[發(fā)明專利]入口流體流和沖擊角度控制

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210354169.8
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103016158A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S.W.蒂勒里
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C9/20
• 分類號: F02C9/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一個或多個方面涉及控制燃?xì)鉁u輪中的入口流體流和流體流的沖擊角度。

背景技術(shù)

在許多常規(guī)燃?xì)鉁u輪中，入口導(dǎo)葉(IGV)為用于流動控制的主要機(jī)構(gòu)。IGV用于兩個主要目的，控制進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣流速并且設(shè)置進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣的沖擊角度。在許多情況下，僅使用IGV不能最佳地實現(xiàn)這兩個目的。

近來，包括多級靜葉的可變導(dǎo)葉(VGV)能用于在某種程度上設(shè)置流速和沖擊角度。但是，VGV或多或少地受限于新的單元。將現(xiàn)有的基于IGV的渦輪系統(tǒng)改造為具有VGV是不現(xiàn)實的、不經(jīng)濟(jì)的且在技術(shù)上是困難的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的非限制性方面涉及一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的壓縮機(jī)，其被布置成壓縮用于在燃燒器中與燃料一起燃燒的流體。該壓縮機(jī)包括流體流控制裝置和流體流控制裝置下游的沖擊角度控制裝置。流體流控制裝置配置成控制進(jìn)入到壓縮機(jī)入口的流體的流體流速，且沖擊角度控制裝置控制流入到壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片的流體的沖擊角度。流體流控制裝置和沖擊角度控制裝置被布置成可獨立地操作。

本發(fā)明的另一個非限制性方面涉及一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。該渦輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、燃料輸送單元、燃燒器、渦輪和系統(tǒng)控制器。壓縮機(jī)被布置成壓縮流體；流體輸送單元被布置成輸送燃料；燃燒器被布置成混合從壓縮機(jī)排放的壓縮流體與來自燃料輸送單元的燃料且燃燒燃料與流體混合物；并且渦輪被布置成將從燃料與流體混合物燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動負(fù)載的機(jī)械能。系統(tǒng)控制器被布置成控制燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的總體操作。該壓縮機(jī)包括流體流控制裝置和流體流控制裝置下游的沖擊角度控制裝置。流體流控制裝置被布置成基于來自系統(tǒng)控制器的流體流速控制信號來控制進(jìn)入壓縮機(jī)入口的流體的流體速度；以及沖擊角度控制裝置被布置成基于來自系統(tǒng)控制器的沖擊角度控制信號來控制流入到壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片的流體的沖擊角度。流體流控制裝置和沖擊角度控制裝置被布置成可獨立地操作。

本發(fā)明的另一個非限制性方面涉及一種控制進(jìn)入燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的壓縮機(jī)的入口的流體的流體流速和/或控制流到壓縮機(jī)中的轉(zhuǎn)子葉片的流體的沖擊角度的方法。該方法可在燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器處或代表燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器來執(zhí)行。該方法包括：從燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的壓縮機(jī)、燃料輸送單元、燃燒器和渦輪中的一個或多個接收一個或多個傳感器信號或者接收一個或多個外部提供的操作輸入信號或者接收二者。該方法還包括：基于傳感器和/或操作輸入信號來設(shè)置所需流體流速或設(shè)置所需沖擊角度或者設(shè)置二者。該方法還包括：根據(jù)所需流體流速來向流體流控制裝置傳輸流體流速控制信號或者根據(jù)所需沖擊角度來向沖擊角度控制裝置傳輸沖擊角度控制信號或者傳輸二者。

現(xiàn)將結(jié)合下文標(biāo)識的附圖來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

附圖說明

結(jié)合附圖，通過下文示例實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它特征將會被更好地理解，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的示例燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的方面的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的示例進(jìn)氣部；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方面用于控制流體流速和沖擊角度中的一個或兩個的示例方法的流程圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的方面考慮了沖擊角度控制裝置可能對流體流速所具有的影響的示例過程的流程圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的方面當(dāng)確定流體流速和沖擊角度中的一個或兩個時考慮了對多個轉(zhuǎn)子級的效果的示例過程的流程圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的方面用于在確定流體流速和沖擊角度中的一個或兩個時減小或消除停機(jī)(stall)可能性的示例過程的流程圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的方面當(dāng)在外部規(guī)定了沖擊角度時設(shè)置所需流體流速的示例過程的流程圖；以及

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的方面當(dāng)在外部規(guī)定了流體流速時設(shè)置所需沖擊角度的示例過程的流程圖。

具體實施方式

本文描述了用于控制進(jìn)入到燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的壓縮機(jī)的流體流的流體流速和沖擊角度的新穎的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。為了易于參考，流體流速和沖擊角度將被稱作流體流動參數(shù)。至少部分地由于獨立控制所提供的流體流動參數(shù)中的每一個的能力，新穎的發(fā)明方面提高了操作靈活性。