JPH0450436A - ガスタービン点火装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体燃料焚ガスタービンに使用する点火栓の燃
焼器内への挿入位置の自動制御を行う点火装置に関する
。

〔従来の技術〕

ガスタービンの圧縮機から送られてきた圧縮空気に液体
燃料を噴射して燃焼させ、その燃焼ガスをタービンへ送
る燃焼器には、ガスタービン作動時に燃料を着火させる
為に点火栓を燃焼器内へ挿入させる点火装置が備えられ
ている。

また、その点火装置の種類としては高圧電流により点火
栓間隙に火花をスパークさせて、噴霧状の燃料を着化さ
せる火花点火方式、太いコイル状ニクロム線又は炭化珪
素棒を荷電、赤熱し。

噴霧燃料と接触させて発火させるグロー・プラグ方式及
び火種となるトーチを燃焼器内筒に挿入して着火させる
トーチ点火方式等がある。このうち火花点火方式は構造
が簡単であるために最も広く利用されている。

次に液体燃料焚ガスタービンの燃焼器の従来の点火装置
についてその一例を第２図を用いて説明する。

図に示したように燃焼器は主に、外筒１１と内筒７と燃
料噴射ノズル８及び点火装置１１０とから構成されてい
る。外筒１１と内筒７との間に導入された（導入部は図
示せず）燃焼用圧縮空気は内筒７に穿設された空気穴１
４を通って燃焼部である内筒７内部へ供給される。一方
液体燃料は燃料噴射ノズル８に供給され、スプレーノズ
ル９かも噴射されるとともに、その周囲から噴霧用空気
が噴射され燃料の微粒化を促進する。

次に点火装置を含むガスタービンの起動のようすを述べ
る。

ガスタービンが起動を開始し、圧縮機及びタービンが回
転を始め、圧縮機吐出圧が規定値に達すると図示せぬ制
御系より着火指令が発せられる。この指令により３ポー
ト電磁切替弁１が励磁され、エアシリンダ作動用圧縮空
気がエアシリンダ２に送り込まれる。ピストン３はコイ
ルばね４に抗して移動し、アーム５Ａ、５Ｂによって一
体に形成された点火栓６は内筒７の内部へ挿入される。

同時に燃料ノズル８のスプレーノズル９からは噴霧燃料
が、その周辺からは燃料の噴霧用空気が噴出され１点火
栓６の火花や赤熱などによって燃料に点火される。第２
図は火花点火方式を用いているものを示す。点火が完了
すると電磁弁１は非励磁となりエアシリンダ作動用圧縮
空気は排出され、ピストン３はコイルばね４とピストン
３の下部に作用する燃焼用圧縮空気の圧力によって移動
し９点火栓６も後退してスパーク部１０は内筒７と外筒
１１の間に移行する。これは高温の燃焼ガスによって点
火栓が焼損するのを防止するためである。

なお、１２は点火栓保持筒、１３はパツキンである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の点火装置１１０においては点火装
置１１０のエアシリンダ２に送り込むエアシリンダ作動
用圧縮空気のコントロールが３ポート電磁切替弁１によ
る０Ｎ１０ＦＦ制御である為に、ガスタービン起動時に
３ポート電磁切替弁１がＯＮになると点火栓のスパーク
部１０は内筒７内の同じ場所に、いつも挿入されること
になる。そして、そのスパーク部１０の場所は、噴霧コ
ーンを形成する噴射角度０面上に位置するように設定さ
れている。これは、噴射角度０面上が液滴の密度が高く
、かつ最も微粒化されているので燃料が最も着火し易い
ためである。ところが、噴射角度θは液体燃料の粘度に
よって変化し、粘度が高い程角度が小さく、粘度が低い
程角度が太きい。この粘度はまた温度によって変化する
。従って燃料油を予熱しないときには、噴射角度θは夏
期は大きく冬期は小さくなる。また、噴射された液滴の
粒径は粘度が高い程太きい。すなわち冬期は噴射角度と
スパーク位置のずれと２粒径が大きいことが重なり合っ
て着火不良トラブルが発生する場合がある。なお第２図
に示す実線は中間期の噴射角度θを示し、外側の点線は
夏期、内側の点線は冬期の噴霧コーンをそれぞれ示す。

そこで本発明は噴霧コーンを形成する噴射角度０面上に
点火位置（スパーク部）が位置するように点下栓の挿入
位置を自動制御することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液体燃料焚ガスタービンに用いる点火装置は燃
焼器内にエアシリンダにより挿入する点火栓と、該点火
栓の挿入変位を検出する差動変圧器と、燃焼器内に噴射
する液体燃料の温度を検出する温度検出器と、該温度検
出器及び前記差動変圧器からの検出信号を入力し、燃料
温度に応じて点火栓を挿入する制御信号を出力するコン
トローラと、該コントローラからの制御信号により前記
エアシリンダへ送る圧縮空気の圧力を調整する電空変換
器とを有することを特徴とするものであり、即ち前記液
体燃料温度の変化に関連して変化する噴射角に合わせる
ように２点火栓の点火位置が自動的に制御されるガスタ
ービン点火装置である。

〔作用〕

コントローラは、予め使用する液体燃料の噴射角と温度
の関係に合わせて電空変換器に電流が出力されるように
設定値が調節されている。

ガスタービンの起動が開始され、燃料に点火されるには
、まず、液体燃料の温度が温度検出器に計測され、その
電気信号がコントローラに入力される。入力信号はコン
トローラで処理され制御信号として電流値に合わせて空
気圧を調節する電空変換器へ向けて出力され、その制御
信号は電空変換器で圧縮空気の圧力に変換され所定の圧
力の圧縮空気がエアシリンダへ送られる。

（−して、エアシリンダへ圧縮空気が送られることによ
り点火栓の点火位置が、液体燃料の温度に合わせた噴射
角度０面上に位置するように燃料器炉内へ挿入される。

同時に、その変位が差動変圧器によって検出されコント
ローラにフィードバックされ、制御をより正確なものと
じている。そして点火が完了するとエアシリンダから圧
縮空気が抜かれ点火栓は元に戻る。

〔実施例Ｊ 本発明の一実施例を第１図に基づいて詳細に説明する。

圧縮機と燃焼器とタービン部などからなるガスタービン
全体の構成、及び燃焼器のガスタービンの起動に際して
の燃焼用圧縮空気の導入及び燃料噴射などの構成は従来
と同じであり、その説明は省略する。

本実施例では、ガスタービン燃焼器外筒１１に従来と同
じ様に取り付けられたエアシリンダ２、ピストン３２点
火栓６の他に、直線形差動トランス２３が取り付けられ
ており、ピストン３と点火栓６と直線形差動トランス２
３のロッド２４とはアーム５Ａ、５Ｂ、５Ｃによってつ
ながれている。その直線形差動トランス２３は整流器２
４を介してコントローラ１７の電圧電流変換部１８に接
続されている。また、１５は液体燃料温度を検出するた
め適宜位置に取付けられた熱電対温度検出器で、増幅器
１６を介してコントローラ１７の電圧電流変換部１８に
接続されている。そのコントローラ１７は、電気信号入
力部の電圧電流変換部１８と手動設定部１９と電気信号
出力部である電流発生部２ｏから構成されており、その
電流発生部２０は、圧縮空気管２５がつながれている電
空変換器２１に接続されている。電空変換器２１につな
がれる圧縮空気管２５の上流側にはレギュレータ２２が
設けられ、下流側は３ポート電磁切換弁１を経てエアシ
リンダ２につながれており、全体として図示したような
閉ループ回路を構成している。

次に９本実施例がどのように作用するかを述べる。熱電
対温度計１５で検出された液体燃料の温度に相当する電
圧信号は、増幅器１６で増幅されてコントローラ１７の
電圧電流変換部１８へ入力される。変換された電流は予
め使用液体燃料の温度と噴射角度の関係に合わせて設定
された手動設定部１９で使用燃料に対応した電流値に補
正され、電流発生部２０がら増幅された電流が電空変換
器２１へ送られる。

電空変換器２１へはレギュレータ２２で所定の圧力に設
定されたエアシリンダ用圧縮空気が導入されており、こ
の圧縮空気は入力された電流値に相応する圧力に電空変
換器２１で減圧され、３ボート電磁切換弁１を経てエア
シリンダ２へ入る。ピストン３２点火栓６及び直線形差
動トランス２３のロッド２４はアーム５Ａ、５Ｂ、５Ｃ
によって一体で上下するようＫっなかれているので、ピ
ストン３の移動に相応して点火栓６のスパーク部１０が
内筒７内へ挿入されると共に、その移動量は差動トラン
ス２３で電圧の変位量として検出され、熱電対温度検出
器１５が発生する電流が直流であり、差動トランス２３
が発生する電流が交流であるために整流器２４で交流か
ら直流に変換されて自動コントローラ１７ヘフイードバ
ツクされ、補正され。

スパーク部１０を正確に燃料噴射角０面上に位置するよ
うに制御する。尚７整流器２４に関しては、逆に熱電対
側に直流交流変換器を設けてもよい。また、使用される
差動変圧器は変位を交流電圧として検出するもので、非
磁性材料の巻わくに一次二次線を巻き、２個の二次巻線
を差動的に接続して巻わく中央にある磁性コアの直線変
位に応じた出力電圧をとりだすもので。

Ｌ　Ｖ　Ｄ　Ｔ　（Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄ
ｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）と
呼ばれる。

上述のように熱電対温度計１５で液体燃料温度を検出し
、コントローラ１７で制御することにより点火栓のスパ
ーク部１０を燃料噴射角度０面上の点火最適位置に移動
することができ。

着火不良トラブルを減少することができる。

〔発明の効果〕

上述のように１本発明によれば液体燃料を使用するガス
タービンにおいて、燃料温度を制御のパラメータに用い
て燃料の温度変化に対応して点火栓の点火位置を自動的
に点火最適位置に移動することができる。従って従来経
験されていた冬期の燃料油粘度が高いときの着火不良ト
ラブルが解消され１着火信頼性の向上を図ることができ
る。このことはガスタービンが緊急非常用やピーク負荷
用に供されるとき、特にガスタービン信頼性の向上に顕
著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の一実施例に係る点火装置の系統図、
第２図は従来のガスタービン点火装置の系統図である。 ２・・・エアシリンダ、３・・・ピストン、６・・・点
火栓、１５・・−液体燃料温度の検出器、１７・・・コ
ントローラ、２１・・・電空変換器、２３・・・直線形
差動変圧器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃焼器内にエアシリンダにより挿入する点火栓と、該点
   火栓の挿入変位を検出する差動変圧器と、燃焼器内に噴
   射する液体燃料の温度を検出する温度検出器と、該温度
   検出器及び前記差動変圧器からの検出信号を入力し燃料
   温度に応じて点火栓を挿入する制御信号を出力するコン
   トローラと、該コントローラからの制御信号により前記
   エアシリンダへ送る圧縮空気の圧力を調整する電空変換
   器とを有することを特徴とするガスタービン点火装置。