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Brennstoff zumeß- und Regelvorrichtung für Gasturbinen, Strahlantriebsmaschinen
oder -motoren und ähnliche Kraftmaschinen
| .I>ie Erfindung, die ini nachfolgenden beschrieben |
| wird, bezieht sich auf eine 13rentistoffzumeß- und |
| Regelvorrichtung für Gasturbinen. Strahlantriebs- |
| inaschinen oder -motoren und ähnliche Kraftanla- |
| g@n. clie die Kraft oder Energie ausnutzen, die |
| durch die Verbrennung und Expansion von vorver- |
| dichteter l.tift erzeugt wird; sie ist insbesondere |
| für Strahlantrieliskraftanlagen für Flugzeuge geeig- |
| net, bei die Luft in einer Brennkammer kom- |
| primiert wird, die einen Teil eines Treibgaserzeu- . |
| gers bildot. .1ii diesem Punkte wird sie durch die |
| Verbrennung von Brennstoff erhitzt und die Luft |
| und die @'erl>rennungsprotlukte durch eine Turbine |
| zwecks Antriebes eines Kompressors geleitet und |
| dann als Sclitili;trahl ausgestoßen, um <las Flugzeug |
anzutreiben. Die Erfindung ist außerdem insbesondere für Kraftanlagen für Flugzeuge
geeignet, bei denen eine Gasturbine den Propeller des Flugzeuges antreibt und zusätzlich
einen Kompressor zum Befördern von Luft zu einer Verbrennungskammer antreiben kann
und bei denen auch die Abgase von der Turbine als Schubstrahl ausgestoßen werden
können, um eine Vortriebswirkung zu erlangen, die diejenige des Propellers erhöht.
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In einer Kraftanlage der Art, die einen Zentrifugal- oder Axialkompressor
benutzt, der mit einer Gasturbine verbunden und mit gleicher Drehzahl von ihr angetrieben
wird, die durch die Energie von expandierenden Gasen angetrieben wird, die in einer
Brentikainmer erzeugt werden, der verdichtete
Luft zugeführt wird,
ist es wünschenswert, so viel Brennstoff zuzuführen, wie die Brennkammer bei einer
gegebenen Bedingung verbrauchen kann, ohne gefährlich hohe Temperaturen zu erzeugen.
Für Leerlauf sollte ein kleinstes konstantes Brennstoff-Luft-Verhältnis aufrechterhalten
werden, uni ein Erlöschen der Brennkammer zu vermeiden.
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Eine äußerst einfache Regelanordnung für Gasturbinen und Strahlantriebsmotoren
kann dadurch vorgesehen werden, daß ein Handregelliebel mit einer Zumeßnadel oder
einem Drosselventil verbunden wird, das die Fläche einer Meßöffnung oder einer veränderbaren
Speiseeinschnürung verändert, welcher Brennstoff unter Druck zugeführt wird, z.
B. durch eine motorangetriebene Brennstoffpumpe. Bei dieser Anordnung bewegt der
Pilot den Handregelhebel vor oder zurück, um eine bestimmte Drehzahl zu erhalten,
worauf der Motor die Drehzahl erhöht oder vermindert auf eine Drehzahl, die dem
Ausmaß der Brennstoffzuführung entspricht, die durch den Hebel eingestellt wurde.
Eine andere verhältnismäßig einfache Anordnung kann erhalten werden, indem arbeitsmäßig
ein motorgetriebener Regler mit der Zumeßnadel in einer Weise verbunden wird, daß
der Regler arbeitet, um ein Gleichgewicht bei der ausgewählten Menge der Brennstoffzufuhr
oder den Punkt der Beschleunigung oder der Verzögerung, der durch den Handhubel
des Piloten eingestelltworden ist, aufzustellen. Während derartige Vorrichtungen
den Vorteil der Einfachheit besitzen, besteht die Gefahr, daß während der Beschleunigung
eine derartig heiße Flamme erzeugt wird, die die Brennerrohre verbrennt und die
Turbinenschaufeln beschädigt, während bei der Verzögerung die Neigung vorhanden
ist, das Brenn-SiOff-Lüft-VerhältnlS auf einen Punkt zu verringern, wo der Brenner
absperren oder vergasen wird. Wenn die Fläche der Meßöffnung plötzlich erhöht wird,
um die gewünschte Drehzahl zu erhalten, folgt die Maschine träge, und der zu den
Brennern geleitete Brennstoff ist beträchtlich im Überschuß über denjenigen, der
für die Luftmenge erforderlich ist, die zu den Brennern im Verhältnis zur Motordrehzahl
gedrückt wird, und als Folge davon wird eine äußerst heiße Flamme erzeugt, die nicht
nur bestrebt ist, den Motor oder die Kraftanlage zu beschädigen und die Lebensdauer
zu verkürzen, sondern die auch eine Brennstoffverschwendung darstellt. Andererseits,
wenn die Fläche der Meßöffnung plötzlich vermindert und das Ausmaß der Brennstoffzufuhr
in entsprechender Weise vermindert wird, hält der Motor seine Drehzahl dank dem
Schwungmoment zeitweilig aufrecht, und das Brennstoff-Luft-Gemisch wird so mager,
daß die Fortpflanzung der Flamme verhindert wird, wodurch sich ein Versagen des
Brenners ergibt.
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Es ist auch wünschenswert, irgendeine Vorrichtung zum Ausgleich der
Änderungen in der Dichte der eintretenden Luft unabhängig davon vorzusehen, welche
Art von Leistungsregelung angewendet wird, da weniger Brennstoff erforderlich ist,
um eine Turbine und Kompressor bei einer gegebenen Drehzahl anzutreiben, wenn die
Dichte abnimmt, und wenn das gleiche Ausmaß von Brennstoffzufuhr aufrechterhalten
wird, wird das Verhältnis von Brennstoff zu Luft weiter unausgeglichen, indem die
Neigung zum Überheizen des Brennersystems verschlimmert wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Brennstoffzunieß-
und Regelvorrichtungen für Kraftanlagen der gekennzeichneten Art zu schaffen, bei
dem das Maß der Brennstoffzufuhr auf einfache Weise durch einen Handhebel gesteuert
werden kann, , der unmittelbar mit einer Zumeßnadel oder einem Ventil zum Verändern
der Fläche einer Brennstoffzumeßöffnung verbunden ist, ohne daß sich die Gefahr
einer Überhitzung des Brennersystems während der Beschleunigung oder eines Versagens
des Brenners während der Verzögerung ergibt.
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Eine andere Aufgabe besteht darin, eine äußerst einfache Brennstoffzumeß-
und Regelvorrichtung für Kraftanlagen der gekennzeichneten Art zu schaffen, bei
der das Maß der Brennstoffzufuhr im wesentlichen proportional zu der :Motordrehzahl
bei allen Stellungen der Drossel oder des Handregelhebels gehalten wird.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, ganz allgemein die Arbeitsvorrichtung
in Brencistoffzuführvorrichtungen für Kraftanlagen der offenbarten Art zu verbessern.
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Die vorhergehenden und andere Aufgaben und Vorteile werden angesichts
der nachfolgenden Beschreibung offenbart, die in der Verbindung mit den dazugehörigen
Zeichnungen zu verstehen ist, in denen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
in vereinfachter Darstellung gezeigt sind. Es zeigt Fig. i einen im wesentlichen
zentrischen Längsschnitt durch eine Strahlantriebskraftanlage oder einen Motor,
der eine Brennstoffzumeß- und Regelvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung verwirklicht, Fig.2 eine vereinfachte schematische Ansicht von der Seite,
teilweise im Schnitt, auf die Brennstoffzumeß- und Regelvorrichtung, die in Fig,
i mit 25 bezeichnet ist, Fig. 2 A und 2 B schematische Schnitte in vergrößertem
Maßstabe durch die unteren (Reglerabschnitt) und die oberen (Ztitneßabschnitt) Teile
der Fig. 2, Fig.3 eine Endansicht in vergrößertem Maßstabe der Handhebelanordnung
und der mit ihr zusammenwirkenden Teile, wobei die :Xnsicht auf der Linie 3-3 der
Fig. 2 genommen ist, Fig. 3 A eine Seitenansicht auf den Handhebel nach Linie 3A-3A
der Fig. 2 genommen, Fig.4 ein Diagramm zur Darstellung der Arbeitsweise der Vorrichtung,
Fig. 5 ein Diagramm zum Vergleich mit demjenigen der Fig.4 zur Erläuterung der Unterschiede
in der Arbeitsweise zwischen der hierin offenbarten Vorrichtung und denen der bekannten
Art, wobei die Leistung geregelt wird i. durch eine unmittelbare Handverbindung
mit einem Brennstoffventil ohne barometrische Korrektur und 2. durch Einstellen
eines Reglers, der arbeitsmäßig
| mit einem Brennstoffventil auch ohne barometrische |
| Korrektur verbunden ist, |
| Fig. 6 ein Schema der Anlage. |
| In Fig. r ist ein Gehäuse mit io bezeichnet. Darin |
| ist mittels eines Ringes ii und Halters 12 ein |
| Strahltricliwerk angeordnet, welches allgemein mit |
| 13 lrezeiclinet ist und ein äußeres Gehäuse i4 auf- |
| weist, das an seinem vorderen Ende abgebogen ist, |
| urn einen Lufteinlaß t ; zu begrenzen, und das an |
| seilrein hitttrren Eilde in die Schubdüse 16 ausläuft. |
| Ein dvitamischer Kompressor 17, der als ein Zentri- |
| fugalgebläse gezeigt ist, aber auch als Axialver- |
| dichter ausgebildet sein kamt, drückt Luft in ein |
| ritrgf(*ii-irriges Kopfstück 18, (las sie zu einer Mehr- |
| zahl voll auf dein Umfange im Abstande angeord- |
| neten zvlindcrälitilichen Brennkammern i9 leitet, |
| die Flammrohre 2o mit Lufteinlaßlöchern 20' ent- |
| halten. |
| Die Flaninirohre 20 fördern in einen Sammler- |
| ring 21, der die heiße Luft und die Verbrennungs- |
| produkte durch ein Gitter von feststehenden Leit- |
| schaufeln 22 gegen die Schaufeln 23' eines |
| Turbinenläufers 23 leitet. Die Turbine 23 und der |
| Luftkompressor 17 sind auf einer gemeinsamen |
| Welle 24 angeordnet, die drehbar in einem Lager |
| 24' gelagert ist. Die in den Einlaß 15 eintretende |
| Luft wird von dein Kompressor angesaugt, der die |
| Luft in das Kopfstück 18 und die Brennkammer 19 |
| drückt, von wo sie 111 das Flammrohr 20 über |
| Löcher 20' geleitet wird, wo Wärme durch die |
| Verbrennung von Brennstoff hinzugefügt wird. |
| Die expandierte Luft und die expandierten Ver- |
| brennungsprodukte werden gegen die Schaufeln 23' |
| der Turbine 23 geleitet, uni den Kompressor anzu- |
| treiben, und werden dann in die Atmosphäre durch |
| die Schubdüse i6 ausgestoßen, um einen Vortrieb |
| des Flugzeuges zu bewirken. Falls gewünscht, |
| kann ein Vortrieb des Flugzeuges ebenfalls durch |
| einen Propeller bewerkstelligt werden, der von |
| einer nach vorwärts weisenden Verlängerung der |
| Welle 24 angetrieben wird. lind zwar üblicherweise |
| über ein zweckmäßiges, nicht dargestelltes Unter- |
| setzungsgetriebe. Die Brennstoffzumeß- und Regel- |
| einrichtung oder das Gehäuse dafür ist allgemein |
| nlit 25 bezeichnet; zum 7wecke der Erläuterung ist |
| sie so dargestellt. (laß sie in die ringförmige, durch |
| (las Vorderende des Gehäuses 14 in Fig. i begrenzte |
| Kaniiner eingebaut ist, die (l11rch fyfftllltlgetl26 und |
| 26' unter (lctri Druck der atinosphä rischen Luft |
| oller dein Staudruck stellt. lin großen und ganzen |
| unifaßt die Einrichtung einen Reglertei127 und |
| einen Steuer- oder Zutließtcil 28. Der Brennstoff |
| wird unter Druck zu dein Regler mittels einer Lei- |
| tittig 20, 29' geleitet, in der zwecl:inäßige Mittel |
| zum Unterdrucksetzen des Brennstoffes, z. B. eine |
| motorangetriebene Brennstoffpumpe 3o, angeordnet |
| sind, wobei die l.eittttlg 29' in die Reglereinlaß- |
| kaminer 31 (s. Fig. 2A) führt. Der Druck in der |
| Kamtller 31 wird auf einem vorbestimmten Wert |
| mittels eines Umleitventils 32 gehalten, das vor- |
| zugsweise in form einer hohlen Hülse mit Einlaß- |
| 'iffnungen 33 an deren einem Ende ausgebildet ist |
| und itt eirleill Käfig 34 gleitet, der abnehmbar in |
einem Gehäuse 35 befestigt ist. Im Gehäuse 35 ist eine Kammer 36 angeordnet, die
mit Öffnungen nach einer Leitung 37 hin versehen ist, die zu der Niederdruckseite
der Pumpe
30 zurückführt. Das Ventil 32 ist mit einem Stiftbolzen 38 verbunden,
der seinerseits abnehmbar mit einer Membran 39 verbunden ist, deren Rand zwischen
einer Kappe .1o und einem Flansch 4o' des Gehäuses 23 eingeklemmt ist. Die Kappe
4o enthält eine Kammer 41, in der eitre Feder 42 angeordnet ist, die einen vor-Ireatimrnteti
Schließdruck auf das UmleitVentil32 ausübt. Die Kammer 41 ist mit der Kammer 3 i
und mit der Brennstofförderseite der Zunieß- und Regelvorrichtung mittels Kanälen
43 und 43' verbunden, die Drosseln 44 und 45 besitzen, um die Strömtirig durch die
Ausgleichsdruckleitung zu regeln, die durch die Leitungen oder Kanäle 43 und 43'
vorgesehen ist. Die wirksame Fläche der '\Iembratl 39 ist vorzugsweise im wesentlichen
die gleiche wie diejenige des Ventils 32, und daher wird der Brenristoffversorgungsdruck
in der Kammer 31 auf einen konstanten Wert oberhalb des Zumeß- oder Düseneinspritzdruckes
gehalten, wie er durch die Stärke der Feder 42 bestimmt ist, oder mit anderen Worten
wird ein konstanter Druckabfall über den Regler 27 und die Zumeßsteuerung 28 vorhanden
sein. Vorzugsweise ist die Kammer 4i gegen den Zumeßbrennstoffdruck vor dem Hauptbrennstoffabsperrventil
13o, das beschrieben werden wird, entlastet, so daß die Brennstoffpumpe
30 einen ausreichenden Druck für Anlaßzwecke aufbauen kann.
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Ein Höchstdruckablaßv entil 46 ist in dem Ventil 32 gleitbar angeordnet
und geeignet, normalerweise sich auf seinen Sitz zu setzen und einen Kanal 47 zu
schließen, der in dem letzteren Ventil ausgebildet ist, wobei das Ventil 32 bei
48 mit Offnungen nach der Ventilkammer 36 hin versehen ist. Eine Feder 49 bestimmt
den Druck, bei dem sich <las Ventil 46 von seinem Sitz abheben wird. Dieses Ventil
46 verhindert den Aufbau eines übermäßigen Druckes als Folge des Absperrens der
Brennstoffströmung zu den Brennern, während die Maschine läuft, oder als Folge anderer
Ursachen.
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Der Regler 27 weist ein Reglerventil 51 auf, das vorzugsweise die
Form eines Hohlzylinders hat, der an seinem einen Ende eine Mehrzahl von ZunießÖffnungen
52 besitzt, wobei das Ventil gleitbar in einem Käfig 53 angeordnet ist, der bei
54 mit Öffnungen nach einer Kammer 55 hin versehen ist, die in einem Gehäuse 56
ausgebildet und nach der Kammer 31 für die Einströmung des Brennstoffes von der
letzteren Kammer offen ist.
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1?ine Zumeßhauptmembranist mit 6o bezeichnet; sie ist an ihrer äußeren
oder Umfangskante zwischen einem Gußstück 61 und einem angrenzenden Flansch eingeklemmt,
der auf dem Hauptgehätise oder dem Gußstück 25 ausgebildet ist, während ihr zentrischer
Abschnitt zwischen Plattet162 und 63 eingespannt ist, die mit Nabenabschnitten 62'
und 63' vorgesehen sind. Der Nabenabschnitt 62' ist derart ausgeführt, daß er lose
den scheib;nförmigen Kopf einer hohlen Ventilstange
64 aufnimmt,
durch die ein biegsames Glied, z. B. ein kurzes Kabelstück, hindurchtritt, das an
seinen entgegengesetzten Enden mit dieser Stange 64 bzw. mit dem angrenzenden Ende
eines Stangenbolzens 64 verbunden ist, der an dem Ventil 51 befestigt ist. Das Kabel
sieht eine biegsame Verbindung zwischen dem Ventil 51 und der Membran 6o vor. Die
Nabe 63' der Platte 63 ist so geformt, daß sie eine zylindrische Führung bildet,
die gleitbar in eine Buchse 65 eingreift, die in eine in dem Gehäuse 61 ausgebildete
Kammer 66 eingefügt ist. Eine Feder 67 ist in der Kammer 66 angeordnet und legt
sich mit ihrem inneren Ende gegen die Nabe 62' der Membranplatte 62 und wird dort
zentriert, während diese Feder einen Geringstwertzumeßhauptregler auf eine weiter
unten zu beschreibende Weise bildet.
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Die Membran 6o bildet eine bewegbare oder biegsame Wand zwischen einer
Kammer C, die als Ausgleichsbrennstoffdruckkammer bezeichnet werden kann aus Gründen,
die sich weiter unten ergeben werden, und einer nicht zubemessenen Brennstoffkammer
D.
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In Fig. 2 B ist ein Brennstoffzumeß- oder Drosselventil mit 7o bezeichnet;
es ist im wesentlichen gleich dem Ventil 51, indem es an einem Ende mit einer
Mehrzahl von Brennstofföffnungen 71 versehen und gleitbar in einem Käfig 72 angeordnet
ist, der nach der gemessenen Brennstoffzumeßkammer hin oder nach der Leitung F_
hin bei 73 mit Öffnungen versehen ist. Das Ventil 70 ist einstellbar auf ein Stangenglied
oder eine Stange 74 aufgeschraubt, die eineQuerbohrung zurAufnahme einer federbelasteten
Kugelsperrklinke 75 hat, die in Klinkeneinschnitte oder Aussparungen eingreift,
die in einem zylindrischen Flansch 75' ausgebildet sind, der sich axial von dem
Ventil heraus erstreckt. Eine Buchse 76 ist in das Gehäuse 25 in axialer Flucht
mit dem Reglerventil 70 geschraubt und besitzt, einstellbar hineingeschraubt,
eine Geringstwertstromeinstellschraube 77, die mit dem angrenzenden Ende der Stange
74 in Berührung kommt und zwangsläufig die geschlossene Stellung des Ventils
70 bestimmt. Eine federbelastete Kugelsperrklinke 78 legt die Stellung der
Schraube 77 fest. Die durch die Buchse 76 begrenzte Kammer ist durch eine Kappenmutter
79 abgeschlossen und abgedichtet. Ein Zugang zu dem Ventil 7o kann für Einstellzwecke
vorgesehen werden, indem hierbei die Buchse 76 entfernt wird. An seinem rechten
Ende ist das Ventil 70 im Eingriff mit einer Druckfeder 8o, die sich gegen
eine Führungsbuchse 81 legt, die auf der Stange 74 angeordnet ist, wobei :ich die
Buchse 81 auf einem vergrößerten Abschnitt der Stange 74 gleitbar zu bewegen vermag.
Ein zylindrisches L'nterstützungs- und Lagerglied 82 mit einem Halteflansch 82'
ist an dem angrenzenden Hauptgehäuse durch Schrauben 83 befestigt.
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Eine Gleitmuffe oder -buchse 84 ist auf dem Gliede 82 angeordnet und
bei 84 für den Eingriff mit einem Ende einer Reglerfeder 85 mit einem Flansch versehen,
wobei das entgegengesetzte Ende dieser Feder mit einer Buchse 86 in Eingriff kommt,
die auf einem Gliede 87 angeordnet ist, das mit der Ventilstange 74 mittels eines
kurzen biegsamen Kabels 88 verbunden ist. Das Glied 87 besitzt eine frei drehbare
Lagerverbindung mit dein angrenzenden Ende einer Stange 89, die in einer Lagerbuchse
oder einem Zylinder 9o gleitet, der frei drehbar auf einem Halter 9i gelagert ist,
der einen Befestigungsflansch 9i' besitzt, der zwischen einem angrenzenden geflanschten
Abschnitt des Hauptgehäuses 25 und eines Regelgehäuses 92 befestigt ist. Das freie
Ende der Stange 89 greift an den Hebelarmen 93' eines Paares von motorgetriebenen
Fliehgewichten 93 an, voll denen nur eines in der Fig.2B sichtbar ist.
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Eine Muffe 94, die geflanschte Abschnitte 95 und 96 hat, gleitet auf
dem Zylinder 9o. Die Muffe 94 steht in arbeitsmäßiger Verbindung mit dem Reglerventil
51 mittels einer Gabel oder eines Joches 97 und eines Winkelhebels 98, wobei der
letztere drehbar oder schwenkbar bei 99 gelagert und sein unteres Ende einstellbar
mit der Stange 64 dieses Ventils 51 verbunden ist (s. Fig. 2 A). Der Flansch 96
der Muffe 94 steht finit dem Hebelabschnitt ioö jedes Gewichtes eines Paares von
motorgetriebenen Fliehgewichten ioo im Eingriff, wenn die letzteren sich als Folge
der Zentrifugalwirkung nach außen bewegen, während der Flansch 95 dieser Muffe mit
dein loch oder der Gabel 97 in Eingriff kommt und den Hebel 98 entgegen dein
L;hrzeigersinn um seinen Zapfen 99 dreht, wodurch eine Kraft erzeugt wird, die proportional
dein Quadrate der Motordrehzahl ist und bestrebt ist, das Reglerventil5i zu öffnen.
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In der schematischen Ansicht der Fig. 2 B sind je eines der Fliehgewichte
94 und je eines der Fliehgewichte ioo so gezeigt, daß sie dem Anscheine nach einander
gegenüberliegend oder um i8ö°' auseinandergezog:n angeordnet sind. Bei der Regelvorrichtung
jedoch, wie sie tatsächlich gebaut ist, sind ein t'aar von Fliehgewichten 94 und
ein Paar von Fliehgewichten ioo drehbar einander gegenüberliegend auf einem Reglergehäuse
oder einem Halter ioi angeordnet, der auf dem inneren Ende einer allgesetzten Welle
io2 ausgebildet ist, die in einem Hauptlager 103 gelagert und an ihrem äußeren
Ende durch Nutung mit einem Wellenstumpf 102' verbunden ist, der mit einer Antriebsnutung
104 versehen ist, die in die Nabe eine; Ritzels oder Zalini-ades io5 (s. Fig. i)
eingreift, das' auf einer motorgetriebenen Welle io5' befestigt ist.
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Um das Austreten von Brennstoff rund um die Welle 102 herum zu verhindern,
ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen. die eine innere Buchse io6 aufweist, die
eine ringförmige Pakkungsnut umschließt, die in der Welle ausgebildet und normalerweise
durch den Druck des Brennstofies plus der Kraft einer Feder io6' gegen die angrenzende
innere Fläche eines Abdichtungs- und Lagerringes
107 gedrückt wird. Ein Halter
io8 ist an dem Reglergehäuse 92 befestigt und besitzt einen geflanschten Abschnitt,
der mit der gegenüberliegenden Seite des Ringes 107 in Eingriff kommt,
| wohci ciii 1';!rl;niigsrilh loo zwischen (lern Ring 107 |
| und <Met anrenz;n<ien Wand des Halters zusam- |
| mcilgC(Iriicl<t wird. |
| Ein "Zugang I<:iiiii zu cic r 1Zeglerventilanordnung |
| über eine Öffnung in dein Hauptgehäuse oder dem |
| Gußstüch 25 \migesehen sein, das mit einer Kappe |
| oder einciii l )cclccl r io (s. F ig. 2 A) versehen ist, |
| der einen einstellbaren .#@iischlag 111 trägt, der |
| z--angsl<iufi@@ die Bewegung des Reglerventils 51 in |
| einer @-cntilittnungstichtung begrenzt. |
| i:in 11 andrcgcllicbel r l5 (Fig. 213, 3 und 3A) |
| ist antriellsm:ißig finit der -Muffe 84, die die Regler- |
| fe<fer 85 zusamnl@ndrückt, mittels eines hohlen |
| Lutikers 11") ctliunden, wobei ein Hebel 117, der |
| auf dein eilten Eiide einer Welle 118 befestigt ist, |
| tind eine (@@tliel oder ein Joch i ig, das auf dem |
| entgcgcngcsc tztcn oder unteren Ende dieser Welle |
| licfestigt ist tiiid Viilger i ico' hat, die mit dem |
| Flansch 8@ der Muffe 84 in Eingriff kommen, zu |
| dieser Verbindung gehören. Eine `Felle 118 ist |
| drehbar in cintin Stehlager i angeordnet. Uni |
| eine zw-eckuiüßige I,:iilstellting der Leerlaufdreh- |
| zahl sichcrzttstellen. trägt der [-(übel 117 einen |
| 1)rel1l;olzc-ii 120. der in eine verlängerte Nut ein- |
| grcift, die in (lein 'hohlen Lenker 116 ausgebildet |
| ist, tind eine Ixerlaufschraube 121 ist in das |
| :ul'>ere I?nde des Lenkers i i6 eingeschraubt und ist |
| lösbar in ilitur eingestellten Stellung durch eine |
| federlielaätctc Kiilrke r-22 gehalten, wobei das innere |
| Ende dieser Schraube sich gegen den Bolzen 120 |
| legt und iliii uii<1 infolgedessen den Hebel 117 ent- |
| gegen (lern 1'litzcigetsinn gegen den Druck eines |
| federbelasteten (@Icitl)olZeils 122' drückt. Indem |
| die Leerlaufschrauhe 121 eingestellt wird. wird |
| eine \otllcstininitc Lecrlauffederkraft auf die |
| Reglerfeder @5 Tiber den l lebe' 117, die Welle 118 |
| lind das loch 1 r() atisreübt. |
| Die Einstellung für die grüßte Drehzahl wird |
| mittels eiiics einstellbaren Exzenters 123 erhalten, |
| der einen Aiisclllag für den Finger 124 bildet, der |
| atif der \\'clle i i@ I>cfestigt ist. Der llandregelliebel |
| i i @ trii#,t an seiii.hn einen Ende ein Paar von feder- |
| belasteten Sperrklinken 12; Lind 126 (Fig.3A). |
| die in .lussl><trungen 125' tilid 126' (Fig. 3) |
| eingreifen, wenn (licser Nebel 115 in seine Leer- |
| laufstcllung und iil die Stellun#g der geringsten |
| 1>reniistoffnictige bewegt wird, und die den Hebel |
| ii 5 lösl,ar in ;oder Stellung halten. |
| 1)as Joch i l(t hat ein zusätzliches Paar von sich |
| nach iiincn ctsttccl;enden I#ingerli 127, die mit der |
| 13ticlise 8i in Viii,riff krnnmen.w-enn derHandregel- |
| itcli_1 lt; iih Out l-lirzcigeri-icltttttlg über seine Leer- |
| laufstellung Imiaus gedreht -wird und das Absperr- |
| centil i ,3o iii eine \-orl>estitntlite geschlossene |
| Stclhtll-# (>Icr iii Stcllting bewegt, wo es eine |
| @,-»-1>est@n@lntc \'(i':;( ton 13reiiiistotauf eine Weise |
| und zu eine''' Zweck. der noch beschrieben -erden |
| -wird, hin<lurclll;ilit. t'in die Be--egutlg der Finger |
| 127 zu cnn@(lirllen, ist (las z\-lindi-isclie Lagerglied |
| 82 ausgesclhilittell odel- lllit .-\ussparungen ver- |
| sehen, wie lieh 128 angedeutet. Ein Brennstoff- |
| al,sl>eriwcntil 13o ist irh der Leitung F_ vorgesehen. |
| Es bestellt aus einem hohlen zylindrischen Ventil- |
| (las -leitbar in einem Käfig oder einer Buchse |
| t3, ;:igeordnet ist, die bei 132 mit Öffnungen |
| nach #':@:- Förderleitung 133 zu versehen ist. Das |
| Ventil i 3o legt sich auf seinen Sitz bei 134, wenn |
| dei- Nandregelhebel 115 im Uhrzeigersinn über die |
| gesperrte Klinke 126' hinaus gedreht wird, wobei |
| -'eses Ventil im Innern mit einem Gewinde ver- |
| sd@cn ist, um eine Schraube 135 mit grober Stei- |
| tinrT aufzunehmen, die auf dem inneren Ende |
| ll--- Welle 136 befestigt ist, die einen gezahnten |
| Fragen oder eine gczahnte Mutter 137 besitzt, die |
| :Luf ihrem äußeren Ende zum Eingriff mit einer |
| `(,zalititen Nabe 137' befestigt ist, die auf dem |
| Helle' i r 5 ausgebildet ist, um eine Winkeleinstel- |
| lulig oder ein lnstellungbringen des zuletzt genann- |
| ten Hebels einfach durch Lösen der Endmutter 138 |
| zu ermöglichen. |
Eine Cberllolfeder 13g ist in dem hohlen Glied 116 im Anschlageingriff mit dem Bolzen
122' angeordnet, der auf dem Hebel 117 vorgesehen ist. Wenn der Regelhebel 115 in
die gesperrte Regelventilstellung gedreht wird, bewirkt der Widerstand. den die
Feder 139 ausübt und der größer ist als der von der Feder 8o ausgeübte Widerstand,
tlaß die Finger 127 in Eingriff mit der Muffe 81 konltnen und die Feder 8o zusammendrücken
und das Pegelventil in die Stellung der geringsten Str<inung bewegen.
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Die Leitung 133 führt zu einem ringförmigen \iis<tugekanal oder
einen Brennstoffverteilerring i-Io, von dem der Brennstoff zu den einzelnen Brennerdüsen
1,41 über Brennstoffleitungen 142 geleitet wird (s. Fig. 2). Um den Zumeßdifferenzdrilcl<
mit Rücksicht auf Änderungen in der Luftdichte zu kompensieren oder zu korrigieren,
ist eine Aneroidanordnung vorgesehen und schließt einen federbelasteten Balg oder
eine Kapsel 146 ein, deren eines Ende mit einer Buchse 147 verbunden ist, die von
einem äußeren Gehäuse getragen wird, und deren entgegengesetztes oder beweggares
Ende finit einem kappen- oder schalenförmigen ('ilid 148 verbunden ist, das an einer
Verbindungs-oder Führungsstange 149 befestigt ist, die von einer Belastungsfeder
i5o umschlossen wird, die einer anderen Belastungsfeder 15o' innerhalb des Balges
entgegenwirkt. Indem ein Paar von zusammenwirkenden Federn gebraucht wird, wird
die Empfindlichkeit eines _lneroids, wie gezeigt, verbessert. Der Balg 146 kann
zum Ansprechen von Verhinderungen sowohl des Druckes als auch der "Temperatur belastet
werden und ist vorzugsweise dort angeor<hiet, wo er (lern Staudruck oder dem
Kompressoreintrittsdruck ausgesetzt ist. Die Stange i 1o ist drehbar mit dem einen
Ende des Hebels 151 N erhunden, dessen entgegengesetztes Ende auf dem :iul@e-en
Ende einer Welle 152 befestigt ist, die in einem allgedichteten Lager 153
gelagert ist, das von einem Gehäuse 1.34 unterstützt wird, das einen "feil des Gußstiickes
61 bildet. Das innere Ende der Welle 152 erstreckt sich in eine Kammer 155 und besitzt
einen darauf befestigten Hebel r56, der drehbar und einstellbar mittels einer Schraube
157' finit dem einen Ende eines Nadelventils 157 verbunden
ist,
das zur Ausführung einer gleitenden Bewegung in einer Buchse 158 angeordnet
und an seinem entgegengesetzten Ende mit Flächen versehen ist, um der. Brennstoffstrom
durch eine Leitung t59 zu regeln. - Ein Kanal 16o verbindet die nicht zubemessene
Brennstoffkammer D mit der kompensierenden Brennstoffkammer C und besitzt darin
eine kalibrierte Meßdüse 161; und Brennstoff kann von der Kammer C zu der zubemessenen
Brelnlstoffkammer oder der Leitung E über einen Kanal 162, eine Öffnung 159 und
einen Kanal 163 strömen. Um eine freie Bewegung der Nadel 157 sicherzustellen, kann
Brennstoff durch einen ringförmigen Kanal 164 zu einer Kammer 165 strömen, die in
einer Buchse 166 ausgebildet ist, die (las untere oder äußere Ende dieser Nadel
umgibt, und kann von dort zu der Kammer 155 zwischen dem Ende der Nadel und einer
Stopfmutter 167 treten. Das Nadelgehäuse ist als Schieberkörper ausgebildet und
auch, wie bei 168 gezeigt, mit Nuten versehen, um die Schmierung zu erleichtern
und um zu verhindern, daß sich Ablagerungen festsetzen, und um die Reibung zu verhindern.
Arbeitsweise ` Keine Anlaßvorrichtung ist gezeigt worden, da irgendeine zweckmäßige
Art eines derartigen Gerätes benutzt werden kann. Die üblichen Anlaßvorrichtungen
benutzen im allgemeinen einen elektrischen Startmotor, der von einem entfernten
Punkte aus, beispielsweise von dem Führersitz aus, gesteuert werden kann, um den
Motor während der Anlaßperiode zu drehen, und einen Zündkreis einschließlich einer
Zündkerze, die an einem Brenner oder mehreren Brennern angeordnet ist, um den Brennstoff
zur Entzündung zu bringen, der aus den Brennerdüsen austritt. Fig.6 verdeutlicht
schematisch eine Brennstoffregelung für einen Strahlmotor, der die hierin offenbarte
Regelvorrichtung verwirklicht und für Flugzeuge geeignet ist. Die Hilfspumpe wird
üblicherweise von dem Führersitz aus gesteuert und arbeitet mit der motorgetriebenen
Pumpe zusammen, um den erforderlichen Brennstoffdruck während der Anlaßperiode zu
liefern. Das Führersitzbrennstoffabsperrventil ist für Sicherheitszwecke -und unabhängig
von dem Brennstoffregler; eine Sicherheits- oder Hilfshrennstoffversorgungsvorric.ht.ung
kann als ein Sicherheitsfaktor für das Wiederstarten und zum Aufrechterhalten der
Arbeit während des Fluges im Falle eines Versagens für Hauptbrennstoffpumpe 30 oder
irgendeines lebenswichtigen Teiles des Reglers selbst erforderlich sein. Eine derartige
Sicherheitsanlage kann eine Leitung 170
benutzen, die den Brennstoff um den
Hauptbrennstoffregier herum zu den Düsen 141 leitet, wobei in dieser Leitung eine
Hilfsspeisepumpe 171 angeordnet ist, die ihrerseits mit einer Umgehungsleitung 172
versehen ist, die durch ein Ventil 173 gesteuert wird. Diese Hilfspumpe 171 kann
unabhängig angetrieben und von Hand vom Führersitz aus gesteuert werden. Das Ventil
173 ist auch vorzugsweise von dem Führerstand aus durch einen Hilfsdrosselhebel
gesteuert; und so lange, wie das Ventil 173 offen ist, läuft die Hilfspumpe 171
leer, aber wenn es geschlossen ist, baut die Pumpe Druck in der Leitung 17o und
infolgedessen vor der Düse oder der Austrittsöffnung auf. Die beiden Sicherlleitsventile
174 und 175 verhindern einen Rückdruck oder einen Strom in der Hauptvorrichtung,
wenn die Hilfsvorrichtung arbeitet, und umgekehrt.
-
Bevor der anfängliche Start gemacht wird, sollten alle Brennstoffleitungen
und der Regler entlüftet werden, um irgendwelche eingeschlossene Luft zu entfernen,
die vorhanden sein kann. Eine zweckmäßige Methode besteht darin, den Handregelhebel
115 zu drehen, und zwar in die abgesperrte Stellung, d. h. daß er im Uhrzeigersinn
(ledreht werden sollte, bis das Ventil 130 sich bei 134 (Fig. 2 B) auf seinen
Sitz setzt. Dies ist hinter (lern Punkte, wo die Klinke r26 in die Klinkenaussparung
126' eingreift. Die Brennstoffleitung 133 kann dann von dem Verteilerring 14o getrennt
und in einen Behälter geleitet werden. Die Hilfspumpe sollte dann eingeschaltet
und das Ventil 130
geöffnet werden, bis ungefähr 4, 5 1 Brennstoff in den
Behälter gefördert worden ist. Der Regler selbst ist mit zweckmäßigen Entlüftungen
versehen, die geöffnet werden können. um ein Entfernen der Luft während des Zapfprozesses
sicherzustellen.
-
Das Anlassen kann entweder durch die Hilfsvorrichtung oder durch die
Hauptvorrichtung mittels der Regelvorrichtung verwirklicht werden.
-
Ein Beispiel für das Starten auf der Hilfsvorrichtung ist wie folgt:
Der Hebel 115 wird in die abgesperrte Stellunggedreht, das Führersitzbrennstoffal)sperrventil
wird geöffnet und das Hilfssteuerventil 173 geschlossen, um zu verhindern,
daß die Hilfspumpe vorzeitig den Brennstoffverteilerring 14o anfüllt. Die Hilfspumpe
wird dann eingeschaltet und der Startermotor mit der Maschine in Eingriff gebracht,
bis die letztere mit ungefähr looo Umdr./Min. dreht, woraufhin die Hilfspumpe 171
eingeschaltet wird. Der Anlaßmotor kann nach dem Zünden im Eingriff gehalten werden,
bis der Motor eine Drehzahl von ungefähr 2oooUmdr./Min. erreicht. Wenn die Brenner
zünden, wird das Hilfsventil 13o in ungefähr ein viertel Kraftstellung gedreht oder
genügend geöffnet, um zu bewirken, daß die Schubdüsen- oder Brenllerternperatur
sogleich unter 8oo° C fällt. Wenn die Temperatur ungefähr 8oo° C erreicht, wird
die Krafteinstellung des Hilfsventils 173 allmählich durch Schließen ;dies letzteren
erhöht, bis @die Drehzahl der Maschine in der Größenordnung von 5ooo Umdr./Min.
ist; darauf wird der Handregelhebel 115 in seine Leerlaufstellung bewegt, die Hilfsdrossel
oder das Steuerventil 173 wird geöffnet und die Hilfsbrennstoffpumpe 171
abgeschaltet. Danach kann die Maschine durch den Hebel 115 gesteuert werden.
-
Ein Beispiel für das Starten mittels des Reglers 25 ist wie folgt:
Das Hilfsventil 173 wird ge-
| schlossen, tun zu verhindern. claß Brennstoff durch |
| die 1lilfsbrentistoffvorrichtung (die Pumpe 171 ist |
| zu dieser Zeit außer Betrieb) fließt, der Hebel i i |
| wird in seine abgesperrte Stellung gedreht, die |
| 1-lilfslitinil)e wird eitigesclia,ltet, der Starterschalter |
| wird lnfall: ringesclialtet und der Hebel 115 |
| in sein( L@erlaufstelluiig für 2 Sekunden gedreht |
| und dann zurückgedreht, urn abzusperren, bis der |
| Starter die-Maschine mit ungefähr ioooUmdr./illin. |
| dreht. woratifliin der Hebel 115 wiederum in seine |
| I,eerlatifstelltitig gedreht wird, bis die Brenner |
| zünd(-n. 1)a1111 \\ird er zurück in die gesperrte oder |
| l@egel@cntilnl>errlainl:enstellttng zwischen dein |
| Leerlauf und dein Ahsperren gedreht und dort ge- |
| halten, bis die Schubdüsen- oder Brennerternpera- |
| tur unter irgendeinen vorbestimmten sicheren Wert, |
| z.13. 800= C. fällt. her Starter kann nach dem Zünden |
| im Eingriff gehalten \\-erden, bis die Maschine eine |
| Drehzahl von ungefähr 2ooo Umdr./Min. erreicht. |
| Der l lebel r i 5 wird dann in die Leerlaufdrelizahl- |
| einstellung, die bei Meereshiilie ungefähr höchstens |
| 4ooo Uindr./Min. sein kann, mit einerGeschwindig- |
| kuit heivegt, ntn sichere Arbeitstemperaturen in |
| (lern l3rennersvstem zu halten, bis die Maschine |
| aligewärint ist. |
| In der Stellung des Handregelhebels in den |
| hig. 2I3 und 3 befindet sich dieser Hebel in einer |
| mittleren Kraftstellring, wobei der Regler in einer |
| Stellung ist, bei der die Reglerfeder nur teilweise |
| zusaniniengelii-eßt und durch die Fliehgewichte 93 |
| im Gleichge-,vicht gehalten wird, die durch die |
| Stange 89 wirken, uni das Regelventil 7o für die |
| bestimmte Einstellung des Hebels 115 im Gleich- |
| gewicht zu halten. Wenn der Hebel 115 im Uhr- |
| zeigersinn von der gezeigten Stellung zu einem |
| Punkt gedreht wird, wo die Sperrklinken 125 in |
| die Vertiefung 125' greifen, werden das Joch 1i9 |
| und die Finger i i9', die dadurch getragen werden, |
| stach links schwingen und weiter die Spannung der |
| Reglerfeder 8.3 vermindern, bis die Fliehgewichte |
| 93 das DrcisselVentil 70 bei der Leerlaufdrehzahl- |
| einstellung ausbalancieren. @'\'°tin der Hebel 115 |
| weiter in Uhrzeigerrichtung zu einem Punkte ge- |
| dreht wird, wo die Sperrklinke 126 in die Aus- |
| sparung 12C>' greift, 'kommen die Finger 127, die |
| von den Jochtin gern r 19' getragen werden, mit der |
| (äleitbtichse 81 in Eingriff und drücken die Feder 8o |
| zusammen. wodurch (las Drosselventil 7o aus- |
| reichend offengehalten wird, um eine bestimmte |
| 13rennstoffnienge für Startzwecke hindurchzulassen. |
| Zu dieser Zeit ist das Absperrventil 13o noch |
| offen. Diese sogenannte gesperrte oder Regelventil- |
| sperrklinkenstellung gibt dem Piloten ein Gefühl |
| für die richtige Stellung des Hebels 115 während |
| der Startperiode, so daß kein übermäßig hoher |
| Brennstoffdruck in der Vorrichtung aufgebaut wird, |
| der, wenn der Drosselhebel i i 5 vorbewegt wird, |
| nun die Maschinendrehzahl zu erhöhen, auf hohe |
| Brennerteniperaturen als Folge einer plötzlichen |
| Vberbelieferung von Brennstoff zu den Brennern |
| hinauslaufen würde. |
| Über der Leerlaufdrehzahl kann das Absperr- |
| ventil 130 mit jeder gewünschten Geschwindigkeit |
vorbewegt werden, da der Regler sichere Arbeitstemperaturen zu allen Zeiten aufrechterhalten
wird.
-
Wenn das Regelventil sich in der gesperrten Stellung befindet, haben
die motorgetriebenen F' -iebigewichte 93 keine steuernde Wirkung darauf. Die geschlossene
Absperrstellung des Hebels 115 wird von dem Piloten gefühlt, wenn er beginnt, die
Cherholfeder 139 in dem Glied 116 zusammenzudrÜcken. Wenn der Hebel i 15 in seine
Absperr-:telliing gedreht wird, wird die Feder 8o bis zu eitletii Punkte zusammengedrückt,
wo das Drosselventil 70 gegen den Anschlag 77 stößt, worauf das :\lisl@errventil
130 sich bei 134 auf seinen Sitz legt, und der Strom ci;s Brennstoffes durch die
Brenner ist vollwindig abgestoppt. Die Absperrstellung wirc1 im allgemeinen nur
benutzt, wenn die Maschine stillgesetzt werden soll.
-
Die federnde Leerlaufdrelizahleinstellung, wie #i@ durch die Einstellung
der Leerlaufschraube 121 lic:tinimt wird, gestattet dem Piloten, seinen Handregelliebel
115 während des Leerlaufes zu lösen, wenn er es so wünscht und wenn angenommen wird,
daß der Reibungswiderstand des Hebels 115 geringer ist als die Kraft der Reglerfeder
85. Die Leerlatifeinstellung sollte natürlich über derjenigen sein, die durch den
Anschlag 77 bestimmt ist.
-
Beim Bestimmen des Brennstoffstromes durch den Regler kann angenommen
werden, daß die Vorrichtung auf Meereshöhe leer ist, in welchem Falleder Differenzdruck
über die Membran 6o Null sein würde, und das Reglerventil 51 würde unter dem Einfluß
der Feder 67 offen sein. Wenn das DrosselVentil-7o sich in der Leerlaufstellung
oder der teilweise offenen Stellung befindet und die Maschine angelassen wird, wird
Brennstoff durch die Leitung 29' in die Kammer 31 strömen, dann über das Ventil
51 zu der Kammer D, von wo er über das Ventil 70 zu der Kammer oder der Leitung
E und von dort über die Leitung 133 zu dem Verteilerring i4o und über die Brennstoffleitungen
142 zti den Einspritzdüsen 14i strömt. Brennstoff würde also auch durch den Kanal
161 zu der Kamine r C.' des Reglers und von dort durch den Kanal 163 zu der Kammer
oder Leitung E auf eine Weise und zu einem Zweck strömen, der weiter unten beschrieben
wird.
-
Da die Welle 102, die die Fliehgewichte ioo trägt, verhältnisgleich
zu der Motor- oder Turbinendrehzahl getrieben wird, werden die Fliehgewichte ioo
eine Kraft ausüben, die bestrebt ist, das Reglerventil 51 proportional zu dein Quadrat
der :Motordrehzahl zu öffnen. `Fenn dieses Ventil jedoch öffnet, wird Druck in :der
Kammer D aufgebaut und wirkt auf ciie Membran 6o in einer Richtung, bei der das
Ventil geschlossen wird. Die Gei-ingstwertzumeßfeder 67 hat eine kleine Wirkung
auf den Differenzdruck über die Membcan 6o bei Brennstoffströmungen oberhalb des
Leerlaufes; ihre Wirkung ist primär dem Geringstwert des Zunießdruckes über das
Drosselventil 7o bei Drehzahlen vorher zu bestimmen, die so niedrig sein können,
daß sie eine Unstabilität des Reglers zur Folge haben. Der Differenzdruck über .die
Membran
6o wird über die Speiseeinschnürung 73 geleitet, und da
dieser Differenzdruck im wesentlichen dem Quadrat der Motordrehzahl für eine gegebene
Stellung des Drosselventils 70 und der Ventilnadel 157 proportional ist,
werden die Drehzahl und daher das Gewicht des Brennstoffes, der durch diese Einschnürung
73 strömt, der Quadratwurzel dieses Differenzdruckes oder unmittelbar der Drehzahl'
proportional sein, so daß die Brennstoffspeisung in unmittelbarer Beziehung zur
Motordrehzahl steht. Eine Bewegung des Drosselventils 70 in einer Richtung,
die Fläche der Speiseeinschnürung 73 zu vergrößern, vermindert den Differenzdruck
über die Membran 6o, worauf sich das Reglerventil 51 in seine offene Stellung bewegt,
die Brennstoffzufuhr zu den Brennern wird erhöht, und der Motor oder die Turbine
nimmt in der Drehzahl zu, bis die Fliehgewichte 93 die Einstellung der Reglerfeder
85 im Gleichgewicht halten und ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Eine Bewegung
des Drosselventils 70 in einer Richtung, um die Speiseöffnung 73 einzuschnüren,
erhöht den Differenzdruck über die Membran 6o, worauf sich das Reglerventil 5 i
in seine geschlossene Stellung bewegt, die Brennstoffzufuhr zu den Brennern vermindert
wird und sich die Turbinen- oder Motordrehzahl vermindert, bis ein Gleichgewichtszustand
erreicht ist.
-
Während der Beschleunigung oder Verzögerung wird der Meßdruck oder
der Differenzdruck und daher die Geschwindigkeit der Brennstoffzufuhr als eine Funktion
der Motordrehzahl wachsen oder sinken, da auch die Menge der zu den Brennern gelieferten
Luft in gleichem Maße sicher verändern wird.
-
Dadurch, daß ein Drosselventil mit einer Mehr-7.alil von Öffnungen,
wie sie beispielsweise bei 71 angedeutet sind, oder eine allmählich abgestufte Austrittsöffnung
benutzt wird, wird irgendeine Neigung zur Unstabilität als Folge einer Venturi-oder
Saugewirkung, wenn sich das Ventil einer Gleichgewichtsstellung nähert, beträchtlich
vermindert im Gegensatz zu Ventilen, die eine nicht abgestufte Öffnung oder nicht
abgestufte Öffnungen haben, die wenig oder keinen Widerstand für den Brennstoffstrom
dazwischenschalten, um die Fläche der Einschnürung73 zii verändern. Die Öffnungen
71 bilden in der Wirkung einen Teil der Speiseöffnung oder Einschniirung in Verbindung
mit der Speiseeinschnürung 73. Die Öffnungen 52 in dein Reglerventi151 arbeiten
in der gleichen Weise, wie es die Öffnungen 71 in dem Ventil 70 tun.
-
Das Kurvenblatt der Fig. q stellt die Beschleunigungs- und Verzögerungscharakteristiken
des hierin offenbarten verbesserten Brennstoffreglers dar, in der auf der Obszisisie
die Drehzahlen und auf der Ordinate die Brennstoffmengen aufgetragen sind. In dieser
Figur stellt die Kurve a die Brennstoffzufuhr dar, die für eine ,stetige Drehzahl
erforderlich ist, d. h. die Drehzahl, bei der der Brennstoff zugeführt werden würde,
um die ?@Iaschine auf eine Höchstdrehzahl oder irgendeine
| vorbestiniinte Drehzahl bei einer gegebenen Luft- |
| dichte zu bringen. Die gestrichelte Linie b stellt die |
| größte Leistung der l'rennstofiliulnpe3o dar. Die |
| Unileituligsmembran ,5,) -,wird entlüftet, bevor das |
| Absperrventil entlüftet wird, damit die Haupt- |
| brennstoffpumpe genügend Druck zum Starten |
| aufbauen kaiiii, während das l Uöchdrucksicherheits- |
| ventil 46 verhindert, daß der Druck über einen |
| sicheren Wert aufgebaut wird. Die strichpunktier- |
| ten Linien der Uig. d stellen die Brennstoffmengen |
| in Abhängigkeit von dci- )i-t,lizalil für die Regelung |
| für verschiedene Einstellungen des Drosselventils |
| 70 dar, wobei jede Liiiie finit einer Angabe über das |
| annähernde Luftbr-ennstiiffverliä ltnis versehen ist, |
| das sich beispielsweise auf Meereshöhendichte er- |
| geben würde, und die Linien. der reicheren Gemische |
| haben auch die annälicr-ncleii "I'eniperaturen, die bei |
| dem Brennstoffluftverhälti-iis erzeugt werden. Es |
| sei angenommen, daß der Motor bei einer Motor- |
| drehzahl c arbeitet und daß der Pilot das Drossel- |
| ventil 70 bis zti einem Punkt öffnet, der die Dreh- |
| zahl d erzeugen wird (die den :11-n1 12.4 gegen den |
| hohen Drehzahlexzenter 123 bi-lngen kann): dann |
| wird die 1;rennstofFversorgung während dieser |
| Periode der Beschleunigung den Pfeilen c von c zu d |
| folgen. Die anfängiicllie Er,llöllurl" im Brennstoff- |
| strom, die durch den senkrechten Pfeil dargestellt |
| ist, ergibt sich als ein Ergebnis der Erhöhung in |
| der wirksamen Fläche der Speisceinsclniürung 73 |
| bei dem dann bestehenden Drehzahlenwert. Wenn |
| die Drehzahl zunimmt. wird vier Brennstoffstrom in |
| geradliniger Beziehung zu der Drehzahl zunehmen, |
| bis ein Gleichgewichtsbetrieb bei d erlangt ist. |
| Während dieses "Leitraumes der Beschleunigung |
| erreicht der Brennstoffstrom keine solche Größe. |
| daß er schädliche Brennerteniperaturen erzeugt. |
| Wenn jetzt der Pilot seinen Handregelhebel i i 5 zu |
| der Ursprungseinstellung zurücklegt, was die Ven- |
| tilstange 7.4 zurück gegen den niedrigen Drelizalil- |
| anscb1ag 77 bringen 'kann, wird der Brennstoff- |
| strom über f von d zurück zu c fallen. Während |
| dieser Verzögerungsperiode wird der Brennstoff- |
| strom ausreichend hoch gehalten, tun ein Versagen |
| des Brenners oder ein Abwürgen der Maschinen zu |
| verhindern. |
| Bei einer Abnahme in der Dichte der Luft. die |
| zu der Maschine strömt. wird weniger Brennstoff |
| erforderlich, uni die Turbine und den Kompressor |
| bei einer gegebenen Drehzahl zu treiben, und wenn |
| nicht die größte Breiinstoffinenge, die zu dem |
| Motor bei der Besciiletinigun- gefördert wird. in |
| entsprechender Weise vermindert wird, werden sich |
| viel höhere Brennertemperaturen während der Be- |
| schleunigung in der Höhe als auf Meeresspiegel- |
| höhe unter ähnlichen Motorbedingungen wegen |
| des äußerst reichen Brerinstoffluftverhältnisses |
| zeigen. Für einen Motor der hierin beschriebenen |
| Art verändert sich die Brennstoffmenge, die zur |
| Aufrechterhaltung einer gegebenen Drehzahl erfor- |
| derlich ist, ungefähr direkt mit der Dichte der ein- |
| tretenden Luft. Wenn ein Pilot oder eine Bedie- |
| nungsperson ganz sorgfältig und finit Gefühl den |
| Handregelhebel während der Beschleunigung be- |
| liatideln Lind das SI>ciseventil in einer Weise ein- |
| stellen würde, daß die Menge des zugeführten |
| Brennstoffes sich in direkter Beziehung zur Motor- |
| drehzahl erhöht.;viirde eineK"mlitisation;vegender |
| Änderungen der Dichte durch Regeln des Differenz- |
| druckes über das Regelv@-ntil nicht notwendig :ein. |
| Aber die Regelvorrichtung «-ürde dann so empfind- |
| lich gegenüber kleinen :@ii.deriiiigeii sein, ,daß sie un- |
| praktisch wäre, und das gilt zweifelsfrei während |
| der Verzögerung. Bei Strahlantriebsmaschinen für |
| Flugzeuge kann es wiederum ;wünschenswert sein. |
| daß man eine verhältnismäßig hohe Leerlaufdreh- |
| zahl hat. um sich gegen einen Ausfall der ?Maschine |
| während des Fluges zu sichern, und dies vermindert |
| in entsprechender Weise das Ausmaß der Bewegung |
| des Regelventils und erhöht die Empfindlichkeit |
| zwischen den niedrigen und den hohen Krafteinstel- |
| lungen. Es ist von beträchtlichem Vorteil für einen |
| Piloten, wenn er in der Lage ist. das Regelventil |
| zwischen seiner niedrigen Drehzahlstellung gegen |
| den Anschlag 77 und seiner hohen Drehzahlstel- |
| lung, ;wenn sich der Arm 12,1 gegen den Exzenter |
| 123 legt, zu bewegen, ohne Furcht oder Besorgnis |
| haben zu müssen, daß das Brennersvstem beschä- |
| digt wird oder daß die Maschine abgewürgt wird, |
| und zwar gilt (lies für alle Höhen. |
| Der Dichte>teuerkreis ist in den Fig. 2 A und 2 B |
| gezeigt; er ;weist den Kanal 16o, die Meßöffnung |
| 161, den Kanal 162, die veränderliche Einschnü- |
| rung oder die Öffnung 159, die von dem Nadel- |
| ventil 157 gesteuert wird, und den Kanal 163 auf, |
| der sich in die zuheinessetie Brennstoffkammer oder |
| die Leitung E @ifftiet. Eine Abnahme in der Dichte |
| Gier eintretenden Luft bewirkt eine Verlängerung |
| des Balges 146 tind eine Zunahme in der Fläche der |
| Öffnung 159, während eine Zunahme der Dichte die |
| elitgegengesetzte \\-irkung hat. Für eine gegebene |
| Motor- und Turbinendrehzahl wird der Differenz- |
| druck iibcr die Zunießdruckmembran 6o konstant |
| sein, und daher wird der Strom durch die Regelmeß- |
| öffnung 16i konstant bleiben. Der gesamte Brenn- |
| stoffstrom dtircli die Meßöffnung 161 wird durch |
| die Öffnung 159 tretcli, und daher ;wird der Abfall |
| Tiber die letztere (@finung sich ;wie das Quadrat Ihrer |
| Fläche verändern, und für eine feste oder gegebene |
| Stellung der \adel r 57 (konstante Dichte) wird |
| der Allfall über die Öffnung 159 proportional zu |
| (lein Abfall iibcr die -'\leßöffnung 161 sein. Die |
| Stimme des Abfalls über die Öffnung 159 und des |
| Abfalls über die Membran 6o (Meßöffntmg 161) ist |
| im wesentlichen gleich dein Abfall über (las Drossel- |
| ventil 7o. und bei einer gegebenen Dichte wird der |
| Gesaintabtall proportional dem Quadrat der |
| llasrliineu(lrelizalil =ein. Wenn die wirksame |
| F l;iche (fei- (@ffnting r 59 vergrößert ;wird, ergibt sich |
| eine ciitsl@rcclicu(ie Abnahme in dem Abfall über |
| diese (@ffntilig und eine Verminderung im Druck |
| über das Prosselventil7o oder die Speiseeinschnü- |
| rung 73. ;was <ich in einer verminderten Brennstoff- |
| strömtin, für (lcu llrenner für eine gegebene |
| Fläche der Slleisceinschnürun@ 7o auswirkt. Wenn |
| so das Dmsselventil70 zur Beschleunigung bei |
| gewisser llölic geöffnet wird, ;wird weniger Brenn- |
stoff zu den Brennern geliefert, als es bei Meereshöhe oder bei irgendeiner geringeren
Höhe der Fall wäre. Indem die Konturen der Nadel
157 in entsi)recl,ender
«"eise ausgebildet werden, kann eine im ;@e@ciltliclien vollstäildige Dichtekompensation
erreicht werden, und dieser Vorteil ist nicht nur bei Beschleunigtuig oder Verzögerung
vorhanden, sonti(,i-n er wird auch bei einer gegebenen Motor-()(1(,i- Turbinendrehzahl
bei allen Höhen für eine fe#te oder gegebene Stellung des Handrege,llhebels - ",tifrechterhalten
werden.
-
l ig. 5 zeigt, wie die Kurve a, die den für eine >tctige Drehzahl
erforderlichen Brennstoff darstellt, bei großen Höhen, z. B. I4 000 m, gesenkt
wird. Olilie° Dichtekonipensation wird die Gefahr der Überhitzung als ein Ergebnis
der vergrößerten Brennstoffzufuhr ohne Beziehung zur Motordrehzahl und der Krafthebeleinstellung
größer. Diese Figur schließt auch Pfeilkurven zur Darstellung der Beschleunigung
bei bekannten Reglersteuerungen sowohl allein als auch bei direkter Verbindung zwischen
einem Drosselhebel und einem Meßventil mit oder ohne Regler zur Aufrechterhaltung
eines Gleichgewichtes bei einer gegebenen Brennstoffzufuhrauswahl ein. Die gestrichelten
Pfeillinien bei e#' zeigen an, wie, wenn ein den Brennstoff steuernder Drehzahlregler
eingestellt ist, um von c zu d zu beschleunigen, die volle Fördermenge der Brennstoffpullipe
zu der Maschine gefördert wird und Brennstoff in starkem Ausmaß außerhalb des Verhältnisses
zu der Luft zugeführt wird, die gepumpt wird, ;wobei eine intensive Wärme in dem
Brennersystem erzeugt wird. Die gestrichelte Pfeillinie e" zeit die Brennstoffmenge
an, die bei der Beschleunigung mit einem unmittelbar verbundenen Hebel zugeführt
;wird. In diesem Augenblick ist das Brenrstoffverhältnis zur Luft nicht so außerhalb
des vorschriftsmäßigen Verhältnisses ;wie mit Regelung, aber es ist noch so, daß
eine intensive Hitze in dem Brennersystem, insbesondere des Anfangsahschnittes der
Beschleunigungsperiode, erzeugt ;wird. In beiden Arten von bekannten Regelungen,
die oben beschrieben worden sind, fällt die VerZöncl-tlllgskUr;-e beträchtlich unter
die normale Brennstoffmenge für stetige Drehzahl, was die Gefahr der Brennerbeschädigung
mit sich bringt.
-
Es ist wichtig, daß ein Regler der Art, auf die sich die vorliegende
Erfindung bezieht, kompakt, verli:iltnismäßig leicht im Gewicht und doch kräftig
iti der Bauart ist. Der Regler, der hierin offenbart ;worden ist, hat diese Vorteile
dank zum Teil der Anordnung der Fliehgewichte 93 und ioo auf einer gemeinsamen Welle
und der Art, mit der sie mit den dadurch gesteuerten Teilen verbunden sind, z. h.
dem Drosselvetltil 70 und dem Reglerventil 51 ; dank der Anordnung des Sicherheitsventils.46
inn:ri:all> des L-lnleitN-elltils 32 und dank der Anordiiulig des Handregelhebels
und .der mitwirkenden Teile für (las Reglerventil, die auch bestrebt sind, den Kraftaufwand
darauf zu verringern und die Arbeit für den Piloten zu erleichtern. Es ist hierin
kein Versuch gemacht ;worden, alle Vorteile und An;veildungen des verbesserten Reglers
auseinanderzusetzen;
es ist aber zu betonen, ciaß wichtige Vorteile
über die bereits aufgezählten hinaus vorlianden sind und daß eine Abänderung und
neue Anordnung der Teile innerhalb des Erfindungsgedankens ausgeführt werden kann.