专利名称：带弯钩的曲折流道空气除湿过滤器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气除湿过滤器，特别涉及舰船燃气机进气管路和空调器进气口的带弯钩的曲折流道空气除湿过滤装置。
背景技术：
大气中的颗粒物主要分为以下两种类型。第一种是表现为尘埃和烟雾形式的固体颗粒物，比如含硅的沙粒、天然或合成棉绒纤维和各种含碳污染物(游离碳或者合成碳)。 第二种是液体颗粒，如迷雾，海水颗粒。某些颗粒物的来源是显而易见的。风可以将花粉和地面的尘粒带入到大气中，化工厂会向大气排放出大量含碳氢颗粒物，汽车尾气也会排出大量未经完全燃烧的游离碳颗粒物。我们的皮肤、毛发、衣物以及地毯的纤维也会因为我们的工作和生活散落在大气中。 因此大气中颗粒物的来源是多种多样的。即使人们只关注悬浮在大气中颗粒物，其尺寸分布也是变化多样的。小的颗粒， 其直径可以远小于1 μ m(0. 001mm)，大的颗粒直径可大于200 μ m。这意味着一个直径仅仅 0. 5mm的空间就可以容纳超过200万个直径为0. 3 μ m的烟雾颗粒。人们肉眼能够看到的粒子直径必须在10 μ m以上。根据经验，人们发现空气中90%的颗粒物的直径小于0. 5μπι， 直径大于ΙΟμπι颗粒物含量低于1%。而每一百万个颗粒中，人们肉眼能够看到的颗粒只有50个左右，但是0. 5%颗粒物的重量却占整个颗粒物总重量的90%，这说明空气中颗粒物主要以我们肉眼看不到的微小颗粒物为主。燃气轮机是一种高速旋转机械，气体在其中的流动好坏会直接影响其出功能力和效率。燃气轮机通过具有很好流型的叶片来组织气流流动，然而当燃气轮机工作在海洋舰船或沙漠，炼油化工厂等区域时，空气中往往带有大量的液体或者固体颗粒物。这些颗粒物被燃气轮机吸入后，会改变压气机和透平叶片的理想型线，降低叶片的气动性能，从而导致燃气轮机整体出功能力下降。因此通过过滤装置对燃气轮机进口空气进行过滤不仅对保证燃气轮机的正常出功能力具有重要意义，而且对延长燃气轮机工作寿命也有着重要意义。侵蚀(erosion)多在吸入颗粒物的直径大于10 μ m时发生。此时颗粒由于惯性作用会和压气机叶片产生弹性碰撞，破坏叶片的理想型线。这是一种不可逆的破坏过程，即侵蚀后的叶片不能被修复而重新使用。侵蚀的发生不仅与颗粒的大小有关，同时也与颗粒入射速度和角度、硬度、形状、重量、数量以及叶片的硬度有关。腐蚀(corrosion)可分为低温腐蚀和高温腐蚀。前者在压气机中发生，后者在燃气轮机的高温部件中发生。当工作在海上平台的燃气轮机吸入海水颗粒或者固体盐粒(具有吸湿性)后，这些海水液滴和吸湿后盐粒会在压气机表面产生电解腐蚀。而当盐粒进入燃烧室和含硫燃料在一定温度下混合燃烧后，其产物会在燃烧室或高压透平中产生硫化和氧化腐蚀，但是高温腐蚀的发生与吸入盐粒浓度和燃料中的硫含量有关，同时也与燃烧温度有关。腐蚀也是一种不可逆的破坏过程，因此为防止低温和高温腐蚀的发生，对进入燃气轮机中的空气中的钠钾氯化物含量进行限制非常必要。[0008]结垢(fouling)多在吸入颗粒物直径小于5 μ m时发生。这些微小颗粒因为范德瓦尔力作用首先在压气机叶片前缘区域堆积，在叶片型线改变后继而在叶片尾缘区域形成堆积。压气机叶片结垢是一种可逆性过程，人们可以在燃气轮机运行过程或停机后对叶片进行清洗来恢复叶片的理想型线。值得注意的是，结垢对燃气轮机透平一级导叶的影响是不可逆的。透平一级导叶工作在高温环境(1300 1400°C)，为防止叶片烧毁，人们会在透平一级导叶表面会布置一系列小孔，通过小孔喷射出的冷气对叶片进行气膜冷却。然而当微小颗粒物在小孔处结垢形成堵塞后，气膜便被破坏，此时透平一级导叶将被烧毁。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷而提供一种带弯钩的曲折流道空气除湿过滤器，应用在燃气轮机通气管的进气管路中，可高效除去燃气轮机进口空气中的大量水滴，常作为过滤系统的第一级。同时本实用新型也为普通空调系统提供了一种高效的曲折流道状挡水板组件。本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为带弯钩的曲折流道空气除湿过滤器，主要包括曲折流道组件、顶部固定支架、底部固定支架、外部壳体，其特征在于曲折流道组件为板式折页，板式折页前后两端分别为进气流道与空气出口处流道，进气流道与空气出口处流道之间为由两个长度相等的折板向外侧凸起形成的具有90度弯角的流道主体，进气流道与空气出口处流道相互平行并在水平方向偏移间隔，进气流道长度大于空气出口处流道长度；曲折流道组件沿水平方向设置两处弯钩，弯钩的钩口均朝向进气流道所在前端；曲折流道组件的进气流道与顶部固定支架固定，所述空气出口处流道与底部固定支架固定；顶部固定支架和底部固定支架分别固定在外部壳体的前后侧；每两片曲折流道组件构平行安装在顶部固定支架和底部固定支架之间形成一个曲折空气流道；多片曲折流道组件固定在顶部固定支架和底部固定支架之间、 和固定在外部壳体前后侧的最外侧两片曲折流道组件，共同形成包含多个平行紧邻的曲折空气流道的曲折空气流道组。按上述技术方案，曲折流道组件的两处弯钩具体为流道主体的90度弯角处设置第一弯钩，第一弯钩的钩口从外侧朝向进气流道所在前端；流道主体与空气出口处流道结合处设置第二弯钩，第二弯钩的钩口从内侧朝向进气流道所在前端；第一弯钩的弯折弧度大于第二弯钩。按上述技术方案，流道主体靠近空气出口处流道的迎风面折板上设置若干锯齿状凹槽。按上述技术方案，顶部固定支架和底部固定支架采用的是两边开矩形槽的固定板，开矩形槽部位弯折90度后与曲折流道组件结合；顶部固定支架和底部固定支架为两块对称放置，曲折流道组件的进气流道与空气出口处流道均镶嵌在所述矩形槽内。按上述技术方案，多段曲折流道组件沿竖直高度方向连接形成连续的曲折空气流道；此时各曲折流道组件在高度方向两两之间依靠中间连接器连接固定，位于最上端部的曲折流道组件固定在顶部连接器上，位于最下端的曲折流道组件固定在底部连接器上。按上述技术方案，多个曲折空气流道组在水平方向平行间隔设置，此时多个曲折空气流道组之间铆接固定。[0017]由此根据进风面所在的地理区域，进风面的大小，可以自由选择曲折流道的数量和间距，选择数个曲折流道组的上下安装，其安装和固定都非常方便。按上述技术方案，外部壳体出风口附近设置人孔，便于安装和修理该除湿过滤器。按上述技术方案，除湿过滤器位于同一高度段的每两片平行曲折流道组件之间的节距值或平行间隔距离，在用于海上环境时为38mm，在内陆多雾的地区则为25mm。按上述技术方案，除湿过滤器包含上、下段各6片曲折流道组件 ’每片曲折流道组件中，进气流道与空气出口处流道水平方向偏移间隔9. 5mm ；空气出口处流道长度为25mm， 流道主体成90度弯角的各折板长度均为71mm，进气流道长度为35mm，曲折流道组件沿风向的水平直线长度为152mm。本实用新型的除湿过滤器工作时，空气经过平行布置的两个曲折流道组件形成的空气通道，在通过90度折角处的第一处弯钩时，进行第一道除湿，然后改变流动方向；通过惯性分离，第一弯钩集水后，流动方向改变90度继续流动，经过流道中锯齿状凹槽的采集弯和冲击面，进行第二道除湿，空气在出口处流道的起始处又存在着第二弯钩，出口再次改变流动方向并经过冲击面后，到最后一道弯钩也就是第二弯钩进行分离集水。经过整个流道之后，就达到了空气除湿的目的。本实用新型的除湿过滤器采用的惯性分离主要利用颗粒的惯性作用和气流速度方向的突然改变来实现颗粒分离。在颗粒直径大于IOym时，此种方法有很高的分离效率； 而在粒径小于5μπι时，分离效率则很低。所以此种过滤方法用在燃气轮机时，可以有效防止侵蚀(erosion)的发生，但是不能防止结垢(fouling)的发生。为了使颗粒有较大惯性， 此种方法要求颗粒速度在3 6m/s左右。在气流速度达到5m/s左右时，具有极好的除湿效果，同时具有较小的流动阻力。 可以通过调整流道之间的节距来控制它的除湿能力，但流动阻力随着节距的减小而增加。 针对舰船活动的海上环境，除湿过滤器曲折流道组件之间的节距值为38mm，如果用在内陆多雾的地区则选择曲折流道组件之间的节距值为25mm。本实用新型的有益效果该装置具有曲折流道(Zig-zag shape)，可以充分利用颗粒的惯性作用和气流速度方向的突然改变来实现颗粒分离，除去大的水滴，同时沿着流道方向具有两个弯钩 (Hook)，起着粉碎收集液滴和排水作用，工作效率高；可以根据进风面所在的地理区域、进风面的大小、自由选择曲折流道组件的数量和间距，也可以选择数个曲折流道组件在高度方向上下安装，其安装和固定都非常方便；可以通过调整流道之间的节距来控制它的除湿能力。同时本实用新型也为普通空调系统提供了一种高效的曲折流道状挡水板组件。
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型的曲折流道组件的俯视轮廓图；图中各标记为曲折流道组件1，顶部固定支架2，底部固定支架3，外部壳体4，进气流道5，空气出口处流道6，折板7，流道主体8，矩形槽9，第一弯钩10，第二弯钩11，锯齿状凹槽12，空气出口处流道长度Li，流道主体成90度弯角的各折板的长度L2，进气流道长度L3，进气流道与空气出口处流道水平方向偏移间隔L4，曲折流道组件沿风向的直线长度 L5。
具体实施方式
以下结合实施例及附图1-2对本实用新型作进一步说明，但不限定本实用新型。图1为本实用新型结构示意图，主要包括曲折流道组件1、顶部固定支架2、底部固定支架3、外部壳体4，其特征在于曲折流道组件1为板式折页，板式折页前后两端分别为进气流道5与空气出口处流道6，进气流道5与空气出口处流道6之间为由两个长度相等的折板7向外侧凸起形成的具有90度弯角的流道主体8，进气流道5与空气出口处流道6相互平行并在水平方向偏移间隔，进气流道5长度大于空气出口处流道长度6 ；曲折流道组件 1沿水平方向设置两处弯钩，弯钩的钩口均朝向进气流道5所在前端；曲折流道组件1的进气流道5与顶部固定支架2固定，所述空气出口处流道6与底部固定支架3固定；顶部固定支架2和底部固定支架3分别固定在外部壳体4的前后侧；每两片曲折流道组件1平行安装形成一个曲折空气流道 ’多片曲折流道组件1固定在顶部固定支架2和底部固定支架3 之间、和固定在外部壳体4前后侧的最外侧两片曲折流道组件1，共同形成包含多个平行紧邻的曲折空气流道的曲折空气流道组。顶部固定支架2和底部固定支架3采用的是两边开矩形槽9的固定板，开矩形槽 9部位弯折90度后与曲折流道组件1结合；顶部固定支架2和底部固定支架3为两块对称放置，曲折流道组件1的进气流道5与空气出口处流道6均镶嵌在所述矩形槽9内。曲折流道组件1的两处弯钩具体为流道主体的90度弯角处设置第一弯钩10，第一弯钩10的钩口从外侧朝向进气流道5所在前端；流道主体8与空气出口处流道6结合处设置第二弯钩11，第二弯钩11的钩口从内侧朝向进气流道5所在前端；第一弯钩10的弯折弧度大于第二弯钩11。流道主体8靠近空气出口处流道6的迎风面折板上设置若干锯齿状凹槽12。外部壳体4出风口附近设置人孔，便于安装和修理该除湿过滤器。图1给出的除湿过滤器包含上、下段各6片曲折流道组件；5片位于顶部固定支架 2和底部固定支架3之间、和固定在外部壳体4前后侧的最外侧两片曲折流道组件1，共同形成包含多个平行紧邻的曲折空气流道的曲折空气流道组。曲折流道组件1的具体结构如附图2所示，本实施例中，进气流道5与空气出口处流道6水平方向偏移间隔L4为9. 5mm ；空气出口处流道6长度Ll为25mm，流道主体8成90 度弯角的各折板7长度L2均为71mm，进气流道5长度L3为35mm，曲折流道组件1沿风向的直线长度L5为152mm。图1中给出了空气流动的方向，并且此方向是不可逆转的。由图1和2可见，空气经过平行布置的两个曲折流道组件1形成的空气通道，在通过90度折角处的第一处弯钩10 时，进行第一道除湿，然后改变流动方向；通过惯性分离，第一弯钩10集水后，流动方向改变90度继续流动，经过流道中锯齿状凹槽12的采集弯和冲击面，进行第二道除湿，空气在出口处流道6的起始处又存在着第二弯钩11，出口再次改变流动方向并经过冲击面后，到最后一道弯钩也就是第二弯钩11进行分离集水。经过整个流道之后，就达到了空气除湿的目的。[0041]在颗粒直径大于10 μ m时，此种方法有很高的分离效率；而在粒径小于5 μ m时，分离效率则很低。所以此种过滤方法用在燃气轮机时，可以有效防止侵蚀(erosion)的发生， 但是不能防止结垢(fouling)的发生。为了使颗粒有较大惯性，此种方法要求颗粒速度在 3 6m/ s左右。在气流速度达到5m/s左右时，具有极好的除湿效果，同时具有较小的流动阻力。 可以通过调整流道之间的节距来控制它的除湿能力，但流动阻力随着节距的减小而增加。 针对舰船活动的海上环境，除湿过滤器每两片曲折流道组件之间的平行间隔距离或节距值为38mm，如果用在内陆多雾的地区则选择曲折流道组件之间的平行间隔距离或节距值为 25mm0本实用新型的结构图中曲折流道组件1的集合可以根据具体的进风面积，除湿要求，以及空气流速具体设定曲折流道组件的间距、水平以及高度上需要设置的曲折流道组件的数量。多段曲折空气流道组沿竖直高度方向连接形成连续的曲折空气流道；此时各段曲折空气流道组在高度方向两两之间依靠中间连接器连接固定，位于最上端的曲折流道组件固定在顶部连接器上，位于最下端的曲折流道组件固定在底部连接器上。多个曲折空气流道组在水平方向平行间隔设置，此时多个曲折空气流道组之间铆接固定。由此根据进风面所在的地理区域，进风面的大小，可以自由选择曲折流道的数量和间距，选择数个曲折流道组的上下安装，其安装和固定都非常方便。同时本实用新型也为普通空调系统提供了一种高效的曲折流道状挡水板组件。以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
权利要求1.带弯钩的曲折流道空气除湿过滤器，主要包括曲折流道组件、顶部固定支架、底部固定支架、外部壳体，其特征在于曲折流道组件为板式折页，板式折页前后两端分别为进气流道与空气出口处流道，进气流道与空气出口处流道之间为由两个长度相等的折板向外侧凸起形成的具有90度弯角的流道主体，进气流道与空气出口处流道相互平行并在水平方向偏移间隔，进气流道长度大于空气出口处流道长度；曲折流道组件沿水平方向设置两处弯钩，弯钩的钩口均朝向进气流道所在前端；曲折流道组件的进气流道与顶部固定支架固定，所述空气出口处流道与底部固定支架固定；顶部固定支架和底部固定支架分别固定在外部壳体的前后侧；每两片曲折流道组件构平行安装在顶部固定支架和底部固定支架之间形成一个曲折空气流道；多片曲折流道组件固定在顶部固定支架和底部固定支架之间、和固定在外部壳体前后侧的最外侧两片曲折流道组件，共同形成包含多个平行紧邻的曲折空气流道的曲折空气流道组。
2.根据权利要求1所述的除湿过滤器，其特征在于曲折流道组件的两处弯钩具体为 流道主体的90度弯角处设置第一弯钩，第一弯钩的钩口从外侧朝向进气流道所在前端；流道主体与空气出口处流道结合处设置第二弯钩，第二弯钩的钩口从内侧朝向进气流道所在前端；第一弯钩的弯折弧度大于第二弯钩。
3.根据权利要求1或2所述的除湿过滤器，其特征在于流道主体靠近空气出口处流道的迎风面折板上设置若干锯齿状凹槽。
4.根据权利要求3所述的除湿过滤器，其特征在于顶部固定支架和底部固定支架采用的是两边开矩形槽的固定板，开矩形槽部位弯折90度后与曲折流道组件结合；顶部固定支架和底部固定支架为两块对称放置，曲折流道组件的进气流道与空气出口处流道均镶嵌在所述矩形槽内。
5.根据权利要求1、2、4之一所述的除湿过滤器，其特征在于多段曲折流道组件沿竖直高度方向连接形成连续的曲折空气流道；此时各曲折流道组件在高度方向两两之间依靠中间连接器连接固定，位于最上端的曲折流道组件固定在顶部连接器上，位于最下端的曲折流道组件固定在底部连接器上。
6.根据权利要求5所述的除湿过滤器，其特征在于多个曲折空气流道组在水平方向平行间隔设置，此时多个曲折空气流道组之间铆接固定。
7.根据权利要求6所述的除湿过滤器，其特征在于外部壳体出风口附近设置便于安装和修理该除湿过滤器的人孔。
8.根据权利要求1、2、4、6、7之一所述的除湿过滤器，其特征在于除湿过滤器位于同一高度段的每两片平行曲折流道组件之间的节距值或平行间隔距离，在海上环境时为38mm， 在内陆多雾的地区则为25mm。
9.根据权利要求8所述的除湿过滤器，其特征在于除湿过滤器包含上、下段各6片曲折流道组件；每片曲折流道组件中，进气流道与空气出口处流道水平方向偏移间隔9. 5mm ；空气出口处流道长度为25mm，流道主体成90度弯角的各折板长度均为71mm，进气流道长度为 35mm,曲折流道组件沿风向的水平直线长度为152mm。
专利摘要本实用新型涉及带弯钩的曲折流道空气除湿过滤器，主要包括曲折流道组件、顶部固定支架、底部固定支架、外部壳体；曲折流道组件为前后两端分别为进气流道与空气出口处流道，进气流道与空气出口处流道之间为具有90度弯角的流道主体，进气流道与空气出口处流道相互平行并在水平方向偏移间隔；曲折流道组件沿水平方向设置两处钩口朝向进气流道的弯钩；每两片曲折流道组件构平行安装形成一个曲折空气流道。曲折空气流道利用惯性分离来除去大的水滴，弯钩起着粉碎收集液滴和排水作用。可根据地理区域、进风面的大小选择曲折流道组件的数量和间距，也可选择数个曲折流道组件在高度方向或水平方向多组安装，其安装和固定都非常方便。
文档编号B01D45/06GK202087142SQ20112017665
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者吴声敏, 吴崇健, 张京伟, 彭文波, 董仁义 申请人:中国舰船研究设计中心