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Steuer- und Zündeinrichtung für mit flüssigem Brennstoff betriebene
Verbrennungsturbinen Die Erfindung bezieht sich. auf * eine Steuer-und Zündeinrichtung
für mit flüssigem Brennstoff betriebene Verbrennungsturbine, und sie ist insbesondere
bei als Startturbinen benutzten Gasturbinen gemäß , Patent 952 855 verwendbar.-Zweck
der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, durch die die Startturbine *in
die Lage versetzt wird, während einer vorherbestimmten Zeitspanne zu laufen.
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Gegenstand-des Patents 95z 855 ist eine Steuer-und Zündeinrichtung
für mit flüssigem Brennstoff betriebene. Verbrennüngsanlaßturbinen, wobei ein elektrischer
Stromkris eine Zeitschaltvorrichtung betätigt, die ihrerseits elektromechanische
Brennstofffördermittel in Tätigkeit setzt, welche Brennstoff in eine Verbrennungskammer
einspritzen Ferner ist in der Brennstoffördervorrichtung ein Nieder- und ein Hochdruckschalter
angeordnet, wodurch der sich aus der Stauung an den Brennstoffzerstäubern ergebende
Anstieg des Brennstoffdruckes den Niederdruckschalter in Tätigkeit setzt und so
die Zündanlage einschaltet. Der Hochdruckschalter schließt sich bei noch weiterem,
sich aus dem Verbrennungskammerdruckanstieg bei der Zündung ergebenden Anstieg des
Brennstoffdruckes und er dient zusammen mit dem Zeitschaltwerk als Sicherheitsvorrichtung,
wodurch bei fehlender
Brennstoffzündung durch die Zündanlage in
der Verbrennungskammer der vorerwähnte Hochdruckschalter sich nicht schließt und
das Zeitschaltwerk die Stromzufuhr zu den elektromechanischen Brennstoffördermitteln
unterbricht.
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Die Erfindung knüpft an derartige Steuer- und Zündeinrichtungen für
mit flüssigem Brennstoff betriebene Verbrennungsturbinen an, die einen elektrischen
Stromkreis mit einem Zeitschaltwerk enthalten, das seinerseits elektromechanische
Brennstoffördermittel betätigt, die Brennstoff in eine Verbrennungskammer einspritzen,
einen Nieder-und einen Hochdruckschalter in der Brennstofffördervorrichtung, wobei
der sich aus der Stauung an den Brennstoffzerstäubern ergebende Anstieg des Brennstoffdruckes
den Niederdruckschalter in Tätigkeit setzt und so die Zündanlage einschaltet und
der Hochdruckschalter sich bei weiterem, sich aus dem Verbrennungskammerdruckanstieg
nach der Zündung ergebenden Anstieg des Brennstoffdruckes schließt. Die Erfindung
besteht im wesentlichen darin, daß nach der Zündung der Hochdruckschalter die Zündung
ausschaltet und für eine anderweitige elektrische Speisung des Pumpen- und Gebläsemotors
sorgt.
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Der mit einer solchen Einrichtung erzielte Vorteil besteht darin,
daß die Zündvorrichtung nach Zündung des flüssigen Brennstoffes in der Turbine isoliert
wird.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt die Zeichnung,
und zwar ist Abb. i eine schematische Darstellung der Einrichtung und Abb. 2 eine
schaubildliche Ansicht eines Teiles des Zeitschaltwerkes.
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Beim Niederdrücken des Druckknopfes i wird die positive Leitung mit
dem Motor 2 des Zeitschaltwerkes 17 verbunden. Die Kontakte 3 des Zeitschaltwerkes
schließen sich dann, wodurch der Motor :2 weiterhin unabhängig von dem Druckknopf
i über diese Kontakte gespeist wird.
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Über die Kontakte 3 und 5 des Zeitschaltwerkes 17 erfolgt die Speisung
des Motors 4 der Pump-und Gebläseanlage, wodurch mittels der Pumpe über die Leitung
a dem Brennstofftank 6 Brennstoff entnommen und über die Leitung b, das elektromagnetisch
gesteuerte Nebenschlußventil i9 und die Leitung c in den Behälter 6 zurückgedrückt
wird. Das Gebläse 4a liefert Luft über die Leitung d und ein Rückschlagventil8 in
die Verbrennungskammer 9, wodurch die Kammer 9 gespült wird, von einem vorherigen
Start etwa vorhandene Rauchgase entfernt werden und die Kammer für die Anfangsverbrennung
mit frischer Luft versorgt wird.
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Eine andere Stromspeisung erfolgt über die Kontakte 3 und 5 in dem
Zeitschaltwerk 17, die Kontakte iö in dem Hochdruckschalter 23 und dieKontakte i
i in dem Leitungsschalter 21, wodurch das Verzögerungsrelais 12 erregt wird und
die Kon takte 13 geschlossen werden.
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Das Schließen der Kontakte 13 bewirkt eine anderweitige Speisung des
Motors 4 der Pump- und Gebläseanlage über die Kontakte 14 in dem Drehzahlregler
15, die Kontakte 13 und die Kontakte 16 in dem Zeitschaltwerk 17. Weiterhin findet
eine anderweitige Speisung des Verzögerungsrelais 12 über die Kontakte 14, 13, 16,
io und i i statt. Auf diese Weise wird die Speisung bei geöffneten Kontakten 5 des
Zeitschaltwerkes 17 aufrechterhalten.
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Nach einer vorherbestimmten Zeitspanne schließen sich die Kontakte
18 in dem Zeitschaltwerk 17, wodurch das elektromagnetisch angetriebene Nebenschlußventil
i9 über die Kontakte 14, 13, 16 und 18 in Tätigkeit gesetzt wird. Dadurch wird der
Brennstoff aus dem Nebenschlußkreis über das Ventil 26, die Leitung e, den druckempfindlichen
Leitungsschalter 2i, die Leitung f und das Brennstoffrückschlagventil 27 in die
Verbrennungskammer 9 abgelenkt.
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Wenn Brennstoff durch den druckempfindlichen Leitungsschalter 21 hindurchströmt,
so öffnen sich die Kontakte i i, während sich die Kontakte 22 schließen.
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Das Schließen der Kontakte 22 bewirkt eine Einschaltung der Zündanlage
25 über die Kontakte 14, 13, 16, io und 22, wodurch die Zündkerzen 28 gespeist werden.
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Durch das Öffnen der Kontakte i i wird die Speisung des Verzögerungsrelais
12 unterbrochen, die Kontakte 13 öffnen sich jedoch infolge der eingestellten Verzögerungszeit
nicht sofort. Während dieser Zeit kann eine erfolgreiche Zündung stattfinden, die
dann einen Anstieg des Druckes in der Verbrennungskammer g zur Folge hat. Eine entsprechende
Wirkung ergibt sich auf den Druck in der Brennstoffleitung, so. daß der Hochdruckschalter
23 betätigt wird, welcher die Kontakte io öffnet und die Kontakte 24 schließt. Gleichzeitig
bewirkt der Druckanstieg in der Brennstoffleitung nach der Zündung der Verbrennungskammer
9, daß ein Luftventil 4b die Luftleitung d öffnet, wodurch Luft in die Atmosphäre
austreten kann, während ihr Durchtritt in die Verbrennungskammer 9 durch den Schluß
des Rückschlagventils 8 infolge des hohen Druckes der in der Kammer 9 enthaltenen
Gase versperrt ist.
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Durch das Öffnen der Kontakte io wird die Zündanlage 25 abgeschaltet.
Das Schließen der Kontakte.24 bewirkt eine anderweitige Speisung, wenn die Kontakte
13 in dem Verzögerungsrelais 12 sich öffnen. Sobald dies eintritt, wird die Speisung
des Motors 4 der Pump- und Gebläseanlage über die Kontakte 14 und 24 aufrechterhalten,
währen die Speisung des elektromagnetisch betätigten Nebenschlußventils i9 über
die Kontakte 14, 24 und 18 fortgesetzt wird.
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Mit der Verbrennungskammer 9 ist eine Turbinenanlage A verbunden.
Die Turbinenanlage enthält denDrehzahlgrenzregler 15, der mit einem umlaufenden
Schaufelkranz A1 in Verbindung steht. Der von diesem Schäitfelkranz gelieferte Antrieb
wird über ein Untersetzungsgetriebe As auf die Welle A2 übertragen.
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Die Kontakte 16 des Zeitschaltwerkes sichern gegen ein Kleben der
Kontakte 13 in dem Verzögerungsrelais
r2 und öffnen sich eine vorherbestimmte
Zeit, nachdem 'sich die Kontakte 13 geöffnet haben.
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Die Vorrichtung arbeitet weiter, bis die Startturbine A, A1 eine vorherbestimmte
Drehzahl erreicht hat, worauf dann die drehzahlabhängige Steuervorrichtung 15 die
Kontakte 14 öffnet. Dadurch wird die Einrichtung stillgelegt.
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Sollte keine Zündung der Verbrennungskammer 9 stattfinden, so wird
die Vorrichtung durch das Öffnen der Kontakte 13 in dem Verzögerungsrelais
12 abgeschaltet. Eine Fortsetzung der Speisung über die Kontakte a4 des Hockdruckschalters
23 findet nicht statt, da dieser Schalter infolge des fehlenden Druckanstieges in
der Brennstoffleitung nicht in Tätigkeit getreten ist.
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Fig. 2 zeigt ein Zeitschaltwerk für die beschriebene Einrichtung mit
einem Elektromotor 30, welcher die Welle 3 i antreibt. Letzterer ist mit einer Reihe
von Nockenscheiben 32, 33, 34, 35 versehen, welche die Kontakte 3, 5, 18 und 16
bei Drehung der Welle 3 i betätigen.
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Mit der Druckseite der von dem Motor 4 angetriebenen Pumpe steht ein
Druckverminderungsventil 36 in Verbindung, wodurch die Pumpe gegen übermäßigen Druck
geschützt wird, indem der Brennstoff durch die Leitung g zurückfließen kann.