JPH0545798Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、２軸再生式ガスタービンエンジンに
関する。

（従来の技術） 例えば自動車用ガスタービンエンジンでは、所
望のトルク特性を得るため、コンプレツサを駆動
するコンプレツサタービンと、出力軸を駆動する
パワータービンとを備える２軸再生式ガスタービ
ンエンジンが多く用いられている（例えば特開昭
52−47113号公報参照）。

このような２軸再生式ガスタービンエンジンに
あつては、運転条件に応じて種々の制御が行われ
ており、そのなかでも部分負荷時の燃料消費率を
低減するため、コンプレツサタービンから出た燃
焼ガスをパワータービンに導くノズル位置を可変
にするものがある。

従来、この可変ノズルを駆動する油圧源とし
て、出力軸により駆動されるオイルポンプを設け
て、このオイルポンプを高圧型にすることにより
可変ノズルの作動応答性を高めるものがあつた。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、ガスタービンエンジンの燃焼器はそ
の内部で燃料を連続燃焼させているため、点火プ
ラグは始動時しか使用できず、したがつてなんら
かの原因で失火が生じた場合にエンジンが停止し
てしまう。

しかしながら、上記２軸再生式ガスタービンエ
ンジンにおいて出力軸により駆動されるオイルポ
ンプを備えるものにあつては、始動時は出力軸が
すぐに回転せず、オイルポンプの吐出圧がほとん
どたたないため、可変ノズルを駆動することがで
きない。そのため、エンジン停止時に可変ノズル
が再始動に適さない位置に来ていた場合、その再
始動時に可変ノズルを適正な位置に駆動すること
ができず、始動が困難になつたり、エンジン破損
の原因になる問題点があつた。

本考案は、こうした従来の問題点を解決するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本考案では、コンプレ
ツサを駆動するコンプレツサタービンと、出力軸
を駆動するパワータービンを備え、コンプレツサ
タービンから出た燃焼ガスをパワータービンに導
く可変ノズルと、この可変ノズルを駆動する油圧
アクチユエータと、このアクチユエータに送られ
る油圧を調節するサーボバルブと、前記出力軸に
より駆動されるオイルポンプを備え、このオイル
ポンプの吐出オイルを前記サーボバルブに供給す
る２軸再生式ガスタービンエンジンにおいて、エ
ンジン運転中に失火が発生したか否かを検出する
手段と、この失火発生時に前記可変ノズルを再始
動に適した所定位置に駆動するように前記サーボ
バルブを制御する手段を設ける。

（作用） エンジン運転中に失火が発生してガス発生機軸
が急停止した場合も、出力軸は慣性力によりしば
らく回転を続けてオイルポンプを駆動するため、
失火発生後もしばらくの間はオイルポンプからサ
ーボバルブにある程度の吐出圧が導かれる。した
がつて上記構成に基づき失火発生時にサーボバル
ブを制御することにより、可変ノズルを再始動に
適した所定位置に駆動することができる。

その結果、オイルポンプが作動しない再始動時
から可変ノズルを適正な位置に保持することがで
き、良好な始動性が得られるとともに、可変ノズ
ル位置に起因してエンジンの破損等が生じること
を確実に防止する。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を第１図に基づいて説
明する。

２軸再生式ガスタービンエンジンは、燃焼器６
から出た燃焼ガスによりコンプレツサ１のガス発
生機軸３を駆動するコンプレツサタービン２と、
コンプレツサタービン２から出た燃焼ガスにより
出力軸９を駆動するパワータービン４を備え、コ
ンプレツサタービン２から出た燃焼ガスをパワー
タービン４に導く可変ノズル８を備えている。

１３はオイルポンプ、１４はサーボバルブであ
り、サーボバルブ１４はオイルポンプ１３から送
られる油圧により図示しないアクチユエータを介
して可変ノズル８を駆動するようになつている。

オイルポンプ１３は出力軸９に連結されたビニ
オンギア３１とこれに噛み合う減速ギア３２およ
びピニオンギア３３を介して駆動され、このオイ
ルポンプ１３を高圧型にして可変ノズル８の作動
応答性を十分に確保する。

２１はエンジン運転中に失火が発生したか否か
を検出するため設けられたガス発生機軸３の回転
数を検出する手段であり、その回転数信号S₃が制
御装置１６に入力される。１５は可変ノズル８の
位置を検出するポテンシヨンメータであり、その
位置信号S₁は制御装置１６に入力され、制御装置
１６はこれら検出値に基づき可変ノズル８の位置
を指令する指令信号S₂を出力する。

ガス発生機軸３が所定回転数Rmin以上の通常
運転時は、オイルポンプ１３からサーボバルブ１
４に十分な油圧が供給されており、制御装置１６
は運転条件に応じた指令信号S₂を出力してサーボ
バルブ１４を作動させることにより可変ノズル８
を駆動し、ポテンシヨンメータ１５からの位置信
号S₁が目標値と一致するようにフイードバツク制
御する。

エンジン運転中に失火が発生してガス発生機軸
３が急停止する場合、回転数信号S₃に基づき所定
回転数Rminよりも低下すると、制御装置１６は
失火であると判断して指令信号S₂をサーボバルブ
１４に出力し、可変ノズル８を再始動に適した所
定位置へ駆動する。

制御装置１６はCPU１８，ROM１９，RAM
２０、インターフエイス１７等からなるマイクロ
コンピユータから構成され、第２図はその制御内
容を示すフローチヤートであり、100番からは主
プログラム、200番から一定時間毎に起動される
定時刻ルーチンである。

これについて説明すると、100からの主プログ
ラム上で失火が起きていないときは101でnoとな
つて100へ戻り、いつでも失火時の対応がとれる
ようになつている。

失火の判定は200からの定時刻ルーチンで行わ
れ、201でエンジンが運転されている状態か否か
を判定し、201でnoすなわちエンジンが停止中か
始動中、あるいは失火でなく通常の手続きで停止
している途中である場合にはルーチンからリター
ンする。

201でyesすなわちエンジンの通常運転が行われ
ている場合は、202に進んでガス発生機軸３の回
転数がRmin以下か否かを判定する。すなわち
Rmin以下となつた場合は失火と判定して203に
進み、203で警報を出力し、さらに204に進んで失
火フラツグのセツトを行う。また、Rmin以上の
場合は失火でないと判定してルーチンからリター
ンする。

そして101でyesすなわち失火と判定された場合
は102に進み、可変ノズル８の再始動に適した目
標位置に駆動し、103で燃料の供給を停止し、104
で可変ノズル８が目標位置に到達したか否かを判
定する。104でnoすなわち未到達の場合は104に
戻り判定を続ける。ここでyesすなわち到達が確
認された場合は、このプログラムを終了する。

このようにして、失火発生時は、ガス発生機軸
３が急停止するのに伴つて制御装置１６の指令信
号S₂がサーボバルブ１４に送られるが、失火発生
後も出力軸９が慣性力により回転を続ける間はオ
イルポンプ１３が作動してある程度の吐出圧が得
られるため、この間にサーボバルブ１４が作動す
ることにより可変ノズル８を再始動に適した目標
位置に到達させることができる。

（考案の効果） 以上の通り本考案によれば、出力軸により駆動
されるオイルポンプを備え、このオイルポンプの
吐出オイルを可変ノズル用サーボバルブに供給す
る２軸再生式ガスタービンエンジンにおいて、エ
ンジンの失火発生時に可変ノズルを再始動に適し
た所定位置に駆動するようにサーボバルブを制御
する手段を設けたため、失火発生後もしばらく作
動するオイルポンプの吐出圧を利用して可変ノズ
ルを駆動することにより、オイルポンプが作動し
ない再始動時から可変ノズルは適正な位置に保持
され、良好な始動性が得られるとともに、可変ノ
ズル位置に起因したエンジンの破損等を確実に防
止して信頼性の向上がはれかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２
図はその制御内容を示すフローチヤートである。 １……コンプレツサ、２……コンプレツサター
ビン、４……パワータービン、８……可変ノズ
ル、９……出力軸、１３……オイルポンプ、１４
……サーボバルブ、１５……ポテンシヨンメー
タ、１６……制御装置、２１……回転数検出手
段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コンプレツサを駆動するコンプレツサタービン
   と、出力軸を駆動するパワータービンを備え、コ
   ンプレツサタービンから出た燃焼ガスをパワータ
   ービンに導く可変ノズルと、この可変ノズルを駆
   動する油圧アクチユエータと、このアクチユエー
   タに送られる油圧を調節するサーボバルブと、前
   記出力軸により駆動されるオイルポンプを備え、
   このオイルポンプの吐出オイルを前記サーボバル
   ブに供給する２軸再生式ガスタービンエンジンに
   おいて、エンジン運転中に失火が発生したか否か
   を検出する手段と、この失火発生時に前記可変ノ
   ズルを再始動に適した所定位置に駆動するように
   前記サーボバルブを制御する手段を設けたことを
   特徴とする２軸再生式ガスタービンエンジン。