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터어빈의 연소기에 액체연료를 공급하는 방법 및 터어빈용 액체연료 이송 시스템

阅读:309发布:2024-02-25

专利汇可以提供터어빈의 연소기에 액체연료를 공급하는 방법 및 터어빈용 액체연료 이송 시스템专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且A positive displacement pump (34a) supplies a low lubricity liquid fuel through a main supply line (40) to the combustors (10a) of a turbine. A pressure transducer (39) and a flow meter (41) are provided in the main fuel supply line. The fuel is supplied to a pressure compensated fuel delivery valve (44) which divides the fuel equally among the combustors and affords pressure compensation. A controller (42) is responsive to the pressure in the main fuel supply line to control a bypass pressure valve (38a) to supply fuel in the main supply line at a predetermined pressure. The controller also controls the total volume of fuel flow rate through the pressure compensated fuel delivery valve (44) responsive to the flow meter (41). In another form, a centrifugal pump supplies fuel to the pressure compensated fuel delivery valve. A controller responsive to the flow meter in the main supply line controls the total fuel flow rate to the valve which divides the fuel equally among the combustors at equal flow rates.,下面是터어빈의 연소기에 액체연료를 공급하는 방법 및 터어빈용 액체연료 이송 시스템专利的具体信息内容。

  • 터어빈용 액체연료 이송 시스템에 있어서,
    복수의 연소기와,
    상기 연소기로 액체연료를 펌핑하기 위한 용적형 펌프와,
    상기 펌프로부터 연료를 수용하고, 상기 연료가 각 연소기에서 동일한 유량으로 흐르도록 연료를 분할하기 위한 압력보상 연료 이송 밸브와,
    상기 펌프의 액체연료 하류 및 상기 연료 이송 밸브의 액체연료 상류의 압력을 결정하기 위한 압력 변환기와,
    상기 펌프와 상기 연료 이송 밸브 사이에 설치된 압력 제어 밸브와,
    상기 펌프 하류의 총 액체연료 유량을 결정하기 위한 유량계와,
    상기 압력 변환기 및 상기 압력 제어 밸브에 결합되어 소정 압력에서 상기 연료 이송 밸브로 연료를 이송하도록 압력 제어 밸브를 제어하고, 상기 유량계 및 상기 이송 밸브에 결합되어 상기 연료 이송 밸브를 통해 상기 연소기로 흐르는 총 액체연료 유량을 제어하는 제어기를 포함하는
    액체연료 이송 시스템.
  • 터어빈의 연소기에 액체연료를 공급하는 방법에 있어서,
    펌프에 저 윤활성 액체연료를 공급하는 단계와,
    메인 연료 공급 라인을 통해 상기 연소기로 저 윤활성 연료를 펌핑하는 단계와,
    메인 연료 공급 라인내의 저 윤활성 액체연료의 압력을 결정하는 단계와,
    압력 결정 단계에 응답하여 메인 연료 공급 라인내의 저 윤활성 액체연료의 압력을 소정 압력으로 제어하는 단계와,
    메인 연료 공급 라인내의 저 윤활성 액체연료의 유량을 결정하는 단계와,
    상기 유량 결정 단계에 응답하여 상기 이송 밸브를 통해 연소기로 흐르는 저 윤활성 액체연료의 총 유량을 제어하는 단계와,
    상기 연소기에 동일한 연료 유량이 제공되도록 저 윤활성 액체연료의 총 유량을 분할하는 단계를 포함하는
    액체연료 공급 방법.
  • 제 2 항에 있어서,
    상기 펌핑 단계는 용적형 펌프에 의해 연료를 펌핑하는 단계를 포함하는
    액체연료 공급 방법.
  • 터어빈용 액체연료 이송 시스템에 있어서,
    복수의 연소기와,
    상기 연소기로 액체연료를 펌핑하는 원심 펌프와,
    상기 펌프로부터 연료를 수용하고, 상기 각각의 연소기에 연료를 소정의 유량으로 분할하여 이송하는 압력보상 연료 이송 밸브와,
    상기 압력보상 연료 이송 밸브로의 총 액체연료 유량을 측정하기 위한 유량계와,
    상기 유량계와 상기 연료 이송 밸브에 결합되어 상기 압력보상 연료 이송 밸브를 통해 상기 연소기로 흐르는 총 액체연료 유량을 제어하는 제어기를 포함하는
    액체연료 이송 시스템.
  • 说明书全文

    터어빈의 연소기에 액체연료를 공급하는 방법 및 터어빈용 액체연료 이송 시스템{PRESSURE COMPENSATED FUEL DELIVERY SYSTEM FOR THE COMBUSTORS OF TURBOMACHINERY}

    본 발명은 터어빈의 연소기에 액체연료를 공급하기 위한 압력보상 연료 이송 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활 첨가제 및 윤활제 투여장비가 제거된, 저 윤활성 액체연료를 공급하기 위한 액체연료 이송 시스템에 관한 것이다.

    환형 캔 형상 연소 시스템을 구비한 강력 가스 터어빈(Heavy-duty gas turbines)은 다수의 연소챔버로의 총 유량을 제어하고 다수의 연소 챔버 사이에 정확히 동일하게 연료 유량을 분할할 수 있는 액체연료 이송 시스템을 요하고 있다. 환형 캔 형상 연소 시스템은 터어빈축을 중심으로 하는 연소기의 배열체로 구성되며, 연소기 각각은 연소기로부터 터어빈의 유입구로의 고온 가스용 유동 통로를 제공하는 연료분사 시스템 및 전이부를 구비한다. 연소 챔버로 불균일하게 연료 유량이 분포하면, 터어빈을 중심으로 온도가 불균일하게 되어 터어빈의 수명을 감소시킨다.

    환형 캔 형상 연소기를 구비하는 강력 가스 터어빈 연료 이송 시스템은 주요부품으로서, 용적형 연료 펌프(positive displacement fuel pump)와, 바이패스 유량 제어 밸브와, 기계적인 유량 분할기 및 제어기를 포함한다. 용적형 연료 펌프는 터어빈의 보조 기어 박스 또는 전기 모터에 의해 구동된다. 바이패스 제어 밸브는 터어빈 제어기에 의해 유량 분할기로의 이송을 위한 소망 총 액체연료 유량을 유지하도록 터어빈 제어기에 의해 위치된다. 이어서, 기계적인 유량 분할기는 액체연료를 여러 연소기로 방출하도록 쌍을 이루는 기어의 동기배열을 이용한다. 각 쌍의 기어는 단일 연소기에 액체연료를 방출한다. 기어는 동일하며 동일한 속도로 회전한다. 따라서, 각각의 연소기로 방출된 용적 유량은 거의 동일하다. 회전속도 피이드백 시스템, 즉 회전을 감지하는 자기 픽업 시스템(magnetic pick-ups)은 유량 분할기내에 설치되어, 연료 유량에 비례해서 터어빈 제어기에 신호를 제공한다. 제어기는 제어 알고리즘의 유량 분할기 피이드백 신호를 이용하여 바이패스 제어 밸브를 정확하게 위치시킬 뿐만 아니라 기타의 제어 기능을 실행한다.

    또한, 유량 분할기는 일정한 고속 회전 운동이며 중량이 큰 부품을 포함한다. 기계적인 유량 분할기내의 기어 및 베어링은 그 자체의 액체연료에 의해 윤활된다. 저 윤활성 연료가 사용되면, 그러한 연료는 조기 마모 및 박리 등으로 인한 유량 분할기의 파손을 피하기 위하여 연료 첨가제와 함께 투여되어야 한다. 그러나, 유량 분할기의 표면상에 침착된 이러한 윤활성 첨가제는 적당한 작동 기간 후 경화된다. 유량 분할기는 서비스로부터 제거되고, 청정하게 된 후 정밀 검사되어야 한다. 이러한 첨가제는 또한 유량 분할기 하류의 체크밸브의 내면상에 부착되어, 체크밸브가 누설되거나 폐쇄되게 한다. 첨가제 자체는 고가이며 어느 곳에서나 항상 용이하게 이용할 수 있는 것은 아니다.

    기존 시스템은 저 윤활성 연료로 작동하도록 특별히 고안된 용적형 연료 펌프를 사용한다. 이러한 용적형 연료 펌프를 사용하는 경우에 결점이 있다. 이러한 유형의 펌프는 장기간 제조 리드타임(manufacturing lead times)을 가지며, 표준 증류 연료 펌프에 비해 고가이며, 특수한 베어링 윤활 오일 시스템을 필요로 하고, 소망한 것보다 낮은 신뢰성을 가진다. 이러한 펌프는 드물게 적용되는 특수한 디자인이며, 기타의 부품을 용이하게 이용할 수 없다. 하지만, 이러한 유형의 용적형 펌프를 이용하는 저 윤활성 연료 시스템이 실질적으로 있으며, 기존 시스템에서 그러한 용적형 펌프를 대체하는 것이 비용면에서 항상 효과적인 것은 아니다. 그러나, 오리지널 장비를 채용하는 새로운 시스템에 있어서는, 경제적인 면에서 긍정적인 이점이 있으므로, 다른 유형의 펌프가 대체될 수 있다.

    이와 관련된 문제는 넓은 범위의 액체연료 형태를 조정하면서 연료 유량을 제어하여 분할하도록 연료 이송 시스템을 배치하는 것으로, 이때 연료는 질이 않좋은 윤활특성을 가지며, 시스템은 신뢰성이 있고, 구매비 및 작동비가 적고, 유지보수를 자주하지 않아도 되는 것을 요구한다. 따라서, 고압 연료 펌프의 교체없이 기존 시스템을 역으로 조립하는 것이 바람직하며, 또한, 마찬가지로 윤활제 투여 문제를 제거하고, 신뢰성이 높은 종래의 원심 펌프를 특수 설계된 고압 용적형 연료 펌프로 대체한 오리지널 장비 시스템을 제안하는 것이 바람직하다.

    본 발명에 따르면, 연료 이송 시스템은 특히 저 윤활성 연료와 사용되며, 이송압력의 라인별 변화에도 불구하고, 밸브가 연소기와 연통하는 각각의 방출구로 동일한 액체연료 유량으로 이송할 수 있는 압력보상을 행하는 멀티-포트 연료 미터링 밸브(multi-port fuel metering valve)로 이루어진 압력보상 연료 이송 밸브(PCFD 밸브)를 포함한다. 따라서, 밸브는 연료에 의한 윤활을 필요치 않는 방식으로 유량 제어 및 유량 분할의 기능을 수행한다.

    본 발명의 특정 실시예에 있어서, 종래의 고압 용적형 액체연료 이송 펌프는 시스템내에 유지되며, 유량계는 펌프와 PCFD 밸브 사이의 연료 라인내에 설치되어 유량에 비례하는 신호를 제공한다. 그 신호에 응답하는 가스 터어빈 제어기는 PCFD 밸브를 통해 총 연료 유량을 제어하도록 PCFD 밸브 액츄에이터를 위치시킨다. PCFD 밸브는 밸브 액츄에이터상에 복수의 오리피스를 가져서, 오리피스 하류의 밸브 통로를 통해서 유량을 제어하며, 통로는 각각의 연소기와 접한다. PCFD 밸브는 유량을 각각의 방출 통로로 동일하게 나눈다. 압력보상 때문에, 상하류 압력의 변화는 연소기로 이송된 동일 용적 유량에 영향을 미치지 않는다.

    따라서, 펌프 방출 압력은 펌프 방출구에 설치된 압력 변환기에 의해 측정된다. 용적형 펌프의 용적 출력은 기본적으로 일정한 반면, 일정 퍼센트의 펌프 방출 유량이 바이패스 제어 밸브를 통해 펌프 유입구로 재순환되는 것이 필요하다. 바이패스 제어 밸브는 펌프 방출 압력 스케줄에 따라 터어빈 제어기에 의해 위치된다. PCFD 밸브 유입구에서의 압력은 연료 유량의 적절한 유량제어 및 분할을 위해 충분한 레벨로 유지된다.

    오리지널 장비 제조에 특히 유용한 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 고압의 용적형 액체연료 펌프는 원심 펌프에 의해 교체된다. 고속 원심 펌프는 AC 전기 모터 또는 보조 기어에 의해 구동되며, 펌프는 종래의 디자인으로서 저 윤활성 액체를 펌핑하는데 적합하다. 상술한 바와 같은 유량계는 원심 펌프와 PCFD 밸브 사이에 위치되며, 제어기는 유량계에 의해 행해진 측정값에 응답하여 PCFD 밸브를 통해 총 연료 유량을 제어하도록 PCFD 밸브를 제어한다. 따라서, 유량의 바이패스 제어는 불필요하므로 생략된다.

    따라서, 본 발명의 양 실시예에 있어서, 저 윤활성 연료 및 보조 설비를 위한 윤활 첨가제에 대한 종래의 요구 사항이 제거된다. 시스템은 윤활성, 밀도 등에 있어서 변화가 많으므로, 다른 많은 유형의 연료에 동등하게 작동한다. 시스템의 신뢰성 또한, 윤활 첨가제에 의해 야기된 부품/설비의 고장으로 인한 문제를 제거함으로서 향상된다. 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 나프타 시스템과 같은 기존 연료 시스템은 기존 용적형 고압 연료 펌프와, 바이패스 제어 밸브 및 기타의 보조설비를 포함할 수 있지만, PCFD 밸브로 유량 분할기를 대체할 수 있고, PCFD 밸브 및 유량계로 유량 제어할 수 있다. 제 2 실시예에 있어서, 고압 용적형 펌프 자체는 신뢰할 만한 오프-더-쉘프(off-the-shelf) 대체 원심 펌프로 대체될 수 있고, 유량계 및 PCFD 밸브로 마찬가지로 유량 제어 및 분할할 수 있다. 이것은 오리지널 설비에 이용하는데 특히 바람직하다.

    본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 복수의 연소기와, 상기 연소기로 액체연료를 펌핑하기 위한 용적형 펌프와, 상기 펌프로부터 연료를 수용하고, 연료가 각 연소기에서 동일한 유량으로 흐르도록 연료를 분할하기 위한 압력보상 연료 이송 밸브와, 상기 펌프의 액체 연료 하류 및 상기 연료 이송 밸브의 액체연료의 상류의 압력을 결정하기 위한 압력 변환기와, 상기 펌프와 상기 연료 이송 밸브 사이에 설치된 압력 제어 밸브와, 상기 펌프의 하류의 총 액체연료 유량을 결정하기 위한 유량계와, 상기 압력 변환기 및 상기 압력 제어 밸브에 결합되어 소정 압력에서 상기 연료 이송 밸브로 연료를 이송하도록 압력 제어 밸브를 제어하고, 상기 유량계 및 상기 이송 밸브에 결합되어 상기 연료 이송 밸브를 통해 상기 연소기로 총 액체연료 유량을 � �어하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체연료 이송 시스템을 제공한다.

    본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에 있어서, 펌프에 저 윤활성 액체연료를 공급하는 단계와, 메인 연료 공급 라인을 통해 상기 연소기로 저 윤활성 연료를 펌핑하는 단계와, 메인 연료 공급 라인내의 저 윤활성 액체연료의 압력을 결정하는 단계와, 압력 결정 단계에 응답하여 메인 연료 공급 라인내의 저 윤활성 액체연료의 압력을 소정 압력으로 제어하는 단계와, 메인 연료 공급 라인내의 저 윤활성 액체연료의 유량을 결정하는 단계와, 상기 유량 결정 단계에 응답하여 상기 이송 밸브를 통해 연소기로 흐르는 저 윤활성 액체연료의 총 유량을 제어하는 단계와, 상기 연소기에 동일한 연료 유량이 제공되도록 저 윤활성 액체연료의 총 유량을 분할하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체연료 공급 방법을 제공한다.

    본 발명에 따른 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 복수의 연소기와, 상기 연소기로 액체연료를 펌핑하기 위한 원심 펌프와, 상기 펌프로부터 연료를 수용하고, 상기 각각의 연소기에 연료를 소정 유량으로 분할하여 이송하는 압력보상 연료 이송 밸브와, 상기 압력보상 연료 이송 밸브로의 총 액체연료 유량을 측정하기 위한 유량계와, 상기 유량계와 상기 연료 이송 밸브에 결합되어 상기 압력보상 연료 이송 밸브를 통해 상기 연소기로 흐르는 총 액체연료 유량을 제어하는 제어기로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체연료 이송 시스템을 제공한다.

    따라서, 본 발명은 이에 따라 고안된 것으로, 그 목적은 재장착된 원래의 설비 제조 연료 이송 시스템내에 윤활 첨가제없이 저 윤활성 연료가 사용될 수 있는 터보기계류의 연소기용 액체연료 이송 시스템을 제공하는 것이다.

    도 1은 종래의 터빈용 연료 이송 시스템의 개략도,

    도 2는 본 발명에 따른 액체연료 이송 시스템의 개략도,

    도 3은 본 발명의 시스템에 사용된 압력보상 연료 이송 밸브의 일부를 도시하는 일부 확대 횡단면도,

    도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터빈용 액체연료 이송 시스템의 개략도.

    <도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

    10a : 연소기 14a, 22a : 압력 조절 밸브

    16a, 41a, 72a : 유량계 34a : 용적형 펌프

    42 : 제어기 44 : PCFD 밸브

    46 : 밸브 본체 48 : 연료 유입구

    도 1은 환형 캔 형상 연소기를 구비한 강력 가스 터어빈에 액체연료를 공급하기 위한 종래의 액체연료 이송 시스템을 도시하는 것으로, 예를 들어 연소기가 참조부호(10)로 개략적으로 도시되어 있다. 연료는 예를 들면 두 개의 액체연료, 즉 나프타(naphtha) 및 증류액은 전진 펌프(도시안함)에 의해서 소오스로부터 연료 시스템으로 이송된다. 증류액은 터어빈의 시동과 차단시 연소기에 공급되는 반면, 나프타는 작동중에 공급된다. 도시된 바와 같이, 증류액은 필터(12)와, 압력 조절 밸브(14)와, 유량계(16)와, 연료 전달 밸브(18)를 통해 공급된다. 나프타는 필터(20)와, 압력 조절 밸브(22)와, 유량계(24)를 통해 연료 전달 밸브(18)를 통해 공급될 수도 있다. 다른 종류의 액체연료를 채용할 수도 있다는 것을 알 수 있으며, 본 발명은 나프타 및 증류액의 복합물이나 이들 연료중 어느 하나만으로 제한되지 않는다. 연료 전달 밸브는 터어빈의 연소기에 액체연료중 한가지를 공급한다. 연료 전달 밸브(18)에 공급된 연료는 이중필터(26)를 통해 차단 밸브(28)로 공급된다. 주 연료가 나프타와 같이, 윤활성이 낮거나 거의 없는 이러한 액체연료 시스템에 있어서, 윤활 첨가제가 연료에 제공된다. 이를 위해서, 윤활 첨가제의 공급원으로서 윤활 첨가제 탱크(30)가 제공되고, 이중 미터링 펌프(32)가 이중필터(26) 하류의 연료 라인에서 차단 밸브(28) 전까지 첨가제를 공급한다.

    이러한 종래의 연료 이송 시스템에 있어서, 용적형 펌프(34), 예컨데 스크류 펌프는 고압에서 액체 연료를 유량 분할기(36)에 공급한다. 유량 분할기(36)는 쌍으로 된 기어 세트를 채용하여 연료를 각각의 연소기로 방출하며, 기어는 동일한 속도로 모든 연소기를 회전시키므로, 각각의 연소기에 동일한 용적의 유량을 제공한다. 유량 분할기내에는 회전속도 피이드백 장치(도시안함)가 있어서 연료 유량에 비례하는 신호를 터어빈 제어기에 제공한다. 그러면, 제어기는 이러한 신호를 이용하여 바이패스 제어 밸브(38)를 제어하여, 용적형 펌프(34)에 의해 분할기에 제공된 유량을 제어한다. 이상과 같이, 유량 분할기의 기어 및 베어링은 윤활성이 적거나 거의 없는 액체를 공급하는 경우 윤활되어야 한다. 유량 분할기의 표면상에 침착된, 이러한 연료 첨가제는 주기적인 점검이 필요하므로 불편하다.

    이제, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액체연료 이송 시스템이 도시되며, 도 1의 종래기술과 동일한 부품에 첨자 "a"를 붙여서 동일한 참조부호를 사용하였다. 본 시스템에 있어서, 두 개의 액체연료가 도 1의 종래기술에 설명된 바와 마찬가지로 연료 전달 밸브(18a)에 제공된다. 하지만, 윤활 첨가제 탱크(30)와, 측정 펌프(32)와, 연료에 윤활 첨가제를 공급하는 공급 라인은 볼수 없다. 본 연료 이송 시스템은 윤활 첨가제가 필요없으며, 또한 첨가제를 공급하는데 필요한 보조설비가 필요없다. 도 1에 도시된 바와 같은 용적형 펌프로부터 유량을 제어하는 대신에, 용적형 펌프(34a)에 의해 공급된 액체연료의 압력은 소정의 압력으로 제어되고, 연소기로의 유량은 제어기 및 유량계와 조합된 PCFD 밸브에 의해 제어되며, 유량 분할은 PCFD 밸브에 의해 달성된다. 특히, 용적형 펌프(34a)는 PCFD 밸브에 의해 필요로 한 것보다 더 높은 압력에서 용적 유량의 액체연료를 제공한다. 일정한 압력에서 연료를 공급하기 위해서, 압력 변환기(39)는 메인 공급 라인(40)내의 액체연료의 압력을 모니터하고, 그 출력 신호를 제어기(42)에 제공한다. 그러면, 제어기는 바이패스 압력 제어 밸브(38a)에 신호를 제공한다. 제어 밸브(38a)는 도 1에 도시된 시스템의 바이패스 제어 밸브(38)와 구조적으로 동일하다. 하지만, 제어 밸브(38a)는 공급 라인(40)의 압력을 제어하지만 유량은 제어하지 않는다. 따라서, 제어 라인(40)내의 압력을 감지함으로써, 제어기는 소정의 압력에서 라인(40)내의 액체연료를 공급하도록 바이패스 압력 제어 밸브(38a)를 조정한다.

    유량계(41)는 또한 라인(40)에 위치되며, 라인(40)내의 유량에 비례하는 신호를 제어기(42)에 제공한다. 그러면, 제어기(42)는 PCFD 밸브용 액츄에이터를 제어한다. PCFD 밸브의 액츄에이터의 위치는 밸브의 각각의 유출통로를 통해 유량을 결정하고, 이 통로는 연소기에 결합되어 정확하게 동일한 유량을 각각의 연소기에 제공한다. 또한, PCFD 밸브는 압력보상을 제공하여, PCFD 밸브를 통해 각각의 오리피스를 가로지르는 압력 차이를 동일하게 하므로서, 각각의 유출통로를 통한 유량을 일정하게 한다.

    도 3을 참조하면, PCFD 밸브(44)의 개략적 구조가 도시되어 있다. 이러한 압력보상 연료 이송 밸브(44)는 소정의 압력에서 충진부(50)에 연료를 수용하기 위한 메인 연료 공급 라인(40)에 결합된 연료 유입구(48)를 갖는 밸브 하우징(46)을 포함한다. 밸브 본체(46)는 연소기(10)의 수에 수적으로 비례하는 통로(52)를 포함하며, 각각의 통로(52)는 유입구(48)로부터의 연료를 개개의 연소기로 공급한다. 복수의 오리피스(56)를 갖는 액츄에이터(54)는 밸브 본체(46)내에 설치된다. 도 3으로부터 알수 있는 바와 같이, 액츄에이터(54)의 선형운동은 액츄에이터(54)의 위치에 따라, 얼마간의 연료를 공급하도록 각각의 통로(52)를 더 크거나 작게 오리피스(56)와 짜맞춤시킨다는 것을 알 수 있다. 결국, 정확하게 동일한 유량 면적이 오리피스(56)와 통로(52) 사이에 형성된 밸브 제어 구멍(53)을 통해 제공된다. 각각의 오리피스(53)의 하류에는 또한, 압력보상 스프링-편향 스풀 밸브(60)가 제공된다. 각각의 스풀 밸브(60)는 충진부(50)내의 일정한 압력의 액체연료와 통로(64)를 통해 연통하는 챔버(62)에 위치된다. 통로(64)는 매니폴드(66)를 통해 서로 접속된다. 결과적으로, 피스톤(60)의 상부면은 PCFD 밸브에 공급된 액체연료의 압력에 노출된다. 각각의 피스톤(60)의 대향 측부는 결합 통로(52)와 연통한다. 또한, 밸브 조정 구멍(68)은 피스톤(60)의 하단부와 연료 방출 라인(70)의 연소기에 대한 각각의 접합부에 위치된다.

    이러한 구조는 시스템 압력의 변화에 대해 보상하고, 각각의 연소기에 동일한 유량을 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 연소기로의 어느 연료 방출 라인(70)에서의 하류 압력이 증가하면, 하류 압력의 증가는 대응하는 보상기 스풀 밸브로서의 피스톤(60)이 밸브 구멍(68)을 점진적으로 개방하여 하류 압력의 증가와 정확하게 동일한 양만큼 밸브를 가로질러서 압력강하를 감소시킨다. 결과적으로, 일정한 유량이 하류 압력 증가만큼 유지된다. 이와 달리, 하류 압력이 감소하는 경우에는, 보상기 스풀 밸브로서의 피스톤(60)은 점차적으로 구멍(68)을 폐쇄하여, 연료 노즐 압력 강하시와 거의 동일한 양만큼 라인을 가로지르는 압력 강하를 증가시킨다. 다시 말하면, 각각의 연소기의 유량을 동일하게 한다.

    도 2를 참조하면, 유량계로부터 제어기로의 신호에 응답하여, 제어기(42)는 여러 알고리즘을 통해 터어빈의 작동상태에 따라 선택된 밸브 구멍(53)을 통해 동일 유량을 제공하도록 PCFD 밸브(44)의 액츄에이터(54)를 작동한다. 또한, 압력 변환기는 제어기(42)에 신호를 입력하여, 제어기(42)가 바이패스 압력 제어 밸브(38a)를 제어함으로써 라인(40)으로부터의 과다한 유량을 막아, 라인(40) 및 PCFD 밸브내에 소정의 액체연료 압력을 제공한다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 유량이 펌프(34) 및 바이패스 제어 밸브(38)에 의해 제어되고 유량 분할이 분할기(36)에 의해 이루어지는 대신에, 본 발명은 압력 변환기(39) 및 제어기(42)를 사용하여 연료 공급 라인(40)내의 압력을 제어함으로써 바이패스 압력 제어 밸브(38a)를 제어한다. 또한, 유량계(41)로부터의 신호에 응답하여, 제어기(42)는 방출 유출구(70)를 통한 연소기로의 연료 유량의 동일한 부분에 일정한 액체연료 유량 및 분할을 제공하도록 PCFD 밸브(44)를 작동시킨다.

    이제, 도 4를 참조하면, 오리지널 설비 제조에 유용한 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있는바, 동일한 구성요소에는 첨자 "b"를 붙인 동일한 참조부호를 사용하였다. 본 발명의 실시예에 있어서, 용적형 펌프(34)는 종래의 원심 펌프(70)로 대체된다. 원심 펌프(70)는 다른 유량을 용이하게 제공하기 때문에, 바이패스 제어 밸브가 필요없다. 유량계(72)는 원심 펌프(70)와 PCFD 밸브(44b) 사이의 공급 라인내에 설치되며 제어기(42b)에 신호를 제공한다. 그러면, 제어기(42b)는 그 신호를 PCDF 밸브(44b)의 액츄에이터(54)를 변위시켜 유량의 제어 및 분할을 여러 연소기에 제공한다. 따라서, 하중이 증가하고 소망 연료 유량이 증가할 때, 제어기는 증가된 로드를 감지하여 PCFD 밸브의 밸브 구멍(53)을 동시에 개방하여 연소기에 추가 연료를 제공한다. 이와 달리 로드가 감소할 때, 제어기는 각각의 연소기에 압력이 보상된 동일한 유량을 계속해서 제공하면서, 감소된 로드를 감지하여 PCFD 밸브를 통해 밸브 구멍(53)을 동시에 폐쇄하여 연료 유량을 감소시킨다.

    보조 기어 박스에 의해 원심 펌프(70)를 구동하는 대신에, 가변 주파수 인버터 드라이브를 펌프의 AC 모터에 설치할 수도 있다. 이러한 가변 주파수 드라이브는 부분 하중 상태에서 AC 모터에 구동된 펌프의 속도를 감소시킨다. 이러한 유형의 모터 드라이브를 이용하면, 감소된 속도에서 펌프를 주행시킴으로서 부분 하중 상태의 시스템 에너지 효과를 향상시킴으로써, 펌프 재순환 유량에 대한 필요성을 제거하고 동력의 소모를 감소시킨다. 또한, 저 하중으로 정밀한 유량 분할 및 유량 제어가 PCFD 밸브내의 유량 보상 요소를 가로지르는 압력 강하를 감소시킴으로써 향상된다.

    본 발명의 가장 원리적이고 바람직한 실시예를 고려하여 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위의 범위내에서 여러 변형이 가능함을 이해할 수 있음은 물론이다.

    본 발명은 저 윤활성 연료 및 보조설비를 위한 윤활 첨가제에 대한 종래의 요구사항이 제거되며, 시스템의 신뢰성 또한, 윤활 첨가제에 의해 야기된 부품/설비의 고장으로 인한 문제를 제거한다.

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