(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジンの予混合燃焼システムに関し、燃焼器を自動マッピングする方法及び装置を提供する。【解決手段】  マッピング装置は、各バーナ・モードを種々の抽気設定でマッピングし、燃焼器の動的圧力、エミッション限界、及びリング火炎温度が作動限界内に収まることを保証する制御スケジュールを生成する。燃焼器のマッピング方法は、バルクリング火炎温度をエミッション及び音響の必要条件に適合させる。次に、ドームリング火炎温度を調節し、最高及び最低リング火炎温度境界限界を求める。これらの双方において、エミッションレベルと音圧をチェックし、仕様限界の外にある場合は、バルクリング火炎温度を調節し、抽気設定及びバーナ・モードに対し全プロセスを繰り返す。仕様限界内にある場合は、異なるモードと抽気設定との組み合わせまでパワーを増大し、プロセスを再度繰り返す。この各段階の間にマッピングデータを記録する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの燃焼器（１０）をマッピングする方法であって、
前記ガスタービンエンジンにおいて第１バーナ・モードに調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）を決定し、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の最高リング火炎温度境界（６６）を求め、
前記最高リング火炎温度境界（６６）において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリ（８２）に記録し、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を調節して、前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の最低リング火炎温度境界（６８）を求め、
前記最低リング火炎温度境界（６８）において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリ（８２）に記録し、
前記最高リング火炎温度境界（６６）における最高リング火炎温度から前記最低リング火炎温度境界（６８）における最低リング火炎温度を引いて、温度ウィンドウの大きさを求め、
前記温度ウィンドウの大きさが予め定められた最小ウィンドウの大きさより大きいときに、前記最低及び最高リング火炎温度から公称リング火炎温度を算出し、
前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記リング火炎温度を、前記公称リング火炎温度に調節し、
前記公称リング火炎温度において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを、メモリに記録する、
ことを含む方法。
【請求項２】
前記調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記決定の前に、前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４）からの読取値が予め定められた作動限界内に入るまで、前記ガスタービンエンジンからの燃焼器バルク火炎温度を調節することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＮＯｘエミッションレベルを含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記ＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた下限より低い場合に、前記ガスタービンエンジンの燃焼器バルク火炎温度を上昇させることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＣＯエミッションレベルを含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記ＣＯエミッションレベルがＣＯエミッションレベルの上限より高い場合に、前記ガスタービンエンジンの燃焼器バルク火炎温度を上昇させることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＮＯｘエミッションレベルを含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記ＮＯｘエミッションレベルが、前記ガスタービンエンジンについてのＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記燃焼器バルク火炎温度が燃焼器バルク火炎温度の予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値が高圧タービン出口温度を含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は更に、前記バルク高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを含む請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節が、予め定められた回数より多い回数まで行われた場合に、アラームを作動させることを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記最高温度境界（６６）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記最低温度境界（６８）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記最高温度境界（６６）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記最低温度境界（６８）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項１３】
前記最高温度境界（６６）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記公称リング火炎温度における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
前記公称リング火炎温度におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記最低温度境界（６８）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記最高温度境界（６６）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記最低温度境界（６８）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記決定が、
ルックアップ・テーブルの中で前記第１バーナ・モードを選択して、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべきバーナドームのシーケンスを求め、
前記調節されるべきバーナドームのシーケンスから前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）を選択すること、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記選択が、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべき前記複数のバーナドームの中の調節されたバーナドームを識別するフラグを設定することを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して最高リング火炎温度境界（６６）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させ、
音響及び失火回避論理の起動を検出すること、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、最高リング火炎温度境界（６６）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させて、増加されたリング火炎温度を達成し、
前記増加されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリ（８２）に記録し、
前記複数のパラメータが予め定められた音響及び失火境界内にある場合には、前記増加を繰り返すこと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を調節して、最高リング火炎温度境界（６６）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させて、増加されたリング火炎温度を達成し、
前記増加されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリ（８２）に記録し、
前記複数のパラメータが予め定められた音響及び失火境界内にあり、前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度が予め定められた最高リング火炎温度より低い場合には、前記増加を繰り返すこと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、最低リング火炎温度境界（６８）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させ、
音響及び失火回避論理の起動を検出すること、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、最低リング火炎温度境界（６８）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させて、減少されたリング火炎温度を達成し、
前記減少されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリ（８２）に記録し、
前記複数のパラメータが予め定められた音響及び失火境界内にある場合に、前記減少を繰り返すこと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記公称リング火炎温度の前記算出が、前記最低リング火炎温度境界（６８）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記公称リング火炎温度の前記算出が、前記最高リング火炎温度境界（６６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項２８】
前記公称リング火炎温度の前記算出が、前記最高リング火炎温度境界（６６）における前記リング火炎温度と、前記最低リング火炎温度境界（６８）における前記リング火炎温度とを平均することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項２９】
前記公称リング火炎温度における前記高圧タービン出口温度が、高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記公称リング火炎温度におけるＮＯｘエミッションレベルが、ＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低いときに、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべき第２バーナドーム（１２、１４又は１６）を決定することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１モードにおいて全てのバーナドーム（１２、１４又は１６）が調節されたときに、新しいバーナ・モードを示す入力を受け取ることを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
ガスタービンエンジンの燃焼器をマッピングするために機械可読のコンピュータ・プログラムコードで符号化された記憶媒体（８２）であって、前記記憶媒体（８２）が、
前記ガスタービンエンジンにおいて第１バーナ・モードに調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）を決定し、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の最高リング火炎温度境界（６６）を求め、
前記最高リング火炎温度境界（６６）において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリに記録し、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を調節して、前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の最低リング火炎温度境界（６８）を求め、
前記最低リング火炎温度境界（６８）において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリに記録し、
前記最高リング火炎温度境界（６６）における最高リング火炎温度から前記最低リング火炎温度境界（６８）における最低リング火炎温度を引いて、温度ウィンドウの大きさを求め、
前記温度ウィンドウの大きさが予め定められた最小ウィンドウの大きさより大きいときに、前記最低及び最高リング火炎温度から公称リング火炎温度を算出し、
前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記リング火炎温度を、前記公称リング火炎温度に調節し、
前記公称リング火炎温度において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを、メモリに記録する、
ことを含む方法をコンピュータに実行させるための命令を含む記憶媒体（８２）
【請求項３２】
前記調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記決定の前に、前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの読取値が予め定められた作動限界内に入るまで、前記ガスタービンエンジンからの燃焼器バルク火炎温度を調節することをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３３】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＮＯｘエミッションレベルを含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記ＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた下限より低い場合に、前記ガスタービンエンジンの燃焼器バルク火炎温度を上昇させることを含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３４】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＣＯエミッションレベルを含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記ＣＯエミッションレベルがＣＯエミッションレベルの上限より高い場合に、前記ガスタービンエンジンの燃焼器バルク火炎温度を上昇させることを含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３５】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＮＯｘエミッションレベルを含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記ＮＯｘエミッションレベルが、前記ガスタービンエンジンについてのＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３６】
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は、前記燃焼器バルク火炎温度が燃焼器バルク火炎温度の予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３７】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がバルク高圧タービン出口温度を含み、
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節は更に、前記バルク高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３８】
前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節が予め定められた回数より多い回数まで行われた場合に、アラームを作動させることをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項３９】
前記最高温度境界（６６）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４０】
前記最低温度境界（６８）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４１】
前記最高温度境界（６６）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４２】
前記最低温度境界（６８）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４３】
前記最高温度境界（６６）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させることをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４４】
前記公称リング火炎温度における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４５】
前記公称リング火炎温度におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高い場合に、前記燃焼器バルク火炎温度の前記調節を繰り返すことをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３２に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４６】
前記最低温度境界（６８）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させることをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４７】
前記最高温度境界（６６）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させること
をコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４８】
前記最低温度境界（６８）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、アラームを作動させること
をコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項４９】
前記調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記決定が、
ルックアップ・テーブルの中で前記第１バーナ・モードを選択して、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべきバーナドームのシーケンスを求め、
前記調節されるべきバーナドームのシーケンスから前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）を選択すること、
を含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５０】
前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記選択が、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべき前記複数のバーナドームの中の調節されたバーナドームを識別するフラグを設定することを含む請求項４９に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５１】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して最高リング火炎温度境界（６６）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させ、
音響及び失火回避論理の起動を検出すること、
を含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５２】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、最高リング火炎温度境界（６６）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させて、増加されたリング火炎温度を達成し、
前記増加されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリに記録し、
前記複数のパラメータが予め定められた音響及び失火境界内にある場合には、前記増加を繰り返すこと、
を含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５３】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を調節して、最高リング火炎温度境界（６６）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させて、増加されたリング火炎温度を達成し、
前記増加されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリ（８２）に記録し、
前記複数のパラメータが予め定められた音響及び失火境界内にあり、前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度が予め定められた最高リング火炎温度より低い場合には、前記増加を繰り返すこと、
を含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５４】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、最低リング火炎温度境界（６８）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させ、
音響及び失火回避論理の起動を検出すること、
を含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５５】
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）におけるリング火炎温度を調節して、最低リング火炎温度境界（６８）を求めることが、
前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させて、減少されたリング火炎温度を達成し、
前記減少されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータをメモリに記録し、
前記複数のパラメータが予め定められた音響及び失火境界内にある場合に、前記減少を繰り返すこと、
を含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５６】
前記公称リング火炎温度の前記算出が、前記最低リング火炎温度境界（６８）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させることを含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５７】
前記公称リング火炎温度の前記算出が、前記最高リング火炎温度境界（６６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させることを含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５８】
前記公称リング火炎温度の前記算出が、前記最高リング火炎温度境界（６６）における前記リング火炎温度と、前記最低リング火炎温度境界（６８）における前記リング火炎温度とを平均することを含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項５９】
前記公称リング火炎温度における高圧タービン出口温度が、高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記公称リング火炎温度におけるＮＯｘエミッションレベルが、ＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低いときに、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべき第２バーナドーム（１２、１４又は１６）を決定することをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項６０】
前記第１モードにおいて全てのバーナドーム（１２、１４又は１６）が調節されたときに、新しいバーナ・モードを示す入力を受け取ることをコンピュータに実行させるための命令を更に含む請求項３１に記載の記憶媒体（８２）。
【請求項６１】
ガスタービンエンジンの燃焼器（１０）をマッピングするためのシステムであって、
前記燃焼器（１０）に作動的に結合された複数のセンサ（８４−９２）と、
前記燃焼器（１０）の複数のドーム（１２、１４、１６）における燃焼を制御するために前記燃焼器（１０）に作動的に結合されたコントローラ（１１）と、
前記コントローラ（１１）に作動的に結合され、前記複数のドーム（１２、１４、１６）における燃焼を制御する際に前記コントローラ（１１）が用いるデータを含むメモリデバイス（８２）と、
前記複数のセンサ（８４−９２）と前記メモリデバイス（８２）とに作動的に結合されたマッピング装置（１３）と、
を備え、
前記マッピング装置（１３）が、
前記複数のバーナドーム（１２、１４又は１６）の中の第１バーナ・モードとして調節されるべき第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の最高リング火炎温度境界（６６）を求め、
前記最高リング火炎温度境界（６６）において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを、前記メモリデバイス（８２）に記録し、
前記第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の最低リング火炎温度境界（６８）を求め、
前記最低リング火炎温度境界（６８）において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを、前記メモリデバイス（８２）に記録し、
前記最高リング火炎温度境界（６６）におけるリング火炎温度から前記最低リング火炎温度境界（６８）におけるリング火炎温度を引いて、温度ウィンドウの大きさを求め、
前記温度ウィンドウの大きさが予め定められた最小ウィンドウの大きさより大きいときに、前記最低及び最高リング火炎温度から公称リング火炎温度を算出し、
前記公称リング火炎温度において作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを、前記メモリデバイス（８２）に記録するように構成されているシステム。
【請求項６２】
前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの読取値が予め定められた作動限界内に入るまで、前記ガスタービンエンジンからの燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項６３】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＮＯｘエミッションレベルを含み、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた下限より低いときに、前記燃焼器内の燃焼器バルク火炎温度を上昇させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＣＯエミッションレベルを含み、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ＣＯエミッションレベルがＣＯエミッションレベル上限より高いときに、前記ガスタービンエンジン内の燃焼器バルク火炎温度を上昇させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値がＮＯｘエミッションレベルを含み、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ＮＯｘエミッションレベルが前記ガスタービンエンジンのＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高いときに、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項６６】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値が燃焼器バルク火炎温度を含み、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度が燃焼器バルク火炎温度の予め定められた上限より高いときに、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項６７】
前記複数のセンサ（８４−９２）からの前記読取値が高圧タービン出口温度を含み、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高いときに、前記燃焼器バルク火炎温度を低下させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項６８】
前記燃焼器バルク火炎温度が予め定められた回数より多い回数まで調節された場合に、前記マッピング装置（１３）がアラームを作動させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項６９】
前記最高温度境界におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項７０】
前記最低温度境界（６８）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項７１】
前記最高温度境界（６６）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項７２】
前記最低温度境界（６８）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項７３】
前記最高温度境界（６６）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）がアラームを作動させることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項７４】
前記公称リング火炎温度における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高い場合に、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項７５】
前記公称リング火炎温度におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高い場合に、前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記燃焼器バルク火炎温度を調節させることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
【請求項７６】
前記最低温度境界（６８）におけるＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）がアラームを作動させることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項７７】
前記最高温度境界（６６）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）がアラームを作動させることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項７８】
前記最低温度境界（６８）における高圧タービン出口温度が高圧タービン出口温度の予め定められた上限より高く、前記温度ウィンドウの大きさが前記予め定められた最小ウィンドウの大きさより小さい場合に、前記マッピング装置（１３）がアラームを作動させることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項７９】
前記マッピング装置（１３）が、ルックアップ・テーブルの中で前記第１バーナ・モードを選択して、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべきバーナドーム（１２、１４、１６）のシーケンスを求めることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８０】
前記マッピング装置（１３）が、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべき前記複数のバーナドームの中の調節されたバーナドーム（１２、１４又は１６）を識別するためにフラグを設定することを特徴とする請求項７９に記載のシステム。
【請求項８１】
前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）の前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させ、前記マッピング装置（１３）が音響及び失火回避論理の起動を検出することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８２】
前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させて、増加されたリング火炎温度を達成し、前記マッピング装置（１３）が、前記増加されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを前記メモリデバイス（８２）に記録することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８３】
前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させて、増加されたリング火炎温度を達成し、前記マッピング装置（１３）が、前記増加されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを前記メモリデバイス（８２）に記録することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８４】
前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させ、前記マッピング装置（１３）が音響及び失火回避論理の起動を検出することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８５】
前記マッピング装置（１３）が、前記コントローラ（１１）に、前記ガスタービンエンジンの第１バーナドーム（１２、１４又は１６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させて、減少されたリング火炎温度を達成し、前記マッピング装置（１３）が前記減少されたリング火炎温度で作動する前記ガスタービンエンジンに結合された前記複数のセンサ（８４−９２）からの複数のパラメータを前記メモリデバイス（８２）に記録することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８６】
前記マッピング装置（１３）が、前記最高リング火炎温度境界（６６）における前記リング火炎温度と、前記最低リング火炎温度境界（６８）における前記リング火炎温度とを平均することによって、前記公称リング火炎温度を算出することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８７】
前記マッピング装置（１３）が、前記最低リング火炎温度境界（６８）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ増加させることによって、前記公称リング火炎温度を算出することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８８】
前記マッピング装置（１３）が、前記最高リング火炎温度境界（６６）における前記リング火炎温度を予め定められた量だけ減少させることによって、前記公称リング火炎温度を算出することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項８９】
前記マッピング装置（１３）が、前記公称リング火炎温度における前記高圧タービン出口温度が、高圧タービン出口温度の予め定められた上限より低く、前記公称リング火炎温度におけるＮＯｘエミッションレベルが、ＮＯｘエミッションレベルの予め定められた上限より低いときに、前記第１バーナ・モードにおいて調節されるべき第２バーナドーム（１２、１４又は１６）を決定することを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【請求項９０】
前記第１モードにおいて全てのバーナドーム（１２、１４又は１６）が調節されたときに、前記マッピング装置（１３）が新しいバーナ・モードを示す入力を受け取ることを特徴とする請求項６１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ガスタービンは、発電装置（発電所におけるような）を運転するため、又は（例えば、航空機、船舶、或いは、戦車のような軍事車輌のための）推進のための動力源として広く用いられている。燃焼型ガスタービンはガス経路を有し、該経路は、典型的には、空気取り入れ口（すなわち、入口）と、圧縮機と、燃焼器と、タービンと、ガス排出口（すなわち、排気ノズル）とを直列流動関係で含む。コントローラがタービンの作動を制御する。該コントローラは、複数のタービンの作動条件に応答して制御信号を生成するプロセッサを含む。ガスタービンによって生成された出力の制御は、典型的には、燃焼器内への燃料流及び空気流を制御することによって実行される。
【０００２】
今日のガスタービンエンジンは、ドライ・ロー・エミッション（ＤＬＥ）燃焼システムとして知られているガス燃焼（「希薄」）予混合燃焼システムを採用している。ＤＬＥ燃焼システムは、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃焼炭化水素（ＵＨＣ）、パーティキュレート（粒子状物質）、及び他の汚染物質のエミッションを、旧式の燃焼システムを用いて達成できるレベルをはるかに下回るレベルにまで低減するように設計されている。ＤＬＥ燃焼システムは、二重又は三重ドーム設計を有する燃焼器を採用しており、燃料流及び空気流のステージングにより、点火から全出力までの希薄予混合作動を達成する。この技術により、燃焼効率が高く、燃焼の動力学的挙動が低レベルであることを含む、他の全ての設計要件を満足することに加えて、オペレータが、幅広い負荷設定にわたって汚染物質の排出が低減された状態で作動させることが可能になる。
【０００３】
燃焼器のマッピングは、個々のガスタービンエンジンについての作動限界を計測し、このデータを該エンジンのコントローラが使用するために制御スケジュールに変換するプロセスである。最高／最低作動境界及びリング火炎温度制御におけるエンジン間（又は、より正確には、システム間）の変動性が、許容作動ウィンドウよりも大きい場合があることから、このプロセスは各エンジンに対して必要とされる。各エンジンは、現地での作動開始の際にマッピングされて、この変動性を計測し補正することが必要である。時間の経過に伴う境界のドリフト又はシフト、或いは大幅な保守（例えば、燃焼器の取り替え）に起因して、エンジンの耐用寿命の間に、マッピングの追加とこれに伴う制御システムの調節が幾度か必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
燃焼器のマッピングは、多数のエンジンパラメータを正確に観測し、この観測されたパラメータを手動で収集することを必要とする、手動による繰り返しプロセスである。これらの観測は、多くのバーナ・モードと抽気設定とが組み合わされたものについて行われなければならない。結果として、燃焼器のマッピングは、人為的なミスを招く可能性を有する、冗長で時間がかかるものである。更に、特定のエンジンを適正にマッピングする資格を得るためには、特別な講習や実地訓練を必要とする。この訓練は、燃焼器のマッピングプロセスにかかる費用と時間的コストとを増大させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の欠点及び従来技術の欠陥が、ガスタービンエンジンの燃焼器をマッピングする方法により克服又は軽減される。この方法は、ガスタービンエンジンにおける第１バーナ・モードに調整されるべき第１バーナドームを決定し、ガスタービンエンジンの第１バーナドームにおけるリング火炎温度を調節して、第１バーナドームの最高リング火炎温度境界を求め、最高リング火炎温度境界において作動するガスタービンエンジンに結合された複数のセンサからの複数のパラメータをメモリに記録し、ガスタービンエンジンの第１バーナドームにおけるリング火炎温度を調節して、第１バーナドームの最低リング火炎温度境界を求め、最低リング火炎温度境界において作動するガスタービンエンジンに結合された複数のセンサからの複数のパラメータをメモリに記録し、最高リング火炎温度境界における最高リング火炎温度から最低リング火炎温度境界における最低リング火炎温度を引いて、温度ウィンドウの大きさを求め、温度ウィンドウの大きさが予め定められた最小ウィンドウの大きさより大きいときに、最低及び最高リング火炎温度から公称リング火炎温度を算出し、第１バーナドームのリング火炎温度を公称リング火炎温度に調節し、公称リング火炎温度において作動するガスタービンエンジンに結合されたセンサからの複数のパラメータをメモリに記録することを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、コントローラ１１及びマッピング装置１３と共に、全体を１０で示すＤＬＥ燃焼器の断面図を示す。燃焼器１０は、半径方向に配列された３つのドーム（リング）１２、１４、１６を有し、これらの３つのドーム１２、１４、１６の並列ステージングが可能にされる。空気は、ディフューザ１８を介して燃焼器１０に入り、次にそこで、内側ドーム１２、中央ドーム１４及び外側ドーム１６内の複数の予混合器２０、２２、２４、及び内側流れバッフル２６並びに外側流れバッフル２８に流れる。燃焼器内の空気流は、圧縮機抽気システム（図示せず）により制御される。中央ドーム１４及び外側ドーム１６は、それぞれ３０個の予混合器２２、２４からなるものとすることができ、内側ドーム１２は、１５個を有することができる。燃料供給システム２９からの加圧燃料は、ポート３０、３２、３４から燃焼器に入り、予混合器２０、２２、２４の各々の孔を通して噴射され、ここで空気と燃料が燃焼のために混合する。空気／燃料の混合気が燃焼された後に、高圧の燃焼ガスがタービンノズル３６から出ていく。
【０００７】
コントローラ１１は、制御信号を燃料供給システム２９に与えて、各ドーム１２、１４、１６内の予混合器１２、１４及び１６を制御する。予混合器１２、１４及び１６は、点火、アイドリング速度及び負荷レベル変化のような種々のバーナ作動モードのためにオン・オフ切り換えされる。例えば、燃焼器１０は、中央ドーム１４内の予混合器２２に燃料を供給することによりアイドリング速度にされる。負荷が増加するのに伴って、内側ドーム１２内の予混合器２０にも燃料が供給される。負荷を更に加えると、外側ドーム１６が点火され、同時に内側ドーム１２はオフに切り換えられる。最高負荷の場合には、全てのドーム１２、１４、１６内の予混合器２０、２２、２４に燃料が供給される。
【０００８】
図２は、全体を５０で示す予混合器のステージング・シーケンスのグラフ図であり、燃焼器の５つの作動モード５２、５４、５６、５８、６０が示されている。モード５２においては、中央ドーム内の予混合器だけが燃料を受け入れる。モード５４においては、中央ドーム内の予混合器と内側ドーム内の幾つかの予混合器に燃料が供給される。モード５６においては、中央ドーム及び内側ドーム内の予混合器に燃料が供給される。モード５８においては、中央ドーム及び外側ドーム内の予混合器に燃料が供給され、モード６０においては、全ての予混合器に燃料が供給される。正確なリング火炎温度制御は、燃焼器ドームへの空気調節及び燃料流量によって得られる。図から分かるように、各モード５２、５４、５８、６０における燃焼器の作動は、作動境界によって制限される。これらの作動境界は、有効な抽気調節（ゼロ抽気線６４及び最大許容抽気線６４により示される）を含み、これは燃焼器の空気流に対する有効な制御と相関関係にある。これらの作動境界は、各作動モード５２、５４、５６、５８、６０におけるリング火炎温度上限６６とリング火炎温度下限６８とを更に含み、これらは、希薄失火、ライナ／ドームの金属温度、燃焼器の動的（音響的）圧力及びエミッション制限によって定められる。各モードにおける温度上限６６と温度下限６８との差は、燃焼器が該当する各モードにあるときに必ず作動する温度の「ウィンドウ」である。
【０００９】
燃焼器の最高及び最低リング火炎温度６６、６８と、これに対応する作動モード５２、５４、５６、５８、６０と、及び他の作動データとは、燃焼器コントローラ１１が使用するために、制御スケジュール８０としてメモリデバイス８２に格納される。燃焼器１０の作動中、コントローラ１１は、これらの事前にプログラムされた制御スケジュール８０を用いて、燃料流量及び分配と吸入空気流量（圧縮機の抽気による）とを監視し補正する。制御スケジュール８０は、コントローラがエンジンの作動境界を避けて該エンジンを運転することを保証するように構成されている。メモリデバイス８２は、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読出し専用メモリ）チップ、ディスクドライブ、又は同様のもののような任意の形式の不揮発性メモリである。
【００１０】
マッピング装置１３は、燃焼器１０に対してマッピング処理を実行することにより、燃焼器１０の適切な制御スケジュール８０を決定する。マッピング装置１３は、燃焼器１０内の圧力センサ、温度センサ、音響センサ、及びエミッションセンサ８４−９２からデータ信号を受け取るように配置することができる。好ましい実施形態において、該センサ８４−９２は、典型的にはコントローラ１１にデータ信号を提供する既存のセンサである。センサ８４−９２及びコントローラ１１は、例えば、General Electric社のＤＬＥ型燃焼器であり商業的に入手可能である。本発明に関する種々のセンサの機能は以下に述べる。
【００１１】
マッピング装置１３は、データ及び命令を受け付け、命令を実行してデータを処理することができるコンピュータ又はカスタム回路である。マッピング装置１３は、データを記録し、グラフィカル・ユーザ・インタフェースを提供し、制御スケジュールデータをメモリデバイス８２にダウンロードする。マッピング装置１３は、データを制御システム１１に伝送し、データを制御システム１１から受け取る。マッピング装置１３は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、光コンピュータ、ボードコンピュータ、複雑命令セットコンピュータ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、縮小命令セットコンピュータ、アナログコンピュータ、デジタルコンピュータ、分子コンピュータ、量子コンピュータ、セル・コンピュータ、超伝導コンピュータ、スーパーコンピュータ、ソリッドステート・コンピュータ、シングルボード・コンピュータ、バッファ付きコンピュータ、コンピュータ・ネットワーク、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、科学用コンピュータ、科学用計算器、又は前記のいずれかのハイブリッドとすることができる。
【００１２】
燃焼器のマッピング処理の間、マッピング装置１３は、各バーナ・モードを様々な抽気設定でマッピングして制御スケジュール８０を生成し、該制御スケジュールは、燃焼の動的（音響的）圧力とエミッション制限とが適切な範囲内に収まること、及びリング火炎温度が希薄失火及びライナ／ドームの金属温度のような他の作動境界に対して適切なマージンを与えることを保証する。一般に、燃焼器のマッピング方法は、最初に、特定のバーナ・モードの抽気設定においてエンジンを安定化させることを含む。次に、燃焼器のバルク火炎温度が、エミッション及び音響的必要条件を満たすように調節される。次いで、個々の又はリングドーム火炎温度を調節して、最高及び最低リング火炎温度境界の限界値を求める。最高及び最低リング火炎温度の双方において、エミッションレベル及び音圧が、これらが仕様限界内に収まっていることを確認する。これらが範囲内に収まっていない場合には、バルク火炎温度が調節され、抽気設定及びバーナ・モードにおいて必要とされる他のドームについても全工程が繰り返される。エミッションレベル及び音圧が仕様限界内に収まっている場合には、異なるモードと抽気設定との組み合わせまでパワーが増大され、この工程が再度繰り返される。こうしたそれぞれの段階の間に、マッピングデータが記録される。データを記録した後に、該データを用いてコントローラ１１の適切な制御スケジュール８０を決定する。
【００１３】
図３から図１２は、全体を１００で示す、ガスタービンエンジンシステムの燃焼器のマッピングについての方法を表すフローチャートである。方法１００は、ソフトウェア又はファームウェアによって、又はカスタム回路によって、マッピング装置１１にプログラムすることができる。ソフトウェアの場合には、方法１００は、以下に限定されるものではないが、アセンブリ言語や、ＶＨＤＬ（Ｖｅｒｉｌｏｇハードウェア記述言語、Ｖｅｒｉｌｏｇ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＶＨＳＩＣ  ＨＤＬ（超高速集積回路用ハードウェア記述言語、Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ＩＣ  Ｈａｒｄｗａｒｅ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、Ｆｏｒｔｒａｎ（フォートラン、ｆｏｒｍｕｌａ  ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＡＬＧＯＬ（アルゴル、ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｃ  ｌａｎｇｕａｇｅ）、ＢＡＳＩＣ（ベーシック、ｂｅｇｉｎｎｅｒｓ  ａｌｌ−ｐｕｒｐｏｓｅ  ｓｙｍｂｏｌｉｃ  ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）、ｖｉｓｕａｌ  ＢＡＳＩＣ、ＡｃｔｉｖｅＸ、ＨＴＭＬ（ハイパーテキスト・マークアップ言語、ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ  Ｍａｋｅｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）、及び上述の少なくとも１つからなる任意の組み合わせ又は派生物を含む、どのような言語でも符号化することができる。これに加えて、オペレータは、表計算ソフト又はデータベースのような既存のソフトウェアアプリケーションを用いて、種々のセルをアルゴリズム内に列挙された変数と相関付けることができる。更に、ソフトウェアは、他のソフトウェアから独立したものとするか、又は統合ソフトウェアの形態のように他のソフトウェアに依存するものとしてもよい。
【００１４】
図２及び図３を参照すると、方法１００はブロック１．１から始まり、ここでマッピング装置１３が、メモリ８２内のルックアップ・テーブルにアクセスして、特定のバーナ・モード、出力レベル、及びエンジン形式におけるパラメータ及びカウンタを初期化する。次に、方法１００はブロック１．２に進み、ここで該燃焼器１０に作動不良がないか作動中の燃焼器１０の計器及び初期条件をチェックする。実行される計器のチェックは、圧力、温度、音響及びエミッションセンサ８４−９２のチェックを含み、これらのセンサは、エンジンの温度及び圧力センサと、燃料流量センサと、燃料温度センサと、燃料比重センサとを含むことができる。これらのセンサが不適切に読み取られている場合、すなわちセンサによって与えられた値がガスタービンの適正な作動の予め定められた範囲外にある場合には、警報を作動させ（ブロック１．２５）、ユーザにマッピングが再開される前に補正段階を行うように促す（ブロック１．２６）。チェックすべき初期条件は、抽気レベルと、エミッションレベルと、音響レベルと、リング火炎温度と、ドーム温度と、失火の可能性とを含む。これらの値がガスタービンの適正な作動の予め定められた範囲外にある場合には、マッピングが再開される前に修正段階を行うようにユーザに促す。
【００１５】
初期条件及び計器が、ブロック１．２においてアラーム状態を表示しない場合には、方法１００はブロック１．３に進む。ブロック１．３において、予め定められたエミッション入力が使用されるべきかどうかを判定する。予め定められた（オンラインの）エミッションが利用可能である場合には、連続的なエミッションモニタからのエミッションデータが標準インタフェースに直接送られる。自動エミッションレベルが使用されるべきではない場合には、ブロック１．４においてユーザにエミッション値を入力するように促す。
【００１６】
方法１００は、ブロック１．３又はブロック１．４からブロック１．５に進み、ここで燃焼器１０からのエミッションレベルを、ブロック１．３からの予め定められたエミッションレベルか、又はブロック１．４からのユーザ入力値のいずれかに安定化する。ここで用いられるエミッションレベルが安定化したとは、エミッションレベルが予め定められた時間にわたって一定値に到ったときである。次にこの方法は、ブロック１．６に進み、ここで燃焼器バルク火炎温度（Ｔｂｕｌｋ）手順を開始する。バルク温度手順は、エミッションレベルと、種々のセンサ９０及び８６における高圧タービン（ＨＰＴ）の出口温度及び燃焼器のリング火炎温度とをチェックして、これらが燃焼器の予め定められた設計限界内に収まっているかどうかを判定する。これらのパラメータが限界内に収まっていない場合には、マッピング装置１３が、必要に応じてバルク温度を上昇させるか又は低下させるようにコントローラ１１に命令する信号を、該コントローラ１１に供給する。また、バルク温度手順は、バルク温度の調節回数を予め定められた繰り返し数（例えば、２回）に制限する。バルク温度手順については、後で更に詳細に説明する。バルク温度を調節する必要がある場合には、ブロック１．７において、バルク温度調節手順を用いてバルク温度を調節し、この方法はブロック１．６に戻る。バルク温度を調節する必要がない場合には、工程はブロック１．８に進む。
【００１７】
ブロック１．８において、モードと燃焼器１０の形式とに基づいてドームを選択する手順を用いて、ブロック１．１において調節されるべきドーム１２、１４又は１６を決定する。調節されるべきドームを選択するための手順を、ここで更に詳細に説明する。ドーム１２、１４、又は１６が選択されると、方法１００はブロック１．９に進み、ここで所定のバーナ・モード及び出力レベルにおける最高リング火炎温度境界を求める。最高リング火炎温度境界は、最高温度境界手順によって求められ、該手順は、燃焼器の火炎温度を上昇させ、センサ８４−９２からのデータを分析して、この上昇によって引き起こされる動的圧力の変化、失火表示、限界リング火炎温度、及びエミッション限界を検出する。次に、手順は、種々のセンサからのデータに基づいて、最高リング火炎温度境界に達したかどうかを判定する。リング火炎温度境界を検出するために多くのパラメータを用いることによって、より信頼性があり、繰り返すことができる境界探索をもたらす。
【００１８】
最高リング火炎温度境界が、ブロック１．９において求められると、ブロック１．１０において、この境界におけるパラメータ（例えば、センサ８４−９２からの読取値）をメモリデバイス８２に記録する。次に、方法１００はブロック１．１１に進み、ここで最低温度境界手順を用いて最低リング火炎温度境界を求める。最低温度境界手順は、対象のドーム内のリング火炎温度を低下させ、センサ８４−９２からのデータを分析し、動的圧力の変化、失火表示、限界リング火炎温度及びエミッションを検出して、最低リング火炎温度境界に達したかどうかを判定する。また、リング火炎温度境界を検出するために多くのパラメータを用いることによって、より信頼性があり、繰り返すことができる境界探索をもたらす。最低リング火炎温度境界手順は、以下に更に詳細に説明する。
【００１９】
最低リング火炎温度境界が求められると、ブロック１．１２において、この境界におけるパラメータ（例えば、センサ８４−９２からの読取値）をメモリデバイス８２に記録する。次に、方法１００はブロック１．１３に進み、ここで、ブロック１．１１において求められた最低リング火炎温度をブロック１．９で求められた最高リング火炎温度から引いて、温度ウィンドウの大きさを求める。ブロック１．１４において、ブロック１．１３で算出された温度ウィンドウの大きさを、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた最小ウィンドウの大きさ（例えば、華氏７５度）と比較する。温度ウィンドウの大きさが、予め定められた最小ウィンドウの大きさよりも小さい場合には、方法１００はブロック１．１５に進み、ここでブロック１．１０及び１．１２において記録されたＮＯｘレベル及び燃焼器の吐出温度を、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた閾値限界と比較する。ＮＯｘレベル又は燃焼器の吐出温度が、これらの閾値限界よりも高い場合には、ブロック１．１７において、温度ウィンドウの大きさがＮＯｘの制約条件に対して小さすぎることをアラームによってユーザに促す。この方法はブロック１．１７からブロック１．２３に進み、ここで全ての内部フラグをリセットしてブロック１．２４に進み、ここで方法１００が終了する。ブロック１．１５において、ＮＯｘレベル及び燃焼器の吐出温度がこれらの閾値限界よりも低い場合には、この方法はブロック１．１６に進み、ここで全ての内部フラグをリセットして、次いでブロック２．６に進み、バルク温度を上昇させることになる。
【００２０】
再度ブロック１．１４に戻り、ブロック１．１３において算出された温度ウィンドウが、予め定められた閾値限界（例えば、華氏７５度）よりも大きい場合には、この方法はブロック１．１８に進み、ここで、ブロック１．９及び１．１１において求められた最低リング火炎温度及び最高リング火炎温度から、公称リング火炎温度を算出する。更に、マッピング装置１３は、作動中の燃焼器１２、１４又は１６のリング火炎温度をこの公称温度に設定するようにコントローラ１１に命令する。公称リング火炎温度を求めるための手順は、以下に更に詳細に説明する。
【００２１】
公称リング火炎温度をブロック１．１８において設定すると、この方法はブロック１．１９に進み、ここで公称リング火炎温度での燃焼器１０の作動に関するセンサ８４−９２からのデータを記録する。次に、方法１００はブロック１．２０に進み、ここでブロック１．１９において記録されたＮＯｘレベル及び高圧タービン出口温度を、これらの予め定められた閾値限界と比較する。ブロック１．２０において、ＮＯｘレベル及び高圧タービン出口温度がこれらの予め定められた閾値限界よりも高い場合には、方法１００はブロック１．２１に進み、ここで全ての内部フラグをリセットしてブロック２．９に進み、ここでバルク温度を低下させることになる。ブロック１．２０において、ブロック１．１９で記録されたＮＯｘレベル及び燃焼器の出口温度がこれらの予め定められた閾値限界よりも低い場合には、方法１００はブロック１．２２に進み、ここで次のマッピング条件（バーナ・モード、出力レベル）を分析する。
【００２２】
図４は、全体を１５０で示し、図３のブロック１．６において適用することができるような、バルク温度を調節する必要があるかどうかを判定する手順を表すフローチャートである。手順１５０はブロック２．１から始まり、ここで燃焼器の一酸化炭素（ＣＯ）エミッションレベルからの読取値を、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた閾値限界と比較する。ＣＯ読取値が予め定められた閾値限界よりも低い場合には、手順１５０はブロック２．２に進み、ここでＮＯｘエミッションレベルをメモリデバイス８２から取り出された予め定められたＮＯｘ下限値と比較する。ＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘの下限値よりも高い場合には、手順１５０はブロック２．３に進み、ここでＮＯｘエミッションレベルをメモリデバイス８２から取り出された予め定められたＮＯｘ上限値と比較する。ＮＯｘエミッションレベルがＮＯｘ上限値よりも低い場合には、手順１５０はブロック２．４に進み、ここでセンサ８７からの高圧タービン出口温度をメモリデバイス８２から取り出された予め定められた閾値限界と比較する。高圧タービン出口温度が予め定められた閾値限界よりも低い場合には、この手順はブロック２．５に進み、ここでセンサ８６からのリング火炎温度をメモリデバイス８２から取り出された閾値上限と比較する。リング火炎温度がこの閾値上限よりも低い場合には、手順１５０は完了し、方法１００は図３のブロック１．８に進む。
【００２３】
再度ブロック２．１及び２．２を参照すると、ＣＯがその閾値上限よりも高いか、又はＮＯｘがその閾値下限よりも低い場合には、手順１５０はブロック２．６に進み、ここでカウンタを１つだけ増分する。カウンタを増分した後、この手順はブロック２．７に進み、ここでカウンタを予め定められた最大繰り返し数（例えば、２）と比較する。カウンタが最大繰り返し数以下である場合には、ブロック２．１２において、マッピング装置１３は、バルク温度を上昇させるよう燃焼器コントローラ１１に命令し、方法１００はブロック１．７で再開し、ここでバルク温度を調節する。カウンタが最大繰り返し数よりも大きい場合には、手順１５０はブロック２．８に進み、ここでアラームは、バルク温度がその最高調節範囲限界に達したことをユーザに報知する。次いで、ユーザは、図３のブロック１．１において方法１００を再開させる。
【００２４】
再度ブロック２．３、２．４及び２．５を参照すると、ＮＯｘレベル、高圧タービン出口温度、又はリング火炎温度が、これらの最高閾値限界よりも高い場合には、ブロック２．９において第２カウンタを増分する。第２カウンタを増分した後、手順１５０はブロック２．１０に進み、ここで第２カウンタを、予め定められた最大繰り返し数（例えば、２）と比較する。第２カウンタが最高繰り返し数以下である場合には、ブロック２．１３において、マッピング装置１３は、燃焼器コントローラ１１にバルク温度を低下させるように命令して、その後、工程１００はブロック１．７から再開し、ここでバルク温度を調節する。第２カウンタが最高繰り返し数よりも大きい場合には、手順１５０はブロック２．１１に進み、ここでアラームは、バルク温度がその最低調節範囲限界に達したことをユーザに報知する。次に、ユーザは、図３のブロック１．１において方法１００を再開させる。
【００２５】
図５は、全体を２００で示し、図３のブロック１．７において用いられるような、バルク温度を調節する手順を表すフローチャートである。開始後ブロック３．１において、手順２００は、手順１５０（図４）のブロック２．１２及び２．１３において判定されたように、バルク温度は上昇させるべきか又は低下させるべきかを問い合わせる。ブロック３．２又は３．３のいずれかの後に、手順１５０はブロック３．４に進み、ここでマッピング装置１３は、コントローラ１１に予め定められた温度数だけバルク温度を増加又は減少させるように命令する。この手順はブロック３．４からブロック３．５に進み、ここで手順２００は、ブロック３．４においてなされた温度変化へと調節する時間を燃焼器１０に与えるために予め定められた時間（例えば、５秒）だけ遅延させる。燃焼器１０が調節した後、手順２００はブロック３．６に進み、ここでコントローラ１１内の音響及び失火回避論理がブロック３．４においてなされた温度変化に応答して作動したかどうかを判定する。
【００２６】
コントローラ１１の音響及び失火回避論理は、燃焼器１０内の動的圧力を継続的に監視する。この監視された動的圧力が設定限界値を超えた場合には、音響及び失火回避システムは、リング火炎温度を変更するための処置を取り、動的圧力を低下させる。また、コントローラ１１内の音響及び失火回避論理は、作動条件について測定された燃料流量と算出された燃料流量とを比較することによって、初期希薄失火を検出することができる。音響及び失火回避論理の作動は、リング火炎温度によって燃焼器が作動境界近くで作動したことを示している。従って、手順２００は、バルク温度が設定されると、音響及び失火回避論理を用いて限界リング火炎温度を定めることができる。Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃから商業的に入手可能なエンジンにおいて、音響及び失火回避論理は、「Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｂｌｏｗｏｕｔ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ  Ｌｏｇｉｃ（ＡＢＡＬ）」として知られている。
【００２７】
再度ブロック３．６を参照すると、最終温度変化によってバルク火炎温度が作動境界に到達したことを示す、音響及び失火回避論理が作動すると、最終温度調節に関するセンサ８４−９２からのデータが、バルク温度境界におけるパラメータとしてメモリデバイス８２に記録される。手順２００はブロック３．８からブロック３．９に進み、ここでアラームは、バルク温度境界を検出したことをユーザに報知してブロック３．１０に進み、ここで内部フラグをリセットする。方法１００はブロック３．１０から終了し燃焼器のマッピングが完了する。
【００２８】
再度ブロック３．６を参照すると、コントローラ１１の音響及び失火回避論理（例えば、ＡＢＡＬ）が作動されていないことを判定すると、次にブロック３．１１において、必要に応じて抽気レベルをチェックして出力を調節するようにユーザに促す。手順２００はブロック３．１１からブロック３．１２に進み、ここでエミッションを安定化した後、ガスタービンからのエミッションレベルを安定化して、方法１００はブロック１．６で再開し、ここでバルク温度を調節する必要があるかどうかを判定する。
【００２９】
図６は、全体を２５０で示し、方法１００のブロック１．８において実行されるような、どのドームを調節すべきかを判定する手順を表すフローチャートである。手順２５０を開始すると、ブロック４．１において、マッピング装置１３は、ルックアップ・テーブルを用いて、現在のバーナ・モード及びエンジン形式に基づいて調節されるべき適切なドームを決定する。図６のルックアップ・テーブルにおいて、リング（ドーム）Ｂは、エンジンのアイドリング中に唯一作動しているドームであり、バルク温度を設定する際に用いられるドームであることを表す。典型的には、リングＢは中央ドーム１４である。リングＣは、中程度の負荷時に作動するドームを表す。典型的には、リングＣは内側ドーム１２である。リングＡは、最高作動負荷に対して作動するドームを表す。典型的には、リングＡは外側ドーム１６である。従って、例えば、ブロック４．１のルックアップ・テーブルに示されているバーナ・モードは、アイドリング状態（モードＢ）から全出力（モードＡＢＣ）の範囲にわたるものである。手順２５０により、特定の作動モードにおいて使用中の全ドームがマッピングされることと、及びバーナが適切なシーケンスでマッピングされることが保証される。
【００３０】
ブロック４．１において、ルックアップ・テーブルの値を用いて、フラグをメモリデバイス８２に設定する。これらのフラグが設定されると、手順２５０はブロック４．２に進み、ここでＣリングのフラグが真に設定されているかどうかを判定する。ブロック４．２において、Ｃリングのフラグが偽に設定されている場合には、手順２５０はブロック４．４に進み、ここでＡＢＣ又はＢＣ＋２Ａモードに関するフラグが真に設定されているかどうかを判定する。ブロック４．４において、ＡＢＣ又はＢＣ＋２Ａモードに関するフラグが真に設定されている場合には、手順２５０はブロック４．５に進む。ブロック４．５において、図３の手順１００がブロック１．９で再開され、ここでＡリングについての最高リング火炎温度境界を求める。Ａリングについての最高温度境界を求めた後、手順２５０はブロック４．６に進み、ここで作動中の燃焼器のＡリング火炎温度を、その最高境界温度（例えば、華氏５０度）より下に予め定められた温度数だけ低下させる。手順２５０はブロック４．６からブロック４．７に進み、ここでＣリングのフラグが真に設定され、次いで方法１００のブロック１．９に進み、ここでＣリングのマッピングを実行する。
【００３１】
ブロック４．２に戻ると、Ｃリングのフラグが真に設定されている場合には、この手順はブロック４．３に進み、ここでＡリングのフラグを真に設定し、次いで方法１００のブロック１．９に進み、Ａリングのマッピングを開始する。ブロック４．４に戻ると、ＡＢＣ又はＢＣ＋２Ａのいずれかのモードに関するフラグが偽に設定されている場合には、手順２５０は終了し、方法１００がブロック１．９で再開し、ここでブロック４．１のリング火炎温度のルックアップ・テーブルに示されているシーケンスでリングのマッピングを実行する。
【００３２】
図７は、全体を３００として示し、方法１００のブロック１．９において用いられるような、所定の作動モード及び抽気レベルにおける最高リング温度境界を求める手順のフローチャートである。開始後、ブロック５．１においてエミッションを安定化させる。エミッションの安定化が完了した後、ブロック５．２において、燃焼器１０内のセンサ８４−９２を用いて多数のパラメータを記録して各パラメータの平均を求める。例えば、各パラメータの平均は、５秒間の間に得られるセンサの読取値から求めることができる。複数の作動パラメータは、リング火炎温度と、種々のエミッションレベル（例えば、ＮＯｘ及びＣＯ）と、抽気レベルと、動的圧力レベルとを含むことができる。
【００３３】
ブロック５．２で各パラメータの平均を求めた後に、ブロック５．３において、マッピング装置１３は、マッピングされているドーム（リング）のリング火炎温度を予め定められた温度数だけ増加させるよう燃焼器コントローラ１１に命令する。例えば、Ａリングのリング火炎温度は華氏２０度だけ上昇させ、Ｃリングのリング火炎温度は華氏４０度だけ上昇させることができる。ブロック５．３においてリング火炎温度を上昇させた後に、手順３００は、燃焼器のセンサの読取値を安定化させるためにブロック５．４において予め定められた時間（例えば５秒）だけ遅延させる。次に、手順はブロック５．５に進み、ここでコントローラ１１内の音響及び失火回避論理（例えばＡＢＡＬ）がブロック５．３においてなされたリング火炎温度の上昇に応答して作動したかどうかを判定する。音響及び失火回避論理が作動した場合には、ブロック５．６において、リング火炎温度に対する最終調節（すなわち、ブロック５．３においてなされたリング火炎温度の上昇）を無効にして、リング火炎温度をブロック５．３以前の温度に復帰させる。次に、ブロック５．７においてエミッションを安定化させて、手順３００は方法１００のブロック１．１０に進み、ここで現在のパラメータ（ブロック５．２において算出された平均値）を最高温度値としてメモリデバイス８２に記録し、音響及び失火回避論理におけるいずれの限界に達したかに応じて、「最大音響」又は「最大失火」のフラグを真に設定する。
【００３４】
再度ブロック５．５を参照すると、音響及び失火回避論理が作動していなかった場合には、手順３００はブロック５．８に進み、ここでブロック５．２において用いたものと同様の複数のセンサを用いて多数のパラメータを記録してこれらのパラメータの平均を求める。例えば、各パラメータの平均は、５秒間の間に得られるセンサの読取値から求めることができる。次に、これらの平均値を音響境界レベル（ブロック５．９）及び失火境界レベル（ブロック５．１０）と比較する。これらの平均値が失火境界又は音響境界のいずれかを超える場合には、手順は方法のブロック１．１０に進み、ここで現在のパラメータ（ブロック５．８からの平均パラメータ）を最高温度値としてメモリデバイス８２に記録し、ブロック５．９又は５．１０においていずれの限界に達したかに応じて、「最大音響」又は「最大失火」のフラグを真に設定する。
【００３５】
ブロック５．９及び５．１０において、これらの平均値が音響境界値及び失火境界値双方よりも低い場合には、手順３００はブロック５．１１に進む。ブロック５．１１において、ブロック５．３におけるリング火炎温度の合計上昇量が、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた値（例えば、華氏１４０度）よりも低いかどうかを判定する。リング火炎温度の上昇量は、ブロック５．８にいて求められたリング火炎温度平均値から、ブロック５．２において求められたリング火炎温度平均値を引くことによって求められる。リング火炎温度の上昇量が、予め定められた温度差よりも小さい場合には、手順３００はブロック５．３に戻り、ここでリング火炎温度を予め定められた量だけ再度上昇させる。リング火炎温度の合計上昇量が、予め定められた温度差以上である場合には、この手順はブロック５．１２に進む。ブロック５．１２において、エミッション値を安定化し、その後手順３００は終了して、方法１００がブロック１．１０で再開し、ここで最高温度境界における現在のパラメータ（ブロック５．８において算出された平均値）をメモリデバイス８２に記録し、「最高範囲」フラグを真に設定する。
【００３６】
図８は、全体を３５０として示し、方法のブロック１．１１において用いられるような、所定の作動モード及び抽気レベルにおける最低リング温度境界を求める手順のフローチャートである。最低温度境界は、図７の最高温度境界を求めるのに使用された方法と同様の方法で求められる。開始後、ブロック６．１においてエミッションを安定化させる。エミッションの安定化が完了した後、ブロック６．２において、多数の制御システムのパラメータを記録し、各パラメータの平均を求める。例えば、各平均は５秒間の間に得られるパラメータの読取値から求めることができる。複数の制御システムのパラメータは、リング火炎温度と、種々のエミッションレベル（例えば、ＮＯｘ及びＣＯ）と、抽気レベルと、動的圧力レベルとを含むことができる。
【００３７】
ブロック６．２で各パラメータの平均を求めた後に、ブロック６．３において、マッピングされているドームにおけるリング火炎温度を予め定められた温度数だけ低下させる。例えば、Ａリングは、華氏２０度だけ低下させ、Ｃリングは、華氏４０度だけ低下させることができる。ブロック６．３においてリング火炎温度を減少させた後に、手順３５０は、制御システムのパラメータを安定化させるために、ブロック６．４において予め定められた時間（例えば、５秒）だけ遅延させる。次に、手順３５０はブロック６．５に進み、ここでコントローラ１１内の音響及び失火回避論理（例えばＡＢＡＬ）がブロック６．３においてなされたリング火炎温度の低下に応答して作動したかどうかを判定する。音響及び失火回避論理が作動した場合には、ブロック６．６において、リング火炎温度に対する最終調節（すなわち、ブロック６．３においてなされたリング火炎温度の低下）を無効にして、リング火炎温度をブロック６．３以前の温度に復帰させる。次に、ブロック６．７においてエミッションを安定化させて、手順３５０は方法１００のブロック１．１２に進み、ここで現在のパラメータ（ブロック６．２において算出された平均値）を最低温度値としてメモリデバイス８２に記録し、音響及び失火回避論理におけるいずれの限界に達したかに応じて、「最小音響」又は「最小失火」のフラグを真に設定する。
【００３８】
再度ブロック６．５を参照すると、音響及び失火回避論理が作動していなかった場合には、手順３５０はブロック６．８に進み、ここでブロック６．２において用いたものと同様の複数のセンサ８４−９２を用いて多数のパラメータを記録して、これらのパラメータの平均を求める。例えば、各平均は、５秒間の間に得られるセンサの読取値から求めることができる。次に、これらの平均値を、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた音響的境界レベル（ブロック６．９）及び予め定められた失火境界レベル（ブロック６．１０）と比較する。これらの平均値が失火境界又は音響境界のいずれかを超える場合には、手順は方法１００のブロック１．１２に進み、ここで現在のパラメータ（ブロック６．８からの平均パラメータ）を最低温度値としてメモリデバイス８２に記録し、ブロック６．９又は６．１０においていずれの限界に達したかに応じて、「最小音響」又は「最小失火」のフラグを真に設定する。
【００３９】
ブロック６．９及び６．１０において、これらの平均値が予め定められた音響境界値及び予め定められた失火境界値双方よりも低い場合には、手順３５０はブロック６．１１に進む。ブロック６．１１において、ブロック６．３でなされたリング火炎温度の低下に応答したリング火炎温度の低下量が、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた温度差（例えば、華氏−１４０度）よりも大きいかどうかを判定する。リング火炎温度の低下量は、ブロック６．８において求められたリング火炎温度平均値から、ブロック６．２において求められたリング火炎温度平均値を引くことによって求められる。リング火炎温度の低下量が、予め定められた温度差よりも小さい場合には、手順３５０はブロック６．３に戻り、ここでリング火炎温度を再度低下させる。リング火炎温度の合計低下量が、予め定められた温度差以上である場合には、この手順はブロック６．１２に進む。ブロック６．１２において、エミッション値を安定化し、その後手順３５０は終了して、方法１００がブロック１．１２で再開し、ここで最低温度境界における現在のパラメータ（ブロック６．８において算出された平均値）を記録し、「最低範囲」フラグを真に設定する。
【００４０】
図９は、全体を４００として示し、方法１００のブロック１．１８において用いられるような、新しい最高及び最低温度境界が定められた後に公称リング火炎温度を設定するための手順を表すフローチャートである。最初にブロック７．１において、図７の最高温度境界手順３００において「最大音響」フラグが真に設定されているかどうかを判定する。「最大音響」フラグが真に設定されている場合には、ブロック７．２において、方法１００のブロック１．１０で記録された最高温度境界から予め定められた温度（例えば、華氏５０度）を引くことによって、公称リング火炎温度を算出する。「最大音響」フラグが真に設定されていなかった場合には、この手順はブロック７．３に進み、ここで図８の最低温度境界手順３５０において「最小音響」フラグが真に設定されているかどうかを判定する。「最小音響」フラグが真に設定されていた場合には、ブロック７．４において、予め定められた温度（例えば、華氏５０度）を方法１００のブロック１．１２で記録された最低温度境界に加えることによって、公称リング火炎温度を算出する。図６の方法２５０において設定されたフラグからブロック７．５において判定されるように、Ｃリングが現在のマッピングの対象である場合には、ブロック７．６においてＣリングの極性調節を設定するように、アラームによってユーザに示される。
【００４１】
ブロック７．３において、「最小音響」フラグが真に設定されていなかった場合には、手順４００はブロック７．７に進み、ここで、方法１００のそれぞれブロック１．１０及び１．１２において記録された最高リング火炎温度と最低リング火炎温度との平均として公称リング火炎温度を算出する。ブロック７．２、７．５、７．６、又は７．７の後に、手順４００はブロック７．８に進み、ここでエミッションを安定化させて、次いで方法１００のブロック１．１９に進み、ここでブロック７．２、７．４、又は７．７において算出された最高リング火炎温度をメモリデバイス８２に記録する。
【００４２】
図１０は、全体を４５０として示し、図７の最高温度境界手順３００のブロック５．９において、或いは図８の最低温度境界手順３５０のブロック６．９において用いることができるような、音響境界を求める手順についてのフローチャートである。開始後に、ブロック８．１において、コントローラ１１内の音響及び失火回避論理（例えば、ＡＢＡＬ）が作動したかどうかを判定する。ＡＢＡＬが作動していなかった場合には、手順４５０はブロック８．３に進み、ここでリング火炎温度が、メモリデバイス８２から取り出された予め定められた閾値限界よりも高いかどうかを判定する。リング火炎温度は、手順３００のブロック５．８又は手順３５０のブロック６．８において算出された平均値から得られる。リング火炎温度が予め定められた閾値限界よりも高い場合には、音響境界を求め（ブロック８．４）て、手順４５０はブロック８．５に進み、ここでエミッションを安定化させ、次いで、方法１００のブロック１．１０又はブロック１．１２に進み、ここで手順３００のブロック５．８か、又は手順３５０のブロック６．８において算出された平均値を、音響境界条件としてメモリデバイス８２に記録する。
【００４３】
ブロック８．３において、リング火炎温度が予め定められた閾値限界以下である場合には、手順４５０はブロック８．７に進む。ブロック８．７において、燃焼器の出口における動的圧力を予め定められた値と比較する。動的圧力が、ブロック８．７で用いた予め定められた値よりも低い場合には、境界は見出されず（ブロック８．８）、最高又は最低温度境界手順３００、３５０が、ブロック５．１１又は６．１１で再開する。
【００４４】
ブロック８．７において、燃焼器出口における動的圧力が予め定められた値以下である場合には、手順４５０はブロック８．９に進む。ブロック８．９において、最高温度境界手順３００のブロック５．３又は最低温度境界手順３５０のブロック６．３からのリング火炎温度の増加又は減少が、予め定められた温度数よりも大きい（例えば、華氏１５度）場合には、手順４５０はブロック８．１０に進む。ブロック８．１０において、リング火炎温度の増加／減少を、ブロック８．９における予め定められた温度数よりも小さい／大きい（例えば、＋／−華氏１０度）予め定められた温度数だけ減少／増加させる。手順４５０はブロック８．９又は８．１０からブロック８．１１に進み、ここで燃焼器のパラメータをより長い時間安定させるように、ブロック５．４及び６．４において用いられた手順のホールド時間だけ遅延させる。手順４５０がブロック８．１１に達する場合は、境界は見出されず（ブロック８．８）、手順３００又は３５０は、ブロック５．３又は６．３で再開する。
【００４５】
ブロック８．１においてＡＢＡＬが作動していた場合には、ブロック８．２においてリング火炎温度を予め定められた量だけ低下させ、ＡＢＡＬをクリアする。ＡＢＡＬをブロック８．６において再度作動させる場合には、リング火炎温度をブロック８．２において予め定められた量だけさらに低下させる。ブロック８．２と８．６間のループは、ＡＢＡＬがブロック８．６において不作動となるまで続き、これは、音響境界が見出されたことを示す（ブロック８．４）。ブロック８．４から、手順４５０はブロック８．５に進み、ここでエミッションを安定化し、次いで方法１００のブロック１．１０又はブロック１．１２に進む。
【００４６】
図１１は、手順３００のブロック５．１０又は手順３５０のブロック６．１０において用いることができるような、失火境界を求めるための手順５００を表すフローチャートである。手順５００はブロック９．１で始まり、ここでブロック１．２において記録された調節前のエンジンの抽気レベルと現在の抽気レベルとの差が、或る予め定められた量よりも大きいかどうかを判定する。この予め定められた量は、ブロック１．２において記録された初期抽気レベルの百分率とすることができる。この差が予め定められた量以下である場合には、現在の失火パラメータと初期の失火パラメータとの間の差が、或る予め定められた量よりも大きいかどうかを判定する。失火パラメータは、所定モードについて予測した量を超過する燃料流量を示す。失火パラメータは、任意の周知の熱力学的熱負荷モデリング手法を使用して求められる。現在の失火パラメータは、テスト中のエンジンに現存するエンジン速度、作動圧、及び温度を熱負荷モデルに入力することによって求められる。初期の失火パラメータは、ブロック１．２において予め記録されたエンジン速度、作動圧、及び温度を熱負荷モデルに入力することによって求められる。ブロック９．１又は９．２において、前記差がそれぞれの予め定められた量よりも大きい場合には、手順５００はブロック９．５に進む。ブロック９．５において、（方法１００のブロック１．９において最高リング火炎温度境界が求められている場合には）リング火炎温度を予め定められた量だけ低下させるか、又は（方法１００のブロック１．１１において最低リング火炎温度境界が求められている場合には）リング火炎温度を予め定められた量だけ上昇させる。ブロック９．６において失火が検出されたことを示すアラームを作動させ、ブロック９．７において全てのフラグをリセットして、ブロック９．８で方法１００が終了する。
【００４７】
ブロック９．１及び９．２において、前記差がそれぞれの予め定められた量以下である場合には、手順５００はブロック９．３に進み、ここでリング火炎温度の増加の合計を、予め定められたエミッションチェック用温度変化と比較する。リング火炎温度の増加（又は減少）の合計が、エミッションチェック用温度変化よりも小さい場合には、失火境界は検出されず、最高又は最低温度境界手順３００、３５０をブロック５．１１又は６．１１で再開する。
【００４８】
ブロック９．３において、リング火炎温度増加（又は減少）が、エミッションチェック用温度変化よりも大きい場合には、手順５００はブロック９．９に進み、ここでエミッションを安定化することができ、ブロック９．１０に進み、ここで燃焼器のＣＯ及びＮＯｘエミッションレベルからの読取値をメモリデバイス８２から取り出された予め定められた限界値と比較される。これらの予め定められた限界値は、エンジン設計における最大エミッション限界値とすることができる。ＣＯ又はＮＯｘの読取値が、これらの予め定められた限界値よりも高い場合には、失火境界が検出されており（ブロック９．１１）、方法１００はブロック１．１０又は１．１２に進み、ここで手順３００のブロック５．８又は手順３５０のブロック６．８で算出された平均値を失火境界条件としてメモリデバイス８２に記録する。
【００４９】
ブロック９．１０において、ＣＯ又はＮＯｘの読取値が、これらの予め定められた限界値以下である場合には、手順５００はブロック９．１２に進み、ここで現在のＣＯ読取値を、方法１００のブロック１．２からの初期のＣＯ読取値と比較する。現在のＣＯ読取値が、初期の読取値よりも小さい場合には、手順５００はブロック９．１３に進む。ブロック９．１３において、エミッションチェック用温度変化（ブロック９．３で用いられた）を、ブロック９．３で前に用いられたものよりも高い予め定められた温度（例えば、華氏５０度に再設定する）か、又はエンジンに関する最高許容温度変化のいずれか低い方に再設定する。失火境界は検出されず（ブロック９．１４）、最高又は最低温度境界手順３００、３５０は、ブロック５．１１又は６．１１で再開する。
【００５０】
ブロック９．１２において、現在のＣＯ読取値が、方法１００のブロック１．２からの初期のＣＯ読取値以上である場合には、手順５００はブロック９．１５に進む。ブロック９．１５において、最大ＣＯ限界値（ブロック９．１０で前に用いられた）に対応する火炎温度を既に取得済みのデータからの外挿を用いて予測する。ブロック９．１６において、エンジンに関する最高許容温度変化とブロック９．１５から予測された火炎温度との低い方を、方法３００のブロック５．３又は方法３５０のブロック６．３における温度増加分として用いる。
【００５１】
次に、手順５００はブロック９．１７に進み、ここで現在のＣＯ読取値を、ブロック９．１０で用いた値よりも小さい予め定められた値と比較する。ブロック９．１７において、現在のＣＯ読取値が予め定められた値以下である場合には、失火境界は検出されず（ブロック９．４）、最高又は最低温度境界手順３００、３５０をブロック５．１１又は６．１１で再開する。ブロック９．１７において、現在のＣＯ読取値が予め定められた値よりも大きい場合には、手順５００はブロック９．１８に進み、ここでブロック５．３又は６．３における温度増加分を半分に減少させる。また、失火境界は検出されず（ブロック９．４）、最高又は最低温度境界手順３００、３５０を、ブロック５．１１又は６．１１で再開する。図１２は、全体を５５０として示し、方法１００のブロック１．２２において用いられる、次のマッピング条件を求めるための手順のフローチャートである。図６の手順２５０と共に、手順５５０によって、図１のマッピング方法１００が多数のバーナ・モードを自動的に選択しマッピングすることが可能になる。開始後、手順５５０はブロック１０．１に進み、ここで現在のバーナ・モードが全てのドーム（例えば、ドームＡ、Ｂ、及びＣの全て、又はドームＢ及びＣの全てとドームＡの一部）の作動を必要とするかどうかを判定する。これは方法２５０のブロック４．１において設定されたフラグから判定される。全てのドームを必要とするわけではない場合には、手順５５０はブロック１０．２に進み、ここで全てのフラグをリセットし、次いでブロック１０．３に進み、ここで次のマッピングポイント（すなわち、モード／抽気の組み合わせ）に進むようにユーザを促す。
【００５２】
ブロック１０．１において、現在のバーナ・モードが、全てのドームの作動を必要とすると判定した場合には、手順５５０はブロック１０．４に進む。ブロック１０．４において、Ａリングのフラグが方法２５０のブロック４．１において真に設定されたかどうかを判定する。Ａリングのフラグが真に設定されていない場合には、方法１００はブロック１．８に進み、ここでＡリングを調節する。ブロック１０．４において、Ａリングが真に設定されている場合には手順５５０はブロック１０．５及び１０．６に進む。ブロック１０．５及び１０．６において、全てのフラグをリセットし、次のマッピングポイントに進むようにユーザを促す。
【００５３】
本明細書で説明されたマッピング処理を自動化する燃焼器のマッピング方法によって、ガスタービンエンジンの燃焼器をマッピングするのに要する時間が以前よりも削減され、人為的なミスを招く可能性が大幅に低減される。更に、特定のエンジンを適正にマッピングするための資格が与えられるようになるユーザのための、特別な講習や実地訓練はもはや必要ではない。ユーザはただマッピングプログラムを開始し、出力を点検するだけである。その結果、燃焼器のマッピングプロセスのために人員を訓練する費用及び時間的コストとが大幅に削減される。
【００５４】
本明細書で説明されたマッピングの方法はまた、マッピングプロセスの品質を改善するものである。この方法により、失火境界（ＣＯ／ＵＨＣエミッション、抽気停止、失火パラメータの変更）を検出するあらゆる既知の手段の同時使用が可能になり、これにより境界判定の精度が向上する。更に、この方法は、エミッションパラメータ及び計器診断をチェックして、発生する可能性のある計測器の機能不良をユーザに報知する。
【００５５】
本明細書に説明された方法及び手順は、コンピュータによって実行されるプロセス及び該プロセスを実施する装置の形態で具現化することができる。また、本発明は、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク・ドライブ、又は他の任意のコンピュータ可読の記憶媒体のような有形媒体内に具現化された命令を含むコンピュータ・プログラムコードの形態で具現化することができ、ここでは該コンピュータ・プログラムコードがコンピュータにロードされて実行される場合には、該コンピュータが本発明を実行する装置となる。また、本発明は、例えば、記憶媒体内に格納されてコンピュータにロードされ及び／又はコンピュータによって実行されるか、或いは電気配線若しくはケーブル配線によって、光ファイバを通じて、又は電磁放射を介してのような何らかの伝送媒体によって伝送される、コンピュータ・プログラムコードの形態で具現化することができ、ここでコンピュータ・プログラムコードがコンピュータにロードされ実行される場合には、該コンピュータが本発明を実行する装置となる。コンピュータ・プログラムコードが汎用マイクロプロセッサに実装される場合には、該コンピュータ・プログラムコードのセグメントは、該マイクロプロセッサが特定の論理回路を形成するように構成される。
【００５６】
好ましい実施形態が示され説明されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に種々の変更及び代替を行うことが可能である。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】ＤＬＥ燃焼器の断面図。
【図２】燃焼器の５つの作動モードを示す予混合器のステージング・シーケンスのグラフ図。
【図３】ガスタービンエンジンシステムにおける燃焼器の自動マッピング方法を表すフローチャート。
【図４】図３のブロック１．６において用いるための、燃焼器のバルク火炎温度を調節する必要があるかどうかを判定する手順を表すフローチャート。
【図５】図３のブロック１．７において用いられるような、燃焼器のバルク火炎温度を調節する手順を表すフローチャート。
【図６】図３のブロック１．８において実行されるような、いずれのドームが調節されるべきかを決定するための手順を表すフローチャート。
【図７】図３のブロック１．９において用いられるような、所定の作動モード及び抽気レベルにおける最高リング温度境界を求めるための手順を表すフローチャート。
【図８】図３のブロック１．１１において用いられるような、所定の作動モード及び抽気レベルにおける最低リング温度境界を求めるための手順を表すフローチャート。
【図９】図３のブロック１．１８において用いられるような、新しい最高及び最低温度が定まったときに公称リング火炎温度を設定する手順を表すフローチャート。
【図１０】図７のブロック５．９又は図８のブロック６．９において用いることができるような、音響的境界を求める手順を表すフローチャート。
【図１１】図７のブロック５．１０又は図８のブロック６．１０において用いることができるような、失火境界を求める手順を表すフローチャート。
【図１２】図３のブロック１．２２において用いられるような、次のマッピング条件を求める手順を表すフローチャート。
【符号の説明】
【００５８】
１１  燃焼器コントローラ
１２  内側ドーム
１３  マッピング装置
１４  中央ドーム
１６  外側ドーム
８０  スケジュール
８２  メモリ
８４−９２  センサ
【図１】
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【図２】
2004163087.tif 000004
【図３】
2004163087.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004163087.tif 000007
【図６】
2004163087.tif 000008
【図７】
2004163087.tif 000009
【図８】
2004163087.tif 000010
【図９】
2004163087.tif 000011
【図１０】
2004163087.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2004163087000001.pdf