JPH05195814A - ガスタービン用エキサイター - Google Patents

ガスタービン用エキサイター

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JPH05195814A
JPH05195814A JP2618492A JP2618492A JPH05195814A JP H05195814 A JPH05195814 A JP H05195814A JP 2618492 A JP2618492 A JP 2618492A JP 2618492 A JP2618492 A JP 2618492A JP H05195814 A JPH05195814 A JP H05195814A
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JP
Japan
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transformer
gas turbine
capacitor
voltage
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP2618492A
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English (en)
Inventor
Yoji Hagiwara
要司 萩原
Takuji Uno
卓治 宇野
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービン用エキサイターの経年変化を防
止し、また、ガスタービンの温度変化に対応して放電開
始電圧を変化させる。 【構成】 直流電源装置1から出力される直流電流は、
発振回路2により交流電流に変換され、第一の昇圧トラ
ンスTr1によって昇圧されたうえ整流器D3により整流
され、コンデンサC0に電荷が蓄積される。コンデンサ
0が所定の電圧に達すると、放電開始電圧制御回路3
はサイリスタThを導通させ、コンデンサC0に蓄積さ
れた電荷は、第二の昇圧トランスTr2を通って昇圧さ
れ、イグナイターIGNに放電による火花が生じ、ま
た、ガスタービンの温度が上昇すると、負の温度特性を
有する半導体D4、ユニジャンクショントランジスタU
T、あるいは抵抗回路素子R3,R4によってイグナイタ
ーIGNでの放電エネルギーが低く抑えらる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン用エキサイ
ターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来より航空機用エンジンに用い
られているガスタービン用エキサイターの原理を示す回
路図であり、Gはガスタービンにより駆動される交流発
電機、Tr0は一次巻線が交流発電機Gの出力端子に接
続され該交流発電機Gにより発生した電圧を燃料との混
合空気が着火できるに充分なエネルギーが後述するコン
デンサC0に蓄積できる電圧に昇圧させる第一の昇圧ト
ランス(逓昇トランス)、SWは前記交流発電機Gの二
次巻線の端子間を短絡し得るスイッチ、D3は前記第一
の昇圧トランスTr0の二次巻線の一方の端子に接続さ
れた整流器、R0は整流器D3に接続された抵抗器、C0
は抵抗器R0と前記第一の昇圧トランスTr0の二次巻線
の他方の端子とに接続されたコンデンサである。
【0003】DTは一方の端子が前記抵抗器R0に接続
され所定の放電開始電圧に達すると放電を開始するギャ
ップ(放電管)、Tr2はタップが前記放電管DTの他
方の端子に接続され且つ一次巻線が前記第一の昇圧トラ
ンスTr0の二次巻線の端子に接続された第二の昇圧ト
ランス(単巻変圧器)、IGNはガスタービン内に配置
され、放電により火花を発生させ得るイグナイターであ
り、該イグナイターIGNの一方の端子は前記第二の昇
圧トランスTr2の二次巻線の端子に接続され、また他
方の端子は第二の昇圧トランスTr2の一次巻線の端子
に接続されている。
【0004】上述した構成を有するガスタービン用エキ
サイターでは、ガスタービンによって交流発電機Gが駆
動されると、該交流発電機Gにより発生した電圧が第一
の昇圧用トランスTr0により昇圧され、第一の昇圧ト
ランスTr0から出力される電流が整流器D3により整流
されて、抵抗器R0を通してコンデンサC0に電荷が充電
される。
【0005】コンデンサC0の電圧がギャップDTの放
電開始電圧に達するとギャップDTが導通し、前記コン
デンサC0に蓄積された電荷は、第二の昇圧トランスT
2を通って昇圧され、イグナイターIGNにおいて放
電による火花が生じる。
【0006】放電によって、コンデンサC0の電圧がギ
ャップDTの放電終了電圧よりも低くなるとギャップD
Tが導通しなくなり、第二の昇圧トランスTr2に電流
が流れなくなって、再びコンデンサC0に電荷が蓄積さ
れはじる。
【0007】このようにして、ガスタービン用エキサイ
ターでは、イグナイターIGNにおいて所定の間隔で連
続的に火花を発生させ、該火花によってガスタービン内
に流入する空気と燃料の混合気を点火させるようになっ
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したガ
スタービン用エキサイターに用いられているギャップD
Tは、経年変化により放電管内に封入されたガスや電極
が劣化し、放電開始電圧が変化してしまうことがある。
【0009】また、ガスタービンの着火特性は、図3に
示すように、ガスタービン内の燃料との混合気温度が高
くなると、着火に必要なエネルギーは減少する傾向を呈
するが、ギャップDTは、放電管内に封入されたガスの
物性と、電極間の距離によって放電開始電圧が決定され
るため、ガスタービンの温度状態に対応するように放電
開始電圧を変化させることができない。
【0010】本発明は上述した実情に鑑みなしたもの
で、経年変化が発生せず、また、ガスタービンの温度変
化に対応して放電開始電圧を変化させることが可能なガ
スタービン用エキサイターを提供することを目的として
いる。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
したガスタービン用エキサイターは、直流電源装置から
出力される直流電流を交流電流に変換する発振回路と、
該発振回路から出力される電圧を昇圧する第一の昇圧ト
ランスと、該第一の昇圧トランスから出力される電流を
整流する整流器と、該整流器から出力される電荷を蓄積
するコンデンサと、該コンデンサに無接点放電スイッチ
を介して接続された第二の昇圧トランスと、該第二の昇
圧トランスに接続され且つガスタービン内に配置された
イグナイターと、前記コンデンサに蓄積された電荷の電
圧が所定の値になった際に前記無接点放電スイッチを導
通させる放電開始電圧制御回路とを備え、放電開始電圧
制御回路に負の温度特性を有する半導体あるいは抵抗回
路素子を用い、該半導体あるいは抵抗回路素子をガスタ
ービンの所定部分に取り付けた構成を有している。
【0012】本発明の請求項2に記載したガスタービン
用エキサイターは、上記本発明の請求項1に記載したガ
スタービン用エキサイターにおいて、第二の昇圧トラン
スに単巻変圧器を用い、第二の昇圧トランスの一次巻線
を無接点放電スイッチを介してコンデンサの一方の端子
に、また第二の昇圧トランスのタップをコンデンサの他
方の端子にそれぞれ接続し、第二の昇圧トランス二次巻
線にイグナイターの一方の端子を、また前記無接点放電
スイッチにイグナイターの他方の端子をそれぞれ接続
し、前記第二の昇圧トランスの一次巻線と二次巻線とを
バイパスダイオードにより接続した構成を有している。
【0013】
【作用】本発明の請求項1、請求項2に記載したいずれ
のガスタービン用エキサイターにおいても、直流電源装
置から出力される直流電流は、発振回路により交流電流
に変換され、この交流電流は、第一の昇圧トランスによ
って昇圧される。
【0014】第一の昇圧トランスから出力される交流電
流は整流器により整流され、コンデンサに電荷が蓄積さ
れる。
【0015】コンデンサに蓄積される電荷が所定の電圧
に達すると、放電開始電圧制御回路は無接点放電スイッ
チを導通させ、コンデンサに蓄積された電荷は、第二の
昇圧トランスを通って昇圧され、イグナイターに放電に
よる火花が生じる。
【0016】このように、本発明の請求項1、請求項2
に記載したいずれのガスタービン用エキサイターにおい
ても、放電開始電圧制御回路により無接点放電スイッチ
の入切を行うので、経年変化によって放電開始電圧に変
動が生じることが少ない。
【0017】また、気温の変化等の周囲温度が低く、燃
料との混合気の温度の低いときに、ガスタービンを起動
すると、負の温度特性を有する半導体あるいは抵抗回路
素子によって、ガスタービンの混合気の温度の高いとき
の起動時に比べて放電開始電圧が高く設定され、コンデ
ンサに蓄積される電荷、すなわちコンデンサの充電電圧
が高くなり、点火に失敗することが少なくなる。
【0018】更に、本発明の請求項2に記載したガスタ
ービン用エキサイターでは、放電開始後、コンデンサか
ら放出される電流は、第二の昇圧トランスよりも電気抵
抗が小さいバイパスダイオードを通ってイグナイターへ
供給されるので、コンデンサの放電終了電圧が従来に比
べて低くなり、該コンデンサに蓄積された電荷を有効に
利用することができる。
【0019】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。
【0020】図1は本発明のガスタービン用エキサイタ
ーの一実施例を示すもので、図2と同一の符号を付した
部分は同一物を表わしている。
【0021】1は直流電源装置、2は直流電源装置1に
より発生した直流電流を交流電流に変換する発振回路、
Tr1は発振回路2から出力される電圧を昇圧する第一
の昇圧トランスである。
【0022】直流電源装置1は、交流発電機G、整流器
6、コンデンサC3、スイッチSWを備え、前記交流発
電機Gを駆動するタービンの回転によって直流電流を出
力するようになっている。
【0023】発振回路2は、ダイオードD1,D2、抵抗
器R1,R2、トランジスタQにより構成されている。
【0024】また、前記第一の昇圧トランスTr1は、
発振回路2から出力される交流電流の電圧をコンデンサ
0に蓄えられるエネルギーが混合気を点火するのに充
分となる電圧に昇圧するように構成されている。
【0025】D3は第一の昇圧トランスTr1の二次巻線
の一方の端子に接続された整流器、C0は整流器D3と第
一の昇圧トランスTr1の二次巻線の他方の端子に接続
されたコンデンサ、3はコンデンサC3に接続された放
電開始電圧制御部である。
【0026】放電開始電圧制御回路3は、前記コンデン
サC0に接続された抵抗器(サーミスタ、抵抗回路素
子)R3,R4によりなり、コンデンサC0の充電電圧を
検出する分圧抵抗器Rv、抵抗器R4に並列に接続され
たコンデンサC1、前記分圧抵抗器Rvに対して並列に
接続された抵抗器R5及び定電圧ダイオード(設定電圧
となるツェナーダイオード、半導体)D4、アノードが
前記抵抗器R3,R4の接続部aに接続され且つゲートが
前記抵抗器R5と定電圧ダイオードD4の接続部(定電圧
ダイオードのカソード側端子)bに接続されたユニジャ
ンクショントランジスタ(半導体)UTを備えている。
【0027】分圧抵抗器Rvは温度特性の違った抵抗器
3,R4を組み合せ、温度が上昇するとb点の電圧が上
昇するように構成し、設定電圧(定電圧ダイオードD4
の電圧)との比較で総合的に負の温度特性(周囲の温度
が上昇すると抵抗値が変化して検出電圧、すなわち接続
部a、抵抗器R4の端子y間の電圧が低下する性質)を
有している。
【0028】また、前記定電圧ダイオードD4は比較の
基準電圧となり、ツェナー電圧(降伏電圧)を組み合せ
て、負の温度特性(周囲の温度が上昇すると基準電圧が
低下する性質)を有している。
【0029】更に、前記ユニジャンクショントランジス
タUTも、定電圧ダイオードD4と同様に、負の温度特
性(周囲の温度が上昇するとアノードとカソードを導通
させるためのゲート電圧が低下する性質)を有してい
る。
【0030】Thはカソードが前記コンデンサC0の一
方の端子に接続されゲートが前記ユニジャンクショント
ランジスタUTのカソードに接続されたサイリスタ(無
接点放電スイッチ)、Tr2は一次巻線がコンデンサC2
を介して前記サイリスタThのアノードに接続され且つ
タップが前記コンデンサC0の他方の端子に接続された
第二の昇圧トランスである。
【0031】IGNはガスタービン内に配置され一方の
端子が第二の昇圧トランスTr2の二次巻線に、また他
方の端子が前記サイリスタThのアノードに接続された
イグナイター、D5は前記第二の昇圧トランスTr2の一
次巻線の端子と二次巻線の端子を短絡するように接続さ
れたバイパスダイオード、R6は前記サイリスタThの
アノードとバイパスダイオードD5に接続された抵抗器
である。
【0032】上述した構成を有する本実施例のガスター
ビン用エキサイターでは、分圧抵抗器Rv、定電圧ダイ
オードD4、ユニジャンクショントランジスタUTのう
ちのいずれかひとつが、ガスタービンの外殻等のよう
に、ガスタービンの温度変化が顕著に現れる箇所に配置
されている。
【0033】以下、本実施例の作動を説明する。
【0034】直流電源装置1から出力される直流電流
は、発振回路2により交流電流に変換され、この交流電
流は、第一の昇圧トランスTr1によって昇圧される。
【0035】第一の昇圧トランスTr1から出力される
交流電流は整流器D3により整流され、コンデンサC0
電荷が蓄積される。
【0036】コンデンサC0に電荷が蓄積されはじめる
と、抵抗器R3の端子x、抵抗器R4の端子y間の電圧は
コンデンサC0の電圧と等しい電圧であり、端子x,y
間の電圧が放電開始設定電圧を超えると、抵抗器R3
4の接続部a、端子y間の電圧は、定電圧ダイオード
4で設定された基準電圧とユニジャンクショントラン
ジスタUTのピーク電圧の和を超える。
【0037】これにより、定電圧ダイオードD4のカソ
ード端子b−アノード端子c間の電圧は設定基準電圧で
クランプされている間にユニジャンクショントランジス
タUTのゲートがピーク電圧を超えるとユニジャンクシ
ョントランジスタUTは低い抵抗値になりユニジャンク
ショントランジスタUTのアノードとカソードが導通状
態となる。
【0038】ユニジャンクショントランジスタUTが導
通状態になると、ユニジャンクショントランジスタUT
からサイリスタThのゲートへ電流が流れ、該サイリス
タThのアノードとカソードが導通状態となる。
【0039】サイリスタThが通電状態になると、コン
デンサC0に蓄積された電荷が第二の昇圧トランスTr2
を通って昇圧され、イグナイターIGNにおいて放電に
よる火花が生じる。
【0040】イグナイターIGNにおいて放電がはじま
ると、前記コンデンサC0から放出される電流は、第二
の昇圧トランスTr2の一次巻線よりも抵抗値が低いバ
イパスダイオードD5を通ってイグナイターIGNへ供
給される。
【0041】このように、本実施例のガスタービン用エ
キサイターでは、半導体を用いた放電開始電圧制御回路
3によりサイリスタThを作動させて、イグナイターI
GNに放電による火花を生じさせるので、図2に示すギ
ャップ(放電管)DTを用いた従来のガスタービン用エ
キサイターのように、経年変化によって放電開始電圧に
変動が生じることが少ない。
【0042】また、放電開始後、コンデンサC0から放
出される電流は、電気抵抗の小さいバイパスダイオード
5を通ってイグナイターIGNへ供給されるので、コ
ンデンサC0の放電終了電圧が従来に比べて低くなり、
該コンデンサC0に蓄積された電荷を有効に利用するこ
とができる。
【0043】更に、負の温度特性を有する分圧抵抗器R
v、定電圧ダイオードD4、ユニジャンクショントラン
ジスタUTのいずれかが、ガスタービンの外殻等のよう
に、ガスタービンの温度変化が顕著に現れる箇所に配置
されているので、ガスタービンの燃料混合空気の温度が
高いときには、前記分圧抵抗器Rv、定電圧ダイオード
4、ユニジャンクショントランジスタUTのいずれか
によって、ガスタービンの燃料混合空気温度の低いとき
に比べて放電開始電圧が低く設定され、コンデンサC0
に蓄積される電荷、すなわちコンデンサC0の充電電圧
が低く抑えられ、交流発電機Gの負荷が軽減される。
【0044】なお、本発明のガスタービン用エキサイタ
ーは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
【0045】
【発明の効果】以上述べたように本発明のガスタービン
用エキサイターによれば、下記のような種々の優れた効
果を奏し得る。
【0046】(1)本発明の請求項1、請求項2に記載
したガスタービン用エキサイターのいずれにおいても、
放電開始電圧制御回路により無接点放電スイッチを作動
させて、イグナイターに放電による火花を生じさせるの
で、経年変化によって放電開始電圧に変動が生じること
がない。
【0047】(2)本発明の請求項1、請求項2に記載
したガスタービン用エキサイターのいずれにおいても、
ガスタービンが起動して該ガスタービンの温度が上昇す
ると、負の温度特性を有する半導体あるいは抵抗回路素
子によって、ガスタービンの起動時に比べて放電開始電
圧が低く設定され、コンデンサに蓄積される電荷、すな
わちコンデンサの充電電圧が低く抑えられ、直流電源装
置の負荷が軽減される。
【0048】(3)本発明の請求項2に記載したガスタ
ービン用エキサイターでは、放電開始後、コンデンサか
ら放出される電流は、第二の昇圧トランスよりも電気抵
抗が小さいバイパスダイオードを通ってイグナイターへ
供給されるので、コンデンサの放電終了電圧が従来に比
べて低くなり、該コンデンサに蓄積された電荷を有効に
利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスタービン用エキサイターの一実施
例を示す回路図である。
【図2】従来のガスタービン用エキサイターの原理を示
す回路図である。
【図3】ガスタービンの着火特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 直流電源装置 2 発振回路 3 放電開始電圧制御回路 C0 コンデンサ D3 整流器 D4 定電圧ダイオード(半導体) D5 バイパスダイオード IGN イグナイター UT ユニジャンクショントランジスタ(半導体) R3,R4 抵抗器(抵抗回路素子) Th サイリスタ(無接点放電スイッチ) Tr1 第一の昇圧トランス Tr2 第二の昇圧トランス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源装置から出力される直流電流を
    交流電流に変換する発振回路と、該発振回路から出力さ
    れる電圧を昇圧する第一の昇圧トランスと、該第一の昇
    圧トランスから出力される電流を整流する整流器と、該
    整流器から出力される電荷を蓄積するコンデンサと、該
    コンデンサに無接点放電スイッチを介して接続された第
    二の昇圧トランスと、該第二の昇圧トランスに接続され
    且つガスタービン内に配置されたイグナイターと、前記
    コンデンサに蓄積された電荷の電圧が所定の値になった
    際に前記無接点放電スイッチを導通させる放電開始電圧
    制御回路とを備え、放電開始電圧制御回路に負の温度特
    性を有する半導体あるいは抵抗回路素子を用い、該半導
    体あるいは抵抗回路素子をガスタービンの所定部分に取
    り付けたことを特徴とするガスタービン用エキサイタ
    ー。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載したガスタービン用エキ
    サイターにおいて、第二の昇圧トランスに単巻変圧器を
    用い、第二の昇圧トランスの一次巻線を無接点放電スイ
    ッチを介してコンデンサの一方の端子に、また第二の昇
    圧トランスのタップをコンデンサの他方の端子にそれぞ
    れ接続し、第二の昇圧トランス二次巻線にイグナイター
    の一方の端子を、また前記無接点放電スイッチにイグナ
    イターの他方の端子をそれぞれ接続し、前記第二の昇圧
    トランスの一次巻線と二次巻線とをバイパスダイオード
    により接続したことを特徴とするガスタービン用エキサ
    イター。
JP2618492A 1992-01-17 1992-01-17 ガスタービン用エキサイター Pending JPH05195814A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1542085B1 (en) * 2003-12-08 2013-04-10 Ricoh Company, Ltd. Heating device with power supplies, fixing device using the heating device and image forming apparatus using the fixing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1542085B1 (en) * 2003-12-08 2013-04-10 Ricoh Company, Ltd. Heating device with power supplies, fixing device using the heating device and image forming apparatus using the fixing device

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