特許
J-GLOBAL ID：200903094865006209
クリアランス制御方法および装置
発明者：
,
,
出願人/特許権者：
代理人 (1件)：
志賀 富士弥 (外2名)
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2002-337345
公開番号（公開出願番号）：特開2003-214114
出願日： 2002年11月21日
公開日（公表日）： 2003年07月30日
要約：
【要約】【課題】 ターボ機械におけるクリアランス制御を改善する。【解決手段】 ターボ機械(10)のクリアランス制御の装置および方法は、所望のクリアランスと実際のクリアランスとの差に応じて、機械ケース冷却空気(33)を調整することを含む。実際のクリアランスの正確な推定は、エンジン搭載制御装置(40)のリアルタイム数学的モデルによって行われる。このモデルは、熱力学の第一の法則の適用によって得られた一階微分方程式の閉じた式の解から導いた差分方程式によって、タービン機械部品(41,43,50)の熱膨張をそれぞれ計算する。結果として得られる方程式は、等価時定数および定常状態膨張に関して便利に公式化されており、等価時定数および定常状態膨張は、共に部品(41,43,50)と熱交換をおこなう複数の流体流れ(48)の熱物理的特性に関連する。
請求項（抜粋）：
ターボ機械(10)において、ターボ機械部品ブレード(43)と、前記ブレードの先端部(45)に隣接かつ対向する壁(50)と、の間のクリアランスを制御するクリアランス制御方法であって、この制御方法は、それぞれの部品またはサブコンポーネントの熱膨張が、部品材料温度に関する一階微分方程式によって決定されるように、ターボ機械(10)の部品(41,43,50)および必要に応じてサブコンポーネントを特定し、それぞれ異なる温度および流量によって特徴づけられ、かつ各々の前記部品もしくはサブコンポーネントと熱交換を行う流体流れ(48)を特定し、測定および/または合成によって、前記各々の部品もしくはサブコンポーネント(41,43,50)に関して特定した前記流体流れ(48)の温度および流量を求め、測定および/または合成によって、温度、圧力、および軸速度を含む、性能パラメータに関連するパラメータを求め、軸速度、圧力、および温度を含む測定もしくは合成されたエンジン特性の関数として、ターボ機械部品(41,43,50)の熱伝達性能パラメータをそれぞれ求め、種々の温度、流量、および熱物理的特性を有する流体流れ(48)との熱交換によって生じる重み付けされた平均膨張として、ターボ機械部品(41,43,50)の定常状態膨張をそれぞれ求め、重み係数は、前記熱伝達性能パラメータを含んでおり、対応する性能パラメータの和として、ターボ機械部品(41,43,50)の等価時定数の逆数をそれぞれ求め、力関数の特定の変化が生じる所定の経過時間に対して、基準となる一階微分方程式の閉じた式の解を適用することにより、ターボ機械部品(41,43,50)の熱膨張を差分方程式によってそれぞれ求め、力関数には、対応するタービン部品の定常状態膨張と、等価時定数を含む時定数と、が含まれ、定常状態膨張と等価時定数とに関する方程式、および熱膨張の差分方程式に、回帰分析で決定された概算係数を導入して、熱膨張モデルと高忠実度モデルおよび/またはテストデータとの間の誤差を最小化し、前記熱膨張モデルから得られるターボ部品(41,43,50)とサブコンポーネントの全膨張の和からターボ機械の先端部クリアランスを求め、タービン機械部品(41,43,50)の所望のクリアランスと、タービン機械部品の熱膨張によって求められた実際のクリアランスと、の差に基づいて、ターボ機械の先端部クリアランスを制御(40)するステップをそれぞれ含むことを特徴とするクリアランス制御方法。
IPC (5件)：
F01D 11/08
, F01D 25/24
, F02C 7/00
, F02C 7/18
, F02C 7/28
F01D 11/08
, F01D 25/24 K
, F02C 7/00 A
, F02C 7/18 E
, F02C 7/28 A
