DE3146603C2 - Gasturbinentriebwerksanlage mit unabhängiger Stromversorgung des Triebwerksregelsystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinentriebwerksanlage mit unabhängiger Stromversorgung des Triebwerksregelsystems. Damit die Stromversorgung des Triebwerksregelsystems von der allgemeinen Stromversorgung unabhängig ist, weist sie einen eigenen, von einem Hydraulikmotor angetriebenen Generator auf. Der Hydraulikmotor wird vom Förderstrom der Brennstoffpumpe der Triebwerksanlage angetrieben, wobei ein zwischen der Pumpe und dem Motor angeordneter Konstantströmungsregler eine konstante Generatordrehzahl und folglich eine konstante Betriebsspannung für das Triebwerksregelsystem sicherstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbinentriebwerksanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Gasturbinentriebwerksanlagen ist häufig eine gemeinsame elektrische Stromversorgung vorgesehen, die sowohl allgemeinen Zwecken, beispielsweise der Klimatisierung einer Flugzeugzelle, als auch zur Speisung des beträchtlich weniger elektrische Energie benötigenden elektronischen Triebwerksregelsystems dient und üblicherweise einen Wechselstromgenerator aufweist, der vom Triebwerk über eine Drehzahlreguliereinrichtung angetrieben wird, beispielsweise über eine stufenlos steuerbare hydraulische Pumpen/Motoreinheit, die mittels eines Reglers im Sinne einer Konstanthaltung der Generatordrehzahl geregelt wird, um eine konstante Ausgangsspannung zu erhalten.

Manchmal ist es jedoch wünschenswert, die Strom- «5 Versorgung für das elektronische Triebwerksregelsystem unabhängig von der allgemeinen Stromversorgung auszulegen. Im Hinblick auf die verhältnismäßig geringe Größe eines zur Speisung des Triebwerksregelsystems erforderlichen Generators wäre es aber unwirtschaftlieh und würde einen übergroßen Raumbedarf und Gewichtsnachteil bedingen, diesem Generator eine Drehzahlregeleinrichtung der eben genannten Art zuzuordnen.

Aus der DE-OS 24 10 402 ist eine Gasturbinentrieb-Werksanlage der eingangs genannten Gattung bekannt, bei welcher dem Triebwerksregelsystem ein eigener elektrischer Generator zugeordnet ist. Bei dieser bekannten Anlage wird der Generator jedoch unmittelbar über die Triebwerksweüe angetrieben, so daß seine Drehzahl und folglich seine Ausgangsspannung mit der Triebwerksdrehzahl veränderlich ist. Dabei dient der vom Generator erzeugte drehzahlabhängige Strom zur drehzahlproportionalen Betätigung eines in die Brennstoffleitung geschalteten Elektromagnetventils.

Zwar wird bei der bekannten Anordnung eine Drehzahlregeleinrichtung für den Generator eingespart, was aber notwendigerweise andere Schwierigkeiten hinsichtlich der Auslegung des mit einer schwankenden Spannung betriebenen, in dieser Druckschrift nicht näher beschriebenen elektronischen Regelsystems mit sich bringt. Grundsätzlich wird aber eine Stromversorgung des elektronischen Triebwerksregelsystems mit einer konstanten Spannung allgemein bevorzugt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Gasturbinentriebwerksanlage der eingangs genannten Gattung eine hinsichtlich Aufwand, Raumbedarf und Gewicht wirtschaftliche unabhängige, eine konstante Spannung liefernde Stromversorgung für das Triebwerksregelsystem zu schaffen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer gattungsgemäßen Gasturbinentriebwerksanlage durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung mehr im einzelnen beschrieben, die eine Gasturbinentriebwerksanlage mit einer unabhängigen Stromversorgung des Triebwerksregelsystems nach der Erfindung in schematischer Darstellung zeigt.

Das dargestellte Triebwerk 10 weist, strömungstechnisch in Reihe angeordnet, einen Niederdruckverdichter 11a, einen Hochdruckverdichter 116, eine Brenneinrichtung 12, eine Hochdruckturbine 136 und eine Niederdruckturbine 13a auf. Der Hochdruckverdichter üb steht über einen Hilfsmaschinenantrieb mit einer als Zahnradpumpe ausgebildeten Brennstoffpumpe 14 in Antriebsverbindung, welche Brennstoff durch eine Förderleitung 15 in die Brenneinrichtung 12 fördert. In die Brennstofförderleitung 15 ist ein Drosselventil 16 geschaltet, das vom elektrischen Triebwerksregelsystem 17 gesteuert wird. Über das Drosselventil 16 ist ein Druckfühler 18 geschaltet, der ein Steuerelement 19 aufweist, welches ein in einer parallel zur Pumpe 14 geschaltete Überlaufleitung 21 angeordnetes Steuerventil 20 betätigt. Der Druckfühler 18 und das Steuerventil 20 dienen dazu, den Förderstrom der Pumpe derart zu regulieren, daß das Druckgefälle über dem Drosselventil 16 konstant bleibt. Demzufolge wird der Förderstrom des Brennstoffs in der Förderleitung 15 in Abhängigkeit von der jeweiligen Einstellung des Drosselventils 16 durch das Triebwerkssteuersystem 17 verändert, was eine entsprechende Veränderung des Brennstoffdruckes in der Förderleitung 15 zur Folge hat. An die Überlaufleitung 21 ist stromauf des Steuerventils 20 eine Zweigleitung 24 angeschlossen, die folglich dem veränderlichen Druck in der Förderleitung 15 ausgesetzt ist. Deshalb ist in die Zweigleitung 24 ein Konstantströmungsregler 22 geschaltet, der eine in der Zweigleitung angeordnete Drossel 23, weiter einen über die Drossel geschalteten Druckfühler 25 und ein stromauf der Drossel angeordnetes Regelventil 27 aufweist, das durch ein Steuerelement 26 des Druckfühlers 25 betätigt wird. Der Druckfühler 25 und das Regelventil 27 wirken im Sinne einer Konstanthaltung des Druckgefälles über der Drossel 23 miteinander zusammen, so daß ein konstanter Strömungsdurchsatz durch die Zweigleitung 24 unabhängig von Druckschwankungen stromauf des Regelventils 27 erreicht wird. Die Zweigleitung 24 speist stromab des Konstantströmungsreglers 22 einen Hydraulikmotor 28, der einen Wechselstromgenerator 29 antreibt. Die Ausgangswechselspannung des Wechselstromgenerators wird in einem Brückengleichrichter 30 gleichgerichtet und speist das elektronische Triebwerksregelsystem 17. Die konstante Strömung zum Hydraulikmotor 28 stellt

eine konstante Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators bzw. des Gleichrichters zur Speisung des Triebwerksregelsystems sicher.

Ober den Hilfsmaschinenabtrieb treibt das Triebwerk auch einen Hauptwechselstromgenerator 33, der zur allgemeinen Stromversorgung dient Dieser Hauptgenerator kann auch zur Speisung des Triebwerksregelsy

stems verwendet werden. In diesem Fall enthält die Zweigleitung 24 ein im Ruhezustand offenes Ventil 31, das, solange der Hauptgenerator arbeitet, durch einen Elektromagneten 32 geschlossen gehalten wird. Sollte der Hauptgenerator ausfallen, öffnet sich das Ventil und der Generator 29 speist dann das Triebwerksregelsystem.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasturbinentriebwerksanlage mit einem Gasturbinentriebwerk, einer vom Triebwerk angetriebenen Brennstoffpumpe mit einer das Triebwerk mit Brennstoff speisenden Förderleitung, und einem von einem eigenen elektrischen Generator gespeisten elektronischen Triebwerksregelsystem zur veränderlichen Regelung der Triebwerksdrehzahl über entsprechende Regelung des Brennstoffdurchsatzes in der Förderleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (29) von einem Hydraulikmotor (28) angetrieben wird, der seinerseits über eine an die Brennstofförderleitung (15) angeschlossene Zweigleitung (24) und einen in diese geschalteten Konstantströmungsregler (22) durch den Förderstrom der Brennstoffpumpe (14) angetrieben wird.

2. Gasturbinentriebwerksanlaje nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantströmungsregler (22) eine in die Zweigleitung (24) geschaltete Drossel (23) und ein stromauf der Drossel (23) in der Zweigleitung (24) angeordnetes, auf den Druckabfall über der Drossel (23) ansprechendes Regelventil (27) aufweist.