SE444967B - Apparat for att styra stromningen av brensle i vetskeform till en turbinmotor - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 810-5345-1 motorns acceleration. ' ' ' .

Uppfinningen omfattar ett bränsleströmstyrsystem samt en apparat för användning tillsammans med en gasturbinmotor, varvid systemet och apparaten har formen av ett bränsle- strömregleringsorgan tillsammans med membranorgan, som rea- gerar för skillnader mellan brännartryck och kompressorut- . matningstryck hos turbinmotorn för att styra inställningen av bränsleregleringsorganet för ändring av turbinmotorns has- tighet. Systemet och arrangemanget innefattar den relativa inställningen genom operatören av styrelementet för ändring - av kompressorutmatningstryckets verkan på de membranorgan, -som.styr en bränsleregleringsventil för reglering av turbin- motorns hastighet under belastningsförhållandenf ' Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett bränsle- eregleringssystem och en apparat för en gasturbinmotor, var- vid ett för tryck reagerande membranarrangemang, som hör "samman med en bränsleregleringsventil, aktiveras genom skillnaden mellan brännarens och kompressorns utmatnings- _tryck, varvid arrangemanget innefattar ett styrelement, som påverkas av operatören för att avlasta kompressorutmatnings- trycket, vilket verkar på membranarrangemanget, för att därigenom reglera turbinmotorns hastighet genom förflyttning av bränsleregleringsventilen genom membranorganen.

Ytterligare ändamål och fördelar, som ligger inom upp- och olika finningens ram, hänför sig till arrangemanget, driften funktionen av konstruktionens samhörande element, till konstruktionsdetaljer och till kombinationer av delar, ment i och för sig, tillverkningsekonomiska synpunkter ele- samt många andra detaljer, som kommer att framgå vid studium av beskrivningen och ritningen. f Uppfinningen beskrives närmare nedan i form av ett föredraget utföringsexempel under hänvisning till den bifo- gade ritningen. l g _ Figur l visar en vertikal sidovy av ett bränslemat- ningsstyrarrangemang vid en utföringsform av uppfinningen, varvid vissa delar visas i sektion och sektionsdelarna har tagits väsentligen utmed linjen l-I i figur 4.

Figur 2 visar en sektionsvy, som är tagen väsentligen 10 20 25 39 8105343-1 utmed 1injen 2-2 i figur 4. _ figur 3 visar en sprängskiss av komponenterna en1igt figur 2§ Figur 4 visar en framifrån sedd ändvy av den i figur 1 áskäd1iggjorda konstruktionen: _ " 7 .Figur 5 visar en bakifrån sedd vy av den i figur 1 àskâd1iggjorda konstruktionen. ' Figur 6 visar en de1sektionsvy, som är tagen väsent-H 1igen utmed 1injen 6-6 i figur 4. I Figur 7 visar en vertikal de1vy, delvis i sektion, varvid sektionen tagits väsentiigen utmed 1injen 7-7 i figur 5. ' Figur 8 visar en schematisk vy av bräns1ematnings- och styrarrangemanget, varvid korre1ationen av komponenter- na och deras drift åskåd1iggöres. a Såsom i deta1j framgår av ritningen visar figurerna 1-7 en form av bräns1estyrsystem samt en apparat för att styra strömning av vätskebräns1e ti11 en gasturbinmotor, varvid figur 8 schematiskt åskåd1iggör komponenterna hos konstruktionen för bättre förståe1se av bräns1estyrarrange- manget e11er apparaten samt dess funktion i samband med en gasturbinmotor. Den utföringsform av_apparat, som.åskad1ig- *göres på ritningen, är av en typ, avsedd att användas ti11- sammans med gasturbiner med ett hästkraftförhä11ande av approximativt 15 hästkrafter e11er mera. Bräns1estyrsyste- met e11er apparaten.ink1uderar membranpåverkade bräns1e- styrorgan, varvid membranarrangemangen pâverkas av kompres- sorutmatningstryck och brännarreferenstryck. Ehuru figurer- na 1; 2, 5 och 6 inte âskådiiggör f1era av bräns1ekana1ernag och trycköverföringskana1erna så âskadiiggör figur 8 en förenkiing av de o1ika kanaier, som framgår av det i figu- rerna 1-7 âskâd1iggjorda arrangemanget.

Bränsiestyrsystemet och apparaten 10 inkiuderar en baskonstruktion 12, som innefattar tvä huvudkomponenter 14 och 16, varvid huvudkomponenten 14 här hänvisas ti11 såsom ett andra e1ument. Baskonstruktionen 12 1nk1udurar tre laminat, 1aminära element e11er komponenter, vilka identi- fieras med hänvisningsbeteckningarna 18, 20 och 22, som; 10 'l5 20“- e av täckelementet 26, så att baskonstruktionens samtliga 25 30 35 àloss43-ip 4 _ såsom visas i figurerna l och 2, intar ett stapelförhâllan- de med avseende på huvudkomponenterna och är belägna mellan dessa. _ _ A I Intill huvudkomponenten l4 finns ett ytterligare lami- nat, laminärt element eller komponent 24, varvid ett täck- element är beläget intill komponenten eller laminatet 24.

Bränslestyrsystemets och apparatens huvudkonstruktion är fäst vid ett stödorgan, ett element eller en fästplatta 28. gDenna fästplatta eller detta stödorgan 28 kan vara fäst vid turbinmotorns (icke visad) ram eller hus (icke visat).

Såsom speciellt framgår av figurerna l, 2 och 3 är huvudkomponenterna l4 och l6, laminaten eller komponenterna .'l8, 20, 22 och 24 samt täckplattan 26 anordnade i ett stap- -lat förhållande. Dessa komponenter är försedda med ett fler- tal öppningar för mottagande av gängade bultar 30, vilka sträcker sig genom de inriktade öppningarna i baskonstruk- 'tionens komponenter och är igängade i gängade öppningar_32 i fästplattan 28, varvid en öppning âskâdliggöres med strec- kade linjer i figur l. ' " 2 I Bultarnas 30 huvuden 33 gör ingrepp med den övre ytan komponenter säkert kvarhâlles i de respektive staplade läge- na, såsom visas i figurerna l, 2, É och 6.4 2 _ Kolvätebränsle i vätskeform för en gasturbinmotor ma- tas från en bränsletank eller reservoar, vilken schematiskt åskådliggöres vid 37 i figur 8, medelst en bränslepump 38 av konventionell typ och i association med en bränslebort- kopplingsventil 39, varvid pumpen ger konstant bränsletryck, när motorn är i drift. En styrfaktor hos bränslematnings- och styrorganet utgöres av ett brännarreferenstryck hos turbinmotorn. Bränslepumpen 38 måste ge bränsletryck, som överstiger brännarreferenstrycket, eftersom bränsle eljest inte skulle tillföras till turbinmotorn. I' Bränslestyrsystemet enligt uppfinningen inkluderar en membranstyrd ventilmekanism, antydd vid 40, samt en andra membranstyrd ventilmekanism 42. Den första bränslestyrven- tilkonstruktionen 40 är avsedd att styra eller reglera bränsleströmmen till turbinmotorn under normal motordrift 10 15 20 25 30 ss 8105345-1 goch den andra bränslestyrventilkonstruktionen 42 är avsedd att reglera bränsleströmmen till turbinmotorn under motorns tomgångsdrift. En tredje membranstyrd ventilmekanism 44 ut- - nyttjas för att mata bränsle till turbinmotorn i och fört start av densamma.

De membranpâverkade bränslestyrventilarrangemangen reagerar för kompressorutmatningstryck och brännarreferens- tryck. Styrarrangemanget enligt uppfinningen kräver tvâ* olika passager eller kanaler, vilkas inloppsområden står under påverkan av kompressorns utmatningstryck. _ Den ena passagen eller kanalen är utsatt för avluft- ning eller avlastning genom ett manuellt påverkat organ för " reglering av kompressorutmatningstryckets inverkan på ett av bränslestyrmembranarrangemangen, under det att kompressor- utmatningstrycket i den andra passagen eller kanalen pâver- kar driften av de andra två bränslestyrventilkonstruktioner- na. I I Enligt figur 8 påverkas eller styres den första g bränslestyrventilkonstruktionen 40 av skillnaden mellan_ brännartryck och ett första kompressorutmatningstryck, vil~ ket hänvisas sin såsom C.D.P. TAP ff 1, varvid kompressor- utmatningstrycket överföres via en passage eller en kanal 120. Den andra bränslestyrventilkonstruktionen 42 styres av skillnaden mellan brännartryck och kompressorutmatningstryck överförd till bränslestyrventilkonstruktionen 42 via en passage eller en kanal l72, varvid detta kompressorutmat- ningstryck hänvisas till såsom C.D.P. TAP fr 2.

Den andra bränslestyrventilkonstruktionen 42 är avsedd att mata bränsle till motorn för dess tomgângsdrift. Den tredje bränslestyrventilkonstruktionen 44 är avsedd att - mata bränsle till motorns brännare för start av motorn och är_under påverkan av kompressorutmatningstrycket C.D.P.

TAP ## 2 via passagerna eller kanalerna lZ2 och 254, vilka visas schematiskt i figur 8. _ Bränslestyrventilkonstruktionerna påverkas av brännar- trycket, vilket här hänvisas Lill sasom brönnarreferens- trycket, angivet vid "B" i figur 8. Brännartrycket överfö- res via passager'eller kanaler, som schematiskt åskådlig- 10 15 20 25 30 35 s1oss43-1 6 göres vid 6Z och 233 och detta arrangemang kommer att be- skrivas-närmare nedan; Membranet 48 är försett med en förstärkande skiva 5l, som är fäst vid membranet medelst en nit 53. Mellan kompo-' cnenten eller laminatet 24 och huvudkomponenten 14 finns ett membran 56. Utrymmet mellan membranen 48 och 56 avgränsar en kammare 6l, som är ansluten till brännarens_referenstryck.

Brännarreferenstrycket, antytt vid "B" i figur 8, överföres till kammaren 6l under membranet 48 via rörorganet 62, som är anslutet till en anslutningsdel 63, vilken visas i figurerna l och 5 och uppbäres av ramen eller fästplattan 28._Brännarreferenstrycket överföres från anslutningsdelen '63 via passager (icke visade) i baskonstruktionen,l2, vilka upprättar förbindelse mellan anslutningsdelen 63 och kamma- ren 61. I " ' _ Z 0 6 En nit 59 är fäst vid membranets 56 mittpunkt. Under vissa tryckförhâllanden gör nitens 53 huvud 54 ingrepp med den på membranet 56 fastsatta niten 59, Täckelementet 26 är utformat med en urtagning eller kammare 60, varvid en vägg hos kammaren är bildad medelst membranet 48. Huvudkomponen- tens l4 övre omrâde är försett med en urtagning 64, i vilken en arm 65, lagrad på en tapp 67, är belägen.' Huvudkomponenten 14 är försedd med en urborrning 68, i vilken en relativt rörlig bränslestyrventil 69 är belägen, varvid ventilens nâldel 70 sträcker sig in i-en bränslein- loppsport 7l, vilken visas i figurerna 2 och 8, Hävarmens 65 långa arm 66 är avsedd att göra ingrepp med huvudet hos den av membranet 56 uppburna niten 59. Hävarmens 65 korta arm 73 är ledbart i ingrepp med bränslestyrnälventilen 69. Under hävarmens 65 långa arm 66 finns en expansiv skruvfjäder 76, som förspänner nälventilen 69 mot portslutningsläge. Näl- ventilen 69 bryter i slutet läge bränsleströmmen frân_bräns~ lepumpen 38 till bränslekammaren eller urtagningen 64.' 7 Turbinmotorns hastighet varieras genom ett manuellt påverkat trottelstyrelement, vars relativa läge styr_det mekaniska trycket hos en avluftningsventil för avlastning av kompressorutmatningstrycket C.D P. TAP fi# l i kammaren 60, varvid variation i tryck i kammaren 60 via en membran- 10 '15 :o 25 30 35 8105343-1 7 konstruktion överföres till nälventilen 69, vars läge änd- rar huvudbränsleströmmen till motorns brännare..

Graden av bränsletillförsel förbi nålventilen 69 sty- res primärt av det i kammaren 60 verksamma kompressorutmat- ningstrycket. Trottelmekanismen, som styras av operatören gför-reglering av turbinmotorns hastighet, styr det verksamma kompressorutmatningstrycket i kammaren 60. Såsom speciellt visas i figurerna l och 8 innefattar trottelstyrningen ett element eller en kolv 80, som kan glida fram och åter i en urborrning 82, anordnad i täckelementet 26. Ett omrâde vid_ urborrningens inre ände är försett med en försänkning 84 med reducerad diameter, vilken urborrning rymmer en kulven- til eller ett ventilorgan 86, som är anpassat för att nor- malt sluta en port 88, vilken är i kommunicerande förbindel- se med kammaren 60, såsom visas i figurerna l och 8. Mellan iventilelementet eller kulan.86 och botten av en_urborrning i kolven 80 finns en expansiv skruvfjäder 90, vars tryck normalt håller kulventilen 86 i dess säte, varvid porten 88 är tillsluten. Urborrningen 82 är försedd med en mycket li- ten avluftningsöppning 92. När kompressorutmatningstrycket i kammaren 60 och porten 88 blir större än fjäderns 90 tryck avlägsnas kulventilen 89 från sitt säte för att avlasta eller reducera tryck i kammaren 60 från det första kompres- sorutmatningstrycket C.D.P. TAP f# l.

Huvudkomponenten l4, laminatet 24 och täckelementet 26 är försedda med inriktade öppningar, i vilka en axel, åskåd- liggjord i figurerna l och 2, är roterbart monterad. Axeln 95 kvarhâlles i öppningarna medelst en tappdel 97 på ett gängat element eller en skruv 98, varvid tappdelen gör in- grepp i en urtagning 96, formad i axeln 95, säsom visas i figur l. g g Änddelen av axeln 95, som sträcker sig över täckele- mentet 26, är utformad med en fyrkantsände 102 för mottagan- de av en fyrkantsöppning i ett kamelement eller en kamplatta l04 och en fyrkantsöppning i en trottelpäverkande arm eller .ett element lO6, varvid kamplattan l04 och påverkningsarmen 106 är fästa på axeln medelst en skruv 108. g Ytteränden av påverkningsarmen eller elementet l06 har 10 20 25 30' 35 'förflyttning av kolven gplattan 104 förflyttar -'ökas det fjädertryck, som verkar på kulventilen 86, vari- 'genqm avlastning av kompressorutmatningstryeket C.D.P. iiusio5s4s-110 8 len öppning, som upptager en tappdel 110 hos ett svivelele- ment 112, varvid tappdelens ände är smidd för att hälla kvar svivelelementet 112 på pâverkningsarmen 106. Det svängbart monterade elementet eller svivelelementet 112 är försett med - en öppning 114 för mottagande av en konventionell, påverkad vajer eller kabel (icke visad)j vilken hålles kvar i svivel- elementet 112 medelst en skruv 116. 6 g Genom påverkan av vajer- eller kabelelementet kan på- verkningsarmen_l06_och kamp1attan:104 vridas, varigenom kam- konturen pâ'kamp1attan 104 åstadkommer fram-.othiâtergaende 80 och det av fjädern 90 på kulventi- len 86 utövade trycket kan ändras. Genom förflyttning av 2 en riktning, varigenom kamkonturen av kolven 80 inåt till urborrningen 82, påverkningsarmen 106 i iAPy-f i i kammaren so förhindras. I Denna verkan resulterar i ökning av kompressorutmat- ningstrycket C.D.P. TAP #f 1 pâ membranet 43, vilket bringar membranet att svänga hävarmen 95 medurst sett i figurerna 2 och 8, för att ytterligare öppna den bränslereglerande nål- ventilen 69, varvid bränsleströmmen till turbinmotorn ökas, vilket följaktligen även medför en ökning av motorhastighe- 1180; _ ökande motorhastighet ökar kompressorutmatningstrycket _och brännartrycket "B". När det ökade kompressorutmatnings- - trycket uppbyggs i kammaren 60 tillräckligt för förflyttning av kulventilen 86 från dess säte avlastas kammaren 60 lång- samt via den lilla avlastningsöppningen 92. Genom detta arrangemang stabiliseras motorhastigheten för ett speciellt relativt läge hos trottelstyrkamment 2104 och påverknings- armen 106. Sålunda kan motorhastigheten ändras genom att operatören påverkar kamplattan 104 till ett-läge för upp-- näende av en önskad hastighet hos turbinmotorn.

Kompressorutmatningstrycket C.0.P. TAP rr 1 överföres från kompressorn via en kanal eller ett rör 120, visat i figur 8, och kanalen eller röret är kopplat till en anslut- ningsdel 122, monterat på ramen, monteringsplattan eller (71 10 15 20 25 30 8105343-1 9 stödet 28, sasom visas 1 figurerna 1 och 5, Röret 120 strac- ker sig in 1 turbinmotorns kompressorkammare ti11 ett iäge, där röret reagerar för kompressorutmatningstrycket C.D.P.

'TAP #% 1. Detta kompressorutmatningstryck refereras här även ti11 sasom det första kompressorutmatningstrycket.

I Ans1utningsde1en 122, vi1ken visas 1 figurerna 1 och 5 ochar koppiaa ti11 röret 120, är försedd med ett stryp- område 124, v11ket visas schematiskt 1 figur 8 och vi1ket ger en mycket 1iten öppning för âstadkommande av passage av 1uft under tryck från kompressorutmatningstryck C.D.P.

TAP ## 1 ti11 kammaren 60. Strypområdet 124 har ti11 syfte att reducera hastigheten för tryckändring 1 kammaren 60, så att trycket 1 kammaren 60 under motordrift varierar med 1ängsam hastighet för att hindra abrupt öppning av ku1ven- tiien as. , i Det under tryck varande bräns1et frän bräns1epumpen 38 strömmar genom en 1edning e11er ett rör 128, såsom visas 1 figur 8, och genom en ans1utningsde1 130, sasom visas 1 figurerna 1 och 5, ti11 en bräns1ekana1 132, såsom visas 1 figurerna 2 och 3, samt genom en kana1 134 in 1 ett omrâde 136 ti11 porten 71 1nt111 nå1vent11en 69. Kanaien 132 utgö- res av ett f1erta1 inriktade öppningar 1 huvudkomponenten 16 samt 1am1nat e11er 1aminära e1ement 18, 20 och 22, såsom visas 1 figurerna 2 och 3. 1 Uppmätt vätskebräns1e från kammaren e11er urtagningen 64 överföres ti11 bräns1ebrännaren hos turbinmotorn via hopkopp1ade kana1er e11er passager 1 baskonstruktionen 12 och det rörformiga organet 144, vi1ket visas 1 figur 8, var- vid bräns1eöverför1ngsorganet innefattar organ för mätning av strömningshastigheten hos bräns1e från kammaren 64.

Passagerna e11er bräns1ekana1erna 1 baskonstruktionen 12 är kopp1ade ti11 en bräns1eut1oppsde1 140, såsom visas 1 figurerna 1, 5 och 6, vi1ken de1 uppbäres av fästp1attan e11er rampiattan 28, varvid ansiutningsdeien 140 är kopp1ad ti11 det rörformiga organet 144.

Arrangemanget innefattar organ för mätning av mängden av e11er hastigheten hos bräns1e, som strömmar från kammaren 64 ti11 turbinmotorns brännare. Såsom spec1e11t framqnr av 10 615 20 25 so, 8105343-1 10 figur 6 är huvudkomponenten'14 försedd med en urborrning 148, som står i förbindelse med kammaren 64 via en passage (icke visad). I förbindelse med urborrningen 148 står en passage eller port 160 med reducerad tvärsektion, som är i förbin- sdelse med en passage eller kanal 152. I urborrningen 148 framför porten 160 är en insättbar mätande strälventil l5l, avsedd för bränslemätning, belägen.

Passagen 152 är i förbindelse med en passage_l54, som är bildad av inriktade öppningar, utformade i laminaten 18, 20, 28 samt huvudkomponenten 16. Passagen 154 är i direkt' förbindelse med anslutningsdelen 140, till vilken det rör- formiga organet 144, avsett för överföring av bränsle till turbinmotorns brännare, är kopplat. k I _' _ Ett strålorgan 151 av den införbara typen är anordnat tillsammans med urborrningen 148 och porten 160 för att mäta eller reglera det bränsle, som strömmar genom passagerna 152 och 154 till turbinmotorn. Urborrningen 140 kan mottaga en gängad del för ett justerbart ventilorgan. En propp 158 är anordnad för att tillsluta urborrningen 148 vid den mittemot porten 160 befintliga änden. En tätningsring 162 omger prop- pen l58 och hâlles i fluidumtätande ingrepp i urborrningen 148 på konventionellt sätt. Det torde inses att det fasta, strypomrâdet 151 för bränslemätning skulle kunna ersättas av en justerbar ventil för åstadkommande av ett organ för änd- ring av bränslemätningen genom porten 160. Dylika justerbara ventilelement innefattar ett nâlventilarrangemang.

Av det föregående torde framgå att styrningen av tur- binmotorns hastighet regleras genom påverkan av armen 106 för justering av kamelementets 104 läge, varigenom styrning av fjäderns 90 tryck pâ kulventilen 86 samt avlastningen av tryck i kammaren 60 åstadkommes.

Pâ grund av regleringen av bränsleströmning förbi nål- ventilen 69 under inverkan av tryck i kammaren 60 kommer motorn att accelereras genom ökad strömning av bränsle för- bi nälventilen 69, till dess kompressorutmatningstrycket i kammaren 60 ökas tillräckligt för att flytta kulventilen-86 frän dess säte och avlasta kammaren 60 via avlastningsöpp- ningen 92 samt stabilisera motorns hastighet. 10 l5 20 25 30 35 a:a1o5s4s-1 ll För att reducera motorhastigheten flyttar operatören armen l06 och kamplattan l04 till dess kamytan hos plattan l04 tillåter förflyttning av kolven 80 mot dess yttersta läge, varvid reducerat tryck hos fjädern 90 utövas på kul-- ventilen 86, så att kulventilen öppnas av kompressorutmat- ningstrycket C.D.P. TAP ff l och trycket i kammaren 60 sä- lunda reduceras. 0-. _ Under verkan av reducerat tryck i kammaren 60 böjes membranet 48 uppåt under avlastande av tryck pâ hävarmen 65, varigenom nälventilen 69 under trycket från skruvfjädern 76 sluter porten 7l, varvid bränsleströmmen till motorn via por- ten l60 och passagerna l52 och l54 till motorns brännare bry- tes.l a ' ' I 0 Strypomrädets 124 relativa storlek bestämmer hastig- -heten av volymändring till kammaren 60 när utmatningstryc- ket övervakas vid TAP ff l. Avledningsöppningen 92 är mycket lliten, vilket tillåter långsam avlastning, och tjänar till att avlasta trycket frän kammaren 60 till atmosfären, när kulventilen 86 förflyttas mot fjädern 90. Därför påverkar- strypområdets l24 relativa storlek hastigheten av tryckänd- .ring hos membranet 48, som reglerar bränsletillförselhastig- heten till motorn under belastningsförhâllanden. På samma sätt hjälper avlastningsöppningen 92 till att reglera bräns- letillförseln nominellt när den avlastar trycket hos kamma- ren 10 till atmosfären efter det att kulventilen 86 har öppnat mot fjädern 90. Strypomrädet l24 och avlastningsöpp- ningen 92 tillåter därigenom jämna ändringar i trycket och sålunda jämna ändringar i turbinhastighet.g Ett andra membranstyrt ventilarrangemang 42 är anord- nat att mata bränsle till turbinmotorn för motortomgång.

Styrningen för reglering av bränsle för motortomgång reage- rar för skillnaden mellan brännartryck och det andra kompressorutmatningstrycket C.D.P. TAP ff 2. Membranarran- gemanget och nålventilstyrmekanismen 42 finns i den andra huvudkomponenten 16 och âskådliggöres i figurerna 2 och 3 samt även schematiskt i figur 8. Det andra kompressorutmat- ningstrycket överföres från motorns kompressor till en kam-- mare l70 via ett rörformigt organ l72 och en anslutningsdel 10 fis 20 25 30 35 i 81115343-710 12. 173, såsom visas i figurerna 1 och 5, varvid nämnda del upp- '-bäres av fästplattan eller ramplattan 28; Baskonstruktionen 12 är försedd med inbördes förbundna passager (icke visade), som upprättar förbindelse mellan kam- 'maren 170 och anslutningsdelen 173, varigenom det andra ¿kompressorutmatningstrycket C.D.P. TAP #f 2 överföres till kammaren 170. Kammaren 170 avgränsas av en central livdel 174 hos-laminatet 20 och ett flexibelt membran 176, som är beläget mellan laminaten 20 och 22. Mellan laminatet 22 och huvudkomponenten l6.finns ett flexibelt membran 178. Membra- nen 176 och 178 avgränsar en kammaren 180. Såsom framgår av 'figur 8 är kammaren 180 ansluten till brännartrycket ”B” via kanalorgan (icke visade), som utgör kanaler i baskon- 'gstruktionen 12 i en förbindelse med brännartryckanslutnings- delen 63 och det rörformiga organet 62. Membranet 176 är i sitt centrala_omrâde försett med ett element eller en knapp 182 och membranet 178 är försett med en likadan knapp 184.

Nâlventilmekanismen 42 är anordnad i en urtagning Aeller kammaren 188, anordnad i huvudkomponenten 16. Huvud- komponenten 16 är försedd med en urborrning 189, i vilken en bränslestyrventil 190 är anordnad, varvid ventilens nål- del 192 sträcker sig in iden bränsleinloppsport 194. Bränsle- porten 194 är i förbindelse med bränslepassagen 132 och - bränsleinlóppsanslutningsdelen 130 via passagen eller kana- len 196. - W _ Det andra kompressorutmatningstrycket C.D.P. TAP ## 2 i kammaren 170 samt brännartrycket i kammaren 180 förorsa- g kar förflyttning av membranen 176 och 178 för reglering av " det relativa läget för bränslestyrventilen 190 genom häv- armen 200, när brännartrycket och det andra kompressorutmat- jningstrycket utövar nedâtriktad förflyttning av membranen 176 och 178. Knappen 184 svänger hävarmen 20 medurs kring sin ledpunkt, varvid bränslestyrventilen 190 förflyttas från porten 194 för insläppning av bränsle i kammaren eller urtagningen 188. _ Bränslet från kammaren 188 överföres till turbinmotorn för upprättande av tomgångsdrift hos denna. Arrangemanget innefattar organ för mätning eller reglering av hastigheten l0 15 20 25 30 35 8105345-1 is* för motortomgångens bränsleströmning från kammaren l88 till motorn. Såsom'speciellt framgår av figur 6 är huvudkomponen- ten l6 försedd med en.urborrning 208, som är i förbindelse med bränslekammaren l88 via passager eller kanalorgan (icke visade) i baskonstruktionen.

'I förbindelse med urborrningens 208 inre ände star en passage eller port 217 med reducerad tvärsektion, som är i' förbindelse med en passage eller kanal 2l2. Såsom visas i figur 6 är passagen 2l2 i förbindelse med passagen l54 och anslutningsdelen l40, varigenom bränsle, som strömmar genom porten 217, överföres till turbinmotorns brännare för motor- tomgångsdrift. En införbar mätande strålventil 2l5 är belägen i urborrningen 208 för att fungera såsom ett fast strypomrâde~ för att mäta eller reglera bränsleströmmen genom urborrningen 208 till porten 217.

Urborrningen 208 är försedd med en gängad del för mot- tagande av en gängad propp 2l6 för slutande av änden av den mitt emot porten 2l7 befintliga urborrningen 208. En tätnings- ring 219 omger och gör ingrepp med proppen 216 för tätning av urborrningen 208 med avseende på fluida. Strålventilen 215 reglerar bränsleströmmen förbi tomgângsbränslesystemet för att därigenom reglera motorns tomgångshastighet. Ett varia- belt ventilelement, t ex en justerbar nålventil, kan också vara anordnad för att reglera tomgångsbränsleströmningen.

Bränslestyrarrangemanget 42 är avsett att bibehålla turbin- motorn vid tomgångshastighet, när trottelstyrkolven 80 be- finner sig i sitt yttersta läge, såsom visas i figur 8, i vilket läge nâlventilen 69 bryter bränsleströmmen, vilket medför att turbinmotorn retarderar.

Under påverkan av det andra kompressorutmatningstrycket C.D.P. TAP ## 2, som stär i förbindelse med kammaren l70, bibehåller trycket i kammaren l70 via membranet l76 och häv- armen 200 nålventilen l90 i ett öppet läge, varigenom bräns- le överföras via det rörformiga organet l44 till motorn för bibehållande av motorn vid tomgångshastighet. Strömningshas- tigheten hos det bränsle, som strömmar förbi nâlventilen l90 begränsas enligt önskan för korrekt motortomgängshastighet genom den i figur 6 visade strälventilen 2l5. 10 15 20 25 30 35 8105343-1 14 _ -Under norma1 motordrift under be1astningsförhå11anden överföres från bräns1ekammaren 64 kommande_bräns1e, som ström- mar förbi bräns1emätstrå1venti1en 151, och från kammaren 188 kommande bräns1e, som strömmar förbi strâ1venti1en 215, via Q det rörformiga organet 144 ti11 turbinmotorns brännare.

Kompressorutmatningstrycken C.D.P. TAP ## 1 och C.D.P.

TAP fÉ 2~är a11tid väsent1igen 1ika. Trycken i kamrarna 601 och 170 är eme11ertid endast 1ika, när ku1an 86 befinner sig i det s1utna 1äget. När trotte1e1ementet 106 och kammen 104 f1yttas moturs, sett i figur 8, varvid trotte1n befinner sig i tomgângs1äge för minskning av motorns hastighet, är ku1- ventilen 86 öppen under inverkan av kompressorutmatningstryc- ka: -c.n.P. TAP f; 1 och trycket i membrankammaren so fn'- göres och av1astas via avlastningsöppningen 82. a ~Minskningen av kompressorutmatningstrycket C.D.P.

'TAP.## 1 sker med en reducerad hastighet under inverkan av _strypområdet 124 i det rörformiga organet 120, som överför kompressorutmatningstrycket C.D.P. TAP ## 1 frän motorkom- pressorn. Denna verkan hindrar en abrupt s1utning av venti- 1en 69 genom retarderad röre1se hos membranet 48, g öppnandet av ku1venti1en 86 reducerar kompressorut- matningstrycket i kammaren 60 på membranet 48 och nâ1ven- ti1en 69 föres 1ângsamt ti11 ett s1utet 1äge, vi1ket medför avbrytande av huvudbräns1eströmmen förbi mätstrå1venti1en 151, såsom visas i figur 6.

Kompressorutmatningstrycket C.D.P. TAP-## 2 av1astas inte, varför kompressorutmatningstrycket bibehå11es i kamma- » ren 170, vi1ket medför att den membranpåverkade nå1venti1en 160 förb1ir öppen, så att bräns1e för motortomgângsdrift fortsätter att strömma från kammaren 188 genom det rörfor- miga organet 144 ti11 turbinmotorns brännare.

På grund av den fortsatta bräns1eströmmen förbi nâ1- venti1en 190 in i kammaren 188 och sedan förbi mätstrå1ven- ti1en 215 fortsätter bräns1e att med begränsad e11er upp- mätt hastighet strömma genom det rörformiga organet 144 ti11 turbinmotorns brännare för motortomgångsdrift, så att “utf1amning“ hos motorbrännaren förhindras.

Den fort1öpande bräns1eströmmen från kammaren 188 för- 10 15 20 25 -30 35 s1dss4a-1 15 bi mätstrå1venti1en 215 hindrar varje abrupt ändring i _bräns1eströmning ti11 motorbrännaren, Venti1stvrarrangeman- get 42 är avsett att reducera tendensen för "utf1amning" .hos brännaren samt att mata uppmätt bräns1e för motortom- gångsdrift. .

Såsom visas i figurerna 2 och 3 är en kammaren 226 an- ordnad meilan 1aminatets 20 dei 174 och ett membran 228, som är be1äget me11an laminaten 18 och 20. Ett membran 230 är be1äget me11an ïaminaten 18 och huvudkomponenten 14. Området me11an membranen 228 och 230 ger en kammare 232. Kammaren 232 är ans1uten via passager, såsom visas schematiskt vid 233 i figur 8, i baskpnstruktionen 12 i förbinde1se med ans1utnings- _de1en 63 för ans1utning ti11 brännartrycket B.

En-kammare 234 är utformad i huvudkomponenten e11er eïementet 14, varvid membranet 230 bildar kammarens 234 ena -svägg. En norma1t öppen nå1venti1 234 är g1idbart anordnad i en urborrning 236 i huvudkomponenten 14 och nämnda ventil styr bräns1eströmmen genom en port 240. Såsom visas i figu- rerna 2 och 3 är nå1venti1ehs 238 undre ände fäst vid en ~skiva 242. Me11an skivan 242 och en ändvägg hos kammaren 234 är en expansiv skruvfjäder 244 anordnad, vi1ken förspänner nå1venti1en 238 ti11 ett öppet 1äge, så att porten 240 är öppen, när motorn inte är i drift. I Membranet 228 är försett med en knapp e11er ett e1e- ment 229 och membranet 230 är försett med en knapp e11er ett eïement 246. Den norma1t öppna venti1en 233 ger extra bräns- '1e för start och s1uter när motorn startats och når tomgàngs- hastighet. Vid start av motorn uppbygges kompressorutmat- ningstrycket i kammaren 226, vi1ket bringar knapparna 229 och 246 att komma i ingrepp, varvid knappen 246 gör ingrepp med nâ1venti1en 238 för s1utande av porten 240.

Ett organ är anordnat för att bibehâ11a venti1en 238 i portslutande 1äge efter det att motorn har startats. Sá- som visas i figurerna 7 och 8 öppnar en port 250 ti11 mem- brankammaren 170 och en backventi1 e11er ku1venti1 252 sam- verkar med porten 250. Såsom schematiskt visas i figur 8 är porten 250 via kanalorganet 254 ans1uten ti11 membran- kammaren 226. Den aktue11a port- och venti1konstruktionen l0 15 20 ' 25 so' 35 i8105343~i 216" är åskådliggjord i figur 7 och kanalen 254 utgör en schema- tisk illustration av passageanslutningen mellan kamrarna l70 och 226, såsom visas i figur 8.

' När turbinmotorn är i drift överföras kompressorut- 'matningstrycket C.D,P; TAP ## 2, som kommer in i kammaren l70 från den rörformiga kanalen l72, såsom visas i figur 8, och anslutningsdelen 173, såsom visas i figurerna l och 5, via kanalen 254, vilken visas i figur 8, till kammaren 226, så att kompressorutmatningstrycket hålles kvar i kammaren 226, när kulventilen 252 sluter porten 250, så att nälven: tilen 238 bibehälles i_portslutande läge under turbinmotorns_ drift. . .

I Ett mycket litet avtappningshål eller en förbikopplan- de avledningsöppningene25l visas i figur 8, varvid öppningen åstadkommer förbindelse mellan passagen 254 och kammareni l70. Kulventilen 252 och avledningsöppningen 251 tilläterk trycket i kammaren 226 att öka med samma hastighet som tryc~ _.ket C.D.P. TAP ## 2; vilket påverkar membranet 228, sa att nålventilen 238 slutes och bibehålles sluten under motor- drift. Följaktligen är nålventilen 238 öppen endast när motorn inte är i drift, varvid bränsle frän kammaren 64 . släppes fram till turbinmotorn för start av motorn. Detta avtappningshâl utgör ett organ för avlastning av kammaren 226 vid motorstopp och tillåter trycket i kammaren 226 att minska långsamt. Under stopp förblir ventilen 238 sluten, 'till dess turbinens varvtal och pumpens (P) tryck når noll.

Avlastning av kammaren 226 vid stopp tillåter ventilen 238 att arbeta pa narmaitesart. Aviastnifigshaiau 251 hindrar inte slutande av ventilen 238, eftersom det har visat sig att trycket i kammaren 226 hastigt ökar under start men långsamt minskar vid minskande hastigheter eller vid stopp.

Initialrotation hos motorn genom startmotorn påverkar också bränslepumpen och initialskillnaden i tryck mellan brännarens tryck och kompressorns utmatningstryck utövar tillräckligt tryck på membranet 48 för öppnande av nâlven- tilen 69 och framsläppning av bränsle till kammaren 64 och till kammaren 234.

Driften och verkan av bränslestyrsystemet samt appara- 10 l5 20 25 30 8105343-1 ll ten enligt uppfinningen vid styrning av en gasturbinmotor är följande: Vid start av gasturbinmotor är det på konventio- nellt sätt vanligt att på elektrisk väg uppvärma ett glöd- element i brännkammaren hos turbinmotorn för att tända det Åbränsle, som tillföres luftströmmen från motorns roterande luftkompressor. Initialrotation av de roterande komponenter- na hos turbinmotorn initieras av en elektrisk aktiverbar motor eller något annat lämpligt organ. ' Vid start av en gasturbinmotor, som tillföres bränsle från ett bränslestyrsystem och ett arrangemang enligt upp- finningen, är bränslepumpventilen 39 öppen -Glödelementet föruppvärmes till rätt temperatur för tändning av bränslet. 2 När glödröret har uppnått den rätta temperaturen aktiveras den elektriskt aktiverbara motorn för vridning av turbinens roterbara komponenter.

Den aktiverbara motorn påverkar även bränslepumpen 38, g-så att under tryck varande bränsle matas genom det rörfor- miga organet l28, vilket visas schematiskt i figur 8, till områdena för de membranpâverkade ventilarrangemangen 40 och 42. Ventilarrangemangen 40 och 42 ger bränsleströmning för 'normal drift av turbinmotorn. Ventilarrangemanget 42 är av- sett att mata bränsle för motortomgângsdrift.

Under initialrotation hos den roterbara kompressorn hos turbinmotorn upprättas kompressorutmatningstrycket i trycköverföringsrören l2U och l72, vilka visas i figur 8.

Trycket överföres till kamrarna 60 och l70, vilket bringar -nálventilerna 69 och l90 att öppnas. Kompressorutmatnings- trycket överföres från kammaren l70 via den lilla porten 250 förbi kulventilen 252 till kammaren 226¿. ' _ Under perioden.för initialrotation hos turbinmotorns kompressor öppnar trycket i kammaren 60 bränsleventilen 69 och under tryck varande bränsle överföras via kanalorgan, som visas schematiskt i figur 8, från bränslekammaren 64 till bränslekammaren 234. Under initialrotationen är tryck- skillnaden mellan trycket C.D.P. TAP fif 2 och det undre tryck, som verkar på membranet 228, inte tillräckligt för att eliminera fjäderns 244 förspänningskraft och ventilen 238 kmmwr att förbli öppen till dess förspänningskraften l0 l5 20 25 30 35 8I1Û5345-1 l8 elimineras. Den lilla porten 250, som âstadkommer.förbindel- se mellan kammaren l70 och kanalen 254, tjänar till att däm- _pa tryckändringarna mellan C.D.P. TAP-f#'2 och kammaren l70.

Bränsle från kammaren 234 strömmar törbi den öppna nålventi- 'len Z38_genom porten 240 och passagen-l44 till bränsletill- _föringspassagen i turbinmotorns brännare. Sålunda strömmar startbränslet för motorn förbi den öppna nålventilen 238.

Vid motorns startoperation flyttas den operatorstyrda ¿trottelkolven-80 inåt, sett i figurerna l oth 8, vilket ökar fjädertrycket pä kulventilen 86, och ökat kompressorutmat- ningstryck överföres till kammaren 60. Brännarens referens- tryck "B" överföres till kammaren 61.

I En ökad skillnad mellan det ökande kompressorutmatnings- trycket i kammaren 60 och det ökande brännarreferenstrycket i kammaren 51 bringar membranknappen 59 att förflytta sig .ytterligare nedåt. Trycket i kammaren 60 ökar snabbare än trycket i kammaren 61. Härigenom öppnas huvudbränslestyr- fnâlventilen 69 ytterligare för tillförande av bränsle till. motorn för acceleration och normal drift.

Bränslet för-normal motordrift uppmätes av mätsträl- ventilen l59, vilken visas i figurerna 6 och 8, vartill adderas bränslet för motorns tomgång, vilket bränsle upp- mätes av strålventilen 2l5.

Om operatören önskar öka turbinmotorns hastighet och 'maximal bränsleströmning inte erhålles förbi den mätande strâlventilen l5l flyttar operatören armen l06 medurs, sett i figur 8, och denna förflyttning bringàr kamytan IO4 att ytterligare pressa kolven 80 inåt, varigenom skruvfjäderns 90 tryck pâ reduceringsventilen 86 ökar och det resulteran- de ökade kompressorutmatningstrycket i kammaren 60 åstadkom- mer ytterligare öppning av bränsleventilen 69, varigenom motorns hastighet ökas.

' Motorns hastighet kommer sålunda att stabiliseras be- roende på det speciella relativa läget för kolven 80, vil- ket bestämmer trycket hos den expansiva fjädern 90 samt kulventilen 86. När kompressorutmatningstrycket från C.D.P. TAP f# l, vilket överföres till kammaren 60, är konstant ändrar sig brännartrycket med motorns varvtal. l0 l5 20 30 35 .8105343-1 l9 Kompressorutmatningstrycket avlastas förbi reducerihgsventi- len 86 och avlastningsventilen 92. Membranet' 48-rör sig med ändringar i det undre trycket i kammaren öl och styr sålunda bränsleinloppsventilen 69 för bibehållande av motorhastighe- ten. _ För den händelse att motorn tenderar att öka i hastig- het ökar kompressorutmatningstrycket i kammaren 60, vilket eliminerar skruvfjäderns 90 tryck, varigenom kulreducerings- ventilen 86 öppnas och kammaren 60 avlastas via öppningen 92, -varigenom kompressorutmatningstrycket i kammaren 60 minskas.

.Denna minskning i tryck i kammaren 60 bringar membra- Anet_48 att röra sig uppåt. Denna membranrörelse gör att bränslestyrventilen 69 kan röra sig mot slutet läge, varvid sålunda Bränsleströmmen till motorns brännare reduceras, vil- ket medför minskning i motorhastighet. _ _När motorhastigheten reduceras något minskas kompres- sorutmatningstrycket i kammaren 60, sä att fjädern DD äter flyttar kulavlastningsventilen 86 till slutet läge. Denna verkan stabiliserar sålunda motorns drift för ett speciellt iläge hos trottelarmen l06 och kammaren l04. För att därefter öka motorhastigheten mäste den manuellt styrda kolven 80 föras ytterligare inåt, sett i figurerna l och 8, för att därigenom hindra tryckreduceringsventilen 86 från att föras till ett öppet läge under det ökade kompressorutmatnings-. tryck, som erhålles av ökad motorhastighet.

När det är önskvärt att reducera motorhastigheten till motortomgångsdrift flyttar operatören trottelarmen och kam- ytan l04 till det läge, som visas i figur 0, så att kolven 80 kan förflyttas till sitt yttersta läge under inverkan av den expansiva skruvfjädern 90. i Denna verkan minskar fjäderns 90 tryck på kulreduce- ringsventilen 86, vilken öppnas, varvid kompressorutmat- ningstrycket i kammaren 60 avlastas. Det reducerade kompres- sorutmatningstrycket i kammaren 60 bringar membranen 48 och 56 att förflytta sig uppåt och bränsleventilen 69 att slutas under skruvfjäderns 76 tryck. Slutande av bränsleventilen 69 minskar motorns hastighet till tomgångshastighet.

Den maximala moturhastighvtcn, vilken houtammus av 10 15 zo; 25 30 8105543-1 - V20 läget hos kammen 104, uppnås när den makimalalbränsleström- men bestämmes av det fabriksinställda och fixerade läget hos den mätande strå1ventilen.l5l, vilken visas i figur 6. Även om kolven 80 flyttas ytterligare inåt genom förflyttning av kamytan 104 genom trottelarmen 106, så kommer motorhastig- heten inte att ökas över den hastighet, som erhålles av den maximala bränsleströmningen förbi den mätande strålventilen "l5l. Strâlventilerna 151 och 215 fixeras i läge vid fabri- ken för övertemperaturskydd.

Ventilmekanismen 42 pâverkas för att mata bränsle till turbinmotorn för motorns tomgângsdrift. Kompressorutmatnings- trycket C.D.P. TAP #f 2 överföres till kammaren 170 via passagen 172 och motorns brännartryck överföres via passa- gen 62 till kammaren 180. 1 I f Ü Dessa tryck i kamrarna 170 och 180 verkar för att hål- la nålventilen 180 i öppet läge för framsläppning av bränsle från bränslepumpen till kammaren 188 och sedan förbi stral- ventilen 2l5, vilken visas i figur 8, för matning av bränsle via passagen l44 till turbinmotorns brännare. I _'_ Det mätande strålventilelementet 215 justeras för mat- ning av just tillräcklig mängd bränsle från kammaren 188 till brännaren, så att turbinmotorn bibehålles roterande med en önskad tomgångshastighet. I ' Turbinmotorns rotation kan stoppas genom slutning av bränslebortkopplingsventilen 39, som bryter all bränsleström- ning_till turbinmotorns brännare.

Det är uppenbart att modifikationer och olika arrange- mang, utöver vad som visats, kan åstadkommas inom uppfin- ningens ram. Ovanstående beskrivning är endast illustrativ och uppfinningen innefattar alla tänkbara modifikationer av densamma.

Claims (9)

'8105345-1. 21 Patentkrav

1. l. Apparat (l0) för att styra strömningen av bränsle i vätskeform till en turbinmotor, varvid apparaten innefat- 'tar en baskonstruktion (l2) och ett i nämnda konstruktion befintligt första membranpåverkat bränslestyrventilorgan ](40), k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första bränslestyrventilorgan reagerar för skillnaden mellan mo- .torkompressorutmatningstrycket och brännarreferenstrycket för att styra bränsleströmningen till motorn och att ett relativt rörligt organ (80) är anordnat att ändra det ieffektiva kompressorutmatningstrycket på det membranpåver- kade ventilorganet för reglering av bränsleströmmen till motorn för styrning av motorns hastighet. _

2. Apparat (l0) enligt kravet l, k ä n n e t e c k - F n a d därav, att nämnda första membranpäverkade ventilor- gan styr bränsleströmmen för normal motordrift och att ett andra membranpåverkat ventilorgan (42) är anordnat i ba.- A konstruktionen för att styra bränsleströmmen till turbin- motorn för dess tomgângsdrift. .

3. Apparat enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första och andra membranpäverkade ventil- organ reagerar för skillnaden mellan motorns kompressor- utmatningstryck och brännarreferenstryck för styrning av bränsleströmmen. _ I g

4. Apparat enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar ett bränslemätande strypomräde (151) i en bränslekanal från det första bränslestyrventil- organet till motorn för begränsning av bränsleströmmen för' normal motordrift.- _ '

5. Apparat enligt kravet 2, k ä n n ett e c k n a d därav, att den innefattar ett bränslemätande strypomräde (2l5) i en bränslekanal från det andra bränslestyrventilor- ganet till motorn för att begränsa bränsleströmmen för motorns tomgängsdrift. s1o534s-1 22

6. ' 6. Apparat enligt kravet l, k ä n n e t e C k nia d idärav, att den innefattar ett tredje membranpâverkat bränse lestyrventilorgan (44) för styrning av bränsleströmmen till turbinmotorn för motorns startande. _ _

7. Apparat enlig-t kravet ö, k 'afn n e ._t le c k n a d därav, att nämnda tredje membranpåverkade ventil reagerar för skillnaden mellan motorns kompressprutmatningstryck och 'brännarreferenstryck för att hålla det tredje ventilorganet i slutet läge, när motorn har startats.

8. Apparat enligt kravet l, k ä n n e't e ç k n a d därav, att den innefattar ett reduceringsventilorgan (86), som är-eftergivande förspänt mot slutet läge för reglering av det effektiva kompressorutmatningstrycket på bränslestyr- gmembranorganen samt ett manuellt styrt rörligt element (80) för ändring av förspänningstrycket på nämnda reducerings- 'ventilorgan'för att därigenom reglera turbinmotorns hastig- hetn I

9. Apparat enligt kravet l, k ä n n e t é c k n a d därav, att-den innefattar en port (92) i förbindelse med' _ kompressorutmatningstrycket, en reduceringsventil (86) för nämnda port, ett organ (90) för förspänning av reducerings- ventilen mot portslutande läge samt ett.operatorpâverkat rörligt element (80) för ändring av förspänningstryoket på reduceringsventilen, vilken öppnas när kompressorutmat- ningstrycket överstiger förspänningstrycket på reducerings- ventilen för att stabilisera bränsleströmmen till motorn, varvid det rörliga elementets läge bestämmer motorns has- tighet. * ' r I l lO. Apparat enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar kanaler (254, 233), som överför motorns kompressorutmatningstryck och brännarreferenstryc- ket till det tredje membranpåverkade bränslestyrventilorga- net för bibehållande av det tredje ventilorganet i slutet läge, när motorn är i drift.