| (19) |
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(11) |
EP 1 457 643 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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08.07.2009 Patentblatt 2009/28 |
| (22) |
Anmeldetag: 11.02.2004 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (54) |
Elektronisches Sicherheitssystem zur Vermeidung eines Überdrehzahlzustandes bei einem
Wellenbruch
Electronic safety system to avoid an over speed condition due to a shaft failure
Système électronique de contrôle pour éviter une condition de survitesse due à la
rupture de l'arbre moteur
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB |
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Priorität: |
13.03.2003 DE 10310900
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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15.09.2004 Patentblatt 2004/38 |
| (73) |
Patentinhaber: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG |
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15827 Dahlewitz (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- Rensch, Detlef
14974 Ludwigsfelde (DE)
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| (74) |
Vertreter: Wablat, Wolfgang |
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Patentanwalt
Dr. Dr. W. Wablat
Potsdamer Chaussee 48 14129 Berlin 14129 Berlin (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A1- 19 727 296
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US-A- 5 411 364
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein elektronisches Sicherheitssystem zur Vermeidung eines
Überdrehzahlzustandes bei einem Wellenbruch durch Detektion des Wellenbruchs und anschließendes
Unterbrechen der weiteren Energiezufuhr, bei einem Gasturbinen-Triebwerk.
[0002] Beim Bruch einer Welle, die eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite, das heißt
eine Energie erzeugende und eine Energie verbrauchende Seite hat, besteht grundsätzlich
das Problem, dass in einem solchen Fall die Antriebsseite wegen der fehlenden Energieabnahme
auf der Abtriebsseite stark beschleunigt wird und dadurch erhebliche Gefahren für
Menschen und Material entstehen können. Ein derartiger Überdrehzahlzustand ist besonders
dort äußerst problematisch, wo die betreffende Welle Teil eines mit Gasturbinen-Triebwerken
angetriebenen Flugzeugs ist. Bei einem Flugzeugtriebwerk stellen insbesondere der
Bruch der Niederdruckturbinenwelle und die daraus folgende unkontrollierte Erhöhung
der Drehzahl der mit dem Niederdruckturbinenrotor verbundenen Antriebsseite der Niederdruckturbinenwelle,
die zu einer Zerstörung des Triebwerks und zu einer Beschädigung des Flugzeugs führen
kann, ein erhebliches Gefahrenpotential für Menschen und Sachwerte dar.
[0003] Bei Gasturbinen, speziell Gasturbinen-Triebwerken, sind verschiedene Vorrichtungen
zum mechanischen oder elektronischen Erfassen eines Wellenbruchs und einer daraufhin
ausgelösten Unterbrechung der weiteren Kraftstoffzufuhr zur Vermeidung oder Begrenzung
eines gefährlichen Überdrehzahlzustandes bekannt.
[0004] Aus der
DE 197 27 296 ist eine Einrichtung zur Notabschaltung einer Gasturbine mit einer Schaltvorrichtung
bekannt, über die ein Stellglied zum Schließen der Brennstoffleitung aktiviert wird,
wenn infolge einer Überdruckzahl der Turbine eine unzulässige Axialverschiebung der
Turbinenwelle auftritt.
[0005] Ein aus der
US 5,411,364 bekannter elektrooptischer Sensor zur Erfassung axialer Abweichungen der Turbine
eines Gasturbinentriebwerks von der Normalposition umfasst ein Paar Lichtwellenleiter,
die über ein nahe dem Rotor angeordnetes zerbrechliches Element verbunden sind. Durch
eine Axialverschiebung des Rotors aus seiner Normalposition wird das zerbrechliche
Bauteil zerstört und dadurch die Verbindung mit einer Elektronik unterbrochen, so
dass ein Signal zur Anzeige einer Störung ausgegeben wird.
[0006] Bei einem in der
US 47 12 372 beschriebenen Sicherheitssystem sind an der antriebsseitig (Turbinenrotor) und abtriebsseitig
(Fan) gezahnten Turbinenwelle jeweils induktive Sensoren angeordnet, die jeweils ein
der Anzahl der gezählten Impulse entsprechendes drehzahlproportionales Signal erzeugen.
Im Falle einer Drehzahldifferenz durch eine höhere Geschwindigkeit des antriebsseitigen
Teils der Welle und eines dadurch festgestellten Wellenbruchs wird ein magnetisches
Kraftstoffventil angesteuert und die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, so dass der Turbinenrotor
nicht weiter angetrieben werden kann.
[0007] Die bei Gasturbinen-Triebwerken bekannten elektronischen Sicherheitssysteme sind
ganz allgemein insofern nachteilig, als der Zeitablauf bis zum Abschalten der Kraftstoffzufuhr
relativ lang ist und daraus höhere Festigkeitsanforderungen an die Niederdruckturbinenschaufeln,
verbunden mit einem höheren Gewicht und höheren Kosten, resultieren. Ein hoher Aufwand
ist weiterhin durch die erforderliche Kühlung bzw. Hitzeabschirmung der im Heißbereich
der Niederdruckturbinenwelle liegenden Sensorik und der elektrischen Verbindungen
bedingt.
[0008] Darüber hinaus sind auch mechanische Abschaltsysteme mit einer der Turbinenwelle
koaxial zugeordneten, an deren abtriebsseitigem Ende befestigten Referenzwelle beschrieben.
Im Falle eines Wellenbruchs wird die dadurch bedingte Verdrehung der Turbinenwelle
relativ zur Referenzwelle zur mechanischen Einwirkung auf das Kraftstoffventil genutzt.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind am antriebs-seitigen Ende der Turbinenwelle
und dem entsprechenden Ende der Referenzwelle versetzt angeordnete Aussparungen vorgesehen,
die bei einem Wellenbruch zur Deckung kommen und dadurch einen vorgespannten Mitnehmer
freigeben. Der radial ausschwenkende Mitnehmer greift in die Drahtschlinge eines Drahtseils
ein, das mit dem Kraftstoff-Absperrventil verbunden ist und durch den von dem Mitnehmer
der Niederdruckwelle auf das Drahtseil ausgeübten Zug geschlossen wird.
[0009] Da der erforderliche Verdrehwinkel zwischen Turbinen- und Referenzwelle bis zum Ausschwenken
des vorgespannten Mitnehmers relativ groß ist, ist auch der Zeitraum bis zum Absperren
der Kraftstoffzufuhr relativ lang. Zudem ist bei den mechanischen Systemen der Konstruktions-
und Montageaufwand sowie der Platzbedarf hoch.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitssystem zum Erkennen eines
Wellenbruchs und zur Unterbrechung der weiteren Zufuhr von Energie zum antriebsseitigen
Ende der Welle anzugeben, das bei geringem Montage-, Konstruktions- und Platzaufwand
zuverlässig und verschleißarm arbeitet und kurze Abschaltzeiten gewährleistet.
[0011] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
1 ausgebildeten Sicherheitssystem gelöst. Aus den Unteransprüchen ergeben sich weitere
Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
[0012] Das Wesen der Erfindung besteht in der festen Zuordnung eines Lichtleiters zum Umfang
der zu überwachenden Welle, und zwar in deren Längsrichtung und mit dieser rotierend,
sowie der mit einem Wellenbruch verbundenen Durchtrennung des Lichtleiters und der
entsprechenden Unterbrechung der Weiterleitung des dem auf diese Art als Messelement
dienenden Lichtleiter an seiner Eintrittsseite zugeführten Lichts. Diese Unterbrechung
wird am anderen Ende des Mess-Lichtleiters von einem Sensor erfasst und über eine
Auswerte- und Steuerelektronik als Signal für die Abschaltung der Antriebsenergiezufuhr
genutzt.
[0013] Das auf dieser Basis ausgebildete Sicherheitssystem benötigt bei der hier möglichen
externen Anordnung der erforderlichen optischen Sensoren und Lichtquellen keine Kühleinrichtungen.
Es ist nur eine geringe Anzahl an zudem einfachen Bauteilen notwendig. Der Montage-,
Reparatur- und Wartungsaufwand ist dementsprechend gering. Aufgrund der Lichtgeschwindigkeit
und der damit verbundenen schnellen Detektion eines Wellenbruchs können kurze Abschaltzeiten
für die Energiezufuhr realisiert werden.
[0014] In weiterer Ausbildung der Erfindung können mehrere Mess-Lichtleiter vorgesehen sein,
die auch als Schleife zur Lichteintrittsseite zurückgeführt sein können.
[0015] Die Lichtquelle und die Sensorik können dem/n Mess-Lichtleiter/n unmittelbar vorgeschaltet
oder - unter Verwendung zusätzlicher Lichtleiter zur Zuführung und Wegführung des
Lichts - extern angeordnet sein.
[0016] Die Eintrittseite der Mess-Lichtleiter kann axial zentrisch oder versetzt zur Mitte
angeordnet sein. Der Lichtaustritt kann in axialer oder radialer Richtung erfolgen
und erfasst werden. Der Zusatzlichtleiter oder die Lichtquelle zur Zuführung von Licht
können ringförmig ausgebildet sein, um mehreren in einer Kreislinie angeordneten Mess-Lichtleitern
Licht von nur einer Lichtquelle zuzuführen.
[0017] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die feste Zuordnung des Mess-Lichtleiters
zu der zu überwachenden Welle und damit die Rotation des Mess-Lichtleiters zusammen
mit der Welle durch eine koaxial zur Welle angeordnete, an beiden Enden mit dieser
verbundene Messhülse realisiert. Bei einem Wellenbruch wird auch die Messhülse zerstört
und dadurch der Mess-Lichtleiter durchtrennt. Das aufgrund der fehlenden Lichtleitung
durch den Mess-Lichtleiter am optischen Sender registrierte Signal dient nach entsprechender
Auswertung in der Auswerteelektronik zur Steuerung eines Abschaltmechanismus für die
Antriebsseite der Welle.
[0018] In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht die Messhülse aus einem Innenrohr und
einem Außenrohr. In dem Innenrohr befinden sich in Längsrichtung verlaufende Haltenuten
zur Aufnahme der Mess-Lichtleiter, so dass bei einem mit einem Wellenbruch verbundenen
Bruch der Messhülse auch der Mess-Lichtleiter sofort durchtrennt wird. Das Außenrohr,
dessen Festigkeit höher als die des Innenrohrs ist, dient zur Abstützung der/des Mess-Lichtleiter/s
und des Innenrohrs.
[0019] Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung am Beispiel der Niederdruckturbinenwelle
eines mit flüssigem Kraftstoff als Energieträger versorgten Gasturbinen-Triebwerks
näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Schnittansicht des hinteren, antriebsseitigen Endes einer hinsichtlich eines
Wellenbruches zu überwachenden Niederdruckturbinenwelle, an dem der Niederdruckturbinenrotor
angebracht ist;
- Fig. 2
- eine Schnittansicht des vorderen, abtriebsseitigen Endes der Niederdruckturbinenwelle,
mit dem der Fan eines Gasturbinen-Triebwerks verbunden ist; und
- Fig. 3
- eine Schnittansicht längs der Linie AA in Fig. 1.
[0020] An der Niederdruckturbinenwelle 1 ist, wie in den Figuren 1 und 3 lediglich angedeutet,
auf der Antriebsseite der Niederdruckturbinenrotor 2 und auf der Abtriebsseite der
Fan 3 (Verdichter) angebracht. Im Innern der Niederdruckturbinenwelle 1 befindet sich
eine koaxial angeordnete Messhülse 4, die an beiden Enden durch Befestigungselemente
5, 6 sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung fest an der Niederdruckturbinenwelle
1 gehalten ist und damit deren Drehbewegung mitmacht. Die Messhülse 4 besteht aus
einem Innenrohr 7 und einem Außenrohr 8, die an beiden Stirnseiten jeweils durch eine
Bodenplatte 9a,b und 10a,b verschlossen sind. In der Außenumfangsfläche des Innenrohres
7 befinden sich zwei gegenüberliegende, in Längsrichtung der Messhülse 4 verlaufende
Haltenuten 11, 12, in die ein Mess-Lichtleiter 13 - mit der Oberfläche des Innenrohres
7 bündig abschließend - eingelegt ist. Das Außenrohr (Stützrohr) 8 stützt den Mess-Lichtleiter
13 entgegen den hohen Fliehkräften nach außen ab und fixiert diesen radial in den
Haltenuten 11, 12. Der Mess-Lichtleiter 13 ist somit in die Umfangswand der Messhülse
4 eingebettet. Das Außenrohr 8, das der Aufnahme der Fliehkräfte und der Zentrierung
der Messhülse 4 dient, weist eine den herrschenden Kraftwirkungen entsprechende Festigkeit
auf. Das als Sollbruchrohr fungierende Innenrohr 7 besteht hingegen aus einem weniger
festen, leicht brechenden Werkstoff. In der vorliegenden Ausführungsform verläuft
der Mess-Lichtleiter 13, ausgehend von einer zentrischen Eingangsbohrung 14 in der
hinteren Bodenplatte 9a, zunächst zwischen den beiden hinteren Bodenplatten 9a und
10a, dann in der unteren Haltenut 12, anschließend zwischen den beiden vorderen Bodenplatten
9b und 10b und schließlich zurück zur Ausgangsseite in der oberen Haltenut 11, um
in einer Ausgangsbohrung 15 am Außenrand der hinteren Bodenplatte 9a zu enden. An
den Anfang (Eingangsbohrung 14) und das Ende (Ausgangsbohrung 15) des mit der Messhülse
4 rotierenden Mess-Lichtleiters 13 schließen sich im Abstand ein erster Zusatzlichtleiter
(Lichtzuführungskabel) 16 mit extern angeschlossener Lichtquelle 18 und ein zweiter
Zusatzlichtleiter (Lichtwegführungskabel) 17 mit extern angeschlossenem optischen
Sensor 19 an. Die Lichtquelle 18 und der optische Sensor 19 können auch unmittelbar
hinter der Eingangs- bzw. Ausgangsbohrung 14, 15 für den Mess-Lichtleiter 13 angeordnet
sein, wobei in diesem Fall entsprechende Kühlvorrichtungen vorgesehen sein müssen.
Der optische Sensor 19 ist mit einer Auswerteelektronik 20 und einer elektronischen
Steuerung 21 verbunden, über die ein in die Kraftstoffzuführung eingebundenes Kraftstoff-Absperrventil
22 auf der Grundlage der von dem optischen Sensor 19 empfangenen Signale angesteuert
wird.
[0021] Die Funktion des zuvor beschriebenen Sicherheitssystems ist folgende:
[0022] Über das mit seinem Licht emittierenden Ende vor der zentral angeordneten Eingangsbohrung
14 liegende Lichtzuführungskabel (erster Zusatzlichtleiter 16) wird ständig Licht
durch den Mess-Lichtleiter 13 geleitet und aufgrund der Umdrehung der Messhülse 4
an der Lichtaustrittsseite (Ausgangsbohrung 15) als sich ständig wiederholender Lichtimpuls
empfangen. Bei einem Bruch der Niederdruckturbinenwelle 1 bricht auch die an beiden
Enden mit dieser verbundene, ansonsten mit Spiel in der Niederdruckturbinenwelle 1
angeordnete Messhülse 4 und bevorzugt deren eine geringe Festigkeit aufweisendes Innenrohr
7 (Sollbruchrohr). Aufgrund der Fixierung des Mess-Lichtleiters 13 in der Haltenut
11, 12 wird dieses ebenfalls schnell durchtrennt und der Lichtstrahl unterbrochen.
Die vom optischen Sensor 19 registrierte Unterbrechung der Lichtzufuhr dient als Signal
für die Auswerteelektronik 20 und die elektronische Steuerung 21 zur Anzeige eines
Wellenbruchs und zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr am Kraftstoff-Absperrventil
22, um die Niederdruckturbinenwelle 1 nicht weiter zu beschleunigen und die aus einer
Überdrehzahl resultierenden gefährlichen Folgen einzuschränken bzw. zu verhindern.
Bezugszeichenliste
[0023]
- 1
- Niederdruckturbinenwelle, Welle
- 2
- Niederdruckturbinenrotor, Antriebsseite
- 3
- Fan (Verdichter), Abtriebsseite
- 4
- Messhülse
- 5, 6
- Befestigungselemente
- 7
- Innenrohr v. 4, (Sollbruchrohr)
- 8
- Außenrohr v. 4, (Stützrohr)
- 9a, 10a
- hintere Bodenplatten v. 4
- 9b, 10b
- vordere Bodenplatten v. 4
- 11, 12
- Haltenuten v. 7
- 13
- Mess-Lichtleiter
- 14
- Eingangsbohrung
- 15
- Ausgangsbohrung
- 16
- Zusatzlichtleiter (Lichtzuführung)
- 17
- Zusatzlichtleiter (Lichtabführung)
- 18
- Lichtquelle
- 19
- Optischer Sensor
- 20
- Auswerteelektronik
- 21
- Elektronische Steuerung
- 22
- Kraftstoff-Absperrventil
1. Elektronisches Sicherheitssystem in Kombination mit einer Welle zur Vermeidung eines
Überdrehzahlzustandes bei einem Wellenbruch durch Detektion des Wellenbruchs und anschließendes
Unterbrechen der weiteren Energiezufuhr zum Einsatz in einer Gasturbine, gekennzeichnet durch mindestens einen in eingebautem Zustand sich in Längsrichtung der Welle (1) erstreckenden
und der Welle fest zugeordneten, mit dieser rotierenden Mess-Lichtleiter (13), dem
eingangsseitig eine Lichtquelle (18) und an einer axialen oder radialen Lichtaustrittsseite
ein optischer Sensor (19) zugeordnet sind, wobei eine durch Wellenbruch bewirkte Durchtrennung der(s) mit der Welle (1) verbundenen Mess-Lichtleiter(s)
(13) und der Empfang veränderter Lichtsignale am optischen Sensor (19) über eine Auswerte-
und Steuerelektronik (20, 21) den Wellenbruch detektiert und die Energiezufuhr zur
Antriebsseite der Welle (1) während des Betriebs der Gasturbine unterbricht.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18) und der Sensor (19) der Lichteintrittsseite bzw. der Lichtaustrittseite
des Lichtleiters (13) unmittelbar zugeordnet sind.
3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (18) und der Sensor (19) extern angeordnet und jeweils über Zusatzlichtleiter
(16, 17) dem/den an die Welle (1) gekoppelten Mess-Lichtleiter/n (13) zugeordnet sind.
4. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite des mindestens einen Mess-Lichtleiters (13) in der Achse der Welle
(1) liegt, während der/die Mess-Lichtleiter (13) und dessen/deren Ausgangsseite analog
dem Wellenumfang dezentral angeordnet sind.
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite und die Ausgangsseite des mindestens einen Mess-Lichtleiters (13)
analog dem Wellenumfang dezentral angeordnet sind.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lichtzufuhr zu den Lichtleitern (13) ein ringförmiger Lichtleiter oder eine ringförmige
Lichtquelle angeordnet ist.
7. Sicherheitssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Lichtleiter unmittelbar mit den Mess-Lichtleitern (13) verbunden
ist.
8. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Mess-Lichtleiter (13) als Schleife geführt ist, wobei sich die
Eingangs- und Ausgangsseite an demselben Wellenende befinden.
9. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Welle (1) eine an deren Enden befestigte Messhülse (4) zugeordnet ist, an oder
in der der mindestens eine Mess-Lichtleiter (13) gehalten ist.
10. Sicherheitssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messhülse (4) ein Innenrohr (7) mit mindestens einer in dessen Außenumfangsfläche
ausgebildeter Haltenut (11, 12), in der mindestens ein Mess-Lichtleiter (13) gehalten
ist, und ein das Innenrohr (7) umhüllendes Außenrohr (8) zur radialen Abstützung und
im Zusammenwirken mit der Haltenut zur Abstützung in Umfangsrichtung der/des Mess-Lichtleiter/s
(13) umfasst.
11. Sicherheitssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das als Sollbruchrohr fungierende Innenrohr (7) aus einem Material mit geringer Festigkeit
besteht.
1. Electronic safety system in combination with a shaft for the avoidance of an overspeed
condition in the event of a shaft failure by detection of the shaft failure and subsequent
interruption of further energy supply, for application in a gas-turbine, characterized by at least one measuring light guide (13), which in the installed condition extends
longitudinally to the shaft (1) and which is firmly associated to and co-rotates with
the shaft (1), which is allocated to a light source (18) on the inlet side and an
optical sensor (19) on an axial or radial light outlet side, with a rupture of the
measuring light guide/s (13) connected to the shaft (1) caused by a shaft failure
and the receipt of changed light signals at the optical sensor (19) being registered
as shaft failure via an evaluation and control electronics (20, 21), thereby interrupting
the energy supply to the driving side of the shaft (1) during the operation of the
gas turbine.
2. Safety system in accordance with Claim 1, characterized in that the light source (18) and the sensor (19) are immediately allocated to the light
inlet side or the light outlet side, respectively, of the light guide (13).
3. Safety system in accordance with Claim 1, characterized in that the light source (18) and the sensor (19) are externally arranged and are each allocated
to the measuring light guide/s (13), which is/are coupled to the shaft (1), via auxiliary
light guides (16, 17).
4. Safety system in accordance with Claim 1, characterized in that the inlet side of the at least one measuring light guide (13) is situated in the
axis of the shaft (1) while the measuring light guide/s (13) and its/their outlet
side/s are arranged decentrally, analogically to the shaft circumference.
5. Safety system in accordance with Claim 1, characterized in that the inlet side and the outlet side of the at least one measuring light guide (13)
are arranged decentrally, analogically to the shaft circumference.
6. Safety system in accordance with Claim 5, characterized in that an annular light guide or an annular light source is provided for supplying light
to the light guides (13).
7. Safety system in accordance with Claim 6, characterized in that the annular light guide is connected immediately to the measuring light guides (13).
8. Safety system in accordance with Claim 1, characterized in that the at least one measuring light guide (13) is routed as a loop, with the inlet and
outlet side being arranged on the same shaft end.
9. Safety system in accordance with one of the Claims 1 to 8, characterized in that a measuring sleeve (4) is allocated to the shaft (1) which is connected to the ends
of the shaft (1) and on which or in which the at least one measuring light guide (13)
is retained.
10. Safety system in accordance with Claim 9, characterized in that the measuring sleeve (4) includes an inner tube (7) whose outer circumference is
provided with at least one retaining groove (11, 12) which accommodates at least one
measuring light guide (13) and an outer tube (8) which surrounds the inner tube (7)
and retains the measuring light guide/s (13) radially and, in connection with the
retaining groove, circumferentially.
11. Safety system in accordance with Claim 10, characterized in that the inner tube (7) which acts as rupture tube is made of a low-strength material.
1. Système de sécurité électronique combiné à un arbre et destiné à être mis en oeuvre
dans une turbine à gaz pour éviter un état de surrégime en cas de rupture d'arbre
par détection de la rupture d'arbre suivie de l'interruption de l'alimentation en
énergie, caractérisé par au moins un guide de lumière mesureur (13) s'étendant à l'état monté dans le sens
longitudinal de l'arbre (1), associé rigidement à l'arbre et tournant avec lui, auquel
sont associés une source de lumière (18) du côté d'entrée et un capteur optique (19)
d'un côté de sortie axial ou radial de la lumière, sachant qu'une séparation du/des
guide(s) de lumière mesureur (13) lié(s) à l'arbre (1) due à une rupture d'arbre et
que la réception de signaux lumineux modifiés au capteur optique (19) provoquent la
détection de la rupture d'arbre par l'intermédiaire d'une unité électronique d'interprétation
et de commande (20, 21), ainsi que l'interruption de l'alimentation en énergie du
côté de l'entraînement de l'arbre (1) pendant le fonctionnement de la turbine à gaz.
2. Système de sécurité selon la revendication n° 1, caractérisé en ce que la source de lumière (18) et le capteur (19) sont directement associés au côté d'entrée
de la lumière ou au côté de sortie de la lumière du guide de lumière (13).
3. Système de sécurité selon la revendication n° 1, caractérisé en ce que la source de lumière (18) et le capteur (19) sont placés à l'extérieur et respectivement
associés, par l'intermédiaire de guides de lumière supplémentaires (16, 17), au(x)
guide(s) de lumière mesureur(s) (13) couplé(s) à l'arbre (1).
4. Système de sécurité selon la revendication n° 1, caractérisé en ce que le côté d'entrée de l'au moins un guide de lumière mesureur (13) est situé dans l'axe
de l'arbre (1), alors que le(s) guide(s) de lumière mesureur(s) (13) et son/leurs
côté(s) de sortie sont disposés de manière décentrée en analogie avec la circonférence
de l'arbre.
5. Système de sécurité selon la revendication n° 1, caractérisé en ce que le côté d'entrée et le côté de sortie de l'au moins un guide de lumière mesureur
(13) sont disposés de manière décentrée en analogie avec la circonférence de l'arbre.
6. Système de sécurité selon la revendication n° 5, caractérisé en ce qu'un guide de lumière annulaire ou une source de lumière annulaire est disposé(e) pour
acheminer la lumière vers les guides de lumière (13).
7. Système de sécurité selon la revendication n° 6, caractérisé en ce que le guide de lumière annulaire est directement relié aux guides de lumière mesureurs
(13).
8. Système de sécurité selon la revendication n° 1, caractérisé en ce que l'au moins un guide de lumière mesureur (13) a la forme d'une boucle, sachant que
les côtés d'entrée et de sortie se trouvent à la même extrémité de l'arbre.
9. Système de sécurité selon une des revendications n° 1 à 8, caractérisé en ce qu'à l'arbre (1) est associée une douille de mesure (4) fixée aux extrémités de l'arbre
sur ou dans laquelle est maintenu l'au moins un guide de lumière mesureur (13).
10. Système de sécurité selon la revendication n° 9, caractérisé en ce que la douille de mesure (4) comprend un tube intérieur (7) avec au moins une encoche
d'arrêt (11, 12) formée sur sa circonférence extérieure et dans laquelle est maintenu
au moins un guide de lumière mesureur (13), et un tube extérieur (8) entourant le
tube intérieur (7) pour supporter radialement et, en interaction avec l'encoche d'arrêt,
pour supporter dans le sens circonférentiel le(s) guide(s) de lumière mesureur(s)
(13).
11. Système de sécurité selon la revendication n° 10, caractérisé en ce que le tube intérieur (7) faisant office de tube destiné à la rupture est constitué d'un
matériau de faible degré de résistance.


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