特表 2024-519806 点火プラグテストツール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-21

(54)【発明の名称】点火プラグテストツール

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/266 20060101AFI20240514BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

F02C7/266

F01D25/00 V

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023571200

(86)(22)【出願日】2022-05-18

(85)【翻訳文提出日】2024-01-09

(86)【国際出願番号】 US2022072404

(87)【国際公開番号】W WO2022246424

(87)【国際公開日】2022-11-24

(31)【優先権主張番号】17/325,665

(32)【優先日】2021-05-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515322297

【氏名又は名称】ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ８， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(72)【発明者】

【氏名】トリアナ ゾルサーノ、ルビ エリザベス

(57)【要約】

【課題】ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体のための点火プラグテストツールを提供する。
【解決手段】点火プラグテストツールは、点火プラグ組立体に取り付けられた誘電体チューブと、点火プラグ組立体及び誘電体チューブを、テスト中に点火プラグ組立体がガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続されたままとなるようにその中に支持する第１の支持ブラケットとを含むことができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体用の点火プラグテストツールであって、
前記点火プラグ組立体に取り付けられた誘電体チューブと、
前記点火プラグ組立体と前記誘電体チューブを支持する第１の支持ブラケットと、
前記点火プラグ組立体は、テスト中、ガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続されたままである、点火プラグテストツール。

【請求項2】

前記誘電体チューブがアクリル材料を含む、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項3】

前記誘電体チューブが透明材料を含む、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項4】

前記誘電体チューブが誘電体キャップによって囲まれている、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項5】

前記点火プラグ組立体が点火プラグフランジを含み、前記誘電体チューブがチューブフランジを含み、前記チューブフランジが前記点火プラグフランジに取り付けられる、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項6】

第１の支持ブラケットをさらに含み、前記第１の支持ブラケットが前記点火プラグフランジをその中で支持する、請求項５に記載の点火プラグテストツール。

【請求項7】

前記チューブフランジがナイロン材料を含む、請求項５記載の点火プラグテストツール。

【請求項8】

前記第１の支持ブラケットがナイロン材料を含む、請求項５に記載の点火プラグテストツール。

【請求項9】

前記第１の支持ブラケットから間隔を置いて配置された第２の支持ブラケットをさらに含む、請求項５に記載の点火プラグテストツール。

【請求項10】

前記第２の支持ブラケットがナイロン材料を含む、請求項９に記載の点火プラグテストツール。

【請求項11】

前記ガスタービンエンジン燃焼器に取り付けられた燃焼器ブラケットをさらに含む、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項12】

前記第１の支持ブラケットが前記燃焼器ブラケットに取り付けられる、請求項１１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項13】

前記点火プラグ組立体が点火プラグを含み、前記誘電体チューブが前記点火プラグを収容する大きさである、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項14】

前記点火プラグ組立体が点火トランスを含み、前記第１の支持ブラケットが前記点火トランスを収容する大きさである、請求項１に記載の点火プラグテストツール。

【請求項15】

ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体を安全にテストする方法であって、前記点火プラグ組立体が点火プラグと点火プラグフランジを含み、前記方法は、
前記点火プラグ組立体を前記ガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続したまま前記点火プラグ組立体を前記ガスタービンエンジン燃焼器から取り外すステップと、
点火プラグテストツールの誘電体チューブ内に前記点火プラグ組立体の前記点火プラグを配置するステップと、
前記点火プラグ組立体の前記点火プラグフランジを前記点火プラグテストツールの前記支持ブラケット内に位置決めするステップと、
前記点火プラグ組立体をテストするステップと、
を含む方法。

【請求項16】

ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体のための点火プラグテストツールであって、
前記点火プラグ組立体に取り付けられた誘電体チューブと、
前記点火プラグ組立体と前記誘電体チューブを支持する支持ブラケットと、
前記ガスタービンエンジン燃焼器及び前記支持ブラケットに取り付けられた燃焼器ブラケットと、
を含み、
前記点火プラグ組立体は、テスト中、前記ガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続されたままである、点火プラグテストツール。

【請求項17】

前記誘電体チューブがアクリル材料を含む、請求項１６に記載の点火プラグテストツール。

【請求項18】

前記誘電体チューブが誘電体キャップによって囲まれている、請求項１７に記載の点火プラグテストツール。

【請求項19】

前記点火プラグ組立体が点火プラグフランジを含み、前記誘電体チューブがチューブフランジを含み、前記チューブフランジが前記点火プラグフランジに取り付けられる、請求項１８に記載の点火プラグテストツール。

【請求項20】

前記支持ブラケットがナイロン材料を含む、請求項１９に記載の点火プラグテストツール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願及びその結果としての特許は、一般にガスタービンエンジンに関するものであり、より詳細には、点火プラグ組立体をガスタービンエンジンに取り付けたまま、迅速、安全かつ効率的な方法で点火プラグ組立体をテスト（試験）するための改良された点火プラグテストツール（improved spark plug testing tool）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

点火プラグ組立体は、点火プラグ、点火プラグフランジ、点火トランスを含むことがある。テスト中、点火プラグ組立体は燃焼器から取り外されるが、電気ケーブルには取り付けられたままである。ケーブルの長さが比較的短いため、点火プラグ組立体は通常、テストのために燃焼器上に置かれる。しかし、この位置は、電気的な高電圧アーク又は他のタイプの放電に直接アクセスする可能性がある。このようなアクセスは、近くの人員に潜在的な危険をもたらす可能性がある。その結果、テスト期間中、タービンコンパートメント（turbine compartment）又は他の場所での他の種類の作業活動を中断し、他の作業員を退避させる必要が生じる可能性がある。従って、点火プラグテスト手順の完了を待つ間、全体的な生産性が低下する可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１７／０３２８３３５明細書

【発明の概要】

【0004】

このため、本出願及びその結果としての特許は、ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体のための点火プラグテストツールを提供する。点火プラグテストツールは、点火プラグ組立体に取り付けられた誘電体チューブ（dielectric tube）と、点火プラグ組立体及び誘電体チューブを、テスト中に点火プラグ組立体がガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続されたままとなるようにその中に支持する第１の支持ブラケットとを含むことができる。

【0005】

本出願及びその結果としての特許は、点火プラグ組立体が点火プラグ及び点火プラグフランジを含む、ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体を安全にテストする方法をさらに提供する。この方法は、点火プラグ組立体をガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続したまま、点火プラグ組立体をガスタービンエンジン燃焼器から取り外すステップと、点火プラグ組立体の点火プラグを点火プラグテストツールの誘電体チューブ内に位置決めするステップと、点火プラグ組立体の点火プラグフランジを点火プラグテストツールの支持ブラケット内に位置決めするステップと、点火プラグ組立体をテストするステップとを含む。

【0006】

本出願及びその結果としての特許は、さらに、ガスタービンエンジン燃焼器の点火プラグ組立体のための点火プラグテストツールを提供する。点火プラグテストツールは、点火プラグ組立体に取り付けられた誘電体チューブと、点火プラグ組立体及び誘電体チューブをその中に支持する支持ブラケットと、点火プラグ組立体がテスト中にガスタービンエンジン燃焼器に電気的に接続されたままであるように、ガスタービンエンジン燃焼器及び支持ブラケットに取り付けられた燃焼器ブラケットとを含む。

【0007】

本出願および結果として得られる特許のこれらおよび他の特徴および改良は、いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と併せて考えると、以下の詳細な説明を検討すると、当業者には明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】圧縮機、燃焼器、タービン、及び負荷を示す、例示的なガスタービンエンジンの概略図である。

【図2】図１のガスタービンエンジンに使用できる例示的な燃焼器の概略図である。

【図3】本明細書で説明する点火プラグテストツールの透視図である。

【図4】取付ブラケットを備えた図３の点火プラグテストツールのさらなる透視図である。

【図5】図４の点火プラグテストツールの平面図である。

【図6】図４の点火プラグテストツールの側面平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ここで図面を参照すると、いくつかの図を通じて同様の数字は同様の要素を示し、図１は、本明細書で使用することができるガスタービンエンジン１０の概略図である。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含むことができる。圧縮機１５は、流入する空気流２０を圧縮する。圧縮機１５は、圧縮された空気流２０を多数の燃焼器缶（a number of combustor cans）２５に供給する。燃焼器缶２５は、圧縮された空気流２０を加圧された燃料流３０と混合し、混合物（mixture）に点火して高温の燃焼ガス流３５を生成する。単一の燃焼器缶２５のみが示されているが、ガスタービンエンジン１０は、周方向アレイなどに配置された任意の数の燃焼器缶２５を含んでもよい。高温燃焼ガス３５の流れは、順にタービン４０に送られる。高温の燃焼ガス３５の流れは、機械的な仕事を生成するようにタービン４０を駆動する。タービン４０で生成された機械的な仕事は、シャフト４５及び発電機などの外部負荷５０を介して圧縮機１５を駆動する。

【0010】

ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、様々な種類の合成ガス、液体燃料、及び／又は他の種類の燃料及びそれらの混合物を使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、ニューヨーク州シェネクタディのゼネラル・エレクトリック社が提供する多数の異なるガスタービンエンジンのいずれかであってもよく、これには、７シリーズ又は９シリーズのヘビーデューティガスタービンエンジンなどが含まれるが、これらに限定されない。ガスタービンエンジン１０は、異なる構成を有していてもよく、他の種類の部品を使用してもよい。本明細書では、他のタイプのガスタービンエンジンを使用することもできる。複数のガスタービンエンジン、他のタイプのタービン、及び他のタイプの発電装置もまた、用いることができる。

【0011】

図２は、上述したガスタービンエンジン１０と共に使用され得るような燃焼器缶２５の一実施例の概略図である。燃焼器缶２５は、タービン４０について、前端（ヘッドエンド：head end）のエンドキャップ５５から後端（aft end）のトランジションピース６０まで延在することができる。多数の燃料ノズル（A number of fuel nozzles）６５が、エンドキャップ５５の周りに配置されてもよい。ライナ７０は、燃料ノズル６５からトランジションピース６０に向かって延び、その中に燃焼室７５を画定することができる。ライナ７０はフロースリーブ８０に囲まれている。ライナ７０とフロースリーブ８０は、コンプレッサ１５などから燃焼室７５への圧縮空気２０の流れのための流路をその間に画定することができる。

【0012】

燃焼器缶２５は、点火プラグ組立体（spark plug assembly）８５も含むことができる。点火プラグ組立体８５は、燃焼器缶２５内で燃焼を開始させるように構成されていてもよい。具体的には、燃焼は、隣接する燃焼室６０の燃焼器缶２５に取り付けられた２つの点火プラグ組立体８５から開始されることがある。以下により詳細に説明するように、各点火プラグ組立体８５は、点火プラグ９０及び点火トランス（ignition transformer：点火変圧器）９５を含むことができる。点火プラグフランジ９８は、点火プラグ９０と点火トランス９５との間に半径方向に延在することができる。点火プラグ９０の一方又は両方からの火花は、燃焼室７５内の燃料空気混合物に点火し、残りの室（remaining chambers）は、クロスファイアチューブ（crossfire tubes）を介して点火され得る。本明細書で説明する燃焼器缶２５は、例示のみを目的としたものである。本明細書では、他の構成要素及び他の構成を有する燃焼器缶２５を使用することができる。

【0013】

図３～図６は、本明細書に記載され得るような点火プラグテストツール１００の一例を示す。点火プラグテストツール１００は、点火プラグ組立体８５全体の操作性をテストする。点火プラグテストツール１００は、高電圧アーク（high voltage arc）をその内部で絶縁するために、大部分が誘電体材料で作られてもよい。アクリル、ナイロン、ガラス繊維、及びゴム材料について以下に説明するが、セラミック、複合材料なども本明細書で使用することができる。

【0014】

点火プラグテストツール１００は、誘電体チューブ（dielectric tube）１１０を含む。誘電体チューブ１１０は、透明なアクリル材料などから作られてもよい。誘電体チューブ１１０は、その中に点火プラグ９０を収容できる大きさであってもよい。誘電体チューブ１１０は、キャップ１２０を介して遠位端（far end）で囲まれていてもよい。キャップ１２０もまた、アクリルなどの誘電体材料から作られてもよい。キャップ１２０は、ゴムガスケット（rubber gasket）１４０をその間に配置した多数のキャップファスナ（cap fasteners）１３０で誘電体チューブ１１０に固定することができる。キャップファスナ１３０は、ナイロンねじ（nylon screws）などであってもよい。

【0015】

近位端（near end）において、誘電体チューブ１１０は、チューブフランジ１５０及び更なるゴムガスケット１６０を介して、点火プラグ組立体８５の点火プラグフランジ９８に取り付けられることができる。チューブフランジ１５０は、ナイロンなどの誘電体材料から作られてもよい。点火プラグフランジ９８は、多数のフランジファスナ１７０を用いてチューブフランジ１５０に固定することができる。フランジファスナ１７０は、ガラス繊維製の六角ネジ（fiberglass hex screws）等であってもよい。誘電体チューブ１１０及び点火プラグフランジ９８は、支持ブラケット１７５（第１の支持ブラケット１７５）によって支持されてもよい。支持ブラケット１７５は、ナイロン等の誘電体材料から作られてもよい。図３に示すように、背面又は第２の支持ブラケット１８０もまた、前面支持ブラケット（front support bracket）１７５から間隔を置いて配置されてよい。背面支持ブラケット（back support brack）１８０もまた、ナイロン等の誘電体材料から作られてもよい。本明細書では、他の構成要素及び他の構成を用いてもよい。

【0016】

図４～図６に示すように、点火プラグテストツール１００は、燃焼器ブラケット１９０を介して燃焼器缶２５などに取り付けられてもよい。燃焼器ブラケット１９０は、多数のブラケットファスナ２００を介して燃焼器缶２５に取り付けることができる。燃焼器ブラケット１９０は、鋼製又は任意のタイプの適切な剛性を有する材料で作ることができる。ブラケットファスナ２００は、従来の六角ネジなどであってもよい。燃焼器ブラケット１９０は、その中に前部支持ブラケット１７５及び点火プラグ組立体８５を収容して支持することができる。さらに、燃焼器ブラケット１９０は、１つ又は２つの点火プラグテストツール１００及び点火プラグ組立体８５をそこに収容する大きさであってもよい。本明細書では、他のタイプの支持構造を使用してもよい。他の構成要素及び他の構成もまた、本明細書において使用され得る。

【0017】

使用時、点火プラグテストツール１００は、燃焼器ブラケット１９０を介して燃焼器缶２５又は他の場所に取り付けることができる。点火プラグ組立体８５は、燃焼器缶２５から取り外され、点火プラグテストツール１００内に挿入され得るが、個々の点火プラグ９０は、点火トランス９５（又はガスタービンエンジン又は燃焼器）に電気的に接続されたままである。具体的には、点火プラグ９０を誘電体チューブ１１０内に配置し、誘電体チューブ１１０、チューブフランジ１５０、及びゴムガスケット１６０を、フランジファスナ１７０を介して点火プラグフランジ９８に取り付けることができる。点火プラグテストツール１００及び点火プラグ組立体８５は、前面支持ブラケット１７５内に配置され、そこで支持されてもよい。背面支持ブラケット１８０も使用することができる。点火プラグ組立体９０は、近くの人員に危険を生じさせることなく、安全にテストされ得る。具体的には、テストの間、ガスタービンエンジン１０の通常の運転で使用されるのと同じ電気接続ケーブルを使用して、点火プラグ９０を１回又は複数回発射することができる。本明細書で使用される材料によっては、点火プラグテストツール１００の誘電体チューブ１１０は、テスト中に高電圧耐バリアを形成するように、約１９０，６００ボルト又はそれ以上に耐えることができる。

【0018】

したがって、点火プラグテストツール１００の使用は、テスト中に他の近くの人員を退避させる必要性を回避するように、タービンコンパートメントに関する安全性を高める。したがって、点火プラグテストツール１００は、点火プラグテスト手順中の全体的な生産性を向上させることができる。さらに、点火プラグテスト時間全体を短縮することができる。

【0019】

前述の事項は、本出願及びその結果としての特許の特定の実施形態に関するものでしかないことは明らかであろう。以下の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される本発明の一般的な精神及び範囲から逸脱することなく、当業者であれば本明細書において多数の変更及び修正を行うことができる。

【符号の説明】

【0020】

１０：ガスタービンエンジン １５：圧縮機 ２０：空気流 ２５：燃焼器缶 ３０：燃料流 ３５：燃焼ガス流 ４０：タービン ４５：シャフト ５０：外部負荷 ５５：エンドキャップ ６０：トランジションピース ６５：燃料ノズル ７０：ライナ ７５：燃焼室 ８０：フロースリーブ ８５：点火プラグ組立体 ９０：点火プラグ ９５：点火トランス ９８：点火プラグフランジ １００：点火プラグテストツール １１０：誘電体チューブ １２０：キャップ １３０：キャップファスナ １４０：ゴムガスケット １５０：チューブフランジ １６０：更なるゴムガスケット １７０：フランジファスナ １７５、１８０：支持ブラケット １９０：燃焼器ブラケット ２００：ブラケットファスナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】