JPH07503769A - タービン機関制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タービン機関制御システム （技術分野） 本発明は、ガス・タービン機関、特に燃焼システ１１がその排気ガスにおける汚 染物質放出レベルを低減する観点で設計された機関のための燃料制御システムに 関する。

（背景技術） 今日では、化石燃料型機関から放出される汚染物質を制限する必要の世界的な認 識が存在する。この関心は、先進工業国における益々厳しくなる規制によって示 されつつある。

ガス・タービン機関から放出される汚染物質は、空気および燃料反応物質がその 燃焼システトにおいて燃焼される温度と直接的に関連する。主な汚染物質は、高 温度で形成し始めてＪＪする温度と共に指数関数的に増大する窒素酸化物（ＮＯ ｘ）、−酸化炭素（ＣＯ）および不燃焼炭化水素（ＵＨＣ）の放出物である。

後者の２つの汚染物質は共に、典型的には低い燃焼温度における不完全あるいは 弱い燃焼により生成される。

より厳しいＮＯｘ放出物規格を満たすため用いられる今日の技術は、適当に改修 された従来の形式のガス・タービン機関燃焼器に対する水または蒸気の注入を含 む。しかし、このような急場の措置では、必然的に機関が全てのＣＯ規制を満た すことができない。水または蒸気の注入における更なる問題は、遠隔地または乾 燥地において充分量の適当な水を提供することは実際的でないことである。

従って、燃焼温度を汚染物質の生成を実質的に避けるため知られるある限度内に 保持することを可能にする代替的な燃焼技術を用いる燃焼器を設計し開発するこ とが必要となった。２つの使用可能な技術は、［高濃度燃焼急速冷却（ｒｉｃｈ 　ｂｕｒｎ　ｒａｐｉｄ　ｑｕｅｎｃｈ）Ｊと「予混合希薄燃焼（ｐ　ｒ　ａｍ 　＋ｘ　１ｅａｎ　ｂｕｒｎ）Ｊであり、共に略々化学Ｊｉｔ論的条件において 生じる高温度を避けることにより目的を達成する。用語「高濃度」および「希薄 」とは、化学量論的燃焼条件に関する空気／燃料混合物の濃度（ｓ　ｔ　ｒｃｎ ｇｔｈ）の大きさを意味する。

予混合希薄燃焼技術を用いる燃焼器の１つの設計は、参考のため本文に援用され る国際特許公告番号第ＷＯ９２１０７２２１号を有する係属中の国際特許出願第 ｐＣＴ／ｃＢ９１１０１６５８号に示される。この設計においては、燃焼は、周 囲温度および生じる電力レベルに従って１つまたは２つまたは３つの連続段で生 じる。各段では、制御された爪の燃料および空気が、前記特許出願に記載されま た本文に伎で開示される特定の方法において注入され、−緒に混合され、燃焼さ れる。このような方策は、従来の燃焼器と比較して非常に少ない量のＮＯｘ。

ＣＯおよびＵＨＣの放出を可能にする。

「希薄な」燃料／空気混合物を用いることに固有の問題の１つは、この混合物が 燃焼システムを反応物質の弱い消衰限度（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ　１１ｍ１ｔ） 付近で運転することを必要とすることである。従って、広い運転範囲にわたり低 い放出物を生じるには、空燃比が燃焼を特に部分負荷条件で持続する何らかの方 法で修正されることが必要であり、この場合他の方法では混合物は燃焼するには 薄過ぎる。段階的な燃焼を用いることで、燃焼反応物質の膨張を多数の比較的小 さな管理の容易なプロセスに細分する手段を提供する。このため、各段階におけ る空燃比は個々に設定することができ、これにより燃焼器内の空気流を変化させ るための信頼性が低いおそれのある幾何学的なハードウェア特質に頼ることなく 、プロセス全体に対する空燃比の望ましい修正を有効に達成する。無論、汚染物 質放出目標を満たすためには、これらの段階の各々における燃焼温度は正しい狭 い温度帯内に制御されねばならない。

本発明の［１的は、予混合希薄燃焼段を持つ燃焼技術を用いて、燃料の流れを燃 焼器内における複数の燃焼段に調整するための改善された形態の燃料制御システ ムの提供にある。

本発明の別の目的は、このような段階を有する燃焼器に対する燃料の流れを調整 する改善された方法の提供にある。

本発明の他の目的は、燃焼温度を特定の燃焼器および燃料に対して規定される制 限内に制御することにより、段階を有する燃焼システムにおけるＮＯｘ、Ｃ０お よびＵＨＣ放出物質の生成を制限することにある。

本発明の更に別の目的は、拡散炎と希薄燃焼形式の燃焼との間の制御される切換 えを可能にする、段階を有する燃焼器のための燃料制御システムの提供にある。

本発明によれば、複数の燃焼段への燃料の流量を予定化する方法は、複数の機関 燃料流量ガバナーを相互に並列に配置し、最小燃料要求信号を出力するガバナー を機関に対する全燃料流量を予定化するものにする段階を含み、複数の燃焼ステ ップに対する燃料流量が、対応する燃焼ステップに対する予め定めた温度限度と 一致する最小燃料流量を達成するように個々に予定化される。

（発明の概要） 直列燃焼段および制御の概要 先に述べた直列段の燃焼器設計は、実質的に、各々が独立的に燃料を供給される カスケード段に配置された複数の個別の燃焼区域からなり、ここで燃料供給およ び要求される活性段数は周囲温度と出力タービンから要求される出力に依存する 。燃焼生成物を連続段間にカスケード化することで、二次および三次段階で要求 される温度上昇の大きさを低減して、これら段階の消衰限度を著しく改善する。

このため、予混合希薄燃焼プロセスを用いることが可能な出力範囲を拡張する。

しかし、−次段階は全く予備熱を受取らず、−次段階に対する入口における空気 は比較的低い温度（６５０〜７５０’Ｋ）であるため、その運転出力範囲は小さ い。このような特性は、燃焼器が低放出モード即ち予混合希薄燃焼で運転してい る時は常に、二次段階が常に一次段階と共に活動状態となることを保証すること によって補償され、これにより更に広い出力範囲にわたり低い放出を達成する。

更に、−次段階は、その安定限度が運転条件に依存しないように実質的に一定の 燃焼温度で運転するように設計される。

出力範囲を広げるためには、より多くの予混合希薄燃焼段を更に必要とするが、 燃焼器に対する空気の供給が制限されるため、最適数の段階、例えば２または３ 段階が決定される。

機関の始動および低出力運転においては、希薄燃焼モードは実際的ではなく、こ のような条件においては、予混合希薄燃焼の代わりに、拡散炎形式の燃焼が一次 燃焼領域において用いられる。

希薄燃焼段階の燃焼を実施するための−に記の方法および装置は、多数の活性段 階を選択して、意図された温度限度内で燃焼プロセスを制御することに基く。閉 ループ・フィードバックを必然的に伴う燃焼温度を直接測定する必要を避けるた め、制御システムは、燃焼温度が空気と燃料の反応物質の熱力学的特性から決定 される１ｌｎｙレープ技術を用いる。従って、周囲空気の温度および湿度、燃焼 器への進入前の空気温度、および空気と燃料の￥！Ｔ爪流量の如き各燃焼２３段 に対する特性の測定は、制御システムが各段における燃焼温度の要求される制御 を実施するため個々の燃料流量を計算して調整することを可能にする。

当産業において周知のように、空気と燃料の相当比の関係は、種々の空燃比に対 する燃焼温度の」１昇の決定に用いることができる。燃焼される特定の燃料に対 する化学ｍ論的空燃比の唯一の従前の知識が要求される。簡単に言えば、燃料の 組成が既知である場合、この知識を計算に含めることができる。しかし、パイプ ラインの天然ガスの如きあるグループの関連する燃料に対する組成のこれまでの 知識は不要であることが判った。これは、このような燃料間の組成上の変動が化 学ｍ論的空燃比における小さな変化しか生じず、その結果、燃料組成における変 動を無視することにより生じる温度制ｍＭ！ｌ差が僅かに約１０’にであるに過 ぎないことが判った故である。

本発明においては、２つの燃焼モードおよび２つまたは３つの燃焼段階に対する 燃焼の制限温度は予め設定されたデータである。燃焼のための空気の温度は、燃 焼器に進入する前に測定することができ、従って、制限相当比φは温度上昇と相 当比間のカーブから直接決定することができる。

φ＝化学爪論的空燃比÷実際の空燃比。

化学爪論的比が所−１−ｊの燃焼組成に対しては定数であるため、特定の段階ま たはモードに対する問題となる制限空燃比を決定することができる。その結果、 燃焼段への空気の流量を知れば、制限燃焼温度を越えずに許容される最大燃料流 量を決定することができる。

考慮に入れねばならない別の要因は、燃焼器へ送られる空気の水与であるが、こ れは水分が増加すると所与の空燃比に対する燃焼温度を低下させる故である。

これは、ＣＯおよびＮＯｘの放出を増加させ、また−次希薄燃焼段をその弱い空 燃混合物の燃焼消衰限度に近づける。従って、湿気は、燃焼温度の上昇に対する 相当比の関係の計算に対する入力要因と見做される。

空燃比を制御するためには、各段に対する空気流量を正確に知ることが必須であ る。各段を流過する全燃焼空気の比率は、燃焼器自体の形状により設定され、従 って要求される直接的な空気流量の測定は燃焼器に対する全空気流量のみである 。

ガス・タービン機関の燃焼システムは、高圧のタービン・ノズル案内羽根に対し て排出し、この羽根の容量は既知であり圧縮機の抽気（ｂｌｅｅｄ）とは独立的 である。従って、燃焼器に対する燃料流量要求と組合わせたノズル容量を知れば 、燃焼器に対する空気流量を決定することができる。臨界的な関係は、ノズル容 量＝Ｗ（Ｔ／ＡＰ電一定 但し、 Ｗは、ノズルに流れる流ｆｆ１（空気＋燃料）Ｔは、ノズル羽根の温度、 Ｐは、ノズルのスロートの圧力 Ａは、ノズルのスロートの面積である。

測定および計算により、温度、圧力、面積および燃料流量が決定される。従って 、ノズルに流れる空気流量の比率を得ることができ、この情報および燃焼器の形 状を知ることから、各段に対する空気流量はいかなる出力条件においても見積も ることができる。

ここで希薄燃料モードで運転する３段の燃焼器を想定すると、三次の段階が活動 状態ならば、二次段階は１６００−１８００’にの帯域内の三次燃焼温度を生じ るように温度限度間で調整することができ、このため再びＮＯｘの生成を阻止し ながらＣＯおよびＵＨＣの放出を最小限に抑える。

燃料要求の僅かな増加が段を付勢する時に三次燃焼温度が低すぎないことを保証 するためには、三次燃焼温度を上昇させることによりＣＯの放出を避けるため、 二次燃焼温度限度を１８００°にのその上限に近づけるよう調整することができ る。

側御システトは、各段間に燃焼を平滑に移動することにより出力の低下を自動的 に許容する。三次段階がＣＯまたはＵＨＣを増やす事なく反応物質の燃焼を満足 に完了するには三次段階の燃料流量要求が低すぎるならば、三次段階に対して流 れが予定化されないことを保証する二次燃焼温度限度を選択することにより、流 量が再び二次ステップへ戻される。三次段階が安定な燃焼条件の全範囲にわたり 満足し得る低い放出状態で希薄燃焼を達成するように設計することができるもの とすれば、三次から二次の段階への流量の転換は、データの最小燃料要求に三次 ステップのその時の燃料要求を比較することにより行うことができ、このデータ は三次段階における安定燃焼のため許容し得る最小燃料要求である。あるいはま た、三次段階のこのような設計が可能でなければ、三次段階のその時の燃料要求 に対するこの段階における燃ｍ潟度の上１は、適当な等価カーブから予測するこ とができる。次に、三次段階における温度」１昇がＣＯおよびＵＨＣの過剰生成 を避けるために不十分であるならば、即ち、三次段階における燃焼温度が約１６ ００’により低いと予測されるならば、三次の燃料要求の二次段階への移動が生 じる。

本発明の実施例について、添付図面に関して次に記述する。

（図面の簡単な説明） 図１は、低放出能力を持つガス・タービン機関の主要な機械的モジュールまたは セクションを示す概略図、 図２は、汚染物質の低レベルの放出を達成するため連続する燃焼段を支持するよ うに設計された図１の機関の燃焼室を示す図、図３は、図２に示された燃焼室の 各段階に対する燃料流量を設定するための本発明による燃料制御システムの概略 図、図４は、図２に示された燃焼室の各段階に対する燃料流量を制御するための 、図３の燃料制御システムにより制御される弁装置の概略図、図５乃至図７は、 ２段の燃焼器の制御のため要求されるロジックを示す詳細図、 図８および図９は、３段の燃焼器の制御のため要求されるロジックを示す詳細図 、 図１０および図１１は、別の燃焼燃料供給策の制御のため要求されるロジックを 示す詳細図である。

（実施例） 図１において、工業用ガス・タービン機関１０は、軸方向の流れの直列配層にお いて、空気人口１２と、低圧（Ｌ　Ｐ）圧縮機部１４と、高圧（ＨＰ）圧縮機部 １５と、燃焼器部１６と、ＨＰタービン部部子７、ＬＰツタ−ビン１８と、動力 タービン部２０と、排気ガス出口２２とを含む、ＨＰおよびＬＰタービン部部子 ７よび１８は、機関内の同心軸（図示せず）を介して、対応する圧縮機部１５お よび１４を駆動し、軸により一体に接合されたタービンと圧縮機との各組立体は 「スプール」と呼ばれる。動力タービン部２ｏは、軸２４により負荷２６をＭ動 する。本例においては、負荷２６は発電機として示されるが、その代わりに例え ば油、水またはガスのパイプラインに対する圧送セットでもよい。

ある機関の負荷条件下の圧縮機の急変動（Ｓυｒｇｉｎｇ）を避けるために、圧 縮機部１４および（または）１５には過剰量の空気を通気するためのブリード弁 （図示せず）を設けることができる。

燃焼？５１６には、例えば、９個の個々の燃焼室３６が配置され、これら燃焼室 の唯１つの配置が破線により示されている。それらの頭部２００は、機関の桟部 の半径方向外側に突出している。燃焼室３６は、機関の長手方向軸Ｘの周囲に等 角度で離間されている。全ての燃焼室は、相互に独立的に点火されその燃焼を維 持し、従って各々がそれ自体の燃料点火装置７１２０１を必要とする。

燃焼室３６の排気端部２０２は、これらが固定されるノズル案内羽根９ｏを遥っ て燃焼気体がＨＰタービン１７へ直接排出されるように、半径方向から下流軸方 向へ転向されている。

燃料は、５つの異なる噴射器セットを介して燃焼ｖ’、３１６へ供給され、３つ のモードで燃焼する。

点火装置２０１は、ブロック３４０として略図的に示される燃料マニフオールド から燃料Ｆ１を受取る燃料噴射器（同図には示さない）を有する。燃焼室頭部２ ００は、ブロック３４１〜３４４により略図的に示される４個の対応する燃料マ ニフォールドから他の４セツトの燃料噴射器（同図には示さない）に対する個々 の燃料供給量として燃料の総量ＦＴを受取る。燃料マニフォールドに対する燃料 供給量は、対応する燃料計正装ｇ１３５０〜３５４により制御され、この計量装 置は更に、図３に更に詳細に示される燃料制御システム３００により制御される 。

熱論、各燃焼器頭部２００もまた、燃焼室内の燃料と混合するためＨＰ圧縮機部 １５の出口から高圧空気を受取る。

次に図２において、燃焼室３６の１つの動作について、特に５セツトの燃料噴射 器および先に述べた３つの燃焼モードに関して簡単に述べることにする。この形 式の燃焼室およびその動作の更に詳細な記述が必要ならば、点火装置を除いて、 弊国際特許公開第Ｗ０９２１０７２２１号を参照されたい。

点火モード 各燃焼室３６の初期点火は、マニフオールド３４０から供給され、トーチ噴射器 ２０３を介して燃焼室に半径方向に隣接する小さな点火室２０４内へ供給される 少量の気体燃料Ｆ、から点火装置２０１により行われる。点火室２０４は、燃焼 室３６の頭部から空気ブリード（図示せず）を受取る。結果として生じる燃料と 空気の混合物は、高エネルギ即ち高張力電気点火ソース２０５から点火される。

この結果、接続管２０７を経て主要燃焼室３６の頂部に至る火炎の伝搬を生じ、 ここでこの火炎が中心部噴射器８６から出た燃料を点火する。

トーチ噴射器は、機関の始動中にのみ可能状態にされ、その後不能状態になる。

一次拡散モード 主−次燃焼：円形列状の主−次側噴射器８８は、マニフォールド３４２から燃中 心部噴射器８６は、接続管２０７を取巻く環状の燃料ギヤラリ８７を含み、ギヤ ラリから燃焼室の頂部に気体流を噴射する円形列の六８６Ａを備える。燃料ギヤ ラリ８７は、マニフォールド３４１から気体流Ｆ３が供給される。気体は一次空 気Ａに添加され、その一部が列状の旋回羽根７４を通過することにより予め旋回 させられた後、噴射器８６を直接流過する。その結果、燃焼室の中心線ＣＬを取 巻く渦流Ｂの局部的に燃料の濃厚な混合物が生成され、ここで拡散が一次空気と 燃料の混合を生じる。これが−次区域６４における燃焼を維持する。別の羽根列 を流過することにより予め旋回させられた後、−次空気Ａの残部により形成され る別の環状渦流Ｃが、空気のみの領域を残す。２つの渦流間に歪み層りが生じる 。

上記の拡散炎燃焼モードは、小さな燃料流量および低い圧縮機伝搬温度において 安定した燃焼を可能にするが、このモードは局部的に高い火炎温度を生じる結果 となり、従って比較的高いＮＯｘ放出物を生じる結果となる。従って、その使用 は始動時、および機関負荷および周囲の条件が希薄燃焼運転範囲外である場合に 限定される。

機関から要求される動力が増加すると、中心部噴射器８６を通る燃料量は、以下 に述べる主要な希薄燃焼の一次および二次噴射器へ送られる。転換点は、後で述 べるように決定することができる。

低放出モード このモードにおける目的は、燃料および空気、および燃焼区域における中間燃焼 生成物の滞留時間が実質的に完全な燃焼を搾成するに充分なだけ長く、ＣＯおよ びＵＨＣの大量の放出を避けると同時に、分解反応によるＮＯｘおよびＣＯの双 方の過剰な生成を避けるため充分に狭い範囲内の燃焼温度を保持することである 。

このためには、主要な一次、二次、および必要に応じて、三次の燃焼段が、希薄 燃焼型の燃焼を可能にするため燃焼器への進入に先立ち、化学量論より薄い比率 で燃料と空気を予め混合する原理を採用する。しかし、先行する段からの燃焼生 成物からの装入により、二次および以降の段の燃焼が生じる。

更に噴射することにより、同様な希薄燃焼プロセスが三次燃焼区域１５０におい 料Ｆ、を受取る環状の燃料供給ギヤラリ８８Ａと接続されている。噴射器８８（ よ、気体燃料を環状壁部７８により分離された２列の予備渦流羽根７０．７４＋ こより形成される上下のセットの通路へそれぞれ噴射する。これは、燃料および 空気カベ、−次燃焼区域６４に反応物質が進入する前に、化学量論よりＷＪＩ、 Ｎ比率で部分的に予め混合されることを保証する。２セツトの予備渦流羽根７０ ．７４がこれに流れる空気に反対方向の回転を与えるように指向される故に、− 次区域６４ｉこおける燃焼が歪み層りにより分離された反対方向の２つの個々の 渦流Ｂ、Ｃ１こおし１て発生し、改善された混合乱流を生じる。このような完全 な混合は、燃焼温度を、燃焼過程における窒素の著しい分解を防雨するに充分に 低い略々１８５０°Ｋ（二制御することを可能にし、これにより多量のＮＯｘの 生成を防止する。別の二次、および任意に三次の燃焼段は、全ての重要な運転条 件において燃焼が充分にｔＩＩ御された方法で完了し得るようにするために必要 である。

二次燃焼、二次燃焼は、燃焼室３６の二次燃焼区域１１２におし１て生じる。こ の場合は、−次燃焼区域６４を取巻く環状ダクト９４の開口１０２内へ燃料気体 を噴射するため環状燃料ギヤラリ１０５と接続された円形列の噴射器１０４を用 も）ることにより、希薄燃焼型の燃焼が再び得られる。二次燃料流Ｆ、１１、マ ニフォールド３４３から供給される。このように噴射された燃料は、ダクト９４ 番二進入する時に圧縮機１１旧からの二次空気Ｅと事前に混合される。この混合 物１よ、開口１０６から二次燃焼区域１１２の中心部に指向される円形列の個々 の噴流Ｆとして、前記区域へ進入する。ここで、更に燃焼が生じて一次区域６４ からの燃焼生成物を生じる。更に完全な混合を行うために、二次区域１１２＋１ 、燃料／空気混合物の一部と燃焼生成物の一部とを噴流Ｆが一次燃焼生成物を貫 通する混合区域へ再循環させる渦流Ｊの生成を促すような形状を呈すこと１こ注 意。この段階において、燃焼温度は、ＣＯを維持しながらこれ以上のＮＯｘが形 成しなＧ）ことを保証するため、公称１８００〜１６００°にの上下限内に制御 される。

三次燃焼　三次燃焼が要求される時は、二次燃焼区域１１２を取巻く環状ダクト ９４の開口１４４に進入する三次空気Ｋに対して噴射器１４６から気体燃料を− （−１７１１ｍ　Ｅ’　ＴＬ　６　、　’＋　ｕ）１別４５蚤１１７ニノオー／ Ｖ１”＋）４４Ｕ”；ｌ”ｔ−？７Ｖ　１％　ｌ　’ｒＶ戟|Ｕ て燃料を供給される。三次燃焼プロセスについては、図２から判るように、先に 述べた二次プロセスと類似するため、これ以」二は述べない。燃焼温度範囲もま た類似している。

図の種々の信号処理成分は望ましくはディジタル電子制御システムにおけるソフ トウェア・モジュールとして実現されることを理解すべきである。

最初に、７個のコントローラ３０１〜３０７が、各燃料要求出力信号を最小値獲 得ゲート３１０に並列に与え、このゲートは最小燃料流量を要求する燃料要求信 号３１１のみを出力する。コントローラ３０１〜３０７に対する入力は、制御盤 の設定事項および機関におけるセンサである。

閉ループ・コントローラ３０１．３０２および３０３は、それぞれ機関の低圧ス プール、高圧スプールおよび動力タービン２０の予定された回転速度の関数であ る燃料要求出力ｒ（Ｎｌ）、ｒ　（Ｎ２）およびｒ　（Ｎ３）を与える。回転速 度の予定は、熱論、当技術において周知のように機関の挙動に対する制御盤の設 定事項に関する制御規則に照らすことにより、予め計算されている。

閉ループ・コントローラ３０４は燃料要求出力ｆ　（Ｔ６）を与え、これは動力 タービンへの進入時にセンサにより測定される如き排気ガス温度の関数である。

閉ループ・コントローラ３０５は燃料要求出力ｆ　（Ｐ３）を与え、これはｆ（ Ｐ圧縮機伝達圧力の関数である。

開ループ・コントローラ３０６は、機関への過大変動を避けるため燃料要求の瞬 間的な増加を制限する。このコントローラはこれを行うために、上記の圧力Ｐ３ を監視して、監視された圧力値を用いて索引テーブルから燃料要求値を得る。

開ループ燃焼開始コントローラ３０７は、中心部噴射器８６（図２）に対する燃 料流量Ｆ、の初期値を設定する目的のため、予め定めた燃料要求出力信号Ｆｍ− を生じ、次にこの噴射器はトーチ噴射器２０３からの炎により点火される。これ と関連して、別の開ループ・コントローラ３０９が、予め定めた燃料要求出力信 号Ｆｊｌをトーチ燃料計量装置（トーチＦＭＵ）３５０に与えてトーチ噴射器に 対する燃料流量Ｆ、を設定する。連続的な点火および予め定めた限度を越える機 関速度の増加を検出した後、コントローラ３０９はトーチ噴射器に対する燃料流 Ｆ、を遮断し、最小値獲得ゲート３１０を介して適当なＦＭＵ　３５１に対して 燃料要求信号３０８の増加を予定化するようコントローラ３０７をトリ４ガーす る。

この予定化は、燃料流量の予め定めた増加率の形態をとり、これはＮ１が機関の 自己保持運転のための最小値に達する時点でコントローラ３０１が引継ぐまで継 続する。その後、信号３０８は、もはや最小値獲得ゲート、３１０を通らないよ うに高い値に設定される。

コントローラ３０１は、機関の圧縮機およびタービン部が安定な運転温度を取る ことを許容するだけ充分に長い期間、機関を自己保持速度に維持する燃料要求ｆ 　（Ｎｌ）を選択する。この期間が終了すると、動力タービン速度Ｎ３がそのコ ントローラ３０３の初期制御室コンソール設定値に達するように動力が生じるま で燃料要求ｆ（Ｎｌ）が比例的に増加されるように、コントローラ３０１に対す る制御室コンソールの設定入力は予め定めた割合で増加する。その後、制御室コ ンソールの設定値を調整することにより、異なる負荷設定が行われる。

閉ループ・コントローラ３０２．３０４．３０５は、機関の高出力における運転 中モの各々の機関パラメータの最大値を制限するために設けられる。

最小値獲得ゲート３１０は、最小燃料要求信号３１１が最大値獲得ゲート３１２ へ出力されることを保証する。ここで、燃料要求信号３１１は、索引テーブルに より低圧スプールの速度Ｎ１の関数として設定される開ループ減速コントローラ ３１４の出力により決定される。コントローラ３１４は、燃料要求信号３１１の 瞬間的な減少が大き過ぎる事象における燃焼室の火炎消衰を防止するために、燃 料要求の瞬間的な減少を制限するつ 最大値獲得ゲート３１２からの燃料要求出力Ｆ、アは、燃料計量装置３５１．３ ５２．３５３間に適当に分割されねばならず、かつ、要求されると、それぞれ中 心部（−次拡散）、主要（希薄燃焼）の−次、二次および三次の噴射器の燃料マ ニアオールドに対する燃料流量を制御する総燃料流量信号である。

また図４によれば、各ＦＭＵ３５０〜３５４に対する燃料要求信号もまた、各燃 料要求信号がゼロまたはゼロより低（降下する時を検出して関連する高速遮断弁 ４１０〜４１４に信号を送り、対応する燃料計量装置に対する流れを停止させる 対応する遮断弁制御装置３６０〜３６４へ送られるものとして図示されているこ とに注意すべきである。装ｆｆ１３６０〜３６４および弁４１０〜４１４は、燃 料要求信号がゼロである時これに流れる燃料の望ましくない漏洩を防止するため 充分に堅く封止する弁を燃料計量装置３５０〜３５４が内蔵しない場合にのみ必 要とされる。予め加圧された気体状燃料は主燃料供給管路４２０へ流入し、この 管路には種々の燃料噴射器に対する個々の燃料供給が接続されている。主遮断弁 ４０７は、全機関遮断の場合に機関に対する全ての燃料の流れを終了させる。主 燃料供給管路４２０からの圧力フィードバック４２２を持つ調整弁４０１は、一 定の燃料供給圧力を維持することを可能にする。通気弁４０２は、燃料を保守目 的のためシステムから排出することを可能にする。

始動から全出力までの燃料制御 拡散炎燃焼モード・図３の考察に戻り、最大値獲得ゲート３１２からの総燃料要 求出力信号Ｆ、〒の適切な分割を行うプロセスは、更に別の最小値獲得ゲート３ １５に対して入力することにより開始される。ゲート３１５では、最小値は一次 拡散炎燃焼モードのため一次拡散炎燃焼温度コントローラ３１７の燃料要求出力 ３１６に対して決定される。出力３１６は、（Ｔ、−７３）’にの一次拡散燃焼 温度上昇を得るのに必要な燃料要求出力信号である。Ｔｃは、以下に述べるよう に、−次燃焼温度データ・セレクタ３１８により２４００’ＫまたはＴ３に設定 される一次拡散炎燃焼モードのための燃焼温度制限データである。Ｔ３は、燃焼 器の入口における空気のその時の温度である約６５０〜７５０’にである。コン トローラ３１７に対する入力は、Ｔ３、周囲の大気中の湿度信号Ｈ１中心部噴射 器８６が使用されている時の一次燃焼区域６４を流過する空気の質量流量Ｍ、、 およびＴ、である。これら４つの入力は、燃料Ｅｆｉ流量を燃焼中の温度上昇、 実際および化学量論的燃料／空気比およびＭ、に関連付ける標準的な熱力学的関 係から出力３１６を得るために、コントローラ３１７により使用される。あるい はまた、熱力学理論に基く方法に加えて、コントローラ３１７に組込まれて入力 を所定の出力信−号３１６に関連付けるマトリックスを生じるように、機関のテ スト結果を用いることもできる。

信号Ｆ１が信号３１６より大きくなる時のみ、最小値獲得ゲート３１５は燃料計 量装置３５１に対する一次拡散炎燃焼燃料要求償号Ｆ。とじて通過するように信 号３１６を選択する。

希薄燃焼モード：現在望ましい実施態様においては、−次希薄燃焼型燃焼温度コ ントローラ３２２がＦＭＵ　３５２に対して直接に燃料要求信号３２３を出力す る。コントローラ３２２が常に主−次噴射器８８に対する正しい燃料流量を設定 するため、信号３２３は常に燃料要求信号Ｆ。と同じである。しかし、図３はま た、破線の接続により一次段階における＠薄燃焼の別の方法を示し、これにおい ては、信号３２３が加算接合点３２０からの出力と１９列に最小値獲得ゲート３ ２４に対して入力され、最小値獲得ゲートの出力はＦｄ、である。

望ましい実施態様においては、主−次燃焼プロセスは二次燃焼段なしでは決して 動作しない。従って、先に述べたように、主−次燃焼燃料要求Ｆ−１は常にコン トローラ３２２の出力により決定される。その結果、最小値獲得ゲート３２４は 、望ましい実施態様では、噴射器８８に対する燃料流量Ｆ、の制御のために必要 とされない。それにも拘わらず、ゲート３２４の存在を必要とする他の燃料供給 方策が要求される。例えば、使用される特定の燃焼器構成が一次燃焼段において 常に希薄燃焼の低放出運転モードを生じるための充分な燃焼安定度を生じるなら ば、最小値獲得ゲート３２４は必要に応じて要求される範囲にわたる機関の運転 を許容することになる。

望ましい実施態様においては、燃焼温度コントローラ３２２は、−次燃焼温度デ ータ・セレクタ３１８と関連して、−次区域６４における希薄燃焼のため主−次 噴射ｖ！３８８に対する燃料流′ＪＩｉＦ、を予定化する役割を持つ。この燃焼 モードにおいては、コントローラ３２２は、約１８５０”Ｋの燃焼温度を維持す る空燃比を生じるように燃料流量を調整し、これによりＮＯｘの著しい生成を防 止する。

コントローラ３１７の場合と同様に、コントローラ３２２に対する４つの入力、 即ち、燃焼器入口温度Ｔ３、湿度Ｈ１燃焼器の一次区域に対する空気質量流量Ｍ ２、および温度データ・セレクタ３１８により設定される制限温度Ｔ、が存在す る。

これらは、限度空燃比を、従うて主−次噴射器８８に対して予定化される燃料流 量を決定するため用いられる。

拡散炎モードおよび希薄燃焼型燃焼モードの同時使用Ｗ０９２１０７２２１号に 開示された如き直列段の燃焼器においては、二次および三次燃焼段に進入する気 体は、手前の一次および二次燃焼プロセスにより予熱される。従って、最後の燃 焼段（または、３段システムにおける最後の２つの燃焼段）における希薄燃焼型 燃焼プロセスの弱い安定度の尤度は、燃料要求の過渡的な変化（即ち、空燃比の 変動）を許容するに充分に大きく、従って動力タービンの負荷変化を満たす機関 の能力と干渉しない。しかし、主−次燃焼段は、これが受取る空気の方が低温で 温度Ｔ３を有する故に、狭い安定度で動作する。従って、主−次燃焼段に対する 希薄燃焼の空燃比の許容し得る変動が制限される。その結果、希薄燃焼の一次燃 焼プロセスが機関の始動から動力タービンが負荷を受けるようになる時までの期 間完全に依存されるものとすれば、この期間中には燃焼の不安定性という危険の おそれがある。

希薄燃焼の主−次燃焼プロセスのこのような制限を克服するために、Ｔ、＝２４ ００°にの平均燃焼温度限度において中心部噴射器８６を用いて、このような危 険期間中の一次拡散炎燃焼プロセスの使用を可能にする。これは、中心部噴射器 による拡散炎燃焼プロセスが燃焼の主要熱を燃焼室３６の壁部から遠去ける故に 達成可能である。従って、中心部噴射器を用いる更に安定な燃焼プロセスを、機 関の始動から動力タービン負荷のテークアツプまで一次燃焼プロセスの安定性を 拡張するために用いることができる。特に、これは、この初期の期間中の圧縮機 におけるブリード弁の動作により生じる燃焼の不安定の危険を避ける。ブリード 弁の動作は、短い期間にわたる大きな燃料流量の変動を生じる傾向があり、これ が更に大きな空燃比の変動を生じる。

燃焼モード間の転換 機関の通常の運転サイクル中、１り御システムは熱論、−次段が可能である２つ の燃焼モード間で動力の損失なしに転換することを要求されろう燃焼モード間の 転換は、下記の如く達成することができる。

始動中、温度データ・セレクタ３１８は、コントローラ３１７に対するＴｅを２ ４００”Ｋに初期設定し、コントローラ３２２に対するＴ、をその時の温度Ｔ３ のように、コントローラ３２２の出力３２３がゼロである限り、燃料流量Ｆ、は ゼロである。

機関が燃料要求出力信号Ｆれが機関のこれ以上の加速を制限するかあるいは望ま しくない汚染物質量が生じている運転条件に達すると、温度データ・セレクタ３ １８はランプ（ｒａｍｐ）関数を用いて燃焼温度制御限度Ｔ、およびＴ、を２４ ００°ＫからＴ３へ、またＴ３を１８５０’にへそれぞれ変化させる。温度デー タの変更を開始するためのロジックは後で説明するが、基本的には、二次燃焼段 階に対する燃料要求信号が別の加算接合点３３０から出力される時を検出する二 次流量論理モジュール３１９を含む。

２組の中心部噴射器８６．８８に流れる燃料流量Ｆ１およびＦ、は、それらのＦ ＭＵ３５１．３５２の各々により制御されるが、共に燃料を同じ一次燃焼区域６ ４へ送る。拡散炎−次区域の燃焼が信号Ｆ。により低減するに伴い、燃焼モード 間の切換えが完了するまで、希薄燃焼−次区域の燃焼は信号よ、と共に増加する 。

一次段階における燃焼モードの切換えと同時に、加算接合点３３０は総燃料要求 信号ＦｄＴと瞬時燃料要求出力信号Ｆ　ｄｅｓ　Ｆ　４＠との間の差を出力して いる。この差が、二次段階における噴射Ｗ１０４への燃料流、ＩＩＦ、に対する ＦＭＵ　３５３を制御する燃料要求出力信号Ｆ　ｄｍとなる。

最後に、ＦＭＵ３５１が中心部噴射器８６への燃料の流れを許容していない時、 コントローラ３２２により許容されるよりも大きい燃料要求の増加が、ゼロであ る値（Ｆ　ａｔ　Ｆ　ａ−、Ｆ　ａ−）の信号として加算接合点３３０から出力 される。

以上のことから、希薄燃焼型燃焼モードでは、−次燃焼段階に対する空気質量流 量と共に、機関に対する負荷の増加は燃焼器の入口温度Ｔ３を上昇させることが 判る。燃料流量Ｆ、は燃焼温度コントローラ３２２の出力に従って然るべく増加 することになる。再び、温度の制限に起因する一次段階により必要とされない過 剰燃料流量は、二次段階へと送られる。

動力を減じるための燃料制御 機関に対する負荷の減少は、コントローラ３０３が燃料要求信号３１１およびＦ −Ｔを低減する結果を生じる。最初に、これは、二次段階に対する燃料流量の対 応する減少により信号Ｆｄ＋の減少を生じる。

短時間の遅れの後、減少負荷は、−次燃焼段階に対する空気賀正流量および燃焼 器入口温度Ｔ３を減少させることになる。燃料流量Ｆ、は、燃焼温度コントロー ラ３２２の出力により指令される如く然るべく減少することになる。

更なる負荷の減少がない場合は、二次段階はＦ　Ａｍの新しい安定値、即ち、Ｆ ｓｒとＦｄｅとの新たなｆＩ／〔の間の差に落着く。

負荷の更なる減少と共に、二次段階に対する燃料流量は、汚染物質放出限度が達 成され得なくなるまで最終的に減少することになる。この条件では、温度データ ・セレクタ３１８は、Ｔ、をＴ３から２４００°Ｋまで逓１させる間、Ｔ、を１ Ｂ５０°にへＴ３へ逓減させることにより、−次段階を再び拡散炎燃焼モードに 切換える。

一定負荷および周囲温度低下に対する燃料制御機関に対する負荷が一定のままで あるが周囲温度は低下する希薄燃焼型燃焼モードにおける初期の運転を仮定する と、燃焼２３人口温度Ｔ３および空気質量流量Ｍ、の変化は、−次燃焼温度コン トローラ３２２からの燃料要求信号３２３　（Ｆ。

、）の増加を再び生じる。この結果、加算接合点３３０からの差信号出力の減少 に起因する二次段階の燃料要求信号Ｆ、、の対応する減少を生じる。周囲温度の これ以上の低下がなければ、二次段階は、減少負荷の場合と同様に、新たな安定 した燃料要求に落着く。周囲温度の更なる低下は、先に述べた負荷の更なる減少 と同じ効果を生じて、汚染物質放出制限が達成できない場合に、−次段階は拡散 炎燃焼モードへ再び転換される。

一定負荷および周囲温度上昇に対する燃料制御機関が拡散炎燃焼モードが用いら れている周囲温度において機関に負荷が課されるならば、機関負荷が一定のまま である間の周囲温度の上昇は、拡散炎燃焼温度コントローラ３１７に対する人力 Ｔ３およびＭｏを変化させる。従って、燃料要求出力３１６は減少する。総燃料 要求信号Ｆ１が信号３１６より大きくなると、最小値獲得ゲート３１５は信号３ １６をＦｄｔとして出力して中心部噴射器８６に対する燃料流量を制御し、加算 接合点３２０は次の加算接合点３３０に対して二次段階に対する燃料要求信号と して使用される差信号Ｆ　ｄｆ−Ｆ　ｍ＠を出力する。これは、二次流量論理モ ジュール３１９と温度データ・セレクタ３１８とを一定の周囲温度における負荷 の増加と同じ方法でトリガーする。従って、温度データＴｅおよびＴ、は、増加 負荷について先に述べたように、それぞれ逓減、逓昇され、これにより二次段階 燃焼が開始される１７ｔｌ、−次段階を希８り燃焼型燃焼モードへ転換させる。

一次燃焼温度データ・セレクタ 先に述べたように、燃焼温度データ・セレクタ３１８は、拡散炎モードおよび希 薄燃焼モードにおける燃焼をそれぞれ制御する２つの一次段階燃焼温度コントロ ーラ３１７および３２２に対する適切な燃焼温度データＴ、およびＴ、を選択す る手段を提供する。

データ・セレクタ３１８は燃焼モードの変更を要求する二次流量ロジック３１９ からの論理信号を受取る時は常に、温度データＴ。およびＴ、の制御された変化 率を開始する。これを行うためには、データ・セレクタ３１８は図５に略図的に 示した如き２つの同じランプ関数からなる。このランプ関数は、積分器５０１． ５０３およびリミッタ５０２．５０４により表わされる。各積分器の出力は、論 理スイッチ５０５．５０７の各々からの入力信号の符号に従って、温度データＴ 、およびＴ７を予め設定された率で増減することにより、各々の温度データを制 御する。正の入力は積分器出力の増加を生じるが、負の入力は減少を生じる。ス イッチ５０５．５０７に対する臭理値表が図５に示される。

リミッタ５０２．５０４は、それらの積分器５０１．５０３の各々の出力をＴ、 およびＴｅの要求値に制限するように働く。

希薄燃焼型燃焼モードへの転換は、二次流量ロジック３１９が両方のスイッチ５ ０５．５０７に対して論理的「真」の信−号を出力する時にトリガーされる。ス イッチ５０５は、積分器／リミッタの組合わせ５０１１５０２がその出力をＴ３ の初期値からＴ、が１８５００Ｋに達するまで増加させることを促す。同時に、 スイッチ５０７は、積分器／リミッタの組合わせ５０３１５０４がその出力を減 少させ、それによりＴｃを２４００°ＫからＴ３へ減少させることを促す。

拡散炎燃焼モードへの転換は、二次燃料流量ロジック３１９が論理的「偽」の信 号をスイッチ５０５．５０７へ出力する時にトリガーされ、上記の信号逓変プロ セスの逆を生じるように促す。

燃焼モード間の転換中に、二次流圧ロジックが再び前の燃焼モードへの転換を要 求する前に、温度出力Ｔ、およびＴアがそれらの各データ限度値に達しなかった ならば、温度限度の最初の変更が完了するまで、新たな転換指令は無視される。

論理信号３２５が二次流ｉＲロジック３１９に対して入力される時にのみ、デー タ転送はＴｃを２４００°Ｋに、Ｔ、をＴ３に選択する他の指令を自動的に無効 化する。論理信号３２５は、機関のブリード弁が急激な動力低下の間に開路状態 で検出される時にのみ生じる。

２つの積分器５０１．５０３の積分速度は、燃焼モード転換期間中に動力損失が ないことを保証し、かつまた−次段階の燃焼温度がその運転限度内に留まること を保証するように同じでなければならない。

二次流圧ロジック 二次流量論理モジュール３１９と関連する論理的プロセスが、図６において詳細 に示される。これらプロセスは、汚染が最小限に抑えられること、および機関が 要求される負荷に見合うことができることを保証する。これは、−次段階が希薄 燃焼型燃焼モードで運転中である時に負荷要件を維持するために必要な二次燃焼 段階に対する燃料流爪を表わす燃料要求信号Ｆ７．である、加算接合点３３０の 出力を監視することにより達成される。

しかし、小さ過ぎる燃料流爪による二次段階の動作は、燃焼温度を低（し過ぎる ことになり、ＣＯおよびＵＨＣ放出物が過剰となる。その結果、二次流量ロジッ ク３１９は、最低二次温度コンパレータ（図示しないが、三次燃焼段階に関して 持ちいられる同様な論理装置については、図８の参照半弓３６０参照）を含み、 これは二次燃焼最低温度コントローラ３２７から温度信号Ｔ、を、ならびに１６ ＯＯ°にの一定値に設定される温度信号Ｔ、１．を受取る。

二次燃焼最低温度コントローラ３２７は、４つの入力、即ち、燃焼器入口温度Ｔ ３、湿度Ｈ１燃焼器二次区域に対する空気質量流量Ｍ０、および二次段階に対す る燃焼要求信号Ｆ４＋を有する。これらは、空燃比、従って二次噴射ｆｆ１１０ ４に対して予定されるその時の燃料流量により得られる燃焼温度Ｔ、を決定する ために用いられる。つまり、温度コンパレータが加算接合点３３０からの信号Ｆ ｄｍにより可能化され、温度コントローラ３２７の出力Ｔ、がＴ、１＠より小さ いことを検出する時は常に、論理的「偽」の信号が二次流圧ロジック３１９から 温度データ・セレクタ３１８に対して出力され、これにより、先に述べたように 、拡散炎燃焼モードが選択されて希薄燃焼モードからの転換が開始される。

別の実施態様に対する詳細な二次流圧ロジックが図７に示され、図６との唯一の 相違点は加算接合点３３０からの燃料要求信号出力の検出後の比較段階にある。

この別の実施態様においては、二次流量ロジック３１９が、（上記温度コンパレ ータの代わりに）最小二次燃料要求コンパレータを内蔵する。この燃料要求コン パレータは、加算接合点３３０から燃料要求信号Ｆ　ｄｍを受取る時に可能化さ れる。このコンパレータは、比較のため、温度信号Ｔ、の代わりに二次燃焼最低 温度コントローラ３２７からの出力である燃料要求信号、ならびに一定値に設定 される最小燃料要求信号Ｆ１゜、９を受取る。

燃料要求コンパレータが、コントローラ３２７からの燃料要求信号が燃料要求信 号Ｆｄｓｍｌ＋＋より低いことを検出した時は常に、論理的「偽」の信号がコン パレータ５０９から温度データ・セレクタ３１８へ出力され、その結果、先に述 べたように、拡散炎燃焼モードが選択されて希薄燃焼モードからの転換が開始さ れる。

反対に、コントローラ３２７からの出力がＴ、、ＲまたはＦ　ｄａｍｌｎより高 い時は常に、論理的「真」の信号がコンパレータ５０９から温度データ・、セレ クタ３１８へ出力され、その結果、先に述べたように、拡散炎燃焼モードの選択 が解除され希薄燃焼モードへの転換が開始される。

付加された三次燃焼段階の制御 ３段燃焼器が希薄燃焼モードにおける更に広い動力範囲を得るのに必要であるな らば、これまでに述べた制御システムが図３に示されるように修正されねばなら ない。

第１に、前記修正は、二次段階に対する最小値獲得ゲート３３４を含み、加算接 合点３３０の出力は二次燃焼温度コントローラ３３２の出力により決定される。

最小値獲得ゲート３３４の出力は、前の加算接合点３３０の出力と同様に更に別 の加算接合点３４０ヘフイードフオワードされ、その結果、加算接合点３４０の 出力は三次燃焼段に対する燃料要求信号である差信号（Ｆｍｖ−１’＋−Ｆａ、 ＝Ｆ、＋、）である。

二次燃焼温度コントローラ３３２は、２つの先に述べたコントローラ３１７．３ ２２と類似しており、その入力はＴ３、Ｍ、（二次燃焼段に対する空気質量流量 ）および二次燃焼温度に対する関連するその時の値Ｔ、である。これは、二次燃 焼データ・セレクタ３４３から入力される。Ｔ、は、三次段階が活動状態でない 時に約１８００°にの固定された最大限度を有するが、三次段階が活動状態であ る時に１６００°にの最低限度と約１８００’にの最高限度との間に調整するこ とができる。この固定限度は、二次燃焼温度デ・−タ・セレクタ３４３に対する 固定人力３４５として定義され、その範囲は最低三次燃焼温度コントローラ３４ ７からの可変人力３４６である。

温度データ・セレクタ３４３は、三次流量ロジック３１９からの入力３４８によ りトリガーされる。このセレクタが加算接合点３４０からの燃料要求信号Ｆ□に より可能化される時は常に、三次流量ロジック３４９は、温度コントローラ３４ ７の範囲出力である温度入力３５０と、三次燃焼最低限度温度コントローラ３５ ２の出力Ｔ、である温度人力３５１との間の比較を行う。

三次燃焼最低限度温度コントローラ３５２は、４つの入力、即ち、燃焼器入口温 度Ｔ３、湿度Ｈ２燃焼器の三次区域に対する空気質量流量Ｍ１、および三次段階 に対する総燃料要求信号Ｆｄｌを有する。これらは、空燃比、従って三次噴射器 １４６に対して予定されるその時の燃料流量により達成される燃焼温度Ｔ、を決 定するため用いられる。

温度コントローラ３５２からの信号Ｔ１もまた、三次段階における燃焼温度の最 低許容値を表わすＴＩｌ、＝１６００°にである固定温度入力８６３との比較の ため温度コントローラ３４７の入力８５３へ送られる。

図８に示されるように、温度コントローラ３４７は、入力８６３．８５３を持つ 最低三次温度コンパレータ３６０を含む。この比較が出力３６１を生じると、積 分器／リミッタの組合わせ３６５／８６７が温度範囲出力３４６を生じる。

三次段階と関連する」ユ記制御ロジックの詳細な動作については、図８および図 ９を参照することにより、また二次燃焼段と関連する同様なロジックの記述を参 照することによって更に理解することができる。

３段燃焼器に対する制御システムの動作については、２段階の燃焼の初期条件を 仮定して、増加する負荷の状態に対して次に述べることにする。

総燃料要求量Ｆ、は増加する動力タービン負荷と共に増加するが、燃料要求Ｆ６ ３がゼロのままであれば、主−次ＦＭＵ３５２に対する燃料要求出力信号Ｆ６． は、ＦｄＴ＞Ｆ、、である時、−次希薄燃焼温度コントローラ３２２から制御さ れる。従って、差信号（Ｆ、＋ｔ　Ｆ−）は最小値獲得ゲート３３４へ入力され 、（Ｆ　、＋’ｒ　Ｆ　＊−）が二次燃焼温度コントローラ３３２の出力より大 きいかあるいはこれと等しくなる如き時まで、二次燃料計量装置３５３に対する 出力値Ｆ１．ともなる。この時、総燃料要求量は、−次および二次段階のみでは 許容され得ない。このため、動力タービン負荷に見合うために、三次燃焼段が付 勢される。

このためには、第３の加算接合点３４０が二次加算接合点３３０および二次最小 値獲得ゲート３３４からの各入力を受取り、これにより燃料要求出力信号Ｆａ− を燃料要求出力信号（Ｆ　、ｔ　Ｆ　ｄ−）から差引く。結果として得る差信号 Ｆｄｌが、三次燃焼段に対するＦＭＵ　３５４を直接制御する。明らかに、総燃 料要求量が更に増加するに伴い、Ｆｄｌもまた増加することになる。

少燃料流量による三次段階の運転は、二次段階に関して先に述べたものと似た結 果を有し、また既に述べたように、三次燃焼のその時の状態に従って、二次燃焼 温度Ｔ、の値を変化させる、即ち調整することもまた必要である。従って、既に 述べた論理的機能３４３．３４７．３４９は、図３に関して図８および図９にお いて更に詳細に示される如く動作しなければならない。

拡散炎燃焼モードと二次段階との同時使用ある周囲条件においては、２４００’ にの更に高いＴ、データ点でさえ総燃料要求出力信号ＦｄＴが一次拡散炎燃焼プ ロセスにより許容されることを許さないことがあり得る。この場合は、過剰燃料 要求は二次燃焼段により満たされ、燃料要求差信号″？ｆＦ　、、は依然として ゼロであるが、これはＴ、が依然としてＴ３の値に設定される故である（空気質 量流量およびＴ３が充分に増加するまで、Ｆ６．がゼロのままでなければならな い、、）。従って、加算接合点３３０の出力は、希薄燃焼モードが選択されるま で、二次段階における燃焼のための燃料要求ｊ１（Ｆ□−Ｆ□＝Ｆ、、）である 。

次に、三次、二次および三次の燃焼段が運転中である条件から出発して、３段燃 焼器がどのように動力タービン負荷の減少に応答するかについて考察する。

この場合、コントローラ３１４の出力は減少して、総燃料要求の小さな減少（Ｆ 、Ｔ−δ）を生じる。両方のコントローラ３２２．３３２の出力は、それらの入 力パラメータが応答するまで一定のままである。従って、三次ＦＭＵ３５４によ り受取られる燃料要求差信号 機関に対する総燃料流量におけるこのような減少は、機関に流れる賀正流量を低 下させ、従ってＴ３を低下させる。−次および二次の再燃焼区域の空気流量もま た減少することになり、その結果、新たな安定した状態に達する時、Ｆｉｔは更 に減少することになる。総燃料要求のその後の減少は、最終的にはゼロの加算接 合点３４０からの出力を生じ、その結果三次段階は停止されることになる。

燃料要求の更なる減少は、加算接合点３３０からの入力が二次燃焼温度コントロ ーラ３３２の出力３３３より低くなるに伴い、はとんど二次段階によって許容さ れる。主−次燃焼温度コントローラ３２２の燃料要求出力信号は、Ｔ３および一 次燃焼段の空気流の両者が減少する時にのみ減少する。

機関の減速は、機関のブリード弁が閉じたままである時点、および（または）低 放出燃焼モードにおける最小出力が要求されるか、あるいは低放出モードの選択 が解除されるまで継続し得る。

このような最低動作点よりも出力を減少させるために、燃焼温度制御限度Ｔ。

およびＴ、は、中心部噴射器８６を用いて一次燃焼段の燃料供給を希薄燃焼モー ドから更に安定した拡散制御モードへ転換するように変更されねばならない。

このため、Ｔ、は１８５０°ＫからＴ３のその時の値まで低減され、Ｔｅは本例 におけるＴ３から２４００’Ｋまで、あるいは広範囲の安定性尤度が得られるな らば、低放出物のための１８００’Ｋまで逓増される。

機関の更なる減速は、主拡散燃焼温度コントローラの出力３１６が最小値獲得ゲ ート３１５の出力制御を停［ヒするまで（これはＦＡＴが出力３１６より小さし １時である）燃料要求の更なる減少を生じる。

図３から、二次流量ロジック３１９が加算接合点３２０からの燃料要求信号出力 である、破線として示される入力１００１を有することに注意すべきである。

これは、−次および二次段階の運転と関連するロジックに対する別の実施態様を 示す。この代替ロジックについては、図１０および図１１から理解することがで きる。

一次段階における拡散炎燃焼温度制限がこの段階の運転を制限する場合があり得 る。これが完全に運転状態である時の希薄燃焼モードと重ならなければ、二次希 薄燃焼段は、拡散炎燃焼モードと同時に使用することができる。

二次段階が過剰の放出物を生じることなぐ運転するに充分な流量を有することを 保証するために、拡散炎燃焼制限データが値Ｔｅ＊ｍｒ＋から更に低１．）Ｔ、 、、、へ再設定されて、二次段階に対する充分な流量を保証する。このため、接 合点３３０からの燃料要求信号が検出され、かつ機関が完全希薄燃焼モードに対 する最低条件以下である時は常に、二次流量ロジックによりトリガーされると、 拡散炎燃焼温度制限がデータ・セレクタ３１８における論理スイッチにより再設 定される。

種々の温度データＴｃ、Ｔ、、Ｔ、およびＴ、に対して先に述べた値は近似値に 過ぎずかつ燃焼器および燃料特性により５０°にも変化し得ることを知ることが 重要である。

上記のことから、本文に示唆された制御システムが多くの論理的状態を持ち、各 論理的状態が対応する燃焼段に対する燃料要求を制御することが判る。燃焼モー ドの切換えおよび一次段階における両モードの並行運転を容易にするために更に 別のロジックが必要である。典型的な論理段は、先行する制御ロジックから燃料 要求信号を受取る入力と、燃焼温度コントローラと、対応する燃焼段に対する燃 料流量を制御する段階燃料要求信号のための第１の出力と、入力燃料要求信号と 段の燃料要求信号との間の差の評価により得られる燃料要求差信号を次の論理段 にフィードフォワードするための第２の出力と、段の燃料要求信号を次の論理段 にフィードフォワードするための第３の出力とを有する。しかし、考慮される論 理段が先行する論理段により制御される拡散炎燃焼プロセスと平行して運転する ことができる希薄燃焼プロセスを制御するためのものであるならば、第２の出力 は、先行する論理段からの燃料要求差信号でよい。第２および第３の出力は、熱 論、考慮される段階の更に前段の存在に依存するものである。

Ｆｉ９，１１　（ｃｏｎｔ、） 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　６年　５月　２１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の燃焼段に対する燃料流量を予定化する方法において、複数の機関燃料 流量ガバナを相互に並列に配置し、最小燃料要求信号を出力する該ガバナを機関 に対する総燃料流量を予定化するガバナとし、各燃焼段における燃焼プロセスに 対する予め定めた温度限度を規定し、対応する燃焼段に対する予め定めた温度限 度と一致する最小燃料流量を達成するため複数の燃焼段に対する燃料流量を個々 に予定化するステップを含む方法。
2. ２．複数の燃焼段に対する燃料流量を予定化するための制御システムにおいて、 燃料要求信号を出力するように相互に並列に配置された複数の機関燃料流量ガバ ナと、 燃料要求信号を受取り、機関に対する総燃料流量を予定化するための最小燃料要 求信号を出力する最小値獲得手段と、複数の燃焼段と対応する複数の制御論理段 であって、対応する段に対する予め定めた温度限度を規定する手段を含む制御論 理段と、を具備し、前記制御諭埋設が、対応する燃焼段に対する予め定めた温度 限度と一致する最小値燃料流量を達成するため、対応する燃焼段に対して燃料要 求信号を個々に予定化する制御システム。