專利名稱：用于繞過進(jìn)口空氣處理過濾器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)，更具體地涉及用于繞過用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī) 的進(jìn)口空氣預(yù)過濾器系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
至少一些燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)包括壓縮機(jī)分段、燃燒器分段以及至少一個渦輪分段。 壓縮機(jī)壓縮空氣，空氣與燃料混合并且被引導(dǎo)到燃燒器。壓縮機(jī)壓縮空氣，空氣與燃料混合 并且被引導(dǎo)到燃燒器。然后點燃混合物產(chǎn)生熱燃燒氣體，熱燃燒氣體然后被引導(dǎo)到渦輪。渦 輪從燃燒氣體提取能量用于供給動力至壓縮機(jī)以及產(chǎn)生有用功以供給動力至諸如發(fā)電機(jī) 的負(fù)載，或者推動飛機(jī)飛行。至少一些已知燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)，其從引導(dǎo)到壓縮機(jī)的 空氣中移除濕氣和/或灰塵。至少一些已知進(jìn)口空氣過濾系統(tǒng)包括預(yù)過濾器和終過濾器， 預(yù)過濾器從吸入空氣中移除濕氣，終過濾器從吸入空氣中移除灰塵和碎屑。在正常操作狀 態(tài)期間 ，希望以穿過進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)的最小空氣擾亂和壓降使進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)將過濾 空氣引導(dǎo)到壓縮機(jī)。然而，至少一些已知預(yù)過濾器在正常操作狀態(tài)下引起大約0. 5”水柱的 壓降。隨著時間的推移，橫跨預(yù)過濾器和過濾器的壓降可增加，這可造成減少到壓縮機(jī)的氣 流量以及降低燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的操作效率。在一些情況下，減少的氣流可引起壓縮機(jī)喘振， 其可損害壓縮機(jī)。為了避免壓縮機(jī)喘振，在至少一些已知進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)中，不得不手動 移除預(yù)過濾器以進(jìn)行清潔。這個移除過程可需要關(guān)閉燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)3到4天的時段。因此，希望提供一種方法和/或系統(tǒng)，其在當(dāng)穿過進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)的壓降足夠 大以降低壓縮機(jī)操作效率和/或造成可引起壓縮機(jī)喘振的減少的氣流時的時段期間用于 繞過預(yù)過濾器。而且，希望提供系統(tǒng)，該系統(tǒng)在渦輪發(fā)動機(jī)的操作期間不需要從服務(wù)中手動 移除預(yù)過濾器。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，提供裝配用于與渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)一起使用的進(jìn)口空氣過濾器組 件的方法。方法包括聯(lián)接進(jìn)口護(hù)罩到空氣過濾器外殼(enclosure)，使得氣流路徑限定在進(jìn) 口護(hù)罩和空氣過濾器外殼之間。預(yù)過濾器聯(lián)接到進(jìn)口護(hù)罩，使得預(yù)過濾器定位在氣流路徑 內(nèi)。過濾器旁路組件聯(lián)接到預(yù)過濾器，用于在渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的操作期間將預(yù)過濾器從操 作位置移動到旁路位置。在另一個實施例中，提供用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)口空氣過濾器組件。進(jìn)口 空氣過濾器組件包括進(jìn)口護(hù)罩，其與空氣過濾器外殼以流動連通的方式聯(lián)接。進(jìn)口護(hù)罩包 括預(yù)過濾器和過濾器旁路組件，過濾器旁路組件聯(lián)接到預(yù)過濾器用于在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的 操作期間在操作位置和旁路位置之間移動預(yù)過濾器。在又一個實施例中，提供燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、 燃燒器和進(jìn)口空氣過濾器組件。燃燒器與壓縮機(jī)處于流動連通以接收至少一些由壓縮機(jī)排出的空氣。進(jìn)口空氣過濾器組件與壓縮機(jī)以流動連通的方式聯(lián)接。進(jìn)口空氣過濾器組件包 括過濾器旁路組件，其聯(lián)接到定位在進(jìn)口護(hù)罩內(nèi)的預(yù)過濾器。過濾器旁路組件構(gòu)造成在燃 氣渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的操作期間在操作位置和旁路位置之間移動預(yù)過濾器。


圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖2是可與圖1所示的渦輪發(fā)動機(jī)一起使用的示例性進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)的示意 圖；圖3是可與圖2所示的進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)一起使用的示例性過濾器旁路組件的示 意圖；圖4是可與圖2所示的進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)一起使用的過濾器旁路組件的可選實施 例的示意圖；圖5是可與圖2所示的進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)一起使用的過濾器旁路組件的另外可選 實施例的示意圖。部件列表10燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)12壓縮機(jī)14燃燒器16渦輪18控制系統(tǒng)或控制器19顯不器20進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)21進(jìn)口導(dǎo)向葉片22轉(zhuǎn)子軸23處理器24負(fù)載或發(fā)電機(jī)26傳感器28燃料控制組件29通信鏈路100進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)102進(jìn)口護(hù)罩組件104空氣過濾器外殼105氣流路徑106進(jìn)口護(hù)罩108進(jìn)口開口110預(yù)過濾器112過濾器旁路組件114偏轉(zhuǎn)器板116氣流
118過濾器壁120空氣過濾室122清潔空氣室124多個接近引道126孔口128過濾器組件130過濾器盒132過濾器膜134過濾空氣通道136錐形部分138圓柱部分140壓縮空氣脈沖組件142脈沖式噴氣空氣清潔器144碎屑收集斗152環(huán)境空氣200過濾器旁路組件202多個進(jìn)口護(hù)罩204外壁206基座部件208進(jìn)口210上部護(hù)罩部件212外部214氣流路徑216預(yù)過濾器218支撐架220氣流222液壓促動器224差壓傳感器226溫度傳感器228聚結(jié)襯墊230濕氣分離器300過濾器旁路組件302偏置機(jī)構(gòu)304緊固件組件306閥402位置404旁路位置500過濾器旁路組件502滑輪組件說明書3/9頁5
504506508510
具體實施例方式本文中描述的示例性方法和系統(tǒng)通過提供預(yù)過濾器旁路組件克服已知進(jìn)口空氣 處理系統(tǒng)的缺點，該組件使進(jìn)口空氣預(yù)過濾器能夠從操作中移除，而不需要相關(guān)的渦輪發(fā) 動機(jī)的關(guān)閉。更具體地，本文中描述的實施例有助于在當(dāng)穿過進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)的壓降足 夠大以降低壓縮機(jī)操作效率和/或造成可引起壓縮機(jī)喘振的減少的氣流時的操作時段期 間繞過預(yù)過濾器。此外，本文中描述的實施例有助于自動繞過吸入空氣預(yù)過濾器而不需要 人工操作員從服務(wù)中移除預(yù)過濾器。圖1是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的示意圖。在示例性實施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系 統(tǒng)10包括進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)20、壓縮機(jī)12、燃燒器14、經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸22可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到壓 縮機(jī)12的渦輪16、控制系統(tǒng)或控制器18以及燃料控制組件觀。燃燒器14聯(lián)接到壓縮機(jī) 12，使得燃燒器14與壓縮機(jī)12處于流動連通。燃料控制組件觀聯(lián)接到燃燒器14并且將 燃料引導(dǎo)到燃燒器14。進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)20將過濾空氣引導(dǎo)到壓縮機(jī)12。在一個實施例 中，注入的水和/或其它增濕劑穿過進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)20也引導(dǎo)到壓縮機(jī)12。進(jìn)口空氣處 理系統(tǒng)20可包括多重導(dǎo)管、過濾器、絲網(wǎng)和/或吸聲裝置，其有助于流經(jīng)進(jìn)口空氣處理系統(tǒng) 20進(jìn)入壓縮機(jī)12的一個或更多個進(jìn)口導(dǎo)向葉片21的環(huán)境空氣的壓力損失。在操作期間，進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)20將過濾環(huán)境空氣引向壓縮機(jī)12以被壓縮到更 高壓力。壓縮機(jī)12將壓縮空氣排向燃燒器14，其中，它與燃料混合并且被點燃以產(chǎn)生流動 到渦輪16的燃燒氣體。渦輪16的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動壓縮機(jī)12。渦輪16將來自燃燒氣體的氣流熱 能轉(zhuǎn)化成機(jī)械轉(zhuǎn)動能。在示例性實施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10可用于驅(qū)動可聯(lián)接到轉(zhuǎn) 子軸22的諸如發(fā)電機(jī)的負(fù)載M。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的操作可由若干傳感器沈進(jìn)行監(jiān)測，傳感器沈檢測渦輪 16、發(fā)電機(jī)M和/或周圍環(huán)境的各種狀態(tài)。例如，壓力傳感器沈可監(jiān)測環(huán)境壓力和/或在 進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)20處和/或在限定在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10內(nèi)的氣流中的任何其它位 置處的靜態(tài)和動態(tài)壓力水平。具體地，在示例性實施例中，溫度傳感器26測量在進(jìn)口空氣 處理系統(tǒng)20處的環(huán)境空氣溫度，并且其它傳感器沈可包括流量傳感器、速度傳感器、火焰 檢測器傳感器、閥位置傳感器、導(dǎo)向葉片角度傳感器和/或傳感關(guān)于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng) 10的操作的各種參數(shù)的其它傳感器。如本文中所使用的，術(shù)語“參數(shù)”涉及物理性質(zhì)，其值 可用于限定燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的操作狀態(tài)，諸如溫度、壓力以及在限定位置的氣流。在示例性實施例中，控制系統(tǒng)18經(jīng)由可在硬件和/或軟件中實現(xiàn)的通信鏈路四 與傳感器沈通信。在一個實施例中，根據(jù)由本文中教導(dǎo)所導(dǎo)引的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任 何有線或無線通信協(xié)議，通信鏈路四遠(yuǎn)程地通信數(shù)據(jù)信號至控制系統(tǒng)18和從控制系統(tǒng)18 遠(yuǎn)程地通信數(shù)據(jù)信號。這種數(shù)據(jù)信號可包括傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)18的表示傳感器沈的操作狀 態(tài)的信號以及由控制系統(tǒng)18通信到傳感器沈的各種命令信號。控制系統(tǒng)18可以是計算機(jī)系統(tǒng)，其包括顯示器19和至少一個處理器23。如本文多個滑輪 馬達(dá)纏繞機(jī)構(gòu)(winding gear) 滑輪鏈中所使用的，術(shù)語“處理器”不限制于在本領(lǐng)域稱為計算機(jī)的集成電路，而廣泛地涉及控制 器、微型控制器、微型計算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路和其它可編程電路， 并且這些術(shù)語在本文中可交換地使用。應(yīng)理解的是，處理器和/或控制系統(tǒng)還可包括存儲 器、輸入通道和/或輸出通道?？刂葡到y(tǒng)18執(zhí)行程序以基于傳感器輸入和來自人工操作員 的指令控制燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的操作。由控制系統(tǒng)18執(zhí)行的程序可包括例如用于校 準(zhǔn)氣體傳感器26的校準(zhǔn)算法。用戶輸入功能提供在顯示器19中，顯示器作為用戶輸入選 擇裝置。在示例性實施例中，顯示器19響應(yīng)于用戶在顯示器19上的按壓接觸以選擇性地 執(zhí)行功能。顯示器19還可包括以傳統(tǒng)已知方式操作的鍵盤。因此，用戶通過接觸顯示器19 的表面可輸入控制系統(tǒng)18可提供的希望操作功能。由控制系統(tǒng)18產(chǎn)生的命令使氣體傳感 器沈針對可燃燒區(qū)域、有毒區(qū)域和/或缺氧區(qū)域的存在監(jiān)測周圍環(huán)境，并且使氣體傳感器 26激活在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10上的其它控制設(shè)置。在本文中描述的實施例中，存儲器可非限制性地包括計算機(jī)可讀介質(zhì)諸如隨機(jī)存 取存儲器(RAM)，和計算機(jī)可讀非易失性介質(zhì)諸如閃速存儲器?？蛇x地，也可使用軟盤、光 盤-只讀存儲器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)和/或數(shù)字化多用途光盤(DVD)。并且，在本文中 描述的實施例中，輸入通道非限制性地包括傳感器和/或與操作員接口相關(guān)的計算機(jī)外圍 設(shè)備。另外，在示例性實施例中，輸出通道可非限制性地包括控制裝置、操作員接口監(jiān)測器 和/或顯示器。本文中描述的處理器處理從多個電氣和電子裝置傳輸?shù)男畔?，電氣和電子裝置可 非限制性地包括傳感器、促動器、壓縮機(jī)、控制系統(tǒng)和/或監(jiān)測裝置。這種處理器可物理 地位于例如控制系統(tǒng)、傳感器、監(jiān)測裝置、臺式計算機(jī)、便攜式計算機(jī)、可編程邏輯控制器 (PLC)柜和/或分布式控制系統(tǒng)(DCS)柜中。RAM和存儲裝置存儲和傳遞信息和待由(多 個)處理器執(zhí)行的指令。在(多個)處理器執(zhí)行指令期間，RAM和存儲裝置還可用于存儲 和提供臨時變量、靜態(tài)(即，非變的)信息和指令，或其它中間信息到處理器。被執(zhí)行的指 令可非限制性地包括流量控制系統(tǒng)控制命令。指令序列的執(zhí)行不限制于硬件電路和軟件指 令的任何特定結(jié)合。圖2是可與燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10(圖1所示)一起使用的示例性進(jìn)口空氣處理 系統(tǒng)100的示意圖。進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)100包括進(jìn)口護(hù)罩組件102，其與空氣過濾器外殼 104以流動連通的方式聯(lián)接，使得氣流路徑105限定在進(jìn)口護(hù)罩組件102和空氣過濾器外殼 104之間。進(jìn)口護(hù)罩組件102包括多個垂直隔開的進(jìn)口護(hù)罩106。在示例性實施例中，每個 進(jìn)口護(hù)罩106包括空氣進(jìn)口開口 108、預(yù)過濾器110、過濾器旁路組件112和偏轉(zhuǎn)器板114。 每個預(yù)過濾器110定位在進(jìn)口開口 108內(nèi)以有助于過濾被引導(dǎo)穿過進(jìn)口開口 108進(jìn)入空氣 過濾器外殼104的氣流116。當(dāng)氣流116被引導(dǎo)穿過進(jìn)口護(hù)罩106時，偏轉(zhuǎn)器板114指引氣 流116向下進(jìn)入空氣過濾器外殼104?？諝膺^濾器外殼104包括過濾器壁118，其定位在空氣過濾器外殼104內(nèi)，使得空 氣過濾室120和清潔空氣室122限定在其中。在示例性實施例中，多個接近引道IM在過 濾器壁118和空氣過濾器外殼104之間延伸以接近每個進(jìn)口護(hù)罩106。多個孔口 1 延伸 穿過過濾器壁118以使空氣過濾室120與清潔空氣室122以流動連通的方式聯(lián)接。定位在 空氣過濾室120內(nèi)的過濾器組件1 聯(lián)接到過濾器壁118，使得過濾器組件1 與孔口 1 處于流動連通。過濾器組件1 包括多個過濾器盒130，其每個聯(lián)接到過濾器壁118，使得每個過濾器盒130圍繞相應(yīng)孔口 1 周向延伸。在示例性實施例中，過濾器盒130包括管 形過濾器膜132，其包括限定在其中的過濾空氣通道134。而且，在示例性實施例中，過濾器 膜132包括錐形部分136，其從圓柱部分138延伸，使得過濾空氣通道134在錐形部分136 和圓柱部分138之間延伸。每個過濾器盒130聯(lián)接到過濾器壁118，使得過濾空氣通道134 穿過孔口 1 與清潔空氣室122處于流動連通。清潔空氣室122內(nèi)的壓縮空氣脈沖組件140聯(lián)接到過濾器壁118。壓縮空氣脈沖 組件140包括多個脈沖式噴氣空氣清潔器142，其每個穿過孔口 1 與過濾空氣通道134以 流動連通的方式聯(lián)接。在過濾器盒130的清潔期間，脈沖式噴氣空氣清潔器142脈動地產(chǎn) 生穿過過濾空氣通道134的空氣流，以有助于從過濾器膜132移除灰塵和碎屑。與空氣過 濾室120以流動連通的方式聯(lián)接的碎屑收集斗144收集從進(jìn)口護(hù)罩組件102進(jìn)入空氣過濾 室120的碎屑。在空氣過濾器外殼104的操作期間，進(jìn)口護(hù)罩組件102引導(dǎo)空氣穿過氣流路徑105 進(jìn)入空氣過濾室120。當(dāng)氣流116進(jìn)入進(jìn)口護(hù)罩組件102時，預(yù)過濾器110有助于從氣流 116移除濕氣。穿過預(yù)過濾器110的氣流116撞擊偏轉(zhuǎn)器板114并且被向下指引向碎屑 收集斗144。更具體地，當(dāng)氣流116接觸偏轉(zhuǎn)器板114時，由氣流116攜帶的碎屑通過重力 被引導(dǎo)進(jìn)入碎屑收集斗144。引導(dǎo)穿過過濾器膜132的氣流116被指引進(jìn)入過濾空氣通道 134。過濾器膜132有助于移除由氣流116攜帶的灰塵和碎屑，使得進(jìn)入過濾空氣通道134 的空氣基本不含灰塵和碎屑。然后氣流116引導(dǎo)穿過孔口 1 并且在向下游地引導(dǎo)到壓縮 機(jī)12(圖1所示)之前進(jìn)入清潔空氣室122。圖3是可與進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)100 —起使用的示例性過濾器旁路組件200的示意 圖。圖3所示的相同構(gòu)件利用圖2中使用的相同附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注。在示例性實施例中，進(jìn) 口空氣處理系統(tǒng)100包括多個進(jìn)口護(hù)罩202，其聯(lián)接到空氣過濾器外殼104的外壁204，使 得空氣過濾室120與環(huán)境空氣152處于流動連通。每個進(jìn)口護(hù)罩202包括基座部件206，其 從外壁204基本水平地向外延伸以限定進(jìn)口 208。上部護(hù)罩部件210聯(lián)接到基座部件206 并且從基座部件206的外部212朝向空氣過濾器外殼104傾斜地延伸，使得氣流路徑214 限定在其中。多個預(yù)過濾器216聯(lián)接到每個基座部件206，使得預(yù)過濾器216基本覆蓋進(jìn)口 208。支撐架218聯(lián)接到預(yù)過濾器216，使得預(yù)過濾器216可在第一位置或操作位置402和 第二位置或旁路位置404之間移動。在位置402中，預(yù)過濾器216基本覆蓋進(jìn)口 208，使得 進(jìn)入進(jìn)口護(hù)罩組件102的氣流220穿過預(yù)過濾器216。相反，在旁路位置404中，預(yù)過濾器 216僅僅部分覆蓋進(jìn)口 208，使得氣流220可進(jìn)入進(jìn)口護(hù)罩106而不流過至少部分預(yù)過濾器 216。多個過濾器旁路組件200聯(lián)接到每個進(jìn)口護(hù)罩106和預(yù)過濾器216用于在操作位置 402和旁路位置404之間移動預(yù)過濾器216。在示例性實施例中，過濾器旁路組件200包括液壓促動器222、差壓傳感器2 和 溫度傳感器226。液壓促動器222聯(lián)接到預(yù)過濾器216，用于在操作位置402和旁路位置 404(圖3以虛線所示)之間控制預(yù)過濾器216的位置。在實施例中，液壓促動器222通過 更靠近上部護(hù)罩部件210定位預(yù)過濾器216而移動預(yù)過濾器到旁路位置404。在可選實施 例中，液壓促動器222通過在使氣流220能夠進(jìn)入進(jìn)口護(hù)罩106而不流過至少部分預(yù)過濾 器216的任何相對位置處定位預(yù)過濾器216而移動預(yù)過濾器216到旁路位置404。差壓傳感器2 聯(lián)接到預(yù)過濾器216，用于傳感橫跨預(yù)過濾器216的氣流的壓降。溫度傳感器2 聯(lián)接到預(yù)過濾器216，用于傳感環(huán)境空氣152的溫度。在示例性實施例中， 預(yù)過濾器216還包括用于聚結(jié)夾帶在空氣中的濕氣的聚結(jié)襯墊2 和用于從橫跨預(yù)過濾器 216流過的空氣中移除濕氣的濕氣分離器230?？刂葡到y(tǒng)18聯(lián)接到差壓傳感器224、溫度傳 感器226以及液壓促動器222，用于在從差壓傳感器2M和/或溫度傳感器2 接收信號之 后操作液壓促動器222?？刂葡到y(tǒng)18可與每個液壓促動器222以操作控制通信的方式直 接聯(lián)接，和/或可經(jīng)由通信集線器和/或任何其它合適的(多個)通信裝置與液壓促動器 222以操作控制通信的方式聯(lián)接。在進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)100的操作期間，氣流220穿過進(jìn)口 208進(jìn)入進(jìn)口護(hù)罩202 并且引導(dǎo)穿過預(yù)過濾器216朝向空氣過濾室120。當(dāng)氣流220流過預(yù)過濾器216時，聚結(jié)襯 墊2 使包含在氣流中的濕氣聚結(jié)成更大液滴，其被重力供給至濕氣分離器230并且從氣 流220中引導(dǎo)。在示例性實施例中，在進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)100的操作期間，由氣流220攜帶 的灰塵和碎屑在預(yù)過濾器216上聚集，使得穿過預(yù)過濾器216的流動路徑變得受限制。這 種限制造成橫跨預(yù)過濾器216的空氣壓力中增加的損失。差壓傳感器2M監(jiān)測橫跨預(yù)過濾 器216的壓降。當(dāng)橫跨預(yù)過濾器216的壓降達(dá)到特定水平時，差壓傳感器2M傳輸信號到 控制系統(tǒng)18。作為響應(yīng)，控制系統(tǒng)18操作液壓促動器222，從而使預(yù)過濾器216移動到旁 路位置404。例如，在示例性實施例中，當(dāng)橫跨預(yù)過濾器216的差壓高于大約1. 5英寸水柱 (WC)時，控制系統(tǒng)18移動預(yù)過濾器216到旁路位置404。在旁路位置404中，用戶可接近 預(yù)過濾器216用于預(yù)過濾器216的清潔，同時渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10保持操作。在用戶清潔預(yù) 過濾器216之后，控制系統(tǒng)18使液壓促動器222將預(yù)過濾器216返回到操作位置402。在可選實施例中，當(dāng)環(huán)境溫度和狀態(tài)是合適的時，雪和/或冰可形成在預(yù)過濾器 216上。當(dāng)環(huán)境溫度降到低于預(yù)定溫度時，在預(yù)定溫度雪和/或冰可形成在預(yù)過濾器216 上，溫度傳感器2 監(jiān)測環(huán)境溫度并且傳輸信號到控制系統(tǒng)18。雪和/或冰在預(yù)過濾器216 上的聚集進(jìn)一步限制氣流220穿過進(jìn)口護(hù)罩106并且可造成橫跨預(yù)過濾器216的差壓的增 加。在從溫度傳感器2 接收信號之后，控制系統(tǒng)18操作液壓促動器222以移動預(yù)過濾器 216到旁路位置404。當(dāng)環(huán)境溫度增加到高于特定水平時，溫度傳感器2 傳輸信號到控制 系統(tǒng)18，該信號指示環(huán)境溫度增加到高于雪和/或冰可形成在預(yù)過濾器216上的溫度。在 從溫度傳感器2 接收這種信號之后，控制系統(tǒng)18操作液壓促動器222以使預(yù)過濾器216 返回到操作位置402。液壓促動器222以如下速率移動預(yù)過濾器216，該速率確保形成在預(yù) 過濾器216上的任何雪和/或冰避免從預(yù)過濾器216釋放并且避免被不希望地引導(dǎo)進(jìn)入空 氣過濾室120。例如，在一個實施例中，當(dāng)溫度傳感器2 傳感處于或低于大約40° F的溫 度時，液壓促動器222移動預(yù)過濾器216到旁路位置404。圖4是可與進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)100(圖2所示)一起使用的可選過濾器旁路組件 300的示意圖。圖2和圖3所示的構(gòu)件利用圖4中相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注。過濾器旁路 組件300包括聯(lián)接到預(yù)過濾器216的偏置機(jī)構(gòu)302、聯(lián)接到外殼外壁204的緊固件組件304 以及聯(lián)接到緊固件組件304的閥306。偏置機(jī)構(gòu)302在預(yù)過濾器216和上部護(hù)罩部件210 之間延伸，用于使預(yù)過濾器216從操作位置402偏置到旁路位置404(圖3所示)。在示例 性實施例中，偏置機(jī)構(gòu)302是彈簧。緊固件組件304可移除地聯(lián)接到預(yù)過濾器216并且可 在打開位置(未示出)和關(guān)閉位置(圖4所示)之間移動。在關(guān)閉位置中，緊固件組件304 將預(yù)過濾器216固定在操作位置402中。在打開位置中，緊固件組件304沒有將預(yù)過濾器216固定在操作位置402中，并且偏置機(jī)構(gòu)302使預(yù)過濾器216偏置到旁路位置404。閥306 聯(lián)接到緊固件組件304以有助于在打開位置和關(guān)閉位置之間移動緊固件組件304。在示例 性實施例中，緊固件組件304是插銷?？刂葡到y(tǒng)18與閥306以操作控制通信的方式聯(lián)接， 用于在從差壓傳感器2M和或溫度傳感器2 接收信號之后從預(yù)過濾器216分離緊固件組 件304。在操作期間，當(dāng)橫跨預(yù)過濾器216的差壓增加到高于特定限值和/或環(huán)境溫度降低 到預(yù)定溫度時，控制系統(tǒng)18操作閥306以從預(yù)過濾器216分離緊固件組件304。偏置機(jī)構(gòu) 302使預(yù)過濾器216從操作位置402偏置到旁路位置404，以使氣流220能夠繞過至少部分 預(yù)過濾器216進(jìn)入空氣過濾室120。圖5是可與進(jìn)口空氣處理系統(tǒng)100(圖2所示)一起使用的可選過濾器旁路組件 500的示意圖。圖2和圖3所示的構(gòu)件利用圖5中相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注。過濾器旁路組 件500包括聯(lián)接到預(yù)過濾器216的滑輪組件502，用于在操作位置402和旁路位置404(圖 3所示)之間移動預(yù)過濾器216?；喗M件502包括多個滑輪504、包括纏繞機(jī)構(gòu)508的馬 達(dá)506以及在馬達(dá)506和預(yù)過濾器216之間延伸的滑輪鏈510。馬達(dá)506經(jīng)由滑輪鏈510 聯(lián)接到預(yù)過濾器216。至少一個滑輪504定位在馬達(dá)506和預(yù)過濾器216之間并且經(jīng)由滑 輪鏈510聯(lián)接到馬達(dá)506和預(yù)過濾器216?？刂葡到y(tǒng)18與馬達(dá)506以操作控制通信的方 式聯(lián)接，用于在從差壓傳感器2M和/或溫度傳感器2 接收信號之后移動預(yù)過濾器216。 在操作期間，當(dāng)橫跨預(yù)過濾器216的差壓增加到高于特定限值和/或環(huán)境溫度降低到預(yù)定 溫度時，控制系統(tǒng)18操作馬達(dá)506以使纏繞機(jī)構(gòu)508旋轉(zhuǎn)，用于圍繞纏繞機(jī)構(gòu)508纏繞滑 輪鏈510以減少在馬達(dá)506和預(yù)過濾器216之間延伸的滑輪鏈510的長度。當(dāng)滑輪鏈510 纏繞該纏繞機(jī)構(gòu)508時，滑輪鏈510將預(yù)過濾器216從操作位置402移動到旁路位置404， 以使氣流220能夠繞過至少部分預(yù)過濾器216進(jìn)入空氣過濾室120。在旁路位置404中，用 戶可接近預(yù)過濾器216用于預(yù)過濾器216的手動清潔。在用戶清潔預(yù)過濾器216之后，控 制系統(tǒng)18操作馬達(dá)506以展開滑輪鏈510和移動預(yù)過濾器216到操作位置402。在另外可 選實施例中，在從溫度傳感器2 接收信號之后，該信號指示溫度低于雪和/或冰形成在預(yù) 過濾器216上的溫度，控制系統(tǒng)18操作馬達(dá)506以移動預(yù)過濾器216到操作位置402。過 濾器旁路組件500以如下速率移動預(yù)過濾器216，使得有助于避免形成在預(yù)過濾器216上的 雪和/或冰從預(yù)過濾器216釋放。上述系統(tǒng)和方法有助于從操作中移除吸入空氣預(yù)過濾器，而不需要相關(guān)的渦輪發(fā) 動機(jī)的關(guān)閉。更具體地，本文中描述的實施例使吸入空氣預(yù)過濾器能夠被選擇性地繞過，而 不需要人工操作員從服務(wù)中移除預(yù)過濾器。此外，在當(dāng)橫跨預(yù)過濾器的壓降的增加足夠大 以降低渦輪發(fā)動機(jī)的操作效率時的操作時段期間，本文中描述的實施例有助于選擇性地繞 過預(yù)過濾器。因此，有助于降低維護(hù)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的成本。上文詳細(xì)描述用于繞過進(jìn)口空氣處理過濾器的系統(tǒng)和方法的示例性實施例。該系 統(tǒng)和方法不限制于本文中描述的特定實施例，而相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可獨 立地且與本文中描述的其它構(gòu)件和/或步驟分開地使用。例如，該系統(tǒng)和方法也可結(jié)合其 它空氣處理系統(tǒng)和方法來使用，并且不限制于僅僅與本文中描述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)一 起進(jìn)行實踐。相反，示例性實施例可連同許多其它燃燒系統(tǒng)應(yīng)用來實現(xiàn)和利用。盡管本發(fā)明的各種實施例的特定特征可能在一些附圖中示出而在另一些附圖中 未示出，但是這僅僅是為了方便。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可結(jié)合任何其它附圖10的任何特征來參照和/或要求保護(hù)。 該文字描述使用示例以公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且也使本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包括在內(nèi)的方法。本發(fā) 明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這種其 它示例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括具有與權(quán)利要 求的字面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這種其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(10)的進(jìn)口空氣過濾器組件，所述進(jìn)口空氣過濾器 組件包括進(jìn)口護(hù)罩(106)，其與空氣過濾器外殼(104)以流動連通的方式聯(lián)接，所述進(jìn)口護(hù)罩包 括預(yù)過濾器(110)；和過濾器旁路組件(112)，其聯(lián)接到所述預(yù)過濾器用于在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的操作期 間在操作位置(40 和旁路位置(404)之間選擇性地定位所述預(yù)過濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件還 包括液壓促動器，其聯(lián)接到所述預(yù)過濾器用于在所述操作位置和所述旁路位置之間選擇性 地定位所述預(yù)過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件 (112)包括壓力傳感器OM)，其聯(lián)接到所述預(yù)過濾器(110)用于測量橫跨所述預(yù)過濾器的 壓降。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件 (112)包括溫度傳感器0沈)，其聯(lián)接到所述預(yù)過濾器(110)用于測量進(jìn)入所述進(jìn)口空氣過 濾器組件的環(huán)境空氣(152)的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述預(yù)過濾器(110)包括 聚結(jié)襯墊(228)和濕氣分離器O30)中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件 (112)還包括偏置機(jī)構(gòu)(302)，其在進(jìn)口護(hù)罩上部部件(210)和所述預(yù)過濾器(110)之間延 伸用于使所述預(yù)過濾器偏置到所述旁路位置(404)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件 (112)還包括緊固件組件(304)，其聯(lián)接到所述預(yù)過濾器(110)用于將所述預(yù)過濾器固定在 所述操作位置(402)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件 (112)還包括閥(306)，其聯(lián)接到所述緊固件組件(304)用于選擇性地移動所述緊固件組 件，所述預(yù)過濾器(110)響應(yīng)于所述緊固件組件的移動而選擇性地移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口空氣過濾器組件，其特征在于，所述過濾器旁路組件 (112)還包括滑輪組件(502)，其聯(lián)接到所述預(yù)過濾器(110)用于在所述操作位置(402)和 所述旁路位置(404)之間移動所述預(yù)過濾器。
10.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(10)，包括壓縮機(jī)(12)；燃燒器(14)，其與所述壓縮機(jī)處于流動連通以接收至少一些由所述壓縮機(jī)排出的空 氣；和進(jìn)口空氣過濾器組件，其與所述壓縮機(jī)以流動連通的方式聯(lián)接；所述進(jìn)口空氣過濾器 組件包括過濾器旁路組件(112)，其聯(lián)接到定位在進(jìn)口護(hù)罩(106)內(nèi)的預(yù)過濾器(110)，所 述過濾器旁路組件構(gòu)造成在所述燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的操作期間在操作位置(402)和旁 路位置(404)之間移動所述預(yù)過濾器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于繞過進(jìn)口空氣處理過濾器的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還涉及裝配用于與渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)一起使用的進(jìn)口空氣過濾器組件的方法。該方法包括聯(lián)接進(jìn)口護(hù)罩到空氣過濾器外殼，使得氣流路徑限定在進(jìn)口護(hù)罩和空氣過濾器外殼之間。預(yù)過濾器聯(lián)接到進(jìn)口護(hù)罩，使得預(yù)過濾器定位在氣流路徑內(nèi)。過濾器旁路組件聯(lián)接到預(yù)過濾器，用于在渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的操作期間將預(yù)過濾器從操作位置移動到旁路位置。
文檔編號F02C7/055GK102042087SQ20101051394
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者R·J·奇拉, S·烏帕迪亞伊 申請人:通用電氣公司