JPH09112293A

JPH09112293A - ガスタービンの燃料供給装置

Info

Publication number: JPH09112293A
Application number: JP27316595A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Matsunaga; 易松永
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】装置全体の小型軽量化が図れ、しかも、外部
から冷却を必要とすることなく供給燃料を自由に絞るこ
とができるガスタービンの燃料供給装置を提供する。【解決手段】燃料供給系の流路１１に、遠心型ポンプ
１２とその下流側に容積型ポンプ１３とが直列に配置さ
れるとともに、容積型ポンプを迂回するようにバイパス
流路１４が設けられ、バイパス流路にこのバイパス流路
を開閉する切替弁１５が設けられている。切替弁は、容
積型ポンプの吐出側の圧力によって開閉される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はガスタービンの燃料
供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンには、ガスジェネレータの
他に再燃装置（アフターバーナー）を備えるものがあ
る。この場合、通常のガスジェネレータ系統並びに再燃
系統に燃料を供給するには、ガスジェネレータ系統用と
して容積型のポンプが、また再燃系統用として遠心型の
ポンプがそれぞれ個別に用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ガスジェネレータ系統
用として用いられる容積型のポンプは、比較的小容量の
流体を移送するのに適しており、大容量の流体を移送す
る場合にはポンプ自体が大型化してしまう欠点を持つ。
ところで、ガスジェネレータ系統にも大容量の燃料を移
送させることが必要になる場合があり、それに合わせ
て、ガスジェネレータ系統用として大型のポンプを使用
しているのが現状であり、これがために、効率的な低下
を招いていた。

【０００４】また、再燃系統用として用いられる遠心型
のポンプは、大容量の燃料を移送するのに適しており、
容積型ポンプと比較すると、小型化が図れしかも動力が
流量に応じて変化するため効率的である。しかしなが
ら、供給量を少なく絞ると、ポンプ効率が低下しこれに
伴い発熱するため、ある程度以上供給量を絞ることがで
きない、あるいは外部から強制的に冷却する機構が必要
となるなどの欠点があった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、装置全体の小型軽量化が図れ、しかも、外部から冷
却を必要とすることなく供給燃料を自由に絞ることがで
きるガスタービンの燃料供給装置を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、燃料供給系の燃料ポンプ
として遠心型ポンプと容積型ポンプとが併設され、か
つ、それら両ポンプのうちいずれを用いるかを切り替え
る切替弁を備えていることを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明では、燃料供給系の流
路に、遠心型ポンプとその下流側に容積型ポンプとが直
列に配置されるとともに、容積型ポンプを迂回するよう
にバイパス流路が設けられ、バイパス流路には該バイパ
ス流路を開閉する切替弁が設けられていることを特徴と
する。

【０００８】請求項３記載の発明では、前記切替弁は、
容積型ポンプの吐出側の圧力によって開閉される構成で
あることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明では、前記燃料供給系
は先端が複数の系統に分岐され、その内の一つの系統が
ガスジェネレータ系統で、他が再燃系統であることを特
徴とする。

【００１０】本発明では、エンジンをスタートしてから
アイドリング領域に達するまでの間は、主に容積型ポン
プによって燃料を供給し、アイドリング領域に達した後
は切替弁が切り替わって、主に遠心型ポンプによって燃
料供給を供給する。すなわち、回転域の低い状態では、
小容量移送に適する容積型のポンプを用い、アイドリン
グ領域以上の回転域に達すると効率的に優れた遠心型ポ
ンプを用いるように自動的に切り替わる。したがって、
容量型のポンプは小型のもので足り、燃料供給装置全体
として小型化が図れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の概略構成を示して
いる。図中符号１はガスタービン、２は低圧圧縮機、３
は高圧圧縮機、４は燃焼室、５は高圧タービン、６は低
圧タービン、７は再燃装置（アフターバーナー）、８は
排気ノズル、１０は燃料供給装置をそれぞれ示す。

【００１２】燃料供給装置１０は、燃料タンクから延び
る燃料供給ライン１１に、遠心型ポンプ１２、容積型ポ
ンプ１３（ここでは、ギヤポンプを例に挙げている）が
燃料の流れる方向に沿って直列に設けられ、これら容積
型ポンプ１２および遠心型ポンプ１３はそれぞれガスジ
ェネレータの回転軸に接続されるている。また、燃料供
給ライン１１にはバイパス流路１４が容積型ポンプ１３
を迂回するように設けられ、バイパス流路１４には切替
弁１５が介装されている。なお、１６はフィルタであ
る。

【００１３】切替弁１５は、弁体１５ａがスプリング１
５ｂにより付勢されて内装されており、しかも、連通管
１５ｃを介し容積型ポンプの吐出側の圧力が上部の圧力
室に導入されるようになっている。そして、圧力室に所
定の圧力が導入されると、弁体１５ａがスプリング１５
ｂに抗して移動し、弁ケーシングに設けられた両ポート
１５ｅ，１５ｆが連通し、これにより、バイパス流路１
４を連通状態にする構造になっている。なお、この切替
弁１５が「閉」から「開」へ切り替わる切替時期は、当
該ガスタービン１がアイドリング領域に達する程度に予
め設定される。

【００１４】容積型ポンプ１３の下流側の燃料供給ライ
ン１１は複数（例えば３系統）に分岐され、その一つは
通常の燃焼室４へ燃料を供給するガスジェネレータ系統
１１Ａ、他は再燃装置７へ燃料を供給する再燃系統１１
Ｂとされる。それらガスジェネレータ系統１１Ａおよび
再燃系統１１Ｂを構成する各燃料供給ライン１８，１
９，２０にはそれぞれ制御弁２１，２２，２３が介装さ
れ、それら制御弁２１，２２，２３は航空用電子制御装
置２４からの電気信号によって各開度が制御される。

【００１５】次に、上記構成のガスタービンの燃料供給
装置の作用について説明する。スタート時においては、
ガスジェネレータの回転軸によって回転駆動される両ポ
ンプ１２，１３はあまり高い回転とはなっておらず、し
たがって、遠心型ポンプ１２ではほとんど供給圧が上が
らず、主に容積型ポンプ１３によって燃料が燃焼室４へ
供給される。このとき、再燃装置７は作動していない。
また、容積型ポンプ１３の吐出側の圧力もあまり高い値
まで上がっていないため、切替弁１５は「閉」の状態に
保持される。

【００１６】なお、容積型ポンプ１３による燃料移送量
がガスジェネレータで消費される量を越える場合には、
切替弁１５がそれを感知して一時的に「開」となり、図
中破線矢印（イ）で示すように、パイパス流路１４を通
して余分な燃料を容積型ポンプ１３の入口側へ戻す。つ
まり、容積型ポンプ１３による燃料移送量がガスジェネ
レータでの消費量以上になると、容積型ポンプ１３の吐
出側の圧が上がり、その圧が連通管１５ｃを介して切替
弁の圧力室に導かれ、これによって、弁体１５ａがスプ
リング１５ｂに抗して移動し、両ポート１５ｅ，１５ｆ
を連通させる。この結果、容積型ポンプ１３の吐出側の
燃料をパイパス流路１４を通して容積型ポンプ１３の入
口側へ戻す。

【００１７】その後、ガスジェネレータの回転軸の回転
が上がると、それに伴い遠心型ポンプ１２の吐出側の圧
力も上昇し、当該ガスタービン１がアイドリング領域に
達した時点で前記切替弁１５は「全開」に切り替わる。
したがって、それ以降は、図中実線矢印（ロ）で示すよ
うに容積型ポンプ１３を迂回し、主に遠心型ポンプ１２
による燃料供給が行われる。

【００１８】このように、遠心型ポンプ１２による燃料
供給は、大容量の流体を移送する場合、容積型ポンプ１
３に比べ小型のもので足り、しかも、動力は、流量に応
じて変化するため容積型ポンプ１３を用いた移送に比べ
て効率的である。

【００１９】また、アイドリング領域以上になると、主
に遠心型ポンプ１２によってガスジェネレータ系統１１
Ａあるいは再燃系統１１Ｂへ燃料が供給されるが、再燃
系統１１Ｂへの燃料供給量を少なく絞ったところで、遠
心型ポンプ１２による燃料供給は、ガスジェネレータ系
統１１Ａへも充分に行っているため、著しく発熱するこ
とがなく、従来設けていたような特別な冷却装置も設置
する必要はない。

【００２０】なお、上記実施の形態では、ガスタービン
の多系統燃料供給装置として再燃装置付きの航空用ガス
タービンを例に挙げて本発明を説明したが、本発明はこ
れに限られることなく、他のガスタービン燃料供給装
置、例えば低ＮＯｘマルチ噴射弁付きのガススタービン
にも当然に適用できる。

【００２１】

【発明の効果】

【００２２】請求項１記載の発明では、燃料供給系の燃
料ポンプとして容積型ポンプと遠心型ポンプとを併設
し、それら両ポンプのうちいずれを用いるかを切り替え
る切替弁を備えているから、アイドリング領域以下の低
回転では容積型ポンプをまたアイドリング領域以上の回
転では遠心型ポンプを燃料供給用として利用することが
でき、容積型ポンプは主に小容量供給用として利用する
ことから小型のもので足り、この結果、従来の燃料供給
装置に比べて装置全体の小型化が可能となる。

【００２３】請求項２記載の発明では、燃料供給系の流
路に、遠心型ポンプと容積型ポンプとを配置し、容積型
ポンプを迂回するようにバイパス流路を設け、バイパス
流路に切替弁を設けているから、切替弁が切り替わると
き、容積型ポンプから遠心型ポンプへスムーズな移行が
行われ、機械的なクラッチ等を使用した切替に比べ軽量
化が図れる。

【００２４】請求項３記載の発明では、切替弁を容積型
ポンプの吐出側の圧力によって開閉する構成であるか
ら、特別な機構を用いることなく切替弁を切替作動させ
ることができ、弁の構成を簡素化が図れ、かつ、確実な
弁作動が実現できる。

【００２５】請求項４記載の発明では、燃料供給系は先
端が複数の系統に分岐され、その内の一つの系統がガス
ジェネレータ系統で他が再燃系統としており、遠心型ポ
ンプによる燃料供給の際、再燃系統への燃料供給量を少
なく絞ったところで、遠心型ポンプによる燃料供給はガ
スジェネレータ系統へも充分に行っているため、効率低
下による著しい発熱を回避でき、外部からの強制冷却を
必要とすることなく、広い範囲に渡って再燃装置を利用
できる。また、設定によりアイドリング領域を越えた時
点から遠心型ポンプによる燃料供給が可能となり、大量
の燃料消費を前提とする排気ノズル制御がアイドリング
領域を越えた時点で行えることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略を示す図である。

【符号の説明】

１ガスタービン７再燃装置１１燃料供給ライン１２遠心型ポンプ１３容積型ポンプ１４バイパス流路１５切替弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料供給系（１１）の燃料ポンプとして
遠心型ポンプ（１２）と容積型ポンプ（１３）とが併設
され、かつ、それら両ポンプのうちいずれを用いるかを
切り替える切替弁（１５）を備えていることを特徴とす
るガスタービンの燃料供給装置。
【請求項２】燃料供給系の流路に、遠心型ポンプとそ
の下流側に容積型ポンプとが直列に配置されるととも
に、容積型ポンプを迂回するようにバイパス流路（１
４）が設けられ、バイパス流路には該バイパス流路を開
閉する切替弁が設けられていることを特徴とするガスタ
ービンの燃料供給装置。
【請求項３】請求項２記載のガスタービンの燃料供給
装置において、前記切替弁は、容積型ポンプの吐出側の圧力によって開
閉される構成であることを特徴とするガスタービンの燃
料供給装置。
【請求項４】請求項２または３記載のガスタービンの
燃料供給装置において、前記燃料供給系は先端が複数の系統に分岐され、その内
の一つの系統がガスジェネレータ系統（１１Ａ）で、他
が再燃系統（１１Ｂ）であることを特徴とするガスター
ビンの燃料供給装置。