[发明专利]进气口抽气加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气涡轮发动机，确切地说，涉及燃气涡轮发动机的进气口加热系统。

背景技术

在一些涡轮机运行期间，涡轮压力比可达到压缩机的运行压力比极限。这可引起压缩机喘振。由于存在穿过燃烧室的压力损失，压缩机压力比可能大于涡轮压力比。压缩机压力比保护通常涉及抽出排气并使排气回流到压缩机进气口。此项操作称为进气口抽气加热(inlet bleed heat，IBH)控制，还可升高压缩机进气口的温度，方法是将较冷的环境空气与热的压缩机排气的抽出部分混合。

传统情况下，为了将压缩机进气口温度保持在一个小范围之内，在抽出空气与压缩机进气口之间布置大量垂直歧管。虽然垂直歧管实现了水平面中的混合，但抽出空气中仍然可能存在温度梯度。这使得难以将压缩机进气口温度保持在小范围内。此外，大量的垂直歧管也将导致安装和维护过程的费用昂贵。

鉴于上述原因，需要一种能够减小温度梯度的更为简单的IBH系统。这种系统应采用较少的组件，并减小穿过进气口系统的总压降。

发明内容

下文概述了与本发明的范围相符的某些实施例。这些实施例的目的并不在于限制本发明的范围，而仅在于概述本发明的可能形式。实际上，本发明可包括与下述实施例类似或不同的各种形式。

根据本发明的第一实施例，一种系统包括：压缩机，所述压缩机包括压缩机进气口和压缩机排气口；与所述压缩机流体连通的进气口系统，所述进气口系统包括：腔室，所述腔室包括第一端部分，所述第一端部分通过中间部分延伸至第二端部分；所述第一端部分定向在大体上平行于所述压缩机的中心线的方向上，并设有接纳环境空气的进气口；且所述第二端部分定向在大体上垂直于压缩机的中心线的方向上，并设有引导环境空气流向所述压缩机进气口的出气口；以及消音器(silencer)，所述消音器流体连通在进气口系统内，并定向在一定方向上，以使上游部分面向第一端部分并且使下游部分面向第二端部分；以及加热系统，所述加热系统包括单个导管，所述单个导管位于第二端部分内且邻近消音器，其中所述单个导管水平延伸穿过第二端部分并且按照大体水平的关系布置，所述单个导管包括第一端段、第二端段以及中间段，第一端段和第二端段中的至少一者与压缩机排气口流体连通，其中来自压缩机排气口的受热空气通过所述单个导管，使通过所述腔室并随后进入压缩机进气口中的环境空气的温度升高。

根据本发明的第二实施例，一种涡轮机包括：压缩机，所述压缩机包括：压缩机进气口、压缩机排气口，以及进气口导叶；涡轮部分，所述涡轮部分流体定位在压缩机排气口的下游；与所述压缩机流体连通的进气口系统，所述进气口系统包括：进气口过滤器室，所述进气口过滤器室接纳环境空气；与所述进气口过滤器室的后端流体连通的腔室，其中所述腔室包括第一端部分，所述第一端部分通过中间部分延伸至第二端部分；所述第一端部分定向在大体上平行于压缩机的中心线的方向上，并设有接纳环境空气的进气口；且第二端部分定向在大体上垂直于压缩机的中心线的方向上，并设有引导环境空气流向压缩机进气口的出气口；以及消音器，所述消音器流体连通在进气口系统内，并定向在一定方向上，以使上游部分面向第一端部分并且使下游部分面向第二端部分；以及IBH系统，所述IBH系统包括单个导管，所述单个导管位于第二端部分内且邻近消音器，其中所述单个导管水平延伸穿过第二端部分并且按照大体水平的关系布置，所述单个导管包括第一端段、第二端段以及中间段，第一端段和第二端段中的至少一者与压缩机排气口流体连通，其中来自压缩机排气口的受热空气通过所述单个导管，使通过所述腔室并随后进入所述压缩机进气口中的环境空气的温度升高。

附图说明

在参考附图阅读以下详细说明后，可更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，类似的符号代表所有图中类似的元件/部分。

图1是可实施本发明的实施例的已知环境的示意图。

图2是已知进气口系统的正视示意图。

图3是根据本发明的一项实施例的进气口系统的正视示意图。

图4是图3所示进气口系统的等视轴分解示意图(exploded isometric view)。

图5是根据本发明的一项实施例的IBH歧管的示意图。

具体实施方式

本申请案涉及2009年3月13日提交的第12/403,444号共同转让的美国专利申请案【GE档案号码235333】；以及2011年11月8日并此同时申请的GE档案号码为250780的GE申请案。