Gasturbinenanlage mit Brennstoffzufuhreinrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbinenanlage mit Brennstoffzufuhrein richtung, zur Brennstoffzufuhr zu einer Ver brennungseinrichtung der Anlage, welche Brennstoffzufuhreinrichtung wenigstens eine Haupteinspritzvorrichtung und eine Zusatz- einspritzvorrichtung aufweist, wobei die durch Verbrennen des Zusatzbrennstoffes erzeugte Flamme zur Entzündung des durch die Haupt- einspritzvorrichtung eingespritzten Brennstof fes dient.
Die genannte Verbrennungseinrichtung kann die Hauptverbrennungseinrichtung der Anlage sein, das heisst die Verbrennungsein richtung, die von einem Kompressor der An lage Luft erhält und deren Verbrennungsgase einer Turbineneinrichtung zugeführt werden. Anderseits kann die genannte Verbrennungs einrichtung eine Nachverbrennungseinrich tung sein, die zum Wiedererhitzen der Ab gase einer Turbineneinrichtung dient. Im letz teren Fall können die durch eine solche Nach verbrennungseinrichtung wiedererhitzten Ab gase einer zweiten Turbineneinrichtung zu geführt werden, oder sie können durch eine Strahldüse in die Atmosphäre ausgestossen werden, wobei der durch den Strahl erzeugte Schub durch die in der Nachverbrennungs einrichtung erfolgte Wiedererhitzung der Ab gase erhöht werden kann.
Die Brennstoffzufuhreinrichtung der er findungsgemässen Anlage besitzt dabei Brenn stoffzufuhr-Steuermittel und eine Tempera- turansprechvorrichtung, die auf eine Tempera turerhöhung anspricht, die zufolge Verbren nens von mittels der Zusatzeinspritzvorrich- tung eingespritztem Brennstoff entsteht. Fer ner sind Ventilmittel vorgesehen, die zur Ermöglichung der Brennstoffzufuhr zur Haupteinspritzvorrichtung betätigbar sind und deren Betätigung durch das Ansprechen der Temperaturansprechvorrichtung auf die genannte Temperaturerhöhung beeinflussbar ist.
Ist die Verbrennungseinrichtung die Haupt verbrennungseinrichtung der Anlage, so kann nur dann Brennstoff zur Haupteinspritzvor- richtung gelangen, wenn die Temperatur ansprechvorrichtung einer zufolge Verbren nens von durch die Zusatzeinspritzvorrichtung gefördertem Brennstoff erhöhten Temperatur ausgesetzt wird, und demzufolge nur dann, wenn eine Flamme zur Zündung des Haupt brennstoffes vorhanden ist.
Ist die Verbrennungseinrichtung eine Nach- verbrennungseinrichtung zum Wiedererhitzen der Abgase einer Turbineneinrichtung, dann ist es besonders wichtig, dass aus der Haupt einspritzvorrichtung nur dann Brennstoff zur Nachverbrennungseinrichtung gelangt, wenn ein Entzünden dieses Brennstoffes sicherge stellt ist.
Dies ist durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Anlage gewährleistet, voraus gesetzt natürlich, dass die Nachverbrennungs- einrichtung eist dann in Betrieb gesetzt wird, wenn die entsprechenden Betriebsbedingungen vorliegen, das heisst, wenn die Brennstoff zufuhr zur Hauptverbrennungseinrichtung der Anlage ein Maximum ist.
Schwierigkeiten, die bei der Zündung von einem Hochgesehwin- digkeitsgasstrom zugeführtem Brennstoff, wie solche Gasströme in Naehverbrennungsein- richtungen meistens auftreten, können da durch verhindert werden, dass der Nachver brennungseinrichtung erst dann Brennstoff zugeführt wird, wenn der durch die Zusatz- einspritzvorrichtung geförderte Brennstoff entzündet ist.
Es können Einspritzvorrichtungen irgend einer bekannten Bauart verwendet werden, so zum Beispiel Zerstäuber- oder Vergaserein- spritzvorriehtungen. Der Brennstoff kann da bei sowohl gegen den oder mit dem durch die Brennkammern strömenden Gasstrom einge spritzt werden. In gewissen Fällen können die Zusatz- und die Haupteinspritzvorrichtungen verschiedener Bauart sein.
So kann eine den Brennstoff zerstäubende Zusatzeinspritzvor- richtung in Kombination mit einer den Brenn stoff vergasenden Haupteinspritzvorrichtung verwendet werden, wobei die durch Einsprit zen von Zusatzbrennstoff freiwerdende Wärme ausser zur Zündung des Hauptbrennstoffes noch zur Erwärmung von Vergaserrohren der Haupteinspritzvorrichtung dienen kann.
An Hand der beiliegenden Zeichnung soll der Erfindungsgegenstand beispielsweise nä her erläutert werden. Es zeigen : Fig.1 schematisch eine Flugzeug-Gastur binenanlage, bei welcher Brennstoff im Strahl rohr verbrannt werden kann zwecks Erhö hung des vom Gasstrahl erzeugten Schubes, Fig. 2 eine Gasturbinenanlage, bei welcher die Abgase einer Turbine vor ihrem Eintritt in eine zweite Turbine wiedererhitzt werden, Fig. 3 schematisch eine Steuereinrichtung, Fig. 3A schematiseh eine Variante zu Fig. 3, Fig. 4 schematisch eine Einrichtung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu einer Naehverbrennungseinrichtung, die im Strahl rohr einer Gasturbinenanlage untergebracht ist, Fig. 5 eine Variante zu Fig. 4, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Brennstoffzufuhreinriehtung und Fig.7 noch ein Beispiel einer Brennstoff zufuhreinrichtung.
In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen ver sehen.
Fig.1 zeigt sehematiseh eine als Strahl triebwerk eines Flugzeuges bestimmte Gas turbinenanlage. Sie besitzt einen Kompressor 10, der durch Auslasskanäle 11 komprimierte Luft an mehrere Brennkammern 12 abgeben kann, deren Auslassseiten mit einer Turbine 13 verbunden sind. Der Turbinenrotor dient dem Antrieb des Kompressors, wobei die Brennkammern 12 ringförmig um eine nicht gezeichnete Antriebswelle der Turbine 13 an geordnet sind.
Die Abgase der Turbine 13 strömen in ein Strahlrohr 14, im dessen Auslassende eine Strahldüse 15 mit veränderlichem Querschnitt angebracht ist und welche ein Paar verstell barer Klappen 15a aufweist, die an einem feststehenden Teil 15b der Düse drehbar sind, und zwar unter der Steuerwirkung eines hy draulischen Servomotors 16, mit welchem die Klappen 15a durch Lenker 17 derart ver bunden sind, dass sie in der in Fig. 1 darge stellten Lage den minimalen Düsenquerschnitt begrenzen, wobei beim Zuriiekversehwenken der Klappen 15a der Düsenquerschnitt ver grössert wird.
Bei der gezeichneten Anlage wird bei nor malen Betriebsbedingungen nur der durch die Brennkammern 12 gebildeten Hauptverbren nungseinrichtung Brennstoff zugeführt. Die Brennstoffzufuhr zu den Brennkammern 12 erfolgt einerseits aus einer Zusatzbrennstoff- Sammelleitung 18, die mit mehreren zu Zusatzeinspritzvorriehtungen 20 führenden Zweigleitungen 19 verbunden ist. wobei die Zusatzbrennstoff - Sammelleitung 18 mittels einer Brennstoffleitung 21 gespeist.
wird, und anderseits aus einer Hauptbrennstoff-Sammel- leitung 22, die mit mehreren zii Hauptein- spritzvorrichtungen ?4- führenden Zweiglei tungen 2-3 verbunden ist, wobei die Haupt- brennstoff-Sammelleitung 22 mittels einer Brennstoffleitung 25 gespeist wird. Die Haupt- und Zusatzeinspritzvorriehtungen 24 und 20 können irgendwelcher Bauart sein.
Sie können zum Beispiel Zerstäuber- oder Vergasereinspritzvorrichtungen sein, wobei die Anordnung derart ist, dass der durch die Zusatzeinspritzvorrichtungen 20 in die Brenn kammern 12 eingespritzte Brennstoff entzün det wird, nm eine Flamme zu erzeugen, die zur Entzündung des durch die Hauptein- spritzvorriehtungen 24 in die Brennkammern 12 eingespritzten Brennstoffes dient. Unter normalen Betriebsbedingungen nehmen die Klappen 15a der Düse 15 die in Fig.l dar gestellte Lage ein, das heisst die Lage, welche dem minimalen Düsenquerschnitt entspricht.
Wenn der durch den Abgasstrahl erzeugte Schub erhöht werden soll, so wird auch im Strahlrohr Brennstoff verbrannt. Auch die Brennstoffzufuhr zum Strahlrohr erfolgt über eine Zusatz- und eine Haupteinspritzvorrich- tung, wie sie zum Beispiel in Fig.4 darge stellt ist, wobei die durch Verbrennen von Brennstoff, der von der Zusatzeinspritzvor- richtung eingespritzt wird, erzeugte Flamme zur Entzündung des durch die Hauptein- spritzvorriehtung eingespritzten Brennstoffes dient.
In Fig.1 ist die Hauptbrennstofflei- tung, die zu den Einspritzvorrichtungen im Strahlrohr 14 führt, mit 26 bezeichnet und die Hilfsbrennstoffleitung mit 27. Wenn im Strahlrohr 14 Brennstoff verbrannt wurde, werden die Klappen 15a der Strahldüse 15 in die dem maximalen Düsenquerschnitt ent sprechende Lage zurückgezogen.
Fig. 2 zeigt eine andere Gasturbinenanlage, die einen Axialkompressor 10 besitzt. Ferner ist eine Hauptverbrennungseinrichtung vorge sehen mit ringförmig angeordneten Brenn- kammern 12, die zur Aufnahme komprimier ter Luft mit dem Kompressor 10 verbunden sind, ferner eine erste Turbine 13, die Heiss gase aus den Brennkammern 12 aufnimmt, eine Nachverbrennungseinrichtung mit ring förmig angeordneten Brennkammern 28, die zur Aufnahme der Abgase der Turbine 13 bestimmt sind, eine zweite Turbine 29, die Brenngase aus den Brennkammern 28 auf nimmt, und eine Abgaseinrichtung mit einem Strahlrohr 30. Die Räder 13a und 29a der bei den Turbinen 13 bzw. 29 sind auf einer ge meinsamen Welle 31 angeordnet, die mit dem Rotor 10a des Kompressors 10 verbunden ist.
Demzufolge dienen die Turbinen dem Kom pressorantrieb. Der Hauptverbrennungsein richtung wird analog dem vorangehend be schriebenen Beispiel Brennstoff durch Zusatz- und Haupteinspritzvorrichtungen 20 bzw. 24 zugeführt, und für die Brennkammern 28 der Nachverbrennungseinrichtung ist eine ähn liche Anordnung getroffen. In jedem Fall dient die an den Zusatzeinspritzvorriehtungen 20 entzündete Flamme zum Entzünden des von den Haupteinspritzvorrichtungen 24 ein gespritzten Brennstoffes.
Bei der in Fig.2 dargestellten Gastur binenanlage wird unter normalen Betriebs bedingungen nur den Hauptbrennkammern 12 Brennstoff zugeführt; wenn jedoch eine zusätzliche Leistung von der Anlage verlangt wird, wird auch in den Hilfsbrennkammern 28 Brennstoff verbrannt.
Ein erstes Beispiel einer Breirnstoffzufuhr- einrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Ein richtung besitzt eine Förderpumpe 32, deren Förderseite über eine Speiseleitung 33 mit den Zusatz- und Hauptbrennstoffleitungen 21 und 25 verbunden ist, die ihrerseits zu den Sammelleitungen 18 bzw. 22 führen. In der zur Zusatzbrennstoff-Sammelleitung 18 füh renden Brennstoffleitung 21 ist ein Steuer ventil 34 vorgesehen, wobei in Offenstellung dieses Ventils 34 Brennstoff in die Sammel- leitung 21 gelangen kann.
Die Brennstoff zufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtungen 24 wird durch ein Solenoid betätigtes Ventil 35 gesteuert, das eine Wicklung 35b und einen Ventilkörper 37a besitzt, welch letzterer den Anker eines Solenoids bildet.
Solange das Solenoid nicht erregt ist, nimmt. der Ventil körper 35a eine Lage ein, in welcher kein Brennstoff zu den Haupteinspritzvorrichtun- gen 24 gelangen kann, und wenn das Solenoid erregt ist, wird der Ventilkörper 35a derart zurückgezogen, dass Brennstoff zu den Haupt- einspritzvorrichtungen strömen kann.
An der Wandung einer Brennkammer ist ein Thermoelement 36 derart angebracht, dass es auf eine Temperaturerhöhung anspricht, die infolge des Verbrennens von Brennstoff auftritt, der mittels der entsprechenden Zu- satzeinspritzvorrichtung 20 in die genannte Brennkammer eingespritzt wurde. Es können jedoch an jeder vorhandenen Brennkammer Thermoelemente angebracht sein.
Das oder die Thermoelemente 36 sind direkt mit einem polarisierten Relais 37 verbunden, und wenn sie auf eine Temperaturerhöhung ansprechen, die eine Folge des Verbrennens von Brenn stoff ist, der mittels der Zusatzeinspritzvor- richtungen 20 eingespritzt wurde, bewirkt das Relais 37 das Schliessen eines elektrischen Stromkreises 38, der die Wicklung 35b ent hält.
Wie als Variante in Fig. 3A gezeigt ist, kann das Thermoelement 36 mit einer elek trischen Vorrichtung 39 verbunden sein, in welcher die Ausgangsspannung des Thermo- elementes 36 mit einer Bezugsspannung ver glichen wird, wobei die Anordnung derart ist, dass, wenn die Thermoelementspannung einen vorbestimmten Wert erreicht, die Vorrich tung 39 einen Verstärker betätigt, der über einen Stromkreis 38a die Stromzufuhr zur Spule 35b steuert.
Zur Entzündung des Zu satzbrennstoffes können irgendwelche bekann ten Mittel vorgesehen sein, die beispielsweise eine Hochspannungs-Unterbrecherspule auf weisen, die mit Funkenvorrichtungen verbun den ist, wovon jeder Brennkammer eine zuge ordnet ist und wobei die Zusatzeinspritzvor- richtung Brennstoff durch die Funkenstrecke der genannten Vorrichtung einspritzt.
Der Schalter zum Unterstromsetzen der Unter brecherspule kann mit, dem Ventil 34 verbun den sein, das die Brennstoffzufuhr zur Zu- satzeinspritzvorrichtung 20 steuert, so dass die Unterbrecherspule gleichzeitig mit dem Ein setzen der Brennstoffzufuhr zu den Zusatz- einspritzvorrichtungen 20 unter Strom gesetzt wird.
Wenn im Betrieb Brennstoff zur Zu- satzeinspritzvorrichtung 20 strömt und ent- zündet wird, spricht jedes Thermoelement 36 auf eine Temperaturerhöhung in der entspre chenden Brennkammer an und bewirkt ein Erregen der Solenoidvorrichtung 35, so dass der Ventilkörper 35a zurückgezogen wird und Brennstoff zu den Haupteinspritzvorrichtun- gen 24 gelangt.
Das Entzünden des mittels der Einspritzvorrichtungen 24 eingespritzten Brennstoffes ist sichergestellt, da die Brenn stoffzufuhr zu diesen Einspritzvorrichtungen 24 von dem durch die Zusatzeinspritzvorrich- tungen 20 eingespritzten und entzündeten Zu satzbrennstoff abhängt.
Die Einrichtungen gemäss Fig.3 und 3A eignen sich sowohl zur Steuerung der Brenn stoffzufuhr zu den Hauptbrennkammern 12 als auch zu den Hilfsbrennkammern 28 der in Fig.2 dargestellten Gasturbinenanlage.
Gemäss Fig. 4 ist eine Einrichtung vorge sehen, die zur Steuerung der Brennstoff zufuhr in ein Strahlrohr einer Gasturbinen anlage dient, zum Beispiel in das Strahlrohr 14 der in Fig. 1 gezeigten Anlage. In Fig. 4 ist das Strahlrohr ebenfalls mit 1.4 bezeich net, und die Brennstoffzufuhreinrichtung be sitzt mehrere Haupteinspritzvorrichtungen 40, die mittels der Brennstoffleitung 26 (siehe Fig.1) gespeist. werden.
Die Haupteinspritz- vorrichtungen 40 sind derart angeordnet, dass sie Brennstoff entgegen der Strömungsrich tung des durch das Strahlrohr 14 strömenden Gasstromes in den letzteren einspritzen kön nen; stromaufwärts der Vorrichtungen 40 sind Stauscheiben 41 angeordnet, welche zur Bildung von Stauzonen dienen, in welchen der mittels der Haupteinspritzvorrichtungen 40 in das Strahlrohr 14 eingespritzte Brenn stoff sich innig mit den Abgasen mischen kann.
Ferner kann dem Strahlrohr 14 durch eine Zusatzeinspritzvorricht.ung 42 Brennstoff zugeführt werden, und zwar über eine Lei tung 27 (Fig.1), wobei die Zusatzeinsprit.z- vorrichtung 42 den Brennstoff in Strömungs richtung der durch das Strahlrohr 14 strö menden Abgase in letztere einspritzen kann. Die Zusatzeinspritzvorrichtung trägt ein Stau organ 43 zur Bildung einer Stauzone, in welche der Zusatzbrennstoff eingespritzt wird.
Die Gasgeschwindigkeit in der Stauzone hin ter dem Stauorgan 43 ist kleiner als die Ge schwindigkeit der durch das Strahlrohr 14 strömenden Abgase, so dass das Entzünden des Zusatzbrennstoffes mittels gewöhnlichen Zündvorriehtungen, zum Beispiel einer Fun kenstrecke, erfolgen kann. Wie in dem an Hand der Fig. 3 beschriebenen Beispiel, er folgt die Brennstoffzufuhr zu den Hauptein- spritzvorriehtungen 40 und der Zusatzein- spritzvorrichtung 42 durch eine Förderpumpe 32, mit deren Druekleitung 33 die Haupt brennstoffleitung 26 und die Zusatzbrenn stoffleitung 27 verbunden sind.
Wie in Fig. 3 ist aueh in der Zusatzbrennstoffleitung 27 ein Steuerventil 34 vorgesehen, das beim Öffnen die Stromzufuhr zur Zündvorriehtung ein schaltet, während die Brennstoffzufuhr zur Hauptbrennstoffleitung 26 mittels eines So lenoidventils 35 gesteuert wird.
Ferner ist analog zu Fig. 3 eine Tempera- turanspreehvorrichtung, zum Beispiel ein Thermoelement 36, vorgesehen, das zur Steue rung des Öffnens und Schliessens des Soleno idventils 35 dient, und zwar über ein polarisier tes Relais 37.
In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist die Temperaturansprechvorriehtung 36 an einem Stauorgan 43 angeordnet, so dass sie in eine Stauzone hinter dem genannten Organ hinein ragt. Demzufolge kann die Temperaturan sprechvorrichtung 36 auf eine Temperatur erhöhung ansprechen, die eine Folge des Ver brennens von Brennstoff ist, der durch die Zusatzeinspritzvorriebtung 42 eingespritzt wird. Wenn in der Folge die genannte Vor richtung 36 auf eine solche Temperaturerhö hung anspricht, wird das polarisierte Relais 37 betätigt, das den durch die Spule 35b des Solenoidventils 35 führenden Stromkreis schliesst, wobei der Ventilkörper 35a zu rückgezogen und die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtungen 40 ausgelöst wird.
Der durch die Haupteinspritzvorrich- tungen 40 eingespritzte Brennstoff mischt sich innig mit den Abgasen und wird in die am Stauorgan 43 vorbeiströmenden Abgase wei tergetragen, wobei ein Teil des Hauptbrenn- stoffes in die Stauzone hinter dem Stau organ 43 gelangt und dort durch die Flamme der Zusatzeinspritzvorrichtung 42 entzündet wird. Die Verbrennung des Hauptbrennstof fes greift dann auf den restlichen, in die Abgase eingespritzten Brennstoff über, wobei die Verbrennung beendet ist, bevor die Ab gase die Strahldüse 15 erreichen.
An Stelle der beschriebenen Anordnung, bei welcher ein Thermoelement 36 über ein polarisiertes Relais 37 ein Solenoidventil 35 steuert, kann auch eine Anordnung gemäss Fig.3A vorgesehen sein.
Es ist ferner ersichtlich, dass entsprechend der Einrichtung gemäss Fig. 3 die Brennstoff zufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtungen 40 nicht erfolgen kann, wenn die Entzündung des Brennstoffes nicht siehergestellt ist.
Beim Betrieb von Gasturbinenanlagen, bei welchen im Strahlrohr Brennstoff verbrannt. wird, ist, es üblich, beim Verbrennen von Brennstoff im Strahlrohr den Querschnitt. der Strahldüse gegenüber jenem Querschnitt, bei welchem keine solche Nachverbrennung er folgt, zu vergrössern, und um übermässige Temperaturen in der Turbine zu verhindern, ist es vorteilhaft, sicherzustellen, da.ss der Düsenquersehnitt vergrössert wird, wenn die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvor- riehtun-en 40 eingeleitet wird.
Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die Vergrösserung des Qitersehnittes der Düse 15 auch durch die Temperaturanspreebv orrichtung gesteuert wird, welche Vorrichtung auf eine Tempera turerhöhung zufolge Verbrennens des durch die Zusatzeinspritzvorrichtung 42 eingespritz ten Brennstoffes anspricht.
Beim Beispiel gemäss Fig. 4 wird der Quer schnitt der Düse 15 mittels einstellbarer Klap pen 15 verändert, wie an Hand von Fig. 1 be schrieben wurde, und die Zufuhr von Druck flüssigkeit zum Servomotor 16 wird durch ein Solenoid 45 gesteuert, das gleichzeitig mit der Spule 35b des Solenoidventils 35 erregt wer den kann.
Das Solenoid 45 ist im Stromkreis 38 parallel mit, der Spule 35b des Solenoid- ventils 3.5 geschaltet, so dass dem Solenoid 45 Strom zugeführt wird, wenn das polarisierte Relais 37 durch die Temperaturansprechvor richtung 36 betätigt wird. Der Anker 45a des Solenoids 45 betätigt einen Steuerschieber 46, der die Strömung von Druckflüssigkeit aus einer Pumpe 47 zum Servomotor 16 steuert, wobei die Pumpe 47 über eine Leitung 48 mit dem Zylinderraum des Steuerschiebers 46 ver bunden ist, welcher Zylinderraum seinerseits über die Leitungen 49 und 50 an die beiden Enden des Zylinders des Servomotors 16 an geschlossen ist.
Der rin letzteren angeordnete Servomotorkolben 16a bewirkt das Verschwen- ken der Klappen 15a. Rücklaufleitungen 51 sind mit der Einlassseite der Pumpe 47 ver bunden, uni das Zurückströmen von Druck flüssigkeit aus dem Servomotor 16 in die Pumpe 47 zu ermöglichen. Ein Entlastungs ventil 52 ist zwischen der Leitung 48 und den Leitungen 51 angeordnet.
Wenn das Solenoid 45 nicht erregt, ist, wird der Steuerschieber 46 mittels einer Fe der 53 in einer Lage gehalten, in welcher die Leitung 49 mit der Druckleitung 48 verbun den ist, so dass der Kolben 16a sich gemäss Fig.4 in seiner rechten Hubendlage befin det; die Klappen 15a befinden sich demzu folge in der mit voll ausgezogenen Linien ge zeigten Lage, die dem minimalen Querschnitt der Düse 15 entspricht. Wird das Solenoid 45 gleichzeitig mit der Solenoidvorrichtung 35 erregt, wird der Steuerschieber 46 gemäss Fig. 4 nach rechts bewegt und die Leitung 50 wird mit der Druckleitung 48 verbunden. Demzufolge verschiebt sich der Kolben 16a nach links, wodurch die Klappen 15a nach rückwärts verschwenkt werden, was eine Ver grösserung des Querschnittes der Strahldüse 15 zur Folge hat.
Fig. 5 zeigt ein ähnliches Beispiel wie das in Fig. 4 dargestellte. Bei dieser Einrichtung sind die Haupteinspritzvorrichtungen 40 je doch so angeordnet, dass sie den Brennstoff in Strömungsrichtung des Gasstromes in letz teren einspritzen können, wobei ferner eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, bei welcher die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritz- vorrichtungen 40 erst erfolgt, wenn die Düse 15 einen zur Verbrennung von Brennstoff im Strahlrohr 14 geeigneten Querselinitt be sitzt. Eine Anzahl Stauscheiben 41 sind im Bereich der Einspritzvorrichtungen 40 rin Strahlrohr angeordnet, zwecks Bildeiig einer Stauzone, in welelse mittels der genannten Einspritzvorrichtungen 40 Brennstoff einge spritzt werden kann, der sieh innig mit den Abgasen mischt.
Wenn die Temperaturansprechvorrichtung auf eine Temperaturerhöhung anspricht, die eine Folge des Verbrennens von mittels der Zusatzeinspritzvorrichtung 42 in das Strahl rohr 14 eingespritzten Brennstoffes ist, wird das polarisierte Relais 37, wie vorangehend be schrieben, betätigt, das einerseits einen Strom kreis 38c schliesst, in welchem das Solenoid 45 enthalten ist, welches die Zufuhr von Druckflüssigkeit zum Servomotor 16 steuert. Beim Erregen des Solenoids 45 verschiebt sieh der Kolben 16a des Servomotors 16 gemäss Fig. 5 nach links, wobei gleichzeitig ein Fin ger 55, der mit dem Kolben 16a verbunden ist, zwei Kontakte 56 schliesst, die in einem Stromkreis enthalten sind, an welchen die Spule 35b des Solenoidventils 35 angeschlos sen ist.
Zufolge dieser Anordnung kann der Ventilkörper 35a des Solenoidv entils 35 nicht zurückgezogen werden, zwecks Einleitung der Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvor- richtungen 40, bis der Kolben 16a im Zylin der des Servomotors 16 iiaeh links versehobeii ist, zwecks Zurückv erschwenl,:eiis der Klappeis 15a und demzufolge einer Vergrösserung des Querschnittes der Düse 15.
Bei der beschrie benen Einrichtung ist. demnach nicht. nur die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvor- richtungen 40 unterbunden, bis die Zündung dieses Brennstoffes durch eine an der Zusatz- einspritzvorrichtung 42 vorhandene Flamme sichergestellt ist, sondern die Brennstoff zufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtungen 40 ist auch verhindert, bis die Düse 15 einen Querschnitt aufweist, der für das Verbrennen von Brennstoff im Strahlrohr 14 geeignet. ist.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel kann die Temperaturanspreclivorrichtung, die auf eine Temperaturerhöhung anspricht, die eine Folge des Verbrennens von Brennstoff ist, der mittels der Zusatzeinspritzvorrich- tung eingespritzt wird, derart angeordnet sein, dass sie das Verschwenken der Klappen 15a der Strahldüse 15 bewirkt, während die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvor- richtungen 40 vom Ansprechen auf eine Tem peratursenkung im Strahlrohr abhängen kann, welche Temperatursenkung eine Folge der Querschnittsvergrösserung der Düse 15 ist.
So kann zum Beispiel die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtungen 40 derart gesteuert werden, dass die Temperatur der Abgase unmittelbar nach der Turbine und stromaufwärts der Haupteinspritzvorrichtun- gen 40 auf einem vorbestimmten Wert ge halten wird.
In Fig. 6 ist ein solches Ausführungsbei spiel dargestellt. Es ist ein Stahlrohr 14 vor gesehen mit einer Strahldüse 15 mit veränder barem Querschnitt sowie Haupteinspritzvor- richtungen 40 und eine Zusatzeinspritzvor- richtung 42, um Brennstoff in das Strahlrohr einzuspritzen, zwecks Erhitzung der durch das Strahlrohr strömenden Abgase, wobei die Anordnung dieser Teile derjenigen gemäss Fig.4 entspricht. Ebenso wird, wie gemäss Fig. 4, Brennstoff mittels einer Pumpe 32 über Zweigleitungen 26 und 27 den Einspritz- vorrichtungen 40 bzw. 42 zugeführt.
In der Förderleitung 33 der Pumpe 32 ist ferner ein Steuerventil 134 angeordnet, wobei durch Öffnen des Ventils 134 Brennstoff zur Zusatz- einspritzv orrichtung 42 gelangt; die Brenn stoffzufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtun- gen 40 steht unter der Kontrolle eines Dros selventils 135, das in geschlossener Stellung die Zufuhr unterbindet. Ebenfalls wie in Fig. 4 gezeigt, besitzt die Strahldüse 15 ver- sehwenkbare Klappen 15a, die von einem Servomotor 16 betätigbar sind, welchem Druckflüssigkeit aus einer Pumpe 17 zuge führt wird, und zwar unter der Steuerwir kung eines Steuerschiebers 46, der durch ein Solenoidventil 45 betätigbar ist.
Der Anker 45a des letzteren ist mit einer Verlängerung des Steuerschiebers 46 verbunden. Analog dem Beispiel gemäss Fig. 4 ist eine Temperaturansprechvorrichtung 36, zum Bei spiel ein Thermoelement, vorgesehen, welche Vorrichtung auf eine Temperaturerhöhung in folge Verbrennen von durch die Zusatzein- spritzvorrichtung 42 geförderten Brennstof fes anspricht, wobei die Temperaturansprech- vorrichtung 36 ein polarisiertes Relais 37 betätigt.
Wie an Hand der Fig. 5 beschrieben, dient das polarisierte Relais 37 zur Steuerung der Stromzufuhr über einen Stromkreis 38a. zum Solenoidventil 45, wobei die Anordnung der art ist, dass, wenn die Vorrichtung 36 auf eine Temperaturerhöhung anspricht, die eine Folge des Verbrennens von durch die Zusat.z- einspritzvorrichtung 42 eingespritztem Brenn stoff ist, das Relais 37 erregt wird und den Stromdurchgang zur Spule des Solenoidven- tils 45 gestattet, wodurch der Steuerschieber 46 gemäss Fig. 6 nach rechts verschoben wird und so die Zufuhr von Druckflüssigkeit zum Servomotor 16 gestattet,
was ein Verschwen- ken der Klappen 15a zwecks Vergrösserung des Querschnittes der Strahldüse<B>15</B> zur Folge hat.
Im Beispiel gemäss Fig.6 ist die Brenn stoffzufuhr zu den Haupteinspritzvorrichtun- gen 40 über die Leitung 26 durch ein Drossel ventil 135 gesteuert, das mittels eines Elektro motors 60 mit umkehrbarer Drehrichtung ein stellbar ist. Die Stromzufuhr zum genannten Motor 60 erfolgt, wie nachstehend beschrie ben: Eine Temperaturansprechvorrichtung, die in Fig. 6 als Widerstandsthermometer 61 dargestellt ist, ist stromaufwärts der Haupt- einspritzvorrichtungen 40 im Strahlrohr 14 angeordnet.
Das Widerstandsthermometer 61 ist in einen Brückenstromkreis 62 eingeschal tet und bildet einen Arm des letzteren. Die Ausgangsspannung des Brückenstromkreise 62 ist, über Leiter 63 einem Paar von polari sierten Relais 64, 65 zugeführt., die parallel zueinander angeschlossen und derart ange ordnet sind, dass, wenn der Brückenstromkreis in der einen Richtung nicht im Gleichgewicht ist, das Relais 64 betätigt wird, und wenn der Brückenstromkreis in der entgegengesetz- ten Richtung nicht. im Gleichgewicht ist, das Relais 65 betätigt wird.
Der Brückenstrom kreis 62 ist derart eingestellt, dass, wenn die Temperatur der Abgase, auf welche das Wi derstandsthermometer 61 anspricht, einen vor bestimmten Wert annimmt, der gleich dem zulässigen Maximalwert ist, sich der Brücken stromkreis 62 im Gleichgewicht befindet und somit keine Spannung abgibt. Wenn die Tem peratur, auf welche das Widerstandsthermo meter 61 anspricht, unter den vorbestimm ten Wert sinkt, was zum Beispiel eintritt, wenn die Klappen 15a derart versehwenkt werden, dass der Querschnitt der Düse 15 ver grössert wird; wird das Relais 64 erregt und schliesst den Stromkreis 66a, um dem Elek tromotor 60 derart Strom zuzuführen, dass er sieh in einer Richtung dreht, in welcher die Drossel 135 geöffnet wird.
Daraus geht hervor, dass die Temperatur- ansprechvorriehtung 61 dahin wirkt, im Strahlrohr 14 stromaufwärts der Hauptein- spritzvorriehtungen 40 eine konstante, das heisst die maximal zulässige Temperatur auf- reehtzuerhalten. Wenn beim Betrieb nach Erreichen der maximalen Brennstoffzufuhr zur Hauptverbrennungseinrichtung der An lage das Steuerventil 134 geöffnet wird, strömt zuerst Brennstoff zur Zusatzeinspritz- vorrichtung 42.
Sobald der eingespritzte Brennstoff entzündet ist, betätigt die Tem- peraturansprechvorriehtung 36 das Relais 37, so dass das Solenoidventil 45 erregt wird und Drückflüssigkeit in den Servomotor 16 ge langt, wodurch die Klappen 15n zwecks Ver grösserung des Querschnittes der Düse 15 ver- schwenkt werden.
Das Verschwenken der Klappen 15a, be wirkt ein Absinken der Temperatur im Strahl rohr 14 im Bereich der Temperaturansprech vorrichtung 61, so dass der Brückenstromkreis 62 aus dem Gleichgewicht kommt und das Relais 64 erregt wird. Ein Erregen des Re lais 64 bewirkt das Fliessen eines Stromes durch den Stromkreis 66a zum Motor 60; das Drosselventil 135 öffnet sieh und gestattet die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritz- vorrichtungen 40.
Der in das Strahlrohr durch die Haupteinspritzvorrichtungen 40 einge spritzte Brennstoff mischt sieh innig mit den Abgasen und wird stromabwärts getragen, wo er durch die an der Zusatzeinspritzvorrich- tung 42 brennende Flamme entzündet wird. Das Drosselventil 135 öffnet sich weiter, bis die Temperatur, auf welche die Vorrichtung 61 anspricht, den vorbestimmten Wert wieder annimmt.
Wenn der durch die Haupteinspritz- vorriehtungen 40 eingespritzte Brennstoff ein mal entzündet ist, wirkt die Temperatur- ansprechvorriehtung 61 dahin, den vorbe stimmten Wert der Temperatur der Abgase im Strahlrohr 14 im Bereich der Temperatur- anspreehvorriehtung 61 aufrechtzuerhalten. und zwar durch entsprechende Einstellung des Drosselventils 135 mittels des Brücken stromkreises 62, der Relais 64, 65 und des Motors 60.
Es ist zu bemerken, dass bei der in Fig.6 dargestellten Brennstoffzufuhrein- riehtung, unter der Voraussetzung, dass die für . den Betrieb der Naehverbrennungsein- riehtung erforderlichen Bedingungen, das heisst maximale Brennstoffzufuhr zur Haupt- verbrennungseinriehtung der Anlage erfüllt sind, weder eine Vergrösserung des Quer schnittes der Stralrldiise 7.5. noch die Brenn stoffzufuhr zu den 11.aupteinspritzvorriehtun- gen 40 erfolgen kann,
bis die Verbrennung des Zusatzbrennstoffes eingeleitet. ist, so dass die Einrichtung insofern vorteilhaft ist, als lein Schubverlust durch Vergrössern des Düsenquerschnittes eintreten kann, wenn aus irgendeinem Grund die Zündung des Zusatz brennstoffes versagen. sollte. Ferner kann, da die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritz- vorriehtungen im gleichen Verhältnis wie der Düsenquerschnitt zunimmt, die Vergrösserung des Düsenquerschnittes keinen Schubverlust zur Folge haben.
Fig.7 zeigt eine Einrichtung, die sich dann eignet, wenn ein Flugzeug zwei oder mehr Triebwerke besitzt. Bei Verwendung mehrerer Triebwerke ist. es nicht erwünscht, besonders wenn die Triebwerke ausserhalb des Rumpfes des Flugzeuges angebracht. sind, den Schub eines einzelnen Triebwerkes zu erhö hen, zum Beispiel durch Erhitzen der Abgase im Strahlrohr, ohne gleichzeitig den Schub eines andern Triebwerkes, zum Beispiel eines auf der gegenüberliegenden Rumpfseite lie genden Triebwerkes, zu erhöhen.
Die Einrich tung gemäss Fig. 7 ist derart ausgebildet, dass sie die Brennstoffzufuhr zu den Hauptein- spritzvorrichtungen 40 verhindert, auch wenn der durch die zugehörige Zusatzeinspritzvor- richtung 42 geförderte Brennstoff entzündet ist, wenn nicht gleichzeitig der Brennstoff, der durch eine Zusatzeinspritzvorrichtung eines andern Triebwerkes eingespritzt wird, brennt.
Die Anordnung ist dabei derart, dass beide den Zusatzeinspritzvorrichtungen der beiden Triebwerke zugeordneten Temperatur ansprechvorrichtungen auf eine Temperatur erhöhung ansprechen müssen, die eine Folge des Verbrennens von Brennstoff ist, der durch die entsprechende Zusatzeinspritzvorriehtung eingespritzt wird, bevor ein Stromkreis 38b, der die Spulen 35b enthält, geschlossen wird zwecks Erregung dieser Spulen und um die Brennstoffzufuhr zu den Haupteinspritzvor- richtungen 40 der beiden Triebwerke zu ge statten.
Beim gezeichneten Beispiel ist jeder Temperaturansprechvorrichtung 36 ein polari siertes Relais 37 zugeordnet, und der Strom kreis 38b enthält die Relaiskontakte der beiden Relais 37, die in Serie geschaltet sind, so dass, wenn nicht beide Relais 37 betätigt wer den, durch die entsprechenden Temperatur ansprechvorrichtungen 36 der Stromkreis 38b nicht geschlossen werden kann. Eine ähnliche Anordnung kann getroffen werden, um das gleichzeitige Verschwenken der Klappen 15a verschiedener Düsen 15 mit variablem Quer schnitt zu gewährleisten. Um Bodenversuche durchführen zu können und für Notfälle kön nen Mittel vorgesehen sein, um die Nachver brennung in jedem einzelnen Triebwerk un abhängig von den andern durchführen zu kön nen.
Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Brennstoffzufuhr zu den Hauptein- spritzvorrichtungen bei normalen Betriebs bedingungen gleichzeitig in allen Triebwerken erfolgt, während die genannten Mittel gestat ten, die Auswahl der einzelnen Triebwerke je nach den vorliegenden Umständen zu treffen.