JP2022145550A

JP2022145550A - 漏れ検出システムおよび方法

Info

Publication number: JP2022145550A
Application number: JP2022027104A
Authority: JP
Inventors: イバノビッチポニャヴィン・ヴァレリー; Ivanovich Ponyavin Valery; メンドーサ・ミゲル・アンヘル; Angel Mendoza Miguel; アヴィシェッティ・シュリニヴァス; Avishetti Srinivas; コナタム・ラジェシュ・レディ; Reddy Konatham Rajesh
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2022-10-04
Also published as: CN115112317A; US11821814B2; EP4060308A1; US20220299395A1

Abstract

【課題】有害な流体を漏らす可能性がある機器を囲むエンクロージャ内の漏れを検出するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】漏れ検出システム（１２）は、エンクロージャ（１４）（例えば、ガスタービンエンジン（１６）または発電プラント内の他の機器用）内の第１の壁部分（１４４）における第１の開口部に取り付けるように構成された第１の窓（１４２）が設けられる。漏れ検出システム（１２）は、第１の窓（１４２）およびエンクロージャ（１４）の内部を通してビームを伝送し、センサフィードバックを得るように構成された漏れセンサ（２０）を含む。漏れ検出システム（１２）は、センサフィードバックを評価し、エンクロージャ（１４）内の有害な流体の漏れを監視するように構成されたコントローラ（１８）を含む。【選択図】図２

Description

本開示は、一般に、燃料などの有害な流体についての漏れ検出に関する。特に、本開示は、有害な流体を漏らす可能性がある機器を囲むエンクロージャ内の漏れを検出するためのシステムおよび方法に関する。

エンクロージャは、圧縮機、ポンプ、タービン、バルブ、炉、ボイラ、ガス化装置、酸性ガス除去（ＡＧＲ）システムおよび炭素捕捉システムなどのガス処理システム、ならびに様々な他の産業機器など、様々な機器を収容するために使用することができる。エンクロージャ内に配置されたこの機器および様々な流体ラインは、エンクロージャ内で漏れを発生する可能性があり得る。一例として、ガスタービンエンジンは、発電プラントを含む様々な用途で使用されている。ガスタービンエンジンは、固定または移動発電プラント内の発電機に結合することができる。ガスタービンエンジンは、１つまたは複数の燃焼器における燃焼のための燃料を受け取る。液体燃料またはガス燃料を含み得る燃料は、ガスタービンエンジンを収容するガスタービンエンクロージャ内で漏れる可能性があり得る。監視システムをガスタービンエンクロージャに流体結合して空気をサンプリングし（すなわち、１つまたは複数の流体ラインを通して空気を抽出する）、有害な流体の存在を検出することができる。残念ながら、特定の条件下では、これらの監視システムは発電ユニットを（例えば、流体ライン内の水分または氷により）トリップさせ、不必要に費用のかかるシャットダウンをもたらす可能性がある。この問題により、ある程度のオペレータは、監視システムを無効にし、ガスタービンエンクロージャ内の有害なガスの監視を取り止める可能性がある。同様の漏れの問題は、上記の機器などの他のタイプの機器にも存在する場合がある。結果として、そのような機器を囲むエンクロージャ内の漏れを検出するための改善された監視システムが必要とされている。

最初に特許請求する主題の範囲に相応する特定の実施形態を、以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求する主題の範囲を限定することを意図しておらず、むしろ、これらの実施形態は、本出願に開示される主題の可能な形態の概要を提供することのみを意図している。実際、開示された主題は、以下に記載される実施形態と同様であっても異なっていてもよい様々な形態を包含し得る。

第１の実施形態では、システムは、エンクロージャ（例えば、ガスタービンエンジンまたは発電プラント内の他の機器用）内の第１の壁部分における第１の開口部に取り付けるように構成された第１の窓を有する漏れ検出システムが設けられる。漏れ検出システムは、第１の窓およびエンクロージャの内部を通してビームを伝送し、センサフィードバックを得るように構成された漏れセンサを含む。漏れ検出システムは、センサフィードバックを評価し、エンクロージャ内の有害な流体の漏れを監視するように構成されたコントローラを含む。

さらに、第１の実施形態に関連して、漏れセンサは、光センサを備える。

前の段落のいずれかに関連して、漏れセンサは、オープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサを備える。

前の段落のいずれかに関連して、漏れセンサは、送信機と、受信機とを備える。

前の段落のいずれかに関連して、漏れ検出システムは、ガスタービンエンクロージャ内の第２の壁部分における第２の開口部に取り付けるように構成された第２の窓を含み、送信機は、第１の窓に隣接して配置され、受信機は、第２の窓に隣接して配置される。

前の段落のいずれかに関連して、漏れセンサは、トランシーバを備える。

前の段落のいずれかに関連して、漏れ検出システムは、第１の窓の反対側でガスタービンエンクロージャに結合するように構成されたリフレクタを備え、トランシーバは、第１の窓に隣接して配置され、トランシーバは、第１の窓を通してビームをリフレクタに向けて伝送するように構成され、リフレクタは、ビームを反射してトランシーバに戻すように構成される。

前の段落のいずれかに関連して、漏れ検出システムは、ガスタービンエンクロージャ内の第２の壁部分における第２の開口部に取り付けるように構成された第２の窓を含み、リフレクタは、第２の窓に隣接して配置される。

前の段落のいずれかに関連して、漏れセンサは、ガスタービンエンクロージャの排気口に隣接して取り付けるように構成される。

前の段落のいずれかに関連して、漏れセンサは、ガスタービンエンクロージャの取り外し可能な屋根パネルに取り付けるように構成される。

前の段落のいずれかに関連して、ガスタービンエンクロージャは、漏れ検出システムを含む。

前の段落のいずれかに関連して、システムは、ガスタービンエンクロージャ内に配置されたガスタービンエンジンを含む。

前の段落のいずれかに関連して、複数の漏れセンサは、複数の異なる位置でガスタービンエンクロージャに結合するように構成され、コントローラは、複数のセンサからのセンサフィードバックを評価し、ガスタービンエンクロージャ内の有害な流体の漏れを監視するように構成される。

前の段落のいずれかに関連して、コントローラは、複数のセンサからのセンサフィードバックに基づいて、漏れの位置を推定するように構成される。

前の段落のいずれかに関連して、複数の異なる位置の各位置は、複数の漏れセンサの少なくとも２つの漏れセンサを含む。

前の段落のいずれかに関連して、センサマウントは、漏れセンサをガスタービンエンクロージャに取り付けるように構成され、センサマウントは、保護ハウジング、熱制御システム、または振動ダンパの少なくとも１つを含み、漏れセンサは、内蔵型センサユニットである。

第２の実施形態では、システムは、エンクロージャ（例えば、ガスタービンエンジンまたは発電プラント内の他の機器用）であって、エンクロージャの第１の壁部分における第１の開口部に取り付けられた第１の窓を有するエンクロージャが設けられる。システムはまた、第１の窓に隣接してエンクロージャに取り付けられた漏れセンサを含み、漏れセンサは、第１の窓およびエンクロージャの内部を通してビームを伝送し、センサフィードバックを得るように構成される。センサフィードバックは、エンクロージャ内の有害な流体の漏れを監視するために評価される。

第２の実施形態を説明する前の段落に関連して、漏れセンサは、オープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサを備える。

第２の実施形態を説明する前の段落のいずれかに関連して、ガスタービンエンジンは、ガスタービンエンクロージャ内に配置される。

第３の実施形態では、方法は、エンクロージャ（例えば、ガスタービンエンジンまたは発電プラント内の他の機器用）内の第１の壁部分における第１の開口部の第１の窓を通して、かつエンクロージャの内部を通してビームを伝送し、センサフィードバックを得ることを含む。方法はまた、コントローラを介して、センサフィードバックを評価し、エンクロージャ内の有害な流体の漏れを監視することを含む。

開示された主題のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読解すれば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面全体を通して同様の符号は同様の部分を表す。

複数のセンサを備えた漏れ検出システムを有するガスタービンシステムの一実施形態の概略図である。ガスタービンエンクロージャの第１の壁部分における第１の窓に配置された第１のセンサ（例えば、送信機）と、第２の壁部分における第２の窓に配置された第２のセンサ（例えば、受信機）とを有する漏れ検出システムの一実施形態の概略図である。ガスタービンエンクロージャの第１の壁部分における第１の窓に配置された複数の第１のセンサ（例えば、送信機）と、第２の壁部分における第２の窓に配置された複数の第２のセンサ（例えば、受信機）とを有する漏れ検出システムの一実施形態の概略図である。ガスタービンエンクロージャの第１の壁部分における第１の窓に配置されたセンサ（例えば、トランシーバ）と、第２の壁部分における第２の窓に配置されたリフレクタとを有する漏れ検出システムの一実施形態の概略図である。ガスタービンエンクロージャの第１の壁部分における第１の窓に配置された複数のセンサ（例えば、トランシーバ）と、第２の壁部分における第２の窓に配置されたリフレクタとを有する漏れ検出システムの一実施形態の概略図である。ガスタービンエンクロージャに結合された複数の異なる構成のセンサ（例えば、送信機、受信機、トランシーバ、およびリフレクタ）を有する漏れ検出システムの一実施形態の概略図である。

以下、開示された主題の１つまたは複数の具体的な実施形態について説明する。これらの実施形態に関する簡潔な説明を提供するために、実際の実施態様に関するすべての特徴について本明細書に説明するわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施態様の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施態様に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施態様ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、それでもなお本開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。

開示された主題の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「１つの（ａ、ａｎ）」、「この（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つまたは複数存在することを意味することを意図している。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的なものであり、列挙された要素以外のさらなる要素が存在してよいことを意味することを意図している。

図１は、ガスタービンエンジン１６を収容するガスタービンエンクロージャ１４に結合された漏れ検出システム１２を有するガスタービンシステム１０の一実施形態の概略図である。図示の実施形態では、漏れ検出システム１２は、１つまたは複数の通信ライン２２を介して複数の漏れセンサ２０（例えば、オープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサまたは他のタイプの光学／光センサ）に通信可能に結合されたコントローラ１８を含む。漏れ検出システム１２は、ガス燃料または液体燃料の漏れなどのガスタービンエンクロージャ１４内の燃料漏れ（または他の有害な流体漏れ）の識別を容易にするために、漏れセンサ２０からセンサフィードバックを得るように構成される。しかし、漏れ検出システム１２はまた、ガスタービンエンクロージャ１４内の望ましくないガスの他のタイプの漏れを検出するように構成されてもよい。

漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４内からの空気のサンプリングを必要とせず、かつ漏れセンサは、ガスタービンエンクロージャ１４内の空気との接触を必要としない。結果として、漏れセンサ２０は、空気サンプリング導管のための潜在的な漏れ経路を形成することなく、ガスタービンエンクロージャ１４の完全に外側に取り付けることができる。図示の実施形態はコントローラ１８と様々な漏れセンサ２０との間に延びる通信ライン２２を示すが、漏れ検出システム１２の特定の実施形態は、漏れセンサ２０からセンサデータを得るために無線通信を使用することができる。

図示のコントローラ１８は、プロセッサ２４と、メモリ２６と、メモリに格納され、漏れ検出分析および制御を実施するためにプロセッサ２４によって実行可能な命令３０とを含む。コントローラ１８はまた、通信回路３２と、データ処理回路３４と、ガスタービンエンクロージャ１４内の検出された漏れまたは他の状態に応答する１つまたは複数の制御アクション３６とを含む。通信回路３２は、漏れセンサ２０と通信し、センサデータを取得する有線および／または無線通信回路を含むことができる。

データ処理回路３４は、漏れが発生したかもしくは発生しているかどうか、漏れが経時的に悪化しているかどうか、漏れが特定の位置にあるかどうか、漏れが特定のタイプの流体（例えば、ガス燃料または液体燃料）に起因するかどうか、および／または漏れがガスタービンシステム１０で発生する別の事象に起因するかどうかを決定するために、漏れセンサ２０からのセンサデータを処理し、センサデータに対して１つまたは複数の分析を実施するように構成される。制御アクション３６は、警報をトリガすること、ガスタービンエンジン１６の動作パラメータを修正すること、液体燃料およびガス燃料などの異なるタイプの燃料を切り替えること、またはガスタービンエンジン１６の動作を停止することを含むことができる。コントローラ１８によって開始される特定の制御アクション３６は、漏れセンサ２０から取得されるフィードバックのタイプに依存し得る。例えば、漏れセンサ２０が液体燃料の漏れを示す場合、制御アクション３６は、液体燃料動作からガス燃料動作への変更をトリガすることができる。センサフィードバックが、ガスタービンエンクロージャ１４内の漏れの量が徐々に増加していること、および／または１つまたは複数の閾値を超える漏れレベルを示す場合、制御アクション３６は、警報、是正アクション、および／またはガスタービンエンジン１６のシャットダウンをトリガすることができる。

以下でさらに詳細に説明するように、漏れセンサ２０は、光学／光センサ（例えば、オープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサ）などの様々なセンサタイプを含むことができる。図示された各センサ２０は、１つまたは複数のトランシーバ（例えば、ＯＰＩＲトランシーバ）、または送信機と受信機の１つまたは複数のペア（例えば、ＯＰＩＲ送信機および受信機）を含むことができる。漏れ検出システム１２の詳細は、ガスタービンシステム１０の状況を提供した後に以下でさらに詳細に説明される。

図示のガスタービンエンジン１６は、吸気セクション４０、圧縮機セクション４２、燃焼器セクション４４、タービンセクション４６、排気セクション４８、および１つまたは複数の負荷５０を含む。吸気セクション４０は、ガスタービンエンクロージャ１４の外部からガスタービンエンクロージャ１４に延びて圧縮機セクション４２と接続する吸気ダクト５４内に配置された空気処理システム５２を含む。空気処理システム５２は、１つまたは複数のエアフィルタ５６と、１つまたは複数のサイレンサ５８と、防氷システム６０とを含む。吸気セクション４０は、吸気ダクト５４を通して空気流６２を圧縮機セクション４２に送る一方、１つまたは複数のエアフィルタ５６で空気流６２をフィルタリングし、１つまたは複数のサイレンサ５８で吸気セクション４０における騒音を低減し、防氷システム６０で空気流６２における氷形成を抑制する。次いで、空気流６２は、単段または多段圧縮機６４を含む圧縮機セクション４２を通過する。図示の実施形態では、圧縮機６４は、外側圧縮機ケーシング７０内の圧縮機シャフト６８に結合された複数段の圧縮機ブレード６６を有する。図示の実施形態は４つの圧縮機段を示しているが、圧縮機６４は、燃焼器セクション４４に入る前に空気流６２を圧縮する１～２８個以上の圧縮機段を含んでもよい。

次いで、圧縮空気は、矢印７４によって示されるように、燃焼器セクション４４の複数の燃焼器７２に導かれる。燃焼器セクション４４内の各燃焼器７２は、１つまたは複数の燃料ノズル７６を含むことができる。燃料ノズル７６は、圧縮空気７４を、デュアル燃料システム８２の液体燃料システム８０から液体燃料ライン７８（または液体燃料回路もしくは流路）に沿って送達される液体燃料、および／またはデュアル燃料システム８２のガス燃料システム８６からガス燃料ライン８４（またはガス燃料回路もしくは流路）に沿って送達されるガス燃料など、１つまたは複数の燃料と混合するように構成される。燃料ノズル７６は、液体燃料またはガス燃料の一方のみをそれぞれ液体燃料動作またはガス燃料動作に使用するように構成されてもよい。しかし、燃料ノズル７６はまた、例えば、液体燃料動作とガス燃料動作との間の移行中、燃焼器７２における燃焼のために液体燃料とガス燃料の両方を同時に使用するように構成されてもよい。

液体燃料およびガス燃料は、様々な燃料タイプおよび組成から選択することができる。例えば、ガス燃料は、天然ガス、合成ガス（またはシンガス）、水素、メタン、または別の適切なガスタービン燃料を含んでもよい。燃焼器７２で使用されている特定のタイプの燃料にかかわらず、燃料ノズル７６は燃料を圧縮空気７４と混合し、燃料－空気混合物は燃焼室８８内で点火して高温燃焼ガス９０を生成し、次いで高温燃焼ガスはガスタービンセクション４６に導かれる。

ガスタービンセクション４６は、タービンケーシング９８内のタービンシャフト９６に結合されたタービンブレード９４の１つまたは複数の段を含む、単段または多段タービン９２を含むことができる。例えば、特定の実施形態では、タービン９２は、１～２８個のタービンブレード９４のタービン段を含んでもよい。高温燃焼ガス９０がタービンセクション４６を通って流れると、ガス９０は、タービンブレード９４およびタービンシャフト９６の回転を駆動する。次に、タービンシャフト９６の回転は、圧縮機シャフト６８に結合された中間シャフト１００を介して圧縮機６４の回転を駆動し、シャフト１０２を介して負荷５０の回転を駆動する。別々のシャフト６８、９６、１００、および１０２をガスタービンエンジン１６と共に使用することができるが、ガスタービンエンジン１６の特定の実施形態は、圧縮機セクション４２、タービンセクション４６、および負荷５０の間に１つまたは複数の共通のシャフトを含むことができる。負荷５０は、発電機、産業機械、車両推進システム、または任意の他の適切な機器を含んでもよい。

ガスタービンエンクロージャ１４は、一般に、ガスタービンエンジン１６を囲み、ガスタービンエンジン１６の周りに保護バリアを提供する。例えば、ガスタービンエンクロージャ１４は、燃焼器セクション４４における燃焼によって生成された熱を実質的に含むことができ、ガスタービンエンクロージャ１４は、安全上の理由から格納容器を提供することができる。ガスタービンシステム１０はまた、ガスタービンエンクロージャ１４に結合された換気システム１０４を含む。図示のように、換気システム１０４は、ガスタービンエンクロージャ１４に結合された吸気口１０６および排気口１０８を含む。吸気口１０６は、吸気ダクト１１４内に配置された１つまたは複数のエアフィルタ１１０および１つまたは複数のファン１１２を含み、それによって矢印１１６によって示されるように、空気流をガスタービンエンクロージャ１４に導いてフィルタリングする。同様に、排気口１０８は、排気ダクト１２０内に配置された１つまたは複数のファン１１８を含み、矢印１２２によって示されるように、ガスタービンエンクロージャ１４から換気流を送る。吸気口１０６および排気口１０８は各々ファン１１２および１１８を含むことができるが、特定の実施形態では、ファンは、吸気口１０６または排気口１０８の一方のみに配置されてもよい。動作中、換気システム１０４は、矢印１１６および１２２によって示されるように、ガスタービンエンクロージャ１４を通して空気流を循環させ、それによってガスタービンエンクロージャ１４から熱および／または漏れた流体（例えば、漏れた燃料）を引き出す。しかし、漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生した場合、漏れ検出システム１２は、漏れを識別し、特定の制御アクション３６を可能にするように構成される。

漏れ検出システム１２は、ガスタービンシステム１０のガスタービンエンクロージャ１４に結合された複数の漏れセンサ２０に、およびターボ機械１２６を収容するエンクロージャ１２４に結合された１つまたは複数のセンサ２０に通信可能に結合される。特定の実施形態では、ターボ機械１２６は、ガスタービンエンクロージャ１４内に配置されたガスタービンエンジン１６と同様の追加のガスタービンエンジンを含むことができる。しかし、ターボ機械１２６はまた、燃焼システム、ガス圧縮機、往復ピストンシリンダ燃焼エンジン、ボイラ、ガス化装置（例えば、石炭または別の燃料原料を使用する）によって生成されたシンガスを処理するためのガス処理システム（例えば、硫黄除去ユニット）、または燃料もしくは有害なガスの漏れの可能性を有する他の機器など、他の機器を含むことができる。

漏れ検出システム１２は、これらのシステムの各々に配置された漏れセンサ２０からのセンサフィードバックを同時に監視し、適切な制御アクション３６を提供するように構成される。ガスタービンエンジン１６およびターボ機械１２６が、発電プラントなどのより大きなシステムの一部として互いに機能的に関連および／または依存している場合、漏れ検出システム１２は、ガスタービンエンジン１６とターボ機械１２６との間の制御アクション３６を調整することができる。しかし、特定の実施形態では、ガスタービンエンジン１６およびターボ機械１２６は、漏れ検出システム１２が独立した制御アクション３６をガスタービンエンジン１６および様々なターボ機械１２６に提供することができるように、互いに独立していてもよい。

これらのシステムの各々において、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の周りの異なる位置に分散させることができ、これにより、センサ測定値に冗長性を提供することができ、また、特定のエンクロージャ（例えば、１４および１２４）で発生する潜在的な漏れの位置に関する追加の情報を提供することができる。例えば、ガスタービンエンクロージャ１４に示されるように、漏れセンサ２０は、ガス燃料ライン８４および液体燃料ライン７８、燃焼器７２、ならびに排気口１０８に沿った様々な位置に分散されている。さらなる例として、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の取り外し可能な屋根パネル１５（または他の取り外し可能なアクセスパネル）に結合することができる。したがって、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の特定の位置における漏れのより大きいまたはより小さい存在を示すセンサフィードバックを得ることができ、それによりコントローラ１８は、漏れの特定の位置、漏れを有する可能性のある構成要素、可能な是正措置、および漏れを是正することができない場合の可能な制御アクション３６を推定することができる。以下でさらに詳細に説明するように、漏れセンサ２０はまた、液体燃料またはガス燃料のタイプなど、特定のタイプの燃料漏れを識別するように構成されてもよい。

特定の実施形態では、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の外側に配置された、光学センサなどの非侵入性、非接触のセンサである。例えば、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の内部を通して光学ビーム（例えば、光または放射線ビーム）を送受信することができ、それにより光学ビームの特性における変化を分析し、漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生しているかどうかを決定することができる。例えば、コントローラ１８の漏れセンサ２０および／またはデータ処理回路３４は、ガスタービンエンクロージャ１４を通過する光学ビームにおける変化を分析し、ガスタービンエンクロージャ１４内の流体漏れの組成を決定するように構成することができる。

センサ２０は、赤外線（ＩＲ）光センサ、レーザセンサ、電磁放射センサ、または任意の他の適切な光学ベースのセンサを含んでもよい。特に、開示された漏れセンサ２０は、オープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサを含むことができる。ＯＰＩＲセンサ２０は、送信機と受信機のペア、またはトランシーバとリフレクタ（例えば、リトロリフレクタ）のペアを含むことができる。リフレクタは、基板層および反射層（例えば、ミラー層）を有する反射パネルを含むことができる。センサ２０の詳細は、図２～図５を参照して以下でさらに詳細に説明される。

ＯＰＩＲセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４を通して赤外光ビームを導くように構成される。ガスタービンエンクロージャ１４内の潜在的な燃料漏れの存在は、赤外光ビームにおける赤外波長の吸収に起因して検出することができる。例えば、特定の赤外波長は、ガスタービンエンクロージャ１４内の特定の液体燃料、特定のガス燃料、または他の有害な流体など、特定の燃料タイプに対応することができる。したがって、ＯＰＩＲセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４内の特定のタイプの漏れを検出するように構成され、それによりコントローラ１８は、ガスタービンエンジン１６に対する可能な是正アクション３６を識別することができる。

図２、図３、図４、および図５は、ガスタービンエンジン１６を収容するガスタービンエンクロージャ１４の外部に結合されたセンサ２０の実施形態の概略図である。例えば、センサ２０は、排気口１０８の近傍のガスタービンエンクロージャ１４の対向する側に配置することができる。しかし、センサ２０は、図１に示されるように、ガスタービンエンクロージャ１４の他の壁部分に配置されてもよい。

図２に示されるように、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の第１の壁部分１４４における第１の窓１４２に隣接して配置された送信機１４０と、ガスタービンエンクロージャ１４の第２の壁部分１５０における第２の窓１４８に隣接して配置された受信機１４６とを含むことができる。例えば、送信機１４０は、ＩＲ送信機、レーザ送信機、またはＯＰＩＲ送信機などの光学または光送信機を含んでもよい。同様に、受信機１４６は、それぞれＩＲ受信機、レーザ受信機、またはＯＰＩＲ受信機などの光学または光受信機を含んでもよい。

第１の窓１４２は、第１の壁部分１４４内の開口部または切り欠き１５２において配置され、第２の窓１４８は、第２の壁部分１５０内の開口部または切り欠き１５４において配置される。窓１４２および１４８の各々は、ガラスシートまたはパネル（例えば、サファイア窓パネル）などの透明材料シートであってもよい。窓１４２および１４８は、透明材料の単一の層または複数の層を含むことができる。第１および第２の窓１４２および１４８は、光学ビーム１５６（例えば、光ビーム、赤外線ビーム、レーザビームなど）が送信機１４０から、第１の窓１４２を通ってエンクロージャ１４内の内部空間１５８を横切り、第２の窓１４８を通って受信機１４６に入ることを可能にするように構成される。このようにして、送信機１４０および受信機１４６は、送信機１４０および受信機１４６がガスタービンエンクロージャ１４内のより高い温度に曝されないように、ガスタービンエンクロージャ１４の内部空間１５８から完全に外部にある。加えて、送信機１４０および受信機１４６の外部位置は、設置、検査、およびメンテナンスのためのより容易なアクセスを容易にする。

第１の窓１４２は、第１の壁部分１４４と第１の窓１４２の両方に締結され得る、矩形または環状フランジなどの１つまたは複数のマウント１６０を介して第１の壁部分１４４に取り付けられてもよい。例えば、マウント１６０は、複数のねじ留め具１６２（例えば、ボルト）で第１の壁部分１４４に締結されてもよく、マウント１６０は、複数のねじ留め具１６４（例えば、ボルト）で第１の窓１４２に締結されてもよい。同様に、第２の窓１４８は、矩形または環状フランジなどの１つまたは複数のマウント１６６を介して第２の壁部分１５０に取り付けられてもよい。例えば、マウント１６６は、複数のねじ留め具１６８（例えば、ボルト）を介して第２の壁部分１５０に締結されてもよく、マウント１６６は、複数のねじ留め具１７０（例えば、ボルト）で第２の窓１４８に締結されてもよい。図示の実施形態はマウント１６０および１６６のためにねじ留め具１６２、１６４、１６８、および１７０を使用しているが、特定の実施形態は、溶接継手、ヒンジ継手、ラッチ、ダブテール継手、締まり嵌めもしくは焼き嵌め、接着剤、および／または任意の適切な固定もしくは取り外し可能な継手など、他の留め具もしくは継手を含んでもよい。

送信機１４０は、取り付けシステム１７１で第１の壁部分１４４に結合されてもよい。図示の取り付けシステム１７１は、少なくとも１つのマウント１７２を含むことができ、マウント１７２は、複数のねじ留め具１７４（例えば、ボルト）で第１の壁部分１４４に締結することができる。マウント１７２はまた、複数のねじ留め具１７６（例えば、ボルト）で送信機１４０に締結されてもよい。いくつかの実施形態では、ねじ留め具１７４および１７６は、溶接継手、ヒンジ継手、ラッチ、ダブテール継手、締まり嵌めもしくは焼き嵌め、接着剤、および／または任意の適切な固定もしくは取り外し可能な継手など、他の留め具によって置き換えるか補足することができる。図示の実施形態では、マウント１７２は、中央本体１８０から外側に延びる傾斜アーム１７８を有する。中央本体１８０は、送信機１４０の周りに配置され、中央本体１８０はまた、振動ダンパまたはショックアブソーバ１８２を含むことができる。例えば、振動ダンパ１８２は、１つまたは複数のばね、衝撃吸収材料、ピストンシリンダアセンブリ、またはそれらの組み合わせを含み得る。振動ダンパ１８２は、ガスタービンエンジン１６の動作に関連する振動を低減するように構成することができる。しかし、マウント１７２の特定の実施形態は、振動ダンパ１８２を除外してもよい。

特定の実施形態では、マウント１７２はまた、送信機１４０の周りに配置された保護ハウジング１８４を含むことができる。保護ハウジング１８４は、熱、電気的干渉、または衝撃損傷から送信機１４０を保護するように構成することができる。例えば、保護ハウジング１８４は、電気絶縁、熱絶縁、および構造保護の１つまたは複数の層を含み得る。送信機１４０はまた、保護ハウジング１８４を通して換気および／または熱流（例えば、冷却流および／または加熱流）を提供するように構成された熱制御システム１８６を含むことができる。熱制御システム１８６は、１つまたは複数のファン、１つまたは複数のポンプおよび熱交換器を有する液体熱制御システム（例えば、液体加熱／冷却システム）、電気ヒータ、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。熱制御システム１８６は、所望の温度範囲内（すなわち、上限温度閾値と下限温度閾値との間）に、保護ハウジング１８４および送信機１４０の内部の温度を維持するように（例えば、加熱および／または冷却によって）構成することができる。熱制御システム１８６は、窓（例えば、第１の窓１４２）に対して熱流（例えば、洗浄流体ジェット、冷却流、および／または加熱流）を導くように構成された１つまたは複数の流体注入ダクト１８７を含むことができる。例えば、ダクト１８７からの熱流は、破片、水分、氷、または他の汚染物質を窓から除去するように構成されてもよい。熱制御システム１８６は、１つまたは複数の制御ライン１８８を介して漏れ検出システム１２に通信可能に結合される。しかし、マウント１７２の特定の実施形態は、保護ハウジング１８４および／または熱制御システム１８６を除外してもよい。例えば、特定の実施形態では、送信機１４０は、周囲温度および天候（例えば、風、雨、雪、および／または雹）が送信機１４０の適切な温度を維持するのに役立つように、環境に少なくとも部分的にまたは全体的に曝されてもよい（すなわち、保護ハウジング１８４および熱制御システム１８６なしで）。送信機１４０はまた、ガスタービンエンクロージャ１４から送信機１４０への熱および振動の伝達を低減するのに十分な距離１４１だけ、第１の窓１４２から離間してもよい。

図示の実施形態では、受信機１４６は、送信機１４０と実質的に同じ取り付けシステム１７１を有する。特に、それぞれの留め具１７４および１７６を介して第２の壁部分１５０および受信機１４６に結合され得るマウント１７２は、傾斜アーム１７８と、振動ダンパ１８２を有する中央本体１８０とを含む。加えて、送信機１４０と同様に、受信機１４６は保護ハウジング１８４を有し、熱制御システム１８６は、１つまたは複数の制御ライン１８８を介して漏れ検出システム１２に通信可能に結合される。熱制御システム１８６は、窓（例えば、第２の窓１４８）に対して熱流（例えば、洗浄流体ジェット、冷却流、および／または加熱流）を導くように構成された１つまたは複数の流体注入ダクト１８７を含むことができる。したがって、受信機１４６は、送信機１４０についての取り付けシステム１７１を参照して上述したのと実質的に同じ特徴を有する。

送信機１４０と同様に、マウント１７２の特定の実施形態は、受信機１４６のための保護ハウジング１８４および／または熱制御システム１８６を除外してもよい。例えば、特定の実施形態では、受信機１４６は、周囲温度および天候（例えば、風、雨、雪、および／または雹）が受信機１４６の適切な温度を維持するのに役立つように、環境に少なくとも部分的にまたは全体的に曝されてもよい（すなわち、保護ハウジング１８４および熱制御システム１８６なしで）。受信機１４６はまた、ガスタービンエンクロージャ１４から受信機１４６への熱および振動の伝達を低減するのに十分な距離１４７だけ、第２の窓１４８から離間してもよい。

送信機１４０および受信機１４６の各々は内蔵型ユニット（すなわち、予めパッケージ化されたユニット）であり、すべての電子機器、回路、光学素子、レンズ、メモリ、プロセッサなどは、それぞれの送信機１４０または受信機１４６の専用センサハウジング１４９に収容される。したがって、保護ハウジング１８４、熱制御システム１８６、および振動ダンパ１８２は、ガスタービンシステム１０の環境で使用するために送信機１４０および受信機１４６を適合させて強化するように構成される。図２のセンサ２０の構成は、図１に示されるセンサ位置のいずれか１つまたは複数で使用することができる。

図３は、ガスタービンエンクロージャ１４の第１および第２の壁部分１４４および１５０上に配置されたセンサ２０を有する漏れ検出システム１２の一実施形態の概略図であり、各センサ２０は、第１の壁部分１４４上の複数の送信機１４０と、第２の壁部分１５０上の複数の受信機１４６とを含む。違いを除けば、図３の実施形態は、図２の実施形態と実質的に同じである。したがって、図２および図３では、図２を参照して上述したのと同じ構成要素を図示するために同じ参照番号が使用されている。以下、相違点について詳細に説明する。

第１の壁部分１４４において、マウント１７２は、マウントの中央本体１８０が傾斜アーム１７８の間に延びる中間支持体１９０を有することを除いて、図２に図示されるものと実質的に同じである。中間支持体１９０は、複数の送信機１４０の端部を支持するように構成された複数の凹部１９２を画定する。２つの送信機１４０のみが図３には図示されているが、図示の実施形態は、マウント１７２内に配置された任意の数の送信機１４０（例えば、２、３、４、５、６、またはそれ以上）を含んでもよい。第２の壁部分１５０において受信機１４６を支持するマウント１７２は、第１の壁部分１４４において送信機１４０を支持するマウント１７２と実質的に同じである。図示のように、受信機１４６を支持するマウント１７２は、傾斜アーム１７８の間に延びる中間支持体１９０を有し、中間支持体１９０は、複数の受信機１４６の端部を支持するように構成された複数の凹部１９２を含む。

図示の実施形態では、送信機１４０および受信機１４６のためのマウント１７２は、互いに実質的に同じである。しかし、送信機１４０および受信機１４６の異なるサイズまたは構成に対応するために、特定の修正を行うことができる。図示の実施形態では、送信機１４０および受信機１４６は、互いに対して均一または不均一な間隔で離間してもよい。複数の送信機１４０および受信機１４６は、ガスタービンエンクロージャ１４の特定の位置で冗長測定値を得るように構成されてもよく、または複数の送信機１４０および受信機１４６は、ガスタービンエンクロージャ１４の特に敏感な領域でのセンサ測定値に関する追加の空間情報を提供するように構成されてもよい。図３のセンサ２０の構成は、図１に示されるセンサ位置のいずれか１つまたは複数で使用することができる。

図４は、ガスタービンエンクロージャ１４に結合された漏れセンサ２０を有する漏れ検出システム１２の一実施形態の概略図である。図４の実施形態は、送信機１４０が第１の壁部分１４４でトランシーバ２００に置き換えられ、受信機１４６が第２の壁部分１５０でリフレクタ２０２に置き換えられていることを除いて、上述した図２の実施形態と同様である。したがって、第１の壁部分１４４における取り付けシステム１７１は、図２を参照して上述したのと実質的に同じである。トランシーバ２００は、傾斜アーム１７８を備えた中央本体１８０を有するマウント１７２で第１の壁部分１４４に取り付けられる。中央本体１８０はまた、上述したように振動ダンパ１８２を含む。トランシーバ２００は、保護ハウジング１８４によって保護され、熱制御システム１８６によって熱流（例えば、冷却流および／または加熱流）が提供される。熱制御システム１８６は、窓（例えば、第１の窓１４２）に対して熱流（例えば、洗浄流体ジェット、冷却流、および／または加熱流）を導くように構成された１つまたは複数の流体注入ダクト１８７を含むことができる。第１の窓１４２は、マウント１６０およびねじ留め具１６２および１６４で第１の壁部分１４４に取り付けられる。

上述したように、マウント１７２の特定の実施形態は、保護ハウジング１８４および／または熱制御システム１８６を除外してもよい。例えば、特定の実施形態では、トランシーバ２００は、周囲温度および天候（例えば、風、雨、雪、および／または雹）がトランシーバ２００の適切な温度を維持するのに役立つように、環境に少なくとも部分的にまたは全体的に曝されてもよい（すなわち、保護ハウジング１８４および熱制御システム１８６なしで）。トランシーバ２００はまた、ガスタービンエンクロージャ１４からトランシーバ２００への熱および振動の伝達を低減するのに十分な距離１４１だけ、第１の窓１４２から離間してもよい。

第２の壁部分１５０は、リフレクタ２０２（例えば、第１の実施形態では、外部に取り付けられたリフレクタ）またはリフレクタ２０３（例えば、第２の実施形態では、内部に取り付けられたリフレクタ）で構成されてもよい。第２の壁部分１５０上にリフレクタ２０２を有する第１の実施形態では、第２の窓１４８およびリフレクタ２０２は、図２を参照して上述したのと同様に、第２の壁部分１５０に取り付けられてもよい。特に、第２の窓１４８は、開口部または切り欠き１５４において配置され、リフレクタ２０２は、第２の窓１４８の外面に対して配置され、マウント２０４（例えば、矩形または環状フランジ）は、第２の窓１４８とリフレクタ２０２の両方を第２の壁部分１５０に固定する。図示のように、マウント２０４は、複数のねじ留め具２０６（例えば、ボルト）で第２の壁部分１５０に結合され、マウント２０４は、複数のねじ留め具２０８（例えば、ボルト）で第２の窓１４８およびリフレクタ２０２に結合される。図示の実施形態はマウント１６０および２０４のためにねじ留め具１６２、１６４、２０６、および２０８を使用しているが、特定の実施形態は、溶接継手、ヒンジ継手、ラッチ、ダブテール継手、締まり嵌めもしくは焼き嵌め、接着剤、および／または任意の適切な固定もしくは取り外し可能な継手など、他の留め具もしくは継手を含んでもよい。

第１の実施形態の動作において、トランシーバ２００は、第１の窓１４２を通して、内部空間１５８を通して、第２の窓１４８を通して、リフレクタ２０２に対して光学ビーム２１０を伝送するように構成され、次にリフレクタ２０２は、戻り光学ビーム２１２を反射してトランシーバ２００に戻す。次いで、受信されたビーム２１２は、トランシーバ２００および／またはコントローラ１８によって処理され、漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生しているかどうかを評価する。

トランシーバ２００は、ＩＲトランシーバ、レーザトランシーバ、またはＯＰＩＲトランシーバなどの光学または光トランシーバを含むことができる。図示のトランシーバ２００は内蔵型トランシーバユニット（すなわち、予めパッケージ化されたユニット）であり、すべての電子機器、回路、光学素子、レンズ、メモリ、プロセッサなどは、トランシーバ２００の専用センサハウジングに収容される。したがって、保護ハウジング１８４、熱制御システム１８６、および振動ダンパ１８２は、ガスタービンシステム１０の環境で使用するために図示のトランシーバ２００を適合させて強化するように構成される。図４のセンサ２０の構成は、図１に示されるセンサ位置のいずれか１つまたは複数で使用することができる。

リフレクタ２０２ではなくリフレクタ２０３を有する第２の実施形態では、リフレクタ２０３は、マウント２０５（例えば、矩形または環状フランジ）および複数のねじ留め具２０７（例えば、ボルト）を介して、第２の壁部分１５０の内面に取り付けられてもよい。加えて、開口部または切り欠き１５４、第２の窓１４８、リフレクタ２０２、マウント２０４、およびねじ留め具２０６および２０８は、リフレクタ２０３を使用する際に除外されてもよく、それによって第２の壁部分１５０におけるいかなる潜在的な漏れ経路も排除される。第２の実施形態の動作において、トランシーバ２００は、第１の窓１４２を通して、内部空間１５８を通して、リフレクタ２０３に対して光学ビーム２１０を伝送するように構成され、次にリフレクタ２０３は、戻り光学ビーム２１２を反射してトランシーバ２００に戻す。次いで、受信されたビーム２１２は、トランシーバ２００および／またはコントローラ１８によって処理され、漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生しているかどうかを評価する。

図５は、ガスタービンエンクロージャ１４内の燃料漏れを検出するように構成されたセンサ２０を有する漏れ検出システム１２の一実施形態の概略図である。図示の実施形態では、第１の壁部分１４４上に配置された取り付けシステム１７２およびセンサ２０の構成は、図４を参照して説明したように送信機１４０がトランシーバ２００に置き換えられていることを除いて、図３を参照して上述したのと実質的に同じである。したがって、図５のトランシーバ２００は、図３の実質的に同じマウント１７２に配置される。マウント１７２は、振動ダンパ１８２を有する中央本体１８０から延びる傾斜アーム１７８を含む。マウント１７２はまた、複数のトランシーバ２００を支持するように構成された複数の凹部１９２を有する中間支持体１９０を含む。トランシーバ２００はまた、熱制御システム１８６を有する保護ハウジング１８４によって保護される。熱制御システム１８６は、窓（例えば、第１の窓１４２）に対して熱流（例えば、洗浄流体ジェット、冷却流、および／または加熱流）を導くように構成された１つまたは複数の流体注入ダクト１８７を含むことができる。

特定の実施形態では、マウント１７２は、保護ハウジング１８４および／または熱制御システム１８６を除外してもよい。第１の壁部分１４４はまた、開口部または切り欠き１５２において配置された第１の窓１４２を有し、第１の窓１４２は、マウント１６０およびねじ留め具１６２および１６４で第１の壁部分１４４に結合される。トランシーバ２００はまた、ガスタービンエンクロージャ１４からトランシーバ２００への熱および振動の伝達を低減するのに十分な距離１４１だけ、第１の窓１４２から離間してもよい。

第２の壁部分１５０は、図４を参照して上述したのと同様の構成を有し、リフレクタ２０２（例えば、第１の実施形態では、外部に取り付けられたリフレクタ）またはリフレクタ２０３（例えば、第２の実施形態では、内部に取り付けられたリフレクタ）を含んでもよい。リフレクタ２０２を有する第１の実施形態では、第２の窓１４８は、第２の壁部分１５０内の開口部または切り欠き１５４において配置され、リフレクタ２０２は、第２の窓１４８の外面に対して配置され、マウント２０４は、第２の窓１４８とリフレクタ２０２の両方を第２の壁部分１５０に結合する。図４と同様に、マウント２０４は、複数のねじ留め具２０６で第２の壁部分１５０に結合され、マウント２０４は、複数のねじ留め具２０８で第２の窓１４８およびリフレクタ２０２に結合される。

第１の実施形態では、トランシーバ２００およびリフレクタ２０２は、図４を参照して上述したのと実質的に同じように動作する。特に、各トランシーバ２００は、第１の窓１４２を通して、内部空間１５８を通して、第２の窓１４８を通して、リフレクタ２０２に対して光学ビーム２１０を伝送するように構成され、次にリフレクタ２０２は、戻り光学ビーム２１２を反射してトランシーバ２００に戻す。次いで、トランシーバ２００および／またはコントローラ１８は、受信された光学ビーム２１２を処理し、燃料漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生しているかどうかを評価する。

図３と同様に、トランシーバ２００は、互いに対して均一または不均一に離間されている。トランシーバ２００は、ガスタービンエンクロージャ１４内の潜在的な漏れに関する空間情報を提供する１つまたは複数の冗長測定値を提供するように構成することができる。図５のセンサ２０の構成は、図１に示されるセンサ位置のいずれか１つまたは複数で使用することができる。

リフレクタ２０２ではなくリフレクタ２０３を有する第２の実施形態では、リフレクタ２０３は、マウント２０５およびねじ留め具２０７（例えば、ボルト）を介して、第２の壁部分１５０の内面に取り付けられてもよい。加えて、開口部または切り欠き１５４、第２の窓１４８、リフレクタ２０２、マウント２０４、およびねじ留め具２０６および２０８は、リフレクタ２０３を使用する際に除外されてもよく、それによって第２の壁部分１５０におけるいかなる潜在的な漏れ経路も排除される。第２の実施形態の動作において、トランシーバ２００は、第１の窓１４２を通して、内部空間１５８を通して、リフレクタ２０３に対して光学ビーム２１０を伝送するように構成され、次にリフレクタ２０３は、戻り光学ビーム２１２を反射してトランシーバ２００に戻す。次いで、受信されたビーム２１２は、トランシーバ２００および／またはコントローラ１８によって処理され、漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生しているかどうかを評価する。

図６は、ガスタービンエンクロージャに結合された複数の異なる構成のセンサ２０（例えば、送信機１４０、受信機１４６、トランシーバ２００、およびリフレクタ２２０）を有する漏れ検出システム１２の一実施形態の概略図である。送信機１４０、受信機１４６、およびトランシーバ２００は、窓１４２および１４８、取り付けシステム１７１、保護ハウジング１８４、振動ダンパ１８２、保護ハウジング１８４、および熱制御システム１８６を含む、図１～図５を参照して詳細に上述したのと実質的に同じ特徴を有することができる。しかし、特定の実施形態では、送信機１４０、受信機１４６、およびトランシーバ２００は、保護ハウジング１８４および／または熱制御システム１８６を除外してもよい。リフレクタ２２０は、リフレクタ２０２（例えば、第１の実施形態では、窓の外側で外部に取り付けられたリフレクタ）またはリフレクタ２０３（例えば、第２の実施形態では、内部に取り付けられたリフレクタ）を含んでもよい。図示の実施形態では、漏れ検出システム１２は、第１のセンサ構成２２２、第２のセンサ構成２２４、第３のセンサ構成２２６、第４のセンサ構成２２８、および第５のセンサ構成２３０を含む。これらのセンサ構成２２２、２２４、２２６、２２８、および２３０は、互いに独立して、または互いに様々な組み合わせで使用することができる。

第１のセンサ構成２２２は、図２および図３を参照して上述したのと実質的に同じであってもよく、ガスタービンエンクロージャ１４の対向する側に送信機１４０および受信機１４６を含む。第２のセンサ構成２２４は、図４および図５を参照して上述したのと実質的に同じであってもよく、ガスタービンエンクロージャ１４の対向する側にトランシーバ２００およびリフレクタ２２０（例えば、リフレクタ２０２または２０３）を含む。第３のセンサ構成２２６は、第１の壁部分１４４上に送信機１４０および受信機１４６を有し、第２の壁部分１５０上にリフレクタ２２０を有する第１のセンサセット２３２と、第２の壁部分１５０上に送信機１４０および受信機１４６を有し、第１の壁部分１４４上にリフレクタ２２０を有する第２のセンサセット２３４とを含む。各センサセット２３２および２３４は、１～１７０度、２～１２０度、３～９０度、４～６０度、または１０～３０度などの角度２３６でリフレクタ２２０から光学ビーム１５６を反射する。

第４のセンサ構成２２８は、第３のセンサ構成２２６にさらなる改良を加える。第４のセンサ構成２２８では、リフレクタ２２０は、送信機１４０を有する第１の壁部分１４４および受信機１４６を有する第２の壁部分１５０とは異なる壁部分２３８上に配置される。各送信機１４０からの光学ビーム１５６は、ビームスプリッタ２４４によってそれぞれの第１および第２の光学ビーム２４０および２４２に分割され、それにより第１の光学ビーム２４０は送信機１４０と受信機１４６との間を直接通過するが、第２の光学ビーム２４２は、送信機１４０と受信機１４６との間の角度２４６でリフレクタ２２０から反射する。角度２４６は、送信機１４０および受信機１４６のセットごとに同じであっても異なっていてもよい。角度２４６は、２０～１７５度、３０～１５０度、４０～１２０度、５０～１００度、または６０～９０度であってもよい。受信機１４６の各々は、それぞれの送信機１４０から第１および第２の光学ビーム２４０および２４２を独立して受信してもよく、またはビームコンバイナ２５０は、第１および第２の光学ビーム２４０および２４２を単一の光学ビームとして受信機１４６の各々に結合してもよい。特定の実施形態では、ビームスプリッタ２４４は、それぞれの送信機１４０に統合されてもよく、またはビームスプリッタ２４４は、それぞれの送信機１４０とは別々であってもよい（例えば、窓１４２上に取り付けられる）。加えて、ビームコンバイナ２５０は、それぞれの受信機１４６に統合されてもよく、またはビームコンバイナ２５０は、それぞれの受信機１４６とは別々であってもよい（例えば、窓１４８上に取り付けられる）。

第５のセンサ構成２３０は、図４および図５を参照して上述したのと実質的に同じであってもよく、ガスタービンエンクロージャ１４の対向する側にトランシーバ２００およびリフレクタ２２０（例えば、リフレクタ２０２または２０３）を含む。しかし、図示の実施形態では、トランシーバ２００は、リフレクタ２２０を有する壁部分２３８とは反対側の壁部分２５２上に配置され、この壁部分はまた、第１、第２、および第３のセンサ構成２２２、２２４、および２２６の送信機１４０、受信機１４６、トランシーバ２００、およびリフレクタ２２０、ならびに第４のセンサ構成２２８の送信機１４０および受信機１４６を有する第１および第２の壁部分１４４および１５０とは異なる。結果として、第５のセンサ構成２３０に関連する光学ビーム（例えば、２１０、２１２）は、第１、第２、第３、および第４のセンサ構成２２２、２２４、２２６、および２２８に関連する光学ビーム（例えば、１５６、２１０、および２１２）に対して横方向にガスタービンエンクロージャ１４を通過し、それによってガスタービンエンクロージャ１４の内側に光学ビームの光学測定グリッド２５４を画定する。図示の光学ビームのグリッド２５４は、ガスタービンエンクロージャ１４内の漏れ測定値を改善することができる。

図６の漏れ検出システム１２は、図１～図５を参照して詳細に上述したのと実質的に同じように動作する。したがって、漏れ検出システム１２は、ガスタービンエンクロージャ１４の内側の流体（例えば、ガス燃料蒸気または液体燃料蒸気）の漏れに関連する光学ビームにおける変化を監視するように構成される。様々なセンサ構成２２２、２２４、２２６、２２８、および２３０は、漏れ検出測定値の冗長性、漏れ検出測定値の精度の改善、および／またはガスタービンエンクロージャ１４内の漏れに関連する位置固有データを提供するために、単独でまたは互いに組み合わせて使用することができる。

開示された主題の技術的効果は、ガスタービンエンクロージャ１４内からの空気のサンプリングを必要としない非侵入性、非接触の漏れ測定技術を含む。特に、ガスタービンエンクロージャ１４から空気サンプルを抽出するのではなく、開示された測定技術は、ガスタービンエンクロージャ１４における窓（例えば、１４２、１４８）に配置された１つまたは複数の漏れセンサ２０を使用する。したがって、漏れセンサ２０は、ガスタービンエンクロージャ１４の完全に外側にあり、窓は、漏れセンサ２０がガスタービンエンクロージャ１４の内部空間１５８を通してビーム（例えば、光学ビーム、光ビーム、ＩＲビームなど）を送受信し、漏れがガスタービンエンクロージャ１４内で発生しているかどうかを評価することを可能にする。漏れセンサ２０はまた、ガスタービンシステム１０で使用するためにセンサ２０を適合させる１つまたは複数の特徴を含むことができる。例えば、漏れセンサ２０は、保護ハウジング１８４、流体注入ダクト１８７を備えた熱制御システム１８６、および／または振動ダンパ１８２を含むことができる。

本明細書は、開示された主題の様々な実施形態を最良の態様を含めて説明すると共に、あらゆる装置またはシステムの作製および使用ならびにあらゆる関連の方法の実施を含む開示された主題の実践を当業者にとって可能にするために、実施例を使用している。本主題の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到す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は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差異を有さない等価な構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。

１０ガスタービンシステム
１２漏れ検出システム
１４ガスタービンエンクロージャ
１５取り外し可能な屋根パネル
１６ガスタービンエンジン
１８コントローラ
２０漏れセンサ、オープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサ
２２通信ライン
２４プロセッサ
２６メモリ
３０命令
３２通信回路
３４データ処理回路
３６制御アクション、是正アクション
４０吸気セクション
４２圧縮機セクション
４４燃焼器セクション
４６ガスタービンセクション
４８排気セクション
５０負荷
５２空気処理システム
５４吸気ダクト
５６エアフィルタ
５８サイレンサ
６０防氷システム
６２空気流
６４単段または多段圧縮機
６６圧縮機ブレード
６８圧縮機シャフト
７０外側圧縮機ケーシング
７２燃焼器
７４圧縮空気、矢印
７６燃料ノズル
７８液体燃料ライン
８０液体燃料システム
８２デュアル燃料システム
８４ガス燃料ライン
８６ガス燃料システム
８８燃焼室
９０高温燃焼ガス
９２単段または多段タービン
９４タービンブレード
９６タービンシャフト
９８タービンケーシング
１００中間シャフト
１０２シャフト
１０４換気システム
１０６吸気口
１０８排気口
１１０エアフィルタ
１１２ファン
１１４吸気ダクト
１１６矢印
１１８ファン
１２０排気ダクト
１２２矢印
１２４エンクロージャ
１２６ターボ機械
１４０送信機
１４１距離
１４２第１の窓
１４４第１の壁部分
１４６受信機
１４７距離
１４８第２の窓
１４９専用センサハウジング
１５０第２の壁部分
１５２開口部または切り欠き
１５４開口部または切り欠き
１５６光学ビーム
１５８内部空間
１６０マウント
１６２ねじ留め具
１６４ねじ留め具
１６６マウント
１６８ねじ留め具
１７０ねじ留め具
１７１取り付けシステム
１７２マウント、取り付けシステム
１７４ねじ留め具
１７６ねじ留め具
１７８傾斜アーム
１８０中央本体
１８２振動ダンパ、ショックアブソーバ
１８４保護ハウジング
１８６熱制御システム
１８７流体注入ダクト
１８８制御ライン
１９０中間支持体
１９２凹部
２００トランシーバ
２０２リフレクタ
２０３リフレクタ
２０４マウント
２０５マウント
２０６ねじ留め具
２０７ねじ留め具
２０８ねじ留め具
２１０光学ビーム
２１２戻り光学ビーム
２２０リフレクタ
２２２第１のセンサ構成
２２４第２のセンサ構成
２２６第３のセンサ構成
２２８第４のセンサ構成
２３０第５のセンサ構成
２３２第１のセンサセット
２３４第２のセンサセット
２３６角度
２３８壁部分
２４０第１の光学ビーム
２４２第２の光学ビーム
２４４ビームスプリッタ
２４６角度
２５０ビームコンバイナ
２５２壁部分
２５４光学測定グリッド

Claims

ガスタービンエンクロージャ（１４）内の第１の壁部分（１４４）における第１の開口部に取り付けるように構成された第１の窓（１４２）と、
前記第１の窓（１４２）および前記ガスタービンエンクロージャ（１４）の内部を通してビームを伝送し、センサフィードバックを得るように構成された漏れセンサ（２０）と、
前記センサフィードバックを評価し、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内の有害な流体の漏れを監視するように構成されたコントローラ（１８）と
を備える漏れ検出システム（１２）
を備える、システム（１０）。
前記漏れセンサ（２０）は、光センサまたはオープンパス赤外線（ＯＰＩＲ）センサを備える、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記漏れセンサ（２０）は、送信機（１４０）と、受信機（１４６）とを備え、前記漏れ検出システム（１２）は、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内の第２の壁部分（１５０）における第２の開口部に取り付けるように構成された第２の窓（１４８）を備え、前記送信機（１４０）は、前記第１の窓（１４２）に隣接して配置され、前記受信機（１４６）は、前記第２の窓（１４８）に隣接して配置される、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記漏れセンサ（２０）は、トランシーバ（２００）を備え、前記漏れ検出システム（１２）は、前記第１の窓（１４２）の反対側で前記ガスタービンエンクロージャ（１４）に結合するように構成されたリフレクタ（２０２）を備え、前記トランシーバ（２００）は、前記第１の窓（１４２）に隣接して配置され、前記トランシーバ（２００）は、前記第１の窓（１４２）を通して前記ビームを前記リフレクタ（２０２）に向けて伝送するように構成され、前記リフレクタ（２０２）は、前記ビームを反射して前記トランシーバ（２００）に戻すように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記漏れ検出システム（１２）は、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内の第２の壁部分（１５０）における第２の開口部に取り付けるように構成された第２の窓（１４８）を備え、前記リフレクタ（２０２）は、前記第２の窓（１４８）に隣接して配置される、請求項４に記載のシステム（１０）。
複数の異なる位置で前記ガスタービンエンクロージャ（１４）に結合するように構成された複数の前記漏れセンサ（２０）を備え、前記コントローラ（１８）は、前記複数のセンサ（２０）からのセンサフィードバックを評価し、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内の前記有害な流体の前記漏れを監視するように構成され、前記複数のセンサ（２０）からの前記センサフィードバックに基づいて、前記コントローラ（１８）は、前記有害な流体の前記漏れの位置を推定するように構成される、請求項１に記載のシステム（１０）。
前記複数の異なる位置の各位置は、前記複数の漏れセンサ（２０）の少なくとも２つの漏れセンサ（２０）を含む、請求項６に記載のシステム（１０）。
前記漏れセンサ（２０）を前記ガスタービンエンクロージャ（１４）に取り付けるように構成されたセンサマウント（１７２）を備え、前記センサマウント（１７２）は、保護ハウジング（１８４）、熱制御システム（１８６）、または振動ダンパ（１８２）の少なくとも１つを備え、前記漏れセンサ（２０）は、内蔵型センサユニットである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
前記漏れセンサ（２０）は、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）の排気口（１０８）に隣接して、または前記ガスタービンエンクロージャ（１４）の取り外し可能な屋根パネル（１５）に取り付けるように構成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
前記漏れ検出システム（１２）を有する前記ガスタービンエンクロージャ（１４）を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム（１０）。
前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内に配置されたガスタービンエンジン（１６）を備える、請求項１０に記載のシステム（１０）。
ガスタービンエンクロージャ（１４）内の有害な流体の漏れを検出する方法であって、
漏れセンサ（２０）を介して、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内の第１の壁部分（１４４）における第１の開口部の第１の窓（１４２）を通して、かつ前記ガスタービンエンクロージャ（１４）の内部を通してビームを伝送し、センサフィードバックを得ることと、
コントローラ（１８）を介して、前記センサフィードバックを評価し、前記ガスタービンエンクロージャ（１４）内の前記有害な流体の漏れを監視することと
を含む、方法。