專利名稱：用于燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)口過濾室的預(yù)過濾旁通的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地涉及用來與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的過濾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
至少一些公知的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括進(jìn)口過濾室，這些進(jìn)口過濾室包括從被引導(dǎo)到渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)且更具體地而言被引導(dǎo)到壓縮機(jī)的空氣去除水分及諸如灰塵和/或碎屑的微粒物質(zhì)的過濾器組件。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況期間，希望以最少的空氣中斷和/或壓降引導(dǎo)空氣通過進(jìn)口過濾室。然而，當(dāng)過量的灰塵和/或碎屑被捕獲在至少一些公知的過濾器組件內(nèi)時(shí)， 氣流可能被中斷和/或壓力可能下降至不利地影響渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的水平。此外，在至少一些氣候中，水分也可能中斷氣流和/或?qū)е聣航狄栽黾又辽僖恍┻^濾器元件。例如，水分可能導(dǎo)致過濾器組件上的污垢膨脹和/或水分可能促使過濾器組件上結(jié)冰。此外，此類過量的負(fù)荷有可能縮短公知過濾器組件的使用壽命，從而不利地影響渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)性能。此外，隨著時(shí)間推移，跨越公知的過濾器組件的壓降可能增加至嚴(yán)重減小流向壓縮機(jī)的空氣的量的水平。在至少一些情形中，減小的空氣流量可能導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振，這會(huì)損壞壓縮機(jī)。為了防止壓縮機(jī)喘振，定期使至少一些公知的過濾器組件停止工作并進(jìn)行清潔， 這可能是耗時(shí)和費(fèi)力的工作。此外，此類停工過程可能需要渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)三到四天或更長的典型周期。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于組裝與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的進(jìn)口過濾室的方法。該方法包括將進(jìn)口罩聯(lián)接在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口內(nèi)。該進(jìn)口罩包括可選擇性地定位在操作位置和旁通位置之間的過濾器組件。致動(dòng)組件聯(lián)接到過濾器組件上，以選擇性地定位過濾器組件。聯(lián)接了至少一個(gè)傳感器，以檢測渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的至少一個(gè)操作參數(shù)。控制器聯(lián)接到該傳感器上，以基于至少一個(gè)操作參數(shù)選擇性地致動(dòng)該致動(dòng)組件。在另一實(shí)施例中，提供了一種與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的進(jìn)口過濾室。該進(jìn)口過濾室包括進(jìn)口罩，該進(jìn)口罩包括可選擇性地定位在操作位置和旁通位置之間的過濾器組件。 致動(dòng)組件聯(lián)接到過濾器組件上，以選擇性地定位過濾器組件。傳感器構(gòu)造成檢測至少一個(gè)操作參數(shù)?？刂破髀?lián)接到該傳感器上，以便基于至少一個(gè)操作參數(shù)致動(dòng)該致動(dòng)組件。在又另一實(shí)施例中，提供了一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)包括進(jìn)口管道和聯(lián)接到該進(jìn)口管道上的進(jìn)口過濾室。該進(jìn)口過濾室包括可選擇性地定位在操作位置和旁通位置之間的過濾器組件。致動(dòng)組件聯(lián)接到過濾器組件上，以選擇性地定位過濾器組件。傳感器構(gòu)造成檢測至少一個(gè)操作參數(shù)?？刂破髀?lián)接到該傳感器上，以基于上述至少一個(gè)操作參數(shù)致動(dòng)該致動(dòng)組件。


圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖2是可與圖1中所示的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的示例性進(jìn)口過濾室的截面圖；以及圖3是可與圖2中所示的進(jìn)口過濾室一起使用的示例性預(yù)過濾組件和致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。零部件清單100燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102進(jìn)口過濾室104壓縮機(jī)106燃燒器組件108渦輪機(jī)110轉(zhuǎn)子軸112負(fù)載200進(jìn)口罩202外壁204空氣過濾器罩殼206管板208空氣過濾腔室210清潔空氣腔室212孔口214多個(gè)濾筒216圓筒形部分218圓錐形部分220空氣脈沖清潔器222收集漏斗302下罩部件304進(jìn)口306上罩部件308外部310預(yù)過濾組件312水分分離器314介質(zhì)或聚結(jié)墊316電熱跟蹤電路(tracing circuit)318鉸鏈320操作位置322旁通位置400致動(dòng)組件402致動(dòng)桿404杠桿組件
406引導(dǎo)套管
408致動(dòng)器
410驅(qū)動(dòng)馬達(dá)
412螺桿
414弟犧
416端部
418第二端
420高度
422弟犧
424第二端
426第一凸緣
428第二凸緣
430杠桿主體
432第一鉸鏈
434第二鉸鏈
436傳感器
438控制器
440通信鏈
442處理器
444存儲(chǔ)器
具體實(shí)施例方式文中所述的示例性方法和系統(tǒng)通過提供可基于環(huán)境條件操作的預(yù)過濾旁通系統(tǒng)來克服公知的進(jìn)口過濾室的缺點(diǎn)。更具體而言，文中所述的實(shí)施例有利于在預(yù)定的操作周期期間選擇性地繞開過濾器組件，以有利于提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作效率。另外，文中所述的示例性實(shí)施例使得過濾器組件能夠被選擇性地繞開而無需手動(dòng)地使過濾器組件停止工作。文中所述的方法和系統(tǒng)的示例性技術(shù)效果包括以下中的至少一個(gè)(a)檢測至少一個(gè)參數(shù)；(b)傳送該至少一個(gè)參數(shù)；(c)基于該至少一個(gè)參數(shù)確定用于該過濾器組件的位置；(d)傳送操作命令以移動(dòng)過濾器組件；以及(e)基于該至少一個(gè)參數(shù)維持包括多個(gè)覆蓋區(qū)(footprint)的參數(shù)矩陣。圖1是示例性燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括以串聯(lián)的流動(dòng)布置聯(lián)接的進(jìn)口過濾室102、壓縮機(jī)104、燃燒器組件 106和渦輪108，該渦輪108經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸110可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到壓縮機(jī)104上。在操作期間，在該示例性實(shí)施例中，環(huán)境空氣流入進(jìn)口過濾室102，環(huán)境空氣在該進(jìn)口過濾室102中被過濾。在該示例性實(shí)施例中，過濾后的空氣經(jīng)空氣進(jìn)口(未示出)朝壓縮機(jī)104被引導(dǎo)，過濾后的空氣在朝燃燒器組件105排放之前在該壓縮機(jī)104中被壓縮。 在該示例性實(shí)施例中，壓縮空氣與燃料混合，并且得到的燃料_空氣混合物在燃燒器組件 106內(nèi)被點(diǎn)燃，以產(chǎn)生流向渦輪108的燃燒氣體。在該示例性實(shí)施例中，渦輪108從燃燒氣體提取旋轉(zhuǎn)能量并旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸110以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)104。此外，在該示例性實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100驅(qū)動(dòng)聯(lián)接到轉(zhuǎn)子軸110上的負(fù)載112，例如發(fā)電機(jī)。圖2是進(jìn)口過濾室102的截面圖。在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)口過濾室102包括下文更詳細(xì)地描述的多個(gè)豎向隔開的進(jìn)口罩200。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)口罩 200聯(lián)接到空氣過濾器罩殼204的外壁202上，使得空氣過濾器罩殼204經(jīng)由進(jìn)口罩200與環(huán)境空氣流連通。在該示例性實(shí)施例中，空氣過濾器罩殼204包括過濾器柵格管板206，該過濾器柵格管板206在空氣過濾器罩殼204內(nèi)限定在管板206上游的空氣過濾腔室208和在管板 206下游的清潔空氣腔室210。在該示例性實(shí)施例中，管板206包括延伸穿過其中的多個(gè)孔口 212，這些孔口 212聯(lián)接與清潔空氣腔室210流連通的空氣過濾腔室208。在該示例性實(shí)施例中，多個(gè)濾筒214在空氣過濾腔室208內(nèi)聯(lián)接到管板206的上游側(cè)。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，各孔口 212被定制尺寸、成形和定向成接納對(duì)應(yīng)的濾筒214，使得空氣過濾腔室208經(jīng)由濾筒214與清潔空氣腔室210流連通地聯(lián)接。在該示例性實(shí)施例中，各濾筒214均包括圓筒形部分216和從圓筒形部分216延伸的圓錐形部分218。備選地，濾筒214可為單個(gè)過濾器元件和/或可具有使過濾室102能夠如文中所述起作用的任何形狀。此外，在該示例性實(shí)施例中，濾筒214全部是一樣的。備選地，可使用使過濾室102能夠如文中所述起作用的任何數(shù)目、形狀或定向的濾筒214。在該示例性實(shí)施例中，多個(gè)壓縮空氣脈沖清潔器220在清潔空氣腔室210內(nèi)聯(lián)接到管板206的下游側(cè)。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，各壓縮空氣脈沖清潔器220定向成引導(dǎo)噴射空氣通過對(duì)應(yīng)的孔口 212和/或?yàn)V筒214。例如，在清潔濾筒214的過程中，壓縮空氣脈沖清潔器220使氣流脈動(dòng)通過孔口 212，以形成有利于從濾筒214去除微粒物質(zhì)例如灰塵和/或碎屑的沖擊波。在該示例性實(shí)施例中，收集漏斗222聯(lián)接到空氣過濾腔室 208上，以收集和/或去除沉淀在空氣過濾腔室208內(nèi)的灰塵和/或碎屑。在該示例性實(shí)施例中，在操作期間，環(huán)境空氣經(jīng)進(jìn)口罩200被引導(dǎo)到空氣過濾器罩殼204。在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)入空氣過濾器罩殼204的空氣中夾雜的至少一些灰塵和 /或碎屑通過重力落入收集漏斗222。此外，在該示例性實(shí)施例中，濾筒214通過被引導(dǎo)通過空氣過濾腔室208的空氣去除至少一些灰塵和/或碎屑。在該示例性實(shí)施例中，過濾后的空氣隨即經(jīng)孔口 212向下游被引導(dǎo)并在被引導(dǎo)到壓縮機(jī)104(在圖1中示出)之前進(jìn)入清潔空氣腔室210。為了有利于從濾筒214去除灰塵和/或碎屑，在該示例性實(shí)施例中，壓縮空氣脈沖清潔器220使噴射空氣流脈動(dòng)通過孔口 212和/或?yàn)V筒214。從濾筒214去除的灰塵和/或碎屑落入收集料斗222。圖3是進(jìn)口罩200的示意圖。在該示例性實(shí)施例中，進(jìn)口罩200包括下罩部件302， 該下罩部件302從空氣過濾器罩殼204的外壁202向外延伸使得通過下罩部件302限定進(jìn)口 304。在該示例性實(shí)施例中，上罩部件306從基部部件302的外部308朝空氣過濾罩殼 204傾斜地延伸，使得在進(jìn)口罩200內(nèi)通過外部308限定氣流通路。備選地，進(jìn)口罩200可具有使進(jìn)口罩200能夠如文中所述起作用的任何構(gòu)造。在該示例性實(shí)施例中，預(yù)過濾組件310過濾經(jīng)進(jìn)口 304被引導(dǎo)到進(jìn)口罩200中的氣流。在該示例性實(shí)施例中，預(yù)過濾組件310包括從流過預(yù)過濾組件310的環(huán)境空氣分離水分的水分分離器312、捕獲和/或去除環(huán)境空氣中夾雜的水分及諸如灰塵和/或碎屑的顆粒物質(zhì)的過濾介質(zhì)或聚結(jié)墊314以及有利于防止預(yù)過濾組件310內(nèi)結(jié)冰的電熱跟蹤電路316。在該示例性實(shí)施例中，熱跟蹤電路316的路徑被設(shè)置在預(yù)過濾組件310和下罩部件302之間。特別地，預(yù)過濾組件310可為水分分離器312、聚結(jié)墊314和/或熱跟蹤電路316的任
何組合。在該示例性實(shí)施例中，預(yù)過濾組件310在鉸鏈318處可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到進(jìn)口罩200 上使得預(yù)過濾組件310基本覆蓋進(jìn)口 304。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，預(yù)過濾組件 310可在進(jìn)口罩200內(nèi)在第一或操作位置320、第二或旁通位置322之間選擇性地移動(dòng)，和/ 或任意地中間定位在操作位置320和旁通位置322之間。在操作位置320上，預(yù)過濾組件 310基本覆蓋進(jìn)口 304使得進(jìn)入進(jìn)口罩200的環(huán)境空氣被引導(dǎo)通過預(yù)過濾組件310。相反， 在旁通位置322上，預(yù)過濾組件310僅部分地覆蓋進(jìn)口 304，使得環(huán)境空氣可在不被引導(dǎo)通過預(yù)過濾組件310的至少一部分的情況下進(jìn)入進(jìn)口罩200。在旁通位置322上，預(yù)過濾組件 310定位在上罩部件306附近并緊鄰上罩部件306。在該示例性實(shí)施例中，致動(dòng)組件400聯(lián)接到預(yù)過濾組件310上。在該示例性實(shí)施例中，致動(dòng)組件400是構(gòu)造成選擇性地將預(yù)過濾組件310定位在操作位置320和旁通位置 322之間的機(jī)械組件。在該示例性實(shí)施例中，致動(dòng)組件400包括致動(dòng)桿402、杠桿組件404、 至少一個(gè)引導(dǎo)套管406和致動(dòng)器408。在該示例性實(shí)施例中，致動(dòng)器408包括聯(lián)接到螺桿412上的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410，該螺桿 412包括定位在致動(dòng)桿402的一端416附近的第一端414以及聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410上的第二端418。備選地，致動(dòng)桿402可與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410操作地接合。在該示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410控制螺桿412的相對(duì)位置。在該示例性實(shí)施例中，在操作期間，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410使螺桿412圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)，以使螺桿412并從而使預(yù)過濾組件310移動(dòng)。備選地，可使用其它致動(dòng)系統(tǒng)來移動(dòng)致動(dòng)組件400和/或預(yù)過濾組件310，其它致動(dòng)系統(tǒng)包括例如氣動(dòng)、液壓和/或電氣系統(tǒng)。在該示例性實(shí)施例中，引導(dǎo)套管406具有被定制尺寸成使致動(dòng)桿402能夠延伸穿過引導(dǎo)套管406的內(nèi)徑(未示出)，使得致動(dòng)桿402可沿著其縱向軸線滑動(dòng)。在該示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410致動(dòng)致動(dòng)組件400，以使致動(dòng)桿402沿其縱向軸線平移。更具體而言， 在該示例性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410旋轉(zhuǎn)螺桿412，以對(duì)螺桿412在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410上方的高度420進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，隨著驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410使螺桿412沿第一方向旋轉(zhuǎn)，螺桿412降低并且高度420減小，從而使致動(dòng)桿402沿其縱向軸線向下平移。相反，隨著驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410沿與第一方向相反的第二方向旋轉(zhuǎn)，螺桿412上升且高度420增加，從而使致動(dòng)桿402沿其縱向軸線向上平移。在該示例性實(shí)施例中，致動(dòng)桿402和螺桿412基本同軸地對(duì)齊。在該示例性實(shí)施例中，杠桿組件404在第一端422處聯(lián)接到致動(dòng)桿402上并在第二端424處聯(lián)接到預(yù)過濾組件310上。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，杠桿組件404包括聯(lián)接到致動(dòng)桿402上的第一凸緣426、聯(lián)接到預(yù)過濾組件310上的第二凸緣428以及經(jīng)由相應(yīng)的第一鉸鏈432和第二鉸鏈434聯(lián)接到第一凸緣426和第二凸緣428上的杠桿主體 430。在該示例性實(shí)施例中，第一鉸鏈432和第二鉸鏈434可圍繞大致垂直于致動(dòng)桿402和 /或螺桿412的軸線旋轉(zhuǎn)。在該示例性實(shí)施例中，杠桿組件403的致動(dòng)有利于選擇性地定位和/或重新定位預(yù)過濾組件310。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，隨著致動(dòng)桿402沿其縱向軸線向下平移，杠桿組件404使預(yù)過濾組件310朝操作位置320移動(dòng)。相反，隨著致動(dòng)桿402沿其縱向軸線向上平移，杠桿組件404使預(yù)過濾組件310朝旁通位置322移動(dòng)。
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在該示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器436聯(lián)接到進(jìn)口罩200和/或預(yù)過濾組件 310上。在該示例性實(shí)施例中，傳感器436通過檢測至少一個(gè)操作參數(shù)來監(jiān)視燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的操作。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，傳感器436聯(lián)接到預(yù)過濾組件310 上，以便感測環(huán)境空氣的濕度、環(huán)境空氣的溫度、跨越預(yù)過濾組件310的氣流的壓降、環(huán)境空氣和/或預(yù)過濾組件310的微粒量以及在預(yù)過濾組件310處的空氣速度。例如，可使用壓力傳感器(未示出)來檢測環(huán)境空氣壓力，并且可使用溫度傳感器(未示出)來檢測在進(jìn)口過濾室102處和/或在任何其它適當(dāng)?shù)奈恢锰幍沫h(huán)境空氣溫度。如文中所用，術(shù)語“參數(shù)”指的是物理特性，其值可用于限定燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的操作條件，例如在限定位置處的濕度、溫度、壓力、微粒量和/或空氣速度。 在該示例性實(shí)施例中，控制器438經(jīng)由可以以硬件和/或軟件實(shí)施的通信鏈440 聯(lián)接到傳感器436上。在該示例性實(shí)施例中，通信鏈440根據(jù)適當(dāng)?shù)挠芯€和/或無線通信協(xié)議將數(shù)據(jù)信號(hào)遠(yuǎn)程傳入/傳出控制器438。例如，此類數(shù)據(jù)信號(hào)可包括傳輸?shù)娇刂破?38 的指示傳感器436的操作條件參數(shù)的信號(hào)和/或由控制器438傳送到傳感器436的各種操作命令信號(hào)。在該示例性實(shí)施例中，控制器438包括至少一個(gè)處理器442和聯(lián)接到處理器442 上的存儲(chǔ)器444。例如，控制器438可為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，控制器438也可包括輸入通道和/或輸出通道，該輸入通道和/或輸出通道可包括但不限于其它傳感器、與操作員接口相關(guān)的計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備、控制裝置、操作員接口監(jiān)視器和/或顯示器。如文中所用，術(shù)語“處理器”并不局限于在本領(lǐng)域中稱為計(jì)算機(jī)的集成電路，而是寬泛地指控制器、微控制器、微計(jì)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)語在文中可互換地使用。文中所述的處理器處理從多個(gè)電氣和電子裝置傳輸?shù)男畔ⅲ@些電氣和電子裝置可包括但不限于傳感器、致動(dòng)器、壓縮機(jī)、控制系統(tǒng)和/ 或監(jiān)視裝置。此類處理器可物理地定位在例如控制系統(tǒng)、傳感器、監(jiān)視裝置、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、PLC機(jī)柜和/或分布式控制系統(tǒng)(DCS)機(jī)柜中。此外，在文中所述的實(shí)施例中，術(shù)語“存儲(chǔ)器”可包括但不限于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，以及計(jì)算機(jī)可讀的非易失性介質(zhì)，例如閃存存儲(chǔ)器。備選地，也可使用軟盤、只讀光盤存儲(chǔ)器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)和/或數(shù)字多功能光盤(DVD)。RAM和存儲(chǔ)設(shè)備儲(chǔ)存和傳送要由處理器執(zhí)行的信息和指令。RAM和存儲(chǔ)裝置也可用來在通過處理器執(zhí)行指令期間存儲(chǔ)并向處理器提供臨時(shí)變量、靜態(tài)(即，不變的)信息和指令或其它中間信息。所執(zhí)行的指令可包括但不限于氣流控制命令。指令的執(zhí)行次序不限于硬件電路和軟件指令的任何特定結(jié)合。在該示例性實(shí)施例中，控制器438執(zhí)行程序以有利于基于傳感器輸入和/或來自人類操作員的指令控制燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的操作。例如，由控制器438執(zhí)行的程序可包括例如用于確定預(yù)過濾組件310的構(gòu)造的程序。在該示例性實(shí)施例中，控制器438所生成的命令可使傳感器436監(jiān)視周圍環(huán)境的至少一個(gè)參數(shù)和/或激活燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng) 100上的其它控制設(shè)定。在該示例性實(shí)施例中，控制器438致動(dòng)致動(dòng)組件400以選擇性地定位預(yù)過濾組件 310。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，控制器438構(gòu)造成基于通過傳感器436檢測的至少一個(gè)參數(shù)來致動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410，以通過使致動(dòng)桿402沿其縱向軸線移動(dòng)而選擇性地定位預(yù)過濾組件310。在該示例性實(shí)施例中，在操作期間進(jìn)口罩200將環(huán)境空氣引導(dǎo)到空氣過濾室208 中。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，環(huán)境空氣被引導(dǎo)通過進(jìn)口 304，并且當(dāng)預(yù)過濾組件 310在操作位置320上時(shí)，空氣被引導(dǎo)通過預(yù)過濾組件310。在該示例性實(shí)施例中，預(yù)過濾組件310有利于去除進(jìn)入進(jìn)口罩200的空氣中夾雜的至少一些水分和/或碎屑。更具體而言， 在該示例性實(shí)施例中，隨著環(huán)境空氣流經(jīng)預(yù)過濾組件310，水分分離器312利用慣性分離來去除液滴并且聚結(jié)墊314使環(huán)境空氣中含有的水分聚結(jié)成較大的液滴。在該示例性實(shí)施例中，來自聚結(jié)墊314的聚結(jié)液滴在從環(huán)境空氣引導(dǎo)之前通過重力輸送到水分分離器312中。在該示例性實(shí)施例中，取決于所捕獲的碎屑、灰塵和/或水分的量，預(yù)過濾組件 310可限制通過進(jìn)口罩200的氣流，從而使空氣壓力的損失增加。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，增加的空氣壓力損失可以是由于灰塵和/或碎屑在預(yù)過濾組件310上的聚集和/ 或預(yù)過濾組件310上形成雪和/或冰而造成的。在該示例性實(shí)施例中，傳感器436監(jiān)視任何適當(dāng)?shù)膮?shù)，包括在進(jìn)口罩200且更具體地在預(yù)過濾組件310內(nèi)或附近的濕度、溫度、壓力、微粒量和/或空氣速度。在該示例性實(shí)施例中，當(dāng)傳感器436檢測具有處在預(yù)定閾值的值的參數(shù)時(shí)，傳感器436將信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?38。在該示例性實(shí)施例中，預(yù)定閾值可基于操作參數(shù)的任何組合，所述操作參數(shù)包括例如預(yù)定的環(huán)境空氣濕度、預(yù)定的環(huán)境空氣溫度、預(yù)定的跨越預(yù)過濾組件310的壓降、預(yù)定的進(jìn)口罩200和/或預(yù)過濾組件310的微粒量和/或預(yù)定的氣流速度的任何組合。例如，當(dāng)傳感器436檢測到例如在夏季、雨季或霧季可能盛行的溫?zé)岘h(huán)境空氣和/ 或潮濕環(huán)境空氣時(shí)，傳感器436將第一信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?38。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，當(dāng)傳感器436檢測到環(huán)境空氣中的大約40 °F或以上的第一溫度、大約90%或以上的第一相對(duì)濕度、低于大約1. 5英寸水柱(WC)的第一壓降和/或低于大約每立方米10. 0 毫克(mg)的微粒量時(shí)，傳感器436將第一信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?38。相反，當(dāng)傳感器436檢測到例如在冬季、干燥季節(jié)或多風(fēng)季節(jié)期間可能盛行的冰凍狀況、沙暴和/或塵暴時(shí)，傳感器 436將第二信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?38。更具體而言，在該示例性實(shí)施例中，當(dāng)傳感器436檢測到環(huán)境空氣中的低于大約40 °F的第二溫度、低于大約90%的第二相對(duì)濕度、在大約1. 5英寸WC或以上的第二壓降和/或在大約每立方米10. Omg或以上的微粒量時(shí)，傳感器436將第二信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?38。在該示例性實(shí)施例中，控制器438基于通過傳感器436檢測出的參數(shù)和通過傳感器436傳輸?shù)男盘?hào)致動(dòng)致動(dòng)組件400以移動(dòng)預(yù)過濾組件310。例如，當(dāng)控制器438接收來自傳感器436的第一信號(hào)時(shí)，控制器438確定用于致動(dòng)組件400的第一命令，而當(dāng)控制器438 從傳感器436接收第二信號(hào)時(shí)，控制器438確定用于致動(dòng)組件400的第二命令。在該示例性實(shí)施例中，第一命令包括用于致動(dòng)組件400使預(yù)過濾組件310朝操作位置320移動(dòng)的指令，而第二命令包括用于致動(dòng)組件400使預(yù)過濾組件310朝旁通位置322移動(dòng)的指令。在該示例性實(shí)施例中，控制器438將確定的命令傳輸?shù)街聞?dòng)組件400，以使預(yù)過濾組件310朝操作位置320或旁通位置322移動(dòng)。在該示例性實(shí)施例中，當(dāng)致動(dòng)組件400接收第一命令時(shí)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410使螺桿412 圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)以使螺桿412的高度420減小，從而使致動(dòng)桿402沿其縱向軸線向下平移使得預(yù)過濾組件310朝操作位置320移動(dòng)。相反，當(dāng)致動(dòng)組件400接收第二命令時(shí)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)410使螺桿412圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)以使螺桿412的高度420增加，從而使致動(dòng)桿 402沿其縱向軸線向上平移使得預(yù)過濾組件310朝旁通位置322移動(dòng)。此外，在該示例性實(shí)施例中，在旁通位置322上，用戶可在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100保持操作的同時(shí)接近預(yù)過濾組件310，以便對(duì)預(yù)過濾組件310進(jìn)行清潔、拆除和/或更換。在用戶清潔預(yù)過濾組件310之后，控制器438可從用戶輸入裝置(未示出)接收第二信號(hào)，以選擇性地使預(yù)過濾組件310 回到操作位置320。在該示例性實(shí)施例中，控制器438將參數(shù)矩陣記錄和/或維持在存儲(chǔ)器444中。在該示例性實(shí)施例中，該參數(shù)矩陣可包括至少部分基于所檢測的參數(shù)的多個(gè)覆蓋區(qū)。在該示例性實(shí)施例中，該參數(shù)矩陣可有利于至少部分基于該多個(gè)覆蓋區(qū)而確定用于致動(dòng)組件400 的操作命令。例如，控制器438可至少部分基于所檢測的參數(shù)自動(dòng)校正和/或調(diào)節(jié)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的操作命令。由此，在該示例性實(shí)施例中，控制器438能夠基于用于特定參數(shù)例如濕度、溫度、壓力、微粒數(shù)和空氣速度的季節(jié)模式操作致動(dòng)組件400。文中所述的示例性方法和系統(tǒng)提供了可基于環(huán)境條件操作的預(yù)過濾旁通系統(tǒng)。更具體而言，文中所述的示例性預(yù)過濾旁通系統(tǒng)有利于在操作周期期間選擇性地繞開過濾器組件，以提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作效率。另外，與公知的過濾器組件形成鮮明對(duì)比，文中所述的示例性實(shí)施例使過濾器組件能夠被選擇性地繞開而不需要使相關(guān)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。因此，該示例性預(yù)過濾旁通系統(tǒng)有利于降低維護(hù)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)且更具體地燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口系統(tǒng)的成本。以上詳細(xì)描述了用于預(yù)過濾旁通系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法的示例性實(shí)施例。示例性系統(tǒng)和方法并不局限于文中所述的特定實(shí)施例，相反，系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可與文中所述的其它構(gòu)件和/或步驟獨(dú)立地和分開地利用。例如，示例性實(shí)施例可結(jié)合其它系統(tǒng)和方法使用，且不局限于僅通過文中所述的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來實(shí)施。相反，示例性實(shí)施例能夠結(jié)合許多其它燃燒系統(tǒng)應(yīng)用來實(shí)施和利用。雖然本發(fā)明各種實(shí)施例的特定特征可在一些附圖中示出而在其它附圖中未示出， 但這只是為了方便。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖的任何特征可結(jié)合任何其它附圖的任何特征來引用和/或主張權(quán)利。此書面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實(shí)例來公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并利用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利權(quán)的范圍通過權(quán)利要求來限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)例沒有不同于權(quán)利要求的文字語言所描述的結(jié)構(gòu)元件，或者它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類其它實(shí)例包含在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用來與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100) —起使用的進(jìn)口過濾室(102)，所述進(jìn)口過濾室包括進(jìn)口罩(200)，其包括可選擇性地定位在操作位置(320)和旁通位置(322)之間的過濾器組件；致動(dòng)組件(400)，其聯(lián)接到所述過濾器組件上，以選擇性地定位所述過濾器組件； 傳感器(436)，其構(gòu)造成檢測至少一個(gè)操作參數(shù)；以及控制器(438)，其聯(lián)接到所述傳感器上，以便基于所述至少一個(gè)操作參數(shù)致動(dòng)所述致動(dòng)組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口過濾室(102)，其特征在于，所述控制器(438)包括存儲(chǔ)區(qū)和聯(lián)接到所述存儲(chǔ)區(qū)的處理器(442)，所述處理器被編程以使所述控制器從所述傳感器(436)接收所述至少一個(gè)操作參數(shù)；基于從所述傳感器接收的所述至少一個(gè)操作參數(shù)確定所述過濾器組件的期望位置；并且將信號(hào)傳輸?shù)剿鲋聞?dòng)組件(400)，以使所述過濾器組件朝由所述控制器確定的位置移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)口過濾室(102)，其特征在于，所述處理器(442)還被編程以使所述控制器(438)至少部分地基于所述至少一個(gè)操作參數(shù)維持包括多個(gè)覆蓋區(qū)的參數(shù)矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口過濾室(102)，其特征在于，所述致動(dòng)組件(400)包括至少一個(gè)引導(dǎo)套管(406)和延伸穿過所述至少一個(gè)引導(dǎo)套管的致動(dòng)桿(402)，其中所述致動(dòng)桿聯(lián)接到所述過濾器組件上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的進(jìn)口過濾室(102)，其特征在于，所述致動(dòng)組件(400)還包括致動(dòng)器(408)，其中所述控制器(438)構(gòu)造成致動(dòng)所述制動(dòng)器，以使所述致動(dòng)桿(402)平移通過所述引導(dǎo)套管(406)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口過濾室(102)，其特征在于，所述過濾器組件包括水分分離器(312)、過濾介質(zhì)和熱跟蹤電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)口過濾室(102)，其特征在于，所述至少一個(gè)操作參數(shù)包括濕度、溫度、壓力、微粒量和空氣速度中的至少一個(gè)。
8.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括 進(jìn)口管道；聯(lián)接到所述進(jìn)口管道上的進(jìn)口過濾室(102)，所述進(jìn)口過濾室(102)包括可選擇性地定位在操作位置(320)和旁通位置(322)之間的過濾器組件；致動(dòng)組件(400)，其聯(lián)接到所述過濾器組件上，以選擇性地定位所述過濾器組件； 傳感器(436)，其構(gòu)造成檢測至少一個(gè)操作參數(shù)；以及控制器(438)，其聯(lián)接到所述傳感器上，以便基于所述至少一個(gè)操作參數(shù)致動(dòng)所述致動(dòng)組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)，其特征在于，所述控制器(438)包括存儲(chǔ)區(qū)和聯(lián)接到所述存儲(chǔ)區(qū)的處理器(442)，所述處理器被編程以使所述控制器從所述傳感器(436)接收所述至少一個(gè)操作參數(shù)；基于從所述傳感器接收的所述至少一個(gè)操作參數(shù)確定所述過濾器組件的期望位置；并且將信號(hào)傳輸?shù)剿鲋聞?dòng)組件(400)，以使所述過濾器組件朝由所述控制器確定的位置移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述處理器(442)還被編程以使所述控制器(438)至少部分地基于所述至少一個(gè)操作參數(shù)維持包括多個(gè)覆蓋區(qū)的參數(shù)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)口過濾室的預(yù)過濾旁通，具體而言，提供了一種用來與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(100)一起使用的進(jìn)口過濾室(102)。該進(jìn)口過濾室包括進(jìn)口罩(200)，其包括可選擇性地定位在操作位置(320)和旁通位置(322)之間的過濾器組件；致動(dòng)組件(400)，其聯(lián)接到過濾器組件上，以選擇性地定位過濾器組件；傳感器(436)，其構(gòu)造成檢測至少一個(gè)操作參數(shù)；以及控制器(438)，其聯(lián)接到致動(dòng)器上，以便基于該至少一個(gè)操作參數(shù)致動(dòng)該致動(dòng)組件。
文檔編號(hào)F02C7/057GK102330602SQ20111015731
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者B·A·基佩爾, 章建民 申請人:通用電氣公司