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DE840033C - Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Gleichdruckgasturbinen fuer Schraubenfahrzeuge - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Gleichdruckgasturbinen fuer Schraubenfahrzeuge

Info

Publication number
DE840033C
DE840033C DEB5554D DEB0005554D DE840033C DE 840033 C DE840033 C DE 840033C DE B5554 D DEB5554 D DE B5554D DE B0005554 D DEB0005554 D DE B0005554D DE 840033 C DE840033 C DE 840033C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
screw
speed controller
fuel supply
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEB5554D
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Dipl-Ing Senger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BROWN
Original Assignee
BROWN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BROWN filed Critical BROWN
Priority to DEB5554D priority Critical patent/DE840033C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE840033C publication Critical patent/DE840033C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/16Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven relating to gas turbines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H3/00Propeller-blade pitch changing
    • B63H3/10Propeller-blade pitch changing characterised by having pitch control conjoint with propulsion plant control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/28Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Gleichdruckgasturbinen für Schraubenfahrzeuge plan hat bereits vorgeschlagen, Schiffe, die durch (;asturbiiienaiilageti mit Gleichdruckverbrennung angetrieben werden, mit Verstellpropellern auszurüsten und dabei Schraubenwinkel, Brennstoff und Drehzahl so zu regeln, claß bei jeder Schiffsgeschwindigkeit sich die für die Gasturbine günstigste Drehzahl und Temperatur einstellt. Dabei wird die Schraube bei höheren Drehzahlen auf einen größeren gegenüber der Drehebene (Schraubeinvinkel) eingestellt als bei kleinen Drehzahlen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regelverfahren und eine -Einrichtung zur Steuerung und lZegelung von Gasturbinenanlagen für Fahrzeuge, also auch Flugzeuge, mit Verstellschrauben, bei denen Turbine, Verdichter und Verstellschraube miteinander gekuppelt sind und nach welchen die für den Betrieb maßgebenden Größen, in ihrer gegenseitigen Abhängigkeit auf zweckmäßige, den besonderen Eigenschaften des Gasturbinen- und Verstellschraubenantriebes angepaßte Weise geregelt werden. Nach der Erfindung wird die Verstellung bzw. Regelung der drei für den Betrieb maßgebenden Größen, nämlich .der Drehzahl, des Schraubenwinkels und der Brennstoffzufuhr, in der Weise miteinander verbunden, daß jeweils zwei davon, nämlich der Sollwert der Drehzahl und eine der beiden anderen Größen, primär vom Manövrierorgan eingestellt und die dritte sekundär vom Drehzahlregler geregelt wird. Entweder wird also primär vom Manövrierorgan der Sollwert der Drehzahl und der Anstellwinkel der Schraubenflügel eingestellt, während die Brennstoffzufuhr sekuti@är vom Drehzahlregler geregelt wird (Verfahren I) oder es wird primär vom Manöv rierorgan neben dem Sollwert der Drehzahl die Brennstoffzufuhr eingestellt und der Anstellwinkel der Schraubenflügel vom Drehzahlregler sekundär geregelt (Verfahren 1I).
  • In Abb. i ist eine hydraulische Steuereinrichtung gezeigt, die zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens, beispielsweise für Schiffsantrieb dient. Es bedeuten: i den Verdichter, 2 die Gasturbine, 3 die Brennkammer. Die Verstellschraube 4 wird durch den Verstellmotor 5 eingestellt, der schematisch als von beiden Seiten federbelasteter Ölkolben gezeichnet ist, der von den beiden Öldrücken plo und P,b betätigt wird. Diese sind über die Blenden i o" und 1 ob an der Ölpumpe i i angeschlossen. Steigendem Öldruck p1" entspricht ein zunehmender Abstellwinkel a der Schrauben für Vorwärtsfahrt, steigendem Öldruck plb ein solcher für Rück«-ärtsfahrt, und zwar ist jeweils einem bestimmten Öldruck ein bestimmter Winkel der Schraubenflügel zugeordnet. Sind beide Öldrücke gleich Null, so stehen die Flügel der Schrauben in Mittelstellung in der Drehebene, entsprechend einer Vortriebskraft gleich Null (Leerlaufstellung). Die Drücke p1" und pib werden von dem Manövrierventil9 eingestellt, das schematisch als Doppelventil gezeichnet ist, das bei Bewegung nach oben von der tiefsten Stellung angefangen, zunächst den Ülabfluß aus dem System p1" öffnet und dadurch den Druck p, von einem Höchstwert bis auf Null absenkt und das dann bei weiterer Bewegung nach oben den bisher voll geöffneten Ölabfluß aus dem Ölsystem P,b abschließt und dadurch den Druck plb ansteigen läßt. Hierdurch wird die Schraube von der steilsten Winkelstellung für Vorwärtsfahrt über Nullstellung auf die steilste Winkelstellung für Ilückwärtsfahrt verstellt. Die Drücke p1" und P,b werden über die Rückschlagklappen 13 und 14, die in Pfeilrichtung öffnen, auf den federbelasteten Olkolben 8 geleitet, der über eine Kurvenscheibe 12 die I)rehzahlverstellbüchse 16 des - Drehzahlreglers 7 verstellt. Jedem Öldruck und damit jeder Stellung de: Kolbens 8 entspricht dann eine bestimmte Stellun- der Drehzahlverstellbüchse 16 und so ein bestimmter Sollwert der Drehzahl. Damit die Drehzahl diesem Soll-Nvert tatsächlich entspricht, läßt der Drehzahlregler 7 in an sich bekannter «'eise, z. B. bei zu hoher Drehzahl, 01 aus dein Ölsystem p, abfließen, das über Blende io, an (las S\.stein der Ölpumpe i i angeschlossen ist. Dieser 6druck p2, der also bei zu kleiner Drehzahl steigt, bei zu großer Drehzahl abfällt, ist zum federbelasteten Ölkolben des Brennstoffventils 6 geführt, wobei abnehmender Öldruck p. abnehmender Brennstoffmenge entspricht. Der Drehzahlregler 7 regelt also durch Öffnen oder Schließen <les Brennstoffventils 6 die Drehzahl auf den durch Kolben 8 eingestellten Sollwert. Die Rückschlagklappen i4 und 13 sorgen dafür, daß nur der höhere der beiden Drücke pla und pib auf den Ölkolben 8 wirkt. Die Abflußblende 15 läßt bei Absenkung des Öldruckes das Öl unter den Kolben 8 abfließen, da hierbei zeitweilig beide Rückschlagklappen 13 und 14 schließen.
  • Der Kolben 8 oder die Büchse 16 sind nun durch die Anschlagkante 17 so begrenzt, daß die Drehzahl der Turbinen bei Öldruck p1" oder plb gleich Null nur auf einen bestimmten kleinsten Leerlaufwert abgesenkt wird, bei dem die Gasturbine bei noch zulässiger Gastemperatur gerade etwa die Verdichterleistung und die Leerlaufverluste der Schraube 4 deckt, ohne Nutzleistung an das Schiff abgeben zu können. Unter diesen Wert darf die Drehzahl der Gasturbine nicht abgesenkt werden, da sie sonst labil abfällt.
  • Die Wirkungsweise nach Abb. i ist nun folgende: In Stoppstellung steht das Manövrierventil 9 in Mittelstellung, wobei beide Öldrücke pla und plb gleich Null sind. Die Schraube 4 steht dabei in Mittelstellung und gibt keine Vortriebsleistung ab. Der Kolben 8 steht in seiner linken Grenzlage und stellt die Drehzahl der Gasturbine auf die untere Grenzdrehzahl ein, indem der vom Drehzahlregler 7 geregelte Steueröldruck p, das Brennstoffventil 6 gerade so weit öffnet, wie notwendig ist. Soll das Schiff vorausfahren, so wird das Manövrierventil 9 nach unten verstellt, wodurch der Ülabfluß des Systems pla gedrosselt und dieser Druck gesteigert wird. Dadurch wird primär die Schraube 4 auf steilere Stellung für Vorausfahrt eingestellt und gleichzeitig die Drehzahlverstellvorrichtung 8-12-i6 auf höheren Drehzahlsollwert verstellt. Der Drehzahlregler 7 erhöht nunmehr den Öldruck p2 und dadurch die Öffnung des Brennstoffventils 6 und die Brennstoffmenge so lange, bis die Solldrehzahl entsprechend der Stellung des Kolbens 8 erreicht ist. Der Kolben 8 steht dabei unter dem Einfluß des Öldruckes p1", wobei die Rückschlagklappe 13 offen .und 14 geschlossen ist.
  • Soll dagegen das Schiff rückwärts fahren, so wird das Manövrierventil9 aus der Mittelstellung nach oben gedreht, wobei der Öldruck P,b entsprechend ansteigt und primär die Schraube 4 auf steilere Stellung der Rückwärtsfahrt sowie gleichzeitig die Drehzahlverstellvorrichtung 8-12-16 auf höheren Drehzahlsollwert einstellt. Hierbei ist die Rückschlagklappe 14 offen und 13 geschlossen. Der Drehzahlregler 7 erhöht dabei wieder den Öldruck p2 und die Brennstoffmenge so lange, bis der neue Sollwert erreicht ist.
  • In Abb. 2 sind die Abhängigkeit der Flügelstellung (Kurve a), der Turbinendrehzähl (Kurve b), der Geschwindigkeit des Schiffes c sowie der Steueröldruck p, und plb von der Stellung des Manövrierschiebers 9, die zweckmäßig auf einer Skala angezeigt wird, dargestellt. Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, kann es, abweichend von der bisherigen Erkenntnis, zweckmäßig sein, oberhalb einer bestimmten Drehzahl, also vor allem im Überlastbereich, den Schaufelwinkel nach Kurve a mit steigender Geschwindigkeit nicht mehr ansteigen zu lassen, sondern eher sogar wieder zu verkleinere. nämlich dann, wenn der Wirkungsgrad von Turbine und Verdichter wieder abnimmt (1.7l)erlastltereicli).
  • Bei dein Verfahren I wird primär in Abhängigkeit voni Nlaniivrierventil g der Schraubenwinkel und die Solliverteinstellung 8-12-r6 des Drehzahlreglers bneinflußt, sekundär in Abhängigkeit vom Drehzahlregler <las Brennstoffventil 6 geregelt. Wie bereits erwähnt, kann statt dessen die Regelung der drei maßgebenden Größen gemäß der vorliegenden I?rfindung auch so miteinander verbunden werden, (laß primär in Abhängigkeit vom \Ian@ivrierventil g das Brennstoffventil 6 und die Sollwerteinstellung 8-12-16 des Drehzahlreglers sekundär abhängig vorn Drehzahlregler 7 der Schraubenwinkel geregelt werden (Verfahren 1I). 1)alwi wird. falls eine zu hohe Drehzahl auftritt, der Schraubenwinkel vergrößert, so daß die Drehzahl der Anlage durch das vergrößerte Lastmoment der Schraube wieder auf den Sollwert herabgesenkt wird. 1)a sich hierbei die Schraubenwinkel selbsttiitig entsprechend der Drehzahl einstellen, wird eine I:inriclittnig zur Ausübung des Verfahrens l1 von selbst so arbeiten, daß im Cberlastbereich die ScliratilKiiwinkel mit steigender Geschwindigkeit @@eniger steil absteigen oder sogar absinken.
  • Besonders vorteilhaft ist es nun, wenn nach der weiteren E=rfindung bei größeren Geschwindigkeiten bzw. Maschinendrehzahlen das Verfahren II, bei kleineren Geschwindigkeiten bzw. Maschinendrehzahlen und beim Durchlaufen der Stoppstellung dagegen (las Verfahren I angewendet wird. Hierdurch werden fol@-ende Nachteile vermieden bzw. \-orteile erzielt: Bei hi)Iieren Drehzahlen hat das Verfahren I nach _1111t. t den Nachteil, daß, wenn die Fahrtgeschwindigkeit und Leistung gesteigert werden sollen, zunächst bei noch gleichbleibender Drehzahl bereits (las Drehnionient der Schraube erhöht wird, wodurch die Drehzahl zunächst sogar absinken N v 111. Er # st hierdurch und durch die gleichzeitige Erli(*iliting des Sollwertes der Drehzahl wird vom 1)reliz;tlilregler mehr Brennstoff gegeben, für den alter zuniichst noch nicht mehr Brenn- und Kühl-Itift zur \-erfiigting steht. Vielmehr muß jetzt auch die Drehzahl der Gruppe erhöht werden, und diese Beschleunigungsleistung wird, ebenso wie die \lelirleistuiig der Schraube, zunächst überwiegend durch die erli<ihte Brenngastemperatur gedeckt. Diese I@eschleunigung der Schwungmassen bei bereits steiler gestellter Schraube verursacht also Temperatursteigerungen an der Gasturbine von unerwünschter flöhe und Dauer. Wenn Temperaturwächter iS vorhanden sind, die z. B. nach :11i11. t bei zu hoher Temperatur vor der Gasturbine (las l)rcnnstoltveiitil0 schließen, so kann es vorkoninien, (1a1.1 hierdurch die Ausführung eines solchen \lanövers zur Fahrtsteigerung überhaupt verhindert oder begrenzt wird.
  • i\Iaii kann nun z. 13. durch geeignete Maßnahmen dafür sorgen, (laß, wenn eine Fahrtsteigerung beabsichtigt ist, die Schraubenflügel erst dann steiler gestellt werden, wenn die Drehzahl der Ladegruppe gestiegen oder ihr neuer Sollwert erreicht ist. Dies kann man z. B. in einfachster Weise erreichen durch Einbau von Drosselblenden 25, und 25b in die Ölleitungen pta und prb zum Verstellmotor 5 der Schraube, so daß die Flügelverstellung der Verstellung des Manövrierschiebers g und damit auch des Brennstoffventils 6 nur mit erheblicher Verzögerung nacheilt. Man kann z. B. auch den Thermostat zur überwachung der Temperatur vor der Gasturbine auf den Verstellmotor für die Schrauben so einwirken lassen, daß bei zu hoher Temperatur die Schraube flacher gestellt und dadurch die Drehzahl der Turbinengruppe erhöht wird, bis die Luftmenge gestiegen und damit die Temperatur abgesenkt ist. Dies ist in Abb. 1 durch den Thermostat 18' für Vorausfahrt angedeutet. Man kann auch die Thermostaten 18 und 18' nebeneinander verwenden und wird - dann 18 erst bei höherer Temperatur ansprechen lassen. In anderer Weise wird der unerwünschte Temperaturanstieg hei Fahrtsteigerung vermieden, wenn man nach Verfahren II primär den Brennstoff verstellt, also z. B. zum Zweck der Fahrtsteigerung erhöht und gleichzeitig den Sollwert der Drehzahl erhöht, sekundär aber vom Drehzahlregler die Schraube regeln läßt. Dann wird nämlich bei zunächst noch zu niedriger Drehzahl die Schraube kurzzeitig trotz beabsichtigter Fahrtsteigerung flacher gestellt, was in zunächst unerwarteter Weise eher eine momentane Verzögerung des Fahrzeuges zur Folge hat. Erfindungsgemäß ist dies aber beabsichtigt, damit die Drehzahl der Turbine sofort durch-Entlastung der Schraube ansteigt und die erhöhte Brennstoffmenge in kürzester Zeit die erforderliche größere Luftmenge vorfindet. Erst wenn die Gruppe auf den neuen Sollwert der Drehzahl gestiegen ist, wird die Schraube vom Drehzahlregler steiler gestellt und dadurch wieder stärker belastet, bis der neue Beharrungszustand erreicht ist.
  • Umgekehrt wird bei Übergang auf kleinere Fahrtstufen zunächst mit Verringerung der Brennstoffzufuhr und Tieferstellung des Drehzahlsollwertes die Schraube vom Drehzahlregler zeitweise steiler gestellt, wodurch die Turbine wirksam abgebremst wird, bis sie die neue tiefere Solldrehzahl erreicht hat, worauf dann eine weitere Drehzahlabsenkung durch Flacherstellen der Schraube verhindert wird. Dieses Verfahren 11 hat also den Vorzug, daß der Übergang zu der neuen Drehzahl sehr viel rascher und unter weitgehender Vermeidung unzulässig hoher langdauernder Temperatursteigerungen erfolgt. Es wird daher erfindungsgemäß in dem Bereich mittlerer und hoher Geschwindigkeiten angewendet. Bei kleinen Geschwindigkeiten und beim Umsteuern hat dagegen das Verfahren 1I folgenden Nachteil: Nach Alb. 2 verläuft die Kurve b der Turbinendrehzahl bei kleinerer Schiffsgeschwindigkeit sehr flach und darf nicht unter einen bestimmten Kleinstwert mit Rücksicht auf das labile Verhalten der Gasturbine abgesenkt werden. Bei Stoppstellung und kleinen Fahrten voraus und zurück läuft die Turbine daher mit praktisch gleichbleibender Drehzahl. Die Erfindung beruht nun weiter auf der Erkenntnis, daß man in diesen Fahrtbereich die Schraube nicht mehr in Abhängigkeit von dieser Drehzahl, d. h. erst vom Drehzahlregler aus so regeln kann, daß sie in gewünschter Weise die entsprechenden Flügelstellungen zwischen Vorausfahrt, Stoppstellung und Rückwärtsfahrt durchläuft. Vielmehr muß in diesem Fahrtbereich primär vom Manövrierschieber die Schraube verstellt und sekundär die Drehzahl vom Drehzahlregler durch Beeinflussung des Brennstoffventils geregelt werden, wie es dem Verfahren I entspricht.
  • Abb. 3 zeigt eine Steuereinrichtung, die die Vereinigung der beiden Regelverfahren I und II ermöglicht. Die Zahlen bedeuten wieder die gleichen Teile wie in Abb. i. Der Manövrierschieber 9 enthält hier vier Kolben 19, 20, 21 und 22. Die Kolben i9 und 2o steuern dabei mit den Kanten a1 (unten am Kolben i9) für Vorausfahrt und b1 (oben am Kolben 20) für Rückwärtsfahrt bei mittleren und hohen Drehzahlen primär den Öldruck p1, der hier einerseits auf die Verstellvorrichtung 8, 12 und 16 des Drehzahlreglers 7 wirkt, andererseits auf das Brennstoffventil 6. Der Drehzahlregler 7 regelt mit seiner Steuerkante c sekundär den Öldruck p2, und zwar bei Vorwärtsfahrt und geöffneter Rückschlagklappe 13 den Öldruck p2", der die Flügel der Schraube auf Vorwärtsfahrt einstellt, wobei P2b gleich Null und Rücksrhlagklappe 14 geschlossen ist. Bei Rückwärtsfahrt wird der Öldruck P2b vom Drehzahlregler wieder mit Steuerkante c geregelt, wobei Rückschlagklappe 14 offen und 13 zu sowie der Öldruck p2, gleich Null ist. Abweichend von Abb. i ist der Drehzahlregler 7 in der Büchse 16 mit umgekehrter Steuerkante c ausgeführt, d. h. so, daß z. B. bei zu hoher Drehzahl gegenüber dem Sollwert der Druck p2 ansteigt, damit sinngemäß die Schraubenflügel steiler gestellt werden. An derselben Steuermuffe des Drehzahlreglers 7 sitzt eine zweite Steuerkante d, die Öl aus dem Ölsystem p1 abfließen läßt, und damit das Brennstoffventil 6 schließt, wenn die Drehzahl trotz vollständig geschlossener Abflußkante c den eingestellten Sollwert übersteigt. Diese Steuerkante d dient also zur oberen Drehzahlbegrenzung. Der Drehzahlregler hat ferner eine zweite Regelmuffe mit fest einstellbarer Regelbüchse 23, die an der Steuerkante e den Durchfluß des Ölsystems p1 zum Manövrierventil regelt, und zwar so, daß dieser Durchfluß bei mittleren und hohen Drehzahlen ungedrosselt freigegeben wird, bei Erreichen einer bestimmten Mindestdrehzahl aber gedrosselt wird, so daß der Druck p1 nicht weiter absinken kann. Hierdurch wird auch verhindert, daß das Brennstoffventil 6 zu weit schließt, und die Turbinendrehzahl kann auf dem gewünschten Kleinstwert gehalten werden. Diese Steuerkante a dient also zur unteren Drehzahlbegrenzung.
  • Die beiden Kolben 21 . und 22 des _Manövrierschiebers 9 dienen zur Steuerung der Öldrucke p2" und P2b bei kleinen Fahrtstufen und Durchgang durch die Stoppstellung, und zwar Kolben 21 mit Steuerkante a2 (unten) für Vorwärtsfahrt und Kolben 22 mit Steuerkante b2 (oben) für Rückwärtsfahrt. Die Abstufung der Steuerkanten a1, bi und a2 und b2 ist dabei so gewählt, @daß z. B. bei höchster Vorausfahrt, für die die Stellung des Schiebers in Abb.3 gezeichnet ist (tiefste Stellung), die Kante a1 den Abfluß aus dem Ölsystem p1 fast vollständig abdrosselt, während Kante bi und b2 vollständig offen, Kante a2 geschlossen sind, so daß der Druck p2, nur unter dem Einfluß des Drehzahlreglers steht.
  • Bei Aufwärtsbewegung des Schiebers 9 gibt zunächst Kolben i den Abfluß an Kante a1 frei, wodurch p1 und damit die Drehzahl sinkt. Bei Annäherung an die zulässige Mindestdrehzahl greift die zweite Muffe 23 des Drehzahlreglers als unterer Drehzahlbegrenzer ein und schließt den Durchfluß des Ölsystems p1 zum Manövrierschieber 9. Auch bei weiterer Auswärtsbewegung des Schiebers 9 kann daher die Turbinendrehzahl nicht weiter absinken. Nunmehr wird am Kolben 2i die Abflußkante a2 geöffnet und der Druck p21 weiter bis auf Null abgesenkt, die Schraube also flacher gestellt und die Schiffsgeschwindigkeit entsprechend bis zur Stoppstellung verringert. Wird nun der Manövrierschieber 9 noch weiter nach oben verstellt, so beginnt der Kolben 22 mit der oberen Steuerkante b2 den bisher voll geöffneten Ablauf aus dem Ölsystem P2b zu drosseln, und diesen Druck zu steigern, so daß die Flügel auf Rückwärtsfahrt verstellt werden. Hierbei ist die Drehzahl der Gruppe immer hoch praktisch konstant, da der Drehzahlregler mit seiner zweiten Reglermuffe 23 den Öldruck p1 und damit die Brennstoffzufuhr einregelt. Wird nun .der Schieber 9 zwecks weiterer Steigerung der Rückwärtsfahrt noch weiter nach oben verstellt, so beginnt der Kolben 2o an der oberen Steuerkante b1 den Abfluß von p1 zu drosseln., wodurch die Brennstoffzufuhr und die Drehzahl der Turbine wieder gesteigert wird. Die zweite Steuermuffe 23 gibt dadurch den Durchfluß für das Ölsystem p1 zum Schieber 9 wieder frei und die Regelung erfolgt wieder wie bei hoher Vorausfahrt, mit dem Unterschied, daß die Einstellung des Druckes p1 und damit des Brennstoffes und der Solldrehzahl nunmehr an der Steuerkante bi erfolgt. Die Verstellvorrichtung 5 der Schraube 4 steht dabei unter dem Einfluß des Öldruckes p2b, wobei Rückschlagklappe 14 offen und 13 geschlossen ist. Der Thermostat 18 läßt bei zu hoher Temperatur vor Gasturbine Öl aus dem System p2 ablaufen und wirkt dadurch auf Entlastung der Schraube und Erhöhung der Drehzahl sowie der Luftmenge. Man kann den Thermostat i9 natürlich auch auf das Ölsystem p1 oder direkt auf die Brennstoffzufuhr einwirken lassen.
  • Wie erwähnt, bewirkt im oberen Drehzahlbereich der Drehzahlregler bei Fahrtsteigerung eine vorübergehende Flacherstellung und Entlastung der Schraube zwecks rascherer Beschleunigung der Turbinengruppe, bei Fahrtverminderung eine vorübergehende Steilerstellung der Schraube und damit eine momentane Beschleunigung des Schiffes, da die Verzögerungsenergie der Schwungmasse der Turbine in Beschleunigung des Schiffes umgesetzt wird. Im Gefahrfalle kann dies letztere unerwünsclit sein. Die rasche Bremsung der Turbogruppe ist int allgemeinen auch nicht erforderlich. Das llremsventil 24 erlaubt nun, durch Eingriff von Hand iin Gefahrfall für (las Schiff durch Absen-I<tiiig des Druckes p, die Schraube sofort und un-,iI)li;iiigig voni 1)relizalilregler beliebig flach zu stellen, wodurch eine wirksame Bremsung hervorgerufen wird. In diesem Fall würde aber bei gleichbleibender Stellung des Manövrierscbiebers 9 und gleichbleibendem Öldruck pl, d. h. bei gleichbleibender Brennstoffzufuhr die Drehzahl der Gruppe ansteigen. Steigt die Drehzahl um ein bestImmtes -Maß über den durch die Stellung des Kolbens 8 und die Büchse 16 gegebenen augenblicklichen Sollwert, so öffnet die Steuerkante d einen _\lifluß aus dem Ölsystem p1 und verhindert so durch Schließen des iireitnstoffventils einen weiteren l)reliz:tlilanstieg.
  • Diese I?inrichtungen, die beispielsweise mit rein li\ür.itilisclier l?liertragung der Steuer- und Regel-N()rgiinge lwscliriel)en werden, können sinngemäß auch mit elektrischen oder mechanischen Übertragungen ausgeführt werden.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. \-ert@ilireti zur Steuerung und, Regelung von Gasturbinettanlagen für Fahrzeuge mit Antrieb durch \-erstellschrauben, bei denen Turbine, \-erdichter und \"erstellscltraube miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, da(1 die IZegeltiitg der drei für die Beeinflussung des I@etrieüszlistandes maßgebenden Größen, nämlich der Maschinendrehzahl, des Schraubenwinkels und der Brennstoffzufuhr einander in der Weise zugeordliet wird, daß jeweils der Sollwert der l )relizahl und eine der beiden anderen Größen primiii- vom Manövrierorgan eingestellt und die dritte Größe sekundär vom 1)relizalili-egler geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, ((aß primär der Schraubenwinkel und der Sollwert der Drehzahl eingestellt und sekundär die l@reinistottzufuhr ioin Drehzahlregler geregelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Schraubenwinkels der Änderung der Brennstoffzufuhr verzögert nachfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß primär die Brennstoffzufuhr und der Sollwert der Drehzahl eingestellt und sekundär der Schraubenwinkel vom Drehzahlregler geregelt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittleren und hohen Drehzahlen das Verfahren gemäß Anspruch 4, dagegen bei kleinen Drehzahlen und bei Durchgang durch die Stoppstellung das Verfahren nach Anspruch 2 angewendet wird.
  6. 6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5 unter Verwendung eines einzigen Verstellgerätes (Manövrierschieber), dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler mindestens zwei Steuermuffen oder Steuerkanten hat, von denen die eine bei mittleren und höheren Drehzahlen die Drehzahl jeweils auf den vom Manövrierschieber eingestellten Stillwert durch Beeinflussung des Schraubenwinkels einregelt, während die zweite das Brennstoffventil derart beeinflußt, daß ein im allgemeinen fest eingestellter Kleinstwert der Turbinendrehzahl nicht unterschritten wird.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine besondere Bremsvorrichtung (24) die Flügel der Schraube unabhängig von dem eingestellten Sollwert der Drehzahl auf die Stoppstellung eingestellt werden können. B.
  8. Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchlaufen der Stoppstellung oder Betätigung der Bremsvorrichtung eine unzulässige Drehzahlsteigerung durch eine besondere Steuerkante am Drehzahlregler verhindert wird, welche die Brennstoffzufuhr begrenzt.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Thermostaten 18 bzw. 18' bei zu hoher Temperatur vor der Gasturbine die Schraube im Sinn flacherer Flügelstellung beeinflussen.
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