JP2851618B2 - ガスタービンエンジンの抽気制御装置及び制御方法 - Google Patents
ガスタービンエンジンの抽気制御装置及び制御方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/26—Control of fuel supply
- F02C9/28—Regulating systems responsive to plant or ambient parameters, e.g. temperature, pressure, rotor speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
- F02C9/16—Control of working fluid flow
- F02C9/18—Control of working fluid flow by bleeding, bypassing or acting on variable working fluid interconnections between turbines or compressors or their stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2270/00—Control
- F05D2270/01—Purpose of the control system
- F05D2270/04—Purpose of the control system to control acceleration (u)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガスタービンエンジンに係り、特にエンジン
が過渡的動作を行なっている間に圧縮機の抽気弁を制御
する手段に関する。 従来の技術 周知の如く、ガスタービンエンジンはその動作状態を
一の定常動作モードから別の定常動作モードに最も迅速
に変化させようとする場合エンジンのサージラインに沿
って動作させる必要がある。サージラインからはずれた
動作はサージの結果推力の急減及び／又はエンジンの過
熱を招来する可能性があり許容されない。典型的な場
合、エンジン制御装置は様々なエンジンパラメータをモ
ニタし、またエンジンを自動制御する計画値（スケジュ
ール）を有する。このスケジュールでは制御装置により
制御されるエンジンのサージ特性が（適当な安全率を含
めて）勘案されている。 従来、エンジン動作を最適化するためにエンジンが定
常状態動作を行なっている際に圧縮機抽気弁を全開位置
と全閉位置との間で調節する技術が公知である。例えば
ユナイテッド テクロジーズコーポレーションの一部門
であるプラット アンド ホイットニー社により製造さ
れているPW 2037形２軸エンジンはかかる技術を採用し
ている。このPW2037形エンジンの抽気制御においては定
常状態において抽気弁の位置が補正されたロータ速度に
もとづいて調節される。一方、エンジンが減速状態にあ
る場合は定常状態モードはオーバーライドされ、燃焼器
圧と燃焼器圧変化率計画値との比較の結果にもとづいて
抽気弁は全開又は全閉操作される。抽気弁は変形率計画
値が超過された場合に原則的に全開される。1984年12月
20日出願のデービッド エフ ケニソン他の発明になり
本出願人の所有になる米国特許出願第683,886号はかか
る抽気制御システムに関する。 かかる抽気弁のオン／オフ制御装置は減速中、特に緩
やかなないし中程度の減速中に抽気弁が急に開いてしま
う望ましくない特徴を有している。 特に、スロットルが中程度に緩やかなに動かされてい
る場合に従来の２位置式抽気弁動作オーバライドシステ
ムに伴うように急激な推力の変化を伴うことのない安全
かつ迅速にエンジンを減速させ得る能力が要望されてい
る。 発明が解決しようとする問題点 本発明の一の目的はエンジンが一の定常状態動作モー
ドから別の定常状態動作モードに移行するのに要する時
間を失速を生じることなく減少させることにある。 本発明の別の目的はエンジンが状態を変化させている
際に急激な推力変化が生じるのを回避できる抽気制御シ
ステムを提供するにある。 問題点を解決するための手段 要約すると、本発明はエンジンが過渡的動作をしてい
る場合に圧縮機抽気弁の開放面積を圧縮機速度の最大計
画変化率に対する実際の変化率の比の関数として調節
し、実際の変化率が最大計画変化率に接近するにつれ抽
気弁の開放面積を大きく制御する２軸ガスタービンエン
ジンの電子エンジン制御装置を提供する。かかる連続的
な調節により一の定常状態から別の定常状態へエンジン
サージラインに対して適当な安全マージンを保ちつつ推
力を滑かに変化させることが可能になる。 作用 すなわち、本発明による制御装置はエンジンが過渡的
動作を行なう場合に圧縮機抽気弁を全開位置と全閉位置
との間で圧縮機速度の最大計画変化率に対する実際の変
化率の比の関数として調節する。その際、エンジン速度
の実際の変化率がエンジン速度の最大計画変化率に接近
するにつれて抽気弁はより大きく開かれる。計画変化率
は固定されていても可変であってもよい。 本発明は特に２軸又は複軸エンジンにおいて減速動作
中に抽気弁位置を制御するのに有用である。本発明はま
た単軸エンジンにおいて加速中に抽気弁位置を制御する
のにも有用である。一般に、エンジンが過渡的動作を行
っている場合に抽気弁を本発明教示に従って連続的に調
節することにより、一の定常状態から別の定常状態まで
エンジン推力をサージラインに対する適正な安全マージ
ンを保ちつつ滑かに変化させることができる。 複軸エンジンにおいてパイロットが最大限の減速動作
を指示した場合、エンジンは可能な限り速やかに減速す
るのが望ましい。エンジン速度減速計画値は実際には限
界減速率に等しい。計画減速率に比較した実際の減速率
が小さければ抽気弁をサージの危険を生じることなくよ
り多く閉じることが可能である。実際の減速率が計画減
速率に接近するにつれ抽気弁は比例して開き補正された
圧縮機ロータ速度によってバイアスされる。抽気弁はロ
ータ速度の実際の減速率の計画値に対する比が所定値に
達したか又はこれを超過した場合に全開される。 実施例 本発明の以上の及びその他の目的、特徴及び利点は好
ましい実施例に関する以下の詳細な説明より明らかとな
ろう。 以下の説明では本発明の一実施例として参照符号10で
一般的に示す２軸ターボファンガスタービンエンジンを
考える。エンジン10は低圧タービン14にシャフトを介し
て結合された低圧圧縮機12と；高圧タービン18にシャフ
トを介して結合された高圧圧縮機16と；高圧圧縮機と高
圧タービンとの間に配設された燃焼部20とよりなる。高
圧圧縮機と低圧圧縮機との間には抽気弁22が設けられ、
エンジンが特定の動作状態にある場合に圧縮機中の空気
をエンジン中の流路から放出する。 本発明の技術分野で通常行なわれているように、本実
施例でも抽気弁は例えば燃焼部へ供給される燃料の流量
等を制御する電子エンジン制御装置によって制御され
る。図は電子エンジン制御装置のうち抽気弁22の制御に
直接関係した部分のみを説明の都合上簡略化して示した
図である。 図面を参照するに、補正された低圧ロータ速度N1C
と、航空機マッハ数Mnと、航空機高度ALTとが経験的に
成立する定常状態における抽気計画値（スケジュール）
にもとづいて定常状態抽気弁位置信号BSSを形成・出力
する関数発生器24に供給される。信号BSSは全閉位置と
全開位置との間の適当な位置にある抽気弁22の望ましい
定常状態位置をあらわす。 また規則的な間隔で高圧側ロータの速度変化率
（２）が計算あるいは決定されさらに2MAXで割算す
ることによりこれら２つの導関数の比をあらわす信号Ｒ
が求められる。ただし、2MAXは所定スケジュールにお
いて許容される最大圧縮機速度変化率である。 信号Ｒはライン25を介して関数発生器26に供給され関
数発生器26は信号Ｒに比例した過渡状態抽気弁変化信号
BTを発生する。この信号BTは補正された高圧ロータ速度
N2Cによってバイアスされる。信号BTは定常状態におけ
る抽気制御の際に指示される抽気弁の開放面積率に対し
て加えられる抽気弁の全開面積に対する開放面積部分の
比率（0.0〜1.0の間の値）をあらわす。２の値が
2MAXの値に接近すればするほどＲの値は大きくなり抽気
弁開放面積に追加される開放面積の値も大きくなる。こ
の定常状態抽気信号に対する過渡的状態の抽気信号の加
算は加算器28で行なわれる。加算器28の加算された出力
信号は1.0の値の別の信号を供給されている低レベル信
号選択ゲート31に供給される。この低レベル信号選択ゲ
ート31の出力信号33は1.0よりも大きな値をとることが
決してない。この出力信号33を以下説明するセレクタ32
に供給される。 図に示すように、定常状態抽気弁位置信号BSSはまた
定常状態抽気位置信号BSSの値が所定値ｘより大きいか
否かを判定する弁別器34に供給される。弁別器34の判定
結果が真であれば弁別器34から出力信号がORゲート36に
供給される。同様に、信号Ｒの弁別器38に供給され比Ｒ
の値が所定値ｙより大きいか否かが判定される。比Ｒの
値が値ｙよりも大きい場合、弁別器38は出力信号をORゲ
ート36に供給する。ORゲート36は弁別器34又は38から出
力信号が供給された場合にセレクタ32に値が1.0の信号3
9を出力する。それ以外の場合は信号39はゼロないし存
在しない。 抽気弁22からは帰還信号FSがライン41を介して決定器
40に送られる。一方、決定器40は帰還信号FSが得られな
い場合又は信頼できない場合に、換言すれば抽気弁22の
開放面積が決められない場合に信号42をセレクタ32に送
る。そこで、セレクタ32に信号42が供給されない場合は
帰還信号FSは良い状態（Ｇ）にありセレクタ32の出力信
号44は1.0又は定常状態抽気弁位置信号BSSと過渡状態抽
気弁位置増減信号BTとの加算値のうち低い方の値をあら
わす信号33と同じになる。この抽気要求信号44を使って
抽気弁の位置が制御される。一方、信号42がセレクタに
供給された場合は帰還信号FSは不良（Ｂ）である。そこ
でセレクタ32の出力信号44の値はORゲート36からの信号
39が存在する場合この信号値（すなわち1.0）に等しく
なり抽気弁22はこのセレクタ32の出力信号44に応じて全
開される。一方、ORゲート36からの出力信号39が存在し
ない場合は抽気弁22はセレクタ32の出力信号44に応じて
全閉状態にされる。 以上の説明より明らかなように、ライン41上の帰還信
号FSが不良である場合制御装置は弁22を全開又は全閉に
する。全開状態は高圧圧縮機の実際の速度導関数２が
最大計画値2MAXに接近しすぎた場合に生じる。例えば
ｙの値は0.6である。帰還信号FSが不良である場合も抽
気要求信号BSSが所定値ｘよりも大であれば抽気弁22は
全開される。これ以外では抽気弁22は全閉状態にある。
ライン41上の帰還信号FSが信頼できる場合は抽気弁22の
位置は定常状態抽気信号BSSに信号BTで示す変化分を加
えた信号に従って制御される。この変化分はＲの値が関
数発生器26のスケジュール中に組込まれた所定最大値よ
りも小さい負の値である場合（換言すればエンジンが加
速している場合）ゼロになる。Ｒの値が非常に小さい正
値である場合は抽気弁の位置を定常状態位置から動かす
必要はない。 減速動作が緩められ減速の最中にパイロットが加速を
要求したような場合には関数発生器26により形成された
過渡状態抽気弁位置変化信号BTの値は以前の値よりも減
少され場合によっては急に遮断される（すなわちBT＝
０）。この変化信号BTの値が減少したり急に遮断される
とエンジンの安定性が維持できなくなる可能性がある。
そこで変化率制限器30が設けられ加算器28に供給される
信号BTの値の減少率が制御ないし制限される。これによ
り抽気弁が特定の状況下で急に閉じてしまう危険が回避
される。 単軸エンジンでは一の定常状態から別の定常状態へ円
滑に移行する問題がエンジンの減速動作中ではなく加速
動作中に生じる。本発明はかかる場合にも使用できる。 以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、
本発明の思想及び要旨内で様々な変形及び省略が可能で
ある。
が過渡的動作を行なっている間に圧縮機の抽気弁を制御
する手段に関する。 従来の技術 周知の如く、ガスタービンエンジンはその動作状態を
一の定常動作モードから別の定常動作モードに最も迅速
に変化させようとする場合エンジンのサージラインに沿
って動作させる必要がある。サージラインからはずれた
動作はサージの結果推力の急減及び／又はエンジンの過
熱を招来する可能性があり許容されない。典型的な場
合、エンジン制御装置は様々なエンジンパラメータをモ
ニタし、またエンジンを自動制御する計画値（スケジュ
ール）を有する。このスケジュールでは制御装置により
制御されるエンジンのサージ特性が（適当な安全率を含
めて）勘案されている。 従来、エンジン動作を最適化するためにエンジンが定
常状態動作を行なっている際に圧縮機抽気弁を全開位置
と全閉位置との間で調節する技術が公知である。例えば
ユナイテッド テクロジーズコーポレーションの一部門
であるプラット アンド ホイットニー社により製造さ
れているPW 2037形２軸エンジンはかかる技術を採用し
ている。このPW2037形エンジンの抽気制御においては定
常状態において抽気弁の位置が補正されたロータ速度に
もとづいて調節される。一方、エンジンが減速状態にあ
る場合は定常状態モードはオーバーライドされ、燃焼器
圧と燃焼器圧変化率計画値との比較の結果にもとづいて
抽気弁は全開又は全閉操作される。抽気弁は変形率計画
値が超過された場合に原則的に全開される。1984年12月
20日出願のデービッド エフ ケニソン他の発明になり
本出願人の所有になる米国特許出願第683,886号はかか
る抽気制御システムに関する。 かかる抽気弁のオン／オフ制御装置は減速中、特に緩
やかなないし中程度の減速中に抽気弁が急に開いてしま
う望ましくない特徴を有している。 特に、スロットルが中程度に緩やかなに動かされてい
る場合に従来の２位置式抽気弁動作オーバライドシステ
ムに伴うように急激な推力の変化を伴うことのない安全
かつ迅速にエンジンを減速させ得る能力が要望されてい
る。 発明が解決しようとする問題点 本発明の一の目的はエンジンが一の定常状態動作モー
ドから別の定常状態動作モードに移行するのに要する時
間を失速を生じることなく減少させることにある。 本発明の別の目的はエンジンが状態を変化させている
際に急激な推力変化が生じるのを回避できる抽気制御シ
ステムを提供するにある。 問題点を解決するための手段 要約すると、本発明はエンジンが過渡的動作をしてい
る場合に圧縮機抽気弁の開放面積を圧縮機速度の最大計
画変化率に対する実際の変化率の比の関数として調節
し、実際の変化率が最大計画変化率に接近するにつれ抽
気弁の開放面積を大きく制御する２軸ガスタービンエン
ジンの電子エンジン制御装置を提供する。かかる連続的
な調節により一の定常状態から別の定常状態へエンジン
サージラインに対して適当な安全マージンを保ちつつ推
力を滑かに変化させることが可能になる。 作用 すなわち、本発明による制御装置はエンジンが過渡的
動作を行なう場合に圧縮機抽気弁を全開位置と全閉位置
との間で圧縮機速度の最大計画変化率に対する実際の変
化率の比の関数として調節する。その際、エンジン速度
の実際の変化率がエンジン速度の最大計画変化率に接近
するにつれて抽気弁はより大きく開かれる。計画変化率
は固定されていても可変であってもよい。 本発明は特に２軸又は複軸エンジンにおいて減速動作
中に抽気弁位置を制御するのに有用である。本発明はま
た単軸エンジンにおいて加速中に抽気弁位置を制御する
のにも有用である。一般に、エンジンが過渡的動作を行
っている場合に抽気弁を本発明教示に従って連続的に調
節することにより、一の定常状態から別の定常状態まで
エンジン推力をサージラインに対する適正な安全マージ
ンを保ちつつ滑かに変化させることができる。 複軸エンジンにおいてパイロットが最大限の減速動作
を指示した場合、エンジンは可能な限り速やかに減速す
るのが望ましい。エンジン速度減速計画値は実際には限
界減速率に等しい。計画減速率に比較した実際の減速率
が小さければ抽気弁をサージの危険を生じることなくよ
り多く閉じることが可能である。実際の減速率が計画減
速率に接近するにつれ抽気弁は比例して開き補正された
圧縮機ロータ速度によってバイアスされる。抽気弁はロ
ータ速度の実際の減速率の計画値に対する比が所定値に
達したか又はこれを超過した場合に全開される。 実施例 本発明の以上の及びその他の目的、特徴及び利点は好
ましい実施例に関する以下の詳細な説明より明らかとな
ろう。 以下の説明では本発明の一実施例として参照符号10で
一般的に示す２軸ターボファンガスタービンエンジンを
考える。エンジン10は低圧タービン14にシャフトを介し
て結合された低圧圧縮機12と；高圧タービン18にシャフ
トを介して結合された高圧圧縮機16と；高圧圧縮機と高
圧タービンとの間に配設された燃焼部20とよりなる。高
圧圧縮機と低圧圧縮機との間には抽気弁22が設けられ、
エンジンが特定の動作状態にある場合に圧縮機中の空気
をエンジン中の流路から放出する。 本発明の技術分野で通常行なわれているように、本実
施例でも抽気弁は例えば燃焼部へ供給される燃料の流量
等を制御する電子エンジン制御装置によって制御され
る。図は電子エンジン制御装置のうち抽気弁22の制御に
直接関係した部分のみを説明の都合上簡略化して示した
図である。 図面を参照するに、補正された低圧ロータ速度N1C
と、航空機マッハ数Mnと、航空機高度ALTとが経験的に
成立する定常状態における抽気計画値（スケジュール）
にもとづいて定常状態抽気弁位置信号BSSを形成・出力
する関数発生器24に供給される。信号BSSは全閉位置と
全開位置との間の適当な位置にある抽気弁22の望ましい
定常状態位置をあらわす。 また規則的な間隔で高圧側ロータの速度変化率
（２）が計算あるいは決定されさらに2MAXで割算す
ることによりこれら２つの導関数の比をあらわす信号Ｒ
が求められる。ただし、2MAXは所定スケジュールにお
いて許容される最大圧縮機速度変化率である。 信号Ｒはライン25を介して関数発生器26に供給され関
数発生器26は信号Ｒに比例した過渡状態抽気弁変化信号
BTを発生する。この信号BTは補正された高圧ロータ速度
N2Cによってバイアスされる。信号BTは定常状態におけ
る抽気制御の際に指示される抽気弁の開放面積率に対し
て加えられる抽気弁の全開面積に対する開放面積部分の
比率（0.0〜1.0の間の値）をあらわす。２の値が
2MAXの値に接近すればするほどＲの値は大きくなり抽気
弁開放面積に追加される開放面積の値も大きくなる。こ
の定常状態抽気信号に対する過渡的状態の抽気信号の加
算は加算器28で行なわれる。加算器28の加算された出力
信号は1.0の値の別の信号を供給されている低レベル信
号選択ゲート31に供給される。この低レベル信号選択ゲ
ート31の出力信号33は1.0よりも大きな値をとることが
決してない。この出力信号33を以下説明するセレクタ32
に供給される。 図に示すように、定常状態抽気弁位置信号BSSはまた
定常状態抽気位置信号BSSの値が所定値ｘより大きいか
否かを判定する弁別器34に供給される。弁別器34の判定
結果が真であれば弁別器34から出力信号がORゲート36に
供給される。同様に、信号Ｒの弁別器38に供給され比Ｒ
の値が所定値ｙより大きいか否かが判定される。比Ｒの
値が値ｙよりも大きい場合、弁別器38は出力信号をORゲ
ート36に供給する。ORゲート36は弁別器34又は38から出
力信号が供給された場合にセレクタ32に値が1.0の信号3
9を出力する。それ以外の場合は信号39はゼロないし存
在しない。 抽気弁22からは帰還信号FSがライン41を介して決定器
40に送られる。一方、決定器40は帰還信号FSが得られな
い場合又は信頼できない場合に、換言すれば抽気弁22の
開放面積が決められない場合に信号42をセレクタ32に送
る。そこで、セレクタ32に信号42が供給されない場合は
帰還信号FSは良い状態（Ｇ）にありセレクタ32の出力信
号44は1.0又は定常状態抽気弁位置信号BSSと過渡状態抽
気弁位置増減信号BTとの加算値のうち低い方の値をあら
わす信号33と同じになる。この抽気要求信号44を使って
抽気弁の位置が制御される。一方、信号42がセレクタに
供給された場合は帰還信号FSは不良（Ｂ）である。そこ
でセレクタ32の出力信号44の値はORゲート36からの信号
39が存在する場合この信号値（すなわち1.0）に等しく
なり抽気弁22はこのセレクタ32の出力信号44に応じて全
開される。一方、ORゲート36からの出力信号39が存在し
ない場合は抽気弁22はセレクタ32の出力信号44に応じて
全閉状態にされる。 以上の説明より明らかなように、ライン41上の帰還信
号FSが不良である場合制御装置は弁22を全開又は全閉に
する。全開状態は高圧圧縮機の実際の速度導関数２が
最大計画値2MAXに接近しすぎた場合に生じる。例えば
ｙの値は0.6である。帰還信号FSが不良である場合も抽
気要求信号BSSが所定値ｘよりも大であれば抽気弁22は
全開される。これ以外では抽気弁22は全閉状態にある。
ライン41上の帰還信号FSが信頼できる場合は抽気弁22の
位置は定常状態抽気信号BSSに信号BTで示す変化分を加
えた信号に従って制御される。この変化分はＲの値が関
数発生器26のスケジュール中に組込まれた所定最大値よ
りも小さい負の値である場合（換言すればエンジンが加
速している場合）ゼロになる。Ｒの値が非常に小さい正
値である場合は抽気弁の位置を定常状態位置から動かす
必要はない。 減速動作が緩められ減速の最中にパイロットが加速を
要求したような場合には関数発生器26により形成された
過渡状態抽気弁位置変化信号BTの値は以前の値よりも減
少され場合によっては急に遮断される（すなわちBT＝
０）。この変化信号BTの値が減少したり急に遮断される
とエンジンの安定性が維持できなくなる可能性がある。
そこで変化率制限器30が設けられ加算器28に供給される
信号BTの値の減少率が制御ないし制限される。これによ
り抽気弁が特定の状況下で急に閉じてしまう危険が回避
される。 単軸エンジンでは一の定常状態から別の定常状態へ円
滑に移行する問題がエンジンの減速動作中ではなく加速
動作中に生じる。本発明はかかる場合にも使用できる。 以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、
本発明の思想及び要旨内で様々な変形及び省略が可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による制御装置を有する２軸ガスタービンエ
ンジンの概略的ブロック図である。 10……ガスタービンエンジン、12……低圧圧縮機、14…
…低圧タービン、16……高圧圧縮機、18……高圧タービ
ン、20……燃焼部、22……抽気弁、24,26……関数発生
器、25,41……ライン、28……加算器、30……変化率制
限器、31……低レベル信号選択ゲート、32……セレク
タ、33,44……出力信号、34,38……弁別器、36……ORゲ
ート、39,42……信号、40……決定器。
ンジンの概略的ブロック図である。 10……ガスタービンエンジン、12……低圧圧縮機、14…
…低圧タービン、16……高圧圧縮機、18……高圧タービ
ン、20……燃焼部、22……抽気弁、24,26……関数発生
器、25,41……ライン、28……加算器、30……変化率制
限器、31……低レベル信号選択ゲート、32……セレク
タ、33,44……出力信号、34,38……弁別器、36……ORゲ
ート、39,42……信号、40……決定器。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特公 昭61−33977（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
F02C 9/00 - 9/58
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．圧縮機と圧縮機抽気弁とを備えたガスタービンエン
ジンにおいて該抽気弁を制御するガスタービンエンジン
の抽気制御装置であって、 補正された圧縮機速度をあらわす第１の信号を形成する
手段と、 該補正された圧縮機速度の実際の変化率の、補正された
圧縮機速度の最大計画変化率に対する比をあらわす第２
の信号を形成する手段と、 エンジンが過渡動作を行っている場合に該第１及び第２
の信号に応じて過渡動作時抽気弁位置信号を該比の関数
として形成する関数発生手段と、 エンジンが該過渡動作を行っている場合に該抽気弁の位
置を該過渡動作時抽気弁位置信号に応じて該過渡動作時
抽気弁位置信号の値の関数として調節する位置調節手段
とよりなることを特徴とする制御装置。 ２．エンジンが定常動作を行っている場合に定常動作時
抽気弁位置信号を形成する手段と、該定常動作時抽気弁
位置信号を該過渡動作時抽気弁位置信号に加算して結合
信号を形成する手段とを含み、 該位置調節手段は、エンジンが過渡動作を行っている間
該結合信号に応じて該抽気弁の位置を該結合信号の値の
関数として調節することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の制御装置。 ３．高圧圧縮機と、低圧圧縮機と、圧縮機抽気弁とを備
えた複軸ガスタービンエンジンにおいて該抽気弁を制御
するガスタービンエンジンの抽気制御装置であって、 補正された高圧圧縮機速度をあらわす第１の信号を形成
する手段と、 該高圧圧縮機速度の実際の変化率の、該高圧圧縮機速度
の最大計画変化率に対する比をあらわす第２の信号を形
成する手段と、 エンジンが減速動作を行っている場合に該第１及び第２
の信号に応じて過渡動作時抽気弁位置信号を該比の関数
として形成する関数発生手段と、 エンジンが該減速動作を行っている場合にのみ該抽気弁
の位置を該過渡動作時抽気弁位置信号に応じて該過渡動
作時抽気弁位置信号の値の関数として調節する位置調節
手段とよりなることを特徴とする制御装置。 ４．該過渡動作時抽気弁位置信号は該比に比例すること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５．エンジンが定常動作を行っている場合に有効な定常
動作時抽気弁位置信号を形成し、該定常動作時及び過渡
動作時の抽気弁位置信号を互いに加算して結合抽気弁位
置信号を形成する手段を含み、 該位置調節手段は、エンジンが定常動作をしている間及
び加速動作をしている間該抽気弁の位置を該定常動作時
抽気弁位置信号に応じて該抽気弁の位置を該定常動作時
抽気弁位置信号の関数として調節し、またエンジンが減
速動作をしている間該抽気弁の位置を該結合信号に応じ
て該結合信号の関数として調節することを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載の装置。 ６．該抽気弁の位置を検出して該抽気弁の位置をあらわ
す帰還信号を形成する手段と、 該帰還信号の異常の有無を判定する手段と、 該帰還信号の異常が判定された場合に該抽気弁位置の比
例制御信号をオーバーライドし該抽気弁を全開位置又は
全閉位置に制御する手段とをさらに含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載の制御手段。 ７．高圧圧縮機と、低圧圧縮機と、圧縮機抽気弁とを有
するガスタービンエンジンの制御方法において、 エンジンが過渡動作中に、抽気弁の位置を、全開位置と
全閉位置との間で、高圧圧縮機速度の最大計画変化率に
対する高圧圧縮機速度の実際の変化率の比の関数として
調節する段階を有し、 該調節段階は、 エンジンが定常状態動作を行っている間は該抽気弁の位
置を第１の抽気弁位置信号の関数として調節し、該エン
ジンが過渡動作をしている間に、該変化率比の値に比例
した第２の抽気弁位置信号を形成し、該第１及び第２の
信号を加算して、該抽気弁の位置を該第１及び第２の信
号の加算値の関数として調節する段階を含むことを特徴
とすることを特徴とするガスタービンエンジンの制御方
法。 ８．該調節段階では、該エンジンが減速動作をしている
間にのみ、該抽気弁を該第１及び第２の信号の加算値の
関数として調節することを特徴とする請求項７記載の制
御方法。 ９．エンジンが減速動作を行っている間は抽気弁の調節
速度が制限され、これによりエンジンが減速動作中に急
に加速された場合に抽気弁の過度に急速な閉止動作が生
じるのが防止されることを特徴とする特許請求の範囲第
８項記載の方法。 １０．抽気弁の位置を検出して該抽気弁の位置をあらわ
す帰還信号を形成し、 該帰還信号が適切に得られているかどうかを判定し、 該帰還信号が適切には得られていない場合に、該抽気弁
を調節することなく開又は閉位置に操作する段階を含む
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の方法。 １１．該変化率の比が所定値を超過し、かつ、該帰還信
号が適切には得られていない場合に、抽気弁を全開する
段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第10項記載
の方法。
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