DE2238727A1

DE2238727A1 - Brennstoffentleerungseinrichtung fuer gasturbinentriebwerk

Info

Publication number: DE2238727A1
Application number: DE2238727A
Authority: DE
Inventors: Melvin Eugene Criffield
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-08-09
Filing date: 1972-08-05
Publication date: 1973-02-15
Also published as: JPS4827116A; US3774394A; DE2238727C2; JPS5636289B2; BE787374A; GB1402625A

Description

Brennstoffentleerungseinrichtung für Gasturbinentriebwerk

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinentriebwerke und insbesondere auf ein Brennstoffe ntleerungssystem und mit diesem zusammenarbeitende Ventil- und Pumpeinrichtungen,

In Gasturbinentriebwerken von Plugzeugen ist es notwendig oder wünschenswert, beim Abschalten des Triebwerkes einen Abfluß von Restbrennstoff (des Brennstoffes in demjenigen Abschnitt des Brennstoff Zuführungssystems, der sich stromabwärts von dem Brennstoffabschältventil befindet) in die Brennkammer des Triebwerkes zu verhindern, um auf diese Weise eine Verkohlung und eine mögliche Feuergefahr zu vermeiden.

Zu diesem Zweck ist es bisher üblich gewesen, ein Abflußgefäß oder einen Behälter zur Sasamlung des restlichen Brennstoffes vorzusehen, wobsi der Behälter mit dem Bren^stoffzuffihrungsverteil^r üb«s* »in ■

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Ventil verbunden ist, das sich beim Abschalten des Triebwerkes öffnet. Bei geöffnetem Ventil ist das System so angeordnet, daß der Restbrennstoff in den Behälter abfließt. Dabei wird die Schwerkraft und/oder die Druckdifferenz zwischen dem Triebwerksbrenner und dem Behälter ausgenutzt, der gewöhnlich nach Außenbord entlüftet ist.

Da die Menge des Restbrennstoffes, der bei Jedem Abschalten des Triebwerkes in den Behälter abgelassen wird, immerhin etwa 5 1 oder mehr betragen kann, ist es im allgemeinen aufgrund der Größenbeschränkungen des Behälters und anderer Überlegungen erforderlich, daß der Behälter zwischen den Triebwerksstillständen entleert wird.

Es sind zwar bisher zahlreiche Methoden oder Systeme zur Entleerung derartiger Behälter zwischen Triebwerksunterbrechungen verwendet oder vorgeschlagen worden. Diese Methoden leiden Jedoch im allgemeinen unter dem Nachteil, daß entweder die Inhalte des Behälters beim Plugzeugstart in die Atmosphäre entleert werden oder daß die Bodenmannschaft den Behälter von Hand entleeren muß. Beispielsweise leitet eine Anordnung, die bisher allgemein angewendet wurde, Staudruck auf den Behälter, um den angesammelten Brennstoff zu zwingen, sich beim Start des Plugzeuges in die Atmosphäre zu entleeren, Mit dem wachsenden Luftverkehr und der hohen Verschmutzungsdichte in der Nähe der meisten Flughäfen sind derartige Systeme vom Standpunkt der Umweltverschmutzung zu einer immer wichtiger werdenden Sache geworden.

Zwar sind in der Vergangenheit Abzugspumpen, die kontinuierlich laufen unter Verwendung von Treibstoff, der von der Niederdruckoder Zentrifugalpumpe von Z^ipumpen-Drucksystemen für den Trieb - werkskraftstoff abgezogen wird, verwendet worden, um kontinuierlich und automatisch Brennstoffdampf von verschiedenen Punkten in dem Kraftstoffsystem zum Einlaß der Zentrifugalpumpe zu pumpen. Es wird Jedoch angenommen, daß eine derartige Anordnung im Hinblick auf das Brennstoff-Abflußgefäß nicht genügend Treib-

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stoffenergie liefern würde, um den Restbrennstoff entgegen der Drucksäule einer Flugzeug-Förderpumpe zu pumpen. Es muß auch berücksichtigt werden, daß Gasturbinentriebwerke bei wesentlich herabgesetzten Rotordrehzahlen in Relation zum normalen Betrieb gestartet werden und demzufolge bei wesentlich herabgesetzten Brennstoffdrucken und Strömungsgeschwindigkeiten bzw, Durchsatzmengen. In einigen Triebwerken sind die Brennstoffdrucke und Strömungsgeschwindigkeiten beim Start nicht genügend hoch, um Brennstoff in solchen Mengen zu liefern, die zur Ermöglichung einer Zündung notwendig ist, und um zur gleichen Zeit Brennstoff zu liefern, um eine kontinuierlich arbeitende Abzugspumpe anzutreiben, wie es bei dem oben erläuterten Dampfabzugssystem der Fall ist. Gleichzeitig wird jedoch angenommen, daß ein effektives System für eine Verwendung mit dem Abflußgefäß angeordnet werden muß, um diese verminderten Brennstoffdfucke und Strömungsgeschwindigkeiten beim Treibwerksstart auszunutzen, um den Abflußbehälter im Falle eines erfolglosen Startversuches zu entleeren,

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein BrennstoffZuführungsverteiler- und Abflußdüsensystem für ein Gasturbinentriebwerk zu schaffen, das die vorstehend genannten Nachteile vermeidet,

Weiterhin soll ein wirtschaftliches und zuverlässiges System für eine Verwendung mit einem Gasturbinentriebwerk geschaffen werden, das den Restbrennstoff beim Triebwerksstillstand zurückleitet.

Weiterhin beinhaltet die Erfindung ein System der vorstehend genannten Art, das eine Abzugspumpe verwendet und in der Lage ist, den aus den Treibstoffpumpen des Triebwerkes abgezogenen Treibstoff druck nur nach dem Abschalten des Triebwerkes auszunutzen.

Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte und wirtschaftliehe Abzugspumpen- und Ventilanordnung für eine Verwendung in dem erflndungsgemäßen Brennstoffentleerungssystem zu schaffen,

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Diese und andere Aufgaben werden, kurz gesagt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Abzugspumpen- und Ventileinrichtung vorgesehen ist, wobei das Ventil die Punktion hat, während des Auslaufens des Triebwerkes Brennstoff, der durch die Brennstoffpumpen des Triebwerkes unter Druck gesetzt ist, zur Abzugspumpe als Treibmittel für diese zu leiten. Es ist ein Abflußventil vorgesehen, das sich öffnet, wenn das Abschaltventil des Triebwerkes geschlossen ist, um so den Brennstoff stromabwärts von dem Abschaltventil in ein Abflußgefäß ablaufen zu lassen. Die Abzugspumpe ist mit dem Abflußgefäß und dem Ausgang der Hochdruck-Brennstoffpumpe des Triebwerkes über das Ventil verbunden, so daß beim Abschalten des Triebwerkes Brennstoff von dem Abflußgefäß zu einem Punkt in dem Brennstoffsystem stromaufwärts von dem Abschaltventil gepumpt wird, wobei Brennstoff ausgenutzt wird,

von
derbem Triebwerk während des Auslaufens des Triebwerkes unter

Druck gesetzt wird.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert,

Figur 1 ist ein Blockdiagramm und zeigt schematisch das erfindungsgemäße Brennstoffentleerungssystem in Zusammenarbeit mit einem Gasturbinentriebwerk,

Figur 2 ist eine Querschnittsansicht im vergrößerten Maßstab von der Abzugspumpen- und Ventileinrichtung gemäß Fig. 1, wobei das Ventil in einer ersten Stellung angeordnet ist.

Figur 3 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 und zeigt das in einer zweiten Stellung angeordnete Ventil,

Figur Ί ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 und zeigt das Ventil in einer dritten Stellung.

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.In der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung werden zur Bezeichnung gleicher Bauteile gleiche Bezugszahlen verwendet.

In Fig. 1 ist ein Gasturbinentriebwerk insgesamt mit 10 bezeichnet, das einen Kompressorabschnitt 12, einen Verbrennungsabschnitt 14 und einen Turbinenabschnitt 16 zum Antrieb des Kompressors 12 aufweist,

Bekanntlich wird im Betrieb Luft durch den Kompressorabschnitt 12 komprimiert und zum Brennerabschnitt IM geliefert, wo sie mit Brennstoff gemischt wird. Die dabei entstehende Luft/Brennstoffmischung wird in dem Brennerabschnitt 14 verbrannt, um eine heiße Gasströmung zu erzeugen, die durch den Turbinenabschnitt 16 geleitet und durch einen geeigneten Auslaß oder eine Düse 18 ausgestoßen wird, um einen Vorschub zu erzeugen. Auch wenn das als Beispiel dargestellte Gasturbinentriebwerk 10 als ein Turbojettyp und mit einem einzigen Turbinenrotor 20 und einem einzi-,gen Kompressorrotor 22 dargestellt ist, so wird doch deutlich, daß die vorliegende Erfindung auch bei einem Turbofan-Triebwerk mit zahlreichen Rotoren auf effektive Weise ausgeführt werden kann.

Als Beispiel ist schematisch bei 24 ein System gezeigt, um Brennstoff zum Verbrennungsabschnitt 14 durch zahlreiche Brennstoff-Einspritzdüsen oder andere geeignete Injektionsmittel 26 zu li'efern. Das BrennstoffZuführungssystem 24 enthält in Richtung der Strömung durch das Triebwerk angetriebene Pumpeinrichtungen 28, ein Filter 30, eine Brennstoffsteuerung 32, einen Druckregler 34 und einen Strömungsmesser 36, Die Pumpeinrichtung 28 umfaßt eine Niederdruck-Zentrifugalpumpe 38 und eine in Reihe angeschlossene Hochdruck-Zahnradpumpe 40, wobei die Zentrifugalpumpe 38 mit einer Brennstoffquelle verbunden ist, die normalerweise durch eine nicht gezeigte Förderpumpe über eine Leitung 42 komprimiert wird. Die Pumpen 38 und 40 sind antriebsmäßig, wie es bei 44 angedeutet ist, über .Kegelräder 46 und 48 oder andere

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geeignete Leistungsübertragungsmittel mit einem Triebwerksrotor verbunden, wie z, B, dem Kompressorrotor 22,

Die Brennstoffsteuerung 32 ist von bekannter Bauart, um unter Druck gesetzten Brennstoff von der Pumpeinrichtung 28 aufzunehmen und die gewünschte Brennstoffströmung zu der Brennstoffeinspritzung 26 in Abhängigkeit von der Stellung eines vom Piloten betätigten Gashebels (nicht gezeigt) und gewählten Parametern des Triebwerksbetriebes zu liefern, Abschaltventilmittel 5^ sind dazu vorgesehen, die Brennstoffströmung von der Brennstoffsteuerung in Abhängigkeit von einem Triebwerks-Abschaltsignal zu öffnen und zu schließen, das durch einen manuell betätigten Abschalthebel 52 erzeugt werden kann. Auch wenn das Abschaltventil 5¹* als ein getrenntes Element in dem System 2k vorhanden sein kann, ist es normalerweise ein integraler Bestandteil der Brennstoffsteuerung 32,

Ein Düsen- und Abflußverteilersystem für den Brennstoff ist schematisch bei 56 gezeigt, Es enthält ein Abflußgefäß oder einen -behälter 58, ein Abflußventil 60 und zugehörige Verbindungsleitungen 59, 6l und 66, In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abflußventil 60 mit dem Auslaß der Brennstoffsteuerung 32 über Leitungen 62, Sk und 66 verbunden und von der bekannten Bauart, die eine Verbindung zwischen den Leitungen 61 und 59 in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Strömungsmitteldruckhöhe in der Leitung 66 schließen und die Verbindung zwischen den Leitungen 61 und 59 öffnen kann, wenn der Strömungsmitteldruck in der Leitung 66 entspannt worden ist, Es sei Jedoch darauf hingewiesen, daß das Ventil 60 auch mechanisch oder elektrisch betätigt werden kann,

Während eines Betriebes des Triebwerkes 10 wird der durch die nicht dargestellte Flugzeug-FFrderpumpe komprimierte Brennstoff durch die Pumpeinrichtung 28 weiter unter Druck gesetzt und durch eine Leitung 50 und auf Wunsch ein Filter 30 zur Brenn-

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Stoffsteuerung 32 geleitet, Wenn sich das Abschaltventil 54 in seiner geöffneten Stellung befindet, liefert die Brennstoffsteuerung 32 die gewünschte Brennstoffströmung zum Verbrennungsabschnitt 14 über die Brennstoffeinspritzung 26 und geeignete Verbindungsleitungen oder Verteilerleitungen 61, 62, 68 und 70, Auf Wunsch können zwischen der Brennstoffsteuerung und der Brennstoffeinspritzung Mittel vorgesehen sein, um den Brennstoffdruck zu regeln und die Brennstoffströmung zu messen, wie es schematisch bei 34 bzw. 36 gezeigt ist. Wenn der Hebel 52 in die Triebwerks-Abschaltstellung geschoben ist, bewirkt ein geeignetes mechanisches, elektrisches oder Drucksignal eine Schließung des Ventiles 54, woraufhin der Strömungsmitteldruck innerhalb der Leitung 62 durch Einsatz einer Steueröffnung 69 abfällt, die dem Druckregler 3^ zwischen den Leitungen 62 und 68 parallel geschaltet ist. Die Steueröffnung 69 kann integral in dem Druckregler 34 enthalten oder als ein getrenntes Element vorgesehen sein.

Wie bereits vorstehend erläutert wurde, öffnet das Abflußventil 60, wenn der Brennstoffdruck innerhalb der Leitung 62 und infolgedessen der Leitung 66 abgefallen ist, und der Restbrennstoff in dem Teil des BrennstoffZuführungssystem 24, der sich stromabwärts von dem Abschaltventil 54 befindet, unter dem Einfluß der Schwerkraft und/oder der Druckdifferenz zwischen dem Verbrennungsabschnitt 14 und dem Abflußgefäß 58 zum Abflußgefäß fließt.

Erfindungsgemäß ist eine Abzugspumpen- und Ventileinrichtung 74 . auf geeignete Weise mit dem Brennstoffzuführungssystem 24 und dem Verteilerabflußsystem 56 verbunden, um auf diese Weise beim Triebwerksstillstand Restbrennstoff von dem Abflußgefäß automatisch zum Brennstoffzuführungssystem 24 zurückzuleiten oder zu pumpen.

Wie ferner aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Abzugspumpen- und Venti!einrichtung 74 mit einem Gehäuse 76 dargestellt, das einen

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Einlaß 78 für den Restbrennstoff, einen Hochdruck-Brennstoffeinlaß 80, einen Ventilsteuereinlaß 82 und einen Auslaß 84 aufweist. Der Einlaß 78 ist über eine Leitung 86 mit dem Abflußgefäß 58 verbunden, und der Einlaß 80 steht über einer geeigneten Leitung 88 mit dem Auslaß der Pumpeinrichtung 28 in Verbindung. Der Ventilsteuereinlaß 82 ist mit der Leitung 66 verbunden, um so das an das Abflußventil 60 gelieferte Drucksignal zu empfangen, während der Auslaß 8¹J durch eine Leitung 90 mit dem Einlaß der Pumpeinrichtung 28 verbunden ist.

In der in Fig. 2 gezeigten Querschnittsdarsteliung ist die Einrichtung 7¹* mit einer Abzugspumpe 92 und einem Ventil 94 dargestellt, um die Einlasse 78 und 80 selektiv mit der Pumpe 92 zu verbinden.

Das Ventil 9** weist einen Ventilkolben 96 auf, der in einer zylindrischen Bohrung einer Ventilbuchse 100 angeordnet ist. Der Ventilkolben 96 trägt an dem einen Ende eine Kolbenstange 102, die an einem Ventilsitz 104 anzugreifen vermag, um den Einlaß 78 zu schließen. Der Kolben 96 ist mit einer Stirnfläche 106 versehen, die von dem Drucksignal am Einlaß 82 betätigt werden kann, um den Kolben 96 während des Betriebes des Triebwerkes 10 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zu drücken oder in dieser zu halten.

Um den Kolben beim Abschalten des Triebwerkes federnd in die in Flg. 3 gezeigte Stellung zu drücken, sind Mittel vorgesehen, wie z. B, eine Feder 108, die zwischen dem Gehäuse 76 und einer von dem Kolben 96 getragenen Schulter 110 angeordnet ist.

Die Kolbenstange 102 ist in einer in der Kolbenstange 96 ausgebildeten Bohrung 112 hin- und herbewegbar getragen und weist eine Schulter 11Ί auf, die an den Kolben 96 anstößt, um ihre Verschiebung In die Kolbenbohrung 112 hinein zu begrenzen. Weiterhin sind Mittel, wie z, B, eine Feder 116 vorgesehen, um die Kolbenstange 102 federnd in einen den Einlaß verschließenden

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Eingriff mit dem Ventilsitz 104 zu drücken, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, um so ein Sperrventil zu bilden, damit eine Rückströmung vom Abzugsventil 92 zum Abflußgefäß 58 verhindert ist, wenn sich der Kolben 96 in den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Stellungen befindet.

Der Einlaß 80 steht mit einer Ringkammer 118 in Verbindung, die von der Buchse 100 und dem Gehäuse 76 gemeinsam gebildet wird, Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Kolben 96 mit einer Aussparung 120 versehen, die die Kammer 118 mit einer ähnlichen, axial beabstandeten Kammer 122 durch die Buchsenkanäle 124 und 126 hindurch verbindet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Aussparung 120 in axialer Richtung in Relation zu den Kanälen 124 und 126 so bemessen ist, daß, wenn der Kolben 96 durch den Druck am Einlaß 82 in seine Stellung gemäß Fig, I gedrückt ' ist, die Verbindung zwischen der Ringkammer 122 und dem Einlaß 80 geschlossen ist,

Es wird nun die Abzugspumpe 92 beschrieben, Eine Saugkammer 128 wird gemeinsam von dem Gehäuse 76 und Düsen- bzw. Aufnahmeteilen 130 bzw, 132 gebildet, die in das Gehäuse 76 eingeschraubt oder auf andere geeignete Welse an diesem befestigt sind.

Das Teil 130 weist eine Düse 13** auf, die in die Kammer 128 hineinragt und in der Lage ist, eine Brennstoffströmung mit hoher Geschwindigkeit durch einen Kanal 136 hindurch an einen im Abstand im Empfängerteil 132 angeordneten Kanal 138 zu liefern, der mit dem Auslaß 84 in Verbindung steht, Das Teil 130 und das Gehäuse 76 sind mit geeigneten Kanälen, wie bei 140, 142 und 144, versehen, um den komprimierten Brennstoff innerhalb der Ringkammer 122 mit dem Düsenkanal 136 in Verbindung zu bringen,

Die Saugkammer 128 steht durch das Sperrventil 146, Kammern 148 und 150 und geeigneten Kanälen, wie bei 152 und 154, mit dem Einlaß 78 in Verbindung,

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Der Einlaß 78 und der Ventilsitz IOM können auf zweckmäßige Weise von einem Teil 156 gebildet werden, das in das Gehäuse 76 eingeschraubt oder auf andere Weise an diesem befestigt ist, um so die Ventilbuchse 100 in der Betriebsstellung zu halten, indem sie an einer Abstandsbuchse 158 anstößt, durch die hindurch die Kanäle 152 gebildet sind.

Die Verwendung, Wirkungsweise und Punktion der vorliegenden Erfindung sind wie folgt:

Wenn das Triebwerk arbeitet, wird der gewünschte Strömungsdurchsatz des Brennstoffes zur Brennstoffeinspritzung 26 durch die Steuereinrichtung 32 über Leitungen, wie z, B, 62, 68, 70 und 61, und irgendwelche gewünschten Systemelemente geliefert, wie z. B, der Druckregler 34 und der Strömungsmesser 36, Zur gleichen Zeit wird der Brennstoffdruck am Auslaß der Brennstoffregelung 32 zum Abflußventil 60 und über Leitungen 62, 61 und 66 zum Einlaß der Abzugspumpen- und Ventileinrichtung 74 geleitet. Während des Triebwerksbetriebes hält der Brennstoffdruck innerhalb der Leitung 66 das Abflußventil 60 in einer Stellung, die die Verbindung zwischen den Leitungen 61 und 59 schließt, und drückt den Ventilkolben 96 in die in Pig, 2 gezeigte Stellungen der das Ventil 146 und der Buchsenkanal 124 geschlossen sind.

Beim Schließen des Abschaltventiles 54 wird der Brennstoffdruck innerhalb der Leitung 66 durch Betätigung der Steueröffnung 69 entspannt, woraufhin das Abflußventil 60 die Verbindung zwischen den Leitungen 6l und 59 öffnet, und der Restbrennstoff innerhalb desjenigen Abschnittes des Brennstoffzuführungssystemes 24, der sich stromabwärts von dem Ventil 54 befindet, läuft in das Abflußgefäß 58 ab, Zur gleichen Zeit, wenn der Druck innerhalb der Leitung 66 auf einen vorbestimmten Wert herabgesetzt ist, drückt die Vorrichtung IO8 den Ventilkolben 96 federnd von der in Fig. 2 gezeigten Stellung in die Stellung gemäß Fig. 3.

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Bekanntlich ist die Drehgeschwindigkeit und das Trägheitsmoment des Kömpressorrotors genügend hoch, so daß nach dem Abschalten des Triebwerkes für eine gewisse Dauer eine Auslaufperiode besteht. Wenn sich der Ventilkölben 96 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung befindet, wird der Brennstoff, der durch die Pumpeinrichtung 28 während des Auslaufens des Triebwerkes oder dem Abfallen der Drehgeschwindigkeit unter Druck gesetzt wird, als Treibstoff dem Düsenkanal 136 der Abzugspumpe zugeführt, Diese Zuführung erfolgt teilweise über die Leitungen 50 und 88.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Größe des Düsenkanals 136 so bemessen ist, daß er den Brennstoff dem Empfängerkanal 138 als einen Hochgeschwindigkeits-Strömungsmittelstrom zuführt, Wenn dieser Hochgeschwindigkeits-Strömungsmittelstrom den Spalt zwischen der Düse 13*1 und dem Empfänger 132 durchquert und in den Empfängerkanal I38 eintritt, erfolgt zwischen dem Hochgeschwindigkeit s-Brennstoffstrom und dem Restbrennstoff innerhalb der Saugkammer I36 ein Impuls- und Energieaustausch. Es wird eine Scherebene gebildet und, durch die Mechanik der viskosen Scherung und der Strömungsmitteldiffusion, die Impuls- und kinetische Energie der Hochgeschwindigkeitsströmung wird dazu verwendet, den Restbrennstoff von der Kammer 128 in den Einlaß der Pumpeinrichtung 28 zu pumpen. Eine derartige Punktion der Abzugspumpe erzeugt eine ausreichende Saugwirkung auf der auf der Seite der Kammer 128 gelegenen Seite des Sperrventils l46, um die Kolbenstange 102 aus ihrem Sitz 10*1, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, und gegen den Druck der Feder 116 anzuheben, um so eine freie Strömung des Restbrennstoffes von dem Abflußgefäß zur Kammer I36 zu gestatten. Auf diese Weise wird der Restbrennstoff, der durch das Abflußgefäß 58 gesammelt worden ist, nach dem Abschalten des Triebwerkes automatisch zum Brennstoffsystem gepumpt oder zurückgeleitet.

Durch das Ventil 9h wird der am Ausgang der Pumpeinrichtung 28 auftretende komprimierte Brennstoff nur während des Auslaufens des Triebwerkes oder wenn das Abschaltventil 5^ geschlossen ist

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zur Verwendung als Treibmittel zum Antrieb der Abzugspumpe 92 geleitet , Demzufolge zieht die erfindungsgemäße Einrichtung nichts von den verminderten Strömungsdurchsätzen des Brennstoffes ab, die durch die Pumpeinrichtung während des Triebwerksstartes erzeugt werden, und kann deshalb auf UeT Basis nachträglicher Änderungen auf Systeme mit einer Pumpkapazität beim Triebwerksstart angewendet werden, die an die Brennstofferfordernisse beim Start eng angepaßt ist, Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglicht es auch, daß die Abzugspumpe so bemessen ist, daß sie einen wesentlich erhöhten Strömungsdurchsatz des Abzugspumpen-Treibstoffes von der Pumpeinrichtung 28 gegenüber demjenigen aufnimmt, der auf der Basis eines kontinuierlichen Betriebes zur Verfügung stehen würde, so daß die Abzugspumpe einen relativ hohen Strömungsdurchsatz des Restbrennstoffes entgegen dem Druck der Flugzeug-Förderpumpe pumpen kann. Die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Systems, die erforderlichen Strömungsdurchsätze entgegen dem Druck der Förderpumpe zu pumpen, wird weiterhin durch die Verwendung von Brennstoff verstärkt, der durch die Hochdruckpumpe, wie z, B, die Zahnradpumpe 40, des Zweipumpensystems unter Druck gesetzt wird, anstelle von Brennstoff, der nur durch die Niederdruckpumpe 38 unter Druck gesetzt wird, wie es bei dem vorstehend erläuterten, kontinuierlich arbeitenden Brennstoffdampf-Abzugssystem der Fall ist.

Wenn das Triebwerk zum Stehen kommt und die Pumpwirkung der Abzugspumpe verloren ist, wird die Kolbenstange 102 federnd gegen den Ventilsitz 104 gedrückt, wie es in Fig, ¹J gezeigt ist, um eine Rückströmung des Brennstoffes vom Einlaß 78 zum Behälter 58 zu verhindern.

Auch wenn vorstehend ein bevorzugtes Ausführungsbeisplel mit einem Abflußgefäß oder einem Behälter 58 beschrieben wurde, kann der Behälter 58 selbstverständlich weggelassen und der Einlaß 78 direkt mit der Leitung 59 verbunden werden.

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Bei Anwendungen, in denen ein Eintritt von Luft in die Leitung 86 verhindert werden soll, kann in dem Behälter 58 ein geeignetes Schwimmerventil bekannter Bauart vorgesehen werden, wie es schematisch bei 160 dargestellt ist.

Wenn das Triebwerk 10 wieder gestartet wird, erfolgt in der Leitung 66 ein Druckaufbau, der das Abflußventil 60 schließt und den Ventilkolben 96 in seine erste Stellung gemäß Fig. 2 zurückbringt, in der die Pump- und Ventileinrichtung 74 und das zugehörige System für einen weiteren Entleerungszyklus vorbereitet wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die vorliegende Erfindung relativ einfache, kompakte, wirtschaftliche und betriebssichere Mittel schafft zum automatischen Pumpen von* Restbrennstoff von den Brennstoffinjektoren oder Düsen des Triebwerkes und zugehörigen Leitungen oder Verteilern zu einem Punkt in dem Brennstoffzuführungssystem stromaufwärts von dem ,Brennstoff-Abschaltventil, und zwar in einer Weise, die den normalen Triebwerksbetrieb nicht berührt, Auf diese Weise löst die vorliegende Erfindung nicht nur das ekologische Problem, das mit bekannten Systemen verbunden war, die diesen Restbrennstoff beim Start des Plugzeuges einfach in die Atmosphäre entleerten, sondern führt auch zur Erhaltung oder Einsparung von bis zu 5 1 oder mehr Brennstoff pro Triebwerk pro Plugzeuglandung, Eine derartige betriebliche Wirtschaftlichkeit verstärkt, wenn sie über die Lebensdauer eines Triebwerkes hinweg gesehen wird, die Attraktivität der vorliegenden Erfindung als eine der Umweltverschmutzung entgegenwirkende oder ekologische Vorrichtung,

Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit einem Plugzeug-Gasturbinentriebwerk des Turbojettyps mit einem einzigen Rotor beschrieben worden ist, so sei doch darauf hingewiesen, daß die Nutzanwendung nicht darauf beschränkt 1st und daß die Erfindung auch bei viele Rotoren aufweisenden Turbofan-Triebwerken oder ande-

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-l/Iren Gasturbinentriebwerken verwendet werden kann, Ganz allgemein wird darauf hingewiesen, daß die hier beschriebene Ausführungsform nur als ein Beispiel anzusehen ist und dem Pechmann selbstverständlich innerhalb der gegebenen erfinderischen Lehren viele Modifikationen, Abänderungen und Ersatzmaßnahmen bekannt sind.

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Claims

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1,JBrennstoffentleerungseinrichtung für ein Gasturbinentrieb- ^-^werk, gekennzeichnet durch die Kombination

eines BrennstoffZuführungssystem (24) mit Mitteln (2.6) zur Einspritzung von Brennstoff in einen Verbrennungsabschnitt (14) des Triebwerkes (10), einer Pumpeinrichtung (28) zur Zuführung des unter Druck gesetzten Brennstoffes zu den Brennstoffeinspritzmitteln (26) und einem Abschaltventil zur Unterbrechung des Brennstoffstromes zu den Brennstoffeinspritzmitteln für eine Abschaltung des Triebwerkes (1O)₁ eines Abflußventiles (60) zur Ableitung des Brennstoffes nach dem Schließen des Abschaltventiles (5*0 von demjenigen Teil des BrennstoffZuführungssystems (24), der stromabwärts von dem Abschaltventil (54) angeordnet ist, einer Abzugspumpe (92) zum Pumpen des abgeleiteten Brennstoffes zu einem Punkt in dem Brennstoffzuführungssystem (24), der stromaufwärts von dem Abschaltventil (54) angeordnet ist, und

eines Pumpventiles (94), das auf das Abschaltventil (54) anspricht, um Brennstoff, der von der Pumpeinrichtung (28) während des Auslaufens des Triebwerkes unter Druck gesetzt ist, zur Abzugspumpe (92) als Treibstoff für diese zu leiten und eine derartige Strömung während des Triebwerkbetriebes zu verhindern, so daß der abgeleitete Brennstoff nach jedem Triebwerksstillstand automatisch zum Brennstoffsystem zurückgeleitet ist, ohne daß die Pumpeinrichtung (28) während des Triebwerkbetriebes belastet ist.
2. Brennstoffentleerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (28) in Reihe hintereinander verbundene Nieder- und Hochdruckpumpen (38, 40) aufweist, wobei das Pumpventil (94)

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die Ausgangsströmung der Hochdruckpumpe (40) zur Abzugspumpe (92) zu leitet,
3. Brennstoffentleerungseinrichtung nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpventil (94) auf den Druck in dem Brennstoff Zuführungssystem (24) stromabwärts von dem Abschaltventil (5*0 anspricht und ein Sperrventil (146) umfaßt, durch das eine Rückströmung von der Abzugspumpe (92) zum Abflußventil (60) verhindert ist.
4, Brennstoffentleerungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (58) zur Aufnahme des von dem Abflußventil (60) abgeleiteten Brennstoffes vorgesehen ist und die Abzugspumpe (92) eine Saugseite aufweist, die betriebsmäßig über das Sperrventil (146) mit dem Behälter (58) verbunden ist,
5· Brennstoffentleerungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugspumpe (92) und das Pumpventil (9¹O in einem Gehäuse (76) enthalten sind, das einen ersten Einlaß (80) zur Aufnahme von unter Druck gesetztem Brennstoff von der Pumpeinrichtung (28), einen zweiten Einlaß (76) zur Aufnahme von abgeleitetem Brennstoff von dem Abflußventil (60) und einen Auslaß (8¹O aufweist, der mit dem Brennstoffzuftihrungssystem (24) stromaufwärts von dem Auslaß der Pumpeinrichtung (28) verbunden ist, wobei die Abzugspumpe (92) Hoch- und Niederdruckbrennstoff aufnimmt und die Energie des Hochdruckbrennstoffes ausnutzt, um den Niederdruckbrennstoff zum Auslaß (84) zu pumpen, und wobei das Pumpventil (9¹O unter Druck gesetzten Brennstoff von dem ersten Einlaß (80) zur Abzugspumpe (92) in Abhängigkeit von einem Signal liefert, das eine Schließung des Abschaltventiles (5¹O anzeigt, derart, daß der abgeleitete Brennstoff während des Auslaufens des Triebwerkes (10) automatisch zum BrennstoffZuführungssystem (24) zurückieitbar ist,

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6. Brennstoffentleerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Einlaß (78) und der Abzugspumpe (92) ein Sperrventil (1*16) angeordnet ist, derart, daß eine von der Abzugspumpe (92) zum zweiten Einlaß (78) gerichtete Brennstoffströmung verhindert ist,
7. Brennstoffentleerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal der Brennstoffdruck stromabwärts von dem Abschaltventil (5*0 ist.

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