JP2002517701A - バーナ部材への液体燃料供給装置 - Google Patents
バーナ部材への液体燃料供給装置Info
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Abstract
Description
関する。
る油の燃焼のための装置が知られている。従来の技術によれば、その場合には定
速かつガス・タービン装置の最大効果を発揮するように決められた比較的高圧で
作動するポンプが使用される。燃焼室に供給される燃料量を調節するための制御
は、制御可能な絞り弁および余剰燃料をドレン容器等に返すバイパス導管によっ
て行う。精度を維持するため、供給される流れ量または絞り弁の位置が測定され
、測定値がフィードバックされる。
の燃料の圧力上昇のために使用されていたエネルギーを損失する結果となる。ガ
ス・タービン装置は、通常は最大可能出力効果より低めの効果で作動するので、
不要なポンプ作用がガス・タービン装置の運転時間のおろそかにできない部分で
行われる。さらには、このような供給装置は、制御可能な絞り弁を通常は電気油
圧式制御システムによって調節し、構造が複雑かつ費用がかかる。
た燃料供給装置を提供することにある。
プ、および前記電動機およびポンプの回転数を制御するように配置された制御装
置を含むことを特徴とする装置によって達成される。電動機およびポンプの回転
数をこのように制御することにより、燃料供給をきわめて容易かつ迅速に制御す
ることができる。電動機およびポンプの回転数は、したがって燃焼室への燃料供
給に要求されるポンプ効果に合わせて調節可能であり、その結果、電動機は常に
燃焼室に実際に供給される燃料量に見合う回転数で作動する。さらに、本発明に
よる装置によって、制御装置を、たとえばガス・タービン装置のバーナ部材の総
合制御システムに、容易かつ電動機の回転数が所望負荷で要求される燃料量に合
わせて調節されるように接続する可能性が与えられる。
とえばピストン・ポンプ、ねじポンプ等は、通常はポンプの回転数とポンプを通
る流れの間にある定義された関係を有し、それによって供給される燃料量の正確
な制御が可能である。
機の回転数は電動機電圧の周波数を制御することによって容易に制御できる。そ
れ故、電動機は非同期電動機および制御装置として周波数変換器を含み、変換器
はいわゆる静止形周波数変換器(SFC)が有利である。このような制御装置は
精度が高く、かつ実際の流れあるいは電動機の回転数の測定および/またはフィ
ードバックを一切必要としない。
ラメータを感知するように配置された感知部材、および電動機に供給された電気
的効果を前記の感知した電動機パラメータに応じて調節するように配置された調
節装置を含む。そのような調節装置によって、接続された非同期電動機の最適の
モデルを提供し、かつ高度の速度制御、すなわち電動機およびポンプの回転数を
きわめて迅速かつ正確に制御することが可能である。この技術によって、燃料流
れの200〜300メートル毎秒内の閉鎖および加速が可能となる。
れる。したがって、ガス・タービン装置の各負荷条件に関して所望の燃料流れを
計算し、かつ各流れに関して電動機の所望回転数を計算するように配置され、制
御装置が前記計算に関して回転数を制御するように計算装置を配置することがで
きる。したがって、回転数の計算値のみに基づいて制御が可能であり、実際の燃
料流れのパラメータ測定は必要としない。
置され、少なくとも2つの燃料供給導管が前記燃料源から延び、各燃料供給導管
が前記制御手段を含む。したがって、前記燃料供給導管の一方が前記バーナ部材
のパイロット・バーナに燃料供給するように配置され、前記燃料供給導管の他方
が前記バーナ部材の主バーナに燃料供給するように配置されることが有利であろ
う。
明する。
、以下の例では油、を供給するための燃料供給装置を示す。図示の燃料供給装置
は、主導管3を介して燃料源2に接続される。主導管3は、2つの供給導管5’
および5”に分岐する。供給導管5’および5”は、燃焼室1の各バーナ部材を
形成するバーナ・ノズル6’および6”のそれぞれの組に燃料供給するように配
置される。各供給導管は、従来構造の緊急止め弁4を含む。各バーナ・ノズル6
’および6”は、従来技術により、これを開閉するためのオンオフ式の遮断弁(
図示せず)を含むことができる。図示の実施形態においては、供給導管5’は主
燃料を燃焼室1に供給して高負荷の主燃焼に供するように配置される。供給導管
5”は、炎の安定性に問題発生時に燃焼をサポートするための、いわゆるパイロ
ット燃料を燃焼室1に供給するように配置される。
装置を含む。各制御装置は、燃料の圧力を75006〜150012mmHg(
100〜200バール)のレベルに上げ、かつ燃料を各供給導管を介して燃焼室
1に送るように配置されたポンプ7を含む。各ポンプ7は、たとえばねじポンプ
、ピストン・ポンプ、またはその類の回転数と流れの間に実質的に一定の関係が
ある、いわゆる容積式ポンプを含むことが好ましい。各ポンプ7は、電動機8に
よって駆動され、その回転数は制御装置9により制御可能である。図示の実施形
態においては、電動機8は交流電動機、特に非同期電動機を含む。制御装置9は
、周波数変換器、特に静止形周波数変換器を含む。図示の制御装置により、燃料
の流れ、すなわち燃焼室1にノズル6’、6”を介して供給される燃料の量は、
容易かつ効率的に、不要のポンプ作用なく、連続的に制御可能である。さらに、
各制御装置9は、ガス・タービン装置の総合制御システム10に接続される。こ
のように、燃料の流れは、当面要求される負荷を得るための所要燃料量に合わせ
て連続的に調節することができる。
置9は、電気的交流ネットワークに接続するための入力11を含む。入力11は
、入力交流電圧を直流電圧に変換するためのAC/DC変換器12に接続される
。AC/DC変換器12は、直流装置13に接続され、直流装置は入力直流電圧
を所望周波数の交流電圧に変換するように配置されたDC/AC変換器14に接
続される。この交流電圧は、次いで電動機8に供給され、電動機は入力交流電圧
の実周波数により決まる回転数で駆動される。DC/AC変換器14は、回転数
の設定値を伝達する総合制御システム10に接続され、設定値は所要の負荷によ
って決まり、かつDC/AC変換器からの出力交流電圧の周波数を定義する。制
御システム10は、ガス・タービン装置の各負荷条件に対する所望燃料流れを計
算し、かつ各燃料流れに対する電動機の所望回転数を計算するために配置された
計算装置を含む。計算された回転数は、上述のように、制御装置9のDC/AC
変換器14に供給される。
電流を調節するための調節装置15、いわゆるダイレクト・トルク制御プロセッ
サ(DTC)を含む。それによって調節装置15は、示された電動機モデルにし
たがい、電動機8に交流電圧を供給する信号導線17および導線16を介して測
定されかつ電動機8のたとえばリアクタンスおよびインダクタンスを含む1つま
たは数個の電動機パラメータに応じて電圧および電流を制御するように配置され
る。
流電動機8の電気的パラメータを測定するだけで得られる。流れのパラメータの
フィードバックは一切必要としない。
あり、バッテリは直流装置13に直接接続可能で、ネットワーク電流が消えた場
合等にも中断なく効果を供給可能である。ブロッカ・ダイオード21によって直
流装置13からバッテリ20への電流供給が阻止される。
可能である。
対して1つずつを含むが、本発明は燃料供給装置が燃料供給導管1つおよび制御
装置1つのみを含む場合にも適用可能なことは明らかである。
イプの燃焼室に適用できる。
Claims (11)
- 【請求項1】 バーナ部材(6’、6”)に液体燃料を供給する装置であっ
て、装置は少なくとも1つの燃料供給導管(5’、5”)および前記導管(5’
、5”)を通る液体流れを制御する手段(7、8、9)を含む装置において、前
記制御手段は、電動機(8)によって駆動されるポンプ(7)、および前記電動
機(8)およびポンプ(7)の回転数を制御するように配置された制御装置(9
)を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項2】 ポンプ(7)が容積式ポンプを備えることを特徴とする請求
項1に記載の装置。 - 【請求項3】 電動機(8)が交流電流電動機を含むことを特徴とする請求
項1および請求項2のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項4】 電動機(8)が非同期電動機を含むことを特徴とする請求項
3に記載の装置。 - 【請求項5】 制御装置(9)が周波数変換器を含むことを特徴とする請求
項3および請求項4のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項6】 制御装置(9)が静止形周波数変換器を含むことを特徴とす
る請求項3および請求項4のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項7】 制御装置(9)が、少なくとも1つの電動機パラメータを感
知するように配置された感知部材(16、17)、および電動機(8)に供給さ
れた電気的効果を前記の感知した電動機パラメータに応じて調節するように配置
された調節装置(15)を含むことを特徴とする請求項5および請求項6のいず
れか一項に記載の装置。 - 【請求項8】 バーナ部材(6’、6”)がガス・タービン装置により構成
されることを特徴とする前出請求項のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項9】 ガス・タービン装置の各負荷条件に関して所望の燃料流れを
計算し、かつ各流れに関して電動機(8)の所望回転数を計算するように配置さ
れ、制御装置(9)が前記計算に関して回転数を制御するように配置された計算
装置(10)によって特徴づけられる請求項8に記載の装置。 - 【請求項10】 燃料源(2)が液体燃料を供給するように配置されること
、かつ少なくとも2つの燃料供給導管(5’、5”)が前記燃料源(2)から延
び、各燃料供給導管(5’、5”)が前記制御手段(7、8、9)を含むことを
特徴とする前出請求項のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項11】 前記燃料供給導管の一方(5”)が前記バーナ部材のパイ
ロット・バーナ(6”)に燃料供給するように配置され、前記燃料供給導管の他
方(5’)が前記バーナ部材の主バーナ(6’)に燃料供給するように配置され
ることを特徴とする請求項10に記載の装置。
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