[实用新型]用于涡轮机的碎片清除系统及对应的涡轮机

说明书

技术领域

本实用新型大体上涉及具有用于清除来自工作流体的碎片的碎片清除系统及对应的的涡轮机。

背景技术

涡轮机广泛用于工业和商业操作，并且大体上包括压缩机、燃烧组件以及涡轮。工作流体如空气被带入压缩机中、被压缩、并作为加压工作流体被引导至燃烧组件。至少一部分加压工作流体与燃料混合并且在燃烧组件中燃烧以产生热燃烧气体。热燃烧气体被引导至涡轮机的涡轮，在涡轮处从热燃烧气体中提取能量。

涡轮机的性能部分地取决于在涡轮机的操作过程中在不损坏部件如涡轮中的叶片或燃烧组件中的某些燃烧器部件情况下可承受的温度。这些部件中的某些可由设计用来经受升高温度的各种金属合金形成。然而，部件的最大可承受温度仍然远低于与化学计量燃烧过程相关联的温度。

在某些涡轮机中，通过从压缩机分配一部分压缩工作流体以用于冷却此类部件来提高某些部件的最大可承受温度。例如，可使压缩工作流体转向至燃烧器组件的一个或多个燃烧器周围和/或可使其转向穿过涡轮中的冷却通路。冷却通路可携带相对冷的压缩工作流体穿过涡轮叶片以将叶片维持在可接受的操作温度范围内。

然而，利用这种结构可能产生某些问题。例如，工作流体可能包含碎片(debris)，如源自涡轮机外部的外来颗粒，或源自涡轮机内的内部(domestic)颗粒、包括锈、污垢和/或灰尘。颗粒可能被拦截在冷却通路中并阻塞流向例如涡轮叶片的气流。冷却中的受阻气流可能导致某些部件的损坏或非计划停运通路以疏通并清洁冷却通路。现有涡轮机已包括各种空气过滤方法来在工作气流进入涡轮机的压缩机之前对工作气流进行过滤。此外，还可以在涡轮机不进行操作时采用除湿方法以最小化涡轮机内产生的锈的量。

然而，已知的方法可能无法捕获工作流体中的所有外来颗粒或防止所有内部颗粒进入工作流体。因此，用于减少涡轮机的工作流体中的外来或内部颗粒量的系统将是有益的。更具体地，用于捕获工作流体中的外来和/或内部颗粒的系统将是特别有用的。

实用新型内容

本实用新型的方面和优点会在以下说明中进行阐述，或可以从说明书中清楚，或可以通过实践本实用新型来了解。

在一个示例性实施例中，提供一种涡轮机，所述涡轮机包括压缩机段、与压缩机段连通的燃烧器组件、以及与燃烧器组件连通的涡轮段。涡轮机此外包括壳体，所述壳体至少部分地为工作流体限定用于穿过或围绕压缩机段、燃烧器组件以及涡轮段中的一个或多个的流动路径。壳体限定与工作流体接触的内表面，所述内表面限定多个碎片传送通道(routingchannel)。另外，涡轮机包括碎片收集机构(debriscollectionmechanism)。多个碎片传送通道大体上朝向碎片收集机构延伸，使得在涡轮机的操作过程中，碎片传送通道朝向碎片收集机构传送碎片。

其中，碎片收集机构是附接至所述壳体或与所述壳体一体制成的碎片捕集器，所述碎片捕集器限定配置用于接收来自所述多个碎片传送通道的碎片的间隙。

其中，所述多个碎片传送通道在平行于或倾斜于所述工作流体的流动方向的方向上延伸。

其中，所述壳体围绕所述压缩机段或所述燃烧器组件的至少一部分。

其中，所述壳体是围绕所述燃烧器组件的至少一部分定位的压缩机排放壳体。

其中，所述多个碎片传送通道各自限定小于或等于一英寸的宽度。

其中，所述多个碎片传送通道限定一种图案，所述图案包括多个平行通道、多个嵌套波浪形通道、多个嵌套钻石形通道或它们的组合。

其中，所述工作流体是来自所述涡轮机的所述压缩机段的压缩空气。

其中，所述碎片捕集器包括唇缘，所述唇缘邻近所述壳体定位并且限定所述壳体与所述唇缘之间的所述间隙，所述间隙配置用于接收来自所述多个碎片传送通道的碎片。

其中，所述碎片捕集器进一步包括与所述间隙流体连通以用于接收和存储所述碎片的空腔。

其中，所述碎片捕集器进一步包括用于清空所述空腔中所容纳的所述碎片的溜槽。

其中，所述涡轮机进一步包括在所述多个碎片传送通道上的涂层，所述涂层配置用于辅助收集并且传送来自所述工作流体的碎片。

其中，所述涂层包括锌基或铝基抗腐蚀或抗氧化涂层。