DE1097763B

DE1097763B - Fuel quantity control system for a gas turbine system working with a compressor

Info

Publication number: DE1097763B
Application number: DEB34443A
Authority: DE
Inventors: Andrew A Kuzmitz
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1954-03-01
Filing date: 1955-02-09
Publication date: 1961-01-19

Description

Brennstoffmengenregelanlage für eine mit Kompressor arbeitende Gasturbinenanlage Die Erfindung betrifft eine Brennstoffmengenregelanlage für wechselnde Betriebszustände und -verhältnisse einer mit Kompressor arbeitenden Gasturbinenanlage mit einem in der Brennstoffleitung angeordneten verstellbaren Brennstoffregelorgan. Das Brennstoffregelorgan wird dabei von den Betriebszuständen (Drehzahl der Turbine, Temperatur der Brenngase) und den Betriebsverhältnissen (Temperatur und Druck der vom Kompressor angesaugten bzw. geförderten Brennluft) zum Zwecke der Einhaltung einer bestimmten Turbineneinlaßtemperatur verstellt.Fuel quantity control system for a gas turbine system working with a compressor The invention relates to a fuel quantity control system for changing operating conditions and ratios of a gas turbine system operating with a compressor with an in the fuel line arranged adjustable fuel control element. The fuel regulator is determined by the operating conditions (speed of the turbine, temperature of the fuel gases) and the operating conditions (temperature and pressure of those sucked in by the compressor or promoted combustion air) for the purpose of maintaining a certain turbine inlet temperature adjusted.

Es ist bekannt, die Brennstoffzuführung zur Turbine entsprechend eines vorher festgelegten Planes in Abhängigkeit verschiedener Turbinenbetriebszustandsgrößen und der Einstellung eines von Hand zu bedienenden Organs zu regeln, um die Beschleunigung der Turbine ohne Gefahr der Überhitzung oder des Pumpens des Kompressors zu erzielen. Bei diesen bekann-Vorrichtungen ist die Brennstoffmenge, die von der Turbine benötigt wird, gleich der Differenz zwischen der Fördermenge einer von der Turbine angetriebenen Pumpe und einem Teil dieser Fördermenge, der über eine by-pass-Leitung zur Saugleitung der Pumpe zugeführt wird. In dieser by-pass-Leitung ist ein Ventil vorgesehen, das durch einen Hilfsmotor eingestellt wird, dessen Betätigung von der Wirkung des von Hand bedienbaren Organs und den Turbinenbetriebszustandsgrößen abhängt.It is known, the fuel supply to the turbine according to one predetermined plan depending on various turbine operating state variables and the setting of a manually operated organ to regulate the acceleration of the turbine without the risk of overheating or pumping the compressor. These known devices are the amount of fuel required by the turbine is equal to the difference between the flow rate of one driven by the turbine Pump and part of this delivery rate, which is via a by-pass line to the suction line is fed to the pump. A valve is provided in this by-pass line, which is set by an auxiliary motor, the actuation of which is dependent on the action of Hand-operated organ and the turbine operating state variables depends.

Bei anderen Vorrichtungen, die zur Brennstoffzuführung bei Triebwerken zum Antrieb von verstellbaren Propellern dienen, fördert eine durch Turbinen angetriebene Pumpe den Brennstoff in eine Leitung, die mit der Brennkammer in Verbindung steht und an der ein Zumeßorgan angeordnet ist. Hierbei wird die Stellung dieses Zumeßorgans in Abhängigkeit der Turbinendrehzahl und der Lufteinlaßtemperatur geregelt, während der Druckaustausch durch dieses Organ in Abhängigkeit des Verdichtereinlaßdruckes geändert wird.In other devices that are used to supply fuel to engines serve to drive adjustable propellers, a turbine driven one promotes Pump the fuel into a line that communicates with the combustion chamber and on which a metering element is arranged. This is the position of this metering organ regulated as a function of the turbine speed and the air inlet temperature while the pressure exchange through this organ as a function of the compressor inlet pressure will be changed.

Bei den genannten Regelvorrichtungen stehen keine Drehzahlregler mit dem Zuteilventil in Verbindung, um das Abschalten der Turbine, die Beschleunigung oder Verzögerung zu bewirken oder eine gewünschte Drehzahl für einen ständigen Betriebszustand aufrechtzuerhalten.There are no speed controllers with the mentioned control devices the metering valve in connection to the shutdown of the turbine, the acceleration or to effect a delay or a desired speed for a continuous operating condition maintain.

Es sind aber auch Brennstoffregler bekannt, welche den Brennstoffzufluß zur Turbine in Abhängigkeit der Turbinenbetriebszustandsgrößen regeln und welche einen von der Turbine angetriebenen Regler aufweisen, der mit dem Brennstoffzuteilungsventil verbunden ist, das den Brennstoffzufluß in einer Leitung regelt, die die Turbine mit einer Brennstoffquelle verbindet. Diese Regler wirken in bestimmten Fällen nur als Drehzahl-und/oder Turbinentemperaturbegrenzer, und ihre Einstellung hat entweder einen bestimmten Wert oder einen oder zwei Werte, je nachdem, ob die Turbine mit Normallast oder mit einer Überlast betrieben wird. In anderen Fällen weisen die Regler eine Einstellung auf, die durch ein von Hand einzustellendes Organ verändert werden kann, wenn eine Beschleunigung oder Verzögerung der Turbine gewünscht wird. Diese Regler bewirken die Regelung entsprechend der gewählten Drehzahl. In diesen Fällen greifen die Turbinenbetriebszustandsgrößen nicht ein, um die Reglereinstellung zu verändern und die Turbinendrehzahl in Abhängigkeit der Betriebszustandsgrößen zu regeln sowie die Leistung der Turbine oder den Schub auf dem Maximalwert zu halten, und zwar ohne Rücksicht auf Änderungen dieser Größen.But there are also known fuel regulators which control the flow of fuel to the turbine depending on the turbine operating state variables and which have a turbine driven regulator that communicates with the fuel metering valve is connected, which regulates the flow of fuel in a line that the turbine connects to a fuel source. These controls only work in certain cases as a speed and / or turbine temperature limiter, and its setting has either a certain value or one or two values, depending on whether the turbine is using Normal load or with an overload. In other cases, the Controller on a setting that is changed by an organ that can be set by hand can be used when acceleration or deceleration of the turbine is desired. These controllers effect the regulation according to the selected speed. In these In some cases, the turbine operating state variables do not intervene in order to adjust the controller setting to change and the turbine speed depending on the operating state variables to regulate and to keep the power of the turbine or the thrust at the maximum value, regardless of changes in these sizes.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Brennstoffmengenregelanlage für wechselnde Betriebszustände und -verhältnisse einer mit Kompressor arbeitenden Gasturbinenanlage mit einem in der Brennstoffleitung angeordneten, von den Betriebszuständen und Betriebsverhältnissen zum Zwecke der Einhaltung einer bestimmten Turbineneinlaßtemperatur verstellbaren Brennstoffregelorgan zu schaffen.There is therefore the task of a fuel quantity control system for changing operating states and conditions of a gas turbine system working with a compressor with one arranged in the fuel line, of the operating states and operating conditions adjustable for the purpose of maintaining a certain turbine inlet temperature To create fuel control organ.

Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich zur Lösung dieser Aufgabe die Brennstoffmengenregelanlage durch unmittelbare Kopplung des bei Drehzahländerung der Turbine durch die Fliehgewichte eines in bekannter Weise von der Turbine angetriebenen, mit Reglerfeder und verstellbarem Reglerfederanschlag versehenen Fliehkraftreglers bewegten Federtellers mit dem Brennstoffregelorgan und durch Anordnung von von den jeweiligen Betriebszuständen und -verhältnissen abhängigen Druck- und Temperaturwerten derAnsaug-bzw. Verbrennungsluft verstellbaren Reälernachstellzwischengestängen zwischen dem von Hand einstellbaren Drehzahlvorwahlhebel und dem verstellbaren Reglerfederanschlag.According to the invention is characterized for solving this problem Fuel quantity control system through direct coupling of the speed change the turbine by the flyweights of a turbine driven in a known manner, provided with regulator spring and adjustable regulator spring stop Centrifugal governor moved spring plate with the fuel control element and by the arrangement of the pressure and temperature values that depend on the respective operating states and conditions the suction or Combustion air adjustable Reälerneadjustment linkage between the manually adjustable speed selector lever and the adjustable governor spring stop.

Mit einer derart ausgestalteten Regelanlage wird ein vorher festgelegtes Verhältnis zwischen der Turbinentemperatur und der Turbinendrehzahl während eines ständigen Betriebszustandes und auch mit Veränderungen im Verdichtereinlaßdruck und Verdichtereinlaßtemperatur erhalten, und die Turbine kann mit maximaler Last oder maximalem Schub ohne Rücksicht auf diese Veränderungen betrieben werden.With a control system designed in this way, a previously established one is established Relationship between the turbine temperature and the turbine speed during a constant operating condition and also with changes in the compressor inlet pressure and compressor inlet temperature, and the turbine can run at maximum load or maximum thrust regardless of these changes.

Weiterhin sieht die Erfindung die Betätigung des Reglernachstellzwischengestänges über ein Flüssigkeits-Servosystem unter Verwendung des Brennstoffs als Servoflüssigkeit vor, wobei der an sich konstante Brennstoffdruck über Einschnürungen und Druckreduzierventile in den die Servoflüssigkeit enthaltenden Leitungen in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsgrößen geändert wird.The invention also provides for the actuation of the intermediate regulator adjustment linkage via a fluid servo system using the fuel as the servo fluid before, whereby the fuel pressure is constant via constrictions and pressure reducing valves in the lines containing the servo fluid depending on the respective Company sizes is changed.

Diese und noch andere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung einer Anordnung nach der Erfindung hervor, die in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Turbo-Düsenmaschine, die mit einer Steueranordnung für die Brennstoffzufuhr und die Leistung nach der Erfindung ausgerüstet ist, Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die Steuereinrichtung für Brennstoffzufuhr und Leistung, wie sie bei Fig. 1 verwendet ist, und Fig. 3 und 4 je eine Kurvenschar, die das Arbeiten der Maschine nach Fig 1 erläutern, wenn sie mit einer Steuereinrichtung nach Fig. 2 ausgerüstet ist.These and other features of the invention will become apparent from the description an arrangement according to the invention, which is shown in the drawing. In this Fig. 1 shows a longitudinal section through a turbo jet machine, the with a control arrangement for the fuel supply and the power according to the invention is equipped, Fig. 2 is a schematic section through the control device for fuel supply and power as used in FIG. 1 and FIG. 3 and 4 each a family of curves which explain the operation of the machine according to FIG. 1, if it is equipped with a control device according to FIG.

In Fig. 1 ist eine Gasturbine allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet, und sie enthält eine Reihe auf einem Kreise angeordneter Verbrennungskammern 11, die in einem Gehäuse untergebracht sind. Das letztere besitzt ein Kopfstück bzw. einen Einlaßteil 12 und einen Kompressor 13, der als Axialverdichter dargestellt ist und von einer Turbine 14 über eine Welle 15 angetrieben wird. Jede Verbrennungskammer ist mit einer Brennstoffdüse 16 ausgerüstet, der Brennstoff in abgemessener Menge unter Druck durch eine Leitung 17, eine Brennstoffverteilungsleitung 18 und einzelne Brennstoffstichleitungen 19 zugeleitet wird. Die Leitung 17 erhält ihren Brennstoff von einer Steuereinrichtung zugemessen, die in Fig. 1 allgemein mit 20 bezeichnet und in Fig. 2 schematisch im Schnitt dargestellt ist. Diese soll nunmehr beschrieben werden.In Fig. 1, a gas turbine is generally identified by the reference numeral 10, and it contains a series of combustion chambers 11 arranged in a circle, which are housed in a housing. The latter has a head piece or an inlet part 12 and a compressor 13, which is shown as an axial compressor and is driven by a turbine 14 via a shaft 15. Every combustion chamber is equipped with a fuel nozzle 16, the fuel in a measured amount under pressure through a line 17, a fuel distribution line 18 and individual Fuel stubs 19 is fed. The line 17 receives its fuel metered by a control device, generally designated 20 in FIG. 1 and is shown schematically in section in FIG. 2. This will now be described will.

Die Einzelteile der Brennstoffsteuereinrichtung 20 sind in einem Gehäuse 22 untergebracht. Dieses besitzt für den Durchgang des unter Druck befindlichen Brennstoffs einen Einlaßkanal24, in den der Brennstoff von einer nicht dargestellten Pumpe gefördert wird, und für die Zufuhr der abgemessenen Brennstoffmenge zur Leitung 17, zur Verteilerleitung 18 und zu den Düsen 16 einen Auslaßkanal 26. Ein längsverschiebbarer und drehbarer Kolbenschieber 28 dient hauptsächlich zur Abmessung des Brennstoffs und ist mit genuteten Führungskolben 28' und 28" versehen. Er befindet sich in einer Kolbenschieberhülse 30 und ist mit einem hohlen Meßorgan 32 ausgerüstet, das eine Vielzahl von Meßöffnungen 32' aufweist. Das hohle Meßorgan 32 ist zur Kammer 36 hin offen. Der Brennstoff kann aus dem Kanal 24 durch Öffnungen 34 in der Hülse 30, durch die Meßöffnungen 32', eine Kammer 36 und in der Hülse vorgesehene Öffnungen 38 zum Kanal 26 fließen. Die Kanäle 24 und 26 sind über die Kanäle 42 und 44 und ein Druckregelventil 40 miteinander verbunden, das einen Brennstoffnebenweg von der Leitung 24 zum Pumpeneinlaß über einen Kanal 46 bildet. Eine derartige Einrichtung ist erforderlich, um einen konstanten Brennstoffdruckabfall an dem Meßorgan 32 bei allen Betriebszuständen der Maschine aufrechtzuerhalten. Eine mit einem Führungskolben 49 versehene Kolbenstange 48 ist an dem Führungskolben 28' befestigt und erstreckt sich durch eine zur Führung dienende Verlängerung 50 der Hülse 30 hindurch nach unten, wo sie mit einem Federteller 52 eines Fliehkraftreglers 54 verbunden ist.The individual parts of the fuel control device 20 are in a housing 22 housed. This has for the passage of the pressurized Fuel an inlet channel 24, into which the fuel from a not shown Pump is promoted, and for the supply of the measured amount of fuel to the line 17, to the distribution line 18 and to the nozzles 16 an outlet channel 26. A longitudinally displaceable and rotatable piston valve 28 is used primarily for metering the fuel and is provided with grooved guide pistons 28 'and 28 ". It is located in a Piston slide sleeve 30 and is equipped with a hollow measuring element 32, the one Has a plurality of measuring openings 32 '. The hollow measuring element 32 faces the chamber 36 open. The fuel can flow out of the channel 24 through openings 34 in the sleeve 30, through the measuring openings 32 ', a chamber 36 and openings provided in the sleeve 38 to channel 26 flow. Channels 24 and 26 are via channels 42 and 44 and a pressure regulating valve 40 interconnected, which has a fuel bypass of the line 24 to the pump inlet via a channel 46 forms. Such a facility is required to ensure a constant fuel pressure drop across the measuring element 32 to maintain all operating states of the machine. One with a guide piston 49 provided piston rod 48 is attached to the guide piston 28 'and extends through an extension 50 of the sleeve 30 serving for guidance below, where it is connected to a spring plate 52 of a centrifugal governor 54.

Der Regler 54 besteht aus einer Feder 56, die sich zwischen dem verschiebbaren Federteller 52 und einem Federanschlag 57 befindet. Dieser ist auf der Verlängerung 50 der Hülse 30 mit Hilfe eines gegabelten Hebels 58 axial verschiebbar, der bei 60 drehbar befestigt ist und an dem Federanschlag 57 mittels Zapfen 62 angreift, die sich von der Außenseite des Federanschlags nach außen erstrecken. Ein Paar Fliehkraftgewichte 64 liegt ständig am Federteller 52 bei 66 an und ist bei 68 an Nasen 70 schwenkbar gehaltert, die auf der drehbaren Platte 72 befestigt sind. Diese Platte ist mit der Maschinenwelle 15 über eine Zwischenwelle 74, ein Rädergetriebe 76 und eine Antriebswelle 78 verbunden, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.The regulator 54 consists of a spring 56, which is located between the slidable Spring plate 52 and a spring stop 57 is located. This one is on the extension 50 of the sleeve 30 axially displaceable with the aid of a forked lever 58, which at 60 is rotatably attached and engages the spring stop 57 by means of pin 62, extending outward from the outside of the spring stop. A pair of centrifugal weights 64 is constantly in contact with the spring plate 52 at 66 and is pivotable at 68 on lugs 70 supported on the rotatable plate 72. This record is with of the machine shaft 15 via an intermediate shaft 74, a gear train 76 and a Drive shaft 78 connected, as can be seen from FIG.

Ein von Hand einstellbarer Regulierhebel 80 steht im Wirkungszusammenhang mit dem Regler 54, und zwar insbesondere mit der Feder 56. Er ist um einen etwa in seiner Mitte liegenden Punkt verschwenkbar und bei 82 verschwenkbar an den Hebel 84 angelenkt, der bei 86 schwenkbar gelagert ist und einen die gegenseitige Abhängigkeit von drei Faktoren, der Winkelstellung, der Einstellung in axialer Richtung und der vorgewählten Einstellung des Reglers, bestimmenden Drossel- oder Steuernocken 88 mittels Zahnstange und Ritzel 90, 92 verdrehen kann. Das Ritzel 92 ist zu den Wellen 94 und 96 verschiebbar und außerdem unabhängig von diesen beiden Wellen verdrehbar. Es greift an den Nocken 88 bei 98 an, und ein Fühlstößel 100, der an einem um den Punkt 104 schwenkbaren Fühlhebel 102 sitzt, liegt an dem- Nocken an. Dieser Fühlhebel ist mit seinem Schwenkzapfen 104 an einem Hebel 106 befestigt, der sich um den Punkt 108 verschwenken kann, und eine längsverschiebbare Servoanordnung 110 wird vom Steuerhebel 106 betätigt. Die Servoanordnung 110 besteht aus einem halbkugeligen Servoventil 112 und ist wahlweise über die Regulierhebel 80 und Hebel 106 verstellbar. Es wird durch die Nocken 88 und 150 eingestellt und regelt den Querschnitt der Öffnung 138. So steuert das Servoventil 112 den Druck in der Kammer 124, der von dem Querschnittsverhältnis zwischen den Einschnürungen 132 und 136 abhängt. Der Druck in der Leitung 130 sowie der Druck Po in der Kammer des Gehäuses 22 werden konstant gehalten. Ferner ist ein vom Druckmittel betätigter Servokolben 114 vorgesehen, der bei 118 an einem die Einstellung der Maximalgeschwindigkeit bewirkenden und bei 117 schwenkbar befestigten Hebel 116 anliegt. Dieser Hebel berührt gleichzeitig den Hebel 58 im Punkt 120.A regulating lever 80 which can be adjusted by hand is related to the action with the controller 54, and in particular with the spring 56. He is around a pivotable point lying in its center and pivotable at 82 on the lever 84 articulated, which is pivotally mounted at 86 and a mutual dependency of three factors, the angular position, the setting in the axial direction and the preselected setting of the controller, determining throttle or control cam 88 can rotate by means of rack and pinion 90, 92. The pinion 92 is to the shafts 94 and 96 displaceable and also rotatable independently of these two shafts. It engages the cam 88 at 98, and a feeler plunger 100 which is attached to the Point 104 pivotable feeler lever 102 sits, rests on the cam. This feeler lever is attached with its pivot pin 104 to a lever 106, which revolves around the point 108 can pivot, and a longitudinally displaceable servo assembly 110 is from the control lever 106 actuated. The servo assembly 110 consists of a hemispherical servo valve 112 and is optionally adjustable via the regulating lever 80 and lever 106. It will set by the cams 88 and 150 and regulates the cross section of the opening 138. Thus, the servo valve 112 controls the pressure in the chamber 124 based on the aspect ratio between the constrictions 132 and 136 depends. The pressure in line 130 as well the pressure Po in the chamber of the housing 22 are kept constant. Furthermore is a servo piston 114 actuated by the pressure medium is provided, which at 118 on a effecting the setting of the maximum speed and attached pivotably at 117 Lever 116 is applied. This lever simultaneously touches the lever 58 at point 120.

Die Servoanordnung 110 dient zur Verringerung der Kraft, die nötig ist, um die Feder 56 mittels des Regulierhebels 80 zusammenzudrücken, und zu ihr gehört außer dem Servoventil 112 und dem Servokolben 114 eine Hülse und ein hülsenförmiger Federanschlag 122, der zusammen mit dem Servokolben 114 eine Druckflüssigkeitskammer 124 mit veränderlichem Volumen bildet. Dieser wird Brennstoff unter Druck vom Brennstoffeinlaßkanal 24 durch einen Kanal 126, über ein konstanten Druck erzeugendes Ventil 128, das einen bestimmten Servobetriebsdruck im Kanal 130 aufrechterhält, und über die kalibrierte Düse 132 zugeführt. Der Brennstoff verläßt die Servoeinrichtung 110 mit einem Druck, der durch die Stellung des halbkugeligen Servoventils 112 bestimmt ist, und gelangt in die Kammer 134 des Gehäuses 22, und zwar über eine kalibrierte Düse 136, die am Ende eines Rohres 138 vorgesehen ist, das an dem hülsenförmigen Federanschlag 122 befestigt ist und einen Kanal 140 bildet. Die Kammer 134 ist mit der Einlaßseite der Pumpe über eine nicht dargestellte Leitung verbunden. Auf dem hülsenförmigen Federanschlag 122 ist eine Feder 14_2 vorgesehen, die sich gegen das verschiebbare 1,#opfstück 144 legt, auf dem ein Käfig 146 befestigt ist. Dieser umgibt das Servoventil 112 und fixiert es auf dem Kopfstück 144. Der in der Kammer 124 herrschende Druck des als Servoflüssigkeit dienenden Brennstoffs ändert sich bei einem gegebenen konstanten Speisedruck im Kanal 130 nur als Funktion des Verhältnisses der freien Düsenquerschnitte 132 und 136, wobei der wirksame Querschnitt der letzteren Düse von der Stellung des Servoventils 112 abhängt. Diese wird unmittelbar durch den Regulierhebe180 verändert sowie durch den Drosselnocken 88 und die Hebel 102 und 106. Die Feder 142 übt mittels der Hebel 106 und 102 einen Druck auf den Fühlerstößel 100 aus und hält ihn ständig in Berührung mit dem Nocken 88; das gleiche geschieht mit einem weiteren Fühlerstößel 148, der mit einem die gegenseitige Abhängigkeit von drei Faktoren bestimmenden Nocken 150 zusammenwirkt. Dieser Nocken dient zum Ausgleich des Kompressoreinlaßdrucks und ist mit einem Ritzel 152 und der Welle 94 verbunden, wobei der Nocken, das Ritzel und die Welle lose auf der Welle 96 angeordnet sind. Die letztere dreht sich im Betriebe in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl, und zwar mittels eines nicht dargestellten Servoantriebs, und sie ist fest mit einem weiteren die gegenseitige Abhängigkeit von drei Faktoren bestimmenden Beschleunigungsnocken 154 verbunden, während die Nocken 88 und 150 an ihrer Drehbewegung nicht teilnehmen.The servo arrangement 110 serves to reduce the force that is necessary to compress the spring 56 by means of the regulating lever 80, and in addition to the servo valve 112 and the servo piston 114, a sleeve and a sleeve-shaped spring stop 122, which together with the servo piston 114 a Pressure fluid chamber 124 forms with variable volume. This is fed fuel under pressure from the fuel inlet channel 24 through a channel 126, via a constant pressure generating valve 128, which maintains a certain servo operating pressure in the channel 130 , and via the calibrated nozzle 132. The fuel leaves the servo device 110 at a pressure which is determined by the position of the hemispherical servo valve 112 and enters the chamber 134 of the housing 22 via a calibrated nozzle 136 which is provided at the end of a tube 138 which is attached to is attached to the sleeve-shaped spring stop 122 and forms a channel 140. The chamber 134 is connected to the inlet side of the pump via a line not shown. A spring 14_2 is provided on the sleeve-shaped spring stop 122 and rests against the displaceable 1, # head piece 144 on which a cage 146 is attached. This surrounds the servo valve 112 and fixes it on the head piece 144. The pressure of the fuel used as servo fluid in the chamber 124 changes at a given constant feed pressure in the channel 130 only as a function of the ratio of the free nozzle cross-sections 132 and 136, the effective Cross section of the latter nozzle depends on the position of the servo valve 112. This is changed directly by the regulating lever 180 and by the throttle cam 88 and the levers 102 and 106. The spring 142 exerts a pressure on the sensor plunger 100 by means of the levers 106 and 102 and keeps it constantly in contact with the cam 88; the same happens with a further sensor plunger 148, which interacts with a cam 150 which determines the mutual dependence of three factors. This cam serves to equalize the compressor inlet pressure and is connected to a pinion 152 and the shaft 94, the cam, the pinion and the shaft being loosely arranged on the shaft 96. The latter rotates in operation as a function of the machine speed, namely by means of a servo drive, not shown, and it is firmly connected to another acceleration cam 154, which determines the mutual dependence of three factors, while the cams 88 and 150 do not participate in their rotary movement.

Innerhalb des Gehäuses 22 ist eine balgartige Druckdose 155 vorgesehen, die über eine Leitung 155' mit der Lufteinlaßseite des Kompressors verbunden ist. Eine ähnliche, aber evakuierte Druckdose 155" ist mit der Dose 155 über das Glied 156 gekoppelt und dient zum Ausgleich von Druckänderungen in der Kammer 134, des Gehäuses 22, die sich sonst auf die Druckdose 155 auswirken würde. Die Dose 155 ist mit einer Zahnstange 157 gekoppelt und betätigt diese, das Ritzel 152 und den Nocken 150 entsprechend dem Kompressoreinlaßdruck. Hierzu dient eine an sich bekannte Servoanordnung 158, die aus einem vom Flüssigkeitsdruck betätigten federbelasteten Kolben 158', der mit der Zahnstange verbunden ist, und aus einem halbkugeligen Servoventil 158" besteht, dessen Lage von der Druckdose 155 über den Hebel 159 eingestellt wird. Dabei wird der wirksame Querschnitt einer Öffnung 159' in bezug auf eine feste Düse 160 verändert, die sich in einer Zweigleitung 160' des Servospeisekanals 130 befindet. Eine Änderung des Kompressoreinlaßdrucks bewirkt eine entsprechende Änderung der Ausdehnung der Druckdose 155; die Servoanordnung 158 bewirkt dann eine Drehung des Nockens 150, die dem herrschenden Kompressoreinlaßdruck entspricht. An der Stirnfläche des Ritzels 152 liegt das gegabelte Ende eines Hebels 162 an, der sich um den Punkt 164 verschwenken kann und beim Ansteigen der Kompressoreinlaßtemperatur im Uhrzeigersinne dreht. Hierzu dient eine mit Flüssigkeit gefüllte temperaturabhängige Druckdose 166, die am einen Ende des Hebels 162 angreift und mittels eines Rohres 170 mit einem Temperaturfühler 168 verbunden ist.A bellows-like pressure cell 155 is provided within the housing 22 and is connected to the air inlet side of the compressor via a line 155 '. A similar but evacuated pressure cell 155 "is coupled to the can 155 via the member 156 and serves to compensate for pressure changes in the chamber 134, of the housing 22, which would otherwise affect the pressure cell 155. The can 155 is with a rack coupled 157 and actuates this, the pinion 152 and the cam 150 corresponding to the compressor inlet pressure. for this purpose is used a per se known servo assembly 158, the spring-loaded from an actuated by the fluid pressure piston 158 'which is connected with the rack, and a hemispherical servo valve 158 " exists, the position of which is set by the pressure cell 155 via the lever 159. The effective cross section of an opening 159 ′ is changed in relation to a fixed nozzle 160 which is located in a branch line 160 ′ of the servo feed channel 130. A change in the compressor inlet pressure causes a corresponding change in the expansion of the pressure cell 155; the servo assembly 158 then causes the cam 150 to rotate in accordance with the prevailing compressor inlet pressure. The forked end of a lever 162 rests on the end face of the pinion 152, which lever can pivot about point 164 and rotates clockwise as the compressor inlet temperature rises. A temperature-dependent pressure cell 166 filled with liquid is used for this purpose, which acts on one end of the lever 162 and is connected to a temperature sensor 168 by means of a tube 170.

Die Welle 96 ist bei 172 abgesetzt, und die Hohlwelle 94 liegt am Schaft des Ritzels 92 bei 174 an. Es dürfte klar sein, daß bei der dargestellten Anordnung von teleskopartig verschiebbaren Wellen und Ritzeln, die die Nocken 88, 150 und 154 tragen, bei einer Drehung des Hebels 162 im Uhrzeigersinne (beispielsweise bei Erhöhung der Kompressoreinlaßt; mperatur) sich eine axiale Verschiebung aller Nocken nach links ergibt, so daß sie stets voneinander die gleichen Abstände beibehalten. Die Nocken 88, 150 und 154 sind so geformt, daß ihre Bewegung jeweils von der Kompressoreinlaßtemperatur als Funktion einer anderen Größe bestimmt ist. Ferner ist jeder Nocken unabhängig von den beiden anderen verdrehbar; d. h., die Welle 96 verdreht den Beschleunigungsnocken 154 gemäß einer bestimmten Funktion in Abhängigkeit von der :Maschinendrehzahl, ohne dabei im geringsten die Stellung der Nocken 88 und 150 zu verändern; der Drosselnocken 88 kann völlig unabhängig nach einer ganz anderen Funktion verdreht werden, die von der Kompressoreinlaßtemperatur abhängt, um den Regler 54 mittels der Hebel 80, 84 und Zahnstange und Ritzel 90, 92 zu verstellen. Schließlich ist auch der Nokken 150 unabhängig von den Nocken 88 und 154 verdrehbar, und zwar auf Grund einer Längenänderung der Druckdose 155, wobei der Nocken 150 so geformt ist, daß sie die Einstellung des Reglers 54 bei Änderungen des Kompressoreinlaßdrucks für eine gegebene Kompressoreinlaßtemperatur kompensiert. Dies wird nachstehend noch näher erläutert.The shaft 96 is stepped at 172, and the hollow shaft 94 rests on Shank of the pinion 92 at 174. It should be clear that in the case of the Arrangement of telescopically displaceable shafts and pinions that the cams 88, 150 and 154, when the lever 162 is rotated clockwise (e.g. when increasing the compressor intake; temperature) there is an axial displacement of all Cam to the left results, so that they always maintain the same distances from each other. The cams 88, 150 and 154 are shaped so that their movement is dependent on the compressor inlet temperature, respectively is determined as a function of another quantity. Furthermore, each cam is independent rotatable by the other two; d. i.e., shaft 96 rotates the accelerator cam 154 according to a certain function depending on the: engine speed, without changing the position of the cams 88 and 150 in the slightest; the throttle cam 88 can be rotated completely independently according to a completely different function, the depends on the compressor inlet temperature to operate the regulator 54 by means of the levers 80, 84 and rack and pinion 90, 92 to adjust. Finally, there is also the cam 150 rotatable independently of the cams 88 and 154 due to a change in length the pressure cell 155, the cam 150 being shaped to facilitate the adjustment of controller 54 upon changes in compressor inlet pressure for a given compressor inlet temperature compensated. This is explained in more detail below.

Ein bei 178 drehbar gelagerter und mit einer Feder 180 belasteter Hebel 176 besitzt einen Fühlstößel 182, der von der Feder ständig gegen die Fläche des Beschleunigungsnockens 154 gedrückt wird. Andererseits ist er mit einem Zapfen 184 versehen, der sich entsprechend der Gestalt des Nockens 154 verstellt, und zwar für einen Zweck, der nachstehend erläutert wird.One rotatably mounted at 178 and loaded with a spring 180 Lever 176 has a feeler plunger 182, which is constantly pressed against the surface by the spring of the accelerator cam 154 is depressed. On the other hand, he's with a tenon 184 provided, which is adjusted according to the shape of the cam 154, namely for a purpose explained below.

Am Führungskolben 28" des Kolbenschiebers 28 ist ein mit Innengewinde versehener Ansatz 186 befestigt, der auf der einen Seite einen Zapfen 188 trägt und in den eine Stange 190 eingeschraubt ist, an deren Ende sich ein flanschähnlicher Körper 192 befindet. Der letztere kann sich zwischen einem Verzögerungsanschlag 194 und dem Zapfen 184 des Beschleunigungssteuerhebels 176 frei bewegen. Eine Welle 196 wird mittels eines nicht dargestellten Servonantriebs in Abhängigkeit vom Kompressorauslaßdruck verstellt, und dieser Servoeinrichtung wird ebenfalls Brennstoff aus dem Kanal 130 zugeführt. Servoeinrichtungen für die Verstellung der Welle 196 in Abhängigkeit vom Kompressorauslaßdruck und zur Verstellung der Welle 96 in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl sind anderweitig bereits vorgeschlagen worden. Ein Kegelrad 198 auf dem Ende der Welle 196 ist im Eingriff mit einem Zahnradsektor 200, der auf einer teleskopartig in der Hülse 30 sitzenden Buchse 202 befestigt ist. Diese besitzt einen Längsschlitz 204, in den der Zapfen 188 eingreift. Letzterer kann sich im Schlitz 204 zusammen mit dem Meßkolbenschieber 28 aufwärts und abwärts bewegen. Sobald sich eine Änderung des Kompressorauslaßdrucks, beispielsweise beim Beschleunigen, beim Verzögern oder bei gleichmäßigem Lauf der Maschine zur Veränderung der Höhe ergibt, verdreht das Zahnrad 198 die Buchse 202, wobei die eine oder die andere Seite des Schlitzes 204 über den Zapfen 188 den Meßkolbenschieber in der Hülse 30 verdreht. Die Meßöffnungen 32' im Meßorgan 32 sind so angeordnet, daß bei zunehmendem Kompressorauslaßdruck und entsprechender Drehung des Kolbenschiebers 28 eine wachsende Anzahl von Meßöffnungen mit dein Kanal 34 in Verbindung kommt. Dabei erhöht sich der den Brennern der Maschine zufließende Treibstoff in seiner Menge entsprechend dem Auslaßdruck, während eine Drehung des Kolbenschiebers 28 in umgekehrter Richtung bei abnehmendem Auslaßdruck die umgekehrte Wirkung hat. Wird ferner der Kolbenschieber 28 abwärts bewegt, um die Maschine auf eine neu gewählte Drehzahl zu beschleunigen, so legt sich das Flanschstück 192 gegen den Zapfen 184 des Beschleunigungshebels 176, und die axiale Stellung des Kolbenschiebers 28 wird eine Funktion der Maschinendrchzahl und der Kompressoreinlaßtemperatur, wie sie durch die Form des Beschleunigungsnockens 154 festgelegt ist, bis die Fliehgewichte 64 genügend Kraft aufbringen, um bei der neu gewählten Drehzahl die Kraft der Feder 56 zu überwinden und den Kolbenschieber 28 zur Schließstellung hin zu bewegen, wobei die Maschine auf die neu gewählte Drehzahl eingesteuert wird.On the guide piston 28 ″ of the piston slide 28 is an internal thread attached attachment 186, which carries a pin 188 on one side and into which a rod 190 is screwed, at the end of which a flange-like Body 192 is located. The latter can stop between a delay 194 and the pin 184 of the acceleration control lever 176 move freely. A wave 196 is by means of a servon drive, not shown, as a function of the compressor outlet pressure adjusted, and this servo is also fuel from the channel 130 fed. Servo devices for adjusting the shaft 196 as a function of the compressor outlet pressure and for adjusting the shaft 96 as a function of the Engine speeds have been suggested elsewhere. A bevel gear 198 on the end of the shaft 196 is in engagement with a gear sector 200 which is on a bush 202 seated telescopically in the sleeve 30 is attached. This owns a longitudinal slot 204 in which the pin 188 engages. The latter can be in Move slot 204 up and down together with the measuring piston slide 28. As soon as there is a change in the compressor outlet pressure, for example when accelerating, when decelerating or when the machine is running smoothly to change the height results, rotates the gear 198 the sleeve 202, the one or the other side of the slot 204 via the pin 188 the measuring piston slide twisted in the sleeve 30. The measuring openings 32 'in the measuring element 32 are arranged in such a way that that with increasing compressor outlet pressure and corresponding rotation of the piston valve 28 an increasing number of measuring openings with the channel 34 comes into contact. The fuel flowing into the machine's burners increases in the process Quantity corresponding to the outlet pressure during one rotation of the spool 28 in the opposite direction with decreasing outlet pressure has the opposite effect. Furthermore, if the piston valve 28 is moved downwards, the machine is set to a newly selected one To accelerate the speed, the flange piece 192 rests against the pin 184 of the accelerator lever 176, and the axial position of the piston valve 28 is a function of engine RPM and compressor inlet temperature as they are is determined by the shape of the accelerator cam 154 until the flyweights 64 Apply enough force to reactivate the force of the spring at the newly selected speed 56 to overcome and to move the piston valve 28 to the closed position, with the machine is controlled to the newly selected speed.

Bei einer Verzögerung der Maschine hingegen legt sich die Stange 190 gegen den Verzögerungsanschlag 194, und der Kolbenschieber 28 nimmt eine bestimmte axiale Stellung ein, wobei die Abnahme des Kompressorauslaßdrucks den Kolbenschieber in die Schließrichtung verdreht.When the machine decelerates, however, the rod 190 lies down against the deceleration stop 194, and the piston valve 28 takes a certain axial position, with the decrease in compressor discharge pressure pushing the piston valve twisted in the closing direction.

Für die Einstellung der Leerlaufdrehzahl ist ein Hebel 206 vorgesehen, der sich um den Punkt 208 drehen kann und bei 210 am Fortsatz einer Leerlaufeinstellschraube 212 anliegt. Durch die Einstellung der Schraube 212 ist die Stellung des Hebels 206 festgelegt, dessen freies Ende als Anschlag für den Hebel 106 und das Servoventil 112 dient. Dabei legt er den größtmöglichen freien Querschnitt der Düse 136 fest, der demnach durch die Einstellung der Schraube 212 bestimmt ist. Sämtliche Teile der Steuereinrichtung 20 sind ungefähr in den Lagen dargestellt, die sie einnehmen, wenn die Maschine 10 leer läuft, wobei eine bestimmte Kompressoreinlaßtemperatur t1 und ein bestimmter Kompressoreinlaßdruck p1 angenommen ist. In diesem Zustand befindet sich der Regulierhebel 80 des Piloten in einer ziemlich weit zurückgezogenen Stellung, und der Steuernocken 88 nimmt eine Stellung ein, bei der die Feder 142 das Servoventil 112 betätigt und der Hebel 106 am freien Ende des Leerlaufhebels 206 anliegt. Hierbei herrscht in der Kammer 124 ein verhältnismäßig niedriger Brennstoffdruck, da das Verhältnis der freien Düsenquerschnitte 136 und 132 verhältnismäßig groß ist. Dieser niedrige Druck wirkt auf den Boden des Servokolbens 114 und wird durch die Kraft der Feder 56 ausgeglichen, die sich über den Federanschlag 57, den Hebel 58 und den Maximalgeschwindigkeitshebel 116 zur Einstellung auf den Servokolben überträgt. Die hierbei vorhandene Dehnung der Feder 56 ergibt eine Kraft, die der von den Fliehgewichten 64 aufgebrachten Kraft entgegenwirkt; dies.- beiden Kräfte befinden sich beim Leerlauf im Gleichgewicht, und hierbei nimmt der Kolbenschieber 28 die dargestellte Stellung ein.A lever 206 is provided for adjusting the idle speed, which can rotate around point 208 and at 210 on the extension of an idle adjustment screw 212 is present. Adjusting the screw 212 adjusts the position of the lever 206 set, the free end of which as a stop for the lever 106 and the servo valve 112 serves. He defines the largest possible free cross-section of the nozzle 136, which is therefore determined by the setting of the screw 212. All parts of the control device 20 are shown approximately in the positions they occupy, when the engine 10 is idling, with a certain compressor inlet temperature t1 and a certain compressor inlet pressure p1 is assumed. In this condition the pilot's control lever 80 is in a rather far retracted position Position, and the control cam 88 assumes a position in which the spring 142 the servo valve 112 is actuated and the lever 106 at the free end of the idling lever 206 is present. There is a relatively low fuel pressure in the chamber 124, since the ratio of the free nozzle cross-sections 136 and 132 is relatively large is. This low pressure acts on the bottom of the servo piston 114 and is through the force of the spring 56 balanced, which is via the spring stop 57, the lever 58 and the maximum speed lever 116 for adjustment on the servo piston transmits. The existing stretching of the spring 56 results in a force that the counteracts force applied by flyweights 64; this.- both forces are in equilibrium when idling, and this is where the piston valve moves 28 the position shown.

Bei Gasturbinen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine feste, urveränderliche Leerlaufdrehzahl einzustellen. Es hat sich ferner als vorteilhaft gezeigt, Vorrichtungen zur Einstellung der Maximaldrehzahl vorzusehen, mit denen die Maximaldrehzahl einer gegebenen Maschine innerhalb der gewünschten Grenzen durch die Brennstoffsteuerung verändert werden kann. Früher hat sich bei einer Veränderung der Maximaldrehzahl zugleich eine unerwünschte Änderung der Leerlaufdrehzahl ergeben. Die Kombination der Leerlaufeinstellmittel 206, 212 der Hebel 116 zur Einstellung der Maximalgeschwindigkeit und einer zweiten Leerlaufeinstellschraube 213 am Federteller 52 vermeidet diesen Nachteil. Wird der Hebel 116 nach links verstellt, so nimmt offensichtlich die Maximaldrehzahl ab, da auch der Abstand zwischen dem Auflagepunkt 120 und dem Drehzapfen 117 kleiner wird. Daraus ergibt sich eine etwas geringere Zusammendrückung der Feder 56 bei der Maximaldrehzahl. Wie auch immer der Hebel 116. mit seiner Schraube eingestellt ist, die Leerlaufdrehzahl ändert sich nicht, denn der Hebel 206 ist stets so eingestellt, daß der Hebel 118 mit seiner Einstellschraube und dem Schwenkzapfen 117 bei der Leerlaufeinstellung der Steuerung axial ausgerichtet ist. Der obere Kragen des Federtellers 52 kann dann nach Wunsch mit der Leerlaufeinstellschraube 213 verstellt werden, um die Leerlaufeinstellung der Feder 56 ohne Beeinflussung der Einstellung des Hebels 116 zu verändern. Mit dieser Anordnung ist es daher möglich, die eingestellte Maximaldrehzahl ohne Beeinflussung der Leerlaufdrehzahl zu verändern, undumgekehrt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist in dem Diagramm (Fig. 3) dargestellt, das die Zusammendrückung der Feder in Abhängigkeit von dem Einstellwinkel des vom Piloten bedienten Regulierhebels zeigt. Wie dargestellt, kann die maximale Federzusammendrückung (oder Maschinendrehzahl) einstellbar verringert werden, indem man den Hebel 116 nach links verstellt, und eine derartige Einstellung hat, wie die Kurven 220, 222 und 224 zeigen, keinerlei Einfluß auf die Einstellung des Leerlaufs.In the case of gas turbines, it has proven to be expedient to set a fixed, unchangeable idling speed. It has also been shown to be advantageous to provide devices for setting the maximum speed, with which the maximum speed of a given machine can be changed within the desired limits by the fuel control. In the past, a change in the maximum speed also resulted in an undesirable change in the idle speed. The combination of the idle setting means 206, 212 of the levers 116 for setting the maximum speed and a second idle setting screw 213 on the spring plate 52 avoids this disadvantage. If the lever 116 is moved to the left, the maximum speed obviously decreases, since the distance between the support point 120 and the pivot 117 also becomes smaller. This results in a somewhat lower compression of the spring 56 at the maximum speed. However the lever 116 is set with its screw, the idle speed does not change because the lever 206 is always set so that the lever 118 with its adjusting screw and the pivot pin 117 is axially aligned when the control is idling. The upper collar of the spring plate 52 can then be adjusted as desired with the idle adjustment screw 213 in order to change the idle setting of the spring 56 without influencing the setting of the lever 116. With this arrangement it is therefore possible to change the set maximum speed without influencing the idling speed, and vice versa. The mode of operation of this arrangement is shown in the diagram (FIG. 3), which shows the compression of the spring as a function of the setting angle of the regulating lever operated by the pilot. As shown, the maximum spring compression (or engine speed) can be adjustably decreased by moving lever 116 to the left, and such an adjustment, as shown by curves 220, 222 and 224, has no effect on the idle setting.

In dem Diagramm Fig. 4 ist die Wirkung von Änderungen der Kompressoreinlaßtemperatur t1 auf die Turbineneinlaßtemperatur bei einer konstanten Maschinendrehzahl von 100 % und bei einer veränderlichen Maximaldrehzahl dargestellt. Um von einer Gasturbine die maximale und konstante Leistung zu erhaltcn, ist es erforderlich, bei der höchsten zulässigen Turbineneinlaßtemperatur zu arbeiten. Wird eine solche Maschine mit konstanter Drehzahl von 100 °/o betrieben, ohne daß auf Veränderungen der Kompressoreinlaßtemperatur Rücksicht genommen wird, so wird die maximal zulässige Turbineneinlaßtemperatur während des größten Teils des Änderungsbereiches der Kompressoreinlaßtemperatur überschritten, wie aus dein senkrechten Abstand zwischen den Kurven 226 und 228 hervorgeht. Soll eine konstante Maximaldrehzahl aufrechterhalten werden, ohne daß die maximal zulässige Turbinentemperatur bei allen vorkommenden Werten t1 überschritten wird, so wird eine Änderung der Turbinentemperatur bei der Änderung von t1 in Rechnung gestellt, wie dies die Kurve 230 zeigt, die für eine konstante Drehzahl von 90 % gilt. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, daß eine zunehmende Menge von verfügbarem Schub verlorengeht, je mehr die Kompressoreinlaßtemperatur wächst, und daß die Maschine nur dann bei der gewünschten maximal zulässigen Turbinentemperatur arbeitet, wenn die Kompressoreinlaßtemperatur auf ungefähr -68° C sinkt. Um diese Nachteile zu vermeiden, hat der Steuernokken 88 eine solche Form erhalten, daß bei der maximaler Leistung entsprechenden Stellung des Drosselhebels 80 die dabei eingestellte Prozentzahl der maximal zulässigen Maschinendrehzahl sich von ungefähr 92 bis 100 % ändert. Hierfür wird der Nocken 88 und mit ihr die Nocken 150 und 154 mittels der temperaturgesteuerten Druckdose 166 und des Hebels 162 nach links verschoben, wenn die Kompressoreinlaßtemperatur von beispielsweise -68 auf -1-93° C steigt. Eine derartige Steuerung der Maschinendrehzahl in Abhängigkeit von der Kompressoreinlaßtemperatur ergibt eine Änderung der Turbineneinlaßtemperatur, die von dem gewünschten Maximum zwischen -68 und -1-16 ° C abweicht, wie dies die Kurve 232 zeigt. Mit anderen Worten: Unter gewissen Betriebsbedingungen der Maschine ergibt eine Kompensation von t, allein eine Überkompensation der Maschinengeschwindigkeit und daher der Turbineneinlaßtemperatur, insbesondere in dem unteren ti-Bereich.In the graph of Fig. 4 is the effect of changes in compressor inlet temperature t1 to the turbine inlet temperature at a constant engine speed of 100 % and shown at a variable maximum speed. To from a gas turbine To obtain the maximum and constant power it is necessary at the highest permissible turbine inlet temperature to work. Will such a machine with constant Speed of 100 ° / o operated without any changes in the compressor inlet temperature If this is taken into account, then the maximum allowable turbine inlet temperature becomes during most of the range of change in compressor inlet temperature exceeded, as from your perpendicular distance between curves 226 and 228 emerges. Should a constant maximum speed be maintained without the maximum permissible turbine temperature exceeded for all occurring values t1 a change in the turbine temperature with the change in t1 is taken into account as shown by curve 230, which for a constant speed of 90% is applicable. From this curve it can be seen that an increasing amount of available Thrust is lost the more the compressor inlet temperature increases and that the engine only works at the desired maximum permissible turbine temperature if the compressor inlet temperature drops to approximately -68 ° C. To these disadvantages too avoid, the control coke 88 has received such a shape that at the maximum Power corresponding position of the throttle lever 80 the thereby set percentage the maximum permissible machine speed is approximately 92 to 100% changes. For this purpose, the cam 88 and with it the cams 150 and 154 are means the temperature-controlled pressure cell 166 and the lever 162 shifted to the left, when the compressor inlet temperature increases from e.g. -68 to -1-93 ° C. Such control of the engine speed as a function of the compressor inlet temperature results in a change in turbine inlet temperature that is from the desired maximum deviates between -68 and -1-16 ° C, as shown by curve 232. In other words: Under certain operating conditions of the machine, a compensation of t results in only an overcompensation of the engine speed and therefore the turbine inlet temperature, especially in the lower ti range.

Es hat sich ferner gezeigt, daß die Änderung der Turbineneinlaßtemperatur nach Kurve 232 sich bei erheblichen Änderungen der Höhe ein wenig verändert. Man hat daher, um die gewünschte Maximaltemperatur der Turbine über den gesamten Bereich der dargestellten Einlaßtemperatur des Kompressors einigermaßen einzuhalten, wie es die Kurve 128 darstellt, den Nocken 150 zu Hilfe genommen. Diese ist an ihrem Umfang derart geformt, daß bei irgendeiner Kompressoreinlaßtemperatur unter -1-16° C die eingestellte Maximaldrehzahl verändert wird. Hierzu wirkt die Druckdose 155 über die Servoeinrichtung 158, die Zahnstange und das Ritze1157, 152 derart auf diesen Nocken, daß sie sich bei Änderungen der Höhe verdreht, wobei der Fühlstöße1148 den Nockenumfang abtastet. Mit einer solchen Anordnung kann erreicht werden, daß der Teil der Kurve 132, der sich zwischen dem markierten Punkt -68'C und dem Punkt -1-16'C befindet, mit der Kurve 228 zusammenfällt. Das gewünschteErgebnis, die maximal zulässige Turbineneinlaßtemperatur bei der maximalen oder der Startleistung aufrechtzuerhalten, unabhängig von Veränderungen der Betriebsbedingungen der Maschine wird daher erzielt, indem man die vom Regler 94 eingestellte Maximaldrehzahl in ganz bestimmter Weise von der Kompressoreinlaßtemperatur und bzw. oder dem Einlaßdruck abhängen läßt.It has also been found that the change in turbine inlet temperature according to curve 232 changes a little with significant changes in height. Man therefore has to achieve the desired maximum turbine temperature over the entire range adhere to the illustrated inlet temperature of the compressor to some extent, such as it represents the curve 128, the cam 150 used as an aid. This is hers Perimeter shaped so that at any compressor inlet temperature below -1-16 ° C the set maximum speed is changed. The pressure cell 155 acts for this purpose via the servo device 158, the rack and the scoring 1157, 152 this cam so that it rotates when the height changes, with the sensor jolt 1148 scans the cam circumference. With such an arrangement it can be achieved that that part of curve 132 which extends between the marked point -68'C and the point -1-16'C, coincides with curve 228. The desired result, the maximum Maintain permissible turbine inlet temperature at maximum or take-off power, regardless of changes in the operating conditions of the machine, it is therefore achieved by changing the maximum speed set by controller 94 in a very specific way can depend on the compressor inlet temperature and / or the inlet pressure.

Offensichtlich können die Nocken 88 und 150 auch so geformt sein, daß sie eine beliebige gewünschte Turbinentemperatur oder einen konstanten Teil der Maximalleistung bei teilweise geschlossener Drossel aufrechterhalten. Für die obige ins einzelne gehende Erläuterung wurde die maximale oder 100 o/o-Leistungsabgabe gewählt, da hierbei die Probleme am deutlichsten zu erkennen sind, denn für diesen Betriebszustand ist es klar, daß die maximal zulässige Turbineneinlaßtemperatur auf keinen Fall überschritten werden darf. Liegt andererseits der Fall vor, daß bei teilweise geschlossener Drossel eine Steuerung auf eine bestimmte Teillast oder eine bestimmte Turbineneinlaßtemperatur nicht erforderlich ist, so braucht der -'L\Tocken 88 nur in zwei anstatt in drei Dimensionen eine vorgeschriebene Umrißform zu besitzen.Obviously, the cams 88 and 150 can also be shaped so that they have any desired turbine temperature or constant part Maintain maximum power with the throttle partially closed. For the The above detailed explanation was the maximum or 100 o / o power output chosen because this is where the problems can be seen most clearly, because for this one Operating condition it is clear that the maximum allowable turbine inlet temperature may not be exceeded under any circumstances. On the other hand, if it is the case that with a partially closed throttle a control to a certain partial load or a certain turbine inlet temperature is not required, the -'L \ Tocken needs 88 to have a prescribed outline shape only in two instead of three dimensions.

Es dürfte klar sein, daß es sich bei den vorstehend erwähnten Zahlenwerten der Temperatur, der Geschwindigkeit usw. lediglich um erläuternde Ausführungsbeispiele handelt, die jeweils nach Wunsch bzw. nach den bei den verschiedenen Maschinen vorliegenden Erfordernissen durch entsprechende Gestaltung der Nocken 88 und 150 abgeändert werden können.It should be clear that the numerical values mentioned above the temperature, the speed, etc. are merely illustrative examples acts, which in each case as desired or according to the present in the various machines Requirements can be modified by appropriate design of the cams 88 and 150 can.

Es dürfte auch einleuchten, daß die auf die Temperatur und den Druck ansprechenden Druckdosen 166 und 155 auch auf Temperaturen oder Drücke ansprechen können, die in einer beliebigen Stufe des Kompressors herrschen, und daß die funktionalen Zusammenhänge zwischen Temperatur und Druck in beispielsweise der fünften Kompressorstufe und der Temperatur und dem Druck im Einlaß des Kompressors durch entsprechende Gestaltung der Nocken 88 und 150 berücksichtigt werden können. Bei Gasturbinen der Mehrwellenbauart kann es erwünscht sein, die Geschwindigkeit von der Hochdruck-Kompressor-Turbinen-Kombination steuern zu lassen, und hierfür schließt man die Druckdosen 155 und 166 an die entsprechenden Punkte des Hochdruck-Kompressors an.It should also be evident that the pressure cells 166 and 155, which are responsive to temperature and pressure, can also respond to temperatures or pressures prevailing in any stage of the compressor and that the functional relationships between temperature and pressure in, for example, the fifth compressor stage and the temperature and the pressure in the inlet of the compressor can be taken into account by appropriate design of the cams 88 and 150. In the case of gas turbines of the multi-shaft design, it may be desirable to have the speed controlled by the high-pressure compressor-turbine combination, and for this purpose the pressure sockets 155 and 166 are connected to the corresponding points on the high pressure compressor.

Wünscht der Flugzeugführer im Betriebe die Maschine vom Leerlauf schnell auf die Maximalgeschwindigkeit zu beschleunigen, so wird der Regulierhebel 80 schnell in seine äußerste Vorauslage geschwenkt. Dabei bewegt sich die Zahnstange 90 abwärts und dreht den Reglereinstellnocken 88 mittels des Ritzels 92 in seine bei der herrschenden Kompressoreinlaßtemperatur mögliche höchste Stellung. Dies bewirkt eine Schwenkung des Hebels 102 entgegen dem Uhrzeigersinne um den Fühlstößel 148 als Drehpunkt und eine Schwenkung des Hebels 106 im Uhrzeigersinne um den Zapfen 108. Dabei wird das Servoventil 112 im Schließsinne betätigt und verengt den Auslaß aus der Düse 136. Da hierbei der freie Querschnitt der Düse 136 erheblich verringert wird, nimmt der Brennstoffdruck in der Kammer 124 merklich zu und betätigt den Servokolben 114, den Hebel 116, den Hebel 58 und den Federanschlag 57. der abwärts bewegt wird und die Feder56 entsprechend der gewünschten Geschwindigkeitseinstellung zusammendrückt. Die Zusammendrückung der Feder 56 hat eine Einwärtsbewegung der Fliehkraftgewichte 64 zur Folge und betätigt den Kolbenschieber 28 im öffnenden Sinne, bis durch den Beschleunigungsnocken 154 und den Hebel 176 eine Begrenzung erfolgt. Dabei wird der durch den Kolbenschieber 32 geleitet und den Brennern der Maschine zugeführte Brennstoffzufluß vergrößert, was die Beschleunigung der Maschine einleitet. Nimmt nun die Maschinengeschwindigkeit zu, so verdreht die Welle 96 den Beschleunigungsnocken 154 entsprechend der jeweils herrschenden Maschinendrehzahl, und die Gestalt dieses Nockens sorgt für eine richtig bemessene Öffnung des Kolbenschiebers 28, so daß der beschleunigende Brennstoffzufluß den Brennern derart zugemessen wird, daß sich die maximale Turbineneinlaßtemperatur und bzw. oder Kompressorbelastung bzw. Belastungsgrenze der Maschine bei einer beliebigen Kompressoreinlaßtemperatur ergeben. Wenn die Maschine beschleunigt wird, wird außerdem die Welle 196 in Abhängigkeit vom Kompressorauslaßdruck gedreht, und sie verstellt den Kolbenschieber 28 im Sinne zunehmender Brennstofflieferung.Should the pilot in operations the machine from idle quickly accelerate to the maximum speed, the control lever 80 is pivoted quickly to its extreme advance position. The rack 90 moves downwards and rotates the regulator setting cam 88 by means of the pinion 92 into its highest position possible at the prevailing compressor inlet temperature. This causes the lever 102 to pivot counterclockwise around the feeler plunger 148 as the pivot point and the lever 106 to pivot clockwise around the pin 108. The servo valve 112 is actuated in the closing direction and narrows the outlet from the nozzle 136 The cross section of the nozzle 136 is significantly reduced, the fuel pressure in the chamber 124 increases noticeably and actuates the servo piston 114, the lever 116, the lever 58 and the spring stop 57, which is moved downwards and compresses the spring 56 according to the desired speed setting. The compression of the spring 56 results in an inward movement of the centrifugal weights 64 and actuates the piston slide 28 in the opening direction until the acceleration cam 154 and the lever 176 limit it. In doing so, the fuel flow fed through the piston valve 32 and supplied to the burners of the machine is increased, which initiates the acceleration of the machine. If the engine speed now increases, the shaft 96 rotates the acceleration cam 154 in accordance with the prevailing engine speed, and the shape of this cam ensures a properly dimensioned opening of the piston valve 28, so that the accelerating fuel flow to the burners is metered in such a way that the maximum Turbine inlet temperature and / or compressor load or load limit of the machine at any compressor inlet temperature. Also, as the engine accelerates, the shaft 196 is rotated in response to the compressor discharge pressure and moves the piston valve 28 to increase the fuel delivery.

Nähert sich die Maschinendrehzahl ihrem Höchstwert, so überwinden die Fliehkraftgewichte 64 den Druck der Feder 56 und verstellen den Kolbenschieber 28 in die Schließrichtung. Dabei wird das Flanschstück 192 vom Zapfen 184 des Beschleunigungshebels hinwegbewegt, und die Maschine wird auf diese Geschwindigkeit eingeregelt. Hat die Maschine bei dieser Maximalgeschwindigkeit eine große Höhe erreicht, so betätigen die auf die Kompressoreinlaßtemperatur und seinen Einlaßdruck ansprechenden Druckdosen 166 und 155 die Einstellnocken 88 und 150 in der Weise, daß das Servoventil 112 den wirksamen Querschnitt der Düse 136 etwas vergrößert. Der Regler 54 stellt daher die notwendige kleinere Maximalgeschwindigkeit ein, so daß die Maximaltemperatur der Turbine bei dieser niedrigen Maximalgeschwindigkeit in der vorstehend erläuterten Weise aufrechterhalten wird.If the machine speed approaches its maximum value, so overcome the centrifugal weights 64 the pressure of the spring 56 and adjust the piston valve 28 in the closing direction. The flange piece 192 is thereby removed from the pin 184 of the accelerator lever moved away, and the machine is regulated to this speed. Has the Machine reaches a great height at this maximum speed, so actuate the pressure cells responsive to the compressor inlet temperature and its inlet pressure 166 and 155 the adjustment cams 88 and 150 in such a way that the servo valve 112 the effective cross section of the nozzle 136 is enlarged somewhat. The controller 54 therefore provides the necessary smaller maximum speed, so that the maximum temperature of the turbine at this low maximum speed in the one discussed above Way is maintained.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung nur eine Ausführungsform der Erfindung erörtert wurde, ist es klar, daß viele Einzelheiten abgeändert werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.Although in the above description only one embodiment of the Invention was discussed, it is clear that many details have been changed without deviating from the inventive concept.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fuel quantity control system for changing operating states and conditions of a gas turbine system working with a compressor with a gas turbine system arranged in the fuel line, depending on the operating conditions (speed of the turbine, temperature of the combustion gases) and operating conditions (temperature and pressure of the combustion air sucked in or conveyed by the compressor) fuel control element adjustable for the purpose of maintaining a certain turbine inlet temperature, characterized by direct coupling. of the centrifugal governor (54) with the fuel regulating element (28, 32, 48), which is moved by the centrifugal weights (64) of a centrifugal governor (54), which is driven in a known manner by the turbine and is provided with governor spring (56) and adjustable governor spring stop (57), when the turbine speed changes , 49) and through the arrangement of pressure and temperature values of the intake or combustion air, which are dependent on the respective operating states and conditions, adjustable intermediate regulator rods (155, 158, 150, 168, 162) between the manually adjustable speed preselection lever (80, 84) and the adjustable regulator spring stop (57). z. Fuel quantity control system according to Claim 1, characterized by actuation of the intermediate regulator adjustment linkage via a liquid servo system using the fuel as the servo fluid, the fuel pressure being constant via constrictions (132, 160) and pressure reducing valves in the lines (112,136,158 ") containing the servo fluid as a function of 3. Fuel quantity control system according to Claim 1, characterized in that means (206, 212) are provided for determining the idle control position of the controller (54) regardless of the set position of the selecting means (80, 84) . 4. Fuel quantity control system according to claims 1 and 3, characterized in that the idling regulating means (206, 212) comprise a member (206) which controls the valve (112) of the servomechanism (110) when the engine is idling 5. Fuel quantity control system according to claim 1, there characterized in that means (116, 117) 'are provided for setting the highest selectable speed control position of the controller (54) without changing its idle speed control position. 6. Fuel quantity control system according to claims 3 to 5, characterized in that the means (116, 117) have a member (116) which comes into engagement with the motor part (118) of the servomechanism (110) and an element (58), which regulates the setting of the regulator (54), the member (116) being arranged on an adjustable pivot pin (117) and always aligned with this and held in relation to the adjusting member by the part (206) when the control is idling. 7. Fuel quantity control system according to claim 1, characterized in that the position of the largest opening of the valve (28), which controls the flow of fuel to the machine during acceleration, is controlled by a cam (154) which controls the position of a stop (184) controls which engages a member (192) operatively connected to the valve, and that this cam is coaxial with the cams (88, 150) of the adjusting devices and that its angular position is a function of the engine speed, while its axial position is a Function of the temperature influencing the regulation. References considered: British Patent Nos. 490 978, 620 052, 695 020; U.S. Patent Nos. 2,668,416, 2,671,860.