CN111255573B - 用于停止燃气轮机的方法和系统以及交通工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种停止至少一个燃气轮机(11)的方法和一种设置有至少一个燃气轮机(11)的系统，其用于停止包括设置有旋转构件(14，15)和燃烧室(16)的燃气发生器(13)的燃气轮机(11)。燃气轮机(11)包括通过与选择器(40)通信的计算装置(30)控制的燃料回路(20)。方法包括在所述选择器(40)处于第一位置(POS1)时根据计算装置(30)的指令关闭燃料回路(20)的步骤，以使燃气轮机(11)停止。如果所述燃气轮机(11)在所述关闭之前没有进行空转或者进行了空转但是时长小于阈值，则电机自动地使旋转构件(14，15)在受限的持续时间内旋转。

Description

用于停止燃气轮机的方法和系统以及交通工具

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月30日提交的FR1872143的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及用于停止燃气轮机并且还用于停止由燃气轮机驱动的至少一个旋转系统(如果有的话)的一种方法和一种系统，该燃气轮机特别是交通工具、尤其是飞行器或者例如是旋翼飞行器的燃气轮机。

背景技术

交通工具、特别是飞行器可设置有多个燃气轮机。某些旋翼机因此设置有一个以上的燃气轮机，其用于驱动至少一个旋转系统、特别是驱动用于提供升力而且还可能提供多个方向上的推进力的旋翼。

常规上，燃气轮机包括设置有至少一个压缩机的燃气发生器、燃烧室以及连接至压缩机的高压膨胀组件。压缩机可设置有多个压缩段，它们可以是轴向的和/或离心的。同样地，膨胀组件可包括多个膨胀涡轮。燃气轮机还包括至少一个低压动力涡轮，其可以是自由的或者可能通过飞轮连接至燃气发生器。在飞行器上，动力涡轮可驱动用于提供升力或多个方向上的推进力的至少一个旋翼。燃气发生器产生的动力传递至至少一个动力涡轮，其随后又将动力传递至抬升或推进旋翼。

燃气轮机的操作由控制系统进行控制。举例来说，公知有一种缩写为FADEC的全权限数字发动机控制系统。控制系统通常包括计算装置。这种计算装置可以是“发动机电子控制单元(EECU)”或简称为“发动机控制单元(ECU)”。此外，计算装置连接至各种传感器并且连接至燃气轮机的燃料计量阀。计算装置因此控制燃料计量阀来控制传递至燃气轮机的燃料流量。

控制系统常规上连接至选择器，简称为“控制”选择器。例如，控制选择器可具有三种位置。

当控制选择器处于第一位置(例如，称为其“停止”位置)时，计算装置关闭燃料阀。燃气发生器随后停止，这使得燃气轮机停止并因此使得相关旋翼停止。

当控制选择器处于第二位置(例如，称为其“飞行”位置)时，燃气轮机运行。下文中使用的词语“标准”操作是指燃气轮机在控制选择器处于飞行位置时的操作。燃气轮机与旋翼一起可以因此在多种不同的操作额定值的应用中运行。

最后，控制选择器具有第三位置(例如，称为其“空转”位置)。当控制选择器处于该空转位置时，燃气轮机与旋翼一起以空转速度运行，同时燃料计量阀持续将燃料送至燃气轮机但是流量减小。

为了停止进行标准操作的燃气轮机，人员可以应用第一程序将控制选择器从其“飞行”位置切换到其“停止”位置。

当控制选择器被切换到其停止位置时，控制系统关闭燃料阀来切断对燃气轮机的燃料供应。燃气发生器随后快速停止，允许动力涡轮与旋翼一起相同地减速。在燃气轮机是自由的或者通过飞轮连接的情况下，由于与连接至动力涡轮的机械组件的主要机械和气动损失相关的反作用力，这种减速更快地发生。

长远来说，直接通过将控制选择器从飞行位置切换到停止位置来停止燃气轮机会产生燃料和/或润滑油结焦的现象。例如，使用油对设置在燃气发生器的在发动机处于标准操作模式时温度十分高的区域中的轴承进行润滑。结焦现象会使得这种油的一部分在燃气轮机突然停止同时发动机仍然高温时固化。这种固化的油会阻塞润滑喷嘴。此外，当燃气轮机仍然高温时，燃气轮机在不进行特殊措施的情况下重启时会受到损坏。

为了避免这种结焦现象和/或避免重启情况下的损伤，发动机制造商可能要求执行特别的操作模式，以在完全停止发动机之前使燃气轮机热稳定。在第二程序中，这种操作模式要求在将控制选择器切换到其停止位置之前将控制选择器首先切换到空转位置(可能如飞行手册中规定的那样)，以在一定时间内以减小的流量持续供应燃料的同时保持燃气轮机空转。空转尝试在完全关闭燃气轮机之前在低温下稳定燃气轮机，从而至少限制结焦的风险或避免重启困难。空转阶段通过将最少量的燃料注入燃气发生器中而使燃气轮机的旋转构件持续旋转。空转特别是用于排出燃气轮机中的热燃气并且冷却燃气轮机。

这种操作模式是有效的，但是增加了驾驶员的工作量和/或在空转位置在使燃气轮机所驱动的旋翼仍然保持旋转的情况下要求约为一分钟或几分钟的等待时间。此外，在多发动机飞行器上，这种操作模式需要应用于每个燃气轮机。在某些紧急情况下，为了在停止燃气轮机和所述旋翼的同时得到节省时间的好处，驾驶员必须因此在不应用这种程序之间选择，由此接受燃气轮机一定程度上的劣化。

文献EP3204618描述了一种温度稳定的步骤，在此期间燃气轮机在完全停止之前以空转速度运行，温度稳定步骤的持续时间基于温度特性模型来调节。

文献FR3017413不属于本发明的领域，因为其涉及润滑装置。同样地，涉及汽车涡轮增压器的文献事实上不属于本发明的领域。

EP3075662描述了与选择器通信的计算装置，其被构造为产生用于停止燃气轮机的指令以及用于操作燃气轮机的指令。

发明内容

本发明的目的因此在于提出一种用于停止燃气轮机以及可能还停止由燃气轮机驱动的一个以上的旋翼的新颖的自动的方法，并且同时限制油结焦的风险。

本发明因此试图提供一种停止至少一个燃气轮机的方法，所述至少一个燃气轮机包括设置有旋转构件和燃烧室的燃气发生器，所述至少一个燃气轮机包括至少一个动力涡轮，所述至少一个燃气轮机包括由计算装置控制的燃料回路，所述计算装置与选择器通信。

选择器可由驾驶员控制，以产生用于停止燃气轮机的停止指令。此外，选择器可由驾驶员操作来产生用于操作燃气轮机的至少一个操作指令，例如用于燃气轮机的标准操作的标准操作指令，以及用于燃气轮机的空转操作的空转操作指令。选择器可以设置为各种形式，例如其可以是可在多个位置之间移动的构件的形式，或者是可由驾驶员操作的多个构件，或者是触控构件，或者是由声音或眼睛控制的构件。

所述方法包括用于在至少一个燃气轮机运行并且由燃料回路供应燃料的同时使其停止的下列步骤：

-通过选择器产生用于停止至少一个燃气轮机的停止指令；

-在产生所述停止指令之后，基于计算装置的指令关闭燃料回路；以及

-在产生所述停止指令之后，并且在所述至少一个燃气轮机在所述停止指令之前没有空转的情况下，或者在所述至少一个燃气轮机在产生所述停止指令时在比存储的阈值更短的时长内处于空转操作的情况下，自动地使用电机使燃气发生器的所述旋转构件在受限的持续时间内旋转。

例如，阈值可以存储在至少一个燃气轮机的计算装置内或电机内或外部控制器内。

举例来说，词语“关闭燃料回路”指的是计算装置通过将停止信号发送至燃料回路的某一构件而切断对发动机的燃烧室的燃料供应。因此，计算装置可发送停止信号，例如，用于关闭燃料计量阀、用于切断泵和/或用于关闭燃料回路的其他阀装置。

词语“自动地”指的是电机还在满足特定条件时在没有人员干预的情况下启动，以驱动旋转构件旋转。

在这种情况下，在为燃气轮机供应燃料的同时，选择器被操作者操作，以产生用于关闭燃气轮机的停止指令。计算装置接收停止指令并且控制燃料回路来切断对燃烧室的燃料供应。

如果在不经过空转阶段的情况下或者在经过了持续比阈值更短的时长的空转阶段之后给出停止指令，则电机使得燃气发生器的旋转构件旋转一段时间，简称为“受限的”持续时间，因为该持续时间的值是受限的，尽管其可能可选地是可变的。电机在通风速度下驱动燃气发生器的旋转构件旋转。通风速度可能是较低的，但是其能够使得燃气在燃气轮机内流动，特别是其用于在切断燃料供应时排出存在于燃气轮机中的热燃气。在这种通风期间，并且在没有燃料被注入到燃烧室中的情况下，动力涡轮的旋转速度降低。特别地，在存在自由的或者通过飞轮连接的动力涡轮的情况下，动力涡轮的旋转速度快速降为零，即，在至少取决于与连接至动力涡轮且包括旋翼的机械组件的主要机械和气动损失相关的反作用力的速度梯度下。

对于具有由动力涡轮驱动的至少一个旋翼的飞行器，燃气轮机可以在旋翼静止的同时进行通风。

此外，使动力涡轮和旋翼快速地停止还可提升乘员的噪音舒适度并且降低人员与旋转中的旋翼接触所带来的任何意外风险。

这种方法因此使燃气轮机能够自动地通风。这能够通过对燃气轮机进行通风而满足飞行器的飞行手册的要求，从而保证燃气轮机的完整性，同时限制任何油结焦的风险以及重启时的损伤或困难的任何潜在风险。

此外，自动的方法能够在执行任务时显著地节省时间和/或在停止燃气轮机时减少飞行器的驾驶员的工作量。

当不经过空转阶段直接产生停止指令时，为了限制任何结焦的风险而冷却燃气轮机所需的通风并不是由在燃烧室中注入些许最少量的燃料的空转操作阶段提供的，而是通过使用电机来驱动燃气发生器的旋转构件提供的。

当间接地产生停止指令时，即，在经过了空转操作阶段之后，为了限制任何结焦的风险而冷却燃气轮机所需的通风由空转操作阶段提供，并且在某些情况下还随后由被电机驱动的燃气发生器的旋转构件来提供。

这种方法由于以下原因有助于电机优化燃料消耗量：首先不需要消耗燃料的漫长的空转阶段；并且其次使用仅消耗预先储存在储能系统中的电能的电机使得旋转构件旋转。

这种方法还可包括下列的一个以上的特征。

在一个方面，所述方法可包括使用制动器对所述至少一个动力涡轮进行制动的步骤。

可选地，制动器可设置为直接或间接地起作用，从而更快速地对至少一个动力涡轮进行制动，特别是针对自由的或者通过飞轮连接的燃气轮机。举例来说，可以从选择器产生用于停止燃气轮机的停止指令时或在燃料回路关闭之后自动地执行这种通过制动器对动力涡轮进行制动的步骤。

在一个方面，在所述关闭之前，所述方法可包括下列步骤：

-通过驾驶员操作选择器来产生停止指令，选择器向计算装置发送表明所述停止指令的选择信号；以及

-在收到所述选择信号之后通过计算装置向燃料回路发送切断指令，所述燃料回路在收到所述切断指令时关闭。

在一个方面，可以通过操作选择器实现所述燃料回路的关闭，使得在不经过产生空转操作指令的情况下从产生标准操作指令直接过渡到产生停止指令。

具体地，电机因此用于限制任何结焦的风险。这种程序能够在执行任务时显著地节省时间和/或减少飞行器驾驶员的工作量。

在一个方面，受限的持续时间可以等于存储在系统中(例如存储在计算装置中或电机中)的最大持续时间。举例来说，最大持续时间可以等于一分钟；然而，其也可以具有其他值，例如，基于燃气轮机的热和气动模型。举例来说，这种一分钟的持续时间可增加到两分钟，从而确保移除所有余热(热燃气、热油、燃气轮机的热壁)。

在另一个例子中，受限的持续时间可在使用中自动地变化和设定，例如，根据至少一个参数。在变型中，可在使用中通过燃气轮机的操作的模型和/或通过实时测量的参数来建立受限的持续时间。举例来说，存储的数学关系式可以提供根据燃气轮机的温度和/或外部温度和/或燃气轮机的任意空转操作的时长而应用的受限的持续时间。

在一个方面，选择器可被构造为能够产生用于至少一个燃气轮机的空转操作指令，并且驾驶员可使用选择器在停止燃气轮机之前进行空转操作。所述方法可因此包括下列步骤：

-检测至少一个燃气轮机在产生所述停止指令时是否空转；

-如果所述至少一个燃气轮机在产生所述停止指令时在空转，则(例如，使用计算装置)确定至少一个燃气轮机在产生所述停止指令之前的空转操作的所述时长；

-可选地将所述时长与存储的阈值相比较；以及

-当所述时长比所述阈值更短时，自动地使用电机使燃气发生器的所述旋转构件在所述受限的持续时间内旋转。

还可以在燃气轮机被直接停止的情况下应用这种方法，在这种情况下与阈值进行比较的所述时长被认为是零。

在这种情况下，在燃料回路关闭之后，电机自动地启动，以驱动燃气发生器的旋转构件，因为燃气轮机没有在关闭时空转或者因为燃气轮机在关闭时已经进行空转但是持续了比阈值更短的时长。因此，所述方法能够保证燃气轮机完全通风。

在存在空转阶段的情况下，受限的持续时间可以变化，特别是随燃气轮机在产生停止指令之前的空转操作的时长而变。

例如，受限的持续时间可等于存储的阈值与所述时长之间的差值。类似于上述的最大持续时间，该存储的阈值可以是恒定的或者可以在使用中设定。

举例来说，存储的阈值可以等于一分钟。如果燃气轮机在选择器被操作为产生停止指令时已经空转了二十秒，则电机在等于一分钟减去二十秒、即四十秒的受限的持续时间内驱动燃气发生器。

在一个方面，通风速度可在所存储的针对燃气发生器的标准速度的8％至15％的范围内。

可选地，通风速度可在使用中自动地设定，例如，随环境情况而变。例如，通风速度针对高于15℃的外部温度可等于所存储的标准速度的8％，并且其针对小于或等于15℃的外部温度可等于所存储的标准速度的15％。

可选地，通风速度或是恒定的或是降低的，或者是恒定但随后降低的。

通风速度可以是恒定的，或者其可以遵循适用于优化燃气轮机的使用寿命的曲线，以减小通风时长和/或优化燃料消耗量。通过举例的方式给出上述曲线。

例如，通风速度可在第一持续时间内等于第一值，在此之后其在完全停止之前缓慢降低到最小速度。

在一个方面，在由所述选择器发送给电机的信号或者由所述计算装置发送给电机的信号或者由至少与所述选择器或计算装置通信的外部控制器发送的信号的控制下，电机使燃气发生器的所述旋转构件在受限的持续时间内自动地旋转。

在一种变型中，电机可以受其自身的控制电子设备控制，从而根据存储在控制电子设备中的至少一个关系式并且根据来自选择器和/或计算装置和/或外部控制器的信号而应用所述方法。

在一个方面，自动地使用电机使旋转构件在受限的持续时间内旋转的步骤包括根据使用电机的或至少一个燃气轮机的至少一个传感器估算出的速度来控制电机的速度的步骤。举例来说，这种传感器可以是速度传感器或位置传感器。

在一个方面，自动地使用电机使旋转构件在受限的持续时间内旋转的步骤包括根据通过电机所消耗的电流的测量值估算出的转矩来控制电机的转矩的步骤。所消耗的电力可以通过常规的电流传感器来测量。

在一个方面，所述至少一个燃气轮机可包括多个燃气轮机，其各自连接至相应的电机，并且所述方法可包括下列步骤：通过通用控制器在马达模式下控制每个电机，所述控制器在停止燃气轮机的同时一个接一个地启动电机，其中在所述停止期间电机都不能够以发电机模式操作。

除了一种方法之外，本发明还提供了一种应用该方法的系统。这种系统设置有至少一个燃气轮机，所述燃气轮机包括设置有旋转构件和燃烧室的燃气发生器，所述燃气轮机包括至少一个动力涡轮，所述燃气轮机包括由计算装置控制的燃料回路，所述计算装置与选择器通信，所述选择器被构造为产生用于停止至少一个燃气轮机的停止指令并且产生用于操作至少一个燃气轮机的至少一个操作指令。

此外，所述系统包括用于每个燃气轮机的相应的电机，所述电机连接至对应的燃气轮机的燃气发生器并且被构造为应用本发明的所述方法。

在一个方面，所述系统可包括用于对所述动力涡轮进行制动的至少一个制动器。

本发明还提供了一种设置有这种系统的交通工具。

所述交通工具可包括通过所述动力涡轮驱动旋转的至少一个旋翼。

附图说明

在通过举例的方式并且参考附图给出的实施方式的下列说明的上下文中详细地呈现出本发明及其优点，其中：

图1是本发明的交通工具的视图；

图2是燃气轮机的图解视图；

图3是示出本发明的方法的流程图；

图4是示出现有技术方法的曲线图；

图5是示出本发明的方法的曲线图；并且

图6是示出本发明的方法的曲线图。

具体实施方式

在一个以上的附图中出现的元件在每个图中具有相同的附图标记。

图1示出要应用本发明的方法停止的燃气轮机11以及实施燃气轮机的系统。燃气轮机设置在交通工具上。本发明适用于任何类型的交通工具。此外，所述方法适用于停止不设置在交通工具上的燃气轮机。

为了说明本发明，图1示出了与具有至少一个燃气轮机的飞行器形式的交通工具1相关的实施方式。

该飞行器具有从前端部2纵向地延伸至后端部3的结构。此外，该飞行器是具有主旋翼5的旋翼飞行器，该主旋翼设置有为飞行器提供其至少一部分升力并且还可能提供其推进力的叶片6。飞行器1还具有用于控制飞行器的偏航运动的偏航运动控制旋翼4。

在图1的实施方式中，为了驱动多个旋翼，飞行器包括发电装置10。发电装置10设置有多个燃气轮机11。举例来说，每个燃气轮机都通过称为MGB的主传动齿轮箱来驱动主旋翼5。

每个燃气轮机都由计算装置30控制。词语“计算装置”用于涵盖单一的计算装置或一组计算装置。另外，举例来说，计算装置可包括设置有至少一个存储器32的至少一个处理器31、至少一个集成电路、至少一个可编程系统、至少一个逻辑电路，这些例子不限制词语“计算装置”指定的范围。这种计算装置可包括ECU。

例如，每个燃气轮机都由其自身的计算装置30控制。

参考图2，不论是否被安装在交通工具内，燃气轮机都通常具有用于为燃气发生器13供应空气的进气口18。燃气发生器13包括设置有一个以上的压缩涡轮的压缩机14，以压缩从进气口18进入的空气。

被压缩的空气随后进入燃气发生器13的燃烧室14。燃烧室通过燃料回路20供应燃料。例如，燃料回路包括至少一个燃料罐21、和/或至少一个管道22、和/或至少一个抽吸泵和/或前级泵23、和/或燃料计量阀24、和/或燃料截止阀25等等。另外，计算装置30可通过向所述至少一个泵和/或燃料计量阀和/或截止阀和/或适于在燃料回路中将燃烧室16与来自燃料罐21的液流隔离开的任何构件发送用于此目的的停止信号来关闭燃料回路，即，切断对燃烧室的燃料供应。这种停止信号可以是电子、模拟、数字等等信号的形式。

离开燃烧室16的热气体膨胀，由此驱动设置有至少一个高压涡轮的膨胀组件15旋转。每个高压涡轮都被限制为与压缩机14一起旋转。

在这种情况下，压缩机14和膨胀组件15形成燃气发生器13的旋转构件。使得压缩机14和膨胀组件15以旋转速度Ng旋转。

此外，燃气轮机11在燃气发生器的下游包括至少一个动力涡轮17，在所示例子中具体为两个动力涡轮。动力涡轮因此用于驱动燃气轮机11的输出轴。例如，这种输出轴可用于驱动传动齿轮箱MGB。动力涡轮可以是通过飞轮连接至燃气发生器的涡轮或者其可以是自由涡轮。

所述设施还包括机械地连接至燃气发生器13的旋转构件的马达机械。例如，该马达机械连接至被物理地限制为与燃气发生器的每个涡轮一起旋转的轴。可选地，马达机械可以是电机50，例如是常规的电机，有时也称为“超动发电机”，其适于在马达模式或发电机模式下交替地运行。电机还可包括不少于一个的电动马达及其关联的控制电子设备。电机50可通过有线或无线连接部连接至至少一个计算装置30，从而能够接收计算装置30发出的控制信号。

在存在多个燃气轮机的情况下，单一的电机可以可选地连接至所有燃气轮机。

在存在多个燃气轮机的情况下，所述系统可包括用于每个燃气轮机的一个电机，但也能够使电机共用一些构件。例如，每个电机可在单一的单元中包括用于马达模式的电力和控制电力设备以及用于发电机模式的电力和控制电子设备。

在存在多个电机的情况下，单一的通用控制器可形成用于所有电机的马达模式的电力和控制电子设备。

具体地，由于燃气轮机一个接一个地启动，因此用于电机的马达模式的电力和控制电子设备可集成在一个通用控制器中，从而减少整体系统的总重。可选地，在本发明的上下文中的停止燃气轮机的阶段期间，电机可通过通用控制器自动地控制，从而一个接一个地启动。每个电机都可以可选地应用考虑到先前启动的电机的潜在的缓慢减速的步进控制功能来进行控制。可选地，在停止燃气轮机的阶段期间，防止电机在发电机模式下操作。

在另一个方面，计算装置30可通过有线或无线连接部连接至测量系统组件。测量组件可包括不同的传感器，其中词语“传感器”应宽泛地理解为表示这种传感器或表示用于确定参数值的系统。测量组件50可包括用于确定燃气轮机的至少一个发动机参数的值的传感器，例如，燃气轮机的温度诸如燃气发生器下游的温度、燃气轮机产生的转矩、燃气轮机的燃气发生器的旋转速度、动力涡轮的旋转速度。

在一个方面，所述设施可包括选择器40，其可被操作为使至少一个燃气轮机进行操作或停止。例如，所述设施可具有用于每个燃气轮机的一个选择器40。每个计算装置30可通过有线或无线连接部连接至一个以上的选择器40。电机50可通过有线或无线连接部连接至选择器40。

这种选择器40可包括传感器42，其还具有能够占用多个位置POS1、POS2、POS3的构件41，以产生多个指令ORD1、ORD2、ORD3。传感器42向计算装置30发送信号，该信号根据所占用的位置而变化，并且其简称为“选择”信号。特别地，选择器可至少定位在实线画出的第一位置POS1，以用于发送通知计算装置燃气轮机要被完全关闭的选择信号。选择器可定位在其他位置，例如虚线画出的第二位置POS2，以用于发送通知计算装置燃气轮机正常运行的选择信号。选择器还可定位在中间的第三位置，以用于发送通知计算装置燃气轮机进行空转的选择信号。

选择器可为了选择上述三种操作模式而采用其他形式。例如，选择器可包括触摸、声音或眼睛控制的选择系统。

所述设施适于应用图3所示的本发明的方法。

在该方法中，在监控阶段STP1期间，计算装置30可确定选择器40给出了哪个指令。例如，计算装置30分析来自选择器40的选择信号，以确定选择信号是否传递了用于停止燃气轮机的停止指令ORD1或用于操作燃气轮机的指令、更具体为标准操作指令ORD2或用于燃气轮机的空转操作指令ORD3。

当选择器40产生停止指令ORD1时，计算装置30操作燃料回路20的至少一个元件，以在关闭阶段STP2期间关闭燃料回路。

并行地，在关闭燃料回路之前或在关闭燃料回路的步骤之后，在评估阶段STP3期间，所述系统确定是否需要使用电机来为燃气轮机通风。

特别地，所述系统可确定燃气轮机是否在给出关闭指令之前进行空转。例如，计算装置30或用于电机的马达模式的电力或控制电子设备或者外部控制器可分析选择器40发出的信号，以确定选择器40是否在产生停止指令ORD1之前产生了标准操作指令ORD2或空转操作指令ORD3。

如果燃气轮机11在关闭燃料回路之前没有进行空转，则启动强制通风步骤STP4。计算装置30或用于电机的马达模式的电力和控制电子设备或者外部控制器可控制电机52，使其在马达模式下操作。电机50被自动地运动，以使燃气发生器的旋转构件14、15在受限的持续时间Tvent内以通风速度旋转。在这种情况下，这种受限的持续时间Tvent可等于存储的最大持续时间Tmax，该最大持续时间Tmax可以是恒定的，并且例如约为一分钟，或者其可以在使用中根据一个以上的参数而设定。

在强制通风步骤STP4期间，旋转构件14、15的旋转运动使得燃气轮机进行通风，尽管其燃料已被切断。

另外，通风速度可被优化，其可根据燃气轮机的热和气动模型和/或实时测量的参数来控制和设定。

在一种可能性中，通风速度最大可在针对燃气发生器限定的标准速度的8％至15％的范围内。

另外，动力涡轮可以可选地通过制动器进行制动。

在受限的持续时间Tvent结束时，电机停止。

如果燃气涡轮11在关闭燃料回路之前空转，则所述方法包括判定步骤STP5，在此步骤期间所述系统(例如计算装置30)使用常规方法确定燃气轮机11在产生停止指令之前的空转操作的时长Tfct。计算装置将该时长Tfct与阈值Ts进行比较。例如，阈值Ts可等于上述最大持续时间Tmax。

如果计算装置检测到时长Tfct大于或等于阈值Ts，则阻止旋转构件14、15自动旋转。燃气发生器或动力涡轮逐渐减速，例如，通过制动器进行制动。

反之，如果时长Tfct小于阈值Ts，则执行强制通风步骤STP4。

然而，在所述强制通风步骤中使用电机的受限的持续时间可根据时长Tfct变化。例如，该受限的持续时间可因此等于存储的阈值与所述时长Tfct之间的差值。

在一个实施例中，当产生停止指令ORD1时，在强制通风步骤期间在等于存储的阈值与空转操作的时长Tfct之间的差值的受限的持续时间内在马达模式下使用电机。在不存在先前的空转阶段的情况下，时长Tfct被认为是零，由此能够在直接停止的情况下或者在较短的空转步骤之后使用电机。

图4和6示出了表示本发明的操作与现有技术方法进行比较的三个相应的曲线图。特别地，图4示出现有技术方法，图5示出在使燃气轮机停止之前没有执行空转阶段时的本发明的方法，并且图6示出在使燃气轮机停止之前执行了空转阶段的本发明的方法。

每个曲线图都具有以分钟刻度的横轴，并且左侧和右侧的纵轴分别表示选择器的位置以及作为燃气发生器和动力涡轮的标准速度的百分比的旋转速度。每个曲线图都具有表示选择器给出的指令的第一曲线C1、表示燃气发生器的旋转速度的第二曲线C2以及表示动力涡轮的旋转速度的第三曲线C3，该动力涡轮在这些例子中是自由的或通过飞轮连接的动力涡轮。通过举例的方式并且根据所考虑的燃气轮机给出设置的时间数据。

在现有技术的公知方法中，如图4所示，选择器最开始产生标准操作指令ORD2。燃气轮机以标准方式运行。动力涡轮的旋转速度为其标准速度并且燃气发生器的旋转速度等于其标准速度的90％。

在一分钟与两分钟之间，选择器产生空转操作指令ORD3。燃气轮机以空转速度运行。燃气轮机的旋转速度基本上等于其标准速度的85％，并且燃气发生器的旋转速度等于其标准速度的70％。

在冷却燃气轮机所需的两分钟结束时(可能是飞行手册中规定的那样)，选择器被操作为产生停止指令ORD1。燃气轮机和燃气发生器的旋转速度根据与主要机械和气动损失相关的反作用力而降低至零值。

在图5所示的本发明的方法中，选择器最开始产生标准操作指令ORD2。燃气轮机以标准方式运行。动力涡轮的旋转速度为其标准速度并且燃气发生器的旋转速度等于其标准速度的90％。

在一分钟结束时，选择器在本例子中被操作为直接产生停止指令ORD1。

燃料供应被切断，并且燃气轮机的旋转速度根据与主要机械和气动损失相关的反作用力而降低至零值。可以通过执行对燃气轮机自动地进行制动的步骤来优化燃气轮机的减速。燃气轮机的旋转速度降低的坡度因此更陡。

反之，电机进行操作使燃气发生器的旋转构件旋转。燃气发生器的旋转速度降低，但是例如在一分钟的受限的持续时间内保持在通风速度。举例来说，这种通风速度可在燃气发生器的标准速度的8％(含)至15％(含)的范围内，并且其可以可选地随外部温度而变。在这个步骤期间，例如，燃气发生器的旋转速度可以是恒定的，或者是降低的，或者是恒定的但随后降低的。在所述受限的持续时间结束时，电机关闭。

举例来说，电机可以通过燃气轮机的计算装置发送给电机的速度设定值来控制，电机和/或燃气发生器可选地可能在电机内部设置有速度或位置传感器，从而能够对速度进行伺服控制。在一个例子中，速度设定值可以根据某一常量的百分比来确定，该百分比可以可选地根据外部温度变化，其中该常量可能是上述标准速度。

电机可以通过其自身的控制器根据选择器发出的指令以及根据预先储存在控制器中的其自身的关系式同样地进行控制。例如，电机的控制器可以建立上述速度设定值。

也可想到其他控制方法，例如通过转矩设定值并且可能通过电流传感器进行电流测量来进行伺服控制，由此反映出发展的转矩。

在图6所示的本发明的方法中，选择器最开始被操作为产生标准操作指令ORD2。燃气轮机以标准方式运行。动力涡轮的旋转速度为其标准速度并且燃气发生器的旋转速度等于其标准速度的90％。

在一分钟结束时，选择器被操作为产生空转操作指令ORD3。燃气轮机在时长Tfct内以空转速度运行。如果该时长大于存储的阈值，则燃料回路在该时长结束时切断，而无需操作电机。

在所示的例子中，阈值设定为一分钟，并且所述时间等于三十秒。

在这种情况下并且在这个例子中，在一分三十秒之后，选择器被操作为产生停止指令ORD1。燃料供应被切断，并且动力涡轮的旋转速度根据与主要机械和气动损失相关的反作用力而降低至零值。反之，电机进行操作，以使燃气发生器的旋转构件旋转。燃气发生器的旋转速度降低，但是，举例来说，其在受限的持续时间内保持在其标准速度的8％至15％的范围内的速度。在该受限的持续时间结束时，电机关闭。在这个例子中，受限的持续时间等于一分钟的阈值与三十秒的时长Tfct之间的差值，因此其等于三十秒。

在另一个方面，如果在产生停止指令之后选择器被操作为产生用于标准或空转操作的指令，则燃气轮机重启。因此可再次应用上述方法。

当然，本发明可在实施方面做出多种变型。虽然描述了多个实施方式，但是可以容易地理解本发明不应认为是详尽地表示了所有可行的实施方式。当然能够想到在不超出本发明的范围的情况下将所描述的任何方法替换为等同的方法。

Claims (18)

1.一种停止至少一个燃气轮机(11)的方法，所述至少一个燃气轮机(11)包括设置有旋转构件(14，15)和燃烧室(16)的燃气发生器(13)，所述至少一个燃气轮机(11)包括至少一个动力涡轮(17)，所述至少一个燃气轮机(11)包括由计算装置(30)控制的燃料回路(20)，所述计算装置(30)与选择器(40)通信，

其中所述方法包括用于在所述至少一个燃气轮机(11)运行并且由所述燃料回路(20)供应燃料的同时使所述至少一个燃气轮机(11)停止的下列步骤：

-通过所述选择器产生用于停止所述至少一个燃气轮机的停止指令；

-在产生所述停止指令之后，基于所述计算装置(30)的指令关闭所述燃料回路(20)；以及

-在产生所述停止指令之后，并且在所述至少一个燃气轮机(11)在所述停止指令之前没有空转的情况下，或者在所述至少一个燃气轮机在产生所述停止指令时在比存储的阈值更短的时长内处于空转操作的情况下，自动地使用电机(50)使所述旋转构件(14，15)在受限的持续时间内旋转。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括使用制动器对所述至少一个动力涡轮进行制动的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述受限的持续时间等于存储的最大持续时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择器被构造为能够产生用于所述至少一个燃气轮机的空转操作指令，并且所述方法包括下列步骤：

-检测所述至少一个燃气轮机在产生所述停止指令时是否空转；

-如果所述至少一个燃气轮机在产生所述停止指令时在空转，则确定所述至少一个燃气轮机(11)在产生所述停止指令之前空转的时长；以及

-当所述时长比所述阈值更短时，自动地使用所述电机(50)使所述旋转构件(14，15)在所述受限的持续时间内旋转。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述受限的持续时间根据所述时长而变化。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述受限的持续时间等于存储的所述阈值与所述时长之间的差值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述旋转构件(14，15)通过所述电机(50)在所述受限的持续时间内旋转的同时，所述电机驱动所述旋转构件在通风速度下旋转，所述通风速度能够在使用中自动地设定。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择器(40)被构造为能够产生用于在所述旋转构件(14，15)通过所述电机(50)在所述受限的持续时间内旋转的同时使所述燃气发生器以空转速度操作的指令，所述电机驱动所述旋转构件以小于所述空转速度的通风速度旋转。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述通风速度最大在所存储的针对所述燃气发生器的标准速度的8％至15％的范围内。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述通风速度是恒定的，或者是降低的，或者是恒定但随后降低的。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，在由所述选择器发送给所述电机的信号或者由所述计算装置发送给所述电机的信号或者由至少与所述选择器或所述计算装置通信的外部控制器发送的信号的控制下，所述电机(50)使所述旋转构件(14，15)在受限的持续时间内自动地旋转。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，自动地使用所述电机(50)使所述旋转构件(14，15)在受限的持续时间内旋转的步骤包括根据使用所述电机的或所述至少一个燃气轮机的至少一个传感器估算出的速度来控制所述电机的速度的步骤。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，自动地使用所述电机(50)使所述旋转构件(14，15)在受限的持续时间内旋转的步骤包括根据通过所述电机所消耗的电流的测量值估算出的转矩来控制所述电机的转矩的步骤。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个燃气轮机包括多个燃气轮机，它们各自连接至相应的电机，并且所述方法包括下列步骤：通过通用控制器在马达模式下控制每个所述电机，所述控制器在停止所述燃气轮机的同时一个接一个地启动所述电机，其中在所述停止期间所述电机都不能够以发电机模式操作。

15.一种设置有至少一个燃气轮机(11)的系统(1)，所述燃气轮机(11)包括设置有旋转构件(14，15)和燃烧室(16)的燃气发生器(13)，所述燃气轮机(11)包括至少一个动力涡轮(17)，所述燃气轮机(11)包括由计算装置(30)控制的燃料回路(20)，所述计算装置(30)与选择器(40)通信，所述选择器(40)被构造为产生用于停止至少一个所述燃气轮机(11)的停止指令并且用于产生用于操作至少一个所述燃气轮机的至少一个操作指令，

其中所述系统包括用于每个所述燃气轮机的相应的电机，所述电机连接至对应的所述燃气轮机的燃气发生器并且被构造为应用根据权利要求1所述的方法。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述系统包括用于对所述动力涡轮进行制动的至少一个制动器。

17.一种交通工具，其中，所述交通工具包括根据权利要求15所述的系统。

18.根据权利要求17所述的交通工具，其中，所述交通工具包括通过所述动力涡轮进行旋转的至少一个旋翼。

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