專(zhuān)利名稱(chēng)：用于egr系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及共同轉(zhuǎn)讓的2007年10月30日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/928， 038[GE 案巻227348] ;2007年12月10日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/953， 524[GE案巻228179] ;2007 年ll月07日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/936， 996[GE案巻228178];以及2007年12月19日 提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/960， 198[GE案巻229464]。 本發(fā)明涉及從渦輪機(jī)(turbomachine)中排放的廢氣(exhaust gas)，并且更具體而 言，涉及利用渦輪機(jī)作為在EGR系統(tǒng)內(nèi)被再循環(huán)的廢氣的原動(dòng)機(jī)(prime mover)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
存在對(duì)氮氧化物(下文中稱(chēng)作NOx)、二氧化碳(下文中稱(chēng)作"CO/)、以及硫氧化 物(下文中稱(chēng)作SOx)排放物對(duì)環(huán)境的長(zhǎng)期的影響的日益增長(zhǎng)的擔(dān)憂(yōu)?？捎蓽u輪機(jī)(例如 燃?xì)廨啓C(jī))所排放的排放物的可允許的水平嚴(yán)格地受到控制。渦輪機(jī)的操作者渴望降低所 排放的NOx、 C02，、以及SOx的水平的方法。 廢氣流中存在大量的可冷凝的蒸汽。這些蒸汽通常包括多種組分(constituent)， 例如水、酸性物、醛、碳?xì)浠衔?、硫氧化物、以及氯化物。在未?jīng)處理的情況下，這些組分如 果被允許進(jìn)入渦輪機(jī)，則其將加速內(nèi)部部件的腐蝕和結(jié)垢(fouling)。 廢氣再循環(huán)(EGR)通常包括使一 部分所排放的排氣流(exhauststream)穿過(guò) 渦輪機(jī)的進(jìn)口系統(tǒng)(inlet system)進(jìn)行再循環(huán)。排氣流然后在燃燒之前與輸入的空氣 流(airstream)相混合。EGR過(guò)程促進(jìn)濃C02的去除和隔離(sequestration)，并且，同 樣可降低NOx和SOx的排放水平。再循環(huán)的排氣與輸入的空氣流相混合以產(chǎn)生進(jìn)口流體 (inletfluid)。排氣流應(yīng)在進(jìn)口段(inlet section)的一部分內(nèi)與空氣流充分地相混合。
為了前述的原因，需要允許與EGR系統(tǒng)相結(jié)合(integrate)的進(jìn)口系統(tǒng)。該進(jìn)口 系統(tǒng)應(yīng)以這樣的方式來(lái)導(dǎo)引再循環(huán)的排氣流，即，允許與輸入的空氣流相混合。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，一種用于將排氣流引入至渦輪機(jī)中的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括用于引導(dǎo)(channeling)進(jìn)口流體朝向渦輪機(jī)的壓縮機(jī)段的進(jìn)口系統(tǒng)，其中，進(jìn)口流體 包括空氣流和排氣流，廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)包括至少一個(gè)EGR滑道(skid)和至少一個(gè) EGR管道；其中，該至少一個(gè)EGR管道與進(jìn)口系統(tǒng)的一部分相結(jié)合；其中，該至少一個(gè)EGR 系統(tǒng)構(gòu)造成接收來(lái)自渦輪機(jī)的排氣段(exhaust section)的、處于第一溫度的排氣流；其 中，該排氣流包括處于第一水平的組分；允許排氣流進(jìn)入EGR滑道，該EGR滑道將組分降低 至第二水平；并且允許排氣流以第二溫度離開(kāi)EGR滑道并且流動(dòng)穿過(guò)該至少一個(gè)EGR管道， 其中，排氣流進(jìn)入進(jìn)口系統(tǒng)。


圖1是示出與渦輪機(jī)相結(jié)合的EGR系統(tǒng)的實(shí)例的示意圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于EGR系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)的實(shí)例的示意 圖。 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于EGR系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)的實(shí)例的示意 圖。 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于EGR系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)的實(shí)例的示意 圖。 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的用于EGR系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)的實(shí)例的示意 圖。 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的用于EGR系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)的實(shí)例的示意 圖。 零件清單 100EGR系統(tǒng) 105EGR滑道 110EGR流動(dòng)循環(huán)裝置 115EGR進(jìn)口風(fēng)門(mén)(damper) 120EGR排氣風(fēng)門(mén) 125排氣流 130流動(dòng)通路 135進(jìn)口流體 140渦輪機(jī) 145壓縮機(jī)段 147燃燒系統(tǒng) 150透平段(turbine section) 155排氣煙囪 160進(jìn)口系統(tǒng) 165氣候防護(hù)罩(weather hood) 170進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng) 175進(jìn)口管道 180進(jìn)口氣室(p 1 e皿m) 205EGR管道 207多個(gè)葉片 209出口部分(outlet portion) 210角X 215角Y 220第一過(guò)濾器 225第二過(guò)濾器 230過(guò)渡管道(transition duct) 235消聲器段 305第三過(guò)濾器
306氣室中心體(center-body)
具體實(shí)施例方式
以下的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參照附圖，這些附圖示出本發(fā)明的具體的實(shí)施例。 具有不同結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的其它的實(shí)施例不脫離本發(fā)明的范圍。 某些用語(yǔ)在本文中僅為方便讀者而被使用且不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。 例如，如"上部"、"下部"、"左側(cè)"、"右側(cè)"、"前部"、"后部"、"頂部"、"底部"、"水平的"、"垂直 的"、"上游"、"下游"、"在前"、"在后"等等的詞語(yǔ)只是描述圖中所示的構(gòu)造。實(shí)際上，本發(fā) 明的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)元件可在任何的方向中定向，并且，這些用語(yǔ)因此應(yīng)被理解為包 括了這樣的變化(除非另有說(shuō)明)。 本發(fā)明的一種實(shí)施例采取可使至少一個(gè)渦輪機(jī)的一部分廢氣再循環(huán)的系統(tǒng)的形 式，在該系統(tǒng)中，該至少一個(gè)渦輪機(jī)的一部分廢氣可與進(jìn)口空氣相混合并且再次進(jìn)入渦輪 機(jī)而不會(huì)影響該單元的可靠性和可用性(availability)。本發(fā)明的元件可由可經(jīng)受住這樣 的運(yùn)行環(huán)境——即，EGR系統(tǒng)可在該運(yùn)行環(huán)境下起作用和運(yùn)行——的任何材料所制造。
通常，本發(fā)明的一種實(shí)施例的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)包括多個(gè)元件。元件的構(gòu)造和順序 可由廢氣的成分(composition)所規(guī)定。通常地，包括廢氣再循環(huán)過(guò)程的步驟是冷卻，滌 氣，除霧，高效的微粒及微滴去除，以及混合。當(dāng)利用本發(fā)明時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)向的(diverted)、與進(jìn) 口空氣相摻混的氣體可被弓I入至透平進(jìn)口 ，而不會(huì)產(chǎn)生危害。如下文所描述，存在可用于完 成廢氣處理的多種布置。 本發(fā)明可應(yīng)用于產(chǎn)生氣態(tài)的流體的多種渦輪機(jī)，例如，但不限于，重型燃?xì)廨啓C(jī)； 航改燃?xì)廨啓C(jī)(aero-derivative gas turbine);等等。本發(fā)明的一種實(shí)施例可應(yīng)用于單 個(gè)渦輪機(jī)或多個(gè)渦輪機(jī)。本發(fā)明的一種實(shí)施例可應(yīng)用于在簡(jiǎn)單循環(huán)或聯(lián)合循環(huán)構(gòu)造中運(yùn)行 的渦輪機(jī)。 如下文所描述，本發(fā)明的一種實(shí)施例可包括至少一個(gè)EGR滑道。該至少一個(gè)EGR 滑道可利用至少一個(gè)滌氣器；或至少一個(gè)滌氣器和至少一個(gè)下游的熱交換器；或至少一個(gè) 滌氣器和至少一個(gè)上游的熱交換器；或至少一個(gè)滌氣器、至少一個(gè)下游的熱交換器，以及至 少一個(gè)上游的熱交換器；或其各種組合。再者，該至少一個(gè)EGR滑道還可包括可引入試劑 (reagent)以降低排氣流內(nèi)的有害的組分的水平的噴射器；以及，用于去除組分的濕式靜 電除塵器(precipitator)。 現(xiàn)參考圖(在其中，遍及數(shù)個(gè)視圖，許多數(shù)字表示相似的元件)，圖1是示出與渦輪 機(jī)140相結(jié)合的EGR系統(tǒng)100的實(shí)例的示意圖。圖1示出渦輪機(jī)140和EGR系統(tǒng)100。
渦輪機(jī)140通常包括壓縮機(jī)段145、燃燒段147、以及透平段150。進(jìn)口段160可設(shè) 置在壓縮機(jī)段145的上游。進(jìn)口段可包括至少一個(gè)氣候防護(hù)罩165，進(jìn)口管道175、以及進(jìn) 口氣室180。排氣煙囪155可設(shè)置在透平段150的下游。EGR系統(tǒng)100包括EGR滑道105 ;EGR流動(dòng)循環(huán)裝置110 ;EGR進(jìn)口風(fēng)門(mén)115 ;以及 EGR排氣風(fēng)門(mén)120，該EGR排氣風(fēng)門(mén)120可與渦輪機(jī)140的透平段150相結(jié)合。
該至少一個(gè)EGR系統(tǒng)100可為尺寸相同的，并且，由能夠經(jīng)受住排氣流125的物理 特性(例如，但不局限于，約10000Lb/hr (磅/小時(shí))至約50000000Lb/hr的流率和達(dá)約 1500華氏度的溫度)的材料所制造。在此，排氣流125的速度可包括達(dá)約10000000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每分鐘(SCFM)的范圍。進(jìn)口段160和透平段150可界定(bound)EGR系統(tǒng)100的流 動(dòng)通路130。 EGR滑道105通常包括EGR系統(tǒng)100的、降低上述來(lái)自排氣流125的組分的水平的 (多個(gè))部件。這些(多個(gè))部件可包括，例如，但不局限于，至少一個(gè)熱交換器、至少一個(gè) 滌氣器、至少一個(gè)除霧器，或類(lèi)似的部件(這些部件中沒(méi)有一個(gè)示出在圖中)。EGR流動(dòng)循 環(huán)裝置110可在EGR系統(tǒng)100的運(yùn)行期間使排氣循環(huán)。 通常，在EGR系統(tǒng)100的運(yùn)行期間，EGR排氣風(fēng)門(mén)120可打開(kāi)以允許來(lái)自透平段150 的排氣流125進(jìn)入EGR系統(tǒng)100。排氣風(fēng)門(mén)120可在非再循環(huán)排氣和排氣流125之間進(jìn)行 總排氣流量(exhaust flow)的分?jǐn)?。然后，EGR滑道105可降低排氣流125內(nèi)的組分的水 平。接著，EGR進(jìn)口風(fēng)門(mén)115可打開(kāi)以允許再循環(huán)的排氣流125進(jìn)入渦輪機(jī)140的進(jìn)口段 160。排氣流125然后可與進(jìn)入進(jìn)口系統(tǒng)160的進(jìn)口空氣相混合從而形成進(jìn)口流體135。貫 穿圖，進(jìn)口空氣由設(shè)置在該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩165外的(多個(gè))箭頭所表示。進(jìn)口流體 135然后可向下游流動(dòng)至渦輪機(jī)140的壓縮機(jī)段145。在上述的過(guò)程期間，EGR流動(dòng)循環(huán)裝 置110可使排氣流125運(yùn)動(dòng)貫穿EGR系統(tǒng)100。 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的、用于EGR系統(tǒng)100的進(jìn)口系統(tǒng)160的實(shí) 例的示意圖。圖2示出渦輪機(jī)140和進(jìn)口系統(tǒng)160的第一實(shí)施例。在此，進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng) 170包括第一過(guò)濾器220和第二過(guò)濾器225。第一過(guò)濾器220可設(shè)置在第二過(guò)濾器225上 游。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第一和第二過(guò)濾器220,225可例如為(但不局限于)聚結(jié)式 (coalescing)過(guò)濾器或類(lèi)似者。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)100包括至少一個(gè)EGR管道205，該EGR管道 205用于將排氣流125引入到進(jìn)口系統(tǒng)160中。該至少一個(gè)EGR管道205可包括與EGR系 統(tǒng)100相結(jié)合的進(jìn)口部分(未示出)。該進(jìn)口部分可接收來(lái)自EGR進(jìn)口風(fēng)門(mén)115的排氣流 125。該至少一個(gè)EGR管道205可包括與進(jìn)口系統(tǒng)160相結(jié)合的出口部分209。該出口部分 209可允許排氣流125流動(dòng)到進(jìn)口系統(tǒng)160中。該至少一個(gè)EGR管道205可被制成可慮及 與進(jìn)口系統(tǒng)160的部分的物理結(jié)合(physical integration)的任何形狀。該至少一個(gè)EGR 管道205可由能夠經(jīng)受住上述EGR系統(tǒng)100的運(yùn)行環(huán)境和條件的任何材料所制成。例如， 但非限制性地，排氣流125可在從約300英尺/分鐘至約5000英尺/分鐘的范圍中流動(dòng)。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，該至少一個(gè)EGR管道205可與該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩 165相結(jié)合。例如，但非限制性地，構(gòu)型6渦輪機(jī)(Frame 6turbomachine) 140可包括單個(gè)的 氣候防護(hù)罩165 ;然而，構(gòu)型9渦輪機(jī)140可包括多個(gè)氣候防護(hù)罩165。
如圖2中所示，排氣流125可進(jìn)入進(jìn)口系統(tǒng)160(在由該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩165 所包圍的區(qū)域中)。該至少一個(gè)EGR管道205的出口部分209可在該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩 165上被定向以便向下游地朝向進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170地導(dǎo)引并分配(distribute)排氣流 125。出口部分209的定向可慮及在與空氣流相混合時(shí)的幾乎均勻的溫度分布。出口部分 209的定向還可降低妨礙空氣流進(jìn)入該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩165的可能性。出口部分209 的定向可允許進(jìn)口流體135對(duì)稱(chēng)地(symmetrically)流動(dòng)穿過(guò)進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，出口部分209的定向可由示出為"X"的角X210和示出為 "Y"的角Y215所確定。角X210可確定關(guān)于平面X(示出為"Px")的出口部分209的中心 截面(central section)的位置。角Y215可確定相對(duì)于平面Y (示出為"Py")的排氣流125的中心部分的位置。同樣地，可優(yōu)化角X210和角Y215的范圍以顧及排氣流125的離開(kāi) 速度。這可有助于排氣流125與空氣流的混合。此外，角X210和角Y215可有助于以幾乎 均衡的(uniform)方式在進(jìn)口系統(tǒng)160內(nèi)擾動(dòng)(disturbing)排氣流125。這樣的分布可降 低熱點(diǎn)或類(lèi)似者的幾率。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，使用者可以帶有如下目標(biāo)的方式優(yōu)化角X210和角Y215， 即，將最大量的排氣流125向下游地朝向進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170地加以導(dǎo)引。在此，角Y215的 優(yōu)化值可依賴(lài)于角X210的優(yōu)化值，或相反。例如，但非限制性地，角X210可包括從約0度 至約90度的范圍；而角Y215可包括從約0度至約45度的范圍。 在使用中，本發(fā)明的第一實(shí)施例的進(jìn)口系統(tǒng)160可如下地起作用。如所描述地，進(jìn) 口系統(tǒng)160可引導(dǎo)由壓縮機(jī)段145所吸入的空氣流并且混合排氣流125以產(chǎn)生進(jìn)口流體 135?？諝饬魍ǔ?lái)自于環(huán)境(渦輪機(jī)140在該環(huán)境中運(yùn)行)。首先，空氣流圍繞該至少一 個(gè)氣候防護(hù)罩165流動(dòng)，該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩165可阻止氣候元素(如雨、雪，等等)進(jìn) 入壓縮機(jī)段145。如所描述地，進(jìn)口流體135可在這樣的區(qū)域中產(chǎn)生，S卩，在該區(qū)域中，該至 少一個(gè)EGR管道205的出口部分209連接至該至少一個(gè)氣候防護(hù)罩165。進(jìn)口流體135然 后可流動(dòng)穿過(guò)進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170 ;該進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)通常去除來(lái)自空氣流的外物和碎屑 (debris)。接著，進(jìn)口流體135可流動(dòng)穿過(guò)過(guò)渡管道230，該過(guò)渡管道230可包括消聲器段 235。接著，進(jìn)口流體135可流動(dòng)穿過(guò)進(jìn)口管道175且然后流動(dòng)穿過(guò)進(jìn)口氣室180 ;這些部 件可調(diào)整空氣流的速度和壓力。進(jìn)口氣室180可將進(jìn)口系統(tǒng)160與渦輪機(jī)140相連接，并 且，允許進(jìn)口流體135流動(dòng)到壓縮機(jī)段145中。 渦輪機(jī)140包括帶有轉(zhuǎn)子的壓縮機(jī)段145。渦輪機(jī)140的運(yùn)行通常包括下列者 從進(jìn)口系統(tǒng)160中得到的進(jìn)口流體135進(jìn)入壓縮機(jī)段145，被壓縮，并且然后排出至燃燒系 統(tǒng)147，在該燃燒系統(tǒng)147中，燃料(例如天然氣)燃燒以提供驅(qū)動(dòng)透平段150的高能量燃 燒氣體。在透平段150中，熱氣體的能量被轉(zhuǎn)換為功(work)，其中的一些用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)段 145。 圖3至圖6示出本發(fā)明的備選的實(shí)施例。這些圖中的每個(gè)的論述集中在所論述的 實(shí)施例和圖2的實(shí)施例之間的區(qū)別上。 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的、用于EGR系統(tǒng)100的進(jìn)口系統(tǒng)160的實(shí) 例的示意圖。在此，進(jìn)口系統(tǒng)160可被改型成包括第三過(guò)濾器305。該第三過(guò)濾器305可設(shè) 置在該至少一個(gè)EGR管道205上游。該第二實(shí)施例中，該至少一個(gè)EGR管道205可設(shè)置在 進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170和第三過(guò)濾器305之間。 第三過(guò)濾器305可吸收(absorb)進(jìn)入進(jìn)口系統(tǒng)160的空氣流內(nèi)的外物和碎屑的 一部分。第三過(guò)濾器305可降低進(jìn)入進(jìn)口系統(tǒng)160的排氣流125流出該至少一個(gè)氣候防護(hù) 罩165而流至渦輪機(jī)140的周?chē)h(huán)境的可能。該第三過(guò)濾器305可有助于在渦輪機(jī)140的 停機(jī)期間容納排氣流125。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，第三過(guò)濾器305可例如為(但不局限 于)聚結(jié)式過(guò)濾器或類(lèi)似者。 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的、用于EGR系統(tǒng)100的進(jìn)口系統(tǒng)160的實(shí)例 的示意圖。在此，進(jìn)口系統(tǒng)160可被改型成使該至少一個(gè)EGR管道205的出口部分209設(shè)置 在第一過(guò)濾器220和第二過(guò)濾器225之間。在本發(fā)明的該第三實(shí)施例中，出口部分209可 被定向以允許排氣流125在第一過(guò)濾器220和第二過(guò)濾器225之間被引入到進(jìn)口系統(tǒng)160
本發(fā)明的第三實(shí)施例可降低進(jìn)入進(jìn)口系統(tǒng)160的排氣流125流出該至少一個(gè)氣候 防護(hù)罩165而流至渦輪機(jī)140的周?chē)h(huán)境的可能。該第三實(shí)施例可包括多個(gè)EGR管道205， 其可繞進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170的外圍而分配排氣流125。在此，EGR管道205可定位在第一過(guò) 濾器220和第二過(guò)濾器225之間。備選地，該至少一個(gè)EGR管道205可設(shè)置在進(jìn)口過(guò)濾器 系統(tǒng)170的頂部的、底部的、或中部的部位(location)處。這可有助于以幾乎均衡的方式 分配排氣流125。 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的、用于EGR系統(tǒng)100的進(jìn)口系統(tǒng)160的實(shí) 例的示意圖。在此，進(jìn)口系統(tǒng)160可被改型成使該至少一個(gè)EGR管道205的出口部分209 設(shè)置在進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)170和過(guò)渡管道230的消聲器段235之間。 該第四實(shí)施例的構(gòu)造可降低排氣流125向上游流動(dòng)并流出該至少一個(gè)氣候防護(hù) 罩165的可能。該第四實(shí)施例可允許降低離開(kāi)該至少一個(gè)EGR管道205的排氣流125的所 要求的供給壓力(supply pressure)。該第四實(shí)施例可允許降低設(shè)置在該至少一個(gè)EGR管 道209上游的進(jìn)口設(shè)備的尺寸。 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的、用于EGR系統(tǒng)100的進(jìn)口系統(tǒng)160的實(shí) 例的示意圖。在此，進(jìn)口系統(tǒng)160可被改型成使該至少一個(gè)EGR管道205的出口部分209 設(shè)置在消聲器段235下游。這可降低當(dāng)排氣流125與空氣流被混合以產(chǎn)生進(jìn)口流體135時(shí) 產(chǎn)生流動(dòng)畸變(flow distortion)的可能。 如圖6中所示，本發(fā)明的第五實(shí)施例可使該至少一個(gè)EGR管道205的出口部分209 設(shè)置在進(jìn)口管道175或進(jìn)口氣室180的不同部位上。例如，但非限制性地，這些部位可鄰近 消聲器段235的下游的部位(示出為"A");和/或鄰近進(jìn)口氣室180的下游的端部(示出 為"B"或"C")。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，部位A、 B、以及C可表示用于一個(gè)至少一個(gè)EGR管道205 的部位。在本發(fā)明的備選的實(shí)施例中，部位A、B、以及C可表示這樣的位置，S卩，在這些位置 處，多個(gè)EGR管道205被結(jié)合在進(jìn)口系統(tǒng)160上。例如，但非限制性地，第一 EGR管道205 可定位在部位A處；第二 EGR管道205可定位在部位B處；并且，第三EGR管道205可定位 在部位C處。 部位A、B、以及C可依賴(lài)于進(jìn)口流體135的壓縮機(jī)進(jìn)口流場(chǎng)特性(compressor inlet flow field characteristics)。本發(fā)明的一實(shí)施例試圖使進(jìn)口流體135以幾乎均 衡的方式在壓縮機(jī)段145的入口處被分配。在此，可要求進(jìn)口流體135的多個(gè)分配點(diǎn)以消 除由進(jìn)口系統(tǒng)中的其它的流動(dòng)阻礙和流動(dòng)轉(zhuǎn)向(flow turning)所引起的流動(dòng)畸變。流動(dòng) 畸變的一種眾所周知的來(lái)源是氣室中心體306。本發(fā)明的一種非限制性的實(shí)施例是，排氣流 流量125的注入穿過(guò)中心體306的壁部、尤其地朝向氣室的底部。 本發(fā)明的第五實(shí)施例可允許降低進(jìn)口系統(tǒng)160部件中的一些的尺寸。在此，可按 照無(wú)排氣流125流量(其在消聲器段235下游被引入)的空氣流流量來(lái)給定進(jìn)口系統(tǒng)160 的尺寸。再者，當(dāng)排氣流125在消聲器段235的下游時(shí)，消聲器段235上游的進(jìn)口系統(tǒng)160 的位置的壓降可降低。 圖6還示出了至少一個(gè)EGR管道205的備選的實(shí)施例。在此，該至少一個(gè)EGR管 道205包括多個(gè)葉片(vane) 207以用于控制排氣流125的流動(dòng)。這可有助于產(chǎn)生進(jìn)口流體135。在本發(fā)明的另一備選的實(shí)施例中，該至少一個(gè)EGR管道205可包括多個(gè)可動(dòng)的葉片207。在此，使用者可調(diào)整可動(dòng)葉片207的位置至優(yōu)化的角度以用于導(dǎo)引排氣流125的通路。雖然該至少一個(gè)EGR管道205的這些實(shí)施例在圖6中被介紹，但是，適用性不局限于圖6。該至少一個(gè)EGR管道205的這些實(shí)施例可應(yīng)用于本發(fā)明的進(jìn)口系統(tǒng)160的所論述的或相關(guān)的實(shí)施例中的任何一個(gè)。 本文中所使用的用語(yǔ)僅用于描述具體實(shí)施例的目的并且不意在限制本發(fā)明。如本文中所使用，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"、以及"該"意在同樣包括復(fù)數(shù)形式——除非上下文清楚地另有說(shuō)明。此外應(yīng)理解的是，用詞"包括"和/或"包含"在本說(shuō)明書(shū)中被使用時(shí)特指所陳述的特征、整體、步驟、運(yùn)行、元件、和/或部件的存在，而非排除一個(gè)或多個(gè)其它的特征、整體、步驟、運(yùn)行、元件、部件、和/或其組合的存在或附加。 雖然本文中已示出和描述具體的實(shí)施例，但是應(yīng)意識(shí)到的是，任何被計(jì)劃以實(shí)現(xiàn)相同目的的布置可替代所示的具體的實(shí)施例，并且，本發(fā)明在其它的環(huán)境中具有其它的應(yīng)用。本申請(qǐng)意在涵蓋本發(fā)明的任何的修改和變化。所附權(quán)利要求決不意在將本發(fā)明的范圍局限于本文所描述的具體的實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種用于將排氣流(125)引入到渦輪機(jī)(140)中的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于引導(dǎo)進(jìn)口流體(135)朝向渦輪機(jī)(140)的壓縮機(jī)段(145)的進(jìn)口系統(tǒng)(160)，其中，所述進(jìn)口流體(135)包括空氣流和排氣流(125)，廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)(100)，該廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)(100)包括至少一個(gè)EGR滑道(105)和至少一個(gè)EGR管道(205)；其中，所述至少一個(gè)EGR管道(205)與所述進(jìn)口系統(tǒng)(160)的一部分相結(jié)合；其中，所述至少一個(gè)EGR系統(tǒng)(100)構(gòu)造成接收來(lái)自渦輪機(jī)(140)的排氣段的、處于第一溫度的所述排氣流(125)；其中，所述排氣流(125)包括處于第一水平的組分；允許所述排氣流(125)進(jìn)入所述EGR滑道(105)，所述EGR滑道(105)將所述組分降低至第二水平；以及允許所述排氣流(125)在第二溫度下離開(kāi)所述EGR滑道(105)并且流動(dòng)穿過(guò)所述至少一個(gè)EGR管道(205)，其中，所述排氣流(125)進(jìn)入所述進(jìn)口系統(tǒng)(160)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)口系統(tǒng)(160)包括以下中的至少一個(gè)至少一個(gè)構(gòu)造成用于降低進(jìn)入所述進(jìn)口系統(tǒng)(160)的降水的量的氣候防護(hù)罩(165)，其中，所述至少一個(gè)氣候防護(hù)罩(165)包括用于接收所述空氣流的開(kāi)口 ；禾口構(gòu)造成用于降低進(jìn)入所述壓縮機(jī)段(145)的外物的量的進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)(170)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)EGR管道(205)與所述氣候防護(hù)罩(165)的一部分相結(jié)合。
4 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)EGR管道(205)的出口部分(209)的定向由角X和角Y所確定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)氣候防護(hù)罩(165)的開(kāi)口由至少一個(gè)過(guò)濾器(170)所覆蓋；其中，所述至少一個(gè)過(guò)濾器(170)降低進(jìn)入進(jìn)口段(160)的所述空氣流內(nèi)的碎屑的水平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)口過(guò)濾器系統(tǒng)(170)包括第一過(guò)濾器(220)和第二過(guò)濾器(225)，其中，所述第一和第二過(guò)濾器(220,225)設(shè)置在所述氣候防護(hù)罩(165)下游。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)EGR管道(205)設(shè)置在所述第一過(guò)濾器(220)和所述第二過(guò)濾器(225)之間，并且構(gòu)造成允許所述排氣流(125)流動(dòng)到所述第一過(guò)濾器(220)和所述第二過(guò)濾器(225)之間。
8 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)口系統(tǒng)(160)包括過(guò)渡管道(230)，其中，所述過(guò)渡管道(230)包括消聲器段(235)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)EGR管道(205)設(shè)置成在所述第一過(guò)濾器(220)和使第二過(guò)濾器(225)下游且在所述消聲器段(235)上游，并且構(gòu)造成允許所述排氣流(125)流動(dòng)到所述第一過(guò)濾器(220)和所述第二過(guò)濾器(225)下游。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)口系統(tǒng)(160)還包括設(shè)置在所述過(guò)渡管道(230)下游和進(jìn)口氣室(180)上游的進(jìn)口管道(175)，其中，所述進(jìn)口氣室(180)連接至所述壓縮機(jī)段(145)的上游部分；并且其中，所述至少一個(gè)EGR管道(205)設(shè)置在鄰近所述過(guò)渡管道(230)的所述進(jìn)口管道(175)的一部分上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于EGR系統(tǒng)的進(jìn)口系統(tǒng)，具體而言，本發(fā)明的實(shí)施例采取一種可使至少一個(gè)渦輪機(jī)(140)的一部分排氣再循環(huán)的系統(tǒng)的形式，在該系統(tǒng)中，該至少一個(gè)渦輪機(jī)(140)一部分排氣可與進(jìn)口空氣相混合并且再次進(jìn)入渦輪機(jī)(140)而不影響該單元(140)的可靠性和可用性。本發(fā)明的一種實(shí)施例提供一種用于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(100)的進(jìn)口系統(tǒng)(160)。該進(jìn)口系統(tǒng)(160)可采取多種形式，并且，可優(yōu)化再循環(huán)排氣流(125)的該部分在該進(jìn)口系統(tǒng)(160)內(nèi)流動(dòng)的方向。
文檔編號(hào)F02M25/07GK101725440SQ20091020848
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者A·S·托普拉尼, C·G·肖特, D·S·拜爾德, R·J·基拉, S·D·德拉珀 申請(qǐng)人:通用電氣公司