JPH0218296Y2

JPH0218296Y2 -

Info

Publication number: JPH0218296Y2
Application number: JP1984124979U
Authority: JP
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1990-05-22
Also published as: JPS6139444U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、主として複数個の内燃機関を１個の
負荷に連結して運転する、いわゆる多機１軸運転
において、各内燃機関の負荷分担を制御する負荷
分担制御装置に関する。

一般に、複数個の内燃機関を伝達機構を介し
て、１個の負荷、例えば発電機に接続して運転す
る場合、各内燃機関に均等に負荷がかかるように
することが必要である。

ところで、従来、１個のガバナコントローラの
出力端子に各内燃機関の作動コイルを直列に接続
して各内燃機関の制御量を同一にする。いわゆる
電気ガバナを利用したタンデム方式においては、
各作動コイルの電気的なヒステリシス、あるいは
機械的なばらつき等によつて、各内燃機関の性能
（排気ガス温度、圧力等）に差異が生じるため、
各内燃機関にそれぞれ均等に定格負荷まで負わせ
るように制御することはむずかしいという問題が
ある。

本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、複数個の内燃機関を使
用した場合に、その性能のばらつきを抑制でき、
各内燃機関にかかる負荷分担を高精度に制御でき
て、各内燃機関に均等に定格負荷まで負わせるこ
とができる内燃機関における負荷分担制御装置を
提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案は、１個の
負荷に伝達機構を介して連結された第１内燃機関
と第２内燃機関の各々の運転状態を検出する第１
状態検出手段及び第２状態検出手段と、該各状態
検出手段の出力を引算回路で比較し、引算回路の
出力電圧が負で、かつ第１比較回路に設定された
負の第１設定電圧より小さいときは第１制御信号
を出力し、また引算回路の出力電圧が正で、かつ
第２比較回路に設定された正の第２設定電圧より
大きいときは第２制御信号を出力する信号比較手
段と、ガバナコントローラに接続されて上記各内
燃機関にそれぞれ設けられ燃料供給量を加減する
第１作動コイル及び第２作動コイルと、上記第１
作動コイルの両端に常開接点手段を並列に接続し
た第１内燃機関用リレー手段と第２作動コイルの
両端に常開接点手段を並列に接続した第２内燃機
関用リレー手段とを並列にシーケンス制御回路に
備え、上記信号比較手段から第１制御信号が出力
されたときには、第２内燃機関用リレー手段の消
磁、または第１内燃機関用リレー手段の励磁によ
り第１作動コイルに流れる電流を相対的に減少さ
せて第１内燃機関の出力を相対的に上げさせ、ま
た上記信号比較手段から第２制御信号が出力され
たときには、第１内燃機関用リレー手段の消磁、
または第２内燃機関用リレー手段の励磁により第
２作動コイルに流れる電流を相対的に減少させて
第２内燃機関の出力を相対的に上げさせる燃料供
給制御手段とを具備した構成としたものである。

以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説明
する。

図中１は、発電機などの負荷を示し、この負荷
１は伝達機構２を介して第１、第２ガスタービン
（内燃機関）３，４に連結されている。そして、
第１、第２ガスタービン３，４には、それぞれ燃
焼温度を検出する熱電対などの温度検出器（状態
検出手段）５，６が付設されており、各温度検出
器５，６からの電気信号は、それぞれ増幅器７，
８により増幅されて信号比較手段９の引算回路１
０に入力されている。この引算回路１０は第１、
第２比較回路１１，１２の一方の入力端に各々接
続されており、各比較回路１１，１２の他方の入
力端には、それぞれ基準電圧発生器１３と可変抵
抗VR１，VR２によつて設定された負の第１設
定電圧−v₁及び正の第２設定電圧v₂が印加されて
いる。そして、第２ガスタービン４の燃焼温度が
第１ガスタービン３の燃焼温度より高くなつて、
引算回路１０の出力電圧（負電圧）が上記第１設
定電圧−v₁より小さくなると、第１比較回路１１
は信号S₁を出力し、かつ第１ガスタービン３の燃
焼温度が第２ガスタービン４の燃焼温度より高く
なつて、引算回路１０の出力電圧（正電圧）が上
記第２設定電圧＋v₂より大きくなると、第２比較
回路１２は信号S₂を出力するようになつている。
これらの第１、第２比較回路１１，１２は燃料供
給制御手段１４のシーケンス制御回路１５に接続
されており、このシーケンス制御回路１５は、第
１比較回路１１の出力S₁によりリレーRA，RB，
RC，RDを順次励磁し、かつ第２比較回路１２の
出力S₂によりリレーRE，RF，RG，RHを順次
励磁するもので、一旦励磁された各リレーRA〜
RHは各出力信号S₁，S₂が断となつてもその状態
を保持しており、励磁した出力信号と逆の信号
（例えば、第１比較回路１１の出力信号S₁により
励磁されるリレーRA〜RDの場合は、第２比較
回路１２の出力信号S₂、第２比較回路１２の出力
信号S₂により励磁されるリレーRE〜RHの場合
は、第１比較回路１１の出力信号S₁）によつて順
次消磁されるようになつている。

また、上記第１、第２ガスタービン３，４に
は、それぞれ第１、第２作動コイル１６，１７が
設けられており、これらの作動コイル１６，１７
とガバナコントローラ１８とは直列接続されてい
る。また、第１作動コイル１６の両端には、リレ
ーRAの常開接点ａと抵抗r₁と可変抵抗VR３とが
接続されていると共に、リレーRBの常開接点ｂ
と抵抗r₂、リレーRCの常開接点ｃと抵抗r₃、リ
レーRDの常開接点ｄと抵抗r₄がそれぞれ並列に
接続されている。さらに、第２作動コイル１７の
両端には、リレーREの常開接点ｅと抵抗r₅と可
変抵抗VR４、リレーRFの常開接点ｆと抵抗r₆、
リレーRGの常開接点ｇと抵抗r₇、リレーRHの常
開接点ｈと抵抗r₈が各々並列接続されている。そ
して、各作動コイル１６，１７に流れる電流はガ
バナコントローラ１８と各抵抗r₁〜r₈及び可変抵
抗VR３，VR４により制御され、各作動コイル
１６，１７に流れる電流が減少すると、各ガスタ
ービン３，４に供給される燃料の量が増加するよ
うになつている。

次に、上記のように構成された負荷分担制御装
置の作用について説明する。

第１ガスタービン３と第２ガスタービン４を作
動させて、２台のガスタービン３，４によつて負
荷１を駆動している状態において、第１ガスター
ビン３の燃焼温度が第２ガスタービン４の燃焼温
度より高くなると、第１ガスタービン３に設けら
れた温度検出器５の出力信号が第２ガスタービン
４に設けられた温度検出器６の出力信号より大き
くなる。従つて、引算回路１０において、増幅器
７によつて増幅された上記温度検出器５の出力信
号と増幅器８によつて増幅された上記温度検出器
６の出力信号とが比較されるから、引算回路１０
は該各出力信号の差に比例した正電圧を出力す
る。そして、この正電圧が第２比較回路１２に入
力されている正の第２設定電圧＋v₂より大きくな
ると、第２比較回路１２からシーケンス制御回路
１５に信号S₂が入力される。この時、各リレー
RA〜RHがいずれも励磁されていない状態とす
ると、シーケンス制御回路１５は、第２比較回路
１２の出力信号S₂によつて、まずリレーREを励
磁する。従つて、リレーREの常開接点ｅが閉じ
て、第２ガスタービン４の第２作動コイル１７の
両端に、上記常開接点ｅ、抵抗r₅、可変抵抗VR
４が接続されるから、今まで第２作動コイル１７
だけに流れていた電流が分流されて、常開接点
ｅ、抵抗r₅、可変抵抗VR４側にも流れる。この
結果、第２作動コイル１７を流れる電流が減少す
るから、第２ガスタービン４に供給される燃料の
量が増加し、第２ガスタービン４の燃焼温度が上
昇する。このため、タンデム運転された機関速度
（回転数）が上昇するが、ガバナコントローラ１
８が直ちに定格速度に戻す。このようにして、第
１ガスタービン３と第２ガスタービン４の燃焼温
度差が減少する。この燃焼温度差が減少して、上
記引算回路１０の出力する正電圧が上記第２設定
電圧＋v₂より小さくなると、上記第２比較回路１
２から出力されていた信号S₂が出力されなくなる
から、シーケンス制御回路１５はリレーREを励
磁したままの状態を維持する。

また、第１ガスタービン３と第２ガスタービン
４との燃焼温度差が依然として大きい場合には、
上記第２比較回路１２からシーケンス制御回路１
５に対して信号S₂が出力され続けるから、所定時
間経過後シーケンス制御回路１５は、リレーRE
に加えてリレーRFを励磁し、さらに上記信号S₂
が出力され続けると、所定時間間隔毎にリレー
RG，RHと順次励磁する。このため、各リレー
RF，RG，RHが順次励磁される毎に各常開接点
ｆ，ｇ，ｈが閉じて、第２作動コイル１７の両端
には、各抵抗r₆，r₇，r₈が順次並列に挿入される
ことになり、各抵抗r₆，r₇，r₈側に電流が流れる
から、第２作動コイル１７に流れる電流が減少す
る。このため、第２ガスタービン４に供給される
燃料の量が増加して、第２ガスタービン４の燃焼
温度が上昇していく。

シーケンス制御回路１５が各リレーRE〜RH
を励磁している状態で、第２ガスタービン４の燃
焼温度が第１ガスタービン３の燃焼温度より高く
なると、その差に比例して、引算回路１０は負電
圧を出力する。そして、この負電圧が第１比較回
路１１に入力されている負の第１設定電圧−v₁よ
り小さくなると、第１比較回路１１からシーケン
ス制御回路１５に信号S₁が入力される。この信号
S₁によつて、シーケンス制御回路１５は、今まで
励磁されていたリレーRHを消磁するから、常開
接点ｈが開いて、今まで第２作動コイル１７の両
端に接続されていた抵抗r₈が除かれる。従つて、
作動コイル１７に流れる電流が増加して、第２ガ
スタービン４に供給される燃料の量が減少し、第
２ガスタービン４の燃焼温度が下がり始める。そ
して、リレーRHを消磁しても、第２ガスタービ
ン４と第１ガスタービン３との燃焼温度差が依然
として大きく、上記引算回路１０の出力電圧（負
電圧）が上記第１設定電圧−v₁より小さい場合に
は、第１比較回路１１の信号S₁がシーケンス制御
回路１５に入力され続けるから、シーケンス制御
回路１５は、所定時間経過後、リレーRG，RF，
REを順次消磁する。このようにして、第２作動
コイル１７に流れる電流を順次増加させて、第２
ガスタービン４に供給する燃料の量を減らし、第
２ガスタービン４の燃焼温度を低下させる。

各リレーRE〜RHを全て消磁しても、まだ第
２ガスタービン４の燃焼温度が第１ガスタービン
３の燃焼温度より高く、上記第１比較回路１１が
信号S₁を出力し続ける場合には、シーケンス制御
回路１５は、順次各リレーRA，RB，RC，RD
を励磁して、第１作動コイル１６を流れる電流を
減少させて、第１ガスタービン３の燃焼温度を上
昇させる制御を行なう。

上記のようにして、各ガスタービン３，４にか
かる負荷の状態を示す各ガスタービン３，４の燃
焼温度を一致させるように制御するので、各ガス
タービン３，４毎の負荷分担を精度良く制御でき
て、各ガスタービン３，４に均等に定格負荷まで
かける運転を行なうことができる。

なお、本実施例においては、複数のガスタービ
ン３，４によつて１つの負荷（発電機）１を駆動
する場合について、各ガスタービン３，４にかか
る負荷の状態を示す指標として各ガスタービン
３，４の燃焼温度を用いて説明したが、他の内燃
機関に適用してもよく、例えばデイーゼル機関の
場合には、上記指標として排気温度、給気圧力等
を用いればよい。また、本実施例においては、ガ
バナコントローラ１８に複数の作動コイル１６，
１７を直列に接続する、いわゆるタンデム運転方
式について説明したが、各内燃機関毎に別個の電
気ガバナを使用した運転の場合についても適用で
きることは言うまでもない。

なお、可変抵抗VR３，VR４は常開接点ａな
いしｅが閉じた時に作動コイル１６ないし１７に
流れる電流の減少量が適当になるように、あらか
じめ調整を行なうために設けたもので、本装置製
作前にr₁およびr₅の適正抵抗値が判明している場
合には、VR３，VR４はなくともよい。

また、各抵抗r₂〜r₄，r₆〜r₈と直列に可変抵抗
を設置し、それぞれの適正抵抗値を調整できるよ
うにしてもよいが、複雑な操作の割にはその効果
が少いので、本実施例では、VR３，VR４のみ
を設置した例を示した。

以上説明したように、本考案は、１個の負荷に
伝達機構を介して連結された第１内燃機関と第２
内燃機関の各々の運転状態を検出する第１状態検
出手段及び第２状態検出手段と、該各状態検出手
段の出力を引算回路で比較し、引算回路の出力電
圧が負で、かつ第１比較回路に設定された負の第
１設定電圧より小さいときは第１制御信号を出力
し、また引算回路の出力電圧が正で、かつ第２比
較回路に設定された正の第２設定電圧より大きい
ときは第２制御信号を出力する信号比較手段と、
ガバナコントローラに接続されて上記各内燃機関
にそれぞれ設けられ燃料供給量を加減する第１作
動コイル及び第２作動コイルと、上記第１作動コ
イルの両端に常開接点手段を並列に接続した第１
内燃機関用リレー手段と第２作動コイルの両端に
常開接点手段を並列に接続した第２内燃機関用リ
レー手段とを並列にシーケンス制御回路に備え、
上記信号比較手段から第１制御信号が出力された
ときには、第２内燃機関用リレー手段の消磁、ま
たは第１内燃機関用リレー手段の励磁により第１
作動コイルに流れる電流を相対的に減少させて第
１内燃機関の出力を相対的に上げさせ、また上記
信号比較手段から第２制御信号が出力されたとき
には、第１内燃機関用リレー手段の消磁、または
第２内燃機関用リレー手段の励磁により第２作動
コイルに流れる電流を相対的に減少させて第２内
燃機関の出力を相対的に上げさせる燃料供給制御
手段とを具備した構成としたものであるから、各
内燃機関の作動コイルに流れる電流を加減するこ
とにより、各内燃機関に供給する燃料の量を制御
することができて、各内燃機関に生じる性能（排
気ガス温度、圧力等）のばらつきを抑制すること
ができる。従つて、各内燃機関にかかる負荷分担
を精度良く制御でき、各内燃機関に均等にほぼそ
の定格負荷まで負わせることができて、極めて効
率が良いという優れた効果を有する。また、本考
案の燃料供給制御手段は、前述のように、第１作
動コイルの両端に常開接点手段を並列に接続した
第１内燃機関用リレー手段と第２作動コイルの両
端に常開接点手段を並列に接続した第２内燃機関
用リレー手段とを並列にシーケンス制御回路に備
え、上記信号比較手段から第１制御信号が出力さ
れたときには、第２内燃機関用リレー手段の消
磁、または第１内燃機関用リレー手段の励磁によ
り第１作動コイルに流れる電流を相対的に減少さ
せて第１内燃機関の出力を相対的に上げさせ、ま
た上記信号比較手段から第２制御信号が出力され
たときには、第１内燃機関用リレー手段の消磁、
または第２内燃機関用リレー手段の励磁により第
２作動コイルに流れる電流を相対的に減少させて
第２内燃機関の出力を相対的に上げさせる構成と
されているので、リレー手段の数を増して制御段
数を増加させたり、また上記リレー手段の常開接
点手段が設けられた電気回路に可変抵抗を入れて
作動コイルによる内燃機関の制御幅を変えたりす
ることが容易であるとともに、引算回路の出力電
圧を比較回路に設定された電圧と比較して燃料供
給制御手段に出力する構成とされているので、例
えば、比較回路の設定電圧を可変抵抗等によつて
可変とし、燃料供給制御手段の作動初期値を自由
に変えるようにすることが容易であり、総じて微
調整が簡単で扱い易い電気式の負荷分担制御装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例を示す概略構成図であ
る。１……負荷、２……伝達機構、３……第１ガス
タービン（内燃機関）、４……第２ガスタービン
（内燃機関）、５……温度検出器（状態検出手段）、
６……温度検出器（状態検出手段）、９……信号
比較手段、１４……燃料供給制御手段、１６……
第１作動コイル、１７……第２作動コイル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

１個の負荷１に伝達機構２を介して連結された
第１内燃機関３と第２内燃機関４の各々の運転状
態を検出する第１状態検出手段５及び第２状態検
出手段６と、該各状態検出手段５，６の出力を引
算回路１０で比較し、引算回路１０の出力電圧が
負で、かつ第１比較回路１１に設定された負の第
１設定電圧−v₁より小さいときは第１制御信号S₁
を出力し、また引算回路１０の出力電圧が正で、
かつ第２比較回路１２に設定された正の第２設定
電圧＋v₂より大きいときは第２制御信号S₂を出力
する信号比較手段９と、ガバナコントローラ１８
に接続されて上記各内燃機関３，４にそれぞれ設
けられ燃料供給量を加減する第１作動コイル１６
及び第２作動コイル１７と、上記第１作動コイル
１６の両端に常開接点手段ａ〜ｄを並列に接続し
た第１内燃機関用リレー手段RA〜RDと第２作
動コイル１７の両端に常開接点手段ｅ〜ｈを並列
に接続した第２内燃機関用リレー手段RE〜RH
とを並列にシーケンス制御回路１５に備え、上記
信号比較手段９から第１制御信号S₁が出力された
ときには、第２内燃機関用リレー手段RE〜RH
の消磁、または第１内燃機関用リレー手段RA〜
RDの励磁により第１作動コイル１６に流れる電
流を相対的に減少させて第１内燃機関３の出力を
相対的に上げさせ、また上記信号比較手段９から
第２制御信号S₂が出力されたときには、第１内燃
機関用リレー手段RA〜RDの消磁、または第２
内燃機関用リレー手段RE〜RHの励磁により第
２作動コイル１７に流れる電流を相対的に減少さ
せて第２内燃機関４の出力を相対的に上げさせる
燃料供給制御手段１４とを具備したことを特徴と
する内燃機関における負荷分担制御装置。