Kraftanlage. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftanlage mit einer Gasturbine oder einer andern Antriebsmaschine der Art, bei welcher das Antriebsmittel Gas ist, das durch einen oder mehrere unabhängige Gas generatoreinheiten unter dem erforderlichen Druck geliefert wird. Eine solche Gasgene ratoreinheit besteht aus einer Brennkraft- maschine und einem durch dieselbe angetrie benen Kompressor. Das in der Antriebs maschine benutzte "Gas" kann komprimierte Luft vom Kompressor, oder das Auspuffgas der Maschine, oder üblicher das Auspuffgas verdünnt mit komprimierter Luft vom Kom pressor sein.
In der üblichsten Anordnung wirkt der Kompressor als Spül- und Lade pumpe für die Brennkraftmaschine, und die Auspuffauslassöffnung der Maschine ist mit der Antriebsmaschine verbunden, welche demgemäss- ein aus den durch Spülluft ver dünnten Auspuffgasen bestehendes Gemisch erhält. Die Brennkraftmaschine wird gewöhn lich, aber nicht notwendigerweise nach dem Zweitakt-Kreislauf mit flüssiger Brennstoff einspritzung und Kompressionszündung (Die selmotor) arbeiten.
Der Maschinenkolben kann den gompressorkolben vermittels Ver bindungsstangen und Kurbelwellen antreiben oder er kann unmittelbar mit dem Kompres- sorkolben gekuppelt sein und" sich mit dem selben hin- und herbewegen, um einen Frei flugkolben-Maschinen-Kompressor zu bilden. Der Ausdruck "Gasgenerator" wird nach folgend so benutzt, dass er irgendeine der vor genannten Anordnungen einschliessen soll.
Die Antriebsmaschine ist nachfolgend als Turbine beschrieben, da sie gewöhnlich diese Form hat, aber es ist klar, dass sie andere Formen annehmen kann.
Eine vorstehend beschriebene Ga.sgenera- toreinheit hat gewöhnlich eine bestimmte minimale Leistungsabgabe, und es besteht demgemäss eine bestimmte minimale Leistung, unter welcher die Turbine nicht laufen gelas sen werden kann. Für viele Zwecke ist es da gegen zweckmässiger, zwei oder mehrere Gas- generatoreinheiten vorzusehen, welche bei voller Belastung der Turbine alle betätigt sind, um gemeinsam die eine Turbine zu speisen.
Die Leistungsaufnahme der Turbine kann dann unter ein der Summe der mini malen Leistungen aller Gasgeneratoreinheiten entsprechendes Minimum herabgesetzt wer den, indem eine oder mehrere dieser Einheiten ausser Tätigkeit gesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftanlage mit einer Antriebs maschine, einer Mehrzahl Gasgeneratoren für die Lieferung eines Antriebsmittels zur An triebsmaschine, Leistungssteuervorrichtungen für die Steuerung des Anlassens und Anhal tens und die Bestimmung der Leistung der einzelnen Gasgeneratoren und einem durch die Antriebsmaschine betätigten Geschwin digkeitsregulator, der bei Abweichung der Geschwindigkeit der Antriebsmasehine von einem vorher bestimmten Wert anspricht, um die Leistungssteuervorrichtungen in Tätigkeit zu setzen,
damit die kombinierte Leistung der Gasgeneratoren und die Anzahl der in Tätig keitseinstellorga.n an dem Regulator vor wird. Erfindungsgemäss ist ein Gesehwincli,.- keitsein3tellorgan an ,dem Regulator vor gesehen, welches auf die gesamte Leistung. für welche die Gasgeneratoren eingestellt. sind, anspricht.
Der Regulator kann ein durch die Tur= bine angetriebener Zentrifugalregulator sein; wenn die Turbinengeschwindigkeit entspre chend einer Änderung in der Belastung sich ändert, wird der Regulator die kombinierte Leistung derjenigen Generatoren regulieren, welche in Tätigkeit sind, und zwar in einem Sinne, der bestrebt ist, die Geschwindigkeit der Turbine auf einen vorbestimmten Wert zurückzuführen.
Beim Anlassen und Anhal ten eines Gasgenerators wird der Regulator die gesamte Leistung der andern betätigten Gasgeneratoren verändern, wodurch die ge samte Leistung so eingestellt wird, dass sie der Belastung der Turbine angepasst ist, so dass irgendeine plötzliche Änderung der Tur binengeschwindigkeit vermieden wird.
Der Regulator kann in bekannter \'eise wirken, um einen mechanischen, elektrischen oder Druckmittel-Ser-vortiotor bei irgendeiner Abweichung der Turbinengeschwindigkeit von dem gewünschten Wert in Bewegung zu setzen, wobei der Servomotor bewirkt, dass die Zufuhr zu der Turbine im richtigen Sinne geändert wird.
Eine Steueranordnung dieser Art, bei welcher gewöhnlich ein hydrau- liselier, durch unmittelbar von dem Regulator betätigte Ventile gesteuerter Servomotor an gewendet wird, wird für die Steuerung von Dampfturbinen und andern Antriebsmaschi nen in weitem Masse benützt lind die Regu- lierwirkung würde, -wenn sie in dieser Form ohne Abänderung benützt wird,
im wesent lichen eine R.egtilierung mit konstanter Ge- sehivindigkeit sein. Um jedoch eine Stabilität in der Wirkungsweise zu erhalten, ist es üblich, den Regulator mit einem selbsttätigen Gesehwindigkeitseinstellorgan zu versehen, derart, dass die durch den Regulator aufrecht erhaltene Turbinengeschwindigkeit sich bei einer Erhöhung der Turbinenbelastung leicht vermindert, entsprechend einer gewünschten abnehmenden Geschwindigizeits-Belastungs- charakteristik, und das Wesen der vorliegen den Erfindung besteht darin,
dass das Ge- schwindigkeitseinstellorgan den Regulator in Übereinstimmung mit der gesamten Lei stung der Gasgeneratoren einstellt, wodurch der Regulator bestrebt ist, eine vorher bestimmte Geschwindigkeits-Belastungs-Cha- rakteristik der Turbine aufrechtzuerhalten, unabhängig davon, wie manche Gasgenerato ren betätigt sind.
Ohne solche Mittel für die Einstellung des Regulators würfle derselbe keine kontinuierliche, sanfte Veränderung der Geschwindigkeit bei einer -Veränderung der Belastung über den ganzen Wirkungsbereich der Turbine aufrechterhalten;
wenn der Re gulator so eingestellt wäre. dass er eine beson dere Geschwittdigkeits-Belastungs-Charakte- ristik bei einer bestimmten Anzahl von betätigten Gasgeneratoren ergeben würde, -würde das Anhalten eines dieser Gasgenera toren oder das Anlassen eines zusätzlichen Gasgenerators eine plötzliche Änderung auf eine andere GescUwindigkeits-Belastungs- Charakteristik und daher eine plötzliche Än derung der Turbinengeschwindigkeit zur Folge haben.
Der Regulator kann ein belaste ter Zentrifugalregulator sein und die Ein stellung kann in einer Veränderung der Be lastung des Regulators bestehen. Alternativ kann die Einstellung in einer Veränderung der relativen Lagen des Regulators und eines die Servomotoren in Tätigkeit setzenden Or- ganes, z. B. eines Steuerventils, bestehen.
Eine Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes ist schematisch in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellt, während abgeänderte Ausführungen davon in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht sind.
In Fig. 1 ist ein durch die Turbine an getriebener Zentrifugalregulator 1 durch eine Feder 2 belastet. Ein durch den Regulator unmittelbar betätigtes Ventil 3. kann eine Zufuhrleitung 4 bei einer Verminderung der Turbinengeschwindigkeit unter eine be stimmte, von der Belastung des Regulators abhängige Geschwindigkeit mit einer Druck mittelquelle und bei einer Erhöhung der Ge schwindigkeit über eine bestimmte, von der Belastung des Regulators abhängige Ge schwindigkeit mit dem Auslass verbinden;
ein besonderes Verteilventil 5 ist so gestaltet, dass es die Leitung 4 allmählich mit Servomotoren 6, 7 und 8 verbindet, welche Leistungssteuer vorrichtungen für das Steuern des Startens, Anhaltens und der Leistungsabgabe der Gas generatoren 31, 32 und 33 betätigen.
Das Starten jedes Gasgenerators vermin dert allmählich die Belastung des Regulators. Ausserdem wird die Belastung in Überein stimmung mit der Leistungsabgabe ein gestellt, für welche die Kombination der Gasgeneratoren eingestellt ist. Iiiezu wird die Belastungsfeder 2 zwischen dem Hals des Regulators und einem Geschwindigkeitsein- stellarm 9 zusammengedrückt, der bei 0 dreh bar gelagert und selbst durch eine andere Feder 10 belastet ist, welche die Geschwin- digkeitssteuerfeder genannt werden kann.
Drei Belastungskolben 11, 12 und 13 welche den Gasgeneratoren 31, 3,2 und 33 zugeordnet sind - sind auch mit dem Ge- schwindigkeitseinstellarm 9 verbunden, so dass die Einwirkung des Druckmittels auf die Kolben 11, 12 und 13, welche sich in den Zylindern 11a, 12a, 13a bewegen, bestrebt ist, den Arm 9 entgegen der Kraft der Feder 10 in einer Richtung zu bewegen, in welcher der Druck der Belastungsfeder 2@ und damit die Belastung des Regulators 1 vermindert wird.
Das Ventilglied 5a des Verteilventils 5 ist ebenfalls am Arm 9 befestigt und wird durch denselben betätigt, aber vorteilhaft aus nach folgend erwähnten Gründen durch Mittel 14, welche einen gewissen bestimmten Leerlauf gestatten.
Die Leitung 4 verläuft ebenfalls unmittel bar von dem Regulatorventil 3 zum Zylinder 11a. Der Arm 9 kann das Verteilventilglied 5a in verschiedene Lagen bewegen, wodurch die Leitung 4 mit den Servomotoren 6, 7 und 8 verbunden wird, so dass sie eine, oder zwei, oder alle drei Gasgeneratoren steuert, und gleichzeitig nacheinander mit jedem der zu gehörigen Zylinder 11a, 12a und 13a verbun den ist.
Die letzteren sind in Fig. 1 neben einander angeordnet gezeigt, aber eine andere Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt.
Angenommen, dass die Anlage nur mit dem eingeschalteten Gasgenerator 31 läuft, so werden die die Leistung dieses Generators bestimmenden Mittel 26 durch den Servo motor 6 betätigt. Der letztere wird bei Ver- minderung der Turbinengeschwindigkeit mit der Druckmittelquelle verbunden. Der .Servo motor 6 und die Mittel 2,6 bewegen sich all mählich, um die Leistung während einer sol chen Verbindung mit der Druckmittelquelle zu erhöhen; während einer solchen Bewegung steigt der Druck im Zylinder des Servomotors allmählich an.
Es wird angenommen, dass die Leistung jedes Gasgenerators sich im wesent lichen in Übereinstimmung mit dem Druck im zugehörigen Servomotorzylinder ändert; es wird ferner vorausgesetzt, dass der Gas generator selbsttätig zur Wirkung kommt, wenn ein vorausbestimmter, minimaler Druck -- entsprechend der minimalen Leistung des Gasgenerators - erreicht wird und anhält, wenn der Druck unter dieses Minimum sinkt. Vorrichtungen zur Erreichung dieses Resul- tates sind bekannt und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
Bei wiederholter Verminderung der Geschwindigkeit der Tur bine bewegt sich der Servomotor 6 fortschrei tend, bis die Leistung des Gasgenerators 31 ein Maximum erreicht hat. Gleichzeitig er höht sich der Druck im Zylinder 11a. fort schreitend, wodurch der Arm 9 so bewegt wird, dass die Belastung der Feder 10 allmäh lich erhöht und diejenige der Feder 2 allmäh lich erniedrigt wird, wodurch die Belastung des Regulators 1 reduziert wird.
Folglich hat die Turbinengeschwindigkeit nach jeder Er höhung der Turbinenbelastung das Bestreben, sich auf einem kleineren Wert festzusetzen als die vorhergehende feste Drehgeschwindig keit, so da.ss der Regulator also der Maschine eine vorher bestimmte, abfallende Geschwin- digkeits-Belastungs-Cliarakteristik erteilt.
Die fortgesetzte Bewegung des Geschwin- digkeitseinstellarmes 9 hat das Verteilv entil- glied 5a bewegt.
Bei einer weiteren Abnahme der Turbinengeschwindigkeit wird bei mit maximaler Leistung arbeitendem Gasgenera tor 31 die Bewegung des Armes 9 als Folge einer weiteren Erhöhung des Druckes im Zy linder 11.a das Ventilglied la in eine Lage bringen, in welcher Druckmittel aus der Zu fuhrleitung 4 zu dem Druc,mittel-Servoniotor 7 und gleichzeitig zu dem Belastungszylinder 12a gelangt.
Der Gasgenerator 32 wird dann betätigt, und seine Leistung hat sogleich das Bestreben, auf einen Wert zu steigen, der ini wesentlichen gleich ist der Leistung des Gas- generators 31, da. der Druck, des Druckmittels im Servomotor 7 gleich ist dem Druck im Servomotor 6.
Die Zulassung von Druckmit tel zum Zylinder 12a hat #,s-iclitige @@'ühun- .gen. In erster Linie würde ohne diesen Zy lin der das Starten des Gasgenerators 32 das Be streben haben, eine grosse Erhöhung der Tur binengeschwindigkeit hervorzurufen, bis diese Erhöhung durch die Wirkung des Regulators beim Ansprechen darauf aufgehalten wird.
Der Druck in diesem Zylinder 12a wird da gegen den Kolben 12 so bewegen, da.ss die Spannung der Feder 10 erhöht und die Be lastung des Regulators durch die Feder 2 bis zu einem Ausmass reduziert wird, welches von der gegenwärtigen kombinierten Leistung, für welche die zwei Gasgeneratoren 31 und 32 momentan eingestellt sind, abhängt.
Diese Verminderung in der Belastung des Regula- tors bewirkt, dass der Regulator - ohne Er höhung der Geschwindigkeit der Turbine sogleich anspricht und das Ventil 3 bewegt, so dass die Zufuhrleitung 4 mit dem Auslass verbunden wird, wodurch das Bestreben herrscht, die Leistung, für welche beide Gas generatoren eingestellt sind.
zu reduzieren und entsprechend die Belastung des Regula- tors wieder zu erhöhen, bevor die beträcht liche momentane Erhöhung in der totalen Leistung der Gasgeneratoren wirksam wer den kann, um irgendwelche beträchtliche Er höhung in der Turbinengeschwindigkeit her vorzurufen. Diese 'Wirkung geht weiter, bis die Turbine bei einer Geschwindigkeit an kommt, welche, zufolge einer weiteren Wir kung des Zylinders 12a wenig kleiner ist als die vorhergehende feste Drehgeschwindigkeit, worauf das Regulatorventil 3 sich wieder schliesst.
Da die Zylinder 11a und 12a und die Servomotoren 6 und 7 alle dem gleichen Druck ausgesetzt sind, sind beide Gasgenera toren jederzeit so eingestellt, dass sie ungefähr die gleiche Leistung abgeben, und die Bela stung des Regulators ist in Übereinstimmung mit der gesamten Leistung eingestellt.
Wenn dies nicht so wäre, würde sich ein plötzlicher Übergang züi einer andern Gescliwindigkeits- Belastungs-Cliarakteristik ergeben, und wenn das Starten des CTasgenerators 32 nur auf eine kleine Erhöhung der Belastung der Tur bine ansprechen würde, wäre die endgültige feste Geschwindigkeit der Turbine bei einer solchen höheren Belastung höher als ihre Ge schwindigkeit bei der etwas geringeren Be lastung.
Es sei beispielsweise betrachtet, was eintritt, wenn die Leistungssteuerglieder der Gasgeneratoren unmittelbar mit dem Regula tor verbunden wären, so dass sie Lagen ent sprechend der Drehgeschwindigkeit des Re gulators einnehmen würden, der daher eine unzusammenhängende sinkende Geschwindig- keits - Belastungs - Charakteristik aufrecht erhalten würde;
beim Starten des Gasgenera- tors 32 würden die Gewichte des Regulators sich einwärts bewegen (und daher würde die Geschwindigkeit zunehmen), damit der Lei stungsregulator zurückbewegt würde, um die Leistung des Gasgenerators 3,1 herabzusetzen, woraus ersichtlich ist, dass die gesamte an die Turbine abgegebene Leistung für eine gegebene Lage des Regulatorgewichtes und damit die durch den Regulator aufrecht erhaltene Geschwindigkeits-Belastungs-Cha- rakteristik - sich mit der Anzahl der zur Wirkung gekommenen Gasgeneratoren ver ändern würde. Es ergäbe sich ein gleiches Resultat, wenn nur der Zylinder 11a vor gesehen wäre.
Diese plötzlichen Veränderun gen der Charakteristik, welche gewöhnlich unerwünscht und oft unzulässig sind, sind durch die Anordnung der Zylinder 12a, 13a usw. vermieden.
Wenn eine weitere leichte Verminderung der Turbinengeschwindigkeit angenommen wird, so wird das Ventil 3 wieder eine Ver bindung für das Druckmittel zum Ventil 5, den Servomotoren 6 und 7 und den zugehöri gen Zylindern llrz und 12a herstellen. Da durch werden beide Steuerservomotoren be tätigt, um die Leistung beider Gasgenerato ren 31 und 32 zu erhöhen, wobei gleichzeitig der Regulatorbelastungsarm 9 so bewegt wird, dass eine entsprechende Verminderung der Regulatorbelastung eintritt.
Die Leistung der zwei Gasgeneratoren steigert sich, bis die Turbinengeschwindigkeit auf einen Wert zu rückgekommen ist, der wieder etwas unter dem vorherigen festen Umlaufwert liegt und der neuen Belastung des Regulators ent spricht, sobald die Anlage wieder in Behar rung ist. Eine weitere Verminderung der Ge schwindigkeit wird eventuell zur Folge ha ben, dass das Ventilglied 5a eine solche Lage erreicht, bei welcher das Druckmittel gleich zeitig auf den Servomotor 8 und den zuge hörigen Zylinder 13a zur Einwirkung kommt.
Das Anlaufen des zugehörigen Gasgenerators 33 wird wiederum von einer plötzlichen Ver- minderung der Regulatorbelastung, von einem sofortigen Sinken des Regulators und einer Verminderung der Leistungen der Gas generatoren 31 und 3,2 begleitet sein, bis die Belastung annähernd gleichmässig auf die drei Gasgeneratoren verteilt ist.
Es ist ersichtlich, dass die Leistung irgend- eines Gasgenerators im wesentlichen in Über- einstimmung mit dem Druck des Druckmit tels in jedem der Zylinder lla bis 13a steht und daher auch die auf den Regulatorarm 9 durch jeden der Kolben 11 bis 13 ausgeübte Kraft. Die ganze kombinierte Leistung wird von dem Produkt des Druckmitteldruckes und der Anzahl betätigter Gasgeneratoren abhängen.
Die ganze durch die Belastungs kolben ausgeübte Kraft wird von dem Pro dukt des Druckmitteldruckes und der Anzahl betätigter Kolben abhängen und sollte daher, wie vorstehend erwähnt, im wesentlichen pro portional zu der ganzen kombinierten Lei stung der drei Gasgeneratoren sein.
Bei einer Vermehrung der Turbinen geschwindigkeit wird das Ventil 3 den Aus lass mit dem Verteilungsventil 5 und mit den jenigen der Servomotoren 6 bis 8 und der Zylinder lla bis 18a verbinden, welche ge rade wirksam sind. Die Leistung der Gas generatoren wird sich entsprechend vermin dern, während der Druck der Feder 10 ent sprechend vermindert und die Belastung des Regulators durch die Feder 2 entsprechend erhöht wird.
Das Verteilventil 5 bewegt sich, bis wieder feste Bedingungen hergestellt sind und es bewegt sich nötigenfalls weit genug, um einen der Servomotoren 6 bis 8 und sei nen zugehörigen Regulätorbelastungszylinder vom Regulatorventil 3 zu trennen und un mittelbar mit dem Auslass zu verbinden, wo durch als Resultat dieser besondere Gasgene rator abgestellt wird.
Wenn im Betrieb mit einer Leistung ge arbeitet wird, welche nahe dem kritischen Wert ist, bei welchem ein weiterer Gasgene rator in oder ausser Betrieb gesetzt wird, so würde es augenscheinlich unzweckmässig sein, wenn dieser Gasgenerator beim Ansprechen auf verhältnismässig kleine Veränderungen in der Belastung in und ausser Betrieb gesetzt würde. Um dies zu verhindern, wird die Leergang-Vorrichtung 14, wie vorstehend er wähnt, in die Verbindung zwischen dem Hebel 9 und dem Verteilventil 5 eingeführt, wodurch sich eine Überlappung zwischen der Belastung, bei welcher irgendeiner der Gas generatoren ausser Betrieb gesetzt wird und der Belastung, bei welcher dieser Gasgenera tor wieder angelassen wird, ergibt.
In der abgeänderten, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind die Kolben 11 bis 1.3 nicht unmittelbar mit dem Arm 9 verbunden, sondern wirken auf ein Ventil 15, welches sich so bewegt, dass entweder ein Druckmittel- einlassrohr oder ein Auslassrohr mit einem be sonderen Belastungszylinder <I>17a</I> verbunden wird, in welchem sich ein mit dem Geschwin- digkeitseinstellarm 9 verbundener Kolben 17 bewegt.
Der Zylinder 17a ist mit der Rück seite eines Gegendruckkolbens 16 verbunden, der den drei Kolben 11 bis 13 und dem Ventil 15 entgegenwirkt. Dieses Ventil 15 wird nur dann in seine Ruhelage zurückkehren, wenn der auf den Kolben 16 wirkende Druck pro portional der durch die drei Kolben 11 bis 13 ausgeübten kombinierten Kraft. und damit proportional der kombinierten Leistung aller drei im Betrieb befindlichen Gasgeneratoren ist, Die Kolben 11, 12 und 1.8 sind in dieser Figur nicht seitlich nebeneinander, wie in Fig. 1 gezeigt, sondern hintereinander und koaxial auf einer gemeinsamen Kolbenstange angeordnet.
Da die Zylinder 11a, 12a und 13a in offener Verbindung miteinander stehen, so dass der Druck im Zylinder<I>12a</I> nicht nur auf die Vorderseite des Kolbens 12. sondern auch auf die Rückseite des Kolbens 11 und der Druck im Zylinder 13a in gleicher Weise auf die Rückseite des Kolbens 12 wirkt, müssen die drei Kolben 11, 12 und 13 mit verschie denen Durchmessern hergestellt sein, so dass ihre Flächen in arithmetischer Progression zunehmen. Die Verbindung dieser Kolben mit der Kolbenstange geschieht vorteilhaft in der bekannten Weise, welche eine gewisse Re lativbewegung gestattet, um jede Abwei- ehung von der genauen Konzentrizität der drei Zylinder auszugleichen.
Die unmittelbare mechanische Verbindung zwischen dem -#'erteilventil 5 und dem Arm 9 kann auch weggelassen werden. In der in Fig. 2 gezeigten Anordnung geht das dem Zylinder 17a zugeführte Druckmittel auch zu einem Zylinder 18a, in welchem sich ein Kol ben 18 bewegt, der entgegen der Kraft einer Hilfsfeder 21 unmittelbar auf das Ventil 5 wirkt. L:
m das Gleiche wie mit der in Fig. 1 gezeigten Leergangverbindung 14 zu erhal ten, kann das Ventil 5 auch mit zwei kleinen Hilfskolben 19 und 20 verbunden sein, welche sieh in Zylindern 19a und 20a bewe gen. die mit den Servomotoren 7 respektive 8 verbunden sind, wodurch dem Verteilventil 5 eine schnelle Bewegung erteilt wird, sobald es anfängt, einen der Servomotoren entweder mit der Druckmittelzufuhr oder dem Auslass zu verbinden.
Um zu gewährleisten. dass die angemes sene Verminderung der Belastung des Regu- lators nicht erfolgt, wenn der Anlassdruck zuerst auf den irgendeinen besonderen Gas generator steuernden Servomotor ausgeiibt wird, sondern erst dann, wenn dieser beson dere Gasgenerator tatsächlich betätigt wurde, sind die Zylinder lla bis 13a nicht wie in Fig. 1 mit dem Ventil 5, sondern durch beson dere Leitungen mit den Servomotoren 6 bis 8 verbunden, welche so konstruiert sind,
dass diese besonderen Leitzangen nur dann mit dem Druckmittelzulauf verbunden sind, wenn deren zugehörige Gasgeneratoren tatsächlich angelassen sind und die Turbine speisen.
Für die Einstellung der Turbinen- gesch-#vindigkeit, -elche durch den Regulator für irgendeine besondere Belastung aufrecht erhalten wird, sind der Geschwindigkeits- einstellarm 9, die Feder 10 und der Kolben 17, wie in Fig. 2 gezeigt ist, durch Bewegung des in verschiedenen Lagen einstellbaren Armes 22 gegen den Regulator zu und von demselben weg beweglich; dies gestattet eine Veränderung der Regulatorbelastung für irgendeine besondere Spannung der Feder 10 und Lage des Verteilventils 5.
Die Form der durch den Regulator auf rechterhaltenen Geschwindigkeits-Belastungs- Charakteristik kann gewünschtenfalls auch verändert werden. Hierzu ist in Fig. 2 der Drehzapfen 0 für das Ende des Geschwindig- keitseinstellarmes 9 am Ende eines Armes eines schwingbaren Winkelhebels angeordnet, so dass der Arm 9 in seiner Längsrichtung wie es durch Rollen 24 und 25 ermöglicht wird - bewegt werden kann, um die Hebel kraftübersetzung zu verändern.
Aus der vorangehenden Beschreibung der durch Druckmittel,Servomotoren betätigten Mittel für die Ausübung der Erfindung geht hervor, wie für denselben Zweck andere Mit tel benutzt werden können. So kann der Re gulator statt der Bewegung des Ventils 3 in bekannter Weise einen oder zwei Sätze elek trischer Kontakte für das Anlassen eines elektrischen Servomotors an Stelle der vor stehend erwähnten hydraulischen Servomoto ren 6, 7 und .8 schliessen, und in Verbindung damit können durch elektrische Solenoide oder elektrische Motoren betätigte Mittel für die Veränderung der Regulatorbelastung an gewendet werden.
Der Regulator kann wie derum rein mechanische Servomotoren be kannter Ausbildung betätigen; z. B. kann irgendeine auf eine Abweichung der Tur binengeschwindigkeit ansprechende Bewe gung des Regulators ein Betätigungsgetriebe über eine kontinuierlich umlaufende Welle in der einen oder andern Richtung antreiben.
Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausfüh rungsform, bei welcher die Einstellung des Regulators nicht durch Veränderung der Re- gulatorbelastung,sondern durch Veränderung der Lage des Ventils 3 relativ zum Regulator bewirkt wird. Hierzu ist das Ventil 3 nicht unmittelbar mit dem Regulator 2. verbunden, sondern drehbar am Arm 9 angeordnet, wel cher ebenfalls drehbar an andern Punkten mit dem Regulator, mit der Gesamtheit der Kolben 11, 12 und 13 und mit der Leergang vorrichtung 14, jedoch nicht mit irgendeinem festen Drehzapfen verbunden ist.
Die Figur zeigt nur den Regulator, das Ventil 3, den Arm 9 und die Feder 10, alle übrigen Teile sind genau gleich wie in F'ig. 1.
Bei dieser Anordnung bewirkt eine Ver minderung der Turbinengeschwindigkeit, dass der Regulator den Arm 9 um seine drehbare Verbindung mit dem Kolbenzusammenbau oder. mit der Leergangvorrichtung 14 schwingt, und dadurch wie vorher bewirkt, dass das Ventil 3 geöffnet und Druckmittel zur Leitung 4 zugeleitet -wird. Das Druckmit tel, welches zum Zylinder 11a und auch zu den Zylindern 12a und 13a, wenn durch das Verteilventil 5 Verbindungen zu diesen her gestellt sind, Zutritt hat, hebt die Kolben 11, 12, und 13 entgegen der Kraft der Feder 10,
aber bei dieser Anordnung hat dies keine Wirkung auf die Belastung des Regulators. Der Punkt der drehbaren Verbindung des Armes 9 mit dem Kolbenzusammenbau ist jedoch dadurch angehoben, was zur Folge hat, dass das Ventil 3 relativ zum Regulator angehoben ist und demgemäss bei einer etwas geringeren Turbinengeschwindigkeit als vor her in seine normalerweise geschlossene Lage zurückkehrt. Es wird also das gleiche Resul tat einer zunehmenden Verminderung der Ge schwindigkeit der Turbine beim Ansteigen der Leistung der Gasgeneratoren erreicht.
Es ist angenommen, dass die Gasgenera toren 31, 32 und 3,3 Kompressoren sind, die vermittels Brennkraftmaschinen angetrieben sind, welche alle in die gemeinsame Zuleitung 29 zur Turbine 30 auspuffen. Es ist ferner angenommen, dass jede Maschine -mit Kom pressionszündung arbeitet, wobei die Lei stung durch die Menge des bei einem Kreis liuf der Maschine eingespritzten Brennstoffes bestimmt ist, welche Menge wiederum durch die bekannte und übliche Art der Brennstoff pumpenanordnung (bei 26, 27 und 28 ange deutet) bestimmt ist, die durch die Servo motoren 6, 7 und 8 eingestellt werden;
hier nach folgt, dass die Leistung jedes Gasgenera- tors durch die Lage und den Druck des Druckmittels im zugehörigen .Servomotor 6 bis 8 bestimmt ist.
Die Gasgeneratoren 32 und 33- mit ihren zugehörigen Leistungssteuervorrichtun- gen sind in Fig. 1 und alle drei Gasgenerato ren sind in Fig. 2 schematisch gezeigt, aber in Fig. 1 ist ein Gasgenerator 31 mit seiner Lei- stungssteuervorrichtung von Freiflugkolben- bauart gezeigt.
Dieser Gasgenerator weist zwei Kolben auf, welche sich gegeneinander und voneinander bewegen und von welchen jeder einen Teil 31a besitzt, der sich im 31a schinenzylinder<I>31b</I> hin- und herbewegt, so wie einen Teil<B>31e,</B> welcher Luft mittels eines Einlassventils 31e in den Kompressorzylinder 31d ansaugt, diese Luft komprimiert und durch ein Ventil 31f zur Einlassöffnung 31g des Maschinenzylinders drückt und schliess lich einen Teil 31h., der sich in dem Puffer zylinder 31;j hin- und herbewegt.
Die Aus lassöffnungen 31k im Maschinenzylinder 31b sind mit der Zufuhrleitung 29 verbunden. Die Brennstoffeinspritzvorriehtung 311 im Ha- schinenzylinder 31b wird durch eine bei 26 angedeutete Brennstoffeinspritzpumpe übli cher Bauart gespeist. deren Regulierzahn stange durch den Kolben 6a des Druckmittel servomotors 6 entgegen der Kraft der Steuer feder 26b hin- und herbewegt wird.
Die Menge des eingespritzten Brennstoffes ist also, wie bekannt, von der auf die Zahnstange ausgeübten Kraft entgegen der durch die Fe der 26b ausgeübten Kraft bestimmt; hier durch wird die Brennstoffzufuhr durch die auf den Kolben 6a ausgeübte Kraft bestimmt. In Verbindung mit der Brennstoffpumpe 26 steht die übliche Anlassvorrichtung 26a.
welche bei Erreichung einer vorbestimmten Lage der Regulierzahnstange betätigt wird, und welche im Betätigungszustand eine ab gemessene Menge zusammengedrückte Luft: zu den Zylindern 31j lässt, welche Menge ge nügt, um die Maschine ohne störende Einwir kung auf die nachfolgende Betätigung an zulassen.
Es ist klar, dass die Erfindung gleiche r weise auf andere Formen von Gasgeneratoren anwendbar ist, einschliesslich solcher Arten, bei welchen die die Leistung bestimmende, durch den zugehörigen Servomotor 6, 7 oder 8 betätigte Vorrichtung nicht unmittelbar auf die Brennstoffzufuhr wirkt und die Brenn- stoffpumpe 26 keinen Teil dieser die Leistung bestimmenden Reguliervorrichtung bildet, sondern durch andere durch den Gasgenerator betätigte Mittel eingestellt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist klar, wie die Erfindung zur Steuerung irgendeiner Anzahl Ctasgeneratoren angewen det werden kann, -elche eine Turbine oder getrennte. auf einer gemeinsamen Welle an geordnete oder in anderer Weise mechanisch gekuppelte Turbinen speisen.
Fig. 1 zeigt ein Umstellventil 35, durch welches die Servomotoren 6 bis 8 in beliel.)i- ger Reihenfolge mit den Zufuhrleitungen ver bunden werden können, so dass gewünschten falls die Reihenfolge der Betätigung der Gas generatoren verändert und irgendein Gas generator zuerst angelassen und abgestellt werden kann.
Durch diese Mittel kann die Betriebsdauer der verschiedenen Gasgenera toren anniiberad ausgeglichen werden. Fig. 2 zeigt. dieses Ventil mit zwei mechanisch ge- kuppelten Teilen 35 und 35a für die gleich zeitige Unistellung der Verbindungen zum Ventil 5 und zu den Zylindern 11a, 12a und 13a.
Es ist klar, dass der Regulator durch irgendwelche Mittel, welche auf die kombi nierte Leistung der Gasgeneratoren 31, 32 und 33 ansprechen, betätigt werden kann. So können als weitere alternative Ausführung die Zylinder l la, 12a und 13a in Fig. 1 und 2 mit den Auspufföffnungen der drei entspre chenden Gasgeneratoren 31., 32 und 33 ver bunden sein, wodurch die Kolben 11,
12 und 1 3 durch den Entladcdruck der Gasgenerato ren betätigt werden. Als einfachere alterna tive Ausführung können diese Zylinder durch einen einzigen Zylinder ersetzt sein, welcher auf den Re#itlatorwirkt und mit der Leitung 29 verbunden ist, R-odiircli der Kolben durch den Druck d@@s der Turhinc zugeAihrten An- triel)srnittels 1>ctiitigt wird.
Power plant. The present invention relates to a power plant comprising a gas turbine or other prime mover of the type in which the motive means is gas supplied by one or more independent gas generator units under the required pressure. Such a gas generator unit consists of an internal combustion engine and a compressor driven by the same. The "gas" used in the drive machine can be compressed air from the compressor, or the exhaust gas from the machine, or more commonly the exhaust gas diluted with compressed air from the compressor.
In the most common arrangement, the compressor acts as a scavenging and charging pump for the internal combustion engine, and the exhaust outlet of the machine is connected to the engine, which accordingly receives a mixture consisting of the exhaust gases diluted by scavenging air. The internal combustion engine will usually, but not necessarily, work according to the two-stroke cycle with liquid fuel injection and compression ignition (diesel engine).
The engine piston can drive the compressor piston through connecting rods and crankshafts or it can be directly coupled to the compressor piston and "move back and forth with the same to form a free-piston engine compressor. The term" gas generator "is used used below in such a way that it is intended to include any of the aforementioned arrangements.
The prime mover is described below as a turbine because it usually has this shape, but it is clear that it can take other shapes.
A gas generator unit described above usually has a certain minimum power output, and there is accordingly a certain minimum power under which the turbine cannot be run. For many purposes it is more expedient to provide two or more gas generator units, which are all actuated when the turbine is fully loaded in order to jointly feed one turbine.
The power consumption of the turbine can then be reduced to below a minimum corresponding to the sum of the minimal power of all gas generator units by putting one or more of these units out of action.
The present invention relates to a power plant with a prime mover, a plurality of gas generators for supplying a drive means to the prime mover, power control devices for controlling starting and stopping and determining the power of the individual gas generators and a speed regulator operated by the prime mover which responds when the speed of the propulsion engine deviates from a predetermined value in order to activate the power control devices,
so that the combined power of the gas generators and the number of active keitseinstellorga.n on the regulator is before. According to the invention, a viewing angle is provided on the regulator, which applies to the entire output. for which the gas generators are set. are responsive.
The regulator can be a centrifugal regulator driven by the turbine; if the turbine speed changes according to a change in load, the regulator will regulate the combined power of those generators that are in operation in a sense that seeks to return the turbine speed to a predetermined value.
When starting and stopping one gas generator, the regulator will change the total output of the other activated gas generators, thereby adjusting the total output to match the load on the turbine so as to avoid any sudden change in turbine speed.
The regulator can act in a known manner to set a mechanical, electrical or pressure fluid servo motor in motion at any deviation of the turbine speed from the desired value, the servo motor causing the supply to the turbine to be changed in the correct sense becomes.
A control arrangement of this type, in which a hydraulic actuator, controlled by valves directly operated by the regulator, is usually used, is widely used for the control of steam turbines and other drive machines, and the regulating effect would be if it were is used in this form without modification,
essentially be a refurbishment with constant level of privacy. However, in order to maintain stability in the mode of operation, it is customary to provide the regulator with an automatic speed setting element in such a way that the turbine speed maintained by the regulator is slightly reduced when the turbine load increases, corresponding to a desired decreasing speed load. characteristic, and the essence of the present invention is
that the speed setting organ adjusts the regulator in accordance with the total power of the gas generators, whereby the regulator strives to maintain a predetermined speed-load characteristic of the turbine, regardless of how some gas generators are operated.
Without such means for adjusting the regulator, the same would not maintain a continuous, gentle change in speed with a change in load over the entire range of the turbine;
if the regulator were set like this. that it would result in a special speed-load characteristic with a certain number of activated gas generators, -would stopping one of these gas generators or starting an additional gas generator would result in a sudden change to a different speed-load characteristic and therefore a sudden change in turbine speed.
The regulator can be a loaded centrifugal regulator and the setting can be a change in the loading of the regulator. Alternatively, the setting can be made by changing the relative positions of the regulator and an organ that activates the servo motors, e.g. B. a control valve exist.
An embodiment of the subject invention is shown schematically in Fig. 1 of the accompanying drawings, while modified embodiments thereof are illustrated in Figs.
In Fig. 1, a centrifugal regulator 1 driven by the turbine is loaded by a spring 2. A valve 3 directly operated by the regulator can supply a supply line 4 with a pressure medium source when the turbine speed is reduced below a certain, depending on the load on the regulator, and when the speed increases above a certain level of the load on the regulator connect the dependent speed to the outlet;
a special distribution valve 5 is designed so that it gradually connects the line 4 to servomotors 6, 7 and 8, which power control devices for controlling the starting, stopping and power output of the gas generators 31, 32 and 33 operate.
Starting each gas generator gradually reduces the load on the regulator. In addition, the load is set in accordance with the power output for which the combination of gas generators is set. For this purpose, the loading spring 2 is compressed between the neck of the regulator and a speed setting arm 9 which is rotatably mounted at 0 and is itself loaded by another spring 10 which can be called the speed control spring.
Three loading pistons 11, 12 and 13 which are assigned to the gas generators 31, 3, 2 and 33 - are also connected to the speed setting arm 9, so that the action of the pressure medium on the pistons 11, 12 and 13, which are located in the cylinders 11a, 12a, 13a, strives to move the arm 9 against the force of the spring 10 in a direction in which the pressure of the loading spring 2 @ and thus the loading of the regulator 1 is reduced.
The valve member 5a of the distribution valve 5 is also attached to the arm 9 and is actuated by the same, but advantageously for reasons mentioned below by means 14 which allow a certain certain idling.
The line 4 also runs directly from the regulator valve 3 to the cylinder 11a. The arm 9 can move the distribution valve member 5a in different positions, whereby the line 4 is connected to the servomotors 6, 7 and 8 so that it controls one, or two, or all three gas generators, and simultaneously one after the other with each of the associated cylinders 11a, 12a and 13a is connected.
The latter are shown juxtaposed in FIG. 1, but a different arrangement is shown in FIG.
Assuming that the system only runs with the gas generator 31 switched on, the means 26 determining the power of this generator are actuated by the servo motor 6. The latter is connected to the pressure medium source when the turbine speed is reduced. The .Servo motor 6 and the means 2,6 move gradually to increase the power during such a connection with the pressure medium source; during such a movement, the pressure in the cylinder of the servomotor gradually increases.
It is assumed that the output of each inflator changes essentially in accordance with the pressure in the associated servomotor cylinder; It is also assumed that the gas generator comes into effect automatically when a predetermined, minimum pressure - corresponding to the minimum power of the gas generator - is reached and stops when the pressure falls below this minimum. Devices for achieving this result are known and do not form part of the present invention.
When the speed of the turbine is repeatedly reduced, the servomotor 6 moves progressively until the power of the gas generator 31 has reached a maximum. At the same time it increases the pressure in the cylinder 11a. progressively, whereby the arm 9 is moved so that the load on the spring 10 is gradually increased and that of the spring 2 is gradually decreased, whereby the load on the regulator 1 is reduced.
Consequently, after every increase in the turbine load, the turbine speed tends to settle at a lower value than the previous fixed rotational speed, so that the regulator gives the machine a previously determined, falling speed-load characteristic.
The continued movement of the speed setting arm 9 has moved the distributor member 5a.
With a further decrease in the turbine speed, the movement of the arm 9 as a result of a further increase in pressure in the cylinder 11.a bring the valve member la into a position in which pressure medium from the feed line 4 to 4 is at working at maximum power Gasgenera tor 31 the pressure medium servo motor 7 and at the same time to the loading cylinder 12a.
The gas generator 32 is then actuated and its output immediately tends to increase to a value which is essentially the same as the output of the gas generator 31, since. the pressure of the pressure medium in the servomotor 7 is equal to the pressure in the servomotor 6.
The approval of pressure medium to the cylinder 12a has #, s-iclitige @@ 'ühun- .gen. First and foremost, without this cylinder, the starting of the gas generator 32 would strive to cause a large increase in the turbine speed until this increase is stopped by the action of the regulator when responding to it.
The pressure in this cylinder 12a will move against the piston 12 so that the tension of the spring 10 is increased and the load on the regulator is reduced by the spring 2 to an extent that depends on the current combined power for which the two gas generators 31 and 32 are currently set, depends.
This reduction in the load on the regulator has the effect that the regulator - without increasing the speed of the turbine - responds immediately and moves the valve 3 so that the supply line 4 is connected to the outlet, whereby there is a tendency to increase the output for which two gas generators are set.
and accordingly to increase the load on the regulator again before the considerable momentary increase in the total output of the gas generators can take effect in order to cause any considerable increase in the turbine speed. This' effect continues until the turbine arrives at a speed which, as a result of a further action of the cylinder 12a, is slightly smaller than the previous fixed rotational speed, whereupon the regulator valve 3 closes again.
Since the cylinders 11a and 12a and the servomotors 6 and 7 are all subjected to the same pressure, both gas generators are set at all times so that they output approximately the same power, and the load on the regulator is set in accordance with the total power.
If this were not so, there would be a sudden transition to a different speed load characteristic, and if starting the gas generator 32 were only responsive to a small increase in load on the turbine, the final fixed speed of the turbine would be at one Such a higher load is higher than its speed with the slightly lower load.
Let us consider, for example, what would happen if the power control elements of the gas generators were directly connected to the regulator so that they would assume positions corresponding to the rotational speed of the regulator, which would therefore maintain an incoherently falling speed-load characteristic ;
when starting the gas generator 32 the weights of the regulator would move inwards (and therefore the speed would increase) so that the power regulator would be moved back in order to reduce the output of the gas generator 3, from which it can be seen that the total amount of the Turbine output for a given position of the regulator weight and thus the speed-load characteristics maintained by the regulator - would change with the number of gas generators that came into effect. The result would be the same if only the cylinder 11a were seen.
These sudden changes in the characteristics, which are usually undesirable and often inadmissible, are avoided by the arrangement of the cylinders 12a, 13a, etc.
If a further slight reduction in the turbine speed is assumed, the valve 3 will again establish a connection for the pressure medium to the valve 5, the servomotors 6 and 7 and the associated cylinders llrz and 12a. Since both control servomotors are actuated to increase the performance of both gas generators 31 and 32, at the same time the regulator loading arm 9 is moved so that a corresponding reduction in the regulator load occurs.
The performance of the two gas generators increases until the turbine speed has come back to a value that is again slightly below the previous fixed circulation value and corresponds to the new load on the regulator as soon as the system is in persistence again. A further reduction in the speed will possibly have the consequence that the valve member 5a reaches such a position in which the pressure medium acts simultaneously on the servomotor 8 and the associated cylinder 13a.
The start of the associated gas generator 33 will in turn be accompanied by a sudden reduction in the regulator load, an immediate fall in the regulator and a reduction in the performance of the gas generators 31 and 3.2 until the load is almost evenly distributed over the three gas generators .
It can be seen that the output of any gas generator is essentially in accordance with the pressure of the pressure medium in each of the cylinders 11a to 13a and therefore also the force exerted on the regulator arm 9 by each of the pistons 11 to 13. The total combined power will depend on the product of the fluid pressure and the number of gas generators operated.
The whole force exerted by the loading piston will depend on the product of the pressure medium pressure and the number of pistons actuated and should therefore, as mentioned above, be essentially proportional to the total combined performance of the three gas generators.
When the turbine speed increases, the valve 3 will connect the outlet with the distribution valve 5 and those of the servomotors 6 to 8 and the cylinders 11a to 18a, which are currently effective. The performance of the gas generators will accordingly vermin countries, while the pressure of the spring 10 is reduced accordingly and the load on the regulator by the spring 2 is increased accordingly.
The distribution valve 5 moves until fixed conditions are restored and if necessary it moves far enough to separate one of the servo motors 6 to 8 and its associated regulator load cylinder from the regulator valve 3 and connect it directly to the outlet, where as a result this particular gas generator is turned off.
If a power is used during operation which is close to the critical value at which a further gas generator is switched on or off, it would appear to be inexpedient if this gas generator responded to relatively small changes in the load in and would be taken out of service. To prevent this, the idle device 14, as mentioned above, is inserted into the connection between the lever 9 and the distribution valve 5, whereby an overlap between the load at which any of the gas generators is put out of operation and the Load at which this gas generator is started again results.
In the modified embodiment shown in FIG. 2, the pistons 11 to 1.3 are not directly connected to the arm 9, but act on a valve 15 which moves so that either a pressure medium inlet pipe or an outlet pipe with a special loading cylinder <I> 17a </I> is connected, in which a piston 17 connected to the speed setting arm 9 moves.
The cylinder 17a is connected to the back of a counter-pressure piston 16 which counteracts the three pistons 11 to 13 and the valve 15. This valve 15 will only return to its rest position when the pressure acting on the piston 16 is proportional to the combined force exerted by the three pistons 11 to 13. and is therefore proportional to the combined output of all three gas generators in operation. The pistons 11, 12 and 1.8 are not side by side in this figure, as shown in FIG. 1, but are arranged one behind the other and coaxially on a common piston rod.
Since the cylinders 11a, 12a and 13a are in open communication with one another, so that the pressure in the cylinder <I> 12a </I> is not only on the front of the piston 12. but also on the back of the piston 11 and the pressure in the cylinder 13a acts in the same way on the back of the piston 12, the three pistons 11, 12 and 13 must be made with different diameters, so that their areas increase in arithmetic progression. The connection of these pistons to the piston rod is advantageously done in the known manner, which allows a certain relative movement in order to compensate for any deviation from the exact concentricity of the three cylinders.
The direct mechanical connection between the distributor valve 5 and the arm 9 can also be omitted. In the arrangement shown in FIG. 2, the pressure medium supplied to the cylinder 17a also goes to a cylinder 18a in which a piston 18 moves, which acts directly on the valve 5 against the force of an auxiliary spring 21. L:
m the same as with the idle connection 14 shown in Fig. 1 th, the valve 5 can also be connected to two small auxiliary pistons 19 and 20, which see in cylinders 19a and 20a bewe conditions. The connected to the servomotors 7 and 8, respectively are, whereby the distribution valve 5 is given a quick movement as soon as it begins to connect one of the servomotors either to the pressure medium supply or the outlet.
To ensure. that the appropriate reduction in the load on the regulator does not take place when the starting pressure is first applied to the servo motor controlling any particular gas generator, but only when this particular gas generator has actually been actuated. Cylinders 11a to 13a are not like in Fig. 1 with the valve 5, but connected by special lines with the servomotors 6 to 8, which are constructed so
that these special guide tongs are only connected to the pressure medium supply when their associated gas generators are actually started and feed the turbine.
For the adjustment of the turbine speed, which is maintained by the regulator for any particular load, the speed adjusting arm 9, the spring 10 and the piston 17 are, as shown in FIG. 2, by moving the adjustable arm 22 in different positions towards and away from the regulator; this allows the regulator load to be varied for any particular tension on spring 10 and position of diverting valve 5.
The shape of the speed-load characteristic maintained by the regulator can also be changed if desired. For this purpose, the pivot 0 for the end of the speed setting arm 9 is arranged in FIG. 2 at the end of an arm of a swingable angle lever, so that the arm 9 can be moved in its longitudinal direction, as made possible by rollers 24 and 25 To change lever power transmission.
From the foregoing description of the means operated by pressure means, servo motors for practicing the invention it is apparent how other means can be used with tel for the same purpose. So the Regulator can instead of moving the valve 3 in a known manner one or two sets of elec tric contacts for starting an electric servomotor instead of the aforementioned hydraulic servomotors 6, 7 and .8 close, and in connection with it can through electric solenoids or electric motors operated means for changing the regulator load are used.
The regulator can, in turn, operate purely mechanical servomotors of known training; z. B. any movement of the regulator responsive to a deviation in the turbine speed can drive an operating gear via a continuously rotating shaft in one direction or the other.
3 shows a modified embodiment in which the setting of the regulator is not effected by changing the regulator load, but by changing the position of the valve 3 relative to the regulator. For this purpose, the valve 3 is not directly connected to the regulator 2, but rotatably arranged on the arm 9, wel cher also rotatable at other points with the regulator, with the entirety of the pistons 11, 12 and 13 and with the idle device 14, however is not connected to any fixed pivot.
The figure shows only the regulator, the valve 3, the arm 9 and the spring 10, all other parts are exactly the same as in FIG. 1.
With this arrangement, a reduction in the turbine speed causes the regulator to rotate the arm 9 around its rotatable connection with the piston assembly or. oscillates with the idle device 14, thereby causing, as before, that the valve 3 is opened and pressure medium is fed to the line 4. The Druckmit tel, which has access to the cylinder 11a and also to the cylinders 12a and 13a, when 5 connections are made to these through the distribution valve, lifts the pistons 11, 12 and 13 against the force of the spring 10,
but with this arrangement it has no effect on the load on the regulator. However, the point of rotatable connection of the arm 9 to the piston assembly is thereby raised, with the result that the valve 3 is raised relative to the regulator and accordingly returns to its normally closed position at a slightly lower turbine speed than before. So it is the same result achieved an increasing reduction in the speed of the turbine Ge when increasing the power of the gas generators.
It is assumed that the gas generators 31, 32 and 3, 3 are compressors which are driven by means of internal combustion engines, which all exhaust into the common feed line 29 to the turbine 30. It is also assumed that every machine works with compression ignition, the power being determined by the amount of fuel injected into a circuit in the machine, which amount is in turn determined by the known and customary type of fuel pump arrangement (at 26, 27 and 28 indicated) is determined, which are set by the servo motors 6, 7 and 8;
here it follows that the output of each gas generator is determined by the position and pressure of the pressure medium in the associated servomotor 6 to 8.
The gas generators 32 and 33 with their associated power control devices are shown in FIG. 1 and all three gas generators are shown schematically in FIG. 2, but in FIG. 1 there is shown a gas generator 31 with its power control device of the free-flight piston type.
This gas generator has two pistons which move towards and from one another and each of which has a part 31a that moves back and forth in the machine cylinder 31a <I> 31b </I>, as well as a part <B> 31e, < / B> which sucks air into the compressor cylinder 31d by means of an inlet valve 31e, compresses this air and pushes it through a valve 31f to the inlet opening 31g of the machine cylinder and finally a part 31h., Which moves to and fro in the buffer cylinder 31; j .
The outlet openings 31k in the machine cylinder 31b are connected to the supply line 29. The fuel injection device 311 in the hook cylinder 31b is fed by a fuel injection pump of conventional design indicated at 26. whose regulating tooth rod is moved back and forth by the piston 6a of the pressure medium servomotor 6 against the force of the control spring 26b.
The amount of fuel injected is, as is known, determined by the force exerted on the rack against the force exerted by the Fe of 26b; here by the fuel supply is determined by the force exerted on the piston 6a. The usual starting device 26a is connected to the fuel pump 26.
which is actuated when a predetermined position of the regulating rack is reached, and which in the actuated state allows a measured amount of compressed air to reach the cylinders 31j, which amount is sufficient to allow the machine to run without interfering with the subsequent actuation.
It is clear that the invention is equally applicable to other forms of gas generators, including those types in which the power-determining device operated by the associated servomotor 6, 7 or 8 does not act directly on the fuel supply and the combustion Fuel pump 26 does not form part of this regulating device which determines the performance, but is set by other means operated by the gas generator.
From the foregoing description it is clear how the invention can be used to control any number of gas generators, whether a turbine or separate ones. Feed on a common shaft to ordered or mechanically coupled turbines in another way.
Fig. 1 shows a changeover valve 35, through which the servomotors 6 to 8 in beliel.) I- ger sequence can be connected to the supply lines, so that if the sequence of actuation of the gas generators is desired and any gas generator is started first can be turned off.
By means of these means, the operating time of the various gas generators can be compensated anniiberad. Fig. 2 shows. this valve with two mechanically coupled parts 35 and 35a for the simultaneous unposition of the connections to the valve 5 and to the cylinders 11a, 12a and 13a.
It will be understood that the regulator can be operated by any means which are responsive to the combined output of the inflators 31, 32 and 33. Thus, as a further alternative embodiment, the cylinder l la, 12a and 13a in Fig. 1 and 2 with the exhaust ports of the three corre sponding gas generators 31, 32 and 33 be connected, whereby the pistons 11,
12 and 13 are actuated by the discharge pressure of the gas generators. As a simpler alternative embodiment, these cylinders can be replaced by a single cylinder which acts on the re # itlator and is connected to the line 29; > is initiated.