用于机壳的空气干扰系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机壳的空气干扰系统，其包括空气输送系统；至少一个增压部，其包括至少一个出口和流体连接于该空气输送系统的入口；以及控制器，其操作性地连接于该空气输送系统。该控制器构造成且设置成选择性地导致一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中并且流过所述出口，从而形成局部空气扰动。
【专利说明】用于机壳的空气干扰系统
【技术领域】
[0001]本发明公开的主题涉及机壳的领域，并且更为具体地说，涉及一种用于一种机壳的空气干扰(air disrupt1n)系统,这种机壳会经历不合乎需要的气体的累积。
【背景技术】
[0002]通常，机壳用于容置对燃料起作用并且产生废气的机械。例如，涡轮机器可包括通过共用的压缩机/涡轮机轴及燃烧器组件连结至涡轮机部分的压缩机部分。入口气流朝向压缩机部分流过进气口。在该压缩机部分中，入口气流被朝向该燃烧器组件通过多个连续级压缩。在该燃烧器组件中，压缩后的气流与燃料混合以形成易燃混合物。该易燃混合物在燃烧器组件中燃烧以形成热气。所述热气被沿涡轮机部分的热气路径引导通过转接件。所述热气膨胀通过多个涡轮机级，同时对安装在叶轮上的涡轮机叶片起作用，以产生功、即产生输出，例如用于为发电机、泵供以动力，或者用于将动力提供至车辆。
[0003]在运行期间，涡轮机器产生会提高机壳的内部温度的热。提高机壳的内部温度会对涡轮机器效率产生负面影响。许多涡轮机器机壳包括将空气从该机壳中抽出的通风系统。常规通风系统包括风扇，所述风扇在运行时形成打开散热孔(louvers)的气流，该散热孔使机壳的内部空间裸露于环境。当前的通风系统依赖于操作者来启动和停止运行或者依赖于诸如涡轮机器温度、机壳温度和排气温度之类的参数。除了热累积之外，有害气体会聚集在机壳的并不经历由通风系统所产生的气流的部分中。
【发明内容】
[0004]根据本发明不例性实施方式的一方面，一种用于机壳的空气干扰系统包括空气输送系统、至少一个增压部和控制器，所述至少一个增压部包括流体连接至所述空气输送系统的入口和至少一个出口，所述控制器操作性地联接至所述空气输送系统。所述控制器构造成且设置成选择性地导致一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中，并且流过所述至少一个出口。
[0005]根据本发明示例性实施方式的另一方面，一种涡轮机器机壳包括多个壁、涡轮机器系统和空气干扰系统，所述多个壁限定出具有至少一个空气干扰区域的内部部分，所述涡轮机器系统设置在所述内部部分内，所述空气干扰系统包括空气输送系统和至少一个增压部，所述至少一个增压部延伸通过所述至少一个空气干扰区域。所述至少一个增压部包括流体连接于所述空气输送系统的入口和流体裸露于所述至少一个空气干扰区域的一部分的至少一个出口。控制器操作性地连接于所述空气输送系统。所述控制器构造成且设置成选择性地导致/使得一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中并且流过所述至少一个出口，以便在所述至少一个空气干扰区域的所述部分中形成局部空气扰动。
[0006]根据本发明不例性实施方式的再一方面,一种干扰润轮机器机壳中的空气的方法包括将离散量的空气从空气输送系统选择性地输送至至少一个空气增压部，使所述离散量的空气进入到所述至少一个增压部中，以及通过所述至少一个增压部的至少一个出口排出所述离散量的空气，从而在所述涡轮机器机壳中形成局部空气扰动。
[0007]这些和其它优点及特征将通过下面结合附图进行的说明而变得更为清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]被认为是本发明的主题在处于本说明书的结尾部分的权利要求书中被详细指出并且明确地被要求得到保护。本发明的前述和其它特征及优点在下面结合所附视图而进行的详细说明中是明显的，在附图中:
[0009]图1是根据示例性实施方式的包括空气干扰系统的涡轮机器机壳的示意图；以及
[0010]图2是示出了一种选择性地干扰图1的涡轮机器机壳中的空气的方法的数据流程图。
[0011]本详细说明参照附图借助于示例阐明了本发明的实施方式及优点和特征。
【具体实施方式】
[0012]根据示例性实施方式的涡轮机器机壳在图1中主要以2表示出。涡轮机器机壳2包括第一壁4和相对的第二壁5,第一壁4与相对的第二壁5通过第三壁6和相对的第四壁7相结合。第五壁或顶壁(未示出)结合第一壁4、第二壁5、第三壁6和第四壁7以限定出内部部分14。门16设置在第二壁5中以提供通向内部部分14的入口。涡轮机器机壳2容置涡轮机器系统20，该涡轮机器系统20包括通过燃烧器组件26联接至涡轮机部分24的压缩机部分22。燃烧器组件26包括一个或多个燃烧器，这些燃烧器中的一个以28表示出。压缩机部分22通过共用的压缩机/涡轮机轴30机械地连接至涡轮机部分24。压缩机部分22包括入口 34，并且涡轮机部分24机械地连接至可呈发电机38的形式的负载36。当然，应该明白的是，负载36还可结合至压缩机部分22。
[0013]根据示例性实施方式，涡轮机器机壳2包括空气干扰系统50。如将在下文中更为充分地详述的那样，空气干扰系统50将离散量的空气或“一股股(puffs) ”的空气选择性地输送至内部部分14内的多个位置。这一股股的空气形成局部扰动(localizeddisturbances),所述局部扰动会致使不合乎需要的气体的任何累积(build-up)受到干扰、并被导致在内部部分14内循环、并且最终作为由通风系统(同样未示出)所形成的空气流的结果而通过排气系统(未示出)。
[0014]空气干扰系统50包括第一空气增压部52、第二空气增压部54和第三空气增压部56，该第一空气增压部52延伸通过并且限定出第一空气干扰区域(并未单独地标示出)，该第二空气增压部54延伸通过并且限定出第二空气干扰区域(同样并未单独地标示出)，该第三空气增压部56延伸通过并且限定出第三空气干扰区域(并未单独地标示出)。这里应该明白的是，空气干扰区域的数量可根据涡轮机器机壳2的内部特性而变化。内部特性可包括气流流型、停滞空气空间的计算流体动力学(CFD)分析、已知的滞留空气位置等。第一空气增压部52从第一端59通过中间部分61延伸至第二端60。第一分支增压部64从中间部分61延伸，并且与该中间部分61流体连接。第一空气增压部52包括处于第一端59的入口 67、位于入口 67的下游的第一出口 69、靠近第二端60的第二出口 70和设置在第一分支增加压部64中的第三出口 71。第一出口 69包括第一排气喷嘴73，第二出口 70包括第二排气喷嘴74，并且第三出口 71包括第三排气喷嘴75。第一排气喷嘴73、第二排气喷嘴74和第三排气喷嘴75形成所需要的排气特性，例如，来自第一出口 69、第二出口 70和第三出口 71中的相应出口的这股空气的形状、速度和/或方向。
[0015]以与上述方式相似的方式，第二空气增压部54从第一端80通过中间部分82延伸至第二端81。第二分支增压部85从中间部分82延伸，并且与该中间部分82流体连接。第二空气增压部54包括处于第一端80的入口 88、位于入口 88的下游的第一出口 90、靠近第二端81的第二出口 91和设置在第二分支增压部85中的第三出口 92。第一出口 90包括第一排气喷嘴94，第二出口 91包括第二排气喷嘴95，并且第三出口 92包括第三排气喷嘴96。第一排气喷嘴94、第二排气喷嘴95和第三排气喷嘴96形成所需要的排气特性，例如，来自第一出口 90、第二出口 91和第三出口 92中的相应出口的这股空气的形状、速度和/或方向。
[0016]以与上述方式相似的方式，第三空气增压部56从第一端108通过中间部分110延伸至第二端109。第三分支增压部113从中间部分110延伸，并且与该中间部分110流体连接。第三进气增压部56包括处于第一端108的入口 116、位于入口 116的下游的第一出口 118、靠近第二端109的第二出口 119和设置在第三分支增压部113中的第三出口 120。第一出口 118包括第一排气喷嘴122，第二出口 119包括第二排气喷嘴123，并且第三出口120包括第三排气喷嘴124。第一排气喷嘴122、第二排气喷嘴123和第三排气喷嘴124形成所需要的排气特性，例如，来自第一出口 118、第二出口 119和第三出口 120中的相应出口的这股空气的形状、速度和/或方向。
[0017]进一步根据本发明的示例性实施方式，空气干扰系统50包括歧管130，该歧管130包括第一阀门132、第二阀门133和第三阀门134。第一阀门132、第二阀门133和第三阀门134中的每一个都包括与入口 67、88和116中的相应入口流体连接的出口(未单独地标示出)。第一阀门132、第二阀门133和第三阀门134中的每一个也包括流体地连接至共用的进气管道136的入口(同样未单独地标示出)。共用的进气管道136流体地连接至空气输送系统140,该空气输送系统140根据该不例性实施方式的一方面呈压缩空气输送系统142的形式。压缩空气输送系统142可构成诸如专用空气压缩机之类的压缩空气的独立供给源，或者诸如连接至压缩机部分22或其它压缩空气供给源之类的压缩空气源。
[0018]更进一步根据该示例性实施方式，空气干扰系统50包括具有预定逻辑的、基于微型处理器的控制器150，该预定逻辑阐明了操作性地连接至第一阀门132、第二阀门133和第三阀门134中的每一个的运行序列和协议。控制器150包括中央处理器单元(CPU) 152，该中央处理器单元152接收并执行通过自动控制输入单元155、手动控制输入单元157和危险气体检测输入单元160接收到的指令。如将在下文中更为充分地详述的那样，控制器150可打开阀门132-134中的一个或多个，以将压缩空气输送至排气喷嘴122-124中的对应的一个。控制器150可打开阀门132-134中的一个或多个持续可由操作者选择性地调整的时间段或者是预定时间段。例如，控制器150可打开阀门132-134中的一个或多个较短时间以输送诸如“一股”空气或短涌(short burst)的空气之类的预期量的空气，或者可打开阀门132-134中的一个或多个以输送压缩空气的恒定气流。同样，控制器150可交错地打开阀门132-134，例如首先打开第一阀门132，随后打开第二阀门133，继而打开第三阀门134。此外，控制器150可改变送至第一空气增压部52、第二空气增压部54和第三空气增压部56的空气输送量。相继的阀门开启可在在先打开的阀门仍旧打开的同时或者在该在先打开的阀门被关闭之后发生。
[0019]现在将参照图2进行说明，图2中描述了一种选择性地干扰涡轮机器机壳2中的空气的方法200。在方框210中启动控制器150。在方块212中作出判断，是通过手动控制输入单元157还是通过自动控制输入单元155来启动控制器150。如果是通过手动控制输入单元157来启动控制器150，就在方块214中打开阀门132-1343中的一个或多个以将预期量的空气输送到第一空气增压部52、第二空气增压部54和/或第三空气增压部56中的相应的一个中。预期量的空气通过排气喷嘴73-75、94-96和/或122-124中的相应的排气喷嘴以形成局部空气扰动，该局部空气扰动导致停滞空气(stagnant air)被捕获到由通风系统形成的气流中。在输送预期量的空气之后，在方块216中，控制器150关闭阀门132-134中的一个或多个并且等待另外的输入。
[0020]如果通过自动控制输入单元155启动控制器150，就在方块228中作出判断，涡轮机器系统20是否处于运行中。一旦感测到涡轮机器系统20的运行，就在方块230中打开阀门132-134中的一个或多个以将预期量的空气输送到第一空气增压部52、第二空气增压部54和/或第三空气增压部56中的相应的一个中。以与上述方式相似的方式，使预期量的空气通过排气喷嘴73-75、94-96和/或122-124中的相应的排气喷嘴以形成局部空气扰动，该局部空气扰动导致停滞空气被捕获到由通风系统形成的气流中。在输送预期量的空气之后，在方块232中，控制器150暂停预定时间段。
[0021]在方块250中，控制器150还判断是否通过危险气体检测输入单元160接收到信号。如果没有检测到危险气体，控制器150就返回方块230，并且打开阀门132-134中的一个或多个以输送另一股或一股股的压缩空气。输送预期量的空气的循环继续进行。在方块250中，如果检测到危险气体，就在方块260中打开所有的阀门132-134，将连续的压缩空气流输送到第一空气增压部52、第二空气增压部54和第三空气增压部56中，或者帮助稀释或去除任何检测到的危险气体。阀门保持开启，直到被手动停止或者在方块270中接收到全部清除信号。一旦接收到全部清除信号，控制器150就返回成将预期量的空气输送到第一增压部52、第二增压部54和第三增压部56中，直到涡轮机器系统20停止运行，如在方块280中所示。
[0022]这里应当明白的是，根据本发明示例性实施方式的空气干扰系统将预期量的空气输送到涡轮机器机壳的选定区域中。所述预期量的空气形成局部扰动，该局部扰动导致停滞气穴(stagnant pockets)或滞留空气空间(dead air spaces)与由通风系统提供的气流混合。以此方式，可降低涡轮机器机壳中的不期望气体的任何累积。所述空气干扰系统可与危险气体检测系统协同工作，如上所述，或者可以在没有危险气体输入单元的情况下运行，这取决于本地的规定。再者，应该明白的是，排气喷嘴的数量和位置可以改变。此外，尽管被描述成在涡轮机器机壳中使用，但应该明白的是，该示例性实施方式可被结合到其中减轻危险气体累积是所需要的任何机壳中。
[0023]尽管已经仅结合有限数量的实施方式详细描述了本发明，但应该容易明白的是，本发明并不限于这些公开的实施方式。相反，本发明可被修改成结合迄今为止并未描述的但与本发明的精神和范围相匹配的任意数量的变化、修改、替代或等效装置。此外，尽管已经描述了本发明的多个实施方式，但将会明白的是，本发明的方面可仅包括所描述的实施方式中的一些实施方式。因此，本发明并不被视为受限于前述描述，而是仅由所附权利要求o r； H _ \^λ H r/ frrl τη ^ r μ
【权利要求】
1.一种用于机壳的空气干扰系统，包括: 空气输送系统； 至少一个增压部，所述至少一个增压部包括至少一个出口和流体连接至所述空气输送系统的入口；以及 控制器，所述控制器操作性地连接至所述空气输送系统，所述控制器构造成且设置成选择性地使得一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中并且流过所述至少一个出口，从而形成局部空气扰动。
2.根据权利要求1所述的空气干扰系统，还包括:流体连接于所述至少一个增压部的所述入口的阀门，所述控制器构造成且设置成打开所述阀门，以便选择性地使得所述一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中、并且流过所述至少一个出口。
3.根据权利要求1所述的空气干扰系统，其特征在于，所述空气输送系统包括压缩空气输送系统。
4.根据权利要求1所述的空气干扰系统，其特征在于，所述至少一个增压部从第一端通过中间部分延伸至第二端，所述入口设置于所述第一端，并且所述至少一个出口设置于所述第二端与所述中间部分中的一个处。
5.根据权利要求4所述的空气干扰系统，其特征在于，所述至少一个出口包括多个出口，所述多个出口中的至少一个设置于第二端，并且所述多个出口中的另外至少一个沿所述中间部分设置。
6.根据权利要求5所述的空气干扰系统，还包括:分支增压部，所述分支增压部从所述至少一个增压部的所述中间部分延伸，所述多个出口中的一个设置在所述分支增压部中。
7.根据权利要求1所述的空气干扰系统，其特征在于，所述至少一个出口包括排气喷嘴。
8.—种润轮机器机壳,包括: 多个壁，所述多个壁限定出具有至少一个空气干扰区域的内部部分； 涡轮机器系统，所述涡轮机器系统设置在所述内部部分内；以及 空气干扰系统，包括: 空气输送系统； 至少一个增压部，所述至少一个增压部延伸通过所述至少一个空气干扰区域，所述至少一个增压部包括流体连接于所述空气输送系统的入口和流体裸露于所述至少一个空气干扰区域的一部分的至少一个出口 ；以及 控制器，所述控制器操作性地连接于所述空气输送系统，所述控制器构造成且设置成选择性地使得一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中并且流过所述至少一个出口，以便在所述至少一个空气干扰区域的所述部分中形成局部空气扰动。
9.根据权利要求8所述的涡轮机器机壳，还包括:流体连接于所述至少一个增压部的所述入口处的阀门，所述控制器构造成且设置成打开所述阀门以便选择性地使得所述一个或多个离散量的空气进入到所述至少一个增压部中并且流过所述至少一个出口。
10.根据权利要求8所述的涡轮机器机壳，其特征在于，所述空气输送系统包括压缩空气输送系统。
11.根据权利要求8所述的涡轮机器机壳，其特征在于，所述至少一个增压部从第一端通过中间部分延伸至第二端，所述入口设置于所述第一端并且所述至少一个出口设置于所述第二端与所述中间部分中的一个处。
12.根据权利要求11所述的涡轮机器机壳，其特征在于，所述至少一个出口包括多个出口，所述多个出口中的至少一个设置于所述第二端，并且所述多个出口中的另外至少一个沿所述中间部分设置。
13.根据权利要求12所述的涡轮机器机壳，还包括:分支增压部，所述分支增压部从所述至少一个增压部的所述中间部分延伸，所述多个出口中的一个设置在所述分支增压部中。
14.根据权利要求8所述的涡轮机器机壳，其特征在于，所述至少一个出口包括排气喷嘴。
15.—种干扰润轮机器机壳中的空气的方法,包括: 将离散量的空气从空气输送系统选择性地输送至至少一个空气增压部； 使所述离散量的空气进入到所述至少一个空气增压部中；以及 通过所述至少一个空气增压部的至少一个出口排出所述离散量的空气，从而在所述涡轮机器机壳中形成局部空气扰动。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述离散量的空气输送到至少一个空气增压部中包括使一定量的压缩空气进入到所述至少一个空气增压部中。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个出口排出所述离散量的空气包括通过所述至少一个出口排出一股空气。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个出口排出所述离散量的空气包括使所述离散量的空气通过设置在所述涡轮机器机壳的空气干扰区域中的多个出口。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个出口排出所述离散量的空气包括使所述离散量的空气通过至少一个排出喷嘴持续能够选择性地调整的时间段。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过所述至少一个出口排出所述离散量的空气包括使所述离散量的空气通过至少一个排出喷嘴持续预定时间段。
【文档编号】F02C7/18GK104343542SQ201410383957
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】A.I.西皮奥, D.J.戴维斯, S.埃卡纳亚克, M.帕里赛 申请人:通用电气公司