JP3330601B2 - タービン機関制御システム - Google Patents
タービン機関制御システムInfo
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Description
その排気ガスにおける汚染物質放出レベルを低減する観
点で設計された機関のための燃料制御システムに関す
る。
制限する必要の世界的な認識が存在する。この関心は、
先進工業国における益々厳しくなる規制によって示され
つつある。
および燃料反応物質がその燃焼システムにおいて燃焼さ
れる温度と直接的に関連する。主な汚染物質は、高温度
で形成し始めて上昇する温度と共に指数関数的に増大す
る窒素酸化物(NOx)一酸化炭素(CO)および不燃焼炭
化水素(UHC)の放出物である。後者の2つの汚染物質
は共に、典型的には低い燃焼温度における不完全あるい
は弱い燃焼により生成される。
日の技術は、適当に改修された従来の形式のガス・ター
ビン機関燃焼器に対する水または蒸気の注入を含む。し
かし、このような急場の措置では、必然的に機関が全て
のCO規制を満たすことができない。水または蒸気の注入
における更なる問題は、遠隔地または乾燥地において充
分量の適当な水を提供することは実際的でないことであ
る。
ため知られるある限度内に保持することを可能にする代
替的な燃焼技術を用いる燃焼器を設計し開発することが
必要となった。2つの使用可能な技術は、「高濃度燃焼
急速冷却(rich burn rapid qucnch)」と「予混合
希薄燃焼(premix lean burn)」であり、共に略々化
学量論的条件において生じる高温度を避けることにより
目的を達成する。用語「高濃度」および「希薄」とは、
化学量論的燃焼条件に関する空気/燃料混合物の濃度
(strength)の大きさを意味する。
参考のため本文に援用される国際特許公告番号第WO92/0
7221号を有する係属中の国際特許出願第PCT/GB91/01658
号に示される。この設計においては、燃焼は、周囲温度
および生じる電力レベルに従って1つまたは2つまたは
3つの連続段で生じる。各段では、制御された量の燃料
および空気が、前記特許出願に記載されまた本文に後で
開示される特定の方法において注入され、一緒に混合さ
れ、燃焼される。このような方策は、従来の燃焼器と比
較して非常に少ない量のNOx、COおよびUHCの放出を可能
にする。
題の1つは、この混合物が燃焼システムを反応物質の弱
い消衰限度(cxtinction limit)付近で運転すること
を必要とすることである。従って、広い運転範囲にわた
り低い放出物を生じるには、空燃比が燃焼を特に部分負
荷条件で持続する何らかの方法で修正されることが必要
であり、この場合他の方法では混合物は燃焼するには薄
過ぎる。段階的な燃焼を用いることで、燃焼反応物質の
膨張を多数の比較的小さな管理の容易なプロセスに細分
する手段を提供する。このため、各段階における空燃比
は個々に設定することができ、これにより燃焼器内の空
気流を変化させるための信頼性が低いおそれのある幾何
学的なハードウエア特質に頼ることなく、プロセス全体
に対する空燃比の望ましい修正を有効に達成する。無
論、汚染物質放出目標を満たすためには、これらの段階
の各々における燃焼温度は正しい狭い温度帯内に制御さ
れねばならない。
用いて、燃料の流れを燃焼器内における複数の燃焼段に
調整するための改善された形態の燃焼制御システムの提
供にある。
に対する燃料の流れを調整する改善された方法の提供に
ある。
燃料に対して規定される制限内に制御することにより、
段階を有する燃焼システムにおけるNOx、COおよびUHC放
出物質の生成を制限することにある。
焼との間の制御される切換えを可能にする、段階を有す
る燃焼器のための燃料制御システムの提供にある。
化する方法は、複数の機関燃料流量ガバナーを相互に並
列に配置し、最小燃料要求信号を出力するガバナーを機
関に対する全燃料流量を予定化するものにする段階を含
み、複数の燃焼ステップに対する燃料流量が、対応する
燃焼ステップに対する予め定めた温度限度と一致する最
小燃料流量を達成するように個々に予定化される。
独立的に燃料を供給されるカスケード段に配置された複
数の個別の燃焼区域からなり、ここで燃料供給および要
求される活性段数は周囲温度と出力タービンから要求さ
れる出力に依存する。燃焼生成物を連続段間にカスケー
ド化することで、二次および三次段階で要求される温度
上昇の大きさを低減して、これら段階の消衰限度を著し
く改善する。このため、予混合希薄燃焼プロセスを用い
ることが可能な出力範囲を拡張する。
に対する入口における空気は比較的低い温度(650〜750
゜K)であるため、その運転出力範囲は小さい。このよ
うな特性は、燃焼器が低放出モード即ち予混合希薄燃焼
で運転している時は常に、二次段階が常に一次段階と共
に活動状態となることを保証することによって補償さ
れ、これにより更に広い出力範囲にわたり低い放出を達
成する。更に、一次段階は、その安定限度が運転条件に
依存しないように実質的に一定の燃焼温度で運転するよ
うに設計される。
焼段を更に必要とするが、燃焼器に対する空気の供給が
制限されるため、最適数の段階、例えば2または3段階
が決定される。
ードは実際的ではなく、このような条件においては、予
混合希薄燃焼の代わりに、拡散炎形式の燃焼が一次燃焼
領域において用いられる。
び装置は、多数の活性段階を選択して、意図された温度
限度内で燃焼プロセスを制御することに基く。閉ループ
・フィードバックを必然的に伴う燃焼温度を直接測定す
る必要を避けるため、制御システムは、燃焼温度は空気
と燃料の反応物質の熱力学的特性から決定される開ルー
プ技術を用いる。従って、周囲空気の温度および湿度、
燃焼器への進入前の空気温度、および空気と燃料の質量
流量の如き各燃焼器段に対する特性の測定は、制御シス
テムが各段における燃焼温度の要求される制御を実施す
るため個々の燃料流量の計算して調整することを可能に
する。
関係は、種々の空燃比に対する燃焼温度の上昇の決定に
用いることができる。燃焼される特定の燃料に対する化
学量論的空燃比の唯一の従前の知識が要求される。簡単
に言えば、燃料の組成が既知である場合、この知識を計
算に含めることができる。しかし、パイプラインの天然
ガスの如きあるグループの関連する燃料に対する組成の
これまでの知識は不要であることが判った。これは、こ
のような燃料間の組成上の変動が化学量論的空燃比にお
ける小さな変化しか生じず、その結果、燃料組成におけ
る変動を無視することにより生じる温度制御誤差が僅か
に約10゜Kであるに過ぎないことが判った故である。
は3つの燃焼段階に対する燃焼の制限温度は予め設定さ
れたデータである。燃焼のための空気の温度は、燃焼器
に進入する前に測定することができ、従って、制限相当
比φは温度上昇と相当比間のカーブから直接決定するこ
とができる。
ため、特定の段階またはモードに対する問題となる制限
空燃比を決定することができる。その結果、燃焼段への
空気の流量を知れば、制限燃焼温度を越えずに許容され
る最大燃料流量を決定することができる。
る空気の水分であるが、これは水分が増加すると所与の
空燃比に対する燃焼温度を低下させる故である。これ
は、COおよびNOxの放出を増加させ、また一次希薄燃焼
段をその弱い空燃混合物の燃焼消衰限度に近づける。従
って、湿気は、燃焼温度の上昇に対する相当比の関係の
計算に対する入力要因と見做される。
正確に知ることが必須である。各段を流過する全燃焼空
気の比率は、燃焼器自体の形状により設定され、従って
要求される直接的な空気流量の測定は燃焼器に対する全
空気流量のみである。
ン・ノズル案内羽根に対して排出し、この羽根の容量は
既知であり圧縮機の抽気(bleed)とは独立的である。
従って、燃焼器に対する燃料流量要求と組合わせたノズ
ル容量を知れば、燃焼器に対する空気流量を決定するこ
とができる。臨界的な関係は、 但し、 Wは、ノズルに流れる流量(空気+燃料) Tは、ノズル羽根の温度、 Pは、ノズルのスロートの圧力 Aは、ノズルのスロートの面積である。
流量が決定される。従って、ノズルに流れる空気流量の
比率を得ることができ、この情報および燃焼器の形状を
知ることから、各段に対する空気流量はいかなる出力条
件においても見積もることができる。
すると、三次の段階が活動状態ならば、二次段階は1600
〜1800゜Kの帯域内の三次燃焼温度を生じるように温度
限度間で調整することができ、このため再びNOxの生成
を阻止しながらCOおよびUHCの放出を最小限に抑える。
度が低すぎないことを保証するためには、三次燃焼温度
を上昇させることによりCOの放出を避けるため、二次燃
焼温度限度を1800゜Kのその上限に近づけるよう調整す
ることができる。
により出力の低下を自動的に許容する。三次段階がCOま
たはUHCを増やす事なく反応物質の燃焼を満足に完了す
るには三次段階の燃料流量要求が低すぎるならば、三次
段階に対して流れが予定化されないことを保証する二次
燃焼温度限度を選択することにより、流量が再び二次ス
テップへ戻される。三次段階が安定な燃焼条件の全範囲
にわたり満足し得る低い放出状態で希薄燃焼を達成する
ように設計することができるものとすれば、三次から二
次の段階への流量の転換は、データの最小燃料要求に三
次ステップのその時の燃料要求を比較することにより行
うことができ、このデータは三次段階における安定燃焼
のため許容し得る最小燃料要求である。あるいはまた、
三次段階のこのような設計が可能でなければ、三次段階
のその時の燃料要求に対するこの段階における燃焼温度
の上昇は、適当な等価カーブから予測することができ
る。次に、三次段階における温度上昇がCOおよびUHCの
過剰生成を避けるために不十分であるならば、即ち、三
次段階における燃焼温度が約1600゜Kより低いと予測さ
れるならば、三次の燃料要求の二次段階への移動が生じ
る。
する。
な機械的モジュールまたはセクションを示す概略図、 図2は、汚染物質の低レベルの放出を達成するため連
続する燃焼段を支持するように設計された図1の機関の
燃焼室を示す図、 図3は、図2に示された燃焼室の各段階に対する燃料
流量を設定するための本発明による燃料制御システムの
概略図、 図4は、図2に示された燃焼室の各段階に対する燃料
流量を制御するための、図3の燃料制御システムにより
制御される弁装置の概略図、 図5乃至図7は、2段の燃焼器の制御のため要求され
るロジックを示す詳細図、 図8および図9は、3段の燃焼器の制御のため要求さ
れるロジックを示す詳細図、 図10および図11は、別の燃焼燃料供給策の制御のため
要求されるロジックを示す詳細図である。
向の流れの直列配置において、空気入口12と、低圧(L
P)圧縮機部14と、高圧(HP)圧縮機部15と、燃焼器部1
6と、HPタービン部17と、LPタービン部18と、動力ター
ビン部20と、排気ガス出口22とを含む。HPおよびLPター
ビン部17および18は、機関内の同心軸(図示せず)を介
して、対応する圧縮機部15および14を駆動し、軸により
一体に接合されたタービンと圧縮機との各組立体は「ス
プール」と呼ばれる。動力タービン部20は、軸24により
負荷26を駆動する。本例においては、負荷26は発電機と
して示されるが、その代わりに例えば油、水またはガス
のパイプラインに対する圧送セットでもよい。
を避けるために、圧縮機部14および(または)15には過
剰量の空気を通気するためのブリード弁(図示せず)を
設けることができる。
され、これら燃焼室の唯1つの配置が破線により示され
ている。それらの頭部200は、機関の残部の半径方向外
側に突出している。燃焼室36は、機関の長手方向軸Xの
周囲に等角度で離間されている。全ての燃焼室は、相互
に独立的に点火されその燃焼を維持し、従って各々がそ
れ自体の燃料点火装置201を必要とする。
ル案内羽根90を通って燃焼気体がHPタービン17へ直接排
出されるように、半径方向から下流軸方向へ転向されて
いる。
へ供給され、3つのモードで燃焼する。
燃料マニフォールドから燃料Fiを受取る燃料噴射器(同
図には示さない)を有する。燃焼室頭部200は、ブロッ
ク341〜344により略図的に示される4個の対応する燃料
マニフォールドから他の4セットの燃料噴射器(同図に
は示さない)に対する個々の燃料供給量として燃料の総
量FTを受取る。燃料マニフォールドに対する燃料供給量
は、対応する燃料計量装置350〜354により制御され、こ
の計量装置は更に、図3に更に詳細に示される燃料制御
システム300により制御される。無論、各燃焼器頭部200
もまた、燃焼室内の燃料と混合するためHP圧縮機部15の
出口から高圧空気を受取る。
特に5セットの燃料噴射器および先に述べた3つの燃焼
モードに関して簡単に述べることにする。この形式の燃
焼室およびその動作の更に詳細な記述が必要ならば、点
火装置を除いて、弊国際特許公開第WO92/07221号を参照
されたい。
給され、トーチ噴射器203を介して燃焼室に半径方向に
隣接する小さな点火室204内へ供給される少量の気体燃
料Fiから点火装置201により行われる。点火室204は、燃
焼室36の頭部から空気ブリード(図示せず)を受取る。
結果として生じる燃料と空気の混合物は、高エネルギ即
ち高張力電気点火ソース205から点火される。この結
果、接続管207を経て主要燃焼室36の頂部に至る火炎の
伝搬を生じ、ここでこの火炎が中心部噴射器86から出た
燃料を点火する。
れ、その後不能状態になる。
ャラリ87を含み、ギャラリから燃焼室の頂部に気体流を
噴射する円形列の穴86Aを備える。燃料ギャラリ87は、
マニフォールド341から気体流Fcが供給される。気体は
一次空気Aに添加され、その一部が列状の旋回羽根74を
通過することにより予め旋回させられた後、噴射器86を
直接流過する。その結果、燃焼室の中心線CLを取巻く渦
流Bの局部的に燃料の濃厚な混合物が生成され、ここで
拡散が一次空気と燃料の混合を生じる。これが一次区域
64における燃焼を維持する。別の羽根列を流過すること
により予め旋回させられた後、一次空気Aの残部により
形成される別の環状渦流Cが、空気のみの領域を残す。
2つの渦流間に歪み層Dが生じる。
い圧縮機伝搬温度において安定した燃焼を可能にする
が、このモードは局部的に高い火炎温度を生じる結果と
なり、従って比較的高いNOx放出物を生じる結果とな
る。従って、その使用は始動時、および機関負荷および
周囲の条件が希薄燃焼運転範囲外である場合に限定され
る。
86を通る燃料量は、以下に述べる主要な希薄燃焼の一次
および二次噴射器へ送られる。転換点は、後で述べるよ
うに決定することができる。
燃焼区域における中間燃焼生成物の滞留時間が実質的に
完全な燃焼を達成するに充分なだけ長く、COおよびUHC
の大量の放出を避けると同時に、分解反応によるNOxお
よびCOの双方の過剰な生成を避けるため充分に狭い範囲
内の燃焼温度を保持することである。
て、三次の燃焼段が、希薄燃焼型の燃焼を可能にするた
め燃焼器への進入に先立ち、化学量論より薄い比率で燃
料と空気を予め混合する原理を採用する。しかし、先行
する段からの燃焼生成物からの装入により、二次および
以降の段の燃焼が生じる。
ォールド342から燃料Fpを受取る環状の燃料供給ギャラ
リ88Aと接続されている。噴射器88は、気体燃料を環状
壁部78により分離された2列の予備渦流羽根70、74によ
り形成される上下のセットの通路へそれぞれ噴射する。
これは、燃料および空気が、一次燃焼区域64に反応物質
が進入する前に、化学量論より薄い比率で部分的に予め
混合されることを保証する。2セットの予備渦流羽根7
0、74がこれに流れる空気に反対方向の回転を与えるよ
うに指向される故に、一次区域64における燃焼が歪み層
Dにより分離された反対方向の2つの個々の渦流B、C
において発生し、改善された混合乱流を生じる。このよ
うな完全な混合は、燃焼温度を、燃焼過程における窒素
の著しい分解を防止するに充分に低い略々1850゜Kに制
御することを可能にし、これにより多量のNOxの生成を
防止する。別の二次、および任意に三次の燃焼段は、全
ての重要な運転条件において燃焼が充分に制御された方
法で完了し得るようにするために必要である。
おいて生じる。この場合は、一次燃焼区域64を取巻く環
状ダクト94の開口102内へ燃料気体を噴射するため環状
燃料ギャラリ105と接続された円形列の噴射器104を用い
ることにより、希薄燃焼型の燃焼が再び得られる。二次
燃料流Fsは、マニフォールド343から供給される。この
ように噴射された燃料は、ダクト94に進入する時に圧縮
機出口からの二次空気Eと事前に混合される。この混合
物は、開口106から二次燃焼区域112の中心部に指向され
る円形列の個々の噴流Fとして、前記区域へ進入する。
ここで、更に燃焼が生じて一次区域64からの燃焼生成物
を生じる。更に完全な混合を行うために、二次区域112
は、燃料/空気混合物の一部と燃焼生成物の一部とを噴
流Fが一次燃焼生成物を貫通する混合区域へ再循環させ
る渦流Jの生成を促すような形状を呈すことに注意。こ
の段階において、燃焼温度は、COを維持しながらこれ以
上のNOxが形成しないことを保証するため、公称1800〜1
600゜Kの上下限内に制御される。
112を取巻く環状ダクト94の開口144に進入する三次空気
Kに対して噴射器146から気体燃料を更に噴射すること
により、同様な希薄燃焼プロセスが三次燃焼区域150に
おいて開始される。この噴射器は、マニフォールド344
からギャラリ147を介して燃料を供給される。三次燃焼
プロセスについては、図2から判るように、先に述べた
二次プロセスと類似するため、これ以上は述べない。燃
焼温度範囲もまた類似している。
Kの一定な燃焼温度を生じるように設計される。二次区
域における温度は、1800゜Kを越えることは許されず、
ほとんどの場合、一次燃焼生成物の予め混合された二次
反応物質との混合プロセスの慎重な制御が、1600゜K乃
至1800゜K内の燃焼温度を生じる。しかし、三次燃焼段
もまた活動状態にあるならば、二次区域における温度は
前記範囲内に調整され、三次区域における温度は1600゜
K乃至1800゜Kの範囲内に制御される。
に、図1および図2に示された3段燃焼器の最初の2段
のみを有する燃焼器のために必要な制御に関するもので
ある。しかし、3段の燃焼器に必要とされる余分な制御
要素もまた示されており、これら要素は図3における制
御要素の右側に破線によりシステムのそれ以前の部分と
接続されている。
ものであり、この方法は簡単に述べれば、複数の機関燃
料流ガバナ301〜307を相互に並列に配置し、最小燃料要
求信号を出力するガバナを機関に対する総燃料流量FdT
を予定化するガバナにすることからなる。中心、一次、
二次および三次の段階に対する燃料流量Fdc、Fdp、Fds
およびFdtはそれぞれ、対応するモードおよび燃焼段に
対する規定された温度限度と一致する最小燃料流量を達
成するように個々に予定化される。
る。同じ制御をより低い信頼性および経済性で達成する
ため個別電子構成要素を用いることもできるが、図の種
々の信号処理成分は望ましくはディジタル電子制御シス
テムにおけるソフトウエア・モジュールとして実現され
ることを理解すべきである。
出力信号を最小値獲得ゲート310に並列に与え、このゲ
ートは最小燃料流量を要求する燃料要求信号311のみを
出力する。コントローラ301〜307に対する入力は、制御
盤の設定事項および機関におけるセンサである。
ぞれ機関の低圧スプール、高圧スプールおよび動力ター
ビン20の予定された回転速度の関数である燃料要求出力
f(N1)、f(N2)およびf(N3)を与える。回転速度
の予定は、無論、当技術において周知のように機関の挙
動に対する制御盤の設定事項に関する制御規則に照らす
ことにより、予め計算されている。
を与え、これは動力タービンへの進入時にセンサにより
測定される如き排気ガス温度の関数である。
を与え、これはHP圧縮機伝達圧力の関数である。
避けるため燃料要求の瞬間的な増加を制限する。このコ
ントローラはこれを行うために、上記の圧力P3を監視し
て、監視された圧力値を用いて索引テーブルから燃料要
求値を得る。
6(図2)に対する燃料流量Fcの初期値を設定する目的
のため、予め定めた燃料要求出力信号Fdcを生じ、次に
この噴射器はトーチ噴射器203からの炎により点火され
る。これと関連して、別の開ループ・コントローラ309
が、予め定めた燃料要求出力信号Fdiをトーチ燃料計量
装置(トーチFMU)350に与えてトーチ噴射器に対する燃
料流量Fiを設定する。連続的な点火および予め定めた限
度を越える機関速度の増加を検出した後、コントローラ
309はトーチ噴射器に対する燃料流Fiを遮断し、最小値
獲得ゲート310を介して適当なFMU351に対して燃料要求
信号308の増加を予定化するようコントローラ307はトリ
ガーする。この予定化は、燃料流量の予め定めた増加率
の形態をとり、これはN1が機関の自己保持運転のための
最小値に達する時点でコントローラ301が引継ぐまで継
続する。その後、信号308は、もはや最小値獲得ゲート3
10を通らないように高い値に設定される。
が安定な運転温度を取ることを許容するだけ充分に長い
期間、機関を自己保持速度に維持する燃料要求f(N1)
を選択する。この期間が終了すると、動力タービン速度
N3がそのコントローラ303の初期制御室コンソール設定
値に達するように動力が生じるまで燃料要求f(N1)が
比例的に増加されるように、コントローラ301に対する
制御室コンソールの設定入力は予め定めた割合で増加す
る。その後、制御室コンソールの設定値を調整すること
により、異なる負荷設定が行われる。
出力における運転中その各々の機関パラメータの最大値
を制限するために設けられる。
値獲得ゲート312へ出力されることを保証する。ここ
で、燃料要求信号311は、索引テーブルにより低圧スプ
ールの速度N1の関数として設定される開ループ減速コン
トローラ314の出力により決定される。コントローラ314
は、燃料要求信号311の瞬間的な減少が大き過ぎる事象
における燃焼室の火炎消衰を防止するために、燃料要求
の瞬間的な減少を制限する。
計量装置351、352、353間に適当に分割されねばなら
ず、かつ、要求されると、それぞれ中心部(一次拡
散)、主要(希薄燃焼)の一次、二次および三次の噴射
器の燃料マニフォールドに対する燃料流量を制御する総
燃料流量信号である。
信号もまた、各燃料要求信号がゼロまたはゼロより低く
降下する時を検出して関連する高速遮断弁410〜414に信
号を送り、対応する燃料計量装置に対する流れを停止さ
せる対応する遮断弁制御装置360〜364へ送られるものと
して図示されていることに注意すべきである。装置360
〜364および弁410〜414は、燃料要求信号がゼロである
時これに流れる燃料の望ましくない漏洩を防止するため
充分に堅く封止する弁を燃料計量装置350〜354が内蔵し
ない場合にのみ必要とされる。予め加圧された気体状燃
料は主燃料供給管路420へ流入し、この管路には種々の
燃料噴射器に対する個々の燃料供給が接続されている。
主遮断弁407は、全機関遮断の場合に機関に対する全て
の燃料の流れを終了させる。主燃料供給管路420からの
圧力フィードバック422を持つ調整弁401は、一定の燃料
供給圧力を維持することを可能にする。通気弁402は、
燃料を保守目的のためシステムから排出することを可能
にする。
ート312からの総燃料要求出力信号FdTの適切な分割を行
うプロセスは、更に別の最小値獲得ゲート315に対して
入力することにより開始される。ゲート315では、最小
値は一次拡散炎燃焼モードのため一次拡散炎燃焼温度コ
ントローラ317の燃料要求出力316に対して決定される。
出力316は、(Tc−T3)゜Kの一次拡散燃焼温度上昇を得
るのに必要な燃料要求出力信号である。Tcは、以下に述
べるように、一次燃焼温度データ・セレクタ318により2
400゜KまたはT3に設定される一次拡散炎燃焼モードのた
めの燃焼温度制限データである。T3は、燃焼器の入口に
おける空気のその時の温度である約650〜750゜Kであ
る。コントローラ317に対する入力は、T3、周囲の大気
中の湿度信号H、中心部噴射器86が使用されている時の
一次燃焼区域64を流過する空気の質量流量Mp、およびTc
である。これら4つの入力は、燃料質量流量を燃焼中の
温度上昇、実際および化学量論的燃料/空気比およびMp
に関連付ける標準的な熱力学的関係から出力316を得る
ために、コントローラ317により使用される。あるいは
また、熱力学理論に基く方法に加えて、コントローラ31
7に組込まれて入力を所定の出力信号316に関連付けるマ
トリックスを生じるように、機関のテスト結果を用いる
こともできる。
ゲート315は燃料計量装置351に対する一次拡散炎燃焼燃
料要求信号Fdcとして通過するように信号316を選択す
る。
一次希薄燃焼型燃焼温度コントローラ322がFMU352に対
して直接に燃料要求信号323を出力する。コントローラ3
22が常に主一次噴射器88に対する正しい燃料流量を設定
するため、信号323は常に燃料要求信号Fdpと同じであ
る。しかし、図3はまた、破線の接続により一次段階に
おける希薄燃焼の別の方法を示し、これにおいては、信
号323が加算接合点320からの出力と並列に最小値獲得ゲ
ート324に対して入力され、最小値獲得ゲートの出力はF
dpである。
二次燃焼段なしでは決して動作しない。従って、先に述
べたように、主一次燃焼燃料要求Fdpは常にコントロー
ラ322の出力により決定される。その結果、最小値獲得
ゲート324は、望ましい実施態様では、噴射器88に対す
る燃料流量Fpの制御のために必要とされない。それにも
拘わらず、ゲート324の存在を必要とする他の燃料供給
方策が要求される。例えば、使用される特定の燃焼器構
成が一次燃焼段において常に希薄燃焼の低放出運転モー
ドを生じるための充分な燃焼安定度を生じるならば、最
小値獲得ゲート324は必要に応じて要求される範囲にわ
たる機関の運転を許容することになる。
322は、一次燃焼温度データ・セレクタ318と関連して、
一次区域64における希薄燃焼のため主一次噴射器88に対
する燃料流量Fpを予定化する役割を持つ。この燃焼モー
ドにおいては、コントローラ322は、約1850゜Kの燃焼温
度を維持する空燃比を生じるように燃料流量を調整し、
これによりNOxの著しい生成を防止する。コントローラ3
17の場合と同様に、コントローラ322に対する4つの入
力、即ち、燃焼器入口温度T3、湿度H、燃焼器の一次区
域に対する空気質量流量Mp、および温度データ・セレク
タ318により設定される制限温度Tpが存在する。これら
は、限度空燃比を、従って主一次噴射器88に対して予定
化される燃料流量を決定するため用いられる。
ては、二次および三次燃焼段に進入する気体は、手前の
一次および二次燃焼プロセスにより予熱される。従っ
て、最後の燃焼段(または、3段システムにおける最後
の2つの燃焼段)における希薄燃焼型燃焼プロセスの弱
い安定度の尤度は、燃料要求の過渡的な変化(即ち、空
燃比の変動)を許容するに充分に大きく、従って動力タ
ービンの負荷変化を満たす機関の能力と干渉しない。し
かし、主一次燃焼段は、これが受取る空気の方が低温で
温度T3を有する故に、狭い安定度で動作する。従って、
主一次燃焼段に対する希薄燃焼の空燃比の許容し得る変
動が制限される。その結果、希薄燃焼の一次燃焼プロセ
スが機関の始動から動力タービンが負荷を受けるように
なる時までの期間完全に依存されるものとすれば、この
期間中には燃焼の不安定性という危険のおそれがある。
服するために、Tc=2400゜Kの平均燃焼温度限度におい
て中心部噴射器86を用いて、このような危険期間中の一
次拡散炎燃焼プロセスに使用を可能にする。これは、中
心部噴射器による拡散炎燃焼プロセスが燃焼の主要熱を
燃焼室36の壁部から遠去ける故に達成可能である。従っ
て、中心部噴射器を用いる更に安定な燃焼プロセスを、
機関の始動から動力タービン負荷のテークアップまで一
次燃焼プロセスの安定性を拡張するために用いることが
できる。特に、これは、この初期の期間中の圧縮機にお
けるブリード弁の動作により生じる燃焼の不安定の危険
を避ける。ブリード弁の動作は、短い期間にわたる大き
な燃料流量の変動を生じる傾向があり、これが更に大き
な空燃比の変動を生じる。
一次段が可能である2つの燃焼モード間で動力の損失な
しに転換することを要求される。
きる。
17に対するTcを2400゜Kに初期設定し、コントローラ322
に対するTpをその時の温度T3に設定する。これは、コン
トローラ322からのゼロ値出力323を与える。このよう
に、コントローラ322の出力323がゼロである限り、燃料
流量Fpはゼロである。
を制限するかあるいは望ましくない汚染物質量が生じて
いる運転条件に達すると、温度データ・セレクタ318は
ランプ(ramp)関数を用いて燃焼温度制御限度Tcおよび
Tpを2400゜KからT3へ、またT3を1850゜Kへそれぞれ変化
させる。温度データの変更を開始するためのロジックは
後で説明するが、基本的には、二次燃焼段階に対する燃
料要求信号が別の加算接合点330から出力される時を検
出する二次流量論理モジュール319を含む。
Fpは、それらのFMU351、352の各々により制御される
が、共に燃料を同じ一次燃焼区域64へ送る。拡散炎一次
区域の燃焼が信号Fdcにより低減するに伴い、燃焼モー
ド間の切換えが完了するまで、希薄燃焼一次区域の燃焼
は信号dpと共に増加する。
接合点330は総燃料要求信号FdTと瞬時燃料要求出力信号
Fdc、Fdpとの間の差を出力している。この差が、二次段
階における噴射器104への燃料流量Fsに対するFMU353を
制御する燃料要求出力信号Fdsとなる。
容していない時、コントローラ322により許容されるよ
りも大きい燃料要求の増加が、ゼロである値(FdT−
Fdp,Fdc)の信号として加算接合点330から出力される。
焼段階に対する空気質量流量と共に、機関に対する負荷
の増加は燃焼器の入口温度T3を上昇させることが判る。
燃料流量Fpは燃焼温度コントローラ322の出力に従って
然るべく増加することになる。再び、温度の制限に起因
する一次段階により必要とされない過剰燃料流量は、二
次段階へと送られる。
要求信号311およびFdTを低減する結果を生じる。最初
に、これは、二次段階に対する燃料流量の対応する減少
により信号Fdsの減少を生じる。
る空気質量流量および燃焼器入口温度T3を減少させるこ
とになる。燃料流量Fpは、燃焼温度コントローラ322の
出力により指令される如く然るべく減少することにな
る。
しい安定値、即ち、FdTとFdpとの新たな値の間の差に落
着く。
は、汚染物質放出限度が達成され得なくなるまで最終的
に減少することになる。この条件では、温度データ・セ
レクタ318は、TcをT3から2400゜Kまで逓昇させる間、Tp
を1850゜KへT3へ逓減させることにより、一次段階を再
び拡散炎燃焼モードに切換える。
下する希薄燃焼型燃焼モードにおける初期の運転を仮定
すると、燃焼器入口温度T3および空気質量流量Mpの変化
は、一次燃焼温度コントローラ322からの燃料要求信号3
23(Fdp)の増加を再び生じる。この結果、加算接合点3
30からの差信号出力の減少に起因する二次段階の燃料要
求信号Fdsの対応する減少を生じる。周囲温度のこれ以
上の低下がなければ、二次段階は、減少負荷の場合と同
様に、新たな安定した燃料要求に落着く。周囲温度の更
なる低下は、先に述べた負荷の更なる減少と同じ効果を
生じて、汚染物質放出制限が達成できない場合に、一次
段階は拡散炎燃焼モードへ再び転換される。
おいて機関に負荷が課されるならば、機関負荷が一定の
ままである間の周囲温度の上昇は、拡散炎燃焼温度コン
トローラ317に対する入力T3およびMcを変化させる。従
って、燃料要求出力316は減少する。総燃料要求信号FdT
が信号316より大きくなると、最小値獲得ゲート315は信
号316をFdcとして出力して中心部噴射器86に対する燃料
流量を制御し、加算接合点320は次の加算接合点330に対
して二次段階に対する燃料要求信号として使用される差
信号FdT−Fdcを出力する。これは、二次流量論理モジュ
ール319と温度データ・セレクタ318とを一定の周囲温度
における負荷の増加と同じ方法でトリガーする。従っ
て、温度データTcおよびTpは、増加負荷について先に述
べたように、それぞれ逓減、逓昇され、これにより二次
段階燃焼が開始される間、一次段階を希薄燃焼型燃焼モ
ードへ転換させる。
は、拡散炎モードおよび希薄燃焼モードにおける燃焼を
それぞれ制御する2つの一次段階燃焼温度コントローラ
317および322に対する適切な燃焼温度データTcおよびTp
を選択する手段を提供する。
二次流量ロジック319からの論理信号を受取る時は常
に、温度データTcおよびTpの制御された変化率を開始す
る。これを行うためには、データ・セレクタ318は図5
に略図的に示した如き2つの同じランプ関数からなる。
このランプ関数は、積分器501、503およびリミッタ50
2、504により表わされる。各積分器の出力は、論理スイ
ッチ505、507の各々からの入力信号の符号に従って、温
度データTpおよびTcを予め設定された率で増減すること
により、各々の温度データを制御する。正の入力は積分
器出力の増加を生じるが、負の入力は減少を生じる。ス
イッチ505、507に対する真理値表が図5に示される。
の出力をTpおよびTcの要求値に制限するように働く。
319が両方のスイッチ505、507に対して論理的「真」の
信号を出力する時にトリガーされる。スイッチ505は、
積分器/リミッタの組合わせ501/502がその出力をT3の
初期値からTpが1850゜Kに達するまで増加させることを
促す。同時に、スイッチ507は、積分器/リミッタの組
合わせ503/504がその出力を減少させ、それによりTcを2
400゜KからT3へ減少させることを促す。
319が論理的「偽」の信号をスイッチ505、507へ出力す
る時にトリガーされ、上記の信号逓変プロセスの逆を生
じるように促す。
の燃焼モードへの転換を要求する前に、温度出力Tpおよ
びTcがそれらの各データ限度値に達しなかったならば、
温度限度の最初の変更が完了するまで、新たな転換指令
は無視される。論理信号325が二次流量ロジック319に対
して入力される時にのみ、データ転送はTcを2400゜K
に、TpをT3に選択する他の指令を自動的に無効化する。
論理信号325は、機関のブリード弁が急激な動力低下の
間に開路状態で検出される時にのみ生じる。
期間中に動力損失がないことを保証し、かつまた一次段
階の燃焼温度がその運転限度内に留まることを保証する
ように同じでなければならない。
スが、図6において詳細に示される。これらプロセス
は、汚染が最小限に抑えられること、および機関が要求
される負荷に見合うことができることを保証する。これ
は、一次段階が希薄燃焼型燃焼モードで運転中である時
に負荷要件を維持するために必要な二次燃焼段階に対す
る燃料流量を表わす燃料要求信号Fdsである、加算接合
点330の出力を監視することにより達成される。
は、燃焼温度を低くし過ぎることになり、COおよびUHC
放出物が過剰となる。その結果、二次流量ロジック319
は、最低二次温度コンパレータ(図示しないが、三次燃
焼段階に関して持ちいられる同様な論理装置について
は、図8の参照番号360参照)を含み、これは二次燃焼
最低温度コントローラ327から温度信号Tsを、ならびに1
600゜Kの一定値に設定される温度信号Tsminを受取る。
即ち、燃焼器入口温度T3、湿度H、燃焼器二次区域に対
する空気質量流量Ms、および二次段階に対する燃焼要求
信号Fdsを有する。これらは、空燃比、従って二次噴射
器104に対して予定されるその時の燃料流量により得ら
れる燃焼温度Tsを決定するために用いられる。つまり、
温度コンパレータが加算接合点330からの信号Fdsにより
可能化され、温度コントローラ327の出力TsがTsminより
小さいことを検出する時は常に、論理的「偽」の信号が
二次流量ロジック319から温度データ・セレクタ318に対
して出力され、これにより、先に述べたように、拡散炎
燃焼モードが選択されて希薄燃焼モードからの転換が開
始される。
に示され、図6との唯一の相違点は加算接合点330から
の燃料要求信号出力の検出後の比較段階にある。
が、(上記温度コンパレータの代わりに)最小二次燃料
要求コンパレータを内蔵する。この燃料要求コンパレー
タは、加算接合点330から燃料要求信号Fdsを受取る時に
可能化される。このコンパレータは、比較のため、温度
信号Tsの代わりに二次燃焼最低温度コントローラ327か
らの出力である燃料要求信号、ならびに一定値に設定さ
れる最小燃料要求信号Fdsminを受取る。
料要求信号が燃料要求信号Fdsminより低いことを検出し
た時は常に、論理的「偽」の信号がコンパレータ509か
ら温度データ・セレクタ318へ出力され、その結果、先
に述べたように、拡散炎燃焼モードが選択されて希薄燃
焼モードからの転換が開始される。
dsminより高い時は常に、論理的「真」の信号がコンパ
レータ509から温度データ・セレクタ318へ出力され、そ
の結果、先に述べたように、拡散炎燃焼モードの選択が
解除され希薄燃焼モードへの転換が開始される。
囲を得るのに必要であるならば、これまでに述べた制御
システムが図3に示されるように修正されねばならな
い。
ート334を含み、加算接合点330の出力は二次燃焼温度コ
ントローラ332の出力により決定される。最小値獲得ゲ
ート334の出力は、前の加算接合点330の出力と同様に更
に別の加算接合点340へフィードフォワードされ、その
結果、加算接合点340の出力は三次燃焼段に対する燃料
要求信号である差信号(FdT−Fdp−Fds=Fdt)である。
コントローラ317、322と類似しており、その入力はT3、
Ms(二次燃焼段に対する空気質量流量)および二次燃焼
温度に対する関連するその時の値Tsである。これは、二
次燃焼データ・セレクタ343から入力される。Tsは、三
次段階が活動状態でない時に約1800゜Kの固定された最
大限度を有するが、三次段階が活動状態である時に1600
゜Kの最低限度と約1800゜Kの最高限度との間に調整する
ことができる。この固定限度は、二次燃焼温度データ・
セレクタ343に対する固定入力345として定義され、その
範囲は最低三次燃焼温度コントローラ347からの可変入
力346である。
らの入力348によりトリガーされる。このセレクタが加
算接合点340からの燃料要求信号Fdtにより可能化される
時は常に、三次流量ロジック349は、温度コントローラ3
47の範囲出力である温度入力350と、三次燃焼最低限度
温度コントローラ352の出力Ttである温度入力351との間
の比較を行う。
力、即ち、燃焼器入口温度T3、湿度H、燃焼器の三次区
域に対する空気質量流量Mt、および三次段階に対する総
燃料要求信号Fdtを有する。これらは、空燃比、従って
三次噴射器146に対して予定されるその時の燃料流量に
より達成される燃焼温度Ttを決定するため用いられる。
における燃焼温度の最低許容値を表わすTtmin=1600゜K
である固定温度入力863との比較のため温度コントロー
ラ347の入力853へ送られる。
力863、853を持つ最低三次温度コンパレータ360を含
む。この比較が出力361を生じると、積分器/リミッタ
の組合わせ365/867が温度範囲出力346を生じる。
ついては、図8および図9を参照することにより、また
二次燃焼段と関連する同様なロジックの記述を参照する
ことによって更に理解することができる。
2段階の燃焼の初期条件を仮定して、増加する負荷の状
態に対して次に述べることにする。
増加するが、燃料要求Fdcがゼロのままであれば、主一
次FMU352に対する燃料要求出力信号Fdpは、FdT>Fdpで
ある時、一次希薄燃焼温度コントローラ322から制御さ
れる。従って、差信号(FdT−Fdp)は最小値獲得ゲート
334へ入力され、(FdT−Fdp)が二次燃焼温度コントロ
ーラ332の出力より大きいかあるいはこれと等しくなる
如き時まで、二次燃料計量装置353に対する出力値Fdsと
もなる。この時、総燃料要求量は、一次および二次段階
のみでは許容され得ない。このため、動力タービン負荷
に見合うために、三次燃焼段が付勢される。
点330および二次最小値獲得ゲート334からの各入力を受
取り、これにより燃料要求出力信号Fdsを燃料要求出力
信号(FdT−Fdp)から差引く。結果として得る差信号F
dtが、三次燃焼段に対するFMU354を直接制御する。明ら
かに、総燃料要求量が更に増加するに伴い、Fdtもまた
増加することになる。
て先に述べたものと似た結果を有し、また既に述べたよ
うに、三次燃焼のその時の状態に従って、二次燃焼温度
Tsの値を変化させる、即ち調整することもまた必要であ
る。従って、既に述べた論理的機能343、347、349は、
図3に関して図8および図9において更に詳細に示され
る如く動作しなければならない。
タ点でさえ総燃料要求出力信号FdTが一次拡散炎燃焼プ
ロセスにより許容されることを許さないことがあり得
る。この場合は、過剰燃料要求は二次燃焼段により満た
され、燃料要求出力信号Fdpは依然としてゼロである
が、これはTpが依然としてT3の値に設定される故である
(空気質量流量およびT3が充分に増加するまで、Fdpが
ゼロのままでなければならない。)。従って、加算接合
点330の出力は、希薄燃焼モードが選択されるまで、二
次段階における燃焼のための燃料要求量(Fdt−Fdc=F
ds)である。
条件から出発して、3段燃焼器がどのように動力タービ
ン負荷の減少に応答するかについて考察する。
料要求の小さな減少(FdT−δ)を生じる。両方のコン
トローラ322、332の出力は、それらの入力パラメータが
応答するまで一定のままである。従って、三次FMU354に
より受取られる燃料要求出力信号Fdtは、(FdT−δ−F
dp−Fds)となる。
機関に流れる質量流量を低下させ、従ってT3を低下させ
る。一次および二次の両燃焼区域の空気流量もまた減少
することになり、その結果、新たな安定した状態に達す
る時、Fdtは更に減少することになる。総燃料要求のそ
の後の減少は、最終的にはゼロの加算接合点340からの
出力を生じ、その結果三次段階は停止されることにな
る。
が二次燃焼温度コントローラ332の出力333より低くなる
に伴い、ほとんど二次段階によって許容される。主一次
燃焼温度コントローラ322の燃料要求出力信号は、T3お
よび一次燃焼段の空気流の両者が減少する時にのみ減少
する。
時点、および(または)低放出燃焼モードにおける最小
出力が要求されるか、あるいは低放出モードの選択が解
除されるまで継続し得る。
に、燃焼温度制御限度TcおよびTpは、中心部噴射器86を
用いて一次燃焼段の燃料供給を希薄燃焼モードから更に
安定した拡散制御モードへ転換するように変更されねば
ならない。
され、Tcは本例におけるT3から2400゜Kまで、あるいは
広範囲の安定性尤度が得られるならば、低放出物のため
の1800゜Kまで逓増される。
出力316が最小値獲得ゲート315の出力制御を停止するま
で(これはFdTが出力316より小さい時である)燃料要求
の更なる減少を生じる。
の燃料要求信号出力である、破線として示される入力10
01を有することに注意すべきである。これは、一次およ
び二次段階の運転と関連するロジックに対する別の実施
態様を示す。この代替ロジックについては、図10および
図11から理解することができる。
転を制限する場合があり得る。これが完全に運転状態で
ある時の希薄燃焼モードと重ならなければ、二次希薄燃
焼段は、拡散炎燃焼モードと同時に使用することができ
る。
充分な流量を有することを保証するために、拡散炎燃焼
制限データが値Tcmax1から更に低いTcmax2へ再設定され
て、二次段階に対する充分な流量を保証する。このた
め、接合点330からの燃料要求信号が検出され、かつ機
関が完全希薄燃焼モードに対する最低条件以下である時
は常に、二次流量ロジックによりトリガーされると、拡
散炎燃焼温度制限がデータ・セレクタ318における論理
スイッチにより再設定される。
べた値は近似値に過ぎずかつ燃焼器および燃料特性によ
り50゜Kも変化し得ることを知ることが重要である。
くの論理的状態を持ち、各論理的状態が対応する燃焼段
に対する燃料要求を制御することが判る。燃焼モードの
切換えおよび一次段階における両モードの並行運転を容
易にするために更に別のロジックが必要である。典型的
な論理段は、先行する制御ロジックから燃料要求信号を
受取る入力と、燃焼温度コントローラと、対応する燃焼
段に対する燃料流量を制御する段階燃料要求信号のため
の第1の出力と、入力燃料要求信号と段の燃料要求信号
との間の差の評価により得られる燃料要求差信号を次の
論理段にフィードフォワードするための第2の出力と、
段の燃料要求信号を次の論理段にフィードフォワードす
るための第3の出力とを有する。しかし、考慮される論
理段が先行する論理段により制御される拡散炎燃焼プロ
セスと平行して運転することができる希薄燃焼プロセス
を制御するためのものであるならば、第2の出力は、先
行する論理段からの燃料要求差信号でよい。第2および
第3の出力は、無論、考慮される段階の更に前段の存在
に依存するものである。
Claims (10)
- 【請求項1】燃焼タービン機関における複数の燃焼段に
対する燃料流量を予定化する方法であって、 複数の機関燃料流量ガバナを相互に並列に配置するステ
ップと、 最小燃料要求信号を出力するガバナを前記機関に対する
総燃料流量を予定化するガバナとするステップと、 各燃焼段における燃焼プロセスに対する予め定めた温度
限度を規定するステップと、 対応する燃焼段に対する前記予め定めた温度限度と一致
する最小燃料流量を達成するため、前記複数の燃焼段に
対する燃料流量を個々に予定化するステップと、を含
み、一次燃焼段を拡散炎燃焼モードと希薄燃焼モードと
で順次動作させ、二次燃焼段及びその後の燃焼段を希薄
燃焼モードで動作させる方法。 - 【請求項2】燃焼タービン機関における複数の燃焼段に
対する燃料流量を予定化するための制御システムにおい
て、 燃料要求信号を出力するように相互に並列に配置された
複数の機関燃料流量ガバナと、 前記燃料要求信号を受取り、前記機関に対する総燃料流
量を予定化するための最小燃料要求信号を出力する最小
値獲得手段と、 前記複数の燃焼段と対応する複数の制御論理段であっ
て、対応する段に対する予め定めた温度限度を規定する
手段を含み、且つ、対応する燃焼段に対する前記予め定
めた温度限度と一致する最小燃料流量を達成するため前
記複数の燃焼段に対する燃料流量を個々に予定化するよ
うになされた制御論理段と、 を具備し、一次燃焼段を拡散炎燃焼モードと希薄燃焼モ
ードとで順次動作させ、二次燃焼段及びその後の燃焼段
を希薄燃焼モードで動作させる制御システム。 - 【請求項3】燃焼タービン機関において直列に配置され
た少なくとも一次および二次の燃焼段に対する燃料流量
を制御する制御システムであって、前記一次燃焼段が拡
散燃焼モードと希薄燃焼モードとで動作し、前記二次燃
焼段及びその後の燃焼段が希薄燃焼モードで動作するよ
うになされた制御システムにおいて、 前記拡散燃焼モードにおける動作期間に前記一次燃焼段
に対して第1燃焼モード燃料要求信号(Fdc)を出力す
る第1燃焼モード燃料要求信号を出力する第1燃焼モー
ド制御論理手段(315、317)と、 前記希薄燃焼モードにおける前記一次燃焼段の動作期間
に前記一次燃焼段及び前記その後の燃焼段に対して第2
燃焼モード燃料要求信号(Fdp、Fd6、Fdt)を出力する
第2燃焼モード制御論理手段(322、324、332、334)
と、 前記拡散燃焼モードと前記希薄燃焼モードとの同時動作
間の切り換えを達成するため、前記一次燃焼段に対して
前記第1燃焼モード燃料要求信号(Fdc)と前記第2燃
焼モード燃料要求信号(Fdp)とを予定化する第3制御
論理手段(318、319)と、 を具備する制御システム。 - 【請求項4】燃料要求信号を出力するよう相互に並列に
配置された複数の機関燃料流量ガバナ(301〜307)と、 前記燃料要求信号を受け取り、前記機関に対する総燃料
流量を設定するために総燃料要求信号(FdT)として最
小燃料要求信号(311)を出力する最小値獲得手段(31
0)と、 前記燃焼段の間で前記総燃料要求信号(FdT)を分割
し、各燃焼段に対する所定の温度限度と一致する最小燃
料流量を達成する制御論理手段と、 を備える、請求項3記載の制御システム。 - 【請求項5】前記第2燃焼モード制御論理手段が、前記
一次燃焼段に対する燃料流量を制御して該一次燃焼段の
前記希薄燃焼モードにおける運転期間にNOxの著しい形
成を防止する予め定めた燃焼温度を実質的に維持するた
めに前記第2燃焼モード燃料要求信号(323、Fdp)を生
成する手段を有する燃焼温度コントローラ(322)を含
む、請求項3又は4記載の制御システム。 - 【請求項6】前記第1燃焼モード制御論理手段が、 拡散炎の上限温度(Tc)と燃焼プロセスの開始時の空気
の温度(T3)との間の差に等しい温度上昇を生じるデー
タ燃料要求信号(316)を生成する手段を有する燃焼温
度コントローラ(317)と、 前記データ燃料要求信号(316)を総燃料要求信号
(FdT)と比較して、前記一次燃焼段に対する燃料流量
を制御するため前記第1燃焼モード燃料要求信号
(FdT)として小さい方の燃料要求信号を出力する最小
値獲得手段(315)と、 前記第2燃焼モード制御論理手段に対して第1燃焼モー
ド差信号を出力する手段(320)と、 を含み、該第1燃焼モード差信号が、前記総燃料要求信
号(FdT)と前記第1燃焼モード燃料要求信号(Fdc)と
の間の差を表わす、請求項3〜5のいずれかに記載の制
御システム。 - 【請求項7】前記第2燃焼モード制御論理手段が、前記
二次燃焼段に対する燃料流量を制御するための第2燃焼
モード差信号を出力する手段(330)を有し、該第2燃
焼モード差信号が、前記第1燃焼モード差信号と前記一
次燃焼段に対する第2燃焼モード燃料要求信号(Fdp)
との間の差を表わす、請求項6記載の制御システム。 - 【請求項8】前記第2燃焼モード制御論理手段が、 前記一次燃焼段に対する燃料流量を制御して、前記第2
燃焼モードにおける前記一次燃焼段の運転期間にNOxの
著しい形成を防止する希薄燃焼型燃焼の予め定めた温度
を維持するためにデータ燃料要求出力信号(323)を生
成する手段を有する燃焼温度コントローラ(322)と、 前記データ燃料要求出力信号(323)を前記第1燃焼モ
ード差信号と比較して、前記一次燃焼段に対する燃料流
量を制御するため第2燃焼モード燃料要求信号(Fdp)
として小さい方の燃料要求信号を出力する最小値獲得手
段(324)と、 を含む、請求項6記載の制御システム。 - 【請求項9】前記第2燃焼モード制御論理手段が、 前記二次燃焼段に対する燃料流量を制御して、該二次燃
焼段の運転期間にNOxの著しい形成を防止する予め定め
た燃焼温度を維持するためにデータ燃料要求出力信号
(333)を生成する手段を有する燃焼温度コントローラ
(332)と、 前記データ燃料要求出力信号(333)を前記第2燃焼モ
ード差信号と比較して、前記二次燃焼段に対する燃料流
量を制御するために二次段燃料要求信号(Fds)として
小さい方の燃料要求信号を出力する最小値獲得手段(33
4)と、 を含む、請求項7記載の制御システム。 - 【請求項10】前記第2燃焼モード制御論理手段が、三
次燃焼段に対する燃料流量を制御するために二次段差信
号(Fdt)を出力する手段(340)を有し、前記二次段差
信号が、前記第2燃焼モード差信号と前記二次段燃料要
求信号(Fds)との間の差を表わす、請求項9記載の制
御システム。
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