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Vorrichtung zum Steuern der Brennstoffzufuhr zur Verbrennungskammer
einer Gasturbine Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Steuern
der Brennstoffzufuhr zur Verbrennungskammer einer Gasturbine, insbesondere für Strahl-
un.d/oder Propellerantriebe von Luftfahrzeugen.
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Eine solche Brennstoffsteuerung soll tunlichst ein wirtschaftliches
Arbeiten des Antriebes, aliso einen bestmöglichen Wirkungsgrad bei allen Betriebsbedingungen
@(im gesamten Leistungsbereich) gewährleisten und außerdem sowohl gegen Überschreiten
eines vorgegebenen Temperaturhöchstwertes in der Verbrennungskammer bei Leistungssteigerung
als auch gegen einen Ausfall der Brenner bei Leistungsminderung schützen. Es, kommt
also unter anderem darauf an, innerhalb des gesamten Arbeitsbereiches für einen
Schutz sowohl gegen zu hohe Temperaturen als auch gegen einen Brennerausfall zu
sorgen, ohne daß eine willkürliche Änderung der Leistung (Geschwindigkeit) eine
besondere Aufmerksamkeit: in dieser Hinsicht erfordert. Im Zusammenhang hiermit
ist weiter bemerkenslwert, daß die den Brennern zugeführte Verbrennungsluftmenge
(Volumen oder Gewicht pro Zeiteinheit) sich meist im wesentlichen linear mit der
Turbinendrehzahl ändert und deshalb auch die Brennstoffmenge (Volumen oder Gewicht
pro Zeiteinheit) in erster Annäherung eine lineare Funktion der Drehzahl sein soll,
wobei die Brennstoffmenge nach Maßgabe etwaiger Änderungen der Luftdichte zu berichtigen,
ist, und zwar im Sinne des jeweils günstigsten Gewichtsverhältnisses zwischen Brennstoff
und Luft.
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Auf Grund solcher Erwägungen ist vorgeschlagen worden, die Brennstoffmenge
innerhalb vorgegebener
Temperaturgrenzen als Funktion der Maschinendrehzahl
zu steuern. Dabei kann die Steuerung so eingestellt werden, daß sie beim Beschleunigen
innerhalb solcher Temperaturgrenzen unabhängig davon arbeitet, wie schnell der Steuerhebel
von Hand ausgeschlagen wird. Ebenso schützt diese Steuerung weitgehend gegen einen
Brennerausfall beim Rückführen des. in seine Leer-1auf stellurng.
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Indessen erwächst der Brennstoffsteuerung eine weitere Schwierigkeit
bei manchen Antrieben daraus, daß diese zum instabilen Arbeiten neigen. Dies ist
z. B. bei dynamisch arbeitenden Verdichtern mit Axialströmung der Fall, aus. deren
Kennlinie sich bekanntlich das sogenannte Pumpen erklärt. Um einer Störung durch
ein solches Pumpen zu begegnen, muß einBrennstoff-Luft-Verhältniseingehalten werden,
das durchaus nicht immer mit dem einzuhaltenden Temperaturhöchstwert im gesamten
Arbeitsibereich der Maschine im Einklang steht. Aber auch abgesehen von dem Pumpen
ist erfahrungsgemäß bei manchen Anlagen, mit einer solchen Wirkungsgrad'charakteris,tik
zu rechnen, daß zur Einhaltung .einer gleichbleibenden Temperatur innerhalb vorgegebener
Grenzen der Brennstoff beim Beschleunigen zunächst. im wesentlichen in linearer
Abhängigkeit von der Drehzahl zuzuführen ist, so lange, bis ,eine bestimmte Drehzahl
erreicht wird, worauf beim weiteren Beschleunigen die Brennstoffzufuhr mehr als,
linear zur Drehzahl anwachsen muß. Dies erklärt sich daraus, daß insbesondere dynamisch
arbeitende Verdichter mit Axialströmung eine Kennlinie zeigen, die im Vergleich
zu anderen Maschinen stärker von der Linearität abweichen. Desgleichen ist bei manchen
Anlagen beim anfänglichen Rückstellen des Steuerhebels von Hand das Brennstoff-Luft-Verhältnis
zum Schutz gegen einen Ausfall der Brenner kurzzeitig größer als bei anderen Maschinen
zu bemessen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu
meistern in der Weise, daß beim willkürlichen Erhöhen der Leistung (Geschwindigkeit)
die Brennstoffzufuhr zu den Brennern selbsttätig und, zwangsläufig im Sinne des
größten Wirkungsgrades gesteigert wird und der beste Wirkungsgrad im gesamten Steigerungsbereich
gewahrt bleibt. Weiter soll ebenso beim Mindern der Leistung (Geschwindigkeit),
d. h. also beim Mindern der Brennstoffzufuhr herunter bis zur Leerlaufmenge, die
Brennstoffzufuhr selbsttätig im Sinne der Einhaltung des besten Wirkungsgrades herabgesetzt
werden, ohne daß ein Ausfall der Brenner bei Leerlauf oder im Leerlaufbereich zu
befürchten ist.
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Zur Lösung dieser . Aufgabe geht die Erfindung von einer Steuerung
aus, die eine einstellbare Brennstoffdosierungsdrossel und ein den Brennstoffdurchfluß
durch diese Drossel beherrschendes Steuerglied (Ventil) sowie eine mit, Flüssigkeit
gefüllte Steuerdruckkammer aufweist, in der ein drehzahlabhängiger Druck erzeugt
wird. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, d@aß eine Korrekturvorrichtung
vorgesehen wird, die das Arbeiten des Steuergliedes in Abhängigkeit von den Druckänderungen
in der Steuerdruckkammer beeinflußt.
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Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden an Hhnd eines in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erörtert. In den Zeichnungen
zeigt Fig. i eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Steuerung mit einer Brennstoffpumpe
und dem Anschluß an -die Verbrennungskammer, Fig.2 die wesentlichen Einzelheiten
der Steuerungsvorrichtung selbst und Fig. 3 ein Diagramm, d-aß die drehzahlabhängige
Steuerung der Brennstoffmenge veranschaulicht. Eine Brennkammer io wird von einem
nicht dargestellten Kompressor mit Luft und aus einem Verteilerrohr i i über ein
Rohr 12 mit Brennstoff gespeist" .das in eine Brennstoffdüse einmündet. Das in der
Verbrennungskammer auf diese Weise durch Verbrennung erzeugte Treibgas wird einer
nicht dargestellten Gasturbine zugeführt, die den Kompressor für die Belieferung
der Verbrennungskammer mit Luft antreibt. Die noch nicht ausgenutzte Treibgasenergie
wird entweder für einen Strahl-oder einen Propellerantrieb, gegebenenfalls für beides;
verwendet.
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Die Steuerungsvorrichtung selbst besteht nach Fig. i aus zwei Hauptteilen
14 und 30, von denen der erste Teil 14 über eine B:rennstoffzuflußleitung 2o' an
eine Brennstoffpumpe 22 angeschlossen isst, während aus dem zweiten Teil 3o der
dosierte Brennstoff in eine Leitung 37 eintritt, die in das Brennstoffverteilerrohr
i i einmündet.
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Der erste Teil 14. der Steuerungsvorrichtung enthält zwei Brennstoffkammern:
15 und 16 mit zwischen idiesen angeordneter Membran 17 sowie ein Brennstoffventil,
dessen in einem Zylinder i9 verschiebbar geführter Hohlzylinderkörper 18 mit radialen
Bohrungen 18' versehen und mit der Membran 17 verbunden ist. Aus der von der Brennstoffpumpe
22 kommenden Druckleiüung 2ö tritt der Brennstoff in eine Kammerei ein, in der von
der Pumpe ein Druck p, aufrechterhalten wird. Bei der Pumpe handelt es sich um eine
Verdrängerpumpe, und zwar im dargestellten Beispiel um eine Zahnradpumpe, der durch
eine Leitung 2o der Brennstoff etwa aus einem Vorratsbehälter zufließt. Für Aufrechterhaltung
des! tDruckes p1 in der Kammer 21 sorgt ein Rückströmventi123, das beim L7berschreiten
eines vorgegebenen Druckes in der Kammer 21 öffnet und einen Teil des Brennstoffes
durch eine Leitung 24 zur Zuflußseite 2o der Pumpe 22 zurückströmen läßt. Auf das
Üdberströmventil23 wirkt eine Schließfeder 27. Eine die Feder 27 aufnehmende Membrankammer
26 ist, an eine Leitung 25 angeschlossen, in der ein Druck p4, d. h. der Druck des
dosierten Brennstoffes, herrscht. Auf die Membran wirkt demgemäß at,°rer der Kraft
der Schließfeder 27 der Unterschied: des Vordruckes p1 in der Kammer 21 und des
Druckes p4, so daß der gesamte Diruckabfall in der Steuervorrichtung gleichgehalten
wird, und zwar auf einem Wert, der
sich nach der Kraft der Feder
27 richtet. Im übrigen ergibt sich hieraus, daß der Vordruck p1 in der Kammer 21
stets einen Wert behält; der größer ist als der Druck p4 des dosierten Brennstoffes
und den ebenfalls die Kraft der Feder 27 bestimmt.
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Im zweiten Teil 3o der Steuervorrichtung ist ein Dosierungsventi131
untergebracht, das in einer Buchse 32 verschiebbar geführt. und mit Durchflußöffnungen
34 versehen ist, die beim Axialverschieben des Ventils 31 mit Bohrungen 34 in der
Buchse 32 mehr oder weniger zur :Deckung gebracht werden können. Der Brennstoff
gelangt aus der Vordruckkammer 21 nach Passieren des Ventils i8 in eine Zwischenkammer
15' (mit einem Druck p.) und von dort in die Büchse 32 und die Bohrungen 34 und
3,4' in eine riingförmige Kammeer 35 mit dem Druck p4 des dosierten Brennstoffes.
Die Kammer 35 mündet in die Brennstoffabflußleitung 37 ein, und zwar über ein Absperrventil
36.
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Das Dosierungsventil 31 wird nach Maßgabe der Turbinendrehzahl von
einem Fliehkraftpendel gesteuert und ist mit einer Gegenfeder 4o versehen, deren
Vorspannung vom Flugzeugführer willkürlich verändert werden kann. Zu diesem Zweck
stützt sieh die Feder 4ö an einem Hebel 46 mit Schwenkachse 45 ab, an dem unter
Vermittlung eines Lenkers 44 und eines Gestänges 42, 43 ein Steuerhebel 41 angreift.
Wird dieser im Sinne des U'hrzeigerumlaufes geschwenkt, dann wird der die Feder4o
abstützende Hebel 46 in entgegengesetzter Richtung verlagert und also die Feder
40 gespannt, so daß (las Ventil 31 in Öffnungsrichtung bewegt wird und einen größeren
Durchfluß durch die Bohrungell34 und 34' freiigibt. Gleichzeitig wirkt sich diese
Bewegung auf zwei Pendelgewichte 47 aus (von denen in F ig. 2 nur eines dargestellt
ist), die mit einer Welle 48 umlaufen. Diese wird z. B. mittels eines Zahnrades
49 von der Turbine angetrieben und folgt also allen Drehzahländerungen der Turbine.
Im Gleichgewichtszustand zwischen der von den Pendelgewichten 47 auf das Venti131
ausgeübten Kraft und der Gegenkraft der Feder 4o ist eine bestimmte 'Turbinendrehzahl
gegeben, die für die Dauer dieses Gleichgewichtszustandes aufrechterhalten wird
und sich nach der willkürlich einstellbaren Vorspannung der Gegenfeder 4o richtet.
Durch Vergrößern der Vorspannung wird also die Drehzahl heraufgesetzt und umgekehrt.
Nach jedesmaliger Störung des Gleichgewichtes infolge einer willkürlichen Änderung
der Federvorspannung stellt sich das Ventil 31 in eine neue Gleichgewichtslage ein,
die zu einer neuen Drehzahl nach -Maßgabe der geänderten Vorspannung gehört. In
Abhängigkeit von der Turbinendrehzahl wird auch die Vordrossel 18 selbsttätig verstellt
und hält den Druckabfall über dem D rosselventil 31 innerhalb jener Grenzen aufrecht,
für -die der höchstzulässige Brennertemperaturwert einerseits und die Mindestbren@nrstoffmenge
für einwandfreies Arbeiten der Brenner andererseits maßgebend sind. In diesen Grenzen
beherrscht die Vor drossel 18 den Druckabfall über dem Ventil 31 unabhängig davon,
wie schnell der Flugzeugführer den Durchfluß durch die Bohrung 34 und 34' verändert.
Beim dargestellten Beispiel ist für die drehzahlabhängige Steuerung der Vordrosse118
ein zweites Fliehkraftpendel mit zwei Pendelgewichten 5o vorgesehen, von denen wiederum
nur eines dargestellt ist. Auch diese Pendelgewichte sind an der Welle 48 angeordnet,
wirken aber unabhängig von den Gewichten 47, indem diese an der inneren Spindel
des Ventils 31, die Gewichte 5o aper an einer mit der Welle48 umlaufenden Muffe
,5t angreifen. Die Axialbewegungen der Muffe 51 werden mittels eines Hebels 52 auf
das, Ventil 18 übertragen:.
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Steigt die Drehzahl der Turbine und damit der Welle 48, so wird das
Ventil 18 in, Öffnungsrichtung verlagert. Einer solchen Öffnungsbewegung, des. Ventils
18 wirkt aber ,die vom Brennstoffdruck auf die Membran 17 ausgeübte Kraft entgegen.
Der sich dal:ei ergel)ende'D'ifferenzdruck ist proportional zur Turbinendrehzahl
sowie auch zum Druckabfall über dem Ventil 31. Für jede Stellung des Ventils 31
ist mithin (unter Voraussetzung konstanter Dichte) die Geschwindigkeit und also
die Menge des Brennstoffes in den dosierendien Durchflußbohrungen 34 und 34' unmittelbar
proportional zur O_uadratwurzel aus diesem Differenzdruck oder der Turbinendrehzahl.
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Den Öffnungshub des Ventils 18 begrenzt ein einstellbarer Anschlag
55, während eine Membranfeder 56 den kleinsten Druckabfall bei Turbinendrehzahlen
bestimmt, die so klein sein können, daß die Brennstoffsteuerung unstabil zu arbeiten
beginnt.
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Die Luftzufuhr hat sich nicht nur nach der Turbinendrehzahl, sondern
auch nach Änderungen der Luftdichte zu richten, die durch Druck- und/oder Temperaturänderungen
sowie Änderungen der Fluggeschwindigkeit (Staudruckänderungen) bedingt sind. Demgemäß
wird für Ausgleich etwaiger Dichteschwankungen gesorgt. Eine hierzu vorgesehene
profilierte Drosselnadel 6o beherrscht eine Diurc'hflußöffnarng 6i, die in Reihe
mit einer oder mehreren (unveränderlichen) Steuerdüsen 62 geschaltet ist. Diese
Steuerdüsen verbinden die Membrankammern 15 und 16 miteinander. Im übrigen führt
von der Kammer 16 ein Kanal 63 in eine Ventilkammer 64 und von :dort durch die Öffnung
61 in, eine Leitung 65, die in die Brennstoffkammer 3 5 mit dem Dosierungsdruck
p4 einmündet. Auf diese Weise ist parallel zu dem Hauptstrom von 15, i5', 34 und
34' nach 35 ein Nebenstrom durch 62, 16, 63, 64, 61 und 65 gegeben. Mithin geht
die für die Steuerung nach Maßgabe der Dichte vorgesehene Strömung ausnahmslos durch
die Düsen 62 und durch die gesteuerte Öffnung 61.
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Die Verbindung der Membrankammer 16 mit der Kammer 35 hat im übrigen
die Bedeutung, daß Änderungen des Druckabfalles über dem Ventil 3 i sich auf den
Differenzdruck der Membran 17 auswirken, so daß eine Änderung des Druckabfalles
über 31 die Steuerung der Vordrossel i8 bee-influßt. Wird bei gegebener Drehzahl
das Venttil31 zurückgestellt, so ändert sich der Druckabfall von i,5' nach 35 und
damit auch der Differenzdruck zwischen 15 und 16. Deshalb wird das Gleichgewicht
der
Vbrdrossel 18 gestört und diese gleichfalls zurückgestellt. Mithin paßt die Vordrossel
18 den die dosierte Brennstoffmenge bestimmenden Druckabfall am Doslerungsventnl3i
der jeweils durch dessen willkürliche Verstellung gewählten Drehzahl an.
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Die Nadel 6o wird :dichteabhängig verstellt und ist in einer Büchse
-dicht geführt sowie an einen Arm 67 einer Steuerwelle68 angeschlossen. An einer
Kurbel 70 der Welle 68 greift über ein Gestänge 7 i eine Membrandose 69 an,
deren Gwhäuse 7 2 eine Öffnung 73 fürLuftzutritt, aufweist. Diese auf Dichteänderuiign
ansprechende Meßvorrichtung wird an einer Stelle angeordnet, an der die Druck- und
Temperaturänderungen der zum Kompressor strömenden Luft erfaßt werden können.
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Die zur Berücksichtigung von Dichteänderungen vorgesehene Zusatzvorrichtung
arbeitet wie folgt: Da, wie erwähnt, bei konstanter Turbinendrehzahl auch der Druckabfall
über der Membran 17 kOn@-stant bleibt, gilt dasselbe für den Nebenstrom durch
die Düsen 62 und die Öffnung 61. -Gleiche Menge durch 61 heißt Änderung des Druckabfalles,
umgekehrt zum Quadrat der mit der Nadel bi veränderlichen Querschnittfläche. Für
eine gegebene Stellung der Nadel 16 (konstante Dichte) wird der Druckabfall bei
61 proportional zum Druckabfall bei 62 sein. Die Summe beider Druckabfälle an 61
und 62 ist gleich dem Druckabfall über dem Dösierungsventil 31, .so daß der gesamte
Abfall (bei jeder Stellung der Nadel 6o) proportional der Drehzahl ist.
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Eine Änderung des Druckes und!/oder der Temperatur, also der Dichte
der dem Kompressor zugeführten Luft bedingt ein Verstellen der Nadel 6o. Nimmt z.
B. .die Luftdichte ab, so dehnt sich die Membrandose 69 aus und bewegt die Nadel
6o abwärts, so daß der Durchflußquerschnitt 61 größer und damit der Druckabfall
an dieser Stelle kleiner wird. Dies: erhöht den Differenzdruck p,-p. an der Membran
17 bei der dann herrschenden Drehzahl. Damit wird aber das. Gleichgewicht zwischen
der Membran 17 und dem Fliehkraftpendel 5o gestört und die Vordrossel i8
ihrer Schließstellung genähert mit dem Ergebnis, daß die Brennstoffmenge und die
Drehzahl so weit vermindert werden, bis die Membran 17 wieder mit dem Fliehkraftpendel
50 ins Gleichgewicht gekommen ist. Sinngemäß spielt sich bei einer Zunahme
der Luftdichte der umgekehrte Vorgang ab.
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Die Berücksichtigung von Dichteschw ankungen bei derBrennstoffdosierungberuht
also mit anderen Worten darauf, daß der Druckabfall über dem Ventil 31 abgefühlt
und die Stellung der Vord#rossel 18 nach Maßgabe der Dichteschwankungen berichtigt
wird. Bei jeder durch die Einstellung der Steuerung vorgegebenen Drehzahl bleibt
die Stellung des Ventils 3#i auch bei Dichteschwankungen ungeänd@ert, indem Dichteschwankwngen
den die Brennstoffmenge bestimmenden Druckabfall beeinflussen.
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Für Verbesserung des Wirkungsgrades beim Herauf- und Herunterfahren
und zum Schutz gegen Ausfall der Brenner ist bei der dargestellten Ausführung ein
Ventil 75 vorgesehen, das nach dem Beispiel als Kugelventil ausgeführt ist.
Dieses Ventil liegt in einer Verbindungsleitung 77, 78, die von einer Kammer 79
zur Ventilkammer 6.4 führt. Für die Ventilkugel 75 ist eine Schließfeder 81 vorgesehen,
deren Vorspannung mittels einer Schraube 8o eingestellt werden kann. Ein diese Schraube
aufnehmendes Gehäuse 82 ist mit Auslaßöffnungen 83 und einer Aussparung 84 ausgerüstet.
In Strömungsrichtung von der Leitung 77 zur Leitung 78 ist vor dem Ventil
75 eine Drossel 85 angeordnet, die nach Maßgabe der gewünschten Mengencharakteristik
zu wählen ist. An Stelle der Kuge175 käme auch ein profiliertes Nadelventil, ein
profilierter Ventilsitz sowie die Möglichkeit in Betracht, die Abmessungen der Feder
8 i, der Kugel 7 5 und der von dieser gesteuerten Öffnung 76 im Sinne einer gewünschten
Mengenänderung zu wählen.
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In der Kammer 79, die von der Hauptkammer 15'
zum Teil
abgeschlossen ist, sind die beiden Fliehkraftpendel 47 und 5o untergebracht. Diese
Anordnung hat die Bewandtnis, daß die Fliehkraftpendel in der Kammer 79. einen drehzahlabhängigen
Druck perzeugen, der größer ist als der Druck p2 in der Kammer i5', so daß der Druckabfall
p,'-p. über dem Ventil 75 als Funktion der Drehzahl wirksamer zur Geltung kommt.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Im allgemeinen wird
eine Gasturbine mit einem elektrischen Anlasser angefahren und gleichzeitig Brennstoff
zu den Brennern gefördert sowie gezündet. D.asAnfahrenmitAnlasserwirdsolangefortgesetzt,
bis die Turbine ein Drehmoment hergibt.
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Für den Entwurf der Steuerung nach Fig.2 kann davon ausgegangen werden,
daß die Turbine mit Leerlaufdrehzahl in Bodennähe arbeitet und das Ventil
31 von der Feder q.o teilweise offen gehalten wird. Der Brennstoff hat, wie
erwähnt, in der Kammer 2i einen Druck p1 nach Maßgabe der Einstellung des Rückströmventils
23. Aus der Kammer 21 kommt der Brennstoff nach Passieren der Vordrosseln 18
in die Kammern 15 und 15' (Druck p2) und von dort über die Dosierdrossel
3¢ in die Ringkammer 35, in welcher der Druck p4 herrscht. Aus der Kammer 35 führt
dann derWeg -weiter über 37, ii und i2 zu den Düsen 13. Eine Teilbrennstoffmenge
strömt durch die Düsen 62, d. h. aus der Membrankammer 15 in die i4lembrankammer
16 und über die Parallelleitung 65 in die Kammer 35.
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Mit Hilfe des Bedienungshebels 41 kann die jeweils gewünschte Drehzahl
ausgewählt werden. Zu jeder Hebelstellung gehört eine von der Feder q.o auf das
Ventil 3 i ausgeübte Öffnungskraft, während in entgegengesetzter Richtung jeder
Drehzahl eine von den Pendelgewichten 47 ausgeübte Gegenkraft zugeordnet ist. Demgemäß
gehört, -wie erläutert, zu jeder Stellung des Hebels 41 eine bestimmte Drehzahl,
indem sich bei Änderung der Hebelstellung das Ventil 31 auf eine neue Gleichgewichtsstellung
einspielt.
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Wird das Dosierungsventil 31 in Öffnungsrichtung verlagert,
so nimmt der Druckabfall über
diesem Ventil ab und zieht gleichfalls
eine Abnahme der auf die Membran 17 wirkenden Druckdifferenz nach sich, so
daß auch die Vordrossel 18 in Öffnungsrichtung verstellt und der Brennstoffzufluß
so lange heraufgesetzt wird, bis der Druckabfall über dem Ventil 31 wieder ins Gleichgewicht
mit der vom Fliehkraftpendel ausgeübten Stellkraft gekommen ist. Eine Schließbewegung
des Ventils 3 i bedingt eine Zunahme des Druckabfalles und damit auch ein Anwachsen
der auf die Membran 17 wirkenden Druckdifferenz. Folglich ergibt sich eine
Verstellung der Vordrossel 18 in Schließrichtung so lange, bis das Ventil 31 eine
neue Gleichgewielitslage erreicht hat. Im übrigen wird der Druckabfall über
31 und damit die Brennstoffzuflußmenge auch in Abhängigkeit von Dichteschwankungen
der dem Kompressor zugeführten Luft beeinflußt.
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Die Kurven nach Fig. 3 gelten für eine in Bodennähe herrschende Luftdichte.
Im einzelnen zeigt die Kurve 87 die größte Fördermenge der Brennstoffpumpe 22 und
die Kurve 86 den Verlauf der Brennstoffzufuhr für eine gleichförmige Geschwindigkeit.
Das Ventil 3 i sei z. B. an der Stelle 88 im Gleichgewicht. Es mag nun der Steuerhebel
41 vom Flugzeugführer in Richtung 89' schnell verstellt, d. h. das Ventil
31 schnell geöffnet werden. Dann nimmt der Brennstoff zunächst bei etwa gleicher
Drehzahl nach der Vertikalen 88, 9o zu, denn die Drehzahl vermag der Brennstoffzunahme
nicht sprunghaft zu folgen. Mit Erreichen des Punktes 9o ist infolge der erhöhten
Brennstoffzufuhr die Arbeitstemperatur auf 8i5'°` C angestiegen. Im weiteren Verlauf
hält die Brennstoffsteuerung in der beschriebenen Weise den Druckabfall am Ventil
3r proportional zur Drehzahl, so daß der Brennstoff nunmehr linear mit der Drehzahl
anwächst und also nach der Geraden go-9i verläuft, die gleichbedeutend mit der höchsten
Temperatur von 8I5° C ist. Von dem Punkt 9i ab beginnt die Zunahme der Luftmenge
von der bisherigen Linearität zur Drehzahl abzuweichen, so daß sinngemäß die Brennstoffzunahme
zur Einhaltung der Temperatur von 8i5° C heraufgesetzt werden muß. Indessen ist
mit Erreichen des Punktes 9i der Druck in der Kammer 79 infolge der vergrößerten
Drehzahl so weit angewachsen, daß er das Ventil 75 öffnet und damit der Brennstoff
durch 78 und 61 strömt unter Minderung der Druckdifferenz p2-P3. Aus diesem Grunde
wird die Vordrossel 18 geöffnet und der Differenzdruck p2-p4, d. h. der Druckabfall
über 3 i erhöht, so daß auch die Brennstoffmenge -anwächst, und zwar um so viel,
wie für die geforderte Brenne rtemperatur bei höchstem Wirkungsgrad notwendig ist.
Der weitere Drehzahlanstieg verläuft bis zum Punkt 89. Beim Erreichen dieses Punktes
kommt das Fliehkraftpende147 mit der eingestellten Gegenkraft der Feder 4o ins Gleichgewicht,
so daß die Brennstoffmenge nicht weiter heraufgesetzt wird. Das Ventil 31 schließt
sich ein wenig und kommt in eine neue Gleichgewichtsstellung im Punkt 89'.
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Die geringe Abweichung der zugeführten Brennstoffmenge von der 815°-C-K
urve am oberen Ende der Beschleunigungskurve erklärt sich daraus, daß beim öffnen
des Ventils 75 eine Zusatzmenge B eingesteuert wird. Diese Abweichung läßt sich
vermeiden, wenn die Durchflußöffnung 76 z. B. mit einem sinngemäß profilierten Nadelventil
gesteuert wird.
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Beim schnellen Rückschwenken des Steuerhebels 4t in dessen :Leerlaufstelhing
(Schließen des Ventils 3i) nimmt die Änderung der Brennstoffmenge einen Weg von
89 zunächst lotrecht abwärts bis 93 und von da auf einer geneigten Geraden nach
92. lm oberen Drehzahlbereich hält der Differenzdruck p2'-p4 das Ventil 75 noch
offen und beginnt beim Unterschreiten der Brennstoffmenge 93 abzunehmen, so daß
im Verlauf des Drehzahlabfalles das Ventil 7 5 mit Erreichen des Punktes 94 schließt,
worauf die Turbine unter weiterer Drehzahlminderung nur noch mit der Leerlaufbrennstoffmenge
arbeitet und die Brennstoffmenge linear zur Drehzahl von 94 auf 92 abnimmt.
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Die Brennstoffmenge C (Fig. 3) ist jener Anteil an der Gesamtmenge,
der noch kurz vor dem Schließen des Ventils 75 eingesteuert wird. Die durch Schrafur
hervorgehobene Fläche A unterhalb der Geraden 93-94 versinnbildlicht den Bereich,
in dem die Gefahr eines Brennerausfalles besteht, der also beim Herunterfahren zu
meiden ist.
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Bei der dargestellten Ausführung handelt es sich nur um eine beispielsweise
Verwirklichung der Erfindung. Diese ist also nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind mancherlei Abwandlungen im Rahmen
der Erfindung möglich.