用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備和方法，所述系統(tǒng)包括入口空氣管道；設(shè)置在入口空氣管道中的消聲器，該消聲器包括多個面板，所述面板之間具有空間；和具有孔的管道，所述孔設(shè)置成將入口抽氣熱量噴射到所述空間中的每一個中。一種對用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法包括使空氣流過位于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口空氣管道中的消聲器的面板之間的空間，以及將入口抽氣熱量通過孔噴射到所述空間中的每一個中。
【專利說明】用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備和方法

【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于小型/緊湊型燃?xì)鉁u輪機(jī)入口的入口抽氣加熱(IBH)系統(tǒng)和方法。本發(fā)明尤其涉及一種對入口抽氣熱量的混合作出改進(jìn)的用于小型燃?xì)鉁u輪機(jī)入口的入口抽氣加熱系統(tǒng)和方法。
[0002]美國專利申請公開文獻(xiàn)N0.2009/0241552公開了一種入口抽氣加熱系統(tǒng)，其具有供給管道、從該供給管道延伸的多個輸送管、和用于接收輸送管的與該供給管道相對的端部的導(dǎo)管。輸送管中的每一個均具有多個噴射孔并且輸送管被定向成使得噴射孔大致面向入射空氣流。
[0003]另一入口抽氣加熱系統(tǒng)公開在美國專利申請公開文獻(xiàn)N0.2013/0115061中，該美國專利申請被共同轉(zhuǎn)讓給通用電氣公司。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]美國專利申請公開文獻(xiàn)N0.2009/0241552中公開的系統(tǒng)具有某些缺點(diǎn)。第一缺點(diǎn)在于，需要較長的管道長度來提供入口抽氣熱量的適當(dāng)混合。第二缺點(diǎn)在于，噴射孔的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致過大的噪音。第三缺點(diǎn)在于，輸送管的結(jié)構(gòu)要求數(shù)量過多的輸送管，這導(dǎo)致系統(tǒng)的高成本和復(fù)雜度。
[0005]本發(fā)明中所述的入口抽氣加熱系統(tǒng)的方面提供了對于與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個問題或缺點(diǎn)的解決方案。
[0006]在一個示例性的但非限制性的方面中，本發(fā)明涉及一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括入口空氣管道；設(shè)置在所述入口空氣管道中的消聲器，所述消聲器包括多個面板，所述面板之間具有空間；和具有孔的管道，所述孔設(shè)置成將入口抽氣熱量噴射到所述空間中的每一個中。
[0007]在另一示例性的但非限制性的方面中,本發(fā)明涉及一種動力設(shè)備(power plant)。該動力設(shè)備包括燃?xì)鉁u輪機(jī)，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括壓縮機(jī)、燃燒系統(tǒng)、和渦輪機(jī)段；機(jī)械或電力負(fù)載；和用于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)。該入口系統(tǒng)包括入口空氣管道；設(shè)置在所述入口空氣管道中的消聲器，所述消聲器包括多個面板，所述面板之間具有空間；和具有孔的管道，所述孔被設(shè)置成將入口抽氣熱量噴射到所述空間中的每一個中。
[0008]在另一示例性的但非限制性的方面中，本發(fā)明涉及一種對用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法。該方法包括使空氣流過位于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口空氣管道中的消聲器的面板之間的空間，以及將入口抽氣熱量通過孔噴射到所述空間中的每一個中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的已知入口系統(tǒng)的簡化側(cè)視圖；
[0010]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的但非限制性的方面的用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的入口系統(tǒng)的簡化側(cè)視圖；
[0011]圖3示出了從圖1獲得的放大細(xì)節(jié)；
[0012]圖4是另一已知的消聲器和入口抽氣加熱系統(tǒng)的透視圖；
[0013]圖5示出了圖4的消聲器和入口抽氣加熱系統(tǒng)的局部水平截面；
[0014]圖6示出了消聲器面板與入口抽氣加熱管道之間的另一已知關(guān)系；
[0015]圖7示出了從圖2獲得的放大細(xì)節(jié)；
[0016]圖8示出了如在圖7中所示的消聲器與入口抽氣加熱管道之間的示意關(guān)系；
[0017]圖9示出了圖8中的部件的立體圖；
[0018]圖10示出了朝向消聲器面板和抽氣加熱管道的孔順流看到的圖8中所示的系統(tǒng)；
[0019]圖11示出了圖8中所示的部件的替代構(gòu)造；
[0020]圖12示出了從平行于該抽氣加熱管道的方向看到的圖11的部件；
[0021]圖13示出了圖8中所示的部件的替代構(gòu)造；
[0022]圖14示出了從平行于該抽氣加熱管道的方向看到的圖13的部件；
[0023]圖15示出了消聲器和入口抽氣加熱系統(tǒng)的用于計算流體動力學(xué)模型的區(qū)段；
[0024]圖16示出了消聲器和入口抽氣加熱系統(tǒng)的用于計算流體動力學(xué)模型的已知構(gòu)造;
[0025]圖17示出了消聲器和入口抽氣加熱系統(tǒng)的用于與圖8中的部件相似的部件的計算流體動力學(xué)模型的構(gòu)造；和
[0026]圖18示出了計算流體動力學(xué)模型的結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將描述本發(fā)明的一個或多個【具體實(shí)施方式】。為了提供對于這些實(shí)施方式的簡潔描述，在說明書中可并不描述實(shí)際執(zhí)行方案的所有特征。應(yīng)該了解到的是，在任一這種實(shí)際執(zhí)行方案的發(fā)展中，如在施工或設(shè)計方案中，作出多種執(zhí)行方案特定的決定以實(shí)現(xiàn)具體目的，例如符合與系統(tǒng)相關(guān)的和/或與業(yè)務(wù)相關(guān)的限制條件，所述限制條件在執(zhí)行方案之間可能是不同的。此外，應(yīng)該了解到的是，這種努力可能是復(fù)雜而耗時的，但對于受益于本公開內(nèi)容的所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言，仍然會是常規(guī)的設(shè)計、加工、和制造任務(wù)。
[0028]本說明書中公開了詳細(xì)的示例性實(shí)施方式。然而，本說明書中公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)出于描述示例性實(shí)施方式的目的而僅是代表性的。但是，本發(fā)明的實(shí)施方式可以許多替代形式來具體表現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為被僅限于本說明書中所闡述的實(shí)施方式。
[0029]因此，盡管示例性實(shí)施方式能夠具有多種變型和替代形式，但其實(shí)施方式在附圖中被作為示例進(jìn)行描繪并且將在本說明書中被詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)該明白的是，并非意圖將示例性實(shí)施方式限制于所公開的具體形式，相反，示例性實(shí)施方式將涵蓋落入到本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有變型方案、等效方案、和替代方案。
[0030]本說明書中所使用的術(shù)語僅用于描述【具體實(shí)施方式】，并且并非意欲受限于示例性實(shí)施方式。如文中所使用的那樣，單數(shù)形式“一”和“該”意欲同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非本說明書中另有明確說明。當(dāng)在本說明書中被使用時，術(shù)語“包括”、“包含”、“含有”和/或“容納有”表明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、和/或部件的存在，但并不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。
[0031]盡管術(shù)語第一、第二、主要、次要等可在本說明書中用于描述多種元件，但這些元件不應(yīng)受到這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用于相對于一個元件來區(qū)分另一個元件。例如，但不限于，可將第一元件稱為第二元件，并且同樣，可將第二元件成為第一元件，而不會背離示例性實(shí)施方式的范圍。如在本說明書中所使用的那樣，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的所列術(shù)語中的一個或多個的任意組合和全部組合。
[0032]特定術(shù)語可在本說明書中出于方便讀者的目的來使用并且并不被視為是對于本發(fā)明的范圍的限制。例如，諸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“水平”、“豎直”、“上游”、“下游”、“首”、“尾”等之類的詞匯僅描述圖中所示的構(gòu)造。實(shí)際上，本發(fā)明的實(shí)施方式的一個或多個元件可被沿任何方向定向，因此，所述術(shù)語應(yīng)該被理解為包含了這種變化，除非另有說明。
[0033]如貫穿說明書和權(quán)利要求書所使用的那樣，“大致”包括處于制造和/或檢驗(yàn)公差內(nèi)的偏離于理想值或標(biāo)稱值的最低限度的偏差。
[0034]本發(fā)明可適用于多種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，所述多種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)對吸入的空氣進(jìn)行壓縮，所述吸入的空氣例如但不限于重型燃?xì)鉁u輪機(jī)的吸入空氣；航改燃?xì)鉁u輪機(jī)的吸入空氣；等。本發(fā)明的實(shí)施方式可適用于單個燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)或多個燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。本發(fā)明的實(shí)施方式可適用于在單個循環(huán)或聯(lián)合循環(huán)中運(yùn)行的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)。
[0035]圖1示出了具有燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10、入口系統(tǒng)55和入口抽氣加熱系統(tǒng)(IBH系統(tǒng))95的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)。
[0036]該燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10通常包括壓縮機(jī)和渦輪機(jī)段。該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)入口。該壓縮機(jī)入口可包括設(shè)置在入口氣室35的下游的多個入口導(dǎo)葉(IGV)。該燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10還通常包括流體地連接至排氣擴(kuò)壓器(未示出)的渦輪機(jī)段。
[0037]該入口系統(tǒng)55大體上包括安裝于入口過濾器殼體65的上游端的天氣罩60。該天氣罩60經(jīng)由入口空氣管道70流體地連接至入口氣室(inlet plenum)35。入口空氣管道70包括第一端部部分75，該第一端部部分75通過中間部分85延伸至第二端部部分80。該第一端部部分75可沿大致平行于壓縮機(jī)的中心線的方向定向，并且限定用于接收環(huán)境空氣的入口。該第二端部部分80可沿大致垂直于壓縮機(jī)的中心線的方向定向，并且限定將環(huán)境空氣朝向該壓縮機(jī)入口引導(dǎo)的管道70的出口。
[0038]該入口系統(tǒng)55還包括設(shè)置在入口過濾器殼體65的下游的入口消聲器90和設(shè)置在入口消聲器90的下游的IBH系統(tǒng)95。該管道70的第二端部部分80流體地連接至該擴(kuò)壓器和壓縮機(jī)入口，該擴(kuò)壓器和該壓縮機(jī)入口兩者均鄰近于入口空氣管道70。
[0039]該IBH系統(tǒng)95包括第一管道100和第二管道105，所述第一管道100和所述第二管道105在入口空氣管道70內(nèi)形成豎向的熱空氣幕。第一管道100和第二管道105可經(jīng)由IBH輸送管道(未示出)流體地連接至該燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)10中的提取歧管。該管道包括將該提取歧管流體地連接至第一管道100和第二管道105的相關(guān)聯(lián)的管道系統(tǒng)。
[0040]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)并且包括圖1的全部部件，由此，省略掉了對于那些部件的進(jìn)一步的描述。通常，如在圖2中公開的系統(tǒng)與圖1的系統(tǒng)在部件的具體細(xì)節(jié)的取向方面有所不同，這將在下文中進(jìn)一步詳細(xì)地描述。不同之處的結(jié)果在于，圖1中從消聲器90的入口至燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口的中點(diǎn)的距離500顯著長于圖2中的距離505。該距離的縮短可至少部分由于IBH系統(tǒng)95的差異而實(shí)現(xiàn)。在非限制性示例中，距離500是24英尺，而距離505是15英尺。由此，出于在下文中詳細(xì)討論的原因，在一個示例性執(zhí)行方案中，入口系統(tǒng)的總尺寸可有利地被縮短約37.5%。
[0041]諸如圖2的系統(tǒng)之類的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可被包括在動力設(shè)備中。該動力設(shè)備可包括燃?xì)鉁u輪機(jī)10，其中，該燃?xì)鉁u輪機(jī)包括壓縮機(jī)、燃燒系統(tǒng)、和渦輪機(jī)段。典型地，該動力設(shè)備將包括機(jī)械或電力負(fù)載。
[0042]圖3更為詳細(xì)地示出了圖1的消聲器90和入口抽氣加熱系統(tǒng)95，其中，從側(cè)視圖示出了豎直定向的消聲器面板110。IBH射流125從第一管道100和第二管道105沿與空氣入口流的方向大致垂直的方向離開。該IBH射流125由第一管道100和第二管道105中的孔(不可見)形成。
[0043]圖4示出了根據(jù)美國專利申請公開文獻(xiàn)N0.2009/0241552的構(gòu)造。在該構(gòu)造中，多個IBH管道115中的每一個均與多個豎直定向且橫向間隔開的消聲器面板110對齊，并且處于所述消聲器面板110的上游。IBH管道105中的每一個均具有多個孔120，所述多個孔120被定向成反向于入口空氣的流動方向、或相對于所述入口空氣的流動方向逆流噴射入口抽氣熱量。
[0044]圖5示出了圖4的橫斷面視圖。圖5清楚地示出了 IBH管道115與消聲器面板110之間的對齊。由于該相對對齊，IBH管道115被設(shè)置在入口空氣流速相對低的區(qū)域中。該入口空氣流將在消聲器面板110的前緣和IBH管道115處具有為零或接近于零的流速。將在消聲器面板110之間的某處獲得最大入口空氣流速和/或最大擾動,這是因?yàn)榱鲃用娣e受到了限制。因此，在IBH管道115的上游(圖5中的左側(cè))獲得了最小入口空氣流速。
[0045]圖5的構(gòu)造具有若干缺點(diǎn)。首先，從孔120離開的IBH射流125被噴射到具有該系統(tǒng)的該部分的具有最小相對入口空氣流速的區(qū)域中。由此，該構(gòu)造導(dǎo)致了這樣的IBH射流125，所述IBH射流125在入口空氣流致使IBH射流125逆流、與入口空氣流混合、并流過消聲器面板110之間之前，向上游(逆流)流過最大可能的距離。其次，當(dāng)IBH射流125以聲速離開孔120時，沒有什么東西來使聲音衰減。這導(dǎo)致了由IBH射流125產(chǎn)生的不期望的噪聲。第三，在IBH管道115與消聲器面板110之間存在一對一的相互關(guān)系，這導(dǎo)致了該系統(tǒng)的高成本和復(fù)雜度。
[0046]圖6示出了美國專利申請公開文獻(xiàn)N0.2009/0241552的另一構(gòu)造。該構(gòu)造與圖5中的構(gòu)造相似，不同之處在于IBH管道115被相對于消聲器面板110設(shè)置在下游，并且孔120被定向成使得IBH射流125最初垂直于入口空氣流動方向。
[0047]圖7更為詳細(xì)地示出了圖2的消聲器90和入口抽氣加熱系統(tǒng)95。IBH射流125由第一管道100和第二管道105中的孔120 (不可見)形成。IBH射流125從第一管道100和第二管道105沿大致逆向于空氣入口流的方向離開。由此，如所示，IBH射流125具有與通過消聲器90的空氣入口流的方向相反的正向速度分量的至少一部分。還可存在垂直于空氣入口流的方向的正向速度分量。IBH射流125的合成矢量(resultant vector)可處于一定角度、介于完全逆流與完全垂直流之間。由此，孔120被構(gòu)造成使得IBH射流125以大致音速離開、并且大致逆向于入口空氣流而流動且流到消聲器中。入口抽氣熱量流動的方向由此改變，并可由于隨著入口空氣流和入口抽氣熱量混合流過所述空間的入口空氣流而完全反轉(zhuǎn)。
[0048]圖7的構(gòu)造還示出了大致垂直于消聲器面板110的第一管道100和第二管道105。盡管示出了兩個管道，但可例如根據(jù)諸如該系統(tǒng)的預(yù)期尺寸和入口抽氣熱量的混合之類的因素來使用單個管道或多于兩個管道。如貫穿附圖所示，第一管道100和第二管道105是彼此大致相同的，但可基于特定設(shè)計的需要設(shè)置差異?？稍趯?shí)施所述系統(tǒng)和技術(shù)的一些實(shí)施方式時獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，可使管道的數(shù)量最小化，以便在獲得了入口抽氣熱量的充分混合的同時，降低系統(tǒng)的成本和復(fù)雜度。這與要求用于每一個消聲器面板120的管道的一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)形成對照。
[0049]圖8是從消聲器面板110的邊緣的與入口空氣流動方向垂直并與第一管道100 (僅示出了第一管道100，但可設(shè)置第二管道105和其它管道)垂直的方向獲得的簡圖。在該視圖中，出于簡化的目的，僅示出了一個IBH射流125和一個孔120。圖8示出了如何將孔120與位于兩個相鄰的消聲器面板110之間的空間的中心大致對齊。該構(gòu)造導(dǎo)致了被噴射到位于面板110之間的空氣間隙中的IBH射流125，所述空氣間隙具有最大入口空氣流速(至少局部)的區(qū)域。盡管將孔120設(shè)置在消聲器面板110的下游，但I(xiàn)BH射流125以聲速或接近聲速離開、并且往上游/逆流行進(jìn)以被噴射到位于消聲器面板之間的該區(qū)域中，在那里，兩種流動開始混合并且入口抽氣熱量最終使流動反轉(zhuǎn)、并變得與該入口空氣流不能區(qū)分開。可在實(shí)施所述系統(tǒng)和技術(shù)的一些實(shí)施方式時獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，將入口抽氣熱量噴射到速度和/或擾動最大的區(qū)域中，這相對于一些現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)致了改進(jìn)的混合。
[0050]圖9是圖8中所示的系統(tǒng)的立體圖。
[0051]圖10示出了朝向消聲器面板110和孔120下游/順流看到的圖8中所示的系統(tǒng)。如在圖10中可見，孔120中的每一個在兩個消聲器面板110之間是大致對齊的，使得入口抽氣熱量可被噴射到消聲器面板110之間，所有的消聲器面板110彼此大致平行。圖10示出了位于消聲器面板I1之間的每一個間隙中的第一管道100和第二管道105中的每一個上的兩個孔120。由此，第一管道和第二管道中的每一個可具有多個孔120，所述多個孔120的數(shù)量是位于消聲器面板110之間的空間的數(shù)量的整數(shù)倍。盡管示出了成對的孔120，但可在示出了每一對的位置處設(shè)置單個孔120或多于兩個孔120。如果在每個所示位置處設(shè)置有兩個或多個孔120，入口抽氣熱量就可比設(shè)置單個孔的情況相對更為快速地散開和/或混合，這可導(dǎo)致相對更短的距離以獲得入口抽氣熱量與入口空氣的完全混合。
[0052]圖11與圖8相似，不同之處在于，第一管道100 (和/或第二管道105，不可見)設(shè)置在消聲器面板I1的上游端與下游端之間。作為選擇，可僅將孔120設(shè)置在消聲器面板110的上游端與下游端之間，第一管道100中的一些或全部被設(shè)置在消聲器面板110的擴(kuò)展區(qū)域(expanse)的外部。由此，圖11示出了可將第一管道100移動到任何位置，使得將孔120設(shè)置在消聲器面板110的上游端與下游端之間。可在實(shí)施所述系統(tǒng)和技術(shù)的一些實(shí)施方式時獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，在將第一管道100和/或第二管道105設(shè)置成使得孔120處于消聲器面板110之間的情況下，可實(shí)現(xiàn)音速射流噪音衰減。可在實(shí)施所述系統(tǒng)和技術(shù)的一些實(shí)施方式時獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，可在消聲器面板110之間獲得額外的混合長度。
[0053]圖12與圖11相似，不同之處在于，該視圖垂直于消聲器面板110的側(cè)邊。
[0054]圖13示出了另一構(gòu)造。這里，第一管道100相對于消聲器面板110的前緣設(shè)置在上游。與上述構(gòu)造相似，孔120 (出于簡化的目的僅示出了一個)大致位于兩個消聲器面板110之間的中間，以利用在消聲器面板110之間產(chǎn)生的相對高的速度。
[0055]圖14利用與圖12相似的視圖示出了圖13的構(gòu)造。在該構(gòu)造中，孔120被成對地示出，使得每一個單獨(dú)的IBH射流125與入口空氣流動方向成角度。如上所述，在每一個位置處可設(shè)置一個或多于兩個孔120?？?20可被定向于任何角度以利用在消聲器面板110之間產(chǎn)生的提高的速度。
[0056]圖8-14示出了第一管道100和第二管道105的示例性位置，其可被廣義地分類成消聲器面板110的前緣的上游(圖13和圖14)或者消聲器面板110的前緣的下游(圖8-12)。第一管道100和第二管道105是位于前緣的上游還是下游會影響孔120的相對角度。如果第一管道100和第二管道105處于消聲器面板110的前緣的上游，一個或多個孔120可與空氣入口流動方向形成角度，例如，45° -90°的角度。如果第一管道100和第二管道105處于消聲器面板110的前緣的下游，一個或多個孔120可與空氣入口流動方向形成角度，例如，15° -60°的角度。在任一構(gòu)造中，孔120可被定向成使得IBH射流125被定向在與消聲器面板110的平面平行的平面中?？稍趯?shí)施所述系統(tǒng)和技術(shù)的一些實(shí)施方式時獲得的優(yōu)點(diǎn)在于，IBH射流125與入口空氣流動方向所成的角度可基于第一管道100和第二管道105的位置而被優(yōu)化。
[0057]圖15-18示出了本系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)(參見圖16)所執(zhí)行的模型。
[0058]圖15示出了處于兩個消聲器面板110之間的單個流動通道130。消聲器面板110被切成兩半以用于流體模型，使得可對單個通道建模。還示出了第一管道100的對應(yīng)區(qū)段。
[0059]對兩種構(gòu)造建模。圖16中所示的第一構(gòu)造示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)與入口空氣流的方向垂直的IBH射流125。圖17中所示的第二構(gòu)造示出了被引導(dǎo)到空氣流的方向中的兩個IBH射流125。IBH射流中的每一個均與入口空氣流動方向(相對于彼此)成約15°的角度。
[0060]圖18示出了計算流體動力學(xué)(CFD)模型的結(jié)果。該入口流動溫度被設(shè)定為-45° F。入口抽氣流被設(shè)定成總流量的6%并被設(shè)定為632.5° F。AL示出了圖16和圖17中所示的兩種構(gòu)造之間的混合長度的差異，頂部圖表對應(yīng)于圖16，而底部圖表對應(yīng)于圖17?？稍趯?shí)施所述系統(tǒng)和技術(shù)的一些實(shí)施方式時獲得的優(yōu)點(diǎn)在于短得多的混合距離。較短的混合距離可通過優(yōu)化IBH射流125的取向來獲得。例如，圖1中的距離500是24英尺(feet)，而圖2中的距離505是15英尺，這在一個示例性執(zhí)行方案中長度縮短了約37.5%。
[0061]如在圖18中可見，利用根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造，入口抽氣熱量的混合被在消聲器的下游(在孔120處或其附近)開始，在消聲器內(nèi)并在孔的上游繼續(xù)，并且可被認(rèn)為在消聲器的下游的某處完成，在下部圖像中通常處于由AL所表示的線處。
[0062]盡管已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前被視為是最為實(shí)用的且優(yōu)選的實(shí)施方式的方案描述了本發(fā)明，但將會明白的是，本發(fā)明并不被限制于所公開的實(shí)施方式，相反，意欲涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的多種變型和等效結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 入口空氣管道； 設(shè)置在所述入口空氣管道中的消聲器，所述消聲器包括多個面板，所述面板之間具有空間；和 具有孔的管道，所述孔設(shè)置成將入口抽氣熱量噴射到所述空間中的每一個中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔設(shè)置在所述面板的上游端與所述面板的下游端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔被定向成通過第一正向速度分量噴射所述入口抽氣熱量，所述第一正向速度分量與流經(jīng)所述面板的入口空氣流的方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔被定向成通過第二正向速度分量噴射所述入口抽氣熱量，所述第二正向速度分量與流經(jīng)所述面板的入口空氣流的方向垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔中的每一個被沿所述管道大致設(shè)置于所述多個面板中的兩個面板之間的中點(diǎn)處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述面板彼此大致平行并且所述管道大致垂直于所述面板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括第二管道，所述第二管道大致平行于所述管道，并且與所述管道大致相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔被確定尺寸成以聲速來噴射所述入口抽氣熱量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔的數(shù)量是所述空間的數(shù)量的整數(shù)倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述孔被設(shè)置成噴射所述入口抽氣熱量，使得所述入口抽氣熱量由于流經(jīng)所述空間的入口空氣流而在所述空間內(nèi)改變流動方向。
11.一種動力設(shè)備，包括: 燃?xì)鉁u輪機(jī)，所述燃?xì)鉁u輪機(jī)包括壓縮機(jī)、燃燒系統(tǒng)、和渦輪機(jī)段； 機(jī)械或電力負(fù)載；和 用于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口系統(tǒng)，所述入口系統(tǒng)包括: 入口空氣管道； 設(shè)置在所述入口空氣管道中的消聲器，所述消聲器包括多個面板，所述面板之間具有空間；和 具有孔的管道，所述孔被設(shè)置成將入口抽氣熱量噴射到所述空間中的每一個中。
12.一種對用于燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，所述方法包括: 使空氣流過位于所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的入口空氣管道中的消聲器的面板之間的空間，以及 將入口抽氣熱量通過孔噴射到所述空間中的每一個中，所述孔被設(shè)置成與所述空間對齊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，將所述入口抽氣熱量噴射到所述面板的上游端與下游端之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，通過第一正向速度分量噴射所述入口抽氣熱量，所述第一正向速度分量與流經(jīng)所述面板的入口空氣流的方向相反。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，通過第二正向速度分量噴射所述入口抽氣熱量，所述第二正向速度分量與流經(jīng)所述面板的入口空氣流的方向垂直。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述面板的上游噴射所述入口抽氣熱量。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括使所述入口抽氣熱量流動的方向由于流經(jīng)所述空間的入口空氣流而改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在離開所述孔之后，使所述入口抽氣熱量流動方向在所述空間內(nèi)反轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在所述消聲器的下游開始所述入口抽氣熱量的混合，在所述消聲器內(nèi)并在所述孔的上游繼續(xù)混合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括在所述消聲器的下游完成混合。
【文檔編號】F02C7/057GK104420998SQ201410450088
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】L.麥錢特, S.阿維舍蒂, V.I.彭亞文, D.伯德 申請人:通用電氣公司