Gasturbinenanlage Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Gasturbinenanlage mit einem Nie- derdruckkompressor, einem Hochdruckkom- pressor, einer Verbrennungseinrichtung, einer Hochdruckturbine und einer Niederdruek - turbine, welehe Aggregate in Strömungs- riehtung hintereinandergeschaltet sind,
wo bei die 1-lochdruekturbine dem Antrieb des Hoehdruckkompressors und die Nie- derdruckt:urbine dem Antrieb des Nieder- druckkompressors dient, und bei wel- eher die Niederdruckturbine zum Beispiel direkt oder über ein Reduktionsgetriebe mit einem Propeller antriebsverbunden ist.
Die erfindungsgemässe Anlage besitzt ein Anzapforgan, durch welches im Niederdruck kompressor komprimierte Luft in die Atmo sphäre entweichen kann und Mittel zum Öffnen des Anzapforgans, wenn die Dreh zahl des Hochdruckkompressors gegenüber der Drehzahl des Niederdruckkompressor s herabgesetzt wird, um ein Pumpen des Nie- derdruckkompressors zu verhindern.
Zweckmässig ist, eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche auf ein vorbestimmtes Drehzahlverhältnis zwischen den Drehzahlen des Hochdruckkompressors und. des Nieder- druckkompressors anspricht und dazu be stimmt ist., das Anzapforgan zu öffnen,
wenn die Drehzahl des Niederdruckkompressors den durch das vorbestimmte Drehzahlverhältnis und die Drehzahl des Hochdruckkompressors festgelegten Wert übersteigt. Das vorbe stimmte Drehzahlverhältnis wird zweckmässig in Abhängigkeit von der Temperatur der-uin- gebenden Atmosphäre verändert.
Es hat sich gezeigt, dass, wenn die Dreh zahl des Niederdruckkompressors einen be stimmten Wert übersteigt, der durch den momentanen Wert der Drehzahl des Hoch- druckkompressors bestimmt ist, der Hoch- druckkompressor den bei dieser Drehzahl vom Niederdruckkompressor minimal geförderten Massenfluss nicht aufzunehmen vermag. In der Folge tritt dann Pumpen. des Nieder druckkompressors auf.
Es ist jedoch unter bestimmten Umständen erwünscht, die- Dreh zahl des Niederdruckkompr essors über den dem genanilten vorbestimmten Drehzahlver hältnis entsprechenden Wert hinaus zu stei gern.
Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Gasturbinenanlage als Triebwerk in ein Flugzeug eingebaut ist; wenn; das Fllgzeug zum Landen ansetzt, ist es erwünscht, die Drehzahl des 1\Tiederdxnzckkompressors und des mit diesem gekuppelten Propellers auf einem relativ hohen Wert zu halten, während die Leistung der Anlage durch Herabsetzung der Drehzahl des Hochdruckkompressors ver ringert werden muss;
dadurch wird ein ra sches Beschleunigen der Anlage ermöglicht, wenn dem Flugzeug die Landung eventuell nicht gelingen sollte. Dieser Betriebszustand kann im vorliegenden Fall, ohne dass Pumpen des Niederdruckkompressors eintritt, durch Öffnen des Anzapfventils eingehalten wer ; den.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Er- findungsgegenstandes sind zwei rotierende Vorrichtungen vorgesehen, von welchen jede zur Erzeugung eines Flüidumdruckes be stimmt. ist, der eine Funktion der Drehzahl der Vorrichtung ist.
Die eine dieser Vorriell- tingen wird mit einer Drehzahl angetrieben, die der Drehzahl des Niederdruckkompressors proportional ist, während die andere Vorrich tung mit.
einer zur Drehzahldes Hochdruck kompressors proportionalen Drehzahl ange trieben wird. Ferner ist eine Druckansprech- vorrichtung vorgesehen, die der Differenz der beiden durch die genannten Vorrichtungen erzeugten Fliüddrücke ausgesetzt ist und. das Anzapforgan betätigt, wenn die Drehzahl des Niederdruckkompressors einen. Wert über steigt,
der durch das vorbestimmte Drehzahl verhältnis und die Drehzahl des Hochdruck ; kompressors bestimmt ist.
Die Druckansprechvorrichtung ist zweck mässig einer Belastung ausgesetzt, die im gleichen Sinne wirkt, wie die eine Funktion der Drehzahl des Niederdruckkompressors # darstellende Belastung dieser Vorrichtung. Die Druckansprechvorrichtung kann dabei mit einer Belastung belastet sein, die mit zu nehmender Temperatur der umgebenden Atmosphäre zunimmt und im gleichen Sinne ;wirkt, wie die Belastung, welche eine Funk tion der Drehzahl des Niederdruckkompres- sors ist.
Die Druekansprechvorrichtung kann zur Betätigung des Anzapforgans durch einen i Servomotor mit dem Organ gekuppelt sein.
Zweckmässig ist der Servomotor federbelastet, wobei die Federbelastung im !Sinne des Öff ners des Anzapforgans wirkt. Die Anordnung ist dabei zweckmässig derart, dass das Anzapf- organ durch eine Fluidumbelasting geschlos sen wird, wenn die Drehzahl des Niederdruek- kompressors unter einen - Wert. sinkt, der durch das vorbestimmte Drehzahlverhältnis und.
die Drehzahl des Hochdruckkompressors bestimmt ist..
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Gasturbinenanlage dargestellt; es zeigt Fig.1 eine Gasturbinenanlage mit Anzapf- organ und Steuereinrichtung, Fig. 2 in grösserem Massstab eine Einzel heit der Anlage aus Fig. 1,
F'ig. 3 graphisch die Betriebsmöglichkeiten der Anlage -und Fig.4 die Steuereinrichtung für das An zapforgan eines zweiten Beispiels einer -Gas- turbinenanlage.
Die in Fig.1 gezeigte Gasturbinenanlage besitzt einen Niederdriuckkompressor 1, der Luft durch den. Lufteinlass am Flugzeug, welchem die Anlage als Triebwerk dient, aus der Atmosphäre ansaugt, einen Hoch- druckkompressor '2, dem im Niederdruckkom- pressor 1 komprimierte Lift nilgeführt wird,
eine Verbrennungseinrichtung 3, in welche die im Hochdr uckkompressor , komprimierte Luft gelangt und in welcher Brennstoff verbrannt wird, eine Hochdruckturbine 4, welche durch die aus der Verbrennungseinrichtung 3 kom menden Verbrennungsprodukte angetrieben wird und eine l.Tied'erdruckturbine 5, welche durch die Abgase der Hochdruckturbine 4 angetrieben wird. Die Abgase der Nieder druckturbine 5. gelangen in ein .Strahlrohr der Anlage und werden anschliessend in die Atmosphäre ausgestossen.
Die Hochdrucktur- bine 4 ist durch eine Hohlwelle @6 mit dem Hochdruckkompressor 2 antriebsverbun den, während die Niederdruckturbine,5 durch eine Welle 7 mit dem Niederdruckkompressor 1 antriebsverbunden ist. Die Welle 7 ,ist in der Hohlwelle 6 und koaxial zu dieser ange ordnet. Die Niederdrackturbine 5 treibt ausserdem über ein Reduktionsgetriebe 9 einen Propeller B.
Die in Fig.2 gezeigte Steuereinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Anlage besitzt eine Zentrifugalpumpe 10, deren Einlass an eine Niederdruckbrennstoffleitung 37 einer Haupt- brennstoffpiunpe angeschlossen ist; letztere könnte auch durch irgendeine andere geeig- nete Fluidumquelle ersetzt -sein.
Das Laufrad der Pumpe 10 wird durch eine Welle 38a angetrieben, die durch ein Getriebe 38, (Fug. l) mit der Niederdrückrotorwelle; 7 gekuppelt ist. Die Steuereinrichtung besitzt ferner eine zweite Zentrifiigalpumpe 11, deren Einlass an die gleiche Druckfluidumquelle 37 angeschlos sen ist, wie die Pumpe 10'. Das Laufrad der Pumpe 11 ist durch eine Welle 319a ange trieben, welche über ein Getriebe 39 (Fig.1) mit dem Hochd'ruckkompressor'2 gekuppelt ist..
An die Auslässe der beiden Pumpen 7.0 und 11 sind Leitungen 12: bzw. 13 angesehlos- sen, welche zu einer Kammer 14a. bzw. 14b a.uf verschiedenen Seiten einer biegsamen Membran 14 führen. Die flexible Membran 14 ist somit im Betrieb der Anlage durch Drücke belastet, welche vom Quadrat der Drehzahl des Niederdruckrotors bzw. dem Quadrat der Drehzahl des Hochdraekrotors abhängig sind.
In den Leitungen 12., 13 ist, je eine An zapfstelle 15 bzw. 16 vorgesehen, von welcher eine Verbindung zu je einer Reglervorrich- tung 40- führt. Diese Reglervorrichtungen 40 bilden einen Teil der Brennstoffzuführein- riehtungder Anlage, welche, Brennstoffinjek- toren 3a aufweist, durch welche der Verbren- nungseinrichtung der Anlage Brennstoff zu geführt wird.
Die Reglervorrichtimgen 40 sind zweckmässig so angeordnet, dass die Brennstoffzufuhr zu den Injektoren 3a in an sich bekannter Weise herabgesetzt wird, wenn der Druck in der zugeordneten Brenn- stoffleitung 12 bzw. 13 der maximal zuläs sigen Drehzahl des Niederdruckrotors -bzw. des Hochdruckrotors entspricht.
Die biegsame Membran 14 ist dazu be stimmt, dass eine Ende eines schwenkbar ge lagerten Hebels 17 mittels einer .Stange 14e zu belasten. Der Hebel 17 trägt an seinem andern Ende ein Halbkugelventilel'ement I8, welches mit dem Auslass einer Ablassleitimg 19, zusammenwirkt.
Die Anordnung ist. im vorliegenden Fall so getroffen, dass eine Erhöhung des in der Pumpe 10, die :durch den Niederdruckrotor angetrieben wird, erzeugten Druckes gegen- über dem .in der Pumpe 11 erzeugten Druel:, welche durch den Hochdruckrotor angetrie ben wird, das Halbkugelventilelleement 18 von seinem Sitz abzuheben sucht.
Der Hebel 17 ist. ferner im :Sinne des öffnens des Ventils 18 durch eine Feder 20 belastet; die eine Abstützung der Feder 20 ist durch einen An schlag 21 gebildet, der sowohl von Hand Aals auch automatisch in Abhängigkeit von der Temperatur der umgebenden Atmosphäre einstellbar ist; unter dieser Temperatur kann auch die Einlasstemperatur der Anlage ver standen sein.
Die genannte temperaturab hängige Einstellung der Federabstützung 21 erfolgt dadurch, dass der Anschlag 21 vom einen Ende eines Balges 22 getragen ist, wäh rend das andere Ende dieses Balges an einem mit Gewinde versehenen Teil 23 befestigt ist, mittels welchem Gewinde der Teil '23 von Band im Gehäuse 24 einstellbar ist.
Der Innenraum des Balges 22 ist mittels eines Kapillarrohres 2'5 an ein temperaturempfind- liches Element 2.6 angeschlossen, das zum Bei spiel mit einer Flüssigkeit gefüllt ist,. die ihr Volumen bei Temperaturänderungen än dert.
Das Element 2!6 ist im EinIass der Gasturbinenanlage angeordnet. Die zweite Ab stützung der Feder 20 wird durch einen An schlag 21a gebildet, der gegen eine 'Stange 21b anliegt, mittels welcher die Feder den Hebel 17 belastet.
Zwischen dem Auslass des Niederdruck- kompressors 1 und dem Einlass des Hoch- druckkompressors 2 besitzt die Gasturbinen- anlage eine Die Aussenwand 27 dieser Leitung ist mit einem Gehäuse ver sehen, in welchem Öffnungen 28 vorgesehen sind, durch welche die Leitung mit der Atmo sphäre verbunden ist.
Mit diesen Öffnungen wirkt eine Anzahl von Schiebern 29 zumm- men. Die .Schieber 29 sind axial beweglich und können zugeordnete Öffnungen abdecken oder freilegen. Sie sind ferner mittels einer Stange 30 mit einem Kolben 31 eines Servo motors 32 verbunden. Die Aussenwand 27 besitzt eine Mehrzahl von Öffnungen 28a, durch welche das Gehäuse mit der zwischen dem Niederämuckkompressor -und dein Hoch- druckkompressor liegenden Leitung verbun den ist.
Der Kolben 31 des Servomotors 33 ist durch eine Feder 33 im Simse des Fr ei- legens der Öffnungen 28 durch die Anzapf- schieber 29 belastet. Ferner ist der Kolben 31 durch einen Fluiddruck belastet, der im Zy linderraum 34 auf der von der Feder 33 ab gekehrten Kolbenseite herrscht. Diese Fluid- druckbelastung wirkt im Sinne eines Schlie ssens der Öffnungen 28 durch die Schieber 29.
Zur Erzeugung des genannten Fluidum druckes in. der Servomotor-Zylinderkammer 34 ist die letztere an eine Fluidiundruckquelle angeschlossen. Im vorliegenden Fall ist diese Fluidumdruckquelle angeschlossen. Im vorlie genden Fall ist diese F'liüdumdruekquelle zweckmässig durch die Ilochdruckbrennstoff- zuführl:eitung gebildet, welche von der Haupt. brennstoffpumpe der Anlage wegführt, oder durch das Schmierölsystem der Anlage.
Mit dieser Quelle ist die Kammer 34 durch eine Leitung <B>36</B> verbunden, welche eine Blende 36 enthält. Ferner ist die Kammer 34 mit der Ablassleitung 19 verbunden.
Die Wirkimgsw.eise der beschriebenen Ein richtung ist die folgende: Wenn die Drehzahl des Niederdruckrotors den durrch das vorbe stimmte Verhältnis zur Drehzahl des Hoch druckrotors bestimmten Wert nicht übersteigt, sind die auf den Hebel 17 wirkenden Kräfte so verteilt, dass das Halbkugelventil 18 den Auslass der Entlüftungsleitung 19 geschlossen hält.
Demzufolge ist der Druck in dem Z3= linderrauim 34 so hoch, da.ss die auf den Kol ben wirkende Fluidkraft diejenige der Feder 33 übersteigt. Dadurch werden die Schieber 29 die Öffnungen 28 geschlossen halten.
Das vorbestimmte Verhältnis zwischen den Drehzahlen des Niederdruckrotors und des Hochdruckrotors ist beim vorliegenden Beispiel durch geeignete Wahl des Überset zungsverhältnisses in den Getrieben 38, 39 bestimmt, über welches die Pumpen 10, 11 durch die Welle 7 bzw. 6 angetrieben werden.
Wenn die Drehzahldes Niederdrackrotors den durch das vorbestimmte Verhältnis zur Drehzahl des Hochdruckrotors bestimmten Wert übersteigt, übersteigt die durch die Pumpe 10 bewirkte Belastung zusammen mit der durch die Feder 2.0 bewirkten Be- lastung des Hebels 17 die durch die Pumpe 11 auf diesen Hebel 17 ausgeübte Belastung. Dadurch wird der Hebel 17 im Sinne des Öffnens des Ventils 18 verschwenkt. Demzu folge sinkt der Fluidumdruck in der Kammer 34,
wodurch die Feder 33 den Kolben 31 und die Schieber im Sinne des öffnens der Öffnungen 28 bewegt; nun kann Luft aus dem Niederdruckkompressor 1 in die Atmo sphäre entweichen.
Die Wirkung der beschriebenen Vorgänge ist, in Fig. 3 dargestellt, in welcher die Dreh zahl des Niederdruckrotors als Ordinate und die Drehzahl des Hochdruckrotors als Ab- szisse aufgetragen sind. Das für stationären Betrieb geltende Normaldrehzahlverhältnis ist durch die vollausgezogene Linie A, A', A" angedeutet.
Die Anordnung ist so getroffen, dass, wenn die Maschine von ihrer vollen Lei stung stetig gedrosselt wird, wobei der Voll- leistungspunkt in Fig.3 mit i1TP bezeichnet ist, die Drehzahl des Niederdruckrotors -zu erst stärker fällt, als die Drehzahl des Hoch druckrotors. Dies ist. innerhalb eines Dreh zahlbereiches der Fall, der durch den Ab schnitt A in Fig.3 gekennzeichnet ist und welchem der Punkt mit maximaler Leistung 117P zugeordnet ist.
Innerhalb des Dreh2ahl Bereiches, der in Fig. 3 durch den Abschnitt A' angedeutet ist, ist die Drehzahl des .Nie- derdruekrotors direkt proportional der Dreh zahl des Hochdruckrotors. Unter gewissen Flugbedingungen, das heisst bei Betriebszu ständen mit noch stärker gedrosselter Lei stung, ist die Drehzahl des Niederdruckrotors konstant gehalten, während die Drehzahl des Hochdruckkompressors sinkt; dies ist inner halb des mit.
A" bezeichneten Bereichs der Fall. In diesem Betriebsbereich kann die An lage wenn nötig sehr rasch auf maximale Leistung beschleunigt werden, was zum Bei spiel: notwendig ist., wenn das Flugzeug eine Landung nicht durchführen kann.
Es ist zu bemerken, dass es beim Landen eines Flug zeuges erwünscht ist, das nicht nur die An näherung an die Landebahn mit möglichst kleiner \1'riebwerkleistung (oder sogar mit dem Propeller in Segelstellung) durchgeführt werden kann, sondern dass es auch möglich sein soll, das Triebwerk in wenigen Sekunden auf maximale Leistung zu bringen.
Die Trägheit des Niederdruckrotors, der den Propeller, das Untersetzungsgetriebe, den Niederdrucl & om- pressor und die Nicderdruckturbine umfasst, ist bedeutend grösser als die Trägheit des den Hochdruckkompressor und die Hoch druckturbine umfassenden Hochdruckrotors.
Es ist klar, dass, wenn beim Ansetzen zier Landung die Drehzahldes Niederdruckrotors einen im Bereich A" liegenden Wert besitzt und die Drehzahl des Hochdruckrotors- zur Herabsetzung der Triebwerkleistmig herab gesetzt ist, der Niederdruckrotor sehr rasch beschleunigt. werden kann, wenn notwendig durch Einführung von zusätzlichem Brenn- Stoff in die Hauptvcrbrennungseinrichtung der Anlage.
Da ferner der Niederdruckrotor dabei von einer höheren Drehzahl aus be schleunigt wird:, können beide Rotoren in kur zer Zeit auf hohe Drehzahl und maximale Leistung beschleunigt werden.
Bei andern Betriebszuständen beim Herab setzen der Leistung unter- den bei Reiseflug erforderlichen Wert wird durch Anordnung eines Anschlages verhindert, dass die Stei gung des Propellers. kleiner werden kann; dieser Anschlag wird bei den vorangehend beschriebenen Betriebszuständen in eine -un wirksame, Lage zurückgezogen. Die Anord nung kann in der Folge so sein, dass die Drehzahl des Niederdruckrotors zusammen mit der Leistung der Anlage abnimmt., so dass eine Betriebscharakteristik erhalten wird, wie sie durch die Linie C in Fig.3 angedeutet ist.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass besonders dann, wenn der Bereich, innerhalb welchem sich der Massendurchfluiss durch den Nieder druckkompressor und den Hochdruckkompres sor im Betrieb-ändern kann bei jeder Dreh zahl zwischen dem Punkt, an welchem Pum pen auftritt, und dem Punkt, an welchem Schallgeschwindigkeit auftritt, klein ist,
ein Herabsetzen der Drehzahl des Hochdruck- kompressors lind somit des Massendurchflus- ses durch diesen Kompressor hei gleichzeiti gem Konstanthalten der Drehzahldes Nieder- druckkompressors entsprechend der Linie i1" ein Pumpen des Niederdruckkompressors zur Folge hat.
Dies kann dadurch vermieden werden, dass im Niederdruckkompressor kom primierte Luft aus dem :Strömungsweg abge zweigt wird, so dass der Massendurchfluss im Niederdruckkompressor grösser ist als im Hochdruckkompressor; die abgezapfte Luft wird im vorliegenden Fall durch die Öffnun gen 28 in die Atmosphäre ausgestossen.
Die oben beschriebene Anordnung und Ausbildung der Anlage gewährleistet, dass die Anlage nicht nur gegen ein Pumpen des Niederdruckkompressors beim Ansetzen zum Landen gesichert ist, sondern hilft auch ein Pumpen in der Anlage bei allen andern Dreh zahlverhältnissen zu vermeiden. Die Pump linie für den Niederdruckkompressor ist in Fig. 3 mit S bezeichnet, während' die Linie, an welcher die Luftanzapföffnungen 28 geöffnet werden, durch die Linie B angedeutet ist.
Links der Linie B sind die Öffnungen <B>28</B> ge öffnet, während sie rechts dieser Linie ge schlossen sind. Die Abszisse des Punktes, in welchem die Linie B die $oordinatenaxe schneidet, ist durch die durch die Feder 20 auf den Hebel 17 ausgeübte Belastung be stimmt.
Im vorangehenden wurde ausschliesslich von den momentanen Drehzahlen der Rotaren gesprochen, während die Änderungen der Ein lasslufttemperatur, \welche den Wert der Nie derdruckrotordrehzahl gegenüber der Dreh zahl des Hochdruckrotors ändert, bei welchem im Niederdruckkompressor Pumpen auftritt, umberücksichtigt gehlieben sind.
Diese Tem peraturänderungen bewirken, dass bei einer Temperatursteigung die Drehzahl des Nieder- druckrotors, bei welcher bei irgendeiner ge gebenen Drehzahl des Hochdruckrotors Pum pen im Niederdruckkompressor auftritt, sinkt, das heisst, die Linie @S\ wandert in F'ig. 3 nach rechts, wie dies mit der Linie Sg angedeutet: ist.
Die Anordnung ist dabei derart, dass der auf Temperatur ansprechende Balg 22 den Hebel 17 im Sinne einer Verstärkung der Belastung durch die Feder<B>20</B> verschwenkt, wenn. die Einlasstemperatur steigt.
Somit muss bei einer Erhöhung der Einlasstempera- tur durch die Pumpe 10, welche durch den Niederdruckrotor angetrieben wird, ein gerin gerer Druck erzeugt werden, um das Halb- kugelventil 18 zu öffnen und somit den Druck in der Zylinderkammer 3.1 zu senken, als bei sinkender Einlasstemperatur. Durch die Wir kung der Feder 33 wird;
dann das Anzapf- organ 29 geöffnet, und vom Niederdruckkom- pressor komprimierte Luft kann schon bei einem geringeren Wert der Drehzahl des Nie- derdruekkompressors für jeden Wert der Drehzahl des Hochdruckkompressors entwei chen, wie dies durch die Linie BH angezeigt ist.
Die Anordnung kann derart sein, dass bei niederen Einlasstemperaturen die maximale Leistung der Anlage auf einen Wert begrenzt ist, der auch bei normaler Einlasstemperatur erreichbar ist, um so eine Überbelastung der Anlage zu vermeiden.
Dies kann dadurch er reicht werden, dass die Drehzahl.- des Hoch- druckkompressors gesenkt und die Drehzahl des '-Miederdruckrotors auf einem maximalen Wert konstant gehalten wird, wie dies durch den Punkt JIP, in Fig. 3 angedeutet ist. An diesem Punkt würden die Anzapföffnungen 28 bei normalen und hohen Einlasstempera- turen geöffnet sein.
Bei niederen Einlasstemperatiuen dagegen kann auch bei kleineren Werten der Drehzahl des Hochdruckrotors im Niederdruckkompres- sor Pumpen auftreten, wenn dieser eine be stimmte Drehzahl aufweist,
wie dies beispiels- weise in. Fig. 3 durch die Linie S". -angedeutet ist. Durch die Wirkung des Balges 22 kann die Drehzahl des Niederdruckrotors gegenüber der Drehzahl des Hochdruckrotors einen hö heren Wert erreichen, bevor die Öffnungen 28 freigegeben werden, wie bei B, gezeigt, im d somit wird die maximale Maschinenleistung,
in Fig. 3 mit 31P, bezeichnet, unter diesen Betriebsverhältnissen wie gewünscht bei ge schlossenen Öffnungen 28 erreicht.
Es ist zu bemerken, dass die Linie A die Linie S, bei welcher Pumpen eintritt, bei einem Wert der Drehzahl des ' Nieder- druckrotors schneidet, der über dem maximal zulässigen Wert JIP liegt.
Wenn dieser Betriebszustand eintritt, zum Beispiel zufolge eines Versagens der Drehzahlbegren- zungsvorrichtung für den Eropeller, oder wenn diese zu langsam wirksam wirkt, wird ein Pumpen des Niederd'ruckkompressors, das sonst eintreten würde, durch die vorangehend beschriebene Luftanzapfeinrichtung verhin dert, da, wie ersichtlich, die Linie A zuerst die Linie B kreuzt, was bedeutet, dass die Anzapföffnungen 28 unter diesen Umständen geöffnet werden, bevor ein Pumpen eintreten kann; letzteres wird somit wirksam verhin dert.
Die Linie, an welcher bei normalen Ein lasstemperaturen bei offenen Anzapföffnun- gen 28 im Niederdruckkompressor Piunpen eintritt, ist in F'ig. 3 mit .S$ bezeichnet. Diese Stelle kann sich bei ändernder Temperatur der umgebenden Atmosphäre verschieben, wie dies in Fig.3. bei S, SH und S, angedeutet ist. Es ist jedoch ersichtlich, dass diese Stelle stets ausserhalb des Betriebsbereichs der An lage liegt.
Bei kleiner Leistung und bei den durch die Linie C bezeichneten Betriebszuständen sind die Öffnungen 28 normalerweise ge öffnet, da die Linie C bei kleiner Leistung links der Linie B liegt.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform der Steuerung der Anzapfsehieber 29 darge stellt, bei welcher ein Folgemechanismus zur Steuerung der Schieber 2J vorgesehen ist und zur Erzielung eines Drehzahlsteuerimpiilses eine andere Vorrichtung verwendet wird als beim vorangehend beschriebenen Beispiel.
Die Betätigungsstange 30 der Schieber _9 ist an einen Kolben 50 angeschlossen, der in einem Zylinder zwei Zylinderräume 51, 52 voneinander trennt. Der Zylinderraiun 51 ist zur Speisung mit Druckfluidum durch eine Leitung'53 an den Auslass 54 einer Brenn stoffpumpe 55 der Anlage angeschlossen, wäh rend der Zylinderraiun 52 eine den Kolben 50 belastende Feder 5ss enthält und über eine Drossel 57 an die Leitung 53 ange schlossen ist.
Eine Ablassleitung 58 führt ausserdem vom Raum 52. zu einem Auslass- v entil 59. Der Kolben 50 besitzt. verschieden grosse Stirnflächen, wobei die kleinere Stirn fläche des Kolbens 50 dem Zylinderraum 51 zugekehrt ist. Wenn Fluidum durch die Lei tung 58 abgelassen wird, sinkt der Druck im Zylinderraum 5'2 und der Kolben 50 nimmt. eine Stellung ein, die von den auf ihn wirkenden Fluidumbelastungen und der Stärke der Feder 56 abhängt.
Das Ablassv entil ,5,9 wird von einem Hebel 60 getragen, der im ;Sinne des Öffnens des Ventils 59 durch eine biegsame Membran 61 belastet ist., deren Belastung durch den Druck im Raum 61a.bestimmt ist, der durch eine Leitung 62 mit einer Vorrichtung 110 verbunden ist, in welcher ein Druck herrscht, der ein Mass für die Drehzahldes Hochdruck- kompressors ist.
Im Öffnungssinn wirkt auch die Feder 63, deren Belastung durch die Stel lung des Kolbens 50 bestimmt ,ist, welcher der Feder 63 als Abstützung dient, wobei der andere Anschlag der Feder 63 durch eine Stange 64 gebildet, ist, welche gegen die Membran 61 anliegt.
Der Hebel 60 ist im Sinne des Schliessens des Ventils 59 ebenfalls belastet, und zwar durch eine Belastung mittels der Membran 61, welche Belastung durch den Druck im Raum 61b bestimmt ist, der durch eine Leitung 65 mit einer Vorrichtung 111 verbunden ist, in welcher ein Druck herrscht, der ein Mass für die Drehzahl des Niederdruckrotors ist, und durch eine mittels eines Bourdon-Rohres 66 ausgeübte Belastung, welches Rohr an das Kapillarrohr 25 und das temperaturempfind- liehe Element 26 angeschlossen ist.
Der durch das Ablassventil 59 abgezweigte Fluidstrom gelangt in eine Leitung 67, die an die Saugseite .der Pumpe 515, angeschlossen ist. Es ist ersichtlich, dass beim Betrieb der Anlage der Kolben '50 eine von den Drehzah len des Niederdruckkompressors und des Hochdruckkompressors und; von der E.inlass- temperatur abhängende Stellung einnimmt.
Die beiden hydraulischen Drehzahlfühlv or- richtungen 110 und 111 sind von gleicher Bauart. Jede besitzt ein Element 68, das vom zugeordneten Rotor der Anlage angetrieben wird. Das Rotorelement 68 ist in einer Kam mer<B>6'9</B> angeordnet, in deren Einlass eine Blende 69a angeordnet ist. Jeder Einlass führt zu einer Zweigleitung 70 der Pumpen- förderleitung 54.
Das Rotorelement 68 ist hohl und enthält eine biegsame Membran 73, welche zwei Rätune 71, 72! voneinander trennt. Der Raum 71 ist gegen die Kammer <B>6'9</B> hin offen, während der Raum 72 durch Öffnungen 74 und ein Rohr 7-5 mit der Ab- strömleitimg 67 in Verbindung steht. Ferner ist der Raum 72 durch eine ventilgesteuerte Öffnung 76 mit der Kammer 69 verbunden, wodurch ein Auslass für die Kammer 69 gebildet ist.
Die Kammer i69 ist ferner durch eine Leitung 80, in welcher zwei hinterein- andergeschaltete Blenden & 1 angeordnet sind--, mit dem Rohr 75 verbunden. Die Öffnung 76 ist durch ein Ventilelement 77 gesteuert, das am einen Ende eines Armes 78 angeord- riet ist. Der Arm 78 ist an seinem andern Ende mittels einer Blattfeder 79 im Rotor element 68 gelagert.
Der Arm 78 liegt gegen die biegsame Membran 73s an, so dass er durch den in der Kammer 69 herrschenden Druck im Sinne des Öffnens der Ventilöffnung 76 belastet ist. Wenn dass Rotorelement 68 an getrieben wird, versucht der Arm 78 das Ventilelement. im Sinne des Schliessens der Öffnung 76 zu bewegen.
Wenn somit die Drehzahl des Rotorelementes 6,8 zunimmt, wird der Ausfluss durch die Öffnung 76 un terbrochen, lind der Druck in der Kammer 68 nimmt zufolge der Drosselung des Stromes aus der Kammer 69 in das Rohr 75 und somit in die Abströmleitung 67 zu.
Der DrLickimpuls zur Belastung der Membran 61 wird dem Raum zwischen. den beiden Blenden 81 entnommen. Demzufolge wird die der Vor richtung 110! zugeordnete Leitung 62 zwi schen den beiden Blenden 81 an die Leitung 80 angeschlossen, während die der Vorrich tung 111 zugeordnete Leitung 6-5 ebenfalls zwischen den beiden Drosseln 81 an die Lei tung 80 angeschlossen wird. Wie ersichtlich, nimmt zufolge der Zunahme des Druckes in der Kammer<B>9</B> mit zunehmender Drehzahl des zugeordneten Rotors der durch die Vor richtungen<B>110,
</B> 111 auf die Membran 61 aus geübte Druck mit zunehmender Drehzahl des zugeordneten Rotors zu.
Die Drehzahlfühlvorrichtungen <I>1102</I> 111 können auch zur Abgabe eines Impulses zur Steuerung der Brennstoffpumpe herangezo gen werden, und zwar so, dass .ein Durch brennen des 'iederdruckrotors oder des Hoch druckrotors verhindert wird, indem dieser Impuls ein Drosseln der Brennstoffzufuhr zu den Injektoren 3a bewirkt, wenn der eine oder der andere der genannten Rotoren die zulässige Drehzahl zu überschreiten droht.
Wenn zum Beispiel die Brennstoffpumpe eine Pumpe mit einstellbarer Schrägscheibe 82 ist, wobei diese .Schrägscheibe 82 mittels eines Kolbens 83 eines Servomotors verstell bar ist, kann die Anordhung derart sein, da.ss die in den Vorrichtungen 110 und<B>111</B> herr schenden Drücke die Stellung des Kolbens 83 im Servomotorzylinder bei Überschreiten der zulässigen Drehzahl steuert.
Beim gezeichneten Beispiel trennt der Servomotorkolben 83 zwei Kammern 84, 85 im Serv omotorzylinder. Die Zylinderkammer 84 ist direkt an die Pumpenförderleitung 64 angeschlossen, während die Zylinderkammer 85 über eine Blende 86 mit der Pumpenförder- leitung verbunden ist.
Der Kolben 83 wird durch eine in der Kammer 85 angeordnete Feder 87 belastet, welche den Kolben 83 in seine der maximalen Brennstofförderung entsprechende Stellung zu verschieben sucht. In diesem Fall kann der Druck im Zylinder- raum 85 durch Abzapfen von Servofluidum aus dieser Kammer verändert werden.
Beim gezeichneten Beispiel ist. die Anordnung der art, dass .die in den Vorrichtungen 11.0 und 7.11 herrschenden Drücke zugeordnete An zapföffnungen steuern.
Mit 88 sind Anzapfkanäle bezeichnet. Jeder Anzapfkanal wird durch ein Ventil element 89 gesteuert, das am einen Ende eines Hebels 90 angeordnet ist. Der Hebel 90 ist im Sinne des Schliessens des Ventils 89 durch eine Feder 91 und im. Sinne des Öff- nens des Ventils 89 zwecks Erhöhung des An- zapfstromes durch eine
Membran K2 belastet. Die Membran 92 ihrerseits ist durch den in der zugeordneten Vorrichtung <B>110</B> bzw. 111 herrschenden Druck belastet. Die Membran 92 bildet, eine Wand einer Kammer 93, welche durch eine Leitung '94 im einen Fall mit der Leitung 62: und im andern Fall mit der Leitung G5 verbunden ist.
Die Kammer 95, auf der einen Seite der Membran 93 ist mit der Abströmleitiung 67 verbinden, welche zweckmässig zum Einlass der Brennstoff pumpe 515 führt. Eine Einstellfeder 96 ist mit ihrem einen Ende an einem einstellbaren Anschlag 97 verankert, während das andere Federende an der Membran 92. abgestützt ist, welche durch einen Druck belastet. ist, der durch die Drehzahl des Hochdruckrotors be stimmt ist.
Durch Einstellen des Anschlages 97 kann die maximale Drehzahl des Hoch druckrotors eingestellt werden.
Die Brennstoffpumpe 5-5 saugt beim Be trieb der Anlage Brennstoff aus einem Brenn- stofftank 9,8. Die Brennstofförderleitung 54 der 1?-Lumpe 55 führt zu den Brennstoff injektoren 3ca und enthält, ein Drosselventil 99 und einen Abstellhahn <B>100.</B> Der Druckabfall im Drosselventi1'99 und somit der Brennstoff strom durch dieses Ventil bei jeder Ventil einstellung wird durch eine barometrische Steuervorrichtung 10'1 gesteuert.
Da diese Vor richtung an sich bekannt ist, soll sie hier nicht näher beschrieben werden.