(57)【要約】【課題】回転中の回転軸と動圧空気軸受との接触による摩耗の発生を適切に抑制することができるガスタービンエンジン制御装置を提供する。【解決手段】ガスタービンエンジン制御装置は、コンプレッサと燃焼器との間の圧縮空気供給流路内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出するための排気弁と、回転軸の回転数を検出する回転数検出部と、回転数検出部の検出結果に基づいて、回転数が予め設定された軸受接触回転数以下であるか否かを判定する回転数判定部と、回転数判定部の判定結果に基づいて、排気弁の開閉を制御する制御部と、を備え、制御部は、回転数判定部が回転数は軸受接触回転数以下でないと判定した場合、排気弁を閉とし、回転数判定部が回転数は軸受接触回転数以下であると判定した場合、排気弁を開として圧縮空気供給流路内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサと、前記コンプレッサと圧縮空気供給流路を介して接続された燃焼器と、前記燃焼器からの燃焼ガスによって回転駆動するタービンと、前記タービン及び前記コンプレッサに連結された回転軸と、前記回転軸の回転により生じる空気圧によって前記回転軸を回転自在に支持する動圧空気軸受と、を備えたガスタービンエンジンの制御を行うガスタービンエンジン制御装置であって、
前記圧縮空気供給流路内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出するための排気弁と、
前記回転軸の回転数を検出する回転数検出部と、
前記回転数検出部の検出結果に基づいて、前記回転数が予め設定された軸受接触回転数以下であるか否かを判定する回転数判定部と、
前記回転数判定部の判定結果に基づいて、前記排気弁の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記回転数判定部が前記回転数は前記軸受接触回転数以下でないと判定した場合、前記排気弁を閉とし、前記回転数判定部が前記回転数は前記軸受接触回転数以下であると判定した場合、前記排気弁を開として前記圧縮空気供給流路内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出する、
ガスタービンエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、ガスタービンエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンに関する技術文献として、実開昭６２―１２６５２９号公報が知られている。この公報には、コンプレッサと燃焼器との間の圧縮空気供給流路に圧縮空気の一部を直接外部へ排出するための電磁弁を備えたガスタービンエンジンが記載されている。ガスタービンエンジンが停止する際には、電磁弁が開状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０３―４９３４０号公報
【特許文献２】実開昭６３―１２３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、タービンの回転軸を支持する軸受として、回転軸の回転により生じる空気圧によって回転軸を支持する動圧空気軸受を採用する場合がある。動圧空気軸受を採用すると、潤滑油の供給が不要となるため、ガスタービンエンジンの小型化に有利である。しかしながら、この場合、回転軸の回転数が低下すると、動圧空気軸受で発生する空気圧が不足し、回転中の回転軸と動圧空気軸受とが接触して摩耗が生じるおそれがある。
【０００５】
本技術分野においては、ガスタービンエンジンに動圧空気軸受を採用する場合において、回転中の回転軸と動圧空気軸受との接触による摩耗の発生を適切に抑制することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、コンプレッサと、コンプレッサと圧縮空気供給流路を介して接続された燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスによって回転駆動するタービンと、タービン及びコンプレッサに連結された回転軸と、回転軸の回転により生じる空気圧によって回転軸を回転自在に支持する動圧空気軸受と、を備えたガスタービンエンジンの制御を行うガスタービンエンジン制御装置であって、圧縮空気供給流路内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出するための排気弁と、回転軸の回転数を検出する回転数検出部と、回転数検出部の検出結果に基づいて、回転数が予め設定された軸受接触回転数以下であるか否かを判定する回転数判定部と、回転数判定部の判定結果に基づいて、排気弁の開閉を制御する制御部と、を備え、制御部は、回転数判定部が回転数は軸受接触回転数以下でないと判定した場合、排気弁を閉とし、回転数判定部が回転数は軸受接触回転数以下であると判定した場合、排気弁を開として圧縮空気供給流路内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、動圧空気軸受を有するガスタービンエンジンの制御の際に、回転中の回転軸と動圧空気軸受との接触による摩耗の発生を適切に抑制することができるガスタービンエンジン制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置を備えるガスタービンエンジンシステムを示すブロック図である。
【図２】動圧空気軸受を示す断面図である。
【図３】ＥＣＵによる排気弁の制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】発電機の回転数に対する発電電圧特性を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置を備えるガスタービンエンジンシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１に示されるように、ガスタービンエンジンシステム１は、ガスタービンエンジン１０及び発電機２０を備える。ガスタービンエンジンシステム１は、ガスタービンエンジン１０によって発電機２０を駆動する発電システムである。
【００１１】
ガスタービンエンジンシステム１は、例えば、バッテリーの電力を利用して電気モータにより駆動する電気自動車に備えることができる。この場合、ガスタービンエンジンシステム１は、電気自動車のバッテリーの充電量が低下した場合にバッテリーに対して電力を充電する充電システムとして機能する。すなわち、ガスタービンエンジンシステム１は、電気自動車のバッテリー充電用の発電専用エンジンシステム（レンジエクステンダー）を構成してもよい。なお、ガスタービンエンジンシステム１は、車載用である場合に限られず、施設等に固定された設備であってもよい。
【００１２】
図１に示すガスタービンエンジンシステム１は、例えば、ガスタービンエンジン１０、発電機２０及びＥＣＵ［EngineControl Unit］３０を備えている。ＥＣＵ３０、後述する回転数検出部１７及び排気弁１８は、ガスタービンエンジン１０の制御を行うガスタービンエンジン制御装置１００を構成する。ガスタービンエンジン１０の制御には、ガスタービンエンジン１０の始動制御、ガスタービンエンジン１０への燃料制御、ガスタービンエンジン１０の出力運転、及び、ガスタービンエンジン１０の停止制御が含まれる。なお、ガスタービンエンジン１０の停止制御とは、例えば、ガスタービンエンジン１０に対する燃料供給を止めてガスタービンエンジン１０の回転を停止させる制御である。ガスタービンエンジン制御装置１００が電気自動車に搭載される場合、ガスタービンエンジン１０の停止制御は、例えば、電気自動車のバッテリーの充電量が所定の閾値以上に十分に充電された場合に開始される。
【００１３】
ガスタービンエンジン１０は、例えば、一軸式のガスタービンエンジンである。ガスタービンエンジン１０は、コンプレッサ１１、燃焼器１２、タービン１３、回転軸１４、動圧空気軸受１５，１６、回転数検出部１７、及び、排気弁１８を備えている。
【００１４】
コンプレッサ１１は、外部から吸引された空気を圧縮する圧縮機構である。コンプレッサ１１は、回転軸１４を介してタービン１３と連結しており、タービン１３及び回転軸１４と一体に回転する。コンプレッサ１１は、圧縮空気供給流路１１ａを介して燃焼器１２に接続されている。コンプレッサ１１で圧縮された空気（圧縮空気）は、圧縮空気供給流路１１ａを介して燃焼器１２に送られる。
【００１５】
燃焼器１２は、燃料と圧縮空気を混合させて燃焼するための装置である。燃焼器１２は、ガスタービンエンジン１０の外部から供給された燃料と、コンプレッサ１１から送られた圧縮空気とを混合し、燃焼させる。燃焼器１２では、例えば、圧縮空気中に灯油等の燃料を噴霧することで連続燃焼が行われる。燃焼器１２は、燃焼ガス供給流路１２ａを介してタービン１３に接続されている。燃焼により発生した燃焼ガスは、燃焼器１２から燃焼ガス供給流路１２ａを介してタービン１３に送られる。タービン１３は、燃焼ガスのエネルギー（例えば、膨張仕事）を回転軸１４の回転エネルギーに変換する機構である。ガスタービンエンジン１０では、燃焼ガスによってタービン１３が回転駆動し、タービン１３の回転により回転軸１４及びコンプレッサ１１が回転される。タービン１３は、排気流路１３ａを介してガスタービンエンジン１０の外部に接続されている。タービン１３から排出された排気ガスは、排気流路１３ａを介してガスタービンエンジン１０の外部へ排気される。
【００１６】
回転軸１４は、コンプレッサ１１及びタービン１３を連結するシャフトである。回転軸１４は、例えば、コンプレッサ１１のタービン１３と反対側に突出して発電機２０に接続されている。すなわち、回転軸１４は、ガスタービンエンジン１０の出力軸としても機能する。なお、回転軸１４は、必ずしも出力軸として機能する必要はなく、ギア等を介して別体の出力軸に回転を伝達する構成であってもよい。回転軸１４の回転により発電機２０が発電する構成であればよい。
【００１７】
回転軸１４は、二つの動圧空気軸受１５，１６によって回転自在に支持されている。動圧空気軸受１５は、例えば、コンプレッサ１１と発電機２０との間に設けられている。動圧空気軸受１６は、例えば、コンプレッサ１１とタービン１３との間に設けられている。動圧空気軸受１５，１６の位置は、上述した位置に限られない。
【００１８】
動圧空気軸受１５，１６は、回転軸１４の回転により生じる空気圧によって回転軸を回転自在に支持する動圧型の空気軸受である。動圧空気軸受１５，１６は、例えば、同じ構成を有している。以下、動圧空気軸受１５の構成について図２を用いて説明する。図２は、動圧空気軸受１５の構成を示す断面図である。
【００１９】
図２に示されるように、動圧空気軸受１５は、例えば、スリーブ部１５ａ、トップフォイル１５ｂ、及びバンプフォイル１５ｃを備えている。スリーブ部１５ａは、動圧空気軸受１５の本体部分であり、回転停止した回転軸１４を支える十分な強度を有する円筒状の部材である。回転軸１４は、スリーブ部１５ａ内を通るように配置されている。
【００２０】
トップフォイル１５ｂは、筒状のスリーブ部１５ａの内側で回転軸１４を囲むように配置された金属製薄板である。トップフォイル１５ｂは、回転軸１４の側面と対向する軸受面を形成する。バンプフォイル１５ｃは、スリーブ部１５ａとトップフォイル１５ｂとの間に配置された金属製薄板である。バンプフォイル１５ｃは、トップフォイル１５ｂに接する山部と、スリーブ部１５ａに接する谷部と、からなる波形状を有している。トップフォイル１５ｂ及びバンプフォイル１５ｃは、回転軸１４の周方向における一端がスリーブ部１５ａに固定された固定端とされ、他端が自由端とされている。
【００２１】
このように構成された動圧空気軸受１５では、回転軸１４の回転により、回転軸１４及びトップフォイル１５ｂの間に空気が引き込まれ、その空気圧によって回転軸１４が支持される。一方で、回転軸１４の回転数Ｎが低下すると、回転軸１４及びトップフォイル１５ｂの間に生じる空気圧が不足し、回転する回転軸１４とトップフォイル１５ｂとの接触により摩耗が生じるおそれがある。なお、図２に示す動圧空気軸受１５の構成は一例である。動圧空気軸受１５、１６の構成は、図２に示す構成に限られない。回転軸１４の軸受として動圧空気軸受１５，１６を採用した場合、通常の軸受と比べて潤滑油の供給及び循環が不要となり、ガスタービンエンジンシステムの低コスト化及び小型化に有利となる。
【００２２】
回転数検出部１７は、回転軸１４の回転数Ｎを検出するためのセンサである。回転数検出部１７は、例えば、磁気式又は光式の非接触センサを用いることができる。回転数検出部１７は、検出した回転軸１４の回転数Ｎに応じた回転数信号をＥＣＵ３０に出力する。回転数検出部１７は、ガスタービンエンジン制御装置１００を構成する。
【００２３】
排気弁１８は、圧縮空気供給流路１１ａ内の圧縮空気の少なくとも一部を外部へ排出するための弁である。圧縮空気供給流路１１ａには、ガスタービンエンジン１０の外部へ連通する圧縮空気排出流路１８ａが接続されている。排気弁１８は、開閉動作によって圧縮空気排出流路１８ａから排出される空気量を制御する。排気弁１８は、例えば二方弁であり、例えば圧縮空気排出流路１８ａに設けられる。なお、排気弁１８が三方弁である場合には、圧縮空気供給流路１１ａと圧縮空気排出流路１８ａとの接続箇所に設けられてもよい。排気弁１８の配置位置は、上述した位置に限られない。排気弁１８は、ＥＣＵ３０の出力信号に基づいて、開閉動作可能に構成される。排気弁１８は、例えばモータ駆動の電動弁、又は、電磁力にて駆動する電磁弁であるが、これらに限定されない。排気弁１８は、ガスタービンエンジン制御装置１００を構成している。圧縮空気排出流路１８ａから排出された圧縮空気は、外部熱交換器４０へ供給されてもよい。すなわち、圧縮空気の熱を他の用途に利用する構成としてもよい。外部熱交換器４０は、ガスタービンエンジン制御装置１００が電気自動車に搭載される場合、例えば車内の空調機器に利用される。この場合、圧縮空気の熱を車内の空調機器の熱源として利用することができる。また、外部熱交換器４０は、所定の温度域において性能が向上する機器の温度調整に利用されてもよい。所定の温度域において性能が向上する機器は、例えばバッテリー等である。
【００２４】
発電機２０は、例えば、永久磁石を用いたＰＭ型のモータジュネレータである。永久磁石を用いたＰＭ型のモータジュネレータは、電磁石を用いる場合と比べて励磁のための電源回路等が不要となるので、発電機２０の小型化に有利である。なお、発電機２０において、永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。
【００２５】
発電機２０において生じた電力は、例えば、三相交流電流として取り出される。ガスタービンエンジン制御装置１００が電気自動車に搭載される場合には、発電機２０の出力端子であるＵ、Ｖ、Ｗは、例えば、電気自動車のメインのバッテリー（図示せず）と電気的に接続される。
【００２６】
また、発電機２０は、ガスタービンエンジン１０の始動時においてスターターとして機能する。すなわち、発電機２０は、ガスタービンエンジン１０の始動時においては、逆にバッテリーから電力を供給されることでガスタービンエンジン１０の回転軸１４を回転させ、ガスタービンエンジン１０の始動を補助する。
【００２７】
ＥＣＵ３０は、ガスタービンエンジンシステム１を統括的に制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ[Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory]、ＲＡＭ[Random  Access  Memory]などを備えており、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで各種の制御を行う。ＥＣＵ３０は、ガスタービンエンジン制御装置１００を構成している。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、制御部３１と、回転数判定部３２と、を有している。制御部３１は、例えば、電気自動車のバッテリーの充電量が予め設定された充電開始閾値以下になった場合、ガスタービンエンジン１０を始動させる始動制御を行う。充電開始閾値は、例えば、バッテリー容量等に応じて予め設定された固定値である。制御部３１は、例えば、始動制御において、発電機２０をスターターとして駆動させ、ガスタービンエンジン１０に燃料供給を行うことで、ガスタービンエンジン１０を始動させる。
【００２９】
制御部３１は、例えば、電気自動車のバッテリーの充電量が予め設定された充電終了閾値未満の場合には、ガスタービンエンジン１０へ燃料を供給し、ガスタービンエンジン１０を動作させる。充電終了閾値は、例えば、バッテリー容量等に応じて予め設定された固定値である。制御部３１は、例えば、電気自動車のバッテリーの充電量が充電終了閾値以下の場合には、ガスタービンエンジン１０を停止させる停止制御を行う。制御部３１は、停止制御において、ガスタービンエンジン１０に対する燃料供給を停止することで、ガスタービンエンジン１０を停止させる。また、制御部３１は、停止制御において、発電機２０の出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗと電気自動車のバッテリーとの電気的な接続を切断状態としてもよい。
【００３０】
回転数判定部３２は、回転数検出部１７の回転数信号（検出結果）に基づいて、回転軸１４の回転数Ｎが予め設定された軸受接触回転数Ｎｓ以下であるか否かを判定する。軸受接触回転数Ｎｓとは、回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触の発生を判定するための閾値であり、予め設定された値である。軸受接触回転数Ｎｓは、回転する回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触時間が少なくなるように、適切な値が設定される。軸受接触回転数Ｎｓは、例えば、実測又は設計上で回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触が発生する回転数に所定回転数（例えば５００ｒｐｍ）を加算した値としてもよい。回転数判定部３２は、判定結果を制御部３１へ出力する。判定結果は、回転軸１４の回転数Ｎが予め設定された軸受接触回転数Ｎｓ以下であるか否かを判定した結果である。
【００３１】
制御部３１は、回転数判定部３２の判定結果に基づいて、排気弁１８の開閉を制御する。制御部３１は、例えば始動制御中においては、排気弁１８へ制御信号を出力し、排気弁１８を閉とする。また、制御部３１は、始動制御後においては、回転数判定部３２が回転数Ｎは予め設定された軸受接触回転数Ｎｓ以下でないと判定した場合、排気弁１８へ制御信号を出力し、排気弁１８を閉とする。一方、制御部３１は、始動制御後において、回転数判定部３２が回転数Ｎは予め設定された軸受接触回転数Ｎｓ以下であると判定した場合には、排気弁１８へ制御信号を出力し、排気弁１８を開とする。なお、始動制御後とは、出力運転及び停止制御を含む。
【００３２】
次に、ＥＣＵ３０による排気弁１８の制御の流れについて図３を参照して説明する。図３は、ＥＣＵ３０による排気弁１８の制御の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、例えばガスタービンエンジンシステム１の制御開始から所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図３の制御処理は、ガスタービンエンジン１０の始動制御後に実行される。
【００３３】
図３に示すように、ステップＳ１０１において、制御部３１は、回転数検出部１７から回転数信号を入力する。制御部３１は、回転数検出部１７の回転数信号に基づいてガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転数Ｎを認識する。
【００３４】
次に、ステップＳ１０２において、回転数判定部３２は、ガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転数Ｎが予め設定された軸受接触回転数Ｎｓ以下であるか否かを判定する。回転数判定部３２が回転数Ｎは軸受接触回転数Ｎｓ以下ではないと判定した場合、回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触の発生がない回転数Ｎであるため、ステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５においては、制御部３１が排気弁１８を閉とする閉信号を出力する。これにより、排気弁１８は、閉状態を維持する、又は、開状態から閉状態となる。ステップＳ１０５の処理が終了すると、図３に示す制御処理が終了する。一方、ステップＳ１０２において、回転数判定部３２が回転数Ｎは軸受接触回転数Ｎｓ以下であると判定した場合、ステップＳ１０３に移行する。
【００３５】
ステップＳ１０３において、回転数判定部３２は、ガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転が完全に停止したか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、ガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転が完全に停止したと判定した場合、回転軸１４又は動圧空気軸受１５，１６の摩耗は発生しないため、ステップＳ１０５に移行する。一方、回転数判定部３２がガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転は停止していないと判定した場合、回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６とが接触する可能性があるため、ステップＳ１０４に移行する。
【００３６】
ステップＳ１０４においては、制御部３１が排気弁１８を開とする開信号を出力する。これにより、排気弁１８は、開状態を維持する、又は、閉状態から開状態となる。ステップＳ１０４が終了すると、図３に示す制御処理を終了する。
【００３７】
以上で図３に示す制御処理を終了する。図３に示す制御処理を実行することにより、ガスタービンエンジン１０の回転数Ｎが軸受接触回転数Ｎｓ以下であって、ガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転は停止していないと判定した場合に、排気弁１８が開とされ、圧縮空気供給流路１１ａの空気が圧縮空気排出流路１８ａを介してガスタービンエンジン１０の外部へ排出される。
【００３８】
次に、本実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００の効果について説明する。図４は、ガスタービンエンジン１０の停止時の動作特性を示すグラフである。図４の縦軸はガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転数Ｎを示し、横軸は時間ｔを示している。図４において、ガスタービンエンジン１０に対する燃料供給が停止された時点ｔａ、回転数Ｎが軸受接触回転数Ｎｓに至った時点ｔｂを示す。また、本実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００を備えるガスタービンエンジンシステム１の動作特性を改良後特性として実線で示す。一方、排気弁１８を備えない従来のガスタービンエンジンシステムの動作特性を従来特性として一点鎖線で示す。
【００３９】
図４に示されるように、ガスタービンエンジンシステム１では、燃料停止後、ガスタービンエンジン１０の回転軸１４の回転数Ｎが次第に低下する。そして、ガスタービンエンジンシステム１では、回転数Ｎが軸受接触回転数Ｎｓに至った時、排気弁１８が開とされ、燃焼器１２への圧縮空気の供給が低下する。これにより、ガスタービンエンジンシステム１は、従来と比べて、回転軸１４の回転停止時間を短縮できるとともに、回転する回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触による摩耗を抑制することができる。
【００４０】
以上、第１実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００によれば、回転軸１４の回転数Ｎが軸受接触回転数Ｎｓ以下となる場合に排気弁１８を開とすることによって、圧縮空気供給流路１１ａ内の圧縮空気が排気され、燃焼器１２へ供給される圧縮空気の空気圧及び空気量が減少する。これにより、タービン１３の仕事量が減少して回転軸１４の回転力が減少するため、ガスタービンエンジン１０の回転停止に至るまでの所要時間を短縮することができる。このように、回転中の回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触が発生する時間を短くすることが可能であるため、回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触による摩耗の発生を適切に抑制することができる。すなわち、回転軸１４及び動圧空気軸受１５，１６の耐久性を向上させることが可能である。また、ガスタービンエンジン１０の回転停止に至るまでの所要時間を短くすることができるので、低騒音化を図ることが可能となる。
【００４１】
また、第１実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００によれば、ガスタービンエンジン制御装置１００が電気自動車に搭載される場合には、圧縮空気供給流路１１ａの排出先を外部熱交換器４０とすることにより、コンプレッサ１１により供給された圧縮空気の熱を活用することができる。これにより、車内の空調機器の熱源として利用することができたり、電気自動車のバッテリー温度を上昇させるためのヒータ等への通電を停止させたりすることができるため、エネルギー効率の良い車両システムとすることができる。また、ヒータ等の暖機機器を不要とすることもできるため、小型化を図ることが可能となる。
【００４２】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００Ａは、第１実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００と同様に構成され、ガスタービンエンジンシステムに備わるガスタービンエンジンの構成が一部相違する。以下では相違点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００４３】
図５は、ガスタービンエンジンシステム１Ａを示すブロック図である。ガスタービンエンジン１０Ａは、ガスタービンエンジン１０とほぼ同様に構成され、熱交換器４２を備える点が相違する。
【００４４】
熱交換器４２は、圧縮空気供給流路１１ａ及び排気流路１３ａに設けられており、排気流路１３ａの排気ガスの熱を用いて圧縮空気供給流路１１ａの圧縮空気を加熱する。これにより、燃焼器１２へ供給される圧縮空気が予熱されるため、燃焼器１２の燃料消費量が改善する。
【００４５】
圧縮空気排出流路１８ａは、熱交換器４２の下流側、すなわち、熱交換器４２と燃焼器１２との間に接続されている。
【００４６】
ガスタービンエンジン１０Ａのその他の構成は、ガスタービンエンジン１０と同一である。また、ガスタービンエンジン制御装置１００Ａの動作も、図３に示すフローチャートと同一である。
【００４７】
ガスタービンエンジン１０Ａでは、ガスタービンエンジン１０Ａの停止制御中においても燃焼器１２へ供給される圧縮空気が予熱される。すなわち、熱交換器を備える一般的なガスタービンエンジンは、タービンの仕事量の低下に時間がかかる傾向にあるため、回転軸の完全停止に至るまでの所要時間が長くなり、結果として、回転中の回転軸と動圧空気軸受との接触が発生しやすくなる。これに対して、第２実施形態に係るガスタービンエンジン制御装置１００Ａによれば、熱交換器４２によって加熱された後の圧縮空気を排気するため、タービン１３の仕事量を効果的に減らすことができる。このように、燃料消費量を改善するために熱交換器４２を備えたガスタービンエンジン１０Ａであっても、ガスタービンエンジン制御装置１００Ａによれば、第１実施形態のガスタービンエンジン制御装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
以上、各実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。ガスタービンエンジンシステム１の構成は、上述した構成に限られず、本発明には、ガスタービンエンジンシステム１の各構成要素を周知の他の構成要素に変更したものも含まれる。
【００４９】
また、制御部３１は、ガスタービンエンジン１０,１０Ａの始動時又は過負荷運転時等に発生するコンプレッサ１１の失速もしくは圧縮空気の逆流によって、ガスタービンエンジン１０,１０Ａが正常に動作しなくなった場合に、排気弁１８を開としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１,１Ａ…ガスタービンエンジンシステム  １０,１０Ａ…ガスタービンエンジン  １１…コンプレッサ  １１ａ…圧縮空気供給流路  １２…燃焼器  １３…タービン  １４…回転軸  １５，１６…動圧空気軸受  １７…回転数検出部  １８…排気弁  １８ａ…圧縮空気排出流路  ２０…発電機  ３０…ＥＣＵ  ３１…制御部  ３２…回転数判定部  １００,１００Ａ…ガスタービンエンジン制御装置
【図１】
2015175292.tif 000003
【図２】
2015175292.tif 000004
【図３】
2015175292.tif 000005
【図４】
2015175292.tif 000006
【図５】
2015175292.tif 000007