用於從進入渦輪機的氣流中除去外來物的系統和方法
2023-06-13 07:26:46 1
專利名稱：：用於從進入渦輪機的氣流中除去外來物的系統和方法
技術領域：
：本發明通常涉及渦輪機的進氣系統，更具體地，涉及用於從進入進氣系統的氣流中除去外來物的系統和方法。
背景技術：
：—些渦輪機，例如但不限於燃氣渦輪和航空衍生物，具有向壓縮機引導進入氣流的進氣系統。進氣系統通常具有過濾段，該過濾段從氣流中篩出外來物和其它不期望的材料。典型地，過濾段包括由增強紙介質製成的多個靜態過濾器。氣流內的外來物，例如但不限於泥土、碎片和其它不需要的物體，傾向於積聚在這些過濾器上。存在著一些對從氣流中除去外來物的方法的關心。外來物在過濾器上的積聚增加了橫跨進氣系統的壓降，導致渦輪機的壓縮機的效率的下降。此外，過濾器最終需要更換，這在渦輪機運行時是不能發生的。出於上述原因，需要一種除去進入渦輪機的進氣系統的氣流內的外來物的系統和方法。該系統和方法應該提供在渦輪機運行時可被清潔的過濾系統。該系統和方法應該減少與被外來物弄髒或阻塞的過濾器相關的壓降。
發明內容在本發明的實施例中，提供了一種用於渦輪機的進氣系統的過濾系統，該系統包括渦輪機，包括用於接收氣流並向渦輪機的壓縮機引導氣流的進氣系統，其中，進氣系統包括防風雨罩和進氣過濾段；以及靜電系統，配置成用於從氣流中除去外來物，其中，靜電系統對在進氣系統內流動的氣流內的導電的或部分導電的外來物進行充電，其中，靜電系統包括用於收集外來物的至少一個收集段，至少一個收集段在至少一個板組(Plateset)之間產生電場，至少一個板組包括帶電板和接地板。在本發明的備選實施例中，一種對進入渦輪機的進氣段的氣流進行過濾的方法，該方法包括提供渦輪機，其中，渦輪機包括用於接收氣流和向渦輪機的壓縮機引導氣流的進氣系統，進氣系統包括防風雨罩和進氣過濾段；以及利用配置成用於從氣流中除去外來物的靜電系統，其中，靜電系統執行這些步驟利用配置成用於從氣流中除去外來物的靜電系統，其中，靜電系統對在進氣系統內流動的氣流內的導電的或部分導電的外來物進行充電，其中，靜電系統包括用於收集外來物的至少一個收集段，至少一個收集段在至少一個板組之間產生電場，至少一個板組包括帶電板和接地板。當參考附圖並閱讀下文的詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方面和優點將變得更好理解，在所有附圖中，相似的符號代表相似的元件。圖1是圖示了本發明的實施例可運行的環境的示意圖。圖2A和2B(統稱圖2)是圖示了根據本發明的實施例的靜電過濾系統的示意圖。3部件列表tableseeoriginaldocumentpage4具體實施例方式優選實施例的以下詳細描述引用了圖示的本發明的具體實施例的附圖。具有不同結構和運行的其它實施例不脫離本發明的範圍。某些術語在本文中僅用於方便讀者，而不是限制本發明的範圍。例如，諸如"上"、"下"、"左"、"右"、"前"、"後"、"頂"、"底"、"水平"、"垂直"、"上遊"、"下遊"、"前面"、"後面"等的詞語僅描述了圖中所示的配置。實際上，本發明的實施例的元件或多個元件可沿任何方向定向，因此，應該將術語理解為包含這種變化，除非另外特別說明。本發明的實施例提供了一種用於從進入渦輪機的進氣系統的氣流中除去外來物的系統。這種系統可包括可以配置成對流過系統的氣流中的導電的或部分導電的外來物進行充電的靜電系統。這種系統可產生電場以吸收帶電的外來物，允許收集段從氣流中除去帶電的外來物。本發明的實施例可提供用於收集從氣流中除去的外來物的自動積聚系統。本發明的實施例可提供用於清潔收集段的構件的自動清潔系統。現在參考附圖，在幾個視圖中，各種的數字始終代表相似的元件，圖1是圖示了本發明的實施例可運行的環境的示意圖。圖1圖示了通常與渦輪機(未圖示)的壓縮機145一體地結合的進氣系統100。以下描述提供了進氣系統100的典型配置的概觀。本發明可與進氣系統100的其它配置一起使用，這些配置在圖中未圖示。進氣系統100引導由壓縮機145吸入的氣流。氣流通常來自供渦輪機運行的環境。最初，氣流在防風雨罩105周圍流動，該防風雨罩可防止諸如雨、雪等天氣因素進入壓縮機145。然後，氣流可流過進氣過濾段IIO，該過濾段IIO通常從氣流中除去一些外來物。接著，氣流可流過過渡件120和進氣管125，這些構件可調整氣流的速率和壓力。接著，氣流可流過消音段130。接著，氣流可流過進氣加熱系統135，該進氣加熱系統通常在進入壓縮機145之前增加氣流溫度。廢物篩140或類似物可位於進氣管125的下遊，並通常用以阻止碎片進入壓縮機145。圖2A和2B，統稱為圖2，是圖示了根據本發明的實施例的靜電過濾系統的示意圖。圖2A圖示了圖1所示的安裝有本發明的實施例的進氣系統100的側視圖。圖2B圖示了圖1所示的安裝有本發明的實施例的進氣系統100的俯視圖。在本發明的實施例中，可結合進氣過濾段110而使用靜電系統150，該進氣過濾段包括多個靜態過濾器。本發明的實施例可提供靜電系統150，其配置成用來除去氣流內的外來物的一部分。靜電系統150的實施例可包括多級靜電沉澱器系統。通常，靜電沉澱器系統可被認為是使用感應靜電荷的力來從流動的流體(例如氣流)中除去外來物的系統。靜電沉澱器系統可被認為是最低限度地阻止流體的流動的高效的過濾系統，同時從氣流中除去諸如外來物的顆粒物質。靜電系統150可與進氣系統100的上述構件一體地結合。靜電系統150的實施例可包括至少一個充電段155、至少一個收集段160、積聚器165以及清潔系統170。至少一個充電段155可以對在進氣系統100內流動的氣流內的導電的或部分導電的顆粒進行充電。電荷可包括正電荷或負電荷。至少一個收集段160可在交替地帶負電的和接地的板163之間產生電場，該電場然後可將帶電顆粒驅動至板163的表面，允許至少一個收集段160捕獲帶電顆粒。在本發明的備選實施例中，靜電系統150可允許增強的過濾僅使用至少一個收集段160。這裡，至少一個充電段155可以是不需要的，並可以是靜電系統150的構件。至少一個充電段155的實施例可以包括多個電離線的形式。這些線可附在防風雨罩105的表面。這裡，表面可定位成允許氣流接合至少一個充電段155。至少一個充電段155的其它實施例可包括不同於多個電離線的形式。例如但不限於，至少一個充電段可包括多個提供急劇的方向改變的物體，例如但不限於，銷末端、金屬刷、帶有多個所附釘子的棒等。至少一個收集段160可配置成從氣流中除去帶電的外來物。至少一個收集段160可具有至少一個包括至少兩個板的板組163的形式。這裡，接地板163和帶電板163可產生電場以將顆粒驅動至板163。板163可安裝在至少一個充電段155的下遊。板163可定向成平行於氣流的流動。在本發明的備選實施例中，至少一個收集段160可位於至少一個充電段155的上遊。至少一個收集段160可利用至少一個板組163的收集面積的級聯法。該方法可包括對供應到至少一個收集段160的電場通電和斷電。級聯法可為外來物向積聚器165移動以便於移除而提供有效的方式。靜電系統150的實施例可包括用於收集從氣流中除去的外來物的積聚器165。積聚器165可具有例如但不限於貯藏容器等的形式。積聚器165可與至少一個收集段160—體地結合，允許外來物掉入或被驅動進入積聚器165的開口。在本發明的實施例中，積聚器165可自動地接收來自至少一個收集段160的外來物。在本發明的備選實施例中，積聚器165可能需要手動操作以接收外來物。在本發明的備選實施例中，可經由清洗法等而將帶電的外來物驅動進入積聚器165。靜電系統150的實施例可包括配置成用於清潔至少一個收集段160的清潔系統170。清潔系統170可包括模塊175和清潔流體180。在靜電系統150的運行期間，一些外來物可能粘在至少一個板組163的表面。這可能減少了靜電系統150的效力。清潔系統170可利用清潔流體180，以從至少一個板163除去外來物，該清潔流體例如但不限於水、洗滌劑等。在本發明的實施例中，模塊175可自動地確定何時至少一個板組163需要清潔。這裡，清潔系統170可自動地運行以清潔至少一個板163。在本發明的實施例中，操作員可手動地操作清潔系統170。在使用中，氣流可流過防風雨罩105，其中，至少一個充電段155將電荷施加至防風雨罩。這裡，電荷可以是正電荷或負電荷。接著，氣流可向下遊流動到至少一個收集段160。接著，至少一個板組163可通過電場的應用而將力施加在外來物上。接著，級聯法可在至少一個板組163上從頂到底改變電場的位置。這可將外來物吸入積聚器165中。清潔系統170可以如上所述地運行。這裡，模塊175可檢測出何時至少一個板組163需要清潔。然後，清潔系統170可如上所述地利用清潔流體180以清潔至少一個板組163。這些過程可在渦輪機處於運行時發生。雖然已經參照少數示範性實施例而相當詳細地顯示並描述了本發明，但本領域的技術人員應該理解，我們並不旨在將本發明限制在這些實施例，因為在本質上不脫離本發明的新穎教導和優點的情況下，尤其是根據上述的教導，可對公開的實施例進行各種修改、省略和添加。因此，我們旨在覆蓋包括在由所附權利要求限定的本發明的要旨和範圍內的所有這種修改、省略、添加以及等同物。權利要求一種用於渦輪機的進氣系統(100)的過濾系統，該系統包括渦輪機，包括用於接收氣流並向所述渦輪機的壓縮機(145)引導氣流的進氣系統(100)，其中，所述進氣系統(100)包括防風雨罩(105)和進氣過濾段(110)；以及靜電系統(150)，配置成用於從氣流中除去外來物，其中，所述靜電系統(150)對在所述進氣系統(100)內流動的氣流內的導電的或部分導電的外來物進行充電，其中，所述靜電系統(150)包括用於收集外來物的至少一個收集段(160)，所述至少一個收集段(160)在至少一個板組(163)之間產生電場，所述至少一個板組(163)包括帶電板和接地板。2.根據權利要求l所述的系統，其特徵在於，還包括用於對氣流內的導電的或部分導電的外來物進行充電的至少一個充電段(155)，其中，所述至少一個充電段(155)與所述防風雨罩(105)的表面一體地結合，並且，所述表面允許氣流接合所述至少一個充電段(155)。3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述至少一個充電段(155)包括多個電離線。4.根據權利要求l所述的系統，其特徵在於，所述進氣系統(100)包括位於所述至少一個收集段(160)的下遊的多個靜態過濾器(110)。5.根據權利要求l所述的系統，其特徵在於，所述至少一個收集段(160)利用了應用電場來吸引外來物的級聯法，允許外來物從氣流中離去。6.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述靜電系統(150)包括配置成用於收集從所述至少一個收集段(160)中離去的外來物的積聚器(165)。7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述至少一個板組(163)適於允許氣流向下遊流動。8根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述至少一個收集段(160)允許外來物收集到所述至少一個板組(163)上。9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述靜電系統(150)包括配置成用於清潔所述至少一個收集段(160)的自動清潔系統(170)，所述清潔系統(170)利用清潔流體以從所述至少一個板組中除去外來物。10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述級聯法包括改變所述至少一個板組(163)上的電場的位置，允許外來物的一部分從所述至少一個板組(163)移動至所述積聚器(165)。全文摘要本發明的實施例提供了一種用於從進入渦輪機的進氣系統(100)的氣流中除去外來物的系統。該系統可包括可配置成對流過系統(150)的氣流中的導電的或部分導電的外來物進行充電的靜電系統(150)。該系統(150)可產生電場以吸引帶電的外來物，允許收集段(160)從氣流中除去帶電的外來物。本發明的實施例可提供一種用於收集從氣流中除去的外來物的自動積聚系統(165)。本發明的實施例可提供一種用於清潔收集段(160)的構件的自動清潔系統(170)。文檔編號F02C7/055GK101776012SQ20091021514公開日2010年7月14日申請日期2009年12月22日優先權日2008年12月22日發明者A·M·史密斯,R·J·奇拉,S·D·海納申請人:通用電氣公司