DE874848C

DE874848C - Regulator device for gas turbine jet engines

Info

Publication number: DE874848C
Application number: DEA3096A
Authority: DE
Inventors: Albert Parker
Original assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Current assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Priority date: 1949-06-22
Filing date: 1950-07-29
Publication date: 1953-04-27

Description

Reglervorrichtung für Gasturbinen-Strahltriebwerke Bei Gasturbinen-Strahltriebwerken für den Flugzeugantrieb hat man zusätzliche Reglervorrichtungen vorgeschlagen, die auf die Temperatur der durch die Schubdüse strömenden Gase ansprechen. Man strebte damit eine Änderung der Brennstoffmenge an, die durch den Drosselhebel oder einen anderen Hauptbrennstoffregler eingestellt wird; diese Änderung tritt ein, wenn die Gastemperatur in der Schubdüse von der Temperatur abweicht, für die der Hauptbrennstoffregler eingestellt ist. :Ulan versucht dabei, die Schubdüsentemperatur auf einem im wesentlichen konstanten Wert zu halten, der der Einstellung des Hauptbrennstoffreglers entspricht, selbst wenn atmosphärische (Druck und Temperatur) oder andere Bedingungen vom Normalzustand abweichen. Das kann beispielsweise während ausgedehnter Probeläufe auf dem Versuchsstand oder bei Flugzeugen auftreten, wenn beim Flug in einer gegebenen Höhe die - Umgebungstemperaturen sich ändern, z. B. wenn kalte oder warme Stürme durchflogen werden, oder wenn in verschiedenen Höhenlagen geflogen oder stark gestiegen oder gedrückt wird, und schließlich auch beim Start, wenn die maximale Leistung sichergestellt sein muß.Regulator device for gas turbine jet engines In gas turbine jet engines additional control devices have been proposed for aircraft propulsion, which respond to the temperature of the gases flowing through the nozzle. One aspired thus a change in the amount of fuel that is controlled by the throttle lever or a another main fuel regulator is set; this change occurs when the Gas temperature in the exhaust nozzle differs from the temperature for which the main fuel regulator is set. : Ulan tries to keep the nozzle temperature on an essentially keep a constant value that corresponds to the setting of the main fuel regulator, even if atmospheric (pressure and temperature) or other conditions from normal differ. This can be done, for example, during extensive test runs on the test stand or occur in aircraft when the ambient temperatures during flight at a given altitude change, e.g. B. when cold or warm storms are flown through, or when in flown at different altitudes or risen sharply or depressed, and finally even at the start, when maximum performance must be ensured.

Wenn nun ohne eine zusätzliche Reglereinrichtung die Brennstoffzufuhr bei allen atmosphärischen und sonstigen Verhältnissen konstant bliebe, so könnte unter gewissen Bedingungen die Temperatur der Gase und damit auch der Turbinenschaufeln gefährliche Werte erreichen, so daß der Maschinenanlage ernsthafter Schaden drohen würde; unter anderen Umständen aber könnte auch die Leistung der Maschinenunzulässig abfallen.If now, without an additional control device, the fuel supply would remain constant in all atmospheric and other conditions, so could under certain conditions the temperature of the gases and thus also of the turbine blades Reach dangerous values, so that the machinery is threatened with serious damage would; under other circumstances, however, the performance of the machine could be inadmissible fall off.

` Als Reglervorrichtungen dieser Art kennt man Thermostaten verschiedener Bauweise, wärmeempfindliche Einrichtungen, meistens in Gestalt einer Anzahl von Thermoelementen, die parallel geschaltet in der Schubdüse angeordnet sind. Sie liegen damit an einer Stelle, die von der heißen Eintrittszone des Gasstromes in die Turbine relativ weit entfernt ist. Schon aus dieser größeren Entfernung von der Stelle, wo sich die Temperaturschwankungen der Brenngase am stärksten und unter Umständen gefährlichsten auswirken, ergibt sich eine große Trägheit der Regelvorrichtung; dazu kommt der Umstand, daß die Schubdüsenternperatur nicht in jedenn Fall in einem genauen augenblicklichen Verhältnis zur Temperatur der Turbinenschaufeln steht, weil sich die Gase von dem Augenblick des Verlassens der Turbine bis zu dem Zeitpunkt ihrer Einwirkung auf die Thermoelemente schon abkühlen; und schließlich haben die Thermoelemente selbst eine relativ große Trägheit. Thermostaten der gebräuchlichsten Art, in der Schubdüse angeordnet, können also nicht als vollwertige Regler angesehen werden, wenn es sich darum handelt, die den Turbinenschaufeln zuzuführende Brennstoffmenge augenblicklich dem Bedarf anzupassen und insbesondere zu erreichen, daß beim Erreichen einer oberen. Grenztemperatur der Schaufeln die Zuflußmenge verringert wird, um die Temperatur von ihrer gefährlichen Höhe herunterzubringen.Various thermostats are known as regulating devices of this type Construction, heat-sensitive devices, mostly in the form of a number of Thermocouples that are connected in parallel and arranged in the thrust nozzle. they lay thus at a point from the hot entry zone of the gas flow into the turbine is relatively far away. Even from this greater distance from the place, where the temperature fluctuations of the fuel gases are greatest and under certain circumstances the most dangerous effects, there is a great inertia of the control device; in addition there is the fact that the thrust nozzle temperature is not in any case in one there is an exact instantaneous relationship to the temperature of the turbine blades, because the gases are from the moment of leaving the turbine until the moment their action on the thermocouples already cool; and finally they have Thermocouples themselves have a relatively large inertia. Thermostats of the most common Kind, arranged in the exhaust nozzle, can therefore not be viewed as full-fledged regulators when it comes to the amount of fuel to be fed to the turbine blades instantly adapt to the need and in particular to achieve that upon reaching an upper one. Limit temperature of the blades the inflow is reduced to bring the temperature down from its dangerous height.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ohne Rücksicht auf irgendwelche Betriebszustände, die sonst die Leistung ändern wurden, für einegegebene Einstellung des Hauptbrennstoffreglers die Arbeitstemperatur der Turbine bei einem einstellbaren Wert zu halten. Weiterhin will die Erfindung sicherstellen, daß die Turbine .nicht gefährlich hohen Temperaturen ausgesetzt wird, d. h. eine empfindlichere Regelung schaffen, um die Schaufeltemperatur besonders bei Höchstleistung der Turbine genauer begrenzen zu können.The invention has set itself the task without regard to any Operating states that would otherwise change the performance for a given setting of the main fuel regulator the working temperature of the turbine at an adjustable Worth keeping. Furthermore, the invention wants to ensure that the turbine .not is exposed to dangerously high temperatures, d. H. a more sensitive regulation create the blade temperature more precisely, especially when the turbine is at maximum power to be able to limit.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als wärme- oder strahlungsempfindliche Einrichtung für die Steuerung der Vorrichtung zur Brennstoffregelung eine von den Turbinenschaufeln unmittelbar beeinflußte trägheitsfreie fotoelektrische Zelle benutzt wird, die in Zeitintervallen der Größenordnung von Millisekunden oder weniger anspricht, so daß auch bei Einstellung des Hauptbrennstoffreglers auf maximale Leistung die zugeführte Brennstoffmenge niemals einen Wert erreichen, kann, bei dem die Temperatur der Turbinenbeschaufelung einen festgelegten. sicheren Grenzwert überschreiten würde.According to the invention this object is achieved in that as a heat or radiation-sensitive device for controlling the device for regulating fuel an inertia-free photoelectric that is directly influenced by the turbine blades Cell is used in time intervals of the order of milliseconds or responds less, so that even when the main fuel regulator is set to maximum Power the amount of fuel supplied can never reach a value, at which the temperature of the turbine blades is a fixed one. safe limit would exceed.

Erfindungsgemäß> ist also die Turbine mit einer Reglereinrichtung ,ausgestattet, die für höhere Temperaturen als die bekannten Schubdüsenthermo,-staten eingerichtet ist,- unmittelbar den Turbinenschaufeln zugeordnet ist und auf Temperaturänderungen der Schaufeln in kürzesten Zeitintervallen anspricht, also nicht Sekunden braucht wie ein Thermoelement, sondern Zeitintervalle der Größenordnung von Millisekunden oder noch weniger. Für eine solche Aufgabe kommt nur eine fotoelektrische Zelle in Betracht, insbesondere eine Sperrschichtzelle, die selbst eine EMK zu liefern imstande ist.According to the invention> is the turbine with a regulator device , equipped for higher temperatures than the known thrust nozzle thermostats is set up - is assigned directly to the turbine blades and to temperature changes which responds to the blades in the shortest possible time, i.e. does not take seconds like a thermocouple, but time intervals on the order of milliseconds or even less. Only one photoelectric cell is used for such a task Consider, in particular, a junction cell that will itself provide an emf is able to.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, the invention is shown as an example.

Fig, i ist die Ansicht einer Gasturbine in teilweisem Schnitt mit einer fotoelektrischen Zelle, die so angeordnet ist, daß sie einen mit der Temperatur in gesetzmäiß@igem Zusammenhang stehenden Energiebetrag von dem ersten feststehenden Schaufelkranz der Turbine empfängt; Fig.2 veranschaulicht ein Schaltbild für einen an eine derartige Zelle angeschlossenen Verstärker, wenn eine Zelle Verwendung findet, die zu ihrem Betrieb eine Hilfsspannung erfordert; die Fig. 3 und q. veranschaulichen zwei verschiedene Wege, wie Zelle und Verstärker nach Fig. 2 dazu benutzt werden können, die Turbine zu regeln; Fig.5 zeigt eine Abänderungsmöglichkeit zu Fig. q..Fig, i is a view of a gas turbine in partial section with a photoelectric cell which is arranged to be one with temperature legally related amount of energy from the first fixed Receives the blade ring of the turbine; Fig.2 illustrates a circuit diagram for a amplifier connected to such a cell, if a cell is used, which requires an auxiliary voltage for its operation; Figures 3 and q. illustrate two different ways in which the cell and amplifier shown in FIG. 2 are used for this purpose able to regulate the turbine; Fig. 5 shows a possible modification to Fig. Q ..

In Fig. i ist die fotoelektrische Zelle i i wenigstens gegenüber einem der Schaufelkränze 12 (nur eine Schaufel des ersten feststehenden Schaufelkranzes ist in Fig. i angedeutet) so angeordnet, daß das von dem Schaufelkranz ausgestrahlte sichtbare und infrarote Licht auf die Zelle fällt. Die Zelle kann zu diesem Zweck in einem Gehäuse 13 an einem Ende eines Metallrohres i¢ angeordnet sein, das beispielsweise ein auf der Innenwandung goldplattiertes Kupferrohr ist. Mit seinem anderen Ende ist dieses Rohr an einem Turbinenanschluß 15 befestigt, der mit dem ersten feststehenden Schaufelkranz ausgerichtet liegt. Das Rohr enthält vor der Zelle ein Fenster 16, welches die Turbinengase abhält. Natürlich ist die Zelle durch das Gehäuse 13 gegen Licht von außen geschützt und im übrigen so angeordnet, daß die von den Schaufeln ausgestrahlte Lichtenergie von der konkaven Kathodenfläche 17 aufgefangen wird.In Fig. I the photoelectric cell ii is arranged at least opposite one of the blade rings 12 (only one blade of the first fixed blade ring is indicated in Fig. I) so that the visible and infrared light emitted by the blade ring falls on the cell. For this purpose, the cell can be arranged in a housing 13 at one end of a metal tube which is, for example, a copper tube that is gold-plated on the inner wall. At its other end, this tube is attached to a turbine connection 15 which is aligned with the first fixed blade ring. The tube contains a window 16 in front of the cell which keeps the turbine gases out. Of course, the cell is protected against light from the outside by the housing 13 and is otherwise arranged in such a way that the light energy emitted by the blades is captured by the concave cathode surface 17.

Das Gehäuse 13 wird mittels einer Stütze 18 von einer Platte ig an der Außenseite des Verdichters getragen, an den die Verbrennungskammern 2o angeschlossen sind, von denen nur eine gezeichnet ist.The housing 13 is attached to a plate by means of a support 18 the outside of the compressor to which the combustion chambers 2o are connected only one of which is drawn.

In der Praxis wird man zweckmäßig wenigstens zwei solcher Zellen i i und Rohre 13 parallel zueinander und in einem gewissen Abstand voneinander anordnen für deuFall, daß eine derZellen ausfallen sollte.In practice, at least two such cells i i and tubes 13 will expediently be arranged parallel to one another and at a certain distance from one another in the event that one of the cells should fail.

Infolge der hohen Umgebungstemperaturen der Zellen kann es notwendig werden, diese zu kühlen. Zu diesem Zweck kann das Metallrohr 14 von einem Rohr 22 umgeben sein, dem an einem Ende von einer geeigneten Stelle Kühlluft vom .Verdichter zugeleitet wird, während das andere Ende 24 dieses Rohres die Luft in den nicht gezeichneten Auspuffkonus der Turbine austreten läßt. _ Zur Ausnutzung der Energie der Zelle i i wird die EMK der Zelle durch eine Bezugsspannung eines Temperaturwählers 26 kompensiert, der mechanisch mit dem Hauptbrennstoffregler bzw. dem Drosselventil so verbunden ist, daß er in Abhängig-],zeit von dessen Verstellung eingestellt wird. Der Wähler 26 wird in. Fig. 2 aus zwei Widerständen und einem damit in Reihe geschalteten Potentiometer 27 gebildet.Due to the high ambient temperature of the cells, it may be necessary will be to cool this. For this purpose, the metal pipe 14 can be formed from a pipe 22 be surrounded, which at one end of a suitable place cooling air from .Verdichter is fed, while the other end 24 of this tube does not let the air into the drawn exhaust cone of the turbine can exit. _ To exploit the energy of cell i i is the emf of the cell by a reference voltage of a Temperature selector 26, which is mechanically connected to the main fuel regulator or the throttle valve is connected so that it is dependent on -], time of its adjustment is set. The selector 26 is in. Fig. 2 from two resistors and one thus formed potentiometer 27 connected in series.

Es ist ferner erforderlich, den Stromkreis mit einer stabilisierten Speisespannung zu versorgen. 28 ist die Umrißlinie eines bekannten Spannungsstabilisators, der von einer 24-Volt-Batterie 2g gespeist wird. Der Stromkreis schließt ein Paar stromabhängige Widerstände 3o mit großem Temperaturkoeffizienten , sowie die üblichen Widerstände ein.It is also necessary to stabilize the circuit with a To supply supply voltage. 28 is the outline of a known voltage stabilizer, which is fed by a 24 volt battery 2g. The circuit closes a pair current-dependent resistors 3o with large temperature coefficients, as well as the usual ones Resistances a.

Außerdem ist ein Verstärker vorgesehen; der in bekannter Weise ein Röhren- oder magnetischer Verstärker sein kann und dessen Umrißlinie in Fig. 2 teilweise durch die strichpunktierte Linie 31 angedeutet ist.An amplifier is also provided; who in a known manner Can be tube or magnetic amplifier and its outline in Fig. 2 partially is indicated by the dash-dotted line 31.

Der Ausgang des Spannungsstabilisators 28 ist bei 33 an ein Ende des benachbarten Widerstandes des Temperaturwählers 26 und bei 34 an das andere Ende des Temperaturwählers angeschlossen, außerdem an den Verstärker 31 mit Hilfe des Leiters 35. Außerdem ist der Schleifer 36 des Potentiometers a7 durch den Leiter 38 sowohl mit der Kathode 17 der Zelle i i wie auch mit dem Verstärker verbunden. Die Anode derZelle i i ist mit dem Spannungsstabilisator bei 39 verbunden, und zwar vor dem verstellbaren Widerstand 39a, der eine Feinein-Stellung für den Wähler 26 gestattet. In dein Schaltbild der Fig. 3 sind der Spannungsstabilisator 28 und der Verstärker 31 in dem Block 283i vereinigt. Der Temperaturwähler 26 ist für sich an= geordnet. Der Schleifer 36 des Widerstandes wird durch einen Arm 4o verstellt, der durch eine Stange 41 mit dem nicht gezeichneten Hauptbrennstoffreglerorgan verbunden ist. Die Stange 4i kann außerdem durch einen Arm 42 einen Hauptreglerkasten 43 betätigen. Diesem Kasten strömt durch eine Leitung 46 Brennstoff von der Brennstoffpumpe 44 zu, die durch eine Saugleitung 45 ansaugt. Aus dem Reglerkasten 43 fließt der Brennstoff über eine Leitung 47 zu einem Verteiler 48, von dem über Rohrleitungen 49 die üblichen Brennstoffdüsen für die Brennkammern versorgt werden. Im Nebenschluß zu dem Reglergehäuse 43 ist eine Brennstoffleitung 5o vorgesehen, die durch ein Ventil 5 i erfindungsgemäß gesteuert wird.The output of the voltage stabilizer 28 is connected at 33 to one end of the adjacent resistor of the temperature selector 26 and at 34 to the other end of the temperature selector, also to the amplifier 31 by means of the conductor 35. In addition, the wiper 36 of the potentiometer a7 is through the conductor 38 connected both to the cathode 17 of the cell ii as well as to the amplifier. The anode of cell ii is connected to the voltage stabilizer at 39 before the adjustable resistor 39a which allows the selector 26 to be fine-tuned. In the circuit diagram of FIG. 3, the voltage stabilizer 28 and the amplifier 31 are combined in the block 283i. The temperature selector 26 is arranged on its own. The wiper 36 of the resistor is adjusted by an arm 4o which is connected by a rod 41 to the main fuel control element (not shown). The rod 4i can also operate a main control box 43 through an arm 42. Fuel flows to this box through a line 46 from the fuel pump 44, which sucks in through a suction line 45. The fuel flows from the control box 43 via a line 47 to a distributor 48, from which the usual fuel nozzles for the combustion chambers are supplied via pipes 49. In the shunt to the regulator housing 43, a fuel line 5o is provided, which is controlled by a valve 5 i according to the invention.

In der gezeichneten Anordnung ist angenommen, daß der benötigte Brennstoffverbrauch für die Höchstleistung der Maschine beispielsweise go Volumeinheiten pro Zeiteinheit unter tropische Flugbedingungen ist, während in der Arktis der erforderliche Brennstoffverbrauch unter den gleichen Bedingungen beispielsweise i3o Volumeinheiten pro Zeiteinheit betragen soll. In-gemäßigten Zonen wird der Höchstverbrauch an irgendeiner Stelle zwischen diesen beiden Extremen liegen. Der Reglerkasten 43 ist deshalb so eingestellt, daß er beispielsweise im Höchstfall go Volutneinheiten pro Zeiteinheit liefert, während das Ventil 51 in völlig geöffneter Lage die fehlenden 4o Volumeinheiten passieren läßt, die zusammen mit der Hauptmenge von go Volumeinheiten eine mögliche Gesamtmenge von 13o Volumeinheiten pro Zeiteinheit ergeben.In the arrangement shown, it is assumed that the required fuel consumption for the maximum performance of the machine, for example, go volume units per unit of time under tropical flight conditions, while in the arctic is the required fuel consumption under the same conditions, for example, i3o volume units per unit of time should be. In temperate zones, the maximum consumption will be anywhere lie between these two extremes. The controller box 43 is therefore set so that that, for example, in the maximum case it delivers go volume units per unit of time, while the valve 51 in the completely open position the missing 40 volume units lets pass that go together with the main set of volume units a possible Total amount of 13o volume units per unit of time.

In Fig. 3 wird das Ventil 51 in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines elektrischen Servomotors betätigt, der von dem Wechselstromausgang 53 des Verstärkers 31 angetrieben wird.In FIG. 3, the valve 51 is actuated in a manner known per se with the aid of an electric servomotor which is driven by the alternating current output 53 of the amplifier 31 .

Der Wechselstrom ist proportional dem Betrag, um den die-Negativspannung an derKathode 17 die Positivspannung überwiegt, die der Temperaturwähler z6 liefert. Der Strom wird auf ein Paar sich gegenüberliegender Statorwicklungen 54 des Motors gegeben. Mit diesen Wicklungen arbeitet ein zweites Paar sich gegenüberliegender Wicklungen 55. zusammen, die rechtwinklig zu den Wicklungen 54 liegen und von einer konstanten Wechselspannungsquelle 56 erregt werden. Der Motor besitzt ferner eine Rückkopplungsgenerator--,N.icklung 57, die durch Leitungen 58 mit dem Verstärker 31 verbunden ist, wo der Strom in bekannter Weise gleichgerichtet und gesiebt werden muß, so daß der Ausgangsstrom der Drehrichtung und Geschwindigkeit des Servomotors proportional wird. Wie ersichtlich, dient die Generatorwicklung dazu, die Regelung zu stabilisieren und ein Flattern des Ventils 51 zu verhindern.The alternating current is proportional to the amount by which the negative voltage at the cathode 17 outweighs the positive voltage supplied by the temperature selector z6. The current is applied to a pair of opposing stator windings 54 of the motor. A second pair of opposing windings 55 cooperate with these windings, said windings being at right angles to windings 54 and being excited by a constant alternating voltage source 56. The motor also has a feedback generator winding 57 connected by lines 58 to amplifier 31 where the current must be rectified and screened in a known manner so that the output current is proportional to the direction and speed of the servomotor. As can be seen, the generator winding serves to stabilize the regulation and to prevent the valve 51 from fluttering.

In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel treibt der Rotor 6o über ein schematisch bei 61 angedeutetes Untersetzungsgetriebe mit einer Untersetzung im Bereich von etwa 4ooo : i ein Ritzel 62, das mit einer Zahnung 63 am Schaft des Ventils 5 i im Eingriff steht. Eine Überlastungskupplung 64 zwischen Motor und Ventil sorgt dafür, daß der Motor nicht stehenbleibt, wenn das Vetil das Ende seines Hubes erreicht.In the exemplary embodiment shown, the rotor 6o drives over a Reduction gear indicated schematically at 61 with a reduction in the Range of about 4ooo: i a pinion 62, which with a toothing 63 on the shaft of the Valve 5 i is engaged. An overload clutch 64 between the motor and valve ensures that the motor does not stop when the valve has reached the end of its stroke achieved.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Wenn durch Störung des Gleichgewichtes ein Signal auf den Verstärker gegeben wird, so wird der Ausgangsstrom der einen Phase (Wicklung 54) des Zweiphasen-Servomotors zugeleitet, dessen andere Phase (Wicklung 55) ständig mit voller Spannung erregt ist.The way it works is as follows: When by disturbance of the equilibrium a signal is given to the amplifier, the output current becomes the one Phase (winding 54) of the two-phase servomotor, the other phase (winding 55) is constantly energized with full voltage.

Größe und Richtung der Regelphase hängen von der Größe dieses Signals und davon ab, ob es oberhalb oder unterhalb der Normaleinstellung liegt. Der Motor wird je nachdem in der einen oder anderen Richtung umlaufen.The size and direction of the control phase depend on the size of this signal and whether it is above or below the normal setting. The motor will revolve in one direction or the other, depending on the situation.

Jeder Einstellung.des Brennstoffhauptregelorgans entspricht eine entsprechende Einstellung des Temperaturwählers 26 und des Reglerkastens 43. Das Ventil 51 wird sich öffnen, so daß die dem Verteiler 48 zuströmende Brennstoffmenge sich zusammensetzt aus. dem Brennstoff, der durch den Reglerkasten 43 strömt, und aus dem Brennstoff, der über die Nebenleitung 5o zuströmt, bis die Schaufeltemperatur einen bestimmten Wert erreicht, je nach der Einstellung des Hauptbrennstoffreglerorgans.Each setting of the main fuel control element corresponds to a corresponding one Adjustment of the temperature selector 26 and the control box 43. The valve 51 is open so that the amount of fuel flowing into manifold 48 is composed the end. the fuel flowing through the regulator box 43 and from the fuel, which flows in via the secondary line 5o until the blade temperature reaches a certain level Value reached, depending on the setting of the main fuel control element.

Wenn die Maschine mit geringster Leistung arbeitet und das Hauptreglerorgan für den Brennstoff z. B. auf höchste Leistung umgestellt wird, wird zunächst der Ausgangsstrom des Temperatur-Wählers 116 über dem Ausgangsstrom der Zelle i i liegen, so daß der Motor durch den Verstärker angetrieben wird und das Ventil 5 i so weit öffnet, d11& dem Verteiler 48 die erforderliche Brennstoffmenge zufließen kann, um die Betriebszustände auszugleichen. Jede Neigung einer Erhöhung der Schaufeltemperatur infolge der Erhöhung der Eintrittstemperatur wird infolgedessen die Brennstoffzufuhr drosseln, um ausgeglichene Betriebszustände aufrechtzuerhalten. Das heißt mit anderen. Worten, sollte die Schaufeltemperatur versuchen, über den zulässigen Wert zu steigen, und damit Veranlassung geben, daß der Ausgangsstrom der Zelle Übergewicht über den Ausgangsstrom des Temperaturwählers 26 gewinnt, wird die Drehrichtung des Motors umgedreht werden und momentan die Brennstoffzufuhr herabsetzen, und umgekehrt.When the machine works with the lowest power and the main regulator organ for the fuel z. B. is switched to the highest performance, is first the output current of the temperature selector 116 over the output current of the Cell i i lie so that the motor is driven by the amplifier and that Valve 5 i opens so far that d11 & the distributor 48 the required amount of fuel can flow to compensate for the operating conditions. Any inclination to an increase the blade temperature due to the increase in the inlet temperature is consequently throttle the fuel supply in order to maintain balanced operating conditions. That means with others. Words, the blade temperature should try to be above that permissible value to increase, and thus give rise to the output current the cell gains excess weight over the output current of the temperature selector 26 the direction of rotation of the motor is reversed and momentarily reduce the fuel supply, and vice versa.

Infolgedessen wird bei jeder Einstellung des Hauptbrennstoffregelorgans eine bestimmte Temperatur schnell erxeicht und an der Turbinenbeschaufelung aufrechterhalten werden, wobei der tatsächliche Betrag des zugeführten Brennstoffs entsprechend automatisch verstellt wird ohne Rücksicht auf die Einlaßbedingungen.As a result, each time the main fuel control element is adjusted a certain temperature is quickly reached and maintained on the turbine blades the actual amount of fuel supplied automatically is adjusted regardless of the inlet conditions.

Wie ohne weiteres ersichtlich ist, kann man den Ventileinlaß 65, statt ihn über die Leitung 66 mit der Rohrleitung-46 zu verbinden, auch zum Ventilauslaß machen. Die Rohrleitung 66 wird- dann, wie durch die strichpunktierten Linien 67-in Fig. 3 angedeutet, an die Saugseite 45 der Brennstoffpumpe 44 angeschlossen.As is readily apparent, the valve inlet 65 can be used instead to connect it via the line 66 to the pipeline -46, also to the valve outlet do. The pipeline 66 is then, as shown by the dash-dotted lines 67-in 3 indicated, connected to the suction side 45 of the fuel pump 44.

Die Anschlüsse an der Eintrittseite des Verstärkers werden dann vertauscht, so daß das Ventil 51 als Überströmventil wirkt. In diesem Fäll wird der Reglerkasten 43 so eingestellt, daß er je Zeiteinheit den Höchstbetrag von 130 Volumeinheiten zu liefern, verrriag, wie er beispielsweise für Höchstleistung unter arktischen Bedingungen verlangt wird, wobei dann das Ventil 5 i normalerweise ganz geschlossen bleiben würde. Würde aber bei solcher Anordnung die Schaufeltemperatur einen bestimmten zulässigen Höchstwert überschreiten, so -würden die fotoelektrischen Zellen ii ansprechen und die Öffnung des Ventils 51 einleiten, so daß ein Teil des von dem Reglerkasten 43 durchgelassenen Brennstoffs über das Ventil 51 zur Saugleitung 45 der Brennstoffpumpe über die Nebenschlußleitung 50 und die Leitungen 66 und 67 zurückströmen könnte. Unter tropischen Bedingungen könnte bis zu einem Höchstbetrag von 40 Volumeinheiten je Zeiteinheit auf diese Weise zurückgeleitet werden.The connections on the inlet side of the booster are then interchanged so that the valve 51 acts as an overflow valve. In this case, the control box 43 is set so that it verrriag to deliver the maximum amount of 130 volume units per unit of time, as is required, for example, for maximum performance under arctic conditions, in which case the valve 5 i would normally remain completely closed. However, if the blade temperature exceeded a certain maximum permissible value with such an arrangement, the photoelectric cells would respond and initiate the opening of the valve 51, so that some of the fuel allowed through by the control box 43 via the valve 51 to the suction line 45 of the fuel pump the bypass line 50 and lines 66 and 67 could flow back. Under tropical conditions, up to a maximum of 40 volume units per unit of time could be returned in this way.

Die in Fig. 4 dargestellte Regeleinrichtung entspricht im wesentlichen der der Fig. 3, jedoch wird an Stelle eines Wechselstrom-Servomotors ein Gleichstromsolenoid benutzt. Die der Fig. 3 entsprechenden Teile der Fig. 4 tragen die gleichen Bezugszeichen.The control device shown in Fig. 4 corresponds essentially that of Fig. 3, but instead of an AC servomotor, a DC solenoid is used used. The parts of FIG. 4 corresponding to FIG. 3 have the same reference numerals.

Gemäß Fig. 4 liefert der Verstärker 31 innerhalb des Blocks 22831 eine- Gleichspannung über die Leiter 7o an eine Solenoidwicklung 71, deren Kern 72 durch eine leichte Feder 73 gegen einen Hebel 74 gedrückt wird. Das andere Ende des Hebels ist drehbar mit einem Halbkugelventil 5i11 verbunden, das durch eine Feder 75 in Schließstellung gedrückt wird, aber durch Erregung des Solenoids geöffnet werden kann. Die Wandung 76 der Kammer, in welcher das Ventil 5111 angeordnet ist, wird an der Durchtrittsstelle des Hebels 74 durch eine elastische Membran gebildet oder kann sich in anderer Weise den Bewegungen des Hebels anpassen.According to FIG. 4, the amplifier 31 supplies within the block 22831 a DC voltage across the conductors 7o to a solenoid winding 71, the core of which 72 is pressed against a lever 74 by a light spring 73. The other end of the lever is rotatably connected to a hemispherical valve 5i11, which is through a Spring 75 is pushed into the closed position, but opened by energizing the solenoid can be. The wall 76 of the chamber in which the valve 5111 is arranged, is formed at the point of passage of the lever 74 by an elastic membrane or can adapt to the movements of the lever in some other way.

Wenn die von der Zelle ii aufgenommene Strahlungsenergie unterhalb des Energiebetrages liegt, der der Einstellung des Temperaturwählers 26 entspricht, wird das Ventil 5i11 durch das Soleno-id 71 geöffnet werden, um eine bestimmte Brennstoffmenge zur Erreichung des Gleichgewichtszustandes durchtreten zu lassen und umgekehrt.When the radiant energy absorbed by cell ii is below the amount of energy that corresponds to the setting of the temperature selector 26, the valve 5i11 will be opened by the solenoid 71 to a certain amount of fuel to let pass to achieve the state of equilibrium and vice versa.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Fall eines Ausfalls des elektrischen Systems die Feder 75 das Ventil 5,a schließt und so den Höchstbrennstoffbetrag auf 9o Volumeinheiten je Zeiteinheit begrenzt, was auch unter arktischen Bedingungen gerade noch für normale Reisegeschwindigkeit ausreicht.It should be noted that in the event of a failure of the electrical System, the spring 75, the valve 5, a closes and so on the maximum amount of fuel 9o volume units per time unit limited, which also under arctic conditions just enough for normal cruising speed.

Natürlich kann man die Nebenschlußleitung 5o und das Ventil 5111 auch so ausbilden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, d. h. als Überströmventil. Die Arbeitsweise dürfte ohne weiteres aus der vorangegangenen Beschreibung der Fig. 3 und 4 klar sein. In Fig. 5 sucht die Feder 75 das Ventil siaz zu öffnen, während das Solenoid 71 bestrebt ist, es zu schließen. Bei einem Ausfall der elektrischen Einrichtungen würde sich das Ventil infolgedessen vollständig öffnen und 4o Volumeinheiten zurücklaufen lassen, so daß wiederum nur eine Höchstmenge von go Volumeinheiten der Antriebsturbine zufließen kann.Of course, the shunt line 5o and the valve 5111 can also be used form as shown in Fig. 5, i.e. H. as an overflow valve. The way of working should be readily apparent from the preceding description of FIGS. 3 and 4 be. In Fig. 5, the spring 75 seeks to open the valve siaz while the solenoid 71 endeavors to close it. In the event of a failure of the electrical equipment as a result, the valve would open completely and return 40 units of volume let, so that in turn only a maximum amount of volume units of the drive turbine go can flow.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Regulator device for gas turbine jet engines with control of the fuel supply by means of a heat- or radiation-sensitive device, so that the power of the turbine is independent of atmospheric or other conditions for any setting of the main control element for the fuel supply, characterized in that as a heat- or radiation-sensitive device For controlling the device (51, 5i11) for fuel regulation, an inertia-free photoelectric cell (ii) directly influenced by the turbine blades (i2) is used, which responds at time intervals of the order of milliseconds or less, so that even when the main fuel regulator is set to maximum Power, the amount of fuel supplied can never reach a value at which the temperature of the turbine blades would exceed a specified safe limit value.

2. Regulator device according to claim i, characterized in that the voltage of the heat- or radiation-sensitive device (ii) is compensated by a reference voltage of a temperature selector (26), the setting of which takes place as a function of the adjustment of the main fuel regulator of the machine. Cited publications: Swiss Patent Specifications No. 250475,: 244431, 2: 2,4o666, 2,11543; Luftfahrtforschung, Vol. 15 (1938), Lfg. Io, p. 487; Paperback for chemists and physicists, Berlin 1943 p. 1570.