过滤器单元和过滤方法与流程

1.本发明涉及一种用于连续流发动机中的过滤器单元，其提供改进的性能和新的可能性。此外，本发明涉及一种包含所述过滤器单元和待附接到连续流发动机上的配合件的套件。另外，本发明涉及包含这种过滤器单元、套件或配合件的连续流发动机。此外，本发明涉及利用这种过滤器单元或套件的方法。另外，本发明涉及本发明的过滤器单元或套件的用途。


背景技术：

2.连续流发动机是提供许多可能性的高度发展且复杂的装置。然而，与这种装置相关的要求也是非常重要的。例如，这种连续流发动机内的流体流通常要被严密地监控以避免装置的损坏。例如，在这种连续流发动机(如燃气轮机)中使用的燃料将是符合办公室安全的品质，以避免甚至非常小的颗粒被燃料传送通过阀(如快速关闭阀)和/或进入燃烧器。例如，需要保护这种快速关闭阀免受这种颗粒的影响以确保它们的功能。这种燃烧器通常提供容易被这种颗粒堵塞的小通道或开口的柔性网。即使这种结构元件没有完全堵塞，它也会影响通过所述通道的流体流，容易导致理论行为的偏差，这可能影响这种连续流发动机的整体性能或甚至安全性。
3.此外，不使用这种过滤流体作为燃料的连续流发动机需要相应的过滤过程。例如，压缩机需要减少来自压缩介质的相应颗粒，以避免例如这些颗粒撞击压缩机叶片的表面而可能导致损坏。另外，例如基于离心力和热量，相应叶片的附加沉积或伸长，相应的颗粒可能沉积在压缩机通道的侧面上，直到压缩机叶片接触。在这种接触的情况下，可能导致火花，从而导致压缩机的直接或间接损坏。即使在没有损坏的情况下，这也可能触发现代压缩机的一些安全机制以避免损坏并导致不需要紧急停机。
4.因此，需要提供可靠的过滤系统以确保相应装置的可靠和安全操作。然而，实现这种过滤系统的方式是例如成本、诸如空间需求的需求、关于预期用途的需求和评估的平衡。因此，一直需要改进这种过滤系统的灵活性，仍然满足特别是关于安全性的要求，并进一步改进这种系统的特性。特别地，提供高度可靠但具有灵活性的集成过滤器系统以容易地应用到靠近连续流发动机的核心部分的相应流体流的末级中的需求是至关重要的。
5.通过下文和权利要求中公开的产品和方法解决了这个和其它问题。在从属权利要求以及进一步的描述和附图中公开了进一步的有益实施例。这些益处可用于使相应的解决方案适应特定需要或解决另外的问题。


技术实现要素：

6.根据一个方面，本发明涉及一种用于连续流发动机的过滤器单元。
7.其中该过滤器单元适于过滤流体流，优选地气体流，
8.其中该过滤器单元提供滤器部分，该滤器部分提供两个滤器表面，
9.其中所述两个滤器表面中的至少一个不是平面的，优选地其中所述两个滤器表面
中的至少一个具有复杂的三维形状。令人惊讶地，注意到提供这种复杂三维形状的相应过滤器单元可以利用特别是粘合剂喷射的方法容易地提供。在此，应注意的是，相应的单元可以被制造成小尺寸并且特别地以低成本适于预期应用。小尺寸是特别重要的，因为它允许将它放置在连续流发动机附近，从而满足放置在那里的任何东西的极端空间需求。此外，使用预期设计可能的过滤效果允许提供显著的过滤效果，从而增加这种过滤机构的整体安全性，并将其用作这种过滤机构的有效部分，而不仅用作在正常条件下颗粒不能到达的末级过滤器。使用本发明的过滤器单元，可以非常频繁且容易地更换相应的过滤器单元，而不会对连续流发动机的整体经济效益产生任何显著影响。特别地，利用从3d打印方法(如粘合剂喷射)中选择的一些灵活的制造方法是非常有益的，因为它们允许进一步优化过滤器单元的内部结构，提供进一步减小尺寸的机会，使得相关成本基本上不太显著。
10.例如，考虑到能源领域中的预期变化也对诸如燃料供应的主题提出了高要求，期望在确保安全操作的同时对于过滤过程的可能性增加灵活性成为不久的将来高度相关的主题。例如，源自可再生来源的燃料的燃料组分和利用的可能变化。这样的改变提供如下的危险，即当前可以利用且适于过滤具有恒定质量的高质量燃料的过滤器成为未来可能性的限制因素。对于不同的连续流发动机的可比主题来说，也预期有类似的问题。示例性地，它也被称为压缩机中用作润滑油的油。利用本发明的过滤器单元获得的结果提供如下的证据，即利用本发明可以容易地解决相应的需要，这增加了当前的可能性，并且确保在将来很少甚至不费力地利用现有的连续流发动机。
11.根据另一方面，本发明涉及一种套件，该套件包含本发明的过滤器单元和适于接收该过滤器单元的配合件，其中该配合件适于用作该连续流发动机的一部分。典型地，优选的是，这种配合件适于在更换过滤器单元时仅暂时断开连接或甚至不完全断开连接。相应的套件非常有利于提供升级现有系统以利用本发明的过滤器单元的可能性。例如，可以提供一种允许容易地更换过滤器单元的模块化系统，从而不仅能够利用这种过滤系统收集痕量的污染物，而且收集大量的例如包含在流体中的颗粒。考虑到在诸如特别是在发电厂中使用的连续流发动机的典型应用中可用的低空间量，将仅用作防止连续流发动机内部污染的最后安全手段的末级过滤器改变为收集大量污染的过滤器单元的可能性是有益的，但也是需要考虑的要点。这容易导致期望的更换次数的急剧变化，需要可用的装置来更换这种过滤器以满足新的需要。
12.根据另一方面，本发明涉及一种连续流发动机，其包含根据本发明的过滤器单元或本发明的套件或本发明的配合件。
13.根据另一方面，本发明涉及一种升级或维护连续流发动机的方法，其中该方法包括引入本发明的过滤器单元或本发明的套件。
14.根据另一方面，本发明涉及本发明的过滤器单元或本发明的过滤器单元用于过滤连续流发动机的流体流的用途。
附图说明
15.为了简化对本发明的理解，参考下文的详细描述和附图以及它们的描述。这里，附图应理解为不限制本发明的范围，而是公开了进一步解释本发明的优选实施例。
16.图1示出了适于在连续流发动机中使用的本发明的过滤器单元的示意性侧视图。
17.图2示出了用于连续流发动机中的非本发明过滤器的示意性侧视图。
18.图3示出了在本发明的过滤器单元中使用的可选滤器部分的示意性侧视图。
19.图4示出了如图1所示的本发明的过滤器单元的滤器部分的上游表面的示意性侧视图。
20.图5示出了如图1所示的本发明的过滤器单元的沿着通过如图4所示的中心点和轴线的流动方向的示意性横截面。
21.图6示出了包括根据图1的过滤器单元和配合件的本发明套件的示意性侧视图。
22.图7示出了沿图6所示的本发明套件的图4所示的穿过中心点和轴线的流动方向的示意性横截面，其中该套件被用作连续流发动机的燃料供应装置的一部分。
具体实施方式
23.为了简化对本发明的理解，参考下文的详细描述和附图以及它们的描述。这里，附图应理解为不限制本发明的范围，而是公开了进一步解释本发明的优选实施例。
24.根据一个方面，本发明涉及一种如上所述的过滤器单元。这种过滤器单元适于放置在流过所述过滤器部件单元的流体流中。这里，流体流经过作为上游表面的一个滤器表面进入滤器部分，并经过作为下游表面的另一个滤器表面离开滤器部分。在本文中使用的术语“平面”是指滤器表面的基本上为平面的表面，其中不考虑在表面上的开口以使流体能够流过滤器部分。在滤器表面提供作为表面的一部分并从中延伸的加强结构的情况下，当评价相应表面的形状时，它们被忽略。
25.对于典型的应用，优选两个滤器表面都不是平面的。然而，不需要例如下游表面与上游表面相同，并且滤器部分提供基本均匀的厚度。根据另外的实施例，甚至优选的是，两个滤器表面提供不同的形状。应注意的是，通常有利的是利用添加制造方法的可能性，如特别是3d打印来优化相应滤器部分的特性。例如，非常有利的是包括肋和滤器部分的较厚区域以增加结构的整体稳定性。在此，例如注意到，这种加强整个结构的肋有利地设置在上游侧，而通常不需要在下游侧包括相应的凹槽以提供例如相同的形状。事实上，注意到从上游表面延伸的相应加强肋也延伸离开下游表面。
26.对于典型的应用情况，使用本发明的过滤器单元作为末级过滤器是有益的。根据另一些实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤在连续流发动机中使用的流体，其中过滤器单元适于是在连续流发动机中使用流体之前的末级过滤器。例如，在所述燃料在燃气轮机的燃烧器或蒸汽涡轮的锅炉中燃烧之前，过滤器单元可用于连续流发动机的燃料供应。或者，过滤器单元可以用在用作压缩机中的润滑剂和/或冷却流体的油供应装置中，其中过滤器单元正好在使用这种油之前放置。基于高可靠性和容易替换过滤器单元的可能性，即使在这样的位置的放置也变得非常有利。
27.对于其它典型的应用情况，过滤器单元被应用在安全阀和/或快速关闭阀的上游。根据另外的实施例，优选的是，该配合件适于在上游在安全阀和/或快速关闭阀之前使用。这里，这种安全阀可以是快速关闭阀。尽管这是有益的，但不要求安全阀是快速关闭阀或仅出于安全原因而使用快速关闭阀。例如，快速关闭阀也可以有利地用于典型的控制应用。注意到，将本发明的过滤器单元用于这种应用是非常有益的。令人惊讶的是，其允许基于非常可靠的过滤功能和过滤单元的稳定性来增加相应阀的可靠性。另外，为本发明的过滤器单
元获得的改进的特性使得能够用本发明的过滤器单元替换这种过滤器前面的现有过滤器系统，例如节省空间或简化维护。
28.本发明的过滤器单元可用于过滤作为气流或液流的流体流。过滤器单元的优选应用是过滤气体流体。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元是气体过滤器单元。将过滤器单元用于这样的目的对于典型的应用是非常有益的，因为滤器部分的优化形式允许提供气体过滤器的可靠过滤而没有显著的压降。
29.特别是对于如在燃气轮机中的应用和接近流体的预期用途的应用，应当注意的是，应当保持开口的特定最大尺寸。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中滤器部分基于流动方向提供上游表面，其中上游表面提供开口，其中滤器部分的上游表面上的至少99％、甚至更优选至少99.9％的开口提供垂直于上表面测量的至多80μm、更优选至多74μm、甚至更优选至多69μm的尺寸。然而，过滤效果基本上受到滤器部分的整体结构的限制，应当注意，开口的这种尺寸限制的引入提供显著的益处。即使在要消除明显较大的颗粒的情况下，以及在可以允许具有例如100μm的颗粒尺寸的颗粒通过的情况下，注意到限制尺寸相应地导致滤器部分堵塞的情况意外减少。在没有限定的上游表面的情况下，例如，由于过滤器单元适于通过提供基于垂直于流动方向的平面镜像对称的滤器部分而设置在任何方向上，这里使用的术语“上游表面”和“下游表面”是指任意选择的侧面。在滤器部分不提供这种镜像对称性的情况下，通常优选的是，在没有其它指示的情况下，术语“上游表面”是指提供更大表面积的滤器表面。
30.对于进一步改进的过滤过程，进一步优选的是对于开口的两个尺寸甚至满足这种尺寸限制。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中滤器部分基于流动方向提供上游表面，其中上游表面提供开口，其中滤器部分的上游表面上的至少99％、甚至更优选至少99.9％的开口在彼此垂直且垂直于上游表面的至少两个维度上提供至多80μm、更优选至多74μm、甚至更优选至多69μm的尺寸。令人惊讶的是，注意到利用这种设计进一步减少使用期间可注意到的堵塞。
31.尤其是使用3d打印方法如粘合剂喷射，可以提供具有所需厚度的复杂结构。然而，通常优选将厚度限制在一定的上限。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中该滤器部分提供平均内径，其中基于该上游表面的面积，至少90％、更优选至少95％的滤器部分提供平均内径的至多10％、更优选至多8％、甚至更优选至多7％的最大厚度。通常，优选的是，95％、更优选甚至99％的滤器部分提供这种厚度。注意到，相应的过滤器单元提供所需的稳定性和可靠性，同时显著减少了与之相关的重量和制造时间。甚至注意到，考虑到来自上游定位的过滤器部件的较大颗粒(诸如零件)可能已经破碎，相应的过滤器部件令人惊讶地提供改进的稳定性。本文所用的术语“流动方向”是指流体流流动的总体方向，其中局部不一致性由例如过滤器单元的滤器部分引起。在此，流动方向可以例如通过滤器部分之前和之后的流体流的流动以及由此外推通过滤器部分的总体流动方向来识别。
32.根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中该滤器部分提供平均内径，其中基于该上游表面的面积，至少90％、更优选至少95％的滤器部分的提供最大厚度，该滤器部分的最大厚度是至多10mm、更优选至多6mm、甚至更优选至多4mm。应当注意，这种厚度通
常为应用情况如过滤气体提供合适的过滤器单元。
33.通过调整延伸穿过滤器部分的通道的几何形状，即使在滤器部分的厚度明显不均匀的情况下，也可以提供穿过滤器部分的限定的流动。然而，提供更均匀厚度的滤器部分通常是有益的。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中这两个滤器表面是上游滤器表面和下游滤器表面，其中至少90％的所述上游表面提供到所述下游表面的距离，所述距离与沿所述流动方向测量的所述上游表面和所述下游表面之间的平均距离相差至多30％、更优选至多20％、甚至更优选至多15％。上游表面和下游表面之间的平均距离被计算为算术平均值。为了这种计算，适于允许流体流过滤器部分的开口的表面被认为是表面的一部分。
34.有益地包括在典型应用情况中的通用设计特征是通过在至少一个滤器表面上引入凹陷来调整形状。根据另外的实施例，优选的是，该过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面。其中该上游表面在该流动方向上提供至少一个凹陷。注意到，通过从通用几何结构开始并引入凹陷和流动方向的方向以相应地增大整个表面，本发明的设计可以容易地实现用于新的应用情况。使用用于相应的am制造过程或cad程序的标准工具可以容易地实现这种设计。此外，由这种变形产生的上游表面上的圆形表面对于典型的应用是有利的，所述变形源于相应地变形形状。提供这种相应限定的表面的设计过程可以有利地伴随有限定通用几何形状的部分，例如要保持的平面或锥体。例如，可以规定，中心点以及将中心点与围绕滤器部分的过滤器单元的部分连接的这种形式的条纹将保持在原始形状中。因此，使这种结构变形在包含或至少部分包含原始形状的这种区域之间在流动方向上形成凹陷。
35.典型地，甚至优选包括多个凹陷。根据另外的实施例，优选的是，上游表面在流动方向上提供至少两个、更优选地至少三个、甚至更优选地至少四个凹陷。其中当沿着该流体流的流动方向观察时，该至少两个凹陷围绕该上游表面的中心点对称地分布。通过通用几何形状的固定部分来分离这样的凹陷是提供创造性设计的不令人惊讶的有效方式。
36.此外，要注意的是，对于上游表面的最小量的表面积，这通常有利于指定沿流动方向的最小移位量。根据另外的实施例，优选地，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中该上游表面在垂直于该流动方向的横截面中提供该过滤器单元的至少10％、更优选至少15％、甚至更优选至少20％的平均内径的移位距离，其中该移位距离是该上游表面在沿该流动方向的横截面中投影到在该流动方向上穿过该过滤器单元的中部的轴线上的长度。本文所用的术语“平均直径”是指滤器部分区域内横截面内的内径的算术平均值。如本文所用，术语“内径”是指滤器部分的内表面的两个相对点的最大和最小距离的算术平均值，忽略垂直于流动方向的横截面中位于过滤器单元的壁之间的滤器部分。在此使用的术语“相对点”是指垂直于流动方向的横截面中的内表面的点，其中这两个点可以由穿过包含滤器部分的过滤器单元的内腔的中心的理论直线连接。
37.另外，注意到对于典型的应用情况，在滤器部分的上游定位部分中提供平滑过渡是有益的。根据其它实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中滤器部分基于流动方向提供上游表面和下游表面。其中该上游表面提供最大移位距离，该最大移位距离是可用的最高移位距离，其中该移位距离是该上游表面在沿该流动方向的截
面中投影到在该流动方向上穿过该过滤器单元的中部的轴线上的长度，其中至少20％、更优选至少25％、甚至更优选至少30％的上游表面提供相对于上游表面的最上游定位点的至少50％的最大移位距离的移位距离。
38.对于类似气体过滤的应用情况，注意到在上游表面的位于上游的部分中提供最小量的表面通常是有益的。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中该上游表面提供最大移位距离，该最大移位距离是可用的最高移位距离，其中该移位距离是该上游表面在横截面中沿着该流动方向进一步投影到在该流动方向上穿过该过滤器单元的中部的轴线上的长度，其中至少15％、更优选地至少20％、甚至更优选地至少25％的上游表面提供相对于该上游表面的最上游定位点的至多40％的最大移位距离的移位距离。
39.尽管有可能提供可在本文中使用的各种地理度量形式，但通常优选提供对称上游表面。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中上游表面是旋转对称的。尽管这种设计产生了有限的可能性，但是整个应用，处理和制造都克服了误差。例如，尤其是当利用如3d打印的方法时，在过滤器单元的内部和外部制造误差的附加可能性增加了所需的后处理评估。因此，简化设计提供显著的好处，不会为不同的东西投入相应可以节省的时间的机会。
40.用于许多应用情况的典型设计是基于例如扭曲到下方的锥体或平面。根据另外的实施例，优选地，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中该上游表面提供锥形、诸如裙褶的扭曲锥形或扭曲平面的形状、更优选为裙褶形状。相应形状的过滤器单元通常提供可靠过滤，对流动特性没有影响，不需要详细的调整来优化特性。
41.通常有益地包括的另一通用设计特征是加强结构。根据另外的实施例，优选的是，滤器部分包含至少一个加强结构。例如，这种加强结构的特征在于滤器部分的一部分不提供空腔。这里，这种不提供空腔的加强结构可以采取例如沿着滤器部分的上游表面延伸的线的形状。附加地或替代地，这样的加强结构可以位于上游表面和下游表面之间的滤器部分的内部。此外，可以提供从上游表面到下游表面延伸穿过滤器部分的加强结构。
42.所使用的加强结构的具体类型是加强肋。根据另外的实施例，优选的是，该过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中该至少一个加强结构包含至少一个加强肋。这里使用的术语“加强肋”指的是作为滤器部分的一部分的线状结构。这种加强肋由固体材料构成，不提供允许流体流通过的空腔，并加强滤器部分的机械稳定性。对于许多实施例，优选的是，这种加强肋位于上游表面的最上游位置。例如，在滤器部分提供裙褶形状的情况下，对应的加强肋可以存在于最上游处，该最上游处位于连接中心点和围绕滤器部分的过滤器单元的部分的在裙褶形状上游表面的褶皱的端部。
43.相应的加强肋通常有利地具有最小厚度的特征。根据另外的实施例，优选地，所述至少一个加强肋提供至少0.1mm、更优选地至少0.13mm、甚至更优选地至少0.16mm的厚度。尽管可以包括大量的薄加强肋，但是少量的较大加强肋似乎提供更好的整体效果。
44.虽然可以通过将加强肋放置在上游表面内来提供平滑的上游表面，但是通常优选
的是，至少一部分加强肋从所述表面突出。根据另外的实施例，优选的是，所述至少一个加强肋从所述上游表面突出。这种设计似乎进一步稳定了整个结构。尽管不应理解为限制本发明，但假定这是由流体流的一些改进的引导和由流体流撞击上游表面所产生的力的分布所导致的。在本文中，应当注意，通过在下游表面上附加地设置这种突出的加强肋可以进一步改善效果。
45.包括在滤器部分中的其它通用设计特征是提供分布在流体表面上的网格状加强结构。根据另外的实施例，优选的是，上游表面的每个点到最近的加强肋的距离是至多10mm、更优选地至多8mm、甚至更优选地至多7mm。注意到，由于这种加强结构，相应设计的加强结构可以具有减少量的表面光泽，同时保持所需的稳定性。
46.可应用于多个可能的过滤器部件的设计特征基于网状设计。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分基于该流动方向提供上游表面和下游表面，其中，至少一个加强结构包括布置在所述滤器部分的上游表面处的线状结构的网状布置。典型地，优选的是，当沿流动方向观察时，这种网状布置围绕优选地位于中部的中心点。提供类似于蜘蛛网的这种加强结构是非常可靠和简单的结构特征，甚至可以由无经验的工作人员(面对提供相应设计的任务)来实现。
47.根据另外的实施例，优选的是，至少一个滤器表面、优选地至少上游表面提供至少两种类型的加强肋。典型地，优选的是，这些加强肋包括从该中心点延伸至该过滤器单元的围绕该滤器部分的部分的多个中央加强肋以及从一个中央加强肋延伸至另一个中央加强肋的多个连接加强肋。根据另外的实施例，优选地，至少50％、更优选地至少75％、甚至更优选地至少90％的中央加强肋提供比连接加强肋高的厚度。通常，优选地，在垂直于加强肋的方向的一个维度上，厚度高至少10％，甚至更优选高至少20％。为了提供进一步改善的稳定性，在加强肋的方向和垂直于加强肋的方向的两个维度上提供增加的厚度。注意到，提供相应的加强系统允许提供非常高的稳定性并显著减小滤器部分的质量。另外，可以为穿过滤器部分的通道提供更复杂形状，因为由此可以容易地补偿所导致的降低的稳定性。令人惊奇的是，由这种加强系统封闭的表面区域的损失可以通过调整上述通道来补偿，并且总体结果是非常有利的。
48.对于典型的应用，还注意到过滤器单元在上游表面的前面提供网格。根据另外的实施例，优选地，过滤器单元包括位于上游表面上游的网格。通常，优选的是，当投影到垂直于流动方向的平面上时，网格提供的表面积为位于网格的最上游点处的所述横截面中的内腔的至多10％、更优选至多7％、甚至更优选至多3％的表面积。应当注意，包括这种提供很少材料的网格结构，例如，提供防止上游设置的过滤器的破裂并沿流体流输送的部分的附加保护。
49.根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元的内部适于提供额外的空间以将滤器部分放置在其中。根据另外的实施例，优选的是，该过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中该过滤器单元提供内腔，该内腔包含该滤器部分并且适于允许该流体流流动穿过该过滤器单元，其中该内腔在该滤器部分的区域处提供不均匀的厚度。通常，优选的是，内腔在滤器部分的位置处提供扩大部。这种设计允许例如补偿由于位于该空腔中的滤器部分的材料而造成的内腔的损失空间，从而允许在该位置处调整流体的流动特性。如果相应地设计，则可以减小对基于滤器部分的流动特性的影响，使得所述影响变得基本上无关。
50.通过一些曲率可以有效地实现过滤器单元的这种内部的接收。根据另外的实施例，优选的是，当在沿着流动方向的横截面中观察时，内腔的不均匀厚度实现内腔的曲率。提供这种弯曲设计和所提供空间的相应平滑过渡似乎提供更均匀的流体流，包括较少的管状流体流，这增加了要过滤的流体流的总容量。
51.此外，注意到对于典型的应用，提供延伸通过滤器部分的通道的不均匀直径是有益的。根据其它实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中滤器部分基于流动方向提供上游表面和下游表面。
52.其中该滤器部分提供至少一个空腔以使得该流体能够从该上游侧到该下游侧流动穿过该滤器部分，其中该至少一个空腔在该滤器部分的上游侧和下游侧上提供开口，其中该下游侧上的至少90％的开口大于该上游侧的连接的开口。通常，优选的是，下游侧的至少90％、更优选至少95％的开口提供至少10％、更优选至少15％、甚至更优选至少20％更大的尺寸。注意到为联合体相应地设计似乎提供改进的流动行为。
53.有利地包括在过滤器单元的相应设计的滤器部分中的另一特征是以上游表面的倾斜度为基础的。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中所述滤器部分基于所述流动方向提供上游表面，其中至少30％、更优选至少40％、甚至更优选至少50％的上游表面提供至少60
°
、更优选至少65
°
、甚至更优选至少70
°
的角度，基于上游表面与平行于流动方向的轴线的角度。令人惊讶的是，注意到相应的滤器部分似乎在用于许多应用和污染的过程中提供减少的堵塞量。
54.特别有利地用于制造相应的过滤器单元的方法是添加制造法。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元已经使用添加制造法、优选地3d打印、甚至更优选地粘合剂喷射来制造。令人惊奇的是，特别注意到粘合剂喷射是制造相应过滤器单元的高效方法。虽然，应该预期的是，这种方法不适于提供高度可靠的过滤器单元，该高度可靠的过滤器单元提供所需的开口一致性和总体稳定性以承受在连续流发动机中存在的力，但是应该注意的是，粘合剂喷射能够提供在本文中特别有益的过滤器单元。事实上，与诸如选择性激光熔化的3d打印工艺相比，粘合剂喷射工艺的灵活性和速度的组合与由该方法提供的较低精度的组合被认为对于诸如用于包括燃气轮机和蒸汽轮机的连续流发动机的燃料供应的应用情况提供最佳结果。
55.通常，优选的是，至少滤器部分的材料是金属，特别是钛或金属合金。尽管存在调整例如聚合物的特性或例如玻璃的化学稳定性的可能性，但是应当注意，这种材料通常优选用于典型的应用情况，例如用作燃气轮机的燃料过滤器。这对于粘合剂喷射制造过程变得重要。尽管烧结这种材料的难度较大，但是所获得的益处提供显著的益处，尽管例如最终需要提供安全元件，其中这种安全元件适于保护滤器部分免受大颗粒的影响，例如提供垂直于流动方向测量的滤器部分的至少10％的平均尺寸的尺寸。例如，这种安全元件可以设置成布置在滤器部分上游的网格的形式。
56.根据本发明可以使用的典型形状的例子是基于引入到通用几何形状中的凹陷的数量，其中所述凹陷提供相对于理想几何形状的特定最小距离。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分提供上游表面，其中该上游表面提供变形锥体的形状，该变形锥体提供当沿着该流动方向观察时位于该滤器部分的中部的上游的中心点，其中该上游表面提供至少两个、更优选地至少三个、甚至更优选地至
少五个凹陷，其中这些凹陷提供该上游表面与该上游表面部分地接触的理论锥形表面之间的距离是垂直于该流动方向测量的该滤器部分的至少5％、更优选至少7％、甚至更优选至少9％的直径。在许多应用中，通常优选的是整体形状仍然类似于理论上的锥形形状。
57.根据另外的实施例，优选的是，该滤器部分的至少10％的上游表面提供到与该上游表面接触的理论锥体的距离，该距离至少部分地是垂直于该流动方向测量的该滤器部分的至多10％、更优选地至多7％、甚至更优选地至多5％的直径。通常，更优选的是，至少15％、甚至更优选至少20％的上游表面提供这种距离。令人惊讶的是，在本发明类型的过滤器部件中，仅需要很小的调整来调整这种通用形状，从而减少了提供这种形状所需的总努力，并且还显着地减少了模拟这种过滤器部件的流动行为所需的时间和处理能力。
58.为滤器部分的上游表面提供的本发明的形状的另一示例是基于变形的平面的。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流。其中该滤器部分提供变形平面的形状，其中该变形平面的特征在于位于下游方向上的凹陷，其中这些凹陷围绕该变形平面的中心点定位，该中心点位于该变形平面的中部并且位于该变形平面的上游端处。典型地，优选的是，过滤器单元提供围绕滤器部分的内表面，其中变形平面的至少两个、更优选地至少三个、甚至更优选地至少五个凹陷通过上游表面的从中心点延伸到内表面的部分彼此分开，其中上游表面的该部分基于垂直于流动方向测量的滤器部分的直径从延伸通过中心点的理论平面偏离至多5％、更优选地至多2％、甚至更优选地至多1％。附加地或替代地，优选的是，滤器部分在凹陷的上游表面和延伸通过中心点的理论平面之间提供垂直于流动方向测量的滤器部分的至少10％、更优选地至少25％、甚至更优选地至少35％的直径的距离。
59.此外，注意到可以显著减小这种过滤器单元的尺寸。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元适于过滤提供流动方向的流体流，其中过滤器单元提供沿着流动方向测量的滤器部分的长度的至多3倍、更优选地至多2.5倍、甚至更优选地至多2倍的长度。集中于优化优选地与基于待放置的过滤器单元的配合件的模块化系统组合的滤器部分令人惊讶地导致减小过滤器单元的总体尺寸的可能性。例如，这允许减少制造期间的废料量和制造的过滤器单元的数量。此外，减小的尺寸显着地简化了连续流发动机的使用和应用的可能性。
60.基于本发明的过滤器单元提供的益处，还可以提供模块化系统。根据另外的实施例，优选的是，该过滤器单元是模块化过滤器单元。其中该模块化过滤器单元适于插入配合件中。这种模块化过滤器单元优选地包括外表面，该外表面提供与配合件相互作用的装置。这种相互作用的装置优选是将模块化过滤器单元紧固在配合件中和/或在配合件内限定模块化过滤器单元的预定位置和/或定向的装置。
61.通常，优选的是，这种模块化系统中的过滤器单元的连接基于可拆卸的连接。根据另外的实施例，优选的是，过滤器单元提供外侧。其中该外侧适于可拆卸地连接到作为连续流发动机的一部分的配合件上。典型地，优选的是，该外侧适于与该配合件的对应元件相互作用以便提供该过滤器单元的预定位置和/或取向，其中该过滤器单元在该配合件中的位置可以在该过滤器单元的使用过程中通过由该流体流施加的压力来固定。
62.根据另一方面，本发明涉及一种套件，该套件包括本发明的过滤器单元和适于接收该过滤器单元的配合件，其中该配合件适于用作该连续流发动机的一部分。
63.典型地，优选的是，该配合件适于在该过滤器单元的更换过程中不与该连续流发动机分离。例如，该配合件可以不可拆开地连接到该连续流发动机上并且配备有旋转元件以允许该配合件移出该流体流连接。可以更换过滤器单元，并且再次将配合件移回到原始位置，以实现快速且安全地更换过滤元件。在此，在提供高过滤能力的同时提供令人惊讶的小尺寸的本发明的过滤器单元的可能性例如允许引入包括第二套件的并联的第二连接线。因此，本发明的过滤器单元允许以这种方式升级现有的连续流发动机，而不管关于空间要求的高要求。在这种升级之后，甚至可以在使用期间通过切换到这种并联旁路连接来改变滤波器单元。因此，基于制造这种高质量和小尺寸过滤器单元的令人惊讶的低成本，这显着地增加了可能的操作模式。包括使用较少的清洁燃料源，切换到不同种类的燃料等。尽管在新系统允许根据当前需要灵活地调整过滤并且使得这种改变容易适用之前，这种改变会伴随有不定期的停机时间或风险。
64.典型的应用情况是用作连续流发动机的燃料供应装置的一部分。根据另一实施例，优选的是，配合件适于用作连续流发动机的燃料供应装置的一部分。这里，流过过滤器单元的流体通常是气体。应注意，在连续流发动机的这种部分中的应用允许可靠且有效地从气流中去除如颗粒的杂质，从而最佳地利用如本文所述的设计所提供的益处。
65.有利地固定过滤器单元在配合件中的位置的可能性利用配合件的内表面的变窄。根据另外的实施例，优选的是，该配合件提供适于接触该过滤器单元的外表面的内表面，其中该配合件的内表面的适于接触该过滤器单元的位于上游的外表面的部分比该内表面的适于接触该过滤器单元的位于下游的外表面的至少一部分宽。例如，可以优选的是，相应内表面的周边沿流动方向减小。这允许容易地将过滤器单元牢固地固定在这种配合件中而无需任何另外的工具。
66.提供整个单元的预定取向的非常有益的可能性是基于凸起和凹部。根据另外的实施例，优选的是该配合件提供内表面，该内表面适于接触该过滤器单元的外表面。其中该配合件的适于接触该过滤器单元的外表面的内表面和该过滤器单元的适于接触该配合件的内表面的外表面提供至少一个凸起和至少一个凹部以便相互作用。例如，内表面可以提供凸起，而外表面提供相应的凹部，其中，过滤器单元沿着由凹陷沿着凹部滑动所产生的轴线放置在配合件内。这允许容易地确保过滤器单元以预定的位置和取向附接到配合件。例如，凸起可以是线形的，并允许轻微地沿着凹部进入预定位置。在此，这样的凹部不一定必须提供凸起的精确的相反形状。例如，位于更上游的部分可以更宽，从而允许将过滤器单元在开始时以略微不正确的取向放置，同时将过滤器单元插入对应部分中相应地自动校正取向。
67.根据另一方面，本发明涉及一种包含本发明的过滤器单元或本发明的套件或本发明的配合件的连续流发动机。
68.根据另一方面，本发明涉及一种升级或维护连续流发动机的方法，其中该方法包括引入本发明的过滤器单元或本发明的套件。
69.为此，本发明的过滤器单元可特别有利地用于过滤燃料供给。根据其它实施例，优选的是，所述流动发动机适于利用流体流作为燃料供给，其中，所述过滤器单元用于过滤所述燃料供给的至少一部分。当过滤用作燃料供应的气体流体时，获得了特别好的结果。在这种应用的情况下，已经观察到非常高的可靠性以及良好的过滤效果。
70.特别是在升级的情况下，本发明的过滤器单元和/或套件可以有利地引入作为燃
料供应连接的一部分。根据另外的实施例，优选的是，该方法包括用本发明的过滤器单元和/或本发明的套件替换燃料供应管的一部分的步骤。例如，可以提供适于标准尺寸的燃料管的配合件，切割出一点燃料管并插入本发明的套件。基于通过本发明的过滤器单元的非常好的流动特性，燃料供应中的流量和压力仅受到较小的影响，大大简化了这种变化。
71.根据另一方面，本发明涉及本发明的过滤器单元或本发明的套件用于过滤连续流发动机的流体流的用途。
72.仅出于解释的目的进一步详细描述本发明。然而，本发明不应被理解为限于这些实施例，因为它们代表提供益处以解决特定问题或满足特定需要的实施例。保护范围应理解为仅由所附权利要求限制。
73.图1示出了本发明的过滤器单元1的示意性侧视图，该过滤器单元1适于用在连续流发动机中。图1所示的具体示例适于用在作为连续流发动机的示例的燃气轮机中，以从装置中使用的燃料流中过滤小颗粒。基于容易地适配过滤器单元1的可能性，变得有可能根据不同的场地和污染物来容易地专门适配过滤器单元1。图1所示的示例用于在到达过滤器单元1时过滤仍包含大量小颗粒的气体燃料。
74.过滤器单元1提供具有两个滤器表面的滤器部分3。位于上游的一个滤器表面是上游表面2，位于下游的一个滤器表面是下游表面。部分可见的上游表面2以及不可见的下游表面不是平面的。尽管滤器部分3在流动方向上的厚度基本上是均匀的，但是上游表面2和下游表面没有提供稍微不同的形状。在滤器部分3的两侧上，加强结构沿着上游表面2和下游表面延伸并延伸离开上游表面2和下游表面，从而形成稍微不同的形式。
75.滤器部分3的上游表面2提供位于表面处的开口的非常均匀的尺寸限制。位于上游表面2处的至少99.9％的开口提供沿垂直于上表面且彼此垂直的两个轴线测量的至多80μm的尺寸。尽管气体燃料的大量颗粒污染，但在长期使用中，开口的显著堵塞量非常低。只有当位于滤器部分3上游的大量体积被收集的颗粒填充时，过滤效果才开始以显著的方式受损。
76.此外，令人惊讶地注意到，尽管滤器部分3在其使用过程中必须承受力，但是滤器部分3可以具有低厚度。基于上游表面2的面积，99％的滤器部分3提供从上游表面2到下游表面垂直于上游表面2测量的至多6mm的厚度。此外，即使考虑到加强结构从上游表面2和下游表面伸出，厚度也是非常均匀的。如图所示，92％的上游表面2提供到下游表面的距离，该距离与沿流动方向测量的上游表面2和下游表面之间的平均距离相差至多30％。
77.上游表面2的总体形状基于变形平面。所包括的凹陷在不同的图中更清楚可见，并且将在此更详细地讨论。由上游表面2提供的总体形状是裙褶(furbelow)形状。在上游表面2的前面设置有网格4，该网格4提供附加的保护，以防止不应该包括在流体流中的较大部分的碎屑，但是例如可能仍然是由于上游设置的过滤器的部分被破碎而产生的。
78.使用粘合剂喷射制造过滤单元1。令人惊讶的是，注意到本发明的设计可以用这种方法实现，该方法提供满足要求的精确度。考虑到由未过滤出的颗粒污染所导致的可能损坏，实现所需可靠形状的可能性是令人惊讶的。期望的是，基于从粘合剂喷射制造工艺获得的坯体的所需收缩工艺，一些轻微的偏差可能使得过滤不能完成。然而，使用这里所公开的改进设计，可以利用这种非常快速和灵活的制造方法来提供即使对于高质量应用也是可靠的这种过滤器单元1。
79.图2示出了非本发明过滤器的示意性侧视图。在此，过滤器包括连接在管状周围的滤器部分3’。上游表面2和下游表面提供彼此平行且均匀分布在滤器表面上的加强肋5’。对相应的设计进行了制作和测试，但结果不令人满意。过滤器的更换必须非常频繁地进行，或者过滤器被破坏的机会明显地增加。增加滤器部分的厚度将稳定性提高到一定程度，但显著削弱了通过过滤器的流动行为。使通道穿过这种较厚的滤器部分再次显着地降低了稳定性。而且，加强肋的不同类型的布置，如星形布置或网状布置，不能成功地克服这些问题。另一方面，显著增加加强肋的厚度或数量也会削弱流体流。
80.这种过滤器适用于低应变目的，如末级过滤器系统，以提供最后的安全性，例如，阻断应当在较早阶段过滤掉的颗粒。然而，不可能提供具有这种设计的过滤器，以满足在此指定的显著更高的需求。
81.此外，注意到当使用粘合剂喷射作为制造方法时问题增加。据推测，即使由该方法产生的最小偏差和弱点也会导致局部弱点。这种局部弱小成为导致过滤器灾难性故障的扩散损坏的起源。这可能是为什么粘合剂喷射尽管基于所提供的许多优点而具有吸引力，但不用于制造需要满足本文所述要求的这种复杂过滤器产品的原因。
82.图3示出了在本发明的过滤器单元中使用的可选滤器部分3的示意性侧视图。连接到滤器部分3”的过滤器单元的周围部分在图中未示出。这里，如图所示的滤器部分3”的整体形状是规则的锥体。滤器部分3”的上表面提供多个加强结构，这些加强结构提供从锥体的中心点6”延伸到过滤器单元的周围部分的肋的形状。与图1中所示的滤器部分3”的情况相比，这些加强结构采取加强肋5”的形状，如延伸离开上游表面2”并且由没有空腔的均匀材料构成。沿上游表面2
″
延伸的肋提供至少0.18mm的厚度。
83.图4示出了如图1所示的本发明的过滤器单元的滤器部分3的上游表面2的示意性侧视图。过滤器部件3所连接的过滤器单元的周围部分在图中未示出。此外，该图示出了指示图5和图7中所示的横截面的取向的轴线15。
84.上游表面2提供变形平面的形状。这里，原始平面8在所述附图中示出。所述平面8的不同变形包括围绕中心点6对称分布的八个凹陷7，从而提供裙褶形状。这导致基于沿流动方向通过中心点6的轴线的旋转对称。另一方面，中心点6通过将凹陷7彼此分开的线状连接而连接到围绕滤器部分3的过滤器单元的部分。
85.凹陷7在流动方向上显著延伸，在垂直于流动方向的横截面中提供过滤器单元的65％的平均内径的移位距离。这里，上游表面2的大量面积提供增加的移位距离。在此，移位距离是上游表面2在沿着流动方向的横截面中投影到在流动方向上穿过过滤器单元的中部的轴线上的长度。提供至少50％或至多40％的最大移位距离的移位距离的上表面的整个面积大约相同。
86.图5示出了如图1所示的本发明的过滤器单元1的沿着通过中心点6和如图4所示的轴线的流动方向的示意性横截面。如图1所示，布置在上游表面2前面的网格4在横截面中是可见的。
87.如关于图1所提到的，滤器部分3的整体形状是变形平面，其导致了裙褶形状。在此，还指出了原始平面8被变形以提供如图所示的实施例的裙褶形状。滤器部分3的上游表面2和下游表面9包含提供肋形状的多个加强结构。这些加强肋5中的一些从滤器部分3的中心点6延伸到过滤器单元1的周围部分。另外的加强肋5在上述加强肋5之间延伸，提供覆盖
图5所示的下游表面9以及在该图中不可见的上游表面2的加强肋5结构的网状布置。
88.沿下游表面9延伸的肋提供至少0.17mm的厚度。采用沿着上游表面2延伸的多个肋的形状的相应加强结构确保上游表面2的每个点提供到最近的加强肋5的至多5mm的距离。这同样适用于位于上游表面2上的加强肋5。加强肋5包括中央加强肋5，中央加强肋5从过滤器单元1的滤器部分3的中心点6延伸，围绕滤器部分3并连接加强肋5。连接加强肋5的一部分从一个中央加强肋5延伸到另一个中央加强肋5，其中这些连接加强肋5环绕中心点6。另外的连接加强肋5在环绕的连接加强肋5之间延伸，导致加强肋5的整体网状布置位于滤器表面上。两个滤器表面上的加强肋5延伸离开所述表面。这里，中央加强肋5从滤器表面延伸出更宽的35％，并且比连接加强肋5厚30％。
89.滤器位于过滤器单元1的内腔中，其中过滤器单元1的相应内腔提供不均匀的厚度。连接到滤器部分3的内表面在沿着流动方向的横截面中提供弯曲形状，从而增加了为滤器部分3提供的空间。提供这种形状允许优化通过滤器部分3的流体流。例如，如图5所示的通过过滤器单元1的流动提供显著减少的湍流量，显著增加了总体流动行为。
90.图6示出了包含根据图1的过滤器单元1和配合件12的本发明套件11的示意性侧视图。配合件12适于用作连续流发动机的燃料供应装置的一部分。配合件12适于暂时与燃料供应装置分离，以更换可拆卸地连接到配合件12的过滤器单元1。
91.如图1所示，过滤器单元1示出了上游表面2的一部分被网格4部分地覆盖。所述网格4提供非常可靠的保护，防止流体扫过较大的部分。
92.图7示出了如图6所示的本发明的套件11的沿着通过中心点6和如图4所示的轴线的流动方向的示意性横截面，其中套件11用作连续流发动机的燃料供应装置的一部分。图7所示的横截面清楚地示出了配合件12的内表面和过滤器单元1的外表面在过滤器单元14的区域内的倾斜。这允许在使用期间容易地确保过滤器单元1的位置。来自燃料供给的上游部分13a的流体流将过滤器单元1牢固地保持就位，同时流体经过滤器部分3并离开下游表面9到达燃料供给装置的下游部分13b。
93.滤器部分3位于过滤器单元1的一部分中，提供不均匀的内腔厚度。内腔在所示的横截面中提供弯曲形状，导致在滤器部分3的边缘内的腔的加宽10。提供这种设计允许显著减小影响能够通过滤器部分的流体的总容量的波动和湍流。
94.这种过滤器还可以容易地实现为添加到现有的燃料供应装置而在该位置没有任何过滤器。在这种情况下，如图中所示，燃料供应管被简单地分割并且部分地被套件11替换。相应的套件11通常也作为已经包含所需的配件和密封件以在任何位置引入这种过滤系统的升级套件11提供。基于提供这种非常小的过滤器单元1的可能性，该过滤器单元1尽管总长度低但仍提供高效的过滤，基本上可以容易地将其引入任何连续流发动机而没有问题。
95.在其它过滤器系统的实现过程中的典型问题的一个例子是，这种升级所需的较大空间使得难以找到点来放置这种过滤器系统。它们中的任何一个都难以接近，使得过滤器单元1的更换变得复杂。或者相应的部分提供多个弯曲部，从而限制直线部分的数量和它们的长度。然而，本发明的小尺寸、高过滤效果以及高耐久性和使用的组合允许将这种过滤系统放置得更加灵活。
96.本发明的保护范围由所附权利要求限定，并且不受说明书中解释的或附图中示出
的特征的限制。