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本发明涉及用于燃气涡轮发动机的过滤器清洗系统，具体而言，涉及用于燃气涡轮发动机(10)的空气入口(120)的过滤器系统(100)。该过滤器系统(100)可包括定位在空气入口(110)周围的多个过滤器(120)和定位为成喷射过滤器(120)的水喷射系统(160)。过滤器(120)可包括疏水或疏油的过滤器介质(130)。

1.   一种用于燃气涡轮发动机的空气入口的过滤器系统，包括：
多个过滤器，其定位在所述空气入口周围；
所述多个过滤器包括疏水或疏油的过滤器介质；以及
水喷射系统，其定位在所述多个过滤器的上游，以直接喷射所述多个过滤器的外表面，从而减少外表面上的污染，并给所述燃气涡轮发动机提供功率增加，所述水喷射系统包括水箱，所述水箱在其中包括冷冻的水。

2.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述空气入口包括压缩机空气入口。

3.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述疏水或疏油的过滤器介质包括聚四氟乙烯或膨胀聚四氟乙烯。

4.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述多个过滤器包括栅格。

5.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述多个过滤器包括多个静态过滤器。

6.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述多个过滤器包括多个罐过滤器。

7.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述多个过滤器包括多个脉冲过滤器。

8.   根据权利要求1所述的过滤器系统，其特征在于，所述水喷射系统包括多个喷射喷嘴。

9.   根据权利要求8所述的过滤器系统，其特征在于，所述多个喷射喷嘴包括横向流动位置。

10.   根据权利要求8所述的过滤器系统，其特征在于，所述多个喷射喷嘴包括上升流动位置。

用于燃气涡轮发动机的过滤器清洗系统
本申请为2010年4月19日提交的专利申请“用于燃气涡轮发动机的过滤器清洗系统”（申请号：201010171024.5，申请人：通用电气公司）的分案申请。
技术领域
本申请一般地涉及燃气涡轮发动机，且更具体地，涉及用于与燃气涡轮机空气入口等一起使用的过滤器清洗系统。
背景技术
进入涡轮机压缩机入口及类似装置的空气应该在压缩或其它使用前过滤。充满污垢、碎片、灰尘微粒、盐以及其它污染物的不纯入口空气可通过侵蚀、腐蚀、结垢等损坏压缩机叶片、堵塞冷却通路并且损坏其它类型的发电设备。此类损坏可降低发电设备的预期寿命和整体性能。为了避免此问题，入口空气可穿过一个或多个过滤器以去除污染物。
然而，由于污垢、碎片和其它类型的污染物的积聚，空气过滤器可能具有相对地短的寿命。此积聚还可提升跨越过滤器元件的压降。提升压降降低了燃气涡轮发动机的整体动力输出和效率。同样地，当压降达到燃气涡轮机操作者认为机器效率的损失超过更换过滤器的成本的点时，典型地可更换过滤器元件。许多燃气涡轮发动机可具有用信号通知何时过滤器已经达到预定的设定点并且需要更换过滤器的自动控制器。如果操作者在报警点不更换过滤器，附加的控制器可将燃气涡轮发动机停机以防止因为高过滤器元件压降而导致入口或过滤器内爆。燃气涡轮发动机典型地可为了过滤器的更换而停机。
因为发动机停工期和不可用性，频繁的过滤器更换因而可导致对于燃气涡轮机最终用户在劳动力和过滤器以及收入损失方面的高维护成本。同样地，过滤器的联机更换可导致燃气涡轮机内部构件的过早磨损。
迄今为止，已知的自清洁入口空气过滤器元件依赖产生冲击波的压缩空气的反向喷气，冲击波将积聚的污垢、碎片和其它污染物从过滤器元件上击落。然而，位于过滤器元件的顶部的污垢和碎片可积聚，并且不可通过压缩空气自清洁有效地清洁。
因而存在对于改善的入口空气过滤系统的需要。此类系统优选地可避免污垢、碎片和其它污染物的积聚，而没有增加的穿过其中的压降。还应该改善整体系统效率和性能。
发明内容
本申请因而提供了用于燃气涡轮发动机的空气入口的过滤器系统。该过滤器系统可包括定位在空气入口周围的多个过滤器以及定位成喷射过滤器的水喷射系统。过滤器可在其中包括疏水或疏油的过滤器介质。
本申请还提供了用于燃气涡轮发动机的压缩机的空气入口的过滤器系统。该过滤器系统可包括定位在压缩机的空气入口周围的多个过滤器以及为用水喷射过滤器而定位在过滤器周围的多个喷射喷嘴。过滤器可在其中包括疏水或疏油的过滤器介质。
当联系若干附图和所附权利要求书时，在查看以下具体实施方式后，本领域普通技术人员将清楚本申请的这些和其它特征。
附图说明
图1是燃气涡轮发动机的示意性视图。
图2是如本文中描述的入口过滤器系统的示意性视图。
图3是如本文中描述的入口空气过滤器系统的备选实施例的示意性视图。
图4是如本文中描述的入口空气过滤器系统的备选实施例的示意性视图。
部件列表
10 燃气涡轮发动机
20 压缩机
30 燃烧器
40 涡轮
50 外部负载
100 入口空气过滤器系统
110 入口
120 过滤器
130 疏水或疏油的过滤器介质
140 栅格
150 静态过滤器元件
160 水喷射系统
170 水箱
180 水
190 喷射喷嘴
200 入口空气过滤器系统
210 过滤器
220 疏水或疏油的过滤器介质
230 罐型过滤器
235 横向流动位置
240 脉冲过滤器元件
300 空气入口过滤器系统
310 过滤器
320 疏水或疏油的过滤器介质
330 罐
340 上升流动位置。
具体实施方式
现在参考附图，贯穿该若干视图，其中相似标号代表相似元件，图1显示了燃气涡轮发动机10的示意性视图。如所知的，燃气涡轮发动机10可包括压缩进入空气流的压缩机20。该压缩机20将压缩的空气流输送至燃烧器30。燃烧器30将压缩的空气流与压缩的燃料流混合并且点燃该混合物。(尽管仅显示单个燃烧器30，但该燃气涡轮发动机10可包括任何数量的燃烧器30)。热的燃烧气体又被输送至涡轮40。该热的燃烧气体驱动涡轮40以便产生机械功。在涡轮40中产生的机械功驱动压缩机20和例如发电机等的外部负载50。该燃气涡轮发动机10可使用天然气、各种类型的合成气以及其它类型的燃料。该燃气涡轮发动机10可具有其它构造并且可使用其它类型的构件。在本文中可一起使用多个燃气涡轮发动机10、其它类型的涡轮机以及其它类型的发电设备。
图2显示了如本文中描述的入口空气过滤器系统100的示意性视图。该入口空气过滤器系统100可定位在压缩机20的入口110或者其它类型的空气入口系统周围。
该入口空气过滤器系统100可包括多个过滤器120。过滤器120可在其中包括疏水(“恐水”)和/或疏油(“恐油”)的过滤器介质130。该疏水和/或疏油的过滤器介质130可包括基础介质(base media)、膜或另一类型的涂层和/或它们的组合。该过滤器介质130可以是合成纤维的网。该过滤器介质130可用PFTE(聚四氟乙烯)、ePFTE(膨胀聚四氟乙烯)和相似类型的材料制成。带有疏水和/或疏油的过滤器介质130的过滤器120的示例包括由纽约州斯卡奈塔第的通用电气公司出售的F9MH过滤器、由肯塔基州路易维尔的AAF国际出售的Duravee HXL98过滤器、由明尼苏达州明尼阿波利斯的Donaldson有限公司出售的D-salt过滤器和相似类型的过滤器120以及疏水或疏油的过滤器介质130。
在此示例中，过滤器120可以呈栅格140的形式。可将各个过滤器120向前倾斜以促进排水。过滤器120可以是静态过滤器元件150。过滤器120可以是折叠的或非折叠的。过滤器120可包括在过滤器介质130的一侧或者两侧上的框架。该框架可构造成在整个过滤器外壳内关于永久性结构密封或者以其它方式定位。
入口空气过滤器系统100还可包括水喷射系统160。该水喷射系统160可包括水箱170。该水箱170在其中可具有大量水180。水180可处在周围温度下或者水180可以是冷冻的(chilled)。水箱170可与任何数量的喷射喷嘴190连通。可将喷射喷嘴190设置在上游和/或在过滤器120之上。在本文中可使用其它位置。可使用任何数量的喷射喷嘴190。
使用中，入口空气过滤器系统100的过滤器120可使压缩机20的入口110没有污垢、碎片和其它类型的污染物。过滤器120在其上积聚污垢、碎片和其它污染物。入口空气过滤器系统100还可使用水喷射系统160来清洁过滤器120。具体地，带有疏水或疏油的过滤器介质130的过滤器120可通过来自喷射喷嘴190的水180进行自清洁。水喷射将从过滤器120移除积聚的污垢、碎片和其它污染物，而疏水或疏油的过滤器介质130的使用防止带有污垢、碎片和其它污染物的水穿过其中。
带有水喷射系统160的入口空气过滤器系统100的使用还可具有向燃气涡轮发动机10提供动力增加的进一步的好处。具体地，水180可通过来自水喷射系统160的蒸发冷却冷却入口空气流185，在该情况下冷却可通过蒸发冷却和/或急冷进行。同样地，当与水喷射系统160一起使用时，可将水180急冷。当提供动力增加时，水180的喷射可以是大体上连续的，使得清洁可以是连续的并且可提供更彻底的清洁。
疏水或疏油的过滤器介质130的使用允许设备(过滤器120和水喷射系统160)的序列与传统提供的相反。因为水喷射系统160现在处在疏水或疏油的膜过滤器材料130的上游，在其中可不使用纯水。相反，由于该过滤器材料130在防止较低表面张力的溶液流过其中的特性，疏油的过滤器材料130允许更宽范围的不纯。
入口空气过滤器系统100因而通过从过滤器中移除积聚的污垢、碎片和污染物可增加过滤器120的寿命。该入口空气过滤器系统100通过保持过滤器120没有污垢、碎片和污染物以便保持入口压降相对地低，还可防止燃气涡轮发动机10的整体输出的下降。通过提供蒸发冷却或急冷而对入口空气流185进行冷却，入口空气过滤器系统100还可向整体燃气涡轮发动机10提供动力增加。通过增加过滤器120的寿命可降低整体维护成本。同样地，通过增加过滤器120的寿命可提高燃气涡轮发动机10的可用性。入口空气过滤器系统100在现有燃气涡轮发动机10中可容易地翻新。通过避免如上所述的已知的压缩空气反向流自清洁过滤器，入口空气过滤器系统还具有超过这些已知系统的声学好处。
入口空气过滤器系统100可具有许多不同的几何形状。例如，图3显示了入口空气过滤器系统200的一个备选实施例。该入口空气过滤器系统200还可包括在其中带有疏水或疏油的过滤器介质220的多个过滤器210。在此实施例中，过滤器210可采取呈横向流动布置235的罐型过滤器230的形式。这些罐过滤器210可以是脉冲自清洁过滤器240或者静态过滤器。如上所述，与静态过滤器元件150相对，该脉冲自清洁过滤器元件240可使用空气的脉冲以协助清洁过滤器210。罐型过滤器可从明尼苏达州明尼阿波利斯的Donaldson有限公司获得，并且以商标“GDX”或“GDS”出售。在本文可使用类似的构造。
同样地，图4显示了入口空气过滤器系统300的另外的实施例。该入口空气过滤器系统也使用在其中带有疏水或疏油的过滤器介质320的多个过滤器310。这些过滤器310也可以呈罐330的形式。在此实施例中，过滤器可具有上升流动位置340。在本文可使用类似的构造。
应该明白的是前述仅仅涉及本申请的某些实施例，并且在本文中可由本领域普通技术人员做出众多的改变和变型，而不脱离由所附权利要求书和它们的等同物限定的本发明的大体精神和范围。