[发明专利]用于蒸发冷却器的合成介质垫和用于蒸发冷却的方法

说明书

技术领域

本发明涉及蒸发冷却器中的介质垫(media pad)，且特别是用于工业燃气涡轮机的入口导管中的蒸发冷却器。

背景技术

工业燃气涡轮机摄入空气，压缩空气，将其与燃料混合，燃烧混合物并使用得到的燃烧气体来驱动产生功率的涡轮。由燃气涡轮机产生的功率部分地与由涡轮摄入的空气的含水量和温度相关。空气的水含量越高，且温度越低，则燃气涡轮机的功率输出越大。

蒸发冷却器增高由燃气涡轮机摄入的空气的水含量并降低其温度。它们典型地在环境空气干燥灯泡温度高，例如，高于80华氏度(25摄氏度)，且相对湿度低，例如，低于百分之四十的时候使用。在高温和低湿条件下，蒸发冷却器可以使燃气涡轮机的功率输出增加百分之五、百分之十或更多。

蒸发冷却器向流入燃气涡轮机的入口空气添加水。水流过跨越入口空气导管延伸的介质垫。流过导管的空气使介质上的水蒸发。蒸发冷却空气并且增加空气的湿度。冷却的、潮湿的空气具有比热的、干燥的空气更大的密度。更高的密度增加了空气的质量流率，这增加了燃气涡轮机的功率输出和效率。

常规的介质垫最常见地由纸形成。最近已经做出努力来由合成材料形成介质垫。这些努力不是完全成功的，因为不能形成这样的合成材料，其在入口中不产生过多压力损耗同时保持适当的冷却效率。

发明内容

本文设想并公开了一种蒸发冷却器，其配置成用于燃气涡轮机或其他装置，冷却器包括配置成安装在入口腔室中的合成介质垫的堆叠，入口腔室具有通向环境空气的入口和联接到至燃气涡轮机或其他装置的空气入口的出口，其中该合成介质垫包括高密度合成介质垫和低密度合成介质垫。

本文公开了设想的合成介质垫，其配置成以安装在空气入口腔室中的堆叠布置，空气入口腔室具有通向环境空气的入口和联接到至燃气涡轮机的空气入口的出口，其中该合成介质垫包括高密度合成介质垫和低密度合成介质垫。

本文设想并公开了一种用来形成用于蒸发冷却器的合成介质垫的堆叠的方法，该方法包括：在堆叠中布置合成纤维的高密度合成介质垫，其中高密度介质垫中的纤维密度高于第一阈值密度；在堆叠中布置合成纤维的低密度合成介质垫，其中低密度介质垫的纤维密度低于第二阈值密度，该第二阈值密度低于第一阈值密度，以及将该堆叠定位在蒸发冷却器中，使得该堆叠的前表面面向吸入入口腔室的空气，且后表面面向通向到燃气涡轮机的入口的空气通道。

技术方案1. 一种构造成用于装置的蒸发冷却器，所述冷却器包括合成介质垫的堆叠，其中所述堆叠构造成安装在入口腔室中，所述入口腔室具有通向环境空气的入口和将联接到至所述装置的空气入口的出口，其中所述合成介质垫包括高密度合成介质垫和低密度合成介质垫。

实施方式1. 一种构造成用于装置(12)的蒸发冷却器(20)，所述冷却器包括(28)合成介质垫(38, 40, 50, 66, 96)的堆叠，其中所述堆叠构造成安装在入口腔室(14)中，所述入口腔室具有通向环境空气的入口，和联接到至所述装置的空气入口的出口，其中所述合成介质垫包括高密度合成介质垫(40)和低密度合成介质垫(38)。

实施方式2. 如实施方式1所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述合成介质垫(38, 40, 50, 66, 96)由聚酯或玻璃纤维形成，并且所述高密度合成介质垫具有大于所述低密度合成介质垫中的纤维密度的纤维密度。

实施方式3. 如实施方式2所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述高密度合成介质垫(40)的密度是所述低密度合成介质垫(38)的密度的至少两倍。

实施方式4. 如实施方式1所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述高密度合成介质垫(40)在所述堆叠中与所述低密度合成介质垫(38)交替。

实施方式5. 如实施方式1所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述合成介质垫(38, 40, 50, 66, 96)每个都由聚酯或玻璃纤维形成。

实施方式6. 如实施方式1所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述低密度介质垫(38)包括侧面，且所述侧面上的表面图案包括平行的脊和槽(42, 44, 56, 60, 68, 76, 78, 88, 90, 98)。

实施方式7. 如实施方式6所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述平行的脊(42)每个顶峰(48)都在所述堆叠的后半部中，并且从所述顶峰(48)向所述堆叠的前面(34)向下倾斜。

实施方式8. 如实施方式6所述的蒸发冷却器，其特征在于，所述平行的脊(42)在所述堆叠的前面(34, 62)和后面(36, 54)之间是波状的。