用于离心压缩机的液滴捕捉器制造技术

一种安装在压缩机叶轮中的液滴捕捉装置，该装置包括设置在叶轮的表面上且构造成接收液滴的孔口，以及设置在孔口下方且与孔口处于流体连通的通道，其中，通道构造成将液滴引导远离孔口且引导出压缩机叶轮。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于离心压缩机的液滴捕捉器
技术介绍
本公开大体涉及离心压缩机，并且更具体而言，涉及用于从压缩机环境移除液体的液滴捕捉器。本公开还涉及包括这样的装置的离心压缩机，以及改进具有装置的压缩机的性能的方法。压缩机典型地用来通过接收来自电机或涡轮的动力以及对工作流体施加压缩力来提高工作流体的压力。工作流体可为空气、气体、制冷剂等等。压缩机典型地分类成正排量压缩机、动态压缩机或润轮压缩机(turbo compressor),这取决于他们进行压缩所采用 的方法。正排量压缩机典型地用来通过减小体积来提高工作流体的压力。一种类型的正排量压缩机是离心压缩机。离心压缩机通过使用旋转叶片加速工作流体(例如气体)且然后约束离开的气体使得其被压缩而来运行。入口气体中的污染物(例如液体或固体颗粒)可对压缩机可靠性有严重的影响。离心压缩机的机械失效在许多情况下可由进口气体的液体气溶胶污染(即，液滴)引起。在气体冲击压缩机内的表面时，液滴可由于冷凝而积聚在气体流中。图I示出了现有技术离心压缩机10的一部分和在这种当前的离心压缩机中看到的气体-液滴流动型式。如图I显示的那样，液滴12首先在叶轮14的表面处，具体而言在叶轮的叶片16处冲击压缩机。液滴12撞击旋转叶轮14，彼此碰撞且形成较大的液滴。虽然较大的液滴的一部分可能沿压缩机的气流方向继续，但是较大的液滴的其余部分粘到旋转的叶轮表面上。这个较大液滴现在更可能与冲击表面的新的液滴聚结。液滴因而变得更大，它们的蒸发被阻碍，并且它们的腐蚀可能性更高。压缩机中的液相体积可增大，并且压缩机的效率成比例降低。由于液滴沉积而形成在叶片表面或壳体上的液体膜可变得不稳定，并且可还导致形成较大大小的液滴，这从腐蚀的观点看潜在地非常有害。随着时间的过去，增大的液相体积和与其相关联的污染物将腐蚀和损害压缩机，从而导致失效或至少导致频繁停机以进行检查和修理。不论何时在入口处的流中包含可不忽视的量的水，液滴分离装置都安装在当前离心压缩机中的第一级的上游，以从混合物中分离出所有的水含量。但是，当前的液滴分离装置没有提供在液滴能够聚结且变得更大之前俘获液滴的分离技术。这导致液相有强的中间冷却效应、延迟的蒸发和高的局部体积分数/浓度，从而强烈地影响压缩机的性能。专利技术简述 本文公开了用于从离心压缩机移除液滴的液滴捕捉器。在一个实施例中，本文包括安装在压缩机叶轮中的液滴捕捉装置。该装置包括设置在叶轮的表面上且构造成接收液滴的孔口，以及设置在孔口下方且与孔口处于流体连通的通道，其中，通道构造成将液滴弓I导远离孔口且引导出压缩机叶轮。在另一个实施例中，一种离心压缩机包括离心叶轮。离心叶轮包括多个旋转的一体式叶片，该多个旋转的一体式叶片中的各个具有根部部分和尖部部分，其中，该多个旋转的一体式叶片构造成在离心重力场中压缩空气；以及设置在该多个旋转的一体式叶片上的多个液滴捕捉装置，其中，液滴捕捉装置包括设置在叶轮的表面上且构造成接收液滴的孔口，以及设置在该多个旋转的一体式叶片内的孔口下放且与孔口处于流体连通的通道，其中，通道构造成将液滴弓I导远离孔口且引导出离心压缩机。一种通过移除液滴来改进离心压缩机的性能的方法，包括将液滴捕捉装置定位在离心叶轮的对于在与离心叶轮冲击的点处俘获液滴有效的部分中，其中，液滴捕捉装置包括设置在离心叶轮的表面上的孔口，以及设置在离心叶轮内的孔口下方且与孔口处于流体连通的通道；将液滴俘获在液滴捕捉装置的孔口中；以及通过将液滴从孔口引导到液滴捕捉装置的通道来从离心压缩机移除液滴。上面描述的特征和其它特征由以下图和详细描述例示。 附图简述 现在参照附图，其中相同元件以相同方式标号 图I是现有技术离心叶轮，其显示液滴流动型式； 图2是常规工业压缩机的离心级的横截面示意 图3是常规燃气轮机发动机的横截面示意 图4是用于图3的燃气轮机发动机的离心叶轮的横截面示意 图5是结合了本文公开的液滴捕捉装置的离心叶轮的一个示例性实施例的横截面示意 图6以放大的细节示出图5的示例性液滴捕捉装置中的一个； 图7是槽口类型的液滴捕捉器的一个示例性实施例的横截面示意图；以及 图8是图3的叶轮的放大视图，其示出了可选的条纹或凹槽。专利技术详述 本公开涉及用于从离心压缩机移除液滴的液滴捕捉装置(下文为“液滴捕捉器”)。本文描述的液滴捕捉器使得能够高效地收集液滴且将它们引导到将它们引导出压缩机的通道中。液滴分离器的现有概念大体基于安装在压缩机护罩的外周边上的捕捉器或过滤器。这些分离器的一个缺点是在从叶轮移动到压缩机的外周边之前，液滴有时间来聚结和增长。这个延迟容许液体的全局体积分数在压缩机内增长。这样的分离器的另一个缺点是通过打破压缩机表面上的不断增长的液体膜来分开较大的液滴。本文公开的液滴捕捉器在发生聚结之前在与叶轮表面冲击的期望点处移除液滴。粘住的液滴立即被液滴捕捉器从表面上移除，使得液体没有机会会在压缩机附近加速而再次形成新的液滴。因此，压缩机中的液相的全局体积分数可保持在可接受的最小范围处，从而使运行状况保持在针对压缩机设计的那些附近。如提到的那样，本文公开的液滴捕捉器可用于适于压缩气态流体的任何离心压缩机中。这种压缩机的实例可在例如燃气轮机发动机系统或工业压缩机系统中看到。大体参照附图且具体而言参照图5，将理解，例示用于描述本文公开的液滴捕捉器的特定实施例的目的，而不意图限于此。图2是典型的工业压缩机的离心级的示意性横截面图。具体而言，图示出通过工业压缩机内的离心区段100的气流路径。来自入口 102的空气行进通过扩散器104。空气被向前驱动通过扩散器，并且迂回通过通向离心叶轮108的返回通道106。叶轮叶片向外驱动空气，并且在空气进入燃烧区域(未显示)中之前，进一步压缩空气。在离心叶轮108处，空气体积被叶轮本身和离心级套管110所容纳。如下面将更详细地论述的那样，工业压缩机的离心叶轮108可有利地结合本文公开的液滴捕捉器，以提供液滴的高效收集，并且防止它们在叶轮叶片上聚结和潜在地损害压缩机效率。图3显示其中可有利地采用本文描述的液滴捕捉器的另一个应用。在图3中，示出了一个示例性燃气轮机发动机的示意性横截面图。从这个点前进，本文将参照在燃气轮机发动机系统中采用的离心压缩机的使用。但是，应当理解，压缩机以及从而本文公开的液滴捕捉器可有利地用于其中在压缩机系统(诸如例如如上面描述的那样的工业压缩机)中存在液滴会损害效率和/或工作寿命的任何系统或工艺中。图3显示通过具有常规轴线离心压缩机20的燃气轮机发动机18的中心部分的气流路径。来自入口 21的空气行进通过成一系列轴向级的旋转叶片24和静态定子22。这些旋转的轴向级驱动空气向前，并且从而以高效的方式压缩空气。在空气传送通过压缩机20的轴向区段之后，离心叶轮26向外驱动空气，并且在空气进入扩散器28和燃烧区域30之前进一步压缩空气。在离心叶轮26处，空气体积被叶轮本身和叶轮护罩23所容纳。压缩空气在燃烧区域中被加热，并且行进通过涡轮喷嘴32和旋转的涡轮转子34，在涡轮转子34处，从高温、高度压缩的气体中回收功。图4是在图3中以横截面图显示的常规离心叶轮26的透视图。旋转的一体式叶片38可描述为设计成在离心重力场中压缩空气的扭转的片材。分流叶片40本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种安装在压缩机叶轮中的液滴捕捉装置，所述装置包括 第一孔口，其设置在所述叶轮的表面上且构造成接收液滴；以及 通道，其设置在所述孔口下方且与所述孔口处于流体连通，其中，所述通道构造成将所述液滴弓I导远离所述第一孔口且引导出所述压缩机叶轮。2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述叶轮的表面进一步包括设置在其上的多个凹槽，所述多个凹槽构造成将所述液滴引导向所述第一孔口。3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一孔口具有槽口形状。4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括设置在所述第一孔口下游的第二孔口，其中，所述第二孔口包括上游端和下游端，其中，所述叶轮的在所述上游端处的表面从所述叶轮的在所述下游端处的表面向下弯曲且在所述叶轮的在所述下游端处的表面下方延伸而形成所述第二孔口，其中，所述第二孔口构造成沿着所述叶轮表面的弯曲部引导液体膜且弓I导其通过所述第二孔口。5.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一孔口在所述叶轮表面的位置上设置在液滴冲击区域处。6.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述第一孔口设置在所述压缩机叶轮的叶片的根部部分处。7.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述压缩机叶轮设置在工业压缩机中。8.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述压缩机叶轮设置在燃气轮机发动机中。9.一种尚心压缩机,包括 离心叶轮，其包括 多个旋转的一体式叶片，所述多个旋转的一体式叶片中的各个具有根部部分和尖部部分，其中，所述多个旋转的一体式叶片构造成在离心重力场中压缩空气；以及 设置在所述多个旋转的一体式叶片上的多个液滴捕捉装置，其中，所述液滴捕捉装置包括设置在所述叶轮的表面上且构造成接收液滴的孔口，以及设置在所述多个旋转的一体式叶片内的所述孔口下方且与所述孔口处于流体连通的通道，其中，所述通道构造成将所述液滴弓I导远离所述孔口且引导出所述离心压缩机。10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述液滴捕捉装置进一步包括与所述通道处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：EAO加雷巴，C塞雷特利，MB施米茨，
申请(专利权)人：EAO加雷巴，C塞雷特利，MB施米茨，
类型：发明
国别省市：