JPS63243427A - ガスタ−ビン燃料制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスタービンの燃料制御装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来技術について、第４図〜第６図を参照して説明する
。第５図は、従来技術の構成を示す一例である。８は空
気圧縮機で、大気より空気を取り込み所定の圧力まで圧
縮して、燃焼器７へ燃焼用空気を供給する。空気圧縮機
８は、後述するガスタービン６とタービン軸９で直結さ
れており、ガスタービン６より回転力を得る。２は燃料
ポンプで、電動機４により駆動され、燃焼器７へ燃料を
供給するに充分な吐出圧を得る。燃料は、燃料ポンプ出
口と入口を結ぶバイパス弁３の開度を制御することによ
り、燃焼器７へ燃料流量を調節される。燃焼器７では、
燃料を空気と混合燃焼させて、高温、高圧の燃焼ガスを
生成する。この高温、高圧の燃焼ガスは、ガスタービン
６に供給され、ガスタービン６は回転力を得る。ガスタ
ービン６の起動過程に於いて、着火時及び暖機時は、燃
料流量を所定の値に保持する必要がある。第６図は、こ
の時のバイパス弁３の開度と燃料流量の時間的経過を示
したものである。又、第４図は、第６図に示すバイパス
弁３の開度を得るための制御ブロック図である。１１は
着火時のバイパス弁開度指令信号、１２は暖機時のバイ
パス弁開度指令信号である。この２つの信号は切換スイ
ッチ２０でガスタービン６が着火時には着火時バイパス
弁開度指令信号１１を選択し、ガスタービン６が暖機時
には暖機時バイパス指令信号１２を選択して、バイパス
弁開度指令信号１３を出力する。加算器２１は、バイパ
ス弁開度指令信号１３と後述するバイパス弁開度信号１
５の差をとって偏差信号１４を出力するアクチェエータ
２２は偏差信号１４に従ってバイパス弁３を開閉し、バ
イパス弁開度１５が変化する。このようにして、着火時
及び暖機時に、所定の燃料流量が燃焼器７へ供給され、
ガスタービン６は安定した状態で起動される。しかしな
がらこの方法は、燃料ポンプ２の駆動される。しかしな
がらこの方法は、燃料ポンプ２の駆動源として電動機４
が必要であるため装置の原価が高い。

（発明が解決しようとする問題点） 装置の原価を安くするため第２図に示す構成のものが考
えられる。第２図に於いて、５はガスタービン６の回転
力を後述する燃料ポンプｌに伝達するためのギアである
。燃料ポンプ１はギア５を介してガスタービン６により
駆動される。この燃料ポンプ１は第５図のものとちがっ
て低回転域から高回転域までの広い範囲で使われること
、Ｂ。

Ｃ重油等の粗悪な燃料でも使えること、更に構造が簡喚
であること等の理由からギアポンプが適している。その
他の構成は、第５図と同様である。

この場合第４図に示す制御系で制御を行うと、着火時及
び暖機時のバイパス弁開度指令信号１１．１２は一定で
ある。従ってガスタービン６の回転数が上昇するとギア
５を介して燃料ポンプ【も増速され、燃料流量が増加す
る。特に着火時や暖機時に於いては、ガスタービン６の
回転数が低いため、前記燃料流量の増加によりガスター
ビン６は増々加速されるため、燃料ポンプ１の回転数、
燃料流量も増加する。即ち燃料流量は第７図に示す如く
指数関数的に増加していく。この結果燃焼ガス温度が急
激に増加し、結果時にガスタービン６は過大な熱応力を
受けることになる。

本発明の目的は、比較的簡単な構造である第２図に示す
ガスタービン駆動のギアポンプ方式に於いて、複雑な制
御を行なわないで、着火時や暖機時に所定の安定した燃
料流量が得られるガスタービンの燃料制御装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明では、ガスタ・−
ビン６の回転数を検出する検出器を設け、この検出器よ
り得られる回転数（＝号によりバイパス弁開度指令値を
変化させるようにして、ガスタービンが加速して、燃料
ポンプが加速しても所定の燃料流量が安定に得られるよ
う構成したものである。

（作　　用） 上述のガスタービン燃料制御装置によれば、着火時や暖
機時に、安定した所定の燃料流量が得られるためガスタ
ービンに過大な熱応力がかかわず、又、燃料ポンプ系も
簡単で安価となる。

（実　施　例） 第１図は、本発明による制御系の一実施例である。第１
図に於いて、　１０はガスタービン６の回転数信号であ
り、これは、ガスタービン６の回転数制御に必要である
ので、特に検出器を新たに設ける必要はない。又、２３
は着火時のバイパス弁開度指令信号１１を、回転数信号
１０より算出するための第一の関数発生器、２４は暖機
時のバイパス弁開度指令信号１２を回転数信号１０より
算出するための第二の関数発生器である。その他は、第
４図に示した従来のものと同様である。ここで関数発生
器２３゜２４は、夫々着火時、暖機時に回転数信号１０
が変化した時も、燃料流量が所定の値をとるバイパス弁
開度指令を与えるような関数である。

上記のように構成された制御系を使用した場合について
説明する０例えば暖機時に、ガスタービン６がある回転
数の時に所定の燃料が得られていた場合について考える
。燃料が入っているためガスタービン６は加速され、従
ってギア５を介して、燃料ポンプ１も加速される。しか
しながら、第２の関数発生器２４は回転数信号ｌＯの変
化をとらえて。

暖機時バイパス弁開度指令信号を所定の値だけ増加させ
るため加算器２１．７クチユエータ２２を介して、バイ
パス弁３が開き、燃料ポンプ１の回転数増加に伴なうポ
ンプ流量の増加分を入口側へバイパスさせ、燃料流量は
一定に保たれる。第３図は、この時のバイパス弁３の開
度と燃料流量の時間的経過を示したものである。

このように、ガスタービン６が加速され、ギア５を介し
て燃料ポンプ１が加速されても、バイパス弁３が開くた
め、燃料流量は所定の値に安定に保たれる。即ち第３図
に示す如く、燃料流量は所定の値でガスタービン６を起
動させることができるのである、 以上の説明中の関数発生器２３．２４はすべてバイパス
弁開度を出力する方式としているが、燃料制御信号とし
て（バイパス弁全開−バイパス弁開度）を出力する方式
であっても、同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、ガスタービン起動
過程に於いて、熱応力が最も問題となる着火時、暖機時
の燃料制御が、安定にでき、しかも燃料系システムも簡
単な構造で安価なガスタービンの燃料制御装置が提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御ブロック図、第２図は構成の簡単
かつ安価な燃料システム図、第３図は本発明による制御
の特性図、第４図は従来技術にょる制御ブロック図、第
５図は構成が複雑かつ高価な燃料系システム図、第６図
は従来技術による制御の特性図、第７図は構成の簡単な
燃料系シテスムを従来制御した場合の特性図である。 １・・・燃料ポンプ　　　　３・・・バイパス弁５・・
・ギア　　　　　　　６・・・ガスタービン７・・・燃
料器　　　　　　８・・・空気圧縮器９・・・タービン
軸 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文 第２図　　　第３図 第４図 第５図　　　第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスタービン軸よりギア等の伝達手段を介して駆
   動力を得る燃料ポンプと、燃料ポンプの吐出燃料の一部
   をその入口側に戻させるバイパス弁を備え、バイパス弁
   の開度を変えることによって燃料の流量を制御するもの
   に於いて、ガスタービンの回転数に応じて、バイパス弁
   の開度指令値を修正し、燃料流量を一定に保つことを特
   徴とするガスタービン燃料制御装置。
2. （２）上記ガスタービンの回転数に応じて、バスパス弁
   の開度指令値を修正する手段として燃料流量が暖機時流
   量になるような関数発生器を採用することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のガスタービン燃料制御装置
   。
3. （３）上記ガスタービンの回転数に応じて、バイパス弁
   の開度指令値を修正する手段として、燃料流量が着火時
   流量になるような関数発生器を採用することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のガスタービン燃料制御装
   置。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載のガスタービン燃料制
   御装置と特許請求の範囲第３項記載のガスタービン燃料
   制御装置を組み合わせたことを特徴とするガスタービン
   燃料制御装置。