(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼圏を有する連続燃焼システムの燃焼不安定性を検出するシステムであって：
前記燃焼圏内でガスに曝露されるような位置に配置された少なくとも１つのイオンセンサと；
前記少なくとも１つのイオンセンサに連結される制御装置であって、前記少なくとも１つのイオンセンサから燃焼イオン化信号を受信し、燃焼不安定性の発生を示す前記燃焼イオン化信号中の振動を検出できる制御装置とを備える；
システム。
【請求項２】
前記少なくと１つのイオンセンサに接続され、前記制御装置に制御される電源を更に備える；
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記連続燃焼システムがガスタービン燃焼システムであり；
前記少なくとも１つのイオンセンサが前記ガスタービン燃焼システムの燃料ノズル内に配置される；
請求項１または請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのイオンセンサが少なくとも１つの電極を備える；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電極が第１電極および第２電極を備え、前記第１電極および前記第２電極は同一平面内に保持されるが、絶縁部材によって離間関係にある；
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの電極は、前記少なくとも１つの電極から前記燃焼圏内の接地へ電界が放射されるように励起される；
請求項４または請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
燃焼圏を有する連続燃焼システムの燃焼不安定性を検出するシステムであって：
前記燃焼圏内でガスに曝露されるような前記燃焼圏内の位置に配置された少なくとも１つの電極と；
前記少なくとも１つの電極に連結される制御装置であって、前記少なくとも１つの電極を励起して、前記少なくとも１つの電極から前記燃焼圏の接地に至る電界を発生させ、前記少なくとも１つの電極から燃焼イオン化信号を受信し、燃焼不安定性の発生を示す前記燃焼イオン化信号中の振動を検出できる制御装置とを備える；
システム。
【請求項８】
前記燃焼システムがガスタービン燃焼システムであり；
前記少なくとも１つの電極が前記ガスタービン燃焼システムの燃料ノズル内に配置される；
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電極が第１電極および第２電極を備え、前記第１電極および前記第２電極は同一平面内に保持されるが、絶縁部材によって離間関係にあり、前記第２電極は、前記制御装置に励起されると、冗長燃焼イオン化信号を前記制御装置に提供する；
請求項７または請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記燃焼イオン化信号の振動の大きさを閾値レベルと比較して、前記大きさが前記閾値レベル以上である場合に、エンジン制御装置へ信号を送信する、
請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記少なくとも１つの電極から前記燃焼圏内の接地へ電界が放射されるように、前記少なくとも１つの電極を励起する；
請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
連続燃焼システムの燃焼圏内の燃焼へ曝露されるような位置に配置された電極を有する前記連続燃焼システムの燃焼不安定性を検出する方法であって：
前記電極を通って流れるイオン電流を示すイオン電流信号を、前記電極から受信するステップと；
前記イオン電流信号のパラメータが、前記燃焼工程が燃焼不安定性の開始状態にあることまたは不安定であることのいずれかを示すかを判定するステップとを備え；
前記パラメータは、振動周波数および振動の大きさのうち、少なくとも一方を含む；
方法。
【請求項１３】
連続燃焼システムの燃焼圏内の正常燃焼へ曝露されるような位置に配置された電極を有する前記連続燃焼システムの燃焼不安定性を検出する方法であって：
前記電極を通って流れるイオン電流を示すイオン電流信号を、前記電極から受信するステップと；
前記イオン電流信号中の振動を検出し、前記イオン電流信号のパラメータが、前記燃焼工程が燃焼不安定性の開始状態にあることまたは不安定であることのいずれかを示すかを判定するステップとを備える；
方法。
【請求項１４】
前記燃焼工程中に、前記電極に電圧を印加するステップを更に備える；
請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記イオン電流信号の前記パラメータが、前記燃焼工程が燃焼不安定性の開始状態にあることまたは不安定であることを示した場合、信号を発信するステップを更に備える；
請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記連続燃焼システムは希薄予混合ガスタービンを備える；
請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記パラメータは、振動周波数および振動の大きさのうち、少なくとも一方を含む；
請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記振動周波数が所定周波数域内にあって、前記振動の大きさが第１閾値を上回る場合、燃焼不安定性の開始状態を示す信号を発信するステップを更に備える；
請求項１２または請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１閾値が±６．８９ｋＰａに相当する；
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記所定周波数域が、前記連続燃焼システムの臨界周波数の±５０Ｈｚである；
請求項１８または請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記振動周波数が前記所定周波数域内にあって、前記振動の大きさが少なくとも第２閾値である場合、燃焼不安定性を示す信号を発信するステップを更に備える；
請求項１８ないし請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記イオン電流信号のパラメータが、前記燃焼工程が燃焼不安定性の開始状態にあることまたは不安定であることを示した場合、エンジン制御装置に信号を送信するステップを更に備える；
請求項１３ないし請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
イオンセンサの電極が連続燃焼システムの燃焼圏内の正常燃焼へ曝露されるような位置に配置されたイオンセンサを有する前記燃焼システムの燃焼不安定性を検出するためのコンピュータで実行可能な命令を有するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータで実行可能な命令は：
前記イオンセンサを通って流れるイオン電流中の振動を測定し、前記イオン電流のパラメータを判定するステップと；
前記パラメータが、前記燃焼工程が燃焼不安定性の開始状態にあることまたは不安定であることを示した場合、アラームを発するステップとを備えるステップを実行する；
コンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
前記燃焼工程中に、前記イオンセンサに電圧を印加するステップを実行するための、コンピュータで実行可能な命令を更に有する；
請求項２３に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
前記パラメータが振動周波数および振動の大きさを含み；
前記アラームを発するステップは、前記振動周波数が所定周波数域内で、前記振動の大きさが第１閾値を上回る場合、燃焼不安定性の開始状態を示す信号をエンジン制御装置に送信するステップを備える；
請求項２３または請求項２４に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
前記第１閾値が±６．８９ｋＰａに相当する；
請求項２５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記所定周波数域が、前記連続燃焼システムの臨界周波数の±５０Ｈｚである；
請求項２５または請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記所定周波数域が１０Ｈｚと１０ｋＨｚとの間である；
請求項２５ないし請求項２７のいずれか１項に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
前記パラメータが振動周波数および振動の大きさを含み；
前記アラームを発するステップが、前記振動周波数が前記所定周波数域内で、前記振動の大きさが第２閾値を上回る場合、燃焼不安定性を示す信号をエンジン制御装置に送信するステップを備える；
請求項２５ないし請求項２８のいずれか１項に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［連邦政府の後援を受けた研究開発に関する記載］
本発明は、CRADA No. 02N-050の下で一部に政府支援を受け、ウッドワード・ガバナー・カンパニー社（Woodward Governor Company）と米国エネルギー省国立エネルギー技術研究所 (National Energy Technology Laboratory of the United States Department of Energy) との間でなされた。米国政府は本発明に特定の権利を保有する。
【０００２】
［技術分野］
本発明は一般に連続燃焼システムに関し、より詳細には、燃焼不安定性の開始状態の付近で作動するようなシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガスタービンエンジンのような連続燃焼システムが多くの産業で用いられている。こうした産業には、運輸、発電および装置産業が含まれる。連続燃焼システムはその運転中に、プロパン、天然ガス、ディーゼル燃料、ケロシンまたはジェット燃料等の燃料を燃焼してエネルギーを生み出す。燃焼工程の副産物の１つは、大気中へ排出される汚染物質である。汚染物質放出レベルは政府機関により規制されている。環境に有害なガスの大気中への放出量の大幅な削減にもかかわらず、政府はＮＯＸ、ＣＯ、ＣＯ２および炭化水素（ＨＣ）等のガスの放出レベルをさらに低レベルに規制し、対象となる産業も非常に増加している。  
【０００４】
各産業界は、放出レベルを削減する様々な方法を開発してきた。ガス化燃料タービンのための一方法は希薄予混合燃焼である。希薄予混合燃焼では、空気と燃料との割合を低く（希薄に）保ち、燃焼工程前に燃料は空気と予混合される。そして、窒素酸化物（主として温度が１８５０Ｋを超えると発生する）の生成を回避する十分に低い温度に保つ。また、予混合は、一酸化炭素および未燃焼炭化水素が完全には酸化されることのない燃料リッチな領域が偏在する可能性を低くする。  
【０００５】
希薄予混合ガスタービンおよび他の連続燃焼システムにおいて、製造会社が直面するさらに困難な問題の１つは、燃焼不安定性という現象である。燃焼燃料の不規則な熱放出の結果として、燃焼不安定性が生じ、破壊的な圧力振動または音響振動を生じるのである。希薄予混合ガスタービンでは、空燃比が希薄可燃限界近傍で燃焼不安定性が生じ、希薄可燃限界ではタービン排ガスが最小限に抑制され効率が最大となる。一般的に、燃焼温度を最低限に抑え、排ガスを削減するために、予混合燃料流の空燃比をできるだけ希薄にすべきである。しかしながら、空燃比が希薄過ぎると、火炎が不安定になり、圧力変動が生ずる。燃焼不安定性の典型的な兆候は燃焼圧力の変動であり、数ヘルツから数１０ｋＨｚまでの間の周波数域で、わずか±６．８９ｋPa［±１ｐｓｉ］程度の変動を生ずることがある。この振動は、その大きさおよび周波数次第で、時には不快な可聴ノイズを生成するが、それよりはるかに重大な影響が、高サイクル疲労に因るタービン構成要素の壊滅的な破損である。最も厳しい振動は、燃焼圏の機械構成要素の固有振動数を励起する振動であり、これが機械的応力を著しく高める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
大部分の連続燃焼システムは、現場では燃焼不安定性が発生し得る運転領域に入るのを避けるに足る余裕安全率を伴って運転される。しかし、構成要素が磨耗したり、燃料組成が変化したりすると、燃焼工程が不安定になり得る。
【０００７】
本発明は、燃焼不安定性が非常に低いレベルであっても、その存在を検知できる装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
タービン燃焼システムの燃焼チャンバ内には、電極等のイオンセンサが、その燃焼チャンバ中のガスに曝露されるような位置へ配置される。センサに電圧を印加して、センサから燃焼チャンバの指定接地（例えば燃焼チャンバ壁）に至る電界を発生させる。一実施の形態では、センサから燃焼チャンバの指定接地へ電界を放射するように、電圧を印加する。制御装置（制御モジュール）は、燃焼イオン化信号をセンサから検出および受信し、燃焼イオン化信号に、燃焼不安定性の発生または燃焼不安定性の開始状態を示す振動があるか否かを判定する。
【０００９】
制御装置は、燃焼工程中に、センサへ電圧を印加し、センサと燃焼チャンバの指定接地との間を流れるイオン電流を測定し、所定パラメータとイオン化電流振動の大きさおよび振動周波数とを比較し、振動の大きさおよび振動周波数が燃焼不安定性の範囲内であれば、信号を発信する。パラメータには振動周波数域および振動の大きさが含まれる。
【００１０】
振動周波数が、所与の燃焼システムの臨界域内（例えば臨界周波数２７５Ｈｚに対して略２５０Ｈｚから略３００Ｈｚの範囲）にある場合、および／または、振動の大きさが、定常状態の大きさに対する第１閾値（例えば±１３．７９ｋＰａ［±２ｐｓｉ］）を上回る場合、信号を発信して燃焼不安定性を指し示す。振動周波数が臨界域内にある場合、および／または、振動の大きさが、定常状態の大きさに対する第２閾値を上回る場合、信号を発信して燃焼不安定性の開始状態を指し示す。  
【００１１】
同一平面に保持されるものの、絶縁部材によってイオンセンサと離間関係にある予備センサは、イオンセンサが故障したときに、燃焼イオン化信号を制御装置へ提供する。  
【００１２】
本明細書における発明の詳細な説明から、発明の特徴に加え、本発明のこれらのおよび他の利点も明らかとなろう。
【００１３】
本発明が特定の好ましい実施の形態と関連付けて説明されるが、本発明をそれらの実施の形態に限定する意図はない。反対に、意図するところは、付帯する各請求項によって定められるような本発明の精神および範囲に含まれる、代替、修正、および均等物を全て網羅することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、イオン化信号を利用して、ガスタービン、工業用バーナ、工業用ボイラまたはアフタバーナ等の連続燃焼システムの燃焼圏における燃焼不安定性および／または燃焼不安定性の開始状態を検知する方法および装置を提供する。イオン化信号の大きさは、火炎中の炭化水素の濃度に比例する。火炎の振動は炭化水素に振動を発生させ、その結果、イオン化信号の振動となる。本発明は、イオン化信号の振動の周波数および大きさを検出し、イオン化信号の振動の周波数および大きさが選択閾値を上回ると、指示を出す。  
【００１５】
ここで図を参照すると、図中の同一符号は同一要素を指し、本発明が適切なタービン環境で実施されているとして図示されている。図１は、本発明を実施できる適切なタービン環境１００の例を説明する。タービン環境１００は、適切なタービン環境の一例にすぎず、本発明の使用または機能性の範囲について何らの制限も示唆しないものとする。例えば、本発明を、アフタバーナ、工業用バーナ、工業用ボイラ等で実施してもよい。タービン環境１００は、例示の動作環境１００で示す構成要素の１つ、または構成要素の組合せに関し、従属性も必要性も何ら有していないと解釈するものとする。
【００１６】
図１を参照すると、本発明を実施する例示のシステムは、電子装置（電子モジュール）１０２と、燃料ノズル１０４と、燃焼チャンバ１０６とを含む。燃料ノズル１０４は、従来の手段を用いて燃焼チャンバ１０６に取り付けられる。燃料ノズル１０４は通常、導電材料でできており、入口部１０８と、燃焼チャンバ１０６に通じる出口ポート１１０と、中央本体１１２とを有する。空気と燃料とを予混合スワーラ１１４で混合した後、燃焼圏でイグナイタ（不図示）を用いてこの燃料混合物に点火する。アフタバーナでは、別の通路を介して空気を燃焼チャンバ１０６に進入させ、燃料ノズル通路を用いて燃料を燃焼チャンバ１０６へ導入する。タービンの動作は周知であるので、本明細書で検討するまでもない。
【００１７】
電子装置１０２は別体の装置であってもよく、点火制御装置の一部もしくはエンジン制御装置の一部であってもよい。電子装置１０２は、プロセッサ１３２から命令を受けたときに、制御されたＡＣまたはＤＣ電圧信号を電極１２０、１２２へ与える電源１３０を含む。プロセッサ１３２は、電極１２０、１２２へ電力を供給するように電源に命令し、調整装置（調整モジュール）１３６を介して電極１２０、１２２からイオン電流信号を受信し、イオン信号の分析に必要な計算タスクを実行して燃焼不安定性の開始状態および燃焼不安定性を判定し、インターフェース１３４を介してエンジン制御装置等の他の装置と交信する。調整装置１３６は、ライン１３８を介して電極１２０、１２２から信号を受信し、必要なフィルタリングまたは増幅を行なう。  
【００１８】
ここで図２（ａ）を参照すると、本発明のイオンセンサの実施の形態１１８は、円形の燃焼電極１２０と、予備電極１２２と、絶縁部材１２４とを含む。電極１２０および１２２は、燃焼システムで生じる正常運転温度に堪え得る、金属等の導電材料で形成される。またかかる材料は、フラッシュバック等の異常状態の間にもたらされる高温にも堪えられなくてはならない。  
【００１９】
絶縁部材１２４は、燃料燃焼中に生じる正常運転温度、そしてフラッシュバック状態の間にもたらされる高温の両方に堪え得る絶縁セラミック酸化物等、耐久性のある非導電材料で形成されている。絶縁部材１２４は円形であって、滑らかな表面を有する。電極１２０、１２２は、絶縁部材１２４を挟んで互いに電気的にも物理的にも隔離した状態で固着される。但し、燃焼の周囲のイオン化火炎場を電極１２０、１２２が検出することにより燃焼不安定性を判定できるように、各電極１２０、１２２の表面は、そのかなりの部分が露出している。電極１２０、１２２は同軸ケーブル１２６、１２８によって帯電する。代替として、絶縁部材１２４は、中央本体１１２の一体部分であってもよいし、絶縁部材１２４と電極１２０、１２２は、燃料ノズル１０４の別の部位に配置してもよい。図２（ｂ）は、電極１２０、１２２の代替の実施の形態を示し、中央本体１１２の先端全体を用いることで電極１２０の表面積を最大にする。電極１２０、１２２の構成に関する更なる詳細は、米国特許第６，４２９，０２０号および２００１年９月１８日出願の米国特許出願第０９／９５５，５８２号に記載されており、そのすべてを参照して本明細書に組み込む。
【００２０】
注目すべきは、本発明に従って別のタイプのイオン電流センサを使用できる点である。例えば、単体電極を用いてもよい。さらに、連続燃焼システムのイオン電流を検知できれば、別のタイプの電極を用いてもよい。以下の説明では、電極１２０、１２２を使って本発明の動作について述べるものとする。  
【００２１】
ここで図３を参照すると、正常燃焼中に、火炎１４０が自由イオンを生成し、電極１２０に電圧を印加すると、電極１２０はイオン電流を持つことになる。イオン電流は、電極１２０と接地（例えば燃焼チャンバ壁）との間を流れる。イオン電流の大きさは、燃焼工程中の自由イオンの濃度に比例するであろう。電極１２０、１２２に電位を印加すると、電極１２０と燃焼チャンバ内の残りの構成要素との間に電界１４２（１４４）が作られる。電極１２２は、予備センサとしての役を果たすためにある。正常運転中、電極１２２の電界１４４は、電極１２０が生成する電界１４２の相殺効果に因り、スワーラ１１４に向かって後方を指している。万が一、電極１２０または電極１２０に対応する回路が故障した場合は、電極１２２を使用でき、電極１２０による電界相殺が生じないので、電極１２２は電極１２０の場合と実質同一のイオン電流を検知することになる。電気絶縁された壁または接地が不十分な壁を有する燃焼チャンバに対し、接地ストリップを用いてリターンパスを提供することによってイオン電流の流れを強化する。本明細書中で用いる接地ストリップという用語は、リターンパスを接地へ提供するあらゆる接続を意味する。例えば、接地ストリップは、接地平面、導電性ストラップ、導電性ストリップ、端子ストリップ等であってもよい。米国特許第６，４２９，０２０号および米国特許出願第０９／９５５，５８２号に記載されるように、電極１２０、１２２をガード電極およびフラッシュバックセンサとして用いてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
火炎１４０が一旦振動し始めると、火炎を囲むイオン化場も振動する。電子装置１０２は、以下で述べるように、振動を検知し、その振動の大きさおよび周波数が閾値レベルを上回ると、然るべき措置をとる。ここで図４を参照すると、圧力およびイオン電流における振動が示されている。図４において、曲線８００は、電極１２０、１２２を有する燃焼チャンバ内に取り付けられた圧力センサからの圧力振動を示す。曲線８０２は電極１２０を通って流れるイオン電流であり、曲線８０４は電極１２２を通って流れるイオン電流である。万が一、電極１２０が故障した場合、電極１２２を通って流れるイオン電流は、曲線８０２に類似するであろう。イオン電流は、燃焼チャンバの圧力振動に関する直接の指標となることが見て取れる。図５は図４の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）であって、燃焼チャンバ１０６における様々な動作条件下でも、イオン電流８０２の主周波数が、圧力８００の主周波数に追随することを示す。
【００２３】
火炎１４０が不安定になると、典型的には、数Ｈｚから２０００Ｈｚ以上の周波数域の圧力振動が現れる。６．８９ｋＰａ［±１ｐｓｉ］の振幅しかない振動が、耐え切れないほどの可聴ノイズを生じさせるケースもある。ノイズ以外にも、圧力振動波は、システムに機械的応力を生じさせ、初期故障、さらには壊滅的な破損を招く。燃焼チャンバのライナおよびタービンブレード（不図示）は、燃焼振動によって発生する高い疲労応力の影響を最も受けやすい。  
【００２４】
ここで図６を参照して、燃焼不安定性の開始状態を検出するために電子装置が実行するステップを説明する。オペレータがセットポイント（すなわち閾値）を設定し、それらをエンジン制御装置や点火制御装置等の他の制御装置が記憶し、電子装置が受信する（ステップ９００）。セットポイントは、制御装置が検出する振動の大きさおよび周波数の閾値を含む。例えば、閾値は、燃焼不安定性の開始状態や、シャットダウンレベル（例えば破壊的な燃焼不安定性）等に関するものであってもよい。ここでは説明目的で２つの閾値を用いることにする。当業者にとって、任意の数の閾値を用いてもよいことは明らかである。説明で使う閾値は、第１閾値および第２閾値である。第１閾値は燃焼不安定性の開始状態に関する値であって、振動の周波数および大きさは、制御パラメータを変化させて燃焼システムの運転を不安定域から移行させることが可能な領域にある。第２閾値は次のような条件に関する値であって、更なる運転が重大な機械的故障を招くという理由で、動力を小さくしたり、システムをシャットダウンしたりする等の緊急措置を行い、そのシステムを保護しなくてはならない領域にある。
【００２５】
電極１２０にサイクルの適切な点で電圧を印加する（ステップ９０２）。典型的には、混合気の点火後（またはそのとき）に、電極１２０に電圧を印加する。電子装置１０２はイオン波形を受信して、その波形を処理する（ステップ９０４）。この波形処理は、波形中に振動があるか否かを検出するステップを含む。振動があれば、振動の大きさおよび周波数を測定する。振動の大きさが第１閾値より大きく、第２閾値未満である場合（ステップ９０６）、周波数をチェックして、それが第１閾値に対する周波数帯セットポイント内であるか否かを判定する（ステップ９０８）。振動周波数が周波数帯内である場合、エンジン制御装置に通知し、それによって、タービンが燃焼不安定性のポイントから更に離れて動作するよう、制御パラメータ値を変更できる（ステップ９１０）。
【００２６】
振動が存在する場合、装置１０２は、振動の大きさが第２閾値レベルを上回るか否かを判定する（ステップ９１２）。振動の大きさが第２閾値を上回る場合、装置は、周波数が第２閾値に対する周波数帯セットポイント内であるか否かを判定する（ステップ９１４）。振動周波数が周波数帯内である場合、アラームを送り、それによって、燃焼システムをシャットダウンしたり、システムの定格出力を下げたりする等、適切な措置を取って燃焼システムに対する損傷を回避する（ステップ９１６）。連続燃焼システムによっては、大きさが閾値を超えるか、あるいは周波数が周波数帯内である場合に、通知および／またはアラームが送られる。
【００２７】
しかして、燃焼不安定性を検出する方法および装置が説明されたことが分かる。本発明を用いれば、圧力センサで燃焼不安定性を検知する必要性がなくなる。圧力センサを排除することで、タービンシステムの耐用期間中のメンテナンスコストが削減される。各制御構成要素を別々に格納しても、既存のタービン制御装置に一体化してもよい。  
【００２８】
本発明の説明に関連して（特に以下のクレームに関連して）用いられる名詞ならびに類似の指示語は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、非限定用語（すなわち「〜を含むが、限定しない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の列挙は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及することの略記法として適うことを意図しているに過ぎない。各値は、本明細書中で個々に列挙されるかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行なうことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「等」）は、特に請求項に記載されない限り、単に本発明をよりよく解明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を提起するものではない。明細書中の如何なる言い回しも、本発明の実施に不可欠である、請求項に記載されていない要素を示している、と解釈してはならない。  
【００２９】
本明細書中では、本発明者が発明を実施するための最良の形態を含む、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読んだ時点で、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練工が適宜このような変形を適用することを期待し、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で発明が実施されることを意図している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付されたクレームに記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、好ましい実施の形態で考えられるすべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本明細書に組み込まれその一部を成す添付図面は、本発明のいくつかの局面を示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図１】図１は、タービンシステムの一部における本発明の構成要素を説明する線図である。
【図２】図２（ａ）は、燃料ノズル本体へ一体化される、本発明の一実施の形態に係る電極構成要素の断面図である。図２（ｂ）は、燃料ノズル本体へ一体化される、本発明の電極構成要素の代替の実施の形態の断面図である。
【図３】図３は、燃焼不安定性のあるシステムにおける、図１の構成要素を説明する線図である。
【図４】図４は、圧力センサの出力およびイオン電流を示すグラフであり、イオン電流振動が燃焼チャンバ中の圧力振動に対応することを説明する。
【図５】図５は、イオン電流振動の主周波数が、燃焼チャンバ中の圧力振動におけるサージに追随することを説明する図である。
【図６】図６は、燃焼不安定性の開始状態を検出するためのステップを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１００  タービン環境（動作環境）
１０２  電子装置（電子モジュール）
１０４  燃料ノズル
１０６  燃焼チャンバ
１０８  入口部
１１０  出口ポート
１１２  中央本体
１１４  予混合スワーラ
１１８  イオンセンサの実施の形態
１２０、１２２  電極
１２４  絶縁部材
１２６、１２８  同軸ケーブル
１３０  電源
１３２  プロセッサ
１３４  インターフェース
１３６  イオン化信号調整（調整装置、調整モジュール）
１３８  ライン
１４０  火炎
１４２、１４４  電界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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