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JPS6149495B2 - - Google Patents
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JPS6149495B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6149495B2
JPS6149495B2 JP54016975A JP1697579A JPS6149495B2 JP S6149495 B2 JPS6149495 B2 JP S6149495B2 JP 54016975 A JP54016975 A JP 54016975A JP 1697579 A JP1697579 A JP 1697579A JP S6149495 B2 JPS6149495 B2 JP S6149495B2
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JP
Japan
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fuel
fuel control
valve
control device
control valve
Prior art date
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Expired
Application number
JP54016975A
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English (en)
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JPS55109729A (en
Inventor
Toshimi Anho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Priority to US06/118,077 priority patent/US4283910A/en
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Publication of JPS6149495B2 publication Critical patent/JPS6149495B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26Control of fuel supply
    • F02C9/32Control of fuel supply characterised by throttling of fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンの燃料制御装置に関
し、特に、発電用ガスタービンに用いて好適な燃
料制御装置に関する。
ガスタービンを発電用原動機として用いる場
合、発電周波数を一定にするため、出力タービン
軸の実回転数と一定の目標回転数との差の信号に
基づいて燃料制御信号を決定し、この燃料制御信
号によつて燃料タンクから燃料噴射弁に至る主燃
料通路に介装した燃料制御バルブの開度を制御し
て、出力タービン軸の回転数を一定に維持するよ
うにしている。
ところが、発電機に負荷が投入された時のよう
に、出力タービン軸に掛かる負荷が急増した場
合、燃料制御信号が直ちに変化しても燃料制御バ
ルブの開度が機械的な応答遅れから直ちには変化
しないため、燃料量が急増せず、発電周波数が低
下してしまうという問題点があつた。
この問題点を解決するため、従来、燃料制御バ
ルブをバイパスする副燃料通路を設け、この副燃
料通路に応答性の良い開閉弁を介装し、負荷急増
時にこの開閉弁を開いて、燃料を急増させるよう
にした装置が提案されている。しかしながら、こ
の装置の場合、負荷急増時においては、燃料制御
バルブを通過する燃料量と開閉弁を通過する燃料
量を合計した燃料量が燃料噴射弁に供給される一
方、負荷急増に伴なう出力タービン軸の回転数低
下により、燃料制御信号の値が増加して燃料制御
バルブの開度が大きくなるため、第1図A,B,
C,Dに示すように、開閉弁が閉じる直前に燃料
流量のピークが発生し、サージ領域に入つてしま
うという問題点がある。また、サージ領域に入ら
ないようにピーク値を低く抑えようとすると、開
閉弁を通過する燃料量を少なくしければならない
ため、出力タービン軸の回転数低下を抑えるため
に最も有効な負荷急増直後の燃料量が抑えられて
しまう。
本発明は、かかる従来の実状に鑑み考案された
もので、負荷急増時の開閉弁が開いている間、燃
料制御バルブを通過する燃料流量を略一定流量に
保持することにより、上記問題点を解決すること
を目的としている。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2図は、本発明を、発電用二軸ガスタービン
に適用した場合の略示的システム図である。
図において、燃料噴射弁1から供給される燃料
は、燃焼器2内で、コンプレツサ3より圧縮され
て供給される空気とともに連続的に燃焼し、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、コンプレツサタービン4を回転させ、ガ
ス発生機軸5を介して、コンプレツサ3を駆動す
るとともに、次段の出力タービン6に導入され
て、該出力タービン6を回転させた後、機外に排
出される。(必要に応じて熱交換器を通してから
排出する。) 前記出力タービン6の出力は出力タービン軸7
を介して、歯車8a,8bより成る減速機構8に
伝達され、発電機9を駆動する。
この発電機9から断続器10を介して負荷11
に供給する電力の周波数を一定(例えば50サイク
ル)に保つため、出力タービン軸の回転数を所定
の定格回転数(例えば25000rpm)に維持する必
要がある。このため、出力タービン軸7の回転数
を発電機9などに附設されたパルスピツクアツ
プ、タコジエネレータなどにより回転数信号N
(例えばアナログ電圧)に変換し、該回転数信号
と出力タービン軸7の目標回転数に相当する目標
回転数信号NMとの差の信号△N=N−NMに基づ
いて、燃料通路12に備えられた燃料制御バルブ
13の開度を設定する制御信号(以下CVSETと略
記する)を発出する制御装置14が備えられてい
る。
この制御装置14は、第3図A,Bに示すよう
に構成されており、前記パルスピツクアツプ等の
機関の実回転数に対応する信号Nを出力する手段
29と、機関の目標回転数に相当する信号NM
出力する手段30と、減算器31、増巾器32、
積分器33、加算器34とから成る。
燃料タンク15中の燃料は、フイルタ16によ
つて濾過された後、燃料ポンプ17によつて加圧
され、さらに、リリーフ弁18によつて圧力を限
定された後、燃料制御バルブ13に供給される。
燃料制御バルブ13の前後差圧は、差圧調整弁
19により一定に保たれているため、燃料噴射弁
1に供給される燃料量は、燃料制御バルブ13の
開度に応じて制御される。
この燃料制御バルブ13は、サーボモータによ
つて駆動されるため機械的な応答遅れがあり、こ
れを改善するため、第2図においては、主燃料通
路12の他に、燃料制御バルブ13をバイパスす
る副燃料通路52と、この副燃料通路52に設け
たオンオフ型の電磁開閉弁53、及び、オリフイ
ス54とが備えられている。
電磁開閉弁53は、通常は閉状態であり、負荷
の急増状態を検出する手段50より検出された負
荷の急増時に、指令信号発生装置28からの指令
信号により開状態となり、オリフイス54を介し
て副燃料通路52からも燃料が供給されるように
して、燃料噴射弁1に供給される燃料量を速やか
に増加させるのである。このようにして燃料を相
対的に増すのであるが、第1図のように増量ピー
クが遅れ、しかもケージングに入りやすいのを防
ぐために、本発明においては、負荷の急増時に燃
料制御バルブ13を通過する燃料量を略一定に保
持する手段51が備えられている。
これら負荷検出手段50、指令信号発生装置2
8、保持手段51は、具体的には、例えば第4図
に示すように構成される。
図において、負荷検出手段50と指令信号発生
装置28とは、実質的に同一であり、発電機9の
出力電流をアナログ電圧信号に変換する変換器3
6と、このアナログ電圧信号を微分する比較的時
定数の大きい微分回路37と、この微分信号と正
の所定電圧V1とを比較するコンパレータ38と
から成つており、負荷急増時に微分信号が正の所
定電圧V1以上となつている間だけ、指令信号が
発生するようになつている(第5図A,B,
C)。この指令信号は、トランジスタTrをオンに
して電磁開閉弁53を開にして燃料を急増させる
とともに、保持手段51に入力されるようになつ
ている。
保持手段51は、指令信号を反転して出力する
インバータ60と、このインバータ60の出力
(ハイレベル)により閉となる常開アナログスイ
ツチ61と、コンデンサ及びバツフアアンプより
成る記憶回路62とで構成されている。
すなわち、指令信号が入力されていない時は、
アナログスイツチ61は閉となつているため、記
憶回路62は、燃焼制御装置14の出力をそのま
ま燃料制御バルブ13に出力するが、指令信号が
入力されると、アナログスイツチ61が開とな
り、記憶回路62は、指令信号が入力された時点
の燃料制御装置14の出力信号を記憶し、指令信
号が入力されている間その記憶値を燃料制御バル
ブ13に出力する。従つて、指令信号が出力され
て燃料の急増が行なわれている間は、燃料制御バ
ルブ13の開度は一定に保たれることになり、燃
料急増に伴なうサージングを確実に防止すること
ができる。(第5図D,E,F,G)尚、電源、
抵抗、及び指令信号によつて閉となるアナログス
イツチより成る補正回路63は、燃料急増をして
いる間の積分器33の出力を補正して、電磁開閉
弁53の閉後における燃料制御装置14の応答性
を改善するためのものである。(第5図Dの一点
鎖線) 第6図には、他の実施例を示す。この実施例
は、保持手段51以外は、第5図に示す実施例と
同一である。
この場合、保持手段51は、指令信号を反転し
て出力するインバータ64と、このインバータ6
4の出力により閉となり、燃料制御装置14の減
算器31と積分器33との間に設けられたアナロ
グスイツチ65とで構成されている。
従つて、指令信号が入力されている間、アナロ
グスイツチ65は開となるため、積分器33に
は、減算器31からの信号が入力されないため、
燃料制御信号は略一定(補正回路63による補正
分があるため、ゆるやかに増加する値となる)に
保持される。このため、燃料急増中は、燃料制御
バルブ13の開度は略一定に保持され、燃料急増
に伴なうサージングを防止することができる。
第7図には、他の実施例を示す。
この実施例は、保持手段51以外は、第5図に
示す実施例と同一であり、燃料制御装置14の出
力を平均化する回路66と、指令信号が入力され
ると平均化回路66側に切り換える切り換えスイ
ツチ67とで構成されている。
従つて、指令信号によつて燃料が急増されてい
る間は、燃料制御装置14の出力を平均化した値
の信号が燃料制御バルブ13に出力されることに
なり、燃料急増中に燃料制御バルブ13を通過す
る燃料量を略一定に保持することができる。
尚、以上説明した実施例は、燃料制御信号を略
一定にして燃料制御バルブ13を通過する燃料を
略一定にするようにしているが、主燃料通路12
に指令信号により閉となり燃料制御バルブ13を
通る燃料を遮断するカツトオフ弁を備えるように
してもよい。ただし、この場合には、副燃料通路
13を流れる燃料流量が最適な流量となるように
予め設定する必要がある。
本発明は、以上説明したように、燃料急増中
に、燃料制御バルブを通過する燃料流量が略一定
となるように構成したため、負荷急増直後の急増
燃料量を増加しても、サージングを防止でき、負
荷急増に伴なう出力タービン軸の回転数低下をよ
り小さく抑えることができるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の作動タイムチヤート図、第
2図は本発明の全体をあらわす概略構成図、第3
図A,Bは制御装置のブロツク図と回路図、第4
図は本発明の要部の回路図、第5図はその作動タ
イムチヤート、第6図、第7図はそれぞれ他の実
施例の要部を示す回路図である。 1……燃料噴射弁、3……コンプレツサ、4…
…コンプレツサタービン、6……出力タービン、
13……燃料制御バルブ、14……制御装置、3
6……変換器、37……微分回路、38……コン
パレータ、50……負荷検出手段、51……保持
手段、52……副燃料通路、53……電磁開閉
弁、54……オリフイス、60……インバータ、
61……アナログスイツチ、62……記憶回路、
63……補正回路、64……インバータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 出力タービン軸の実回転数と目標回転数との
    差の信号に基づいて決定される燃料制御信号によ
    つて、燃料タンクから燃料噴射弁に至る主燃料通
    路に介装した燃料制御バルブの開度を制御すると
    ともに、該燃料制御バルブをバイパスする副燃料
    通路に、負荷の急増時に開となる開閉弁を介装し
    たガスタービンの燃料制御装置において、前記開
    閉弁が開いている間、前記燃料制御バルブを通過
    する燃料流量を略一定流量に保持する手段を備え
    たことを特徴とするガスタービンの燃料制御装
    置。 2 保持手段は、燃料制御信号の値を所定値とす
    る回路である特許請求の範囲第1項記載のガスタ
    ービンの燃料制御装置。
JP1697579A 1979-02-16 1979-02-16 Fuel control device for gas turbine Granted JPS55109729A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1697579A JPS55109729A (en) 1979-02-16 1979-02-16 Fuel control device for gas turbine
US06/118,077 US4283910A (en) 1979-02-16 1980-02-04 Fuel control system

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JP1697579A JPS55109729A (en) 1979-02-16 1979-02-16 Fuel control device for gas turbine

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JPS55109729A JPS55109729A (en) 1980-08-23
JPS6149495B2 true JPS6149495B2 (ja) 1986-10-29

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Families Citing this family (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US4283910A (en) 1981-08-18

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