特許 6208216 エネルギー発電設備の緊急起動の方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6208216

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】エネルギー発電設備の緊急起動の方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   F01C 1/18 20060101AFI20170925BHJP

   F02N 9/02 20060101ALI20170925BHJP

   B64D 41/00 20060101ALI20170925BHJP

   B63G 8/36 20060101ALI20170925BHJP

   F02C 7/32 20060101ALI20170925BHJP

   F02C 7/268 20060101ALI20170925BHJP

   F01C 20/06 20060101ALI20170925BHJP

   F01C 21/18 20060101ALI20170925BHJP

   F02N 15/02 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   F01C1/18

   F02N9/02

   B64D41/00

   B63G8/36 F

   F02C7/32

   F02C7/268

   F01C20/06

   F01C21/18

   F02N15/02 D

【請求項の数】14

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-507577(P2015-507577)

(86)(22)【出願日】2013年4月18日

(65)【公表番号】特表2015-520821(P2015-520821A)

(43)【公表日】2015年7月23日

(86)【国際出願番号】FR2013050863

(87)【国際公開番号】WO2013160590

(87)【国際公開日】20131031

【審査請求日】2016年4月13日

(31)【優先権主張番号】1253938

(32)【優先日】2012年4月27日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】516235451

【氏名又は名称】サフラン・ヘリコプター・エンジンズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フィリップティ，ユーグ

(72)【発明者】

【氏名】ガーデ，フランク

(72)【発明者】

【氏名】ティリエ，ロメイン

【審査官】 西中村 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特公昭４９−０２２９６２（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第０２９４２４１５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特公昭６１−０４７９６７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２０１０−５２３８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０５２６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｃ １／１２−１８

Ｆ０１Ｃ ２０／０６

Ｆ０２Ｃ ７／２６−２７７

Ｆ０２Ｎ １３／００

Ｆ４２Ｂ ３／００−２８

Ｂ６４Ｄ ４１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

緊急発電機設備（８１）の緊急起動方法であって、設備に対する緊急起動事態が検出された場合、少なくとも１つの発火性ガス燃焼生成器（５）が始動させられ、加圧ガスがその時にこの燃焼によって発生させられ、歯車（１，１００，１０１，１０２）をもつ容積式モータの中へそのまま注入されることと、これらのガスの一部がモータの歯車（３ａ，３ｂ）を回転（Ｒａ、Ｒｂ）させ、同時に、ガスの残りの部分がモータ（１，１００，１０１，１０２）と設備（８１）との間のカップリング接続（８ａから８ｃ；１８，１９，７，１７０）を復元力（９）に対抗して突出させ、接続（８ａから８ｃ；１８，１９，７，１７０）は、設備（８１）の従動シャフト（６１，６２，８２）で容積式モータ（１，１００，１０１，１０２）のギアシャフト（４ｂ，４０ｂ；５００）を回転させることによりエネルギーの伝達を引き起こすことと、推進力（Ｆ１，Ｆ６）が復元力より低下したとき、前記復元力が接続（８ａから８ｃ；１８，１９，７，１７０）に自動的に抵抗し、設備（８１）が容積式モータ（１，１００，１０１，１０２）から切り離されることと、を特徴とする緊急起動方法。

【請求項2】

ギアシャフト（４ｂ、４０ｂ；５００）と再起動される設備（８１）の従動シャフト（６１，６２，８２）との間のカップリング接続（８ａから８ｃ；１８，１９，７，１７０）が、摩擦によって生成される、請求項１に記載の緊急起動方法。

【請求項3】

残りのガスが、カップリング接続（８ａから８ｃ）が再起動される設備のシャフト（６１，８２）を回転させるためにラジアル圧縮（Ｆ２）を使用するように、縦軸（Ｘ’Ｘ）を中心とする周囲（Ｅ２）から容積式モータに注入される、請求項２に記載の緊急起動方法。

【請求項4】

残りのガスが、カップリング接続（１８，１９，７，１７０）が再起動される設備のシャフト（６２）を回転させるためにコニカルカップリングを使用するように縦軸（Ｘ’Ｘ）に沿って中心（４Ａ）から容積式モータに注入される、請求項２に記載の緊急起動方法。

【請求項5】

復元力が、弾性力と、電磁力と、圧縮流体の膨脹とから選択された手段によって発生させられる、請求項２に記載の緊急起動方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の方法を実施することができるエネルギー発電機設備（８１）の緊急起動システム（１０）であって、コンピュータに接続された電気始動装置（３）に接続された少なくとも１つの発火性ガス生成器（５）と、好ましくは、ストレートカットされた歯車（３ａ，３ｂ）を収容する内部空間（Ｅ１，Ｅ１１）を画定するケーシング（２，１２０）を備える容積式モータ（１，１００，１０１）とを備え、発火性ガス生成器（５）がケーシング（２，１２０）内の入口（２１，１２１）によってモータ（１，１００，１０１）に結合されていることと、遠心クラッチ（７，１７０）を介して駆動シャフト（４ｂ，４０ｂ，５００）を設備（８１）の従動シャフト（６１，６２，８２）に結合できるように、モータ（１，１００，１０１）が容積式モータ（１，１００，１０１）の歯車軸（Ｘ’Ｘ）を中心とする駆動シャフト（４ｂ，４０ｂ，５００）の一方の端部で運動できる接続手段（８ａから８ｃ；１８，１９）を有することと、当接して（４１Ｆ）配置された戻り手段（９，９０）は、接続手段（８ａから８ｃ；１８，１９）に働かされた圧力（Ｆ１，Ｆ６）に逆らって復元力を働かせることができることと、を特徴とする、緊急起動システム。

【請求項7】

容積式モータ（１）の駆動シャフト（４ｂ）の周囲でケーシング（２）の拡張部（２０ａ）内に形成された環状空間（Ｅ２）が、発火性ガスの燃焼からもたらされるガスの一部が接続手段（８ａから８ｃ）の所まで注入されることを可能にするために前記内部空間（Ｅ１）と連通し、この接続手段は、この圧力の下で半径方向に離れて動き（Ｆ２）、かつ、摩擦によって遠心クラッチ（７）を駆動することができるフェルール（８ｂ）に圧力を働かせるために、モータ（１）の駆動シャフト（４ｂ）に沿ったガスの推進力（Ｆ１）によって並進運動（Ｘ’Ｘ’）することができる環状ピストン（８ａ）で構成されている、請求項６に記載の緊急起動システム。

【請求項8】

フェルール（８ｂ）が、モータ（１）の駆動シャフト（４ｂ）の円錐状部（４１）に沿って摺動することにより半径方向に離れて動かされる少なくとも開放環状部で構成されている、請求項７に記載の緊急起動システム。

【請求項9】

ケーシング（１２０）のガス入口（１２１）に接続された導管（１４０；１４Ｌ，１４Ｒ）が、発火性ガス生成器（５）からもたらされたガスの一部が接続手段（１８，１９）の所まで循環することを可能にするために、駆動シャフト（４０ｂ）の中心ボア（４Ａ）と連通し、この接続手段は、摩擦によって遠心クラッチ（１７０）を駆動するためにこれに堅固に接続されたテーパ状のボア（１８Ｌ）に収容されることになるように、モータ（１００）の駆動シャフト（４０ｂ）の軸（Ｘ’Ｘ）に沿ったガスの推進力（Ｆ６）によって並進運動することができる円錐状ピストン（１８）で構成されている、請求項７または８に記載の緊急起動システム。

【請求項10】

電気始動装置が、自律電力源（３１）と、感熱コンポーネント（３３）およびマイクロコントローラ（３４）を組み込む電子制御盤（３２）とを有する電子ユニット（３）によって構成され、マイクロコントローラ（３４）は、電力源（３１）、感熱コンポーネント（３３）、機能的なセルフテスト、および、発火性ガス生成器（５）の点火カートリッジ（５２）を始動させるアラームを管理する、請求項７から９のいずれか一項に記載の緊急起動システム。

【請求項11】

容積式モータ（１，１００，１０１，１０２）の歯車が、スパーピニオン（３ａ，３ｂ）である、請求項７から１０のいずれか一項に記載の緊急起動システム。

【請求項12】

設備がＨＰスプール（８０）のシャフト（８２）を有するタービンエンジン（８１）である場合、従動シャフトは、ＨＰスプール（８０）に搭載された補機ギアボックス（７１）のシャフト（６１，６２）である、請求項７から１１のいずれか一項に記載の緊急起動システム。

【請求項13】

設備がＨＰスプール（８０）のシャフト（８２）を有するタービンエンジン（８１）である場合、従動シャフトは、ベルハウジング（７，１７０）に接続され、ベルハウジング（７，１７０）は、シャフト（６２）によって補機ギアボックス（７１）のピニオンに堅固に接続され、遠心クラッチ（７，１７０）として使用される、請求項７から１２のいずれか一項に記載の緊急起動システム。

【請求項14】

設備がＨＰスプール（８０）のシャフト（８２）を有するタービンエンジン（８１）である場合、従動シャフトは、ＨＰスプール（８０）のシャフト（８２）である、請求項７から１１のいずれか一項に記載の緊急起動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、専用トラクションシステムが停止しているか、または、要件を満たすには不十分である危機的な状況におけるエネルギー発電設備の緊急起動の方法およびシステムに関する。

【0002】

本発明は、以下の様々な技術分野におけるエネルギー発生の起動または再起動を開始するために支援または最終的なバックアップという状況で適用される可能性がある：
飛行機またはヘリコプターのガスタービンの飛行トラクションシステム
特に潜水艦における電力の生産または伝達のためのウルトラ制限回路遮断器用の電気エンジニアリング
掘削、または、マスターバルブねじ、ロボットなどの海洋侵入用：「石油およびガス」として知られている分野
発電機、ポンプ、安全弁などに対する極端な環境（病院、原子力発電所、飛行場、サーバーセンター）
スターリングまたはエリクソン型発電設備の発熱
重量物品を取り扱う油圧または空気圧発生（着陸装置アクチュエータ、巻き上げ機など）

【0003】

特に双発ヘリコプターの事例では、危機的な状況は、エンジンの一方が意図的にスイッチを切られたときに起こる可能性がある。このモードは、任務の巡行および捜索フェーズ中の消費量最小化のため実際には推奨されている。この事例では、以下の２つの例外的な状況が起こる可能性があり、これらの状況は、このとき、スイッチを切られたエンジンの緊急再起動を必要とする：
片方の運転中エンジンが未知の理由のため実質的に停止または減速する
飛行条件が予想外に悪化し、双発モードへの復帰が必要である（たとえば、不十分な高度）

【背景技術】

【0004】

ガスタービンは、現在のところ、異なった物理的特徴をもつ３種類のスタータを使用して再起動される可能性がある：
オンボード電源またはバッテリからの電力供給される電気スタータ
トルクコンバータ装置（遊星歯車列または段階的な変速装置）と加圧ガス貯蔵器とを有する空気圧スタータ
加圧流体貯蔵器に結合された加圧流体生成器を備える油圧スタータ

【0005】

空気圧スタータおよび油圧スタータは、これらの質量およびサイズに関連した欠点がある。さらに、これらは、これらのケーシングの定期的な点検と加圧貯蔵器の交換とを必要とする。

【0006】

その上、前述のヘリコプターの緊急事態での適用のため、オンボード電源からまたは予備バッテリによって給電される電気スタータによって飛行中にターボシャフトエンジンが再起動される。しかし、この技術は、費用がかかる：これは、永久磁石、横方向磁束、プレーナー構造などを必要とする。これは、充電監視装置および定期的なバッテリ交換をさらに必要とする。

【0007】

さらに、そして、基本的に、これらの電気スタータは、瞬時にトルクを供給しない、と思われる。その結果、反応シーケンスは、予備エンジンを再起動するとき、典型的に、約３０秒を要し、このことは、ある種の飛行条件に対して、たとえば、運転中エンジンだけの少なくとも部分的な故障のために低高度であるとき、時間がかかり過ぎであることを証明することになる。予備エンジンが時間内に再起動しない場合、問題のあるエンジンを用いる着陸は、危機的なことであると証明することになる。

【0008】

より一般的に、前述の適用において起こるかもしれない緊急事態は、緊急起動または再起動のための十分な安全余裕を可能にするために、およそ数秒、特に２〜３秒、または、実に１秒未満の反応時間を必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、前述のバックアップ用油圧または空気圧スタータの質量およびサイズに関連付けられた不都合なしで、この程度の大きさ、すなわち、数秒以内の応答性を可能にする緊急スタータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

これを達成するために、本発明は、発火型の瞬時ガス推進力を起動される設備との自動結合／分離と併せて容積式トランスミッション発電機と結合することを提案する。

【0011】

より具体的には、本発明の目的はエネルギー発電設備の緊急起動の方法であり、設備の緊急起動事態が検出された場合、少なくとも１つの発火性ガス燃焼生成器が始動させられる。加圧ガスは、その時、この燃焼によって発生させられ、好ましくは、ストレートカットされた歯車を含む容積式モータへそのまま注入される。これらのガスの一部分は、その時、エンジンの歯車を回転させ、同時に、ガスの残りの部分は、エンジンと設備との間のカップリング接続を復元力に逆らって突出させる。この接続は、容積式モータのギアシャフトを回転させることにより、設備の従動シャフトにエネルギーの伝達をもたらす。推進力が復元力より低下したとき、前記復元力は、接続に自動的に反発し、設備は、容積式モータから切り離される。

【0012】

特有の実施形態によれば：
ギアシャフトと再起動される設備の従動シャフトとの間のカップリング接続は、摩擦によって生成される。
残りのガスは、カップリング接続が再起動される設備のシャフトを回転させるために遠心圧縮を使用するように、縦軸を中心とする周辺から容積式モータに注入される。
残りのガスは、軸流圧縮および遠心圧縮によって、カップリング接続が再起動される設備のシャフトを回転させるためにコニカルカップリングを使用するように、縦軸に沿って中心から容積式モータに注入される。
発火性ガス燃焼生成の連続的なインスタンスが始動させられる。
復元力が弾性力、電磁力、および圧縮流体の膨脹から選択された手段によって発生させられる。

【0013】

本発明は、上記方法を実施できるエネルギー発電設備の緊急起動用のシステムにさらに関係する。このシステムは、コンピュータに接続された電気始動装置に接続された少なくとも１つの発火性ガス生成器と、ストレートカットされた歯車を収容する内部空間を画定するケーシングを備える容積式モータとを備え、発火性ガス生成器は、ケーシング内の入口によってモータに結合されている。モータは、遠心クラッチを介して駆動シャフトを設備の従動シャフトに結合することができるように、容積式モータの歯車軸を中心とする駆動シャフトの一方の端部で動くことができる接続手段を有する。そして、当接して配置された復元手段は、接続手段に働かされた圧力に対抗して復元力を働かせることができる。

【0014】

典型的に、各容積式モータの寸法は、反応時間がおよそ０．５秒で発火性ガスの注入毎におよそ４０ｋＷの電力を約２．５秒間供給できるようなものである。その上、システムは、名目的に−３０から＋５０℃の温度範囲内での使用を可能にするために適当なサイズおよび定格を有し、範囲は、周囲の設備の定格限界温度、たとえば、前述の極端な環境に対しておよそ１３５℃まで拡張される可能性がある。周囲の運転圧力は、およそ６０から１１０ｋＰａの間である。

【0015】

好ましい実施形態によれば：
容積式モータの駆動シャフトの周囲でケーシングの拡張部に形成された環状空間は、発火性ガスの燃焼によってもたらされるガスの一部が接続手段の所まで注入されることを可能にさせるために前記内部空間と連通し、この接続手段は、圧力下で半径方向に離れて動き、摩擦によって遠心クラッチを駆動することができるフェルールに圧力を働かせるように、モータの駆動シャフトに沿ったガスの推進力によって並進運動することができる環状ピストンで構成されている。
第２の接続コンポーネントは、モータの駆動シャフトの円錐状部分に沿って摺動することにより半径方向に離れて動かされる開放環状フェルールの少なくとも１つの部分で構成されている。
ケーシングのガス入口に接続された導管は、発火性ガス生成器からもたらされたガスの一部が接続手段の所まで循環することを可能にさせるために駆動シャフトの中心ボアと連通し、この接続手段は、テーパ状のボアに収容され、摩擦によって遠心クラッチを駆動するために遠心クラッチに堅固に接続されるように、モータの駆動シャフトの軸に沿ったガスの推進力によって並進運動することができる円錐状ピストンで構成されている。
電気始動装置は、自律電力源と、感熱コンポーネントおよびマイクロコントローラを組み込む電子制御盤とを有する電子ユニットによって構成され、マイクロコントローラは、電力源、感熱コンポーネント、機能的なセルフテスト、および発火性ガス生成器の点火カートリッジを始動させるアラームを管理する。
容積式モータの歯車は、スパーピニオンである。
容積式モータは、２段階であり、第１の段階は、タンデム搭載された第２の段階に下流で結合され、第１のモータは、スパーピニオンモータまたはベーンモータであり、第１のモータのガス出口は、第１のモータより実質的に大きな寸法を有する可能性がある第２のモータのガス入口に接続され、第１のモータの中央または駆動シャフトは、第２のモータの補助シャフトに搭載されている。
設備が高圧（ＨＰ）スプールシャフトを有するタービンエンジンである場合、従動シャフトは、ＨＰスプールに搭載された補機ギアボックスシャフトと、補機ギアボックスのピニオンに堅固に接続され、遠心クラッチとして使用されるベルハウジングと、ＨＰスプールのシャフトとから選択される。
設備がウルトラ制限回路遮断器である場合、従動シャフトは、短絡が起こったときに解除されるポールのシャフトである。
「石油およびガス」分野または極端な環境において、従動シャフトは、機械制御式ツールシャフト（バルブ、ラックシステム、ロボット、ダンパーのグリッド）である。
熱交換器組立体および可変角度設定回路を有するエリクソンまたはスターリングサイクル熱エンジンまたは等価物のような設備の場合、従動シャフトは、熱交換器組立体の制御シャフトであり、電子ユニットは、熱エンジンサイクルの加熱・凝縮サイクルの定積フェーズ中に付加的な適応型角度設定機能を組み込む。

【0016】

本発明の他の態様、特徴および利点は、添付図面を参照して、特有の実施形態に関係する以下の説明から明白になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明による緊急起動システムの容積式モータの第１の実施例の横断面概略図である。

【図2a】発火性ガスの発射前の図１による容積式モータの縦断面概略図である。

【図2b】発火性ガスの発射後の図１による容積式モータの縦断面概略図である。

【図3a】本発明による緊急起動システムの容積式モータの別の実施例の斜視図である。

【図3b】本発明による緊急起動システムの容積式モータの別の実施例のＢＢによる横断面図である。

【図3c】本発明による緊急起動システムの容積式モータの別の実施例のＣＣによる縦断面図である。

【図4】電子ユニット、発火式生成器および容積式モータで構成されている本発明による緊急起動システムの実施例の全体図である。

【図5】図４による電子ユニットの断面図である。

【図6】図４による発火式生成器の断面図である。

【図7a】２個のスパーピニオンモータを有する２段階容積式モータの断面図である。

【図7b】スパーピニオンモータに結合されたローラーモータを有する２段階容積式モータの断面図である。

【図8a】本発明による起動システムの容積式モータをタービンエンジンの補機ギアボックスのシャフトに搭載する実施例を示すである。

【図8b】この容積式モータを図８ａによる補機ギアボックスのピニオンに堅固に接続されたベルハウジングに搭載することを示す図である。

【図8c】この容積式モータを図８ａによるタービンエンジンのＨＰスプールのシャフトに直接搭載することを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

説明中、用語「横断面」は、モータの縦軸として記載され、主にこのような軸に沿って延びるものに垂直な平面における図に関係する。用語「縦断面」は、前記縦軸に沿った断面図を表す。用語「上方」または「下方」は、標準的な運転位置に置かれた機器の壁または面の相対的な位置に言及する。さらに、同一の符号は、対応する節に記載されているように同一のコンポーネントに関係する。

【0019】

図１における横断面図を参照すると、本発明による緊急起動システムの容積式モータ１の第１の実施例は、駆動シャフト４ａおよび４ｂを中心とする逆回転方向（矢印ＲａおよびＲｂ）に回転することができる２個のスパーピニオン３ａおよび３ｂを収容する内部空間Ｅ１を画定するケーシング２を有する。ケーシング２は、縦平面ＩＩ−ＩＩに関して実質的に対称である２個の対向する側壁２Ｌおよび２Ｌ’を有する。壁２Ｌおよび２Ｌ’にそれぞれ形成されたガス入口２１およびガス出口２２は、歯車３ａと３ｂとの中程で壁２Ｌおよび２Ｌ’と実質的に垂直に延びる同じ軸Ａ２を有する。

【0020】

連結導管２Ｃは、モータ１への燃焼ガスの発射を可能にするために、ガス入口２１と、発火性ガス生成器５のコアとに固定されている。このガス生成器５は、点火カートリッジ５２に接続された発火剤ブロック５１を格納する。

【0021】

図２ａの図から分かるように、平面ＩＩ−ＩＩに沿った縦断面において、モータ１のケーシング２およびピニオン３ｂのシャフト４ｂは、再起動されるエネルギー発電機設備のシャフト６を収容するように、歯車軸Ｘ’Ｘをもつ駆動シャフト４ｂに沿って縦に延在する。従動シャフト６は、駆動シャフト４ｂを通り抜け、シャフト４ｂの外側で円筒遠心クラッチ７に堅固に接続されている。

【0022】

遠心クラッチ７は、駆動シャフト４ｂおよびクラッチ７を回転接続する可動環状部品−ピストン８ａ、フェルール８ｂおよび支持体８ｃ−を覆う。駆動シャフト４ｂは、ケーシング２の円筒拡張部２０ａおよび２０ｂにおいてベアリングＰ１およびＰ２に搭載され、ピニオン３ａのシャフト４ａは、ボールおよびスプリングプレートをもつ機構部４０によってケーシング２に搭載されている。

【0023】

駆動シャフト４ｂの端部には、相補的なテーパ形状を有するフェルール８ｂを支持する円錐状部４１がある。ストップ８ｃとフェルール８ｂとの間で、クラッチ７によって蓋を被された空間内に配置されたバネ９は、フェルール８ｂの一方の端部と、円錐状部４１の端部に形成されたエンドプレート４１Ｆのもう一方の端部とに位置する。

【0024】

さらに、駆動シャフト４ｂの周囲で、ケーシング２の拡張部２０ａに形成された環状空間Ｅ２は、一方の端部で、モータ１の内部空間Ｅ１と連通し、もう一方の端部で、ピストン８ａの側面８Ｆによって閉鎖されたラジアル空間Ｅ３と連通する。

【0025】

図２ｂに例示されるように、発火剤の燃焼からもたらされるガスがモータ１の内部空間Ｅ１（図１）の中へ推し進められるとき、これらのガスの一部は、ラジアル空間Ｅ３の所まで環状空間Ｅ２に注入される。ピストンの側壁８Ｆに向かうガスの推進力の下で、ピストン８ａは、シャフト４ｂに沿って軸Ｘ’Ｘに沿った並進運動（矢印Ｆ１）が与えられ、対応する圧力をフェルール８ｂに働かせる。ピストン８ａと支持体８ｃとの間に保持された２個の半フェルールによって構成されたフェルール８ｂは、円錐状部４１に沿って摺動する半フェルールを用いて半径方向に離れて動き（矢印Ｆ２）、その時、遠心クラッチ７と密接な接触に入る。クラッチは、摩擦によって回転させられ、同時に、起動される設備の従動シャフト６を回転させる。

【0026】

ガスの圧力が所定の閾値より下がると直ぐに、戻りバネ９は、矢印Ｆ１と逆方向にフェルール８ｂを押すために十分な力を働かせ、フェルールとクラッチ７との間の接触が遮断され、従動シャフト６は、即座に係合解除される。

【0027】

本発明による緊急起動システムの容積式モータの別の実施例は、図３ａから図３ｃの斜視図および断面図に例示されている。

【0028】

図３ａを参照すると、容積式モータ１００は、外面的に前述の容積式モータに類似し、ケーシング１２０は、２つの側壁２０Ｌおよび２０Ｌ’を有し、遠心クラッチ１７０は、駆動シャフトの周りでケーシングの円筒拡張部１２０ａに搭載されている（図３ｃを参照）。エンドプレート１３０は、モータが再起動される設備のケーシングに固定されることを可能にするために、リング１２Ｂを介してこの円筒拡張部１２０ａに搭載されている。ガス入口１２１は、ケーシング１２０の「上方」壁１２Ｓにあることが分かる。

【0029】

図３ｂにおける横断面（図３ａにおける断面ＢＢ）において、ケーシング１２０は、−ジャケット１２４の内側に−駆動シャフト４０ａおよび４０ｂを中心とする逆回転方向（矢印ＲａおよびＲｂ）に回転することができる前述の実施例の２個のスパーピニオン３ａおよび３ｂを収容する内部空間Ｅ１１を画定する。入ってくるガス（矢印Ｆ８）は、偏向板１２５によって分離され、ジャケットは、開口部１２６を有し、ガスは、これを通って内部空間Ｅ１１の内部で循環する可能性がある。駆動シャフト４０ｂは、燃焼ガスの一部を送ることができる中心ボア４Ａを有する。ケーシング１２０の２つの対向する側壁２０Ｌおよび２０Ｌ’は、実質的に対称である。「上方」壁１２Ｓにおよび「下方」壁１２Ｉにそれぞれ形成されたガス入口１２１およびガス出口１２２は、中間平面Ｐｍ内に延在し、壁２０Ｌおよび２０Ｌ’と平行である同じ対称軸Ａ２を有する。ガスは、開口部１２６を介して放出される（矢印Ｆ１０）。

【0030】

図３ｃ（図３ａにおけるＣＣに沿った縦断面）を参照すると、−ベアリングＰ３およびＰ４に搭載された−駆動シャフト４０ｂと遠心クラッチ１７０との間の回転接続手段は、円錐状ピストン１８と、遠心クラッチ１７０に堅固に接続された環状部品１９の内部に形成された対応する円錐状ハウジング１８Ｌとによって構成されていることが分かる。螺旋状バネ９０は、駆動シャフト４０ｂの端部に堅固に接続されたストップ４３から出て来るロッド４２に沿って、ピストン１８のボア１８０内に配置される。バネ９０は、ストップ４３と、ピストン１８のボア１８０の底部に形成されたショルダ１８１との間に延在する。さらに、縦部１４Ｌおよびラジアル部１４Ｒを有する導管１４０は、ケーシング１２０のガス入口１２１を駆動シャフト４０ｂの中心ボア４Ａに接続する。

【0031】

燃焼ガスが発火剤ガスの燃焼によって放出されたとき、ガスの大部分がモータ１００のピニオン３ａおよび３ｂとシャフト４ａおよび４ｂとを回転させる。次には、駆動シャフト４ｂは、ピストン１８を駆動する。ガスの僅かな部分は、シャフト４０ｂの中心ボア４Ａに向かって、導管１４０を介して送られる（矢印Ｆ３、Ｆ４およびＦ５）。ガスは、その時、駆動シャフト４０ｂの軸Ｘ’Ｘに沿って並進運動するピストン１８のラジアル面１８Ｒに向かって推進させられる（矢印Ｆ６）。ピストン１８は、このピストンの円錐状ハウジング１８Ｌの内部で密接な接触に入り、その時、環状部品１９に堅固に接続されている遠心クラッチ１７０と一緒に、摩擦によって環状部品１９を回転させる。

【0032】

前述の実施例と同様に、ガスの圧力が前記所定の閾値より下がると直ぐに、戻りバネ９０は、矢印Ｆ６と逆方向にピストン１８を押すために十分な力を働きかけ、ピストンとクラッチ１７０に堅固に接続されている部品１９との間の接触が遮断され、起動される設備の従動シャフトは、クラッチ１７０と併せて、その時、係合解除される。

【0033】

本発明による緊急起動システム１０の実施例の全体図が図４に例示される。このシステムは、電子ユニット３、発火式生成器５および容積式モータ１００を備える。より厳密には、電子ユニット３は、電気導管１１を介して、これ自体は剛性金属導管１２を介してモータ１００の入口１２１に接続された発火式生成器５の点火カートリッジ５２に接続されている。さらに、電子ユニット３は、電気導管１３を介して、起動される設備のコンピュータ（図示せず）、実施例ではタービンエンジンに接続されている。ネジ１５によって固定されたコネクタ１４は、導管１１から１３と、電子ユニット３と、発火式生成器５と、容積式モータ１００との間で接続を行う。このモータ１００は、起動される設備のシャフトを駆動するように駆動シャフト４０ｂに連結された遠心クラッチ１７０を有する。

【0034】

図５において断面図によってより厳密に示されるように、電子ユニット３は、自律電力源としてのバッテリ３１と、電子制御盤３２とを収容する。この制御盤は、感熱コンポーネント３３と、バッテリ３１、感熱コンポーネント３３、機能的なセルフテスト、および、発火式生成器５のための点火カートリッジ５２を始動させるアラームを管理するマイクロコントローラ３４を組み込む。導管１１および１３は、コネクタ１４を用いてユニット３に搭載されている。

【0035】

始動用アラームは、感熱コンポーネント３３によって始動させられた、火災の可能性を検出するアラームを含み、これらのアラームは、速度センサまたは温度プローブによって供給されたデータに基づいてコンピュータによって制御される。

【0036】

有利な点として、電子盤３２は、高温度値を監視し、コンピュータが運転安全性を損なうことなく耐用年数を決定することを可能にするために、マイクロコントローラ３４によって管理された温度測定コンポーネント３５を組み込む。

【0037】

発火式生成器５の断面図は、図６にさらに例示されている。この生成器は、発火剤ブロック５１が内部でスペーサ５４上に配置されている金属本体部５３で構成されている。抑制物質の層５５がブロック５１をこれの側面で取り囲む。金属キャップ５６は、気密封止を確実にするために本体部５３にしっかりと固定されている。点火カートリッジ５２は、キャップ５６内に形成された溝５７にネジ込まれ、所定の温度より上で溶融できる先端部５７ａによって閉鎖されている。カートリッジ５２によって点火された発火剤の燃焼ガスは、容積式モータ１００につながる金属導管１２（図４を参照）に連結された調整済みノズル５８の封止部５８ａを介して抜け出る。

【0038】

上述の単一の容積式モータ、すなわち、モータ１または１００の実施例の変形として、図７ａおよび図７ｂは、たとえば、モータ１００と同じタイプの２個のスパーピニオンモータ１０１および１０２（図７ａ）、または、ローラーモータもしくはベーンモータ２００（断面に見える）およびスパーピニオンモータ１０２（図７ｂ）のいずれかをそれぞれに有する２段階容積式モータを断面で示す。

【0039】

発火式生成器によって放出されたガスは、スパーピニオンモータ１０１（図７ａ）によって、または、ローラー型もしくはベーン型モータ２００（図１ｂ）によってそれぞれ構成され、スパーピニオンモータ１０２によって構成されるタンデム搭載された第２の段階に下流で結合された、第１の段階の入口１２１または２２１へ推し進められる（矢印Ｆ７）。第１の段階の出口１２２または２２２で、ガスが入口１２１に向かって（矢印Ｆ８）、かつ、ジャケット１２４を通って第２のモータ１０２の中へ（矢印Ｆ９）発射される。第２のモータ１０２は、有利な点として、第１のモータを阻害することを避けるように、第１のモータ１０１または２００よりサイズが大きい。駆動シャフト４００または第１のモータ１０１もしくは２００のそれぞれの中央シャフト６００は、第２のモータの駆動シャフト５００が再起動される設備を駆動する間に第２のモータ１０２補助シャフト３００に搭載される（矢印Ｆｔ）。ガスは、第２のモータ１０２の出口１２２を介して抜け出る（矢印Ｆ１０）。

【0040】

緊急の際に起動される設備がＨＰスプールシャフトを有するタービンエンジンである場合、本発明によるシステムの容積式モータ１または１００を搭載する実施例が図８ａから図８ｃに例示される。

【0041】

図８ａにおける斜視図を参照すると、容積式モータ１の駆動シャフト４ｂに挿入された従動シャフトは、タービンエンジン８１のＨＰスプール８０に搭載された補機ギアボックス７１のシャフト６１である。補機ギアボックス７１は、冗長なバックアップスタータコンポーネントである電気スタータ９１が取り付けられている。

【0042】

図８ｂにおける斜視図を参照すると、タービンエンジン８１の従動シャフト６２は、補機ギアボックス７１のピニオンに堅固に接続されたベルハウジングに搭載されている。ベルハウジングは、容積式モータ１００の遠心クラッチ１７０である。

【0043】

図８ｃにおける斜視図を参照すると、容積式モータ１の駆動シャフト４ｂに挿入された従動シャフトは、そのままタービンエンジン８１のＨＰスプール８０のＨＰシャフト８２である。

【0044】

本発明は、説明され、かつ、例示された実施例に限定されない。

【0045】

たとえば、容積式モータにおいてケーシングの封止を管理する螺旋状にカットされたピニオン、または、「並列」ピニオンを使用することが可能である。

【0046】

摩擦結合の代替案として、その他の結合手段：オーバーランニングクラッチ、電磁ミラー（フーコー電流を使用する）、電気粘性もしくは磁気粘性流体の粘性結合が存在する。

【0047】

ピニオン型およびベーン型モータに加えて、軸方向プレートにおいてガイドスロットと結合された、ローラー型ロータが使用される可能性がある。

【0048】

たとえば、熱交換器および可変角度設定回路を有するエリクソンまたはスターリングサイクル熱エンジンまたは等価物のような設備の事例において、従動シャフトは、熱交換器組立体の制御シャフトであり、電子ユニットは、熱エンジンサイクルの加熱・凝縮サイクルの定積フェーズ中に付加的な適応型角度設定機能を組み込む。

【0049】

さらに、ピニオンの突起または歯の個数は、たとえば、２から８個（図示のとおり）、または、実にこれ以上の突起まで当然に変化する可能性がある。戻り手段は、少なくとも１つの螺旋バネ、少なくとも１つの金属ブレード、電磁石、およびピストン型ガスカートリッジから選択される可能性がある。始動用アラームは、感熱コンポーネントを用いて火災の可能性を検出するアラームを含み、アラームは、コンピュータによって制御される。

【0050】

さらに、電子盤は、高温度値を監視し、コンピュータが運転安全性を損なうことなく耐用年数を決定することを可能にするために、マイクロコントローラによって管理された温度測定コンポーネントを組み込む可能性がある。

【0051】

有利な点として、発火性ガス生成器は、容積式モータのケーシングの入口導管に連結されたアーミング機構部によって駆動されたシリンダに搭載されたハウジング内にバッテリとして配置される可能性がある。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図8a】

【図8b】

【図8c】