(57)【要約】  ガスタービンエンジンの燃焼器用の点火システムが開示される。点火システムは、システム故障の可能性を低減するための複数の点火器を含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、点火システムは、外側電極の遠位端に少なくとも１つの中心電極を含む外側電極から構成された第一点火器から構成することができ、かつ第二点火器を含むことができる。第二点火器は、第一点火器を構成する外側電極内に配置された中心電極から構成することができる。動作時、点火器は、火花を発生させて燃焼器内の燃料混合物に点火することができる。
2015509563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側電極の遠位端に少なくとも１つの中心電極を含む前記外側電極から構成された第一点火器と、
少なくとも１つの中心電極および前記外側電極から構成された第二点火器と、
を備えるガスタービンエンジン用の点火システム。
【請求項２】
前記第二点火器の前記少なくとも１つの中心電極が、前記外側電極の遠位端において前記第一点火器の前記外側電極内に配置された請求項１に記載の点火システム。
【請求項３】
前記第一点火器の前記外側電極の近位端に配置されたケーブル接続部をさらに備える請求項１に記載の点火システム。
【請求項４】
前記第一点火器と電気的に連通する第一エキサイタと、前記第二点火器と電気的に連通する第二エキサイタと、をさらに備える請求項１に記載の点火システム。
【請求項５】
前記第一点火器および前記第二点火器と電気的に連通する第一エキサイタをさらに備える請求項１に記載の点火システム。
【請求項６】
少なくとも１つの燃焼器内筒と、
少なくとも１つの点火システムであって、外側電極の遠位端に少なくとも１つの中心電極を含む前記外側電極から構成された第一点火器、ならびに、少なくとも１つの中心電極および前記外側電極から構成された第二点火器を含む、少なくとも１つの点火システムと、
を備えるガスタービンエンジン用の燃焼器。
【請求項７】
前記第二点火器の前記少なくとも１つの中心電極が、前記外側電極の前記遠位端において前記第一点火器の前記外側電極内に配置された請求項６に記載の燃焼器。
【請求項８】
前記第一点火器の前記外側電極の近位端に配置されたケーブル接続部をさらに備える請求項６に記載の燃焼器。
【請求項９】
前記第一点火器と電気的に連通する第一エキサイタと、前記第二点火器と電気的に連通する第二エキサイタと、をさらに備える請求項６に記載の燃焼器。
【請求項１０】
前記第一点火器および前記第二点火器と電気的に連通する第一エキサイタをさらに備える請求項６に記載の燃焼器。
【請求項１１】
外側電極の遠位端に少なくとも１つの中心電極を含む前記外側電極から構成された第一点火器と、
少なくとも１つの中心電極および前記外側電極から構成された第二点火器と、
前記第一点火器の前記外側電極の近位端に配置されたケーブル接続部と、
前記第一点火器および前記第二点火器と電気的に連通する少なくとも１つのエキサイタと、
を備えるガスタービンエンジン用の点火システム。
【請求項１２】
前記第二点火器の前記少なくとも１つの中心電極が、前記外側電極の前記遠位端において前記第一点火器の前記外側電極内に配置された請求項１１に記載の点火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概してガスタービンエンジンを対象とし、より詳細にはガスタービンエンジンにおける点火システムを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
通常、ガスタービンエンジンは、空気を圧縮するコンプレッサと、圧縮空気を燃料と混合してその混合物に点火する燃焼器と、動力を生み出すタービンブレードアセンブリと、を含む。燃焼器は通常、ガスタービンエンジンの長手方向軸の周りに同心円状に配置された複数の燃焼器内筒から構成される。クロスファイア管を有する燃焼システムは通常、点火器を有する２つの内筒を有するが、クロスファイア管をもたない燃焼システムは、燃料混合物に点火する単一電極を有する単一点火器を各燃焼内筒中に含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼器用の点火システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
点火システムは、システム故障の可能性を低減するための複数の電極を有する点火器を含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、点火システムは、外側電極の遠位端に少なくとも１つの中心電極を含む外側電極から構成された第一点火器から構成することができ、かつ第二点火器を含むことができる。第二点火器は、第一点火器を構成する外側電極内に配置された中心電極から構成することができる。動作時、点火器の両方の電極が、火花を発生させて燃焼器内の燃料混合物に点火することができる。
【０００５】
ガスタービンエンジン用の点火システムは、外側電極の遠位端に少なくとも１つの中心電極を含む外側電極から構成された第一点火器と、少なくとも１つの中心電極および少なくとも１つの外側電極から構成された第二点火器と、を含むことができる。第二点火器の中心電極は、外側電極の遠位端において、第一点火器の外側電極内に配置することができる。ケーブル接続部は、制御システムなどの他のタービン構成要素に点火器を結合するため、第一点火器の外側電極の近位端に配置することができる。第一エキサイタは、第一点火器と電気的に連通することができ、かつ第二エキサイタは、第二点火器と電気的に連通することができる。別の実施形態において、第一エキサイタは、第一点火器および第二点火器と電気的に連通することができる。一実施形態において、第一点火器の中心電極および第二点火器の中心電極は、同じ外側電極内に含むことができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の利点は、点火システムが冗長性を備え、それにより点火器の１つが故障した場合、システム故障の可能性を低減することである。
【０００７】
本発明の別の利点は、点火システムが、内筒（basket）内で既存のペネトレーション（penetration）を使用しつつ、冗長性を備えていることである。
【０００８】
これらの実施形態および他の実施形態は、より詳細に後述される。
【０００９】
添付の図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成し、開示される本発明の実施形態を例示し、またその説明とともに本発明の原理を開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】点火システムを含むタービンエンジンの一部の部分的な側面断面図である。
【図２】点火器の部分的な端面斜視図である。
【図３】燃焼器を構成する壁に配置された点火システムの側面断面図である。
【図４】２つの電極を有する点火器の部分的な端面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１〜図４に示されるように、本発明は、ガスタービンエンジン１４の燃焼器１２用の点火システム１０を対象とする。点火システム１０は、システム故障の可能性を低減するための複数の電極２２を有する点火器１６を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、点火システム１０は、外側電極２０の遠位端２４において少なくとも１つの中心電極２２を含む外側電極２０から構成された第一点火器１８から構成することができ、かつ第二点火器２６を含むことができる。第二点火器２６は、第一点火器１８を構成する外側電極２０内に配置された中心電極２８から構成することができる。動作時、点火器１６の両方の電極が、火花を発生させて、燃焼器１２内の燃料混合物に点火することができる。
【００１２】
図３〜図４に示されるように、ガスタービンエンジン１４用の点火システム１０は、外側電極２０の遠位端２４において、少なくとも１つの中心電極２２を含む外側電極２０から構成された第一点火器１８から構成することができる。外側電極２０は、任意の適切な構成から構成することができる。少なくとも１つの実施形態において、外側電極２０は、限定されるものではないが、全体的に円筒形とすることができ、たとえば燃焼する燃料混合物の温度に耐えることが可能な材料から構成された管とすることができる。外側電極２０は、遠位端２４が燃焼器１２内に配置されるように、ガスタービンエンジンの静止側構成要素に固定することができる。外側電極２０は、点火器１８の遠位端２４を燃焼器１２内の適切な位置に配置する任意の適切な長さを有することができる。外側電極２０は、中心電極２２から半径方向外側に配置することができる。少なくとも１つの実施形態において、外側電極２０は、中心電極２２と同心のものとすることができる。別の実施形態において、中心電極２２は、外側電極２０内に配置することができるが、外側電極２０と同心のものではない。
【００１３】
点火システム１０は、少なくとも１つの中心電極２８から構成された第二点火器２６を含むことができる。図４に示されるように、第二点火器２６の中心電極２８は、外側電極２０の遠位端２４において外側電極２０内に配置することができる。したがって、第一点火器１８の中心電極２２および第二点火器２６の中心電極２８は、外側電極２０内に含まれる。外側電極２０内に含まれる中心電極２２および中心電極２８は、単一のエキサイタ（exciter）３２に結合することができ、または２つ以上のエキサイタ３２、３４に結合することができる。
【００１４】
第一点火器１８は、第一点火器１８をエキサイタ３２または他の適切な構成要素に取り付けるケーブル接続部４２を含むことができる。ケーブル接続部４２は、限定されるものではないが、ねじ込み式コネクタ、クイック接続コネクタなどの着脱式コネクタとすることができる。ケーブル接続部４２は、第一点火器１８の外側電極の近位端に配置することができる。
【００１５】
一実施形態において、第一エキサイタ３２は、第一点火器１８と電気的に連通することができ、かつ第二エキサイタ３４は、第二点火器２６と電気的に連通することができる。したがって、エキサイタ３２またはエキサイタ３４の一方が正常に働かない場合、点火システム１０は、残りの動作可能なエキサイタ３２またはエキサイタ３４を用いて、機能し続けて、燃焼器１２内の燃料混合物に点火することができる。別の実施形態において、第一エキサイタ３２は、第一点火器１８および第二点火器２６と連通することができる。
【００１６】
点火システム１０が含まれるガスタービンエンジン１４は、１つまたは２つ以上の燃焼器１２を含むことができる。燃焼器１２は、１つまたは２つ以上の燃焼器内筒（combustor basket）３６から構成することができる。燃焼器内筒３６は、任意の適切な構成を有することができる。点火システム１０は、ガスタービンエンジン１４内の１つまたは２つ以上の燃焼器内筒３６とともに用いることができる。
【００１７】
図３に示されるように、点火システム１０は、外側電極２０の遠位端２４が燃焼器１２内に所望通りに配置されるように、ガスタービンエンジン１４の構成要素４４に着脱自在に結合することができる。少なくとも１つの実施形態において、外側電極２０は、点火器アセンブリに取り付けることができ、点火器アセンブリは、ガスタービンエンジン１４に点火器アセンブリをねじ込み方式で取り付けるためのねじ山を含む。第一点火器１８および第二点火器２６は、１つまたは２つ以上のエキサイタ３２、エキサイタ３４に結合することができ、エキサイタ３２、エキサイタ３４は順に、１つまたは２つ以上の制御システムと電気的に連通する。制御システムは、点火システム１０の発火を制御して、燃焼器１２内での第一点火器１８および第二点火器２６の発火を制御する。第一点火器１８および第二点火器２６は、システム１０に冗長性を付与することにより、システム故障の可能性を低減する。点火器１８、点火器２６の一方が故障した場合、点火器１８、点火器２６の他方は確実に動作を継続することが可能である。さらに、エキサイタ３２、エキサイタ３４の一方が故障した場合、エキサイタ３２、エキサイタ３４の他方は、ガスタービンエンジン１４の停止を必要とすることなく、動作を継続することが可能である。
【００１８】
上記の説明は、本発明の実施形態の例示、説明および記述を目的として提供されている。これらの実施形態の修正および適合は、当業者には明らかであり、本発明の範囲または趣旨から逸脱せずに行うことができる。
【符号の説明】
【００１９】
１０  点火システム
１２  燃焼器
１４  ガスタービンエンジン
１６  点火器
１８  第一点火器
２０  外側電極
２２  中心電極
２４  遠位端
２６  第二点火器
２８  中心電極
３２  エキサイタ
３４  エキサイタ
３６  燃焼器内筒
４２  ケーブル接続部
【図１】
2015509563.tif 000003
【図２】
2015509563.tif 000004
【図３】
2015509563.tif 000005
【図４】
2015509563.tif 000006
【国際調査報告】
2015509563.tif 000007
2015509563.tif 000008