JP4169952B2 - ガスタービン機関の再始動方法及びそれに用いる再始動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関停止途中における再始動時間を短縮するガスタービン機関の再始動方法及びそれに用いる再始動装置に関し、さらに詳しくは、高温な機関に対する過剰な燃料供給を制御するとともに、回転中の機関出力軸への始動モータの接続を可能にすることにより再始動時間の短縮を図る改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスタービン機関における燃料の供給には、油圧式ガバナと機械式燃料制御弁とが用いられていた。ガスタービン機関において、始動及び加速時の燃料の流量制御は、空気圧縮機の吐出圧力に比例してこれら油圧式ガバナと機械式燃料制御弁とを動作させることにより行っている。そして、油圧式ガバナは、設定回転数に対し燃料の量を調整する一通りの制御しか設定できず、その設定は、ガスタービン機関が冷たい状態で始動されるときを基準に設定されていた。
【０００３】
また、従来、ガスタービン機関を始動させるための始動モータは、ピニオンギアを噛み合わせることにより始動回転力をガスタービン機関に伝達していた。図６に示すように、始動モータ１は、ケーシング３内に回転自在に支持された回転子（アマチュア）５と、ケーシング３内でこの回転子５の外周を包囲して固設された固定コイル７と、回転子５へ電力を供給するブラシ９と、ブラシ９へ電源を接続するコンタクター１１と、回転子５の軸端に固設されたピニオン１３とにより概略構成される。
始動モータ１は、一般的に始動スイッチがＯＮされることにより、マグネチックスイッチの吸引力でピニオン１３を飛び出させ、減速機を介してガスタービン機関の出力軸に噛み合わせることで、始動回転力を伝達するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように、油圧式ガバナは、設定回転数に対し燃料の量を調整する一通りの制御しか設定できない。そして、その設定は、ガスタービン機関の冷たい状態で始動されるときを基準に設定されている。このため、ガスタービン機関の運転が停止した直後或いは停止途中で再始動すると、タービン内部が高温状態のところに、冷たい状態で設定した多量の燃料が供給されるので、異常燃焼を起こして排気温度が高くなり、保護装置の設定値に達してしまいガスタービン機関がトリップ（停止）したり、異常音が発生したりしてしまう問題が生じた。そのため、ガスタービン機関は、停止してからある程度冷却するまで時間を要する必要があった。
【０００５】
また、従来の始動モータは、ピニオンを噛み合わせることにより減速機を介してガスタービン機関を始動させていたため、不噛み合い防止のため、ガスタービン機関が完全に停止した状態を確認してからでなくては始動モータを運転させることができず、これによっても、ガスタービン機関が停止してから再始動開始まで時間を要することになった。
【０００６】
そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、機関が高温な状態、出力軸が回転状態においても始動モータを用いた再始動が可能になるガスタービン機関の再始動方法及びそれに用いる再始動装置を提供し、もって、ガスタービン機関における再始動時間の短縮を図ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１記載のガスタービン機関２１の再始動方法は、定格回転速度で運転している状態から、燃料の供給が遮断され、回転速度が低下し、その後の機関停止までの間に再度自立運転へと再始動を行うガスタービン機関２１の再始動方法であって、
前記ガスタービン機関２１の出力軸にはワンウェイクラッチ２５を介して始動モータ２７が接続され、前記機関停止途中に、前記始動モータ２７の始動回転力を前記出力軸に一方向で伝達され、
前記ガスタービン機関２１の回転速度が、回転速度検出器４３にて、ガスタービン機関２１が前記始動モータ２７の力を借りずに機関のみで立ち上がり可能な速度である自立回転速度より小さいと判断ｓｔ３された際に、排気温度を排気温度検出器４５にて検出し、再始動開始温度を監視する手順ｓｔ５と、
前記ガスタービン機関２１の回転速度が、点火動作を始める速度である点火開始時回転速度より小さいと判断ｓｔ７された際に、前記始動モータ２７へ運転指令を送出ｓｔ９するとともに、点火栓４１をＯＮする手順ｓｔ１１と、
前記点火栓４１のＯＮの後、燃料遮断弁４７を開く手順ｓｔ１３と、
前記燃料遮断弁４７を開いた後、燃料制御弁４９を開き、弁開度を可変して燃料供給量を増減調整する流量制御を行い、燃料供給を行って、前記始動モータ２７を用いた前記ガスタービン機関２１の回転速度が、異常燃焼を起こして前記排気温度が上昇し機関停止に至ってしまう所定の回転速度に達しない時点で燃料の流量を制限する手順ｓｔ１５と、
前記再始動開始温度に対する温度上昇幅によって、着火を判断ｓｔ１７し、着火の際には、この着火の後に前記点火栓４１をＯＦＦする手順ｓｔ２３と、
前記ガスタービン機関２１の回転速度が、前記自立回転速度より大きくなったｓｔ２７なら前記始動モータ２７を停止させる手順ｓｔ３３と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
このガスタービン機関２１の再始動方法では、ガスタービン機関２１の機関停止途中、すなわち、機関の完全停止前においても、ガスタービン機関２１の回転速度が所定速度になったなら始動モータ２７が運転される。そして、この始動モータ２７を用いたガスタービン機関２１の回転速度が所定の回転速度に達した時点で、燃料の流量が制限される。従って、機関が熱い状態においても排気温度上昇トリップ（排気温度上昇による機関停止）に至らないように燃料の流量が制御され、異常燃焼が回避されてガスタービン機関２１の再始動が可能になる。これにより、ガスタービン機関２１の機関停止途中からの始動モータ２７を用いた再始動が可能になり、ガスタービン機関２１が冷却されるまでの待機時間が不要になって、ガスタービン機関２１の再始動時間が短縮される。
【０００９】
請求項２記載のガスタービン機関２１の再始動方法は、前記点火栓４１をＯＦＦした後、前記ガスタービン機関２１の回転速度が所定の回転速度以上に達し排気温度上昇による機関停止に至らないように前記燃料制御弁４９による燃料の流量を制限する手順ｓｔ２５を含むことを特徴とする。
【００１０】
このガスタービン機関２１の再始動方法では、点火前において排気温度上昇トリップに至らないように燃料の流量が制御される基本的な流量制御に加えて、点火栓４１をＯＦＦした後においても、ガスタービン機関２１の回転速度が所定の回転速度以上に達しないように燃料制限が行われ、点火栓ＯＦＦから自立運転までの間においても燃料の流量が制御され、排気温度上昇トリップの確実な回避が可能になる。着火の後、排気温度上昇トリップ発生の確率が低下すれば、燃料の流量制御を行わず、ガスタービン機関２１を自立運転まで移行させ、さらなる再始動時間の短縮が可能になる。しかし、これは一方で、排気温度上昇トリップを発生させる要因を残すことになるが、この発明では、このような状況下においてもキメ細かな流量制御を行うことにより、排気温度上昇トリップ発生のリスクが回避される。
【００１１】
請求項３記載のガスタービン機関２１の再始動装置５５は、機関停止途中における再始動時間を短縮するガスタービン機関２１の再始動装置５５であって、
前記ガスタービン機関２１の出力軸に始動回転力を入力する始動モータ２７と、
該始動モータ２７と前記出力軸の間に介装され該始動モータ２７から前記出力軸への方向には回転を伝達し前記出力軸から該始動モータ２７への方向には空転するワンウェイクラッチ２５と、
制御信号の入力によって前記ガスタービン機関２１への燃料の流量を制限する電気式燃料制御弁４９と、
前記出力軸の回転速度を検出し該検出回転速度値に応じて点火栓４１へＯＮ・ＯＦＦ信号、前記始動モータ２７へ発停信号、及び前記電気式燃料制御弁４９へ弁開度制御信号を送出する制御装置５１と、
を具備するとともに、
前記制御装置５１には、前記出力軸の回転速度を検出する回転速度検出器４３と、前記機関２１の排気温度を検出する排気温度検出器４５とを備え、
該制御装置５１において、
前記ガスタービン機関２１が定格回転速度で運転している状態から、燃料遮断弁が閉じ燃料の供給が遮断され、前記ガスタービン機関２１の回転速度が低下している機関停止途中に再度自立運転へと再始動する際に、
前記回転速度検出器４３による前記ガスタービン機関２１の回転速度と、前記始動モータ２７の力を借りずに機関２１のみで立ち上がり可能な速度である自立回転速度とを比較判断し、
前記機関２１の回転速度が前記自立回転速度より大きい場合には前記自立回転速度との比較判断を繰り返し、
前記機関２１の回転速度が前記自立回転速度より小さい場合には前記排気温度検出器４５にて排気温度を検出し、再始動開始温度の監視を行い、前記排気温度の検出値を記憶して、
次いで、前記機関２１の回転速度と、前記点火栓４１ＯＮによる点火動作を始める速度である点火開始速度との比較判断を行って、
前記ガスタービン機関２１の回転速度が前記点火開始速度より大きい場合には、前記ガスタービン機関２１の回転速度と前記自立回転速度との比較判断から繰り返され、
前記ガスタービン機関２１の回転速度が前記点火開始速度より小さい場合には前記始動モータ２７へ運転指令を送出するとともに点火栓４１をＯＮとし、
前記燃料遮断弁を開き、前記電気式燃料制御弁４９へ開度指令を送出し、前記ガスタービン機関２１の回転速度が異常燃焼を起こして前記排気温度が上昇し機関停止に至ってしまう所定の回転数以上に達しないよう制御を行い、
前記記憶された再始動開始温度に対する温度上昇幅によって、着火を判断して着火が確認された際には、該着火後に前記点火栓４１をＯＦＦし、
前記排気温度上昇の監視を続けて前記電気式燃料制御弁４９による燃料供給量の増減を調整して、前記ガスタービン機関２１の回転速度が異常燃焼を起こして前記排気温度が上昇し機関停止に至ってしまう所定の回転数以上に達しないよう制御を行い、前記ガスタービン機関２１の回転速度が、前記自立回転速度より大きくなったなら、前記始動モータ２７へ駆動停止命令が送出され、再始動を完了することを特徴とする。
【００１２】
このガスタービン機関２１の再始動装置５５では、ガスタービン機関２１への燃料の流量を制限する電気式燃料制御弁４９が設けられ、この電気式燃料制御弁４９の弁開度が、出力軸の回転速度に応じて、制御装置５１によって制御される。従って、ガスタービン機関２１の機関停止途中、すなわち、機関が熱い状態においても、燃料の流量が制限されることで、排気温度上昇トリップが回避されながら、再始動が可能になる。つまり、冷たい状態で設定された多量の燃料が供給されることによる異常燃焼が回避される。また、始動モータ２７と出力軸の間にワンウェイクラッチ２５が介装され、出力軸から始動モータ２７へは回転力が伝達されないので、機関停止途中の任意な時期においても始動モータ２７と出力軸との接続が可能になる。従って、出力軸から始動モータ２７へ回転が伝達されることによる始動モータ２７の破損を考慮せずに接続が可能になる。これにより、機関停止途中における再始動が可能になり、ガスタービン機関２１の再始動時間が短縮されることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスタービン機関の再始動方法及びそれに用いる再始動装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る再始動装置のブロック図、図２は図１に示したワンウェイクラッチを備えた始動モータの概略構成図、図３はワンウェイクラッチの断面図、図４はワンウェイクラッチのトルク伝達状態を（ａ）、非接続状態を（ｂ）に示した要部拡大図である。
【００１４】
ガスタービン機関２１には減速装置２３が接続され、減速装置２３はガスタービン機関２１の出力軸に後述の始動モータからの始動回転力を伝達するように構成されている。この減速装置２３にはワンウェイクラッチ２５が設けられ、ワンウェイクラッチ２５は始動モータ２７からの始動回転力を減速装置２３に一方向で伝達するようになっている。
【００１５】
すなわち、始動モータ２７は、図２に示すように、ケーシング２９内に回転自在に支持された回転子（アマチュア）３１と、ケーシング２９内でこの回転子３１の外周を包囲して固設された固定コイル３３と、回転子３１へ電力を供給するブラシ３５とにより概略構成される。この始動モータ２７の始動モータ出力軸２７ａは、上記したワンウェイクラッチ２５を介して減速装置２３の回動軸に接続されている。
【００１６】
ワンウェイクラッチ２５は、図３に示すように、相対回転可能に同一回転軸上に設けられた内輪２５ａと外輪２５ｂとを備え、この内輪２５ａと外輪２５ｂとの間に、カムとして作用する断面が空豆形状に似た複数の輪止め２５ｃが配設されている。そして、一方向に回転するときには図４（ａ）に示すように、輪止め２５ｃが立って内輪２５ａと外輪２５ｂとを相対回転不能に規制し、逆回転に回るときには図４（ｂ）に示すように、輪止め２５ｃが寝て空転するようになっている。
【００１７】
この実施の形態によるワンウェイクラッチ２５は、一方向、すなわち、始動モータ２７から減速装置２３の回動軸への方向には回転を伝達し、減速装置２３の回動軸から始動モータ出力軸２７ａへの方向には空転するようになっている。これにより、始動モータ２７は、ガスタービン機関２１によって回転されることなく、始動回転力をガスタービン機関２１へ伝達できるようになっている。
【００１８】
減速装置２３の回動軸には図示しない被駆動装置３７である発電機、ポンプ、又は圧縮機等が接続されている。すなわち、ガスタービン機関２１は、減速装置２３を介して駆動力を被駆動装置３７へ出力するとともに、減速装置２３を介して始動モータ２７からの始動回転力が入力されるようになっている。
【００１９】
ガスタービン機関２１には点火栓４１が設けられ、点火栓４１は後述の制御装置によって点火時期が制御される。ガスタービン機関２１には回転速度検出器４３と排気温度検出器４５が設けられ、これら回転速度検出器４３及び排気温度検出器４５は後述の制御装置に接続されて、それぞれの検出値を制御装置へ送出するようになっている。
【００２０】
また、ガスタービン機関２１には燃料遮断弁４７が接続され、燃料遮断弁４７は図示しない燃料タンクから供給されるガスタービン機関２１への燃料の供給を遮断可能にしている。また、ガスタービン機関２１への燃料供給管にはこの燃料遮断弁４７に直列に電気式燃料制御弁としての燃料制御弁４９が設けられ、燃料制御弁４９は制御信号が入力されることにより弁開度を可変させて、ガスタービン機関２１への燃料供給量を自在に増減調整できるようになっている。
【００２１】
なお、この実施の形態では、燃料遮断弁４７と燃料制御弁４９とを別体で設けたが、流路遮断機能を有する燃料制御弁を一つ設けるものであってもよい。この場合には、一つの燃料制御弁によって、燃料の供給・遮断、及び流量制御が行われることになる。
【００２２】
上記した始動モータ２７，点火栓４１，回転速度検出器４３，排気温度検出器４５，燃料遮断弁４７，燃料制御弁４９にはガスタービン制御装置５１が電気的に接続されている。この制御装置５１としては、プログラマブル・コントローラを好適に用いることができる。
制御装置５１は、上記各検出器４３，４５からの検出信号に基づき、所定の制御出力信号を、被制御機器である点火栓４１，始動モータ２７，燃料遮断弁４７，燃料制御弁４９へ送出するようになっている。
なお、制御装置５１としては、上記のプログラマブル・コントローラの他に、演算処理を行わず検出入力信号に応じて所定の制御信号を出力するシーケンサー、又は検出入力信号に応じて内部プログラムを用いて演算処理を行い、その演算結果による制御信号を出力するＣＰＵ等を用いてもよい。
【００２３】
本実施の形態では、排気温度検出器４５，回転速度検出器４３，燃料遮断弁４７，燃料制御弁４９，及び制御装置５１によって、電気式ガバナを構成している。この電気式ガバナは、後述する動作の手順で詳述するように、ガスタービン機関２１の出力軸回転速度や排気温度を検出し、この検出値に応じて点火栓４１へのＯＮ・ＯＦＦ信号、始動モータ２７への発停信号、及び電気式燃料制御弁（燃料制御弁４９）への弁開度制御信号等を送出するようになっている。
【００２４】
これら排気温度検出器４５，回転速度検出器４３，燃料遮断弁４７，燃料制御弁４９，制御装置５１に加え、点火栓４１，ワンウェイクラッチ２５，始動モータ２７を構成要素して本実施の形態による再始動装置５５が構成されている。
【００２５】
次に、上記のように構成された再始動装置５５を用いたガスタービン機関２１の再始動方法の手順を図５に基づき説明する。
図５は本発明に係るガスタービン機関の再始動方法の手順を説明する流れ図である。
【００２６】
ここでは、ガスタービンを定格回転速度で運転している状態から、燃料の供給を遮断し、ガスタービンの回転速度が低下して、その後停止するまでの間に、再度ガスタービンを始動する場合を例に、ガスタービン機関の再始動方法の手順を説明する。
【００２７】
まず、ガスタービン機関２１の再始動となると（ｓｔ１）、ガスタービンの回転速度が自立回転速度が否かが判断される（ｓｔ３）。この判断は、回転速度検出器４３から回転速度検出値を入力した制御装置５１によって行われる。なお、回転速度とは、ガスタービン機関２１が回転する速度であり、自立回転速度とは、ガスタービン機関２１が始動モータ２７の力を借りず、機関のみで立ち上がり可能な速度である。
【００２８】
回転速度が自立回転速度より大きい場合には、再びｓｔ３に戻ってその判別を繰り返す。一方、回転速度が自立回転速度より小さいと判断されたなら、排気温度検出器４５から入力される検出値によって、制御装置５１が再始動開始温度を監視する（ｓｔ５）。この監視では、具体的に、排気温度検出値が記憶される。また、排気温度の検出は、排気温度を測定することにより行われる。この再始動開始温度は、後述する着火の判断の際等に使用される。
【００２９】
次いで、回転速度が点火開始速度より大きいか否かが判断される（ｓｔ７）。点火開始速度は、点火動作を始める速度で、一般的に定格回転速度の４０％程度が目安となるが、機関によって種々に異なる。ガスタービンの回転速度がこの点火開始速度より大きい場合には、再びｓｔ３に戻り、上記の手順を繰り返す。
一方、ガスタービンの回転速度が点火開始速度より小さいと判断されたなら、制御装置５１によって始動モータ２７へ運転指令を送出する（ｓｔ９）とともに、点火栓４１をＯＮする（ｓｔ１１）。
【００３０】
次いで、制御装置５１は、燃料遮断弁４７へ弁開放信号を送出する（ｓｔ１３）。続いて、制御装置５１は、燃料制御弁４９へ所定の開度指令を送出する（ｓｔ１５）。
再始動装置５５では、具体的に、ガスタービンの回転数が定格回転数の６０％程度となった時に、開度指令を送出する燃料制御モードへ移行される。この開度は、ガスタービン機関２１の回転速度が所定の回転速度以上に達しない燃料を供給する値となっている。より具体的には、制御装置５１から４〜２０ｍＡの制御信号電圧が燃料制御弁４９に印加されることで制御がなされる。
ここで、「所定の回転速度」とは、ガスタービン機関２１が異常燃焼を起こして排気温度が高くなり、保護装置の設定値に達してガスタービン機関がトリップ（停止）したり、異常音が発生したりしない回転速度を言う。
【００３１】
次いで、着火したか否かが判断される（ｓｔ１７）。この着火は、上記した再始動開始温度に対する現時点（ｓｔ１７の時点）での温度上昇幅によって判断される。
【００３２】
ここで、着火が確認されず、所定の時間が経過したと判断された場合には（ｓｔ１９）、異常処理がなされる（ｓｔ２１）。また、ｓｔ１９において、所定の時間が経過していないと判断された場合には、再びｓｔ１５へと処理が戻される。
【００３３】
一方、ｓｔ１７において、着火したと判断されたなら、制御装置５１によって点火栓４１がＯＦＦされる（ｓｔ２３）。次いで、制御装置５１は、燃料制御弁４９へ所定の開度指令を送出する（ｓｔ２５）。この開度は、上記した値と同様である。
【００３４】
このように、本実施の形態による手順では、点火前において排気温度上昇トリップに至らないように燃料の流量が制御される基本的な流量制御（ｓｔ１５）に加えて、点火栓４１をＯＦＦした後においても、ガスタービン機関の回転速度が所定の回転速度以上に達しないように燃料制限（ｓｔ２５）が行われ、点火栓４１のＯＦＦから自立運転までの間においても燃料の流量が制御され、排気温度上昇トリップが確実に回避される。
【００３５】
すなわち、着火の後、排気温度上昇トリップ発生の確率が低下すれば、燃料の流量制御を行わず、ガスタービン機関２１を自立運転まで移行させ、さらなる再始動時間の短縮が可能になる。しかし、これは一方で、排気温度上昇トリップを発生させる要因を残すことになる。この発明では、その状況下においてもキメ細かな流量制御を行うことにより、排気温度上昇トリップ発生のリスクが回避されるようになっている。
【００３６】
次いで、回転速度が、自立回転速度より大きいか否かが判断される（ｓｔ２７）。ガスタービンの回転速度が自立回転速度より小さい場合、所定の時間が経過したか否かが判断され（ｓｔ２９）、所定の時間が経過した場合、異常処理がなされる（ｓｔ３１）。また、ｓｔ２９において、所定の時間が経過していないと判断された場合には、再びｓｔ２５へと処理が戻される。
【００３７】
一方、ｓｔ２７において、ガスタービンの回転速度が自立回転速度より大きいと判断された場合には、制御装置５１によって始動モータ２７へ駆動停止命令が送出れる（ｓｔ３３）。これにより、ガスタービン機関２１が自立運転され（ｓｔ３５）、再始動が完了することになる。
【００３８】
このように、本発明に係る再始動装置５５を用いたガスタービン機関２１の再始動方法によれば、ガスタービン機関２１の機関停止途中、すなわち、機関の完全停止前においても、ガスタービン機関２１の回転速度が所定速度になったなら始動モータ２７が運転される。
そして、この始動モータ２７を用いたガスタービン機関２１の回転速度が所定の回転速度に達した時点で、燃料の流量が制限される。
【００３９】
つまり、機関が熱い状態においても排気温度上昇トリップ（排気温度上昇による機関停止）に至らないように燃料の流量が制御され、異常燃焼が回避されてガスタービン機関２１の再始動が可能になる。
【００４０】
また、始動モータ２７と出力軸の間にワンウェイクラッチ２５を介装したので、機関停止途中の任意な時期において始動モータ２７と出力軸とを接続状態とすることができ、機関停止途中における再始動を可能にすることができる。これにより、ガスタービン機関２１が冷却されるまでの待機時間が不要になって、ガスタービン機関２１の再始動時間を短縮することができるようになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るガスタービン機関の再始動方法によれば、ガスタービン機関の機関停止途中においても、ガスタービン機関の回転速度が所定速度になったなら始動モータを運転させ、この始動モータを用いたガスタービン機関の回転速度が所定の回転速度に達した時点で燃料の流量を制限するようにしたので、機関が熱い状態においても排気温度上昇トリップに至らないように燃料の流量が制御され、異常燃焼を回避してガスタービン機関を再始動させることができる。これにより、ガスタービン機関が完全停止しなくても始動モータを用いた再始動が可能になり、ガスタービン機関の再始動時間を短縮することができる。
【００４２】
また、本発明に係るガスタービン機関の再始動装置によれば、ガスタービン機関への燃料の流量を制限する電気式燃料制御弁を設け、この電気式燃料制御弁の弁開度を、出力軸の回転速度に応じて、制御装置によって制御するようにしたので、ガスタービン機関の機関停止途中、すなわち、機関が熱い状態においても、燃料の流量を制限して、排気温度上昇トリップを回避しながらの再始動が可能になる。また、始動モータと出力軸の間にワンウェイクラッチを介装し、出力軸から始動モータへは回転力が伝達されないようにしたので、機関停止途中の任意な時期において始動モータと出力軸とを接続状態とすることができる。この結果、機関停止途中における再始動が可能になり、ガスタービン機関の再始動時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る再始動装置のブロック図である。
【図２】図１に示したワンウェイクラッチを備えた始動モータの概略構成図である。
【図３】ワンウェイクラッチの断面図である。
【図４】ワンウェイクラッチのトルク伝達状態を（ａ）、非接続状態を（ｂ）に示した要部拡大図である。
【図５】本発明に係るガスタービン機関の再始動方法の手順を説明する流れ図である。
【図６】ピニオンを介してガスタービン機関に接続される始動モータの概略構成図である。
【符号の説明】
２１…ガスタービン機関
２５…ワンウェイクラッチ
２７…始動モータ
４１…点火栓
４７…燃料遮断弁
４９…電気式燃料制御弁（燃料制御弁）
５１…制御装置
５５…再始動装置

Claims (3)

1. 定格回転速度で運転している状態から、燃料の供給が遮断され、回転速度が低下し、その後の機関停止までの間に再度自立運転へと再始動を行うガスタービン機関の再始動方法であって、
   前記ガスタービン機関の出力軸にはワンウェイクラッチを介して始動モータが接続され、前記機関停止途中に、前記始動モータの始動回転力を前記出力軸に一方向で伝達され、
   前記ガスタービン機関の回転速度が、回転速度検出器にて、ガスタービン機関が前記始動モータの力を借りずに機関のみで立ち上がり可能な速度である自立回転速度より小さいと判断された際に、排気温度を排気温度検出器にて検出し、再始動開始温度を監視する手順と、
   前記ガスタービン機関の回転速度が、点火動作を始める速度である点火開始時回転速度より小さいと判断された際に、前記始動モータへ運転指令を送出するとともに、点火栓をＯＮする手順と、
   前記点火栓のＯＮの後、燃料遮断弁を開く手順と、
   前記燃料遮断弁を開いた後、燃料制御弁を開き、弁開度を可変して燃料供給量を増減調整する流量制御を行い、燃料供給を行って、前記始動モータを用いた前記ガスタービン機関の回転速度が、異常燃焼を起こして前記排気温度が上昇し機関停止に至ってしまう所定の回転速度に達しない時点で燃料の流量を制限する手順と、
   前記再始動開始温度に対する温度上昇幅によって、着火を判断し、着火の際には、この着火の後に前記点火栓をＯＦＦする手順と、
   前記ガスタービン機関の回転速度が、前記自立回転速度より大きくなったなら前記始動モータを停止させる手順と、
   を含むことを特徴とするガスタービン機関の再始動方法。
2. 前記点火栓をＯＦＦした後、前記ガスタービン機関の回転速度が所定の回転速度以上に達し排気温度上昇による機関停止に至らないように前記燃料制御弁による燃料の流量を制限する手順を含むことを特徴とする請求項１記載のガスタービン機関の再始動方法。
3. 機関停止途中における再始動時間を短縮するガスタービン機関の再始動装置であって、
   前記ガスタービン機関の出力軸に始動回転力を入力する始動モータと、
   該始動モータと前記出力軸の間に介装され該始動モータから前記出力軸への方向には回転を伝達し前記出力軸から該始動モータへの方向には空転するワンウェイクラッチと、
   制御信号の入力によって前記ガスタービン機関への燃料の流量を制限する電気式燃料制御弁と、
   前記出力軸の回転速度を検出し該検出回転速度値に応じて点火栓へＯＮ・ＯＦＦ信号、前記始動モータへ発停信号、及び前記電気式燃料制御弁へ弁開度制御信号を送出する制御装置と、
   を具備するとともに、
   前記制御装置には、前記出力軸の回転速度を検出する回転速度検出器と、前記機関の排気温度を検出する排気温度検出器とを備え、
   該制御装置において、
   前記ガスタービン機関が定格回転速度で運転している状態から、燃料遮断弁が閉じ燃料の供給が遮断され、前記ガスタービン機関の回転速度が低下している機関停止途中に再度自立運転へと再始動する際に、
   前記回転速度検出器による前記ガスタービン機関の回転速度と、前記始動モータの力を借りずに機関のみで立ち上がり可能な速度である自立回転速度とを比較判断し、
   前記機関の回転速度が前記自立回転速度より大きい場合には前記自立回転速度との比較判断を繰り返し、
   前記機関の回転速度が前記自立回転速度より小さい場合には前記排気温度検出器にて排気温度を検出し、再始動開始温度の監視を行い、前記排気温度の検出値を記憶して、
   次いで、前記機関の回転速度と、前記点火栓ＯＮによる点火動作を始める速度である点火開始速度との比較判断を行って、
   前記ガスタービン機関の回転速度が前記点火開始速度より大きい場合には、前記ガスタービン機関の回転速度と前記自立回転速度との比較判断から繰り返され、
   前記ガスタービン機関の回転速度が前記点火開始速度より小さい場合には前記始動モータへ運転指令を送出するとともに点火栓をＯＮとし、
   前記燃料遮断弁を開き、前記電気式燃料制御弁へ開度指令を送出し、前記ガスタービン機関の回転速度が異常燃焼を起こして前記排気温度が上昇し機関停止に至ってしまう所定の回転数以上に達しないよう制御を行い、
   前記記憶された再始動開始温度に対する温度上昇幅によって、着火を判断して着火が確認された際には、該着火後に前記点火栓をＯＦＦし、
   前記排気温度上昇の監視を続けて前記電気式燃料制御弁による燃料供給量の増減を調整して、前記ガスタービン機関の回転速度が異常燃焼を起こして前記排気温度が上昇し機関停止に至ってしまう所定の回転数以上に達しないよう制御を行い、前記ガスタービン機関の回転速度が、前記自立回転速度より大きくなったなら、前記始動モータへ駆動停止命令が送出され、再始動を完了することを特徴とするガスタービン機関の再始動装置。

Images