JPH04171229A - Starting control device of gas turbine engine - Google Patents

Starting control device of gas turbine engine

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JPH04171229A
JPH04171229A JP29365390A JP29365390A JPH04171229A JP H04171229 A JPH04171229 A JP H04171229A JP 29365390 A JP29365390 A JP 29365390A JP 29365390 A JP29365390 A JP 29365390A JP H04171229 A JPH04171229 A JP H04171229A
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JP
Japan
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combustor
fuel
engine
amount
gas turbine
Prior art date
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Application number
JP29365390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Nakaya
中家 義人
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH04171229A publication Critical patent/JPH04171229A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent any burning damage inside a combustor or a compressor turbine by cutting fuel with a startor turned on when a stored fuel amount of the combustor is a prescribed value or less and an inlet temperature is a prescribed value or more in case of judgment of misfire. CONSTITUTION:In a control circuit 10, it is judged by the number of revolution N1 of a gas generator GG and the outlet temperature T6 of an output turbine PT whether a gas turbine GT is ignited or not. When the amount of fuel stored in a combustor CC is a prescribed value or less, and when the inlet temperature T35 of the combustor CC is a prescribed value or more, provided that an ignition mistake is judged, fuel is cut with a startor motor SM turned on. It is thus possible to prevent any burning damage inside the combustor CC or a compressor turbine CT, since the gas generator GG runs freely and fuel stored inside the combustor CC is blown away so as to carry out ventilation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガスタービン機関の始動制御装置に関し、特に
、自動車に搭載されるガスタービン機関の始動制御装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a start control device for a gas turbine engine, and particularly to a start control device for a gas turbine engine mounted on an automobile.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4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。
FIG. 4 shows an example of a general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine installed in an automobile with an automatic transmission.

二軸式ガスタービン機関では、スタータSHによってフ
ロントギヤF/Gが回転して起動すると、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にてアクチュエータA1により供給される燃料
と混合されて燃焼し、その燃焼ガスがコンプレッサCと
同軸の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の回転数がコンプレッサCの圧
縮度を左右し、両者は総称してガスジェネレータGGと
呼ばれる。
In a two-shaft gas turbine engine, when the starter SH rotates the front gear F/G and starts the engine, intake air is compressed by the compressor C, heated by the heat exchanger HE, and supplied to the combustor CC by the actuator A1. The combustion gas rotates a compressor turbine CT coaxial with the compressor C. The rotation speed of the compressor turbine CT determines the degree of compression of the compressor C, and both are collectively called a gas generator GG.

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
ー(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。
The combustion gas that has driven the compressor turbine CT passes through a variable nozzle VN adjusted by an actuator A2 to drive a power (output) turbine PT, and then passes through a heat exchanger HE to become exhaust gas and is discharged to the atmosphere.

そして、出力タービンPTの回転は減速歯車R/Gによ
って減速されて自動変速11A/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りを介し
て車輪Wに伝達される。
Then, the rotation of the output turbine PT is decelerated by the reduction gear R/G and transmitted to the automatic transmission 11A/T, and after being converted to a rotation speed according to the shift state, it is transmitted to the wheels W via the differential gear. Ru.

なお、アクチュエータAt、 A2は制御回路C0NT
によって機関の運転状態に応じて駆動され、この為、制
御回路C0NTにはアクセルペダルAP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
る。また、一般に、第4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Oで囲まれた番号の位置の吸気圧P
や温度Tを示す。
Note that the actuators At and A2 are the control circuit C0NT.
Therefore, the opening degree of the accelerator pedal AP and engine operating state parameters from a sensor (not shown) are input to the control circuit C0NT. In addition, in general, the intake pressure at position ■ in Fig. 4 is P3,
The temperature at position (■) is T4, and the intake pressure P and temperature T
The subscript added to is the intake pressure P at the numbered position surrounded by O.
and temperature T.

ところで、ピストン機関では、始動時にスタータを回す
とピストンが往復動するために、燃焼室内に残留する燃
料は換気される。しかしながら、以上のように構成され
た車両用のガスタービン機関では、ピストンがないので
換気を行うものがなく、始動時に着火ミスがあると燃料
が供給され続け、燃料が燃焼器CCに蓄積されていた。
By the way, in a piston engine, when the starter is turned during startup, the piston reciprocates, so the fuel remaining in the combustion chamber is ventilated. However, in a vehicle gas turbine engine configured as described above, there is no piston, so there is nothing for ventilation, and if there is an ignition error during startup, fuel will continue to be supplied and the fuel will accumulate in the combustor CC. Ta.

そして、燃料が燃焼器CCに蓄積された状態で燃料に着
火すると、燃焼器CC内あるいは燃焼器CCの下流側の
コンプレッサタービンCTが高温になり、焼損する恐れ
があった。
If the fuel is ignited while the fuel is accumulated in the combustor CC, the compressor turbine CT within the combustor CC or on the downstream side of the combustor CC becomes hot, and there is a risk of burning out.

そこで、始動時の失火を検出すると自動的に燃料を遮断
する装置(特開昭59−18241号公報)によって燃
料の供給を止めることが従来行われていた。
Therefore, it has conventionally been done to stop the fuel supply using a device (Japanese Unexamined Patent Publication No. 18241/1983) that automatically cuts off the fuel when a misfire during startup is detected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、始動時の失火を検出して自動的に燃料を遮断
しても、その後機関が停止してしまうため、燃料遮断前
に燃焼器CCに供給された燃料が燃焼器CCに蓄積され
る。この時、燃焼器CCが高温の時にはこの蓄積燃料が
引火し、燃焼器CCまたはコンプレッサタービンCTが
溶損する恐れがあった。
However, even if a misfire at startup is detected and the fuel is automatically cut off, the engine will then stop, so the fuel that was supplied to the combustor CC before the fuel cutoff will be accumulated in the combustor CC. At this time, when the combustor CC was at a high temperature, this accumulated fuel would catch fire, and there was a risk that the combustor CC or the compressor turbine CT would be melted and damaged.

従って、本発明の目的は、始動時に着火ミスを判断した
時には、燃焼器CC内に残留する燃料量を計算し、その
値が設定値を超えれば、燃料の供給をカットすると共に
、その時の燃焼器CCの温度に応じてガスジェネレータ
GGにフリーランを行わせて自動的に換気を行うことが
でき、燃焼器CC内あるいは燃焼器CCの下流側のコン
プレッサタービンCTが高温になって焼損する恐れのな
いガスタービン機関の始動制御装置を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to calculate the amount of fuel remaining in the combustor CC when an ignition error is determined at startup, and if that value exceeds a set value, cut the fuel supply and According to the temperature of the combustor CC, the gas generator GG can be made to free-run and ventilation can be performed automatically, which prevents the risk of the compressor turbine CT inside the combustor CC or on the downstream side of the combustor CC becoming hot and burning out. An object of the present invention is to provide a starting control device for a gas turbine engine that is free of combustible gas turbine engines.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成する本発明の二輪式ガスタービン機関の
構成が第1図に示される。
The configuration of a two-wheeled gas turbine engine according to the present invention that achieves the above object is shown in FIG.

本発明のガスタービン機関のサージング検出装置は、第
1図に示すように、コンプレッサCとコンプレッサター
ビンCTと、燃焼器CCと、別軸の出力タービンPTを
備えた二輪式ガスタービン機関において、機関の運転状
態により始動時における着火を判断する着火判断手段1
と、燃焼器CCに溜まった燃料量を検出する蓄積燃料量
検出手段2と、燃焼器CCの入口温度T、Sを検出する
温度検出手段3と、着火判断手段1により着火ミスと判
断された場合に、燃焼器CCに溜まった燃料量が所定値
以内で、かつ燃焼器CCの入口温度T3Sが所定値以上
の時に、スタータをON状態のまま燃料をカットする蓄
積燃料換気手段4とを備えることを特徴としている。
As shown in FIG. 1, the surging detection device for a gas turbine engine of the present invention is applied to a two-wheeled gas turbine engine equipped with a compressor C, a compressor turbine CT, a combustor CC, and an output turbine PT on a separate shaft. Ignition determining means 1 for determining ignition at startup based on the operating state of
The accumulated fuel amount detection means 2 detects the amount of fuel accumulated in the combustor CC, the temperature detection means 3 detects the inlet temperatures T and S of the combustor CC, and the ignition determination means 1 determine that an ignition error has occurred. In this case, when the amount of fuel accumulated in the combustor CC is within a predetermined value and the inlet temperature T3S of the combustor CC is greater than or equal to the predetermined value, the accumulated fuel ventilation means 4 is provided to cut off the fuel with the starter in the ON state. It is characterized by

〔作用〕[Effect]

本発明のガスタービン機関の始動制御装置によれば、機
関始動時に機関の着火が判断され、着火ミスの時に、燃
料の燃焼器CC内への蓄積量が計算され、燃料の蓄積量
が所定値以下の時で、かつ燃焼器CCの温度が所定値以
上の時に、燃焼器CC内の蓄積燃料の気化量が多いと判
断されて所定時間燃料カットのままスタータの回転が継
続され、ガスジェネレータGGがフリーランして燃焼器
CC内に残留する燃料が吹き飛ばされて換気が行われる
According to the gas turbine engine start control device of the present invention, engine ignition is determined when the engine is started, and when an ignition error occurs, the amount of fuel accumulated in the combustor CC is calculated, and the amount of accumulated fuel is set to a predetermined value. In the following cases, and when the temperature of the combustor CC is higher than a predetermined value, it is determined that the amount of vaporized fuel accumulated in the combustor CC is large, and the starter continues to rotate with fuel cut for a predetermined time, and the gas generator GG Free-runs and the fuel remaining in the combustor CC is blown away, thereby providing ventilation.

〔実施例〕〔Example〕

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
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

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4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)を付しである。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment of a two-shaft gas turbine engine of the present invention installed in a vehicle with an automatic transmission, and shows the same components as the two-shaft gas turbine engine shown in FIG. The same reference numerals (symbols) are given for the above.

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、スタータ等の補
機類が接続するフロントギヤF/G 、コンプレッサC
1熱交換器HE、燃焼器CC、コンプレッサCに回転軸
で直結されたコンプレッサタービンCT、可変ノズルV
N、出力タービンPT及び減速歯車R/G等がある。ス
タータSMによってフロントギヤF/Gが回転するガス
タービンGTの起動時には、コンプレッサCから燃焼器
CCに入る吸気とアクチュエータA1から燃焼器CCに
供給される燃料とが混合され、点火プラグPLの火花に
よって着火して燃焼が開始される。
In the figure, GT is a gas turbine, and this gas turbine GT has a front gear F/G, a compressor C, to which auxiliary equipment such as a fuel pump, oil pump, and starter are connected.
1 heat exchanger HE, combustor CC, compressor turbine CT directly connected to compressor C by a rotating shaft, variable nozzle V
N, output turbine PT, reduction gear R/G, etc. When starting the gas turbine GT, in which the front gear F/G is rotated by the starter SM, the intake air entering the combustor CC from the compressor C and the fuel supplied to the combustor CC from the actuator A1 are mixed, and by the spark of the spark plug PL. It ignites and combustion begins.

ガスタービンGTの起動後は、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C
Tを駆動した燃焼ガスは、可変ノズルVNを経て出力タ
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。A2は可変ノズルVNの開
度を調整するアクチュエータである。
After starting the gas turbine GT, intake air is compressed by the compressor C, heated by the heat exchanger HE, mixed with fuel and combusted in the combustor CC, and the combustion gas rotates the compressor turbine CT. compressor turbine C
The combustion gas that drove T passes through the variable nozzle VN to drive the output turbine PT, and then passes through the heat exchanger HE to become exhaust gas and is discharged to the atmosphere. A2 is an actuator that adjusts the opening degree of the variable nozzle VN.

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の出力タービン
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、ここに内蔵されたトルクコンバ
ータ及び変速機構を介して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り、図示しない差動歯車を
経て駆動輪を回転させる。なお、トルクコンバータには
ロックアツプクラッチが設けられることもある。
The reduction gear R/G of the gas turbine GT is equipped with an automatic transmission A/
The rotation of the output turbine PT of the gas turbine GT is reduced by the reduction gear R/G and transmitted to the automatic transmission A/T, where it is shifted via the built-in torque converter and transmission mechanism. The rotational speed is converted into a rotational speed according to the state and becomes an axle drive output, which rotates the drive wheels via a differential gear (not shown). Note that the torque converter may be provided with a lock-up clutch.

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
INa 、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 、バックアップされたランダム
アクセスメモリB−RAM 、および出力回路OUT等
があり、それぞれパスライン11で接続されている。
The control circuit 10 that controls the gas turbine GT and the automatic transmission A/T includes an input interface INa for analog signals and an input interface INd for digital signals.
, an analog-to-digital converter A/D that digitally converts the signal from the input interface INa, a central processing unit CPU, a random access memory RAM, a read-only memory ROM, a backed-up random access memory B-RAM, an output circuit OUT, etc. , and are connected to each other by a pass line 11.

また、二輪式ガスタービン機関には、大気圧P0を検出
する温度センサsp、、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SN、、コンプレッサCの
出口温度T、を検出する温度センサST。
The two-wheel gas turbine engine also includes a temperature sensor SP that detects the atmospheric pressure P0, a rotation speed sensor SN that detects the rotation speed N1 of the gas generator GG, and a temperature sensor ST that detects the outlet temperature T of the compressor C. .

と出口圧力P3を検出する圧カセンサSP3.燃焼器C
Cの入口温度T3Sを検出する温度センサ5T3S、出
力タービンPTの出口温度を検出する温度センサST、
and a pressure sensor SP3. which detects the outlet pressure P3. Combustor C
a temperature sensor 5T3S that detects the inlet temperature T3S of C, a temperature sensor ST that detects the outlet temperature of the output turbine PT,
.

減速歯車R/Gを経たガスタービンGTの回転数N。The rotational speed N of the gas turbine GT via the reduction gear R/G.

を検出する回転数センサSN3.及び車軸駆動回転数N
Fを検出する回転数センサSNp等が設けられている。
Rotation speed sensor SN3. and axle drive rotation speed N
A rotation speed sensor SNp for detecting F is provided.

アナログ信号用の入力インタフェースINaには、ガス
タービンGTに設けられた前述のセンサからの信号N3
. N3. NF、 P o、 P 3. Tss、 
Thやアクセルペダルからのアクセル踏み込み量信号θ
acc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−からのシフト位置信号、ブレーキカラノブレー
キ信号等のデジタル信号が入力される。
The analog signal input interface INa receives the signal N3 from the above-mentioned sensor provided in the gas turbine GT.
.. N3. NF, P o, P 3. Tss,
Th and accelerator depression amount signal θ from the accelerator pedal
acc, etc. are input, and digital signals such as an on/off signal from a key switch, a shift position signal from a shift lever, and a brake carano brake signal are input to a digital signal input interface INd.

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(燃料噴射量)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VNO
開度を指示する信号α5、トルクコンバータのロックア
ツプクラッチのオンオフを指示する信号S3、自動変速
機A/Tの変速信号S2.Szやスロットルワイヤ信号
θ。、点火プラグPLへのイグニッション信号IG、ス
タータモータSMへの通電信号等が出力される。
On the other hand, from the output circuit OUT, a signal Gf instructing the fuel flow rate (fuel injection amount) to the actuator A1 of the combustor CC, and a variable nozzle VNO to the actuator A2.
A signal α5 instructing the opening degree, a signal S3 instructing on/off of the lock-up clutch of the torque converter, a shift signal S2 of the automatic transmission A/T. Sz and throttle wire signal θ. , an ignition signal IG to the spark plug PL, an energization signal to the starter motor SM, etc. are output.

ガスタービンGTの運転中の燃料流量Gfは、ガスジェ
ネレータGGの回転数N+、コンプレッサCの出口圧力
P3、燃焼器CCの入口温度T3S、およびアクセル踏
み込み量θaccを基に、制御回路10により演算され
る。燃料流量Gfの信号はアクチュエータA1に入力さ
れ、図示しない燃料噴射ノズルから燃料流量Gfに見合
った燃料が噴射される。燃斜流11Gfは減速時のみ、
ガスタービンGTのアイドリング噴射量Gfiよりも小
さくなる。また、点火プラグPLは制御回路1oがらの
イグニッション信号IGにより制御される。
The fuel flow rate Gf during operation of the gas turbine GT is calculated by the control circuit 10 based on the rotation speed N+ of the gas generator GG, the outlet pressure P3 of the compressor C, the inlet temperature T3S of the combustor CC, and the accelerator depression amount θacc. Ru. A signal of the fuel flow rate Gf is input to the actuator A1, and fuel corresponding to the fuel flow rate Gf is injected from a fuel injection nozzle (not shown). Mixed combustion flow 11Gf only during deceleration,
It becomes smaller than the idling injection amount Gfi of the gas turbine GT. Further, the spark plug PL is controlled by an ignition signal IG from the control circuit 1o.

第3図は第2図の制御回路10の始動時の制御手順の一
実施例を示すフローチャートであり、この実施例の制御
は所定周期、例えば、60m5毎に実行されるものとす
る。
FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the control procedure at the time of starting the control circuit 10 of FIG. 2, and the control in this embodiment is assumed to be executed at a predetermined period, for example, every 60 m5.

ステップ301では機関の運転状態パラメータの読み込
みを行う。ここで読み込む運転状態パラメータは、ガス
ジェネレータの回転速度Nl、燃焼器CCの入口温度T
、5、および出力タービンPTの出口温度T6である。
In step 301, engine operating state parameters are read. The operating state parameters read here are the rotational speed Nl of the gas generator, and the inlet temperature T of the combustor CC.
, 5, and the outlet temperature T6 of the power turbine PT.

次のステップ302ではフリーランフラグFRFが“l
”か否かを判定する。このフリーランは、燃料をカット
した状態でスタータSMを稼働させ、コンプレッサCを
回転させ、コンプレッサCで発生した空気流を燃焼器C
C内を通過させて換気を行うものであり、機関始動時に
はフリーランフラグFRFは“0”になっているものと
する。
In the next step 302, the free run flag FRF is set to “l”.
In this free run, the starter SM is operated with the fuel cut, the compressor C is rotated, and the air flow generated by the compressor C is transferred to the combustor C.
It is assumed that the free run flag FRF is "0" when the engine is started.

従って、始動直後にステップ302に進んできた時には
、FRFは“0″であるので、ステップ303に進み、
フリーラン稼働時間を計数するカウンタCFRの値を“
0”にしてステップ307に進む。−方、ステップ30
2でフリーランフラグFRFが“1”と判定された時は
ステップ304に進み、燃料流量GfをOにすると共に
、フリーラン稼働時間を計数するカウンタCFRの値を
1だけインクリメントする。続くステップ305ではカ
ウンタCFRの値が17以上か否かを判定し、CFR<
17の場合(NO)はステップ307ニ進み、CFR≧
17ノ場合(YES)フリーランを開始してから1秒以
上経過したことを示すので(60msX17> Is)
ステップ306に進んでフリーランが1秒以上継続した
ことを示すフラグFRISFを“1″にし、カウンタC
FRの上限を17に設定してステップ306に進む。
Therefore, when the process proceeds to step 302 immediately after starting, since FRF is "0", the process proceeds to step 303.
Set the value of the counter CFR that counts the free run operating time to “
0" and proceed to step 307. - direction, step 30
When the free run flag FRF is determined to be "1" in step 2, the process proceeds to step 304, where the fuel flow rate Gf is set to O and the value of the counter CFR that counts the free run operating time is incremented by 1. In the following step 305, it is determined whether the value of the counter CFR is 17 or more, and CFR<
In the case of 17 (NO), proceed to step 307, CFR≧
17 (YES) indicates that more than 1 second has passed since the start of free run (60msX17>Is)
Proceeding to step 306, the flag FRISF indicating that the free run has continued for 1 second or more is set to "1", and the counter C is set to "1".
The upper limit of FR is set to 17 and the process proceeds to step 306.

ステップ307では始動後に着火せずに燃料が供給され
、その燃料の燃焼器CCへの蓄積量が所定量を超えた時
に立つフラグFEXFが“1”が否かを判定する。この
フラグFEXFが“1”の時(YES)は燃焼器CCに
許容量以上の燃料が蓄積され、機関を停止しなければ回
復が不可能な機関異常状態であるので、ステップ328
に進み、スタータSMを0FFL、イグナイタをOFF
して点火プラグPLの点火を止め、燃料流量Gfを0に
した後、ステップ329で機関の異常信号を出力してス
テップ330にてこのルーチンを終了する。一方、ステ
ップ307でフラグFEXFが0′の時(NO)は燃焼
器CCに蓄積された燃料が許容範囲であるのでステップ
308に進む。
In step 307, it is determined whether or not the flag FEXF, which is set when fuel is supplied without ignition after startup and the amount of fuel accumulated in the combustor CC exceeds a predetermined amount, is "1". When this flag FEXF is "1" (YES), more fuel than the allowable amount has accumulated in the combustor CC, and the engine is in an abnormal state that cannot be recovered unless the engine is stopped, so step 328
, turn starter SM to 0FFL, and turn off igniter.
After stopping the ignition of the spark plug PL and setting the fuel flow rate Gf to 0, an engine abnormality signal is output in step 329, and this routine is ended in step 330. On the other hand, when the flag FEXF is 0' in step 307 (NO), the fuel accumulated in the combustor CC is within the permissible range, so the process proceeds to step 308.

ステップ808は実際に燃焼器CCに蓄積された燃料量
CFAMが基準[500を超えたか否かを判定するもの
であり、CFAM<500の時は蓄積燃料が許容量と判
定してステップ310に進み、CFAM≧500の時は
蓄積燃料が許容量を超えて過剰になったと判定してステ
ップ309に進み、燃料の燃焼器CCへの蓄積量が所定
量を超えた時に立つフラグFEXFを1“にし、このフ
ラグFEXFをバックアップされたランダムアクセスメ
モリB−RAMに格納してステップ310に進む、従っ
て、このフラグFEXFは機関のイグニッションを切っ
て機関を停止させた後も消えずにメモリB−RAMに保
存されているので、−旦このフラグFEXF力ぜ1″に
なった後は、何らかの解除操作を行わない限り機関は始
動しない。
Step 808 is to determine whether or not the fuel amount CFAM actually accumulated in the combustor CC exceeds the reference [500. If CFAM<500, the accumulated fuel is determined to be an allowable amount and the process proceeds to step 310. , when CFAM≧500, it is determined that the accumulated fuel has exceeded the allowable amount and has become excessive, and the process proceeds to step 309, where the flag FEXF, which is set when the amount of fuel accumulated in the combustor CC exceeds a predetermined amount, is set to 1". , stores this flag FEXF in the backed-up random access memory B-RAM and proceeds to step 310. Therefore, this flag FEXF remains in the memory B-RAM even after the ignition of the engine is turned off and the engine is stopped. Since it is stored, once this flag FEXF is set to 1'', the engine will not start unless some kind of release operation is performed.

続くステップ310では燃焼器CGの入口温度T”35
が200℃以上か否かを判定する。この温度T35は始
動直後は燃焼器CCの温度であり、この温度が高い時は
燃焼器CCに溜まった燃料の気化率が高く、低い時は燃
焼器CCに溜まった燃料の気化が悪いことにことになる
。従って、温度T、5が200°C未満の時(No)は
ステップ311に進み、フリーランフラグFRFを00
″にしてステップ319に進み、次回のルーチンでガス
ジェネレータGGのフリーランが行われないようにする
。一方、温度T3Sが200”C以上の時(Yll!S
)はステップ312に進み、フリーランフラグFRFを
j+1%にし、次回のルーチンでガスジェネレータCG
のフリーランが行われるようにしてステップ313に進
む。
In the following step 310, the inlet temperature T"35 of the combustor CG is
It is determined whether or not the temperature is 200°C or higher. This temperature T35 is the temperature of the combustor CC immediately after startup; when this temperature is high, the vaporization rate of the fuel accumulated in the combustor CC is high, and when this temperature is low, the vaporization rate of the fuel accumulated in the combustor CC is poor. It turns out. Therefore, when the temperature T,5 is less than 200°C (No), the process proceeds to step 311, and the free run flag FRF is set to 00.
'' and proceeds to step 319 to prevent the gas generator GG from free running in the next routine.On the other hand, when the temperature T3S is 200''C or higher (Yll!S
) proceeds to step 312, sets the free run flag FRF to j+1%, and sets the gas generator CG to j+1% in the next routine.
Then, the process proceeds to step 313.

ステップ313ではガスジェネレータGGのフリーラン
が1秒以上続いたか否かをフラグFRISFが“1″か
否かで判定する。そして、フリーランの時間が1秒未満
の時(NO)はステップ319に進み、フリーランの時
間が1秒を趨えた時にはステップ314に進み、燃焼器
CCに蓄積された燃料量CFAMからフリーランにより
吹き飛ばされた量2.99を減算してステップ315.
316を経てステップ317に進む。ステップ315と
ステップ316は燃焼器CCに蓄積された燃料量GFA
Mが負にならないようにするための下限設定を行うもの
である。
In step 313, it is determined whether the free run of the gas generator GG has continued for one second or more by checking whether the flag FRISF is "1". When the free run time is less than 1 second (NO), the process proceeds to step 319, and when the free run time exceeds 1 second, the process proceeds to step 314, where the free run time is calculated from the fuel amount CFAM accumulated in the combustor CC. The amount blown away by 2.99 is subtracted from step 315.
The process advances to step 317 via step 316. Steps 315 and 316 calculate the fuel amount GFA accumulated in the combustor CC.
This is to set a lower limit to prevent M from becoming negative.

ステップ317では燃焼器CCに蓄積された燃料量CF
AMがio未満か否かを判定し、CFAM<10の時は
ステップ318に進んでフリーランフラグFRFを“0
”にしてステップ319に進み、CFAM≧10の時は
そのままステップ319に進む。ステップ319は一回
のルーチンの間に燃焼器CCに蓄積される燃料量CFA
Mを計算するものである。燃料流量Gfの単位はg/s
であるので、機関が着火しない時に一回のルーチン(6
0+++s)の間に燃焼器CCに蓄積される燃料量GF
AMの増加分はGf Xo、06である。
In step 317, the amount of fuel CF accumulated in the combustor CC is
It is determined whether AM is less than io or not, and when CFAM<10, the process proceeds to step 318 and the free run flag FRF is set to “0”.
” and proceeds to step 319, and when CFAM≧10, proceeds directly to step 319.Step 319 calculates the amount of fuel CFA accumulated in the combustor CC during one routine.
This is to calculate M. The unit of fuel flow rate Gf is g/s
Therefore, when the engine does not ignite, one routine (6
The amount of fuel GF accumulated in the combustor CC during
The AM increment is Gf Xo,06.

続くステップ320はガスジェネレータGGの回転数N
1の大きさにより機関が着火したか否かを判定するもの
である。ここでは、N、≧1900Orpmの時に機関
が着火したものと判定し、N、 <1900Orpmの
時に機関が未着火と判定する。そして、機関が着火した
と判定した時はステップ321にて燃焼器CCに蓄積さ
れた燃料量CFAMを0にしてステップ322に進み、
未着火と判定した時はそのままステップ322に進む。
The following step 320 is to determine the rotational speed N of the gas generator GG.
Based on the magnitude of 1, it is determined whether the engine has ignited or not. Here, it is determined that the engine has ignited when N, ≧1900 Orpm, and it is determined that the engine has not ignited when N, <1900 Orpm. When it is determined that the engine has ignited, the fuel amount CFAM accumulated in the combustor CC is set to 0 in step 321, and the process proceeds to step 322.
When it is determined that the fuel has not ignited, the process directly proceeds to step 322.

ステップ322は出力タービンPTの出口温度T。Step 322 is the outlet temperature T of the output turbine PT.

によって機関が着火したか否かを判定するものである。This determines whether or not the engine has ignited.

ここでは、T、 <600°Cの時の機関が未着火と判
定し、ステップ326でカウンタCGFを“O″にして
ステップ327にてこのルーチンを終了するが、165
600°Cの時はその継続時間をステップ324とステ
ップ325で判定し、T6≧600″Cが所定時間継続
した時のみステップ325に進む。すなわち、ステップ
323では165600°Cの継続時間を計数するカウ
ンタCGFの値を1だけインクリメントし、続くステッ
プ324にてこのカウンタCOFの値が83を超えたか
否かを判定する。そして、カウンタCGFの値が83を
超えた時(YES)のみステップ325に進み、カウン
タCGFをdにすると共に、燃焼器CCに蓄積された燃
料量CFAMをOにしてステップ327にてこのルーチ
ンを終了する。
Here, it is determined that the engine is not ignited when T<600°C, the counter CGF is set to “O” in step 326, and this routine is ended in step 327.
When the temperature is 600°C, the duration is determined in steps 324 and 325, and the process proceeds to step 325 only when T6≧600″C continues for a predetermined time. That is, in step 323, the duration of 165,600°C is counted. The value of the counter CGF is incremented by 1, and in the following step 324, it is determined whether the value of this counter COF exceeds 83. Then, only when the value of the counter CGF exceeds 83 (YES), the process proceeds to step 325. Then, the counter CGF is set to d, the fuel amount CFAM accumulated in the combustor CC is set to O, and this routine ends at step 327.

以上説明した第2図の制御回路10の始動時の制御手順
においては、次のような制御の場合がある。
In the control procedure at the time of starting the control circuit 10 of FIG. 2 described above, the following control may be performed.

(1)始動後何時までも機関が着火しない場合この時は
燃焼器CCの入口温度T3S、出力タービンPTの出口
温度T6が上昇せず、機関回転数N1も上昇しないので
、燃焼器CCに蓄積される燃料量CFAMがステップ3
19において増大するのみであり、そのうちステップ3
08においてCFAMが500以上となってフラグFE
XFが“1″になり、ステップ307からステップ32
日以降に進んで機関が停止する。
(1) When the engine does not ignite for some time after starting In this case, the inlet temperature T3S of the combustor CC, the outlet temperature T6 of the output turbine PT do not rise, and the engine speed N1 does not increase, so the accumulation occurs in the combustor CC. The fuel amount CFAM
It only increases in step 19, of which step 3
In 08, CFAM became 500 or more and flag FE
XF becomes “1” and steps 307 to 32
The engine will stop after a few days.

(2)始動後に機関が直ぐに着火した場合この時は機関
回転数N、が直ぐに大きくなるので、ステップ320か
らステップ322に進み、燃焼器CCに蓄積された燃料
量CFAMがOになるので、ステップ317からステッ
プ318に進んでフリーランフラグFRFが“0″′に
されるので、フリーランも余り行われない。
(2) When the engine ignites immediately after starting In this case, the engine speed N increases immediately, so the process proceeds from step 320 to step 322, and the fuel amount CFAM accumulated in the combustor CC becomes O, so step Since the process advances from step 317 to step 318 and the free run flag FRF is set to "0"', free run is not performed much.

(3)始動後に直ぐに着火しない場合 ステップ319において燃焼器CCに蓄積される燃料量
CFAMがステップ319において増大するが、燃焼器
CCの入口温度T35が200″Cを趨えた時点でフリ
ーランフラグFRFが“1”にされるので、フリーラン
が行われ、燃焼器CCに蓄積される燃料量CFAMが吹
き飛ばされる。この間にステップ320で機関回転数N
1が19000rpmを超えるか、出力タービンPTの
出口温度T4が600℃を所定時間超えれば機関が始動
するが、始動時にはフリーランによって燃焼器CCに蓄
積される燃料量CFAMがそれほど多くないので、燃焼
器CCの急激な温度上昇が防止され、燃焼器CCあるい
はこの下流側のコンプレッサタービンCTの溶損が防止
される。
(3) If ignition does not occur immediately after startup, the amount of fuel CFAM accumulated in the combustor CC increases in step 319, but when the inlet temperature T35 of the combustor CC exceeds 200''C, the free run flag FRF is set to "1", a free run is performed and the fuel amount CFAM accumulated in the combustor CC is blown away.During this time, in step 320, the engine speed N is
1 exceeds 19,000 rpm or the outlet temperature T4 of the output turbine PT exceeds 600°C for a predetermined time, the engine will start, but at the time of starting, the amount of fuel CFAM accumulated in the combustor CC due to free run is not so large, so the combustion This prevents a rapid temperature rise in the combustor CC, and prevents melting of the combustor CC or the compressor turbine CT downstream thereof.

〔発明の効果] 以上説明したように本発明のガスタービン機関の始動制
御装置によれば、始動時に着火ミスを判断した時には、
燃焼器CC内に残留する燃料量を計算し、その値が設定
値を超えれば、燃料の供給をカットすると共に、その時
の燃焼器CCの温度に応じてガスジェネレータGGにフ
リーランを行わせて自動的に換気を行うことができるの
で、燃焼器CC内あるいは燃焼器CCの下流側のコンプ
レッサタービンCTが高温になって焼損する恐れがない
という効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the gas turbine engine starting control device of the present invention, when an ignition error is determined at the time of starting,
The amount of fuel remaining in the combustor CC is calculated, and if the value exceeds a set value, the fuel supply is cut and the gas generator GG is made to free run according to the temperature of the combustor CC at that time. Since ventilation can be performed automatically, there is an advantage that there is no risk that the compressor turbine CT inside the combustor CC or on the downstream side of the combustor CC will become hot and burn out.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理構成を示すブロック図、第2図は
本発明のガスタービン機関の始動制御装置の構成を示す
全体概要図、 第3図は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。 10・・・制御回路、 C・・・コンプレツサ、 CC・・・燃焼器CC1 CT・・・コンプレッサタービン、 GG・・・ガスジェネレータ、 HE・・・熱交換機、 PL・・・点火プラグ、 PT・・・出力タービン、 罪・・・スタータモータ。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention, FIG. 2 is an overall schematic diagram showing the configuration of the gas turbine engine start control device of the present invention, and FIG. 3 is a flow chart showing an example of the control procedure of the control circuit. , FIG. 4 is a diagram showing the general configuration of a conventional two-shaft gas turbine engine. 10...Control circuit, C...Compressor, CC...Combustor CC1 CT...Compressor turbine, GG...Gas generator, HE...Heat exchanger, PL...Spark plug, PT... ...output turbine, sin...starter motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 同軸のコンプレッサ(C)とコンプレッサタービン(C
T)と、燃焼器(CC)と、別軸の出力タービン(PT
)を備えた二軸式ガスタービン機関の始動制御装置であ
って、 機関の運転状態により始動時における着火を判断する着
火判断手段(1)と、 燃焼器(CC)に溜まった燃料量を検出する蓄積燃料量
検出手段(2)と、 燃焼器(CC)の入口温度(T_3_5)を検出する温
度検出手段(3)と、 着火判断手段(1)により着火ミスと判断された場合に
、燃焼器(CC)に溜まった燃料量が所定値以内で、か
つ燃焼器(CC)の入口温度(T_3_5)が所定値以
上の時に、スタータをON状態のまま燃料をカットする
蓄積燃料換気手段(4)と、 を備えることを特徴とするガスタービン機関の始動制御
装置。
[Claims] Coaxial compressor (C) and compressor turbine (C
T), combustor (CC), and separate shaft power turbine (PT)
) is a starting control device for a two-shaft gas turbine engine, which is equipped with an ignition determination means (1) that determines ignition at the time of startup based on the operating state of the engine, and a device that detects the amount of fuel accumulated in the combustor (CC). a temperature detection means (3) for detecting the inlet temperature (T_3_5) of the combustor (CC); and a temperature detection means (3) for detecting the inlet temperature (T_3_5) of the combustor (CC); Accumulated fuel ventilation means (4) cuts the fuel with the starter in the ON state when the amount of fuel accumulated in the combustor (CC) is within a predetermined value and the inlet temperature (T_3_5) of the combustor (CC) is above a predetermined value. ); A gas turbine engine start control device comprising:
JP29365390A 1990-11-01 1990-11-01 Starting control device of gas turbine engine Pending JPH04171229A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5807177A (en) * 1992-06-29 1998-09-15 Kabushiki Kaisha Ace Denken Gaming machine chair

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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