DE4015055B3 - Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks und Regelventile dafür - Google Patents

Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks und Regelventile dafür Download PDF

Info

Publication number
DE4015055B3
DE4015055B3 DE4015055A DE4015055A DE4015055B3 DE 4015055 B3 DE4015055 B3 DE 4015055B3 DE 4015055 A DE4015055 A DE 4015055A DE 4015055 A DE4015055 A DE 4015055A DE 4015055 B3 DE4015055 B3 DE 4015055B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
fuel
valve
outlet
opening
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4015055A
Other languages
English (en)
Inventor
Trevor Stanley 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.)
ZF International UK Ltd
Original Assignee
Lucas Industries Ltd
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 Lucas Industries Ltd filed Critical Lucas Industries Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE4015055B3 publication Critical patent/DE4015055B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/04Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded
    • F16K17/06Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side spring-loaded with special arrangements for adjusting the opening pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • F02C7/232Fuel valves; Draining valves or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/263Control of fuel supply by means of fuel metering valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/18Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on either side
    • F16K17/19Equalising valves predominantly for tanks
    • F16K17/196Equalising valves predominantly for tanks spring-loaded
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/36Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
    • F16K31/363Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor the fluid acting on a piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/04Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Abstract

Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks, gekennzeichnet durch eine Druckbrennstoffversorgung (23), eine Vielzahl von Dosierventilen (40, 62, 63) zur Regelung des Brennstoffstroms von der Versorgung (23) zu entsprechenden Brennerverteilern einer Vielzahl von Brennerverteilern (15, 16, 17), und Einrichtungen (64, 76, 77), die beim Schließen eines der Dosierventile (62) Brennstoff mit einem vorbestimmten Referenzdruck in den dem einen Ventil (62) zugehörigen Verteiler (16) einleiten.

Description

  • Die Erfindung betrifft Ventile zur Regelung von Fluidströmen und -drücken sowie derartige Ventile aufweisende Brennstoffregelsysteme für Gasturbinentriebwerke.
  • Es ist bekannt, Dosierventile für Fluide vorzusehen, bei denen aufgrund von Änderungen eines Servodrucks ein Stellglied verschoben wird, wobei der Servodruck von einem Ventil regelbar ist, das von einem elektrischen Druckmotor aktivierbar ist. Ein Nachteil solcher bekannten Ventile besteht darin, daß ein Ausfall des Druckmotors oder seiner Stromversorgung eine sehr rasche Änderung des Servodrucks und infolgedessen eine rasche Verschiebung des Stellglieds des Ventils aus seiner vorher ausgewählten Stellung bewirken kann. Durch die vorliegende Erfindung wird eine Dosierventileinrichtung angegeben, bei der dieser Nachteil beseitigt ist.
  • Nachverbrennungssysteme für Gasturbinentriebwerke werden normalerweise nicht während der gesamten Laufzeit des Triebwerks betrieben. Die hohe Triebwerks-Betriebstemperatur während der Nachverbrennung kann außerdem dazu führen, daß der Brennstoff im Nachverbrennungssystem siedet und das System entleert wird, wenn die Nachverbrennung abgeschaltet wird. Wenn das System sich vollständig oder teilweise entleeren kann, spricht es nicht hinreichend schnell an, wenn eine Nachverbrennung gewünscht wird. Aufgabe eines weiteren Aspekts der Erfindung ist die Bereitstellung eines Nachverbrennungssystems, bei dem die Brennstoffzufuhrverteiler mit Brennstoff initialisiert gehalten werden, dessen Druck ausreichend hoch ist, um Sieden zu verhindern.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt ein Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks eine Druckbrennstoffversorgung, eine Vielzahl von Dosierventilen zur Regelung des Brennstoffstroms von der Versorgung zu entsprechenden Brennerverteilern einer Vielzahl von Brennerverteilern, und Einrichtungen, die beim Schließen eines der Dosierventile Brennstoff mit einem vorbestimmten Referenzdruck in den dem einen Ventil zugehörigen Verteiler einleiten.
  • Wenn ein Hauptbrennstoffsystem eines Gasturbinentriebwerks abgeschaltet wird, kann der Wärmestrom aus dem Triebwerk oder ein Anstieg der Umgebungstemperatur die Ausdehnung von Brennstoff bewirken, der zwischen Absperrventilen in einem Niederdruckteil des Brennstoffzufuhrsystems isoliert eingeschlossen ist, so daß ein Teil des Systems beschädigt werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Regelventils zur Initialisierung der Nachverbrennungsverteiler des Triebwerks, wobei das Regelventil außerdem den Druck in Niederdruckteilen des Systems beim Abschalten des Triebwerks vermindert.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt ein Ventil zur Regelung des Drucks eines Fluids ein Gehäuse mit einer ersten Öffnung zur Verbindung mit einer Fluiddruckversorgung über eine Strömungsdrossel und einer zweiten Öffnung zur Verbindung mit einem Niederdruck, einer Auslaßöffnung, die mit der ersten Öffnung kommuniziert, einem Stellglied zur Regelung der Strömungsmenge zwischen der ersten und der zweiten Öffnung und einem Organ, das aufgrund eines Druckanstiegs an der ersten Öffnung und der Auslaßöffnung das Stellglied in Richtung einer Erhöhung der Strömungsmenge beaufschlagt.
  • Wenn ein Fluidströmungsregelventil als Dosierventil in einem Brennstoffregelsystem eines Gasturbinentriebwerks verwendet wird, ist normalerweise ein gesondertes Ventil vorgesehen, das öffnet, während das Dosierventil schließt, um Hochdruckbrennstoff zu einer Ablaufleitung zurückzuleiten, wodurch der Systemdruck vermindert wird. Es ist erwünscht, die zur Ablaufleitung ausströmende Brennstoffmenge zu verringern, um entweder die Größe eines Ablaufbehälters oder die über Bord abgelassene Brennstoffmenge zu minimieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Brennstoffdosierventils, das eine Einrichtung zur Verminderung des Systemsdrucks beim Schließen des Ventils aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Dosierventileinrichtung zur Regelung des Brennstoffstroms von einer Druckversorgung zu einem Gasturbinentriebwerk einen Körper mit einem Einlaß, einem Auslaß und einer Druckrückführöffnung, und ein Stellglied, das in dem Körper verschiebbar ist und die Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß regelt, wobei das Stellglied einen Abschnitt aufweist, der nur im geschlossenen Zustand des Stellglieds, in dem eine Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß verhindert ist, die Öffnung freigibt und sie mit dem Auslaß verbindet.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Steuersystems für die Nachverbrennungs-Brennstoffversorgung eines Gasturbinentriebwerks;
  • 2, 3 und 4 Einzelheiten von Dosiereinrichtungen für jeweilige Gruppen von Nachbrennern des Triebwerks, die Teile von 1 bilden;
  • 5 eine vergrößerte Detaildarstellung von Teilen der Einrichtungen nach den 2 und 3;
  • 6 ein einen Teil von 1 bildendes Druckregelventil; und
  • 7 eine Vorrichtung zur Zuführung einer dosierten Brennstoffmenge zum Zünden der Nachbrenner.
  • Das Gasturbinentriebwerk 10 nach 1 umfaßt drei Gruppen von Nachbrennern, die als Primär-, Bypaß- und Kernbrenner bezeichnet sind. Brennstoff für diese Brenner wird von einem Tank 11 über Dosiereinrichtungen 12, 13 bzw. 14 zugeführt. Ausström- bzw. Verteilerleitungen 15, 16, 17 für die Einrichtungen 12, 13, 14 führen jeweils zum Triebwerk 10 über eine Anordnung von federbeaufschlagten Absperrorganen 18. Diese Absperrorgane werden bei einer vorbestimmten Druckdifferenz in die Offenstellung gehoben und wirken in noch zu beschreibender weise als Druckentlastungsventile während der Abschaltung des Nachverbrennungssystems. Die Einrichtungen 12, 13 und 14 sind in den 24 jeweils im einzelnen gezeigt und reagieren auf Signale von einer elektrischen Steuerschaltung 20. Eine Vorrichtung 21 spricht ebenfalls auf Steuersignale von der Schaltung 20 an und fördert eine dosierte Brennstoffmenge auf einer Leitung 22 zum Triebwerk 10, um eine Flamme aus der Triebwerksbrennkammer zu den Nachbrennern zu übertragen, wenn das Nachverbrennungssystem eingeschaltet wird.
  • Die Dosiereinrichtungen 12, 13, 14 erhalten Brennstoff auf einer gemeinsamen Zufuhrleitung 23 von einer Fliehkraftpumpe 24 über ein Ventil 25, das so vorgespannt ist, daß es den Auslaß der Pumpe 24 mit einer Ablaufleitung 19 verbindet, und auf einen vorbestimmten Förderdruckpegel von der Pumpe 24 anspricht, um den Pumpenauslaß mit der Leitung 23 zu verbinden und die Ablaufleitung 19 zu sperren. Eine Niederdruckpumpe 26 fördert Brennstoff aus dem Tank 11 zum Einlaß der Pumpe 24 über eine Leitung 34 und ein elektrisch betätigbares Ventil 27. Eine Niederdruckrückleitung 28 steht mit dem Einlaß der Pumpe 24 über eine Rückflußsperre 29 in Verbindung. Wie 4 zeigt, umfaßt die Einrichtung 14 einen Filter 30, aus dem Hochdruckbrennstoff aus dem Kanal 23 einer Leitung 31 zugeführt wird. Ein handbetätigbares Ventil 32 in einer Leitung 33 zwischen dem Tank 11 und dem Einlaß der Pumpe 26 ist geschlossen, wenn das Triebwerk 10 abgeschaltet ist. Die Pumpe 26 fördert auch Brennstoff aus der Leitung 34 zu einem Hauptdosiersystem 35, das eine Absperrventileinrichtung 36 aufweist, wobei das System 35 einschließlich der Einrichtung 36 auf Signale von der Schaltung 20 anspricht.
  • Wie 2 zeigt, umfaßt die Einrichtung 12 ein Dosierventil 40 mit einem Einlaß, der mit dem Kanal 23 und einem Stellglied 41 zur Strömungsregelung zwischen den Kanälen 23 und 15 in Verbindung steht. Das Stellglied 41 ist aufgrund einer Differenz zwischen Servodrücken in Kammern 42, 43 axialverschiebbar, wobei diese Drücke an Öffnungen 66, 67 durch ein klappengeregeltes Steuerventil 44 aus dem Hoch- und dem Rücklaufdruck in den Leitungen 31 bzw. 28 abgenommen werden. Die Klappe 68 des Ventils 44 ist von Federn 45, 46 in eine Nullstellung beaufschlagt.
  • Das Steuerventil 44 kommuniziert mit der Kammer 42 über eine Leitung 39 und parallele Druckentlastungsventile 47, 48, die eine Strömung in jeweils entgegengesetzte Richtung erlauben. Die Ventile 47, 48 sind so eingestellt, daß sie bei niedriger Druckdifferenz von z. B. 138 kPa, die jedoch über der Servodruckdifferenz in der Nullstellung des Ventils 44 liegt, abheben. Die Federn 45, 46 sind so eingestellt, daß die Differenz zwischen dem Druck in der Leitung 39 und den Drücken in den Kammern 42, 43 sehr klein ist, wenn das Ventil 44 sich in der Nullstellung befindet. Die Differenz zwischen den Drücken in den Kammern 42, 43 ist gleichfalls sehr klein, wenn das Ventil 44 arbeitet, und im stabilen Zustand des Ventils 40 sind diese Drücke im wesentlichen gleich. Das Ventil 44 ist aus seiner Nullstellung in beide Richtungen von einem Drehmomentmotor 50 verschiebbar, der von der Schaltung 20 beeinflußt wird (1). Wenn daher das Steuerventil 44 infolge eines Ausfalls des Motors 50 oder seiner Stromversorgung die Nullstellung einnimmt, genügt die Servodruckdifferenz an den Ventilen 47, 48 nicht, um eines der Ventile zu heben, und das Stellglied 41 wird aus seiner Lage nur aufgrund eines sehr langsamen Leckstroms zu oder aus der Kammer 42 bewegt, wobei dieser Leckstrom durch den Spalt in einem Kolbenring 38 geht. Ein Schaft am Stellglied 41 ist mit einem Verlagerungsmeßwandler 52 gekoppelt, der der Schaltung 20 die Lage des Stellglieds 41 angibt. Eine einstellbare Drosselöffnung 51 liegt zwischen der Hochdruckleitung 31 und der Auslaßöffnung 53 des Ventils 40, um Fertigungstoleranzen im Profil der Dosieröffnung 69 des Ventils 40 auszugleichen.
  • Der Auslaß 53 des Ventils 40 kommuniziert mit dem Kanal 15 über ein Druckabfallregelventil 54, dessen Stellglied 55 von einer Feder 37 in die Offenstellung beaufschlagt ist und auf Druck in einer Kammer 56 zwischen einer einstellbaren Öffnung 57 im Element 55 und einer Festdrossel 58 anspricht. Die Strömung durch die Öffnung 57 ist von einem Kolben 59 geregelt, der auf die Differenz zwischen den Drücken im Auslaß 53 und in der Hochdruckleitung 31 anspricht und federbelastet ist, um die Öffnung 57 zu schließen. Das Regelventil 54 ist so dimensioniert, daß sich ein vorbestimmter Dosierdruckabfall am Ventil 40 einstellt, und regelt die Strömung zum Kanal 15 so, daß der Druckabfall konstantgehalten wird. Der Druck im Auslaß 53 wird auf die Dosiereinrichtungen 13, 14 durch Leitungen 60, 61 aufgebracht. Das Ventil 40 hat eine Öffnung 49, durch die Brennstoff zur Rücklaufleitung 28 aus dem Auslaß 53 fließen kann, wenn das Ventil 40 geschlossen ist. Das Ventil 29 (1) erlaubt nur dann ein Strömen dieses Brennstoffs zur Leitung 34, wenn der Druck in Leitung 28 höher als derjenige in Leitung 34 ist.
  • Die Einrichtungen 13, 14 sind in den 3 und 4 gezeigt und mit Ausnahme der Größe ihrer jeweiligen Dosierventile 62, 63 allgemein ähnlich wie die Einrichtung 12 und werden nicht im einzelnen erläutert. Der Hauptunterschied der Einrichtungen 13, 14 liegt in ihren Druckabfall-Regelventilen 64, 65, die auf den Druck abstrom vom Ventil 40 ansprechen, der durch die Leitungen 60, 61 aufgebracht wird. Die Ventile 64 bzw. 65 sprechen auch auf die Drücke abstrom von den Dosierventilen 62 bzw. 63 an. Die Einrichtung ist so ausgelegt, daß die Drücke abstrom von den Ventilen 62, 63 gleich dem Druck abstrom vom Dosierventil 40 gehalten sind. Da die Dosierventile 40, 62, 63 einen gemeinsamen Zufuhrkanal 23 haben, werden die Druckdifferenzen an sämtlichen Dosierventilen einander gleich gehalten.
  • Die Ventile 64, 65 sind in 5 im einzelnen dargestellt. Das Ventil 64 hat eine Buchse 70 mit Bohrungen 71, die mit dem Auslaßkanal 16 in Verbindung stehen. Ein Stellglied 72 gleitet in der Buchse 70 und wird von einer Feder 73 in eine Schließstellung beaufschlagt. Die Buchse 70 hat eine weitere Bohrung 74, die über einen Ringkanal 75 und eine Leitung 76 (vgl. auch die 1, 3 und 4) mit einem Ventil 77 (1) kommuniziert, das für einen gleichbleibenden Referenzdruck in der Leitung 76 sorgt. Die Buchse 70 hat eine Ringnut 78, die mit einer der Bohrungen 71 in Verbindung steht. Wenn das Ventil 64 geschlossen ist, verbindet eine weitere Ringnut 79 im Stellglied 72 die Bohrung 74 mit der Nut 78. Im Schließzustand des Ventils 64 kann Brennstoff aus dem Ventil 77 (1) durch die Leitung 76, den Kanal 75, die Bohrung 74 und die Nuten 78, 79 strömen, so daß der Referenzdruck auf den Auslaßkanal 16 aufgebracht wird.
  • Im Schließzustand kann das Ventil 65 den Referenzdruck in Leitung 76 zu dem Kanal 17 liefern und entspricht dem Ventil 64 mit der Ausnahme, daß das Stellglied 80 des Ventils 65 eine zusätzliche Bohrung 81 aufweist, durch die ein Leckstrom aus der Nut 79 zwischen dem Stellglied 80 und seiner umgebenden Buchse in die Bohrung des Ventils 65 eintreten und zur Leitung 61 gelangen kann. Wie oben beschrieben, kommuniziert die Leitung 61 mit der Leitung 60 und mit dem Auslaß 53 des Ventils 40 (2). Da das Ventil 54 in die Offenstellung beaufschlagt ist, wenn das Nachverbrennungssystem abgeschaltet ist, kann Brennstoff aus der Leitung 61 in den Auslaßkanal 51 gelangen. Bei abgeschaltetem Nachverbrennungssystem ist das Ventil 27 geschlossen, und das Ventil 25 (1) ist mit der Ablaufleitung 19 verbunden, obwohl die Pumpen 24, 26 weiterlaufen. Der Referenzdruck in Leitung 76, der auf die Kanäle 15, 16, 17 aufgebracht wird, ist niedriger als derjenige, bei dem die Ventile 18 (1) abheben, so daß bei abgeschaltetem Nachverbrennungssystem kein Brennstoff die Nachbrenner erreicht. Wenn das Nachverbrennungssystem eingeschaltet wird, so daß das Ventil 62 (3) schließt und nur dem Primär- und dem Kernbrenner Brennstoff zugeführt wird, schließt das Ventil 64 ebenfalls, und der Referenzdruck wirkt auf den Kanal 16.
  • Wenn das Hauptbrennstoffsystem und das Nachverbrennungssystem (1) abgeschaltet werden, werden die Absperr ventileinrichtung 36 und die Ventile 27, 32 geschlossen. Brennstoff ist daher in den Leitungen 33, 34, 85, 86 und in der Pumpe 26 eingeschlossen. Der Wärmestrom vom Triebwerk 10 oder eine Erhöhung der Umgebungstemperatur können zur Ausdehnung des eingeschlossenen Brennstoffs führen und in einer Beschädigung dieser Teile des Systems resultieren. Das Ventil 77 liefert nicht nur den Referenzdruck in Leitung 76, sondern hat auch die Funktion, einen unannehmbaren Druckanstieg in den Niederdruckzonen des Brennstoffsystems zu verhindern.
  • Das Ventil ist im einzelnen in 6 gezeigt und hat ein Gehäuse 82 mit einer ersten und einer zweiten Öffnung 83, 84, die über jeweilige Leitungen 85, 86 mit dem Auslaß bzw. dem Einlaß der Pumpe 26 in Verbindung stehen. Die Leitung 85 enthält eine Strömungsdrossel 87 (1). Eine Bohrungen aufweisende Buchse 88 liegt im Gehäuse 82 zwischen einem Ende desselben und einer mit Bohrungen versehenen festen Stange 89. Bohrungen 90 in der Stange 89 kommunizieren mit der Öffnung 84. Eine Ventilbuchse 91 ist auf der Stange 89 abdichtend verschiebbar und regelt die Strömung durch die Bohrungen 90. Das Innere der Buchse 88 begrenzt eine Kammer 92, die mit der Leitung 76 über eine dritte Öffnung 93 im Gehäuse 82 kommuniziert. Ein evakuierter Faltenbalg 94 in der Kammer 92 beaufschlagt die Ventilbuchse 91 in Richtung eines Schließens der Bohrungen 90 in der Stange 89. Die von dem Faltenbalg 94 ausgeübte Vorspannung ist mittels einer Stange 95 verstellbar, deren Lage durch Beilegscheiben 96 in Axialrichtung einstellbar ist.
  • Im Gebrauch strömt Brennstoff zuerst aus der Leitung 85 durch die Drossel 87, die Öffnung 83, die Kammer 92 und die Öffnung 93 zur Leitung 76. Bei einem vorbestimmten Referenzdruck in der Leitung 76, der von der Stange 95 vorgegeben ist, wird die Buchse 91 gehoben und öffnet die Bohrungen 90 und erlaubt einem Teil des Brennstoffs in Leitung 85, zum Einlaß der Pumpe 26 zurückzuströmen. Das Ventil 77 unterhält dadurch einen geregelten Referenzdruck in der Leitung 76, um die Zufuhrkanäle 15, 16, 17 zu initialisieren, wenn das Nachverbrennungssystem abgeschaltet wird. Nach der Initialisierung sind die Leitung 76 und die abstrom davon befindlichen Elemente mit Brennstoff gefüllt. Da der Referenzdruck in Leitung 76 niedriger als derjenige ist, bei dem die Ventile 18 (1) öffnen, strömt kein Brennstoff zu den Nachbrennern. Aufstrom von den Ventilen 18 befindlicher Brennstoff wird auf einem Druck gehalten, der ausreicht, um Sieden zu verhindern.
  • Im Abschaltzustand des Triebwerks 10 kann Wärme zu einer Ausdehnung des Brennstoffs in den Leitungen 33, 34, 85, 86 und der Pumpe 26 führen. Ein Druckanstieg in der Leitung 85 wird über die Leitung 76 und die Ventile 18 entlastet. Während eines Teilbetriebs des Nachverbrennungssystems können die Ventile 62, 64 geschlossen sein. Heißer Brennstoff aus dem Auslaßkanal 16 kann durch die Nuten 78, 79 fließen und in die Referenzdruckleitung 76 eintreten. Auch wenn die Bohrungen 90 geöffnet sind, wird der heiße Brennstoff aus der Leitung 76 mit kühlem Brennstoff aus der Leitung 85 vermischt, bevor er über die Leitung 86 zum Einlaß der Pumpe 26 zurückläuft. Die Brennstofftemperatur am Pumpeneinlaß steigt daher niemals auf einen zum Sieden ausreichenden Pegel, und der Einlaß wird nicht durch Dampf blockiert.
  • Die Vorrichtung 21 gemäß 7 umfaßt ein Schieberventil 100 und ein Umschaltventil 101, die von einem Elektromagneten 102 betätigbar sind. Hochdruck in Leitung 31 wird auf eine Öffnung 103 des Ventils 100 aufgebracht. Eine weitere Öffnung 104 und eine Kammer 105 an einem Ende des Schieberventils sind mit der Niederdruck-Rücklaufleitung 28 verbunden. Eine Kammer 106 am anderen Ende des Schiebers ist über das Ventil 101 mit der Rücklaufleitung 28 verbunden, wenn der Elektromagnet 102 aberregt ist, oder mit der Hochdruckleitung 31 verbunden, wenn der Elektromagnet 102 erregt wird, wenn eine Nachverbrennung gewählt wird. Der Schieber ist von einer Feder 107 so beaufschlagt, daß er die Öffnung 103 mit einer Kammer 108 verbindet, in der ein Kolben 109 verschiebbar ist. Der Kolben 109 ist von einer Feder 110 beaufschlagt, um in der Kammer 108 ein maximales Volumen bereitzustellen, und der Federkraft wirkt der Druck in einer Kammer 111 entgegen, die im aberregten Zustand des Elektromagneten 102 mit der Niederdruckleitung 28 über die Öffnung 104 und eine Öffnung 112 verbunden ist. In diesem Zustand ist die Leitung 22 zum Triebwerk 10 gesperrt, und die Kammer 108 wird mit Brennstoff aus der Leitung 31 durch die Öffnung 103 und eine weitere Öffnung 113 gefüllt. Der Kolben 109 wird bei Abwesenheit von Druck in der Leitung 31, wenn das Nachverbrennungssystem abgeschaltet ist, von der Feder 110 in seiner geladenen Stellung gehalten.
  • Beim Anfahren des Nachverbrennungssystems, nachdem ein Brennstofffluß zu ausgewählten Nachbrennern hergestellt ist, wird der Elektromagnet 102 erregt und bringt den Hochdruck in Leitung 31 auf die Kammer 106 auf, wodurch der Schieber gegen die Kraft der Feder 107 durch seinen ganzen Hub verschoben wird, der durch ein Widerlager 114 bestimmt ist; in dieser Stellung ist die Kammer 108 von der Leitung 31 getrennt und mit der Leitung 22 verbunden. Gleichzeitig wird die Hochdruckleitung 31 mit der Kammer 111 durch Öffnungen 103, 112 verbunden, und der Kolben 109 verschiebt sich und stößt in der Kammer 108 befindlichen Brennstoff zur Leitung 22 durch die Öffnungen 113, 115 über eine Rückflußsperre 116 aus. Der so ausgestoßene Brennstoff gelangt zur Brennkammer des Triebwerks und zu einer abstrom davon befindlichen Stelle, was in einer Flammenfahne zwischen der Brennkammer und den ausgewählten Brennern resultiert, so daß der Brennstoff an letzteren gezündet wird.
  • Wenn das Nachverbrennungssystem abgeschaltet wird, werden die Ventile 40, 62, 63 (2, 3 und 4) geschlossen. Das Pumpeneinlaßventil 27 (1) wird ebenfalls geschlossen, aber das Ventil 25 leitet weiterhin Brennstoff zum Kanal 23, während sich die Pumpe 24 entleert, so daß ein Servobetriebsdruck in der Leitung 31 aufrechterhalten wird. Im vollständig geschlossenen Zustand der Ventile 62, 63 sind die Drücke aufstrom von den Ventilen 64 bzw. 65 (5) niedriger als in den Leitungen 60, 61, so daß die Ventile 64, 65 schließen und die Strömung zu den Kanälen 16, 17 unterbrechen und den Referenzdruck in diesen Kanälen ausbilden, wie oben beschrieben wurde. Im Schließzustand des Ventils 40 ist dessen Niederdruck-Rücklauföffnung 49 geöffnet, und Brennstoff strömt aus der Leitung 31 zur Rücklaufleitung 28 durch die Drosselöffnung 51, die Leitung 60 und die Öffnung 49. Der Druckabfall zwischen dem Kanal 23 und dem Auslaß 53 ist größer als der vorbestimmte Dosierdruckabfall des Ventils 54, und dieses Ventil wird zur Verringerung des Druckabfalls verschoben und blockiert den Strom zum Kanal 15. Während sich die Pumpe 24 über die Drosselöffnung 51 und die Öffnung 49 (2) und ihre Äquivalente in den Einrichtungen 13, 14 entleert, sinkt der Druck in Leitung 31 auf den Druck in der Rücklaufleitung 28, und bei diesem Druck in der Leitung 31 verbindet das Ventil 25 den Auslaß der Pumpe 24 mit der Ablaufleitung 19. Der niedrige Druck in Leitung 31 resultiert in einer Abwesenheit von Servodruck für das Ventil 54, das sich unter der Einwirkung seiner Feder öffnet. Der Referenzdruck in Leitung 76, der bereits in den Kanälen 16, 17 ausgebildet ist, wird im Kanal 15 ausgebildet, wie oben beschrieben wurde.

Claims (9)

  1. Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks, gekennzeichnet durch eine Druckbrennstoffversorgung (23), eine Vielzahl von Dosierventilen (40, 62, 63) zur Regelung des Brennstoffstroms von der Versorgung (23) zu entsprechenden Brennerverteilern einer Vielzahl von Brennerverteilern (15, 16, 17), und Einrichtungen (64, 76, 77), die beim Schließen eines der Dosierventile (62) Brennstoff mit einem vorbestimmten Referenzdruck in den dem einen Ventil (62) zugehörigen Verteiler (16) einleiten.
  2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Drosselschiebern (54, 64, 65) zwischen entsprechenden Dosierventilen (40, 62, 63) und deren jeweiligen Verteilern (15, 16, 17), wobei einer (65) der Drosselschieber Bohrungen (74, 78, 79) aufweist, die bei geschlossenem Drosselschieber (65) den Referenzdruck mit dem dem einen Drosselschieber (65) zugehörigen Verteiler (17) verbinden.
  3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Drosselschieber (65) im geschlossenen Zustand betätigbar ist, um den Referenzdruck an einen weiteren Verteiler (15) des Triebwerks anzuschließen.
  4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Entlastungsventile (18) in den jeweiligen Brennerverteilern (15, 16, 17), wobei diese Entlastungsventile (18) so ausgelegt sind, daß sie bei den Referenzdruck übersteigenden Drücken abheben.
  5. Ventil (77) zur Regelung des Drucks eines Fluids, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einer ersten Öffnung (83) zur Verbindung mit einer Fluiddruckversorgung (26) über eine Strömungsdrossel (87) und einer zweiten Öffnung (84) zur Verbindung mit einem Niederdruck, einer Auslaßöffnung (93), die mit der ersten Öffnung (83) kommuniziert, einem Stellglied (91) zur Regelung der Strömungsmenge zwischen der ersten und der zweiten Öffnung (83, 84) und einem Organ (94), das aufgrund eines Druckanstiegs an der ersten Öffnung und der Auslaßöffnung (83, 93) das Stellglied (91) in Richtung einer Erhöhung der Strömungsmenge beaufschlagt.
  6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ ein druckempfindlicher Faltenbalg (94) ist und daß ein Element (95) zum Einstellen des Drucks an derjenigen Auslaßöffnung (93) vorgesehen ist, an der das Stellglied (91) die erste und die zweite Öffnung (83, 84) miteinander verbindet.
  7. Dosierventileinrichtung zur Regelung des Brennstoffstroms von einer Druckversorgung (24) zu einem Gasturbinentriebwerk (10), gekennzeichnet durch einen Körper mit einem Einlaß (23), einem Auslaß (53) und einer Druckrückführöffnung (49), und ein Stellglied (41), das in dem Körper verschiebbar ist und die Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß (23, 53) regelt, wobei das Stellglied (41) einen Abschnitt aufweist, der nur im geschlossenen Zustand des Stellglieds (41), in dem eine Strömung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß (23, 53) verhindert ist, die Öffnung (49) freigibt und sie mit dem Auslaß (53) verbindet.
  8. Ventileinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Strömungsdrossel (51), die in Reihe zwischen der Druckversorgung (24) und dem Auslaß (53) angeordnet ist, so daß in dem genannten geschlossenen Zustand die Druckversorgung (24) mit der Druckrückführöffnung (49) verbunden ist.
  9. Brennstoffzufuhrsystem für ein Gasturbinentriebwerk (10), gekennzeichnet durch eine Pumpe (24), die Brennstoff aus einem Tank (11) zum Triebwerk (10) durch ein Dosierventil (40) fördert, wobei das Dosierventil (40) aufweist: einen Körper mit einem Einlaß (23), der mit einem Auslaß der Pumpe (24) kommuniziert, einen mit dem Triebwerk (10) kommunizierenden Auslaß (53), eine Druckrückführöffnung (49), die mit einem Einlaß der Pumpe (24) kommuniziert, und ein Stellglied (41), das in dem Körper verschiebbar ist und die Strömung zwischen dem Ein- und dem Auslaß (23, 53) regelt, wobei das Stellglied (41) einen Abschnitt aufweist, der nur in einem Zustand des Stellglieds (41), in dem eine Strömung zwischen Ein- und Auslaß (23, 53) blockiert ist, die Öffnung (49) freigibt und sie mit dem Auslaß (53) verbindet, so daß im Schließzustand des Ventils (40) abstrom davon befindlicher Brennstoff zum Einlaß der Pumpe (24) zurückgeleitet wird.
DE4015055A 1989-05-10 1990-05-10 Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks und Regelventile dafür Expired - Fee Related DE4015055B3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB8910701.5A GB8910701D0 (en) 1989-05-10 1989-05-10 Gas turbine engine fuel control system and regulating valves therefore
GB89107015 1989-05-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4015055B3 true DE4015055B3 (de) 2007-08-09

Family

ID=37056384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4015055A Expired - Fee Related DE4015055B3 (de) 1989-05-10 1990-05-10 Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks und Regelventile dafür

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7413141B1 (de)
DE (1) DE4015055B3 (de)
FR (1) FR2894622A1 (de)
GB (1) GB8910701D0 (de)
IT (1) IT9047929A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507406C1 (ru) * 2012-08-14 2014-02-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Система подачи топлива в газотурбинный двигатель с форсажной камерой сгорания
US9175789B2 (en) 2012-10-23 2015-11-03 Hamilton Sundstrand Corporation Pressure regulating valve
RU2634997C2 (ru) * 2016-01-25 2017-11-08 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания и система для его осуществления
RU2631974C2 (ru) * 2016-01-25 2017-09-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Способ управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания и система для его осуществления
RU2634506C1 (ru) * 2016-12-15 2017-10-31 Публичное Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Пао "Умпо") Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя
US11421600B1 (en) * 2021-03-26 2022-08-23 Hamilton Sundstrand Corporation Fuel supply system with combined metering and shutoff valve

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2520434A (en) * 1946-03-15 1950-08-29 Power Jets Res & Dev Ltd Control system for turbojet engines with reheat fuel supply system
GB657213A (en) 1948-03-02 1951-09-12 Westinghouse Electric Int Co Improvements in or relating to fuel supply systems for combustion apparatus
FR1145220A (fr) * 1954-12-03 1957-10-23 United Aircraft Corp Dispositifs de commande de débits de combustibles ou carburants
GB853706A (en) 1955-08-11 1960-11-09 Lucas Industries Ltd Valves for controlling re-heat fuel supply systems for an aircraft gas turbine engine
US3049139A (en) * 1956-11-08 1962-08-14 Bendix Corp Control apparatus
DE1802275C2 (de) 1968-10-10 1971-03-25 Motoren Turbinen Union Druckhalte- und Drainageventil eines Gasturbinentriebwerkes
US3591968A (en) * 1969-12-15 1971-07-13 Bendix Corp Afterburner fuel manifold quick fill and flow distribution apparatus
GB1293672A (en) 1970-03-05 1972-10-18 Hobson Ltd H M Improvements in fuel supply systems for aircraft gas turbine jet engines
GB1423361A (en) 1972-04-06 1976-02-04 Lucas Industries Ltd Priming valve arrangement for liquid fuel supply system
GB1423362A (en) 1972-06-21 1976-02-04 Lucas Industries Ltd Fuel control apparatus for gas turbine engine reheat systems
GB1395690A (en) 1973-12-18 1975-05-29 Dynair Ltd Thermally actuated control valves
US3964253A (en) * 1975-07-03 1976-06-22 United Technologies Corporation Fuel enrichment and hot start control apparatus in a fuel control
FR2404113A1 (fr) 1977-09-23 1979-04-20 Snecma Dispositif de regulation de turboreacteur
GB2014758B (en) 1978-02-17 1982-07-14 Lucas Industries Ltd Fuel control for a gas turbine engine reheat system
GB2044857B (en) * 1979-03-01 1982-11-24 Lucas Industries Ltd Shut-off valve arrangement for a gas turbine engine fuel system
US4370854A (en) * 1980-09-16 1983-02-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Fuel valve
DE3372519D1 (en) * 1982-10-28 1987-08-20 Lucas Ind Plc Fuel control system for a gas turbine engine
DE3668228D1 (de) 1985-02-21 1990-02-15 Lonza Ag Absperrvorrichtung, insbesondere fuer unter hohem druck stehende fluessigkeiten und verwendung der vorrichtung.
DE3543908C1 (de) 1985-12-12 1987-01-29 Mtu Muenchen Gmbh Einrichtung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zum Nachbrenner eines Nebenstrom-Gasturbinenstrahltriebwerkes
GB8530847D0 (en) * 1985-12-14 1986-01-22 Lucas Ind Plc Gas turbine engine fuel control system
GB8607720D0 (en) 1986-03-27 1986-04-30 Dowty Boulton Paul Ltd Servovalve

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NICHTS ERMITTELT *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2894622A1 (fr) 2007-06-15
GB8910701D0 (en) 2006-09-20
IT9047929A0 (de) 1990-05-09
IT9047929A1 (it) 1990-11-11
US7413141B1 (en) 2008-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60117116T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Druck- und Durchflussregelung vom Kraftstoff ein Servoventilanordnung
DE102008052700B4 (de) Kraftstoffzufuhrvorrichtung
DE19522514A1 (de) Einweg-Kraftstoffzuführanlage für eine Brennkraftmaschine
DE3601999A1 (de) Brennstoffregler
CH671609A5 (de) Vorrichtung zum verhindern eines uebermaessigen durchflusses von gasfoermigem brennstoff durch eine einspritzduese eines dieselmotors.
DE2925418C2 (de)
EP0205160A2 (de) Ventil für die Brennstoffzufuhrleitung einer Gasturbine
DE4015055B3 (de) Brennstoffregelsystem für die Nachbrenner eines Gasturbinentriebwerks und Regelventile dafür
DE2622106C2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
EP0615064B1 (de) Steueranordnung für ein Einspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen
DE3644845B3 (de) Brennstoffregelsystem für die Wiedererhitzungsanlage eines Turbotriebwerks
DE2316952C3 (de) Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks
DE2316991C3 (de) Brennstoffregelvorrichtung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks
DE1576298B1 (de) Brennstoffzufuhrvorrichtung
DE2906223A1 (de) Brennstoffsteuerung fuer turbinen-nachbrenner
DE2317016B2 (de) Brennstoffregelsystem für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks
DE3035127A1 (de) Kraftstoff-einspritzpumpe
DE3030500C2 (de)
DE3524980A1 (de) Kraftstoffpumpvorrichtung zum liefern von kraftstoff zu einer brennkraftmaschine
DE60018240T2 (de) Ventilanordnung
DE2300194B2 (de) Brennstoffzuführeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10158028A1 (de) Injektor für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem mit Einspritzverlaufsformung
DE19738502A1 (de) System zur Hochdruckerzeugung
DE2830582A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einer starthilfeanlage und kraftstoffzufuehreinrichtung als teil einer solchen anlage
DE2316985C3 (de) Brennstoffzufuhrsteuerung für die einzelnen Brenner einer Nachbrennereinrichtung eines Gasturbinenstrahltriebwerks

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee