本發(fā)明大體上涉及燃?xì)鉁u輪。更具體地，本發(fā)明涉及用于將壓縮空氣從燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪大體上包括入口區(qū)段、壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段以及排氣區(qū)段。入口區(qū)段清洗并調(diào)節(jié)工作流體(例如，空氣)，并且，將工作流體供給至壓縮機(jī)區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段逐步提高工作流體的壓力，并且，將壓縮后的工作流體供給至燃燒區(qū)段。使壓縮后的工作流體和燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)混合，并且，在燃燒室中焚燒，以生成具有高溫和高壓的燃?xì)?。燃?xì)庋刂ㄟ^熱氣路徑而發(fā)送到渦輪區(qū)段中，在渦輪區(qū)段中，燃?xì)馀蛎浂鞴?。例如，燃?xì)庠跍u輪區(qū)段中膨脹可以使與發(fā)電機(jī)連接的軸旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。

壓縮機(jī)所提供的壓縮空氣可以達(dá)到超過300磅/平方英寸的壓力。在諸如啟動(dòng)燃?xì)鉁u輪、在低發(fā)熱燃料上運(yùn)行或?qū)嚎s機(jī)用作燃?xì)鉁u輪測(cè)試設(shè)備中的負(fù)荷之類的特定的情形中，變得有必要的是，如燃?xì)鉁u輪運(yùn)行所要求的，將壓縮空氣從壓縮機(jī)和/或安置在壓縮機(jī)下游和渦輪上游的燃燒排放外殼完全地或至少部分地傾倒或排出。

已知各種通氣系統(tǒng)。然而，將大量的高度地加壓的壓縮空氣釋放至大氣壓創(chuàng)建需要在有限的尺寸的通氣系統(tǒng)中使高水平的能量耗散的情形，這可能導(dǎo)致振動(dòng)。這些振動(dòng)可能導(dǎo)致通氣系統(tǒng)的各種構(gòu)件上的高周疲勞應(yīng)力。因此，用于從壓縮機(jī)排放壓縮機(jī)空氣的改進(jìn)的系統(tǒng)將是有用的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)在下文中的以下的描述中陳述，或可以從描述顯而易見，或可以通過實(shí)踐本發(fā)明而學(xué)習(xí)到。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是用于將壓縮空氣從壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：空氣分配歧管，其經(jīng)由導(dǎo)管與壓縮機(jī)流體連通；以及至少一個(gè)排放管線，其與空氣分配歧管流體連通。排放管線限定從空氣分配歧管至大氣的流路。排放管線包括聯(lián)接至空氣分配歧管的聯(lián)接管，安置在聯(lián)接管下游的噴灑器區(qū)段，以及安置在流路內(nèi)聯(lián)接管與噴灑器區(qū)段之間的至少一個(gè)限流板。限流板包括至少一個(gè)孔口，其提供壓縮空氣在空氣分配歧管與噴灑器區(qū)段之間的壓力降。

本發(fā)明的另一實(shí)施例是用于將壓縮空氣從燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括經(jīng)由在燃?xì)鉁u輪的渦輪上游的聯(lián)接至燃?xì)鉁u輪的導(dǎo)管與壓縮機(jī)流體連通的空氣分配歧管。排放管線與空氣分配歧管流體連通，且限定從空氣分配歧管至大氣的流路。排放管線包括聯(lián)接至空氣分配歧管的聯(lián)接管，安置在聯(lián)接管下游的噴灑器區(qū)段，以及安置在流路內(nèi)聯(lián)接管與噴灑器區(qū)段之間的至少一個(gè)限流板。限流板包括至少一個(gè)孔口，其提供壓縮空氣在空氣分配歧管與噴灑器區(qū)段之間的壓力降。

本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種用于將壓縮空氣從壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)，包括：空氣分配歧管，其經(jīng)由導(dǎo)管與所述壓縮機(jī)流體連通；至少一個(gè)排放管線，其與所述空氣分配歧管流體連通，所述排放管線限定從所述空氣分配歧管至大氣的流路，所述排放管線包括聯(lián)接至所述空氣分配歧管的聯(lián)接管，安置在所述聯(lián)接管下游的噴灑器區(qū)段；以及至少一個(gè)限流板，其安置在所述流路內(nèi)所述聯(lián)接管與所述噴灑器區(qū)段之間，其中所述限流板包括至少一個(gè)孔口，其中所述孔口提供所述壓縮空氣在所述空氣分配歧管與所述噴灑器區(qū)段之間的壓力降。

本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述限流板包括多個(gè)所述孔口。

本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)限流板包括：第一限流板，其限定第一多個(gè)孔口，且安置在所述空氣分配歧管下游的所述流路內(nèi)；以及第二限流板，其限定第二多個(gè)孔口，且安置在所述第一限流板下游和所述噴灑器區(qū)段上游。

本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，所述第一限流板的所述第一多個(gè)孔口確定尺寸為提供與所述第二限流板上游的所述流路內(nèi)的第一水平的聲能相關(guān)聯(lián)的第一壓力降，且所述第二限流板的所述第二多個(gè)孔口確定尺寸為提供與所述噴灑器區(qū)段上游的所述流路內(nèi)的第二水平的聲能相關(guān)聯(lián)的第二壓力降。

本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第四技術(shù)方案中，所述第一壓力降和所述第二壓力降不相等。

本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第四技術(shù)方案中，與所述第一壓力降相關(guān)聯(lián)的聲能水平和與所述第二壓力降相關(guān)聯(lián)的聲能水平基本相等。

本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述噴灑器包括多個(gè)排氣口，其中所述排氣口提供從所述流路至大氣的流體連通。

本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述導(dǎo)管聯(lián)接至安置在所述壓縮機(jī)下游的壓縮機(jī)排放外殼。

本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)排放管線包括與所述空氣分配歧管流體連通且限定從所述空氣分配歧管至大氣的流路的多個(gè)排放管線，每個(gè)排放管線都包括聯(lián)接至所述空氣分配歧管的聯(lián)接管和安置在所述聯(lián)接管下游的噴灑器區(qū)段。

本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第八技術(shù)方案中，每個(gè)排放管線都包括安置在所述流路內(nèi)所述聯(lián)接管與所述噴灑器區(qū)段之間的至少一個(gè)限流器，其中所述限流板包括至少一個(gè)孔口，其中所述孔口提供所述壓縮空氣在所述空氣分配歧管與所述噴灑器區(qū)段之間的壓力降。

本發(fā)明的第十一技術(shù)方案提供了一種用于將壓縮空氣從燃?xì)鉁u輪的壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)，包括：空氣分配歧管，其經(jīng)由在所述燃?xì)鉁u輪的渦輪上游的聯(lián)接至所述燃?xì)鉁u輪的導(dǎo)管與所述壓縮機(jī)流體連通；排放管線，其與所述空氣分配歧管流體連通，所述排放管線限定從所述空氣分配歧管至大氣的流路，所述排放管線包括聯(lián)接至所述空氣分配歧管的聯(lián)接管，安置在所述聯(lián)接管下游的噴灑器區(qū)段；以及至少一個(gè)限流板，其安置在所述流路內(nèi)所述聯(lián)接管與所述噴灑器區(qū)段之間，其中所述限流板包括至少一個(gè)孔口，其中所述孔口提供所述壓縮空氣在所述空氣分配歧管與所述噴灑器區(qū)段之間的壓力降。

本發(fā)明的第十二技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中，所述限流板包括多個(gè)所述孔口。

本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)限流板包括：第一限流板，其限定第一多個(gè)孔口，且安置在所述空氣分配歧管下游的所述流路內(nèi)；以及第二限流板，其限定第二多個(gè)孔口，且安置在所述第一限流板下游和所述噴灑器區(qū)段上游。

本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十三技術(shù)方案中，所述第一限流板的所述第一多個(gè)孔口確定尺寸為提供與所述第二限流板上游的所述流路內(nèi)的第一水平的聲能相關(guān)聯(lián)的第一壓力降，且所述第二限流板的所述第二多個(gè)孔口確定尺寸為提供與所述噴灑器區(qū)段上游的所述流路內(nèi)的第二水平的聲能相關(guān)聯(lián)的第二壓力降。

本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十四技術(shù)方案中，與所述第一壓力降相關(guān)聯(lián)的聲能水平和與所述第二壓力降相關(guān)聯(lián)的聲能水平基本相等。

本發(fā)明的第十六技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中，所述噴灑器包括多個(gè)排氣口，其中所述排氣口提供從所述流路至大氣的流體連通。

本發(fā)明的第十七技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中，所述燃?xì)鉁u輪包括所述壓縮機(jī)下游的壓縮機(jī)排放外殼，其中所述導(dǎo)管聯(lián)接至所述壓縮機(jī)排放外殼。

本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十一技術(shù)方案中，所述至少一個(gè)排放管線包括與所述空氣分配歧管流體連通且限定從所述空氣分配歧管至大氣的流路的多個(gè)排放管線，每個(gè)排放管線都包括聯(lián)接至所述空氣分配歧管的聯(lián)接管和安置在所述聯(lián)接管下游的噴灑器區(qū)段。

本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十八技術(shù)方案中，每個(gè)排放管線都包括安置在所述流路內(nèi)所述聯(lián)接管與所述噴灑器區(qū)段之間的至少一個(gè)限流器，其中所述限流板包括至少一個(gè)孔口，其中所述孔口提供所述壓縮空氣在所述空氣分配歧管與所述噴灑器區(qū)段之間的壓力降。

當(dāng)仔細(xì)研究說明書時(shí)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更清楚地意識(shí)到這樣的實(shí)施例的特征和方面及其他。

附圖說明

在包括參考附圖的說明書的剩余部分中更具體地陳述本發(fā)明的對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的包括最佳模式的完全和開放的公開，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的包括用于將壓縮空氣從壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)的示范性的燃?xì)鉁u輪的功能框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的用于將壓縮空氣從壓縮機(jī)排放的示范性的系統(tǒng)的透視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的如圖2中所示出的用于將壓縮空氣從壓縮機(jī)排放的系統(tǒng)的局部透視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的示范性的限流板的下游視圖；

圖5是沿著截面線5-5截取的如圖4中所示出的限流板的橫截面圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的示范性的限流板的下游視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的如圖1、圖2以及圖3中所示出的系統(tǒng)的一部分的簡(jiǎn)化示意圖。

零件列表

10 燃?xì)鉁u輪

12 入口區(qū)段

14 工作流體/空氣

16 壓縮機(jī)

18 壓縮空氣

20 燃料

22 燃料源

24 燃燒器

26 燃?xì)?/p>

28 渦輪

30 軸

32 發(fā)電機(jī)/馬達(dá)

34 排氣

36 排氣區(qū)段

38 排氣管

40 壓縮機(jī)排放外殼

100 系統(tǒng)

102 導(dǎo)管

104 空氣分配歧管

106 排放管線

108 噴灑器區(qū)段

110 聯(lián)接管

112 排氣口

114 限流板

114(a) 第一限流板

114(b) 第二限流板

116 板/板部分

118 凸緣/凸緣部分

120 螺栓孔

122 孔口

124 軸向距離

ΔP1 第一壓力降

ΔP2 第二壓力降

P1 第一壓力

P2 第二壓力

P3 第三壓力。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，將對(duì)本發(fā)明的本實(shí)施例詳細(xì)地作出參考，在附圖中，圖示本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)示例。詳述使用數(shù)字標(biāo)示和字母標(biāo)示來指附圖中的特征。附圖和描述中的相同的或類似的標(biāo)示用于指本發(fā)明的相同的或類似的零件。如本文中所使用的，術(shù)語“第一”、“第二”以及“第三”可以能互換地用于將一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)區(qū)分開，并且，不旨在表明個(gè)別的構(gòu)件的位置或重要性。術(shù)語“上游”和“下游”是指相對(duì)于流體通路中的流體流的相對(duì)方向。例如，“上游”是指流體流自的方向，并且，“下游”是指流體流至的方向。

每個(gè)示例都經(jīng)由對(duì)本發(fā)明的解釋而提供，而不是經(jīng)由對(duì)本發(fā)明的限制而提供。實(shí)際上，將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的范圍或?qū)嵸|(zhì)的情況下，能夠在本發(fā)明中作出修改和變型。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分而圖示或描述的特征可以用于另一實(shí)施例上，以產(chǎn)生再一個(gè)實(shí)施例。因而，由于這樣的修改和變型屬于所附權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)，因而旨在本發(fā)明涵蓋這樣的修改和變型。雖然為了圖示而大體上將在用于將壓縮空氣從陸用發(fā)電燃?xì)鉁u輪排放的系統(tǒng)的背景下描述本發(fā)明的示范性的實(shí)施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地意識(shí)到，除非在權(quán)利要求中明確地?cái)⑹?，否則本發(fā)明的實(shí)施例可以應(yīng)用于任何樣式或類型的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)式渦輪機(jī)，并且，不限于陸用發(fā)電燃?xì)鉁u輪。

現(xiàn)在參考附圖，其中在所有的附圖中同一數(shù)字指示相同的元件，圖1提供可以將本發(fā)明的各種實(shí)施例合并的示范性的燃?xì)鉁u輪10的功能框圖。如圖所示，燃?xì)鉁u輪10大體上包括入口區(qū)段12，入口區(qū)段12可以包括一系列的過濾器、冷卻盤管、水氣分離器以及/或其他裝置，從而凈化且以另外的方式調(diào)節(jié)進(jìn)入燃?xì)鉁u輪10的空氣14或其他工作流體。空氣14流動(dòng)至壓縮機(jī)區(qū)段，在壓縮機(jī)區(qū)段，壓縮機(jī)16逐步對(duì)空氣14賦予動(dòng)能，以產(chǎn)生壓縮空氣18。

使壓縮空氣18與來自燃料供給系統(tǒng)22的燃料20混合，以形成在一個(gè)或更多個(gè)燃燒器24內(nèi)可燃混合物。使可燃混合物焚燒，以產(chǎn)生具有高溫、高壓以及高速的燃?xì)?6。燃?xì)?6流過渦輪區(qū)段的渦輪28而作功。例如，渦輪28可以與軸30連接，使得渦輪28的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)16而產(chǎn)生壓縮空氣18。備選地或另外，軸30可以將渦輪28與用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)32連接。來自渦輪28的排氣34流過排氣區(qū)段36，其將渦輪28與渦輪28下游的排氣管38連接。排氣區(qū)段36可以包括例如余熱回收蒸汽發(fā)生器(未示出)，該余熱回收蒸汽發(fā)生器用于在將排氣34釋放至環(huán)境之前，清洗排氣34并從排氣34提取額外的熱。

取決于燃?xì)鉁u輪10的運(yùn)行模式，在壓縮機(jī)的出口處，壓縮空氣18可能超過大約300磅/平方英寸和大約1000°F。典型地，壓縮空氣18從壓縮機(jī)出口發(fā)送至包圍各種燃燒器構(gòu)件的壓縮機(jī)排放外殼40中。在諸如燃?xì)鉁u輪的啟動(dòng)、使用低發(fā)熱燃料的運(yùn)行或?qū)嚎s機(jī)用作燃?xì)鉁u輪測(cè)試設(shè)備中的負(fù)荷時(shí)的具體的情形中，變得有必要的是，如燃?xì)鉁u輪運(yùn)行所要求的，將壓縮空氣從壓縮機(jī)和/或安置在壓縮機(jī)下游和渦輪上游的燃燒排放外殼完全地或至少部分地傾倒或排出至大氣。

在如圖1、圖2以及圖3中所示出的各種實(shí)施例中，用于將壓縮空氣18從壓縮機(jī)16和/或壓縮機(jī)排放外殼40排放的系統(tǒng)100與燃?xì)鉁u輪10流體聯(lián)接，在本文中，系統(tǒng)100被稱為“系統(tǒng)”。例如，如圖1中所示出的，系統(tǒng)100可以包括各種流體聯(lián)接件和/或?qū)Ч?02，流體聯(lián)接件和/或?qū)Ч?02限定用于將壓縮機(jī)16和/或壓縮機(jī)排放外殼40之間的壓縮空氣18發(fā)送至系統(tǒng)100的空氣分配歧管104的一個(gè)或更多個(gè)流路。

在如圖1和圖2中所示出的各種實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括與空氣分配歧管104流體連通的至少一個(gè)排放管線106。如圖1和圖2中所圖示，在各種配置中，系統(tǒng)100包括多個(gè)水平地延伸的排放管線106。如圖2中所示出的，排放管線106大體上包括噴灑器區(qū)段108，噴灑器區(qū)段108經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)聯(lián)接管110而與空氣分配歧管104聯(lián)接。噴灑器區(qū)段108限定多個(gè)排氣口112，這些排氣口112沿著噴灑器區(qū)段108的跨度限定。(多個(gè))排放管線106限定從空氣分配歧管104至大氣的流路。

在運(yùn)行中，諸如在燃?xì)鉁u輪的跳閘事件的期間，可以開動(dòng)各種閥，因而允許壓縮空氣18從壓縮機(jī)16和/或壓縮機(jī)排放外殼40流入空氣分配歧管104中。壓縮空氣18從空氣分配歧管104流出，通過聯(lián)接管110而流入噴灑器區(qū)段108中。然后，壓縮空氣18通過排氣口112而流動(dòng)至周圍的大氣。在壓縮空氣被釋放至大氣之前，排氣口112顯著地降低壓縮空氣的壓力。然而，相對(duì)高壓的壓縮空氣18至大氣壓的突然釋放導(dǎo)致高水平的能量，該能量引起排放管線106中的振動(dòng)，具體地，噴灑器區(qū)段108中的振動(dòng)。在各種實(shí)施例中，如圖3中所示出的，至少一個(gè)排放管線106包括安置在噴灑器區(qū)段108上游和空氣分配歧管104下游的至少一個(gè)限流板114。

圖4提供根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的示范性的限流板114的下游視圖。圖5提供沿著截面線5-5截取的如圖4中所示出的限流板114的橫截面?zhèn)纫晥D。圖6提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范性的限流板的下游視圖。如圖4、圖5以及圖6中所示出的，限流板114大體上包括板或板部分116和凸緣部分118的凸緣。凸緣部分118可以包括多個(gè)沿周向布置的螺栓孔120。

在各種實(shí)施例中，板部分116限定為流體流過板部分116作準(zhǔn)備的至少一個(gè)孔或孔口122。在各種實(shí)施例中，板部分116限定多個(gè)孔口122。雖然顯示為大體上圓形，但孔口122可以具有任何形狀，諸如長圓形、橢圓形、三角形、正方形或矩形。在具體的實(shí)施例中，如圖4中所示出的，孔口122可以確定尺寸為基本均等地橫過板部分116。在具體的實(shí)施例中，孔口122可以具有不同的直徑。

在具體的實(shí)施例中，如圖3中所示出的，系統(tǒng)100包括第一限流板114(a)，第一限流板114(a)安置在第二限流板114(b)上游，其中，第二限流板114(b)安置在噴灑器區(qū)段108上游。可以選擇每個(gè)對(duì)應(yīng)的限流板114(a)及114(b)中孔口122的直徑和孔口122的總數(shù)，使得通過第一限流板114(a)的與第一壓力降ΔP₁除以P₁的形式有關(guān)的聲能(acoustical energy)的第一量或水平與通過第二限流板114(b)的與第二壓力降ΔP₂ 除以 P₂的形式有關(guān)的聲能的第二量或水平基本相等。

例如，如圖7中示意地示出的，在第一壓力P₁下，壓縮空氣18將從空氣分配歧管104(圖1)流入排放管線106 中。隨著壓縮空氣18流過第一限流板114(a)的孔口122(a)，壓力將下降至第二壓力P₂。然后，壓縮空氣18將在聯(lián)接管110內(nèi)流過軸向距離124。然后，壓縮空氣18流過第二限流板114(b)的孔122(b)，并且，排放管線106內(nèi)的壓力將第二次從 P₂下降至第三壓力P₃。

然后，壓縮空氣18可以流入噴灑器區(qū)段108(圖2)中，在噴灑器區(qū)段108，經(jīng)由排氣口112而將壓縮空氣18排出至大氣。通過使流過噴灑器區(qū)段108上游的排放管線106的壓縮空氣18的壓力逐步減低，更重要的是，多級(jí)式限流器的壓力的這樣的逐步減低由于壓力本身而不均等，更確切地說，根據(jù)限流器的處理聲能的能力而不均等，從而可以使典型地由直接地從空氣分配歧管104流動(dòng)至噴灑器區(qū)段108且通過排氣口112而流動(dòng)至環(huán)境壓力的另外的高壓壓縮空氣18生成的高水平的聲能顯著降低。結(jié)果，可以降低高周疲勞，具體地，沿著噴灑器區(qū)段108的高周疲勞，因而提高排放管線106的機(jī)械壽命。

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