会员体验
专利管家(专利管理)
工作空间(专利管理)
风险监控(情报监控)
数据分析(专利分析)
侵权分析(诉讼无效)
联系我们
交流群
官方交流:
QQ群: 891211   
微信请扫码    >>>
现在联系顾问~
首页 / 专利库 / 换热器 / 传热 / 涡轮入口传热系统

涡轮入口传热系统

阅读:224发布:2021-01-28

IPRDB可以提供涡轮入口传热系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一种涡轮入口传热系统。提供了一种用于过滤器室的传热系统(300)。该传热系统包括:膨胀装置(304)和压缩机(104)中的至少一个;回路(306),其联接到膨胀装置和压缩机中的至少一个上;至少一个传感器(316),其探测被引导通过过滤器室(102)的空气和被引导通过回路的流体中的至少一个的参数;以及联接到该至少一个传感器上的控制器(400),该控制器配置成以便选择性地控制通过回路的流体的流动,以基于传感器探测到的参数来改变被引导通过过滤器室的空气的参数。,下面是涡轮入口传热系统专利的具体信息内容。

1.一种用于过滤器室的传热系统(300),所述传热系统包括:

膨胀装置(304)和压缩机(104)中的至少一个;

联接到所述膨胀装置和所述压缩机中的至少一个上的回路(306);

探测被引导通过过滤器室(102)的空气和被引导通过所述回路的流体中的至少一个的参数的至少一个传感器(316);以及联接到所述至少一个传感器上的控制器(400),所述控制器配置成以便选择性地控制通过所述回路的流体的流动,以基于所述传感器探测到的参数来改变被引导通过所述过滤器室的空气的参数。

2.根据权利要求1所述的传热系统(300),其特征在于,所述回路(306)引导流体通过所述过滤器室(102),其中,所述传热系统(300)集成在所述过滤器室的构件内。

3.根据权利要求1所述的传热系统(300),其特征在于,所述传热系统(300)进一步包括联接到所述回路(306)上的至少一个阀(314),所述至少一个阀在打开构造和关闭构造之间选择性地可促动。

4.根据权利要求1所述的传热系统(300),其特征在于,所述回路(306)包括定向成平行构造的多个管(312)。

5.根据权利要求4所述的传热系统(300),其特征在于,所述多个管(312)引导流体通过所述过滤器室(102)。

6.根据权利要求4所述的传热系统(300),其特征在于,所述多个管(312)中的各个联接到构造成以便选择性地控制通过所述相应的管的流体流动的阀上。

7.一种涡轮发动机系统(100),包括:

涡轮发动机(108);

构造成以便将空气引导到所述涡轮发动机中的过滤器室(102);以及联接到所述过滤器室上的传热系统(300),所述传热系统包括:膨胀装置(304)和压缩机(104)中的至少一个;联接到所述膨胀装置和所述压缩机中的至少一个上的回路(306);

探测被引导通过过滤器室的空气和被引导通过所述回路的流体中的至少一个的参数的至少一个传感器(316);以及联接到所述至少一个传感器上的控制器(400),所述控制器配置成以便选择性地控制通过所述回路的流体的流动,以基于所述传感器探测到的参数来改变被引导通过所述过滤器室的空气的参数。

8.根据权利要求7所述的涡轮系统(100),其特征在于,所述回路(306)引导流体通过所述过滤器室(102),其中,所述传热系统(300)集成在所述过滤器室的构件内。

9.根据权利要求7所述的涡轮系统(100),其特征在于,所述涡轮系统(100)进一步包括联接到所述回路(306)上的至少一个阀(314),所述至少一个阀在打开构造和关闭构造之间选择性地可促动。

10.根据权利要求7所述的涡轮系统(100),其特征在于,所述回路(306)包括定向成平行构造的多个管(312)。

说明书全文

涡轮入口传热系统

技术领域

[0001] 本文公开的主题大体涉及涡轮发动机,并且更具体而言,涉及用于涡轮入口的传热系统。

背景技术

[0002] 至少一些已知的涡轮发动机引导环境空气通过过滤器室而到达核心发动机。该空气在核心发动机内被压缩且与燃料在被点燃以产生燃烧气体之前混合。已知的涡轮发动机的性能和/或工作效率可取决于被引导通过过滤器室到达核心发动机的空气的质量而变化。例如,一个这种质量为温度。一般而言,较冷的空气有冷冻被引导到涡轮发动机的水分的倾向,这会通过中断空气流而不利地影响发动机性能和效率,使空气压降升高和/或潜在地损害发动机构件。相反,较暖的空气具有相对低的空气密度,且因此引导较少氧气通过涡轮发动机。以降低的氧气水平工作会通过使得实现清洁、高效的燃烧更困难而不利地影响发动机性能和效率。

发明内容

[0003] 在一方面,提供了一种用于调节被引导通过过滤器室的空气的方法。该方法包括将传热系统联接到过滤器室上。探测被引导通过过滤器室的空气和被引导通过联接到膨胀装置和压缩机中的至少一个上的回路的流体中的至少一个的参数。基于该参数来确定流体流动。流体流动包括用以加热流体的第一方向和用以冷却流体的第二方向中的至少一个。控制通过回路的流体的流动,以便改变被引导通过过滤器室的空气的参数。
[0004] 在另一方面,提供了一种用于过滤器室的传热系统。该传热系统包括:膨胀装置和压缩机中的至少一个;联接到膨胀装置和压缩机中的至少一个上的回路;至少一个传感器,其探测被引导通过过滤器室的空气和被引导通过回路的流体中的至少一个的参数;以及联接到该至少一个传感器上的控制器。该控制器配置成以便选择性地控制通过回路的流体的流动,以基于传感器探测到的参数来改变被引导通过过滤器室的空气的参数。
[0005] 在又一方面,一种涡轮发动机系统包括涡轮发动机,构造成以便将空气引导到涡轮发动机中的过滤器室,以及联接到过滤器室上的传热系统。该传热系统包括:膨胀装置和压缩机中的至少一个;联接到膨胀装置和压缩机中的至少一个上的回路;至少一个传感器,其探测被引导通过过滤器室的空气和被引导通过回路的流体中的至少一个的参数;以及联接到该至少一个传感器上的控制器。该控制器配置成以便选择性地控制通过回路的流体的流动,以基于传感器探测到的参数来改变被引导通过过滤器室的空气的参数。

附图说明

[0006] 图1是示例性的已知燃气轮机发动机系统的示意图;
[0007] 图2是可与图1所示的涡轮发动机一起使用的示例性过滤器室的截面图;
[0008] 图3是可与图2所示的过滤器室一起使用的传热系统的示意图;
[0009] 图4是可与图3所示的传热系统一起使用的示例性控制器的示意图;以及[0010] 图5是示出了用于调节被引导通过图2所示的过滤器室的空气流的示例性方法的流程图。
[0011] 部件列表
[0012] 100 燃气轮机发动机系统
[0013] 102 过滤器室
[0014] 104 压缩机
[0015] 106 燃烧器组件
[0016] 108 涡轮
[0017] 110 转子轴
[0018] 112 负载
[0019] 202 入口罩
[0020] 204 过滤器保持框
[0021] 206 过滤器
[0022] 208 空气过滤器腔室
[0023] 210 清洁空气腔室
[0024] 300 传热系统
[0025] 302 压缩机
[0026] 304 膨胀装置
[0027] 306 回路
[0028] 308 第二部分
[0029] 310 第一部分
[0030] 312 平行管
[0031] 314 阀
[0032] 316 传感器
[0033] 400 控制器
[0034] 402 存储器装置
[0035] 404 处理器
[0036] 406 呈现接口
[0037] 408 输入接口
[0038] 410 通讯接口
[0039] 412 第一方向
[0040] 414 第二方向
[0041] 500 方法
[0042] 502 探测参数
[0043] 504 确定流体流动
[0044] 506 调节系统以引导流体

具体实施方式

[0045] 本文描述的主题大体涉及涡轮发动机。更具体而言,本文描述的主题涉及用于与涡轮入口一起使用-更具体而言,用于与将空气引导到涡轮发动机中的过滤器室一起使用-的传热系统。本文描述的传热系统包括膨胀装置、压缩机、回路和控制器。该回路将膨胀装置联接到压缩机上。控制器使得流体能够沿集成在其它过滤器室功能构件内的第一方向和第二方向中的至少一个选择性地被引导通过回路。
[0046] 本文描述的方法和系统的示例性技术效果包括下者中的至少一个:(a)探测流体的参数;(b)基于该参数来确定流体流动;(c)在打开构造和关闭构造之间促动阀;以及(d)沿第一方向和第二方向中的至少一个引导流体通过回路。
[0047] 如本文所用,以单数叙述的以及前面有词语“一个”或“一种”的元件或步骤应当理解为不排除多个元件或步骤,除非明确叙述了这种排除。另外,对本发明的“一个实施例”的引用不意图解释为排除也结合了所叙述的特征的另外的实施例的存在。
[0048] 图1是示例性燃气轮机发动机系统100的示意图。在该示例性实施例中,燃气轮机发动机系统100包括以串行流布置联接的过滤器室102、压缩机104、燃烧器组件106和通过转子轴110可旋转地联接到压缩机104上的涡轮108。
[0049] 在运行期间,在该示例性实施例中,环境空气被抽吸到过滤器室102中,环境空气在过滤器室102中被过滤。在该示例性实施例中,被过滤的空气朝向压缩机104被引导通过空气入口(在图2中显示)。被过滤的空气然后在被引导朝向燃烧器组件106之前被压缩。在该示例性实施例中,燃烧器组件106内的压缩空气与燃料混合,并且所产生的燃料-空气混合物然后在燃烧器组件106内点燃,以产生燃烧气体,燃烧气体被引导朝向涡轮108。在该示例性实施例中,涡轮108从燃烧气体中提取旋转能且使转子轴110旋转以驱动压缩机
104。此外,在该示例性实施例中,燃气轮机发动机系统100驱动联接到转子轴110上的负载112,例如发电机。
[0050] 图2是过滤器室102的截面图。在该示例性实施例中,过滤器室102是静态过滤器室,其包括将环境空气接收到过滤器室102中的入口罩202。入口罩202可包括扑虫网(未标号)和使至少一些水分、灰尘和/或碎屑从被引导通过入口罩202的空气流中分离出来的预过滤器组件(未显示)。在该示例性实施例中,过滤器室102包括将过滤器206固持在过滤器室102内的过滤器保持框204、在过滤器206的上游的空气过滤器腔室208和在过滤器206的下游的清洁空气腔室210。
[0051] 在运行期间,在该示例性实施例中,环境空气被引导通过入口罩202到达过滤器室102中。在该示例性实施例中,预过滤器组件和/或过滤器206去除由被引导通过空气过滤器腔室208的空气所携带的至少一些灰尘和/或碎屑。被过滤的空气在被引导到压缩机104(在图1中显示)之前被引导到空气过滤器腔室208的下游,通过过滤器206到达清洁空气腔室210中。
[0052] 图3是用于调节被引导通过过滤器室102的空气的温度的示例性传热系统300的示意图。在该示例性实施例中,传热系统300联接到过滤器保持框204上。备选地,传热系统300可联接到使得传热系统300能够如本文描述的那样工作的过滤器室102的任何合适的构件上。例如,传热系统300可与定位在被引导通过过滤器室102的空气流内的任何过滤器室构件一体地形成。在一个实施例中,传热系统300联接到功能性过滤器室构件上,例如但不限于消音器、漂浮物清除器和/或管板。通过邻近传热系统300的至少一部分引导空气流来调节被引导通过过滤器室102的空气的温度。所以,传热系统300就有利于引导流体流横穿过滤器室102,以使得能够加热和/或冷却被引导通过过滤器室102的空气流。
[0053] 传热系统300包括压缩机302和膨胀装置304。压缩机302和/或膨胀装置304有利于控制被引导通过回路306的流体(例如制冷剂)的压力、温度和/或方向。在一个实施例中,单个构件用作压缩机302以及膨胀阀304,这取决于流体被引导通过该单个构件所沿的方向。
[0054] 回路306使流体在压缩机302和膨胀装置304之间循环。在该示例性实施例中,回路306包括定位在过滤器室102外部的第一部分310和定位在过滤器室102内的第二部分308。在该示例性实施例中,热量在第一部分310和环境空气之间传递,而且热量在第二部分308和被引导通过过滤器室102的空气之间传递。
[0055] 在该示例性实施例中,第二部分308包括以平行流定向联接的多个管312。在该示例性实施例中,第二部分308包括在打开构造和关闭构造之间选择性地可促动的多个阀314。当阀314处于打开构造时,加热流体和/或冷却流体流过管312。当阀314处于关闭构造时,流体不流过管312。阀314构造成以便选择性地控制通过回路306-且更具体而言通过至少一个平行管312-的流体流动。更具体而言,在该示例性实施例中,各个平行管312联接到控制通过那个相应的平行管312的流体流动的相应的阀314上。
[0056] 至少一个传感器316通过探测和/或感测至少一个运行参数来监测传热系统300的运行。在该示例性实施例中,传感器316联接到传热系统300上。更具体而言,在该示例性实施例中,传感器316联接到过滤器室102和/或回路306上,以用于感测环境空气的温度、被引导通过过滤器室102的空气的温度和/或被引导通过回路306的流体的温度中的至少一个。显而易见的将是,传感器316可位于过滤器室102中的任何地方。如本文所用,用语“参数”指的是其值可用来限定传热系统300的运行状况的物理属性,例如在限定位置处的温度、压力、湿度和/或空气速度。
[0057] 图4是可与传热系统300一起使用的示例性控制器400的示意图。控制器400通讯地联接到压缩机302、膨胀装置304、阀314和/或传感器316上。在该示例性实施例中,控制器400包括存储器装置402和联接到存储器装置402上以执行指令的处理器404。在一些实施例中,可执行指令存储在存储器装置402中。如本文所用,用语“处理器”不限于在本领域中被称为计算机的集成电路,而是宽泛地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程的逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路。
[0058] 在该示例性实施例中,控制器400可配置成以便通过对处理器404编程来执行本文描述的一个或多个操作。例如,可通过将操作编码成一个或多个可执行指令以及通过提供存储器装置402中的可执行指令来对处理器404编程。处理器404可包括一个或多个处理单元(例如成多核构造)。
[0059] 在该示例性实施例中,存储器装置402包括一个或多个使得能够存储和获取诸如可执行指令和/或其它数据的信息的装置。例如,存储器装置402可包括一个或多个计算机可读介质,例如但不限于,动态的随机存取存储器(DRAM)、静态的随机存取存储器(SRAM)、固态盘和/或硬盘。此外,存储器装置402可构造成以便存储(不限制)可执行指令和/或任何其它类型的数据。
[0060] 在一些实施例中,控制器400包括联接到处理器404上以使得能够对使用者呈现信息的呈现接口406。例如,呈现接口406可包括可联接到显示装置(未显示)-例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机LED(OLED)显示器和/或“电子墨水”显示器-上的显示适配器(未显示)。在一些实施例中,呈现接口406包括一个或多个显示装置。除此之外或备选地,呈现接口406可联接到打印机上,或者可包括打印机。
[0061] 在一些实施例中,控制器400包括接收来自使用者的输入的输入接口408。例如,输入接口408可接收适用于本文描述的方法的任何信息。输入接口408联接到处理器404上,并且可包括例如键盘、指示装置、鼠标、记录笔、触敏板(例如触摸垫或触摸屏)和/或位置探测器。应当注意到,单个构件,例如触摸屏,可用作呈现接口406的显示装置和输入接口408两者。
[0062] 在该示例性实施例中,控制器400包括联接到处理器404上的通讯接口410。通讯接口410与远程装置-例如压缩机302、膨胀装置304、阀314、传感器316和/或另一个控制器400-通讯。例如,通讯接口410可包括但不限于有线网络适配器、无线网络适配器和/或移动远程通讯适配器。备选地或另外,控制器400通过网络(未显示)联接到压缩机302、膨胀装置304、阀314、传感器316和/或另一个控制器400上。网络可包括但不限于互联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线LAN(WLAN)、网状网络和/或虚拟个人网络(VPN)或其它适当的通讯手段。控制器400直接电气连接到压缩机302、膨胀装置304、阀314和/或传感器316上,以及/或者与压缩机302、膨胀装置304、阀314和/或传感器316一体地形成。
[0063] 在该示例性实施例中,控制器400指示传热系统300沿第一方向412或沿第二方向414选择性地引导流体。在该示例性实施例中,沿第一方向412的流进入冷却循环,而沿第二方向414的流进入加热循环。更具体而言,当流沿第一方向412时,流体被引导通过过滤器室102到达压缩机302,在压缩机302中,流体被压缩到较高的压力和较高的温度。高压、高温流体从压缩机302排出,通过第一部分310,在第一部分310中,流体在处于高温的同时冷凝。冷凝流体然后被引导通过第一部分310,到达膨胀装置304,在膨胀装置304中,流体绝热地膨胀,以产生适于冷却被引导通过过滤器室102的空气的低压、低温流体。低压、低温流体被引导通过第二部分308,在该第二部分308中,热量从过滤器室102传递到流体,并且冷却循环重复进行。
[0064] 相反,当流沿第二方向414时,流体被引导通过过滤器室102到达膨胀装置304,在膨胀装置304中,流体膨胀以降低其压力和温度。低压、低温流体从膨胀装置304排出,通过第一部分310,在第一部分310中,流体蒸发到较低的压力。该膨胀流体然后被引导通过第一部分310到达压缩机302,在压缩机302中,流体被压缩成适于用来加热被引导通过过滤器室102的空气的高压、高温流体。该高压、高温流体被引导通过第二部分308,在第二部分308中,热量从该流体传递到过滤器室102,并且加热循环重复进行。
[0065] 图5示出了用于调节被引导通过过滤器室102的空气的示例性方法500的流程图。在该示例性实施例中,控制器400基于来自传感器316的输入和/或来自使用者的指令来执行程序。例如,控制器400所执行的程序可包括,例如,用来确定传热系统300的配置的程序。在该示例性实施例中,控制器400所产生的命令可促使传感器316监测至少一个参数,以及/或者启动传热系统300的其它控制设定。
[0066] 在运行期间,在该示例性实施例中,传感器316探测502被引导通过过滤器室102的空气和/或被引导通过回路306的流体的参数。基于探测到的参数,在该示例性实施例中,控制器400确定504被引导通过回路306的流体的流体流动。更具体而言,在该示例性实施例中,控制器400确定是沿第一方向412还是沿第二方向414引导流体。例如,当传感器316探测到被引导通过过滤器室102的空气具有高于预定阈值的温度时,传感器316将指示暖空气的温度的信号传输给控制器400。控制器400然后指示传热系统300沿第一方向412引导流体,以有利于冷却被引导到涡轮发动机系统100的空气。相反,当传感器316探测到被引导通过过滤器室102的空气具有低于预定阈值的温度时,传感器316将指示冷空气的温度的信号传输给控制器400。控制器400指示传热系统300沿第二方向414引导流体,以有利于加热被引导到涡轮发动机系统100的空气。
[0067] 为了有利于沿第一方向412和/或第二方向414引导流体,压缩机302、膨胀装置304和/或阀314可选择性地被调节506,以便引导被引导通过回路306的流体的流体流。
另外,阀314可进一步调节成以便有利于通过多个管312的基本均匀的流体流。例如,远端阀314可比近端阀314打开得更多,以有利于引导基本等量的流体流通过一对管312。
[0068] 示例性方法和系统有利于调节被引导通过过滤器室的空气。例如,本文描述的方法和系统在传热系统和被引导到涡轮发动机中的空气之间选择性地传递热量。选择性地加热和/或冷却被引导通过传热系统的流体,以有利于加热和/或冷却被引导到涡轮发动机中的空气,从而提高涡轮发动机的工作效率。
[0069] 本文对方法和系统的示例性实施例进行了详细描述和/或说明。示例性系统和方法不限于本文描述的具体实施例,而是相反,各个系统的构件和/或各个方法的步骤可独立地以及与本文描述的其它构件和/或方法步骤分开来使用。各个构件和各个方法步骤也可与其它构件和/或方法步骤结合起来使用。
[0070] 本书面描述使用实例来公开本发明的某些实施例,包括最佳模式,并且还使本领域任何技术人员能够实践(那些)某些实施例,包括制造和使用任何装置或系统,以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素,则这样的其它实例意图处于权利要求书的范围之内。
高效检索全球专利

IPRDB是专利检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,专利查询、专利分析

电话:13651749426

侵权分析

IPRDB的侵权分析产品是IPRDB结合多位一线专利维权律师和专利侵权分析师的智慧,开发出来的一款特色产品,也是市面上唯一一款帮助企业研发人员、科研工作者、专利律师、专利分析师快速定位侵权分析的产品,极大的减少了用户重复工作量,提升工作效率,降低无效或侵权分析的准入门槛。

立即试用