Brennstoffzufuhr-, und Steuereinrichtung einer Gasturbinenanlage. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Brennstoffzufuhr- und Steuerein richtung einer Gasturbinenanlage. Die Erfin dung bezieht sich auf solche Gasturbinen anlagen, die neben einer Hauptv erbrennungs- einrichtung eine oder mehrere Zusatzver- brennungseinrichtungen aufweisen,
in wel chen aus der Hauptverbrennungseinrichtung kommende Gase nach dem Passieren einer Turbine wieder erhitzt werden. Im folgenden wird eine solche zusätzliche Verbrennungs einrichtung Nachverbrennungseinrichtung genannt.
Die Erfindung bezweckt vor allem Mittel vorzusehen zur Steuerung der Brennstoff zufuhr zu einer Nachverbrennungseinrichtung der Gasturbinenanlage, und zwar derart, dah das Verhältnis des Absolutdruckes auf der st.romaufwärtsliegenden Turbinenseite zum Ab- solutdruek auf der stromabwärtsliegenden Turbinenseite auf einem vorbestimmten Wert annähernd konstant gehalten wird.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Brennstoffzufuhr- und Steuereinrichtung einer Gasturbinenanlage, welch letztere einen K@rmpressrjr, eine Ilauptverbrennung.ein- richtung, eine Turbine, eine Nachverbren- nungseinrichtung und eine Schubdüse auf weist, welche Aggregate in Serie angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine Brennstoff pumpe zur Förderung von Brennstoff zur Naehverbrennungseinrichtung, eine Luft turbine zum Antrieb der Brennstoffpumpe, eine Druckluftquelle,
ein Steuerventil zur Steuerung der Luftzufuhr von der Druck luftquelle zur Luftturbine zwecks Beeinflus sung der Drehzahl der Luftturbine, sowie eine auf Druck ansprechende Vorrichtung, die auf einen vorbestimmten Wert des Ver hältnisses zwischen einem Druck an einer Stelle der Anlage zwischen dem Kompressor- -tuslass und dem Turbineneinlass und einem Druck an einer Stelle der Anlage zwischen der Turbine und der Schubdüse anspricht, zur Betätigung des genannten Luftzufuhr- Steuerventils.
Das Luftzufuhr-Steuerventil ist zweckmä ssig derart ausgebildet, do-rss es durch eine mittels Druckfluidum betätigbare Servovor- richtung betätigbar ist, wobei die auf. Druck ansprechende Vorrichtung zur Steuerung eines Servoflurdumdr-uckes in der Servovor- richtung bestimmt ist.
Die Servovorrichtung besitzt zweckmässig einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben, wobei die Zylinder enden durch eine verengte Leitung mitein ander verbunden sein können. An das eine Ende des Zvlinders kann eine Druckfluidum Zufuhrleitung angeschlossen sein, während das andere Ende des Zylinders mit einem Auslassventil zur Steuerung eines Fluidum ausflusses aus dein Zylinder in Verbindung stehen kann.
Das Auslassventil ist zweek- mässig durch die auf Druck ansprechende Vorrichtung betätigbar, zwecks Steuerung des am Kolben auftretenden Druckabfalles.
Ein besonders günstiges Anwendungs gebiet der vorliegenden Erfindung sind Gas turbinenanlagen, die als Strahltriebwerke für Flugzeuge bestimmt sind, in welchen Aula-. gen das Arbeitsfluidum nacheinander eine Hauptverbrennungseinrichtung, in welcher das Arbeitsfluidum erhitzt wird, eine Tur bine und eine Naehverbrennungseinrichtung, in welcher das Arbeitsfluidum, bevor es mit grosser Geschwindigkeit durch eine Schub düäe zur Erzeugung des Antriebsschubes aus gestossen wird, noch einmal erhitzt wird, durchströmt, und deren Schubdüse veHnder- baren Auslassquerschnitt aufweist,
um diesen Querschnitt vergrössern zu können, wenn die Naehverbrennungseinrichtung wirksam ist. Wenn eine Anlage der genannten Art mit maximaler Drehzahl und mit gedrosselter Schubdüse arbeitet, ist das Verhältnis des Absolutdruekes unmittelbar stromaufwärts der Turbine zum Absolutdruck unmittelbar stromabwärts der Turbine annähernd kon stant und unabhängig von der Höhe, in wel eher die Anlage arbeitet.
Bei Verwendung einer Brennstoffzufuhr- und Steuereinrich tung gemäss vorliegender Erfindung in einer Gasturbinenanlage der genannten Art wird beispielsweise die Brennstoffzufuhr zur Nach verbrennungseinrichtung so gesteuert, dass das Verhältnis der Absolutdrüeke unmittel bar vor und nach der Turbine annähernd konstant gehalten wird, wenn die Naehver- brennungseinrichtung wirksam ist.
Der beim Betrieb der Nachverbrennungseinrichtung aufrechtzuerhaltende Wert des genannten Druckverhältnisses ist zweckmässig jener, der auftritt, wenn die Anlage bei ausser Betrieb jesetzter Nachverbrennungsanlage mit maxi maler Drehzahl arbeitet. Dies ist deshalb möglich, weil ein Öffnen der Schubdüse ein Senken des Druckes unmittelbar strom abwärts der Turbine zur Folge hat, wäh rend ein Verbrennen @: an Brennstoff in der Naehverbrennungseinrichtung ein Erhöhen dieses Druckes zur Folge hat.
Der aufrecht zuerhaltende Wert des genannten Verhält nisses kann jedoch in gewissen Fällen auch von dem bei ausser Betrieb gesetzter Nach- verbrennungseinrielit.ung vorhandenen Wert verschieden sein.
Die Brennstoffzufulii-einriehtun- gemäss der Erfindung- kann ferner auf Temperatur ansprechende Steuermittel zur Veränderung der Brennstoffzufuhr zur Naelicerbrennungs- einrichtun g, aufweisen. In diesem Fall kön- Den diese Steuermittel. z. B. dazu bestimmt sein, zu verhindern, dass in der Turbine eine Torbestimmte Temperatur überschritten wird.
Bei einem andern Ausführungsbeispiel erfolgt die Steuerung der Bennstoffzufuhr zur Nachverbremiun gseinriehtung durch eine Grundeinstellung des Luftzttfuhr-Steuerven- tils mittels der auf Druck ansprechenden Vorrichtung, um so einen vorbestimmten Wert des genannten 1)i@uekv erliiiltnisses auf rechtzuerhalten.
Die auf Temperatur an sprechenden Steuermittel sind in diesem Fall düzu bestimmt, eine Verstellung des genann ten Luftzu tuhr-Steuerventils zti bewirken, um in der Turbine eine vorbesti:ninte Tem- 1_,erat.ur aufrechtzuerhalten, und zwar nicht nur durch Herabsetzung der Brennstoffströ mung, sondern auch durch entsprechende Er höhung derselben. um den vorbestimmten Temperaturwert aufrechtzuerhalten.
Bei diesem Beispiel wirkt die auf Temperatur an sprechende Vorrichtung als Einstellvorrich tung auf die Grundsteuerung, welche zur Aufrechterhaltung eines annähernd konstan ten Wertes des Druelzverhältnisses bestimmt ist.
Der Erfindungsgegenstand ist in der bei liegenden Zeichnuno, beispielsweise dar gestellt; es zeigt: Fig. 1 eine C,asturbinenanlage mit ihrer Brennstoffzufuhr- und Steuereinrichtung, Fig. 2 in grösserem Massstab einen Teil der Brennstoffzufuhreinriehtung mit ihren Steuermitteln, und Fig. 3 eine Variante zur Fig. 2.
In Fi-. 1 ist eine Gasturbinenanlage übli eher Bauart dargestellt, die als gtraliltrieb- werk eines F'iugzeures ver=wendbar ist. Die gezeichnete Gasturbinenanlaae besitzt einen Kompressor 10 mit eirein Rotor 70a. und einem Stator 10b.
Der Kompressor fördert im Betrieb Druckluft in eine Förderleitung<B>1.1.</B> Ferner besitzt die Anlage eine Hauptver- brennungseini#ichtung 12, welche an die För- derleitung 11 angeschlossen ist und zur Ver brennung von Brennstoff in der vom Kom- pressor 10 geförderten Luft dient, und eine Turbine 13 mit einem Rotor 13a und einem Stator 13b, welche an das stromabwärts lie gende Ende der Hauptverbrennungseinrich- tung 12 angeschlossen ist.
Der Turbinenrotor 18a ist durch eine Welle 14 mit dem Iiom- Üessorrotor 10c, antriebsverbunden. An die 'Turbine schliesst sich eine Abgasleitung 15 an, die ein Aussengehäuse 15a und einen unmittelbar stromabwärts der Turbine ange ordneten Leitkonus 15b aufweist. Der Leit- konus 1=ib ist kozial zum Aussengehäuse 15a angeordnet und auf letzterem mittels strom linienförmiger Streben 15c abgestützt.
Die Abgasleitung 15 weist ein Strahlrohr 15d auf, an dessen Ende eine Schubdüse mit ver- änderlichem -z'iuslassqiierschnitt vorgeschen ist, wobei die Querschnittsänderung mittels versehwenkbarer I)üsellseLnicnte 16 erfolgen bann.
Die Hauptverbrennungseinrichtung 12 der Gasturbinenanlage ist während des ganzen Betriebes cler Anlage ebenfalls in Betrieb. Bei solchen Anlagen ist. es jedoch in gewissen Fäl len vorteilhaft, zusätzlichen Brennstoff im Strahlrohr zu verbrennen, um den durch die Anlage erzeugten Schub zu erhöhen.
Im Strahlrohr 15d der Abgasleitung 15 ist eine solche Nachverbrennungseinrielltung vorgese hen. Fi,gl. 1 zeigt eine solche Einrichtung be kannter Bauart, die eine erste Hilfsbrenn- stoffeinspritzvorrichtung 17 aufweist zum Einspritzen von Brennstoff in Richtung stromabwärts, die in einem konischen Stau element 18 angeordnet ist. Ferner besitzt die genannte Einrichtung eine zweite Iiilfsbrenn- stoffeinspritzvorrichtung 19 sowie Haupt brennstoffeinspritzvorrichtungen 20.
Die zweite Hilfseinspritzvorriehtun19 und die Haupteinspritzvorrichtungen 20 dienen zum Einspritzen von Brennstoff in das Strahlrohr stromaufwärts der ersten Hilfseinspritzvor- richtung. Die Naehverbrennungseinrichtung ist in einem Teil des Strahlrohres 15d ange ordnet, der gegenüber dem übrigen Strahl rohrteil einen zunehmenden Durchmesser auf weist, so dass die Abgase in diesem Teil ihre Geschwindigkeit verringern, wodurch ein bes serer Wirkungsgrad der Verbrennung erziel bar ist.
Bei in Betrieb befindlicher Nachverbren- nungseinrichtung ist. es üblich, die Düsen segmente 16 so einzustellen, dass der Strahl- rolirauslassquersclinit.t grösser ist als bei nor- nialem Betrieb der iinlage ohne Nachverbren nung.
Die Brennstofizufuhreinriehtung der An lage nlit ihren Steuermitteln ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Brennstoffzufuhr vorrichtung der HauptverbrennLingseinrich- tung 12 der Anlage besitzt einen Brennstoff tank 21, eine üblicherweise durch die Ma schinenwelle 14 über den Antrieb 23 antreib- hare Brennstoffpumpe 22, eine Zufuhrsteuer- vorrichtung 24, die von bekannter Bauart sein kann und ein Drosselventil 25 aufweist,
sowie ein Brennstoffverteilrohr 26, von wel chem eine Mehr%-lii -,in Z ei#.Yleitungen 26a zu den Haupteinspritzvorrichtungen 27 (nur eine gezeichnet) der Hauptverbrennungsein- richtung führt.
Der der Nachverbrennungseinrichtung zu geführte Brennstoff stammt zum Teil aus clen Zuführungsleitungen der Hauptverbren- nungseinrichtung und zum Teil aus separaten Zuführungsleitungen. Der Hilfseinapritzvor- iicht.ung 17 wird Brennstoff aus den Zufüh rungsleitungen der Hauptverbrennungsein- richtung 12 durch eine Leitung 28 zugeführt, die von der Leitung 29 abzweigt, welche die Brennstoffpumpe 22 mit der Zufuhrsteuer- cori*iehtring 24 verbindet.
In der Leitung 28 ist ein Abstellorgan 30 und ein Überdruck ventil 31 vorgesehen. Das Abstellorgan 30 kann auf elektrischem Wege durch. den Be dienenden der Anlage betätigt werden.
Wie Fig. 2 zeigt, weist das Abstellorgan 't0 ein Solenoid 30c, mit einem Anker 30b auf, der einen Ventilkörper 30c trägt. Der letztere steriert clen Durehlluss durch eine verengte Öffnung 30d, welche von der stroni- aufwärtsliegenden Seite des Abstellorgans zil dessen stromabwärtsliegenden Seite führt.
Der Anker :30b ist durch eine Feder 30e im Schliesssinne belastet, während ein Erregen des Solenoids 30U ein Öffnen des Organs 30 bewirkt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Variante be sitzt das Organ 30 ebenfalls ein Solenoid 30a mit (:irrem Anker 30b, der einen Ventilkörper <B>30e</B> trägt. Der letztere steuert den Dureh- fluss durch eine Öffnung 30f zwischen z ei Kammern 32 und 33. Die Kammer 32 steht durch eine Leitung 34 mit der Leitung 28 in Verbindung, und zwar stromabwärts des Ab stellorgans 30.
Die Kammer 33 ist von der Einlasskammer 35 des Abstellorgans 30 durch eine biegsame Membran 37 getrennt, die eine Drosselöffnung 38 besitzt und einer.. Ventil körper 36 trägt. Der Ventilkörper 36 ist durch eine Feder 39 belastet, welche ihn ge- ,-en einen Sitz an der Auslassöffnung 30d des Abstellorgans zu drücken sucht.
Zufolge die ser Anordnung ist das Abstellorgan 30 ge öffnet, wenn das Solenoid erregt ist, da letz teres ein Abheben des Ventilelementes 30c von seinem Sitz und somit ein Freigeben der Öffnung 30f bewirkt, wodurch Brennstoff aus der Kampier 35 durch die Drosselöff nung 38 in die Kammer 33 und aus der letz teren durch die Öffnung 30f in die Kammer 32 gelangt und somit durch die Leitung 34 in die Leitung 28 auf der stromabwärtslie- genden Seite des Abstellorgans 30.
Diese Strömung bewirkt einen Druckabfall zwi schen der Einlasskammer 35 und dem stroin- abwärtsliegenden Teil der Leitung 28. Wenn die Druckdifferenz einen: vorbestimmten Wert erreicht, wird der Ventilkörper 36 von seineirr Sitz an der Öffnung 30g abgehoben, so dass Brennstoff zur Hilfseinspritzvorriehtung 17 strömen kann.
Wenn die Erregung des Sole noids 30a aufhört und das Ventilelement<B>30e</B> die Öffnung 30f schliesst, werden die in den Kammern 33 und 35 herrschenden Drücke einander gleich, so dass die Feder 39 des Ventilkörper 36 auf seinen Sitz presst, wo durch die Öffnung 30g geschlossen wird und. die Brennstoffzufuhr zur Hilfseinspritzvor- richtung 17 aufhört.
Die Zufuhr von Brennstoff zur zweiten Hilfseinspritzvorrichtung 19 und zu den Haupteinspritzv orriehtungen 20 der Nachv er- brennungseinrichtung erfolgt durch ein eige nes, vom Zufuhrst' stem der Hauptverbren- )
iuiigSeinrieliturig 12 und der ersten Hilfsein- spritzvorriehtung 17 getrenntes Zufuhr- system.Ausserdem ist die Zufuhr von Brenn stoff zur zweiten Hilfseinspritzvorrichtung 19 und zu den Haupteinspritzvorriehtungen 20 der Kachverbrennungseinrichtung so ge steuert,
dass das Verhältnis des Absolut- drlickes an einer Stelle des Strömungsweges des Arbeitsmediums zwischen dem Kompras- Qorauslass und der Turbine 13 zum Druck des Arbeitsmediums in der Abgasleitung, d. h. stromabwärts der Turbine 13, annähernd konstant gehalten wird.
Eine Ziiiullrvorr@icl:tung mit Steuermit teln zur Förderung von Brennstoff zur zwei ten Hilfseinspritzvorrichtung 19 und zu den Haupteinspritzvorrichtungen 20 der Nach- verl)rerinungseinrichtung ist in Fig. 2 dar gestellt. Diese Vorrichtung be#itzt eine Zen- tritugalbrennstoffpumpe 40, welche aus der zum Brennstofftank, z.
B. dem Tank 21 füh renden Leitung 41 Brennstoff ansaugt und diesen durch ein Abstellorgan 42 und ein Rücksehlagventil 43 in die Leitung 44 för dert. Die Leitung 44 führt zu den Einspritz- vorrichtungen 19, 20, wobei zwischen der Lei tung 44 und der Einspritzvorrichtung 19 eine Drosselstelle 45 vorgesehen ist. Das Ab- stel.lorgan 42 kann von bekannter Ausbildung sein.
Beim gezeichneten Beispiel ist es elek- t.risch betätigbar und besitzt einen Ventil körper 42a, der von einer biegsamen Mem bran 42b getragen wird Lind durch eine Fe der 42c belastet ist, welche ihn gegen einen Sitz an der Öffnung 42d zu drücken sucht.
Die -Membran 42b trennt eine Einlass- kammer 42e von einer Kammer 42f, welche Kammern durch eine Drossel 42g mitein ander verbunden sind. Die Kammer 42f be sitzt einen Ausla.sskanal 42h, in welchem ein Ventilkörper 46 vorgesehen ist, der vom An- ker -17a, eines Solenoids 47 getragen wird.
Wenn das Solenoid erregt ist, wird der Ven tilkörper 46 von seinem Sitz abgehoben, so ciass Brennstoff aus der Kammer 42f durch den Kanal 423a strömen kann, wodurch zwi schen den Kammern 42e und 42f eine Druck- differenz auftritt. Wenn diese Druckdiffe renz einen vorbestimmten Wert erreicht, der dureli die Stärke der Feder 42 bestimmt. ist, wird das Ventil .12a von seinem Sitz abge hoben, wodurch Brennstoff zu den Einspritz vorrichtungen 19, 20 strömen kann.
Gemäss der Zeichnung ist die Zentri- fugalbrennstoffpumpe 40 durch eine zweistu fige Luftturbine 48 antreibbar, wobei die Druckluft zum Antrieb der Turbine der För- derleitung 11 des Kompressors 10 (Fig. <B>1)</B> entnommen und durch die Leitung 49 über die Drossel 50 dem Einlass 48a der Luft turbine 48 zugeführt wird. Die Luftdrossel 50 eist ein drehbares Element 40a auf, das einen Kanal 50b besitzt.
Das Element 50a ist durch eine Servovorrichtung betätigbar, welche in Abhängigkeit. vom Verhältnis des Absolut.. drucl:es an der Anzapfstelle der Druckluft für den Antrieb der Luftturbine 48 zum sta tischen Druck an einer Stelle unmittelbar stromabwärts der Turbine 13 steuerhar ist.
Die Servovorrichtung weist. einen in eineng Zylinder arbeitenden Kolben 51 auf. Der Zylinder ist in zwei Räume 52, 53 unter teilt, wobei der Kolben, entgegen der Wir- kuna einer Feder 54 verschiebbar ist. Die KolbHTi.@tange 51a des Kolbens 51 ist als Zahnstange ausgebildet, in welche ein Ritzel 56 eingreift, das vom drehbaren Element 50a. getragen wird.
Der Z@-linderraum 52 ist durch eine Leitung 5 7 mit der Zweigleitung 28 stromaufwärts des Abstellorgans 30 ver bunden, so dass das Servofluidum, das zum Betätigen des drehbaren Elementes 50a ver wendet wird, -unter Druck stehender Brenn stoff aus der Brennstoffztuführungsvorrich- tung der IIauptverbrennungseinrichtung 12 ist. Die Kammer 52 ist mit der Kammer 53 durch eine Leitung 58 verbunden, in welcher eine Drossel 59 sowie eine Anzapföffnung 60 vorgesehen sind.
Die Anzapföffnung 60 ist stromabwärts der Drossel 59 angeordnet und steht mit einer Anzapfleitung 61 in Ver bindung, die ihrerseits mit der Saugseite der Ilauptbrennstoffpumpe 22 verbunden ist. Der Ausfluss aus der Öffnung 60 ist durch einen Ventilkörper 62 steuerbar, der auf einem Anker eines Solenoids 63 befestigt ist. Wenn das Solenoid erregt ist, wird der Ven tilkörper 62 auf seinem Sitz rund um die i>ffnung 60 gedrückt, wodurch ein Ausflie ssen von Brennstoff aus dieser Öffnung ver hindert ist.
Die Kammer 53 ist mittels einer Leitung 64 mit einer zweiten Anzapföffnung 65 verbunden. Der Ausfluss aus dieser Öff- nnng ist durch einen Ventilkörper 66 steuer bar, der auf einem Träger 67 abgestützt ist, dessen Steuerwirkung nachfolgend näher be schrieben ist. Es ist zu bemerken, dass, wenn das Solenoid 63 erregt und die Öffnung 60 durch den Ventilkörper 62 geschlossen ist, die Brennstoffströmung aus der Kammer 53 nur durch den Ventilkörper 66 gesteuert wird, wobei die Lage des Kolbens 51 von der Stärke der durch die Öffnung 65 austreten den Strömung abhängt.
Es versteht sich, dass bei jedem Wert der Strömung durch die Öff nung 65 der Kolben 51 eine Lage einnimmt, in welcher die Differenz der am Kolben 51 wirkenden Belastungen zufolge der in den Kammern 52 und 53 herrschenden Drücke durch die durch die Feder 54 bewirkte Be lastung ausgeglichen werden.
Der genannte Träger 67 ist am einen Ende mit einer evakuierten Dose 70 verbun den, die einen einstellbaren Anschlag 71 auf eist. Das andere Ende des Trägers ist mit zwei biegsamen Membranen 72, 73 verbun den, von welchen die Membran 72 eine klei nere wirksame Fläche aufweist als die Mem bran 73. Die Membran 72 trennt eine Kam mer 74, welcher der aus der Öffnung 65 kom mende Brennstoff zuströmt von einer Kam mer 75, welche durch eine Leitung 76 mit der Druckluft-Anzapfleitung 49 verbunden ist, und zwar stromaufwärts der Drossel 50. Die Kammer 74 ist durch eine Leitung 84 mit der Saugseite der Pumpe 22 verbunden.
Die Membran 73 trennt die Kammer 75 von einer Kammer 77, welche durch eine Leitung 78 mit einer Druckstelle in der Abgasleitung 15 (Fig. 1) verbunden ist, und zwar unmit telbar stromabwärts der Turbine 30. In der Leitung 78 ist eine einstellbare Drossel 79 angeordnet, und sie ist durch eine Leitung 80, in welcher eine Drossel 81 angeordnet ist, mit der Leitung 76 verbunden.
Die beiden in der Leitung 78 bzw. 80 angeordneten Drosseln 79 und 81, von wel chen die eine oder beide eine variable Quer schnittsfläche aufweisen, sind zum Einstel len des Druckverhältnisses bestimmt, auf welches die Vorrichtung ansprieht. Damit sind Membranen mit verschiedenen Flächen unnötig, die zum Ausgleichen kleiner Ab weichungen des gewünschten Verhältnisses bestimmt. sind, um die individuellen Charak teristiken ähnlicher, jedoch nicht identischer Anlagen berücksichtigen zu können; dies ermöglicht auch, gewisse Toleranzen in der Steuer=-orrichtung einzuhalten.
Der Druck im Raum 7 ist etwas grösser, jedoeh proportio nal dem in der Leitung 78 herrschenden Diiick; zu diesem Zweck wird die Quer schnittsfläche der Drossel 79 bedeutend grö sser gehalten als die Quersclinittsfläehe der Drossel 81.
In den Leitungen 76 und 78 sind über-. strömventile 82 angeordnet, welche ivirlssam sind, wenn der Strom in diesen. Leitungen zu gross wird.
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Angenommen, die wirksamen Flächen der Membranen 72 und 73 seien<I>A2</I> bzw. Al und die Differenz dieser Flächen sei A3; dann. ist der Druck, der den Träger 67 zu heben und demzufolge die Öffnung 65 durch den Ven tilkörper 66 zu schliessen sueht : P2 (.zli A2 ) oder P2 . A3, wobei P2 der statische Druck an der Stelle ist, an welcher die Luftanzapf- leitung 49 an die Förderleitung 11 des Kom- pressors 10 angeschlossen ist.
Dieser Druck belastung wirkt die an der Membran 73, zu folge des Druckes (P4) in der Kammer 77 wirkende Belastung entgegen; diese entge gengesetzte Belastung ist demzufolge P4.Al. Wenn nun die Belastung P2 . -i13 grösser ist als die Belastung P4. Al, dann ist P2/P4 grösser als A1/13, was bei einem vorbestimm ten Wert K der Fall ist; der Träger 67 wird in der Folge angehoben, um die öff- nung 65 zu schliessen.
Dadurch wird der Ausfluss aus der Kammer 53 herabgesetzt und somit der Druck in dieser Kammer ver grössert, so dass der Kolben 51 sich nach unten bewegt und das Ventilelement<I>50a</I> dreht. Dadurch erhöht sich die Zufuhr von Druckluft zur Turbine 48, was seinerseits eine Erhöhung der Drehzahl dieser Turbine 48 zur Folge hat; ebenso steigt somit die Brennstofförderung der Zentrifugalpumpe 40 zu den Einspritzvorrichtungen 19, 20. Die erhöhte Brennstoffzufuhr bewirkt eine ent sprechende Erhöhung des Wertes von P4. Diese Zufuhrerhöhung und die Erhöhung des Druckes P4 erfolgt. so lange, bis der Wert P2/P4 gleich K wird.
Umgekehrt, wenn P2 . A3 kleiner ist als P.1.A1, dann ist. P2/P4 kleiner als A1/A3, d. 1i. kleiner als K. Unter diesen Umständen wird der Träger 67 gesenkt. und der Ausfluss aus der Öffnung 65 erhöht., wodurch der Druck in der Kammer 53 abnimmt. Dadurch steigt der Kolben 51 und setzt die Luftzufuhr zur Turbine 48 herab, wodurch deren Dreh zahl vermindert wird. Damit wird die Brenn stofförderung der Pumpe 40 zu den Ein- spritzvorrichtungen 19, 20 vermindert. Diese Herabsetzung der Brennstoffzufuhr bewirkt.
ein @''erkleinern des Wertes des Druckes P4; diese Druckverminderung dauert so lange an, bis P2/P4 gleich K wird.
Demzufolge ist ersichtlich, dass die Steue rung so erfolgt, da.ss das Verhältnis des Druckes P2 zum Druck P4 gleich dem Wert K bleibt, der durch die wirksamen Flächen der Membranen 72, 73 bestimmt ist. Die wirksame Fläche der Dose 70 ist dabei gleich der wirksamen Fläche der Membran 72, wo bei der durch die Dose 70 an der Membran 72 ausgeübten Belastung die Belastung durch die Feder 83 das Cleiehgewieht hält.
In Fig. 3 ist eine Variante der in Fig. 2 dargestellten Brennstoffzufuhreinrich- tung dargestellt. Bei dieser Variante wird die Luftdrossel 50, wie gemäss Fig. 2, durch einen Kolben 51 gesteuert, wobei die Zylin derräume 52, 53 beidseits des Kolbens durch einen Kanal miteinander verbunden sind,
in welchem eine Drosselöffnung 59 vorgesehen ist. An Stelle eines einen Ventilkörper 62 steuernden Solenoids zum Öffnen oder Schlie ssen der Anzapföffnung 60 des Kanals zwi schen den Zylinderräumen 52 und 53 steuert in diesem Fall das Solenoid 63 das Ventil element 162, das den Durchfluss durch eine . Öffnung 160 steuert, welche Öffnung den an den Zylinderraum 52 angeschlossenen Kanal <B>158</B> mit der Kammer 159 verbindet. Die Strö mung aus der letztgenannten Kammer zur Kammer 53 passiert dabei die Drosselstelle 69.
Wenn das Solenoid 63 erregt wird, wird das Ventilelement 162 von seinem Sitz rund um die Öffnung 160 abgehoben, so dass Brenn stoff in die Kammer 53 strömen kann. Wenn die Erregung des Solenoids 63 aufhört, wird das Ventilelement 162 auf seinen Sitz rund um die Öffnung 160 gepresst, und zwar dureli eine Feder 161, so dass keine Strömung zur Kammer 53 erfolgen kann. Der Kolben be wegt sich dabei aufwärts, wie in der Zeich nung ersichtlich und schliesst die Drossel 50.
Die Strömung aus der Kammer 53 wird durch einen Ventilkörper 66 gesteuert; dieser Ventilkörper wird bei dieser Variante durch einen Hebel 167 getragen, der schwenkbar an einer Membran 168 angebracht ist. Der He bel 167 wird mittels einer Stange 169 durch die Membranen 72 und 73 belastet, welche Stange die beiden Membranen verbindet. Fer ner wirkt der Hebel 167 durch einen Stift 170 mit einer evakuierten Dose 70 zusammen und ist über das Element 171 durch eine Fe der 83 belastet.
Diese Einrichtung arbeitet in der gleichen. Weise wie die Einrichtung gemäss Fig. 2, nur hat sie an Stelle eines Ventilträgers 67, der bei Änderungen der Werte P.1 und P.., gehoben und gesenkt. wird, einen verschwenk- baren Hebel. Eine sehwache Feder<B>183</B> hält die Stange 169 in Berührung mit. dem Hebel 167. Die Membran 168 ist perforiert, so dass die Räume beidseits der Membran Teile der Kammer 74 bilden.
In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, eine Temperatursteuervorrichtung vor zusehen, mittels welcher die soeben beschrie bene Druckverhältnissteuervorrichtung über brückt werden kann. So kann ein tempera turempfindliches Element stromabwärts der Turbine, jedoch stromaufwärts der Nachver- brennungseinrichtung angeordnet sein. Dieses bildet zweckmässig einen Teil einer elektri schen Brücke, deren Ausgangsspannung an einen Verstärker angelegt ist.
Die Ausgangs spannung des Verstärkers kann an ein Sole noid angelegt sein, welches zur Erzeugung einer Belastung in der auf Druck anspre chenden Vorrichtung im Sinne des Öffnens des Ventils 66 bestimmt ist. Letzteres steuert den Ausfluss aus der Kammer 53, und wird geöffnet, wenn ein vorbestimmter Wert der Temperatur, auf welche das genannte tempe raturempfindliche Element anspricht, über schritten wird. Diese Ausbildungsart eignet sich besonders in jenem Fall, in welchem die Temperatursteuerung dazu verwendet wird, das überschreiten einer vorbestimmten Maxi maltemperatur in der Turbine zu verhindern. Eine solche Steuerung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. In Fig. 2 z.
B. ist ein Solenoid 85 koaxial zum Träger 67 angeordnet. Der Anker 85a des Solenoids wird beim Erregen des letzteren nach unten gezogen und drückt. mittels eines Stiftteils 85b an seinem untern Ende gegen eine Verlängerung 67a des Trä gers 67. Dieser wird dadurch nach unten be wegt, und das Ventilelement 66 gibt die Öff nung 65 frei. Auch die Variante gemäss Fig.3 besitzt ein Solenoid 185, dessen Anker <I>185a</I> beim Erregen des Solenoids gehoben wird.
Dabei kommt das untere Ende des Ankers 185 mit einem Vorsprung 167a am schwenk baren Hebel 167 in Eingriff und versehwenkt den letzteren im Sinne des Abhebens des Ven tilkörpers 66 von seinem Sitz, so da.ss die Öff nung 65 freigegeben wird.
Die Temperatursteuerung kann aber auch so ausgebildet sein, dass sie zum Verstellen der durch die Drucksteuerung gebildeten Grundsteuerung dient, so dass die auf Druck ansprechende Steuerung der Membranen 72, 73 als Annäherungssteuerung für die Brenn- stoffzufuhr zu den Einspritzvorrichtungen 19, 20 der Nachverbrennungseinrichtung wirkt, während die auf Temperatur anspre- ehende Steuerung im Sinne der Zunahme oder Abnahme der Grundbrennstoffzufuhr wirkt, um eine vorbestimmte Temperatur in der Turbine aufrechtzuerhalten.
Diese An ordnung gewährleistet eine grössere Stabilität der Steuerung.
Es ist zu bemerken, dass, obschon es erwünscht ist, ein konstantes Verhältnis des Gesamtdruckes an einer Stelle zwischen dem Kompressorauslass und der Turbine zum Druck unmittelbar nach der Turbine auf rechtzuerhalten, die Druckabnehmer, welche zu den Leitungen 76, 78 führen, zur Ab nahme des statischen Druckes am Kompres- sorauslass und in der Abgasleitung bestimmt sind. Dies wird deshalb vorgezogen, weil diese Art der Druckabnahme einfacher durchzufüh ren ist und weil es sich gezeigt hat, dass die Steuerung des Verhältnisses dieser statischen Drücke eine befriedigende Steuerung des Ver hältnisses der Gesamtdrücke ergibt.
Es ver steht sich aber, dass auch die Gesamtdrücke direkt zur Steuerung herangezogen werden können.