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公開番号2022074034
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-05-17
出願番号2021172061
出願日2021-10-21
発明の名称流体監視システム
出願人ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
代理人個人
主分類F02C 9/00 20060101AFI20220510BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】コストが低く、ガスタービンシステムの燃料漏れを検出することができる流体監視システムを提供する。
【解決手段】流体監視システムは、流体の少なくとも1つの流体特性の値がしきい値よりも大きいと判断すると共に、どの流体源がしきい値よりも大きい少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するためにアクチュエータを制御するように構成されたコントローラを含む。アクチュエータは、それぞれのクロスオーバーバルブを第1の位置と第2の位置との間で駆動し、それぞれの第1の流体源からの流体を第1のマニホールドまたは第2のマニホールドへと導き、それぞれの第2の流体源からの流体を第1のマニホールドまたは第2のマニホールドへと導くように構成される。さらに、第1のマニホールドは、流体を第1のセンサアセンブリへと導くように構成され、第2のマニホールドは、流体を第2のセンサアセンブリへと導くように構成される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
流体監視システム(38、140)であって、
メモリ(134)とプロセッサ(132)とを備えるコントローラ(130)であって、
前記コントローラ(130)は、
流体の少なくとも1つの流体特性の値がしきい値よりも大きいと判断し、
前記少なくとも1つの流体特性の値が前記しきい値よりも大きいとの判断に応答して、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するために、複数のアクチュエータを制御するように構成されたコントローラ(130)を備え、
前記複数のアクチュエータの各々のアクチュエータは、複数のクロスオーバーバルブのうちのそれぞれのクロスオーバーバルブを第1の位置と第2の位置との間で駆動するように構成され、
前記複数のクロスオーバーバルブの各々のクロスオーバーバルブは、該クロスオーバーバルブが前記第1の位置にあるとき、それぞれの第1の流体源からの流体を第1のマニホールド(72)へと導き、それぞれの第2の流体源からの流体を第2のマニホールド(74)へと導き、該クロスオーバーバルブが前記第2の位置にあるとき、前記それぞれの第1の流体源からの流体を前記第2のマニホールド(74)へと導き、前記それぞれの第2の流体源からの流体を前記第1のマニホールド(72)へと導くように構成され、
前記第1のマニホールド(72)は、流体を受け取り、該流体を第1のセンサアセンブリ(136)へと導くように構成され、前記第2のマニホールド(74)は、流体を受け取り、該流体を第2のセンサアセンブリ(138)へと導くように構成されている、流体監視システム(38、140)。
続きを表示(約 2,700 文字)【請求項2】
前記第1のセンサアセンブリ(136)および前記第2のセンサアセンブリ(138)を含んでおり、前記コントローラ(130)は、前記第1のセンサアセンブリ(136)および前記第2のセンサアセンブリ(138)に通信可能に接続し、前記第1のセンサアセンブリ(136)は、流体の前記少なくとも1つの流体特性を検出するように構成され、前記第2のセンサアセンブリ(138)は、流体の前記少なくとも1つの流体特性を検出するように構成されている、請求項1に記載の流体監視システム(38、140)。
【請求項3】
前記少なくとも1つの流体特性は、流体内の炭化水素の濃度を含む、請求項1に記載の流体監視システム(38、140)。
【請求項4】
(新規)前記複数のクロスオーバーバルブを含む、請求項1に記載の流体監視システム(38、140)。
【請求項5】
前記コントローラ(130)は、
前記複数のアクチュエータの各々のアクチュエータに対して、前記複数のクロスオーバーバルブのうちのそれぞれのクロスオーバーバルブを前記第1の位置および前記第2の位置のうちの他方へと駆動するように順次に指示し、
前記第1および第2のセンサアセンブリ(136、138)の間の前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値の検出の変化の認識に応答して、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定する
ことによって、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するように、前記複数のアクチュエータを制御するように構成されている、請求項1に記載の流体監視システム(38、140)。
【請求項6】
前記コントローラ(130)は、
前記複数のアクチュエータのうちのアクチュエータの連続的なグループに対して、前記複数のクロスオーバーバルブのうちのそれぞれのクロスオーバーバルブを前記第1の位置および前記第2の位置のうちの他方へと駆動するように順次に指示し、
前記第1および第2のセンサアセンブリ(136、138)の間の前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値の検出の変化の認識に応答して、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定する
ことによって、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するように、前記複数のアクチュエータを制御するように構成されている、請求項1に記載の流体監視システム(38、140)。
【請求項7】
流体を監視する方法であって、
メモリ(134)とプロセッサ(132)とを有するコントローラ(130)によって、流体の少なくとも1つの流体特性の値がしきい値よりも大きいと判断するステップと、
前記少なくとも1つの流体特性の値が前記しきい値よりも大きいとの判断に応答して、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するために、前記コントローラ(130)によって複数のアクチュエータを制御するステップと
を含んでおり、
前記複数のアクチュエータの各々のアクチュエータは、複数のクロスオーバーバルブのうちのそれぞれのクロスオーバーバルブを第1の位置と第2の位置との間で駆動するように構成され、
前記複数のクロスオーバーバルブの各々のクロスオーバーバルブは、該クロスオーバーバルブが前記第1の位置にあるとき、それぞれの第1の流体源からの流体を第1のマニホールド(72)へと導き、それぞれの第2の流体源からの流体を第2のマニホールド(74)へと導き、該クロスオーバーバルブが前記第2の位置にあるとき、前記それぞれの第1の流体源からの流体を前記第2のマニホールド(74)へと導き、前記それぞれの第2の流体源からの流体を前記第1のマニホールド(72)へと導くように構成され、
前記第1のマニホールド(72)は、流体を受け取り、該流体を第1のセンサアセンブリ(136)へと導くように構成され、前記第2のマニホールド(74)は、流体を受け取り、該流体を第2のセンサアセンブリ(138)へと導くように構成されている、方法。
【請求項8】
どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するために、前記複数のアクチュエータを制御するステップは、
前記コントローラ(130)によって、前記複数のアクチュエータの各々のアクチュエータに対して、前記複数のクロスオーバーバルブのうちのそれぞれのクロスオーバーバルブを前記第1の位置および前記第2の位置のうちの他方へと駆動するように順次に指示するステップと、
前記コントローラ(130)によって、前記第1および第2のセンサアセンブリ(136、138)の間の前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値の検出の変化の認識に応答して、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するステップと
を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するために、前記複数のアクチュエータを制御するステップは、
前記コントローラ(130)によって、前記複数のアクチュエータのうちのアクチュエータの連続的なグループに対して、前記複数のクロスオーバーバルブのうちのそれぞれのクロスオーバーバルブを前記第1の位置および前記第2の位置のうちの他方へと駆動するように順次に指示するステップと、
前記コントローラ(130)によって、前記第1および第2のセンサアセンブリ(136、138)の間の前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値の検出の変化の認識に応答して、どの流体源が前記しきい値よりも大きい前記少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するステップと
を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
前記少なくとも1つの流体特性は、流体内の炭化水素の濃度を含む、請求項7に記載の方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される主題は、流体監視システムに関する。
続きを表示(約 3,600 文字)【背景技術】
【0002】
ガスタービンシステムは、典型的には、圧縮機と、燃焼部と、タービンと、燃料源とを有する少なくとも1つのガスタービンエンジンを含む。燃焼部は、複数の燃焼缶を含み、各々の燃焼缶は、燃料源からの燃料および圧縮機からの圧縮空気を受け取るように構成される。例えば、各々の燃焼器は、圧縮機から圧縮空気を受け取るように構成されたヘッドエンドを有することができる。燃料ノズルが、圧縮空気が燃焼缶を通って流れるときに、圧縮空気へと燃料を噴射することができる。その後に、燃料-空気混合物が燃やされ、結果として生じる燃焼ガスがタービンへと導かれる。
【0003】
ガスタービンシステムの運転中に、ガスタービンシステムにおける燃料漏れに起因して、燃料が燃焼缶のヘッドエンドに進入する可能性がある。したがって、炭化水素センサを、燃料漏れを検出するために、各々の燃焼缶のヘッドエンドに流体的に結合させることができる。残念ながら、炭化水素センサのコストおよびガスタービンエンジンにおける燃焼缶の数ゆえに、炭化水素センサを利用した燃料漏れの検出は、ガスタービンシステムのコストを大幅に上昇させる可能性がある。
【発明の概要】
【0004】
当初の特許請求の範囲と範囲が同等である特定の実施形態が、以下に要約される。これらの実施形態は、特許請求される主題の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は、特許請求される主題について可能な形態の概要を提示しようとするものにすぎない。実際、特許請求される主題は、以下に記載される実施形態に類似してもよく、あるいは以下に記載される実施形態と異なってもよいさまざまな形態を包含し得る。
【0005】
本開示の一実施形態によれば、流体監視システムは、メモリとプロセッサとを有するコントローラを含む。コントローラは、流体の少なくとも1つの流体特性の値がしきい値よりも大きいと判断するように構成され、コントローラは、少なくとも1つの流体特性の値がしきい値よりも大きいとの判断に応答して、どの流体源がしきい値よりも大きい少なくとも1つの流体特性の値を有する流体を有するかを特定するために、複数のアクチュエータを制御するように構成される。各々のアクチュエータは、それぞれのクロスオーバーバルブを第1の位置と第2の位置との間で駆動するように構成される。各々のクロスオーバーバルブは、クロスオーバーバルブが第1の位置にあるとき、それぞれの第1の流体源からの流体を第1のマニホールドへと導き、それぞれの第2の流体源からの流体を第2のマニホールドへと導き、クロスオーバーバルブが第2の位置にあるとき、それぞれの第1の流体源からの流体を第2のマニホールドへと導き、それぞれの第2の流体源からの流体を第1のマニホールドへと導くように構成される。さらに、第1のマニホールドは、流体を受け取り、流体を第1のセンサアセンブリへと導くように構成され、第2のマニホールドは、流体を受け取り、流体を第2のセンサアセンブリへと導くように構成される。
本開示のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を検討することで、より良く理解されるであろう。添付の図面において、図面の全体を通して、同様の文字は同様の部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【0006】
本開示の一態様によるガスタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
本開示の一態様による図1のガスタービンシステムにおいて使用することができる燃焼部の一実施形態の概略図である。
本開示の一態様による図2の燃焼部に流体的に結合させることができる流体監視システムの一実施形態の概略図である。
本開示の一態様による図2の燃焼部に流体的に結合させることができる流体監視システムの別の実施形態の概略図である。
本開示の一態様による図3の流体監視システムおよび/または図4の流体監視システムにおいて使用することができる回転式クロスオーバーバルブの概略図である。
本開示の一態様による流体を監視するための方法の一実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示の1つ以上の具体的な実施形態が、以下で説明される。これらの実施形態の簡潔な説明を提供する努力において、実際の実施態様の一部の特徴は、本明細書において説明されないことがある。あらゆるそのような実際の実施態様の開発において、あらゆるエンジニアリングまたは設計プロジェクトと同様に、実施態様ごとに異なり得るシステム関連およびビジネス関連の制約条件の遵守など、開発者の特定の目標を達成するために、多数の実施態様に特有の決定を行わなければならないことを、理解すべきである。さらに、そのような開発の努力が、複雑かつ時間を必要とするものであり得るが、それでもなお本開示の恩恵を被る当業者にとって設計、製作、および製造の日常的な取り組みにすぎないと考えられることを、理解すべきである。
【0008】
本開示のさまざまな実施形態の要素を紹介する場合に、冠詞「1つの(a、an)」、「この(the)」、および「前記(said)」は、その要素が1つ以上存在することを意味するように意図される。「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包含的であって、列挙された要素以外のさらなる要素が存在してもよいことを意味するように意図される。動作パラメータおよび/または環境条件のいかなる例も、開示される実施形態の他のパラメータ/条件を排除するものではない。
【0009】
開示される実施形態は、燃焼部の各々の燃焼缶のヘッドエンド内の炭化水素を検出するように構成された流体監視システムに関する。以下で詳細に説明されるように、流体監視システムは、流体(例えば、空気)を受け取り、流体を第1のセンサアセンブリ(例えば、炭化水素センサを含む)へと導くように構成された第1のマニホールドを含む。さらに、流体監視システムは、流体を受け取り、流体を第2のセンサアセンブリ(例えば、炭化水素センサを含む)へと導くように構成された第2のマニホールドを含む。さらに、流体監視システムは、複数のクロスオーバーバルブを含む。各々のクロスオーバーバルブは、クロスオーバーバルブが第1の位置にあるとき、流体をそれぞれの第1の流体源(例えば、それぞれの第1の燃焼缶のヘッドエンド)から第1のマニホールドへと導き、流体をそれぞれの第2の流体源(例えば、それぞれの第2の燃焼缶のヘッドエンド)から第2のマニホールドへと導くように構成される。さらに、各々のクロスオーバーバルブは、クロスオーバーバルブが第2の位置にあるとき、流体をそれぞれの第1の流体源から第2のマニホールドへと導き、流体をそれぞれの第2の流体源から第1のマニホールドへと導くように構成される。
【0010】
ガスタービンシステムの運転中に、流体監視システムは、各々の燃焼缶のヘッドエンドへの燃料漏れを検出することができる。例えば、クロスオーバーバルブが第1の位置にあるとき、第1のセンサアセンブリは、それぞれの第1の燃焼缶のヘッドエンドのいずれかにおける燃料を検出することができ、第2のセンサアセンブリは、それぞれの第2の燃焼缶のヘッドエンドのいずれかにおける燃料を検出することができる。したがって、流体監視システムは、燃料漏れについてヘッドエンドを継続的または実質的に継続的に監視することができる。さらに、クロスオーバーバルブを制御して、燃料漏れからの燃料を受け取っているヘッドエンドを特定することができる。例えば、漏れた燃料がヘッドエンド内に存在するという判断に応答して、各々のクロスオーバーバルブを、第1の位置および第2の位置の他方へと順次に移行させることができる。燃料漏れに直面しているヘッドエンドを、第1および第2のセンサアセンブリ間の検出の変化に応じて特定することができる。したがって、漏れた燃料を受け取っているヘッドエンドを、各々の燃焼缶に1つずつのセンサアセンブリと比べ、2つのセンサアセンブリで特定することができ、したがってガスタービンシステムのコストを削減することができる。さらに、センサアセンブリが燃焼缶のヘッドエンドを燃料に関して継続的/実質的に継続的に監視しているため、ガスタービンシステム内の燃料漏れを、各々の燃焼缶からの空気をただ1つのセンサアセンブリへと周期的に導く流体監視システムと比較して、ほぼ即座に検出することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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