JP2000248963A - ガスタービンエンジン - Google Patents

ガスタービンエンジン

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 専用の温度センサを設置するようなことなく
燃焼器内の温度を検出するようにする。 【構成】 燃焼器内の温度を検出して各種運転の制御を
行わせるようにしたガスタービンエンジンにあって、定
電流駆動されるグロープラグの抵抗値を測定する手段
と、燃焼器に供給される空気流量を測定する手段と、予
め空気流量をパラメータとしてグロープラグの抵抗値に
対する温度の特性が設定されたテーブルから測定されて
いる抵抗値と空気流量とに応じた所定の温度を読み出し
て、そのときの燃焼器内の温度を求める手段とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼器内の温度を検出
して各種運転の制御を行わせるようにしたガスタービン
エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ガスタービンエンジンにあって
は、燃焼器内の温度を把握することが、各種運転の制御
を行わせるうえで重要になっている。
【０００３】例えば、燃焼器内の温度が定格以上の高温
になるとエミッションが悪化し、極端な高温状態が長時
間続けば燃焼器やタービンに損傷を与える可能性もあ
る。したがって、燃焼器内の温度が異常に高くなったと
きには燃料流量を制限したり、エンジンの運転を停止し
たりする必要がある。
【０００４】また、運転中に失火した場合には点火装置
を始動させて速やかに再着火させる必要があるが、失火
による燃焼器内の温度低下を把握することができれば再
着火を的確に行わせることができるようになる。
【０００５】しかして、燃焼器内の温度を検出するに際
して、高温状態にある燃焼器の内部に温度センサを設け
て直接温度を検出するのでは、レイアウト設計上不利に
なるとともに、センサそのものを非常に高い温度を検出
できるような耐熱構造としなければならならず、その設
置には種々の問題がある。
【０００６】また、従来、グロープラグの予熱時間の適
正化を図るべく、コンプレッサ入口温度をセンサによっ
て検出し、そのときの回転数から燃焼器入口温度を間接
的に求めるようにしている（特開平７−２４３３３７号
公報参照）。
【０００７】しかし、それによってもエンジン内部のコ
ンプレッサ部分に温度センサを専用に設置しなければな
らず、耐熱性の問題は解決することができても、依然と
してレイアウト設計上不利になっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、各種運転の制御を行わせるために燃焼器内の温度
を検出するに際して、温度センサを専用に設けるのでは
設置上、構造上不利になっていることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼器内の温
度を検出して各種運転の制御を行わせるようにしたガス
タービンエンジンにあって、専用の温度センサを何ら設
置するようなことなく燃焼器内の温度を検出するべく、
グロープラグの発熱コイルを感温抵抗素子として利用し
て、定電流駆動されるグロープラグの抵抗値を測定し、
燃焼器に供給される空気流量または燃料流量をパラメー
タとしてグロープラグの抵抗値に対する温度の特性が設
定されたテーブルから所定の温度を読み出して、そのと
きの燃焼器内の温度をわり出すようにしている。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明を実施するためのガスタービ
ンエンジンにおける制御系統の構成例を示している。
【００１１】ここでは、ＥＣＵ１の制御下において、グ
ロープラグ５に定電流による通電を行わせる定電流駆動
部２と、燃焼器６に所定の流量をもって燃料を供給する
燃料供給部３と、グロープラグ５の抵抗値を測定する抵
抗測定部４とからなっている。図中、７はコンプレッ
サ、８はタービンを示している。
【００１２】定電流駆動部２は、着火時には８〜１０Ａ
程度の大きな定電流による通電を行い、着火後には省電
力のために１０ｍＡ程度の小さな定電流に切り換えて通
電を保持するようになっている。
【００１３】グロープラグ５を定電流駆動することによ
って、その抵抗値の測定が可能になる。そして、定電流
駆動のために通電開始時の過大な突入電流によってグロ
ープラグ５が断線するようなことがなくなるとともに、
ハーネスの太さや長さの影響を受けることなくグロープ
ラグ５を安定に動作させることができるようになる。
【００１４】ＥＣＵ１は、グロープラグ５の着火後に、
抵抗測定部４によって測定されたグロープラグ５の抵抗
値およびコンプレッサ７から燃焼器６に送られる空気流
量Ｇａｉｒの測定値とにしたがい、予め空気流量をパラ
メータとしてグロープラグ５の抵抗値に対する温度の特
性が設定されたテーブルからそのときの燃焼器６の内部
温度をわり出すようになっている。
【００１５】図２は、抵抗測定部４の具体的な回路構成
例を示している。それは、グロープラグ５を温度に応じ
て抵抗値が所定に変化する感温抵抗素子として利用して
燃焼器６の内部温度を検出しようとするもので、定電流
駆動部２から着火後に小さな定電流側に切り換えられて
通電されているときのグロープラグ５の端子間電圧を差
動増幅器ＩＡによって測定して、その測定した電圧値を
ＥＣＵ１が読み込んでそのときのグロープラグ５の抵抗
値を算出するようになっている。
【００１６】図２に示す回路構成では、グロープラグ５
が断線したときには差動増幅器ＩＡの出力電圧が零にな
って、ＥＣＵ１がその断線状態を検知できるようになっ
ている。
【００１７】また、ＥＣＵ１の内部メモリには、予め空
気流量をパラメータとしてグロープラグ５の抵抗値に対
する燃焼器６の内部温度特性の実測データにもとづくテ
ーブルが設定されている。
【００１８】図３は、空気流量Ｇａｉｒを５０．５ｇ／
ｓに固定して、グロープラグ５における発熱コイル部分
の燃焼器６の内部への突出量をａ＝２ｍｍ、ｂ＝６ｍ
ｍ、ｃ＝８ｍｍと変化させたときのグロープラグ５の抵
抗値に対する燃焼器６の内部温度特性の実測データを示
している。
【００１９】また、図４は、グロープラグ５の突出量を
２ｍｍに固定して、空気流量Ｇａｉｒをｄ＝５０．５ｇ
／ｓ，ｅ＝６３．０ｇ／ｓ，ｆ＝７０．１ｇ／ｓ，ｇ＝
９０．０ｇ／ｓと変化させたときのグロープラグ５の抵
抗値に対する燃焼器６の内部温度特性の実測データを示
している。
【００２０】また、予め燃料供給部３から燃焼器６に供
給される燃料流量Ｑｆをパラメータとして、グロープラ
グ５の抵抗値に対する燃焼器６の内部温度特性の実測デ
ータにもとづいてテーブルを設定するようにしてもよ
い。
【００２１】さらに、空気流量Ｇａｉｒおよび燃料流量
Ｑｆの両方をパラメータとして、グロープラグ５の抵抗
値に対する燃焼器６の内部温度特性の実測データにもと
づいてテーブルを設定するようにしてもよい。
【００２２】このように本発明によれば、温度センサを
何ら用いるようなことなく、グロープラグ５の着火時お
よび着火後の通電保持時の何れにあってもグロープラグ
５の抵抗値を精度良く測定して、そのときの燃焼器６の
内部温度を確実に検出することができるようになる。
【００２３】しかして、ＥＣＵ１は、検出された燃焼器
６の内部温度に応じて燃料流量を的確に制御することが
できるとともに、その燃焼器６の内部温度が異常に高く
なったときには燃料供給をしゃ断して運転の非常停止を
行わせことができるようになる。
【００２４】また、ＥＣＵ１は、検出された燃焼器６の
内部温度が所定以上であるにもかかわらず、そのときの
ロータの回転数Ｎｇｇが一定以下の異常に低い状態にあ
ることをもって燃焼器６の失火状態を検知して、通電量
を大きくしてグロープラグ５の再着火を行わせる。
【００２５】
【効果】以上、本発明は、燃焼器内の温度を検出して各
種運転の制御を行わせるようにしたガスタービンエンジ
ンにあって、グロープラグの発熱コイルを感温抵抗素子
として利用して、定電流駆動されるグロープラグの抵抗
値を測定し、燃焼器に供給される空気流量または燃料流
量をパラメータとしてグロープラグの抵抗値に対する温
度の特性が設定されたテーブルから所定の温度を読み出
して、そのときの燃焼器内の温度をわり出すようにした
もので、専用の温度センサを何ら設置するようなことな
く燃焼器内の温度を的確に検出することができるという
利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するためのガスタービンエンジン
における制御系統の構成例を示すブロック図である。
【図２】抵抗測定部の具体的な回路構成例を示す図であ
る。
【図３】空気流量を一定にして、グロープラグにおける
発熱コイル部分の燃焼器の内部への突出量を変化させた
ときのグロープラグの抵抗値に対する燃焼器の内部温度
特性の実測データを示す特性図である。
【図４】グロープラグの突出量を一定にして、空気流量
変化させたときのグロープラグの抵抗値に対する燃焼器
の内部温度特性の実測データを示す特性図である。
【符号の説明】
１ ＥＣＵ ２ 定電流駆動部 ３ 燃料供給部 ４ 抵抗測定部 ５ グロープラグ ６ 燃焼器 ７ コンプレッサ ８ タービン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼器内の温度を検出して各種運転の制
    御を行わせるようにしたガスタービンエンジンにあっ
    て、定電流駆動されるグロープラグの抵抗値を測定する
    手段と、燃焼器に供給される空気流量を測定する手段
    と、予め空気流量をパラメータとしてグロープラグの抵
    抗値に対する温度の特性が設定されたテーブルから測定
    されている抵抗値と空気流量とに応じた所定の温度を読
    み出して、そのときの燃焼器内の温度を求める手段とを
    設けたことを特徴とするガスタービンエンジン。
  2. 【請求項２】 燃焼器内の温度を検出して各種運転の制
    御を行わせるようにしたガスタービンエンジンにあっ
    て、定電流駆動されるグロープラグの抵抗値を測定する
    手段と、燃焼器に供給される燃料の流量を測定する手段
    を設け、予め燃料流量をパラメータとしてグロープラグ
    の抵抗値に対する温度の特性が設定されたテーブルから
    測定されている抵抗値と燃料流量とに応じた所定の温度
    を読み出して、そのときの燃焼器内の温度を求める手段
    とを設けたことを特徴とするガスタービンエンジン。
  3. 【請求項３】 エンジンの回転数を検出して、その検出
    された回転数と燃焼器内の温度とにもとづいて燃焼器の
    失火状態を検知するようにしたことを特徴とする請求項
    ２または請求項３の記載によるガスタービンエンジン。
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