專(zhuān)利名稱(chēng)：清洗燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的噴嘴和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清洗燃?xì)廨啓C(jī)和特別是涉及運(yùn)行期間清洗燃?xì)廨啓C(jī)裝置的噴嘴。另外本發(fā)明涉及在運(yùn)行條件下清洗所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置的方法。
現(xiàn)有技術(shù)的描述本發(fā)明涉及清洗裝設(shè)有軸向壓縮機(jī)或徑向壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的一般技術(shù)。燃?xì)廨啓C(jī)包括用于壓縮空氣的壓縮機(jī)，燃燒與被壓縮的空氣在一起的燃料的燃燒器，和驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的渦輪。依次壓縮機(jī)包括多個(gè)壓縮級(jí)，此處一個(gè)壓縮級(jí)含有轉(zhuǎn)子圓盤(pán)和隨后的具有定子葉片的定子圓盤(pán)。
燃?xì)廨啓C(jī)在工作中消耗大量空氣?？諝夂屑?xì)顆粒形式的稱(chēng)為懸浮微粒的污染物，所述污染物隨空氣流進(jìn)入壓縮機(jī)。這些顆粒的大多數(shù)將跟隨空氣流并與廢氣一起排出燃?xì)廨啓C(jī)。然而，有些顆粒具有粘附在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)馔分懈鞑考系奶匦?。這些顆粒構(gòu)成各部件上的覆蓋率，降低了氣動(dòng)力學(xué)性能。所述覆蓋率導(dǎo)致加大了表面粗糙度，這引起壓力增益的降低以及壓縮機(jī)壓縮的空氣流的減少。對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)裝置，這導(dǎo)致降低效率、減少物質(zhì)流和減小壓力比例。為減少污染，現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)裝設(shè)有用于過(guò)濾進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣的過(guò)濾器。這些過(guò)濾器僅能夠俘獲一部分顆粒。為保持燃?xì)廨啓C(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，已發(fā)現(xiàn)需要定期地清潔壓縮機(jī)燃?xì)馔犯鞑考?，以保持良好的氣?dòng)力學(xué)性能。
先前已知道清潔燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的各種不同方法。曾顯示把粉碎的堅(jiān)果殼噴射入空氣流中是實(shí)用的。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是，堅(jiān)果殼材料可到達(dá)燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)部空氣系統(tǒng)，其后果是堵塞各通道及各閥。清潔的另一個(gè)方法是基于用洗滌劑潤(rùn)濕壓縮機(jī)各部件。洗滌劑用噴嘴來(lái)噴射，噴嘴把洗滌劑噴成霧而進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣流中。
固定式燃?xì)廨啓C(jī)的尺寸變化非常大。市場(chǎng)上的最大燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子直徑超過(guò)2米。這意味著壓縮機(jī)上游的空氣管道因此也將具有大的幾何尺寸。對(duì)于具有兩米直徑轉(zhuǎn)子的燃?xì)廨啓C(jī)，相對(duì)的管道壁的距離可大于兩米。對(duì)于這些大的幾何尺寸，可能難于把清洗液噴射入具有中心空氣流的管道部分中。如果液體跟隨中心空氣流，轉(zhuǎn)子葉片和定子各定子葉片將基本被潤(rùn)濕，從而將獲得良好的清洗。相反地如果液體靠近管道壁，則液體將不能滿(mǎn)意地潤(rùn)濕轉(zhuǎn)子葉片及各定子葉片。另外，一部分液體將被管道壁旁的邊界層空氣流俘獲，并在該處形成液體薄膜，所述液體薄膜被空氣流輸送入壓縮機(jī)中。這種液體將不參與壓縮機(jī)的清洗并可能導(dǎo)致?lián)p傷，例如所述液體充填在轉(zhuǎn)子頂端與壓縮機(jī)外殼之間的間隙。
與具有大的幾何尺寸的大燃?xì)廨啓C(jī)相反，有多種在入口空氣管道上尺寸適中的小燃?xì)廨啓C(jī)。對(duì)于較小的燃?xì)廨啓C(jī)，噴霧可更容易穿入中心空氣流中。從實(shí)際清洗燃?xì)廨啓C(jī)上的設(shè)施的經(jīng)驗(yàn)顯示來(lái)自傳統(tǒng)噴嘴的噴霧穿入空氣流幾十厘米。對(duì)于大多數(shù)小的及中等尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)，這足以滿(mǎn)意地潤(rùn)濕轉(zhuǎn)子葉片及定子各定子葉片。一個(gè)問(wèn)題是傳統(tǒng)的噴嘴不能穿入大燃?xì)廨啓C(jī)的空氣流。
一種優(yōu)選的清洗方法基于用清洗液潤(rùn)濕壓縮機(jī)各部件。液體通過(guò)噴嘴噴射，所述噴嘴使液體霧化成進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣流中的噴霧。清洗液可包含水或水與化學(xué)制品的混合物。在清洗液的噴射期間，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子用曲柄與其啟動(dòng)器電機(jī)連接。這種方法稱(chēng)為“曲柄清洗”或“離線”清洗，其特點(diǎn)是在清洗期間，燃?xì)廨啓C(jī)不點(diǎn)燃燃料。噴霧由通過(guò)噴嘴泵送的清洗液生成，然后所述噴嘴使液體霧化。各噴嘴安裝在壓縮機(jī)入口上游的管道壁上或是安裝在臨時(shí)裝設(shè)于管道中的架子上。
所述方法的特點(diǎn)是用清潔液浸濕壓縮機(jī)各部件，此處污染物被化學(xué)制品及來(lái)自軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械力的作用清除。所述方法被認(rèn)為是有效的和富有成果的。在曲柄清洗中的轉(zhuǎn)子速度是正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常速度的幾分之一。曲柄清洗的一個(gè)重性質(zhì)是轉(zhuǎn)子是在低速下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而只有小的機(jī)械損傷風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)實(shí)施這個(gè)方法時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)必須停止工作，這會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)損失和加大成本。
專(zhuān)利US-A5011540公開(kāi)了當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)潤(rùn)濕壓縮機(jī)各部件的方法。這個(gè)方法被稱(chēng)為“在線”清洗，而其特點(diǎn)是在清洗期間，燃料在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中被點(diǎn)燃。所述方法與曲柄清洗方法的共同點(diǎn)在于液體在壓縮機(jī)的上游被噴射。這個(gè)方法不像曲柄清洗方法那樣有效。所述低效率與當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)主要處于高轉(zhuǎn)子速度下的不良清洗機(jī)理有關(guān)。例如，必須噴射正確劑量的液體，因?yàn)檫^(guò)高劑量可導(dǎo)致對(duì)壓縮機(jī)的機(jī)械損傷，而過(guò)低劑量可導(dǎo)致壓縮機(jī)各部件的不良潤(rùn)濕。另外，液滴必須是小的，否則大的液滴可導(dǎo)致腐蝕損傷，所述腐蝕損傷來(lái)自液滴與轉(zhuǎn)子及定子各葉片的碰撞。
燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)用來(lái)壓縮進(jìn)入的空氣。在轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子能量通過(guò)轉(zhuǎn)子葉片被轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。在其后的定子定子葉片中，所述動(dòng)能通過(guò)速度減小被轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫ι?。需要使壓縮過(guò)程高速度。例如，現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子頂端速度超過(guò)聲速是普通的事情。這意味著在壓縮機(jī)入口中的軸向速度是非常高的，通常為0.3-0.6Mach(馬赫)或100-200m/s。
根據(jù)所述技術(shù)狀況，在管道中清洗液以高壓力被泵至位于壓縮機(jī)入口上游的管道壁上的噴嘴。在噴嘴中液體達(dá)到高速度，它發(fā)生霧化并形成液滴的噴霧。所述噴霧被空氣流俘獲，而空氣流攜帶的液滴進(jìn)入壓縮機(jī)。通過(guò)選擇噴嘴結(jié)構(gòu)，可形成小的或大的液滴。另外，可使用小液滴的噴嘴。在本文中小液滴是指直徑小于150μm的液滴。小液滴的缺點(diǎn)是它具有小的質(zhì)量，因而當(dāng)離開(kāi)噴嘴時(shí)具有小的慣性。由于空氣阻力使液滴的速度快速下降，而因此范圍受到限制。另外可選擇用于大液滴的噴嘴。在本文中大液滴是指尺寸大于150μm的液滴。當(dāng)離開(kāi)噴嘴時(shí)大液滴具有大慣性的優(yōu)點(diǎn)。液滴尺寸與其質(zhì)量之間的關(guān)系是質(zhì)量正比于其半徑的立方。例如，200μm液滴的尺寸是100μm液滴的兩倍，但8倍于其質(zhì)量。通過(guò)較大的質(zhì)量繼之就是相比于較小液滴的更大的范圍。較大液滴的缺點(diǎn)是當(dāng)各液滴被空氣流俘獲時(shí)，它們也達(dá)到了朝向壓縮機(jī)的高速度。在與轉(zhuǎn)子葉片表面碰撞時(shí)傳遞了大的能量，由此可能在轉(zhuǎn)子葉片表面造成損傷。所述損傷將表現(xiàn)為腐蝕損傷。
為達(dá)到良好的清洗效果，噴霧必須穿入空氣流中心。在線清洗方法的困難，例如像US-A5011540中所顯示的那樣要使液體進(jìn)入空氣管道的中心部分。如先前指出的，在空氣管中有非常高的速度，在清洗液穿入空氣流的中心之前，空氣管道拖住了清洗液。因此，液滴必須是小的以避免腐蝕損傷。然而，小液滴在這方面顯示有缺點(diǎn)。小液滴由于其小質(zhì)量而具有小慣性，當(dāng)完成霧化時(shí)迅速喪失了速度。與經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)范圍具有保持初始速度的良好能力的大液滴相反，小液滴噴霧因此具有被削弱了的穿入空氣流中心的能力。這個(gè)問(wèn)題對(duì)于具有大的空氣管道幾何尺寸的大燃?xì)廨啓C(jī)特別明顯，此處從噴嘴至空氣管道中心的距離是長(zhǎng)的。
總之，燃?xì)廨啓C(jī)的清洗，特別是在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行期間的清洗，存在若干問(wèn)題。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供在運(yùn)行期間以有效的及安全的方法清洗燃?xì)廨啓C(jī)的噴嘴和方法。
通過(guò)本發(fā)明以具有獨(dú)立的各權(quán)利要求限定的各特點(diǎn)的噴嘴及方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)及其它的目的。各優(yōu)先實(shí)施例被限定在所附的各權(quán)利要求中。
出于說(shuō)明的目的，“對(duì)軸中心的角度”或“對(duì)中心軸線的角度”是指來(lái)自噴嘴的液流的方向與平行于穿過(guò)噴嘴筒體的中心軸線的參考表面之間的角度。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，公開(kāi)了用于清洗燃?xì)廨啓C(jī)裝置的噴嘴。所述噴嘴被布置用來(lái)霧化在空氣入口管道的空氣流中的清洗液，所述空氣入口管道通至所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置，所述噴嘴包含噴嘴筒體，依次所述噴嘴筒體包含所述清洗液進(jìn)入的進(jìn)入端部和排出所述清洗液的出口端部。所述噴嘴在所述出口端部處還含有多個(gè)節(jié)流口，在該處節(jié)流口被布置成距噴嘴筒體軸線為限定的距離。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，公開(kāi)了清洗燃?xì)廨啓C(jī)裝置的方法，所述方法包括霧化在所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置的空氣進(jìn)氣口中的清洗液，所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置包括清洗液進(jìn)入的進(jìn)入端部和排出所述清洗液的出口端部。所述方法的特點(diǎn)是通過(guò)供給清洗液至噴嘴出口端部處的節(jié)流口來(lái)形成霧化的清洗液，每個(gè)節(jié)流口被布置在距噴嘴筒體中心軸線的合適距離處。
本發(fā)明建立在以下概念上通過(guò)噴嘴筒體的多個(gè)節(jié)流口供給清洗液來(lái)增加特定體積內(nèi)已霧化的清洗液的局部濃度，所述多個(gè)節(jié)流口布置在距噴嘴筒體中心軸線的合適距離處。這種布置將能促進(jìn)所述噴霧穿入空氣流中，所述空氣流具有不變尺寸的液滴，或甚至具有減小尺寸的液滴，即是根據(jù)本發(fā)明的噴嘴將能使清洗液被噴射入在空氣管道中的空氣流中心，而不會(huì)增大液滴尺寸。由此將降低在燃?xì)廨啓C(jī)各部件上的腐蝕損傷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)與傳統(tǒng)的解決辦法相比將獲得高效率的清洗。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所述噴嘴可同樣地應(yīng)用于具有小幾何尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)以及具有大幾何尺寸的燃?xì)廨啓C(jī)。
還有的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是燃?xì)廨啓C(jī)裝置中的各部件的清洗在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行期間實(shí)施，具有顯著的成本節(jié)約。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)本發(fā)明的噴嘴可被用于曲柄清洗。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，每個(gè)節(jié)流口以某個(gè)角度指向噴嘴中心軸線，所以液體將朝向中心軸線而排出節(jié)流口。由此從節(jié)流口噴出的液體將在0-80°角度范圍內(nèi)，而較好是在10-70°角度范圍內(nèi)。
通過(guò)引導(dǎo)節(jié)流口以合適的角度朝向噴嘴中心軸線，可獲得優(yōu)選的覆蓋率，這意味著噴霧將具有噴霧角，以便在噴霧將起作用的壓縮機(jī)入口的區(qū)段內(nèi)滿(mǎn)意地潤(rùn)濕轉(zhuǎn)子葉片和定子葉片。因此通過(guò)選擇具有合適噴霧角的噴嘴來(lái)滿(mǎn)足覆蓋率的條件。通過(guò)引導(dǎo)節(jié)流口以合適的角度朝向中心軸線而局部地獲得了增大的噴霧濃度和達(dá)到液體較好地穿入空氣流中。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還通過(guò)噴霧形狀而進(jìn)一步被加強(qiáng)，所述噴霧形狀與來(lái)自傳統(tǒng)噴嘴的噴霧相比顯示為對(duì)著空氣流的較小的噴射面積。利用較小的噴射面積，噴霧將不容易被空氣流俘獲，而代之的是較好地穿入所述空氣流中。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，每個(gè)所述節(jié)流口被布置在距所述中心軸線基本相同距離處和朝中心軸線處于基本相同角度。已發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)在所要求面積中對(duì)增加局部噴霧濃度是有利的，而因此減小了在燃?xì)廨啓C(jī)各部件上的腐蝕損傷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)保持了高清洗效率。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，節(jié)流口被布置成指向中心軸線并具有距所述節(jié)流口5-30cm范圍的公共連接點(diǎn)。
較好的是液體壓力應(yīng)在35-175bar(巴)范圍內(nèi)。
較好的是各節(jié)流口被布置成以70-250m/s范圍內(nèi)速度攜帶液體通過(guò)節(jié)流口。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，各節(jié)流口基本是相同的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，節(jié)流口被構(gòu)造用來(lái)形成具有基本是圓形噴霧圖形的噴霧，即具有基本是圓形橫截面的噴霧。另外節(jié)流口可被布置用來(lái)形成基本是橢圓形狀或基本是矩形形狀的噴霧。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，有兩個(gè)節(jié)流口連接于噴嘴筒體的出口端部。通過(guò)應(yīng)用彼此稍為相間隔的兩個(gè)節(jié)流口和在完成霧化之后使噴霧覆蓋于一點(diǎn)處，就到達(dá)了空氣流的中心。在出現(xiàn)兩股噴霧的體積內(nèi)，噴霧的濃度將是雙倍的，并且增大了對(duì)周?chē)諝獾臎_擊力，繼之是更好地穿入空氣流中，繼之是更有效的清洗，和由于能使液滴保持小尺寸，即直徑小于150μm，而減小了在壓縮機(jī)各部件上的腐蝕損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
通過(guò)本發(fā)明優(yōu)先實(shí)施例中的下列詳細(xì)描述，本發(fā)明的另外優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


現(xiàn)將參考各附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各優(yōu)先實(shí)施例，此處圖1顯示燃?xì)廨啓C(jī)的一部分和把清洗液噴射入空氣流中的噴嘴的布置；圖2顯示在噴嘴中的清洗液的霧化；圖3顯示把清洗液噴射入燃?xì)廨啓C(jī)入口中的傳統(tǒng)噴嘴；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的噴嘴和本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的噴嘴；以及圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的噴嘴和本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式參考圖1，顯示了燃?xì)廨啓C(jī)1的一部分和把清洗液噴射入壓縮機(jī)入口中的噴嘴的布置。燃?xì)廨啓C(jī)包括空氣進(jìn)氣口2，進(jìn)氣口2對(duì)軸線3呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)?？諝饬饔眉^標(biāo)示。徑向地進(jìn)入的空氣要被改道并平行機(jī)器軸而流動(dòng)通過(guò)壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)14在定子定子葉片的第一圓盤(pán)前端邊沿處具有入口4。在具有定子葉片的圓盤(pán)5之后是具有轉(zhuǎn)子葉片的圓盤(pán)6，繼之是具有定子定子葉片的圓盤(pán)7，等等。空氣進(jìn)氣口具有內(nèi)管道壁8和外管道壁9。噴嘴10安裝在內(nèi)管道壁上。導(dǎo)管11把噴嘴10與泵(未圖示)連接起來(lái)，所述泵向噴嘴10供應(yīng)清洗液。液體在通過(guò)噴嘴10之后霧化并形成噴霧12。液滴被空氣流攜帶至壓縮機(jī)入口4。另外，噴嘴13安裝在外空氣管道壁9上。
圖2顯示來(lái)自噴嘴的液體的霧化。具有軸線24的噴嘴20含有清洗液的入口21和節(jié)流口開(kāi)口(孔)22，液體從節(jié)流口開(kāi)口22排出噴嘴。節(jié)流口開(kāi)口面積及液體壓力適合于特定的流量。節(jié)流口23具有清洗液流動(dòng)的孔。用于燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)清洗的噴嘴具有的節(jié)流口開(kāi)口面積及液體壓力使得通過(guò)節(jié)流口的液體速度是高的，為100m/s數(shù)量級(jí)。
流動(dòng)方向?qū)⑹枪?jié)流口所指的方向。如果節(jié)流口是圓形的，將形成具有圓形橫截面的噴霧。所述噴霧將以一個(gè)分量在孔的軸向方向上擴(kuò)散，而另一個(gè)分量在垂直于軸向方向的方向上擴(kuò)散。根據(jù)圖2，所述噴霧的幾何形狀可描述成圓錐體，它具有底部C和高度B，而此處C是圓錐體的直徑。
在液體離開(kāi)節(jié)流口之后發(fā)生了霧化，意味著液體首先被分裂，繼之分解成小顆粒。這些顆粒最終取得由表面張力控制的最小的球形狀。根據(jù)圖2，在距節(jié)流口22為距離A處，基本完成了霧化。然后形成含有各種尺寸液滴的噴霧。對(duì)于在這種燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用中的噴嘴，運(yùn)行于液體壓力70-140bar條件下，距離A通常為5-20cm。在另外的距離B處，液滴繼續(xù)擴(kuò)散，但現(xiàn)在各液滴之間的距離更大。當(dāng)各液滴之間的距離變得較大時(shí)，這意味著噴霧濃度降低了。如果假定清洗液是水，則在發(fā)生霧化之前的濃度是1000kg/m3。在距離B處，噴霧的特點(diǎn)是比距離A處具有更小的濃度，在距離A處的濃度被定義成局部上單位體積的空氣中的顆粒數(shù)量。對(duì)于在這個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用中的噴嘴，它運(yùn)行于50-140bar液體壓力條件下，A處的濃度通常為20kg/m3。
明顯的是當(dāng)液滴與空氣分子碰撞時(shí)速度會(huì)降低。在本發(fā)明的上下文中，關(guān)鍵問(wèn)題是在空氣流到達(dá)壓縮機(jī)入口之前，噴霧穿入空氣多遠(yuǎn)。具有一定慣性速度的單個(gè)液滴將快速地失去其慣性速度并漸近地達(dá)到零速度。技術(shù)人員可應(yīng)用氣動(dòng)拉力與慣性力的平衡式根據(jù)距節(jié)流口的距離估算液滴速度。作為噴霧整體，它應(yīng)以這種方式移動(dòng)空氣。這可以看作它對(duì)空氣有沖擊力，其特征在于，其濃度、體積流量及速度。所述沖擊力可估算為F＝dens×Q×V×Cd(方程式1)其中F-沖擊力dens-濃度Q-體積流量V-速度Cd-負(fù)加速系數(shù)所述負(fù)加速系數(shù)是從液滴氣動(dòng)拉力與慣性力之間的平衡式估算出來(lái)的。
對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的清洗程序，噴霧良好地穿入空氣流是重要的。按照上面的定義，這將產(chǎn)生大的沖擊力。另外，對(duì)于良好的清洗結(jié)果，要求所述噴霧具有良好的覆蓋率。所謂覆蓋率是指所述噴霧應(yīng)具有在噴霧起作用的區(qū)段內(nèi)用來(lái)滿(mǎn)意地覆蓋轉(zhuǎn)子葉片和定子各定子葉片的噴霧角。覆蓋率的條件通過(guò)具有限定的噴霧角的噴嘴來(lái)滿(mǎn)足。
如上所述，所述噴霧的特點(diǎn)是在噴嘴節(jié)流口處其沖擊力是最大的，而隨距所述節(jié)流口距離的加大而減小。如果假定清洗液是水，濃度是1000kg/m3。其面積是從孔直徑估算而得的。距噴嘴節(jié)流口的每一個(gè)距離處的沖擊力則可從方程1估算出。隨距離增大而增大的面積將導(dǎo)致沖擊力漸近為零。
圖3顯示與圖2相同的噴霧，此處相同的零件具有與圖2中相同的標(biāo)號(hào)。圖3顯示傳統(tǒng)的噴嘴。距離D是空氣流輸送液滴至壓縮機(jī)入口之前所述噴霧已穿入空氣流的距離。覆蓋率的條件通過(guò)選擇具有噴霧角34的噴嘴來(lái)滿(mǎn)足，噴霧角34導(dǎo)致在距離D處的覆蓋率E。
以上描述中假定了噴霧具有圓形的噴射。通過(guò)選擇具有合適的節(jié)流口幾何形狀的噴嘴來(lái)形成橢圓的或矩形的噴霧。在燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)清洗技術(shù)中，應(yīng)用了非圓形的噴霧。
參考圖4及圖5，顯示了本發(fā)明的第一優(yōu)先實(shí)施例。本發(fā)明涉及形成具有增大的沖擊力的噴霧的噴嘴。隨著沖擊力的增大，圖3中的距離D將增大，而由此將消除或部分地消除早先明確的穿入空氣流中心的問(wèn)題。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的噴嘴。噴嘴54包含噴嘴簡(jiǎn)體40，噴嘴筒體40具有中心軸線49、具有清洗液進(jìn)入的開(kāi)口41和在出口端部處的第一節(jié)流口42，而節(jié)流口42具有開(kāi)口43，清洗液從開(kāi)口43排出噴嘴。第一節(jié)流口42位于中心軸線49的外邊并具有指向中心軸線49的角度，使得形成的噴霧被引向中心軸線49。所形成的噴霧是圓形的。噴霧的幾何形狀可被描述成圓錐體，所述圓錐體具有包含一個(gè)端點(diǎn)44及另一個(gè)端點(diǎn)45的底線和頂點(diǎn)43。噴嘴54在出口端部44處具有第二節(jié)流口46，而節(jié)流口46具有液體排出用的開(kāi)口47。節(jié)流口46位于中心軸線49的外邊并具有指向中心軸線49的角度，使得形成的噴霧被引向中心軸線49。所形成的噴霧是圓形的。噴霧的幾何形狀可被描述成圓錐體，所述圓錐體具有位于一個(gè)端點(diǎn)45及另一個(gè)端點(diǎn)48之間的底線和頂點(diǎn)47。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例，各節(jié)流口被引導(dǎo)得成角度地朝所述中心軸線，使得來(lái)自一個(gè)節(jié)流口的液體較好是在0-80°角度范圍內(nèi)，而另外較好是在10-70°角度范圍內(nèi)。
所述兩個(gè)節(jié)流口具有相同的孔面積和相同的幾何形狀，因而進(jìn)入的液體被均等地分布于兩個(gè)節(jié)流口42與46之間。兩個(gè)節(jié)流口開(kāi)口在距節(jié)流口開(kāi)口距離J，在連接點(diǎn)57處被引導(dǎo)朝向中心軸線。距離J在5-20cm范圍內(nèi)。
當(dāng)排出節(jié)流口開(kāi)口43及47時(shí)液體被霧化。在距節(jié)流口開(kāi)口距離F處總體上完成了霧化。現(xiàn)在將排出兩個(gè)噴霧，由此形成區(qū)域53，區(qū)域53通過(guò)兩個(gè)噴霧的結(jié)合而具有加大的濃度。區(qū)域53由點(diǎn)50、52、45、51及50所限定。隨著濃度的加大，根據(jù)方程式1，就有增大的沖擊力。本發(fā)明的目的是加大所述沖擊力。利用合適的噴嘴噴霧角及噴霧方向，在距離G處的覆蓋率H的要求得到滿(mǎn)足。
圖5顯示斷面X-X處的噴嘴透視圖，此處相同的零件用與圖4中相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)注。圖5顯示節(jié)流口42及46相對(duì)于空氣流方向的定位?？諝饬鞯姆较蛴眉^標(biāo)示。
本發(fā)明的作用通過(guò)以下辦法來(lái)進(jìn)一步提高根據(jù)圖4的噴霧顯露出對(duì)著空氣流的噴射面積，與來(lái)自傳統(tǒng)噴嘴的噴霧相比，所述噴射面積較小。根據(jù)圖5的空氣流方向，關(guān)于對(duì)著空氣流的噴射面積的情況，所述面積位于圖4中的點(diǎn)47、50、43、52、48、45、44、51與點(diǎn)47之間。這個(gè)面積應(yīng)該與使用根據(jù)圖3的傳統(tǒng)噴嘴的噴射面積相比較，在圖3中這個(gè)面積構(gòu)成了點(diǎn)22、31、32與點(diǎn)22之間的面積。圖3中的所述面積大于圖4中的相應(yīng)面積。由于所述較小的噴射面積，所述噴霧不會(huì)被空氣流俘獲，這容易使因而能使噴霧以更有效的方式穿入空氣流中。
參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的噴嘴，它被顯示作為本發(fā)明的第二實(shí)施例的例子。圖6顯示在斷面X-X處噴嘴的透視圖，此處相同的零件用與圖4中相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)注。由于根據(jù)本發(fā)明的噴嘴的這個(gè)實(shí)施例的功能基本上與上述的實(shí)施例的功能相同，所述功能的這樣一種描述在這里被省略了。圖6顯示節(jié)流口42、46及60相對(duì)于空氣流方向的定位。如同節(jié)流口42及46那樣，節(jié)流口60具有開(kāi)口61，液體從開(kāi)口61離開(kāi)噴嘴?？諝饬鞯姆较蛴眉^標(biāo)示。第三節(jié)流口60安裝在軸線中心的側(cè)邊，與節(jié)流口42及46處于距軸線中心49相同距離處和處于相同的角度，這樣所形成的噴霧以同上面討論的實(shí)施例相應(yīng)的方式被引導(dǎo)對(duì)著所述軸線中心。
即使已經(jīng)描述了本發(fā)明的各目前優(yōu)先實(shí)施例，從以上描述中明顯看出的是，對(duì)于本技術(shù)的技術(shù)人員，各目前實(shí)施例的各種變化可被認(rèn)為是在本發(fā)明原理的范圍內(nèi)。
因此，本發(fā)明不是只限定于參考各實(shí)施例描述的結(jié)構(gòu)元件及功能元件的發(fā)明，而是只由附錄的專(zhuān)利各權(quán)利要求限定的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.用于清洗燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的噴嘴，所述噴嘴被布置用來(lái)霧化所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的空氣進(jìn)氣口(2)內(nèi)的空氣流中的清洗液，所述噴嘴包括噴嘴筒體(40)，噴嘴筒體(40)含有所述清洗液進(jìn)入的進(jìn)入端部(41)和排出所述清洗液的出口端部(55)；其特征在于多個(gè)節(jié)流口(42，46；42，46，60)連接于出口端部(55)，相應(yīng)節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置在距所述噴嘴筒體(40)的中心軸線(49)一合適距離處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的噴嘴，其特征在于相應(yīng)節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置成相對(duì)于所述中心軸線(49)形成一角度，使得從相應(yīng)節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)射出的液體被引導(dǎo)對(duì)著構(gòu)成所述中心軸線(49)的延長(zhǎng)部分的軸線上的點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的噴嘴，其特征在于每個(gè)所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置在距所述中心軸線(49)大致相同的距離處和相對(duì)于所述構(gòu)成所述中心軸線(49)的延長(zhǎng)部分的軸線形成實(shí)際上相同的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的噴嘴，其特征在于所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置成這樣它們的開(kāi)口(43，47；43，47，61)指向構(gòu)成所述中心軸線(49)的延長(zhǎng)部分的所述軸線，所述軸線具有距所述節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)5-30cm范圍內(nèi)的連接點(diǎn)。
5.根據(jù)前述各權(quán)利要求中任一項(xiàng)的噴嘴，其特征在于在所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)中的液體壓力在35-175bar范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的噴嘴，其特征在于所述節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)與所述液體壓力相配合地被布置成導(dǎo)致所述液體以50-250m/s范圍內(nèi)液體速度射出。
7.根據(jù)前述各權(quán)利要求中任一項(xiàng)的噴嘴，其特征在于每個(gè)所述節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)具有基本上相同的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)前述各權(quán)利要求中任一項(xiàng)的噴嘴，其特征在于所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置成用來(lái)根據(jù)以下組中任何一個(gè)形成噴霧大致圓形，大致橢圓形或大致矩形。
9.根據(jù)前述各權(quán)利要求中任一項(xiàng)的噴嘴，其特征在于兩個(gè)節(jié)流口(42，46)連接于所述出口端部。
10.清洗燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的方法包括以下步驟通過(guò)應(yīng)用噴嘴(54)使所述燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的空氣進(jìn)氣口(2)中的清洗液被霧化，噴嘴(54)具有噴嘴筒體(40)，該噴嘴筒體(40)包括用于所述清洗液進(jìn)入的進(jìn)入端部(41)和排出所述清洗液的出口端部(55)，其特征在于以下步驟通過(guò)傳送所述液體至多個(gè)節(jié)流口(42，46；42，46，60)來(lái)產(chǎn)生所述霧化的清洗液，所述多個(gè)節(jié)流口(42，46；42，46，60)連接于所述出口端部(55)，其中相應(yīng)節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置在距所述噴嘴筒體(40)的中心軸線(49)的一合適距離處。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于以下步驟引導(dǎo)從相應(yīng)節(jié)流口的開(kāi)口(43，47；43，47，61)射出的液體對(duì)著構(gòu)成所述中心軸線(49)的延長(zhǎng)部分的軸線的點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于以下步驟通過(guò)每個(gè)所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置在距所述中心軸線(49)基本相同的距離處和相對(duì)于構(gòu)成所述中心軸線(49)延長(zhǎng)部分的所述軸線形成基本相同的角度，使從每個(gè)節(jié)流口(42，46；42，46，60)射出的液體被引導(dǎo)以基本相同的角度對(duì)著構(gòu)成所述中心軸線(49)延長(zhǎng)部分的所述軸線，并且相對(duì)于構(gòu)成所述中心軸線(49)延長(zhǎng)部分的所述軸線形成基本相同的角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其特征在于以下步驟引導(dǎo)節(jié)流口的所述開(kāi)口(43，47；43，47，61)對(duì)著構(gòu)成所述中心軸線(49)延長(zhǎng)部分的軸線，所述軸線在距所述節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)5-30cm范圍內(nèi)具有連接點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)中的液體壓力在35-175bar范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)與所述液壓相配合地被布置成導(dǎo)致所述液體以50-250m/s范圍內(nèi)的液體速度射出。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一項(xiàng)的方法，其特征在于每個(gè)所述節(jié)流口開(kāi)口(43，47；43，47，61)具有基本相同的結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10-16中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置用來(lái)根據(jù)以下組中任何一個(gè)形成噴霧大致圓形，大致橢圓形或大致矩形。
18.根據(jù)權(quán)利要求10-17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于兩個(gè)節(jié)流口(42，46)連接于所述出口端部。
全文摘要
用于在運(yùn)轉(zhuǎn)期間清潔燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的一種噴嘴(54)。本發(fā)明還涉及在運(yùn)轉(zhuǎn)期間清洗燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的方法。噴嘴(54)被布置用來(lái)霧化燃?xì)廨啓C(jī)裝置(1)的空氣進(jìn)氣口(2)內(nèi)的空氣流中的清洗液，并包括噴嘴筒體(40)，噴嘴筒體(40)包括所述清洗液進(jìn)入的進(jìn)入端部(41)和排出所述所述清洗液的出口端部(55)。所述噴嘴還包括連接于出口端部(55)的若干個(gè)節(jié)流口(42，46；42，46，60)，而各個(gè)節(jié)流口(42，46；42，46，60)被布置在距所述噴嘴筒體(40)的中心軸線(49)的合適距離處，由此在所要求的面積中的所噴出的清洗液的局部濃度可隨存有的液滴的尺寸而增大，而由此可顯著地提高清潔工藝的效率，與此同時(shí)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)裝置中各部件的損壞風(fēng)險(xiǎn)被顯著地降低。
文檔編號(hào)F01D25/00GK1856368SQ200480027920
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者P·阿斯普隆德, C·-J·耶佩 申請(qǐng)人:燃?xì)鉁u輪效率股份有限公司