检测涡轮机中流体泄漏的方法及流体分配系统技术方案

本发明专利技术涉及一种检测涡轮机(10)中高温流体泄漏的方法。涡轮机(10)包括高温加压流体源，适用于分配所述高温流体的至少一个流体分配线路(14、15)，以及其中至少部分地容纳有该分配线路(14、15)的涡轮机隔舱。该方法包括以下步骤：测量涡轮机隔舱的至少两个压力参数，包括测量的压力以及随时间的压力变化；当涡轮机隔舱的两个压力参数的至少一个达到隔舱中高温流体泄漏的特征值时，检测高温流体泄漏。本发明专利技术还涉及一种高温流体分配系统以及一种包括这种高温流体分配系统的涡轮机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测涡轮机中流体泄漏的方法及流体分配系统说明书
本专利技术涉及航空器涡轮机的领域，特别地涉及装备有这种涡轮机的流体分配系统的领域。涡轮机，在本说明书中这意味着具有涡轮的任何推进组件。推进组件不限于发动机本身，并且可特别地包括吊舱。
技术介绍
涡轮机中的流体(特别地加压流体)分配系统通常包括大量线路，其中一些可至少部分地设置在涡轮机的敏感区域中。因此，由于这些加压流体的通常高温度，在涡轮机的这些敏感区域之一中线路的任何泄漏都可变成问题，并且损害涡轮机。这特别地适用于“吊舱防结冰”(NAI)回路，以及起动器的加压空气流体回路，这两个回路部分地容纳在径向地位于涡轮机的风扇外壳外部以及吊舱内部的风扇区域中。更确切地，风扇区域径向地位于吊舱整流罩内部。实际上，涡轮机的风扇，更特别地风扇区域，可包括具有低温电阻的复合材料元件。然而，穿过NAI回路的加压空气的风扇区域的泄漏可导致该区域中很可能超过350℃的强烈温度升高。在这些温度，复合材料元件仅可在相对短的时间间隙上保持其完整性，通常在15秒的数量级中。出于这些原因，因此有必要研发流体检漏方法。从文献US7930928，已知在敏感区域安装温度传感器。这些温度传感器能够通过检测任何异常温度升高来研发一种监测这些敏感区域中流体的方法。这种温度监测因此允许在敏感地带检测可仅来自高温流体泄漏的异常高温流体供用。因此，这种泄漏检测方法可以检测高温流体泄漏，不管这些泄漏的起源以及可能泄漏的线路数量。然而，如图1所示，所使用的温度传感器具有一些惯量。事实上，图1的图表表示在流体泄漏模拟过程中在该区域的实际温度901与由温度传感器同时测量的温度90。因此，尽管流体泄漏导致区域中的几乎瞬时温度升高(温度升高的总持续时间低于5秒)，由于该传感器作为具有高时间常数的低通滤波器作用在室温，温度传感器显示一种慢得多的温度升高(在130到140秒的数量级中)。例如，对于被认为对于具有低温度耐性的复合材料元件很关键的120℃的阈值温度，大致15秒对于检测其是必要的，而在一秒内达到该区域。如果通常8秒的潜伏延迟被添加到该延迟处理该信息并且对于涡轮机的处理单元以关闭流体分配系统的线路的阀，复合材料元件因此受到该临界温度一段接近23秒的时间。它还可被添加，这里给出的延迟与面对泄漏的温度传感器相关，并且远离泄漏位置放置的传感器可添加几秒钟的进一步延迟。由于该时间理想地必须不超过15秒以保存复合材料元件的完整性，例如有必要将检测时间减少到7秒，如果潜伏延迟为8秒，并且无论相对于传感器的泄漏位置如何。对于流体分配系统特别地存在该问题，所述流体分配系统包括航空器和涡轮机的起动器的加压高温进气线路以及NAI回路的空气进给线路。实际上，这些线路具有通常被容纳在涡轮机风扇区域中的导管，特别地用于为起动器以及进气导管的抗结冰回路进给加压空气。然而，如已经指出的，由于其包含的复合材料元件，风扇区域特别地敏感。因此，特别重要的是，无论流体泄漏的量级如何，这种高温加压空气分配系统能够在高温下在风扇区域中检测空气泄漏。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服该缺点，并且一个目的因此是在涡轮机中提供一种高温流体泄漏检测方法，所述方法能够在涡轮机的区域中检测高温流体泄漏，与现有技术相比具有减少的检测延迟，并且所述方法对测量系统在涡轮机区域中的定位具有低依赖性，该检测方法必须能够检测到低流速流体泄漏(诸如对应于线路开裂)，以及高流速流体泄漏(诸如对应于待检测的线路断开)。为此，本专利技术涉及一种航空器涡轮机中高温流体的泄漏检测方法，所述涡轮机包括：—加压高温流体源，—至少一个流体分配线路，其适用于分配所述高温流体到该涡轮机和/或旨在装配有所述涡轮机的航空器的不同零件，—涡轮机区域，其中至少部分地容纳有该分配线路，所述区域在使用中具有与该高压流体相比更低的压力，该方法包括以下步骤：—测量该涡轮机区域的至少一个压力参数，—当涡轮机区域的压力参数达到该区域中高温流体泄漏的阈值特征时，检测高温流体泄漏。更确切地，本专利技术涉及一种包括以下步骤的方法：—测量涡轮机区域的至少两个压力参数，所述压力参数包括被测量压力以及随时间的压力变化，—当涡轮机区域的压力参数的至少一个达到该区域中高温流体泄漏的阈值特征时，检测高温流体泄漏。涡轮机区域的压力被限定为在区域内侧主要存在的气体(通常空气)压力。该区域的压力参数，它意味着所测量的表示瞬时压力的数量，也就是说在给定时刻测量的数量完全如实地表示在同一时刻的压力。相反，如前面所解释的，区域内侧所测量的温度并不表示瞬时压力，特别地由于温度传感器的惯量，并且因此不构成该区域的压力参数。采用这种方法，其可以以比通过温度阈值的简单检测方法低得多的延迟检测区域中的高温流体泄漏。实际上，在泄漏过程中区域中的流体供给通常产生遍布区域的整个体积分布的区域中的压力增加，而温度升高首先在泄漏时保持局部化。此外，压力传感器没有温度传感器的惯量问题，因此一旦泄漏出现由此所导致的压力升高，就可检测到。因此，对于该检测方法，可以用与现有技术方法相比更低的检测延迟检测区域中高温流体泄漏的出现，无论该区域中泄漏的位置如何。需要进一步注意的是，这种方法适用于检测流体泄漏，无论这些泄漏的流速如何。实际上，两个参数的测量，包括所测量的压力以及随时间的压力变化，能够通过随时间的测量值的变化快速地检测强流速流体泄漏，而所测量的压力能够检测低流速流体泄漏，后者不能通过随时间的测量值的变化而检测到。以这种方式，无论其流速如何，都提供了流体泄漏的快速检测。相对于高压的低温，其在以上以及在本文献的其余部分意味着在由流体源提供的高温流体和遍布该区域中的温度之间的温差高于50℃，并且优选地大于100℃。加压流体，其在以上以及在本文献的其余部分意味着一种其压力高于或等于0.2MPa，或甚至4MPa的流体。区域中的压力相对于加压流体通常较低，其与高温加压流体相比低至少2倍，或甚至4倍。“达到”，当然这意味着压力参数等于或高于该阈值。所测量的压力可以是一种从以下组中选择的测量的压力，所述组包括涡轮机区域的绝对压力，涡轮机区域相对于大气压力的相对压力，以及表示区域中空气压力和参考区域中气体压力之间差值的压差。当在涡轮机区域中测量的压力达到区域中高温流体泄漏的压力阈值特征时，检测泄漏发生。由于可以检测低强度的加压流体泄漏，这种压力参数能够实现有效的泄漏检测，所述低强度的加压流体泄漏导致压力逐渐增加，进而导致温度逐渐增加。当涡轮机区域中随时间的压力变化达到该区域中高温流体泄漏的变化阈值特征时，检测泄漏发生。这种参数特别地适用于能够快速地检测强烈强度泄漏。实际上，这种泄漏在区域中产生快速压力增加，以及从而强烈的变化。因此，即使压力尚未达到表征高温流体泄漏的值，检测可发生。随时间的压力变化可以是梯度dP/dt，或甚至两个给定时刻的压力差ΔP。在测量步骤中，可以测量两个参数：涡轮机区域中所测量的压力以及随时间的压力变化。当来自区域中所测量的压力以及随时间的压力变化的至少一个达到相应阈值时，检测可能发生泄漏。这种方法对于明显泄漏能够检测到快速高温流体泄漏，诸如与线路断开相关的这些，同时能够检测到不那么明显的高温流体泄漏，诸如与管道破裂相关的那些。当涡轮机处于使用中时，该区域可与至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种航空器涡轮机(10)中高温流体的泄漏检测方法，所述涡轮机(10)包括：—加压高温流体源，—适用于分配所述高温流体到该涡轮机(10)和/或旨在装配有该涡轮机(10)的航空器(20)的不同零件的至少一个流体分配线路(14、15)，—涡轮机(10)区域，其中至少部分地容纳有分配线路(14、15)，所述区域在使用中的压力低于高压流体的压力，该方法包括以下步骤：—测量该涡轮机区域的至少两个压力参数，该压力参数包括测量的压力和随时间的压力变化；—当涡轮机(10)区域的这两个压力参数的至少一个达到该区域中高温流体泄漏的阈值特征时，检测高温流体泄漏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 FR 14633311.一种航空器涡轮机(10)中高温流体的泄漏检测方法，所述涡轮机(10)包括：—加压高温流体源，—适用于分配所述高温流体到该涡轮机(10)和/或旨在装配有该涡轮机(10)的航空器(20)的不同零件的至少一个流体分配线路(14、15)，—涡轮机(10)区域，其中至少部分地容纳有分配线路(14、15)，所述区域在使用中的压力低于高压流体的压力，该方法包括以下步骤：—测量该涡轮机区域的至少两个压力参数，该压力参数包括测量的压力和随时间的压力变化；—当涡轮机(10)区域的这两个压力参数的至少一个达到该区域中高温流体泄漏的阈值特征时，检测高温流体泄漏。2.根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，所述测量的压力选自以下组，所述组包括涡轮机区域的绝对压力，涡轮机区域相对于大气压力的相对压力，以及表示区域中压力和参考区域中压力之间差值的压差，当在涡轮机区域中测量的压力达到该区域中高温流体泄漏的压力阈值特征时，检测泄漏发生。3.根据权利要求1或2所述的泄漏检测方法，其中，当涡轮机区域的随时间的压力变化达到该区域中高温流体泄漏的变化阈值特征时，检测泄漏发生。4.根据权利要求1到3任一所述的泄漏检测方法，其中，在涡轮机的使用中，所述区域相对于由该至少一个流体分配线路(14、15)分配的流体密封地隔离。5.根据权利要求1到4任一所述的泄漏检测方法，其意图在包括至少一个第二涡轮机的航空器上实施，其中，该区域的所述至少一个压力参数来自与第二涡轮机的压力比较，该检测泄漏发生，当其来源于如下比较时，区域压力与第二涡轮机的区域压力相比变高一个阈值，所述阈值表征第一涡轮机的区域中的高温流体泄漏。6.根据权利要求1到5任一所述的泄漏检测方法，包括以下的进一步步骤：—如果检测到泄漏，关闭所述至少一个流体分配线路(14、15)。7.根据权利要求1到6任一所述的泄漏检测方法，其中，该涡轮机区域径向地位于风扇外壳(12)和涡轮机(10)的吊舱(13)的整流罩之间。8.根据权利要求1到7任一所述的泄漏检测方法，其中，高温流体是来自涡轮机(10)压缩机的空气，该涡轮机包括第一和第二流体分配线路(14、15)，该第一线路(14)是...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·帕特里克·杰克斯·罗杰·埃弗温，阿诺德·罗德海因，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：法国,FR