DE3136534A1

DE3136534A1 - Brennstoffsteuersystem und vorrichtung fuer eine gasturbine

Info

Publication number: DE3136534A1
Application number: DE19813136534
Authority: DE
Inventors: John Clark 62526 Decatur Ill. Woody
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1982-05-27
Also published as: JPS5786529A; ES505783A0; BR8106204A; SE8105343L; CA1183356A; IT1139469B; GB2084656A; GB2084656B; SE444967B; FR2491143A1; US4424666A; FR2491143B1; IT8124078A0; ES8205939A1; AU7559881A; DE3136534C2

Description

(L

-JT-

Brennstoffsteuersystem und Vorrichtung für eine Gasturbine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffsteuersystem und eine Vorrichtung zur Zuführung eines flüssigen. Brennstoffes zu einer Gasturbine, wobei die Brennstoffzufuhr zur Brennerkammer der Turbine durch Membran-betätigte Einrichtungen gesteuert wird und . die' Membraneinrichtungen durch Kompressorabgabedrücke und den Brennerdruck reguliert werden. Das Brennstoffsteuersystem und die Vorrichtung, das bzw. die von einer Membran-betätigten Brennstoffzufuhr zur Turbine Gebrauch macht, spricht auf die Kompressorabgabedrücke und den Brennerdruck an, wodurch eine wirkungsvollere und wirksamere Steuerung einer Gasturbine erreicht werden kann als dies bisher möglich war.

Bei den bisher verwendeten Gasturbinen wurde der Brennstoff der Brennerkammer der Turbine durch Einspritzung unter dem direkten Druck der Brennstoffpumpe zugeführt, wobei die Zufuhrmenge des Brennstoffes zur Brennerkammer manuell gesteuert wurde. Bei diesen Ausführungsfarmen war jedoch keine wirksame und wirkungsvolle Steuerung der Brennstoffeinspritzung möglich, da keine richtige Zusammenwirkung zwischen den Kompressorabgabedrücken und dem Brennerdruck bei unterschiedlichen Turbinendrehzahlen gegeben war. Es werden somit beim Stand der Technik in keiner Weise f/embranbetätigte Steuereinrichtungen, die auf die Kompressorabgabedrücke und den Brennerdrück ansprechen, eingesetzt, um die Brennstoffzufuhr zum Brenner einer Turbine zu regulieren.

Die vorliegende Erfindung sieht die Anordnung eines Brennstoff— zufuhr— und Steuersystems und einer Vorrichtung zur Zuführung von flüssigem Brennstoff zu einer Gasturbine vor, bei dem bzw. der die Kompressorabgabedrücke und der Brennerdruck in Verbindung mit den Membraneinrichtungen dazu verwendet werden, um die Betriebsweise einer Gasturbine zu steuern. Bei der Erfindung· finden mehrere Membraneinrichtungen Verwendung, um den Leerlaufbetrieb der Turbine und die Brennstaffzufuhr zur Turbine bei

Normalbetrieb zu steuern, und insbesondere um das Beschleunigungsverhalten der Turbine zu verbessern.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Brennstoffsteuersystem sowie die entsprechend ausgebildete Vorrichtung, die für eine Gasturbine
bestimmt sind, umfassen eine Einrichtung zum Regulieren der
Brennstoffzufuhr in Verbindung mit Membraneinrichtungen, die auf
Unterschiede zwischen dem Brennerdruck und dem Kompressorabgabedruck der Turbine ansprechen, um die Position der Einrichtung zur Regulierung der Brennstoffzufuhr zu steuern und damit die Drehzahl der Turbine zu variieren. Das System und die Vorrichtung schließen
das Verstellen des Steuerelementes durch die Bedienungsperson
zum Variieren des Kompressorabgabedruckes ein, der auf die Membran— einrichtungen wirkt, welche ein Brenstoffregulierventil zum Regulieren der Drehzahl der Turbine unter Lastbedingungen steuern..

Ziel der Erfindung ist es, ein Brennstoffreguliersystem und eine · Vorrichtung für eine Gasturbine zu schaffen, bei dem. bzw. der eine auf Druck ansprechende Membraneinrichtung, die einem Brennstoff— regulierventil zugeordnet ist, durch die Differenz zwischen dem

Brennerdruck und den Kompressorabgabedrücken betätigt wird, wobei die Einrichtung ein von einer Bedienungsperson manipuliertes
Steuerelement zum Ventilieren des auf die Membraneinrichtung einwirkenden Kompressorabgabedruckes einschließt, um dadurch die

Drehzahl der Turbine durch die Bewegung des Brennstoffregulierventiles über die Membraneinrichtung zu regulieren.

sie
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung, wie/sich bsispielsweise auf die Anordnung und Funktionsweise von verwandten Elementen der Einheit, auf verschiedene Einzelheiten der Konstruktion und auf

Kombinationen von Teilen, auf die Elemente als solche und auf die Wirtschaftlichkeit der Herstellung und zahlreiche andere Merkmale beziehen, gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung
mit der Zeichnung hervor,
35

I \J V \f V

--er-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung v/ird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennstoffzufuhrsteuereinrichtung, bei der bestimmte Teile im Schnitt im wesentlichen nach Linie 1-1 in Figur 4 dargestellt sind;

Figur 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in. Figur 4;

Figur' 3 eine auseinandergezogene Ansicht der Teile der Figur 2;

Figur 4 eine Vorderendansicht der in Figur 1 dargestellten Konstruktion;

Figur 5 eine Rückansicht der in Figur 1 gezeigten Konstruktion; Figur 6 einen Teilschnitt entlang Linie 6-6 in Figur 4;

Figur 7 eine Teilansicht der Einrichtung, teilweise im Schnitt, wobei der Schnitt entlang Linie 7-7 in Figur 5 geführt ist; und

Figur 8

Bine schematische Ansicht der Brennstoffzufuhr- und Steuereinrichtung, die die Zuordnung der einzelnen Bestandteile und ihre Betriebsweise verdeutlicht.

In den Figuren 1 bis 7 ist eine Ausführungsform eines Brennstoffsteuersystem und einer Vorrichtung zur Steuerung der Zufuhr von

flüssigem Brennstoff zu einer Gasturbine dargestellt. Bei Figur θ handelt es sich um eins schematische Darstellung der einzelnen Bestandteile der Konstruktion,, um ein besseres Verständnis der Brennstoffsteuereinrichtung oder der Vorrichtung sowie deren 35- Funktionsweise in Verbindung mit einer Gasturbine zu ermöglichen. Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform ist für Gasturbinen mit einer Leistung von etwa 15 PS oder mehr bestimmt.

Das Brennstoffsteuersystem oder die Vorrichtung schließt eine Membran-betätigte Brennstoffsteuereinrichtung ein, wobei die Membraneinrichtungen durch den Kompressorabgabedruck und den 'Brennerbezugsdruck betätigt werden. Während die Figuren 1, 2, 5 und 6 keine Brennstoffkanüle und Druckübertragungskanäle zeigen, ist in Figur 8 eine Vereinfachung der verschiedenartigen Kanäle dargestellt, die bei der Aunführungsform der Figuren 1 bis 7 vorgesehen sind.

Das Brennstoffsteuersystem und die Vorrichtung 10 umfassen einen Hauptkörper 12, der zwei Hauptkörperteile 14 und 16 aufweist, von denen der Hauptkörperteil 14 hier als zweiter Hauptkörper oder als Hauptkörperelement bezeichnet wird. Der Hauptkörper 12 umfaßt drei Laminate, laminare Elemente oder Teile 18, 20 und 22, die, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, zusammen mit den Haupt— körperteilen übereinander und zwischen den Hauptkörperteilen angeordnet sind.

Benachbart zu dem Hauptkörperteil 14 ist ein zusätzliches Laminat, laminares Element oder Teil 24 angeordnet, und eine Abdeckung oder ein Deckelement. 26 befindet sich benachbart zu dem Teil oder Laminat 24. Der Hauptkörper des BrennstoffSteuersystems und der Vorrichtung ist an einer Lagereinrichtung, einem Lagerelement oder einer Montage platte 28 befestigt. Die Montageplatte oder die Lagereinrichtung 28 kann am Rahmen oder Gehäuse (nicht gezeigt) der Turbine) (nicht gezeigt) befestigt sein.

Wie insbesondere in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigt ist, sind die Hauptkörperabschnitte 14 und 16, die Laminate oder Teile 18, 20, 22 und 24 und die Deckplatte 26 übereinander oder ineinander geschachtelt angeordnet. Diese Teile sind mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen, welche zur Aufnahme von Schraubenbolzen 30 dienen, die sich durch die zueinander ausgerichteten Öffnungen in den Teilen des Hauptkörpers erstrecken und in Gewindeöffnungen 32 in der Montageplatte 28 eingeschraubt sind, von denen.eine in gestrichelten Linien in Figur 1 gezeigt ist.

W I \J \/ V

Die Köpfe 33 der Bolzen 30 treten mit der Oberfläche des Deckelementes 26 in Eingriff, so daß alle Teile des Hauptkörpers in den in den Figuren 1, 2, 3 und 6 dargestellten übereinander oder ineinander geschachtelt angeordneten Positionen fest gehaltert werden.

Flüssiger Kohlenwasserstoffbrennstoff für eine Gasturbine wird von einem Brennstofftank oder einem Speicher, der schematisch bei 3? in Figur 8 gezeigt ist, über eine Brennstoffpumpe 38 einer herkömmlichen Ausführungsform in Verbindung mit einem Brennstoffabsperrventil 39 zugeführt. Wenn sich die Turbine in . Betrieb befindet, stellt die Pumpe einen konstanten Brennstoffdruck zur Verfugung. Ein Steuerparameter für die Brennstoffzufuhr und die Steuereinrichtung ist der Brennerbezugsdruck der Turbine.

Die Brennstoffpumpe 38 muß einen Brennstoffdruck erzeugen, der größer ist als der Brennerbezugsdruck, da "der Brennstoff sonst nicht der Turbine zugeführt werden könnte.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Brennstoffsteuersystem umfaßt einen Membran-gesteuerten Ventilmechanismus-40 und einen zweiten Membran-gesteuerten Ventilmechanismus 42. Die erste Brennstoffsteuerventilkonstruktion 40 dient zur Steuerung oder Regulierung der Brennstoffzufuhr zur Turbine für Normalbetrieb derselben, während die zweite Brennstoffsteuerventilkonstruktion 42 zur Regulierung der Brennstoffzufuhr zur Turbine für Leerlaufbetrieb derselben dient. Ein dritter Membran-gesteuerter Ventilmechanismus 44 dient zur Zufuhr von Brennstoff zur Turbine zum Starten derselben.

Die Membran-betätigten Brennstoffsteuerventileinheiten sprechen auf den Kompressorabgabedruck und den Brennerbezugsdruck an. Die erfindungsgemäß ausgebildete Steuereinrichtung erfordert zwei unterschiedliche Kanäle, deren Eintrittsbereiche unter dem Einfluß des Kompressorabgabedruckes stehen.

Einer der Kanäle kann durch eine manuell betätigte Einrichtung ventiliert werden, um den Einfluß des Kompressorabgabedruckes

auf eine der Brennstoffsteuermembraneinheiten zu regulieren, wahrend der Kompressorabgabedruck in dem zweiten Kanal die Funktionsweise der anderen beiden BrennstoffSteuerventilkonstruktionen beeinflußt.

Wie man Figur 8 entnehmen kann, wird die erste Brennstoffsteuerventilkonstruktion 40 durch den Unterschied zwischen dem Brennerdruck und dem ersten Kompressorabgabedruck, der als C.D.P. TAP 1 bezeichnet wird, beeinflußt oder gesteuert, wobei der Kompressorabgabedruck durch einen Kanal 120 weitergegeben wird. Die zweite Brennstoff-Steuerventilkonstruktion 42 wird durch den Unterschied zwischen dem Brennerdruck und dem an die Brennstoffventilkonstruktion 42 durch einen Kanal 172 weitergegebenen Kompressorabgabedruck, der als C.D.P. TAP 2 bezeichnet wird, gesteuert.

Die zweite Brennstoffsteuerventilkonstruktion 42 dient zur Zufuhr von Brennstoff zur Turbine für den Leerlauf derselben. Die dritte Brennstoffsteuerventilkbnstruktion 44 dient zur Zufuhr von Brennstoff zum Brenner der Turbine zum Starten derselben und steht unter dem Einfluß des Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 2 über die Kanäle 172 und 254, wie in Figur 8 schematisch dargestellt ist.

Die Brennstoffsteuerventilkonstruktionen werden durch den Brennerdruck beeinflußt, der hier als Brennerbezugsdruck bezeichnet und in Figur 8 mit dem Bezugszeichen "B" versehen.ist. Der Brennerdruck ^: wird über bei 62 und 233 schematsich dargestellte Kanäle weiter— ' gegeben. Diese Anordnung wird hiernach im einzelnen beschrieben.

Die erste Brennstoffsteuerventilkonstruktion 40 ist im Hauptkürporteil 14 enthalten. Diese Brennstoffsteuereinrichtung wird zur Steuerung der Turbinendrehzahl unter Lastbedingungen verwendet. Wie man insbesondere den Figuren 1, 3 und 8 entnehmen kann, ist zwischen dem Abdeckelement 26 und dem Laminat oder Teil 24 einB flexible Membran 48 mit einer Dichtungsscheibe 49 benachbart zur Membran angeordnet. Dichtungsscheiben einer ähnlichen Konstruktion und herkömmlichen Ausführungsform sind desweiteren zwischen benachbarten Flächen der Hauptkörperteile, Membranen und Laminate des hiernach im einzelnen beschriebenen Hauptkörpers angeordnet.

Die Membran 48 ist mit einer Verstärkungsscheibe 51 versehen, die über einen Niet 53 an der Membran befestigt ist. Zwischen dem Teil oder Laminat 24 und dem Hauptkörperteil 14 befindet sich eine Membran 56. Die beiden Membranen 48 und 56 bilden zwischen sich eine Kammer 61, die mit dem Brennerbezugsdruck in Verbindung steht.

Der bei "B" in Figur 8 angedeutete Brennerbezugsdruck wird über Rohreinrichtungsn 62 an die Kammer 61 unterhalb der Membran 4B weitergeleitet. Die Rohreinrichtungen sind an ein Fitting 63 ange-

10' schlossen, wie in den Figuren 1 und 5 gezeigt, das durch den Rahmen oder die Montageplatte 28 gelagert wird. Der Brennerbezugsdruck wird von dem Fitting 63 über Kanäle (nicht gezeigt) im Hauptkörper 12, die eine Verbindung zwischen dem Fitting 63 und der Kammer 61 herstellen, weitergegeben.

.

In der Mitte der Membran 56 ist ein Niet 59 befestigt. Unter bestimmten Druckbedingungen tritt der Kopf 54 des Nietes 53 mit dem Niet 59, das an der Membran 56 befestigt ist, in Eingriff. Das Abdeckelement 26 ist mit" einer Ausnehmung oder Kammer 60 ausgestattet, von der eine Wand durch die Membran 48 gebildet wird. Der obere Abschnitt des Hauptkörperelementes 14 ist mit einer Ausnehmung 64 versehen, in der ein Hebel oder Hebelelement 65 angeordnet ist, das auf einem Stift 6? drehbar gelagert ist.

Das Hauptkörperelement 10 ist mit einer Bohrung 68 versehen, in der ein relativ bewegliches Brennstoffsteue.rventil 69 angeordnet ist, dessen NadBlabschnitt 70 sich in eine Brennstoffeinlaßöffnung 71 erstreckt, die in den Figuren 2 und 8 gezeigt ist. Der lange' Arm 66 des Hebelelementes 65 kann von dem Kopf des Nietes 59, der von der Membran 56 getragen wird, berührt werden. Der kurze Arm 73 des Hebels 65 steht mit dem Brennstoffsteuernadelventil 69 gelenkig in Eingriff. Unter dem langen Arm 66 des Hebels 65 ist eine Expansionsschraubenfeder 76 angeordnet, die das Nadelventil 69 in Richtung auf die die Öffnung schließende Position unter Vorspannung hält. Wenn sich das Nadelventil 69 in seiner geschlossenen Position befindet, unterbricht es die Brennstoffzufuhr von der Brennstoffpumpe 38 in die Brennstoffkammer oder die Ausnehmung 64.

- jar-

Die Drehzahl der Turbine wird über ein manuell betätigtes Drosselsteuerelement variiert, dessen Relativposition den auf ein Entlüftungsventil zum Entlüften des Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 1 in die Kammer 60 ausgeübten mechanischen Druck steuert. Diese Druckänderung in der Kammer GO wird über eine Membrankonstruktion an das Nadelventil 69 weitergegeben, dessen Position die Hauptbrennstoffzufuhr zum Brenner der Turbine variiert.

Die Menge des an dem Nadelventil 69 vorbeigeführten Brennstoffes wird in erster Linie durch den Kompressorabgabedruck gesteuert, der in der Kammer 60 wirksam ist. Der von der Bedienungsperson zum Regulieren der Drehzahl der Turbine gesteuerte Drosselmechanismus steuert den wirksamen Kompressorabgabedruck in der Kammer 60.

Wie insbesondere in den Figuren 1 und θ dargestellt ist, umfaßt die Drosselsteuerung ein Element oder einen Kolben 80, der gleitend in einer im Abdeckelement 26 vorgesehenen Bohrung 82 hin- und herbewegbar ist. Ein innerer Endbereich der Bohrung ist mit einer Gegenbohrung 84 mit reduziertem Durchmesser versehen, die ein Kugelventil oder eine Ventileinrichtung 86 aufnimmt, welche normalerweise eine Öffnung 88 schließt, die mit der Kammer 60 in Verbindung steht, wie in den Figuren 1 und 8 gezeigt ist.

Zwischen dem Ventilelement oder der Kugel 86 und dem Boden einer Bohrung im Kolben 80 ist eine Expansionsschraubenfeder 90 angeordnet« Der von der Feder ausgeübte Druck hält normalerweise das Kugelventil 86 auf seinem Sitz, wodurch die Öffnung 88 geschlossen wird. Die Bohrung 82 ist mit einer sehr kleinen Entlüftungsöffnung 92 versehen. Wenn der Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 und der Öffnung 88 größer wird als der von der Feder 90 ausgeübte Druck, wird das Kugelventil 86 von seinem Sitz wegbewegt und entlastet, reduziert oder entlüftet dabei den in Kammer 60 von dem ersten Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP herrschenden Druck.

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Der Hauptkörper 14, das Laminat 24 und das Abdeckelement 26 sind mit zueinander ausgerichteten Öffnungen versehen, in denen eine Welle 95 drehbar gelagert ist, wie in den" Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Die Welle 95 wird mittels eines Zapfenabschnittes auf einem Gewindeelement oder eine Schraube 9Θ in den Öffnungen gehalten, wobei dieser Zapfenabschnitt in eine in der Welle 95 ausgebildete Ausnehmung 99 eingreift, wie Figur 1 zeigt.

Der Endabschnitt der Welle 95 _T der sich über das Abdeckelement 26 hinaus erstreckt, ist mit einem quadratischen Ende 102 ausgestattet, das zur Aufnahme einer quadratischen Öffnung in einem Nockenelement oder.einer Nockenplatte 104 und einer quadratischen Öffnung in einem Drasselbetatigungsarm oder Element 106 dient. Die Nockenplatte 104 und der Betätigungsarm 106 sind mittels einer Schraube 108 an der Welle befestigt.

Das Bntfernte Ende des Betätigungsarmes oder Elementes"106 weist eine Öffnung auf, die einen Zapfenabschnitt 110 eines Drehgelenk— elementes 112 aufnimmt. Das Ende des Zapfenabschnittes ist geschmiedet, um das Drehgelenkelement 112 auf dem Betätigungsarm 106 zu halten. Das gelenkig montierte Element 112 ist mit einer Öffnung 114 zur Aufnahme eines in herkömmlicher V/eise manipulierten Drahtes oder Kabels (nicht gezeigt) versehen, der bzw. das über eine Schraube 116 in dem Drehgelenkelement 112 gehaltert wird.

Durch Manipulation des Drahtes oder Kabels können .der Betätigungsarm 106 und die Nockenplatte 104 gedreht werden, wodurch die Nockenkontur auf der Nockenplatte 104 eine hin— und hergehende Bewegung des Kolbens 80 bewirkt und der von der Feder 90 auf das Kugelventil 86 ausgeübte Druck variiert werden kann.^Durch die Bewegung des Betätigungsarmes 106 in eine Richtung, bei der der Kolben 80 durch die Nocksnkontur der Platte 104 nach innen in die Bohrung 82 bewegt wird, wird der auf das Kugelventil 86 einwirkende Federdruck erhöht, wodurch ein Entlüften des Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 1 in der Kammer 60 verhindert wird.

- wr -

Dieser Vorgang führt zu einem Ansteigen des Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 1 an der Mebran 48, was dazu führt, daß die Membran den Hebel 55 im Uhrzeigersinn in den Figuren 2 und 8 bewegt, um das Nadelventil 69. zur Brennstoffregulierung weiter zu öffnen und dadurch die Brennstoffzufuhr zur Turbine und somit deren Drehzahl zu erhöhen.

Durch eine zunehmende Turbinendrehzahl steigt der Kompressorabgabedruck und der Brennerdruck "B" an. Wenn sich der erhöhte Kampressorabgabedruck in der Kammer 60 aufbaut, der zur Wegbewegung des Kugelventiles 85 von seinem Sitz ausreicht, wird die Kammer durch die kleine Entlüftungsöffnung 92 langsam entlüftet. Dadurch wird die Turbinendrehzahl für eine spezielle Relativposition des Drosselsteuernockens 104 und des Betätigungsarmes 106 stabilisiert.

Die Turbinendrehzahl kann somit durch die Bedienungsperson variiert werden, indem die Nockenplatte 104 in eine Position manipuliert wird, die die Erzielung einer gewünschten Drehzahl der Turbine ermöglicht.

Der Kompressorabgabedruck. C.D.P. TAP 1 wird vom Kompressor durch einen Kanal oder ein Rohr 120, das in Figur 8 gezeigt ist, und den Kanal oder das Rohr, der bzw. das mit einem am Rahmen, der Montageplatte oder Lagereinheit 28 (in den Figuren 1 und 5 gezeigt) montierten Fitting 122 versehen ist, weitergeleitet. Das Rohr erstreckt sich in die Kompressorkammer der Turbine in eine Position, in der es auf den Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 1 anspricht. Dieser Kompressorabgabedruck wird hier ebenfalls als erster Kompressorabgabedruck bezeichnet.

Das in den Figuren 1 und 5 gezeigte Fitting 122, das mit dem Rohr 120 verbunden ist, ist mit einer schematisch in Figur θ gezeigten Drossel 124 versehen, die eine sehr kleine Öffnung bildet und unter dem Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 1 stehende Luft zur Kammer 60 durchläßt. Die Drossel 124 dient dazu, die Größe der Druckänderung in der Kammer 60 zu reduzieren, so daß während des Turbinenbetriebes der in der Kammer 60 herrschende Druck nur geringfügig schwankt und ein abruptes Öffnen des Kugelventiles verhindert wird'.

Der unter dem Druck der Brennstoffpumpe 3Θ stehende Brennstoff strömt durch eine Leitung oder ein Rohr 128, wie in Figur 8 gezeigt, und durch ein Fitting 130, wie in den Figuren 1 und 5 gezeigt, in einen Brennstoffkanal 132, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, und durch einen Kanal 134 in einen Bereich 136 zu der zu dem Nadelventil 69 benachbarten Öffnung 71. Der Kanal 132 wird durch eine Vielzahl von zueinander ausgerichteten Öffnungen in dem Hauptkörperabschnitt.16 und den Laminaten 18, 20 und 22 gebildet, wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist.

Dosierter flüssiger Brennstoff wird van der Kammer oder der Ausnehmung 64 über miteinander verbundene Kanäle im Hauptkörper 12 und Rohreinrichtungen 144, die in Figur 8 gezeigt sind, dem Brenner der Turbine zugeführt, wobei die Brennstoffzuführeinrichtungen Einrichtungen zum Dosieren des Brennstoffstromes von der Kammer 64 umfassen.

. Die Brennstoffkanäle im Hauptkörper 12 sind an ein Brennstoffaus-

laßfitting 140 angeschlossen, das in den Figuren 1, 5 und 6 •20 gezeigt ist und von der Montageplatte oder der Rahmenplatte 28 getragen wird. Das Fitting 140 steht mit den Rohreinrichtungen in Verbindung.

Die Anordnung umfaßt Einrichtungen zum Dosieren der von der Kammer 64 dem Brenner der Turbine zuströmenden Brennstoffmenge. Wie man insbesondere aus Figur 6 entnehmen kann ist das Hauptkörperelement .14 mit einer Bohrung 148 versehen, die über einen nicht gezeigten Kanal mit der Kammer 64 in Verbindung steht. In^-Verbindung mit der Bohrung 148 steht ein Kanal oder eine Öffnung 160 mit reduziertem Querschnitt, der bzw. die an einen Kanal 152 angeschlossen ist. In der Bohrung 148 vor der Öffnung 160 ist ein einsetzbares Dosierdüsenventil 151 zur Brennstoffdosierung angeordnet.

Der Kanal 152 steht mit einem Kanal 154 in Verbindung, welcher durch zueinander ausgerichtete Öffnungen in den Laminaten 18, 20, 22 und dem Hauptkörperteil 16 gebildet wird. Der Kanal 154 steht in direkter Verbindung mit dem Fitting 140, an das die Rühreinrichtung 144 angeschlossen ist, um Brennstoff dem Brenner der Turbine zuzuführen.

Eine einsetzbare Düsaneinrichtung 151 ist der Bohrung 148 und. der Öffnung 160 zugeordnet, um den Brennstoffstrom durch die Kanäle 152 und 154 zur Turbine zu dosieren oder zu regulieren. Die Bohrung 148 kann einen Gewindeabschnitt für eine einstellbare Ventileinrichtung oder ein entsprechendes Element aufnehmen. Ein Stopfen 158 ist vorgsshen, um die Bohrung 148 an demjenigen Ende zu verschließen, das der Öffnung 160 gegenüberliegt. Ein Dichtungsring 162 umgibt den Stopfen 158 und wird in der Bohrung 148 in herkömmlicher Weise in strömungsmittelabdichtenden Eingriff grhalten. Es versteht sich, daß die feste Drossel 151 zur Brennstoffdosierung durch ein einstellbares Ventil ersetzt werden kann, um' eine Einrichtung zum Variieren der Brennstoffdosierung durch die Öffnung 160 vorzusehen. Derartige einstellbare Ventileinrichtungen un>fassen ein Nadelventil.

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß die Steuerung der Drehzahl der Turbine durch Manipulation des Armes 106 reguliert v/ird, um dadurch die Position des Nockenelementes 104 einzustellen und ' den von der Feder 90 auf das Kugelventil 86 ausgeübten Druck und das Entlüften des Druckes in der Kammer 60 zu steuern. ■

Aufgrund der Regulierung des an dem Nadelventil 69 vorbeiströmenden Brennstoffes unter dem Einfluß des in der Kammer 60 herrschenden Druckes wird dis Turbine durch ansteigenden Brennstoffzustrom am Nadelventil 69 vorbei beschleunigt, bis der Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 in ausreichender V/eise erhöht wurden ist, um das Kugelventil 86 von seinem Sitz wegzubeivegen und die Kammer 60 durch die Entlüftungsöffnung 92 zu entlüften und die Drehzahl der Turbine zu stabilisieren.

Um die Drehzahl der Turbine abzusenken, bewegt die Bedienungsperson den Arm 106 und die Nockenplatte 104 so weit, bis die Nockenflache der Platte 104 eine Bewegung des Kolbens 80 in seine äußerste Position ermöglicht, in der reduzierter Druck der Feder 90 auf das Kugelventil 86 ausgeübt wird, so daß das Kugelventil durch den Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 1 geöffnet und der Druck in der Kammer 60 somit reduziert wird.

Unter dar Einwirkung des reduzierten Druckes in der Kammer 60 wird die Membran 48 nach oben durchgebogen und entlastet den auf den Hebel 65 ausgeübten Druck, wobei das unter dem Druck der Schraubenfeder 76 stehende Nadelventil 69 die Öffnung 71 schließt und die Brennstoffzufuhr zur Turbine durch die Öffnung 160 und die Kanäle 152 und 154 zum Brenner der Turbine unterbricht.

' Die relative Größe der Drossel 124 bestimmt die Größe der Volumenänderung der Kammer 60, wenn der Abgabedruck auf TAP 1 überwacht wird. Die Entlüftungsöffnung 92 ist sehr klein, so daß für eine langsame Entlüftung gesorgt wird, und dient zum Abbau des Druckes der Kammer 60 auf Atmosphärendruck, wenn das Kugelventil 86 gegen die Feder 90 bewegt wird. Daher beeinflußt die Relativgröße der Drossel 124 die Größe der Druckänderung an der Membran 48, die die Brennstoffzufuhr zur Turbine unter Lastbedingungen reguliert. In ähnlicher Weise trägt die Entlüftungsöffnung 92 dazu bei, die Brennstoffzufuhr im Nennzustand zu regulieren, da sie den Druck der Kammer 60 zur Atmosphäre hin entlüftet, nachdem sich das Kugelventil 86 gegen die Feder 90 geöffnet hat. Die Drossel 124 und die Entlüftung 92 ermöglichen daher glatte bzw. stetige Druck- und somit Drehzahländerungen. · ■

Eine zweite Membran-gesteuerte Ventileinheit 42 ist vorgesehen, um der Turbine Brennstoff für den Turbinenleerlauf zuzuführen. Die Steuerung zur Regulierung des Brennstoffes für Turbinenleerlauf

. läuft in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem Brennerdruck und dem zweiten Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 2 ab. Die Membraneinheit und der Nadelventilsteuermechanismus 42 sibd in' dem zweiten Hauptkörperteil 16 enthalten und in den Figuren 2 und 3 dargestellt sowie in Figur 8 schematisch gezeigt. Der zweite Kompressorabgabedruck wird vom Kompressor der Turbine über eine Rahreinrichtung 172 und ein Fitting 173, das in den Figuren 1 und 5 gezeigt ist und von der Montageplatte oder Rahmenplatte 28 getragen wird, einer Kammer 170 zugeführt.

.35 ■

Der Hauptkörper 12 ist mit miteinander in Verbindung stehenden Kanälen [nicht gezeigt) versehen, die eine Verbindung zwischen der Kammer

und dem Fitting 173 herstellen und über die der zweite Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 2 der Kammer 170 zugeführt wird. Die Kammer 170.wird durch einen mittleren Stegabschnitt 174 des Laminates und eine flexible Membran 176, die zwischen den Laminaten 20 und 22 angeordnet ist, begrenzt.

Zwischen dem Laminat 22 und dem Hauptkörperteil 16 ist eine flexible Membran 178 angeordnet. Die Membranen 176 und 178 bilden eine Kammer 180. Wie man Figur 8 entnehmen kann, ist die Kammer 180 über Kanäle (nicht gezeigt), die im Hauptkörper 12 ausgebildet sind und mit dem Brennerdruckfitting 63 und der Rohreinrichtung 62 in Verbindung stehen, an den Brennerdruck "B" angeschlossen. Die Membran 176 . ist in ihrem mittleren Bereich mit einem Element oder Knopf 182 versehen, und die Membran 178 ist mit einem ähnlichen Knopf 184 ausgestattet.

Der Nadelventilmechanismus 42 ist in einer Ausnehmung oder Kammer angeordnet, die in dem Hauptkörperteil 16 vorgesehen ist. Der Hauptkörperteil 16 ist mit einer Bohrung 189 versehen, in der ein Brennstoffsteuerventil 190 angeordnet ist. Der Nadelabschnitt 192 des Ventiles erstreckt sich in eine Brennstoffeinlaßöffnung 194. Die Brennstoffeinlaßöffnung 194 steht in Verbindung mit dem Brennstoffkanal 132 und über den Kanal 196 mit dem Brennstoffeinlaßfitting 130.

Der in der Kammer 170 vorherrschende zweite Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 2 und der in der Kammer 180 vorherrschende Brennerdruck bewirken eine Bewegung der Membranen 176 und 178, um die Relativposition des Brennstoffsteurventiles 190 über das Medium des Hebels 200 zu regulieren, wenn der Brennerdruck und der zweite Kompressorabgabedruck eine Abwärtsbewegung der Membranen 176 und erzeugen. Der Knopf 184 bewegt den Hebel 200 im Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt herum, wodurch das Brennstoffsteuerventil 190 . von der Öffnung 194 wegbewegt wird und Brennstoff in die Kammer oder Ausnehmung 188 einläßt.

Der Brennstoff wird von der Kammer 188 der Turbine zugeführt, damit dieselbe im Leerlauf laifen kann. Die Anordnung umfaßt

- SG -

Einrichtungen zur Dosierung oder Regulierung der Menge des Turbinenleerlauf brennstoff es von der Kammer 188 zur Turbine. Wie man insbesondere aus Figur S entnehmen kann, ist der Hauptkörperteil 16 . mit einer Bohrung 208 versehen, die durch Kanäle (nicht gezeigt) im Hauptkörper mit der Brennstoffkammer 188 in Verbindung steht.

. . In Verbindung mit dem inneren Ende der Bohrung 208 steht ein Kanal oder eine Öffnung 217 mit reduziertem Querschnitt, der bzw. die an einen Kanal 212 angeschlossen ist. Wie Figur 6 zeigt, steht der Kanal 212 mit dem Kanal 154 und dem Fitting 140 in Verbindung, so daß der durch die Öffnung 21? strömende Brennstoff dem Brenner der Turbine für Leerlaufbetrieb derselben zugeführt wird. Ein einsetzbares Dosierdüsenventil 215 ist in der Bohrung 208 angeordnet und funktioniert als feste Drossel zur Dosierung oder Regulierung der

Brennstoffmenge durch die Bohrung 208 zur Öffnung 217. .. ·

' Die Bohrung 208 ist mit einem Gewindeabschnitt versehen, so daß sie

einen Schraubstopfen 216 zum Verschließen desjenigen Endes der • 'Bohrung 208, das der Öffnung 217 gegenüberliegt_r aufnehmen! kann. Ein Dichtungsring 219 umgibt den Stopfen 216 und befindet sich mit .· diesem in Eingriff," so daß die Bohrung 208 strömungsmitteldicht abgedichtet wird. Die Düse 215 reguliert den Brennstoffstrom im ■ ' Leerlaufbrennstoffsystem und somit die Leerlaufdrehzahl der Turbine. Ein variables Ventilelement, wie beispielsweise ein einstellbares Nadelventil, kann ebenfalls zur Regulierung der Leerlaufbrennstoffzufuhr vorgesehen sein. Die BrennstoffSteuereinheit 42 soll die Turbine ■ auf Leerlaufdrehzahl halten, wenn sich der Drosselsteuerkolben 80 in seiner äußersten Position, wie in Figur 8 gezeigt,' befindet, in der das Nadelventil 69 die Brennstoffzufuhr unterbricht und eine Verlangsamung der Turbine herbeiführt.

. Unter dem Einfluß, des zweiten Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 2, der der Kammer 170 zugeführt wird, hält der in der Kammer 170 vorherrschende Druck über die Membran 176 und den Hebel 200 das Nadel- ■ . ventil-190 in einer offene Position, in der Brennstoff durch die ■Rohreinrichtung 144 der Turbine zugeführt wird, damit diese auf der Leerlaufdrehzahl gehalten wird. Die an dem Nadelventil 190 vorbeiströmsnde Brennstoffmenge wird durch die in Figur 6 gezeigte

Düse 215 in der gewünschten Weise für die richtige Leerlaufdrehzahl der Turbine gedrosselt.

Während des Normälbetriebes der Turbine unter Lastbedingungen wird Brennstoff von der Brennstoffkammer 64, der an der Brennstoffdosierdüse 151 vorbeiströmt, und Brennstoff von der Brennstoffkammer 1ΘΘ, der an der Düse 215 vorbeiströmt, über die Rohreinrichtung 144 dem Brenner der Turbine zugeführt.

Die Kompressorabgabedrücke C.D.P. TAP 1 und C.D.P. TAP 2 sind immer im wesentlichen gleich. Die in den Kammern 60 und 170 vorherrschenden Drücke sind jedoch nur dann gleich, wenn sich die Kugel 86 in der geschlossenen Position befindet. Wenn das Drosselelement 106 und der Nocken 104 im Uhrzeigersinn in Figur 8 bewegt werden, wobei sich

15' die Drossel in der Leerlaufposition zur Reduzierung der Drehzahl der Turbine befindet, wird das Kugelventil 86 unter dem Einfluß des Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 1 geöffnet, und der Drück in der Membrankammer 60 wird abgebaut und durch die Entlüftungs- ■ öffnung 92 ventiliert.

Die Reduktion des Kompressorabgabedruckes C.D.P. TAP 1 tritt unter dem Einfluß der Drossel 124 in der Rohreinrichtung 120, die den Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 1 vom Kompressor der Turbine zuführt, nur in verringertem Maße in Erscheinung. Dadurch wird ein abruptes Schließen des Ventiles 69 durch die verzögerte Bewegung der Membran 48 vermieden.

Durch das. Öffnen des Kugelventiles 86 wird der Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 an der Membran 48 reduziert, und das Nadel— ventil 69 bewegt sich allmählich in eine geschlossene Position, in der die Hauptbrennstoffzufuhr an der Dosierdü38 151 vorbei unterbrochen wird, wie in Figur 6 gezeigt.

Der Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 2 wird nicht ventiliert, so daß dieser Druck in der Kammer 170 aufrechterhalten wird, was dazu führt, daß das Membran-betätigte Nadelventil 190 offen bleibt, so daß Brennstoff für den Leerlauf der Turbine weiterhin von der

der Kammer 188 durch die Rohreinrichtung 144 zum Brenner der Turbine strömt·

Aufgrund des kontinuierlichen Brennstoffstromes am Nadelventil 190 y.orbei in die Kammer 188 und dann an der Dosierdüse 215 vorbei

strömt weiterhin Brennstoff in einer eingeschränkten oder dosierten . Menge durch.die Rohreinrichtung 144 zum Brenner der Turbine für Leerlaufbetrieb, so daß ein Ausgehen des Brenners verhindert wird.

Die kontinuierliche Brennstoffzufuhr von der Kammer 188 an der Dosierdüse 215 vorbei verhinder abrupte Änderungen der Brennstoffzufuhr zum Brenner. Die Ventilsteuereinheit 42 dient sowohl dazu, die Neigung des Brenners zum Ausgehen zu reduzieren als auch Brennstoff in dosierter Weise für den Leerlauf der Turbine zuzuführen.

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Wie man den Figuren 2 und 3 entnehmen kann, ist zwischen dem Steg des Laminates 20 und-einer Membran 228, die zwischen den Laminaten 1B und 20 angeordnet ist, eine Kammer 226 angeordnet. Eine Membran 230 ist zwischen den Laminaten 18 und dem Hauptkörperelement 14 vorgesehen. Der Bereich zwischen den Membranen 228 und 230 bildet eine Kammer 232. Die Kammer 232 ist über Kanäle im Hauptkörper 12, die bei 233 in Figur 8 schematisch - gezeigt sind, an das Fitting 63 angeschlossen, so daß unter dem Brennerdruck "B" steht.

In dem Hauptkörperelement 14 ist eine Kammer 234 ausgebildet, von • der die Membran 230 eine Wand bildet. In einer Bohrung 236 des Hauptkörperelementes 14 ist gleitend ein normalerweise offenes Nadelventil 238 angeordnet, das die Brennstoffzufuhr durch eine Öffnung 240 steuert. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, ist das untere Ende des Nadelventiles 238 an einer Scheibe 242 befestigt. Zwischen der Scheibe 242 und einer Endwand der Kammer 234 ist eine Expansionsschraubenfeder 244 angeordnet, die das Nadelventil 238 ■ in Richtung auf eine offene Stellung unter Vorspannung hält, so "daß die Öffnung 240 geöffnet ist, wenn sich die Turbine nicht in . Betrieb befindet.

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Die Membran 228 ist mit einem Knopf oder Element 229 und die Membran 230 mit einem Knopf oder Element 246 versehen. Das normalerweise offene Ventil 238 stellt zusätzlichen Brennstoff zum Starten zur Verfügung und schließt sich, wenn die Turbine gestartet worden ist und Leerlaufdrehzahl erreicht. Beim Starten der Turbine wird der Kompressorabgabedruck in der Kammer 226 aufgebaut, was zu einem Eingriff der Knöpfe 229 und 246 und zu einem Eingriff des Knopfes 246 mit dem Nadelventil 238 führt, so daß die Öffnung 240 geschlossen wird.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um das Ventil 238 in der dia Öffnung schließenden Position zu halten, nachdem die Turbine, gestartet worden ist. Wie die Figuren 7 und 8 zeigen, öffnet sich eine Öffnung 250 in die Membrankammer 170, und ein Rückschlag- oder Kugelventil 252 wirkt mit der Öffnung 250 zusammen. Wie schematisch in Figur 8 gezeigt ist, steht die Öffnung 250 über einen Kanal 254 mit der Membrankammer 226 in Verbindung. Die tatsächliche Konstruktion der Öffnungen des Ventils ist in Figur 7 dargestellt, wobei der Kanl 254 eine schematische Darstellung der in Figur 8 gezeigten Kanalverbindung zwischen den Kammern 170 und

. 226 ist. '

Wenn sich die Turbine im Betrieb befindet, wird der Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 2, der von dem in Figur 8 gezeigten rohrförmigen Kanal 172 und dem in den Figuren 1 und 5 gezeigten Fitting 173 in die Kammer 170 eindringt, über den Kanal 254, der in Figur 8 gezeigt ist, der Kammer 226 zugeführt, so daß der Kompressarabgabedruck in der Kammer 226 gehalten wird, wenn das Kugelventil 252 die Öffnung 250 schließt, um dadurch das Nadelventil 238 während des Betriebes der Turbine in der die Öffnung schließenden Position zu halten.

In Figur 8 ist eine sehr kleine Entlüftungsöffnung oder Bypass-Entlüftung 251 dargestellt, die den Kanal 254 mit der Kammer verbindet. Durch das Kugelventil 252 und die Entlüftung 251 kann der Druck in der Kammer 226 auf den gleichen Wert ansteigen wie der Druck C.D.P. TAP 2, der die Membran 228 zum Schließen des Nadelventils 238 beeinflußt, so daß das Ventil während des

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Turbinenbetriebes geschlossen gehalten werden kann.

Das Nadelventil 238 ist daher nur geöffnet, wenn sich die Turbine in Betrieb befindet, damit Brennstoff von der Kammer 64 der Turbine zum Starten derselben zugeführt werden kann. Diese Entlüftungsöffnung sieht eine Einrichtung zum Entlüften der Kammer 225 beim Abstellen der Turbine vor und ermöglicht, daß der in der Kammer 226 vorherrschende Druck beim Abstellen der Turbine langsam abnehmen kann. Während des Absteilens bleibt das Ventil 238 geschlossen, bis die Turbinendrehzahl und der Pumpendruck (p) einen Wert von Null erreichen. Durch das Entlüften der Kammer 226 beim Abstellen der Turbine kann das Ventil 238 normal arbeiten. Die Entlüftungsöffnung 251 behindert nicht das Schließen des Ventils 238, da man festgestellt hat, daß der Druck in der Kammer 226 während des Startens schnell ansteigt, jedoch bei abnehmenden Drehzahlen oder beim Abstellen langsam abnimmt.

Die durch den Anlasser bewirkte Anfangsdrehung der Turbine betätigt auch die Brennstoffpumpe, und die anfängliche Differenz zwischen dem 20' Brennerdruck und dem Kompressorabgabedruck übt einen ausreichenden Druck auf auf die Membran 48 zum Öffnen des Nadelventils 69 aus, so daß Brennstoff in die Kammer 64 und in die Kammer 234 strömen kann.

Die Funktionsweise des Brennstoffsteuersystems und der Vorrichtung nach der Erfindung zum Steuern einer Gasturbine ist wie folgt: es ist beim Starten von Gasturbinen üblich, ein Glühelement in der Brennerkammer der Turbine elektrisch zu erhitzen, um den Brennstoff zu zünden, der in den vom.Rotationskompressor der Turbine gelieferten Luftstrom abgegeben wird. Die Anfangsdrehung der drehbaren Teile der Turbine wird durch einen elektrisch einschaltbaren Motor oder andere geeignete Einrichtungen bewirkt.

Beim Starten einer Gasturbine, die mit Brennstoff von dem Brennstoffsteuersystem und der Vorrichtung der Erfindung versorgt wird, ist das Brennstoffpumpenventil 39 geöffnet. Das Glühelement wird auf die richtige Temperatur vorerhitzt, um den Brennstoff

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zu zünden. Wenn das Glührohr die richtige Temperatur erreicht hat, wird der elektrische erregbare Motor eingeschaltet, um die drehbaren Teile der Turbine in Drehungen zu versetzen.

Dieser Motor betätigt auch die Brennstoffpumpe 38, um unter Druck stehenden Brennstoff durch die Rohre oder Kanäle 1.28, die schematisch in Figur 8 dargestellt sind, den Bereichen der Membranbetätigten Ventileinheiten 40 und 42 zuzuführen. Die Ventileinheiten 40 und 42 sargen für die Brennstaffzufuhr bei Normalbetrieb der Turbine. Die Ventileinheit 42 sorgt für die Brennstoffzufuhr bei Turbinenleerlauf.

Während der Anfangsdrehung des Rotationskompressors der Turbine wird der Kompressarabgabedruck in den Druckübertragungsrohren 120 und 172, die in Figur 8 gezeigt sind, aufgebaut. Der Druck wird an die Kammern 60 und 170 v/eitergegeben, was zu einem Öffnen der Nadelventile 69 und 190 führt. Der Kampressorabgabedruck wird von der Kammer.170 durch die kleine Öffnung 250 an dem Kugelventil 252 vorbei der Kammer 226 zugeführt.

Während der Anfangsdrehung des Kompressors der Turbine öffnet der in der Kammer 60 vorherrschende Druck das Brennstoffventil 69, so daß unter Druck stehender Brennstoff über Kanäle, die schematisch in Figur 8 gezeigt sind, von der Brennstoffkammer 64 der Brennstoffkammer 234 zugeführt wird. Während der Anfangsrotation ist die Differenz zwischen dem Druck C.D.P. TAP 2 und dem unteren Druck, der auf die Membran 228 einwirkt, nicht ausreichend groß, um die Vorspannkraft der Feder 244 zu überwinden, so daß das Ventil 238 daher offen bleibt, bis diese Vorspannkraft überwunden ist. Die kleine Öffnung 250, die die Kammer 170 und den Kanal 254 miteinander verbindet, dient dazu, die Druckänderungen zwischen C.D.P. Tap 2 und der Kammer 170 zu dämpfen. Brennstoff aus der Kammer strömt an dem offenen Nadelventil 238 vorbei durch die Öffnung und den Kanal 144 zu dem Brennstoffabgabekanal im Brenner der Turbine.

Somit strömt der zum Starten der Turbine benötigte Brennstoff am offenen Nadelventil 238 vorbei.

Nachdem die Turbine zu laufen begonnen hat, wird dar van der Bedienungsperson gesteuerte Drosselkolben 80 nach innen (in den Figuren 1 und 8) bewagt, wodurch der auf. das Kugelventil 86 ausgeübte Federdruck und der in die Kammer 60 weitergegebene Kompressorabgabedruck erhöht wird. DBr Brennerbezugsdruck "B" wird an die Kammer 61 weitergegeben. ' ·

Eine erhöhte Differenz zwischen dem ansteigenden Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 und dem ansteigenden Brennbezugsdruck in .der Kammer 61 bewirkt, daß sich der Mebranknopf 59 weiter abwärts bewegt. Der Druck in der Kammer 60 steigt schneller an als der Druck in der Kammer 61. Dadurch wird das Hauptbrennstoffsteuernadelventil 69 weiter geöffnet, so daß die Turbine zur Beschleunigung und zum Normalbatrieb mit Brennstoff versorgt werden kann.

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Der Brennstoff für Normalbetrieb wird durch die in den Figuren 6 und 8 gezeigte Dosierdüse 151 dosiert, wobei diesem der Brennstoff für Turbinenleerlauf zugeführt wird, der durch die Düse 215 dosiert wird.

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Wenn die Bedienungsperson wünscht, die Drehzahl der Turbine zu erhöhen, und keine maximale Brennstoffmenge an der Dosiernadeldüse 151 vorbei strömt, bewegt die Bedienungsperson den Arm 106 im Uhrzeigersinn (in Figur 8), wodurch die Nockenfläche 104 den Kolben weiter nach innen drückt und dadurch eine Erhöhung des Druckes der Schraubenfeder 90 auf das Entlastungsventil 86 bewirkt, so daß der daraus resultierende erhöhte Kampressorabgabedruck in der Kammer 60 eine weitere Öffnung des Brennstaffventiles 69 bewirkt und dadurch die Drehzahl der Turbine erhöht. ■ In Abhängigkeit von der speziellen Relativpositian des Kolbens 80, der den Druck der Expansionsfeder 90 und des Kugelventils 86 festlegt, wird somit die Drehzahl der Turbine stabilisiert. Wenn der der Kammer 60 zugeführte Kampressorabgabedruck C.D.P. TAP 1 konstant ist, variiert der Brennerdruck mit der Drehzahl der Turbine.

Der Kompressorabgabedruck wird über das Entlastungsventil 86 und die Entlüftung 92 ventiliert. Bei Änderungen des unteren Druckes

in der Kammer 61 bewegt sich die Membran 48 und steuert somit das • Brennstoffeinlaßventil 69, um die Turbinendreh2ahl aufrechtzuerhalten ·

In dem Fall, daß die Drehzahl der Turbine ansteigt, steigt der Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 an und überwindet den Druck der Schraubenfeder 90, so daB das Kugelentlastungsventil 86 geöffnet und die Kammer 60 durch die Öffnung 92 entlüftet wird, um dadurch den Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 zu reduzieren.

Diese Druckreduzierung in der Kammer 60 bewirkt, daß die Membran 48 nach oben bewegt wird. Diese Membranbewegung versetzt das Brennstoffsteuerventil 69 in die Lage, sich in seine geschlossene Position zu bewegen und somit die Brennstoffzufuhr zum Brenner der Turbine zu reduzieren, woraus eine Herabsetzung der Turbinendrehzahl resultiert.

Wenn die Turbinendrehzahl geringfügig abnimmt, wird der Komprassorabgabedruck in der Kammer 60 abgebaut, so daß die Feder 90 das Kugelentlüftungsventil 86 wieder in seine geschlossene Position bewegt. Durch diesen Vorgang wird somit did Drehzahl der Turbine bei einer speziellen Position des Drosselarmes 106 und des Nockens 104 stabilisiert.
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Um danach die Turbinendrehzahl zu erhöhen, muß der manuell gesteuerte Kolben 80 weiter einwärts bewegt werden, wie in den Figuren 1 und 8 gezeigt, um dadurch zu verhindern, daß sich das Druckentlastungsventil 86 unter dem erhöhten Kompressorabgabedruck, der aus der erhöhten Turbinendrehzahl resultiert, in eine offene Position bewegt.

Wenn es gewünscht wird, die Turbinendrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl zu reduzieren, bewegt die Bedienungsperson den Drosselarm und die Nockenfläche 104 in die Position in Figur 8, in der der Kolben 80 unter dem Einfluß der Expansionsschraubenfeder 90 in seine äußerste Position bewegt werden kann.

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Durch diesen Vorgang wird der auf das Kugelentlastungsventil 86 einwirkende Federdruck 90 reduziert. Das Kugelentlastungsventil wird geöffnet, wodurch der Kompressorabgabedruck in der Kammer 60 entlüftet wird. Der in der Kammer 60 .vorherrschende reduzierte Kompressorabgabedruck bewirkt eine Aufwärtsbewegung der Membranen 48 und 56 und ein Schließen des Brennstoffventils 69 unter dem Druck der Schraubenfeder 76. Durch das Schließen des Brennstoffventils 69 wird die Drehzahl der Turbine auf die Leerlaufdrehzahl herabgesetzt.

Die durch die Position des Nockens 104 festgelegte maximale Turbinendrehzahl wird erreicht, wenn die maximale Brennstoffzufuhr durch die von der Herstellungsfirma eingestellte und fixierte Position des in Figur 6 gezeigten Dosierdüsenventils 151 zugelassen wird. Auch ■ wenn der Kolben 80 durch die Bewegung der Nockenfläche 104 über den Drosselarm 106 weiter nach innen bewegt wird, wird die Turbinen-'-drehzahl nicht über den Wert erhöht, der aus der maximalen Brennstoffzufuhr am Dosierdüsenventil 151 vorbei resultiert. Die Dosierventile 151 und 215 werden van der Herstellerfirma in Position fixiert, um diese gegen ÜbBrtemperaturen zu schützen.

Der Ventilmechanismus 42 führt der Turbine Brennstoff im Leeerlaüf zu. Der Kompressorabgabedruck C.D.P. TAP 2 wird über den Kanal 172 der Kammer 170 zugeführt, und der Brennerdruck der Turbine wird . 25· ■ über den Kanal 62 der Kammer 180 zugeführt.

Diese in den Kammern 170 und 180 vorherrschenden Drücke halten . das Nadelventil 190 in offener Position, damit Brennstoff von der Brennstoffpumpe.in die Kammer 188 eingeführt und dann an dem in Figur 8 gezeigten Düsenventil 215 vorbeigeführt werden kann, um dem Brenner der Turbine Brennstoff über den Kanal 144 zuzuführen.

Das Dosierdüsenventilelement 215 wird so eingestellt,- daß gerade eine ausreichende Brennstoffmenge von der Kammer 188 dem Brenner . zugeführt wird, um die gewünschte Leerlaufdrehzahl der Turbine aufrechtzuerhalten.

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Die Rotation der Turbine kann gestoppt werden_f indem das Brennst off ab sperrventil 39 geschlossen wird, das die gesamte Brennstoffzufuhr zum Brenner der Turbine unterbricht.

Claims

Patentansprüche
1. (Vorrichtung zum Steuern des Zuflusses von flüssigem Brennstoff

zu einer Turbine mit einem Hauptkörper und einer ersten Membranbetätigten Brennstoffsteuerventileinrichtung in dem Hauptkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Brennstoffsteuerventil-. einrichtung (40) auf den Unterschied zwischen dem Kompressorabgabedruck und dem Brennerbezugsdruck der Turbine anspricht, um den Brennstoffzufluß zur Turbine zu steuern, und daß relativ bewegbare Einrichtungen (θθ) vorgesehen sind, um den auf die Membran-betätigte Ventileinrichtung einwirkenden KompressorabgabB-druck zum Regulieren des Brennstoffzuflusses zur Turbine und zur Steuerung der Turbinendrehzahl zu variieren.

. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran-betätigte Ventileinrichtung (40) den Brennstoffzufluß für normalen Turbinenbetrieb steuert und daß eine zweite Membran-betätigte Ventileinrichtung (42) in dem Hauptkörper (12) vorgesehen ist, die zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zur Turbine für Leerlaufbetrieb derselben dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Membran-betätigte Ventileinrichtung auf den Unterschied zwischen dem Kompressorabgabedruck und dem Brennerbezugsdruck der Turbine zur Steuerung der Brennstoffzufuhr ansprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennstoffdosierdrossel (151) in einem Brennstoffkanal von der ersten Brennstoffsteuerventileinrichtung zur Turbine vorgesehen ist, um bei Normalbetrieb der Turbine die Brennstoffzufuhr zu begrenzen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brennstoffdosierdrossel [215) in einem Brennstoffkanal von der zweiten Brennstoffsteuerventileinrichtung zur Turbine vorgesehen ist,, um die Brennstoffzufuhr bei Leerlaufbetrieb, der Turbine zu begrenzen.

S. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Membran-betätigte BrennstoffSteuerventileinrichtung (44) vorgesehen ist, um die Brennstoffzufuhr zur Turbine zum Starten derselben zu steuern.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Membran-betätigte Ventileinrichtung auf den Unterschied zwischen dem Kompressorabgabedruck und dem Brennerbezugsdruck der Turbine anspricht, um das dritte Ventil im geschlossenen Zustand zu halten, wenn die Turbine gestartet worden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine * Entlastungsventileinrichtung (86) vorgesehen ist, die zum

ν 20 Regulieren des auf die Brennstoffsteuermembrarieinrichtungen wirksamen Kampressorabgabedruckes in Richtung auf ihre geschlossene Position elastisch unter Vorspannung gehalten wird, und daß ein manuell gesteuertes bewegliches Element (.8Q) vorgesehen ist, um den auf die Entlastungsventileinrichtung ausgeübten Vorspanndruck zu variieren und dadurch die Drehzahl der Turbine zu regulieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Öffnung (92), die mit dem Kompressorabgabedruck in Verbindung steht, ein Entlastungsventil (86) für die .Öffnung, Einrichtungen '(90), die das Entlastungsventil in Richtung auf die geschlossene Position der Öffnung unter Vorspannung halten., und ein durch eine Bedienungsperson gesteuertes bewegliches Element (80) zum Variieren des auf das Entlastungsventil ausgeübten Vorspanndruckes, wobei das Entlastungsventil geöffnet wird, wenn der ^ Kompressorabgabedruck den auf das Entlastungsventil ausgeübten

Vorspanndruck übersteigt, um die Brennstoffzufuhr zur Turbine

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zu stabilisieren, und wobei die Relativposition des beweglichen Elementes die Drehzahl der Turbine bestimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Kanaleinrichtungen (254, 233), die den Kompressorabgabedruck und den Brennerbezugsdruck der Turbine auf die dritte Membran-betätigte Brennstoff Steuerventileinrichtung übertragen, um die dritte Ventileinrichtung geschlossen zu halten, wenn die Turbine in Betrieb ist. .
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