[发明专利]进气加热系统

说明书

本申请涉及于2009年3月13日提交的共同转让的美国专利申请12/403,444[GE档案号235333]；以及于2011年11月8日提交的具有GE档案号256069的提交的GE申请。

技术领域

本发明涉及燃式涡轮发动机，并且更特别地涉及用于燃式涡轮发动机的入口加热系统。

背景技术

在一些涡轮机操作期间，涡轮机压力比可能达到压缩机的操作压力比限度。这可能导致压缩机喘振。由于横越燃烧器的压力损失，因此压缩机压力比可能大于涡轮机压力比。压缩机压力比保护典型地涉及将排出空气排放和再循环到压缩机入口。被称为进气加热(IBH)控制的该操作也通过混合较冷环境空气和压缩机排出热空气的排放部分来升高压缩机入口的温度。

常规地，为了将压缩机入口温度保持在小范围内，大量竖直歧管布置在排出空气和压缩机入口之间。尽管竖直歧管提供水平面中的混合，但是温度梯度会保留在进气内。这可能使得难以将压缩机入口温度保持在小范围内。此外，大量竖直歧管导致高成本的安装和维护过程。

由于前述原因，需要一种减小温度梯度的更简单的IBH系统。该系统应该需要更少的构件并降低横越入口系统的总压降。

发明内容

下面总结了与本发明的权利要求范围一致的某些实施例。这些实施例仅旨在提供本发明的可能形式的概述而非限制本发明的权利要求的范围。实际上，本发明可以包括可以类似于或不同于下述实施例的各种形式。

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入口和压缩机排气出口；流体地连接到所述压缩机的入口系统，所述入口系统包括：增压室，所述增压室包括通过中间部分延伸到第二端部分的第一端部分；所述第一端部分在大致平行于所述压缩机的中心线的方向上定向并且限定用于接收环境空气的入口；并且所述第二端部分在大致垂直于所述压缩机的中心线的方向上定向并且限定朝着所述压缩机入口引导环境空气的出口；以及消声器，所述消声器流体地连接在所述入口系统内并且被定向成使得上游部分面对所述第一端部分并且下游部分面对所述第二端部分；以及加热系统，所述加热系统包括位于所述第二端部分内并且邻近所述消声器的两个管道，其中所述两个管道水平地延伸通过所述第二端部分并且成大致水平关系布置，每个管道包括第一端部段、第二端部段和中间部段，所述第一端部段和所述第二端部段中的至少一个流体地连接到所述压缩机排气出口，其中来自所述压缩机排气出口的经加热空气穿过所述两个管道并且升高穿过所述增压室并且然后进入所述压缩机入口的环境空气的温度。

根据本发明的第二实施例，一种涡轮机械包括：压缩机，所述压缩机包括：压缩机入口、压缩机排气出口和入口引导叶片；流体地位于所述压缩机排气出口的下游的涡轮机部段；流体地连接到所述压缩机的入口系统，所述入口系统包括：接收环境空气的入口过滤器壳体；流体地连接到所述入口过滤器壳体的后端的增压室，其中所述增压室包括通过中间部分延伸到第二端部分的第一端部分；所述第一端部分在大致平行于所述压缩机的中心线的方向上定向并且限定用于接收环境空气的入口；并且所述第二端部分在大致垂直于所述压缩机的中心线的方向上定向并且限定朝着所述压缩机入口引导环境空气的出口；以及消声器，所述消声器流体地连接在所述入口系统内并且被定向成使得上游部分面对所述第一端部分并且下游部分面对所述第二端部分；以及加热系统，所述加热系统包括位于所述第二端部分内并且邻近所述消声器的两个管道，其中所述两个管道水平地延伸通过所述第二端部分并且成大致水平关系布置，每个管道包括第一端部段、第二端部段和中间部段，所述第一端部段和所述第二端部段中的至少一个流体地连接到所述压缩机排气出口，其中来自所述压缩机排气出口的经加热空气穿过所述两个管道，升高穿过所述增压室并且然后进入所述压缩机入口的环境空气的温度。

附图说明

当参考附图(FIG)阅读以下详细描述时本发明的这些和其它特征、方面和优点可以变得更好理解，其中在附图中相似的附图标记始终表示相似的元件/部件：

图1示出了本发明的实施例可以在其中操作的已知环境的示意图。

图2示出了已知入口系统的正视图。

图3示出了根据本发明的实施例的入口系统的正视图。

图4示出了图3的入口系统的等轴分解图。

图5示出了根据本发明的第一实施例的IBH歧管。

图6示出了根据本发明的第二实施例的IBH歧管。

图7示出了根据本发明的第三实施例的IBH歧管。

图8示出了根据本发明的第四实施例的IBH歧管。