KR20190017993A - 터보 기계용 시동기 분사 퍼징 회로에서의 막힘 현상 모니터링 - Google Patents

터보 기계용 시동기 분사 퍼징 회로에서의 막힘 현상 모니터링 Download PDF

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KR20190017993A
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패트릭 듀센느
위베르 파스칼 베르디에
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사프란 헬리콥터 엔진스
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Abstract

본 발명은 터보 기계용 연료 공급 시스템(20)에 관한 것이다. 공급 시스템(20)은 시동기 회로(120), 적어도 하나의 제 1 유압 저항(124, 136) 및 퍼징 회로(130)를 포함한다. 상기 퍼징 회로(130)는 공급 시스템(20)의 외부에 개구(133)를 포함하는 덕트(131)를 구비한다. 상기 퍼징 회로(130)는 제 1 유압 저항(124, 136)을 통해 상기 시동기 인젝터(126) 및 개구(133) 사이에서 퍼징 에어가 유동하게 한다. 상기 공급 시스템(20)은 상기 시동기 인젝터(126)와 상기 제 1 유압 저항(124, 136) 사이에서 퍼징 에어가 유동할 때, 상기 시동기 인젝터(126)와 상기 제 1 유압 저항(124, 136) 사이의 압력 대표값(Pm)을 측정하도록 된 압력 대표값 측정 수단을 포함한다.

Description

터보 기계용 시동기 분사 퍼징 회로에서의 막힘 현상 모니터링
본 발명은 항공기 터보 기계용 연료 공급 시스템에 관한 것이다. 보다 정확하게는, 본 발명은 공급 시스템 내에서 막힘 현상(clogging)을 모니터링하는 것에 대한 것이다.
터보 기계용 연료 공급 시스템은 일반적으로 시동기 회로 및 메인 회로를 포함한다.
공지된 방식에서, 시동기 회로에는 시동 단계 동안에만 연료가 공급된다. 일단 터보 기계가 시동되면, 연료의 정체(stagnation)를 피하기 위해 시동기 회로가 퍼징된다. 사실, 연료의 정체는 공급 시스템을 막히게 하는 고체 탄소 침착을 야기할 수 있다.
시동기 회로를 퍼징(purging)하는 한 가지 방법은 시동 단계가 끝난 후 대기압에서 시동기 인젝터의 공급 배관을 공기와 연통시키는 것이다. 따라서, 압축기 출구로부터의 가압된 공기와 대기압에서의 공기 사이의 압력 차로 인해 인젝터 및 배관에 존재하는 연료가 퍼징된다. 이와 같은 현상을 역방향 퍼징(reverse purge)이라고 하는데, 그 이유는 퍼징 에어가 시동 단계 동안 연료의 방향과 반대 방향으로 순환하기 때문이다.
이러한 주의 사항에도 불구하고, 시동기 회로 및 회로가 디-퍼징되는 일부 조건에서는 코킹이 발생하여, 공급 시스템이 부분적으로 또는 전체적으로 막히게 된다.
따라서, 시동기 회로 및/또는 퍼징 회로의 막힘을 모니터할 필요가 있다.
본 발명은 선행 기술의 해결책에서 마주치는 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것을 목표로 한다.
이와 관련하여, 본 발명의 목적은 터보 기계용 연료 공급 시스템을 제공하는 것이다. 여기서, 상기 공급 시스템은,
- 적어도 하나의 시동기 인젝터를 포함하는 시동기 회로,
- 적어도 하나의 제 1 유압 저항,
- 공급 시스템 외부로 개방된 어퍼쳐를 포함하는 도관을 구비하는 퍼징 회로를 포함한다. 상기 퍼징 회로는 상기 제 1 유압 저항을 통해 상기 시동기 인젝터와 상기 어퍼쳐 사이에서 퍼징 에어를 유동시키도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 공급 시스템은 시동기 인젝터와 제 1 유압 저항 사이의 퍼징 에어 흐름 중에 상기 시동기 인젝터와 제 1 유압 저항 사이의 압력 대표값을 측정하도록 구성된 압력 대표값 측정 수단을 포함한다.
따라서, 이 막힘이 터보 기계의 정지 시간을 초래하기 전에, 압력 대표값은 시동기 회로 및/또는 퍼징 회로에서의 막힘을 검출할 수 있게 한다.
막힘이 감지되면, 필요한 유지 보수 작업이 공급 시스템을 구성하는 터보 기계의 가동 중단 시간 이전에 행해지게 된다. 이들 유지 보수 작업은 예를 들어 공급 시스템의 구성 요소를 세정 및/또는 교체하는 것을 포함한다.
본 발명은 선택적으로 서로 결합된 또는 결합되지 않은 다음 특성 중 하나 이상을 포함 할 수 있다.
퍼징 회로가 제 1 유압 저항과 시동기 인젝터 사이에 위치된 제 2 유압 저항을 포함하는 것이 가능하다. 이 경우, 측정 수단은 제 1 유압 저항과 제 2 유압 저항 사이의 압력 대표값을 측정하도록 구성된다.
특정 실시예에 따르면, 제 1 유압 저항 및/또는 제 2 유압 저항은 밸브, 필터 및/또는 퍼징 도관 수축부와 같은 유동 제한기를 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 공급 시스템은 압력 대표값과 기준값을 비교하도록 구성된 막힘 모니터링 장치를 포함한다.
바람직하게는, 상기 모니터링 장치는 상기 압력 대표값과 상기 기준값 사이의 차이의 절대값이 제 1 문턱값을 초과하는 경우, 막힘 신호의 정보를 신호로 보내도록 구성된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 모니터링 장치는 만약,
- 압력 대표값과 기준값의 차이의 상대 값이 음수이고,
- 차이의 상대 값이 두 번째 임계 값보다 낮을 경우, 압력 대표값의 측정 장소의 상류에 위치된 퍼징 회로의 제 1 부분의 막힘 정보를 송신하도록 구성된다.
또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 모니터링 장치는 만약,
- 압력 대표값과 기준값 간의 차이의 상대 값은 양의 값이며,
- 차이의 상대 값이 세 번째 임계 값보다 높으며, 압력 대표값의 측정 장소의 하류에 위치된 퍼징 회로의 제 2 부분의 막힘 정보를 송신하도록 구성된다.
"상류" 및 "하류"라는 용어는 퍼징 에어 흐름의 방향과 관련하여 퍼징 회로에 정의된다.
바람직하게는, 퍼징 회로는 소위 역방향 퍼징 회로이고, 퍼징 에어는 터보 기계에서 연소를 개시하기 위해 연료에 의해 취해진 것과 역방향으로 흐른다. 따라서 퍼징 에어는 특히 "코크"가 되는 시동기 인젝터를 통해 일찍 통과하게 된다.
바람직하게는, 상기 공급 시스템은 상기 모니터링 장치에 의해 막힘 정보를 송신하는 경우에 트리거되도록 구성된 경보 장치를 포함한다.
본 발명은 또한 전술한 공급 시스템을 포함하는 터보 기계에 관한 것이다. 바람직하게는, 터보 기계는 터보 제트 엔진 또는 터보프롭 엔진과 같은 항공기 터보 기계이다.
본 발명은 또한 상기 정의된 바와 같은 연료 공급 시스템의 막힘을 모니터링하는 모니터링 방법에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 모니터링 방법은 상기 압력 대표값과 상기 기준값 사이의 차이의 절대값이 상기 제 1 임계 값을 초과하면, 막힘 정보를 송신하는 단계를 포함하고,
상기 압력 대표값은 시동기 인젝터와 제 1 유압 저항 사이의 퍼징 에어 흐름 동안 시동기 인젝터와 제 1 유압 저항 사이에서 측정된다.
바람직한 실시예에 따르면, 퍼징 에어 유동은 시동기 인젝터로부터 제 1 유압 저항을 통해 어퍼쳐를 통하여 이루어진다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 기준값은 미리 결정된다.
선택적으로, 기준값은 항공기 터보 기계인 터보 기계의 적어도 하나의 이전 비행 동안 적어도 하나의 압력 대표값의 함수로서 결정된다.
본 발명에 따르면 선행 기술의 해결책에서 마주치는 문제점을 적어도 부분적으로 해결한 터보 기계용 연료 공급 시스템이 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 순수한 지시 및 방법을 제한하는 방식으로 주어진 예시적인 실시예의 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터보 기계의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터보 기계용 연료 공급 시스템의 부분 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터보 기계용 연료 공급 시스템의 부분 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 공급 시스템에서의 막힘 검출 방법의 구현을 도시하는 도면이다.
서로 다른 도면의 동일 부분, 유사 부분 또는 등가 부분은 도 1에서 다른 도면으로의 전환을 용이하게 하기 위해 동일한 참조 번호를 지닌다.
도 1은 동력 터빈의 축(3)을 중심으로 부분적으로 환형인 터보프롭 엔진(1)을 나타낸다.
터보 기계(1)는 축(3)으로의 이동 방향을 고려하여 상류에서 하류방향으로 프로펠러(10), 감속기(12), 케이스 레이디얼 아암(4), 압축기(6), 연소실(7), 고압 터빈(8) 및 동력 터빈(9: power turbine)을 구비한다.
압축기(6), 연소실(7), 고압 터빈(8) 및 동력 터빈(9)은 케이스(5)에 의해 둘러싸여있다. 이들은 일반적으로 케이스(5)와 관련하여 프라이머리 유동(primary flow)이 터보 기계의 진행 방향의 반대 방향으로 유동하게 되는 프라이머리 유동(13)을 정의한다. 프라이머리 유동의 유동 방향은 화살표(11)로 표시된다. 이 방향은 또한 사용중인 터보 기계(1)의 추진력의 방향에 상응한다.
연소실(7)의 출구에서의 가스 추력은 압축기(6)와 터빈(8, 9)이 동력 터빈의 축(3)을 중심으로 회전하게 한다. 동력 터빈(9)의 축(3)을 중심으로 한 회전은 감속기(12)를 통해 프로펠러(10)에 전달되어 회전한다.
도 2는 연소실(7)을 위한 연료 공급 시스템(20)을 나타낸다.
상기 공급 시스템(20)은 메인 회로(110)를 시동기 회로(120)로부터 분리하기 위해 노드(A)에 이르는 분배 도관(23)을 포함하는 상류 회로(21)를 구비한다.
분리 노드(A)는 메인 회로(110)와 시동기 회로(120) 사이에서 연료를 분배하도록 구성된 분배 밸브(24)에 위치한다. 이 밸브(24)는 메인 회로(110)에서의 연료 압력을 시동기 회로(120)에서의 연료 압력과 동일하게 하기 위한 예를 들어 스풀(미도시)을 포함한다.
상기 메인 회로(110)는 밸브(114), 메인 인젝터(116) 및 메인 인젝터를 위한 공급 도관(116)을 포함한다. 이들 메인 인젝터(116)는 터보 기계(1)의 연소실(2)에 스테디 스테이트 상태인 연료를 공급한다.
메인 회로(110)는 또한 필터, 교환기 및/또는 유량계를 포함하는 유압 저항(115)을 포함한다. 상기 유압 저항(115)은 밸브(114)와 메인 인젝터(116) 사이에 위치한다.
"유압 저항"이라는 용어는 본원에서 전기장과 유사하게 공급 시스템 요소의 입구와 출구 사이의 유체 압력 차의 비율로부터 상기 요소를 통과하는 유속까지의 총합뿐만 아니라 이러한 총합에 의해 특징 지워지는 구성요소를 정의하는데 사용된다.
시동기 회로(120)는 제 1 단부에서 분리 노드(A)에 연결되고 제 2 단부에서 제 1 단부에 대향하는 조절 밸브(124)에 연결된 입구 도관(121)을 포함한다. 상기 조절 밸브(124)는 시동기 인젝터(126)에 유체 연결된다.
이들 시동기 인젝터(126)는 연소실(2)에서 연소를 개시하기 위해 스파크 플러그(미도시)에 인접한다. 이들은 메인 인젝터(116)와 별개이다. 일단 터보 기계(1)에서 연소가 개시되면, 시동기 인젝터(116)는 오프되고 퍼징 에어가 통과한다.
조절 밸브(124)는 시동기 인젝터에 공급하기 위한 도관(123)으로 개방되는 제 1 출구와 퍼징 회로(130)의 퍼징 도관(131)으로 개방되는 제 2 출구를 포함한다.
상기 조절 밸브(124)는 제 1 출구를 개방하는 제 1 개방 위치와 제 2 출구를 해제하는 제 2 개방 위치 사이에서 이동 가능한 폐쇄 부재를 포함한다.
폐쇄 부재가 제 1 개방 위치에 있을 때, 연료는 입구 도관(121)으로부터 제 1 출구로 시동기 인젝터(126)를 향하여 흐르게 된다. 이것은 공기 또는 연료가 시동기 인젝터(126)와 퍼징 도관(131) 사이에서 순환되는 것을 방지한다.
폐쇄 부재가 제 2 개방 위치에 있을 때, 퍼징 에어는 시동기 인젝터(126)와 퍼징 도관(131) 사이를 순환하게 하게 된다. 이는 연료가 입구 도관(121)에서 시동기 인젝터(126)로 흐르는 것을 방지한다.
조절 밸브(124)는 전기적으로 제어된다. 상기 폐쇄 부재의 위치는 제 1 전자 조절 모듈(151) 및 솔레노이드(127)를 통해 터보 기계(1)의 전자 조절 시스템(150)에 의해 제어된다.
상기 전자 조절 시스템(150)은 "FADEC"또는 "완전 권한 디지털 엔진 제어(Full Authority Digital Engine Control)"로도 알려져 있다. 통상적으로, 이러한 전자 조절 시스템(150)은 2 개의 완전 권한 중복 대칭 방식을 갖는 엔진 계산기를 포함한다.
퍼징 회로(130)는 압축기(6), 시동기 인젝터(126), 조절 밸브(124) 및 유동 제한기(136)로부터 고온의 압축 공기를 분사하기 위한 수단을 포함한다.
시동기 인젝터(126), 조정 밸브(124) 및 시동기 인젝터를 공급하기 위한 도관(123)은 시동기 회로(120) 및 퍼징 회로(130)에 공통이다.
퍼징 회로(130)는 또한 조절 밸브(124)의 제 2 출구로 개방되는 퍼징 도관(131)을 포함한다. 퍼징 도관(131) 및 유동 제한기(136)는 퍼징 회로(130)에 고유한 것이다.
상기 퍼징 도관(131)은 공급 시스템(20)의 외부로 개방되는 어퍼쳐(133)를 포함한다. 상기 어퍼쳐(133)는 조절 밸브(124)로 개방되는 것의 반대편에 있는 퍼징 도관의 단부에 위치된다.
유동 제한기(136)는 예를 들어 퍼징 도관(131)의 수축 형태를 취한다. 이것은 조절 밸브(124)의 고장시 연료 누출을 제한하게 된다.
공기 주입 수단은 압축기(6)로부터 시동기 인젝터(126)에서 유동 제한기(136)쪽으로 공기를 분사한다.
따라서, 상기 퍼징 회로(130)는 터보 기계에서 연소를 개시하기 위해 연료에 의해 취해진 것과 반대 방향으로 퍼징 에어가 흐르는, 소위 "역"퍼징 회로이다.
이 문헌에서, "상류" 및 "하류"라는 용어는 퍼징 에어의 흐름 방향에 관해서 다른 언급이 없는 한 퍼징 회로(130)를 참조하여 사용된다.
퍼징 에어는 압축기(6)로부터 시동기 인젝터(126), 시동기 인젝터에 공급하는 도관(123), 조절 밸브(124), 유동 제한기(136) 및 퍼징 도관(131)의 어퍼쳐(133)를 순차적으로 통과한다.
어퍼쳐(133)에서의 공기는 주위 공기의 압력인 압력(P0)에 있다. 이것은 시동기 인젝터(126)에 있는 압축기(6)로부터의 공기의 P3보다 낮다.
공급 시스템(20)은 또한 압력 대표값 측정 수단의 역할을 하는 압력 센서(141)를 포함한다. 압력 대표값(Pm)은 압력 측정값이다.
압력 센서(141)는 제 1 측정 노드(B)에 의해 도 2에 도시된 장소에 시동기 인젝터(126)를 공급하기 위한 도관(123)의 압력을 측정한다. 이러한 제 1 측정 노드(B)는 퍼징 에어에 대한 유압 저항이 되는 조절 밸브(124) 및 시동기 인젝터(126)에 공급된다.
상기 시동기 인젝터(126)는 퍼징 회로(130)의 퍼징 에어 유동에 대해 제 1 측정 노드(B)의 상류에 있다. 따라서, 퍼징 회로(130)의 상류부(132)를 형성한다.
조절 밸브(124) 및 유동 제한기(126)는 퍼징 회로(130)의 퍼징 에어 흐름에 대해 제 1 측정 노드(B)의 하류에 있다. 이들은 퍼징 회로(130)의 하류부(134)를 형성한다.
도 3을 참조하여 나타낸 제 2 실시예는 압력 대표값(Pm)의 측정 대신에 제 1 실시예와 구별된다.
제 2 실시예에서, 압력 센서(141)는 도 3의 제 2 측정 노드(C)로 표시되는 장소에서 유동 제한기(136)와 조정 밸브(124) 사이의 퍼징 도관(131) 내의 압력을 측정한다.
유동 제한기(136)는 제 1 유압 저항의 역할을 하고, 조절 밸브(124)는 제 2 유압 저항의 역할을 한다. 이에 따라 압력 대표값(Pm)의 측정이 이러한 제 1 유압 저항과 제 2 유압 저항 사이에서 발생한다.
상기 시동기 인젝터(126) 및 조절 밸브(124)는 퍼징 회로(130)의 퍼징 에어 흐름에 대해 제 2 측정 노드(C)의 상류에 있다. 따라서, 이들은 퍼징 회로(130)의 상류부(132)를 형성한다.
유동 제한기(136)는 퍼징 회로(130) 내의 퍼징 에어 유동에 대해 제 2 측정 노드(C)의 하류에 있다. 이것은 퍼징 회로(130)의 하류부(134)를 형성한다.
제 1 및 제 2 실시예에서, 압력 센서(141)에 의해 방출된 신호는 제 2 전자 제어 모듈(152) 및 전자 조절 시스템(150)으로 전달된다.
제 2 제어 모듈(152) 및 전자 조절 시스템(150)은 압력 대표값(Pm)을 처리하기 위한 메모리 및 수단을 포함한다.
이들은 공급 시스템(20), 특히 퍼징 회로(130)의 막힘을 모니터링하기 위한 모니터링 장치(150)를 형성한다. 상기 모니터링 장치(150)는 막힘에 대한 정보 신호를 경고 장치(154)에 신호하기 위한 것이다.
막힘에 대한 정보는 공급 시스템(20)에서 막히기 시작 및/또는 터보 기계(1)가 막힘으로 인해 예정된 수의 비행으로 정지 시간에 있다고 통계적으로 유의할 위험을 나타낸다.
상기 경보 장치(154)는 모니터링 장치(150)에 의한 막힘 정보를 신호로 알리는 경우에 트리거된다. 이것은 조종 장치 및/또는 유지 보수 운전자에게 막힘 위험을 알려주는 빛, 촉각 및/또는 경고음을 방출한다.
공급 시스템(20), 특히 퍼징 회로(130)의 막힘을 모니터링하는 방법이 도 4에 도시되어있다.
압력 측정값(Pm)은 측정 단계(202)에서 공급 시스템, 즉 제 1 노드(B) 및/또는 제 2 노드(C)에서 먼저 측정된다. 측정 단계(202)는 조절 밸브(124) 및 유동 제한기(136)를 통해 시동기 인젝터(126)로부터 어퍼쳐(133)로 퍼징 에어가 유동하는 동안에 수행된다.
그 다음, 모니터링 장치(150)는 비교 단계(204)에서 압력 대표값(Pm)을 기준값(Pref)과 비교한다.
기준값(Pref)은 미리 결정되거나, 압력 대표값(Pm)의 이전의, 아마도 평균화된 값에 대응한다.
미리 결정된 경우, 기준값(Pref)은 시동기 인젝터에 공급하기 위한 도관(123) 내의 압력 공칭값에 대응한다.
공급 도관(123) 내의 압력 변화의 함수로서 결정될 때, 기준값(Pref)은 터보 기계(1)의 적어도 하나의 이전 비행 동안 적어도 하나의 압력 대표값(Pm)으로부터 설정된다.
그 후, 단계(207)에서, 모니터링 장치(150)는 압력 대표값(Pm)과 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)가 충분히 크다면, 막힘 정보의 신호를 송신한다.
모니터링 장치(150)는 압력 대표값(Pm)과 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 절대값이 제 1 문턱값(S1)을 초과한다면 막힘 정보를 송신한다. 이러한 상태를 "제1 조건"이라 한다.
모니터링 장치(150)는 제 1 상태를 체크하기 위하여 상기 차이(ε)의 절대값을 반드시 계산하지는 않는다. 이것은 압력 대표값(Pm)과 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 상대값을 계산하는 것으로 충분하다.
모니터링 장치(150)는 단계(209)에서 기준값(Pref)과 비교하여 압력 대표값(Pm)의 현저한 감소가 검출되는지를 점검한다. 이 상태를 "제 2 조건"이라 한다.
상기 제 2 조건은,
- 압력 대표값(Pm)과 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 상대값이 음인지 여부,
- 차이(ε)의 상대값이 제 2 문턱 값(S2)보다 낮은지 여부를 확인하게 된다.
제 1 실시예 및 제 2 실시예에서, 제 2 문턱값(S2)은 제 1 문턱값(S1)의 반대값을 갖는다.
또한, 모니터링 장치(150)는 단계 209에서 기준값(Pref)과 비교하여 압력 대표값(Pm)의 유의한 증가가 검출되는지 여부를 검사한다. 이 상태를 "제 3 조건"이라고 한다.
제 3 조건은,
- 압력 대표값(Pm)과 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 상대값이 양의 값인지 여부,
- 차이(ε)의 상대값이 제 3 문턱 값(S3)보다 높은지 여부를 확인하게 된다.
제 1 실시예 및 제 2 실시예에서, 제 3 문턱값(S3)은 제 1 문턱값(S1)과 동일하다.
문턱값(S1, S2 및 S3)의 절대값이 동일하기 때문에 제 1 조건을 검사하는 것과 동시에 제 2 조건 및 제 3 조건을 검사할 수 있다. 즉, 단계 207 및 209는 동일할 수 있다.
제 2 조건이 충족될 때, 상기 모니터링 장치(150)는 압력 대표값(Pm)의 현저한 감소를 알아차렸다. 이로써, 이것은 퍼징 회로의 상류부(132)의 막힘 정보, 즉 퍼징 에어 유동에 대한 압력 대표값(Pm)의 측정 위치의 상류에서의 신호를 보낸다.
상기 경보 장치(154)는 단계(210)에서 및 제 1 실시예를 참조하여 시동기 인젝터(126)의 막힘 위험을 조종사 및/또는 유지 보수 담당자에게 경고한다.
상기 경보 장치(154)는 단계(210) 및 제 2 실시예를 참조하여 시동기 인젝터(126) 및/또는 조절 밸브(124)의 막힘 위험을 조종사 및/또는 유지 보수 담당자에게 경고한다.
제 3 조건이 충족될 때, 상기 모니터링 장치(150)는 압력 대표값(Pm)의 현저한 증가를 알아 차렸다. 그 다음, 이는 퍼징 회로의 하류부(134)의 막힘 정보, 즉 퍼징 에어 흐름에 대한 압력 대표값(Pm)의 측정 장소의 하류에 있는 정보를 송신한다.
상기 경보 장치(154)는 단계(212)에서 및 제 1 실시예를 참조하여 조정 밸브(124) 및/또는 유동 제한기(136)의 막힘 위험을 조종사 및/또는 유지 보수 담당자에게 경고한다.
상기 경보 장치(154)는 단계(212) 및 제 2 실시예를 참조하여 유동 제한기(136)의 막힘 위험을 조종사 및/또는 유지 보수 담당자에게 경고한다.
물론, 통상의 기술자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 전술한 본 발명에 다양한 변형을 가할 수 있다.
유동 제한기(136)는 상이한 형태를 취할 수 있는 유압 저항이다.
압력 대표값 측정 수단(141)은 압력 센서에 부가하여 또는 압력 센서 대신하여 온도 센서를 포함할 수 있다. 따라서, 압력 대표값(Pm)은 온도 측정이다. 이 경우, 측정 노드(B) 및/또는 측정 노드(C)에서의 압력은 이 온도 측정을 통한 공기 상태 등가화를 이용하여 결정된다.
상기 공급 시스템(20)은 제 1 측정 노드(B) 및 제 2 측정 노드(C)에서 압력 대표값(Pm)을 측정할 수 있다. 이 경우, 상기 모니터링 장치(150)는 조절 밸브(124)의 막힘 위험을 인젝터(126)의 막힘 위험 및 유동 제한기(136)의 막힘 위험으로부터 보다 잘 구별되게 한다.
압력 대표값(Pm)은 막힘 검출을 용이하게 하기 위해 퍼징 회로(130)의 유동 제한기(136)의 상류에서 측정되는 것이 바람직하다.
제 2 문턱값(S2) 및/또는 제 3 문턱값(S3)은, 특히 압력 센서(141)가 압력 증가 또는 압력 감소를 보다 쉽게 검출하거나 또는 그 반대로 검출하는 경우, 제 1 문턱값 S1 및 제 1 문턱값 S1과 반대 값과 상이한 값을 가질 수 있다.
도 2 및 도 3의 실시예는 소위 "역"퍼징을 갖는 퍼징 회로(130)를 포함하지만, 물론 퍼징 에어는 퍼징 회로(130)의 다른 방향으로 순환할 수 있다. 따라서, 연료 및 퍼징 에어는 퍼징 회로(130) 및 시동기 회로(120)에 동일한 방향으로 순환하게 된다.
이로써, 퍼징 에어는 압축기(6)로부터 어퍼쳐(133), 유동 제한기(136), 조절 밸브(124) 및 시동기 인젝터(126)를 연속적으로 유동하게 된다.
이러한 구성에서, 상류부(132) 및 하류부(134)는 압력 대표값을 측정하기 위해 노드(B 및/또는 C)에 대해 교환될 것이다.
제 1 노드(B)에서의 측정 후에 제 2 조건이 충족되면, 경보 장치(154)는 단계(210)에서 유동 제한기(136) 및/또는 조절 밸브(124)의 막힘 위험을 조종사 및/유지 보수 담당자에게 경고한다.
제 2 노드(C)에서의 측정 후에 제 2 조건이 충족되면, 경보 장치(154)는 단계(210)에서 파일럿 및/또는 유지 보수 담당자에게 유동 제한기의 막힘 위험을 경고한다.
제 1 노드(B)에서의 측정 후에 제 3 조건이 충족되면, 경고 장치(154)는 단계(212)에서 시동기 인젝터(126)의 막힘 위험을 조종사 및/또는 유지 보수 담당자에게 경고한다.
제 2 노드(C)에서의 측정 후에 제 3 조건이 충족되면, 경고 장치(154)는 단계(212)에서 파일럿 및/또는 유지 보수 담당자에게 조정 밸브 및/또는 시동기 인젝터(126)의 막힘 위험을 경고한다.
20: 연료 공급 시스템
120: 시동기 인젝터
124: 조절 밸브
130: 퍼징 회로
133: 어퍼쳐
136: 유동 제한기

Claims (11)

  1. 터보 기계(1)용 연료 공급 시스템(20)에 있어서, 상기 연료 공급 시스템(20)은,
    적어도 하나의 시동기 인젝터(126)를 포함하는 시동기 회로(120);
    적어도 하나의 제 1 유압 저항(124, 136);
    상기 연료 공급 시스템(20)의 외부로 개방된 어퍼쳐(133)을 포함하는 도관(131)을 구비하는 퍼징 회로(130)를 가지며,
    상기 퍼징 회로(130)는 상기 제 1 유압 저항(124,136)을 통해 상기 시동기 인젝터(126)와 상기 어퍼쳐(133) 사이에서 퍼징 에어를 유동시키도록 되며,
    상기 공급 시스템(20)은 상기 시동기 인젝터(126) 및 상기 제 1 유압 저항(124, 136) 사이에서 퍼징 에어가 유동하는 동안에 상기 시동기 인젝터(126)와 상기 제 1 유압 저항(124, 136) 사이의 압력 대표값(Pm)을 측정하도록 된 압력 대표값 측정 수단(141)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼징 회로(130)는 상기 제 1 유압 저항(136)과 상기 시동기 인젝터(126) 사이에 위치된 제 2 유압 저항(124)을 포함하며,
    상기 측정 수단(141)은 상기 제 1 유압 저항(136)과 상기 제 2 유압 저항(124) 사이의 압력 대표값(Pm)을 측정하도록 된 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유압 저항 및/또는 상기 제 2 유압 저항은 밸브, 필터 및/또는 퍼징 도관 수축부와 같은 유동 제한기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 대표값(Pm)을 기준값(Pref)과 비교하도록 된 막힘 모니터링 장치(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 장치(150)는 상기 압력 대표값(Pm)과 상기 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 절대값이 제 1 문턱값(S1)을 초과할 때 막힘 정보를 송신하도록 된 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 압력 대표값(Pm)과 상기 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 상대값이 음이며, 상기 차이(ε)의 상대값이 제 2 문턱값(S2)보다 낮은 경우,
    상기 모니터링 장치(150)는 상기 압력 대표값(Pm)의 측정 위치의 상류에 배치된, 상기 퍼징 회로의 제 1 부분(132)의 정보의 막힘 정보를 송신하도록 된 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 대표값(Pm)과 상기 기준값(Pref) 간의 차이(ε)의 상대값이 양이고, 상기 (ε)의 상대값이 제 3 문턱 값(S3)보다 높은 경우,
    상기 모니터링 장치(150)는 상기 압력 대표값(Pm)의 측정 위치의 하류에 배치된, 상기 퍼징 회로(130)의 제 2 부분의 막힘 정보를 송신하도록 된 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 장치(150)에 의하여 막힘 정보를 송신하는 경우에 트리거 되도록 된 경보 장치(154)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공급 시스템.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 연료 공급 시스템(20)의 막힘을 모니터링하기 위한 방법으로서,
    상기 압력 대표값(Pm)과 상기 기준값(Pref) 사이의 차이(ε)의 절대값이 상기 제 1 문턱값(S1)을 초과하면, 막힘 정보를 송신하는 단계(210, 212)를 포함하며,
    상기 시동기 인젝터(126) 및 상기 제 1 유압 저항(124, 136) 사이에서 어징 에어가 유동하는 동안에 상기 압력 대표값(Pm)이 상기 시동기 인젝터(126)와 상기 제 1 유압 저항(124,136) 사이에서 측정되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템의 막힘을 모니터링하기 위한 모니터링 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 퍼징 에어는 상기 제 1 유압 저항(124, 136)을 통해 상기 시동기 인젝터(126)에서 상기 어퍼쳐(133)로 유동하게 되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템의 막힘을 모니터링하기 위한 모니터링 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 기준값(Pref)이 미리 정해 지거나, 또는 항공기 터보 기계인 터보 기계의 적어도 하나의 이전의 비행 동안에 상기 기준값(Pref)이 적어도 하나의 압력 대표값(Pm)의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 하는 연료 공급 시스템의 막힘을 모니터링하기 위한 모니터링 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11680549B2 (en) * 2019-10-04 2023-06-20 Hamilton Sundstrand Corporation Fluid injection systems for fluid line purging
CN111765005B (zh) * 2020-06-10 2021-09-28 中国航发北京航科发动机控制***科技有限公司 一种由活塞阻尼和可变节流喷嘴组成的液压稳定性调整装置
FR3121956A1 (fr) * 2021-04-15 2022-10-21 Safran Helicopter Engines Canalisation de turbomachine a moyen de restriction de debit amovible
CN113398428A (zh) * 2021-06-30 2021-09-17 南京康友医疗科技有限公司 一种动态监测的引流导管以及监测方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2046312C1 (ru) * 1991-10-08 1995-10-20 Машиностроительное конструкторское бюро "Гранит" Способ диагностирования степени засорения коллектора с форсунками камеры сгорания газотурбинного двигателя
FR2705734B1 (fr) * 1993-05-25 1995-06-30 Snecma Procédé et dispositif pour améliorer la sécurité des filtres à fluide.
US6385960B1 (en) * 1999-10-14 2002-05-14 General Electric Company Methods and apparatus for operation of gas turbines
JP4115659B2 (ja) * 2000-10-30 2008-07-09 株式会社東芝 ガスタービンの燃料供給系
JP4130909B2 (ja) * 2003-09-26 2008-08-13 株式会社日立製作所 ２重燃料焚きガスタービン燃料供給系
US7104070B2 (en) * 2004-03-04 2006-09-12 General Electric Company Liquid fuel nozzle apparatus with passive water injection purge
CN201028591Y (zh) * 2007-03-27 2008-02-27 南京汽轮电机(集团)有限责任公司 燃汽轮机的中低热值燃料供应***
US7921651B2 (en) * 2008-05-05 2011-04-12 General Electric Company Operation of dual gas turbine fuel system
FR2949352B1 (fr) * 2009-08-31 2013-03-01 Snecma Surveillance d'un filtre servant au filtrage d'un fluide dans un moteur d'aeronef
FR2987400B1 (fr) * 2012-02-28 2015-08-14 Snecma Procede de test et systeme de surveillance du colmatage d'un filtre d'un circuit de fluide
FR3001497B1 (fr) * 2013-01-29 2016-05-13 Turbomeca Ensemble de combustion de turbomachine comprenant un circuit d alimentation de carburant ameliore
FR3002284B1 (fr) * 2013-02-18 2015-02-13 Turbomeca Procede de surveillance d'un degre de colmatage d'injecteurs de demarrage d'une turbomachine
GB201313142D0 (en) * 2013-07-23 2013-09-04 Rolls Royce Engine Control Systems Ltd Engine Fuel Control System
DE102014212824A1 (de) * 2014-07-02 2016-01-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Spülen und/oder Sperren wenigstens eines Brenners einer Gasturbinenanlage
JP2016048044A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 川崎重工業株式会社 ガスタービンエンジンシステム

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