JP6291154B2 - 圧縮機を作動させるためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、総括的には圧縮機を作動させるためのシステム及び方法に関連する。本発明の特定の実施形態では、本システム及び方法は、異なる段におけるステータベーンの位置を独立して変更することができる。
ガスタービンは、産業用及び商用運転において広く使用されている。一般的なガスタービンは、前部における軸流圧縮機と、中間部の周りの1以上の燃焼器と、後部におけるタービンとを含む。圧縮機は一般的に、円周方向に取付けられたステータベーン及び回転ブレードの交互段を含む。ステータベーンは一般的に、圧縮機を囲むケーシングに取付けられ、また回転ブレードは一般的に、圧縮機内部でロータに取付けられる。外気が圧縮機に流入し、各段のステータベーンは、空気流を後続段の回転ブレード上に導いて、作動流体(空気)に徐々に運動エネルギーを与えて該作動流体を高エネルギー状態にする。作動流体は、圧縮機から流出しかつ燃焼器に流れ、燃焼器において、作動流体は燃料と混合されかつ点火されて、高い温度、圧力及び速度を有する燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは、燃焼器から流出しかつタービンに流れ、タービンにおいて、燃焼ガスが膨張して仕事を産生する。例えば、タービン内における燃焼ガスの膨張は、発電機に連結されたシャフトを回転させて、電気を生成する。
様々な作動条件の間に、ステータベーンの角度を圧縮機の軸方向中心線に対して調整することが望ましい場合がある。例えば、ステータベーンは、圧縮機の軸方向中心線からより離して整列させて、圧縮機の始動又は停止に関連する低回転速度における圧縮機ストールの発生を抑制することができる。反対に、ステータベーンは、圧縮機の軸方向中心線により近接して整列させて、発電機における電気的需要の大きな又は突然の増大時により多くの作動流体が圧縮機を通って流れかつガスタービンの出力を増大させるのを可能にすることができる。
本願出願人に譲渡された米国特許第5281087号、同第6551057号及び同第6794766号には、ステータベーンの位置を変更するための電気機械式又は液圧式システムが開示されている。各特許では、複数段のステータベーンに単一のアクチュエータを連結して、圧縮機の軸方向中心線に対するステータベーンの位置を変更させている。しかしながら、ステータベーンの長さ及び幅は一般的に、圧縮機の軸方向長さに沿って減少している。その結果、アクチュエータ及びステータベーンの両方における移動長さが段毎で変化する。加えて、アクチュエータ及びステータベーンの両方に関連する累積製造公差は、ステータベーンの寸法が増大するのに比例して増大する。
米国特許第5281087号明細書 米国特許第6551057号明細書 米国特許第6794766号明細書
従って、単一のアクチュエータを使用して異なる段におけるステータベーンを正確に位置決めすることができることは、困難であり、また異なる段におけるステータベーンの位置を独立して変更するためのシステム及び方法は、有用であると言える。
本発明の態様及び利点は、以下において次の説明に記載しており、或いはそれら説明から自明なものとして理解することができ、或いは本発明の実施により学ぶことができる。
本発明の一実施形態は、圧縮機であり、本圧縮機は、第1の位置を有する第1の複数のステータベーンと、第1の複数のステータベーンの下流に配置されかつ第2の位置を有する第2の複数のステータベーンとを含む。本圧縮機はさらに、第1の複数のステータベーンの第1の位置を第2の複数のステータベーンの第2の位置とは別個に調整するための第1の手段と、第2の複数のステータベーンの第2の位置を第1の複数のステータベーンの第1の位置とは別個に調整するための第2の手段とを含む。
本発明の別の実施形態は、圧縮機であり、本圧縮機は、第1の位置を有する第一段のステータベーンと、第一段のステータベーンの下流に配置されかつ第2の位置を有する第二段のステータベーンとを含む。第1のアクチュエータが、第一段のステータベーンと係合し、また第2のアクチュエータが、第二段のステータベーンと係合する。
本発明はまた、圧縮機を作動させる方法を含むことができる。本方法は、第1の複数のステータベーンの第1の位置を調整するステップと、第2の複数のステータベーンの第2の位置を第1の複数のステータベーンの第1の位置とは別個に調整するステップとを含む。
本明細書を精査することにより、当業者には、そのような実施形態の特徴及び態様並びにその他がより良好に理解されるであろう。
添付図面の図を参照することを含む本明細書の以下の残り部分において、当業者に対する本発明の最良の形態を含む本発明の完全かつ有効な開示をより具体的に説明する。
本発明の一実施形態による圧縮機の簡略断面図。 図1に示す圧縮機の斜視図。 本発明の一実施形態による制御システムの簡略ブロック図。 本発明の別の実施形態による圧縮機の斜視図。 本発明の別の実施形態による制御システムの簡略ブロック図。
次に、その1以上の実施例を添付図面に示している本発明の現時点での実施形態を詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴要素を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様な又は類似した部品を示すために、図面及び説明において同様な又は類似した表示を使用している。
各実施例は、本発明の限定ではなくて本発明の説明として示している。実際には、本発明においてその技術的範囲及び技術思想から逸脱せずに修正及び変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示し又は説明した特徴要素は、別の実施形態で使用してさらに別の実施形態を生成することができる。従って、本発明は、そのような修正及び変更を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。
本発明の技術的範囲内の実施形態は、圧縮機内におけるステータベーンの位置を変更するためのシステム及び方法を提供する。特定の実施形態では、本システムは、1つの段におけるステータベーンの位置を別の段におけるステータベーンの位置とは別個にかつ/又は独立して調整することができる。その結果、本発明の実施形態により、既存の可変ステータベーンシステムに勝る1以上の空気力学的、機械的並びに/或いは制御上の利点を得ることができる。
図1は、本発明の一実施形態による圧縮機10の簡略断面図を示している。圧縮機10は一般的に、当技術分野では公知のように交互段のステータ(固定)ベーン12及び回転ブレード14を含む。第一段のステータベーン12は一般的に、入口案内ベーンと呼ばれ、また回転ブレード14及びステータベーン12は一般的に、圧縮機10の軸方向長さに沿って入口案内ベーンから下流方向にその長さ及び幅が徐々に減少している。各段のステータベーン12及び回転ブレード14は一般的に、圧縮機10を囲むケーシング16にステータベーン12が取付けられまた圧縮機10内部でロータ18に回転ブレード14が取付けられた状態で、複数の円周方向に配置された翼形部を含む。このようにして、ステータベーン12は、圧縮機10に流入した空気流を後続段の回転ブレード14上に導いて、作動流体(空気)に運動エネルギーを徐々に与えて該作動流体を高エネルギー状態にする。
図2は、図1に示す圧縮機10の斜視図を示している。図1及び図2に示すように、各ステータベーン12は、ケーシング16を貫通して延びかつケーシング16の外部でベーンアーム20に固定連結することができる。各段におけるベーンアーム20は次に、図2に示すように、ユニゾンリング22のような部材22に連結して、各段におけるベーンアーム20の動作(移動)を同期させることができる。ケーシング16の周りでの部材又はユニゾンリング22の回転或いは動作は、関連するベーンアーム20を移動させ、従ってケーシング16内部におけるステータベーン12の位置を変化させる。
圧縮機10はさらに、様々な段におけるステータベーン12の位置を別個にかつ/又は独立して調整するための第1の手段24及び第2の手段26を含むことができる。例えば、図2に示すように、第1の手段24は、圧縮機10の第一段における複数のステータベーン12に連結することができ、また第2の手段26は、1以上の後続段における複数のステータベーン12に連結することができる。第1及び/又は第2の手段24、26は、1つの構成要素を別の構成要素に対して移動させる当業者に公知の好適な電気的、機械的又は電気機械的装置を含むことができる。例えば、第1及び/又は第2の手段24、26は、関連するステータベーン12を移動させるベーンアーム20及び/又は部材22に連結された、ネジ係合、ラチェット及びポール組立体、歯車機構並びに/或いは1以上のスプリングを含むことができる。それに代えて又はそれに加えて、図2に示すように、第1及び/又は第2の手段24、26は、関連する複数のステータベーン12と係合した、液圧、空圧、或いは電気ピストン又はモータのようなアクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、必要に応じてステータベーン12の位置を調整するように伸長又は縮退させることができる。
図2に示す特定の実施形態では、第1のアクチュエータ28は、第一段における複数のステータベーン12と係合し、また第2のアクチュエータ30は、第二、第三及び第四段における複数のステータベーン12と係合する。第1のアクチュエータ28は、ブリッジ32に連結し、ブリッジ32は次に、部材又はユニゾンリング22並びにベーンアーム20と係合される。このようにして、第1のアクチュエータ28の伸長又は縮退により、ブリッジ32、ユニゾンリング22及びベーンアーム20を移動させて、第一段におけるステータベーン12の位置を調整する。バー34は、第2のアクチュエータ30を1以上の段のステータベーン12に結合する。例えば、図2に示すように、取付け金具36、ターンバックル38及びブリッジ28を使用して、バー34、部材22及びベーンアーム20を介して第2のアクチュエータ30を各段のステータベーン12に連結することができる。第2のアクチュエータ30の伸長又は縮退により、バー34を回転させ、バー34は次に、ターンバックル38、ブリッジ28、部材22及びベーンアーム20を移動させて、ステータベーン12の位置を調整する。各段における取付け金具36及び/又はターンバックル38の長さを調整して、第2のアクチュエータ30によってバー34を介して各段のステータベーン12に伝達される移動量を変更することができる。このようにして、第1のアクチュエータ28は、圧縮機10の第一段におけるステータベーン12の位置を下流段におけるステータベーン12の位置から独立して調整することができる。同様に、第2のアクチュエータ30は、1以上の後続段におけるステータベーン12の位置を第一段におけるステータベーン12の位置から独立して調整することができる。
図3は、図1及び図2に示す第1又は第2の手段24、26を独立して作動させるのに好適な制御システム40の簡略ブロック図を示している。制御システム40は、入力パラメータとして速度信号42及び作動モード信号44を受ける。速度信号42は、圧縮機10の速度を反映しており、また作動モード信号44は、圧縮機10の特定の作動モードを反映している。例えば、圧縮機10は、始動、停止、ウォッシュダウン、ターンダウン、又は別の作動モードで作動することができ、各作動モードは、各段のステータベーン12における速度及び関連するステータベーン12位置のそれぞれの事前プログラムスケジュールを有する。ブロック46において、制御システム40は、速度信号42及び作動モード信号44に基づいて、ステータベーン12の事前プログラム位置を反映した位置コマンド48を発生する。ブロック50において、制御システム40は、位置コマンド48をフィードバック信号52と比較して、ステータベーン12を事前プログラム位置に移動させるのに必要な調整量を反映した誤差信号54を生成する。ブロック56において、誤差信号54に制御ゲインを適用して、制御する特定の段のステータベーン12に準じて該誤差信号54を調整し、かつ得られた組合せを制御信号58として第1又は第2の手段24、26に与えて、ステータベーン12を位置決めし直すことができる。制御するステータベーン12の実際の位置は、例えばLVDT位置センサのような線形位置センサ60によって測定して、フィードバック信号52を与えることができる。
図4は、本発明の別の実施形態による圧縮機70の斜視図を示している。圧縮機70はここでも同様に、図1及び図2に示す実施形態に関して前述したように交互段のステータベーン12及び回転ブレード14を含む。加えて、各ステータベーン12はここでも同様に、ケーシング16を貫通して延びかつケーシング16の外部でベーンアーム20及び部材22に固定連結されて、ケーシング16の周りでの部材22の回転或いは動作が、関連するベーンアーム20を移動させ、従ってケーシング16内部におけるステータベーン12の位置を変化させるようにすることができる。
図4に示す特定の実施形態では、コネクタ72が第1及び第2の手段24、26の両方と係合している。第1及び/又は第2の手段24、26はここでも同様に、図2に示す実施形態に関して前述したように、1つの構成要素を別の構成要素に対して移動させる当業者に公知の好適な電気的、機械的又は電気機械的装置を含むことができる。例えば、第1及び/又は第2の手段24、26は、関連するステータベーン12を移動させるベーンアーム20及び/又は部材22に連結された、ネジ係合、ラチェット及びポール組立体、歯車機構、1以上のスプリング、並びに/或いはアクチュエータを含むことができる。
図4に示すように、コネクタ72は、第1のアクチュエータ74及び第2のアクチュエータ76の両方と係合することができる。第1のアクチュエータ74は、ブリッジ32、部材22及びベーンアーム20を介して第一段における複数のステータベーン12と係合することができる。第2のアクチュエータ76は、図2に示す実施形態に関して前述したように、下流段における複数のステータベーン12と係合することができる。具体的には、第2のアクチュエータ76は、コネクタ72、取付け金具36、ターンバックル38、ブリッジ28、部材22及びベーンアーム20を介して各段のステータベーン12に係合することができる。第2のアクチュエータ76の伸長又は縮退により、コネクタ72を回転させ、コネクタ72は次に、ターンバックル38、ブリッジ28、部材22及びベーンアーム20を移動させて、下流段におけるステータベーン12の位置を調整する。コネクタ72の回転はまた、第1のアクチュエータ74を移動させて、該第1のアクチュエータ74に連結された第一段ステータベーン12の位置を調整する。それに代えて又はそれに加えて、第1のアクチュエータ74を作動させて、コネクタ72によって生じる移動を減少又は増大させることができる。このようにして、第1のアクチュエータ74は、第一段ステータベーン12の位置を下流段におけるステータベーン12の位置とは別個に調整することができる。同様に、第2のアクチュエータ76は、下流段におけるステータベーン12の位置を第一段におけるステータベーン12の位置とは別個に調整することができる。
図5は、図4に示す第1又は第2の手段24、26の両方を別個に作動させるのに好適な制御システム80の簡略ブロック図を示している。図5の下方部分は、第2の手段26を制御しかつ図3に関して前述した制御システム40とほぼ同様に作動する。具体的には、制御システム80は、入力パラメータとして速度信号82及び作動モード信号84を受ける。速度信号82は、圧縮機70の速度を反映しており、また作動モード信号84は、圧縮機70の特定の作動モードを反映している。例えば、圧縮機70は、始動、停止、ウォッシュダウン、ターンダウン、又は別の作動モードで作動することができ、各作動モードは、各段のステータベーン12における速度及び関連するステータベーン12位置のそれぞれの事前プログラムスケジュールを有する。ブロック86において、制御システム80は、速度信号82及び作動モード信号84に基づいて、それぞれ下流ステータベーン12及び第一段ステータベーン12の事前プログラム位置を反映した位置コマンド88、90を発生する。ブロック92において、制御システム80は、下流ステータベーン12の位置コマンド88をそれらのステータベーン12のフィードバック信号94と比較して、下流ステータベーン12を事前プログラム位置に移動させるのに必要な調整量を反映した誤差信号95を生成する。ブロック96において、誤差信号95に制御ゲインを適用して、制御する特定の段のステータベーン12に準じて該誤差信号95を調整し、かつ得られた組合せを制御信号98として第2の手段26に与えて、下流ステータベーン12を位置決めし直すことができる。下流ステータベーン12の実際の位置は、例えばLVDT位置センサのような線形位置センサ100によって測定して、フィードバック信号94を与えることができる。
ほぼ同時に、ブロック102において制御システム80は、第一段ステータベーン12の位置コマンド90、それらのステータベーン12のフィードバック信号104、及び第2の手段26に与えられた制御信号98を組合せて、もしあれば第一段ステータベーン12の位置に対する調整が必要であるかを決定する。この比較により、第一段ステータベーン12を事前プログラム位置に移動させるのに必要な調整量を反映した誤差信号106が得られ、かつこの誤差信号106を第1の手段24に与えて第一段ステータベーン12を位置決めし直すことができる。第一段ステータベーン12の実際の位置は、例えばLVDT位置センサのような線形位置センサ108によって測定して、フィードバック信号104を与えることができる。
図1〜図5に関して前述した実施形態はまた、異なる段におけるステータベーン12の位置決めを分離するように圧縮機10、70を作動させる方法を提供することができる。本方法は、1つの段における複数のステータベーン12の位置を1以上の下流段における複数のステータベーン12の位置とは別個にかつ/又は独立して調整するステップを含むことができる。具体的には、本方法は、異なる段におけるステータベーン12に対する開放及び閉鎖調整のあらゆる組合せを含むことができる。
本明細書に開示したシステム及び方法は、既存の圧縮機作動方式に対して幾つかの空気力学的及び制御上の強化をもたらし、それにより、始動/停止過渡作動、オフライン水洗、出力ターンダウン、及び真夏日出力作動を含む広範囲の作動条件にわたって圧縮機安定性を向上させる。例えば、本発明の様々な実施形態の期待される利点は、始動時のより低い回転速度における圧縮機回転ストールを取除きかつ停止時のより低い回転速度に対する圧縮機回転ストールの発生を抑制することができることである。始動及び停止作動時に圧縮機が回転ストールを生じる時間量を最小にすることにより、ステータベーン12及び回転ブレード14への振動応力を減少させ、従って圧縮機の寿命及び耐久性が高められる。別の期待される利点は、オフライン水洗作動時における水吸込みを改善することができることである。具体的には、第一段ステータベーン12を下流ステータベーン12とは別個にかつ/又は独立して開放することにより、圧縮機ストールを回避しながら噴射水洗溶液の吸込みを改善することができる。逆に、出力ターンダウン作動時に、第一段ステータベーン12を下流ステータベーン12とは別個にかつ/又は独立して閉鎖することにより、圧縮機効率低下を最小にすることによって出力ターンダウン範囲を強化することができる。本発明の技術的範囲内の実施形態の期待される利点は、第一段ステータベーン12を下流ステータベーン12とは別個にかつ/又は独立して開放して、高い外気温度日の間に圧縮機を通る空気流を増大させてより高い外気温度に関連する空気流の密度の減少を補償することができることである。
本発明の技術的範囲内の実施形態はさらに、幾つかの機械的利点をもたらすことができる。例えば、異なる寸法のステータベーン12を別個にかつ/又は独立して位置決めするアクチュエータは、より少ない継手及び連結部を有して、アクチュエータに関連する累積製造公差及び摩耗を減少させることができる。累積製造公差の減少により、より小さいベーン角度誤差が得られる。それに代えて、累積製造公差の減少は、ベーン角度誤差を増大させずにより大きい個々の公差を可能にすることができる。加えて、第一かつ最も大型段のステータベーンは一般的に、極限位置間で最も遠くまで移動し、また異なる段における1つのアクチュエータ制御異寸法ステータベーンを有することにより、より大きいベーン角度誤差を生じるおそれがある他の段におけるより小型ステータベーンと非線形関係を形成することが実現可能になる。最も大型段のステータベーンの位置を別個にかつ/又は独立して調整するアクチュエータを設けることにより、他の段におけるより小型ステータベーンから効果的にあらゆる非線形関係が隔離される。
本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行なうことを可能にもする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲により定めており、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を含むか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。
10 圧縮機
12 ステータベーン
14 回転ブレード
16 ケーシング
18 ロータ
20 ベーンアーム
22 部材/ユニゾンリング
24 第1の手段
26 第2の手段
28 第1のアクチュエータ
30 第2のアクチュエータ
32 ブリッジ
34 バー
36 取付け金具
38 ターンバックル
40 制御システム
42 速度信号
44 作動モード信号
46 事前プログラムスケジュール
48 位置コマンド
50 コンパレータ
52 フィードバック信号
54 誤差信号
56 制御ゲイン
58 制御信号
60 位置センサ
70 圧縮機−図4
72 コネクタ
74 第1のアクチュエータ
76 第2のアクチュエータ
80 制御システム−図5
82 速度信号
84 作動モード信号
86 事前プログラムスケジュール
88 位置コマンド−下流
90 位置コマンド−第一段
92 コンパレータ
94 フィードバック信号
95 誤差信号
96 制御ゲイン
98 制御信号
100 位置センサ
102 コンパレータ
104 フィードバック信号
106 制御信号
108 位置センサ

Claims (9)

  1. 圧縮機(10)であって、
    a.第1の位置を有する、入口案内ベーンである第1の複数のステータベーン(12)と、
    b.第1の複数のステータベーン(12)の下流に配置されかつ各々が第2の位置を有する、複数段の第2の複数のステータベーン(12)と、
    c.第1の複数のステータベーン(12)の第1の位置のみを、前記複数段の第2の複数のステータベーン(12)の第2の位置とは別個に且つ独立して調整するための第1の手段(24)と、
    d.前記複数段の第2の複数のステータベーン(12)の各々の第2の位置を第1の複数のステータベーン(12)の第1の位置とは別個に且つ独立して調整するための第2の手段(26)と、
    e.速度信号入力及び作動モード信号入力に基づく制御信号を前記第1の手段及び第2の手段に提供して、前記第1の複数のステータベーン(12)の第1の位置を前記第2の複数のステータベーン(12)の第2の位置から別個に且つ独立して調整し且つ前記第2の複数のステータベーン(12)の第2の位置を前記第1の複数のステータベーン(12)の第1の位置から別個に且つ独立して調整するよう作動可能な制御システム(40)と
    f.前記第1の手段(24)が有する第1のアクチュエータ(74)及び前記第2の手段(26)が有する第2のアクチュエータ(76)の両方と係合するコネクタ(72)と
    を備え
    前記第2のアクチュエータ(76)によって前記コネクタ(72)を介して前記第1の複数のステータベーン(12)の位置及び前記複数段の前記第2の複数のステータベーン(12)の各々の位置の両方を調整可能であり、該コネクタ(72)によって生じる移動を前記第1のアクチュエータ(74)によって減少又は増大させて前記第1の複数のステータベーン(12)の位置をさらに調整可能である、圧縮機(10)。
  2. 第1の手段(24)が、液圧、空圧又は電気ピストン(28)の少なくとも1つを含む、請求項1記載の圧縮機(10)。
  3. 第1の手段(24)が、液圧、空圧又は電気モータ(74)の少なくとも1つを含む、請求項1又は請求項2記載の圧縮機(10)。
  4. 第1の複数のステータベーン(12)と係合した第1の部材(22)をさらに含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の圧縮機(10)。
  5. 第1の手段(24)が、第1の部材(22)と係合する、請求項4記載の圧縮機(10)。
  6. 第2の手段(26)が、液圧、空圧又は電気ピストン(28)の少なくとも1つを含む、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の圧縮機(10)。
  7. 圧縮機(10)を作動させる方法であって、
    入口案内ベーンである第1の複数のステータベーン(12)に第1の信号を提供するステップと、
    第1の手段(24)により、前記第1の複数のステータベーン(12)の第1の位置のみを前記第1の信号に基づき調整するステップと、
    複数段の第2の複数のステータベーン(12)に前記第1の信号と別個で且つ独立した第2の信号を提供するステップと、
    第2の手段(26)により、前記複数段の第2の複数のステータベーン(12)の各々の第2の位置を第1の複数のステータベーン(12)の第1の位置とは別個に且つ独立して調整するステップと
    を含み、
    前記第1の信号及び第2の信号はそれぞれ速度信号入力及び作動モード入力に基づき、
    前記圧縮機が、前記第1の手段(24)が有する第1のアクチュエータ(74)及び前記第2の手段(26)が有する第2のアクチュエータ(76)の両方と係合するコネクタ(72)を更に備え、
    前記方法は、前記第2のアクチュエータ(76)によって前記コネクタ(72)を介して前記第1の複数のステータベーン(12)の位置及び前記複数段の前記第2の複数のステータベーン(12)の各々の位置の両方を調整ステップと、該コネクタ(72)によって生じる移動を前記第1のアクチュエータ(74)によって減少又は増大させて前記第1の複数のステータベーン(12)の位置をさらに調整するステップと、をさらに備えることを特徴とする、方法。
  8. 第1の複数のステータベーン(12)を開放しかつ第2の複数のステータベーン(12)を閉鎖するステップをさらに含む、請求項記載の方法。
  9. 第1の複数のステータベーン(12)を閉鎖しかつ第2の複数のステータベーン(12)を開放するステップをさらに含む、請求項又は記載の方法。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120134783A1 (en) 2010-11-30 2012-05-31 General Electric Company System and method for operating a compressor
US8909454B2 (en) * 2011-04-08 2014-12-09 General Electric Company Control of compression system with independently actuated inlet guide and/or stator vanes
US20140064910A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 General Electric Company Systems and Methods to Control Variable Stator Vanes in Gas Turbine Engines
DE102012216656B3 (de) 2012-09-18 2013-08-08 Siemens Aktiengesellschaft Verstellbarer Leitapparat
DE102012019950A1 (de) * 2012-10-11 2014-04-17 Man Diesel & Turbo Se Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen
EP2971598B1 (en) * 2013-03-13 2019-08-21 United Technologies Corporation Variable vane control system
JP6332740B2 (ja) 2014-03-13 2018-05-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 角度計測方法、測定治具
US10358934B2 (en) * 2016-04-11 2019-07-23 United Technologies Corporation Method and apparatus for adjusting variable vanes
US10519797B2 (en) 2016-06-27 2019-12-31 General Electric Company Turbine engine and stator vane pitch adjustment system therefor
US11073160B2 (en) * 2016-09-08 2021-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Adaptable articulating axial-flow compressor/turbine rotor blade
DE102016225482A1 (de) * 2016-12-19 2018-06-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verstelleinrichtung für die Verstellung mehrerer Leitschaufeln eines Triebwerks
CN109737069B (zh) * 2019-01-31 2023-10-20 浙江理工大学 用于研究多级离心泵导叶时序效应的可调节实验装置
US11630748B2 (en) * 2019-03-27 2023-04-18 Hamilton Sundstrand Corporation Reconfigurable stand alone distributed system motor controllers
CN110206760A (zh) * 2019-06-18 2019-09-06 中国民用航空飞行学院 一种伺服电机驱动可调静子叶片机械装置
FR3107319B1 (fr) * 2020-02-19 2022-08-12 Safran Aircraft Engines Module de turbomachine equipe de systeme de changement de pas des pales d’aubes de stator
US11802490B2 (en) * 2021-08-25 2023-10-31 Rolls-Royce Corporation Controllable variable fan outlet guide vanes
US11788429B2 (en) * 2021-08-25 2023-10-17 Rolls-Royce Corporation Variable tandem fan outlet guide vanes
JP2023179833A (ja) 2022-06-08 2023-12-20 三菱重工業株式会社 圧縮機制御装置、圧縮機の制御方法、及び、圧縮機の制御プログラム

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2613029A (en) * 1947-06-04 1952-10-07 Rolls Royce Axial flow compressor regulation
US3392909A (en) 1966-06-23 1968-07-16 United Aircraft Corp Vane positioning actuator
US3779665A (en) 1972-09-22 1973-12-18 Gen Electric Combined variable angle stator and windmill control system
US3861822A (en) * 1974-02-27 1975-01-21 Gen Electric Duct with vanes having selectively variable pitch
US3914066A (en) 1974-09-27 1975-10-21 Gen Motors Corp Vane actuation system
JPS5139207Y1 (ja) * 1975-09-04 1976-09-25
US4102604A (en) * 1977-05-04 1978-07-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for noninteracting control of a dynamic compressor having rotating vanes
FR2595117B1 (fr) 1986-02-28 1991-05-17 Mtu Muenchen Gmbh Turbocompresseur a geometrie variable
JPS62203998A (ja) * 1986-03-03 1987-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流圧縮機
GB8722714D0 (en) 1987-09-26 1987-11-04 Rolls Royce Plc Variable guide vane arrangement for compressor
GB2227527B (en) 1989-01-25 1993-06-09 Rolls Royce Plc A variable stator vane arrangement for an axial flow compressor
EP0412127B1 (en) 1989-02-27 1994-06-15 United Technologies Method and system for controlling variable compressor geometry
GB8913988D0 (en) 1989-06-17 1989-08-09 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to control of variable stator vanes
US5281087A (en) * 1992-06-10 1994-01-25 General Electric Company Industrial gas turbine engine with dual panel variable vane assembly
JPH06147189A (ja) 1992-11-11 1994-05-27 Hitachi Ltd 圧縮機の旋回失速防止装置
US5346360A (en) 1993-08-03 1994-09-13 General Electric Company Apparatus and methods for converting a steam turbine control system from mechanical/hydraulic to electrical/hydraulic control
SG104914A1 (en) * 1997-06-30 2004-07-30 Hitachi Ltd Gas turbine
US5993152A (en) 1997-10-14 1999-11-30 General Electric Company Nonlinear vane actuation
JPH11210699A (ja) * 1998-01-30 1999-08-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流圧縮機における可変静翼角の設定方法
US6234061B1 (en) 1998-10-20 2001-05-22 Control Products, Inc. Precision sensor for a hydraulic cylinder
JP4115037B2 (ja) * 1999-04-02 2008-07-09 三菱重工業株式会社 ガスタービン起動方法
WO2002014693A1 (en) 1999-08-13 2002-02-21 Argo-Tech Corporation Variable capacity pump for gas turbine engines
US6551057B1 (en) * 1999-11-22 2003-04-22 General Electric Company Damped torque shaft assembly
JP2003515666A (ja) * 1999-11-30 2003-05-07 バイオジェネシス・エンタープライジーズ・インコーポレイテッド ガスタービンブレード用化学洗浄液
US6553768B1 (en) * 2000-11-01 2003-04-29 General Electric Company Combined water-wash and wet-compression system for a gas turbine compressor and related method
US6466858B1 (en) 2000-11-02 2002-10-15 General Electric Company Methods and apparatus for monitoring gas turbine engine operation
US6487847B1 (en) 2000-11-03 2002-12-03 General Electric Company Gas turbine engine fuel control system
GB2376515B (en) 2001-06-13 2004-09-29 Rolls Royce Plc Bleed valve assembly
US6794766B2 (en) * 2001-06-29 2004-09-21 General Electric Company Method and operational strategy for controlling variable stator vanes of a gas turbine power generator compressor component during under-frequency events
JP2003013748A (ja) * 2001-07-02 2003-01-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 可変静翼装置とその制御方法
JP2003113721A (ja) 2001-10-03 2003-04-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器における燃料比率調節方法及び装置
US6735955B2 (en) 2001-10-10 2004-05-18 Goodrich Pump & Engine Control Systems, Inc. Control system for positioning compressor inlet guide vanes
US6823675B2 (en) 2002-11-13 2004-11-30 General Electric Company Adaptive model-based control systems and methods for controlling a gas turbine
GB0307035D0 (en) 2003-03-26 2003-04-30 Rolls Royce Plc Acceleration control in a multi-spool gas turbine engine
JP2005155590A (ja) 2003-10-30 2005-06-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン制御装置、ガスタービンシステム、ガスタービンの制御方法
US7096657B2 (en) 2003-12-30 2006-08-29 Honeywell International, Inc. Gas turbine engine electromechanical variable inlet guide vane actuation system
JP4529521B2 (ja) * 2004-04-05 2010-08-25 株式会社Ihi 圧縮機用翼揺動制御装置、ファン用翼揺動制御装置、圧縮機、及びファン
GB0416888D0 (en) 2004-07-29 2004-09-01 Rolls Royce Plc Controlling a plurality of devices
JP2006138250A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流形回転流体機械
US7762084B2 (en) 2004-11-12 2010-07-27 Rolls-Royce Canada, Ltd. System and method for controlling the working line position in a gas turbine engine compressor
US8641367B2 (en) 2004-12-01 2014-02-04 United Technologies Corporation Plurality of individually controlled inlet guide vanes in a turbofan engine and corresponding controlling method
DE602004019710D1 (de) 2004-12-01 2009-04-09 United Technologies Corp Fernbetätigung für eine verstellbare stufe eines verdichters für einen turbinenmotor
FR2879687B1 (fr) 2004-12-16 2007-04-20 Snecma Moteurs Sa Turbomachine a stator comportant un etage d'aubes de redresseur actionnees par une couronne rotative deplacee par des moyens moteurs electriques
US7690889B2 (en) 2005-07-20 2010-04-06 United Technologies Corporation Inner diameter variable vane actuation mechanism
JP4699130B2 (ja) 2005-08-03 2011-06-08 三菱重工業株式会社 ガスタービンの入口案内翼制御装置
US8479523B2 (en) 2006-05-26 2013-07-09 General Electric Company Method for gas turbine operation during under-frequency operation through use of air extraction
EP2038712B2 (en) 2006-06-13 2019-08-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Control system configured to compensate for non-ideal actuator-to-joint linkage characteristics in a medical robotic system
EP1867877A1 (en) 2006-06-16 2007-12-19 Ansaldo Energia S.P.A. Gas turbine compressor
US7572105B2 (en) * 2006-10-25 2009-08-11 General Electric Company Airfoil shape for a compressor
DE102007012119A1 (de) 2007-03-13 2008-09-18 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Drosselgradabhängige Schaufelverstellung bei Strömungsarbeitsmaschinen
GB2448734A (en) 2007-04-26 2008-10-29 Rolls Royce Plc Controlling operation of a compressor to avoid surge, stall or flutter
US7927067B2 (en) 2007-05-01 2011-04-19 United Technologies Corporation System and method for controlling stator assemblies
US8474268B2 (en) * 2007-08-16 2013-07-02 General Electric Company Method of mitigating undesired gas turbine transient response using event based actions
US8348600B2 (en) 2008-05-27 2013-01-08 United Technologies Corporation Gas turbine engine having controllable inlet guide vanes
GB0813413D0 (en) * 2008-07-23 2008-08-27 Rolls Royce Plc A compressor variable stator vane arrangement
CH699395A1 (de) 2008-08-21 2010-02-26 Alstom Technology Ltd Gasturbine und verfahren zu deren betrieb.
US8291716B2 (en) 2008-10-08 2012-10-23 The Invention Science Fund I Llc Hybrid propulsive engine including at least one independently rotatable turbine stator
GB2467153B (en) 2009-01-26 2010-12-08 Rolls Royce Plc A variable assembly
DE102009009715A1 (de) 2009-02-19 2010-08-26 Mtu Aero Engines Gmbh Verdichter mit Leitgitter mit radial veränderlicher Abströmung
JP2010196550A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 回転軸とレバーの取付構造、回転軸とレバーの取付方法、及び、流体機械
US8516829B2 (en) 2009-05-27 2013-08-27 General Electric Company Systems and methods for modifying the performance of a gas turbine
GB0919771D0 (en) 2009-11-12 2009-12-30 Rolls Royce Plc Gas compression
US8770912B2 (en) 2010-04-28 2014-07-08 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for controlling turbine guide vane positions
US20120134783A1 (en) 2010-11-30 2012-05-31 General Electric Company System and method for operating a compressor
US9068470B2 (en) 2011-04-21 2015-06-30 General Electric Company Independently-controlled gas turbine inlet guide vanes and variable stator vanes
GB201110116D0 (en) 2011-06-16 2011-07-27 Rolls Royce Plc Surge margin control

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