JP5208859B2 - Gas turbine engine - Google Patents
Gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5208859B2 JP5208859B2 JP2009135175A JP2009135175A JP5208859B2 JP 5208859 B2 JP5208859 B2 JP 5208859B2 JP 2009135175 A JP2009135175 A JP 2009135175A JP 2009135175 A JP2009135175 A JP 2009135175A JP 5208859 B2 JP5208859 B2 JP 5208859B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- valve
- supplied
- combustor
- rotational speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
本発明は、ガスタービン機関に関する。 The present invention relates to a gas turbine engine.
従来、ガスタービン機関におけるタービンは、燃料ポンプから送給される燃料とコンプレッサから送給される圧縮空気との混合気が燃焼器で燃焼することにより生成される燃焼ガスによって回動されるが、供給される燃料が過多になると燃焼ガスの温度が燃焼器やタービン翼の許容温度を上回り、燃焼器やタービン翼を損傷させる問題があった。そこで、燃料の流量を調量弁によってコンプレッサの吐出圧力に比例した流量に制御することで適正な燃料供給を行う技術が知られている。 Conventionally, a turbine in a gas turbine engine is rotated by a combustion gas generated by burning an air-fuel mixture of fuel supplied from a fuel pump and compressed air supplied from a compressor in a combustor. If too much fuel is supplied, the temperature of the combustion gas exceeds the allowable temperature of the combustor and turbine blades, and there is a problem of damaging the combustor and turbine blades. In view of this, there is known a technique for appropriately supplying fuel by controlling the flow rate of fuel to a flow rate proportional to the discharge pressure of the compressor by a metering valve.
しかし、調量弁による制御はコンプレッサの吐出圧力にのみ基づいて行われ、ガスタービン機関の運転状態は考慮されていない。すなわち、ガスタービン機関の排気温度にかかわらず、調量弁は、タービンと連動しているコンプレッサが供給する圧縮空気の圧力に比例した量の燃料を燃焼器に供給するように制御する。よって、ガスタービン機関の排気温度が高く燃料が燃焼しやすい状態から起動する場合、燃料供給が過多となり急激な燃焼による大きな着火音が発生したり、燃焼ガスが高温になることで燃焼器やタービンの翼が損傷したりする不具合が生じることがあった。 However, the control by the metering valve is performed only based on the discharge pressure of the compressor, and the operation state of the gas turbine engine is not considered. That is, regardless of the exhaust temperature of the gas turbine engine, the metering valve controls the fuel to be supplied to the combustor in an amount proportional to the pressure of the compressed air supplied by the compressor that is linked to the turbine. Therefore, when starting from a state where the exhaust temperature of the gas turbine engine is high and the fuel is easily combusted, the fuel supply is excessive and a loud ignition sound is generated due to rapid combustion, or the combustion gas becomes hot and the combustor or turbine In some cases, the wings were damaged.
そこで、調量弁の開閉をモータ等のアクチュエータによって行い、燃料の供給量を自在に制御することが可能な電子式燃料制限弁を具備し、ガスタービン機関の回転速度や排気温度に基づいて適正な燃料が供給されるように電子式燃料制限弁を制御するガスタービン機関の燃料制御装置の技術は公知である。例えば、特許文献1の如くである。 Therefore, the metering valve is opened and closed by an actuator such as a motor, and equipped with an electronic fuel limit valve that can freely control the amount of fuel supplied, and is appropriate based on the rotational speed and exhaust temperature of the gas turbine engine. The technology of a fuel control device for a gas turbine engine that controls an electronic fuel limit valve so that a fresh fuel is supplied is well known. For example, it is like patent document 1.
しかし、上述の電子式燃料制限弁による燃料供給量の制御は、ガスタービン機関の燃料供給制御においては過剰である制御精度を有している上、モータ等の高価なアクチュエータを必要とする電子式燃料制限弁を具備するため、ガスタービン機関の製造コストが増大するという問題があった。 However, the control of the fuel supply amount by the electronic fuel limit valve described above has an excessive control accuracy in the fuel supply control of the gas turbine engine, and also requires an expensive actuator such as a motor. Since the fuel limiting valve is provided, there is a problem that the manufacturing cost of the gas turbine engine increases.
本発明は係る課題を鑑みてなされたものであり、モータ等の高価なアクチュエータを必要としない安価な構成で急激な燃料の燃焼を防止して、燃料の着火音を小さくし(またはなくし)、かつ燃焼ガスの過度な温度上昇を抑制することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and prevents rapid combustion of fuel with an inexpensive configuration that does not require an expensive actuator such as a motor, thereby reducing (or eliminating) the ignition sound of fuel, And it aims at suppressing the excessive temperature rise of combustion gas.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、タービンと、前記タービンに送給する燃焼ガスを発生させる燃焼器と、前記燃焼器と調量弁に圧縮空気を供給するコンプレッサと、前記燃焼器に供給される燃料を、前記コンプレッサから供給される圧縮空気の圧力に比例した流量に調整する前記調量弁と、前記調量弁に供給される圧縮空気を遮断する燃料制限弁と、前記燃焼器に供給される燃料を遮断する燃料遮断弁と、前記燃料制限弁と前記燃料遮断弁とを制御する制御手段と、排気温度を検出する排気温度検出手段と、を備えるガスタービン機関において、前記制御手段は、前記排気温度検出手段が検出する排気温度が基準温度以上の状態から前記ガスタービン機関が再起動される場合、前記調量弁に供給される圧縮空気を前記燃料制限弁によって所定時間遮断する、または前記燃焼器に供給される燃料を前記燃料遮断弁によって所定時間遮断することによって、前記燃焼器に供給される燃料を前記所定時間所定量に減少させることを特徴とするものである。 That is, in claim 1, a turbine, a combustor that generates combustion gas to be supplied to the turbine, a compressor that supplies compressed air to the combustor and a metering valve, and fuel that is supplied to the combustor Is adjusted to a flow rate proportional to the pressure of compressed air supplied from the compressor, a fuel limiting valve for cutting off compressed air supplied to the metering valve, and supplied to the combustor In a gas turbine engine, comprising: a fuel cutoff valve that shuts off fuel; a control means that controls the fuel limit valve and the fuel cutoff valve; and an exhaust temperature detection means that detects an exhaust temperature. When the gas turbine engine is restarted from a state in which the exhaust temperature detected by the exhaust temperature detecting means is equal to or higher than a reference temperature, the compressed air supplied to the metering valve is supplied to the metering valve for a predetermined time. The fuel supplied to the combustor is reduced to a predetermined amount for the predetermined time by shutting off or shutting off the fuel supplied to the combustor for a predetermined time by the fuel cutoff valve. .
請求項2においては、前記タービンの回転速度を検出する回転速度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記排気温度検出手段が検出する排気温度が基準温度以上の状態から前記ガスタービン機関が再起動される場合、前記回転速度検出手段が検出する前記タービンの回転速度が第一基準値に到達するまでの間、前記燃焼器に供給される燃料を前記燃料遮断弁によって遮断し、前記タービンの回転速度が第一基準値よりも大きい第二基準値に到達するまでの間、前記調量弁に供給される圧縮空気を前記燃料制限弁によって遮断し、前記調量弁に大気圧である大気を供給することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the engine further includes a rotation speed detection unit that detects a rotation speed of the turbine, and the control unit restarts the gas turbine engine from a state where the exhaust temperature detected by the exhaust temperature detection unit is equal to or higher than a reference temperature. When activated, the fuel supplied to the combustor is shut off by the fuel shut-off valve until the rotational speed of the turbine detected by the rotational speed detection means reaches the first reference value, and the turbine Until the rotation speed reaches a second reference value that is larger than the first reference value, the compressed air supplied to the metering valve is shut off by the fuel limiting valve, and the atmosphere that is at atmospheric pressure in the metering valve It is characterized by supplying.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明によれば、調量弁に供給される圧縮空気を遮断して大気圧である大気に切り換える動作のみを行う燃料制限弁と燃料の供給を遮断する動作のみを行う燃料遮断弁とを具備するだけで、燃焼器に供給される燃料を一定時間所定量に減少させることができる。これにより、モータ等の高価なアクチュエータを必要としない安価な構成で急激な燃料の燃焼を防止して、燃料の着火音を小さくし(またはなくし)、かつ燃焼ガスの過度な温度上昇を抑制するという効果を奏する。 According to the present invention, there is provided a fuel limiting valve that performs only an operation of shutting off compressed air supplied to a metering valve and switching to an atmospheric pressure atmosphere, and a fuel cutoff valve that performs only an operation of shutting off the supply of fuel. By simply doing this, the fuel supplied to the combustor can be reduced to a predetermined amount for a certain period of time. This prevents rapid fuel combustion with an inexpensive configuration that does not require an expensive actuator such as a motor, reduces (or eliminates) the ignition sound of the fuel, and suppresses an excessive temperature rise of the combustion gas. There is an effect.
以下に、図1および図2を用いて本発明の一実施形態に係るガスタービン機関1について説明する。 Below, the gas turbine engine 1 which concerns on one Embodiment of this invention using FIG. 1 and FIG. 2 is demonstrated.
ガスタービン機関1は、高圧の燃焼ガスによってタービンを回動させることで回転動力を発生させるものである。ガスタービン機関1は、図1に示すように、タービン部10、コンプレッサ20、減速機部30、燃料制御装置40等を具備する。
The gas turbine engine 1 generates rotational power by rotating a turbine with high-pressure combustion gas. As shown in FIG. 1, the gas turbine engine 1 includes a
タービン部10は、高温高圧の燃焼ガスを生成するとともに、その燃焼ガスが有するエネルギーを回転動力として取り出すものである。タービン部10は、主に、タービン11、燃焼器12、排気ディフューザ13等から構成される。
The
タービン11は、高温高圧の燃焼ガスが有するエネルギーを回転動力に変換するものである。タービン11は、回動部分であるタービンロータ11aと、静止部分であるタービンノズル11bと、回動軸であるタービン軸11cとから構成される。タービンロータ11aは、円盤状のディスクの外周に複数の動翼が固設され、ディスクの中心部にタービン軸11cがディスクと直交する方向に固設されて構成される。タービンノズル11bは、タービン部10内の壁面から複数の静翼がタービン軸11cを中心とする円の円周上に配置されて構成される。タービン11では、タービンロータ11aの動翼とタービンノズル11bの静翼とがタービン軸11cの軸方向に交互に配設され、タービンロータ11aがタービン軸11cを回動軸として回動自在に支持される。
The
燃焼器12は、圧縮空気中に噴射される燃料を燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスを生成するものである。燃焼器12は、略円筒状の燃焼室12aと燃焼室12aの周囲に形成される圧縮空気通路12bと燃料噴射ノズル12cと点火プラグ12dとから構成され、タービン11の周囲に配設される。燃焼器12は、燃焼室12a内において、コンプレッサ20から圧縮空気通路12bを介して送給される圧縮空気に燃料噴射ノズル12cによって燃料を噴射し、点火プラグ12dによって燃料に点火する。燃料の燃焼が開始されることにより生成される高温高圧の燃焼ガスは、タービン11へ送給され、タービンロータ11aを回動させる。
The
排気ディフューザ13は、排出される燃焼ガスの流れを拡散させて流速を低下させるものである。排気ディフューザ13は、一側の開口を他側の開口より縮径した略円筒状に形成される。排気ディフューザ13は、タービン11を介して排出される燃焼ガスが排気ディフューザ13の内部を通過するように、一側の開口をタービン11に対向させて配設される。燃焼ガスは、タービン11を回動させた後に排気ディフューザ13によって拡散され排出される。排気ディフューザ13は、排出される燃焼ガスの排気温度TMPを検出する排気温度検出手段である排気温度センサ13aを具備する。
The
コンプレッサ20は、圧縮空気を生成するものである。コンプレッサ20は、主に、インペラ21、ディフューザ22等から構成され、タービン部10と隣接して配設される。
The
インペラ21は、外気を吸引するとともに、加圧するものである。インペラ21は、円盤状のディスク21aにその中心から外周方向に向けて放射状に複数の動翼21bが一体的に形成され、ディスク21aがその中心部でタービン軸11cにこれと直交する方向に固設されて構成される。つまり、インペラ21は、タービン11の回動と連動して回動可能に構成される。インペラ21は、回動することで外気を中心部から吸引するとともに、吸引した外気を外周方向に加速して放出し、ディフューザ22へ供給する。
The
ディフューザ22は、加速された外気を減速昇圧するものである。ディフューザ22は、断面を略四角状に形成された複数の通路が、インペラ21の周囲にタービン軸11cを中心とする円の円周上に配置されて構成される。ディフューザ22は、インペラ21から供給される外気を減速昇圧して燃焼器12に送給するとともに、圧縮空気の一部を圧縮空気流路23により調量弁41へ送給する。
The
減速機部30は、高速回動されるタービン軸11cの回動を減速して出力するものである。また、ガスタービン機関1を起動させる場合に、タービン軸11cを回動させるものである。減速機部30は、主に、減速機31、セルモータ32、燃料加圧ポンプ33等から構成され、コンプレッサ20と隣接して配設される。
The
減速機31は、入力される回転速度を低速または高速の回転速度に変換して出力するものである。減速機31は、複数のギアの組み合わせによって構成され、入力軸であるタービン軸11cの回転速度Rを低速の回転速度に変換して出力軸31aに伝動する。また、ガスタービン機関1を起動させる際は、セルモータ32から入力される回転速度を高速の回転速度に変換してガスタービン軸11cに伝動する。減速機31は、タービン軸11c(タービン11)の回転速度Rを検出する回転速度検出手段である回転速度センサ31bを具備する。
The
セルモータ32は、ガスタービン機関1を起動させる際、タービン軸11cを回動させるものである。セルモータ32は、減速機31を介してタービン軸11cと連結される。セルモータ32は、タービン軸11cが所定の回転速度に到達するまでタービン軸11cを回動させる。
The
燃料加圧ポンプ33は、燃料を供給するものである。燃料加圧ポンプ33は、図示しない駆動軸が減速機31を介してタービン軸11cと連動するよう構成される。燃料加圧ポンプ33では、図示しない吸入ポートが配管等を介して図示しない燃料タンクと接続され、吐出ポートが燃料流路34を介して燃料噴射ノズル12cと接続される。燃料加圧ポンプ33は、タービン軸11cが回動することで図示しない燃料タンクから燃料噴射ノズル12cに燃料を供給する。
The
燃料制御装置40は、燃料の供給を制御するものである。燃料制御装置40は、調量弁41、燃料制限弁42、燃料遮断弁43、制御手段であるECU44等から構成される。
The
調量弁41は、燃料の流量を制御するものである。調量弁41は、図2に示すように、絞り弁41a、アクチュエータ41b、ガバナ41c、定差圧弁41d等から構成される。調量弁41は、燃料流路34の途中部に配設される。アクチュエータ41bは、コンプレッサ20と圧縮空気流路23を介して接続される。
The
調量弁41は、燃料流路34から供給される燃料の流量を、絞り弁41aによって調整する。絞り弁41aは、アクチュエータ41bと機械油圧式のガバナ41cとによって弁開度を変更される。アクチュエータ41bは、エアシリンダで構成される。アクチュエータ41bでは、シリンダ室にコンプレッサ20からの圧縮空気が圧縮空気流路23、燃料制限弁42を介して供給され、圧縮空気の圧力Pに比例して絞り弁41aの弁開度が変更される。ガバナ41cは、作業者等からの指示により設定されるガスタービン機関1の目標回転速度R0に応じて絞り弁41aの弁開度を変更する。この際、絞り弁41aの弁開度に対応する燃料の流量を一定に保つため、定差圧弁41dによって絞り弁41aよりも上流側の燃料供給圧力と絞り弁41aよりも下流側の燃料供給圧力との差圧を一定にしている。これにより、調量弁41は、ガバナ41cによって設定される弁開度に到達するまで、燃料の流量を圧縮空気の圧力Pに比例した値に調整する。
The
燃料制限弁42は、コンプレッサ20から調量弁41に供給される圧縮空気を遮断することで燃焼器12に供給する燃料を所定量に減少させるものである。燃料制限弁42は、図1に示すように、電磁式三方弁によって構成され、圧縮空気流路23の途中部に配設される。燃料制限弁42では、第一入力ポート42aがコンプレッサ20と接続され、第二入力ポート42bが大気開放され、出力ポート42cが調量弁41のアクチュエータ41bに接続される。そして、燃料制限弁42は、弁体を作動させるソレノイドとECU44とに接続され、ECU44からの制御信号により作動される。燃料制限弁42が第一入力ポート42aと出力ポート42cとを連通して閉弁された場合に圧力Pの圧縮空気がアクチュエータ41bに供給され、燃料制限弁42が第二入力ポート42bと出力ポート42cとを連通して開弁された場合に大気圧P0の大気がアクチュエータ41bに供給される。
The
燃料遮断弁43は、燃料の供給と遮断を切り換えるものである。燃料遮断弁43は、電磁式二方弁によって構成され、調量弁41と燃焼器12とを接続する燃料流路34の途中部に配設される。燃料遮断弁43では、弁体を作動させるソレノイドがECU44と接続される。
The fuel shut-off
制御手段であるECU44は、ガスタービン機関1、燃料制限弁42、および燃料遮断弁43等の制御を行うものである。ECU44は、具体的には、排気温度センサ13aによって排気温度を取得し、回転速度センサ31bによってガスタービン機関1の回転速度Rを取得し、燃料制限弁42および燃料遮断弁43を制御する。また、ECU44は、図示しない操作パネル等からの信号によりガスタービン機関1の制御等を行う。ECU44は、具体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのLSI等からなる構成であってもよい。ECU44には、ガスタービン機関1、燃料制限弁42および燃料遮断弁43等の制御を行うための種々のプログラム及びデータが格納される。
The
ECU44は、点火プラグ12dに接続され、点火プラグ12dの点火を制御することでガスタービン機関1の起動および停止等を制御することが可能である。
The
ECU44は、排気温度センサ13aに接続され、排気温度センサ13aが検出する排気温度TMPを取得することが可能である。
The
ECU44は、回転速度センサ31bに接続され、回転速度センサ31bが検出するタービン軸11cの回転速度Rを取得することが可能である。
The
ECU44は、セルモータ32に接続され、セルモータ32の動作を制御することで、ガスタービン機関1の起動を制御することが可能である。
The
ECU44は、燃料制限弁42に接続され、燃料制限弁42の動作を制御することで、調量弁41への圧縮空気の供給を制限し、燃焼器12に供給する燃料の流量を減少させることが可能である。
The
ECU44は、燃料遮断弁43に接続され、燃料遮断弁43の動作を制御することで、ガスタービン機関1の起動、停止制御等をすることが可能である。
The
次に図3、図4、図5および図6を用いて、本発明の一実施形態に係るガスタービン機関1を再起動する場合の燃料の着火音を低減し、かつ燃焼ガスの過度な温度上昇を抑制する制御について説明する。 Next, using FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6, the ignition noise of the fuel when the gas turbine engine 1 according to one embodiment of the present invention is restarted is reduced, and the excessive temperature of the combustion gas is reduced. The control which suppresses a raise is demonstrated.
ECU44は、図3に示すように、ガスタービン機関1が再起動されると、排気温度TMPが基準温度TMP1以下かどうか判定する。ECU44は、排気温度TMPが基準温度TMP1以下の場合、コンプレッサ20が生成する圧縮空気の圧力Pに比例した量の燃料を燃焼器12に供給させる。排気温度TMPが基準温度TMP1より大きい場合、ECU44は、タービン軸11cの回転速度Rを第一基準値R1または第二基準値R2と比較して燃料供給の制御態様を決定する。
As shown in FIG. 3, when the gas turbine engine 1 is restarted, the
以下では、ECU44による制御態様について具体的に説明する。 Below, the control aspect by ECU44 is demonstrated concretely.
ステップS110において、ECU44は、図示しない操作パネル等からの再起動信号を取得した後、制御段階をステップS120へ移行する。
In step S110, the
ステップS120において、ECU44は、排気温度センサ13aから排気温度TMPを取得し、排気温度TMPが基準温度TMP1以下か否か判定する。
その結果、排気温度TMPが基準温度TMP1以下と判定した場合、ECU44は制御段階をステップS130へ移行する。
また、排気温度TMPが基準温度TMP1より大きいと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS230へ移行する。
In step S120, the
As a result, when it is determined that the exhaust gas temperature TMP is equal to or lower than the reference temperature TMP1, the
If it is determined that the exhaust gas temperature TMP is higher than the reference temperature TMP1, the
ステップS130において、ECU44は、燃料制限弁42の第一入力ポート42aと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に圧力Pである圧縮空気が供給されるように燃料制限弁42を閉弁した後、制御段階をステップS140へ移行する。
In step S130, the
ステップS140において、ECU44は、燃料遮断弁43を開弁して燃焼器12へ燃料の供給を開始させた後、点火プラグ12dおよびセルモータ32を制御してガスタービン機関1を再起動させる。こうして、ガスタービン機関1は、通常運転が開始される。
In step S140, the
前述のステップS230において、ECU44は、回転速度センサ31bからタービン軸11cの回転速度Rを取得し、タービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1以下か否か判定する。
その結果、タービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1以下と判定した場合、ECU44は制御段階をステップS240へ移行する。
また、タービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1より大きいと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS340へ移行する。
In step S230 described above, the
As a result, when it is determined that the rotational speed R of the
If it is determined that the rotational speed R of the
ステップS240において、ECU44は、再起動制御Aを開始して、制御段階をステップS241(図4参照)へ移行する。
In step S240, the
ステップS241において、図4に示すように、ECU44は、燃料制限弁42の第二入力ポート42bと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に大気圧P0である大気が供給されるように燃料制限弁42を開弁した後、制御段階をステップS242へ移行する。
In step S241, as shown in FIG. 4, the
ステップS242において、ECU44は、燃料遮断弁43を閉弁して燃焼器12へ燃料の供給を行わない状態で、セルモータ32を制御してガスタービン機関1を再起動させた後、制御段階をステップS243へ移行する。
In step S242, the
ステップS243において、ECU44は、回転速度センサ31bからタービン軸11cの回転速度Rを取得し、タービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1より大きいか否か判定する。
その結果、タービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1より大きいと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS244へ移行する。
また、タービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1以下と判定した場合、ECU44は制御段階をステップS243へ繰り返し移行する。
In step S243, the
As a result, when it is determined that the rotational speed R of the
If it is determined that the rotational speed R of the
ステップS244において、ECU44は、燃料遮断弁43を開弁して燃焼器12へ燃料の供給を開始し、点火プラグ12dを制御して燃料の燃焼を開始させた後、制御段階をステップS245へ移行する。
In step S244, the
ステップS245において、ECU44は、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過したか否か判定する。
その結果、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過したと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS246へ移行する。
また、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過していないと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS245へ繰り返し移行する。
In step S245, the
As a result, when it is determined that the predetermined time has elapsed since the fuel shut-off
If it is determined that the predetermined time has not elapsed since the fuel shut-off
ステップS246において、ECU44は、回転速度センサ31bからタービン軸11cの回転速度Rを取得し、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2より大きいか否か判定する。
その結果、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2より大きいと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS247へ移行する。
また、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2以下と判定した場合、ECU44は制御段階をステップS246へ繰り返し移行する。
In step S246, the
As a result, if it is determined that the rotational speed R of the
When it is determined that the rotational speed R of the
ステップS247において、ECU44は、燃料制限弁42の第一入力ポート42aと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に圧力Pである圧縮空気が供給されるように燃料制限弁42を閉弁する。こうして、ガスタービン機関1は、通常運転に移行する。
In step S247, the
前述のステップS340において、図3に示すように、ECU44は、回転速度センサ31bからタービン軸11cの回転速度Rを取得し、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2以下か否か判定する。
その結果、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2以下と判定した場合、ECU44は制御段階をステップS350へ移行する。
また、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2より大きいと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS450へ移行する。
In the aforementioned step S340, as shown in FIG. 3, the
As a result, when it is determined that the rotational speed R of the
If it is determined that the rotational speed R of the
ステップS350において、ECU44は、再起動制御Bを開始して、制御段階をステップS351(図5参照)へ移行する。
In step S350, the
ステップS351において、図5に示すように、ECU44は、燃料制限弁42の第二入力ポート42bと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に大気圧P0である大気が供給されるように燃料制限弁42を開弁した後、制御段階をステップS352へ移行する。
In step S351, as shown in FIG. 5, the
ステップS352において、ECU44は、燃料遮断弁43を開弁して燃焼器12へ燃料の供給を行い、セルモータ32および点火プラグ12dを制御してガスタービン機関1を再起動させた後、制御段階をステップS353へ移行する。
In step S352, the
ステップS353において、ECU44は、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過したか否か判定する。
その結果、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過したと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS354へ移行する。
また、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過していないと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS353へ繰り返し移行する。
In step S353, the
As a result, when it is determined that the predetermined time has elapsed since the fuel shut-off
If it is determined that the predetermined time has not elapsed since the fuel shut-off
ステップS354において、ECU44は、回転速度センサ31bからタービン軸11cの回転速度Rを取得し、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2より大きいか否か判定する。
その結果、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2より大きいと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS355へ移行する。
また、タービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2以下と判定した場合、ECU44は制御段階をステップS354へ繰り返し移行する。
In step S354, the
As a result, when it is determined that the rotational speed R of the
Further, when it is determined that the rotational speed R of the
ステップS355において、ECU44は、燃料制限弁42の第一入力ポート42aと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に圧力Pである圧縮空気が供給されるように燃料制限弁42を閉弁する。こうして、ガスタービン機関1は、通常運転に移行する。
In step S355, the
前述のステップS450において、図4に示すように、ECU44は、再起動制御Cを開始して、制御段階をステップS451(図6参照)へ移行する。
In the above-described step S450, as shown in FIG. 4, the
ステップS451において、図6に示すように、ECU44は、燃料制限弁42の第二入力ポート42bと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に大気圧P0である大気が供給されるように燃料制限弁42を開弁した後、制御段階をステップS452へ移行する。
In step S451, as shown in FIG. 6, the
ステップS452において、ECU44は、燃料遮断弁43を開弁して燃焼器12へ燃料の供給を行い、セルモータ32および点火プラグ12dを制御してガスタービン機関1を再起動させた後、制御段階をステップS453へ移行する。
In step S452, the
ステップS453において、ECU44は、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過したか否か判定する。
その結果、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過したと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS454へ移行する。
また、燃料遮断弁43が開弁してから所定時間が経過していないと判定した場合、ECU44は制御段階をステップS453へ繰り返し移行する。
In step S453, the
As a result, when it is determined that a predetermined time has elapsed since the fuel shut-off
If it is determined that the predetermined time has not elapsed since the fuel shut-off
ステップS454において、ECU44は、燃料制限弁42の第一入力ポート42aと出力ポート42cとを連通させて調量弁41に圧力Pである圧縮空気が供給されるように燃料制限弁42を閉弁する。こうして、ガスタービン機関1は、通常運転に移行する。
In step S454, the
以上の制御態様により、排気温度TMPが基準温度TMP1以上、かつタービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1以下の状態からガスタービン機関1を再起動する場合における調量弁41に供給される圧縮空気の圧力P、および燃焼器12に供給される燃料の流量を、図7を用いて説明する。
With the above control mode, the exhaust gas temperature TMP is supplied to the
時間T1において、ECU44は、図示しない操作パネル等からの再起動信号を取得すると、(時間T1において再起動の操作がされると)、セルモータ32によって回動されるタービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1に到達する時間T2まで燃料制限弁42を開弁し、燃料遮断弁43を閉弁する。これにより、調量弁41に大気圧P0である大気が供給され、燃焼器12に燃料が供給されない。時間T2において、ECU44は、セルモータ32によって回動されるタービン軸11cの回転速度Rが第一基準値R1に到達すると燃料遮断弁43を開弁する。これにより、燃焼器12に供給される燃料の流量は、大気圧P0が供給されている調量弁41によって大気圧P0に比例した値に調整される。時間T3において、ECU44は、セルモータ32によって回動されるタービン軸11cの回転速度Rが第二基準値R2に到達すると、燃料制限弁42を閉弁する。これにより、調量弁41にコンプレッサ20からの圧力Pである圧縮空気が供給され、燃焼器12に供給される燃料の流量は、調量弁41により圧縮空気の圧力Pに比例した値に調整される。
At time T1, when the
以上の如く、タービン11と、タービン11に送給する燃焼ガスを発生させる燃焼器12と、燃焼器12と調量弁41に圧縮空気を供給するコンプレッサ20と、燃焼器12に供給される燃料を、コンプレッサ20から供給される圧縮空気の圧力Pに比例した流量に調整する調量弁41と、調量弁41に供給される圧縮空気を遮断する燃料制限弁42と、燃焼器12に供給される燃料を遮断する燃料遮断弁43と、燃料制限弁42と燃料遮断弁43とを制御する制御手段であるECU44と、排気温度TMPを検出する排気温度検出手段である排気温度センサ13aと、を備えるガスタービン機関1において、ECU44は、排気温度センサ13aが検出する排気温度TMPが基準温度TMP1以上の状態からガスタービン機関1が再起動される場合、調量弁41に供給される圧縮空気を燃料制限弁42によって所定時間遮断する、または燃焼器12に供給される燃料を燃料遮断弁43によって所定時間遮断することによって、燃焼器12に供給される燃料を所定時間所定量に減少させることを特徴とするものである。
As described above, the
このように構成にすることにより、排気温度センサ13aが検出する排気温度TMPが基準温度TMP1以上の状態からガスタービン機関1を再起動させても、タービン軸11cの回転速度Rが所定の値に到達するまで燃料制限弁42と燃料遮断弁43とによって供給される燃料が制限される。これにより、過剰に燃料が供給されることがないのでモータ等の高価なアクチュエータを必要としない安価な構成で急激な燃料の燃焼を防止して、燃料の着火音を小さくし(またはなくし)、かつ燃焼ガスの過度な温度上昇を抑制することができる。
With this configuration, even when the gas turbine engine 1 is restarted from a state where the exhaust temperature TMP detected by the
また、タービン11の回転速度Rを検出する回転速度検出手段である回転速度センサ31bをさらに備え、ECU44は、排気温度センサ13aが検出する排気温度TMPが基準温度TMP1以上の状態からガスタービン機関1が再起動される場合、回転速度センサ31bが検出するタービン11の回転速度Rが第一基準値R1に到達するまでの間、燃焼器12に供給される燃料を燃料遮断弁43によって遮断し、タービン11の回転速度Rが第一基準値R1より大きい第二基準値R2に到達するまでの間、調量弁41に供給される圧縮空気を燃料制限弁42によって遮断し、調量弁41に大気圧P0である大気を供給することを特徴とするものである。
The
このように構成にすることにより、排気温度センサ13aが検出する排気温度TMPが基準温度TMP1以上の状態からガスタービン機関1を再起動させても、ガスタービン機関1内部の高温の排気が十分流動されるまで燃焼器12に燃料が供給されず、燃料の供給が開始されても大気圧P0に比例した量の燃料しか供給されない。これにより、過剰に燃料が供給されることがないのでモータ等の高価なアクチュエータを必要としない安価な構成で急激な燃料の燃焼を防止して、燃料の着火音を小さくし(またはなくし)、かつ燃焼ガスの過度な温度上昇を抑制することができる。
With this configuration, even when the gas turbine engine 1 is restarted from a state where the exhaust temperature TMP detected by the
1 ガスタービン機関
11 タービン
12 燃焼器
13a 排気温度センサ(排気温度検出手段)
20 コンプレッサ
31b 回転速度センサ(回転速度検出手段)
41 調量弁
42 燃料制限弁
43 燃料遮断弁
44 ECU(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
20
41
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009135175A JP5208859B2 (en) | 2009-06-04 | 2009-06-04 | Gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009135175A JP5208859B2 (en) | 2009-06-04 | 2009-06-04 | Gas turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010281257A JP2010281257A (en) | 2010-12-16 |
JP5208859B2 true JP5208859B2 (en) | 2013-06-12 |
Family
ID=43538201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009135175A Active JP5208859B2 (en) | 2009-06-04 | 2009-06-04 | Gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5208859B2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4169952B2 (en) * | 2001-05-30 | 2008-10-22 | 新潟原動機株式会社 | Gas turbine engine restart method and restart device used therefor |
-
2009
- 2009-06-04 JP JP2009135175A patent/JP5208859B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010281257A (en) | 2010-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5356949B2 (en) | Over-rotation prevention device for gas turbine engine | |
US9003801B2 (en) | Control apparatus for gas turbine and start up method for gas turbine | |
CN109661504B (en) | Control system for gas turbine engine | |
JP5421808B2 (en) | System and method for water injection in a turbine engine | |
JP5047376B1 (en) | Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
JP5799642B2 (en) | Fuel supply system for gas turbine engines | |
JP6633960B2 (en) | Ignition detection device for aircraft gas turbine engine | |
JP2014199005A (en) | Gas internal combustion engine starter | |
KR101895642B1 (en) | Method for starting a turbomachine | |
WO2015033786A1 (en) | Fuel supply system for gas turbine engine | |
CA2653904A1 (en) | Axial flow fluid device | |
US8033115B2 (en) | Water injection manifold pressure relief vent | |
JP6633962B2 (en) | Aircraft gas turbine engine controller | |
JP6827775B2 (en) | Fuel supply system for use in gas turbine engines | |
US8844295B2 (en) | Method for meeting a purge flow requirement for a power plant and a power plant having a purge control system | |
JP5208859B2 (en) | Gas turbine engine | |
JP2015081604A (en) | Method and system for controlling compressor forward leakage | |
JP5180142B2 (en) | Gas turbine engine | |
JP2019056318A (en) | Engine system | |
JP2005226561A (en) | Low duty compressor control method in lng ship | |
KR20120113863A (en) | Turbine increasing output power by water or steam injection | |
US9926848B2 (en) | Turbomachine fuel delivery method and assembly | |
RU2007141862A (en) | METHOD FOR STARTING A GAS-TURBINE INSTALLATION | |
JP3939197B2 (en) | Gas turbine apparatus starting method and gas turbine apparatus | |
JP2012127251A (en) | Intake valve device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130220 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5208859 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |