水分減少設備的製作方法

2023-04-28 18:40:01 3

專利名稱：水分減少設備的製作方法
技術領域：
本文公開的主題大體涉及水分減少設備。具體而言，本主題涉及待用於燃氣輪機系統的水分減少設備。
背景技術：
一般而言，燃氣輪機過濾封罩和系統受到灰塵、顆粒和汙染物加載物以及可包括大霧時期的局部環境狀況的組合的挑戰。可證明這些狀況的組合對於甚至安裝有脈衝清潔系統的最終的高效率過濾器而言是有挑戰性的。這是因為狀況的組合可在過濾器上產生「泥」層，「泥」層會增加跨過過濾器的壓カ損失，並且可縮短它們的運行壽命。 解決這個問題的ー種方法是在最終過濾器的上遊使用聚結墊或過濾器來保護最終過濾器。但是，這些聚結墊可能需要密集的維護，更換時期頻繁至每周一次。

發明內容
根據本發明的一方面，提供了ー種水分減少設備，其包括構造成接收空氣流的殼體和設置在殼體的外部的網。在該設備中，網被足夠寬鬆地保持，以容許網運動，使得通過網的流量能夠隨時間而改變，以利用網來移除水分，以及容許空氣流中的較大部分的氣態物質和顆粒物質繼續流過網以及流到殼體的內部，以保護過濾介質不受水分的影響。根據本發明的另一方面，提供了一種用於捕捉霧和靄的設備，其包括過濾器殼體，其包括具有至少ー個通道的入口壁，該至少一個通道限定通路，空氣流沿著該通路而流動；以及按順序設置在通路的外部的兩個或更多個網。該設備進ー步包括聯接到入口壁和該兩個或更多個網上的懸架，以將該兩個或更多個網懸掛在入口壁上，以及足夠寬鬆地保持該兩個或更多個網，以容許該兩個或更多個網中的各個有相對運動，使得該兩個或更多個網的有效孔徑大小能夠隨時間而改變，以促使在該兩個或更多個網處有流體冷凝，以及容許較大部分的氣態物質和顆粒物質繼續流到過濾器殼體中；以及包括在懸架中的、構造成使得能夠伸出和收回該兩個或更多個網的機構。根據結合附圖得到的以下描述，這些和其它優點與特徵將變得更加顯而易見。


在說明書的結論部分處的權利要求中特別指出和明確聲明了被視為本發明的主題。根據結合附圖得到的以下詳細描述，本發明的前述和其它特徵與優點是顯而易見的，其中圖I是ー個示例性燃氣輪機入口的側視圖；圖2是燃氣輪機入口的第一網和第二網的放大視圖；圖3是圖I的燃氣輪機入口的第一網和第二網在與圖2中顯示的時間不同的時間的放大視圖；圖4是用於第一網和第二網的懸架組件的放大視圖；以及
圖5是動カ發生系統的ー個實施例的示意圖。詳細描述參照附 圖以實例的方式闡明了本發明的實施例以及優點與特徵。部件列表I 設備10 入口11周緣壁12 通路13氣態物質14流體物質15顆粒物質20 第一網21 周緣22特性孔徑大小30 第二網31 周緣32特性孔徑大小40 懸架41、42 子懸架50排出系統70、71有效孔徑大小140、141 液滴150固持系統151穴頸突出部152內部框架153外部框架154 側壁155 基部156 凹 ロ157框架結構158 內部159 部件160 穴161橫截面端200動カ發生系統202流控制設備204過濾器殼體206 渦輪208空氣流210 第一網
212 第二網214 懸架216 捲軸218固持系統220 罩222 入口壁 224 側壁226過濾器228 管道230 負載
具體實施例方式參照圖1-3，為例如燃氣輪機發動機的燃氣輪機入口或需要過濾空氣流的機器/入口的過濾部件提供設備I作為上遊保護裝置。設備I用來使較細的靄、霧微粒和液滴聚結成較大的液滴，然後通過排出動作以重力的方式從空氣流中移除較大的液滴。但是，設備I容許灰塵穿過，並且從而不會變得堵塞。在捕捉到灰塵時，灰塵在大的液滴排出時被衝洗掉。設備I包括入口 10。入口 10包括周緣壁11，周緣壁11可形成有各種形狀和大小，並且可具有諸如卵形或長方形的橫截面。使周緣壁11形成為限定通路12，氣態物質13、流體物質14和顆粒物質15沿著通路12在空氣流內朝燃氣輪機流動，或者，在其它實施例中，朝另ー個単元的機器或入口流動。設備I進ー步包括兩個或更多個網，例如第一網20和第二網30，它們按順序設置在通路12中，使得第二網30設置在第一網20的下遊，以及使得空氣流撞擊到第一網20上，以及然後撞擊到第二網30上。設備I進ー步包括懸架40，以及在一些實施例中包括排出系統50。懸架40聯接到周緣壁11以及第ー網20和第二網30上，以將第一網20和第二網30懸掛在周緣壁11上。排出系統50提供冷凝流體遠離第一網20和第二網30而排到其中的系統。懸架40將第一網20和第二網30懸掛在周緣壁11上，第一網20和第二網30中的各個和周緣壁11之間有基本很小的間隙或者沒有間隙。在這個實施例中，空氣流被迫通過第一網20和第二網30，並且阻止空氣流選擇在第一網20和第二網30的周圍阻カ最小的路徑。懸架40可相應地基本聯接到第一網20和第二網30中的各個的整個周緣21和31上，以及聯接到周緣壁11上。另外或備選地，可基本完全通過第一網20和第二網30而限定通路12。懸架40可相應地包括用於第一網20和第二網30中的各個的單個部分，或用於第一網20和第二網30中的各個的單獨的子懸架41和42。第一網20和第二網30被足夠寬鬆地保持，以容許第一網20響應於其上的空氣流撞擊而相對於第二網30有相對運動，而且反之亦然。第一網20和第二網30可各自具有基本類似的張カ或與別個不同的張力。在任何一種情況下，相對運動的程度都是不斷變化的，而且由於第一網20和第二網30的相對運動不斷變化，所以第一網20和第二網30的有效孔徑大小70和71 (分別參見圖2和3)能夠隨時間而改變。有效孔徑大小70、71的可變性會促使在第一網20和第二網30中的一個或兩者處的水分減少或者流體冷凝。相反，使有效孔徑大小70、71各自保持足夠大，以容許較大部分的氣態物質和顆粒物質繼續流向渦輪或至少通過第一網20和第二網30。如本文所論述的那樣，有效孔徑大小是通過相對於彼此而定位網20和30所產生的用於空氣和微粒流的開口的大小。
在一個實施例中，第一網20和第二網30中的一個被足夠寬鬆地保持，以容許單個網響應於其上的空氣流撞擊而運動。單個網20或30可各自具有適當的張力，以在氣態物質、流體物質流過網時實現期望的水分減少。另外，網的運動程度是不斷變化的，而且因此通過網的流量能夠隨時間而改變。另外，在具有兩個或更多個網20、30的構造中，該兩個網可包括單個被對摺或摺疊的網，以提供用於減少和捕捉水分的兩個網區域。如圖2和3中顯示的那樣，氣態物質13、流體物質14和顆粒物質15撞擊到第一網20和第二網30上，第一網20和第二網30各自分別具有大約Imm的特性孔徑大小22和32。典型的網20或30可由拉舍爾織物(Raschel Weave)(其具有由較細的紗線保持就位的較粗的有織紋紗線製成的花邊狀開放構造)形成，可例如為具有大約35%至大約80%的遮蔽值的遮蔽網類型，或者類似的網類型。物質撞擊到第一網和第二網上會導致大約5cm或更多的相對運動，並且該撞擊可如第一網20和第二網30的垂直高度(或長度或寬度)的一半那樣多，而且可在第一網20和第二網30上引起翻滾的、波浪狀或湍流的效應。流體物質14的冷凝可出現在第一網20和第二網30中的任一個或兩者處。例如，如圖2和3中顯示的那樣，液滴140接觸各個網。相反，液滴141僅接觸第二網30，但是將理解，液滴141還僅接觸第一網20。可相對於重力的方向豎直地或相對於沿著通路12的主要的流向至少基本垂直地設置第一網20和第二網30。在一些實施例中，可相對於沿著通路12的流成角度地但充分豎直地設置第一網20和第二網30，藉此促使和/或促進以重力的方式排出冷凝流體。另夕卜，第一網20和第二網30可設置成與彼此平行或相對於彼此橫向。根據其它方面，提供了組裝燃氣輪機發動機的入口 10的方法，並且其包括將兩個或更多個網(例如第一網20和第二網30)按順序懸掛在由入口 10的周緣壁11限定的通路12中，氣態物質13、流體物質14和顆粒物質15如上面描述的那樣沿著通路12而流動。這裡，懸掛在各個網20、30和周緣壁11之間提供基本很小的間隙或不提供間隙。而且，懸掛包括使第一網20和第二網30被足夠寬鬆地保持，以容許各個這種網有相對運動，使得第一網20和第二網30的有效孔徑大小70、71能夠隨時間而改變，以促使流體在第一網20和第二網30處冷凝，以及容許較大部分的氣態物質和顆粒物質繼續流動。參照圖4，子懸架41、42可形成為在內部框架152中固持穴頸突出部151的固持系統150，第一網20或第二網30可附連到穴頸突出部151上，內部框架152本身由外部框架153支承。根據實施例，第一網20或第二網30中的各個的整個周緣21或31可縫合或以別的方式連接到穴頸突出部151上，穴頸突出部151是具有大體對應於第一網20或第二網30的周緣21或31的形狀的形狀的基本剛性的部件。內部框架152也可為具有大體對應於第一網20或第二網30的周緣21或31的形狀的形狀的基本剛性的部件，使得固持穴頸突出部151的基本全部是可行的。如圖4中顯示的那樣，外部框架153包括側壁154，側壁154從沿著側壁154中的一個的中間區段定位的基部155和凹口 156的相對的端部延伸。可通過在間隙小或沒有間隙的情況下將基部155附連到周緣壁11上來將外部框架153安裝在通路12內。外部框架153可由任何適當的材料形成，諸如例如金屬或金屬合金，並且可形成來包圍第一網20或第二網30，或者形成為布置在周緣壁11周圍的多個位置處的多個組件，只要內部框架152和周緣壁11之間存在小的間隙或者沒有間隙。內部框架152包括具有例如U形的橫截面的框架結構157，框架結構157限定內部158和以一角度聯接到框架結構157的一部分上而形成穴160的部件159。內部158可接收穴頸突出部151，一旦被接收在其中，穴頸突出部151可定向成具有設置在穴160中的橫截面端161。然後內部框架152可在側壁154之間以及在基部155和凹口 156之間插入到外部框架153中，使得部件159聯接到其上而形成穴160的框架結構157的部分抵靠凹口156。對於這個布置，沒有軸向力FA或徑向力FR的合力可被第一網20或第二網30如圖4中顯示的那樣應用於固持系統150，以便從穴160中移除穴頸突出部，或者從外部框架153
中移除內部框架152。圖5是動力發生系統200的一個實施例的示意圖。動力發生系統200包括流控制設備202、過濾器殼體204和渦輪206。流控制設備202構造成從待由動力發生系統200接收的空氣流208中移除流體物質。空氣流208包含氣態物質13、流體物質14和顆粒物質15。流控制設備202包括在懸架214上懸掛的第一網210和第二網212。網210、212可在過濾間204的外部置於固定的結構或可收回的結構中，例如懸架214。在一個實施例中，懸架214包括樞轉地安裝的捲軸216，其中，捲軸216構造成使得能夠取決於狀況而伸出和收回第一和第二網210和212。伸出的網210和212由固持系統218接收，其中，固持系統218和懸架214構造成為第一網210和第二網212提供選定量的張力和/或寬鬆度。在一個實施例中，網210和212伸出，並且被足夠寬鬆地保持，以容許該兩個網210和212中的各個有相對運動，使得網的有效孔徑大小是可變的。可變的孔徑大小促使流體物質14在網210和212處冷凝，同時容許氣體13(即空氣)和顆粒物質15流過網。可如上面參照圖1-3所描述的那樣構建第一網210和第二網212。懸架214的可收回的結構的備選方案可包括保持在固定的框架結構中的第一網210和第二網212。在一個示例性實施例中，固定的框架結構可包括諸如昆蟲網或花粉濾網的網。仍然參照圖5，罩220位於網210和212的內部，並且包括在過濾器殼體204內用以接收氣體13和顆粒物質的通道。如所描繪的那樣，第一網210和第二網212定位在過濾器殼體204的外部或外面。過濾器殼體204包括包圍一個或多個過濾介質(例如過濾器226)的入口壁222和側壁224。過濾器226構造成從空氣流208中移除大部分的顆粒物質15，從而對渦輪206提供氣體13。通過管道228對渦輪206提供氣體13，以對負載230產生機械輸出。示例性渦輪206包括燃氣輪機，燃氣輪機包括通過軸236而聯接的壓縮機232和渦輪234。渦輪206和負載230可位於建築物(例如廠房)的內部，而過濾器殼體204的至少一部分則位於建築物的外部。在其中環境狀況包括氣飄水分(例如霧和靄)的實例中，空氣流208流過流控制設備202，其中，大部分的流體物質14在第一網210和第二網212上冷凝。空氣流通過罩220而流到過濾器殼體204中，這進一步防止流體物質14和顆粒物質15進入殼體。在網210和212從懸架214延伸到固持系統218時，網210和212是基本齊平的，或者抵靠固持系統218和懸架214。另外，網210和212基本在整個入口壁222的上面延伸，從而導致空氣流208基本完全地流過網。在其它狀況中，例如空氣中的流體物質14含量低的乾燥狀況，第一網210和第二網212可由懸架214收回，以為空氣流208提供直接進入過濾器殼體204中的流徑。懸架214可為使得能夠將兩個或更多個網210和212定位在過濾器殼體204的外部的任何適當的布置和結構。包括收回機構(例如捲軸216)的懸架214的實施例使得能夠基於環境狀況或其它因素，選擇性地使用網210和212來從空氣流208中移除流體。收回機構可包括捲軸216和/或其它適當的收回/伸出機構，例如偏置部件和張緊器。固持系統218可包括使得網210和212的一個或多個周緣邊緣能夠聯接到入口壁222的周緣上的任何適當的機構。固持系統 218的一個實施例可包括圖4中描繪的機構。雖然結合僅有限數量的實施例來詳細描述本發明，但是應當容易地理解，本發明不限於這樣公開的實施例。相反，可修改本發明，以結合此前未描述但與本發明的精神和範圍相當的任何數量的變型、更改、替代或等效布置。另外，雖然描述了本發明的多種實施例，但是要理解，本發明的各方面可包括所描述的實施例中的僅一些。因此本發明不應視為由前述描述限制，而是僅由所附權利要求的範圍限制。
權利要求
1.一種水分減少設備,包括 構造成接收空氣流(208)的殼體(204)；以及 設置在所述殼體(204)的外部的網(202)，所述網(202)被足夠寬鬆地保持，以容許所述網(202)運動，使得通過所述網(202)的流量能夠隨時間而改變，以利用所述網(202)來移除水分(14)，以及容許所述空氣流(208)中的較大部分的氣態物質(13)和顆粒物質(15)繼續流過所述網(202)以及流到所述殼體(204)的內部，以保護過濾介質(226)不受水分(14)的影響。
2.根據權利要求I所述的設備，其特徵在於，所述設備包括設置在所述殼體(204)的外部的兩個或更多個網(210,212) (210，212)，所述兩個或更多個網(210,212) (210,212)被足夠寬鬆地保持，以容許所述兩個或更多個網(210，212)中的各個有相對運動，使得所述兩個或更多個網(210，212)的有效孔徑大小能夠隨時間而改變，以在所述兩個或更多個網 (210.212)處收集水分(14)，以及容許所述空氣流(208)中的所述較大部分的所述氣態物質(13)和顆粒物質(15)繼續流過所述網(210，212)以及流到所述殼體(204)的內部。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述兩個或更多個網(210，212)各自具有小於大約1_的孔徑大小。
4.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述兩個或更多個網(210，212)包括拉舍爾織物。
5.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述兩個或更多個網(210，212)包括具有大約35%至大約80%的遮蔽性能的遮蔽網。
6.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述相對運動大於大約5cm。
7.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述相對運動高達所述兩個或更多個網(210.212)中的任一個的垂直長度的一半。
8.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述殼體(204)包含用以從所述空氣流(208)中移除顆粒物質(15)的至少一個過濾器。
9.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述設備包括構造成使得能夠伸出和收回所述兩個或更多個網(210，212)的懸架(214)。
10.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述殼體(204)包括流入口壁(222)，並且所述兩個或更多個網(210，212)構造成覆蓋基本整個所述流入口壁，以從所述空氣流(208)中移除流體物質。
全文摘要
本發明涉及水分減少設備。提供了一種水分減少設備，其包括構造成接收空氣流的殼體和設置在殼體的外部的網。在該設備中，網被足夠寬鬆地保持，以容許網運動，使得通過網的流量能夠隨時間而改變，以利用網來移除水分，以及容許空氣流中的較大部分的氣態物質和顆粒物質繼續流過網以及流到殼體的內部，以保護過濾介質不受水分的影響。
文檔編號B01D46/00GK102728150SQ20121010923
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月6日 優先權日2011年4月8日
發明者E·R·賈裡耶, T·J·尼古拉斯 申請人:通用電氣公司