CN101438039B - 燃气涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃气涡轮机，特别是一种燃气涡轮飞机发动机，具有一个燃料供给装置(10)和一个调节装置。按照本发明，调节装置特别是一个发动机调节装置的至少一些部分集成到燃料供给装置中。有利的是，燃气涡轮机具有一个电机-泵-单元(11)、一个电机-调节-单元(16)和一个发动机-调节-单元(19)，它们设计为线性可替换的单元。

Description

燃气涡轮机
技术领域
本发明涉及一种燃气涡轮机，特别是一种燃气涡轮飞机发动机。
背景技术
由实践已知的燃气涡轮飞机发动机备有一个用于向燃气涡轮飞机发动机的燃烧室供给燃料的燃料供给装置以及一个中央的发动机调节装置，借其可以调节或控制燃气涡轮飞机发动机的运行。
有许多传感器以及激励器连接到中央的发动机调节装置上，这样在该中央的发动机调节装置和一些在燃气涡轮飞机发动机上分散设置的传感器以及激励器之间会产生很高的敷设电缆费用。
由实践已知的燃气涡轮飞机发动机的燃料供给装置一般备有两个泵，其中，这些泵都由燃气涡轮飞机发动机的一个变速箱机械地进行驱动。在此，由每个泵输送的燃料量与燃气涡轮飞机发动机的转速成比例，这在一定的运行状态下可能导致高的燃料再循环流。
发明内容
由此出发，本发明的任务是实现一种新型的燃气涡轮机，特别是一种新型的燃气涡轮飞机发动机。
按照本发明，提出一种燃气涡轮机，具有一个燃料供给装置和一个发动机调节装置，其中，发动机调节装置的至少一些部分集成到燃料供给装置中，其中，燃料供给装置具有至少一个泵和至少一个驱动所述泵的电机，其中，所述至少一个泵和所述至少一个电机构成一个电机-泵-单元，其中，燃料供给装置除了电机-泵-单元还具有至少一个电机-调节-单元，用于控制或调节所述电机-泵-单元的所述至少一个电机的运行，其中，发动机调节装置的集成到燃料供给装置中的所述部分构成一个用于控制或调节所述至少一个电机-调节-单元的运行的发动机-调节-单元，其特征在于，所述至少一个电机-调节-单元包括多个平行工作的调节器，这 些调节器根据至少一个由发动机-调节-单元提供的控制信号控制或调节电机-泵-单元的运行，其中，每个调节器以这样的方式提供一部分电机功率，即，在一个调节器故障时，仍有全功率可供使用。
这里就本发明而言建议，将发动机调节装置的至少一些部分集成到燃料供给装置中。据此，就一个分散的调节***而言，发动机调节装置的功能被分散了。据此，在分散的发动机调节装置和要连接到其上的传感器以及激励器之间的敷设电缆费用或以减小到一个最小值。
根据本发明的一种有利的结构设计，燃料供给装置具有一个电机-泵-单元以及各一个电机-调节-单元，电机-泵-单元具有一个或多个(优选地两个)泵和一个或多个驱动所述泵的电机，而电机-调节-单元用于控制或调节电机-泵-单元的所述电机的运行，其中，发动机调节装置的集成到燃料供给装置中的所述部分构成一个用于控制或调节电机-控制-单元的运行的发动机-调节-单元。通过燃料供给装置具有一个或多个电机驱动的泵的方式，借助集成到燃料供给装置中的调节功能件，可以独立于运行状态地精确调节向燃气涡轮机的燃烧室输送的燃料量，这样就可以使再循环流以及由此决定的燃气涡轮机上的功耗最小化。
优选的是，电机-泵-单元、电机-调节-单元和发动机-调节-单元分别设计为通过插塞连接件可结合成一个整体的结构组件的线性可替换的单元，这些单元在装好的燃气涡轮机中是可以更换的。
附图说明
由诸从属权利要求和以下的说明给出本发明的一些优选的结构设计。下面借助附图详述地阐述本发明的各实施例，但本发明并不限于这些实施例。其中：
图1根据本发明的燃气涡轮机的燃料供给装置的示意图。
具体实施方式
在此本发明涉及一种燃气涡轮机，优选涉及一种燃气涡轮飞机发动机。一个燃气涡轮机备有至少一个压缩机、至少一个燃烧室以及至少一个涡轮机。可以通过一个燃料供给装置将要在燃烧室中燃烧的燃料输送给燃烧室。燃气涡轮机的功能可以通过一个调节装置进行调节或控制。该调节装置在燃气涡轮飞机发动机中被称作发动机调节装置。
这里就本发明而言现在建议，在一个分散的调节***的意义上，将调节装置的一些部分集成到燃料供给装置中。以上情况将在图1的优选实施例中进行详细讨论。
这样，图1示出一个燃气涡轮飞机发动机的燃料供给装置10的示意图。图1的燃料供给装置10备有一个具有至少一个泵12的电机-泵-单元11，其中，泵12由一个电机13驱动或推动。另外，根据图1，燃料供给装置10的电机-泵-单元11配有一个传感器14以及一个主阀15，其中，借助泵12上的传感器14可获得一个测量值，而借助主阀15可锁止或释 放流向燃气涡轮飞机发动机的燃烧室的燃料流量。一个集成到燃料供给装置10中的电机-调节-单元16用于分别控制或调节所述电机-泵-单元11的所述至少一个电机13的运行。电机-调节-单元16备有多个平行工作的调节器17，其中每个调节器17都配有一个单独的功率电子装置18。在所示的实施例中，每个配备给一个调节器17的功率电子装置18为燃料供给装置10提供最大功率的20％，使得一个功率电子装置18故障后，总是仍有100％的功率存在，继而确保安全。此外，如果具有所属的功率电子装置18的两个调节器17出现故障，那么功率就被限制到最大功率的80％。根据图1，除了电机-泵-单元11和电机-调节-单元16之外，还将一个发动机-调节-单元19集成到燃料供给装置10内。发动机-调节-单元19或是涉及整个发动机调节装置，或是涉及其一些部分。
根据图1所示的实施例，集成到燃料供给装置10中的发动机-调节-单元19包括两个冗余工作的调节器20。发动机-调节-单元19的这些调节器20控制或调节电机-泵-单元16的运行并且为燃料供给装置10冗余地提供全部安全功能。每个调节器20由至少两个计算单元构成，其中一个计算单元用于调节，而另一个用于监控。若确定此时发生故障，则要转换到冗余的调节器20上。
根据图1，由传感器14提供的测量信号被输送给发动机-调节-单元19的两个调节器20。同样电机-调节-单元16的功率电子装置18的输出信号也被输送给发动机-调节-单元19的这些调节器20。
电机-泵-单元11、所述至少一个电机-调节-单元16和发动机调节单元19优选设计成通过插塞连接件可结合的一些模块，这些模块通过插塞连接件可结合成一个整体的燃料供给装置10。因而，所需要的敷设电缆费用可以降到一个绝对的最小值。燃料供给装置10的电机-泵-单元11、电机-调节-单元16以及发动机-调节-单元19涉及一些所谓的线性可替换的单元(Line Replaceable Units)，为了进行修理，这些单元在装好的燃气涡轮机中或在装好的燃气涡轮飞机发动机中可以模块式地进行更换。
燃料供给装置10的电机-调节-单元16优选是燃料冷却的(kraftstoffgekühlt)。发动机-调节-单元19的冷却则通过电机-调节-单元 16实施(传导冷却)。
如上所述，发动机-调节-单元19或是涉及整个发动机调节器，或是涉及其一些部分。此外，如果发动机-调节-单元19仅包括发动机调节器的一些部分，那么发动机调节装置的其他部分就分散地在燃气涡轮飞机发动机上设置，这样例如一个或多个信号处理单元以及一个或多个智能激励器，用于对例如燃气涡轮飞机发动机的导向叶片进行电气调整。发动机调节装置的分散的部分然后可以通过至少一个数据总线进行连接。

Claims (5)

1.燃气涡轮机，具有一个燃料供给装置(10)和一个发动机调节装置，其中，发动机调节装置的至少一些部分集成到燃料供给装置(10)中，其中，燃料供给装置(10)具有至少一个泵(12)和至少一个驱动所述泵(12)的电机(13)，其中，所述至少一个泵(12)和所述至少一个电机(13)构成一个电机-泵-单元(11)，其中，燃料供给装置(10)除了电机-泵-单元(11)还具有至少一个电机-调节-单元(16)，用于控制或调节所述电机-泵-单元(11)的所述至少一个电机(13)的运行，其中，发动机调节装置的集成到燃料供给装置(10)中的所述部分构成一个用于控制或调节所述至少一个电机-调节-单元(16)的运行的发动机-调节-单元(19)，其特征在于，所述至少一个电机-调节-单元(16)包括多个平行工作的调节器(17)，这些调节器根据至少一个由发动机-调节-单元(19)提供的控制信号控制或调节电机-泵-单元(11)的运行，其中，每个调节器(17)以这样的方式提供一部分电机功率，即，在一个调节器(17)故障时，仍有全功率可供使用。
2.按照权利要求1所述的燃气涡轮机，其特征在于，电机-泵-单元(11)、所述至少一个电机-调节-单元(16)和发动机-调节-单元(19)设计成通过插塞连接件可结合成一个整体的结构组件的一些模块。
3.按照权利要求1或2所述的燃气涡轮机，其特征在于，电机-泵-单元(11)、所述至少一个电机-调节-单元(16)和发动机-调节-单元(19)设计成线性可替换的单元，这些单元在装好的燃气涡轮机中是可以更换的。
4.按照权利要求1或2所述的燃气涡轮机，其特征在于，发动机-调节-单元(19)包括多个冗余工作的、分别具有一个用于调节的计算单元和一个用于监控的计算单元的调节器(20)，这些调节器根据至少一个集成到电机-泵-单元(11)中的传感器(14)的至少一个测量参数控制或调节所述至少一个电机-调节-单元(16)的运行。
5.按照权利要求1所述的燃气涡轮机，其特征在于，燃气涡轮机是燃气涡轮飞机发动机。
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