檢測(cè)系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種檢測(cè)系統(tǒng)和方法。本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)冷卻單元、系統(tǒng)及方法。該蒸發(fā)冷卻單元包括沿著延長(zhǎng)方向延伸的第一分配元件、沿著所述延長(zhǎng)方向延伸的第二分配元件及復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維。該冷卻纖維設(shè)置在所述第一和第二分配元件間，每一個(gè)冷卻纖維開(kāi)設(shè)有內(nèi)部通道用來(lái)把來(lái)自第一分配元件的冷卻劑輸送到第二分配元件以通過(guò)冷卻劑的蒸發(fā)來(lái)冷卻輸入流體，該設(shè)置在所述第一和第二分配元件間冷卻纖維沿著所述延長(zhǎng)方向形成有輸入?yún)^(qū)域，所述輸入流體沿著其流動(dòng)方向通過(guò)所述輸入?yún)^(qū)域，該流動(dòng)方向與所述輸入?yún)^(qū)域的夾角大于0度小于180度。
【專利說(shuō)明】檢測(cè)系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)冷卻單元(Evaporative Cooling Units)、系統(tǒng)及方法,尤其涉及一種可利用纖維(Fiber)對(duì)流體，如需要進(jìn)入燃?xì)鉁u輪的空氣進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)冷卻單元、系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]蒸發(fā)冷卻通常指通過(guò)冷卻劑的蒸發(fā)來(lái)對(duì)流體，如空氣進(jìn)行冷卻的方法，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，比如，蒸發(fā)冷卻常被用來(lái)對(duì)要進(jìn)入燃?xì)鉁u輪的空氣進(jìn)行冷卻，從而來(lái)提高燃?xì)鉁u輪的發(fā)電量。
[0003]燃?xì)鉁u輪通常包括壓縮機(jī)、燃燒室和渦輪。壓縮機(jī)壓縮空氣。壓縮后的空氣與燃料在燃燒室里混合并燃燒，從而帶動(dòng)渦輪發(fā)電。目前，典型的提高燃?xì)鉁u輪發(fā)電量的方法就是在壓縮機(jī)壓縮空氣前先對(duì)空氣進(jìn)行冷卻。冷卻使空氣密度更高，從而使空氣具有較高的質(zhì)量流率(Mass Flow Rate)來(lái)進(jìn)入壓縮機(jī)。具有較高質(zhì)量流率的空氣意味著進(jìn)入燃燒室的空氣的量得到增加。這樣，就可提高燃?xì)鉁u輪的發(fā)電量和效率。
[0004]目前，已經(jīng)有多種嘗試來(lái)使用不同的蒸發(fā)冷卻裝置來(lái)冷卻需要導(dǎo)入燃?xì)鉁u輪的空氣。然而，在現(xiàn)有的嘗試中，一些蒸發(fā)冷卻裝置不能均勻的或正確的分配冷卻劑來(lái)冷卻周圍的空氣，從而導(dǎo)致空氣冷卻不足，甚至導(dǎo)致冷卻劑的流動(dòng)發(fā)生異常，這對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行是不利的。在另一些的嘗試中，其所使用的蒸發(fā)冷卻裝置常需要高質(zhì)量的冷卻劑，這就使系統(tǒng)運(yùn)行成本增加。
[0005]所以，需要提供一種新的可有效冷卻氣態(tài)流體，如進(jìn)入燃?xì)鉁u輪中的空氣的蒸發(fā)冷卻單元、系統(tǒng)和方法，從而提高燃?xì)鉁u輪的發(fā)電量和效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種蒸發(fā)冷卻單元。該蒸發(fā)冷卻單元包括沿著延長(zhǎng)方向延伸的第一分配元件、沿著所述延長(zhǎng)方向延伸的第二分配元件及復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維。該冷卻纖維設(shè)置在所述第一和第二分配元件間，每一個(gè)冷卻纖維開(kāi)設(shè)有內(nèi)部通道用來(lái)把來(lái)自第一分配元件的冷卻劑輸送到第二分配元件以通過(guò)冷卻劑的蒸發(fā)來(lái)冷卻輸入流體，該設(shè)置在所述第一和第二分配元件間冷卻纖維沿著所述延長(zhǎng)方向形成有輸入?yún)^(qū)域，所述輸入流體沿著其流動(dòng)方向通過(guò)所述輸入?yún)^(qū)域，該流動(dòng)方向與所述輸入?yún)^(qū)域的夾角大于O度小于180度。
[0007]本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于對(duì)要輸入燃?xì)鉁u輪中的輸入流體進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。該蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)包括可用來(lái)提供冷卻劑冷卻劑源及至少一個(gè)蒸發(fā)冷卻單元。該蒸發(fā)冷卻單元可接收并輸送來(lái)自冷卻劑源的冷卻劑以冷卻所述輸入流體且包括沿著延長(zhǎng)方向延伸的第一分配元件、沿著所述延長(zhǎng)方向延伸第二分配元件及復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維。其中，每一個(gè)冷卻纖維開(kāi)設(shè)有內(nèi)部通道用來(lái)輸送冷卻劑以冷卻所述輸入流體，所述冷卻纖維設(shè)置在所述第一和第二分配元件間且沿著所述延長(zhǎng)方向形成有輸入?yún)^(qū)域，所述輸入流體沿著其流動(dòng)方向通過(guò)所述輸入?yún)^(qū)域，該流動(dòng)方向與所述輸入?yún)^(qū)域的夾角大于O度小于180度。
[0008]本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例提供了一種蒸發(fā)冷卻方法。該蒸發(fā)冷卻方法包括沿著蒸發(fā)冷卻單元中的冷卻纖維的長(zhǎng)度方向，使冷卻劑通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維的相應(yīng)的內(nèi)部通道；及沿著與所述長(zhǎng)度方向形成有大于O度而小于180度夾角的流動(dòng)方向，使輸入流體通過(guò)所述冷卻纖維，并通過(guò)從冷卻纖維的內(nèi)部通道滲透并分布于冷卻纖維外表面上的冷卻劑的蒸發(fā)來(lái)冷卻所述輸入流體。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0010]圖1為本發(fā)明的用來(lái)冷卻進(jìn)入燃?xì)鉁u輪的流體的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻單元的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0012]圖3為圖2所示的本發(fā)明蒸發(fā)冷卻單元的冷卻纖維(Cooling Fiber)的一個(gè)實(shí)施例的剖面示意圖；
[0013]圖4為本發(fā)明蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行中的冷卻纖維的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0014]圖5為本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻單元的另一實(shí)施例的示意圖；
[0015]圖6為本發(fā)明的設(shè)置有多個(gè)蒸發(fā)冷卻單元的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；及
[0016]圖7到圖8為圖6所示的本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻單元的冷卻纖維的兩個(gè)實(shí)施例的排列示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，需要指出的是，在這些實(shí)施方式的具體描述過(guò)程中，為了進(jìn)行簡(jiǎn)明扼要的描述，本說(shuō)明書不可能對(duì)實(shí)際的實(shí)施方式的所有特征均作詳盡的描述。應(yīng)當(dāng)可以理解的是，在任意一種實(shí)施方式的實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，正如在任意一個(gè)工程項(xiàng)目或者設(shè)計(jì)項(xiàng)目的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo)，為了滿足系統(tǒng)相關(guān)的或者商業(yè)相關(guān)的限制，常常會(huì)做出各種各樣的具體決策，而這也會(huì)從一種實(shí)施方式到另一種實(shí)施方式之間發(fā)生改變。此外，還可以理解的是，雖然這種開(kāi)發(fā)過(guò)程中所作出的努力可能是復(fù)雜并且冗長(zhǎng)的，然而對(duì)于與本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容相關(guān)的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本公開(kāi)揭露的技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一些設(shè)計(jì)，制造或者生產(chǎn)等變更只是常規(guī)的技術(shù)手段，不應(yīng)當(dāng)理解為本公開(kāi)的內(nèi)容不充分。
[0018]除非另作定義，權(quán)利要求書和說(shuō)明書中使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專利申請(qǐng)說(shuō)明書以及權(quán)利要求書中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的組成部分?！耙粋€(gè)”或者“一”等類似詞語(yǔ)并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。“包括”或者“包含”等類似的詞語(yǔ)意指出現(xiàn)在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在“包括”或者“包含”后面列舉的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件?！斑B接”或者“相連”等類似的詞語(yǔ)并非限定于物理的或者機(jī)械的連接，也不限于是直接的還是間接的連接。
[0019]圖1所示為本發(fā)明的用來(lái)冷卻進(jìn)入燃?xì)鉁u輪100的輸入流體101的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)(Evaporative Cooling System) 10的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在本實(shí)施例中，輸入流體101為氣態(tài)流體，如空氣。冷卻后，空氣101被輸入到燃?xì)鉁u輪100與燃料混合燃燒用來(lái)發(fā)電。
[0020]如圖1所示，燃?xì)鉁u輪100包括壓縮機(jī)11、燃燒室12和渦輪13。壓縮機(jī)11和渦輪13可用軸(未標(biāo)明)相連接。雖然在本實(shí)施例中僅圖示了一個(gè)壓縮機(jī)11、一個(gè)燃燒室12和一個(gè)渦輪13，但在其他實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪100可包括一個(gè)以上的壓縮機(jī)11、一個(gè)以上的燃燒室12和一個(gè)以上的渦輪13。
[0021]在本發(fā)明實(shí)施例中，壓縮機(jī)11用于接收和壓縮來(lái)自蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10的輸入流體101到期望的壓力。壓縮后且具備所需壓力的輸入流體101可進(jìn)入燃燒室12與燃料，比如與天然氣混合并在燃燒室12中燃燒，從而產(chǎn)生高壓高速的氣體(未圖示)。然后，該產(chǎn)生的高壓高速的氣體進(jìn)入渦輪13中來(lái)帶動(dòng)葉片(未圖示)轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，渦輪13的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)一些裝置，其包括但不限于與渦輪13相連接的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電。
[0022]在本實(shí)施例中，燃?xì)鉁u輪100還設(shè)置有導(dǎo)管系統(tǒng)(Duct System)14，該導(dǎo)管系統(tǒng)14可用于接收來(lái)自蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10的輸入流體101，并把其輸送到燃?xì)鉁u輪100中。在非限定示例中，導(dǎo)管系統(tǒng)14可設(shè)置在與壓縮機(jī)11分離設(shè)置且流體相通的燃?xì)鉁u輪入口裝置(未圖示)上，從而把輸入流體101輸入進(jìn)壓縮機(jī)11中。在其他實(shí)施例中，導(dǎo)管系統(tǒng)14也可設(shè)置在在壓縮機(jī)11的上游來(lái)接收并傳輸輸入流體101到壓縮機(jī)11中。
[0023]在圖1所示的實(shí)施例中，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10包括冷卻劑源15和蒸發(fā)冷卻單元16。另外，也可在蒸發(fā)冷卻單元的下游設(shè)置濕氣分離裝置(未圖示)來(lái)移除冷卻后的空氣中所攜帶的水氣或水滴。冷卻劑源15可提供冷卻劑17，該冷卻劑17可穿過(guò)用于冷卻輸入流體101的蒸發(fā)冷卻單元16。在一些實(shí)施例中，冷卻劑17可直接與輸入流體101相接觸進(jìn)行冷卻。在非限定示例中，冷卻劑17包括水和水性溶液。在本實(shí)施例中，冷卻劑17為水。蒸發(fā)冷卻單元16設(shè)置于燃?xì)鉁u輪100的上游，其可用于在輸入流體101進(jìn)入燃?xì)鉁u輪100的壓縮機(jī)11前，對(duì)冷卻劑17進(jìn)行分布以來(lái)冷卻輸入流體101。在一個(gè)實(shí)施例中，蒸發(fā)冷卻單元16用于分布冷卻劑17并通過(guò)蒸發(fā)冷卻的方式來(lái)冷卻輸入流體101。
[0024]在一些應(yīng)用中，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10也可設(shè)置或不設(shè)置水密過(guò)濾器(Water TightFilter)180該過(guò)濾器18可設(shè)置于蒸發(fā)冷卻單元16的上游，從而在輸入流體101通過(guò)蒸發(fā)冷卻單元16進(jìn)行冷卻前先對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾。因此，輸入流體101所攜帶的顆粒可被過(guò)濾掉，以確保蒸發(fā)冷卻單元16的安全運(yùn)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)濾器18也可設(shè)置在蒸發(fā)冷卻單元16的下游，從而在輸入流體101通過(guò)蒸發(fā)冷卻單元16冷卻后，把其中攜帶顆粒過(guò)濾掉來(lái)防止顆粒物進(jìn)入燃?xì)鉁u輪100。此處所述的“上游”和“下游”指的是元件的相對(duì)位置，例如過(guò)濾器18相對(duì)于其他元件，比如沿著輸入流體101的流向102 (如圖2和圖4所示)相對(duì)于蒸發(fā)冷卻單元16的位置。
[0025]在本發(fā)明實(shí)施例中，圖1所示的示例僅是示意性的。在一些應(yīng)用中，輸入流體101可包括其他合適的輸入流體，比如包括但不限于空氣的氣態(tài)流體。通過(guò)蒸發(fā)冷卻單元16冷卻后的輸入流體101可導(dǎo)入到其他適合的裝置中。另外，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10也可包括其他單元，例如控制器(未顯示)來(lái)控制冷卻劑17的流速。
[0026]圖2所示為本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10的蒸發(fā)冷卻單元16的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖2所示，蒸發(fā)冷卻單元16包括第一和第二分配元件19-20及復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維21。每一個(gè)冷卻纖維21均設(shè)置在第一和第二分配元件19-20之間且與其流體相通的。第一分配元件19用于將來(lái)自冷卻劑源15的冷卻劑17分配進(jìn)入每個(gè)冷卻纖維21中。在本實(shí)施例中，第一分配單元19沿著其延長(zhǎng)方向A延伸，其包括有入口 22和第一內(nèi)部通道23。該第一內(nèi)部通道23設(shè)置在第一分配單元19內(nèi)并沿著延長(zhǎng)方向A延伸。入口 22與第一內(nèi)部通道23流體相通。冷卻劑17通過(guò)入口 22進(jìn)入入第一分配元件19的第一內(nèi)部通道23內(nèi)。第二分配元件20用于接收來(lái)自冷卻纖維21的冷卻劑17。在本實(shí)施例中，第二分配元件20也沿著延長(zhǎng)方向A延伸，其包括有出口 24和開(kāi)設(shè)于第二分配元件20內(nèi)并沿著延長(zhǎng)方向A延伸的第二內(nèi)部通道25。出口 24與第二內(nèi)部通道25流體相通。來(lái)自冷卻纖維21的冷卻劑17通過(guò)出口 24從第二分配元件20中排出。
[0027]每一個(gè)冷卻纖維21的上端和下端26-27分別設(shè)置于第一和第二分配元件19_20上。在一些應(yīng)用中，每一個(gè)冷卻纖維21為空心結(jié)構(gòu)，因此來(lái)自第一分配元件19的冷卻劑17可從冷卻纖維21中流過(guò)，從而被傳輸?shù)降诙峙湓?0中。冷卻劑17在冷卻纖維21中輸送的過(guò)程中，輸入流體101可通過(guò)冷卻纖維21的外表面28 (如圖3所示)并在來(lái)通過(guò)冷卻纖維21的過(guò)程中被冷卻。
[0028]在本實(shí)施例中，冷卻纖維21設(shè)置在第一和第二分配單元19-20之間，并沿著延長(zhǎng)方向A形成有輸入?yún)^(qū)域104。在非限定示例中，第一和第二分配元件19-20可彼此平行且分離設(shè)置。設(shè)置在第一和第二單元19-20之間的冷卻纖維21也可彼此平行布置，且長(zhǎng)度相同。在其他示例中，第一和第二分布元件19-20也可不平行設(shè)置。相似的，冷卻纖維21也可不平行布置，且長(zhǎng)度不同。
[0029]在圖2所示的實(shí)施例中，每一個(gè)冷卻纖維21的相對(duì)的兩端26-27分別設(shè)置在第一和第二分配元件19-20上，且分別與相應(yīng)的第一內(nèi)部通道23和第二內(nèi)部通道流體相通。在非限定示例中，第一和第二分配元件19-20分別在各自的外壁(未標(biāo)明)上開(kāi)設(shè)有槽29-30，從而冷卻纖維21的兩端26-27可固定的收容于相應(yīng)的槽29-30中來(lái)輸送冷卻劑17。在一些應(yīng)用中，槽29-30與相應(yīng)的內(nèi)部通道23、25流體相通。在一些應(yīng)用中，為便于冷卻劑17的輸送，如圖2所示，第一分配元件19設(shè)置有開(kāi)設(shè)有第一內(nèi)部通道23的基部31和從基部31外壁向下延伸的突出部32。槽29開(kāi)設(shè)于在突出部32上來(lái)收容冷卻纖維21的上端26。
[0030]相似的，第二分配元件20設(shè)置有開(kāi)設(shè)有第二內(nèi)部通道25的基部33和從基部33外壁向上延伸的突出部34。槽30開(kāi)設(shè)于在突出部34上來(lái)收容冷卻纖維21的下端27。冷卻纖維21可利用其他合適的技術(shù)來(lái)分別設(shè)置于相應(yīng)的第一和第二分配元件19-20上。在非限定示例中，第一和第二內(nèi)部通道23、25可具有合適的可用來(lái)輸送冷卻劑17的橫截面，比如矩形或圓形橫截面?；?1、33也可具有合適的形狀，例如矩形或者圓形形狀。
[0031]圖3為圖2中所示的冷卻纖維21的一個(gè)實(shí)施例的剖面示意圖。為了便于圖示，本示例中僅圖示了一個(gè)冷卻纖維21。如圖3所示，冷卻纖維21具有圓柱形結(jié)構(gòu)，且沿著其長(zhǎng)度方向定義有內(nèi)部通道35。這樣，冷卻纖維21就分別與第一和第二內(nèi)部通道23、25流體相通來(lái)輸送冷卻劑17。
[0032]在一些示例中，冷卻纖維21是多孔(Porous)且可滲透(Permeable)的，從而，如圖4所示，來(lái)自冷卻纖維21的內(nèi)部通道35的冷卻劑17可滲透出冷卻纖維21并分布在冷卻纖維21的外表面28上，以在冷卻纖維21的外表面28上形成了冷卻層103。這樣,就可以使冷卻劑17均勻的分布于外表面28上。從而，當(dāng)輸入流體101穿過(guò)蒸發(fā)冷卻單元16的過(guò)程中，輸入流體101可直接接觸分布于冷卻纖維21的外表面28上的冷卻層103的冷卻劑17，并通過(guò)該冷卻劑17的蒸發(fā)作用被冷卻。此外，冷卻纖維21也可是柔性(Flexible)的，從而第一和第二分布兀件19-20可彼此相對(duì)移動(dòng)。基于不同的應(yīng)用，由于第一和第二分布元件19-20可彼此相對(duì)移動(dòng)，冷卻纖維21可沿著或不沿著輸入流體101的流動(dòng)方向設(shè)置。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，本實(shí)施例系統(tǒng)具有較高的系統(tǒng)靈活性且可被容易實(shí)施。
[0033]通常，每一個(gè)冷卻纖維21可包括有定義有內(nèi)部通道35的內(nèi)層(未圖示)及圍繞著內(nèi)層設(shè)置的外層(未圖示)。內(nèi)層可為多空且可滲透的。外層對(duì)冷卻纖維提供機(jī)械支撐。在一個(gè)實(shí)例中，內(nèi)層可包括聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride, PVDF),夕卜層可包括聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVAL)。在其他應(yīng)用中,冷卻纖維也可具有其他結(jié)構(gòu)和材料。
[0034]這樣，如圖1到圖4所示，在操作中，來(lái)自冷卻劑源15的冷卻劑17通過(guò)入口 22進(jìn)入到第一分配元件19的第一內(nèi)部通道23中。然后，冷卻劑17從冷卻纖維21的上端26進(jìn)入到內(nèi)部通道35中。接下來(lái)，冷卻劑17穿過(guò)內(nèi)部通道35并通過(guò)冷卻纖維的下端27進(jìn)入第二分配元件20的第二內(nèi)部通道25中。最后，冷卻劑從出口 24流出第二分配元件20。在一些應(yīng)用中，來(lái)自出口 24的冷卻劑17也可被循環(huán)進(jìn)入第一內(nèi)部通道23。
[0035]當(dāng)冷卻劑17通過(guò)內(nèi)部通道35的過(guò)程中，由于冷卻纖維21的可滲透性特點(diǎn)，至少一部分冷卻劑17從內(nèi)部通道35中滲透出冷卻纖維21并在冷卻纖維21的外表面28上分布形成冷卻層103。輸入流體101流過(guò)冷卻纖維21并與分布在冷卻纖維21的外表面28上的冷卻層103接觸。這樣，冷卻劑17吸收輸入流體101的熱并通過(guò)蒸發(fā)來(lái)冷卻輸入流體101。從而，如上所述，由于冷卻作用，輸入流體101的密度增加，進(jìn)而也相應(yīng)增加了該輸入流體101進(jìn)入壓縮機(jī)的質(zhì)量流速。這有利于提升燃?xì)鉁u輪的發(fā)電能力和效率。特別是在夏季，在環(huán)境溫度較高且處于用電高峰的時(shí)候來(lái)增加電力的產(chǎn)生。
[0036]在其他應(yīng)用中，由于冷卻纖維21的可滲透性，冷卻纖維21也可起到過(guò)濾的作用來(lái)對(duì)滲透出冷卻纖維21的冷卻劑17進(jìn)行過(guò)濾，以提高對(duì)輸入流體101進(jìn)行冷卻的冷卻層103的冷卻劑17的質(zhì)量。在非限定示例中，冷卻劑17也可是具有較低質(zhì)量的預(yù)過(guò)濾的廢水，由于冷卻纖維21的過(guò)濾作用，分布在冷卻纖維21的外表面28上的冷卻劑17就具有較高的質(zhì)量。另外，由于在冷卻過(guò)程中，冷卻劑17不斷的從內(nèi)部通道35中滲透到冷卻纖維的外表面28上，這也是冷卻纖維21具有了自清洗的功能，從而有利于對(duì)不是太干凈的輸入流體101進(jìn)行冷卻，以提高系統(tǒng)的靈活性、壽命和可靠性。
[0037]在圖2所示的實(shí)施例中，每一個(gè)冷卻纖維21在第一和第二分配元件19-20間延伸。冷卻纖維21沿著延長(zhǎng)方向A設(shè)置在第一和第二分配元件19-20中間。冷卻劑17沿著從第一分配元件19朝向第二分配元件21的方向(未標(biāo)注)向下流經(jīng)每一個(gè)冷卻纖維21。在一個(gè)非限定實(shí)例中，冷卻劑17沿著平行于從第一分配元件19到第二分配元件20的方向的方向流經(jīng)冷卻纖維21。
[0038]在一些示例中，由蒸發(fā)冷卻單元16中的冷卻纖維21形成的輸入?yún)^(qū)域104可用來(lái)接收并冷卻沿著流動(dòng)方向102流動(dòng)的輸入流體101。該流動(dòng)方向102 (如圖6所示)與輸入?yún)^(qū)域104的夾角α可大于0°且小于180°。該流動(dòng)方向102與從第一分配元件19到第二分配元件20的方向B之間的夾角β也可大于0°且小于180°。該流動(dòng)方向102與延長(zhǎng)方向A之間的夾角Y也可大于0°且小于180°。在一個(gè)示例中，輸入流體101的流動(dòng)方向102垂直于延長(zhǎng)方向A和從第一分配元件19到第二分配元件20的方向B。此處所謂的輸入流體101的流動(dòng)方向可指輸入流體101流過(guò)第一和第二分配元件19-20間時(shí)所沿著的流動(dòng)方向。
[0039]在一定的應(yīng)用中，為了避免冷卻過(guò)程中蒸發(fā)冷卻單元16中的冷卻纖維21的震動(dòng)或顫動(dòng)，如圖5所示，蒸發(fā)冷卻單元16可進(jìn)一步設(shè)置有可固持冷卻纖維21的固持件36。在本實(shí)施例中，每一個(gè)固持件36沿著延長(zhǎng)方向A延伸來(lái)使冷卻纖維21處于穩(wěn)定狀態(tài)，從而減輕或避免冷卻過(guò)程中由于輸入流體101的流入而產(chǎn)生的震動(dòng)。在本示例中，固持件36與冷卻纖維21可形成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。另外，固持件36與冷卻纖維21也可形成其他結(jié)構(gòu)。在非限定示例中，每一個(gè)固持件36可包括金屬線、繩或與冷卻纖維21相似的纖維。
[0040]在一些示例中，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)10可包括一個(gè)以上的蒸發(fā)冷卻單元來(lái)提高冷卻效率。如圖6所示，以設(shè)置有四個(gè)蒸發(fā)冷卻單元37-40為例。該四個(gè)蒸發(fā)冷卻單元37-40可與蒸發(fā)冷卻單元16具有相似的特性和架構(gòu)。在一定應(yīng)用中，四個(gè)蒸發(fā)冷卻單元37-40可安裝于固定架構(gòu)，如框架上。在圖6所示的示例中，蒸發(fā)冷卻單元37-40沿著輸入流體101的流動(dòng)方向設(shè)置，從而輸入流體101可依次通過(guò)該蒸發(fā)冷卻單元37-40來(lái)提高冷卻效率。蒸發(fā)冷卻單元37-40可彼此平行設(shè)置。在一定的應(yīng)用中，蒸發(fā)冷卻單元37-40彼此間隔一定的距離設(shè)置。每一個(gè)蒸發(fā)冷卻單元37-40可包括有相同或不同數(shù)量的冷卻纖維21，冷卻纖維21的數(shù)量可基于不同的應(yīng)用來(lái)不同。
[0041]在其他應(yīng)用中，蒸發(fā)冷卻單元37-40中的冷卻纖維21可具有不同的排列來(lái)提高冷卻效果。圖7到圖8為圖6所示的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)37-40的冷卻纖維21的排列示意圖。如圖7所示，如虛線所繞，不同的蒸發(fā)冷卻單元37-40中的相應(yīng)的冷卻纖維21沿著輸入流體101的流動(dòng)方向102或沿著蒸發(fā)冷卻單元37-40的設(shè)置方向排列在相同的列中。在另一個(gè)示例中，如圖8所示,不同的蒸發(fā)冷卻單元37-40中的相應(yīng)的冷卻纖維21沿著輸入流體101的流動(dòng)方向102或沿著蒸發(fā)冷卻單元37-40的設(shè)置方向間隔設(shè)置。這樣，在圖8所示的示例中，沿著輸入流體101的流動(dòng)方向102，一個(gè)蒸發(fā)冷卻單元中的至少一個(gè)冷卻纖維設(shè)置在相鄰的蒸發(fā)冷卻單元中相鄰的兩個(gè)冷卻纖維21間。當(dāng)然，蒸發(fā)冷卻單元37-40中的冷卻纖維21也可具有其他合適的沿著輸入流體101的流動(dòng)方向102的排列方式。
[0042]在本發(fā)明實(shí)施例中，蒸發(fā)冷卻單元具有相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，從而節(jié)省了成本，而且可較容易的對(duì)傳統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。本發(fā)明實(shí)施例中的蒸發(fā)冷卻單元利用多孔的纖維進(jìn)行冷卻，由于纖維的可滲透性特點(diǎn)，冷卻單元對(duì)于冷卻劑和輸入流體具有較高的忍受力，這也增加了系統(tǒng)使用低質(zhì)量的冷卻劑的靈活性。進(jìn)一步的，冷卻纖維沿著延長(zhǎng)方向A設(shè)置在第一和第二分配元件間，在冷卻過(guò)程中，輸入流體通過(guò)冷卻單元的過(guò)程中與冷卻纖維的外表面接觸，從而增加了輸入流體接觸的冷卻纖維的接觸面積，而且當(dāng)輸入流體通過(guò)冷卻單元后壓降較小。此外，在冷卻過(guò)程中，冷卻纖維具有自清潔能力?；诓煌膽?yīng)用，可對(duì)輸入流體的流速進(jìn)行控制來(lái)提高系統(tǒng)的可控性和可靠性。
[0043]雖然結(jié)合特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對(duì)本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識(shí)到，權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種蒸發(fā)冷卻單元，包括: 第一分配元件，其沿著延長(zhǎng)方向延伸； 第二分配元件，其沿著所述延長(zhǎng)方向延伸 '及 復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維，其設(shè)置在所述第一和第二分配元件間，每一個(gè)冷卻纖維開(kāi)設(shè)有內(nèi)部通道用來(lái)把來(lái)自第一分配元件的冷卻劑輸送到第二分配元件以通過(guò)冷卻劑的蒸發(fā)來(lái)冷卻輸入流體，該設(shè)置在所述第一和第二分配元件間冷卻纖維沿著所述延長(zhǎng)方向形成有輸入?yún)^(qū)域，所述輸入流體沿著其流動(dòng)方向通過(guò)所述輸入?yún)^(qū)域，該流動(dòng)方向與所述輸入?yún)^(qū)域的夾角大于O度小于180度。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻單元，其中所述輸入?yún)^(qū)域沿著垂直于該輸入?yún)^(qū)域的方向接收所述輸入流體。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻單元，其中每一個(gè)冷卻纖維是柔性的，且第一和第二分配元件可彼此相對(duì)移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻單元，其中每一個(gè)冷卻纖維是多孔的，其可通過(guò)分布于其外表面上的冷卻劑來(lái)冷卻所述輸入流體。
5.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻單元，其中所述第一分配元件沿著所述延長(zhǎng)方向開(kāi)設(shè)有第一內(nèi)部通道且定義有把所述冷卻劑輸入所述第一內(nèi)部通道的入口 ；所述第二分配元件沿著所述延長(zhǎng)方向開(kāi)設(shè)有第二內(nèi)部通道且定義有把所述冷卻劑輸出所述第二內(nèi)部通道的出口 ；所述冷卻纖維中開(kāi)設(shè)的內(nèi)部通道與所述第一和第二內(nèi)部通道流體相通來(lái)輸送所述冷卻劑。
6.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻單元，進(jìn)一步包括有復(fù)數(shù)個(gè)固持元件，其用來(lái)固持所述冷卻纖維以避免所述冷卻纖維的震動(dòng)。
7.一種用于對(duì)要輸入燃?xì)鉁u輪中的輸入流體進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，包括: 冷卻劑源，其可用來(lái)提供冷卻劑； 至少一個(gè)蒸發(fā)冷卻單元，其可接收并輸送來(lái)自冷卻劑源的冷卻劑以冷卻所述輸入流體，該蒸發(fā)冷卻單元包括沿著延長(zhǎng)方向延伸的第一分配元件、沿著所述延長(zhǎng)方向延伸第二分配元件及復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維；其中 每一個(gè)冷卻纖維開(kāi)設(shè)有內(nèi)部通道用來(lái)輸送冷卻劑以冷卻所述輸入流體，所述冷卻纖維設(shè)置在所述第一和第二分配元件間且沿著所述延長(zhǎng)方向形成有輸入?yún)^(qū)域，所述輸入流體沿著其流動(dòng)方向通過(guò)所述輸入?yún)^(qū)域，該流動(dòng)方向與所述輸入?yún)^(qū)域的夾角大于O度小于180度。
8.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在所述輸入流體進(jìn)入燃?xì)鉁u輪前對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾器。
9.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其中所述輸入?yún)^(qū)域沿著垂直于該輸入?yún)^(qū)域的方向接收所述輸入流體。
10.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其中每一個(gè)冷卻纖維是多孔且柔性的，其可通過(guò)分布于其外表面上的冷卻劑來(lái)冷卻所述輸入流體，第一和第二分配元件可彼此相對(duì)移動(dòng)。
11.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其中所述第一分配元件沿著所述延長(zhǎng)方向開(kāi)設(shè)有第一內(nèi)部通道且定義有把所述冷卻劑輸入所述第一內(nèi)部通道的入口 ；所述第二分配元件沿著所述延長(zhǎng)方向開(kāi)設(shè)有第二內(nèi)部通道且定義有把所述冷卻劑輸出所述第二內(nèi)部通道的出口 ；所述冷卻纖維中開(kāi)設(shè)的內(nèi)部通道與所述第一和第二內(nèi)部通道流體相通。
12.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，其中該蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)蒸發(fā)冷卻單元來(lái)依次的冷卻所述輸入流體。
13.—種蒸發(fā)冷卻方法,包括: 沿著蒸發(fā)冷卻單元中的冷卻纖維的長(zhǎng)度方向，使冷卻劑通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維的相應(yīng)的內(nèi)部通道；及 沿著與所述長(zhǎng)度方向形成有大于O度而小于180度夾角的流動(dòng)方向，使輸入流體通過(guò)所述冷卻纖維，并通過(guò)從冷卻纖維的內(nèi)部通道滲透并分布于冷卻纖維外表面上的冷卻劑的蒸發(fā)來(lái)冷卻所述輸入流體。
14.如權(quán)利要求13所述的蒸發(fā)冷卻方法，其中所述蒸發(fā)冷卻單元包括沿著延長(zhǎng)方向延伸的第一分配元件和第二分配元件及沿著所述延長(zhǎng)方向設(shè)置于第一和第二分配元件間的復(fù)數(shù)個(gè)冷卻纖維。
15.如權(quán)利要求14所述的蒸發(fā)冷卻方法，其中所述流動(dòng)方向垂直所述第一和第二分配元件的延長(zhǎng)方向。
【文檔編號(hào)】F02C7/143GK104234838SQ201310241680
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】郝永江, 呂蘇, 鄭立平, 章建民, 雷暉, 布拉德.齊佩爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司