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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Die Offenbarung bezieht sich auf die Geräuschreduktion in einer Gasturbine und insbesondere auf die Verwendung eines akustisch behandelten Zuführrohrs in einem Einlasszapfluftverteiler für eine Gasturbine.
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Das Verbrennungssystem einer Gasturbine erzeugt heiße Gase zum Antreiben einer Turbine. Die Turbine treibt wiederum einen Verdichter an, der Druckluft für die Verbrennung im Verbrennungssystem bereitstellt. Die Turbine erzeugt nutzbare Ausgangsleistung. Bei einigen Gasturbinenanwendungen kommen Fälle eines Gasturbinenanlagenbetriebs vor, bei denen das Gasturbinendruckverhältnis die Betriebsdruckverhältnisgrenze des Verdichters erreicht, was zu Verdichterpumpen führt. Diese Fälle können bei Anwendungen, bei denen Brennstoffe geringer Energie oder irgendwelche anderen Brennstoffe mit großen Mengen Verdünnungsmittelinjektion verwendet werden, und/oder bei kalten Umgebungstemperaturbedingungen auftreten. Das Verdichterdruckverhältnis ist typischerweise insofern höher als das Turbinendruckverhältnis, als das Letztere einem Druckverlust in der Turbinenbrennkammer unterliegt.
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Eine Lösung, die zum Schaffen eines Schutzes für das Verdichterdruckverhältnis angewandt worden ist, ist das Abzapfen von Gasturbinenverdichterabluft und Rückführen der Zapfluft zurück zu dem Verdichtereinlass. Dieses Verfahren eines Gasturbinenbetriebs, das als Einlasszapfluft(EZL)-Steuerung bekannt ist, erhöht die Einlasstemperatur der Verdichtereinlassluft durch Vermischung des Zapfanteils der heißen Verdichterabluft mit der kälteren Umgebungsluft, wodurch die Luftdichte und der Massenstrom zur Gasturbine reduziert werden.
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Wenn eine Gasturbine Verdichterluft in den Einlasskanal ablässt, wird ein Geräusch erzeugt, das die Geräuschhöchstgrenzen übersteigen kann. In einem EZL-System sind eine Anzahl von Versorgungszuführrohren mit einer Anzahl von Öffnungen entlang ihrer Länge über dem den Einlasskanal positioniert, um die Zapfströmung zu liefern. Bei dieser Konfiguration erzeugt die Druckluftströmung, die die Öffnungen verlässt, einen lauten Schallstrahl. Um das Geräusch, das durch die Schallstrahlen erzeugt wird, die aus den EZL-Zuführrohren austreten, zu dämpfen, sind die Versorgungszuführrohre stromabwärts, jedoch so nahe wie möglich an einem Einlassschalldämpfer innerhalb des Einlassgehäuses und stromaufwärts so weit wie möglich von dem Verdichtereinlass entfernt positioniert. Diese Positionierung ist auch oft erforderlich, um die erforderliche thermische Vermischung des Zapfstroms mit dem Einlassluftstrom zu erreichen, um Systemparameter an dem Verdichtereinlass zu erfüllen. Das spezielle EZL-System erfordert eine Positionierung, die die zulässigen Konfigurationen für das EZL-System und das Einlassgehäuse einschränkt.
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In einem anderen EZL-System ist eine Anordnung von Versorgungszuführrohren bereitgestellt, wobei bestimmte Zuführrohre Öffnungen entlang ihrer Länge aufweisen. Jede Öffnung ist mit einer akustisch behandelten Düse versehen, die sich senkrecht zu dem Zuführrohr erstreckt. Jede akustisch behandelte Düse umfasst einen Anschluss, der mit einer jeweiligen Öffnung an dem Versorgungszuführrohr verbunden ist, einen eine Metallmaschenware enthaltenden Behälter in Fluidverbindung mit dem Anschluss und einen Auslass aus dem Behälter, der verschiedene Durchlässe aufweist, durch die der Zapfstrom in einem Unterschallzustand radial nach außen hindurchströmen kann. Die Metallmaschenware dient dazu, das Geräusch zu dämpfen, so dass das EZL-System stromaufwärts von dem Einlassschalldämpfer positioniert werden kann. Während diese Düsen eine Minderung des Geräuschs bewirken, sind sie kostspielig und kompliziert. Beispielsweise kann ein EZL-System eine große Anzahl von Versorgungszuführrohren erfordern und Hunderte von Düsen entlang der Anordnung von Versorgungszuführrohren umfassen, wobei jede Öffnung eine akustisch behandelte Düse erfordert. Folglich kann eine Installation und/oder Reparatur zeitraubend und kostspielig sein. Außerdem erfordert dieses spezielle EZL-System auch eine Positionierung, die die zulässigen Konfigurationen für das EZL-System und das Einlassgehäuse einschränkt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein erster Aspekt der Offenbarung stellt ein Einlasszapfluft(EZL)-Verteilerrohr zur Lieferung einer Verdichterabluft bereit, wobei das Einlasszapfluft(EZL)-Verteilerrohr aufweist: ein längliches inneres Zuführrohr zur Lieferung der Verdichterabluft, wobei das innere Zuführrohr mehrere Öffnungen entlang wenigstens eines Abschnitts einer Länge des inneren Zuführrohrs umfasst, wobei jede Öffnung sich durch eine Wand des inneren Zuführrohrs erstreckt, was der Verdichterabluft gestattet, aus dem inneren Zuführrohr auszutreten; und ein geräuschdämpfendes Material, das um das innere Zuführrohr und die mehreren Öffnungen angeordnet ist, wobei das geräuschdämpfende Material eingerichtet ist, um das Geräusch zu dämpfen, das durch die Verdichterabluft, die aus der mehreren Öffnungen austritt, erzeugt wird.
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In dem zuvor erwähnten Einlasszapfluft(EZL)-Verteilerrohr kann das geräuschdämpfende Material ein verknäueltes, verfilztes oder maschenartiges Metall umfassen.
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Das Einlasszapfluft(EZL)-Verteilerrohr jeder beliebigen oben erwähnten Art kann ferner ein äußeres Gehäuse umfassen, das das geräuschdämpfende Material umschließt, wobei das äußere Gehäuse mehrere Durchlässe durch eine Wand von ihm umfasst, um der Verdichterabluft zu gestatten, aus dem äußeren Gehäuse auszutreten, wobei die mehreren Durchlässe das äußere Gehäuse wenigstens teilweise überspannen.
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Außerdem können die mehreren Öffnungen zu den mehreren Durchlässen in Umfangsrichtung versetzt sein.
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In jedem beliebigen oben erwähnten Einlasszapfluft(EZL)-Verteilerrohr können die mehreren Öffnungen eine erste Reihe von Öffnungen, die einer ersten radialen Richtung zugewandt sind, und eine zweite Reihe von Öffnungen, die einer entgegengesetzten zweiten radialen Richtung zugewandt sind, umfassen
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Ein zweiter Aspekt der Offenbarung stellt einen Einlasszapfluft(EZL)-Systemverteiler für ein Verdichtereinlassgehäuse bereit, der aufweist: mehrere Zuführrohre zur Lieferung einer Verdichterabluft, wobei jedes Zuführrohr sich über einen Kanal des Verdichtereinlassgehäuses erstreckt, wobei jedes Zuführrohr enthält: ein längliches inneres Zuführrohr zur Lieferung der Verdichterabluft, wobei das innere Zuführrohr mehrere Öffnungen entlang wenigstens eines Abschnitt einer Länge des inneren Zuführrohrs umfasst, wobei jede Öffnung sich durch eine Wand des inneren Zuführrohrs erstreckt, was der Verdichterabluft gestattet, aus dem inneren Zuführrohr auszutreten; und ein geräuschdämpfendes Material, das um das innere Zuführrohr und die mehreren Öffnungen angeordnet ist, wobei das geräuschdämpfende Material eingerichtet ist, um ein Geräusch, das durch die Verdichterabluft erzeugt wird, die aus der mehreren Öffnungen austritt, zu dämpfen.
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In dem zuvor erwähnten EZL-Systemverteiler kann sich jede Öffnung im Wesentlichen radial durch die Wand erstrecken.
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In bevorzugten Ausführungsformen kann das geräuschdämpfende Material ein verknäueltes, verfilztes oder maschenartiges Metall umfassen.
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Insbesondere kann das geräuschdämpfende Material eine Metallmaschenware umfassen.
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In einer Konfiguration kann die Metallmaschenware eine radiale Tiefe von etwa 5 Zentimetern bis etwa 16 Zentimetern aufweisen.
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Der EZL-Systemverteiler einer beliebigen oben erwähnten Art kann ferner ein äußeres Gehäuse umfassen, das das geräuschdämpfende Material umschließt, wobei das äußere Gehäuse mehrere Durchlässe durch eine Wand von ihm umfasst, um der Verdichterabluft zu gestatten, aus dem äußeren Gehäuse auszutreten, wobei die mehreren Durchlässe das äußere Gehäuse wenigstens teilweise überspannen.
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In dem zuletzt erwähnten EZL-Systemverteiler können die mehreren Durchlässe um einen Umfang des äußeren Gehäuses im Wesentlichen gleichmäßig beabstandet sein.
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Zusätzlich oder als Alternative können die mehreren Durchlässe an einem Paar diskreter Stellen an dem äußeren Gehäuse positioniert sein, die in Umfangsrichtung um einen Winkel im Bereich von etwa 0° bis etwa 90° zu den mehreren Öffnungen versetzt sind.
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Weiter zusätzlich oder als weitere Alternative kann das geräuschdämpfende Material ein verknäueltes bzw. verwirrtes, verfilztes oder maschenhaltiges Metall umfassen.
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In dem EZL-Systemverteiler einer beliebigen oben erwähnten Art können die mehreren Öffnungen eine erste Reihe von Öffnungen, die einer ersten radialen Richtung zugewandt sind, und eine zweite Reihe von Öffnungen, die einer zweiten, entgegengesetzten radialen Richtung zugewandt sind, umfassen.
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Ein dritter Aspekt der Offenbarung stellt ein Einlasszapfluft(EZL)-System für eine Gasturbine bereit, wobei das EZL-System aufweist: ein Einlassfiltergehäuse; einen Einlassschalldämpfer, der stromabwärts von dem Filtergehäuse angeordnet ist; einen Verdichterausgabeentnahmeverteiler, der Verdichterabluft entnimmt; und einen Einlasszapfluft(EZL)-Verteiler, der die Verdichterabluft empfängt, wobei der EZL-Verteiler mehrere akustisch behandelte Zuführrohre zur Lieferung der Verdichterabluft umfasst, wobei jedes Zuführrohr enthält: ein längliches inneres Zuführrohr zur Lieferung der Verdichterabluft, wobei das innere Zuführrohr mehrere Öffnungen entlang wenigstens eines Abschnitts einer Länge des inneren Zuführrohrs umfasst, wobei jede Öffnung sich durch eine Wand des inneren Zuführrohrs erstreckt, wodurch der Verdichterabluft gestattet ist, aus dem inneren Zuführrohr auszutreten; und ein geräuschdämpfendes Material, das um das innere Zuführrohr und die mehreren Öffnungen herum angeordnet ist, wobei das geräuschdämpfende Material eingerichtet ist, um das Geräusch, das durch die Verdichterabluft, die aus der mehreren Öffnungen austritt, erzeugt wird, zu reduzieren.
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In einer Ausführungsform kann der EZL-Verteiler stromaufwärts von dem Einlassschalldämpfer positioniert sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Einlassschalldämpfer mehrere Stufen umfassen, und der EZL-Verteiler kann zwischen einem Paar der Stufen des Einlassschalldämpfers positioniert sein.
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In einer noch weiteren Ausführungsform kann der EZL-Verteiler stromaufwärts von dem Einlassfiltergehäuse positioniert sein.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann das EZL-System ferner einen Übergangskanal umfassen, der stromabwärts vom Einlassfiltergehäuse positioniert ist, wobei der EZL-Verteiler innerhalb des Übergangskanals angeordnet sein kann.
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Die veranschaulichenden Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind dazu ausgelegt, die hier beschriebenen Probleme und/oder andere, nicht erläuterte Probleme zu lösen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der verschiedenen Aspekte der Offenbarung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verstanden, die verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung darstellen, worin:
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Einlasszapfluftsystems gemäß Ausführungsformen der Erfindung mit einem Gasturbinensystem.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verteilerrohrs eines Einlasszapfluftsytems gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verteilerrohrs eines Einlasszapfluftsytems gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verteilerrohrs eines Einlasszapfluftsytems gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Verteilerrohrs eines Einlasszapfluftsytems gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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6–10 zeigen Querschnittsansichten verschiedener alternativer Ausführungsformen des Verteilerrohrs eines Einlasszapfluftsytems gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
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Es sollte beachtet werden, dass die Zeichnungen der Offenbarung nicht maßstabsgetreu sind. Die Zeichnungen sollen nur typische Aspekte der Offenbarung darstellen und sollten daher nicht als den Umfang der Offenbarung beschränkend betrachtet werden. In den Zeichnungen stellen gleiche Zahlen gleiche Elemente unter den Zeichnungen dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Einlasszapfluftsystem 100 schematisch veranschaulicht. Das Einlasszapfluft(EZL)-System 100 kann zum Schutz des Gasturbinenverdichters gegen Vereisung beim Betreiben mit reduzierten Winkeln der Einlassleitschaufeln (IGV, inlet guide vane) verwendet werden. Außerdem können die EZL-Systeme zum Reduzieren des Verdichterdruckverhältnisses unter gewissen Betriebsbedingungen verwendet werden, wo ein zusätzlicher Verdichterbetriebsspielraum erforderlich ist. Wie veranschaulicht, kann das EZL-System 100 Teil eines Verdichtereinlassgehäuses 101 sein und kann ein Einlassfiltergehäuse 102, das einen oder mehrere Filter 104 umfassen kann, und einen Einlassschalldämpfer 106 umfassen, der stromabwärts vom Einlassfiltergehäuse 102 angeordnet ist. Der Verdichter 108 zieht eine Luftströmung in das Einlassfiltergehäuse 102 ein. Ein Übergangskanal 110 kann das Einlassfiltergehäuse 102 mit einem Kanal 112 strömungsmäßig verbinden, in dem der Einlassschalldämpfer 106 angeordnet ist. Ein Kanal 114 liefert die Luftströmung hinter dem Einlassschalldämpfer 106 zu dem Verdichter 108. Ein Verdichterausgabeentnahmeverteiler 120 entnimmt Verdichterabluft, d. h. aus einem Auslass 122 des Verdichters 108. Bei dem gezeigten Beispiel liefert der Verdichter 108 Druckluft an eine Brennkammer 124 für eine Gasturbine 126. Verdichterabluft kann durch eine Anzahl von Ventilen 128, wie beispielsweise ein Absperrventil und ein Regelventil, zu einem Einlasszapfluftverteiler 130 strömen, der, wie veranschaulicht, sich stromabwärts von dem Einlassluftfiltergehäuse 120 und dem Einlassschalldämpfer 106 befindet.
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Gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfasst der EZL-Verteiler 130 mehrere akustisch behandelte Zuführrohre 132 zur Lieferung der Verdichterabluft zu einer Stelle innerhalb des Verdichtereinlassgehäuses 101. Jedes Zuführrohr 132 steht in direkter Fluidverbindung mit dem Verdichterausgabeentnahmeverteiler 120 und erstreckt sich über einen Kanal oder eine andere Stelle des Verdichtereinlassgehäuses 101, z. B. über den Kanal 112.
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2 und 4 zeigen perspektivische Ansichten einer Anzahl von Ausführungsformen eines EZL-Verteilerrohrs 132; 3 und 5 zeigen eine Querschnittsansicht, die 2 bzw. 4 entspricht; und 5–10 zeigen Querschnittsansichten verschiedener alternativer Ausführungsformen. Wie in den 2–10 veranschaulicht, kann jedes Zuführrohr 132 ein längliches inneres Zuführrohr 140 zur Lieferung der Verdichterabluft umfassen. Das innere Zuführrohr 140 kann aus irgendeinem Material, das in der Lage ist, der Umgebung innerhalb des Verdichtereinlassgehäuses 101 zu widerstehen, z. B. aus Stahl, Aluminium, einer Legierung usw., hergestellt sein und kann einen Durchmesser im Bereich von etwa 16 Zentimeter bis etwa 25 Zentimeter aufweisen. Das innere Zuführrohr 140 umfasst mehrere Öffnungen 142 entlang wenigstens eines Abschnitts einer Länge des inneren Zuführrohrs. Die Öffnungen 142 gestatten der Verdichterabluft, daraus auszutreten. Die Öffnungen 142 können einen Durchmesser im Bereich von beispielsweise 0,30 Zentimetern bis etwa 0,75 Zentimetern aufweisen. Folglich würde die Verdichterabluft normalerweise ein lautes Geräusch beim Austreten aus den Öffnungen erzeugen. In den 2 und 4 sind die Öffnungen 142 in einer ersten Reihe von Öffnungen 144, die einer ersten radialen Richtung zugewandt sind, und einer zweiten Reihe von Öffnungen 146, die einer entgegengesetzten zweiten radialen Richtung zugewandt sind, angeordnet. Jedoch müssen, wie beschrieben ist, die Öffnungen 142 nicht in Reihen angeordnet sein, und sie brauchen sich nicht entlang einer gesamten Länge des inneren Zuführrohrs 140 zu erstrecken. Auf jeden Fall erstreckt sich jede Öffnung 142 durch eine Wand des inneren Zuführrohrs 140 hindurch, was der Verdichterabluft gestattet, durch die Öffnungen hindurch aus dem inneren Zuführrohr auszutreten. In einer Ausführungsform erstreckt sich jede Öffnung radial durch die Wand. Jedoch können, wie in 10 gezeigt, eine oder mehrere Öffnungen 148 auf nicht radiale Weise geführt sein, um die komprimierte Abluft von dem inneren Zuführrohr 140 aus in eine nichtradiale Richtung zu richten. Die Öffnungen 142, 148 können in dem inneren Zuführrohr 140 auf irgendeine heutzutage bekannte oder künftig entwickelte Weise, z. B. durch Bohren usw., gebildet werden.
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Weiterhin unter Bezugnahme auf 2–5 kann das EZL-Verteilerrohr 132 auch ein geräuschdämpfendes Material 150 umfassen, das um das innere Zuführrohr 140 und die mehreren Öffnungen 142 herum angeordnet ist. Das geräuschdämpfende Material 150 kann irgendein Material umfassen, das zum Dämpfen des Geräuschs eingerichtet ist, das durch die Verdichterabluft, die aus den Öffnungen 142 austritt, erzeugt wird, und in der Lage ist, der Umgebung innerhalb des Verdichtereinlassgehäuses 101 zu widerstehen. In einer Ausführungsform kann das geräuschdämpfende Material 150 ein verknäueltes bzw. verwirrtes, verfilztes oder maschenartiges Metall, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, ein Metallgewebe bzw. -gitter, umfassen. Bei letzterem Beispiel kann das geräuschdämpfende Material beispielsweise ein Metalldrahtmaschenband wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, ein korrosionsfestes Metallgeflecht oder -gewebe (z. B. rostfreien Stahl 304), von McMaster-Carr, Atlanta, GA, erhältlich, umfassen. Das Metalldrahtmaschenband kann um das innere Zuführrohr 140 derart gewickelt werden, dass es gezielt eine spezielle Metallmaschenwarendichte und radiale Tiefe bereitstellt. Die Dichte und Tiefe können für verschiedene Anwendungen geeignet gewählt werden. Beispielsweise kann die Metalldrahtmaschenware eine radiale Tiefe im Bereich von etwa 5 Zentimetern bis etwa 16 Zentimetern aufweisen. Desgleichen kann die Metalldrahtmaschenware eine Dichte im Bereich von etwa 16 kg/m3 bis etwa 50 kg/m3 aufweisen. Die Dichte kann im Wesentlichen radial gleichmäßig sein oder über die radiale Tiefe variieren. Bei gewissen Ausführungsformen ist eine Geräuschreduktion von bis zu etwa 30 Dezibel (dB) beobachtet worden. Andere geräuschdämpfende Materialien können ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Stahlwolle, verfilzte Stahlspäne, nicht-bandförmige Metalldrahtmaschenware usw. Kombinationen der oben angegebenen Beispiele können ebenfalls verwendet werden, z. B. eine Stahldrahtmaschenware mit Stahlwolle. Jedes verwendetes Material wird idealerweise, jedoch nicht notwendigerweise, um das innere Zuführrohr 140 herum auf eine Weise angeordnet, um während des Betriebs des Verdichters eine gleichmäßige Verteilung sicherzustellen.
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In einer Ausführungsform, die in den 2 und 3 gezeigt ist, kann das geräuschdämpfende Material 150 in einer freiliegenden Weise derart verwendet werden, dass die Verdichterabluft einfach durch die Öffnungen 142 des inneren Zuführrohrs 140 und durch das geräuschdämpfende Material 150 hindurchtritt. Das innere Zuführrohr 140 (2) kann mit dem Verdichterausgabeentnahmeverteiler 120 (1), z. B. über ein oder mehrere Rohre 143 (1) und über ein oder beide Enden des inneren Zuführrohrs 140, strömungsmäßig verbunden sein. Unter Bezugnahme auf 2, wo das innere Zuführrohr 140 mit dem Verdichterausgabeentnahmeverteiler 120 an nur einem Ende (der rechte Seite) verbunden ist, kann das entgegengesetzte Ende (die linke Seite) durch eine Endkappe 145 verschlossen sein. Die Endkappe 145 kann aus demselben Material, wie hier für das innere Zuführrohr 140 angegeben, oder einem anderen verträglichen Material hergestellt sein und kann mit dem inneren Zuführrohr 140 auf irgendeine heutzutage bekannte oder künftig entwickelte Weise, z. B. durch Schweißen, Befestigungselemente usw., dichtend verbunden sein.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 kann in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung das EZL-Verteilerrohr 132 ein äußeres Gehäuse 160 umfassen, das das geräuschdämpfende Material 150, z. B. die Metalldrahtmaschenware, umschließt. In einer Situation, in der ein Ende des inneren Zuführrohrs 140 verschlossen werden soll, kann eine Endkappe 170 das Ende (die linke Seite) des inneren Zuführrohrs 140 und das äußere Gehäuse 160 umschließen, das einen Zwischenraum dazwischen umfasst, in dem das geräuschdämpfende Material 150 angeordnet ist. Alternativ kann, wenn ein Ende des inneren Zuführrohrs 140 mit einem anderen Rohr, wie beispielsweise einem Rohr 143 (1) des Verdichterausgabeentnahmeverteilers 120, oder einem Rohr (nicht gezeigt) zum Beliefern eines anderen stromabwärts gelegenen EZL-Verteilerrohrs 132 verbunden ist, eine Endkappe 170 einen Durchlass 172 (mit Strichlinien gezeigt) umfassen, um das andere Rohr, z. B. durch Anschweißen an das andere Rohr oder durch Verwendung anderer Dichtmechanismen, dichtend zu umgeben. In diesem Fall würde die Endkappe 170 das entsprechende Rohr dichtend umgeben und mit dem äußeren Gehäuse 160 dichtend verbunden sein, um den Zwischenraum, in dem das geräuschdämpfende Material 150 angeordnet ist, zu umschließen. Das äußere Gehäuse 160 und die Endkappen 145, 170 können irgendein Material, das in der Lage ist, der Umgebung des Einlassgehäuses zu widerstehen, z. B. Stahl, usw., umfassen und können unter Anwendung irgendeiner heutzutage bekannten oder künftig entwickelten Weise, z. B. durch Schweißen, Befestigungsmittel usw., verbunden sein.
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Unter weiterer Bezugnahme auf die 4 und 5 umfasst das äußere Gehäuse 160 auch mehrere Durchlässe 162 durch eine Wand davon, um zu gestatten, dass Verdichterabluft das äußere Gehäuse verlassen kann. Die „Durchlässe” können die Form irgendeiner Art von Lochöffnung, Perforation usw. durch eine Wand des äußeren Gehäuses 160 annehmen. In einigen Ausführungsformen können die Durchlässe 162 einen kumulativen Oberflächeninhalt aufweisen, der bis zu etwa 15% des gesamten Oberflächeninhalts des äußeren Gehäuses 160 beträgt. Die mehreren Durchlässe 162 sind angeordnet, um das äußere Gehäuse 160 wenigstens teilweise zu umspannen, derart, dass die Durchlässe 162 und Öffnungen 142 auf eine Anzahl verschiedener Arten angeordnet sein können, um eine ausreichende Geräuschdämpfung zu erzielen. In den 4 und 5 sind die Öffnungen 142 in radial gegenüberliegenden Reihen 144, 146 (nur 4) angeordnet, und die Durchlässe 162 sind an einem Paar diskreter Stellen an dem äußeren Gehäuse angeordnet (die Durchlässe sind als schraffierte/gestichelte Rechtecke in der Perspektive von 4 und als Löcher/Unterbrechungen in dem Gehäuse 160 in den Querschnitten von den 5–10 gezeigt). In 5 sind die Öffnungen 142 und die Durchlässe 162 in einer radial ausgerichteten Weise, d. h. mit einem Versatz in Umfangsrichtung von 0° angeordnet.
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Unter Verweis auf die 6–10 sind alternative Anordnungen von Öffnungen 142 und Durchlässen 162 veranschaulicht. In 6 sind mehrere Durchlässe 162 im Wesentlichen gleichmäßig um einen Umfang des äußeren Gehäuses 160 beabstandet, während die Öffnungen 142 in einer radial gegenüberliegenden Weise in dem inneren Zuführrohr positioniert sind. Die 4, 5, 7 und 8 veranschaulichen Beispiele, in denen mehrere Durchlässe 162 an einem Paar diskreter Stellen an dem äußeren Gehäuse 160 positioniert sind (die Durchlässe sind als schraffierte/gestrichelte Rechtecke in der Perspektive nach 4 und als Löcher/Unterbrechungen in dem Gehäuse 160 in den Querschnitten von 5-10 gezeigt), die von der mehreren Öffnungen 142 in Umfangsrichtung um einen Winkel im Bereich von etwa 0° bis etwa 90° versetzt sind. Wie oben bemerkt, zeigen 4 und 5 einen Versatz in Umfangsrichtung von etwa 0°. 7 zeigt einen Versatz in Umfangsrichtung von etwa 90°, und 8 zeigt einen Winkel zwischen einem 0°-Umfangsversatz und einem 90°-Umfangsversatz, z. B. einen Umfangsversatz von etwa 45°. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der nur eine einzige Reihe von Öffnungen 142 verwendet wird, die in Umfangsrichtung um etwa 90° zu zwei gegenüberliegenden Sätzen von Durchlässen 162 versetzt sind. 10 zeigt eine Ausführungsform mit einer willkürlichen Auswahl von Öffnungen 142 und Durchlässen 162. Es versteht sich, dass zwar spezielle Beispiele veranschaulicht sind, andere Varianten ebenfalls möglich sind und innerhalb des Umfangs der Erfindung in Betracht gezogen werden. In einer anderen Ausführungsform können die Öffnungen 142 und die Durchlässe 162 auch axial verschoben. Das heißt, die Öffnungen 142 können an einer ersten axialen Position an dem inneren Zuführrohr 140 positioniert sein, und die Durchlässe 162 können an dem äußeren Gehäuse 160 an einer zweiten axialen Position, die von der ersten axialen Position axial entfernt ist, positioniert sein. Anders ausgedrückt, würden die Öffnungen 142 und die Durchlässe 162 nicht radial ausgerichtet sein oder nicht einander überlappen, was die Verdichterabluft veranlasst, innerhalb des geräuschdämpfenden Materials 150 in Längsrichtung zu strömen, bevor sie das äußere Gehäuse 160 verlässt.
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Zurückkehrend zu 1 kann gemäß einer anderen Ausführungsform ein Einlasszapfluft(EZL)-Systemverteiler 130 für das Verdichtereinlassgehäuse 101 bereitgestellt werden. Der EZL-Systemverteiler 130 umfasst mehrere Zuführrohre 132, wie hier beschrieben, zur Lieferung einer Verdichterabluft. Jedes Zuführrohr 132 erstreckt sich über eine Stelle in dem Verdichtereinlassgehäuse 101. Der EZL-Verteiler 100, der die geräuschdämpfende Rohre 132 enthält, bietet eine Anzahl von Vorteilen. Beispielsweise umfassen die Rohre 132 im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen keine Düsen, die sich von diesen aus senkrecht erstrecken und mit großem Aufwand ersetzt und gewartet werden müssen. Durch das Entfernen der Düsen wird auch die Größe des EZL-Verteilers reduziert.
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Aufgrund der bereitgestellten Geräuschreduktion kann der EZL-Verteiler 100 an einer Anzahl von Stellen positioniert werden, die früher nicht ratsam gewesen waren. In einer Ausführungsform kann der EZL-Verteiler 100 stromaufwärts von dem Einlassschalldämpfer 106 positioniert werden. Beispielsweise kann, wie in 1 gezeigt, der EZL-Verteiler 100 entweder in einer Verlängerung des Kanals 112 vor dem Einlassschalldämpfer 106 an der Linie 180 oder in einem Übergangskanal 110 an der Linie 182 positioniert werden. In einer anderen Ausführungsform, in der der Einlassschalldämpfer 106 mehrere Stufen umfasst, kann der EZL-Verteiler 100 zwischen einem Paar der Stufen des Einlassschalldämpfers, z. B. an der Linie 184 in 1 positioniert werden. Bei einer anderen Alternative kann der EZL-Verteiler 100 aufgrund der Geräuschreduktion und reduzierten Größe stromaufwärts von dem Einlassfiltergehäuse 102, d. h., wie in 1 gezeigt, an der Linie 186 positioniert werden. In dieser Einrichtung kann der EZL-Verteiler 100 zusätzlich als ein kostengünstiges Enteisungssystem in Umgebungen wirken, in denen dies erforderlich ist. Außerdem kann die reduzierte Größe des Verteilers 100 eine Reduktion des notwendigen horizontalen Kanalsystems in dem Verdichtereinlassgehäuse 100, z. B. um 1–2 Meter, ermöglichen. Beispielsweise kann der EZL-Verteiler es ermöglichen, dass der Einlassschalldämpfer 106 und der EZL-Verteiler 100 in einem Kanalbogen 190 positioniert werden können, wodurch die Notwendigkeit eines zweckbestimmten horizontalen Kanals 112 eliminiert wird. Der EZL-Verteiler 100 kann auch die Verwendung in einer kompakten seitlichen Einlasseinrichtung ermöglichen.
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Wie verstanden wird, kann die Anzahl von EZL-Verteilerzuführrohren 132, die für eine bestimmte Anwendung notwendig sind, je nach einer Anzahl von Faktoren varieren, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt: erwünschte Luftströmungstemperatur und erwünschter Luftströmungsdruck, Mischgrenzen, Kanalsgröße, Verdichtergröße, Verdichterablufttemperatur und -druck, usw. Dementsprechend kann, obwohl zwei Zuführrohre 132 in 1 für den EZL-Verteiler 100 veranschaulicht sind, eine beliebige Anzahl von Kanälen, einschließlich eines einzigen, verwendet werden. Auf jeden Fall kann eine geringere Anzahl von Kanälen 132 im Vergleich zu herkömmlichen akustisch behandelten Düsenanordnungen verwendet werden. Insbesondere bietet der EZL-Verteiler 100 eine verbesserte Verdichterabluftdurchmischung aufgrund der vergrößerten Mischlänge (über die Länge von Rohren 132 hinweg) und, wenn er stromaufwärts von einem EInlassschalldämpfer 106 positioniert ist, höherer Turbulenz in dem Abwärtsstrom des Einlassschalldämpfers 106. Die Zuführrohre 132 können sich innerhalb des ausgewählten Kanals, z. B. 112, auf eine andere Weise als horizontal, wie veranschaulicht, erstrecken.
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Die Terminologie, die hier verwendet wird, dient ausschließlich dem Zweck des Beschreibens spezifischer Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht einschränken. Wie hier benutzt, sollen die Formen im Singular „ein”, „eine” und „der, die, das” die Formen im Plural ebenfalls einschließen, es sei denn, der Zusammenhang weist eindeutig auf etwas anderes hin. Man wird ferner verstehen, dass der Ausdruck „aufweist” und/oder „aufweisend”, wenn er in dieser Beschreibung verwendet wird, das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angibt, jedoch das Vorliegen oder den Zusatz eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
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Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Handlungen und Äquivalente aller Schritt-plus-Funktionselemente in den unten angegebenen Ansprüchen sollen irgendeine Struktur, ein Material oder eine Handlung zum Durchführen der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, wie speziell beansprucht, umfassen. Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zum Zweck des Veranschaulichens und der Beschreibung vorgelegt worden, soll jedoch nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen werden Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet der Technik offensichtlich sein, ohne vom Umfang und Geist der Offenbarung abzuweichen. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und die praktische Anwendung am besten zu erklären und es Anderen mit durchschnittlichem Fachwissen im Stand der Technik zu ermöglichen, die Offenbarung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu verstehen, wie sie für die praktische Anwendung in Betracht gezogen werden.
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Es ist ein Einlasszapfluft(EZL)-Systemverteiler für ein Verdichtereinlassgehäuse geschaffen. Der Verteiler umfasst: mehrere Zuführrohre zur Lieferung einer Verdichterabluft, wobei jedes Zuführrohr sich über einen Kanal des Verdichtereinlassgehäuses erstreckt. Jedes Zuführrohr umfasst: ein längliches inneres Zuführrohr zur Lieferung der Verdichterabluft, wobei das innere Zuführrohr mehrere Öffnungen entlang wenigstens eines Abschnitts einer Länge des inneren Zuführrohrs umfasst, wobei jede Öffnung sich durch eine Wand des inneren Zuführrohrs erstreckt und der Verdichterabluft gestattet, aus dem inneren Zuführrohr auszutreten; und ein geräuschdämpfendes Material, das um das innere Zuführrohr und die mehreren Öffnungen herum angeordnet ist, wobei das geräuschdämpfende Material eingerichtet ist, um das durch die Verdichterabluft, die aus der mehreren Öffnungen austritt, hervorgerufene Geräusch zu dämpfen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Einlasszapfluftsystem
- 101
- Verdichtereinlassgehäuse
- 102
- Einlassfiltergehäuse
- 104
- Filter
- 106
- Einlassschalldämpfer
- 108
- Verdichter
- 110
- Übergangskanal
- 112
- Kanal
- 114
- Kanal
- 120
- Verdichterausgabeentnahmeverteiler
- 122
- Auslass
- 124
- Brennkammer
- 126
- Gasturbine
- 128
- Ventile
- 130
- Einlasszapfluftverteiler
- 132
- akustisch behandelte Zuführrohre
- 140
- inneres Zuführrohr
- 142
- mehrere Öffnungen
- 143
- Rohr
- 144
- erste Reihe von Öffnungen
- 145
- Endkapppe (rechte Seite)
- 146
- zweite Reihe von Öffnungen
- 148
- eine oder mehrere Öffnungen
- 150
- geräuschdämpfendes Material
- 160
- äußeres Gehäuse
- 162
- mehrere Durchlassöffnungen
- 170
- Endkappe (linke Seite)
- 172
- Endkappendurchlass
- 180
- Linie
- 182
- Linie
- 184
- Linie
- 186
- Linie
- 190
- Kanalbogen
