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Treibstoff-Regel- und -Steuereinrichtung, insbesondere für Glasturbinen
Die Erfindung betrifft eine Treibstoff-Regel- und -Steuereinrichtung für Brenner,
insbesondere für Brennkammern von Gasturbinen. Die bekannten Einrichtungen dieser
Art bestehen aus einer Förderpumpe, einem vom Förderdruck gesteuerten Mengenregler,
einem Drosselventil zur Einstellung der Treibstoffzufuhr von der Förderpumpe zu
einem Brenner und schließlich einem vom Förder- und Luft- oder Brennkammerdruck
gesteuerten Steuerventil für die Verstellung des Mengenreglers. Bei einer derartigen
Einrichtung besteht die Möglichkeit, daß infolge einer außergewöhnlichen Verminderung
der Treibstoffversorgung die Zündflamme am Brenner erlischt. Diese Möglichkeit ist
in der Regel dann gegeben, wenn das Drosselventil sich festsetzt. Durch die Erfindung
wird dieser Nachteil beseitigt.
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Die Erfindung besteht, darin, daß ein zweites Steuerventil vorgesehen
wird, das von dem Treibstoffdruck am Brenner und, von dem Luftdruck an der Düse
zur Verbrennungskammer oder dem atmosphärischen Luftdruck gesteuert wird und das
unabhängig von dem bereits bei der bekannten Einrichtung vorgesehenen ersten Steuerventil
den Mengenregler auf Vergrößerung der Treibstoffzufuhr zum Brenner einstellt, sobald
eine besonders große Senkung des Treibstoffdruckes am Brenner erfolgt. Bei einer
besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht das erfindungsgemäß vorgesehene
zweite Steuerventil aus einem Gehäuse, einer Membran, die auf
einer
Seite durch Drucliluft oder atmosphärische Luft gesteuert wird, ferner einer auf
der gleichen Seite der Membran wirkenden Feder und einem Kolben, der an seinem einen
Ende mit der anderen Seite der Membran in Verbindung steht und -an seinem anderen
Ende durch d en'Treibstoffdruck be-.einfiußt wird, wobei der Kolben derart angeordnet
und beschaffen ist, -daß er die Öffnung des Durchgangsquerschnittes zwischen der
Regeleinrichtung und dem ersten Steuerventil regelt.
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Inder Zeichnung ist Fig. i eine schematische Darstellung einer Treibstoffzuführungsanlage,
bei der-.die Erfindung angewendet wurde, ' Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht,
die eine Ausführungsformi eines Ventils gemäß der Erfindung darstellt, Fig. 3 und
q. der Fig. 2 entsprechende Ansichten, die andere Ausführungsformen eines derartigen
Ventils zeigen.
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Fig. i zeigt eine an sich bekannte Einrichtung, die erfindungsgemäß
verbessert wurde. Die Taumelscheibe a einer Mehrfachplungerpumpe b ist durch
Drehung steuerbar, um die Pumpenleistung zu verändern. Die Steuerung erfolgt durch
eine Reguliereinrichtung; die aus einem Kolben c besteht, der durch eine Feder d
beeinflußt wird und gleitend in einem Zylinder e angeordnet ist. Die Enden des Zylinders
stehen miteinander durch einen engen Durchlaß f in Verbindung. Der Treibstoff entsprechend
der Pumpenleistung gelangt durch den Kanal g an die der Feder d-entgegengesetzte
Seite des Kolbens. Der Durchlaß h auf der anderen Seite des Zylinders wird durch
ein Ventil @ gesteuert, das seinerseits durch einen Hebel j .betätigt wird: Der
letztere wird von einer elastischen Unterdruckdose k betätigt, die in einer Kammer
m angeordnet ist. Diese Kammer steht mit der Atmosphäre durch die Öffnung rt in
Verbindung. Der Hebel j wird ferner durch den Pumpendruck beeinflußt, der auf den
Kolben o einwirkt. Der Hebel j wird von einer leicht verformbaren Scheibe
b getragen und über dem Ventil i
durch eine Feder q beeinflußt. Diese
Anordnung arbeitet in folgender Weise: Sobald das Ventil i geschlossen wird, drückt
die Feder d der Reguliereinrichtung die Taumelscheibe a in die Stellung, die die
höchste Pumpenleistung erzeugt: Sobald das Ventil i geöffnet ist, wirkt die Flüssigkeit
auf der anderen Seite des Kolbens c und .bewegt den letzteren in .die Stellung,
-die eine Drosselung der Fördermenge bewirkt. Die Reguliereinrichtung könnte auch
unter Zuhilfenahme anderer, ähnlicher Mittel, wie beschrieben, wirken. Diese sind
jedoch ohne Bedeutung, soweit es sich um die Erläuterung der vorliegenden Erfindung
handelt. Außerdem ist ein von Hand zu bedienendes Drosselventil r, wie oben erwähnt,
zwischen Pumpe und dem Brenners vorgesehen.
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Anwendung
auf die soeben beschriebene Anordnung ist in der Rohrleitung t, die von dem Zylinder
d zu dem erwähnten Ventil i führt, ein die Reguliereinrichtung umgehendes
Ventil vorgesehen, das in größerem Maßstab in Fig. 2, dargestellt ist. Dieses Ventil
ist zwischen dem Brenners und dem Ventil r angeordnet. Das Ventil zeigt ein Gehäuse
2z, das Verbindungsanschlüsse zu der Leitung t bei v, w aufweist.
In dem Gehäuse ist ein Kolben angeordnet, der' die Verbindung zwischen den Einlaßöffnungen-v
und w kontrolliert. An einem Ende ist der Kolben x durch eine Platte y über eine
Feder z .gestützt. Er wird auf diese Weise von dem Treibstoffdruck in der Leitung
2 beeinflußt, die von der Pumpe b zu dem Brenner s führt. Diese Lei--tung a hat
einen Abzweig, der über Zuführung 3 mit denn Gehäuseteil u des Ventils in Verbindung
steht. Am anderen Ende befindet sich der Kolben in Kontakt mit einer verformbaren
Scheibe q., die in dem hohlen Teil des Gehäuses u untergebracht ist. Auf der anderen
Seite wird die verformbare Scheibe q. durch eine Feder 5 beeinflußt und außerdem
durch den Gebläse- oder.. den atmosphärischen Luftdruck, der durch die öffnung 6
in das Gehäuse .gelangt.
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Unter normalen Arbeitsbedingungen gestattet der Kolben x eine ungehinderte
Wirkungsweise des Ventils i, .das von dem Pumpendruck und dem barometrischen Luftdruck
beeinflußt wird. Sobald aber der Treibstoffdruck am Brenner durch die normale Tätigkeit
der Reguliereinrichtung oder infolge der Absperrung durch die handgesteuerte Drosselklappe
r so tierf fällt, daß die Gefahr des Auslöschens der Zündflamme in der Explosionskammer
entsteht, tritt der Kolben x in Aktion. Durch Verkleinern oder Schließen des Durchlasses
innerhalb der Leitung t wird die Reguliereinrichtung c, d, e veranlaßt, sich in,der
Richtung zu :bewegen, die eine Vergrößerung der Pumpenleistung auslöst. Auf diese
Weise wird eine angemessene Treibstoffversorgung des Brenners automatisch aufrechterhalten,
denn sobald der Kolben x sich abwärts bewegt, wird der Durchflußquerschnitt durch
das Rohr t in Abhängigkeit von einem fallenden Brennstoffdruck am Brenner s oder
einem steigenden Luftdruck .verringert oder ganz abgeschlossen.
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Statt des in Fig.2 dargestellten Ventils können auch andere geeignete
und äquivalente Ventile benutzt werden. Derartige Ausführungsbeispiele sind in den
Fig. 3 und q. dargestellt. Fig. 3 zeigt ein Gehäuse u, das mit Leitungsanschlüssen
v, w,
3 und 6 entsprechend denen in Fig. 2 dargestellten versehen ist. In
diesem Beispiel besteht das. Verschlußelement des Ventils aus einem Kolben 7, der
an einem Ende so ausgebildet ist, daß das Öffnen und Verschließen eines Sitzes 8
zwischen den Rohranschlüssen bei v und w erfolgt. Dieser Kolben 7
wird von einer Feder z beeinflußt. Das andere Ende des Kolbens 7 steht in Berührung
mit einer verformbaren Blechscheibe q., die auf der anderen Seite durch eine Feder
5 beeinflußt wird und in Abhängigkeit zu dem Gebläseluftdruck oder dem atmosphärischen
Luftdruck steht, der durch die öffnung6 in das Gehäuse gelangt.
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Indem Beispiel, das in Fig. q. dargestellt ist, steht der Kolben 7
mit einem seiner Enden in Verbindung mit einer Spiralfeder 9, die den Durchgang
zwischen den Rohranschlüssen bei v und w kontrolliert. Die Steuerung
des.Durchflu.sses erfolgt dabei durch eine
Veränderung der Zwischenräume
zwischen den Windungen der Feder, ,die bei Bewegungen des Kolbens 7 entsteht. In
anderer Beziehung gleicht dieses Ausführungsbeispiel dem der Fig. 3.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt,
da das die Reguliereinrichtung umgehende Ventil auch im Zusammenhang mit einem anderen
geeigneten Teil der Treibstoffzuführeinrichtung verwendet werden. kann. Die Einzelheiten
der Ausführung des Ventils können ebenfalls entsprechend den Erfordernissen abgeändert
werden. Es ist auch nicht erforderlich, eine Pumpeneinrichtung der beschriebenen
Art zu verwenden, da auch andere geeignete Pumpen verwendet werden können.
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Anstatt die Erfindung für eine auf die Pumpe einwirkende Reguliereinrichtung
anzuwenden, können Mittel vorgesehen werden, um ein Drosselventil oder ein Umleitventil
zu steuern, wodurch die Fördermenge des Treibstoffs bei der Zuleitung zum Brenner
verändert wird.