DE853989C

DE853989C - Fuel delivery device for gas turbine systems, in particular for aircraft

Info

Publication number: DE853989C
Application number: DEP3641A
Authority: DE
Inventors: Daniel Norman Walker
Original assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Current assignee: Power Jets Research and Development Ltd
Priority date: 1950-09-26
Filing date: 1950-09-26
Publication date: 1952-10-30

Description

Brennstoffördervorrichtung für Gasturbinenanlagen, insbesondere für Flugzeuge Vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstofffördervorrichtung für Gasturbinenanlagen, insbesondere für Flugzeuge. Eine solche Anlage weist einen Verdichter auf, in dessem Luftausstoß flüssiger Brennstoff verbrannt wird, wobei das entstehende Abgasgemisch eine Turbine treibt. Wenn kein Propeller vorhanden ist, wird die Wellenleistung d'er Turbine praktisch gänzlich zum Antrieb des Verdichters und die verbleibende kinetische E=nergie der Abgase zum Vortrieb benutzt. Solche Triebwerke besitzen die Eigenschaft, das Verhältnis von Brennstoff zu Luft selbsttätig aufrechtzuhalten, und folglich kann die Drehzahl durch Verändern der Brennstoffzufuhr reguliert werden. Wenn letztere vergrößert wird, so wächst die Drehzahl (wobei vorübergehend das Brennstoff-Luft-Verhältnis ansteigt). Da dieses Verhältnis sich auf Masse bezieht, folgt, daß bei Vorliegen eine: feststehenden Brennstoffördergeschwindigkeit, Dichte.-inderungen der angesaugten Luft, z. B. bei Änderung der Flughöhe oder der Temperatur, eine Änderung der Drehzahl hervorgerufen würde. Die erfindungsgemäße Gasturbinenanlage weist -daher eine Brennstoffördereinrichtung auf, die vorzugsweise mit einer Höhenausgleichsvorrichtung versehen ist.Fuel delivery device for gas turbine systems, in particular for Aircraft The present invention relates to a fuel delivery device for gas turbine plants, especially for aircraft. Such a system has a compressor in whose Air discharge liquid fuel is burned, with the resulting exhaust gas mixture drives a turbine. If there is no propeller, the shaft power will be d'er turbine practically entirely to drive the compressor and the remaining kinetic energy of the exhaust gases used for propulsion. Own such engines the ability to automatically maintain the ratio of fuel to air, and hence the speed can be regulated by changing the fuel supply. If the latter is increased, the speed increases (temporarily the fuel-air ratio increases). Since this ratio relates to mass, it follows that if there is one: fixed fuel delivery speed, density changes of the sucked in Air, e.g. B. when changing the altitude or the temperature, a change in speed would be caused. The gas turbine system according to the invention therefore has a fuel delivery device on, which is preferably provided with a height adjustment device.

Außerdem \N eist sie zweckmäßig eine Einrichtung auf, welche die Brennstoffzufuhr bei überschreiten einer bestimmten Drehzahl selbsttätig drosselt. Bei Verwendung dieser Einrichtungen an einem Strahltriebwerk kann die Bedienung des Triebwerkes durch ein einziges Regelorgan erfolgen., da der Pilot weder Mischvorrichtungen noch eine Propellereinstellvorrichtung überwachen und handhaben muß. Weiter können Mittel vorgesehen sein, um das Inbetri.ebsetzen und Abstellen des Triebwerkes möglichst einfach ausführen zu können. Man darf annehmen, daß solche Triebwerke gewisse, ziemlich gut festliegende Leerlaufdrehzahlen aufweisen und daß sie unterhalb letzterer nicht mehr zufriedenstellend arbeiten. Die tatsächliche Leerlaufdrehzahl eines solchen Triebwerkes kann durch ihre Fähigkeit, sich bei vermehrter Brennstoffzufuhr zufriedenstellend zu beschleunigen, bestimmt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft Mittel zur selbsttätigen Einstellung dieser Leerlaufdrehzahl auf. Als Brenner können solche mit veränderlichen Durchtrittsöffnungen vorgesehen sein.In addition, it expediently has a device that controls the fuel supply automatically throttles when a certain speed is exceeded. Using these facilities on a jet engine can the operation of the engine are carried out by a single control element, since the pilot has neither mixing devices still need to monitor and operate a propeller adjuster. Can continue Means can be provided for starting and stopping the engine as possible easy to do. One can assume that such engines are certain, quite have well-established idle speeds and that they do not fall below the latter work more satisfactorily. The actual idle speed of such a The engine can be satisfactory due to its ability to respond to increased fuel supply to accelerate, to be determined. The device according to the invention advantageously has Means for the automatic adjustment of this idle speed. As a burner you can those with variable passage openings can be provided.

Die erfindungsgemäße Brennstoffördervorricbtung für Gasturbinenanlagen, insbesondere für Flugzeuge, mit einer Turbine, einem von dieser angetriebenen Verdichter, der fortlaufend verdichtete Luft zur Verbrennung flüssigen aus Brennern austretenden Brennstoffes liefert, und einer die Zufuhr zum Brenner regelnden Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer von der Turbinendrehzahl abhängigen Drehzahl angetriebene Brennstoffpumpe mit zwangsläufiger Verdrängung in eine den Brenner mit einer dessen Bedarf übersteigenden Brennstoffmenge beschickende Leitung fördert und daß in dieser Leitung folgende Vorrichtungen zwischen Brenner und Pumpe eingebaut sind: eine verstellbare Drossel zum Verändern des Brennstoffdurchflusses von einem der vollen Turbinendrehzahl entsprechenden Höchstwert auf einen der Turbinenleerlaufdrehzahl entsprechenden Kleinstwert, eine auf den Pumpenförderdruck ansprechende Vorrichtung zum Konstanthalten des auf der Drossel lastenden Brennstoffdruckes und ein Absperrschieber zum Unterbrechen der Verbindung zwischen Brenner und Drossel.The fuel delivery device according to the invention for gas turbine systems, especially for aircraft, with a turbine, a compressor driven by this, the continuously compressed air for combustion of liquid emerging from burners Provides fuel, and a device that regulates the supply to the burner characterized in that a speed dependent on the turbine speed driven fuel pump with inevitable displacement in the burner promotes with a fuel supply line that exceeds the demand and that the following devices are installed in this line between the burner and the pump are: an adjustable throttle for changing the fuel flow of one the maximum value corresponding to the full turbine speed to one of the turbine idle speed corresponding minimum value, a device responsive to the pump delivery pressure to keep the fuel pressure on the throttle constant and a gate valve to interrupt the connection between burner and throttle.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i die Brennstoffeinrichtung in schematischer perspektivischer Darstellung, Fig. iA eine Variante eines Teils dieser Einrichtung, Fig.2 eine Schnittansicht des barometrisch gesteuerten Entlastungsventils, Fig. 3 eine Schnittansicht des Abstellhahns, Fig.4 eine Schnittansicht des Drehzahlreglers und Fig.5 eine Schnittansicht eines Drosselventils mit Umgehungsleitung und darin angeordnetem Steuerschieber.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely Fig. i shows the fuel device in a schematic perspective Representation, FIG. Generally a variant of part of this device, FIG. 2 a sectional view of the barometrically controlled relief valve, FIG. 3 is a sectional view of the Stopcock, FIG. 4 is a sectional view of the speed controller and FIG. 5 is a sectional view a throttle valve with a bypass line and a control slide arranged in it.

Die Hauptbrennstoffpumpe i wird vom Triebwerk angetrieben und ist vorzugsweise eine einfache Zahnradpumpe. Der Brennstoff fließt aus dem Behälter 2 durch ein Rohr 2A, den Niederdruckabstellhahn 211 und den Niederdruckfilter 2C in die Pumpe i. Letztere fördert den Brennstoff durch das Hauptdruckrohr 3, einen Hockdruckfilter 3A, eine landbetätigte Drosselvorrichtung 4, einen Regler 5, einen Hochdruckabstellhahn 6, ein Brennstoffentleeru.ngsventil 7 und eine Ringverteilleitung 8 in den Brenner g. Eine Abzweigleitung 3B verbindet die Druckleitung 3 mit einem Entlastungsventil io, und der Überlauf aus dem Ventil io fließt durch die Leitung i i in den Behälter 2 zurück, zusammen mit anderem Überlauf, z. B. aus dem Drosselelement 4 durch die Zuleitung i iA. Eine Hilfspumpanlage ist mit der Pumpe i parallel geschaltet und besteht aus der Zuleitung i2A, der Druckrückleitung 1213 und einer vom Triebwerkstartermotor i2C angetriebenen Pumpe 12. Ein Rückschlagventil i2D ist in die Druckleitung 121) eingebaut. Ein Brennermanometer 14 ist über einen Abzweiger i4A mit der Hauptdruckleitung 3 verbunden, und zwar an einem Punkt, wo es im Betrieb tatsächlich den in den Brennern herrschenden Druck anzeigt, während es z. B. bei geschlossenem Hahn 6 den in derAnlage aufgebautenDruckwiedergibt. Die gestrichelt gezeichneten Leitungen stellen Abläufe aus Stopfbüchsen u. dgl. dar, die geringe Undichtigkeiten aufweisen.The main fuel pump i is driven by the engine and is preferably a simple gear pump. The fuel flows out of the container 2 through a pipe 2A, the low pressure shut-off valve 211 and the low pressure filter 2C into the pump i. The latter promotes the fuel through the main pressure pipe 3, a High pressure filter 3A, a land-operated throttle device 4, a regulator 5, a High pressure shut-off valve 6, a fuel discharge valve 7 and a ring distribution line 8 in the burner g. A branch line 3B connects the pressure line 3 with one Relief valve io, and the overflow from valve io flows through the line i i back into the container 2, together with other overflow, z. B. from the throttle element 4 through the supply line i iA. An auxiliary pumping system is connected in parallel with pump i and consists of the supply line i2A, the pressure return line 1213 and one from the engine starter motor i2C driven pump 12. A check valve i2D is in the pressure line 121) built-in. A burner pressure gauge 14 is connected to the main pressure line via a branch i4A 3 connected, namely at a point where in operation there is actually the one in the burners the prevailing pressure, while it is e.g. B. with the valve 6 closed in the system built-up pressure. The lines drawn in dashed lines represent processes from stuffing boxes and the like, which have minor leaks.

Die in Fig. iA gezeigte Variante zeigt einen zwischen dem Regler 5 und Hahn 6 in die Druckleitung 3 einzubauenden Druckspeicher 15 nebst einem pumpenseitig angeschlossenen Rückschlagventil 15A, wodurch beim Abstellen des Triebwerks der Inhalt des Speichers 15 am Rückfluß in den Behälter 2 verhindert wird.The variant shown in FIG. 1A shows one between the controller 5 and cock 6 in the pressure line 3 to be installed pressure accumulator 15 together with a pump side connected check valve 15A, whereby when the engine is switched off Contents of the memory 15 is prevented from flowing back into the container 2.

Die in Fig. i dargestellte Brennstofförderanlage arbeitet wie folgt: Es wird angenommen, daß der Brenner g Brennstoff zur Verbrennung in die Brennkammern einspritzt, und zwar mit einer Durchflußgeschwindigkeit, die dem auf ihnen lastenden Brennstoffdruck proportional ist. Vorzugsweise wird ein Brenner verwendet, der eine möglichst lineare Beziehung von Druck zu Durchfluß aufweist, obschon dies nicht als unerläßlich zu betrachten ist.The fuel delivery system shown in Fig. I works as follows: It is believed that the burner g fuel for combustion in the combustion chambers injected, with a flow rate that is on them Fuel pressure is proportional. Preferably, a burner is used that has a has as linear a relationship as possible between pressure and flow, although this is not is to be regarded as indispensable.

Um das Triebwerk in Betrieb zu setzen, werden die Hähne 2B und 6 geöffnet, und der Starter-Motor 12C unter Strom gesetzt. Das Triebwerk wird damit aus dem Stillstand heraus zunehmend beschleunigt, und die Pumpe i-- wie auch die Pumpe i werden angetrieben. Es ist nicht wirtschaftlich, die Pumpe i in ihrer Leistung so zu bemessen oder ihr Übersetzungsverhältnis gegenüber der Maschine so zu wählen, daß dem Brennstoff für Startzwecke genügend Druck und Geschwindigkeit erteilt wird, und deshalb wird die Pumpe 12 eingeschaltet. Beim Start kann daher angenommen werden, daß die Pumpe 12 den meisten Brennstoff liefert. Die Pumpe 12 saugt Brennstoff durch die Leitung 2A und 12A und drückt ihn durch die Leitung i 2B in die Hauptdruckleitung 3, und zwar so lange, als der Motor 12C läuft. Dieser Brennstoff besitzt nicht genügend Druck, um das Entlastungsventil io zu öffnen, und fließt durch eine Umgehungsleitung der geschlossenen Drossel -1, die nachfolgend beschriehell wird, zum Hahn 7 und in die Brenner g. Gleichzeitig leiten geeignete Zündvorrichtungen in der Brennkammer die erforderliche Verbrennung ein. Da das. Triebwerk weiter beschleunigt wird. teilweise durch den Motor i2C und in zunehmendem Maße zufolge ihrer eigenen Kraftleistung, wird die Pumpe i in Betrieb gesetzt und steigert den Brennstoffdruck in der Leitung3 schnell. Wenn dieser Druck denjenigen der Pumpe 12 übersteigt, so wird das Rückschlagventil 12D geschlossen, derMotor 12C ausgeschaltet, und die Pumpe 12 abgestellt, da nun das Triebwerk aus eigener Kraft, gespeist durch die Pumpe i, weiterläuft. Seine Drehzahl wird jedoch nicht weiter erhöht, da die Brennstoffzufuhr durch die Umgehungsleitung in der Drosselvorrichtung4 auf Leerlauf beschränkt ist.To start the engine, taps 2B and 6 are opened and the starter motor 12C is energized. The engine is thus increasingly accelerated from standstill, and the pump i - as well as the pump i are driven. It is not economical to dimension the output of the pump i or to select its transmission ratio with respect to the engine so that the fuel is given sufficient pressure and speed for starting purposes, and therefore the pump 12 is switched on. At start-up, it can therefore be assumed that pump 12 is delivering most of the fuel. The pump 12 draws fuel through the line 2A and 12A and pushes it through the line i 2B into the main pressure line 3 for as long as the engine 12C is running. This fuel does not have enough pressure to open the relief valve io and flows through a bypass line of the closed throttle -1, which is described below, to the cock 7 and into the burner g. At the same time, suitable ignition devices in the combustion chamber initiate the required combustion. Because the engine continues to accelerate. partly by the engine i2C and increasingly due to its own power output, the pump i is put into operation and rapidly increases the fuel pressure in the line 3. If this pressure exceeds that of the pump 12, the check valve 12D is closed, the motor 12C is switched off, and the pump 12 is switched off, since the engine now continues to run under its own power, fed by the pump i. Its speed is not increased further, however, since the fuel supply through the bypass line in the throttle device 4 is restricted to idling.

L-ni (las Triebwerk abzustellen, genügt die Schließung des Ilälins6. Dabeiwird dieBrennerringleitung 8 finit der Außenluft verbunden und entleert sich somit. Der in der Brennkammer verbleibende Luftdruck schliigt durch den Brenner in die Ringleitting 8 und den Entleerungshahn 7 zurück ins Freie und verhindert so ein Tropfen des Brenners, wobei auch die Ringleitung 8 entleert wird, was als Vorteil anzusehen ist.L-ni (to turn off the engine, it is sufficient to close the Ilälin6. The burner ring line 8 is connected finitely to the outside air and is emptied Consequently. The air pressure remaining in the combustion chamber closes through the burner into the ring fitting 8 and the drain cock 7 back into the open air and prevents so a drop of the burner, whereby the ring line 8 is emptied, what as Advantage is to be seen.

Der Entleerungslialin 7 ist ein vom Druck in der L eitung 1 3 betätigtes el federbelastetes Ventil. Dieses weist z. B. eine Feder auf, die das verschiebbare Ventilglied, wenn der Brennstoffdruck unter einen bestimmten Wert sinkt, gegen seinen Sitz preßt, um die Brennstoffzufuhr zum Brenner zu unterbinden, und verbindet gleichzeitig die Ringleitung 8 mit einer Ablaufleitung, die ins Freie mündet.The Entleerungslialin 7 is a the pressure in the L Zeitung 1 3 operated el spring-loaded valve. This has z. B. on a spring that presses the sliding valve member when the fuel pressure drops below a certain value against its seat to cut off the fuel supply to the burner, and at the same time connects the ring line 8 with a drain line which opens into the open.

Wenn in der Leitung 3 stromabwärts vom Hahn 6 Betriebsdruck vorhanden ist, wird das genannte Ventilglied entgegen dem Federdruck von seinem Sitz angehoben, und der Hahn 7 verbindet die Druckleitung 3 mit der Ringleitung B.If there is operating pressure in line 3 downstream of tap 6 is, the said valve member is lifted against the spring pressure from its seat, and the cock 7 connects the pressure line 3 with the ring line B.

Zurückkommend auf den Betriebszustand' beim Leerlauf des Triebwerks ersieht man, daß bei Öffnung der Drossel .4 der Brennerdruck über den Leerlaufdruck gesteigert wird, die Brennstoffzufuhr wird daher vergrößert und das Triebwerk beschleunigt, bis eine neue Geschwindigkeit erreicht ist, worauf das Mischungsverhältnis des Triebwerks wiederum stabilisiert wird, und zwar in Übereinstimmung mit der neuen Drosseleinstellung. Da die Pumpe i eine solche Größe und Antriebsverhältnis aufweist, daß sie mehr Brennstoff liefert als vom Triebwerk angefordert wird, so wird ein Teil des von der Pumpe i geförderten Brennstoffs durch die Leitung 3B in und durch das Entlastungsventil io abgezweigt und fließt durch das Röhr i i in den Tank 2 zurück. Wie nachstehend beschrieben ist, ändert sich der Reglerdruck des Entlastungsventils mit dem Außendruck, so daß der im Gefolge eines verminderten Außendruckes auftretende verminderte Brennstoffbedarf einen Druckabfall in der Hauptleitung 3 und damit einen entsprechend niedrigen Durchfluß durch die Brenner 9 hervorruft. Dadurch wird die Wirkung der Drossel vereinfacht; wenn keine solche Vorsorge getroffen wäre, würde der Pilot bei einer Änderung des Außendruckes gezwungen sein, seine Drosselklappe neu einzustellen, um eine bestimmte Drehzahl des Triebwerks aufrechtzuerhalten, und diese Neueinstellung wäre theoretisch hei jeder Änderung der Höhenlage, d. h. dauernd vorzunehmen. Überdies würde der Bewegungsbereich der Drosselregelung mit der Flughöhe variieren, und der Gesamtregelbereich der Drossel, der für geringe Höhen ausreichend bemessen wäre, wäre in größeren Höhen praktisch zu klein.Returning to the operating state when the engine was idling it can be seen that when the throttle is opened .4 the burner pressure exceeds the idle pressure is increased, the fuel supply is therefore increased and the engine accelerated, until a new speed is reached, whereupon the mix ratio of the engine is in turn stabilized, in accordance with the new throttle setting. Since the pump i has such a size and drive ratio that it has more fuel supplies than is requested by the engine, part of the pump i pumped fuel through line 3B into and through the relief valve io branched off and flows back through the pipe i i into the tank 2. As follows is described, the regulator pressure of the relief valve changes with the external pressure, so that the reduced fuel requirement that occurs as a result of reduced external pressure a pressure drop in the main line 3 and thus a correspondingly low flow rate caused by the burner 9. This simplifies the effect of the throttle; if no such precautions were taken, the pilot would change the External pressure be forced to readjust its throttle valve to a certain Maintain engine speed, and this readjustment would be theoretical with every change in altitude, d. H. to do continuously. Moreover, the The range of motion of the throttle control vary with altitude, and the overall control range the throttle, which would be dimensioned sufficiently for low altitudes, would be at greater altitudes practically too small.

Der Regler 5 stellt in seiner Wirkung ein zweites Drosselventil dar, das der handbetätigten Drossel 4 nachgeschaltet ist, aber nur in Tätigkeit tritt, wenn es durch die Wirkung zentrifugal betätigter Gewichte, die vom Triebwerk angetrieben werden, bei einer bestimmten Spitzengeschwindigkeit geschlossen wird.The regulator 5 is in its effect a second throttle valve, that is connected downstream of the manually operated throttle 4, but only comes into action, when it is through the action of centrifugally actuated weights driven by the engine will be closed at a certain top speed.

Die in Fig. iA dargestellte Vorrichtung kann als Ersatz für die Pumpe 12 verwendet werden. Der Start wickelt sich dabei folgendermaßen al): Der Hahn 6 wird geöffnet, und der unter Druck stehende Inhalt des Speichers 15 wird in die Brenner 9 gedrückt, wobei dieser Initialdruckstoß genügt, um ein Zerstäuben des Brennstoffs und den Start im allgemeinen zu gewährleisten. Während dieser Zeit liefert die Pumpe i natürlich zusätzlichen Brennstoff, und das Triebwerk wird auf Leerlaufgeschwindigkeit beschleunigt. Beim Abstellen des Triebwerks, d. h. beim Schließen des Hahns 6 wird der im Speicher 15 herrschende Druck, der größer als der für Startzwecke benötigte Druck ist, aufgespeichert bleiben, da sich das Rückschlagventil 15-4 schließt, und er steht, abgesehen von etwaigen Verlusten zufolge Undichtheit, -für den nächsten Statt zur Verfügung.The device shown in Fig. IA can be used as a replacement for the pump 12 can be used. The start winds as follows: The cock 6 is opened and the pressurized contents of the memory 15 are transferred to the Burner 9 pressed, this initial pressure surge is sufficient to atomize the Fuel and start-up in general. During this time it delivers the pump i of course additional fuel, and the engine goes to idle speed accelerated. When turning off the engine, i. H. when the valve 6 is closed the pressure prevailing in the memory 15, which is greater than that required for starting purposes Pressure is, remain accumulated as the check valve 15-4 closes, and apart from any losses due to leakage, it stands for the next one Instead of available.

Nachdem nun die allgemeine Betriebsweise der Anlage beschrieben worden ist, sollen nachstehend die wichtigeren Bestandteile in Aufbau und Wirkungsweise behandelt werden.Now that the general operation of the system has been described is, the more important components in structure and mode of operation are to be found below be treated.

Fig.2 zeigt das barometrische Entlastungsventil io. Dies ist ein mittels einer Servovorrichtung gesteuertes Ventil, wobei als Servomedium Druckflüssigkeit, entweder Triebwerkschmieröl oder der Brennstoff selbst, verwendet wird. Es wird angenommen, daß die Servoflüssigkeit bei im wesentlichen gleichbleibendem Druck angeliefert wird, was mittels geeigneter Ventile bekannter Bauart erreicht wird. Die Entlastungsventileinheit besteht aus einem Gehäuse ioi, das einen Ventilsitz 102 aufweist, und einem Entlastungsventil 103, das auf einer Spindel angeordnet ist und durch eine Anzahl gleichachsiger Schraubenfedern 104 geeigneter Stärke gegen seinen 'Sitz gedrückt wird. Die Federn 104 sind in einem Zylinder untergebracht und liegen mit ihren oberen Enden gegen die Unterseite eines in diesem Zylinder gleitenden Kolbens 105. Der Brennstoff aus der Leitung 3'B (Fig. i) wird mit vollem Pumpendruck auf die Unterseite des Ventils 103 gedrückt. Der das Ventil 103 hebende und durch dieses durchtretende Brennstoff' füllt den Federzylinder und entweicht durch die Rohrverschraubung io6 und die Leitung i i in den Behälter 2. Die Stellung des Kolbens 105 bestimmt den Druck der Federn 104 auf das Ventil 103. Der Druck des Servomediums im Raum 107 lastet auf der Oberseite des Kolbens io5, und dieser Raum steht durch eine Öffnung io8 mit einem Kanal, dessen Eintrittsöffnung durch einen Schieber i09 gesteuert wird, in Verbindung. Dieser Kanal läßt entweder das Servomedium, das durch die Rohrverschraubung i io eintritt, in den Raum 107 einströmen oder entleert dasselbe aus diesem Raum durch die Rohrverbindung i i i. Der Schieber i09 ist in bezug auf die Eintrittsöffnung des Kanals für das Servomedium vorzugsweise so bemessen, daß er in seiner neutralen Lage nur sehr wenig des Servomediums aus i io durch i i i zwecks Aufrechterhaltung des Servodruckes austreten läßt.Fig.2 shows the barometric relief valve io. This is a valve controlled by means of a servo device, with pressure fluid, either engine lubricating oil or the fuel itself, being used as the servo medium. It is assumed that the servo fluid is delivered at essentially constant pressure, which is achieved by means of suitable valves of known design. The relief valve unit consists of a housing ioi which has a valve seat 102, and a relief valve 103 which is arranged on a spindle and is pressed against its' seat by a number of coaxial coil springs 104 of suitable strength. The springs 104 are accommodated in a cylinder and their upper ends lie against the underside of a piston 105 sliding in this cylinder. The fuel from the line 3'B (FIG. I) is pressed onto the underside of the valve 103 with full pump pressure. The fuel that lifts the valve 103 and passes through it fills the spring cylinder and escapes through the threaded pipe connection io6 and the line ii into the container 2. The position of the piston 105 determines the pressure of the springs 104 on the valve 103. The pressure of the servo medium in the Space 107 rests on the top of piston io5, and this space communicates through an opening io8 with a channel, the inlet opening of which is controlled by a valve i09. This channel either lets the servo medium, which enters through the screwed pipe connection i io, flow into the space 107 or empties the same from this space through the pipe connection ii i. The slider i09 is preferably dimensioned with respect to the inlet opening of the channel for the servo medium so that in its neutral position it allows very little of the servo medium to escape from i io through iii in order to maintain the servo pressure.

Der Schieber i09 wird von einer Spindel io9A durch die Deformation der Aneroiddose 112 bewegt. Der Atmosphärendruck pflanzt sich durch ein zweckmäßig gegen den Eintritt von Fremdkörpern geschütztes Entlüftungsröter 114 ins Innere einer Kammer 113 fort. Der in letzterer untergebrachte Expansionskörper 112 ist an seinem unteren Ende auf einem Führungsschaft i 15 montiert, an welchem das Gabelende des auf dem Bolzen 116A drehbar gelagerten zweiarmigen Hebels 116 angreift. Ein in einer Führung des Gehäuses ioi gleitender Stößel 117 ruht auf dem freien Ende des Hebels i 16, und sein Kopfende stößt gegen die Unterseite des Kolbens 105. Dieser Stößel und der Hebel arbeiten als Rückführmechanismus, da die Stellung des Kolbens i05 die Lage des Expansionskörpers 112 in der Kammer 113 festlegt. Wenn der Körper i 12 expandiert und dadurch ein Steigen des Schiebers i09 hervorruft, wobei das Servomedium aus dem Raum 107 ausfließt, so steigt auch der Kolben i05 zufolge der Wirkung der Federn 104, wodurch der zum Öffnen des Ventils 103 erforderliche Brennstoffdruck kleiner wird, und gleichzeitig wird auch der Stößel 117 angehoben, wobei sich der Boden des Körpers 112 senkt. Diese Wirkungsfolge entspricht einem Abfall des Atmosphärendruckes in der Kammer 113, d. h. einer größeren Höhenlage, und wirkt sich in der Brennstofförderanlage dahin aus, daß der Speisedruck für eine gegebene Reihe von Bedingungen und dadurch die Brennstoffzufuhr in das Triebwerk verringert wird.The slide i09 is moved by a spindle io9A through the deformation of the aneroid can 112. The atmospheric pressure is propagated into the interior of a chamber 113 through a venting reducer 114, which is expediently protected against the entry of foreign bodies. The expansion body 112 accommodated in the latter is mounted at its lower end on a guide shaft 15 on which the fork end of the two-armed lever 116 rotatably mounted on the bolt 116A engages. A tappet 117 sliding in a guide of the housing ioi rests on the free end of the lever i 16, and its head end strikes the underside of the piston 105. This tappet and the lever work as a return mechanism, since the position of the piston i05 is the position of the expansion body 112 in chamber 113 specifies. When the body i 12 expands and thereby causes the slide i09 to rise, with the servo medium flowing out of the space 107, the piston i05 also rises due to the action of the springs 104, whereby the fuel pressure required to open the valve 103 becomes smaller, and at the same time, the plunger 117 is also raised, with the bottom of the body 112 lowering. This sequence of effects corresponds to a drop in atmospheric pressure in chamber 113, ie a higher altitude, and has the effect in the fuel delivery system that the feed pressure for a given series of conditions and thereby the fuel supply to the engine is reduced.

Vorstehende Beschreibung, wie auch nachfolgende Beschreibungen von Einzelbestandteilen sind mehr als Erläuterung für das funktionelle Arbeiten als für die Fabrikation bestimmt; wo die Konstruktion nicht ohne weiteres aus den Zeichnungen hervorgeht, wird sie nichtsdestoweniger für einen Fachmann, der sich mit der Funktion vertraut gemacht hat, genügen, um die Vorrichtung praktisch auszuführen. Man beachte, daß ein Mantel i 18 um das in Fig.2 dargestellte barometrisch gesteuerte Entlastungsventil vorgesehen ist; dieser dient zum Brennstoffumlauf, und zwar zwecks Aufrechterhaltung geeigneter und gleichmäßiger Temperaturen in der Vorrichtung. Die Rohrverbindung i 19 dient als Ablauf für Leckbrennstoff oder Feuchtigkeit.The above description, as well as the following descriptions of Individual components are more than an explanation for the functional functioning than intended for manufacture; where the construction is not readily apparent from the drawings it becomes apparent nonetheless to a person skilled in the art familiar with the function has made familiar, suffice to carry out the device in practice. Note that a jacket i 18 around the barometrically controlled relief valve shown in FIG is provided; this is used for fuel circulation, specifically for the purpose of maintenance suitable and uniform temperatures in the device. The pipe connection i 19 serves as a drain for leak fuel or moisture.

Fig. 3 stellt den Abstellhahn 6 der Fig. i dar. Das Gehäuse weist eine Zulauf- und eine Ablaufrohrverschraubung auf, die mit 302 bzw. 303 bezeichnet sind. Eine Betätigungsspindel 304 ist in das Gehäuse eingeführt und weist einen Bund 304A auf. Zwischen letzterem und einem im Gehäuse 301 vorgesehenen Sitz ist zwecks Abdichtung eine Unterlegscheibe 3o5 aus synthetischem Guinmi eingelegt. Im Kopfende der Spindel 30 ist ein Exzenterstift 305A vorgesehen, der in einem nuerschlitz der Ventilspindel 3o6 eingreift, wobei letztere in geeigneten Bohrungen des Gehäuses 301 geführt wird. Die Spindel ist mit einem Ventilteller307 versehen, der mit einem im Gehäuse 301 vorgesehenen Ventilsitz zusammenarbeitet und zweckmäßig mittels einer Feder 308 gegen letzteren angedrückt wird. Wenn die Spindel ,;o4 im einen Drehsinn teilweise gedreht wird, öffnet sich das Ventil, und bei Drehung im entgegenges-,-tzten Sinn schließt es sich. Solch ein Hahn arbeitet zufriedenstellend bei den verwendeten relativ hohen Brentistoffdriicken und verlangt nur ein verhältnismäßig kleines Drehmoment zu seiner Betätigung. Er ist hier beschrieben worden, da mit keinem der gewöhnlichen handelsmäßigen Hähne, wie sie für vorliegenden Zweck über einen ziemlich weiten Bereich geprüft worden sind, ebenbürtige Ergebnisse erhalten sind.FIG. 3 shows the shut-off tap 6 of FIG. 1. The housing has an inlet and an outlet pipe screw connection, which are designated by 302 and 303, respectively. An actuation spindle 304 is inserted into the housing and has a collar 304A. A washer 3o5 made of synthetic Guinmi is inserted between the latter and a seat provided in the housing 301 for the purpose of sealing. In the head end of the spindle 30, an eccentric pin 305A is provided, which engages in a groove in the valve spindle 3o6, the latter being guided in suitable bores in the housing 301. The spindle is provided with a valve disk 307, which works together with a valve seat provided in the housing 301 and is expediently pressed against the latter by means of a spring 308. When the spindle,; o4 is partially turned in one direction, the valve opens, and when turned in the opposite direction, it closes. Such a cock works satisfactorily at the relatively high gas pressures used and only requires a relatively small torque for its actuation. It has been described here because no equivalent results have been obtained with any of the common commercial faucets as tested over a fairly wide range for this purpose.

Fig. 4 stellt den hier verwendeten Regler 5 der Fig. i schematisch dar, wobei die Darstellung zwecks leichterer Erklärung der Wirkungsweise bedeutend vereinfacht wurde. Ein System von Fliehgewichten 40i wird von einer von der Turbine angetriebenen Spindel 402 in Umdrehung versetzt. Die Bundscheibe 403 auf dem Bolzen 403A wird, zufolge der Zentrifugalwirkung auf die Fliehgewichte4oi, entgegen der Wirkung der Feder axial verschoben. Letztere ist entweder einstellbar ausgebildet oder für eine bestimmte Betriebsdrehzahl ausgewählt. Der hiebel 4o5 wird dadurch verschwenkt, der seinerseits den auf der Spinde14o6 angeordneten Schieber 407 verschiebt. Letzterer arbeitet bei ausgeglichenem Druck und steuert die Öffnung und Schließung einer Reihe von Brennstoff -zutrittsöffnungen 4o8, die eine Einlaß- und eine Austrittsrohrverbindullg4o9 bzw. 410 miteinander verbinden. Die Bohrungen 408 sind axial gegeneinander versetzt und überdecken sich um ein geringes in axialer Richtung. Die Endbohrung ist so angeordnet, daß, wenn der Schieber 407 sich in seiner maximalen Schließstellung befindet, sie immer offen ist, damit der Regler den Brennstoffdurchfluß durch die Leitung3, in die er eingesetzt ist, nicht völlig unterbinden kann. In Wirklichkeit wird die Stopfbüchse 4o6A der Spindel 4o6 durch eine Reihe elastischer oder geschmeidiger -Membranen ersetzt, um Reibungsauswirkungen, die eine genaue Regelung ]>,-einträchtigen, auszuschalten. Eine Ablaufrohrverbind.ung 41i ist vorgesehen.FIG. 4 schematically shows the controller 5 of FIG. 1 used here, the illustration being significantly simplified for the purpose of easier explanation of the mode of operation. A system of flyweights 40i is set in rotation by a spindle 402 driven by the turbine. The collar washer 403 on the bolt 403A is axially displaced against the action of the spring due to the centrifugal effect on the flyweights4oi. The latter is either adjustable or selected for a specific operating speed. The handle 4o5 is thereby pivoted, which in turn moves the slide 407 arranged on the spindle14o6. The latter works at balanced pressure and controls the opening and closing of a series of fuel inlet openings 408 which connect an inlet and an outlet pipe connection 409 and 410 with one another. The bores 408 are axially offset from one another and overlap by a small amount in the axial direction. The end bore is arranged so that when the slide 407 is in its maximum closed position it is always open so that the regulator cannot completely cut off the flow of fuel through the conduit 3 in which it is inserted. In reality, the stuffing box 4o6A of the spindle 4o6 is replaced by a series of elastic or pliable membranes in order to eliminate the effects of friction, which interfere with precise regulation]>, -. A drain pipe connection 41i is provided.

Es ist zu beachten, daß solch ein Regler in Wirklichkeit ein zweites Drosselventil darstellt, das der Bandbetätigten Drossel 4 in Fig. i nachgeschaltet ist.It should be noted that such a regulator is actually a second Represents the throttle valve which is connected downstream of the band-actuated throttle 4 in FIG is.

Fig. 5 illustriert das in Fig. i mit 4. bezeichnete Drosselventil und die Umleitung. Die Funktion dieses Ventils in der Brennstofförderanlage ist von beträchtlicher Wichtigkeit, da sie die Verwendung einer herkömmlichen, einfachen Drosselsteuerung mit nur einem einzigen Hebel ermöglicht und. das unbeabsichtigte Abstellen der Brennstoffzufuhr an das Triebwerk unmöglich macht. Man beachte, daß dieser letztere Umstand beim vorliegenden Triebwerk wichtiger ist als z. B. in einer Brennkraftmaschine herkömmlicher Art, denn wenn im vorliegenden Fall die Brennstoffzufuhr aussetzt, ist kein kontinuierlich betriebenes Zündsystem vorhanden, um die Mischung zu zünden, wenn die Zufuhr wieder einsetzt.FIG. 5 illustrates the throttle valve designated by 4 in FIG and the diversion. The function of this valve in the fuel delivery system is of considerable importance as it involves the use of a conventional, simple Throttle control with just a single lever allows and. the unintended Turning off the fuel supply to the engine makes impossible. Note that this the latter fact is more important in the present engine than z. B. in an internal combustion engine conventional type, because if in the present case the fuel supply fails, if there is no continuously operated ignition system to ignite the mixture, when the feed resumes.

Die in Fig.5 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 501 mit einer Bohrung, in der das rohrförmige Element 5o2 gelagert ist, das den Sitz für das Nadelventil 503 bildet. Der Ventilsitz 502 ist relativ zu einer bestimmten Schließstellung des Ventils 503 mittels Schraube verstellbar. DieVentileinstellung berührt also die Ventilbetätigungsvorrichtung nicht. Das Ventil 503 wird von einer Schraubspindel 5o4 getragen, die von außen her betätigt werden kann und mit einer Stopfbüchse durch das Gehäuse 50i geführt ist. Öffnungen im Element 502 gestatten den Durchfluß von Brennstoff aus der Bohrung 505, die an die Hauptleitung 3 angeschlossen ist. Der durch das Ventil 503 eintretende Brennstoff durchströmt die Bohrung 5o6 und fließt durch die Rohrverbindung 507 in die Fortsetzung der Leitung 3. Die Bohrung 505A bildet eine Umgehungsleitung um das Ventil 503 und steht mit einer am Zylinder 5o9 vorgesehenen Reihe von Durchtrittsöffnungen 508 in Verbindung. Der Zylinder 5o9 ist im Gehäuse 50r gelagert, und ein in derUmgehungsleitung angeordnetes Steuerventil 510 gleitet darin als Hülse. Letztere weist einen Abschlußboden 5i0-4 auf, gegen den eine auf der gleichachsigen Riffelspindel 512A zentrierte Feder 511 drückt. Der Stellzapfen 512 wird von außen her gedreht und ist durch eine Unterlegscheibe 512B abgedichtet. Ein mit Außengewinde versehener Gleitring 513 gleitet ohne Umdrehung auf der Riffelspinde1512-4. Wenn der Stellzapfen 512 gedreht wird, schraubt sich der Ring 513 relativ zum Gehäuse 50i vor- oder rückwärts. Die Schraubenfeder 5 i i stützt sich auf den Gleitring 513, und ihre ursprüngliche Spannung kann dadurch verändert werden.The device shown in FIG. 5 consists of a housing 501 with a bore in which the tubular element 502, which forms the seat for the needle valve 503, is mounted. The valve seat 502 can be adjusted relative to a specific closed position of the valve 503 by means of a screw. Thus, the valve timing does not affect the valve actuator. The valve 503 is carried by a screw spindle 5o4 which can be actuated from the outside and which is guided through the housing 50i with a stuffing box. Openings in element 502 permit the flow of fuel from bore 505 which is connected to main line 3. The fuel entering through the valve 503 flows through the bore 5o6 and flows through the pipe connection 507 into the continuation of the line 3. The bore 505A forms a bypass line around the valve 503 and is connected to a series of through openings 508 provided on the cylinder 5o9. The cylinder 5o9 is supported in the housing 50r, and a control valve 510 disposed in the bypass line slides therein as a sleeve. The latter has an end base 5i0-4, against which a spring 511 centered on the coaxial corrugated spindle 512A presses. The adjusting pin 512 is rotated from the outside and is sealed by a washer 512B. An externally threaded sliding ring 513 slides without rotation on the corrugated spindle 1512-4. When the adjusting pin 512 is rotated, the ring 513 screws forwards or backwards relative to the housing 50i. The coil spring 5 i i is supported on the slide ring 513, and its original tension can thereby be changed.

Die Ventilhülse 51o weist einen Flansch 5ToB und Durchtrittsöffnungen 5Toc auf, welche sich in der Nichtbetriebsstellung des Ventils mit den in der Büchse 5o9 vorgesehenen Öffnungen 5o8 decken. Der Brennstoff tritt aus dem Kanal 5o5-4 durch diese Öffnungen in die Ventilhülse 5i0 und in den Kanal 5o6. Der Flansch 516B stützt sich über eine Dichtungsscheibe gegen einen Absatz in der Bohrung der Büchse 509, wenn das Ventil ganz geöffnet ist; in der Schließlage jedoch, wenn die Feder 511 zusammengedrückt ist, legt sich der Flansch der Ventilhülse gegen die Dichtungsscheibe 514. Zwischen diesen beiden Endstellungen kann eine gewisse Undichtigkeit auftreten, und der durchsickernde Brennstoff wird durch die Rohrverbindung 515 in die Leckleitung 11-4 und i i abgeleitet.The valve sleeve 51o has a flange 5ToB and passage openings 5Toc which, when the valve is inoperative, coincide with the openings 5o8 provided in the sleeve 5o9. The fuel emerges from the channel 5o5-4 through these openings into the valve sleeve 5i0 and into the channel 5o6. The flange 516B is supported by a sealing washer against a shoulder in the bore of the sleeve 509 when the valve is fully open; in the closed position, however, when the spring 511 is compressed, the flange of the valve sleeve rests against the sealing washer 514. A certain amount of leakage can occur between these two end positions, and the seeping fuel is transported through the pipe connection 515 into the leakage line 11-4 and ii derived.

Wenn das Ventil 503 geschlossen ist und das Triebwerk in Betrieb genommen wird, strömt Brennstoff durch 505, 505A, 5o8, 510C und 5o6 in die Hauptleitung 3 und in die Brenner. Wenn das Triebwerk schneller umläuft und der Brennstoffdruck in den Brennern, d. h. auch in 5o6, wächst, wird die Schieberhülse 5i0 gegen die Feder 511 gedrückt, wodurch die Durchtritte 5o8 zunehmend abgeschnürt werden und der Brennerdruck auf einen vorbestimmten Betrag (der durch die wirksame Spannung der Feder bestimmt wird) beschränkt wird, wobei dieser Druck dann nachfolgend beibehalten wird. Wenn das Drosselventil 503 geöffnet wird, schließt der Druckanstieg im Kanal 5o6 den Schieber 5l0 völlig, und dieser wird gegen den Dichtungsring 514 gedrückt. Wird das Drosselventil 503 geschlossen, so fällt der Druck in 5o6 ab, bis der Schieber 51o wieder geöffnet wird, um den konstanten, der verlangten Leerlaufeinstellung entsprechenden Brennstoffdruck aufrechtzuerhalten.When valve 503 is closed and the engine is started, fuel flows through 505, 505A, 508, 510C and 506 into main line 3 and into the burners. When the engine rotates faster and the fuel pressure in the burners, i.e. also in 5o6, increases, the slide sleeve 5i0 is pressed against the spring 511, whereby the passages 5o8 are increasingly constricted and the burner pressure is reduced to a predetermined amount (which is determined by the effective tension of the Spring is determined) is limited, this pressure is then maintained subsequently. When the throttle valve 503 is opened, the increase in pressure in the channel 5o6 closes the slide 5l0 completely, and this is pressed against the sealing ring 514. If the throttle valve 503 is closed, the pressure in 5o6 drops until the slide 51o is opened again in order to maintain the constant fuel pressure corresponding to the required idling setting.

Die beschriebene Brennstofförderanlage lieferte gute Ergebnisse bei Verwendung von Petroleum und ähnlichen Brennstoffen, bei Leerlauf- und X-faximaldrücken von 2 bzw. 35 Atm., wobei die in den Brennern auftretendenFördergeschwindigkeiten sich im wesentlichen linear zum Druck einstellen. Nichts spricht dagegen, daß bei geeigneter Anpassung und Ausbildung die Förderanlage nicht auch bei Drücken, die stark von den angeführten abweichen, arbeiten kann, aber die dargestellten Vorrichtungen sind in erster Linie zur Verwendung innerhalb der obenerwähnten ungefähren Druckbereiches vorgesehen.The fuel delivery system described provided good results Use of kerosene and similar fuels at idle and X-faximal pressures of 2 or 35 atm., with the flow rates occurring in the burners adjust themselves essentially linearly to the pressure. Nothing speaks against that suitable adaptation and training of the conveyor system not even at pressures that may differ greatly from those listed, but the devices shown are primarily for use within the approximate pressure ranges noted above intended.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel delivery device for gas turbine systems, especially for aircraft, with a turbine, a compressor driven by this, which continuously supplies compressed air for the combustion of liquid fuel emerging from burners, and a device regulating the supply to the burner, characterized in that one with one of the turbine speed Depending on the speed, the fuel pump is driven with positive displacement into a line that feeds the burner with a fuel quantity that exceeds its demand and that the following devices are installed between the burner and the pump in this line: an adjustable throttle for changing the fuel flow from a maximum value corresponding to the full turbine speed to a minimum value corresponding to the turbine idling speed, a device responsive to the pump delivery pressure for keeping the fuel pressure on the throttle constant and a gate valve z to interrupt the connection between burner and throttle. z. Fuel delivery device according to Claim i, characterized in that the device for keeping the fuel pressure on the throttle constant includes means for adjusting the pressure which is dependent on the outside air pressure. 3. Fuel delivery device according to claim i or 2, characterized in that a pressure-responsive valve is switched on in the line between the throttle and Brermer in order to prevent the fuel delivery pressure from dropping below the value required for atomizing the fuel in the burner. , I. Fuel delivery device according to Claims i to 3, characterized in that a speed governor control valve responding to the turbine speed or a function including this is installed in the line in order to throttle the fuel supply to the burner when a predetermined turbine speed is reached. 5. Fuel delivery device according to claim i, characterized in that means are provided for putting the system into operation, consisting of a starter motor for cranking the turbine and one driven by this motor. Auxiliary fuel pump that only delivers fuel under pressure into the line to the burner for starting. 6. Fuel delivery device according to claim i, characterized in that means are provided for starting up the system, consisting of a starter motor for cranking the turbine and a built-in between the pump and burner and supplied by the pump pressure accumulator, which when starting up an additional fuel charge in the line to the burner. 7. Fuel feed device according to claim i, characterized in that the adjustable throttle has a bypass line valve for idling which responds to the pressure prevailing in the line and which opens when the throttle is closed and closes when the fuel flows through the throttle.