JPH0237119A - 二軸式ガスタービン機関の制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二軸式ガスタービン機関の制御装置に関し、特
に、二軸式ガスタービン機関の定常状態の性能を向上さ
せることができる制御装置に関する。

〔従来の技術〕

二軸式ガスタービン機関は、（１）回転運動だけなので
、低振動で連続した高回転が行える、（２）連続燃焼機
関なので、ガソリン、軽油はもとより、灯油やメタノー
ルなど多種類の燃料が使用できる、（３）低速トルクが
大きいという自動車に適したトルク特性を持っている等
の特徴を備えているので、近年、自動車用機関としての
実用化が検討されている。

第１０図は自動変速機付の自動車に搭載される従来の二
軸式ガスタービン機関の一般的な構成の一例を示すもの
である。

図において、Ｃはコンプレッサ、ＨＢは熱交換器、ＣＣ
は燃焼器、ＣＴはコンプレッサタービンであり、コンプ
レッサＣとコンプレッサタービンＣＴとは回転軸にて直
結され、燃焼器ＣＣにはアクチュエータＡ１を介して燃
料が供給されている。吸入空気（以下吸気という）はコ
ンプレッサＣにて圧縮され、熱交換器ＨＢにて加熱され
、燃焼器ＣＣにて燃料と混合されて燃焼し、その燃焼ガ
スがコンプレッサタービンＣＴを回転させる。このコン
プレッサタービンＣＴとコンプレッサＣとは総称してガ
スジェネレータＧＧと呼ばれることがあり、このコンプ
レッサタービンＣＴの回転数がコンプレッサＣの圧縮度
を左右する。コンプレッサタービンＣＴを駆動した燃焼
ガスは、アクチュエータＡ２に調整される可変ノズルＶ
Ｎを経てパワタービン（出力タービン）ＰＴを駆動した
後、熱交換器ＨＢを経て排気ガスとなって大気に排出さ
れる。

以上が二軸式ガスタービンＧＴの構成であり、パワター
ビンＰＴの回転は減速歯車Ｒ／Ｇによって減速されて自
動変速機Ａ／Ｔに伝えられ、シフト状態に応じた回転数
に変換された後に差動歯車りを介して車輪Ｗに伝達され
る。

なお、アクチュエータＡ１は制御回路Ｃ０ＮＴからの指
令によって燃料を燃焼器ＣＣに供給し、アクチュエータ
＾２は制御回路Ｃ０ＮＴからの指令によって可変ノズル
ＶＮの開度を調整する。この制御回路Ｃ０ＮＴには、ア
クセルペダルの開度や図示しないセンサからの機関の運
転状態パラメータが人力されており、制御回路Ｃ０ＮＴ
は機関の運転状態に応じてアクチュエータ＾１．Ａ２を
駆動する。

また、一般に、第１０図の■の位置の吸気圧をＰ３、■
の位置の温度をＴ、というように、吸気圧Ｐや温度Ｔに
付された添え字は、○で囲まれた番号の位置の吸気圧Ｐ
や温度Ｔを示し、ガスジェネレータＧＧの回転軸の回転
数がＮ１、減速歯車Ｒ／Ｇを経たパワタービンＰＴの出
力軸の回転数がＮ３で表わされる。

以上のように構成された二軸式ガスタービン機関におい
ては、ガスジェネレータＧＧの加速、減速、定常運転時
に、燃焼器ＣＣの出口温度（コンプレッサタービンの入
口温度）Ｔ１、パワタービンの出口温度Ｔ６を組み合わ
せて制御している。例えば、機関が加速から定常に移る
場合、第１１図に示すように、ガスジェネレータＧＧの
加速時には燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４を一定にする制御
を、ガスジェネレータＧＧが定常の時はパワタービンの
出口温度Ｔ６を一定にする制御を従来行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、タービン出口温度のセンサに応答遅れがある
ために、ガスジェネレータＧＧが定常状態に移行した後
のタービン出口温度のセンサ出力温度は、実際のタービ
ンの出口温度Ｔ６よりも低くなるという問題がある。こ
のため、従来のようにガスジェネレータＧＧが過渡状態
の時に燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ、を一定に制御し、ガス
ジェネレータＧＧが定常状態に移行した後にパワタービ
ンの出口温度Ｔ６を一定に制御すると、ガスジェネレー
タＧＧが定常に移行した直後に実際のタービンの出口温
度Ｔ６よりもセンサ出力温度が低くなるために、燃焼器
ＣＣの出口温度Ｔ、が異常に高くなり、機関の破損など
の問題が生じる。

そこで、ガスジェネレータＧＧの加速後にパワタービン
の出口温度Ｔ６を一定にして制御を行う場合、制御に余
裕を持たせて目標値を低く設定すると、機関出力が減少
して車両の加速性能が悪化するという問題が新たに生じ
る。

本発明の目的は、ガスジェネレータＧＧが定常状態に移
行した直後の燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４の過熱を防止し
、機関の破損を防止すると共に、ガスジェネレータＧＧ
の加速状態からスムーズに定常状態に移行させて、機関
の加速性能を向上させることができる二軸式ガスタービ
ン機関の制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の二軸式ガスタービン機関は
、第１図に示すように、コンプレッサＣに直結され、燃
焼器ＣＣからの燃焼ガスによって駆動されるコンプレッ
サタービンＣＴと、負荷に連絡された出力タービンＰＴ
と、この出力タービンＰＴと前記コンプレッサタービン
ＣＴとの間に設けられた可変ノズルＶＮと、前記コンプ
レッサＣと前記燃焼器ＣＣとの間に設けられた熱交換器
ＨＢと、各部の温度、吸気圧力、回転数を検出するセン
サとを備えた二軸ガスタービン機関の制御装置であって
、機関の運転状態パラメータから機関の過渡状態及び定
常状態を検出する運転状態検出手段１と、機関の過渡状
態が終了してからの時間を計数する時間計数手段２と、
機関の過渡時に前記熱交換器ＨＨの出口温度Ｔ３ｓ　と
空気流量Ｇａと、前記コンプレッサＣの出口圧力Ｐ、か
ら、前記燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４が目標値になるよう
に燃料流量Ｇｆを制御する燃料流量制御手段３と、機関
の過渡状態が終了後して定常状態に移行した後の所定時
間は、前記前記コンプレッサＣの回転速度Ｎ１を一定に
保ちながら、前記燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ、を目標値に
するように燃料流量Ｇｆと前記可変ノズルＶＮの開度を
制御する定常初期制御手段４とを備えている。

〔作　用〕

本発明の二軸式ガスタービン機関の制御装置によれば、
二軸式ガスタービン機関を搭載した車両の過渡状態が検
出されると、ガスジェネレータＧＧの過渡状態を維持し
ながら燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４を目標値にするように
燃料流量Ｇｆが制御され、機関が過渡状態から定常状態
に移行した直後の所定時間は、ガスジェネレータＧＧの
回転を一定に保持しながら、燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４
が目標値になるように燃料流量Ｇｆと可変ノズルＶＮの
開度が制御される。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は自動変速機付き車両に搭載された本発明の二軸
式ガスタービン機関の一実施例の構成を示すものであり
、第７図に示した二軸式ガスタービン機関と同じ構成部
品については同じ符号（記号）を付しである。

図においてＧＴはガスタービンであり、このガスタービ
ンＧＴには燃料ポンプ、オイルポンプ、スタータモータ
等が接続するフロントギヤ３、コンプレッサＣ１熱交換
器ＨＢ、燃焼器ＣＣ１コンプレッサＣに回転軸で直結さ
れたコンプレッサタービンＣＴ。

可変ノズルＶＮ、パワタービン（出力タービン）ＰＴ及
び減速歯車Ｒ／Ｇ等がある。吸気はコンプレッサＣにて
圧縮され、熱交換器ＨＥにて加熱され、燃焼器ＣＣにて
燃料と混合されて燃焼し、その燃焼ガスがコンプレッサ
タービンＣＴを回転させる。コンプレッサタービンＣＴ
を駆動した燃焼ガスは、可変ノズルＶＮを経てパワター
ビンＰＴを駆動した後、熱交換器ＨＢを経て排気ガスと
なって大気に排出される。

ＡＩは燃焼器ＣＣに燃料を供給するアクチュエータ、Ａ
２は可変ノズルＶＮの開度α、を調整するアクチュエー
タである。

ガスタービンＧＴの減速歯車Ｒ／Ｇには自動変速機＾／
Ｔが接続されており、ガスタービンＧＴのパワタービン
ＰＴの回転は減速歯車Ｒ／Ｇによって減速されて自動変
速機Ａ／ＴのトルクコンバータＴ／Ｃを介して変速機構
Ｔに伝えられ、シフト状態に応じた回転数に変換されて
車軸駆動出力となる。なお、このトルクコンバータＴ／
ＣにはロックアツプクラッチＬ／Ｃが設けられている。

ガスタービンＧＴおよび自動変速機Ａ／Ｔを制御する制
御回路１０には、アナログ信号用の人力インタフェース
ＩＮａ　、デジタル信号用の人力インタフェースＩＮｄ
　、入力インタフェースＩＮａからの信号をデジタル変
換するアナログ−デジタル変換器Ａ／Ｄ　。

中央処理ユニットＣＰＵ　、ランダムアクセスメモリＲ
ＡＭ　、読み出し専用メモ’ｌＲＯＭ、および出力回路
０ｔｌＴ等があり、それぞれパスライン１１で接続され
ている。

また、二軸式ガスタービン機関にはガスジェネレータＧ
Ｇの回転数Ｎ、を検出する回転数センサＳＮ、、コンプ
レッサＣの出口温度Ｔ、を検出する温度センサＳＴ、、
熱交換器ＨＢの出口温度Ｔ’３５を検出する温度センサ
５Ｔ３５、　パワタービンＰＴの出口温度を検出する温
度センサＳＴ、、減速歯車Ｒ／Ｇを経たガスタービンＧ
Ｔの回転数Ｎ３を検出する回転数センサＳＮ、、及び車
軸駆動回転数Ｎｐを検出する回転数センサＳＮＰ等が設
けられている。

アナログ信号用の人力インタフェースＩＮａには、前述
のセンサからの信号Ｎ＋、　Ｎｓ＋　ＮＰ＊　Ｐ　ｓｏ
　Ｔ３Ｓ＠Ｔ６やアクセルペダルからのアナログ信号等
が入力され、デジタル信号用の入力インタフェースＩＮ
ｄにはキースイッチからのオンオフ信号、シフトレバ−
からのシフト位置信号、ブレーキからのブレーキ信号等
のデジタル信号が入力される。

一方、出力回路０ｔｌＴからは、燃焼器ＣＣのアクチュ
エータＡ１に対して燃料流量を指示する信号Ｇｆ。

アクチュエータＡ２に対して可変ノズルＶＮの開度を指
示する信号α８、トルクコンバータＴ／Ｃのロックアツ
プクラッチＬ／Ｃのオンオフを指示する信号Ｓ５、変速
機構Ｔの変速信号Ｓ、、Ｓ２やスロットルワイヤ信号θ
テＨ等が出力される。

まず、上のように構成された二軸式ガスタービン機関に
おける過渡時および定常時の制御回路１０の動作の概要
を第３図のフローチャートを用いて説明する。

ステップ３０１においては、制御回路１０に機関の運転
状態パラメータが入力される。この運転状態パラメータ
は、例えば、ガスジェネレータＧＧの回転数Ｎ１、アク
セル開度θａＣＣ％コンプレッサタービンＰＴの出口温
度Ｔｔ＋　、熱交換器ＨＨの出口温度Ｔａｓ、コンプレ
ッサＣの出口圧力Ｐ３、自動変速機Ａ／Ｔの人力回転数
Ｎ３等である。ステップ３０２ではアクセル開度θａｃ
ｃの関数であるガスジェネレータＧＧの回転数の目標値
Ｎ０．、が演算される。

そして、ステップ３０３にて機関の運転状態パラメータ
からガスジェネレータＧＧが定常状態か否かが判定され
る。この機関の過渡状態と定常状態の判別は、アクセル
ペダルの踏み込み量とアクセルペダルの単位時間内の変
化量やガスジェネレータＧＧの回転軸の回転速度の変化
率等で判定すれば良い。

ガスジェネレータＧＧが定常状態にあると判定された時
（ＹＥＳ）　　はステップ３０４に進み、続くステップ
３０４からステップ３０７において定常状態の制御が行
われ、ガスジェネレータＧＧが過渡状態にあると判定さ
れた時（ＮＯ）はステップ３０８に進み、続くステップ
３０９からステップ３１１において過渡状態の制御が行
われる。

定常状態のときは、ステップ３０４にて時間カウンタＴ
ＧＡＣに１を加算して時間を計数し、続くステップ３０
５にて計数した時間が基準値Ｋｔより大きいか否か、即
ち、定常状態に移行してから所定時間が経過したか否か
が判定される。そして、定常状態に移行してから所定時
間がまだ経過していないとき（ＴＧＡＣ≦Ｋｔ）はステ
ップ３０６に進み、ガスジェネレータＧＧが燃焼器ＣＣ
の出口温度Ｔ４を基にして制御される。この制御は後に
その制御例を詳述するが、ガスジェネレータＧＧの回転
数Ｎ１を一定に保ちながら、燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ、
を目標１ｉ１Ｔ４１ｓｔにするように燃料流量Ｇｆと可
変ノズルＶＮの開度αＳを制御するものである。

また、定常状態に移行してから所定時間が経過したとき
（ＴｃＡｃ　＞Ｋ　ｔ　）はステップ３０７　に進み、
そして、パワタービンの出口温度Ｔ６を基にして制御さ
れる。このときの制御は、コンプレッサタービンの出口
温度を測定する温度センサの応答性が問題とならなくな
るので、ガスジェネレータＧＧの回転数Ｎ、を一定にし
た状態で、パワタービンの出口温度Ｔ、が目標値Ｔ’３
５＠Ｌになるように燃料流量Ｇｆと可変ノズルＶＮの開
度α、を制御するものである。

一方、過渡状態のときは、ステップ３０８にて時間カウ
ンタＴＧＡＣの値がクリアされ、続くステップ３０９に
てステップ３０２で演算されたガスジェネレータＧＧの
回転数の目標値Ｎ　１ｓｅｔに対して、現在のガスジェ
ネレータＧＧの回転数Ｎｌが小さいか否か、即ち、過渡
状態が加速状態か減速状態かが判定される。そして、加
速状態のとき（Ｎ＋ｓｅｔ＞ＮＯのときはステップ３１
０に進み、ガスジェネレータＧＧが燃焼器ＣＣの出口温
度Ｔ４を基にして制御される。このときの制御は、ガス
ジェネレータＧＧを加速してその回転数Ｎ、を増大しな
がら、燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４が目標値Ｔ４ｓｅｔに
なるように燃料流量Ｇｆを制御するものである。また、
減速状態のとき（Ｎｌｌ＠ｔ≦Ｎ＋）はステップ３１１
に進み、減速時の制御が行われる。

ステップ３０６、ステップ３０７、ステップ３１０また
はステップ３１１が終了するとステップ３１２に進み、
演算した可変ノズルＶＮの開度αＳや燃料流量Ｇｆ等が
ガスタービンＧＴに出力される。そして、ステップ３１
３にて所定のサイクルタイムだけ時間が調整され、時間
調整後は再びステップ３０１に戻って前述の制御が繰り
返される。

このように、本発明ではガスジェネレータＧＧが加速時
から定常状態に移行する場合、ガスジェネレータＧ６の
加速中は燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４を基にして制御が行
われ、ガスジェネレータＧＧが定常に移行してからある
定められた時間内は燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４を基にし
た制御が行われ、それ以後はパワタービンの出口温度Ｔ
６を基にしてガスジェネレータＧＧの制御が行われる。

次に、ガスジェネレータＧＧが定常状態に移行してから
所定時間がまだ経過していないときの制御の一例につい
て説明する。

まず、燃焼器ＣＣの入出力関係に注目してみると、第４
図に示すように、燃焼器ＣＣの燃焼効率をη。０とした
時に、燃焼器ＣＣへの入力は燃料流量Ｇｆ。

エンタルピｈｆ、　ｈａｓ、空気流量ＧＳＳおよび１　
ｋｇで何カロリー出るかを示す低発熱量ＬＨＶであり、
出力は空気流量Ｇ４とエンタルピｈ４である。よって、
燃焼器ＣＣの入出力のエネルギバランスにより、次の式
■が成立する。

但し、ｈｆ＝０である。

よって、この式■に燃料流量Ｇｆと熱交換機出口空気温
度Ｔ’３５を与えてエンタルピｈ、を演算する。なお、
エンタルピは温度と空燃比の関数ｈ＝ｆ　　（Ｆ／Ａ　
　、　　Ｔ）　　・・・■であるので、■式のエンタル
ピｈ、から燃焼器Ｃ口の出口温度Ｔ、を求めることがで
きる。また、ΔＴ４　＝Ｔ４　　Ｔ３Ｓ　　・・・・・
・■とおくと、Ｇ　ｆ　／　Ｇ３５とΔＴ、との関係は
■式と０式から次式■のように表される。

Ｇｆ／Ｇ５５＝ｆ（ΔＴ４　、　Ｔ３５）　　・・・■
そして、この■の関係を図に示すと、第５図のようなる
。また、燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４をパラメータとした
ときの、コンプレッサＣの出口圧力Ｐ。

に対する空気流量Ｇａの特性は第６図のようになる。こ
の図より次式が成立する。

Ｇａ　＝　ｆ　　（Ｐ３　、　Ｔ４　）　　・・・・”
■また、熱交換器Ｈ８のシールから洩れる空気量をＧＪ
、タービンの背面を冷却した空気をｃｙｔｃとしたとき
に、熱交換器ＨＨの出口空気流量Ｇ３ｓは、Ｇ５５＝Ｇ
ａ　　　（１−（Ｇｊ！＋ＧｔＣ）　／Ｇ、　）＝Ｇａ
　　・’（１−ｋｔ　）　　　・・・・・・■但し、ｋ
Ｌ、は定数でタービン冷却空気割合となる。

そこで、前述の０式にコンプレッサ出口圧力Ｐ。

とタービン人口温度の目標値Ｔ　４　ｓ　＠　ｔとを代
入して吸入空気量Ｇａを求め、更に、０式に吸入空気量
Ｇａを代入して熱交換器ＨＨの出口空気流量Ｇ３Ｓを演
算する。なお、ΔＴ４は０式のＴ４にタービン入口温度
の目標値Ｔ　４　Ｓ　！ｌ　Ｔを代入して求める。

この時点では熱交換器ＨＥの出口空気流量Ｇ３５、ΔＴ
４　、および熱交換器ＨＥの出口温度Ｔ３Ｓが既知であ
るので、前述の０式にこれらＧ３Ｓ、ΔＴ４およびＴ３
Ｓを代入して燃料流量Ｇｆを演算する。ここで演算され
たＧｆがタービン人口温度Ｔ４を目標値７４１＠ｔにす
るための目標燃料流量Ｇ　ｆ　＊　＠　ｔとなる。

第７図はガスタービン機関における燃料比例ライン特性
を示すものであり、図におけるＧｆａは加速時の機関の
サージ限界を示す燃料流量の上限、Ｇｆｄは減速時の燃
焼器の吹き消え限界を表す燃料流量の下限を示すもので
ある。この図に示すように、目標燃料流量Ｇｒｓ。、と
ガスジェネレータＧＧの回転数ＮＩの目標値Ｎ　Ｉ　Ｉ
　＠　ｔで決まるＢ点を通る比例制御ラインＧｆｌは次
式■で表される。

Ｇｆｌ＝　−ａ−Ｎ１　＋　ａ　’　ＮＩｔｇ　”’■
但し、ａ＝Ｋｇ　’　Ｉ　Ｎｔ３５ｔ　　ＮＩＮＩＬＩ
Ｉ　”　（Ｇ　１＠＠＠　＋　ａ　”　Ｎｌ＠＠＠’）
　／　ａここで、第３図のステップ３０２に示したよう
に、ＮＩ−−ｔ　　＝　　ｆ　　（θｃｃ　）　ｌ１ｊ
ｌ■であるので、■式のＮ１に制御回路１０への人力信
号のガスジェネレータＧＧの回転数Ｎｌを代入してＧｆ
ｌを求め、これを制御回路１０から出力する。例えば、
制御回路１０への人力信号が第７図のＮ１１、であれば
、Ａ点の燃料流量Ｇｆを出力する。

一方、可変ノズルＶＮの開度α、は、■式で求められた
ＧｆｌとＧ　ｆ　ｓ　ｓ　ｔとを比較し、Ｇｆｌ　　＞
　　Ｇｔｓ。。

であれば可変ノズルＶＮの開度αＳを可変ノズルＶＮが
開らく側に制御し、 Ｇｆｌ　　≦　Ｇｆｓ＋ｅｔ であれば可変ノズルＶＮの開度αＳを可変ノズルＶＮが
閉じる側に制御する。このときの可変ノズルＶＮの開度
αＳは、ＫＳＣを定数として、例えば■式で表される。

αｓ’＝Ｋｓｃ＋Ｋｓ　　Ｉ　　（Ｇｔｓ＊ｔ　　Ｇｆ
りｄｔ　−■ここで、■式のα、が大きくなる程（例え
ば５とか１０のように）可変ノズルＶＮは閉じることに
なる。

以上のように、燃料流量Ｇｆと可変ノズルＶＮの開度α
５を制御することにより、Ｎ　Ｉ＝　Ｎ　＋　ｓ　ｅ　
ｔ、Ｔａ　＝’ｒ４ａ＠ｔに制御することができる、即
ち、ガスジェネレータＧＧの回転数Ｎ１をＮ　ｌ　ｍ　
ａ　ｔに保ちながら燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４を目標値
Ｔ　４　＊　＠ｔにすることができる。

第９図は以上の手順をブロック図で表したものであり、
入力信号としてアクセル開度θＭＣＣｓガスジェネレー
タＧＧの回転数Ｎ１１熱交換器ＨＨの出口温度Ｔ、５、
コンプレッサＣの出口圧力Ｐ３が与えられれば、式０〜
式■から燃料流量Ｇｆと可変ノズルＶＮの開度α、とが
演算されることを示している。

次に、式０〜式■における実際の例を示すと次のように
なる。

式■テハ、低発熱量ＬＨＶ　ハ１０４００　、ｖｃｃハ
ｏ、９９９、式■では、第５図をマツプ化して近似し、
制御回路に人力する、 式■では、Ｇ、　＝０．１５０８　Ｐｓ　＋０．０１４
９４Ｘ（（１２００−Ｔ４）／１００）　’−’−０．
１１２３、式■では、Ｋｆは例えば０．０５、 式■では、Ｋ　ｇ　＝０．００２としてＮ　Ｉ　ｓ　ｅ
　ｔとＮＩは回転数（ｒｐｍ）で与え、また、ａは上限
値と下限値とを設けてその間の値、例え ば　０．００１　＜　ａ　＜０．０１（ｇ／ｒｐｍ）と
し、式■では、θａｃｃ”０のときアクセル全閉、θａ
ｃｅ　”　１のときアクセル全開として、Ｎ１−ｔ＝（
Ｎ＊　／２．０）＋θａｃ（＋　（Ｎｌ　／２．０）と
し、Ｎ、はガスジェネレータ６Ｇの定格回転数を示し、 式■では、Ｋｓｃ”０．０、Ｋｓ＝０．１　とし、可変
ノズルＶＮの開度α、は、ノズル全開時にαｓ＝０、全
閉時にα、　＝１０．０とする。

第８図は本発明の制御方法を従来の制御方法と比較して
示すものである。図において、破線で示す特性が従来の
二軸式ガスタービン機関の制御装置によるものであり、
実線で示す特性が本発明の制御装置によるものである。

従来の制御では時刻１ｏから時刻ｔ１まで、燃焼器ＣＣ
の出口温度Ｔ４でガスジェネレータＧＧを加速し、ガス
ジェネレータＧＧが定常になった時刻ｔ、はパワタービ
ンの出口温度Ｔ６を一定にして制御を行っている。この
結果、従来の制御では、タービン出口温度のセンサＳＴ
。

の応答遅れにより実際の温度よりもセンサ検出温度より
か低くなり、燃料流量Ｇｆが多くなると共に、可変ノズ
ルＶＮの開度α５が大きくなって可変ノズルＶＮが閉じ
るために、時刻１．から暫くの間は燃焼器ＣＣの出口温
度Ｔ、が異常に高くなり、機関が破損する恐れがあった
。

ところが、本発明の制御では、ガスジェネレータＧＧの
加速直後の所定時間は、ガスジェネレータＧＧの回転数
Ｎ、を一定に保ちつつ、燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ、を目
標値７４ｍ。、に制御できるので、従来の制御に比較し
て機関の破損を防止することができる。また、過渡時に
燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ。

を精度良く制御できるので、機関出力を最大にして運転
することが可能になり、車両の加速性能が大きく向上す
る。また、本発明の制御において利用する熱交換器）Ｉ
Ｅの出口温度、即ち、タービン人口温度Ｔ３Ｓは、パワ
タービンの出口温度Ｔ６に比べて温度が低い上に、過渡
状態と定常状態の温度差がタービンの出口温度Ｔ６より
も小さいので、温度センサＳＴ３ｇに低温にて精度の良
いものを使用することができ、制御の精度も向上すると
いう利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の二軸式ガスタービン機関
の制御装置によれば、ガスジェネレータＧＧが定常状態
に移行した直後の燃焼器ＣＣの出口温度Ｔ４の過熱を防
止し、機関の破損を防止すると共に、ガスジェネレータ
ＧＧの加速状態からスムーズに定常状態に移行させて、
機関の加速性能を向上させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の二軸式ガスタービン機関の制御装置の構成を示す全
体概要図、第３図は第２図の制御回路の制御手順の概略
を示すフローチャート、第４図は燃焼器の人出力特性を
説明する図、第５図はＧｆ／Ｇ３５−ΔＴ４特性を示す
線図、第６図はコンプレッサ出口圧カー空気流量特性を
示す線図、第７図は燃料比例制御ラインを示すＮ＋　　
Ｇｆ特性図、第８図は本発明の制御による効果を従来の
制御と比較して示すタイムチャート、第９図は本発明の
制御の手順の流れを示すブロック図、第１０図は従来の
二軸式ガスタービン機関の一般的な構成を示す図、第１
１図は従来のガスジェネレータが加速状態から過渡状態
に移行する時の制御特性を示す線図である。 １・・・過渡状態検出手段、２・・・燃料流量制御手段
、１０・・・制御回路、 Ｃ・・・コンプレッサ、ＣＣ・・・燃焼器、ＣＴ・・・
コンプレッサタービン、 ＨＢ・・・熱交換機、　　　　ＰＴ・・・パワタービン
、ＳＮＩ、　ＳＮ３．　ＳＮＰ・・・回転数センサ、Ｓ
ｒ３．５Ｔ３Ｓ、　Ｓｒ１・・・温度センサ、ＶＮ・・
・可変ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コンプレッサ（Ｃ）に直結され、燃焼器（ＣＣ）からの
   燃焼ガスによって駆動されるコンプレッサタービン（Ｃ
   Ｔ）と、負荷に連絡された出力タービン（ＰＴ）と、こ
   の出力タービン（ＰＴ）と前記コンプレッサタービン（
   ＣＴ）との間に設けられた可変ノズル（ＶＮ）と、前記
   コンプレッサ（Ｃ）と前記燃焼器（ＣＣ）との間に設け
   られた熱交換器（ＨＥ）と、各部の温度、吸気圧力、回
   転数を検出するセンサとを備えた二軸ガスタービン機関
   の制御装置であって、 機関の運転状態パラメータから機関の過渡状態及び定常
   状態を検出する運転状態検出手段（１）と、機関の過渡
   状態が終了してからの時間を計数する時間計数手段（２
   ）と、 機関の過渡時に前記熱交換器（ＨＥ）の出口温度（Ｔ＿
   ３＿５）と空気流量（Ｇａ）と、前記コンプレッサ（Ｃ
   ）の出口圧力（Ｐ＿３）から、前記燃焼器（ＣＣ）の出
   口温度（Ｔ＿４）が目標値になるように燃料流量（Ｇｆ
   ）を制御する燃料流量制御手段（３）と、 機関の過渡状態が終了後して定常状態に移行した後の所
   定時間は、前記前記コンプレッサ（Ｃ）の回転速度（Ｎ
   ＿１）を一定に保ちながら、前記燃焼器（ＣＣ）の出口
   温度（Ｔ＿４）を目標値にするように燃料流量（Ｇｆ）
   と前記可変ノズル（ＶＮ）の開度を制御する定常初期制
   御手段（４）と、 を備えた二軸式ガスタービン機関の制御装置。