JP3425570B2 - ガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置 - Google Patents
ガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
用補機類の駆動方法及びその装置に関するものである。
用補機類の駆動方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、航空機に使用されるガスタービ
ンエンジン（ターボファンエンジン）の構造例を示すも
のである。図中符号１は空気取入口、２は低圧圧縮機
（圧縮機）、２ａは低圧圧縮空気流路（圧縮空気流
路）、３はファン空気排出ダクト、４は高圧圧縮機（圧
縮機）、４ａは高圧圧縮空気流路（圧縮空気流路）、５
は燃焼室、６は高圧タービン、６ａはタービン軸、７は
低圧タービン、８は排気ダクト、９はアクセサリギヤボ
ックス（補機用ギヤボックス）、１０はスタータジェネ
レータ、１１はタワーシャフト、１２はベベルギヤ、１
３はエンジンケーシングである。
ンエンジン（ターボファンエンジン）の構造例を示すも
のである。図中符号１は空気取入口、２は低圧圧縮機
（圧縮機）、２ａは低圧圧縮空気流路（圧縮空気流
路）、３はファン空気排出ダクト、４は高圧圧縮機（圧
縮機）、４ａは高圧圧縮空気流路（圧縮空気流路）、５
は燃焼室、６は高圧タービン、６ａはタービン軸、７は
低圧タービン、８は排気ダクト、９はアクセサリギヤボ
ックス（補機用ギヤボックス）、１０はスタータジェネ
レータ、１１はタワーシャフト、１２はベベルギヤ、１
３はエンジンケーシングである。
【０００３】図２のようなガスタービンエンジンでは、
高圧タービン６におけるタービン軸６ａとスタータジェ
ネレータ１０とがタワーシャフト１１やベベルギヤ１２
を介して機械的に接続されるため、高圧タービン６の回
転を外部に取り出してスタータジェネレータ１０によっ
て発電させ、航空機に付属する補機類やバッテリー等へ
の給電を行なうことができる。そして、アクセサリギヤ
ボックス９から、エンジンケーシング１３に取り付けた
補機類に回転力を伝達することにより、潤滑油ポンプや
燃料ポンプ等を作動させることもできる。一方、スター
タジェネレータ１０への給電によって、タービン軸６ａ
を強制的に回転させて、燃焼室５に高圧の圧縮空気を送
ってエンジンの自立運転を可能とするエンジン始動を行
なうことができる。
高圧タービン６におけるタービン軸６ａとスタータジェ
ネレータ１０とがタワーシャフト１１やベベルギヤ１２
を介して機械的に接続されるため、高圧タービン６の回
転を外部に取り出してスタータジェネレータ１０によっ
て発電させ、航空機に付属する補機類やバッテリー等へ
の給電を行なうことができる。そして、アクセサリギヤ
ボックス９から、エンジンケーシング１３に取り付けた
補機類に回転力を伝達することにより、潤滑油ポンプや
燃料ポンプ等を作動させることもできる。一方、スター
タジェネレータ１０への給電によって、タービン軸６ａ
を強制的に回転させて、燃焼室５に高圧の圧縮空気を送
ってエンジンの自立運転を可能とするエンジン始動を行
なうことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のガスタ
ービンエンジンにあっては、以下に述べるようないくつ
かの解決すべき点が残されている。 ａ）アクセサリギヤボックス９の部分は、エンジンケー
シング１３よりも外方にはみ出した状態となるため、前
面面積が大きくなり易い。 ｂ）スタータジェネレータ１０等の補機類の回転数は、
エンジン回転数に比例した状態で設定される。したがっ
て、補機類の所望の性能を確保するためには、低いエン
ジン回転数に合せた最悪条件で各補機類を設計すること
を余儀なくされ、このため、必要以上に大型化を招き効
率が悪くなり易い。 ｃ）回転軸を持つポンプ等の補機は、アクセサリギヤボ
ックス９から回転力が伝達されるので、アクセサリギヤ
ボックス９の近傍に補機類が集中し、エンジンスペース
の有効利用が困難になる。
ービンエンジンにあっては、以下に述べるようないくつ
かの解決すべき点が残されている。 ａ）アクセサリギヤボックス９の部分は、エンジンケー
シング１３よりも外方にはみ出した状態となるため、前
面面積が大きくなり易い。 ｂ）スタータジェネレータ１０等の補機類の回転数は、
エンジン回転数に比例した状態で設定される。したがっ
て、補機類の所望の性能を確保するためには、低いエン
ジン回転数に合せた最悪条件で各補機類を設計すること
を余儀なくされ、このため、必要以上に大型化を招き効
率が悪くなり易い。 ｃ）回転軸を持つポンプ等の補機は、アクセサリギヤボ
ックス９から回転力が伝達されるので、アクセサリギヤ
ボックス９の近傍に補機類が集中し、エンジンスペース
の有効利用が困難になる。
【０００５】本発明は、これらの課題に鑑みてなされた
もので、 各補機の回転数をエンジン回転数の制約を受けること
なく、必要とする性能が得られる最適条件で設定するこ
と。 エンジン本体の電子制御装置による制御条件に対応さ
せて補機類の運転条件の調整を行ない、エンジンの総合
効率を向上させること。 圧縮空気の温度を低下させた状態で補機類等の冷却を
行なうこと。 を目的としている。
もので、 各補機の回転数をエンジン回転数の制約を受けること
なく、必要とする性能が得られる最適条件で設定するこ
と。 エンジン本体の電子制御装置による制御条件に対応さ
せて補機類の運転条件の調整を行ない、エンジンの総合
効率を向上させること。 圧縮空気の温度を低下させた状態で補機類等の冷却を
行なうこと。 を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上述
の目的を達成するため、以下の手段を採用している。請
求項１に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動方法
は、低圧圧縮機における低圧圧縮空気流路または高圧圧
縮機における高圧圧縮空気流路を選択して切り替えて、
圧縮空気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引
き出し、抽気圧縮空気によって、複数種類のガスタービ
ンエンジン用補機類毎にそれぞれ接続される副タービン
を、補機類のそれぞれの仕様に応じて回転駆動し、該副
タービンによりガスタービンエンジン用補機類を回転さ
せる構成としている。請求項２に係るガスタービンエン
ジン用補機類の駆動方法は、圧縮機における圧縮空気流
路から圧縮空気の一部をガスタービンエンジン本体の外
方に引き出し、抽気圧縮空気によって、複数種類のガス
タービンエンジン用補機類毎にそれぞれ接続される副タ
ービンを、補機類のそれぞれの仕様に応じて回転駆動
し、該副タービンによりガスタービンエンジン用補機類
を回転させ、前記副タービンから排出される空気を、エ
ンジンその他の高温部分に冷却空気として送る構成とし
ている。請求項３に係るガスタービンエンジン用補機類
の駆動装置は、圧縮機における圧縮空気流路から圧縮空
気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引き出す
圧縮空気分岐手段と、該圧縮空気分岐手段に接続され抽
気圧縮空気を駆動源として回転させられ、複数種類のガ
スタービンエンジン用補機類毎に、それぞれ接続される
副タービンとを具備し、前記圧縮空気分岐手段が、低圧
圧縮機の低圧圧縮空気流路と高圧圧縮機の高圧圧縮空気
流路とに接続され、圧縮空気分岐手段と副タービンとの
間に空気源を切り替える空気切換弁が配され、圧縮空気
分岐手段と副タービンとの間に、抽気圧縮空気量を調整
する空気調整手段が配され、該空気調整手段にガスター
ビンエンジン本体の運転制御を行なうとともに、前記複
数種類のガスタービンエンジン用補機類のそれぞれの仕
様に応じて前記空気調整手段を制御するエンジン制御手
段が介在状態に接続される構成としている。請求項４に
係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装置は、圧縮
機における圧縮空気流路から圧縮空気の一部をガスター
ビンエンジン本体の外方に引き出す圧縮空気分岐手段
と、該圧縮空気分岐手段に接続され抽気圧縮空気を駆動
源として回転させられ、複数種類のガスタービンエンジ
ン用補機類毎に、それぞれ接続される副タービンとを具
備し、前記副タービンの空気排出管に、エンジンその他
の高温部分に冷却空気を送る熱交換部が接続され、圧縮
空気分岐手段と副タービンとの間に、抽気圧縮空気量を
調整する空気調整手段が配され、該空気調整手段にガス
タービンエンジン本体の運転制御を行なうとともに、前
記複数種類のガスタービンエンジン用補機類のそれぞれ
の仕様に応じて前記空気調整手段を制御するエンジン制
御手段が介在状態に接続される構成としている。請求項
５に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装置は、
請求項３または請求項４の構成に、副タービンにジェネ
レータが接続され、該ジェネレータに補機類を回転駆動
させる電動モーターが接続される構成が付加される。請
求項６に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装置
は、請求項５の構成に、ジェネレータと電動モーターと
の間に、ガスタービンエンジン本体の運転制御を行なう
エンジン制御手段の制御信号により給電量を変化させる
電力変換装置が介在状態に配される構成が付加される。
の目的を達成するため、以下の手段を採用している。請
求項１に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動方法
は、低圧圧縮機における低圧圧縮空気流路または高圧圧
縮機における高圧圧縮空気流路を選択して切り替えて、
圧縮空気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引
き出し、抽気圧縮空気によって、複数種類のガスタービ
ンエンジン用補機類毎にそれぞれ接続される副タービン
を、補機類のそれぞれの仕様に応じて回転駆動し、該副
タービンによりガスタービンエンジン用補機類を回転さ
せる構成としている。請求項２に係るガスタービンエン
ジン用補機類の駆動方法は、圧縮機における圧縮空気流
路から圧縮空気の一部をガスタービンエンジン本体の外
方に引き出し、抽気圧縮空気によって、複数種類のガス
タービンエンジン用補機類毎にそれぞれ接続される副タ
ービンを、補機類のそれぞれの仕様に応じて回転駆動
し、該副タービンによりガスタービンエンジン用補機類
を回転させ、前記副タービンから排出される空気を、エ
ンジンその他の高温部分に冷却空気として送る構成とし
ている。請求項３に係るガスタービンエンジン用補機類
の駆動装置は、圧縮機における圧縮空気流路から圧縮空
気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引き出す
圧縮空気分岐手段と、該圧縮空気分岐手段に接続され抽
気圧縮空気を駆動源として回転させられ、複数種類のガ
スタービンエンジン用補機類毎に、それぞれ接続される
副タービンとを具備し、前記圧縮空気分岐手段が、低圧
圧縮機の低圧圧縮空気流路と高圧圧縮機の高圧圧縮空気
流路とに接続され、圧縮空気分岐手段と副タービンとの
間に空気源を切り替える空気切換弁が配され、圧縮空気
分岐手段と副タービンとの間に、抽気圧縮空気量を調整
する空気調整手段が配され、該空気調整手段にガスター
ビンエンジン本体の運転制御を行なうとともに、前記複
数種類のガスタービンエンジン用補機類のそれぞれの仕
様に応じて前記空気調整手段を制御するエンジン制御手
段が介在状態に接続される構成としている。請求項４に
係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装置は、圧縮
機における圧縮空気流路から圧縮空気の一部をガスター
ビンエンジン本体の外方に引き出す圧縮空気分岐手段
と、該圧縮空気分岐手段に接続され抽気圧縮空気を駆動
源として回転させられ、複数種類のガスタービンエンジ
ン用補機類毎に、それぞれ接続される副タービンとを具
備し、前記副タービンの空気排出管に、エンジンその他
の高温部分に冷却空気を送る熱交換部が接続され、圧縮
空気分岐手段と副タービンとの間に、抽気圧縮空気量を
調整する空気調整手段が配され、該空気調整手段にガス
タービンエンジン本体の運転制御を行なうとともに、前
記複数種類のガスタービンエンジン用補機類のそれぞれ
の仕様に応じて前記空気調整手段を制御するエンジン制
御手段が介在状態に接続される構成としている。請求項
５に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装置は、
請求項３または請求項４の構成に、副タービンにジェネ
レータが接続され、該ジェネレータに補機類を回転駆動
させる電動モーターが接続される構成が付加される。請
求項６に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装置
は、請求項５の構成に、ジェネレータと電動モーターと
の間に、ガスタービンエンジン本体の運転制御を行なう
エンジン制御手段の制御信号により給電量を変化させる
電力変換装置が介在状態に配される構成が付加される。
【０００７】
【作用】請求項１または請求項３に係るガスタービンエ
ンジン用補機類の駆動方法及びその装置にあっては、ガ
スタービンエンジンの運転によって圧縮機が空気を圧縮
している場合に、その圧縮空気の一部が圧縮空気流路か
らガスタービンエンジン本体の外方の所望位置まで引き
出され、この抽気圧縮空気を駆動源として副タービンが
回転駆動させられる。そして、副タービンによってガス
タービンエンジン用補機類が作動させられる。圧縮空気
の引き出しに際しては、低圧圧縮空気流路または高圧圧
縮空気流路に対する接続の切り替えが行なわれ、補機類
の運転条件に合わせた抽気圧縮空気源を選定して副ター
ビンが効率よく作動させられる。請求項２または請求項
４に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及び
その装置にあっては、ガスタービンエンジンの運転によ
って圧縮機が空気を圧縮している場合に、その圧縮空気
の一部が圧縮空気流路からガスタービンエンジン本体の
外方の所望位置まで引き出され、この抽気圧縮空気を駆
動源として副タービンが回転駆動させられる。そして、
副タービンによってガスタービンエンジン用補機類が作
動させられる。副タービンを回転駆動させることによっ
て、抽気圧縮空気の温度が低温化する。この低温化した
空気が低温空気源として利用され、エンジン本体や補機
類等の冷却が行なわれる。また、上記の駆動方法及びそ
の装置にあっては、副タービンが各ガスタービンエンジ
ン用補機類のそれぞれの仕様に応じて回転するため、エ
ンジン運転条件に見合った各補機類の最適運転条件が設
定される。 請求項５に係るガスタービンエンジン用補機
類の駆動装置にあっては、請求項３または請求項４にお
ける作用に加えて、副タービンの回転力が直接ジェネレ
ータに伝達されて発電が行なわれ、電気ケーブルを介し
て電動モーターに給電されて補機類を回転駆動させる。
請求項６に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装
置にあっては、請求項５における作用に加えて、エンジ
ン制御手段の制御信号によって電力変換装置が作動させ
られ、給電量、電圧、電流、周波数等の諸条件の設定に
よって、電動モーターの運転が行なわれる。
ンジン用補機類の駆動方法及びその装置にあっては、ガ
スタービンエンジンの運転によって圧縮機が空気を圧縮
している場合に、その圧縮空気の一部が圧縮空気流路か
らガスタービンエンジン本体の外方の所望位置まで引き
出され、この抽気圧縮空気を駆動源として副タービンが
回転駆動させられる。そして、副タービンによってガス
タービンエンジン用補機類が作動させられる。圧縮空気
の引き出しに際しては、低圧圧縮空気流路または高圧圧
縮空気流路に対する接続の切り替えが行なわれ、補機類
の運転条件に合わせた抽気圧縮空気源を選定して副ター
ビンが効率よく作動させられる。請求項２または請求項
４に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及び
その装置にあっては、ガスタービンエンジンの運転によ
って圧縮機が空気を圧縮している場合に、その圧縮空気
の一部が圧縮空気流路からガスタービンエンジン本体の
外方の所望位置まで引き出され、この抽気圧縮空気を駆
動源として副タービンが回転駆動させられる。そして、
副タービンによってガスタービンエンジン用補機類が作
動させられる。副タービンを回転駆動させることによっ
て、抽気圧縮空気の温度が低温化する。この低温化した
空気が低温空気源として利用され、エンジン本体や補機
類等の冷却が行なわれる。また、上記の駆動方法及びそ
の装置にあっては、副タービンが各ガスタービンエンジ
ン用補機類のそれぞれの仕様に応じて回転するため、エ
ンジン運転条件に見合った各補機類の最適運転条件が設
定される。 請求項５に係るガスタービンエンジン用補機
類の駆動装置にあっては、請求項３または請求項４にお
ける作用に加えて、副タービンの回転力が直接ジェネレ
ータに伝達されて発電が行なわれ、電気ケーブルを介し
て電動モーターに給電されて補機類を回転駆動させる。
請求項６に係るガスタービンエンジン用補機類の駆動装
置にあっては、請求項５における作用に加えて、エンジ
ン制御手段の制御信号によって電力変換装置が作動させ
られ、給電量、電圧、電流、周波数等の諸条件の設定に
よって、電動モーターの運転が行なわれる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係るガスタービンエンジン用
補機類の駆動方法及びその装置の一実施例について、図
１に基づいて説明する。図１において、符号２０はガス
タービンエンジン本体（エンジン本体）、２１は圧縮空
気分岐手段、２１Ａは高圧用抽気配管、２１Ｂは低圧用
抽気配管、２２は空気切換弁、２３は空気調整手段（空
気調整弁）、２４は副タービン、２５は熱交換部（熱交
換器）、２６はエンジン制御手段（電子制御装置）２７
はジェネレータ、２８は潤滑油ポンプ、２９は燃料ポン
プ、３０は燃料計量弁、３１は総合電力変換装置（電力
変換装置）、３２は系別電力変換装置（電力変換装
置）、３３はモーター、３４はアクチュエータ、Ｘは複
合エンジン制御装置、Ｃはパワーレバー角度設定手段で
ある。
補機類の駆動方法及びその装置の一実施例について、図
１に基づいて説明する。図１において、符号２０はガス
タービンエンジン本体（エンジン本体）、２１は圧縮空
気分岐手段、２１Ａは高圧用抽気配管、２１Ｂは低圧用
抽気配管、２２は空気切換弁、２３は空気調整手段（空
気調整弁）、２４は副タービン、２５は熱交換部（熱交
換器）、２６はエンジン制御手段（電子制御装置）２７
はジェネレータ、２８は潤滑油ポンプ、２９は燃料ポン
プ、３０は燃料計量弁、３１は総合電力変換装置（電力
変換装置）、３２は系別電力変換装置（電力変換装
置）、３３はモーター、３４はアクチュエータ、Ｘは複
合エンジン制御装置、Ｃはパワーレバー角度設定手段で
ある。
【０００９】前記ガスタービンエンジン本体２０には、
図２に示した低圧圧縮機２及び高圧圧縮機４における低
圧圧縮空気流路２ａ及び高圧圧縮空気流路４ａと接続状
態に、それぞれの圧縮空気を外部に引き出すための圧縮
空気分岐手段２１（高圧用抽気配管２１Ａ，低圧用抽気
配管２１Ｂ）が配される。
図２に示した低圧圧縮機２及び高圧圧縮機４における低
圧圧縮空気流路２ａ及び高圧圧縮空気流路４ａと接続状
態に、それぞれの圧縮空気を外部に引き出すための圧縮
空気分岐手段２１（高圧用抽気配管２１Ａ，低圧用抽気
配管２１Ｂ）が配される。
【００１０】前記空気切換弁２２は、高圧用抽気配管２
１Ａ及び低圧用抽気配管２１Ｂを経由する高圧及び低圧
の抽気圧縮空気を選択的に切り替えて、圧縮空気分配管
２２ａによって所望の位置まで移送するものである。
１Ａ及び低圧用抽気配管２１Ｂを経由する高圧及び低圧
の抽気圧縮空気を選択的に切り替えて、圧縮空気分配管
２２ａによって所望の位置まで移送するものである。
【００１１】前記空気調整手段２３は、圧縮空気分配管
２２ａによって供給される抽気圧縮空気量を調整して、
圧縮空気供給管２３ａを介して小型の各副タービン２４
に供給するもので、制御信号ケーブル２６ａを介してエ
ンジン制御手段２６に接続される。
２２ａによって供給される抽気圧縮空気量を調整して、
圧縮空気供給管２３ａを介して小型の各副タービン２４
に供給するもので、制御信号ケーブル２６ａを介してエ
ンジン制御手段２６に接続される。
【００１２】前記副タービン２４は、駆動源を必要とす
る各補機の設置箇所に適宜配され、駆動軸２４ａを介し
てジェネレータ２７、潤滑油ポンプ２８、燃料ポンプ２
９等に接続され、前述の抽気圧力空気源によって回転さ
せられるとともに、エネルギの放出によって低温状態と
なった空気を、空気排出管２４ｂを経由して熱交換部２
５、エンジン制御手段２６等に送り込んで、冷却を行な
うようにしている。
る各補機の設置箇所に適宜配され、駆動軸２４ａを介し
てジェネレータ２７、潤滑油ポンプ２８、燃料ポンプ２
９等に接続され、前述の抽気圧力空気源によって回転さ
せられるとともに、エネルギの放出によって低温状態と
なった空気を、空気排出管２４ｂを経由して熱交換部２
５、エンジン制御手段２６等に送り込んで、冷却を行な
うようにしている。
【００１３】熱交換部２５には、例えば潤滑油タンク２
８ａに貯留しておいた潤滑油が、潤滑油ポンプ２８の作
動時に流入管２８ｂ及び流出管２８ｃを介して送り込ま
れて冷却され、給油管２８ｄによってエンジン及びモー
ターに送られてこれらの潤滑及び冷却に使用される。
８ａに貯留しておいた潤滑油が、潤滑油ポンプ２８の作
動時に流入管２８ｂ及び流出管２８ｃを介して送り込ま
れて冷却され、給油管２８ｄによってエンジン及びモー
ターに送られてこれらの潤滑及び冷却に使用される。
【００１４】前記エンジン制御手段２６は、例えば電子
制御装置であり、パワーレバー角度設定手段Ｃによって
エンジン出力を調整するための操作信号が、操作信号伝
送ケーブルＣａによって伝送され、該操作信号によって
エンジン本体２０への燃料供給量の設定を始めとする各
種制御を行なうものであり、エンジン運転条件に見合っ
た各補機類の最適運転条件を設定するように、制御信号
ケーブル２６ａを経由して、各空気調整手段２３、ジェ
ネレータ２７、潤滑油ポンプ２８、燃料計量弁３０、電
力変換装置３１，３２、各アクチュエータ３４に制御信
号が伝送され、総合的な精度の高い制御が実施される。
制御装置であり、パワーレバー角度設定手段Ｃによって
エンジン出力を調整するための操作信号が、操作信号伝
送ケーブルＣａによって伝送され、該操作信号によって
エンジン本体２０への燃料供給量の設定を始めとする各
種制御を行なうものであり、エンジン運転条件に見合っ
た各補機類の最適運転条件を設定するように、制御信号
ケーブル２６ａを経由して、各空気調整手段２３、ジェ
ネレータ２７、潤滑油ポンプ２８、燃料計量弁３０、電
力変換装置３１，３２、各アクチュエータ３４に制御信
号が伝送され、総合的な精度の高い制御が実施される。
【００１５】そして、図１に示すように、複合エンジン
制御装置Ｘにあっては、例えば同一ケース内に、空気調
整手段２３、副タービン２４、エンジン制御手段２６、
ジェネレータ２７等を収納した状態とされ、エンジン本
体２０の近傍または離間位置に設置される。この場合に
おける各機器との接続は、圧縮空気分配管２２ａや制御
信号ケーブル２６ａ等の比較的引き回し性に優れたもの
のみによって行なわれる。
制御装置Ｘにあっては、例えば同一ケース内に、空気調
整手段２３、副タービン２４、エンジン制御手段２６、
ジェネレータ２７等を収納した状態とされ、エンジン本
体２０の近傍または離間位置に設置される。この場合に
おける各機器との接続は、圧縮空気分配管２２ａや制御
信号ケーブル２６ａ等の比較的引き回し性に優れたもの
のみによって行なわれる。
【００１６】前記ジェネレータ２７は、副タービン２４
に対して駆動軸２４ａを介して直結状態に接続され、回
転駆動されることによって直流または交流電力を得るも
のとされ、給電ケーブル２７ａによって例えばエンジン
制御手段２６への給電を行なうが、アクチュエータ３４
等の補機類が複数系配されることを考慮して、総合電力
変換装置３１に電力分配ケーブル３１ａを介して系別電
力変換装置３２を接続し、アクチュエータ３４等につい
て、個々に電源の差や仕様の差に対応できるように設定
されている。
に対して駆動軸２４ａを介して直結状態に接続され、回
転駆動されることによって直流または交流電力を得るも
のとされ、給電ケーブル２７ａによって例えばエンジン
制御手段２６への給電を行なうが、アクチュエータ３４
等の補機類が複数系配されることを考慮して、総合電力
変換装置３１に電力分配ケーブル３１ａを介して系別電
力変換装置３２を接続し、アクチュエータ３４等につい
て、個々に電源の差や仕様の差に対応できるように設定
されている。
【００１７】以下、各補機類の駆動について説明する。
エンジン本体２０が運転状態になっていると、低圧圧縮
機２における低圧圧縮空気流路２ａと、高圧圧縮機４に
おける高圧圧縮空気流路４ａとから、相対的に低圧及び
高圧の圧縮空気が抽気可能になる。
エンジン本体２０が運転状態になっていると、低圧圧縮
機２における低圧圧縮空気流路２ａと、高圧圧縮機４に
おける高圧圧縮空気流路４ａとから、相対的に低圧及び
高圧の圧縮空気が抽気可能になる。
【００１８】エンジン本体２０の回転数に合わせて、空
気切換弁２２によって流路を切り替えるようにして、例
えば回転数が高いときには低圧用抽気配管２１Ｂを選択
し、回転数が低いときには高圧用抽気配管２１Ａを選択
し、抽気圧縮空気を圧縮空気分配管２２ａによって各空
気調整手段２３に移送する。
気切換弁２２によって流路を切り替えるようにして、例
えば回転数が高いときには低圧用抽気配管２１Ｂを選択
し、回転数が低いときには高圧用抽気配管２１Ａを選択
し、抽気圧縮空気を圧縮空気分配管２２ａによって各空
気調整手段２３に移送する。
【００１９】各空気調整手段２３にあっては、それぞれ
が分担する補機類の仕様に合わせて、副タービン２４に
移送する空気量を設定する。この際に、必要に応じてエ
ンジン制御手段２６の指令による総合的な制御が実施さ
れる。
が分担する補機類の仕様に合わせて、副タービン２４に
移送する空気量を設定する。この際に、必要に応じてエ
ンジン制御手段２６の指令による総合的な制御が実施さ
れる。
【００２０】各副タービン２４にあっては、空気調整手
段２３からの空気量に基づいて回転駆動させられ、この
回転力によってジェネレータ２７、潤滑油ポンプ２８、
燃料ポンプ２９等を作動させる。そして、回転駆動に使
用されて温度の低下した空気は、空気排出管２４ｂによ
って、熱交換部２５、エンジン本体２０及び補機類の高
温部分の冷却用として利用される。
段２３からの空気量に基づいて回転駆動させられ、この
回転力によってジェネレータ２７、潤滑油ポンプ２８、
燃料ポンプ２９等を作動させる。そして、回転駆動に使
用されて温度の低下した空気は、空気排出管２４ｂによ
って、熱交換部２５、エンジン本体２０及び補機類の高
温部分の冷却用として利用される。
【００２１】潤滑油ポンプ２８にあっては、潤滑油タン
ク２８ａに貯留しておいた潤滑油を熱交換部２５で冷却
した状態として、給油管２８ｄによりエンジン本体２０
や各種モーターの潤滑あるいは冷却用として各所に給油
する。
ク２８ａに貯留しておいた潤滑油を熱交換部２５で冷却
した状態として、給油管２８ｄによりエンジン本体２０
や各種モーターの潤滑あるいは冷却用として各所に給油
する。
【００２２】燃料ポンプ２９にあっては、燃料タンク２
９ａに貯留しておいた燃料をエンジン制御手段２６の制
御信号を受けて燃料計量弁３０により流量調整し、所望
量だけ燃料移送管３０ａによって供給することになる。
９ａに貯留しておいた燃料をエンジン制御手段２６の制
御信号を受けて燃料計量弁３０により流量調整し、所望
量だけ燃料移送管３０ａによって供給することになる。
【００２３】一方、変換装置３１，３２にあっては、エ
ンジン制御手段２６の指令により総合的な制御及び系別
の制御を行ない、系別のアクチュエータ３４等に必要な
エネルギ、直流−交流変換や周波数変換等を行なうとと
もに、さらに、モーター３３によって油圧ポンプを作動
させて、これによりアクチュエータ３４を作動させる等
の各種エネルギ変換を必要に応じて行ない、補機類の目
的とする作動を行なわせるようにしている。
ンジン制御手段２６の指令により総合的な制御及び系別
の制御を行ない、系別のアクチュエータ３４等に必要な
エネルギ、直流−交流変換や周波数変換等を行なうとと
もに、さらに、モーター３３によって油圧ポンプを作動
させて、これによりアクチュエータ３４を作動させる等
の各種エネルギ変換を必要に応じて行ない、補機類の目
的とする作動を行なわせるようにしている。
【００２４】〔他の実施態様〕本発明に係るガスタービ
ンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置にあって
は、次の技術を包含するものである。 図１例にあっては、スタータの記載が省略されている
が、図２に準じてスタータを設置すること。 スタータを配する場合に、エンジンケーシング１３の
内部にエア駆動モーターを配して圧縮空気の供給によっ
てエンジンを始動させること。 エンジン制御手段の制御信号ケーブルを光ファイバ化
し、光信号によって電力変換装置等を制御すること。 ラムジェットエンジン等に適用し、その補機類を駆動
させること。
ンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置にあって
は、次の技術を包含するものである。 図１例にあっては、スタータの記載が省略されている
が、図２に準じてスタータを設置すること。 スタータを配する場合に、エンジンケーシング１３の
内部にエア駆動モーターを配して圧縮空気の供給によっ
てエンジンを始動させること。 エンジン制御手段の制御信号ケーブルを光ファイバ化
し、光信号によって電力変換装置等を制御すること。 ラムジェットエンジン等に適用し、その補機類を駆動
させること。
【００２５】
【発明の効果】請求項１及び請求項３に係るガスタービ
ンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置によれば、
低圧圧縮空気流路または高圧圧縮空気流路を選択して切
り替えて、圧縮空気の一部をエンジン本体の外方に取り
出して、この抽気圧縮空気を駆動源として副タービンを
回転駆動するものであるから、以下のような効果を奏す
る。 （１） エンジンの回転を外方に伝達する必要がなくな
り、抽気圧縮空気を配管によって導くものとなるから、
エンジンの前面面積を従来構造と比較して減少させるこ
とができる。 （２） 配管路によって抽気圧縮空気を導くことによ
り、補機の設置場所を任意に設定することができる。 （３） 抽気圧縮空気源によって副タービンを作動させ
るため、エンジン回転数が各補機の運転条件に及ぼす影
響を低減して、各補機の性能を十分に引き出し、これに
より各補機の小型軽量化を図ることができる。 （４）低圧圧縮機と高圧圧縮機とから抽気圧縮空気を得
て、空気源の切り替えによってエンジンの運転条件に合
わせて補機類を作動させ、エンジンの高効率運転を行な
うことができる。請求項２及び請求項４に係るガスター
ビンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置によれ
ば、以下のような効果を奏する。 （１） エンジンの回転を外方に伝達する必要がなくな
り、抽気圧縮空気を配管によって導くものとなるから、
エンジンの前面面積を従来構造と比較して減少させるこ
とができる。 （２） 配管路によって抽気圧縮空気を導くことによ
り、補機の設置場所を任意に設定することができる。 （３） 抽気圧縮空気源によって副タービンを作動させ
るため、エンジン回転数が各補機の運転条件に及ぼす影
響を低減して、各補機の性能を十分に引き出し、これに
より各補機の小型軽量化を図ることができる。 （４）副タービンの作動によって仕事熱を放出して得ら
れる低温空気を利用しすることにより、新たに冷却空気
源を設置することなく、エンジン各部や補機類等の冷却
を行なうことができる。また、上記のガスタービンエン
ジン用補機類の駆動方法及びその装置によれば、エンジ
ン本体を制御するためのエンジン制御手段を使用するこ
とにより、エンジン制御手段が持つ本来の高精度機能
に、エンジン運転条件に見合った各補機類の最適運転条
件が設定されるという、エンジンの運転に補機類の運転
を同期させる機能が付加され、補機類の制御精度を飛躍
的に高めることができる。請求項５に係るガスタービン
エンジン用補機類の駆動装置によれば、請求項３または
請求項４の効果に以下の効果が付加される。副タービン
にジェネレータを直結させて発電を行ない、抽気圧縮空
気路や電気ケーブルによる配線とあいまって、任意の位
置から給電を行なうことができる。請求項６に係るガス
タービンエンジン用補機類の駆動装置によれば、請求項
５の効果に以下の効果が付加される。電力変換装置によ
って、モーター等の補機類の作動及び制御に適した給電
量、電圧、電流、周波数等の諸条件が選択され、かつ、
エンジン制御手段による調整機能が付加されるので、エ
ンジンを最適条件で総合効率を向上させた状態で運転す
ることができる。
ンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置によれば、
低圧圧縮空気流路または高圧圧縮空気流路を選択して切
り替えて、圧縮空気の一部をエンジン本体の外方に取り
出して、この抽気圧縮空気を駆動源として副タービンを
回転駆動するものであるから、以下のような効果を奏す
る。 （１） エンジンの回転を外方に伝達する必要がなくな
り、抽気圧縮空気を配管によって導くものとなるから、
エンジンの前面面積を従来構造と比較して減少させるこ
とができる。 （２） 配管路によって抽気圧縮空気を導くことによ
り、補機の設置場所を任意に設定することができる。 （３） 抽気圧縮空気源によって副タービンを作動させ
るため、エンジン回転数が各補機の運転条件に及ぼす影
響を低減して、各補機の性能を十分に引き出し、これに
より各補機の小型軽量化を図ることができる。 （４）低圧圧縮機と高圧圧縮機とから抽気圧縮空気を得
て、空気源の切り替えによってエンジンの運転条件に合
わせて補機類を作動させ、エンジンの高効率運転を行な
うことができる。請求項２及び請求項４に係るガスター
ビンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置によれ
ば、以下のような効果を奏する。 （１） エンジンの回転を外方に伝達する必要がなくな
り、抽気圧縮空気を配管によって導くものとなるから、
エンジンの前面面積を従来構造と比較して減少させるこ
とができる。 （２） 配管路によって抽気圧縮空気を導くことによ
り、補機の設置場所を任意に設定することができる。 （３） 抽気圧縮空気源によって副タービンを作動させ
るため、エンジン回転数が各補機の運転条件に及ぼす影
響を低減して、各補機の性能を十分に引き出し、これに
より各補機の小型軽量化を図ることができる。 （４）副タービンの作動によって仕事熱を放出して得ら
れる低温空気を利用しすることにより、新たに冷却空気
源を設置することなく、エンジン各部や補機類等の冷却
を行なうことができる。また、上記のガスタービンエン
ジン用補機類の駆動方法及びその装置によれば、エンジ
ン本体を制御するためのエンジン制御手段を使用するこ
とにより、エンジン制御手段が持つ本来の高精度機能
に、エンジン運転条件に見合った各補機類の最適運転条
件が設定されるという、エンジンの運転に補機類の運転
を同期させる機能が付加され、補機類の制御精度を飛躍
的に高めることができる。請求項５に係るガスタービン
エンジン用補機類の駆動装置によれば、請求項３または
請求項４の効果に以下の効果が付加される。副タービン
にジェネレータを直結させて発電を行ない、抽気圧縮空
気路や電気ケーブルによる配線とあいまって、任意の位
置から給電を行なうことができる。請求項６に係るガス
タービンエンジン用補機類の駆動装置によれば、請求項
５の効果に以下の効果が付加される。電力変換装置によ
って、モーター等の補機類の作動及び制御に適した給電
量、電圧、電流、周波数等の諸条件が選択され、かつ、
エンジン制御手段による調整機能が付加されるので、エ
ンジンを最適条件で総合効率を向上させた状態で運転す
ることができる。
【図１】本発明に係るガスタービンエンジン用補機類の
駆動装置の一実施例を示すブロック図である。
駆動装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】ガスタービンエンジンの従来構造例を示す正断
面図である。
面図である。
２ 低圧圧縮機（圧縮機）
２ａ 低圧圧縮空気流路（圧縮空気流路）
４ 高圧圧縮機（圧縮機）
４ａ 高圧圧縮空気流路（圧縮空気流路）
６ 高圧タービン
６ａ タービン軸
７ 低圧タービン
９ アクセサリギヤボックス（補機用ギヤボックス）
１１ タワーシャフト
１３ エンジンケーシング
２０ ガスタービンエンジン本体（エンジン本体）
２１ 圧縮空気分岐手段
２１Ａ 高圧用抽気配管
２１Ｂ 低圧用抽気配管
２２ 空気切換弁
２２ａ 圧縮空気分配管
２３ 空気調整手段（空気調整弁）
２３ａ 圧縮空気供給管
２４ 副タービン
２４ａ 駆動軸
２４ｂ 空気排出管
２５ 熱交換部（熱交換器）
２５ａ 排気管
２６ エンジン制御手段（電子制御装置）
２６ａ 制御信号ケーブル
２７ ジェネレータ
２７ａ 給電ケーブル
２８ 潤滑油ポンプ
２９ 燃料ポンプ
３０ 燃料計量弁
３１ 総合電力変換装置（電力変換装置）
３２ 系別電力変換装置（電力変換装置）
３３ 電動モーター（モーター）
３４ アクチュエータ
Ｘ 複合エンジン制御装置
Ｃ パワーレバー角度設定手段
Ｃａ 操作信号伝送ケーブル
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−231291（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−219422（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−104724（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−1639（ＪＰ，Ｕ)
実開 平３−8629（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭54−11843（ＪＰ，Ｂ１)
特公 昭61−53525（ＪＰ，Ｂ２)
特公 昭36−10553（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02C 1/00 - 9/58
Claims (6)
- 【請求項１】 低圧圧縮機における低圧圧縮空気流路ま
たは高圧圧縮機における高圧圧縮空気流路を選択して切
り替えて、圧縮空気の一部をガスタービンエンジン本体
の外方に引き出し、抽気圧縮空気によって、複数種類の
ガスタービンエンジン用補機類毎にそれぞれ接続される
副タービンを、補機類のそれぞれの仕様に応じて回転駆
動し、該副タービンによりガスタービンエンジン用補機
類を回転させることを特徴とするガスタービンエンジン
用補機類の駆動方法。 - 【請求項２】 圧縮機における圧縮空気流路から圧縮空
気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引き出
し、抽気圧縮空気によって、複数種類のガスタービンエ
ンジン用補機類毎にそれぞれ接続される副タービンを、
補機類のそれぞれの仕様に応じて回転駆動し、該副ター
ビンによりガスタービンエンジン用補機類を回転させ、 前記副タービンから排出される空気を、エンジンその他
の高温部分に冷却空気として送ることを特徴とするガス
タービンエンジン用補機類の駆動方法。 - 【請求項３】 圧縮機における圧縮空気流路から圧縮空
気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引き出す
圧縮空気分岐手段と、該圧縮空気分岐手段に接続され抽
気圧縮空気を駆動源として回転させられ、複数種類のガ
スタービンエンジン用補機類毎にそれぞれ接続される副
タービンとを具備し、 前記圧縮空気分岐手段が、低圧圧縮機の低圧圧縮空気流
路と高圧圧縮機の高圧圧縮空気流路とに接続され、圧縮
空気分岐手段と副タービンとの間に空気源を切り替える
空気切換弁が配され、 圧縮空気分岐手段と副タービンとの間に、抽気圧縮空気
量を調整する空気調整手段が配され、該空気調整手段に
ガスタービンエンジン本体の運転制御を行なうととも
に、前記複数種類のガスタービンエンジン用補機類のそ
れぞれの仕様に応じて前記空気調整手段を制御するエン
ジン制御手段が介在状態に接続される ことを特徴とする
ガスタービンエンジン用補機類の駆動装置。 - 【請求項４】 圧縮機における圧縮空気流路から圧縮空
気の一部をガスタービンエンジン本体の外方に引き出す
圧縮空気分岐手段と、該圧縮空気分岐手段に接続され抽
気圧縮空気を駆動源として回転させられ、複数種類のガ
スタービンエンジン用補機類毎に、それぞれ接続される
副タービンとを具備し、 前記副タービンの空気排出管に、エンジンその他の高温
部分に冷却空気を送る熱交換部が接続され、 圧縮空気分岐手段と副タービンとの間に、抽気圧縮空気
量を調整する空気調整手段が配され、該空気調整手段に
ガスタービンエンジン本体の運転制御を行なうととも
に、前記複数種類のガスタービンエンジン用補機類のそ
れぞれの仕様に応じて前記空気調整手段を制御するエン
ジン制御手段が介在状態に接続される ことを特徴とする
ガスタービンエンジン用補機類の駆動装置。 - 【請求項５】 副タービンにジェネレータが接続され、
該ジェネレータに補機類を回転駆動させる電動モーター
が接続されることを特徴とする請求項３または４記載の
ガスタービンエンジン用補機類の駆動装置。 - 【請求項６】 ジェネレータと電動モーターとの間に、
ガスタービンエンジン本体の運転制御を行なうエンジン
制御手段の制御信号により給電量を変化させる電力変換
装置が介在状態に配されることを特徴とする請求項５記
載のガスタービンエンジン用補機類の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16488093A JP3425570B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | ガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16488093A JP3425570B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | ガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719068A JPH0719068A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3425570B2 true JP3425570B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=15801666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16488093A Expired - Lifetime JP3425570B2 (ja) | 1993-07-02 | 1993-07-02 | ガスタービンエンジン用補機類の駆動方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3425570B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4300682B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2009-07-22 | 株式会社島津製作所 | 走行体 |
| US7549291B2 (en) | 2003-01-28 | 2009-06-23 | General Electric Company | Methods and apparatus for operating gas turbine engines |
| US7121078B2 (en) * | 2003-01-28 | 2006-10-17 | General Electric Company | Methods and apparatus for operating gas turbine engines |
| US7975465B2 (en) * | 2003-10-27 | 2011-07-12 | United Technologies Corporation | Hybrid engine accessory power system |
| US7759034B2 (en) | 2005-11-29 | 2010-07-20 | Kyocera Corporation | Electrophotographic photosensitive member, method of producing the same and image forming apparatus |
| US8450888B2 (en) * | 2009-04-20 | 2013-05-28 | General Electric Company | Integrated brushless starter/generator system |
-
1993
- 1993-07-02 JP JP16488093A patent/JP3425570B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719068A (ja) | 1995-01-20 |
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