DE1926036B2

DE1926036B2 - Brennstoffzumeßventil

Info

Publication number: DE1926036B2
Application number: DE1926036A
Authority: DE
Inventors: Christopher Linley Derby Johnson (Grossbritannien)
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE1926036C3; US3587641A; DE1926036A1; FR2009414A1; GB1223158A

Description

kenngröße axial verschiebbar ist, wobei der Druck- so Durch entsprechende Formgebung der Steueröffabf all am Steuerschieber (1) steuerbar ist. nungen kann jede gewünschte Durchflußcharakteristik

2. Brennstoffzumeßventil nach Anspruch 1, erhalten werden. Dabei ist der Druckabfall an den dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und/oder öffnungen, wie vorstehend erwähnt, steuerbar.

die zweiten Steueröffnungen (7 bzw. 8) des Steuer- Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfin-

schiebers(l) in an sich bekannter Weise dreieckig, 25 dung sind die ersten und/oder die zweiten Steuertrapezförmig oder parabolwandig gestaltet sind. öffnungen des Schiebers, wie an sich bekannt, drei-

3. Brennstoffzumeßventil nach Anspruch 1, eckig, trapezförmig oder parabolwandig gestaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Ab- Hierdurch ergibt sich eine sehr feinfühlige Steuerung stand (0 zwischen den Enden der ersten und zwei- im unleren Durchlaßbereich.

ten Gruppe von Steueröffnungen (7,8) gleich dem 30 Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfinaxialen Abstand zwischen der ersten Steuerkante dung ist die Anordnung derart getroffen, daß der (10) am feststehenden Gehäuseteil (2) und der axiale Abstand / zwischen den Enden der ersten und zweiten Steuerkante (11) am axial verschiebbaren zweiten Gruppe von Steueröffnungen gleich dem Gehäuseteil (3) ist, wenn auf diese k<*ine weitere axialen Abstand zwischen der ersten Steuerkante am Betriebskenngröße einwirkt. 35 feststehenden Gehäuseteil und der zweiten Steuer

kante am axial verschiebbaren Gehäuseteil ist, wenn auf diese keine weitere Betriebskenngröße einwirkt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Die 40 einzige Figur der Zeichnung zeigt ein erfindungs-

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzumeßventil gemäß ausgebildetes Brennstoffzumeßventil.
für ein Gasturbinenstrahltriebwerk, mit einem durch Das Brennstoffzumeßventil, welches Teil der

wenigstens eine Betriebskenngröße axial verschieb- Brennstoffanlage eines Gasturbinenstrahltriebwerks baren zylindrischen Steuerschieber, der eine Gruppe ist, besteht aus einem drehbaren und axial verschiebgleich ausgebildeter und angeordneter Steueröffnungen 45 baren zylindrischen Schieber 1, der in im axialen Abaufweist, und mit einem den Schieber dichtend um- stand voneinander angeordneten Buchsen 2,3 gelagert hüllenden Gehäuseteil, der eine querliegende Steuer- ist, von denen ^ie Buchse 2 fest ist. Die Buchse 3 ist kante aufweist. jedoch drehbar und axial verschiebbar gelagert. Um

Ein solches Brennstoffzumeßventil ist aus der den Schieber 1 bzw. die Buchse 3 axial zu verschie-GB-PS 1 085 279 bekannt. Hierbei wird durch einen 50 ben, sind Antriebe 4, S vorgesehen, die auf zwei ver-Drehzahlfühler der äußere Gehäuseteil axial bewegt, schiedene Betriebskennwerte ansprechen, z.B. auf während der Schieber durch eine von einem Strö- einen Kompressordruck und die Drehzahl,
mungsmitteldruck beaufschlagte Vorrichtung eben- Der Schieber 1 ist mit einer Gruppe von im Winkelfalls axial verschoben wird, so daß die Größe der abstand zueinander angeordneten Steueröffnungen 7 Steueröffnungen von zwei unabhängig voneinander 55 und in axialem Abstand mit einer Gruppe von im arbeitenden Vorrichtungen, beispielsweise von zwei Winkelabstand zueinander angeordneten Steueröff-Betriebskenngrößen, einstellbar ist. Dabei wirken die nungen 8 versehen. Die Zahl der beiden Gruppen beiden Kenngrößen auf die gleiche Gruppe von von öffnungen ist gleich. Jede der öffnungen 7 und 8 Steueröffnungen ein. wodurch eine Steuerung nur in hat die gleiche Gestalt und Größe und eine Breite, relativ engen Grenzen möglich ist. 60 die sich in Achsrichtung ändert. Die Breite der öff-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den nungen 7 ändert sich axial entgegengesetzt zur Breite Steuerbereich eines Brennstoffzumeßventils der ein- der öffnungen 8. Jede der öffnungen 7,8 hat die Gegangs genannten Bauart dadurch zu erweitern, daß stalt eines gleichschenkeligen Dreiecks mit einer die Brennstoffmenge einerseits feinfühliger und ande- Basis b und einer Höhe a.

rerseits schneller bei Bedarf in größeren Grenzen 65 Die öffnungen 7 und 8 werden jeweils durch die

einstellbar wird. anliegenden Endkanten 10 und 11 der Buchsen 2,3

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gesteuert. In der gezeichneten Stellung sperren die

celöst. daß im Steuerschieber im axialen Abstand zur Endkanten 10,11 die öffnungen 7,8 über eine axiale

Länge χ ab Der axiale Abstand Z der Endkanten 10,

11 der Buchsen 2, 3 ist mindestens näherungsweise gleich dem axialen Abstand entsprechender Enden (z. B. der linken Enden) der öffnungen 7,8.

Wenn die Buchse 3 axial verschöbet, wird, dann wird die wirksame Fläche der Öffnungen 8 geändert, ohne daß die wirksame Fläche der öffnungen 7 geändert wird. Wenn dagegen der Schieber 1 axial verschoben wird, dann ändert sich die wirksame Flüche beider öffnungen 7,8.

Der Schieber 1 ist drehbar, um die Gefahr eines Festfressens in Buchsen 2,3 zu vermindern.

Der Schieber 1 ist mit mehreren im Winkelabstand zueinander angeordneten öffnungen 12 ausgestattet. Die Buchse 2 weist eine innere Ringnut 13 auf, die eine Auslaßöffnung 14 und die Öffnungen 12 in jeder Stellung des Schiebers 1 überdeckt. Der Brennstoff kann deshalb über die Öffnungen 7,8 in das Innere des Schiebers 1 und aus diesem über die öffnungen

12 fließen. So bewirken die axialen Stellungen des Schiebers 1 und der Buchse 3 unter der Steuerung der Antriebe 4,5 eine Zumessung des Brennstoffs.

Der Druckabfall am Zumeßventil kann durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtung gesteuert werden.

Bei der in der Zeichnung dargestellten dreieckigen Ausbildung der öffnungen 7.8, die über die Länge α — χ frei liegen, wird die wirksame offene Fläche, durch die der Brennstoff fließen kann:

la

Dabei ist N die Zahl der öffnungen in jeder Gruppe. Wenn die Buchse 3 um einen kleinen Betrag Ax aus der Mittelstellung verschoben wird, dann ändert x5 sich die offene Fläche proportional zu

(a-x) 1-

Ax

d. h. die prozentuale Änderung ist im wesentlichen proportional zu Δ χ.

Genau ausgedrückt ergibt sich:

Fläche = N

_ N ~ 2

1 , 1
— ab

2 2

= Nb(a-x)

(α — Δ χ)² —

a 2 a

a )

2b a

b a

Αχ*

2 a {a — χ)

Der letzte Ausdruck in der eckigen Klammer ist vernachlässigbar, außer wenn die öffnungen 7,8 fast geschlossen sind.

Die Strömung könnte auch umgekehrt verlaufen. Brennstoff könnte auch über die öffnungen 7 und 8 in den Schieber 1 eintreten und ihn durch ein offenes Ende desselben verlassen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Buchsen 2,3 durch Rohrstücke ersetzt werden, die innerhalb des Schiebers 1 gelagert sind.

Die öffnungen 7 können erforderlichenfalls in Gegenrichtung zu den öffnungen 8 trapezförmig verjungt sein, wodurch allerdings der mögliche Einstellbereich verringert wird. Auch ist dann die Strömung nicht gleichmäßig zwischen den Öffnungen 7 und 8 aufgeteilt. Um den Einstellbereich zu vergrößern, können die Öffnungen 8 langer als die öffnungen 7 sein.

In gleicher Weise müssen die Wände der öffnungen 8 eine parabolförmige Gestalt annehmen, wenn die wirksame Fläche der öffnungen 7,8 proportional dem Quadrat der relativen axialen Verschiebung sein soll.

Es ist möglich, die Gesamtdurchtrittsfläche durch die Öffnungen 7, 8 proportional jeder monoton ansteigenden Funktion zu machen.

Die Erfindung gestattet besonders die Zumessung großer Brennstoffmengen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 ersten Gruppe von Steueröffnungen eine zweite strö- Patentansprüche: mungsmäßig parallelgeschaltete Gruppe von Steuer öffnungen angeordnet ist, die mit einer querliegenden

1. Brennstoffzumeßventil für ein Gasturbinen- Steuerkante in einem den Schieber dichtend umstrahltriebwerk, mit einem durch wenigstens eine 5 hüllenden zweiten Gehäuseteil zusammenwirkt, und Betriebskenngröße axial verschiebbaren zylindri- daß dieser Gehäuseteil von einer weiteren Betriebsschen Steuerschieber, der eine Gruppe gleich aus- kenngröße axial verschiebbar ist, wobei der Druckgebildeter und angeordneter Steueröffnungen auf- abfall am Steuerschieber steuerbar ist.

weist, und mit einem den Schieber dichtend Durch die erfindungsgemäße Ventilausbildung wird

umhüllenden Gehäuseteil, der eine querliegende xo es möglich, daß eine der Betriebskenngrößen, die eine Steuerkante aufweist, dadurch gekenn- schnelle Änderung der Brennstoffzufuhr erfordert, zeichnet, daß im Steuerschieber (1) im axialen auf den Steuerschieber einwirkt, so daß gleichsinnig Abstand zur ersten Gruppe von Steueröffnungen beide Gruppen von öffnungen verstellt werden, wäb-(7) eine zweite strömungsmäßig parallelgeschal- rend die andere Betriebskenngröße, dje auf den tete Gruppe von Steueröffnungen (8) angeordnet 15 zweiten Gehäuseteil einwirkt, lediglich eine Gruppe ist, die mit einer querliegenden Steuerkante (11) von Steueröffnungen steuert. Hierdurch können die in einem den Schieber (1) dichtend umhülleriden bei Gasturbinenstrahltriebwerken auftretenden Steuerzweiten Gehäuseteil (3) zusammenwirkt, und daß bzw. Regelprobleme in besonders zweckmäßiger dieser Gehäuseteil (3) von einer weiteren Betriebs- Weise gelöst werden.