(57)【要約】  環境条件及び／又は運転条件の情報及び分析を利用する可変速度点火方法及びシステムが開示されている。エンジンの点火に用いる可変点火速度により、イグナイタの最適な使用を可能にするので、その寿命だけでなく、それに関連したメンテナンス計画を延長することができる。運転コスト及び耐久性も高まる。更に、順応性も高まる。なぜなら、良好なスパーク速度を決定する方法への変更は、ハードウエア（例えば、エキサイタ）を交換する代わりに、エンジン制御装置のソフトウエアのアップデートによって可能だからである。
2008525683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの点火方法であって、
燃料流を形成し、
環境条件及び運転条件の少なくとも一方に関する情報を集め、
前記集められた情報に基づいて所望のスパーク速度を選択し、そして
前記選択されたスパーク速度に従ってスパークを指令する、
ことを特徴とする点火方法。
【請求項２】
前記選択では、前記所望のスパーク速度を計算するプログラムを用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
更に、前記プログラムを保存することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記選択では、前記所望のスパーク速度を得るためのルックアップテーブルを用い、該ルックアップテーブルは、所定のスパーク速度にそれぞれ対応する前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
更に、前記ルックアップテーブルを保存することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
更に、前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件は、吸気温度、エンジンオイル温度、燃料温度、エキサイタ温度、排ガス温度、大気圧、燃料圧及びオイル圧の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ガスタービンエンジンへの燃料流を点火するシステムであって、
環境条件及び運転条件の少なくとも一方に関する情報を集めて、該集められた情報に基づき所望のスパーク速度を決定するためのエンジン制御装置と、
前記選択されたスパーク速度に従ってスパークを指令するためのエキサイタと、
前記燃料流に点火するためのイグナイタと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を用いて前記所望のスパーク速度を計算するプログラムを保存するメモリを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記所望のスパーク速度を計算するための前記プログラムを用いるためのプロセッサを含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御装置は、所定のスパーク速度にそれぞれ対応する前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件に関するテーブルを保存するメモリを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記所望のスパーク速度を得るための前記テーブルをルックアップするためのプロセッサを含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件は、吸気温度、エンジンオイル温度、燃料温度、エキサイタ温度、排ガス温度、大気圧、燃料圧及びオイル圧の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
更に、前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を検出するためのセンサを含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ガスタービンエンジンの点火システム及び点火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の点火エキサイタは、通常、固定されたスパーク速度を有する。このように固定されたスパーク速度は、エンジンの運転包絡線における極限点に対して設計される。このような厳しい環境に適応させるために、エキサイタは、常に、最速条件にて発火するように設定される必要がある。かかる状況は、スパークイグナイタに対する摩耗を過度に誘導するだけではなく、イグナイタの寿命を縮める点において不都合である。これにより、必要以上に早くイグナイタを交換する必要があるので、既に高いエンジンのメンテナンスコストを上昇させる。更に、多数の生成されたスパーク／インパルスに関連する応力により、従来のエキサイタの場合、耐久性が低くなり、運転コストが高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
更に、２種以上の固定されたスパーク速度が運転の段階に従って手動で選択されるシステムが存在する。かかるシステムでは、順応性が限定される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一の実施の形態では、改良された可変速度点火方法及び装置を提供する。
【０００５】
本発明において、イグナイタのスパーク速度を決定する決定過程は、エンジン制御装置によって全体として確保される。エキサイタは、決定をせず、エンジン制御装置から得られる信号を受けた場合だけ発火する。従って、エンジン制御装置は、エキサイタを作動させ、このエキサイタがイグナイタに点火する。これにより、エキサイタの設計を簡素化する。
【０００６】
更に本発明は、エンジンの設置を簡単にする。一般的なエンジンの場合、電子制御装置とＡＰＵ及びエキサイタとの間のワイヤケーブルの長さは、約２２メートルである。各々のワイヤにより、相当の重さ及びコストが加算される。本発明で示される配置法では、２本のワイヤのみを必要とし、一方、従来の設置法では、４本（すなわち、電力用に２本及び制御用に２本）を必要としていた。
【０００７】
更に、本発明は、環境条件及び／又は運転条件の情報及び分析を利用する可変速度点火方法を提供する。エンジンの点火に用いる可変点火速度により、イグナイタの最適な使用を可能にするので、その寿命だけではなく、それに結びつけられるメンテナンス計画を延長することができる。更に、順応性が高まる。なぜなら、最も良好なスパーク速度を決定する方法への変更は、ハードウエア（例えば、エキサイタ）を交換する代わりに、エンジン制御装置のソフトウエアをアップデートすることによって可能だからである。
【０００８】
本発明によると、ガスタービンエンジンの点火方法を提供する。かかる方法では、燃料流を形成し、環境条件及び運転条件の少なくとも一方に関する情報を集め、集められた情報に基づいて所望のスパーク速度を選択し、そして選択されたスパーク速度に従ってスパークを指令する。
【０００９】
他の実施の形態において、本発明は、ガスタービンエンジンへの燃料流を点火するシステムを提供する。かかるシステムは、環境条件及び運転条件の少なくとも一方に関する情報を集めて、その集められた情報に基づき所望のスパーク速度を決定するためのエンジン制御装置を備える。システムは、更に、選択されたスパーク速度に従ってスパークを指令するためのエキサイタと、燃料流に点火するためのイグナイタと、を備える。
【００１０】
本発明のこれらの特徴及び他の特徴に関する更なる詳細については、以下に含まれる詳細な説明及び図面から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。図１を参照すると、本発明の実施の形態による可変速度点火システム１０が示されている。システム１０は、センサ１２と、エンジン制御装置１４と、エキサイタ１６と、イグナイタ２０と、燃料ノズル２２と、を含む。イグナイタ２０及び燃料ノズル２２は、ガスタービンエンジン（ＧＴＥ）（図示せず）の燃焼チャンバ１８に含まれる。
【００１２】
本発明のシステム１０は、例えば、飛行機に搭載される任意の種類のＧＴＥに組み込まれても良いことが予測される。更にシステム１０は、任意の種類の補助動力装置（ＡＰＵ）に設置されても良い。飛行機のＧＴＥにおいて、エンジン制御装置１４は、電子エンジン制御装置（ＥＥＣ）として更に一般的に知られており、一方、ＡＰＵにおいては、エンジン制御装置ボックス（ＥＣＢ）と称されている。
【００１３】
センサ１２は、ＧＴＥ又はＡＰＵにおいて一般的に見出され、そして環境及び／又は運転条件１１を検出可能である市販品である。かかる環境及び／又は運転条件１１として、例えば、吸気、エンジンオイル、燃料、エキサイタ及び排ガスの温度が挙げられる。他の例示として、大気、燃料及びオイルの圧力が含まれる。
【００１４】
このような情報を調査することによって、運転条件１１を決定可能である。例えば、海水位の極寒条件（artic condition）での低温吸入（コールドソーク）条件を、約１バールの大気圧と、低温の空気、オイル及び燃料とによって特徴付ける。非低温吸入（コールドソーク）エンジン（例えば、直前に運転され、まだ暖かい）における海水位の極寒条件での始動とは、オイル及び燃料の温度が周囲温度を超えている点で異なっているだろう。後者の条件では、前者と比較して、より遅いスパーク速度を必要とするだろう。
【００１５】
エンジン制御装置１４は、更に、プロセッサ２５及びメモリ２６を含む。適当なプロセッサ２５及びメモリ２６は、当業者等に公知のものから選択され得る。テキサスインスツルメント社製、ＩＢＭ社製及びモトローラ社製のプロセッサ２５が良好に作動することが見出された。プロセッサとは、マイクロプロセッサ、マイクロ・コントローラ、組込コントローラ、ＤＳＰ及びＡＳＩＣを含むことを意味する。特定のマイクロ・コントローラは、例えば、モトローラ社のＭＰＣ５５５である。メモリ２６に関しては、ＡＭＤ社製、インターシル社製及びＺＩＬＯＧ社製のメモリが適当である。メモリ２６の型式として、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＲＯＭ）を含んでいても良い。エンジン制御装置１４は、所望のスパーク速度１５を与え、これをエキサイタ１６が用いて、スパークインパルス１７を生成する。
【００１６】
互換性のあるイグナイタ２０及び燃料ノズル２２は、当業者等により選択される市販品であっても良い。イグナイタ２０は、スパークインパルス１７を受けて、スパーク２４を形成し、燃料流２３を受ける燃料ノズル２２からの噴霧に点火する。
【００１７】
システム１０の作用を、図２に示される方法３０に沿って更に詳細に説明する。方法３０は、センサ１２によって環境及び／又は運転条件１１を集めて開始する（ステップ３２）。
【００１８】
その後、環境及び／又は運転条件１１を用いて、所望のスパーク速度１５を選択する。環境及び／又は運転条件１１は、プロセッサ２５が実行するプログラムに直接送られるか、又はメモリ２６に保存されて、その後に処理されても良い。プログラムそれ自体は、メモリ２６に保存されていても良い。プログラムによって、環境及び／又は運転条件１１に基づいて所望のスパーク速度が計算される。
【００１９】
所望のスパーク速度１５を選択する別の方法は、メモリ１１に保存されているルックアップテーブルを用いることである。ルックアップテーブルは、環境及び／又は運転条件１１並びにこれらに対応する所定のスパーク速度を単に含んでいるものでも良い。現在の環境及び／又は運転条件１１に対応する所定のスパーク速度が、所望のスパーク速度１５である。
【００２０】
その後、所望のスパーク速度１５を用いて、イグナイタ２０にスパークを指令する（ステップ３６）。また、燃料流が供給され（ステップ３８）、そしてエンジンの燃焼チャンバ１８において点火が行われる。
【００２１】
燃料流量は、一般に、環境及び運転条件の評価後にエンジン制御装置１４によって決定されることに留意されたい。エンジン始動フローは、吸気の温度及び圧力、並びにエンジンの流体温度によって一般に変化する。
【００２２】
上記の記載は、具体例を意味するだけであって、当業者であれば、開示された本発明の範囲を逸脱することなく上述の実施の形態に対して、更に変化を加えることが可能であることを認識するだろう。更に他の変更は、かかる開示内容の検討を考慮に入れ、当業者等に明らかとなり、そしてかかる変更についても、添付の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態による可変速度点火システムに関するブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による可変速度点火方法に関するブロック図である。
【図１】
2008525683.tif 000003
【図２】
2008525683.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月23日(2006.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの点火方法であって、
燃料流を形成し、
環境条件及び運転条件の少なくとも一方に関する情報を集め、
前記集められた情報に基づいて所望のスパーク速度を選択し、そして
前記選択されたスパーク速度に従ってスパークを指令する、
ことを特徴とする点火方法。
【請求項２】
前記選択では、前記所望のスパーク速度を計算するプログラムを用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
更に、前記プログラムを保存することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記選択では、前記所望のスパーク速度を得るためのルックアップテーブルを用い、該ルックアップテーブルは、所定のスパーク速度にそれぞれ対応する前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
更に、前記ルックアップテーブルを保存することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
更に、前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件は、吸気温度、エンジンオイル温度、燃料温度、エキサイタ温度、排ガス温度、大気圧、燃料圧及びオイル圧の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ガスタービンエンジンへの燃料流を点火するシステムであって、
環境条件及び運転条件の少なくとも一方に関する情報を集めて、該集められた情報に基づき所望のスパーク速度を決定するためのエンジン制御装置と、
前記所望のスパーク速度に従ってスパークを指令するためのエキサイタと、
前記燃料流に点火するためのイグナイタと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を用いて前記所望のスパーク速度を計算するプログラムを保存するメモリを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記所望のスパーク速度を計算するための前記プログラムを用いるためのプロセッサを含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御装置は、所定のスパーク速度にそれぞれ対応する前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件に関するテーブルを保存するメモリを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記所望のスパーク速度を得るための前記テーブルをルックアップするためのプロセッサを含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件は、吸気温度、エンジンオイル温度、燃料温度、エキサイタ温度、排ガス温度、大気圧、燃料圧及びオイル圧の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
更に、前記少なくとも一方の環境条件及び運転条件を検出するためのセンサを含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
その後、環境及び／又は運転条件１１を用いて、所望のスパーク速度１５を選択する（ステップ３４）。環境及び／又は運転条件１１は、プロセッサ２５によって直接送られるか、又はメモリ２６に保存されて、その後に処理されても良い。プログラムそれ自体は、メモリ２６に保存されていても良い。プログラムによって、環境及び／又は運転条件１１に基づいて所望のスパーク速度が計算される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
その後、所望のスパーク速度１５を用いて、イグナイタ２０にスパークを指令する（ステップ３６）。また、燃料流が供給され（ステップ３８）、そしてエンジンの燃焼チャンバ１８において点火が行われる（ステップ４０）。
【国際調査報告】
2008525683.tif 000005
2008525683.tif 000006