JP2961764B2 - 二軸式ガスタービン機関 - Google Patents
二軸式ガスタービン機関Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二軸式ガスタービン機関に関し、特に、自動
車に搭載される二軸式ガスタービン機関に関する。
車に搭載される二軸式ガスタービン機関に関する。
二軸式ガスタービン機関は、（１）回転運動だけなの
で、低振動で連続した高回転が行える、（２）連続燃焼
機関なので、ガソリン、軽油はもとより、灯油やメタノ
ールなど多種類の燃料が使用できる、（３）低速トルク
が大きいという自動車に適したトルク特性を持っている
等の特徴を備えているので、近年、自動車用機関として
の実用化が検討されている。
で、低振動で連続した高回転が行える、（２）連続燃焼
機関なので、ガソリン、軽油はもとより、灯油やメタノ
ールなど多種類の燃料が使用できる、（３）低速トルク
が大きいという自動車に適したトルク特性を持っている
等の特徴を備えているので、近年、自動車用機関として
の実用化が検討されている。
第５図は自動変速機付の自動車に搭載される従来の二
軸式ガスタービン機関の一般的な構成の一例を示すもの
である。
軸式ガスタービン機関の一般的な構成の一例を示すもの
である。
図において、Ｃはコンプレッサ、HEは熱交換器、CCは
燃焼器、CTはコンプレッサタービンであり、コンプレッ
サＣとコンプレッサタービンCTとは回転軸にて直結さ
れ、燃焼器CCにはアクチュエータA1を介して燃料が供給
されている。吸入空気（以下吸気という）はコンプレッ
サＣにて圧縮され、熱交換器HEにて加熱され、燃焼器CC
にて燃料と混合されて燃焼し、その燃焼がコンプレッサ
タービンCTを回転させる。このコンプレッサタービンCT
とコンプレッサＣとは総称してガスジェネレータGGと呼
ばれ、このコンプレッサタービンCTの回転数がコンプレ
ッサＣの圧縮度を左右する。コンプレッサタービンCTを
駆動した燃焼ガスは、アクチュエータA2に調整される可
変ノズルVNを経てパワタービン（出力タービン）PTを駆
動した後、熱交換器HEを経て排気ガスとなって大気に排
出される。
燃焼器、CTはコンプレッサタービンであり、コンプレッ
サＣとコンプレッサタービンCTとは回転軸にて直結さ
れ、燃焼器CCにはアクチュエータA1を介して燃料が供給
されている。吸入空気（以下吸気という）はコンプレッ
サＣにて圧縮され、熱交換器HEにて加熱され、燃焼器CC
にて燃料と混合されて燃焼し、その燃焼がコンプレッサ
タービンCTを回転させる。このコンプレッサタービンCT
とコンプレッサＣとは総称してガスジェネレータGGと呼
ばれ、このコンプレッサタービンCTの回転数がコンプレ
ッサＣの圧縮度を左右する。コンプレッサタービンCTを
駆動した燃焼ガスは、アクチュエータA2に調整される可
変ノズルVNを経てパワタービン（出力タービン）PTを駆
動した後、熱交換器HEを経て排気ガスとなって大気に排
出される。
以上が二軸式ガスタービンGTの構成であり、パワター
ビンPTの回転は減速歯車R/Gによって減速されて自動変
速機A/Tに伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換
された後に差動歯車Ｄを介して車輪Ｗに伝達される。
ビンPTの回転は減速歯車R/Gによって減速されて自動変
速機A/Tに伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換
された後に差動歯車Ｄを介して車輪Ｗに伝達される。
なお、アクチュエータA1は制御回路CONTからの指令に
よって燃料を燃焼器CCに供給し、アクチュエータA2は制
御回路CONTからの指令によって可変ノズルVNの開度を調
整する。この制御回路CONTには、アクセルペダルの開度
や図示しないセンサからの機関の運転状態パラメータが
入力されており、制御回路CONTは機関の運転状態に応じ
てアクチュエータA1,A2を駆動する。
よって燃料を燃焼器CCに供給し、アクチュエータA2は制
御回路CONTからの指令によって可変ノズルVNの開度を調
整する。この制御回路CONTには、アクセルペダルの開度
や図示しないセンサからの機関の運転状態パラメータが
入力されており、制御回路CONTは機関の運転状態に応じ
てアクチュエータA1,A2を駆動する。
また、一般に、第５図のの位置の吸気圧をP3、の
位置の温度をT4というように、吸気圧Ｐや温度Ｔに付さ
れた添え字は、○で囲まれた番号の位置の吸気圧Ｐや温
度Ｔを示す。
位置の温度をT4というように、吸気圧Ｐや温度Ｔに付さ
れた添え字は、○で囲まれた番号の位置の吸気圧Ｐや温
度Ｔを示す。
以上のように構成された二軸式ガスタービン機関にお
いては、従来、ガスジェネレータGGが加速を終了し、定
常に移行してからは機関の出力を効率良く取り出すため
に、出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように
可変ノズルVNを作動させる制御が行われている。即ち、
二軸式ガスタービン機関では、機関のサイクル温度が高
い程、機関出力、及び熱効率が向上するため、その制御
パラメータとして出力タービンPTの出口温度T6を使用
し、出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように
可変ノズルVNをフィードバック制御する方法が従来から
用いられている。
いては、従来、ガスジェネレータGGが加速を終了し、定
常に移行してからは機関の出力を効率良く取り出すため
に、出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように
可変ノズルVNを作動させる制御が行われている。即ち、
二軸式ガスタービン機関では、機関のサイクル温度が高
い程、機関出力、及び熱効率が向上するため、その制御
パラメータとして出力タービンPTの出口温度T6を使用
し、出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように
可変ノズルVNをフィードバック制御する方法が従来から
用いられている。
ところが、この従来の制御方法には以下のような問題
があった。
があった。
出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように
可変ノズルVNをフィードバック制御するため、出力ター
ビンPTの出口温度T6を検出する温度センサの故障時に制
御が不可能になること、 出力タービンPTの出口温度T6の温度センサとしては
熱電対が一般的に用いられるため、熱電対の故障時はそ
の出力信号が最大値または０の何れかの状態になり、結
果として可変ノズルVNは全開または全閉の何れかの状態
に陥ることになること、 出力タービンPTの出口温度T6の温度センサの出力が
最大の状態においては、温度が目標値より高いと判断さ
れ、可変ノズルVNは全開状態になるので機関を破損する
心配はないが、機関のサイクル温度の低下から機関出力
が大幅に低下するので車両の走行が困難になり、また、
出力タービンPTの出口温度T6の温度センサの出力が０の
状態においては、出力タービンPTの出口温度T6が目標値
よりも低いと見做され、可変ノズルVNが全閉になるため
実際のサイクル温度が上昇し、機関の焼損の恐れがあこ
と。
可変ノズルVNをフィードバック制御するため、出力ター
ビンPTの出口温度T6を検出する温度センサの故障時に制
御が不可能になること、 出力タービンPTの出口温度T6の温度センサとしては
熱電対が一般的に用いられるため、熱電対の故障時はそ
の出力信号が最大値または０の何れかの状態になり、結
果として可変ノズルVNは全開または全閉の何れかの状態
に陥ることになること、 出力タービンPTの出口温度T6の温度センサの出力が
最大の状態においては、温度が目標値より高いと判断さ
れ、可変ノズルVNは全開状態になるので機関を破損する
心配はないが、機関のサイクル温度の低下から機関出力
が大幅に低下するので車両の走行が困難になり、また、
出力タービンPTの出口温度T6の温度センサの出力が０の
状態においては、出力タービンPTの出口温度T6が目標値
よりも低いと見做され、可変ノズルVNが全閉になるため
実際のサイクル温度が上昇し、機関の焼損の恐れがあこ
と。
本発明の目的は、従来の二軸式ガスタービン機関にお
ける出力タービンPTの出口温度T6の温度センサの故障時
における課題を解消し、出力タービンPTの出口温度T6の
温度センサST6の故障時において機関回転数を基に予め
設定した可変ノズル位置に制御することにより、実際の
出力タービンPTの出口温度T6を過大にすることなく、車
両の走行を可能にすることができる二軸式ガスタービン
機関を提供することにある。
ける出力タービンPTの出口温度T6の温度センサの故障時
における課題を解消し、出力タービンPTの出口温度T6の
温度センサST6の故障時において機関回転数を基に予め
設定した可変ノズル位置に制御することにより、実際の
出力タービンPTの出口温度T6を過大にすることなく、車
両の走行を可能にすることができる二軸式ガスタービン
機関を提供することにある。
前記目的を達成する本発明の二軸式ガスタービン機関
の構成が第１図に示される。本発明が適用される二軸式
ガスタービン機関は、同軸のコンプレッサＣとコンプレ
ッサタービンCTを備えたガスジェネレータGGと、燃焼器
CCと、可変ノズルVNと、別軸の出力タービンPTとを備え
ており、出力タービン出口温度検出手段１は出力タービ
ンPTの出口温度T6を検出し、回転速度検出手段２はガス
ジェネレータGGの回転速度N1を検出する。また、異常検
出手段３は温度検出手段１の異常を検出し、温度検出手
段１が異常と判定された時に、可変ノズル開度演算手段
４はガスジェネレータの回転速度定N1に応じて予め定め
られた可変ノズル開度を演算する。そして、可変ノズル
駆動手段５は温度検出手段１が正常時にはその検出温度
が目標値になるように可変ノズルVNを開閉制御し、異常
時には可変ノズル開度演算手段４によって演算された開
度に可変ノズルを制御する。
の構成が第１図に示される。本発明が適用される二軸式
ガスタービン機関は、同軸のコンプレッサＣとコンプレ
ッサタービンCTを備えたガスジェネレータGGと、燃焼器
CCと、可変ノズルVNと、別軸の出力タービンPTとを備え
ており、出力タービン出口温度検出手段１は出力タービ
ンPTの出口温度T6を検出し、回転速度検出手段２はガス
ジェネレータGGの回転速度N1を検出する。また、異常検
出手段３は温度検出手段１の異常を検出し、温度検出手
段１が異常と判定された時に、可変ノズル開度演算手段
４はガスジェネレータの回転速度定N1に応じて予め定め
られた可変ノズル開度を演算する。そして、可変ノズル
駆動手段５は温度検出手段１が正常時にはその検出温度
が目標値になるように可変ノズルVNを開閉制御し、異常
時には可変ノズル開度演算手段４によって演算された開
度に可変ノズルを制御する。
本発明の二軸式ガスタービン機関によれば、出力ター
ビンPTの出口温度T6の温度センサが正常の状態では、ガ
スジェネレータGGが加速を終了し、定常に移行してから
は出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように可
変ノズルVNが作動される制御が行われる。ところが、出
力タービンPTの出口温度T6の温度センサが異常であるこ
とが検出されると、温度パラメータではない他のパラメ
ータ、即ち、精度の良いガスジェネレータの回転速度パ
ラメータで、予め定められた可変ノズルの開度が演算に
より求められ、求められた開度に可変ノズルが制御され
る。この結果、適度な効率で車両を走行させることがで
きる。
ビンPTの出口温度T6の温度センサが正常の状態では、ガ
スジェネレータGGが加速を終了し、定常に移行してから
は出力タービンPTの出口温度T6が目標値になるように可
変ノズルVNが作動される制御が行われる。ところが、出
力タービンPTの出口温度T6の温度センサが異常であるこ
とが検出されると、温度パラメータではない他のパラメ
ータ、即ち、精度の良いガスジェネレータの回転速度パ
ラメータで、予め定められた可変ノズルの開度が演算に
より求められ、求められた開度に可変ノズルが制御され
る。この結果、適度な効率で車両を走行させることがで
きる。
以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第２図は自動変速機付き車両に搭載された本発明の二
軸式ガスタービン機関の一実施例の構成を示すものであ
り、第５図に示した二軸式ガスタービン機関と同じ構成
部品については同じ符号（記号）を付してある。
軸式ガスタービン機関の一実施例の構成を示すものであ
り、第５図に示した二軸式ガスタービン機関と同じ構成
部品については同じ符号（記号）を付してある。
図においてGTはガスタービンであり、このガスタービ
ンGTには燃料ポンプ，オイルポンプ，スタータモータ等
が接続するフロントギヤF/G、回転軸が直結されてガス
ジェネレータGGを構成するコンプレッサＣとコンプレッ
サタービンCT、熱交換器HE、燃焼器CC、コンプレッサＣ
に可変ノズルVN、パワータービンPT及び減速歯車R/G等
がある。吸気はコンプレッサＣにて圧縮され、熱交換器
HEにて加熱され、燃焼器CCにて燃焼噴射弁から噴射され
る燃料と混合されて燃焼し、その燃焼ガスがコンプレッ
サタービンCTを回転させる。コンプレッサタービンCTを
駆動した燃焼ガスは、可変ノズルVNを経てパワータービ
ンPTを駆動した後、熱交換器HEを経て排気ガスとなって
大気に排出される。A1は燃焼器CCに燃料を供給するアク
チュエータであり、メータリングバルブを内蔵してい
る。また、A2は可変ノズルVNの開度αＳを調整するアク
チュエータである。
ンGTには燃料ポンプ，オイルポンプ，スタータモータ等
が接続するフロントギヤF/G、回転軸が直結されてガス
ジェネレータGGを構成するコンプレッサＣとコンプレッ
サタービンCT、熱交換器HE、燃焼器CC、コンプレッサＣ
に可変ノズルVN、パワータービンPT及び減速歯車R/G等
がある。吸気はコンプレッサＣにて圧縮され、熱交換器
HEにて加熱され、燃焼器CCにて燃焼噴射弁から噴射され
る燃料と混合されて燃焼し、その燃焼ガスがコンプレッ
サタービンCTを回転させる。コンプレッサタービンCTを
駆動した燃焼ガスは、可変ノズルVNを経てパワータービ
ンPTを駆動した後、熱交換器HEを経て排気ガスとなって
大気に排出される。A1は燃焼器CCに燃料を供給するアク
チュエータであり、メータリングバルブを内蔵してい
る。また、A2は可変ノズルVNの開度αＳを調整するアク
チュエータである。
ガスタービンGTの減速歯車R/Gには自動変速機A/Tが接
続されており、ガスタービンGTのパワータービンPTの回
転は減速歯車R/Gによって減速されて自動変速機A/Tに内
蔵されるトルクコンバータを介して変速機構に伝えら
れ、シフト状態に応じた回転数に変換されて車軸駆動出
力となる。
続されており、ガスタービンGTのパワータービンPTの回
転は減速歯車R/Gによって減速されて自動変速機A/Tに内
蔵されるトルクコンバータを介して変速機構に伝えら
れ、シフト状態に応じた回転数に変換されて車軸駆動出
力となる。
ガスタービンGTおよび自動変速機A/Tを制御する制御
回路10には、アナログ信号用の入力インタフェースIN
a、デジタル信号用の入力インタフェースINd、入力イン
タフェースINaからの信号をデジタル変換するアナログ
−デジタル変換器A/D、中央処理ユニットCPU、ランダム
アクセスメモリRAM、読み出し専用メモリROM、および出
力回路OUT等があり、それぞれバスライン11で接続され
ている。
回路10には、アナログ信号用の入力インタフェースIN
a、デジタル信号用の入力インタフェースINd、入力イン
タフェースINaからの信号をデジタル変換するアナログ
−デジタル変換器A/D、中央処理ユニットCPU、ランダム
アクセスメモリRAM、読み出し専用メモリROM、および出
力回路OUT等があり、それぞれバスライン11で接続され
ている。
また、二軸式ガスタービン機関にはガスジェネレータ
GGの回転数N1を検出する回転数センサSN1,減速歯車R/G
を経たガスタービンGTの回転数N3を検出する回転数セン
サSN3,及び車軸駆動回転数NPを検出する回転数センサSN
Pのような回転数センサの、大気温度を検出する温度セ
ンサST0,コンプレッサＣの出口温度T3を検出する温度セ
ンサCT3,熱交換器HEの出口温度T35を検出する温度セン
サST35,パワタービンPTの出口温度T6を検出する温度セ
ンサST6のような温度センサと、コンプレッサＣの出口
圧力P3を検出する圧力センサSP3,コンプレッサタービン
CTの出口圧力P5を検出する圧力センサSP5のような圧力
センサ等が設けられている。
GGの回転数N1を検出する回転数センサSN1,減速歯車R/G
を経たガスタービンGTの回転数N3を検出する回転数セン
サSN3,及び車軸駆動回転数NPを検出する回転数センサSN
Pのような回転数センサの、大気温度を検出する温度セ
ンサST0,コンプレッサＣの出口温度T3を検出する温度セ
ンサCT3,熱交換器HEの出口温度T35を検出する温度セン
サST35,パワタービンPTの出口温度T6を検出する温度セ
ンサST6のような温度センサと、コンプレッサＣの出口
圧力P3を検出する圧力センサSP3,コンプレッサタービン
CTの出口圧力P5を検出する圧力センサSP5のような圧力
センサ等が設けられている。
アナログ信号用の入力インタフェースINaには、前述
のセンサからの信号N1,N3,NP,P3,P5,T0,T35,T6やアクセ
ルペダルからのアナログ信号θacc等が入力され、デジ
タル信号用の入力インタフェースINdにはキースイッチ
からのオンオフ信号、シフトレバーからのシフト位置信
号、ブレーキからのブレーキ信号等のデジタル信号が入
力される。
のセンサからの信号N1,N3,NP,P3,P5,T0,T35,T6やアクセ
ルペダルからのアナログ信号θacc等が入力され、デジ
タル信号用の入力インタフェースINdにはキースイッチ
からのオンオフ信号、シフトレバーからのシフト位置信
号、ブレーキからのブレーキ信号等のデジタル信号が入
力される。
一方、出力回路OUTからは、燃焼器CCのアクチュエー
タA1に対して燃料流量を指示する信号Gf、アクチュエー
タA2に対して可変ノズルVNの開度を指示する信号αＳ、
トルクコンバータのロックアップクラッチのオンオフを
指示する信号S3、変速機構の変速信号S1,S2やスロット
ルワイヤ信号θＷ等が出力される。更に、この実施例で
は出力回路OUTに警報ランプやブザー等によるアラームA
Lが接続されており、出力タービンPTの出口温度T6を検
出する温度センサST6の異常が検出された時に、光や音
で温度センサST6の異常を車両の乗員に通知できるよう
になっている。
タA1に対して燃料流量を指示する信号Gf、アクチュエー
タA2に対して可変ノズルVNの開度を指示する信号αＳ、
トルクコンバータのロックアップクラッチのオンオフを
指示する信号S3、変速機構の変速信号S1,S2やスロット
ルワイヤ信号θＷ等が出力される。更に、この実施例で
は出力回路OUTに警報ランプやブザー等によるアラームA
Lが接続されており、出力タービンPTの出口温度T6を検
出する温度センサST6の異常が検出された時に、光や音
で温度センサST6の異常を車両の乗員に通知できるよう
になっている。
次に以上のように構成された二軸式ガスタービン機関
における制御回路10の動作を第３図のフローチャート及
び第４図の特性図を用いて説明する。なお、二軸式ガス
タービン機関においては一般に、機関の定常状態ではパ
ワタービンPTの出口温度T6によって機関を制御すること
ができるが、機関の過渡状態、即ち機関加速時や加速直
後は、パワタービンPTの出口温度T6によっては正確に機
関を制御することはできない。これは、パワタービンPT
の出口温度T6を測定する温度センサST6（例えば熱電
対）に追従遅れがあるためであり、機関過渡状態では燃
焼器出口温度T4で機関を制御した方が良いからである。
における制御回路10の動作を第３図のフローチャート及
び第４図の特性図を用いて説明する。なお、二軸式ガス
タービン機関においては一般に、機関の定常状態ではパ
ワタービンPTの出口温度T6によって機関を制御すること
ができるが、機関の過渡状態、即ち機関加速時や加速直
後は、パワタービンPTの出口温度T6によっては正確に機
関を制御することはできない。これは、パワタービンPT
の出口温度T6を測定する温度センサST6（例えば熱電
対）に追従遅れがあるためであり、機関過渡状態では燃
焼器出口温度T4で機関を制御した方が良いからである。
まず、ステップ301においては、制御回路10に機関の
運転状態パラメータが入力される。この運転状態パラメ
ータは、例えば、ガスジェネレータGGの回転数N1、コン
プレッサタービンPTの出口温度T6、熱交換器HEの出口温
度T35、コンプレッサＣの出口圧力P3、自動変速機A/Tの
入力回転数N3等である。続くステップ302はガスジェネ
レータGGの回転数N1がアイドル回転数Nidle以上か否か
を判定するものであり、N1＞Nidleの時（YES）はステッ
プ303に進み、N1≦Nidleの時（NO）はステップ305に進
む。
運転状態パラメータが入力される。この運転状態パラメ
ータは、例えば、ガスジェネレータGGの回転数N1、コン
プレッサタービンPTの出口温度T6、熱交換器HEの出口温
度T35、コンプレッサＣの出口圧力P3、自動変速機A/Tの
入力回転数N3等である。続くステップ302はガスジェネ
レータGGの回転数N1がアイドル回転数Nidle以上か否か
を判定するものであり、N1＞Nidleの時（YES）はステッ
プ303に進み、N1≦Nidleの時（NO）はステップ305に進
む。
ステップ302でガスジェネレータGGの回転数N1がアイ
ドル回転数Nidle以上か否かを判定するのは、通常、回
転数N1がアイドル回転数Nidle以上であれば機関は正常
に作動しており、タービン出口温度T6も安定した領域
（300℃〜750℃）にあるので、タービン出口温度T6をチ
ェックするのに好適であるからである。従って、ステッ
プ303ではタービン出口温度T6が正常か否かを判定する
が、この実施例ではタービン出口温度T6が正常である範
囲に若干の余裕を持たせ、250℃〜850℃をタービン出口
温度T6が正常な範囲としている。そして、250＜T6＜850
の時（YES）はステップ305に進んでトラブルフラグFT6T
Rを“0"にしてステップ306に進み、T6≦250またはT6≧8
50の時（NO）はステップ304に進んでトラブルフラグFT6
TRを“1"にしてステップ306に進む。
ドル回転数Nidle以上か否かを判定するのは、通常、回
転数N1がアイドル回転数Nidle以上であれば機関は正常
に作動しており、タービン出口温度T6も安定した領域
（300℃〜750℃）にあるので、タービン出口温度T6をチ
ェックするのに好適であるからである。従って、ステッ
プ303ではタービン出口温度T6が正常か否かを判定する
が、この実施例ではタービン出口温度T6が正常である範
囲に若干の余裕を持たせ、250℃〜850℃をタービン出口
温度T6が正常な範囲としている。そして、250＜T6＜850
の時（YES）はステップ305に進んでトラブルフラグFT6T
Rを“0"にしてステップ306に進み、T6≦250またはT6≧8
50の時（NO）はステップ304に進んでトラブルフラグFT6
TRを“1"にしてステップ306に進む。
ステップ306はガスジェネレータGGの回転数N1が定常
状態にあるか、あるいは加速、減速状態にあるかを判定
するものであり、ガスジェネレータGGの回転数N1が定常
状態でない時（NO）はステップ310に進んで従来の可変
ノズルVNの開度αＳの制御が実行され、ガスジェネレー
タGGの回転数N1が定常状態の時（YES）はステップ307に
進んで、トラブルフラグFT6TRが“1"か否かを判定す
る。そして、ステップ307においてトラブルフラグFT6TR
が“1"でない時（NO）はステップ310に進んで従来行っ
ていた可変ノズルVNの開度αＳの制御が行われ、トラブ
ルフラグFT6TRが“1"の時（YES）は温度センサST6の異
常と断定してステップ308に進む。
状態にあるか、あるいは加速、減速状態にあるかを判定
するものであり、ガスジェネレータGGの回転数N1が定常
状態でない時（NO）はステップ310に進んで従来の可変
ノズルVNの開度αＳの制御が実行され、ガスジェネレー
タGGの回転数N1が定常状態の時（YES）はステップ307に
進んで、トラブルフラグFT6TRが“1"か否かを判定す
る。そして、ステップ307においてトラブルフラグFT6TR
が“1"でない時（NO）はステップ310に進んで従来行っ
ていた可変ノズルVNの開度αＳの制御が行われ、トラブ
ルフラグFT6TRが“1"の時（YES）は温度センサST6の異
常と断定してステップ308に進む。
出力タービンPTの出口温度T6を検出する温度センサST
6が異常と断定された時に進むステップ308では、温度セ
ンサST6が故障した場合に可変ノズルVNの開度αＳをガ
スジェネレータGGの回転数N1で代行するために、第４図
に示すN1−αＳ特性図に基づいて可変ノズルVNの制御目
標値αSMが演算される。通常、出力タービンPTの出口温
度T6のフィードバック制御においては、出力タービンPT
の出口温度T6を700℃のように高い温度に保持する方が
熱効率も良く、機関出力も大きいが、この実施例では、
正常時の出力タービンPTの出口温度T6特性として、T6＝
600℃の時のガスジェネレータGGの各回転数における可
変ノズル開度αＳを予め求めてマップの形でROMに記憶
させておき、補間計算等によりその時の回転数N1に対応
する可変ノズルVNの開度αＳを制御目標値αSMとして演
算するようにしてある。
6が異常と断定された時に進むステップ308では、温度セ
ンサST6が故障した場合に可変ノズルVNの開度αＳをガ
スジェネレータGGの回転数N1で代行するために、第４図
に示すN1−αＳ特性図に基づいて可変ノズルVNの制御目
標値αSMが演算される。通常、出力タービンPTの出口温
度T6のフィードバック制御においては、出力タービンPT
の出口温度T6を700℃のように高い温度に保持する方が
熱効率も良く、機関出力も大きいが、この実施例では、
正常時の出力タービンPTの出口温度T6特性として、T6＝
600℃の時のガスジェネレータGGの各回転数における可
変ノズル開度αＳを予め求めてマップの形でROMに記憶
させておき、補間計算等によりその時の回転数N1に対応
する可変ノズルVNの開度αＳを制御目標値αSMとして演
算するようにしてある。
なお、ステップ308で演算される可変ノズルVNの制御
目標値αSMは、実際の出力タービンPTの出口温度T6が過
温度になることなく、可変ノズルVNが全開時に比べて比
較的機関出力が得られるようなものであり、車両を走行
させるためには支障ないレベルのものである。またここ
でT6＝600℃程度の可変ノズル位置を選択した理由は、
この可変ノズル位置であれば、機関出力もある程度得る
ことができ、機関における実際の出力タービンPTの出口
温度T6も大気条件等の多少の変化が生じても、本来の目
標値を越えることなく、車両を走行させることができる
からである。
目標値αSMは、実際の出力タービンPTの出口温度T6が過
温度になることなく、可変ノズルVNが全開時に比べて比
較的機関出力が得られるようなものであり、車両を走行
させるためには支障ないレベルのものである。またここ
でT6＝600℃程度の可変ノズル位置を選択した理由は、
この可変ノズル位置であれば、機関出力もある程度得る
ことができ、機関における実際の出力タービンPTの出口
温度T6も大気条件等の多少の変化が生じても、本来の目
標値を越えることなく、車両を走行させることができる
からである。
続くステップ309においてはステップ308で演算された
可変ノズルVNの制御目標値αSMを基に、実際の可変ノズ
ルVNの開度αＳがフィードバック制御される。そして、
ステップ311で出力タービンPTの出口温度T6を検出する
温度センサST6の異常を指示する出力を発生させ、第２
図のアラームALを動作させて車両の乗員に温度センサST
6を交換または修理するように促す。ステップ312はサイ
クルタイムを調整するものであり、ステップ301以降の
ルーチンが所定時間毎に正確に実行されるためのもので
ある。
可変ノズルVNの制御目標値αSMを基に、実際の可変ノズ
ルVNの開度αＳがフィードバック制御される。そして、
ステップ311で出力タービンPTの出口温度T6を検出する
温度センサST6の異常を指示する出力を発生させ、第２
図のアラームALを動作させて車両の乗員に温度センサST
6を交換または修理するように促す。ステップ312はサイ
クルタイムを調整するものであり、ステップ301以降の
ルーチンが所定時間毎に正確に実行されるためのもので
ある。
以上のような制御により、出力タービンPTの出口温度
T6を検出する検出センサST6が故障した時でもある程度
の機関出力を得ることができ、更に、実際の出力タービ
ンPTの出口温度T6も大気条件等の多少の変化が生じて
も、本来の目標値を越えることがないので、車両を走行
させることができる。
T6を検出する検出センサST6が故障した時でもある程度
の機関出力を得ることができ、更に、実際の出力タービ
ンPTの出口温度T6も大気条件等の多少の変化が生じて
も、本来の目標値を越えることがないので、車両を走行
させることができる。
以上説明したように、本発明の二軸式ガスタービン機
関によれば、出力タービンPTの出口温度T6の温度センサ
ST6の故障時にも、実際の出力タービンPTの出口温度T6
を過大にすることなく、車両の走行を可能にすることが
できるという効果がある。
関によれば、出力タービンPTの出口温度T6の温度センサ
ST6の故障時にも、実際の出力タービンPTの出口温度T6
を過大にすることなく、車両の走行を可能にすることが
できるという効果がある。
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の二軸式ガスタービン機関の構成を示す全体概要図、
第３図は第２図の制御回路の制御手順の一例を示すフロ
ーチャート、第４図は出力タービンの出口温度を検出す
る温度センサが故障した時の可変ノズルの開度の目標値
を演算するためのN1−αＳ特性図、第５図は従来の二軸
式ガスタービン機関の一般的な構成を示す図である。 １……出力タービン出口温度検出手段、２……回転速度
検出手段、３……異常検出手段、４……可変ノズル開度
演算手段、５……可変ノズル駆動手段、10……制御回
路、AL……アラーム、Ｃ……コンプレッサ、CC……燃焼
器、CT……コンプレッサタービン、GG……ガスジェネレ
ータ、PT……パワタービン、ST6……温度センサ、VN…
…可変ノズル。
明の二軸式ガスタービン機関の構成を示す全体概要図、
第３図は第２図の制御回路の制御手順の一例を示すフロ
ーチャート、第４図は出力タービンの出口温度を検出す
る温度センサが故障した時の可変ノズルの開度の目標値
を演算するためのN1−αＳ特性図、第５図は従来の二軸
式ガスタービン機関の一般的な構成を示す図である。 １……出力タービン出口温度検出手段、２……回転速度
検出手段、３……異常検出手段、４……可変ノズル開度
演算手段、５……可変ノズル駆動手段、10……制御回
路、AL……アラーム、Ｃ……コンプレッサ、CC……燃焼
器、CT……コンプレッサタービン、GG……ガスジェネレ
ータ、PT……パワタービン、ST6……温度センサ、VN…
…可変ノズル。
Claims (1)
- 【請求項１】同軸のコンプレッサ（Ｃ）とコンプレッサ
タービン（CT）を備えたガスジェネレータ（GG）と、燃
焼器（CC）と、可変ノズル（VN）と、別軸の出力タービ
ン（PT）とを備えた二軸式ガスタービン機関において、 前記出力タービン（PT）の出口温度（T6）を検出する出
力タービン出口温度検出手段（１）と、 前記ガスジェネレータ（GG）の回転速度（N1）を検出す
る回転速度検出手段（２）と、 前記温度検出手段（１）の異常を検出する異常検出手段
（３）と、 前記温度検出手段（１）が異常と判定された時に、前記
ガスジェネレータの回転速度（N1）に応じて予め定めら
れた可変ノズル開度を演算する可変ノズル開度演算手段
（４）と、 前記温度検出手段（１）が正常時にはその検出温度が目
標値になるように前記可変ノズル（VN）を開閉制御し、
異常時には前記可変ノズル開度演算手段（４）によって
演算された開度に可変ノズルを制御する可変ノズル駆動
手段（５）と、を設け、 前記温度検出手段（１）の異常時でも機関の運転の継続
を可能とした車両用の二軸式ガスタービン機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26518789A JP2961764B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 二軸式ガスタービン機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26518789A JP2961764B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 二軸式ガスタービン機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03130539A JPH03130539A (ja) | 1991-06-04 |
| JP2961764B2 true JP2961764B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17413772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26518789A Expired - Lifetime JP2961764B2 (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 二軸式ガスタービン機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961764B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP26518789A patent/JP2961764B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03130539A (ja) | 1991-06-04 |
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