JPS624537B2 - - Google Patents
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- JPS624537B2 JPS624537B2 JP56216138A JP21613881A JPS624537B2 JP S624537 B2 JPS624537 B2 JP S624537B2 JP 56216138 A JP56216138 A JP 56216138A JP 21613881 A JP21613881 A JP 21613881A JP S624537 B2 JPS624537 B2 JP S624537B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
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-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
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Description
本発明は、タービンの動作状態の１つまたは複
数のパラメータの関数として容量型火花発生器の
充電および放電サイクルを制御する電子的手段を
備えたガス・タービンの燃焼室内で燃料に火花で
点火する火花点火装置に関する。 本発明はまた、燃焼室内での炎の消滅を検出し
燃焼のための再点火を行なう装置にも係わる。 ガス・タービンにおいては、点火制御式内燃機
関の場合のように、燃焼室内で空気燃料混合物を
燃焼するために火花点火装置が用いられている。 この点火装置の動作は、タービンの起動過程中
ならびに炎が消滅するのを阻止するためにのみ必
要とされる。炎の消滅は、就中、燃料供給の遮断
または燃焼室内での乱流による炎の吹消しによつ
て起り得るものである。 このような装置においては、空燃混合物の燃焼
を可能にするために、点火プラグの電極間に所定
の周波数で、予め定められた持続期間を有する所
定のエネルギーレベルの放電を発生しなければな
らない。したがつて、燃焼が生じなかつたりある
いは燃焼が停止する原因のうちの最も頻繁に生ず
る原因は、放電エネルギが不充分であることであ
る。他方また、点火装置は、特に困難な状態下で
動作しなければならない。しばしばエキサイタも
しくは励振器とも称される電源は、非常に高い繰
返し速度で、非常に高いエネルギの高電圧パルス
を供給しなければならない。さらに装置は約1000
℃の表面温度で約3.5バールないし140バール以上
もの圧力範囲で動作することが要請される。また
電極は冷間起動状態下で液体燃料によりしばしば
濡らされる。このようにして装置の寿命特にプラ
グの寿命は制限される。このような寿命を大きく
するために、タービンの駆動軸の速度を検出する
ための装置を用いて、駆動軸の速度に応答し点火
エネルギ源を自動的に遮断することが既に知られ
ている。 しかしながらガス・タービンにおいては、起動
期間外でも、点火機能が必要とされる場合があ
る。実際、ガス・タービンは大きな空気余剰量で
動作するものであり、空気は大きな速度で噴射器
より噴射されるので常に炎は吹消される危険に曝
されており、吹消されれば燃焼は止つてしまう。
また炎は、動作状態の変化、例えば空気速度の変
化、温度変化および／または圧力変化および／ま
たは燃料供給量の変化の影響を受け易い。このよ
うな理由から、炎の消滅を自動的に検出して、消
滅した場合に燃焼混合物を自動的に再点火するた
めの装置を設けることが一般化されている。例え
ば、タービン速度をパラメータとして、該タービ
ン速度が予め定められたレベル以下に落ちた場合
に炎の消滅が生じたと判定して、点火装置を作動
させるタービン用点火装置が知られている。 しかしながらタービンが動作する速度範囲が大
きい場合には、このような速度を基準として用い
る検出装置は充分満足すべきものではない。 よつて本発明の目的は、あらゆる情況において
燃焼を惹起しかつ維持するのに最適なエネルギを
供給し、しかも装置の構成要素特にプラグの使用
寿命を相当に増大することができるように容量型
ガス・タービン用点火装置を改良することにあ
る。 上の目的で本発明によれば、火花発生器の容量
性セルの充電および放電サイクルの制御手段に、
タービンの動力軸の速度および必要に応じ他のパ
ラメータの関数として電圧を発生する関数発生器
を設け、該電圧は容量性セルの最大充電々圧を決
定する基準電圧の発生ならびに容量性セルの放電
装置の制御パルスの周波数を定める電圧の発生の
ための標準として用いられることを特徴とする火
花点火装置が提案される。 電圧および周波数の値は、タービン軸の零速度
に対しまたは燃焼室内での炎の消滅時に最大とな
るようにするのが好ましい。 本発明によれば、さらに、容量性セルの充電を
行なう高電圧発振器を有する充電変換器の制御
を、タービン速度および必要に応じ他のパラメー
タの関数として関数発生器により発生される標準
電圧に基ずいて発生された基準電圧と容量性セル
の充電々圧との比較により閉ループで行なうこと
を特徴とする装置が提案される。 本発明の一実施態様によれば、炎が消えた時
に、信頼性があり効果的な仕方でタービンの再点
火を行なうことができるようにするために、光検
出器を有する光電型の炎検出手段により、検出さ
れた光をオプチカル・フアイバでインターフエー
ス回路に伝達し、該インターフエース回路によ
り、入力光信号の関数として電気信号を発生し、
この電気信号で、炎の消滅時に点火装置に最大の
エネルギを供給するようにした装置が提案され
る。この再点火装置は、その１実施例において、
標準電圧を発生し、この標準電圧は、関数発生器
により発生される標準電圧を表わす基準電圧に重
畳され、該基準電圧でそれぞれ、容量性セルの充
電制御装置および放電制御装置を制御する。 本発明の他の特徴は、添付図面を参照しての以
下の説明から明らかになろう。 図面中第１図に示した機能ブロツク６ないし１
０および１４は、それぞれ第２図に破線で囲んで
詳細に示されている。なお、対応を明瞭にするた
めに、第１図には対応の機能を有する第２図の接
続導体Ｌ１ないしＬ９および接続点Ｐ１ないしＰ
７が示されている。 説明の便宜上、接続点Ｐ１ないしＰ３およびＰ
５ないしＰ７の各々に現われる電圧をVR１ない
しVR３およびVR５ないしVR７で表わすことに
する。 第１図を参照するに、点火装置は次のような要
素を有する。即ち、 タービン（図示せず）の燃焼室１内に設けられ
た点火プラグ２。 タービンの駆動軸の速度に比例する周波数を有
する信号を発生する検出器３およびタービンの速
度を算術的に求めて該速度に比例する電圧を発生
する演算もしくは計算回路４。 タービンまたはターボコンプレツサの速度およ
び必要に応じ他の動作状態のパラメータの関数と
して変換された電圧VR１を出力端Ｐ１に発生す
る関数発生器５。これらの他のパラメータは、例
えば、燃料の供給量、燃料の温度、空気の温度、
冷却回路の温度およびターボコンプレツサによつ
て発生される圧力を表わすものであつて検出器１
５ないし１９から供給されるものである。関数発
生器５を含む電子回路はデイジタル技術またはア
ナログ技術で実現することができる。 炎を検出し炎が消えた場合に自動的に点火を行
なうための、燃焼室１内に配設された光学的炎検
出器１１と、該検出器１１を光−電子インターフ
エース回路１３に接続するオプチカル・フアイバ
１２とから構成される装置。該インターフエース
回路１３は、光信号の関数として電気信号を発生
し、この電気信号は再点火回路１４に供給され、
該回路１４はその出力端Ｐ５に電圧信号VR５を
発生する。 充電変換器８の制御装置（充電コントローラ）
６。 放電装置１０の制御装置（放電制御装置）７。 少なくとも１つのコンデンサを含む容量性セル
９。 この点火装置の動作原理は次の通りである。容
量性セル９は、充電コントローラ６を含む閉ルー
プで制御される充電変換器８により電圧VR２に
充電される。該充電コントローラ６は、電圧VR
２を、回路点Ｐ１に現われる関数発生器５の出力
電圧VR１または再点火回路１４の出力電圧VR５
の関数として発生される基準電圧と比較する。放
電制御装置７は、放電装置１０のサイリスタに、
電圧VR１またはVR５の関数として定められる周
波数で、指令もしくは制御パルスを供給する。 第３図および第４図は、本発明による装置で達
成することができるタービン速度の関数としての
充電電圧すなわち火花エネルギおよび放電周波数
の変化則の１例を図解するものである。 充電々圧および放電周波数は、タービンの起動
状態で最大となるように選ばれている。 良好な再点火状態を確保するためには、再点火
制御電圧VR５が生じた時、充電電圧と放電周波
数の両方が最大レベルになるようにするのが有利
である。 充電コントローラ６および放電制御装置７を電
圧VR１またはVR５に基ずいて制御する代りに、
電圧VR５を、電圧VR１を発生するためのパラメ
ータの１つとして関数発生器５に供給することも
可能である。しかしながら再点火を確実にする点
から、ここに示した実施例のような動作の方が好
ましい。 次に要素６ないし１０および１４を、第２図を
参照し詳細に説明する。なお、正電圧の共通の電
源、接地接続または整合用抵抗器あるいは分圧抵
抗器のようないろいろな要素は回路接続から自明
の働きをなすものであるので、詳述は省略する。 充電コントローラ（充電制御装置）６ このコントローラ６は本質的に、比較器Ｃ１１
と演算増幅器Ｃ１２とから構成されている。比較
器Ｃ１１の第１の入力端は、演算増幅器Ｃ１２の
出力端に接続されると共に、ダイオードＤ４を介
して線路Ｌ９により再点火回路１４の出力端Ｐ５
に接続されている。比較器Ｃ１１の第２の入力端
は線路Ｌ４により線路Ｌ５の回路点Ｐ２で容量性
セル９に接続されている。比較器Ｃ１１の出力端
は、線路Ｌ２を介して充電変換器８の入力端Ｐ３
に接続されている。最後に、演算増幅器Ｃ１２の
入力端は線路Ｌ１を介して関数発生器５の出力端
Ｐ１に接続されている。 放電制御装置７ この放電制御装置７は、本質的に発振器もしく
は弛張回路Ｃ１３と、比較器Ｃ１４と、２つのト
ランジスタＴ５およびＴ６からなる制御回路とか
ら構成されている。発振器Ｃ１３の周波数は、そ
の入力端Ｐ７に印加される電圧によつて制御され
る。発振器Ｃ１３の入力端Ｐ７は、比較器Ｃ１４
の出力端に接続されると共に、ダイオードＤ５お
よび線路Ｌ８を介して再点火回路１４の出力端Ｐ
５に接続されている。比較器Ｃ１４の１つの入力
端は関数発生器５の出力端Ｐ１に接続されてい
る。放電装置１０の制御パルスもしくは指令パル
スは、トランジスタＴ５によつて制御されるトラ
ンジスタＴ６により発生され、一方トランジスタ
Ｔ５は発振器Ｃ１３の周波数によつて制御され
る。 充電変換器８ この充電変換器８は本質的に、トランジスタＴ
１およびＴ２ならびに巻線もしくはコイルＳ１お
よびＳ２によつて形成される高圧発振器から構成
されている。コイルＳ１は、トランジスタＴ２の
ベースにフイード・バツク接続されている。発振
器はトランジスタＴ３およびＴ４によつて制御さ
れる。これらトランジスタのベースは入力端Ｐ３
から、コントローラ６によつて発生される電圧
VR３を受ける。トランジスタＴ３のコレクタは
トランジスタＴ１に接続されており、トランジス
タＴ４のコレクタはトランジスタＴ２のベースに
接続されている。またトランジスタＴ２，Ｔ３お
よびＴ４のエミツタは線路Ｌ３に接続されてい
る。この線路Ｌ３は充電変換器８、容量性セル９
および放電装置１０に対して共通の負導体であ
る。コイルＳ２はコイルもしくは巻線Ｓ３と共
に、昇圧変圧器を形成している。電圧はコイルＳ
３の出力端と容量性セル９との間に設けられてい
るダイオードＤ２によつて整流される。このよう
にして得られる電流で容量性セル９が充電され
る。 容量性セル９ この容量性セル９は、ダイオードＤ２のカソー
ドに接続された線路Ｌ５と線路Ｌ３との間に並列
に接続された２つのコンデンサＣ１およびＣ２か
ら構成されている。コンデンサＣ２の出力端子Ｐ
４と線路Ｌ３との間には抵抗器Ｒ５が挿入されて
いる。 放電装置１０ この放電装置１０は、本質的に、制御装置７か
ら制御パルスを線路Ｌ７を介して受けるゲートを
備えたサイリスタTHと、コイルＳ４およびＳ５
から構成された変圧器とを備えている。線路Ｌ５
に接続された一次コイルもしくは巻線Ｓ４はサイ
リスタTHのアノードに直列に接続されており、
そして該サイリスタのカソードは線路Ｌ３に接続
されている。サイリスタTHのカソードとアノー
ドとの間には保護ダイオードＤ１が接続されてい
る。二次巻線Ｓ５は点火プラグ２および線路Ｌ６
を介して回路点Ｐ４間に接続されている。 再点火回路１４ この回路１４は、インピーダンス整合回路Ｃ１
５と、較正比較器Ｃ１６とから構成されている。
回路Ｃ１５の入力端は光−電子インターフエース
１３の出力端に接続されており、そしてその出力
端は比較器Ｃ１６の入力端に接続されている。該
比較器Ｃ１６はその出力端Ｐ５に、再点火用の較
正された制御電圧もしくは指令電圧VR５を発生
する。 回路装置の動作 演算増幅器Ｃ１２は関数発生器５によつて供給
される電圧VR１の関数として、基準電圧VR６を
発生する。比較器Ｃ１１はコンデンサＣ１および
Ｃ２の電圧VR２を基準電圧VR６と比較して、充
電変換器８の発振器が所定の比較値に対してブロ
ツク即ち停止するようにトランジスタＴ３および
Ｔ４のベースを制御する。巻線Ｓ２およびＳ３に
よる変圧比で、1000ボルト以上とすることができ
る電圧レベルが決定される。コンデンサＣ１およ
びＣ２の直流充電はサイリスタTHのブロツク期
間もしくは阻止期間中に行なわれる。 トランジスタＴ１がトランジスタＴ３によつて
ブロツクされると、寄生容量が存在するコイルも
しくは巻線Ｓ１およびＳ２の誘導作用で弱い発振
が生じ、発振器のブロツク状態が解除される虞れ
があるが、しかしながらトランジスタＴ４によ
り、同時にトランジスタＴ２を介しての線路Ｌ３
への接続が遮断されるので、発振器のブロツク状
態は解除されることはない。 コンデンサＣ１およびＣ２が、変調則によつて
定められる電圧VR２に充電されると、充電変換
器８は阻止（ブロツク）される。このようにして
容量性セル９の充電の閉ループ制御が確保され
る。サイリスタTHが制御装置７からパルスを受
けると、コンデンサＣ１はコイルもしくは巻線Ｓ
４を介して放電し、その結果巻線Ｓ５には、プラ
グ２の電極間に火花放電を発生するのに充分な電
圧が誘起される。コンデンサＣ１の容量は、変圧
器Ｓ４，Ｓ５を介して、火花の形成即ち点火電離
に必要なエネルギを蓄積することができるように
選ばれる。コンデンサＣ２は事後放電を行なうた
めのものであつて、点火が生ずるのに必要な火花
持続期間を維持するためのエネルギを供給するも
のである。即ち、プラグの電極間に充分な放電電
流を確保するのに必要な火花持続期間を保証す
る。コンデンサＣ２の放電は、その放電回路に挿
入されている抵抗器Ｒ５により緩慢であるが、コ
ンデンサＣ１はほとんど直ちに放電する。なお抵
抗器Ｒ５はサイリスタTHを保護する作用をもな
す。 比較器Ｃ１４は、電圧VR１の関数として、発
振器Ｃ１３の周波数を決定する電圧VR７を発生
する。サイリスタTHのゲート制御パルスは、発
振器Ｃ１３の周波数でトランジスタＴ５によつて
制御されるトランジスタＴ６により発生される。 比較器Ｃ１４は電圧VR１を、抵抗器Ｒ１４お
よびＲ１５の選択された値により定まる一定の電
圧と比較する。電圧VR１がこの定電圧より大き
い時には、電圧VR７は発振器Ｃ１３の第１の周
波数を定める値となり、そして電圧VR１が上記
定電圧より小さい時には、電圧VR７は該発振器
の第２の周波数を決定する値をとる。したがつ
て、第３図に例示した放電周波数の変化特性の場
合には、第１の周波数は200Hzであり、第２の周
波数は20Hzである。これら２つの周波数相互間に
おける遷移は、電圧VR１が、約1000rpmのター
ビン速度に対応する値を越える時に行なわれる。 各放電後に、電圧VR２は零に落ちる。比較器
Ｃ１１によつて発生される指令もしくは制御電圧
VR３も零になり、この結果トランジスタＴ３お
よびＴ４は阻止状態になり、新しい充電サイクル
が始まる。 燃焼室内で炎が消えると、オプテイカル・フア
イバ１２により光−電子インターフエース１３に
印加されていた光束が遮断し、その結果該インタ
ーフエースは信号「０」を発生する。その時には
回路Ｃ１６がその出力端に電圧VR５を発生す
る。 この電圧VR５は、回路点Ｐ６およびＰ７にお
いて、それぞれダイオードＤ４およびＤ５を介し
比較器Ｃ１１および発振器Ｃ１３の入力端に印加
される電圧VR６およびVR７に重畳される。電圧
VR５は、起動状態にあるとき関数発生器５によ
つて供給される電圧VR１に従つて比較器Ｃ１２
およびＣ１４によつてそれぞれ発生される電圧
VR６およびVR７に等しくするのが好ましい。こ
のようにして、起動時と同じエネルギ・レベルお
よび火花周波数で再点火が行なわれる。 なお、いろいろな回路要素Ｃ１１ないしＣ１６
ならびにトランジスタＴ１ないしＴ６は１つまた
は複数の集積回路形態で実現し得ることは言うま
でもない。
数のパラメータの関数として容量型火花発生器の
充電および放電サイクルを制御する電子的手段を
備えたガス・タービンの燃焼室内で燃料に火花で
点火する火花点火装置に関する。 本発明はまた、燃焼室内での炎の消滅を検出し
燃焼のための再点火を行なう装置にも係わる。 ガス・タービンにおいては、点火制御式内燃機
関の場合のように、燃焼室内で空気燃料混合物を
燃焼するために火花点火装置が用いられている。 この点火装置の動作は、タービンの起動過程中
ならびに炎が消滅するのを阻止するためにのみ必
要とされる。炎の消滅は、就中、燃料供給の遮断
または燃焼室内での乱流による炎の吹消しによつ
て起り得るものである。 このような装置においては、空燃混合物の燃焼
を可能にするために、点火プラグの電極間に所定
の周波数で、予め定められた持続期間を有する所
定のエネルギーレベルの放電を発生しなければな
らない。したがつて、燃焼が生じなかつたりある
いは燃焼が停止する原因のうちの最も頻繁に生ず
る原因は、放電エネルギが不充分であることであ
る。他方また、点火装置は、特に困難な状態下で
動作しなければならない。しばしばエキサイタも
しくは励振器とも称される電源は、非常に高い繰
返し速度で、非常に高いエネルギの高電圧パルス
を供給しなければならない。さらに装置は約1000
℃の表面温度で約3.5バールないし140バール以上
もの圧力範囲で動作することが要請される。また
電極は冷間起動状態下で液体燃料によりしばしば
濡らされる。このようにして装置の寿命特にプラ
グの寿命は制限される。このような寿命を大きく
するために、タービンの駆動軸の速度を検出する
ための装置を用いて、駆動軸の速度に応答し点火
エネルギ源を自動的に遮断することが既に知られ
ている。 しかしながらガス・タービンにおいては、起動
期間外でも、点火機能が必要とされる場合があ
る。実際、ガス・タービンは大きな空気余剰量で
動作するものであり、空気は大きな速度で噴射器
より噴射されるので常に炎は吹消される危険に曝
されており、吹消されれば燃焼は止つてしまう。
また炎は、動作状態の変化、例えば空気速度の変
化、温度変化および／または圧力変化および／ま
たは燃料供給量の変化の影響を受け易い。このよ
うな理由から、炎の消滅を自動的に検出して、消
滅した場合に燃焼混合物を自動的に再点火するた
めの装置を設けることが一般化されている。例え
ば、タービン速度をパラメータとして、該タービ
ン速度が予め定められたレベル以下に落ちた場合
に炎の消滅が生じたと判定して、点火装置を作動
させるタービン用点火装置が知られている。 しかしながらタービンが動作する速度範囲が大
きい場合には、このような速度を基準として用い
る検出装置は充分満足すべきものではない。 よつて本発明の目的は、あらゆる情況において
燃焼を惹起しかつ維持するのに最適なエネルギを
供給し、しかも装置の構成要素特にプラグの使用
寿命を相当に増大することができるように容量型
ガス・タービン用点火装置を改良することにあ
る。 上の目的で本発明によれば、火花発生器の容量
性セルの充電および放電サイクルの制御手段に、
タービンの動力軸の速度および必要に応じ他のパ
ラメータの関数として電圧を発生する関数発生器
を設け、該電圧は容量性セルの最大充電々圧を決
定する基準電圧の発生ならびに容量性セルの放電
装置の制御パルスの周波数を定める電圧の発生の
ための標準として用いられることを特徴とする火
花点火装置が提案される。 電圧および周波数の値は、タービン軸の零速度
に対しまたは燃焼室内での炎の消滅時に最大とな
るようにするのが好ましい。 本発明によれば、さらに、容量性セルの充電を
行なう高電圧発振器を有する充電変換器の制御
を、タービン速度および必要に応じ他のパラメー
タの関数として関数発生器により発生される標準
電圧に基ずいて発生された基準電圧と容量性セル
の充電々圧との比較により閉ループで行なうこと
を特徴とする装置が提案される。 本発明の一実施態様によれば、炎が消えた時
に、信頼性があり効果的な仕方でタービンの再点
火を行なうことができるようにするために、光検
出器を有する光電型の炎検出手段により、検出さ
れた光をオプチカル・フアイバでインターフエー
ス回路に伝達し、該インターフエース回路によ
り、入力光信号の関数として電気信号を発生し、
この電気信号で、炎の消滅時に点火装置に最大の
エネルギを供給するようにした装置が提案され
る。この再点火装置は、その１実施例において、
標準電圧を発生し、この標準電圧は、関数発生器
により発生される標準電圧を表わす基準電圧に重
畳され、該基準電圧でそれぞれ、容量性セルの充
電制御装置および放電制御装置を制御する。 本発明の他の特徴は、添付図面を参照しての以
下の説明から明らかになろう。 図面中第１図に示した機能ブロツク６ないし１
０および１４は、それぞれ第２図に破線で囲んで
詳細に示されている。なお、対応を明瞭にするた
めに、第１図には対応の機能を有する第２図の接
続導体Ｌ１ないしＬ９および接続点Ｐ１ないしＰ
７が示されている。 説明の便宜上、接続点Ｐ１ないしＰ３およびＰ
５ないしＰ７の各々に現われる電圧をVR１ない
しVR３およびVR５ないしVR７で表わすことに
する。 第１図を参照するに、点火装置は次のような要
素を有する。即ち、 タービン（図示せず）の燃焼室１内に設けられ
た点火プラグ２。 タービンの駆動軸の速度に比例する周波数を有
する信号を発生する検出器３およびタービンの速
度を算術的に求めて該速度に比例する電圧を発生
する演算もしくは計算回路４。 タービンまたはターボコンプレツサの速度およ
び必要に応じ他の動作状態のパラメータの関数と
して変換された電圧VR１を出力端Ｐ１に発生す
る関数発生器５。これらの他のパラメータは、例
えば、燃料の供給量、燃料の温度、空気の温度、
冷却回路の温度およびターボコンプレツサによつ
て発生される圧力を表わすものであつて検出器１
５ないし１９から供給されるものである。関数発
生器５を含む電子回路はデイジタル技術またはア
ナログ技術で実現することができる。 炎を検出し炎が消えた場合に自動的に点火を行
なうための、燃焼室１内に配設された光学的炎検
出器１１と、該検出器１１を光−電子インターフ
エース回路１３に接続するオプチカル・フアイバ
１２とから構成される装置。該インターフエース
回路１３は、光信号の関数として電気信号を発生
し、この電気信号は再点火回路１４に供給され、
該回路１４はその出力端Ｐ５に電圧信号VR５を
発生する。 充電変換器８の制御装置（充電コントローラ）
６。 放電装置１０の制御装置（放電制御装置）７。 少なくとも１つのコンデンサを含む容量性セル
９。 この点火装置の動作原理は次の通りである。容
量性セル９は、充電コントローラ６を含む閉ルー
プで制御される充電変換器８により電圧VR２に
充電される。該充電コントローラ６は、電圧VR
２を、回路点Ｐ１に現われる関数発生器５の出力
電圧VR１または再点火回路１４の出力電圧VR５
の関数として発生される基準電圧と比較する。放
電制御装置７は、放電装置１０のサイリスタに、
電圧VR１またはVR５の関数として定められる周
波数で、指令もしくは制御パルスを供給する。 第３図および第４図は、本発明による装置で達
成することができるタービン速度の関数としての
充電電圧すなわち火花エネルギおよび放電周波数
の変化則の１例を図解するものである。 充電々圧および放電周波数は、タービンの起動
状態で最大となるように選ばれている。 良好な再点火状態を確保するためには、再点火
制御電圧VR５が生じた時、充電電圧と放電周波
数の両方が最大レベルになるようにするのが有利
である。 充電コントローラ６および放電制御装置７を電
圧VR１またはVR５に基ずいて制御する代りに、
電圧VR５を、電圧VR１を発生するためのパラメ
ータの１つとして関数発生器５に供給することも
可能である。しかしながら再点火を確実にする点
から、ここに示した実施例のような動作の方が好
ましい。 次に要素６ないし１０および１４を、第２図を
参照し詳細に説明する。なお、正電圧の共通の電
源、接地接続または整合用抵抗器あるいは分圧抵
抗器のようないろいろな要素は回路接続から自明
の働きをなすものであるので、詳述は省略する。 充電コントローラ（充電制御装置）６ このコントローラ６は本質的に、比較器Ｃ１１
と演算増幅器Ｃ１２とから構成されている。比較
器Ｃ１１の第１の入力端は、演算増幅器Ｃ１２の
出力端に接続されると共に、ダイオードＤ４を介
して線路Ｌ９により再点火回路１４の出力端Ｐ５
に接続されている。比較器Ｃ１１の第２の入力端
は線路Ｌ４により線路Ｌ５の回路点Ｐ２で容量性
セル９に接続されている。比較器Ｃ１１の出力端
は、線路Ｌ２を介して充電変換器８の入力端Ｐ３
に接続されている。最後に、演算増幅器Ｃ１２の
入力端は線路Ｌ１を介して関数発生器５の出力端
Ｐ１に接続されている。 放電制御装置７ この放電制御装置７は、本質的に発振器もしく
は弛張回路Ｃ１３と、比較器Ｃ１４と、２つのト
ランジスタＴ５およびＴ６からなる制御回路とか
ら構成されている。発振器Ｃ１３の周波数は、そ
の入力端Ｐ７に印加される電圧によつて制御され
る。発振器Ｃ１３の入力端Ｐ７は、比較器Ｃ１４
の出力端に接続されると共に、ダイオードＤ５お
よび線路Ｌ８を介して再点火回路１４の出力端Ｐ
５に接続されている。比較器Ｃ１４の１つの入力
端は関数発生器５の出力端Ｐ１に接続されてい
る。放電装置１０の制御パルスもしくは指令パル
スは、トランジスタＴ５によつて制御されるトラ
ンジスタＴ６により発生され、一方トランジスタ
Ｔ５は発振器Ｃ１３の周波数によつて制御され
る。 充電変換器８ この充電変換器８は本質的に、トランジスタＴ
１およびＴ２ならびに巻線もしくはコイルＳ１お
よびＳ２によつて形成される高圧発振器から構成
されている。コイルＳ１は、トランジスタＴ２の
ベースにフイード・バツク接続されている。発振
器はトランジスタＴ３およびＴ４によつて制御さ
れる。これらトランジスタのベースは入力端Ｐ３
から、コントローラ６によつて発生される電圧
VR３を受ける。トランジスタＴ３のコレクタは
トランジスタＴ１に接続されており、トランジス
タＴ４のコレクタはトランジスタＴ２のベースに
接続されている。またトランジスタＴ２，Ｔ３お
よびＴ４のエミツタは線路Ｌ３に接続されてい
る。この線路Ｌ３は充電変換器８、容量性セル９
および放電装置１０に対して共通の負導体であ
る。コイルＳ２はコイルもしくは巻線Ｓ３と共
に、昇圧変圧器を形成している。電圧はコイルＳ
３の出力端と容量性セル９との間に設けられてい
るダイオードＤ２によつて整流される。このよう
にして得られる電流で容量性セル９が充電され
る。 容量性セル９ この容量性セル９は、ダイオードＤ２のカソー
ドに接続された線路Ｌ５と線路Ｌ３との間に並列
に接続された２つのコンデンサＣ１およびＣ２か
ら構成されている。コンデンサＣ２の出力端子Ｐ
４と線路Ｌ３との間には抵抗器Ｒ５が挿入されて
いる。 放電装置１０ この放電装置１０は、本質的に、制御装置７か
ら制御パルスを線路Ｌ７を介して受けるゲートを
備えたサイリスタTHと、コイルＳ４およびＳ５
から構成された変圧器とを備えている。線路Ｌ５
に接続された一次コイルもしくは巻線Ｓ４はサイ
リスタTHのアノードに直列に接続されており、
そして該サイリスタのカソードは線路Ｌ３に接続
されている。サイリスタTHのカソードとアノー
ドとの間には保護ダイオードＤ１が接続されてい
る。二次巻線Ｓ５は点火プラグ２および線路Ｌ６
を介して回路点Ｐ４間に接続されている。 再点火回路１４ この回路１４は、インピーダンス整合回路Ｃ１
５と、較正比較器Ｃ１６とから構成されている。
回路Ｃ１５の入力端は光−電子インターフエース
１３の出力端に接続されており、そしてその出力
端は比較器Ｃ１６の入力端に接続されている。該
比較器Ｃ１６はその出力端Ｐ５に、再点火用の較
正された制御電圧もしくは指令電圧VR５を発生
する。 回路装置の動作 演算増幅器Ｃ１２は関数発生器５によつて供給
される電圧VR１の関数として、基準電圧VR６を
発生する。比較器Ｃ１１はコンデンサＣ１および
Ｃ２の電圧VR２を基準電圧VR６と比較して、充
電変換器８の発振器が所定の比較値に対してブロ
ツク即ち停止するようにトランジスタＴ３および
Ｔ４のベースを制御する。巻線Ｓ２およびＳ３に
よる変圧比で、1000ボルト以上とすることができ
る電圧レベルが決定される。コンデンサＣ１およ
びＣ２の直流充電はサイリスタTHのブロツク期
間もしくは阻止期間中に行なわれる。 トランジスタＴ１がトランジスタＴ３によつて
ブロツクされると、寄生容量が存在するコイルも
しくは巻線Ｓ１およびＳ２の誘導作用で弱い発振
が生じ、発振器のブロツク状態が解除される虞れ
があるが、しかしながらトランジスタＴ４によ
り、同時にトランジスタＴ２を介しての線路Ｌ３
への接続が遮断されるので、発振器のブロツク状
態は解除されることはない。 コンデンサＣ１およびＣ２が、変調則によつて
定められる電圧VR２に充電されると、充電変換
器８は阻止（ブロツク）される。このようにして
容量性セル９の充電の閉ループ制御が確保され
る。サイリスタTHが制御装置７からパルスを受
けると、コンデンサＣ１はコイルもしくは巻線Ｓ
４を介して放電し、その結果巻線Ｓ５には、プラ
グ２の電極間に火花放電を発生するのに充分な電
圧が誘起される。コンデンサＣ１の容量は、変圧
器Ｓ４，Ｓ５を介して、火花の形成即ち点火電離
に必要なエネルギを蓄積することができるように
選ばれる。コンデンサＣ２は事後放電を行なうた
めのものであつて、点火が生ずるのに必要な火花
持続期間を維持するためのエネルギを供給するも
のである。即ち、プラグの電極間に充分な放電電
流を確保するのに必要な火花持続期間を保証す
る。コンデンサＣ２の放電は、その放電回路に挿
入されている抵抗器Ｒ５により緩慢であるが、コ
ンデンサＣ１はほとんど直ちに放電する。なお抵
抗器Ｒ５はサイリスタTHを保護する作用をもな
す。 比較器Ｃ１４は、電圧VR１の関数として、発
振器Ｃ１３の周波数を決定する電圧VR７を発生
する。サイリスタTHのゲート制御パルスは、発
振器Ｃ１３の周波数でトランジスタＴ５によつて
制御されるトランジスタＴ６により発生される。 比較器Ｃ１４は電圧VR１を、抵抗器Ｒ１４お
よびＲ１５の選択された値により定まる一定の電
圧と比較する。電圧VR１がこの定電圧より大き
い時には、電圧VR７は発振器Ｃ１３の第１の周
波数を定める値となり、そして電圧VR１が上記
定電圧より小さい時には、電圧VR７は該発振器
の第２の周波数を決定する値をとる。したがつ
て、第３図に例示した放電周波数の変化特性の場
合には、第１の周波数は200Hzであり、第２の周
波数は20Hzである。これら２つの周波数相互間に
おける遷移は、電圧VR１が、約1000rpmのター
ビン速度に対応する値を越える時に行なわれる。 各放電後に、電圧VR２は零に落ちる。比較器
Ｃ１１によつて発生される指令もしくは制御電圧
VR３も零になり、この結果トランジスタＴ３お
よびＴ４は阻止状態になり、新しい充電サイクル
が始まる。 燃焼室内で炎が消えると、オプテイカル・フア
イバ１２により光−電子インターフエース１３に
印加されていた光束が遮断し、その結果該インタ
ーフエースは信号「０」を発生する。その時には
回路Ｃ１６がその出力端に電圧VR５を発生す
る。 この電圧VR５は、回路点Ｐ６およびＰ７にお
いて、それぞれダイオードＤ４およびＤ５を介し
比較器Ｃ１１および発振器Ｃ１３の入力端に印加
される電圧VR６およびVR７に重畳される。電圧
VR５は、起動状態にあるとき関数発生器５によ
つて供給される電圧VR１に従つて比較器Ｃ１２
およびＣ１４によつてそれぞれ発生される電圧
VR６およびVR７に等しくするのが好ましい。こ
のようにして、起動時と同じエネルギ・レベルお
よび火花周波数で再点火が行なわれる。 なお、いろいろな回路要素Ｃ１１ないしＣ１６
ならびにトランジスタＴ１ないしＴ６は１つまた
は複数の集積回路形態で実現し得ることは言うま
でもない。
第１図は本発明による点火装置の全体的構成を
示すブロツク・ダイヤグラム、第２図は非限定的
な単なる例として本発明による点火装置の１実施
例を示す回路図、第３図は火花エネルギおよび火
花周波数の変化則の１例を示すグラフ、そして第
４図は放電エネルギと容量性セルの端子の電位差
との関係を示すグラフである。 ２……点火プラグ、３……検出器、４……計算
回路、５……関数発生器、１３……インターフエ
ース回路、１４……再点火回路、８……充電変換
器、１０……放電装置、７……放電制御装置、９
……容量性セル、６……充電制御装置、Ｔ……ト
ランジスタ、Ｓ……コイル、Ｄ……ダイオード、
Ｃ……コンデンサ、Ｒ……抵抗器、TH……サイ
リスタ、Ｌ……線路、Ｐ……回路点。
示すブロツク・ダイヤグラム、第２図は非限定的
な単なる例として本発明による点火装置の１実施
例を示す回路図、第３図は火花エネルギおよび火
花周波数の変化則の１例を示すグラフ、そして第
４図は放電エネルギと容量性セルの端子の電位差
との関係を示すグラフである。 ２……点火プラグ、３……検出器、４……計算
回路、５……関数発生器、１３……インターフエ
ース回路、１４……再点火回路、８……充電変換
器、１０……放電装置、７……放電制御装置、９
……容量性セル、６……充電制御装置、Ｔ……ト
ランジスタ、Ｓ……コイル、Ｄ……ダイオード、
Ｃ……コンデンサ、Ｒ……抵抗器、TH……サイ
リスタ、Ｌ……線路、Ｐ……回路点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タービンの少なくとも動力軸の速度の関数と
して基準電圧を発生する関数発生器５と、 容量性セルを充電する充電装置８と、 前記基準電圧に応答して第１の制御電圧を発生
する装置と、 前記第１の制御電圧と前記容量性セルの充電電
圧に応答して前記充電装置を制御して前記容量性
セルの最大充電電圧を制御する充電コントローラ
６と、 前記容量性セルを放電して火花電極間に火花を
生じさせる放電装置と、 前記基準電圧に応答して第２の制御電圧を生じ
させる装置と、 前記第２の制御電圧に応答して前記放電装置の
放電周波数を制御する放電制御装置７と、 を備えた、ガス・タービンの燃焼室内で燃料を
点火および再点火する火花点火装置。 ２ 充電電圧および放電周波数が、タービン動力
軸の零速度または燃焼室内の炎の消滅に対応する
基準電圧の値に対して最大になる特許請求の範囲
第１項記載の火花点火装置。 ３ 炎の消滅を検出する検出手段１１，１２を備
え、該検出手段１１，１２は、炎の消滅時に、容
量性セル９の充電コントローラ６および放電制御
装置７をそれぞれ制御する電圧VR６およびVR７
に重畳される電圧VR５を発生する再点火装置１
３，１４を制御する特許請求の範囲第１項記載の
火花点火装置。 ４ 炎検出手段が、炎の光をインターフエース装
置１３に伝送する光フアイバ１２を有し、該イン
ターフエース装置１３は、光信号の関数として、
制御電圧VR６，VR７に重畳される電圧VR５を
再点火回路１４内で発生するのに用いられる電気
信号を発生する特許請求の範囲第３項記載の火花
点火装置。 ５ 容量性セル９の充電を行なう充電装置８の制
御が、充電コントローラ６の比較器Ｃ１１内で第
１の制御電圧と充電電圧との比較により閉ループ
で行なわれる特許請求の範囲第１項から第４項の
いずれか１項に記載の火花点火装置。 ６ 充電装置８が、トランジスタＴ１およびＴ２
ならびにコイルＳ１およびＳ２から構成された発
振器を有し、コイルＳ１は前記トランジスタＴ１
のベースにフイード・バツク接続され、前記発振
器は、トランジスタＴ１が予め定められた比較値
に対し阻止状態になるように比較器Ｃ１１の出力
電圧により制御されるトランジスタＴ３によつて
制御される特許請求の範囲第５項記載の火花点火
装置。 ７ 充電装置８はさらに、比較器Ｃ１１の出力電
圧によつて制御されるトランジスタＴ４を有して
おり、該トランジスタＴ４は、前記発振器のコイ
ルＳ１，Ｓ２によつて発生される寄生誘導を阻止
するように接続されている特許請求の範囲第６項
記載の火花点火装置。 ８ 放電装置１０が、放電制御装置７によつて制
御されるサイリスタTHを有しており、該サイリ
スタを介して、前記容量性セル９のコンデンサの
放電が行なわれる特許請求の範囲第１項から第７
項のいずれか１項に記載の火花点火装置。 ９ 容量性セルが２つのコンデンサＣ１およびＣ
２を有し、該コンデンサの放電はサイリスタTH
によつて行なわれ、第１のコンデンサＣ１は直
接、変圧器Ｓ４，Ｓ５を介してプラグ２の電極間
におけるアーク発生を保証し、そして第２のコン
デンサはその放電回路に挿入された抵抗器Ｒ５を
介し点火に必要なエネルギ・レベルおよび火花持
続期間を保証する働きをなす特許請求の範囲第８
項記載の火花点火装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8027475A FR2496762B1 (fr) | 1980-12-24 | 1980-12-24 | Dispositif d'allumage et de reallumage pour turbine a gaz |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57168025A JPS57168025A (en) | 1982-10-16 |
| JPS624537B2 true JPS624537B2 (ja) | 1987-01-30 |
Family
ID=9249486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56216138A Granted JPS57168025A (en) | 1980-12-24 | 1981-12-24 | Spark ignitor |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4414804A (ja) |
| EP (1) | EP0055176B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57168025A (ja) |
| DE (1) | DE3173157D1 (ja) |
| FR (1) | FR2496762B1 (ja) |
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1980
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-
1981
- 1981-12-17 DE DE8181402015T patent/DE3173157D1/de not_active Expired
- 1981-12-17 EP EP81402015A patent/EP0055176B1/fr not_active Expired
- 1981-12-24 JP JP56216138A patent/JPS57168025A/ja active Granted
- 1981-12-24 US US06/334,220 patent/US4414804A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0572308A3 (fr) * | 1992-05-25 | 1995-03-01 | Adir | Dérivés hétérocycliques, leur procédé de préparation et les compositions qui les contiennent. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4414804A (en) | 1983-11-15 |
| EP0055176B1 (fr) | 1985-12-04 |
| FR2496762B1 (fr) | 1985-06-28 |
| EP0055176A1 (fr) | 1982-06-30 |
| DE3173157D1 (en) | 1986-01-16 |
| FR2496762A1 (fr) | 1982-06-25 |
| JPS57168025A (en) | 1982-10-16 |
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