特許 6616081 点火励振器放電スイッチ

(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】6616081

(24)【登録日】2019年11月15日

(45)【発行日】2019年12月4日

(54)【発明の名称】点火励振器放電スイッチ

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/266 20060101AFI20191125BHJP

   H01T 15/00 20060101ALI20191125BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/266

   H01T15/00 C

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-47803(P2015-47803)

(22)【出願日】2015年3月11日

(65)【公開番号】特開2015-176868(P2015-176868A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2018年2月23日

(31)【優先権主張番号】14/215,317

(32)【優先日】2014年3月17日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】309012096

【氏名又は名称】ユニゾン・インダストリーズ，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(74)【代理人】

【識別番号】100207158

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 研二

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(72)【発明者】

【氏名】スコット・ブライアン・ライト

【審査官】 西中村 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−００２７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６５６９６６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１６２３０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−１９９２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３１２０２５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５５１０９５２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２３２３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１２７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５５３０６１７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００００８７８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／２６６

Ｆ０２Ｃ ９／００

Ｈ０１Ｔ １５／００

Ｆ０２Ｐ １／００ −１７／１２

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン（１０）内の燃料に点火するための点火励振器システムであって、
再充電可能なエネルギー源（１１２）と、
前記再充電可能なエネルギー源（１１２）に接続され、前記再充電可能なエネルギー源（１１２）の中のエネルギーから貯蔵されたエネルギー波形を生成する少なくとも１つのパルス生成回路（１１６）と、
前記貯蔵されたエネルギー波形を受信するために前記少なくとも１つのパルス生成回路（１１６）に接続され、前記受信した貯蔵されたエネルギー波形に応答してスパークを生成する少なくとも１つの点火プラグ（１０６）と、
ゲート、アノードおよびカソードを更に備えるシリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）と、
正の電気トリガ波形を前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）の前記ゲートに対する前記アノードに加えるスイッチ駆動体（１２８、１３８）と
を備え、
前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）の前記アノードおよびカソードが、前記再充電可能なエネルギー源（１１２）と直列に接続されており、前記正の電気トリガ波形に応答して、前記少なくとも１つのパルス生成回路（１１６）に前記再充電可能なエネルギー源（１１２）を選択的に接続して、前記貯蔵されたエネルギー波形の生成に影響を与え、次いで前記貯蔵されたエネルギー波形が、前記点火プラグ（１０６）によって受信されて前記スパークを生成する、点火励振器システム。

【請求項2】

前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）が、シリコンカーバイドサイリスタ（２１８）である、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項3】

前記アノードが、電気的アースに接続されている、請求項２に記載の点火励振器システム。

【請求項4】

前記シリコンカーバイドサイリスタ（２１８）の前記アノードが、ダイオード（２３０）のカソードに接続され、前記シリコンカーバイドサイリスタ（２１８）の前記カソードが、前記ダイオード（２３０）のアノードに接続されている、請求項２に記載の点火励振器システム。

【請求項5】

前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）が、非導通状態から導通状態に移行することによって、前記再充電可能なエネルギー源（１１２）を前記少なくとも１つのパルス生成回路（１１６）に選択的に接続する、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項6】

前記少なくとも１つのパルス生成回路（１１６）が、貯蔵されたエネルギー波形の形状およびタイミングを制御するように構成されている、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項7】

前記少なくとも１つのパルス生成回路（１１６）が、電気的に並列に接続された少なくとも２つのパルス生成回路（１１６）を備える、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項8】

前記再充電可能なエネルギー源（１１２）の中の前記貯蔵されたエネルギーが、前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）を通って前記少なくとも１つの点火プラグ（１０６）へ導かれる、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項9】

前記再充電可能なエネルギー源（１１２）が、コンデンサ（２１０、２１２、２１４）を備える、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項10】

前記再充電可能なエネルギー源（１１２）が、並列またな直列のコンデンサ（２１０、２１２、２１４）の列を備える、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項11】

前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）および前記再充電可能なエネルギー源（１１２）の直列の組合せの間に電気的に並列に接続されたクランプ回路（２２０）を更に備える、請求項１に記載の点火励振器システム。

【請求項12】

前記シリコンカーバイド放電スイッチ（１４０）が、直列に接続された少なくとも２つのシリコンカーバイドサイリスタ（２１８）である、請求項１に記載の点火励振器システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、点火励振器放電スイッチに関する。

【背景技術】

【0002】

航空機用ガスタービンエンジンは、通常、エンジンの始動を助けるために点火システムを含む。エンジン点火システムは、エネルギーを貯蔵し、高エネルギーのスパークを放出して、自動車の点火コイルに類似した方法でエンジン内に燃料の燃焼を生成する点火励振器を含むことができる。点火励振器は、地上での最初のエンジン始動中に、または環境の状態に依存して、航空機が離陸中に、燃焼が衰えることを防止するためにスパークを提供することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第８３５９８６９号明細書

【発明の概要】

【0004】

一態様では、本発明の実施形態は、ガスタービンエンジン内で燃料に点火するための点火励振器システムに関する。点火励振器システムが、再充電可能なエネルギー源と、再充電可能なエネルギー源に接続され、再充電可能なエネルギー源の中のエネルギーから貯蔵されたエネルギー波形を生成する少なくとも１つのパルス生成回路と、貯蔵されたエネルギー波形を受信するために少なくとも１つのパルス生成回路に接続され、受信した貯蔵されたエネルギー波形に応答してスパークを生成する少なくとも１つの点火プラグと、ゲート、アノードおよびカソードを更に備えるシリコンカーバイド放電スイッチと、正の電気トリガ波形をシリコンカーバイド放電スイッチのゲートに対するアノードに加えるスイッチ駆動体とを備える。シリコンカーバイド放電スイッチのアノードおよびカソードが、再充電可能なエネルギー源と直列に接続されており、正の電気トリガ波形に応答して、少なくとも１つのパルス生成回路に再充電可能なエネルギー源を選択的に接続して、貯蔵されたエネルギー波形の生成に影響を与え、次いで貯蔵されたエネルギー波形が、点火プラグによって受信されてスパークを生成する。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】長手方向軸線に沿ってファン区分から軸方向下流に配置されたコアエンジン区分、および本発明の実施形態によるエンジン点火システムを含む例示的なガスタービンエンジンの概略図である。

【図2】本発明の実施形態による点火励振器充電を備えるエンジン点火システムの概略ブロック図である。

【図3】点火励振器のシリコンカーバイド放電スイッチおよび再充電可能なエネルギー源を図示する回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

図１は、長手方向軸線１５に沿ってファン区分１４から軸方向上流に配置されたコアエンジン区分１２を含む例示的なガスタービンエンジン１０の概略図である。コアエンジン区分１２は、環状コアエンジン入口１８を画定し、コアエンジン区分１２に入る空気の圧力を第１の圧力レベルに上昇させる際に使用するための増圧器２０を支持する略管状外側ケーシング１６を含む。高圧、多段軸方向流圧縮機２２は、増圧器２０から圧縮空気を受け取り、空気の圧力を更に上昇させる。圧縮空気は燃焼器２４へ流れ、燃焼器２４で燃料が圧縮空気流の中に噴射されて、圧縮空気の温度およびエネルギーレベルを上昇させる。導線２７Ａおよび２７Ｂを経て点火励振器回路２９に接続されている１つまたは複数の点火プラグ２５Ａおよび２５Ｂが、燃焼器２４内の混合気の燃焼の開始を促進することができる。加えて、点火励振器回路２９が、電源コネクタ３１を経て直流（ＤＣ）電源に結合されている。高エネルギーの燃焼生成物が、第１の駆動シャフト２８を通って圧縮機２２を駆動する際に使用するために第１のタービン２６まで流れ、次いで、第１の駆動シャフト２８と同軸である第２の駆動シャフト３２を通って増圧器２０を駆動する際に使用するために第２のタービン３０まで流れる。各タービン２６および３０の駆動後、燃焼生成物はコアエンジン区分１２から排気ノズル３４を通って導かれることによって、推進ジェットスラストを提供する。

【0007】

環状ファンケーシング３８によって取り囲まれているファン区分１４は、回転可能な軸流ファンロータ３６を含む。ファンケーシング３８は、略半径方向に延在し、円周方向に離隔配置された複数の支持ストラット４０によってコアエンジン区分１２の周りに支持されている。ファンケーシング３８は、半径方向に延在する出口案内羽根４２によって支持され、ファンロータ３６および複数のファンロータブレード４４を取り囲む。ファンケーシング３８の下流区分３９は、コアエンジン区分１２の外側部分上方に延在して、追加の推進ジェットスラストを提供する二次、またはバイパス気流通路４６を画定する。

【0008】

本明細書に説明するエンジン点火システムを図１に示し、事業用ジェットエンジンの文脈で上記に説明するが、一般性を失わずに産業用タービンを動力とする用途に等しく適用可能である。例えば、ガスタービンエンジンは、電気を生成するための発電機を駆動することができる。同様に、ガスタービンエンジンは、幅広い範囲の用途向け産業用機械に動力を供給することができる。このように、エンジン点火システムは、特定のガスタービンエンジンおよび相当する事業上または適宜に産業上用途のために構成され、実施されることが可能である。例えば、事業用航空機は、導線２７Ａを経て点火励振器回路２９に接続されている単一の点火プラグ２５Ａを使用することができ、一方、発電機に結合されているガスタービンエンジンは、導線２７Ａおよび２７Ｂを経て点火励振器回路２９に接続されている２つの点火プラグ２５Ａおよび２５Ｂを使用することができる。

【0009】

図２は、本発明の実施形態による点火励振器充電を備えるエンジン点火システム１００の概略ブロック図である。エンジン点火システム１００は、点火励振器回路１０２、点火導線１０４および点火プラグ１０６を含む。点火励振器回路１０２は、ＥＭＩフィルタモジュール１０８、電力コンバータ１１０、再充電可能なエネルギー源１１２、電圧監視回路および放電スイッチモジュール１１４、ならびに１つまたは複数のパルス生成回路（ＰＦＮ）１１６ＡおよびＢを備える。ＥＭＩフィルタモジュール１０８は、例えば直流で２８ボルトなど、相対的に低い直流（ＤＣ）電圧を直流電源１１７から受け取るように構成されている。直流電源は、限定しないが、バッテリ、ＤＣバスラインまたは補助電源ユニット（ＡＰＵ）を含む航空機電源システムの要素を含むことができる。電源は、直流で２８ボルトから直流で２７０ボルトまでの範囲の直流電圧を送達することができる。別法として、電源は、周波数４００ヘルツ（Ｈｚ）で交流（ＡＣ）の１１５ボルトなど、交流（ＡＣ）を提供することができる。

【0010】

ＥＭＩフィルタモジュール１０８は、点火励振器回路１０２によって生成される高周波数ノイズがＤＣ電源入力を通って漏出することを防止し、ＤＣ電源１１７上に存在する一時的な電圧サージから電力コンバータ１１０を保護するように構成されているＥＭＩフィルタ１１８および平滑コンデンサ１１９を含む。電力コンバータ１１０は、フライバック型コンバータを含むことができ、ＥＭＩフィルタモジュール１０８から受信した入力電圧をエネルギー貯蔵用に最適なレベルに上げるように構成されている。電力コンバータ１１０は、いくつかの充電回路に亘って再充電可能なエネルギー源１１２で電圧を高めるためにチャージポンプ技術を利用する。充電回路が、再充電可能なエネルギー源１１２での電圧を所定のレベルに高めた場合、チャージポンプが中断され、再充電可能なエネルギー源１１２が放電するように制御される。別法として、電力コンバータ１１０は、フライバック型コンバータではなく、ＤＣ−ＤＣコンバータである。

【0011】

再充電可能なエネルギー源１１２は、スパーク発生の間にエネルギーを貯蔵するように構成されている。電圧監視回路および放電スイッチモジュール１１４は、再充電可能なエネルギー源１１２内に貯蔵されたエネルギーを放出するように構成されている。各ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂは、再充電可能なエネルギー源１１２に接続され、再充電可能なエネルギー源１１２の中のエネルギーから貯蔵されたエネルギー波形を生成する。各ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂは、点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂの各着火先端１２０Ａおよび１２０Ｂでスパークを生成するために、貯蔵されたエネルギー波形の形状およびタイミングを最適化するように構成されている。各ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂは、誘導子であることができ、更に、出力電圧をより高くし、または結果として生じるスパークの持続時間がより長くなるよう促進するために、変圧器および／または高周波コンデンサを含むことができる。点火励振器１０２が複数の出力ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂと共に構成される場合、ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂは電気的に並列に接続される。

【0012】

点火導線１０４Ａおよび１０４Ｂは、ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂに接続された１つまたは複数の点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂに点火励振器回路１０２の出力を伝送する。各点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂは、各点火導線１０４Ａおよび１０４Ｂからエンジン燃焼器２４（図１参照）内部に存在する着火先端１２０Ａおよび１２０Ｂに貯蔵されたエネルギー波形を伝導して、スパークを生成する。着火先端１２０Ａおよび１２０Ｂの形状は、エンジン燃焼器２４の内部に所定のスパークプルームを提供して、混合気に点火するように構成されており、それによって燃焼を開始する。点火着火先端１２０Ａおよび１２０Ｂに送達される実際のエネルギーは、励振器内に貯蔵されたエネルギーの百分率（通常は２５〜３５％）である。スパークプルーム内に含まれるエネルギー、ならびにスパークが燃焼器に送達される比率は、点火パラメータである。例えば、４〜２０ジュール（Ｊ）のエネルギー範囲およびスパーク比率は、一般に約１〜３ヘルツ（Ｈｚ）である。

【0013】

電力コンバータ１１０は、変圧器１２２および変圧器１２２の一次巻線１２６に電気的に接続されている電源スイッチ１２４を含む。電力コンバータ１１０は、更に、電源スイッチ１２４に電気的に接続されている第１のスイッチ駆動体１２８を含む。クロックコンバータ１３０および放電フィードバック回路１３２は、スイッチ駆動体１２８に電気的に接続されている。電流センサ１３４は、電源スイッチ１２４および電圧比較器１３６に電気的に接続されている。

【0014】

電圧監視回路および放電スイッチモジュール１１４は、シリコンカーバイド放電スイッチ１４０、電圧比較器１４２、ならびに整流器およびトリガコンデンサモジュール１４４に電気的に接続されている第２のスイッチ駆動体１３８を含む。第２のスイッチ駆動体１３８は、電力コンバータ１１０内の放電フィードバック回路１３２に接続されている。

【0015】

図３は、点火励振器回路１０２のシリコンカーバイド放電スイッチ１４０および再充電可能なエネルギー源１１２を図示する回路図である。整流ダイオード２２６に直列の再充電可能なエネルギー源１１２は、電力コンバータ１１０の変圧器１２２の出力に跨って電気的に接続されている。シリコンカーバイド放電スイッチ１４０は、再充電可能なエネルギー源１１２の一方の側に電気的に接続されている。シリコンカーバイド放電スイッチ１４０の他方の側は、クランプ回路２２０に電気的に接続されている。クランプ回路２２０は、１つまたは複数の出力ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂの平行な組合せを跨いで電気的に接続されている。

【0016】

再充電可能なエネルギー源１１２は、１つまたは複数のエネルギー貯蔵または「タンク」コンデンサ２１０、２１２、２１４を含むことができる。再充電可能なエネルギー源１１２は、更に、直列に接続され得る貯蔵コンデンサ２１０、２１２、２１４の列を含むことができる。このように、再充電可能なエネルギー源１１２を跨ぐ電圧は、直列のコンデンサ２１０、２１２、２１４の列を跨ぐ電圧の付加的組み合わせを含む。別法として、コンデンサは平行に組み合わせることができて、再充電可能なエネルギー源を提供することができ、その場合全体の静電容量が、コンデンサの列の静電容量の付加的な組合せである。

【0017】

クランプ回路２２０は、還流ダイオード２２２を含む。抵抗器２２４に平行に接続されることが多い還流ダイオード２２２は、再充電可能なエネルギー源１１２から供給電圧が急に減少し、または除去される場合、誘導負荷を跨ぐ急な電圧ノイズをなくす。加えて、一旦エネルギーが充電可能なエネルギー源１１２から切り替えられると、放電スイッチ１４０を通り、ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂ、点火導線１０４Ａおよび１０４Ｂ、ならびに点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂによって形成される循環経路内に入り、最適な点火を促進するために時限エネルギー放電の一部として還流ダイオード２２２を通って戻る、効率的なエネルギー送達経路を還流ダイオード２２２は提供する。

【0018】

シリコンカーバイド放電スイッチ１４０は、高いスタンドオフ電圧およびパルス電流容量を含むシリコンカーバイドサイリスタ２１８を備えることができる半導体スイッチである。好適には、固体シリコンカーバイド放電スイッチ１４０は、単一のシリコンカーバイドサイリスタ２１８を含むが、しかし、点火励振器回路１０２の要求電圧およびスイッチ用の定格電圧に依存して、複数の半導体スイッチを直列で組み入れることができる。加えて、放電スイッチ１４０は、シリコンカーバイドサイリスタ２１８を跨いで直接接続されるクランプダイオード２２７を含むことができる。クランプダイオード２２７のカソードは、シリコンカーバイドサイリスタ２１８のアノードに接続され、クランプダイオード２２７のアノードは、シリコンカーバイドサイリスタ２１８のカソードに接続されている。電気的にシリコンカーバイドサイリスタ２１８を保護するために、クランプダイオード２２７が、エネルギー送達中に励振器回路を逆流することができる振動電流用の電流経路を提供し、それによって、高い電流がシリコンカーバイドサイリスタ２１８のゲートに流れ込み、シリコンカーバイドサイリスタ２１８のカソードから流出することを可能にする。

【0019】

シリコンカーバイドサイリスタ２１８のカソードは、再充電可能なエネルギー源１１２に接続され、シリコンカーバイドサイリスタのアノードは電気的アースに接続されている。抵抗器２２８と並列に還流ダイオード２３０を備える第２のクランプ回路が、シリコンカーバイドサイリスタ２１８のゲートおよびアノードに並列に接続されている。

【0020】

シリコンカーバイドサイリスタ２１８は、第２のクランプ回路、ならびにシリコンカーバイドサイリスタ２１８のゲートおよびアノードの両方に並列に接続されているパルス変圧器２１６によって誘導的に点火される。すなわち、スイッチ駆動体１３８は、貯蔵コンデンサ１１２内の電圧がエネルギー貯蔵のための所定のレベルに達する場合、非導通状態から導通状態に移行するように放電スイッチ１４０を誘導的に切り替えるゲートに対するアノードに正の電気波形をトリガする。対照的に、シリコン半導体構成要素は、カソードに対するゲートに加えられる正の電気トリガ波形を必要とする。シリコンサイリスタは、パルス変圧器２１６の周りに広範囲な電圧隔離を必要とするが、シリコンカーバイドサイリスタ２１８のアノードをアースすることによって、アノード‐ゲートトリガ回路の高電圧を隔離する必要を取り除く。カソードノードに対するゲートをトリガするために２５００ボルト以上が印加される従来型のシリコンサイリスタ回路と比較すると、ゲートノードに対するアノードに印加される同相電圧は、２０ボルト未満であることができる。

【0021】

導通状態では、シリコンカーバイド放電スイッチ１４０のアノードおよびカソードは、再充電可能なエネルギー源１１２と直列に接続されている。スイッチ駆動体１３８によって起動される正の電気トリガ波形に応答して、放電スイッチ１４０は、再充電可能なエネルギー源１１２をＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂに接続して、貯蔵されたエネルギー波形の生成に影響を与える。貯蔵されたエネルギー波形は再充電可能なエネルギー源１１２から出力ＰＦＮ１１６Ａおよび１１６Ｂに伝送し、次いで、点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂによって受信されて、各点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂに対してスパークを生成する。

【0022】

点火励振器回路１０２の代替構成では、放電スイッチ１４０は、点火励振器回路１０２のハイサイドを跨いで、整流ダイオード２２６のカソードから還流ダイオード２２２のカソードに接続可能である。

【0023】

エンジン点火システム１００のすべての要求は、始動状態の範囲に対して、点火プラグ１０６Ａおよび１０６Ｂの着火先端１２０Ａおよび１２０Ｂでスパークを生成するために十分なエネルギーを送達することを保証するように特定される。点火励振器は、−５５℃〜１５０℃の最大温度範囲に耐えることができる。高温（例えば１２１℃を超える）に曝されることによって、過度の電流漏出に起因する電力スイッチングおよび変換のためにシリコン半導体構成要素の使用が制限される可能性がある。すなわち、漏出電流、または理想的に非導通性である場合（すなわち、「オフ」に切り替えられる）に半導体スイッチを通過する電流が、温度作用のために半導体スイッチ内で増加する。半導体スイッチと同様に半導体デバイスの中で、漏出電流は量子現象であり、その場合、移動電荷キャリア（電子または正孔）が半導体内の絶縁領域を通り抜ける。その現象は、温度と共に増加する。低いレベルの漏出電流では、半導体スイッチが非導通性であると考えることができるが、固体デバイスを通って流れる過度な漏出電流は、スイッチとしてデバイスを不十分または作動不能なものにする。シリコン半導体については、漏出電流のレベルが、約１２１℃以上で過度になる。シリコンカーバイドサイリスタを半導体スイッチデバイスとして組み込むことによって、シリコンカーバイド材料の固有の高温能力に起因して、放電スイッチの高温能力が向上する。向上した能力は、従来のシリコン材料能力の漏出電流の１０分の１程度である漏出電流による。

【0024】

技術的効果は、半導体スイッチの漏出電流が温度と共に増加する高温作動中のスパーク比率を維持することである。したがって、シリコンカーバイドサイリスタは、高いスパークエネルギー要求を伴う点火システムに所望される点火励振器のために使用可能である。加えて、前述のアースされたアノードトリガ回路は、単一の放電回路（すなわち、１つの出力ＰＦＮ）または前述の並列二重放電構成（すなわち、複数の並列ＰＦＮ）のいずれかの実施を可能にする。シリコンカーバイドサイリスタの向上したピーク電流能力（従来のシリコンデバイスの能力の約３倍）は、点火プラグ着火先端でのスパーク発生中に、より高いピーク電力を送達することを促進する。より高いピーク電力は、大きいタービン燃焼器内部の燃料の点火に要求されるスパークプルームに対して好適な物理的態様である。点火発生のためのピーク電力のレベルは、複数の並列ＰＦＮに関して説明するように、２つ以上の出力に対して電力送達を分割することを可能にする。そういうわけで、固体放電スイッチは、大きな航空機のガスタービンエンジン、および発電所に関連する産業用途を含む広範囲の用途向けの点火システム内で使用可能である。

【0025】

既に説明しなかった範囲まで、様々な実施形態の異なる形態および構造を所望に応じて互いに組み合わせて使用することができる。１つの形態がすべての実施形態の中で説明されない場合、それが実施形態ではないと解釈されるように意図するものではなく、説明を簡潔にするためになされるのである。したがって、異なる実施形態の様々な形態は、所望に応じて混合され、組み合わされて、新しい実施形態が明確に説明されるかどうかに関わらず、新しい実施形態を形成することができる。本明細書に説明する形態のすべての組合せまたは置換は、本開示によって包含される。

【0026】

ここに記載する説明は、最良の形態を含む本発明を開示するための実施例を使用しており、更に当業者が、任意の装置またはシステムを作製し、使用し、かつ任意の組み込まれた方法を実施することを可能にする実施例を使用する。本発明の特許請求性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に思い当たる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例が特許請求の範囲の文言とは異ならない構造的要素を含む場合、またはそれらが特許請求の範囲とは実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合、そのような他の実施例は特許請求の範囲内にあると意図するものである。

【符号の説明】

【0027】

１０ ガスタービンエンジン
１２ コアエンジン区分
１４ ファン区分
１５ 長手方向軸線
１６ 管状外側ケーシング
１８ 環状コアエンジン入口
２０ 増圧器
２２ 圧縮機
２４ 燃焼器
２５ 点火プラグ
２５Ａ 点火プラグ
２５Ｂ 点火プラグ
２６ タービン
２７ 導線
２７Ａ 導線
２７Ｂ 導線
２８ 駆動シャフト
２９ 励振器（点火励振器回路）
３０ タービン
３１ 電源コネクタ
３２ 駆動シャフト
３４ 排気ノズル
３６ ファンロータ
３８ ファンケーシング
３９ 下流区分
４０ 支持ストラット
４２ 案内羽根
４４ ファンロータブレード
４６ 気流通路
１００ エンジン点火システム
１０２ 点火励振器回路
１０４ 点火導線
１０４Ａ 点火導線
１０４Ｂ 点火導線
１０６ 点火プラグ
１０６Ａ 点火プラグ
１０６Ｂ 点火プラグ
１０８ ＥＭＩフィルタモジュール
１１０ 電力コンバータ
１１２ 再充電可能なエネルギー源
１１４ 放電スイッチモジュール
１１６ パルス生成回路（ＰＦＮ）
１１６Ａ パルス生成回路（ＰＦＮ）
１１６Ｂ パルス生成回路（ＰＦＮ）
１１７ 直流電源（ＤＣ電源）
１１８ ＥＭＩフィルタ
１１９ 平滑コンデンサ
１２０ 着火先端
１２０Ａ 着火先端
１２０Ｂ 着火先端
１２２ 変圧器
１２４ 電源スイッチ
１２６ 一次巻線
１２８ スイッチ駆動体
１３０ クロックコンバータ
１３２ 放電フィードバック回路
１３４ 電流センサ
１３６ 電圧比較器
１３８ スイッチ駆動体
１４０ シリコンカーバイド放電スイッチ（ＳｉＣ放電スイッチ）
１４２ 電圧比較器
１４４ 整流器およびエネルギー貯蔵コンデンサ（トリガコンデンサモジュール）
２１０ コンデンサ
２１２ コンデンサ
２１４ コンデンサ
２１６ パルス変圧器
２１８ シリコンカーバイドサイリスタ（ＳｉＣサイリスタ）
２２０ クランプ回路
２２２ 還流ダイオード
２２４ 抵抗器
２２６ 整流ダイオード
２２７ クランプダイオード
２２８ 抵抗器
２３０ 還流ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】