durchströmende Luftmasse im wesentlichen kon
stant und im Bereich der Kapazität der Lehre gehalten
wird, wobei die Betätigungsvorrichtungen die Stellung des
Nebenschluß-Ventils justieren.
Stattdessen kann die Lehre für die durchströmende Luft
masse eine Öffnung oder eine Venturi-Lehre justierbarer
Kapazität aufweisen, wobei die Betätigungsvorrichtungen
ein Justieren der Einstellung der Kapazitätsteuereinrich
tung der justierbaren Lehre bewirkt.
Vorzugsweise können die Betätigungsvorrichtungen ein
einzelnes Betätigergerät aufweisen, dessen bewegbares
Auslaßglied sowohl das Nebenschluß-Ventil als auch die
Leitflügel justiert.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung Betätigungsvorrichtungen
für ein Entleerungsventil auf, durch das alle Teile des
Kompressoranlasses zur Atmosphäre entleert werden können,
wobei die Betätigungsvorrichtung für das Entleerungsventil
betrieben wird, wenn die vom Kompressor geforderte Luft
masse unterhalb eines Wertes fällt, bei dem eine aus
reichende Steuerung durch Justierung der Leitflügel im
Kompressoreinlaß das Entstehen eines Druckschwankungszu
standes verhindert.
Zweckmäßigerweise ist die Betätigungsvorrichtung des Ent
leerungsventils ein solches einzelnes Betätigungsgerät.
Das Nebenschluß-Ventil und das Entleerungsventil sind vor
zugsweise in einer einzigen Einheit untergebracht, wobei
die Glieder zum Bewegen des Ventils Teile eines gemeinsamen
Bewegungsgliedes sind.
Vorzugsweise ist auch die Venturi-Lehre in dieser Einheit
untergebracht.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine zusätzliche Antriebs
einheit für ein Flugzeug, die eine Steuer
vorrichtung für einen Kompressor aufweist.
Fig. 2 zeigt in Ansicht einen Teil der in Fig. 1
dargestellten Steuervorrichtung.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt der Linie A-A der Fig. 2.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie B-B der Fig. 3.
Fig. 5 zeigt die Ansicht eines Teils der Vorrichtung
gesehen in Richtung des Pfeiles G der Fig. 3.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach Linie C-C der Fig. 4.
Fig. 7 zeigt die Ansicht eines Teils gesehen in Richtung
des Pfeiles D der Fig. 4.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt nach Linie E-E der Fig. 7.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach Linie F-F der Fig. 3.
Bei modernen Flugzeugen besteht ein großer Bedarf für Zusatz
leistungen, z. B. für Luftklimatisierung und Elektrizität
für Beleuchtung, Heizung und verschiedene Betätigungen.
Diese Leistungen können sowohl erforderlich sein während
das Flugzeug sich auf der Erde befindet, als auch dann, wenn
es in der Luft ist; in der Regel werden sie von einer zu
sätzlichen Antriebseinheit geliefert. Wenn diese zusätz
liche Antriebseinheit nur während der Zeit, in der das
Flugzeug sich auf der Erde befindet, tätig zu sein braucht,
kann sie z. B. Teil eines Fahrzeuges sein. Es ist inzwischen
aber bei größeren Flugzeugen üblich, eine zusätzliche An
triebseinheit im Flugzeug zu haben, so daß sie die ge
wünschte Leistungen liefern kann, gleichgültig, ob das
Flugzeug sich auf der Erde oder in der Luft befindet. Diese
Antriebseinheit ist in der Regel unabhängig vom Antrieb
des Flugzeuges; bei einer bekannten Anordnung umfaßt sie
einen Kompressor und einen elektrischen Generator. Der
Kompressor erzeugt Luft für die Klimatisierung des Flug
zeuges und der Generator erzeugt Elektrizität für ver
schiedene Leistungen im Flugzeug. Die meisten größeren
Flugzeuge benutzen heute Wechselstrom, so daß ein Wechsel
stromgenerator mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit be
trieben werden muß. Es ist daher zweckmäßig, die Gas
turbine mit konstanter Geschwindigkeit zu treiben, um
nicht nötig zu haben, zwischen der Antriebsvorrichtung
und dem Wechselstromgenerator eine Vorrichtung vorzusehen,
die den konstanten Antrieb des Wechselstromgenerators
gewährleistet. Die Anforderungen an Luft durch die
Klimatisierungsanlage ist aber bei einem Flugzeug variabel
und es ist daher wesentlich, dafür zu sorgen, daß der Kompressor
nicht infolge einer Verringerung des Luftbedarfs in Druck
schwankungszustände gerät.
Fig. 1 zeigt eine zusätzliche Antriebseinheit für ein
Flugzeug, die grundsätzlich entweder auf dem Erdboden
angeordnet werden kann oder im Flugzeug eingebaut werden
kann. Diese Einheit umfaßt einen Antrieb 11 in Form einer
Gasturbine, die mit konstanter Geschwindigkeit laufen
soll. Die Ausgangswelle 12 der Turbine treibt über ein
Getriebegehäuse 13 eine Ölpumpe 14 und einen elektrischen
Generator 14 sowie einen Zentrifugal-Luftkompressor 16
und nicht dargestellte andere Nebenapparate. Der Luft
kompressor 16 hat einen Lufteinlaß 17, in dem sich ein
stellbare Leitflügel 18 befinden. Der Auslaß 19 des Kom
pressors führt die Auslaßluft des Kompressors zu
einem Trommelventil 21, durch das sie ent
weder durch eine Leitung 22 zu den im Flugzeug vorge
sehenen Benutzungsstellen oder durch eine Auslaßleitung
20 zur Atmosphäre geführt wird. Das Trommelventil 21
kann, wie im folgenden näher beschrieben wird, die Aus
laßluft auf die Leitungen 22 und 20 verteilen. Der Ge
nerator 15 erzeugt die Elektrizität für das Flugzeug.
Das Trommelventil 21 ist in den übrigen Figuren im einzel
nen dargestellt. Es weist ein Gehäuse 23 auf, das eine
Einlaßleitung 24 besitzt, die mit der Auslaßleitung 19
des Kompressors 16 verbunden ist, sowie ein Paar Aus
laßleitungen 25, 26, die mit der Zuführleitung 22 bzw.
der Ausströmleitung 20 verbunden sind.
Die Einlaßleitung 24 des Ventils 21 ist zum Teil versperrt
durch einen inneren Flansch 27, dessen Innenumfang eine
damit aus einem Stück bestehende Venturi-Düse 28 trägt.
Der Flansch 27 besitzt außerdem eine bogenförmige Öffnung
29.
Im Gehäuse 23 ist drehbar ein Ventilglied 31 mit einem
Durchlaß 32 gelagert. Der Durchlaß 32 besitzt eine glatte
90°-Krümmung und steht an seinem einen Ende in Verbindung
mit dem Durchlaß 28 der Venturi-Düse. Die vom Kompressor
in die Einlaßleitung 24 strömende Luft kann daher durch
den Venturi-Durchlaß 28 in die Leitung 32 des Ventils
31 eintreten. Der bewegliche Ventilteil besitzt ferner
eine dicht am Flansch 27 liegende Wand 33 mit einer
Öffnung 34, die in bestimmter Winkelstellung des Gliedes
31 in Verbindung mit der Öffnung 29 steht, so daß ein
Teil der in das Ventil eintretenden Luft an dem Durchlaß
28 vorbei durch die Öffnung 29 und 34 in die Leitung
32 eintreten kann. Die Leitung 32 des Gliedes 31 dient
dazu, den Luftstrom um 90° abzulenken, und die Winkel
stellung des Gliedes 31 im Gehäuse 23 bestimmt nicht
nur die Größe der Öffnung des durch die Öffnungen 29, 34
gebildeten Nebenschlußventils, sondern auch den Weg, über
den die Luft das Gehäuses 23 verläßt, nämlich entweder
durch die Zufuhrleitung 25, die Abströmleitung 26 oder
im bestimmten Verhältnis durch beide Leitungen 25 und 26.
Das offene Ende der Zuführleitung des Gliedes 31 zeigt
die Fig. 4 bei 35.
Der bewegliche Ventilteil 31 kann gedreht werden im Gehäuse
23 mittels eines drehbaren Betätigers 36, der vorzugsweise
hydraulisch betrieben wird, und dessen Abtriebswelle 37
mit dem beweglichen Teil 31 über ein vom Gehäuse 23 ge
tragenes Getriebe 38 oder durch irgendeine andere mechani
sche Antriebsvorrichtung, z. B. einen Riemen- oder Ketten
trieb verbunden ist. Das Servo-Ventil selbst kann gespeist werden mit
hydraulischer Flüssigkeit vom Schmiersystem der zusätzlichen
Antriebseinrichtung oder vom Brennstoffsystem dieser Ein
richtung, wenn das zweckmäßiger ist. Grundsätzlich kann
irgendeine andere Quelle hydraulischer Kraft verwendet
werden. Der Betätiger kann überdies auch elektrisch ange
trieben werden.
Die Abtriebswelle 37 des Betätigers 36 verläuft durch den
drehbaren Betätiger und ihr Ende, das dem Ende gegenüber
liegt, mit dem sie über das Getriebe mit dem Ventilglied
gekuppelt ist, ist mit einem drehbaren Nocken 39 verbunden.
Der drehbare Nocken 39 steht in Eingriff mit einem Mit
nehmer 41 und die Bewegung des durch Drehung des Nockens
39 bewegten Mitnehmers 41 wirkt über eine zweckmäßige
Gelenkverbindung 42 derart, daß eine Welle 43 gedreht
wird, die gekuppelt ist mit dem Ring 44 zum Justieren
der Leitflügelanordnung 18 des Kompressors 16. Die Bewegung
der drehbaren Betätigungsvorrichtung 36 dient also gleich
zeitig dazu, die Lage des beweglichen Ventilgliedes 31
und die Leitflügel 18 im Einlaß des Kompressors 16 zu
justieren.
Durch das Gehäuse 23 und den Teil des Flansches 27, in dem
nicht die Öffnung 29 liegt, führt eine Bohrung 45, die
mit der Öffnung der Venturi-Düse 28 in Verbindung steht.
Eine zweite Bohrung 46 geht durch die Wand des Gehäuses
23 und steht in Verbindung mit der Lufteinlaßleitung 24.
Die Bohrungen 45 und 46 sind mit Druckumwandlern verbunden,
die ein elektrisches Signal erzeugen, das dem Luftdruck
in dem Durchlaß 28 bzw. in der Leitung 24 entspricht. Ein
Vergleich der Drücke an der Mündung des Durchlasses 28 und
der Leitung 24 zeigt die durch den Durchlaß 28 durch
strömende Luftmasse an. Die elektrischen Signale der beiden
Umwandler werden einer elektronischen Steuereinheit 47
(Fig. 1) über eine in Fig. 1 gestrichelt dargestellte
Leitung 48 zugeführt. Der elektronischen Steuereinheit 47
werden zwei weitere elektrische Signale zugeführt, die
der Stellung des drehbaren Ventilgliedes 31 und des Justier
rings 44 entsprechen.
Das der Stellung des drehbaren Ventilteils 31 gegenüber
dem Gehäuse 23 entsprechende Signal wird abgeleitet von
einem Drehpotentiometer 49, dessen Drehkomponente sich
ergibt von dem letzten Getrieberad 38 a des Getriebes 38,
das die Drehbewegung vom Betätiger 37 zum Glied 31 über
trägt. Das Signal, das der Winkelstellung des Justier
rings 44 und somit der Arbeitsstellung der Leitflügel
anordnung 18 entspricht, wird abgeleitet von einem
Drehpotentiometer 51, das durch die Welle 43 gedreht wird.
Die Steuereinheit 47 erhält somit getrennte Signale, die
der Winkelstellung des beweglichen Teils 31 des Trommel
ventils und der Arbeitsstellung der Leitflügel 18 ent
spricht. Da beide stets durch den gleichen Betätiger
in gleichem Sinn bewegt werden, könnte theoretisch ein
einzelner Sensor, der ein einzelnes Signal erzeugt, be
nutzt werden. Da jedoch die Verbindung des Drehnockens
39 mit der Abtriebswelle 37 des Betätigers 36 über einen
Scherbolzen erfolgt, so daß dann, wenn etwa die Leit
flügelanordnung 18 aus irgendeinem Grunde klemmt, nicht
arbeiten kann, kann der Betätiger 36 weiterhin den
beweglichen Ventilteil 31 betätigen, was durch ein Ab
scheren des Scherbolzens, der die Welle 37 mit dem
Nocken 39 verbindet, möglich ist. Unter solchen Umständen
ist es wesentlich, daß die elektronische Steuereinheit
Signale unabhängig von der Leitflügelanordnung und
dem beweglichen Ventilteil 31 erhält, so daß eine ge
eignete Abhilfe zum Anpassen an den Ausfall der Leit
flügelanordnung eingeleitet werden kann.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Kompressor 16
wird mit konstanter Geschwindigkeit betrieben, so daß
bei stabilen Bedingungen ein konstanter Luftmassenstrom
in der Auslaßleitung 19 erzeugt wird. Für den Fall, daß
im Flugzeug ein großer Bedarf an Luft entsteht, wird der
bewegliche Ventilteil 31 sich in einer Stellung befinden,
in der die gesamte Menge des Kompressorauslasses in die
Leitung 22 gelenkt wird, wobei die Stellung des Ventilteils
31 derart ist, daß die Öffnungen 34 und 29 sich weitgehend
überlappen, so daß ein Anteil des Flusses vom Kompressor
zur Einlaßleitung 24 an der Venturi-Düse 28 vorbeiströmt.
Die Venturi-Düse 28 kann natürlich nur einen kleinen Be
reich von Luftmassenströmen überwachen, während von der
Vorrichtung die Bewachung eines viel größeren Bereichs
erwartet werden kann. Die Anordnung ist derart, daß das
Nebenwegventil einen genügend großen Anteil des vom
Kompressor gelieferten Flusses vorbeileitet, um sicherzu
stellen, daß die Venturi-Düse 28 in einem möglichst
wirkungsvollen Bereich arbeitet.
Wenn der Bedarf des Flugzeuges an Luft vermindert ist, so
wird, wenn nicht im Kompressor eine kompensierende Justierung
erfolgt, die Betriebsbedingung des Kompressors sich in
Richtung auf einen Druckschwankungszustand als Ergebnis
der Verringerung des Auslasses ergeben. Die Änderung des
Luftmasenstroms durch das Ventil 21 wird durch die Venturi-
Düse 28 in Verbindung mit ihren beiden Druckumwandlern
eine angemessene Sicherheitsgrenze dagegen haben, daß er
in den Druckschwankungsbereich gerät. Die Justierung der
Stellung des Ventilglieds 31 verringert die Überlappung
der Öffnungen 34 und 29, so daß das Verhältnis des Teils
der Auslaßluft des Kompressors, der an der Venturi-Düse
28 vorbeigeführt wird, verringert wird. Die Verringerung
reicht aus, um den Luftmassenstrom durch die Düse 28 wieder
auf das Optimum zu bringen, das von der Düse 28 über
wacht werden soll. Wenn die Verringerung des Bedarfs im
Flugzeug nicht sehr groß ist, wird dann das Ventilglied
31, obwohl es sich jetzt in einer anderen Winkelstellung
gegenüber dem Gehäuse 23 befindet, weiterhin den gesamten
Strom durch das Ventil 21 in die Leitung 25 ablenken.
Wenn die Verringerung des Bedarfs weiterhin allmählich ab
fällt, wird ein Punkt erreicht werden, an dem ein weiteres
Justieren der Leitflügel im Kompressoreinlaß den verringerten
Bedarf nicht kompensieren kann, und die Betriebscharakteristik
des Kompressors wird daher erneut bei weiterer Abnahme des
Bedarfs beginnen, sich auf den Druckschwankungszustand hin
zu bewegen. Die Größe des Luftmassenstroms, die Anlaß zu
dieser Bedingung gibt, kann etwa das Optimum sein, das durch
die Düse 28 überwacht wird und daher wird das Ventilglied
31 genügend weit bewegt worden sein, so daß keine Überlappung
der Öffnungen 29, 34 besteht und somit kein Anteil des
Auslaßstroms des Kompressors an der Drossel 28 vorbeige
führt wird. Bei einer anderen Ausführungsform kann jedoch
die Luftmassenfluß-Kapazität der Drossel 28 geringer sein,
so daß stets ein gewisser Teil an der Düse vorbeigeführt
wird. Das kann erreicht werden durch Steuern der Überlappung
der Öffnungen 29, 34, derart, daß das eine Ende der Öffnung
34 in Flucht mit dem Ende der Öffnung 29 liegt und die anderen
Enden einen Durchlaß freigeben und/oder der Axialabstand
zwischen der Wand 33 und dem Flansch 27 derart ist, daß
ein Weg für den Nebenschluß-Fluß besteht.
In jedem Fall, in dem das Ventilglied 31 weit genug bewegt
wird, um diese Situation zu erzielen, wird die Verbindung
zwischen dem Durchlaß 32 des Ventilglieds 31 und der
Abströmleitung 26 geführt, so daß ein Teil der Ausström
luft des Kompressors über die Ausströmleitung in die Atmosphäre
geführt wird. Jedoch besteht anfänglich stets eine Verbindung
zwischen dem Durchlaß 32 und der Leitung 25, so daß stets
dem geringen im Flugzeug bestehenden Bedarf entsprochen wird,
wobei jedoch die Beschränkung der Auslaßströmung des Kom
pressors entlastet wird durch einen Anteil, der zur Atmosphäre
hin entleert wird. Dadurch wird die Tendenz für die Be
triebscharakteristik des Kompressors gehindert, sich weiter
hin in Richtung auf den Druckschwankungszustand zu bewegen.
Falls der Bedarf des Flugzeugs null wird, wird das Ventil
glied 31 durch den von der Einheit 47 gesteuerten Betätiger 36
in eine Stellung gebracht, in der der gesamte Auslaßstrom
des Kompressors durch das Glied 31 zur Ausströmleitung 26
abgeleitet wird.
Der Hub des Nockens 39 ist in dem Antriebssystem ein
variable Verhältnisse ausgleichendes Glied, das Besonder
heiten von Charakteristiken von Komponenten und Nicht
linearitäten der Verbindungen zu korrigieren ermöglicht.
Außerdem macht er es möglich, daß der Betätiger eine
Weiterführung der Bewegung des Ventilgliedes 31 bewirkt,
wenn die Grenzen der Bewegung des Justierungsrings 44
der Leitflügel erreicht ist. Eine solche Bewegung ist
notwendig, weil das Entleerungsventil fortschreitend
geöffnet werden muß, nachdem die Grenze der Justierung
der Leitflügel erreicht ist.
Bei ansteigendem Bedarf ergibt sich ein umgekehrter Ablauf;
die Änderung der Luftmassenströmung wird durch die Venturi-
Düse 28 und die damit verbundenen Druckumformer festgestellt,
und die Steuereinheit 47 erzeugt entsprechend den ihr zu
geführten Signalen ein Signal, das den Betätiger 36 ver
anlaßt, die Leitflügel 44 so zu bewegen, daß sich ein
größerer Auslaßstrom des Kompressors ergibt, und das Glied
31 in eine Richtung zu bewegen, daß die Überlappung der
Öffnungen 34 und 39 vergrößert wird, um so den Anteil des
nunmehr vergrößerten Auslaßstrom des Kompressors, der neben
der Düse 28 geführt wird, zu vergrößern. Wenn dieser Neben
schluß der Düse 28 erfolgt, ergibt sich stets die Tendenz,
einen konstanten Luftmassenstrom durch die Düse 28 zu führen.
Es wurde oben die Möglichkeit erwähnt, daß die Leitflügel
anordnung 18 verklemmen und dadurch nicht betrieben werden
könnte, um die Betriebscharakteristik des Kompressors zu
modifizieren. In einem solchen Fall ergibt sich unmittelbar
eine Diskrepanz zwischen dem Signal, das der Stellung der
Leitflügel entspricht und dem Signal, das der Stellung des
Ventilglieds 31 entspricht. In einem solchen Fall veranlaßt
die elektronische Kontrolleinheit 47 unmittelbar eine Be
wegung des Ventilglieds 31 zu seiner äußersten Stellung,
in der der gesamte Auslaßstrom des Kompressors zur Atmosphäre
geführt wird. Das ist eine Sicherheitsmaßnahme, um sicherzu
stellen, daß die Betriebscharakteristik des Kompressors sich
nicht schnell zum Druckschwankungszustand hin bewegt. Auch
wenn die Leitflügel im Einlaß des Kompressors dadurch aus
der Kontrolle geraten, daß durch Abscheren die Verbindung
zwischen Welle 37 und Nocken 39 aufhört, wird durch die
Diskrepanz zwischen den beiden Signalen das Glied 31 in
seine extreme Stellung gebracht, in der der Auslaßstrom des
Kompressors zur Atmosphäre geführt wird und somit ein
Druckschwankungszustand verhindert wird.
Einzelheiten der dargestellten Anordnung, insbesondere in
der Art und der Arbeitsweise der Leitflügel im Einlaß des
Kompressors können geändert werden. Beispielsweise könnte
das von der Kontrolleinheit 47 gelieferte Signal benutzt
werden, um einen Schaltmotor zu betätigen, der ein Umschalt
ventil betätigt, durch das der Strom der hydraulischen
Flüssigkeit zur Betätigungsvorrichtung 36 derart gesteuert
wird, daß das Umsteuerventil die für das Ventilglied 31
und die Leitflügel erforderliche Bewegungsrichtung auswählt.
Der Betätiger 36 würde weiterhin tätig bleiben, bis die
von dem mit der Düse 28 und dem Einlaßdurchlaß 27 ver
bundenen Umwandlern gegebenen Signal auf ihre Werte zu
rückgeführt sind, die sie unmittelbar vor der Änderung
hatten, die eingeleitet wurde durch die Tätigkeit des
Betätigers 36, woraufhin der Schaltmotor das Schaltventil
wieder in seine ursprüngliche Lage zurückbringt, wodurch
dann die Tätigkeit des Betätigers 36 beendet wird. Dadurch,
daß der Nocken 39 in einem Teil seines Bereichs einen
konstanten Radius hat, besteht insoweit ein toter Gang
zwischen der Welle 37 und dem Justierring 47 der Leitflügel,
damit im Zustand geringeren Bedarfs das Ventilglied 31
weiterbewegt werden kann, nachdem die Leitflügel ihre End
stellung erreicht haben.
In einer abgewandelten Konstruktion sind die Venturi-Lehre
und das Nebenschluß-Ventil ersetzt durch eine Venturi-
Lehre variabler Kapazität, die gesteuert wird durch einen
beweglichen, sich verjüngenden Zapfen. Der Betätiger 36
steuert dann die Stellung des Zapfens gegenüber dem Durch
laß der Venturi-Lehre.
Claims (8)
1. Steuervorrichtung für einen Kompressor mit justierbaren
Leitflügeln im Kompressoreinlaß, mit einer
Betätigungsvorichtung zum Justieren der Einstellung der
Leitflügel, mit einer Luftmassenstromlehre und mit einer
Steuereinrichtung, die Signale von der Luftmassenstromlehre
erhält und die die Leitflügel steuert, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftmassenstromlehre
(28) justierbar ist, daß die Lehre (28) im Auslaß des
Kompressors (16) angeordnet ist, daß die
Betätigungsvorrichtung (36) die Einstellung der Lehre (28)
justiert, daß Sensoren (49) zum Erzeugen von Signalen, die
der Einstellung der Leitflügel (18) entsprechen und die die
Betätigungsvorrichtung (36) steuern, vorgesehen sind, und
daß die Steuereinrichtung (47) angeordnet ist, die Signale
der Sensoren (49) zusammen mit Ausgangssignalen der Lehre
(28) verarbeitet und ein Ausgangssignal liefert, das den
Betrieb der Betätigungsvorrichtung (36) zum Justieren der
Lehre (26) und der Leitflügel (18) entsprechend des
Luftmassenstroms des Kompressors steuert.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
justierbare Luftmassenstromlehre (28) eine
Venturi-Lehre (28) von bestimmter Kapazität ist und eine
Öffnung und ein regelbares Nebenschlußventil (29, 34)
aufweist, durch das unterschiedliche Anteile der vom
Kompressor ausströmenden Luftmasse am Durchlaß der
Venturi-Lehre (28) vorbeigeführt wird, wobei die Menge
dieses Anteils durch Einstellung des justierbaren
Nebenschlußventils (29, 34) so eingestellt wird, daß die
durch den Durchlaß der Lehre (28) durchströmende
Luftmasse im wesentlichen konstant und im Bereich der
Kapazität der Lehre (28) gehalten wird, wobei die
Betätigungsvorrichtung (36) die Stellung des
Nebenschlußventils (29, 34) justiert.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftmassenstromlehre (28) eine Öffnung oder eine
Venturi-Lehre justierbarer Kapazität aufweist, wobei
die Betätigungsvorrichtung (36) ein Justieren der
Einstellung der Kapazitätssteuereinrichtung der
justierbaren Lehre (28) bewirkt.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Betätigungsvorrichtung (36) ein einzelnes Betätigergerät
aufweisen, dessen bewegbares Auslaßglied sowohl das
Nebenschlußventil (29, 34) als auch die Leitflügel (18)
justiert.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung Betätigungsvorrichtungen für ein
Entleerungsventil (31) aufweist, durch das alle Teile
des Kompressorauslasses zur Atmosphäre entleert werden
können, wobei die Betätigungsvorrichtung für das
Entleerungsventil (31) betrieben wird, wenn die vom
Kompressor (16) geforderte Luftmasse unterhalb eines
Wertes fällt, bei dem eine ausreichende Steuerung durch
Justierung der Leitflügel (18) im Kompressoreinlaß das
Entstehen eines Druckschwankungszustandes verhindert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Betätigungsvorrichtung des Entleerungsventils (31) ein
solches einzelnes Betätigungsgerät ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Nebenschlußventil (29, 34) und das Entleerungsventil (31)
in einer Einheit untergebracht sind, wobei die Glieder
zum Bewegen des Ventils (31) Teile eines gemeinsamen
Bewegungsgliedes sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß auch
die Venturi-Lehre (28) in dieser Einheit untergebracht
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB7829505 | 1978-07-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2927782A1 DE2927782A1 (de) | 1980-01-24 |
DE2927782C2 true DE2927782C2 (de) | 1988-05-19 |
Family
ID=10498371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792927782 Granted DE2927782A1 (de) | 1978-07-11 | 1979-07-10 | Steuervorrichtung fuer einen kompressor mit justierbaren leitfluegeln im kompressoreinlass |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2927782A1 (de) |
FR (1) | FR2431048A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2599436A1 (fr) * | 1987-06-01 | 1987-12-04 | Teledyne Ind | Diffuseur. |
US4978279A (en) * | 1988-09-06 | 1990-12-18 | Sundstrand Corporation | Simplified inlet guide vane construction for a rotary compressor |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
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US2813672A (en) * | 1953-09-03 | 1957-11-19 | Marquardt Aircraft Company | Surge limiter |
FR1293923A (fr) * | 1961-06-30 | 1962-05-18 | Rolls Royce | Perfectionnements aux turbo-moteurs à gaz |
-
1979
- 1979-07-10 DE DE19792927782 patent/DE2927782A1/de active Granted
- 1979-07-11 FR FR7918043A patent/FR2431048A1/fr active Granted
Also Published As
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FR2431048B1 (de) | 1984-04-13 |
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Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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