燃气轮机进气过滤专利技术综述

张云芳（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏　苏州　215000）

燃气轮机进气过滤专利技术综述

张云芳
（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心,江苏苏州215000）

燃气轮机进气过滤对燃气轮机的效率具有重要的影响。本文以专利数据库中的检索结果为分析样本，通过对燃气轮机进气过滤技术领域的国内外专利申请趋势、发展脉络方面的统计，从专利文献的视角对燃气轮机的发展进行了全面分析。

燃气轮机；过滤；专利；技术综述

1　前言

任何燃气轮机，即使在相对清洁的环境，由于其巨大的空气消耗量，其也可以吸入大量的外来物质；而这些外来物质将对燃气轮机的性能产生严重的影响。进气对燃气轮机的损坏主要分为以下几个方面[1]：

（1）污染物对压气机的侵蚀。侵蚀不但降低空气动力性能，而且压气机叶片截面面积的降低能导致严重的涡轮机损伤，因为增加了局部应力，在运行期间将被破坏松动。同时长时间的冲刷还是可以在叶片上造成蚀损斑，使得叶片变得粗糙，降低压气机的空气动力学性能。

（2）热腐蚀。在燃烧过程中，吸入的金属与氧和/或硫化合后，堆积在热通道部件的表面上，使得通道上正常的保护的氧化膜被破坏。

（3）结垢。动静叶表面经侵蚀会变得粗糙，随着粘附在其表面的吸入物质会加快表面的粗糙。综上所述，如何降低进入燃气轮机的空气中的杂质含量，降低杂质对设备的腐蚀和破损并尽量减少清理和维修的工作量成为一个值得研究的课题。

本文的主要目的在于通过检索和统计分析燃气轮机除尘的专利申请，全面了解国内外燃气轮机除尘技术的状况，分析该领域的专利申请和技术发展趋势，希望能够为燃气轮机除尘的发展提供借鉴。

2　燃气轮机进气除尘专利技术分析

2.1中国专利申请趋势

燃气轮机进气过滤专利在中国的总体申请量仅有不到200篇，这说明中国在该领域的研究较少。该燃气轮机进气过滤的专利在中国起始于20世纪80年代初期，直至2008年发展都较为缓慢，专利申请量处于阶段性起伏平稳发展阶段；2011年达到增长高峰，说明该阶段对该技术领域的研究力度有所加大；2011-2013年从现有数据上看存在回落，一方面于有些专利申请上位公开有关；另一方面也表面燃气轮机进气过滤可能进入了一个研究瓶颈期，只有突破现有的瓶颈才能迎来更深入的研究开发。

2.2全球专利申请分析

燃气轮机进气过滤的专利申请人最多的是日本，然后是美国、中国、英国，排在前4位的申请人的申请量超过全世界总申请量的一半以上。上述情况的出现与日本较为重视航空工业的发展是不可分割的。日本无论在财力、物力上均大力支持航空工业的发展，并且为此还专门制定了《航空工业振兴法》。

从4个最主要分布区域申请人1940年至今的专利申请数量趋势可以看出，总体上专利申请数量呈逐步增长的趋势，英国在燃气轮机进气过滤方面活跃在最初的几年时间内；而美国的专利申请量相对于其他国家来自2007年之后至今其增长趋势要高于其他国家；日本的专利申请量自1988年至1999年出现过稳步增长的趋势，但自1999年至今，其专利申请量有下滑的趋势，但是还是要高于其他国家。

2.3发展脉络

自20世纪40年代末开始，出现了较为早期和初步的有关燃气轮机进气过滤的专利申请；至今，这项技术已经历了六十余年的发展历程，在这过程中，随着技术的不断进步、成熟和完善，燃气轮机进气过滤也经历了从最开始的较为简单、单一的构成到综合、多元化和系统化的构成的不断发展过程。

20世纪40年代至20世纪70年代末是燃气轮机进气过滤的初步发展阶段。在这段时间里，燃气轮机进气过滤出现了早起申请，经历了从无到有的过程，同时也表明人们开始关注到进气颗粒对燃气轮机效率的影响；1948年申请人ROBERTCLARKSONPLUMB提交了有关燃气轮机进气过滤的早期申请，在其专利中采用了气流偏转的方式对进气中的灰尘或固定颗粒进行清除进而使进气保持一定的清洁；1967年申请人GENELECTRIC提交了在气流发生偏转的位置设定了分离支气道的专利申请；这都是燃气轮机进气过滤最初的单一除尘方式；

20世纪70年代末至20世纪90年代末，是燃气轮机进气除尘的高速发展阶段。人们意识到单一的过滤方式存在多个缺陷，如更换滤芯需要停机、过滤效果不甚理想等等。故此人们将关注点转移至多种过滤方式组合的方式除尘。如袋式除尘与离心式除尘的组合、离心除尘与细网除尘的组合、机械除尘与静电除尘的组合，上述组合常常是一个除去较大颗粒，一个用于去除细小颗粒，由此达到精细除尘的效果。

21世纪之后，是燃气轮机进气过滤的改进阶段。随着组合除尘在除尘系统中的采用，人们逐渐意识到进气中的水分等对除尘部件有较大的影响。自此开始了除湿除尘相结合的发展道路。

3　总结

燃气轮机进气过滤领域的专利文献还是以国外申请占主要部分并引领该行业技术发展。日本、美国在该技术领域处于发展前沿，其中对美国的通用电气公司、BHA控股公司等企业需要重点关注。从国内外的发展来看，国内燃气轮机进气过滤技术水平与国外差距还是比较大，在该些方面的研究力度应进一步加大。

[1]谢献忠.进气处理质量对燃气轮机的影响[J].汽轮机技术,2007,49(03):226-229.

张云芳，女，河北安国人，硕士研究生，研究实习员。