[發(fā)明專利]用于調(diào)節(jié)至燃?xì)鉁u輪的空氣流的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210377252.7
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103032174A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.A.薩利文;巫文享;B.A.德賽;E.M.拉豐丹;M.A.庫爾諾耶
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F02C7/057
• 分類號: F02C7/057
• 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)明大體涉及用于調(diào)節(jié)至燃?xì)鉁u輪的空氣流的系統(tǒng)和方法。特別地，本發(fā)明的各種實(shí)施例使調(diào)節(jié)介質(zhì)的深度或密度中的至少一個變化以產(chǎn)生至燃?xì)鉁u輪的空氣流的期望溫度分布(temperature?profile)。

背景技術(shù)

燃?xì)鉁u輪廣泛地使用在工業(yè)和商業(yè)操作中。例如，工業(yè)燃?xì)鉁u輪典型地包括一個或更多個燃燒器以產(chǎn)生功率或推力。用于產(chǎn)生電力的典型商業(yè)燃?xì)鉁u輪包括位于前面的壓縮機(jī)、在中部附近的一個或更多個燃燒器和位于后面的渦輪。環(huán)境空氣作為工作流體進(jìn)入壓縮機(jī)，并且壓縮機(jī)將動能逐漸地給予工作流體以在高供能狀態(tài)下產(chǎn)生壓縮工作流體。壓縮工作流體離開壓縮機(jī)并且流動到燃燒器，其中，壓縮工作流體與燃料混合并且點(diǎn)燃以產(chǎn)生具有高溫和高壓的燃燒氣體。燃燒氣體流動到渦輪，它們在渦輪中膨脹以產(chǎn)生功。例如，燃燒氣體在渦輪中的膨脹可使連接于發(fā)電機(jī)的軸旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電。

進(jìn)入壓縮機(jī)的環(huán)境空氣的物理特性顯著地影響燃?xì)鉁u輪的效率、功率輸出和性能。例如，在環(huán)境溫度方面的1^oF增大可產(chǎn)生在燃?xì)鉁u輪的功率輸出方面的對應(yīng)0.3至0.5%減小。相似地，環(huán)境空氣的濕度的變化相反地影響環(huán)境空氣的密度和因此燃?xì)鉁u輪的功率輸出。因此，許多燃?xì)鉁u輪包括用于調(diào)節(jié)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪的環(huán)境空氣的系統(tǒng)以提高燃?xì)鉁u輪的效率、功率輸出和/或性能。

用于調(diào)節(jié)至燃?xì)鉁u輪的環(huán)境空氣流的系統(tǒng)可包括例如過濾器的一個或多個級、冷卻介質(zhì)和/或除濕器，其在環(huán)境空氣進(jìn)入燃?xì)鉁u輪之前調(diào)整環(huán)境空氣的清潔度、溫度和/或濕度。雖然在調(diào)整環(huán)境空氣的溫度和/或濕度方面有效，但是系統(tǒng)的物理極限可產(chǎn)生離開系統(tǒng)并流動到燃?xì)鉁u輪的環(huán)境空氣的不平坦溫度分布。環(huán)境空氣的不平坦溫度分布可超出燃?xì)鉁u輪的設(shè)計(jì)極限并且在壓縮機(jī)承口(bellmouth)中引起溫度應(yīng)力。因此，產(chǎn)生至燃?xì)鉁u輪的空氣的期望溫度分布的、用于調(diào)節(jié)環(huán)境空氣的系統(tǒng)和方法將是有用的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)在下列描述中在下面提出，或可從該描述是顯而易見的，或可通過本發(fā)明的實(shí)踐而學(xué)習(xí)。

本發(fā)明的一個實(shí)施例是一種用于調(diào)節(jié)至燃?xì)鉁u輪的空氣流的系統(tǒng)，其包括限定用于空氣流的截面的過濾器外殼。在過濾器外殼內(nèi)的調(diào)節(jié)介質(zhì)橫跨截面徑向地延伸，以調(diào)節(jié)流動穿過過濾器外殼的空氣的溫度。調(diào)節(jié)介質(zhì)的深度或密度中的至少一個橫跨過濾器外殼的截面變化。

本發(fā)明的另一個實(shí)施例是一種用于調(diào)節(jié)至燃?xì)鉁u輪的空氣流的系統(tǒng)，其包括限定用于至燃?xì)鉁u輪的空氣流的路徑的過濾器外殼。過濾器外殼的入口限定用于空氣流進(jìn)入過濾器外殼的第一截面。在入口下游的過濾器外殼的出口限定用于空氣流離開過濾器外殼的第二截面，其小于第一截面。調(diào)節(jié)介質(zhì)在入口和出口之間橫跨過濾器外殼徑向地延伸，以調(diào)整從入口流動到出口的空氣的溫度。調(diào)節(jié)介質(zhì)的深度或密度中的至少一個橫跨過濾器外殼變化。

本發(fā)明還可包括一種用于調(diào)節(jié)至燃?xì)鉁u輪的空氣流的方法，其包括使空氣流動穿過連接于燃?xì)鉁u輪的過濾器外殼和使空氣橫跨過濾器外殼中的調(diào)節(jié)介質(zhì)流動。該方法進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)空氣流以橫跨過濾器外殼的尺寸減小離開過濾器外殼的空氣的溫差。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在審閱說明書之后將更好地理解這些實(shí)施例的特征和方面，以及其他。

附圖說明

本發(fā)明的全面且能夠?qū)崿F(xiàn)的公開(包括對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的其最佳模式)更具體地提出在說明書的剩余部分(包括參考附圖)中，其中：

圖1是在本發(fā)明的各種實(shí)施例的范圍內(nèi)的示范系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖2是各種空氣流溫度分布的示范圖表；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的系統(tǒng)的側(cè)視圖；和

圖8是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的系統(tǒng)的側(cè)視圖。

部件列表

10???????????系統(tǒng)

12???????????通風(fēng)外殼

14???????????燃?xì)鉁u輪

16???????????空氣流

18???????????截面或路徑

20???????????入口

22???????????出口

24???????????第一截面

26???????????第二截面

28???????????天氣罩