173127. lajstromszámú szabadalom • Szabályozóberendezés kéttengelyes gázturbinahajtóműhöz
3 173127 4 presszorturbina mögötti nyomás függvényében történik az üzemanyag adagolása, annak állandósult sebességi állapota csak olyan gázhőmérsékletnél érhető el, amely az üzemanyagfogyasztást szabályozó berendezés előválasztott beállításának megfelel, amely viszont a kompresszor mögött uralkodó nyomásnak megfelelően van szabályozva. Az említett rendszer fő hátránya abban mutatkozik meg, hogy a munkaturbinatengely terhelésének nagymértékű csökkenése esetén a kompresszorturbinánál stabilitási veszteség lép fel, azaz a forgási sebesség spontán megnövekszik. Ez arra vezethető vissza, hogy az üzemanyagodavezetést szabályozó berendezés beállítása olymódon történik, hogy az minden üzemállapotban a maximális gázhőmérsékletet tartsa fenn. Ennek következtében a kompresszorturbina tengelyén forgatónyomatékfelesleg jön létre, amely a forgási sebesség fokozódásával tovább növekszik. Ezért, ha a hajtómű kimenőtengelyén csökken a terhelés, a forgási sebesség növekedése nem szabályozható. Ugyanezen oknál fogva az ismert rendszerek alkalmazásánál a jármű fékezése a hajtómű útján nem valósítható meg, mert ekkor a hajtóműtengelynél nemcsak, hogy nullára csökken a forgatónyomaték, hanem értelmét is megváltoztatja. Az ismert rendszer további hátránya abban áll, hogy a hajtómű teljesítményének szabályozásakor a kompresszorturbina fordulatszáma lassítottan csökken, mivel ez a fordulatszámcsökkenés csak a kompresszorturbina terhelésének növelésével, a forgatónyomaték átvitelére szolgáló berendezés útján megy végbe. A szabályozóberendezés az üzemanyagot olyan mennyiségben vezeti be, amely a maximális gázhőmérséklethez szükséges. További hátránya abban jelentkezik, hogy üresjárati állapotban, amikor a kompresszorturbina minimális fordulatszámmal dolgozik, az üzemállapot stabilizálása a forgatónyomatéknak a kompresszorturbináról a munkaturbinára való szabályozható átvitele útján megy végbe. Ez egyrészt a hajtómű kimenőtengelyén a maradékteljesítmény nem kívánatos növekedését vonja maga után, másrészt az üzemanyagfelhasználás is növekszik. „Maradékteljesítmény” alatt a hajtómű által üresjáratban létrehozott teljesítményt értjük, amely nem szükséges a jármű mozgásba hozásához és nemkívánatos üzemanyagfogyasztásnövekedést idéz elő. Ugyancsak hátrányosnak tekinthető, hogy a kompresszorturbina maximális forgássebessége nem megbízható módon határolható be, ami viszont előfeltétele a hajtómű üzembiztos munkájának. Ha a kompresszorturbina működése alatt a maximális sebességi állapotban a hajtóműtengelynél nagy mértékben lecsökken a terhelés, a megengedett maximális forgási sebesség túllépése következhet be. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, hogy az említett hátrányokat kiküszöböljük és olyan szerkezeti kivitelű szabályozó berendezést hozzunk létre a kéttengelyes gázturbinahajtóművekhez, amely a hajtómű stabil működését bármilyen meneti vagy fékezési állapotban biztosítja. A kitűzött célt olyan szabályozó berendezéssel érjük el, amelynél a kompresszorturbina és a munkaturbina tengelyei között hidraulikus vezérlésű berendezés van a forgatónyomaték átvitelére elrendezve. A kompresszorturbina tengelyének forgássehességének szabályozására fokozatnélküli szabályozó szolgál, amelyhez egy adagoló tartozik, amely a berendezés hidraulikus vezetékébe van beépítve a forgatónyomaték átvitelére. Ez a kompresszorturbina tengely forgássebesség jeladójával van vezérelve. Az említett beállítóberendezés egy pedállal van kinematikus kapcsolatban, továbbá működtető kapcsolatban áll az üzemanyagfelhasználást szabályozó berendezéssel is, amely a hajtómű üzemanyagvezetékébe van bekapcsolva és a kompresszorturbina mögötti nyomás függvényében van vezérelve. A találmány értelmében egy fokozatnélküli szabályozó szolgál a munkaturbina tengely forgássebességének szabályozására, amely ugyancsak egy adagolót foglal magában, amely a hajtómű üzemanyagvezetékébe van bekapcsolva és a munkaturbina tengelyének forgássebesség jeladójának jele vezérli. Az említett jeladó beállítására beállítóberendezés van kialakítva, amely a kompresszorturbina tengelyének sebességjeladójával van kapcsolatban. A szabályozó berendezés ilyen kialakításánál a munkaturbina tengelyének fokozatnélküli szabályozója biztosítja a hajtómű stabil üzemelését valamennyi menet- és fékezési állapotban. A szabályozó csak akkor lép működésbe, ha a kompresszorturbina és a munkaturbina viszonylagos forgássebességei egymással azonosak. A kompresszorturbina és a munkaturbina viszonylagos forgássebessége alatt azok tényleges sebességének a maximális sebességhez való arányát értjük. Ez akkor következhet be amikor a turbina sebessége megnő, a hajtómű tengelyén bekövetkező terheléscsökkenés következtében. A teljesítmény további csökkenésénél a munkaturbinának pedál helyzetéből adódó forgásszáma—az üzemanyagodavezetés csökkentésével, ami az említett szabályozó útján megy végbe — konstans szinten tartható. Ugyanilyen módon van a munkaturbina tengelyének forgási sebessége a jármű fékezésekor a hajtómű útján stabilizálva, amikor a forgási nyomatékot a kompresszorturbina felveszi. A szabályozó berendezés célszerűen egy adagolóval van ellátva, amely a hajtómű üzemanyagvezetékébe van kapcsolva és amelyet a kompresszorturbina tengelyének forgássebesség jeladója vezérel és váltakozva kapcsolható be a kompresszorturbina tengelyének forgássebességét szabályozó, fokozatnélküli szabályozóberendezés adagolójával. A kompresszorturbina szabályozójának a maximális vagy minimális forgássebességre való beállítása olymódon történik, hogy a forgatónyomaték átvitelére szolgáló berendezés vezérlővezetékében az adagolót lekapcsoljuk, és bekapcsoljuk az üzemanyagvezetékben lévő másik adagolót. Az említett adagolók kinematikus kapcsolatban állnak a munkaturbina és a kompresszorturbina forgási sebességének közös szabályozására szolgáló berendezéssel. Ennek eredményeképpen a maximális és minimális forgási sebesség állapotában a forgatónyomaték átvitelére szolgáló berendezés kikapcsolódik, eközben a kompresszorturbina forgássebességszabályozója az előre meghatározott sebességi állapotot az üzemanyagodavezetésre gyakorolt hatásával tartja fenn. Ezáltal a kompresszorturbina maximális sebessége megbízható módon beállítható és egyidejűleg nagy pontosság érhető el, ami biztosítja a gázturbinahajtó-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
