专利名称：水分减少设备的制作方法
技术领域：
本文公开的主题大体涉及水分減少设备。具体而言，本主题涉及待用于燃气轮机系统的水分減少设备。
背景技术：
一般而言，燃气轮机过滤封罩和系统受到灰尘、颗粒和污染物加载物以及可包括大雾时期的局部环境状况的组合的挑战。可证明这些状况的组合对于甚至安装有脉冲清洁系统的最終的高效率过滤器而言是有挑战性的。这是因为状况的组合可在过滤器上产生“泥”层，“泥”层会增加跨过过滤器的压カ损失，并且可缩短它们的运行寿命。 解决这个问题的ー种方法是在最终过滤器的上游使用聚结垫或过滤器来保护最终过滤器。但是，这些聚结垫可能需要密集的维护，更换时期频繁至每周一次。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了ー种水分減少设备，其包括构造成接收空气流的壳体和设置在壳体的外部的网。在该设备中，网被足够宽松地保持，以容许网运动，使得通过网的流量能够随时间而改变，以利用网来移除水分，以及容许空气流中的较大部分的气态物质和颗粒物质继续流过网以及流到壳体的内部，以保护过滤介质不受水分的影响。根据本发明的另一方面，提供了一种用于捕捉雾和霭的设备，其包括过滤器壳体，其包括具有至少ー个通道的入口壁，该至少一个通道限定通路，空气流沿着该通路而流动；以及按顺序设置在通路的外部的两个或更多个网。该设备进ー步包括联接到入口壁和该两个或更多个网上的悬架，以将该两个或更多个网悬挂在入口壁上，以及足够宽松地保持该两个或更多个网，以容许该两个或更多个网中的各个有相对运动，使得该两个或更多个网的有效孔径大小能够随时间而改变，以促使在该两个或更多个网处有流体冷凝，以及容许较大部分的气态物质和颗粒物质继续流到过滤器壳体中；以及包括在悬架中的、构造成使得能够伸出和收回该两个或更多个网的机构。根据结合附图得到的以下描述，这些和其它优点与特征将变得更加显而易见。
在说明书的结论部分处的权利要求中特别指出和明确声明了被视为本发明的主题。根据结合附图得到的以下详细描述，本发明的前述和其它特征与优点是显而易见的，其中图I是ー个示例性燃气轮机入口的侧视图；图2是燃气轮机入口的第一网和第二网的放大视图；图3是图I的燃气轮机入口的第一网和第二网在与图2中显示的时间不同的时间的放大视图；图4是用于第一网和第二网的悬架组件的放大视图；以及
图5是动カ发生系统的ー个实施例的示意图。详细描述參照附 图以实例的方式阐明了本发明的实施例以及优点与特征。部件列表I 设备10 入口11周缘壁12 通路13气态物质14流体物质15颗粒物质20 第一网21 周缘22特性孔径大小30 第二网31 周缘32特性孔径大小40 悬架41、42 子悬架50排出系统70、71有效孔径大小140、141 液滴150固持系统151穴颈突出部152内部框架153外部框架154 侧壁155 基部156 凹 ロ157框架结构158 内部159 部件160 穴161横截面端200动カ发生系统202流控制设备204过滤器壳体206 涡轮208空气流210 第一网
212 第二网214 悬架216 卷轴218固持系统220 罩222 入口壁 224 侧壁226过滤器228 管道230 负载
具体实施例方式參照图1-3，为例如燃气轮机发动机的燃气轮机入口或需要过滤空气流的机器/入口的过滤部件提供设备I作为上游保护装置。设备I用来使较细的霭、雾微粒和液滴聚结成较大的液滴，然后通过排出动作以重力的方式从空气流中移除较大的液滴。但是，设备I容许灰尘穿过，并且从而不会变得堵塞。在捕捉到灰尘时，灰尘在大的液滴排出时被冲洗掉。设备I包括入口 10。入口 10包括周缘壁11，周缘壁11可形成有各种形状和大小，并且可具有诸如卵形或长方形的横截面。使周缘壁11形成为限定通路12，气态物质13、流体物质14和颗粒物质15沿着通路12在空气流内朝燃气轮机流动，或者，在其它实施例中，朝另ー个単元的机器或入口流动。设备I进ー步包括两个或更多个网，例如第一网20和第二网30，它们按顺序设置在通路12中，使得第二网30设置在第一网20的下游，以及使得空气流撞击到第一网20上，以及然后撞击到第二网30上。设备I进ー步包括悬架40，以及在一些实施例中包括排出系统50。悬架40联接到周缘壁11以及第ー网20和第二网30上，以将第一网20和第二网30悬挂在周缘壁11上。排出系统50提供冷凝流体远离第一网20和第二网30而排到其中的系统。悬架40将第一网20和第二网30悬挂在周缘壁11上，第一网20和第二网30中的各个和周缘壁11之间有基本很小的间隙或者没有间隙。在这个实施例中，空气流被迫通过第一网20和第二网30，并且阻止空气流选择在第一网20和第二网30的周围阻カ最小的路径。悬架40可相应地基本联接到第一网20和第二网30中的各个的整个周缘21和31上，以及联接到周缘壁11上。另外或备选地，可基本完全通过第一网20和第二网30而限定通路12。悬架40可相应地包括用于第一网20和第二网30中的各个的单个部分，或用于第一网20和第二网30中的各个的单独的子悬架41和42。第一网20和第二网30被足够宽松地保持，以容许第一网20响应于其上的空气流撞击而相对于第二网30有相对运动，而且反之亦然。第一网20和第二网30可各自具有基本类似的张カ或与别个不同的张力。在任何一种情况下，相对运动的程度都是不断变化的，而且由于第一网20和第二网30的相对运动不断变化，所以第一网20和第二网30的有效孔径大小70和71 (分别參见图2和3)能够随时间而改变。有效孔径大小70、71的可变性会促使在第一网20和第二网30中的一个或两者处的水分减少或者流体冷凝。相反，使有效孔径大小70、71各自保持足够大，以容许较大部分的气态物质和颗粒物质继续流向涡轮或至少通过第一网20和第二网30。如本文所论述的那样，有效孔径大小是通过相对于彼此而定位网20和30所产生的用于空气和微粒流的开口的大小。
在一个实施例中，第一网20和第二网30中的一个被足够宽松地保持，以容许单个网响应于其上的空气流撞击而运动。单个网20或30可各自具有适当的张力，以在气态物质、流体物质流过网时实现期望的水分减少。另外，网的运动程度是不断变化的，而且因此通过网的流量能够随时间而改变。另外，在具有两个或更多个网20、30的构造中，该两个网可包括单个被对折或折叠的网，以提供用于减少和捕捉水分的两个网区域。如图2和3中显示的那样，气态物质13、流体物质14和颗粒物质15撞击到第一网20和第二网30上，第一网20和第二网30各自分别具有大约Imm的特性孔径大小22和32。典型的网20或30可由拉舍尔织物(Raschel Weave)(其具有由较细的纱线保持就位的较粗的有织纹纱线制成的花边状开放构造)形成，可例如为具有大约35%至大约80%的遮蔽值的遮蔽网类型，或者类似的网类型。物质撞击到第一网和第二网上会导致大约5cm或更多的相对运动，并且该撞击可如第一网20和第二网30的垂直高度(或长度或宽度)的一半那样多，而且可在第一网20和第二网30上引起翻滚的、波浪状或湍流的效应。流体物质14的冷凝可出现在第一网20和第二网30中的任一个或两者处。例如，如图2和3中显示的那样，液滴140接触各个网。相反，液滴141仅接触第二网30，但是将理解，液滴141还仅接触第一网20。可相对于重力的方向竖直地或相对于沿着通路12的主要的流向至少基本垂直地设置第一网20和第二网30。在一些实施例中，可相对于沿着通路12的流成角度地但充分竖直地设置第一网20和第二网30，借此促使和/或促进以重力的方式排出冷凝流体。另夕卜，第一网20和第二网30可设置成与彼此平行或相对于彼此横向。根据其它方面，提供了组装燃气轮机发动机的入口 10的方法，并且其包括将两个或更多个网(例如第一网20和第二网30)按顺序悬挂在由入口 10的周缘壁11限定的通路12中，气态物质13、流体物质14和颗粒物质15如上面描述的那样沿着通路12而流动。这里，悬挂在各个网20、30和周缘壁11之间提供基本很小的间隙或不提供间隙。而且，悬挂包括使第一网20和第二网30被足够宽松地保持，以容许各个这种网有相对运动，使得第一网20和第二网30的有效孔径大小70、71能够随时间而改变，以促使流体在第一网20和第二网30处冷凝，以及容许较大部分的气态物质和颗粒物质继续流动。参照图4，子悬架41、42可形成为在内部框架152中固持穴颈突出部151的固持系统150，第一网20或第二网30可附连到穴颈突出部151上，内部框架152本身由外部框架153支承。根据实施例，第一网20或第二网30中的各个的整个周缘21或31可缝合或以别的方式连接到穴颈突出部151上，穴颈突出部151是具有大体对应于第一网20或第二网30的周缘21或31的形状的形状的基本刚性的部件。内部框架152也可为具有大体对应于第一网20或第二网30的周缘21或31的形状的形状的基本刚性的部件，使得固持穴颈突出部151的基本全部是可行的。如图4中显示的那样，外部框架153包括侧壁154，侧壁154从沿着侧壁154中的一个的中间区段定位的基部155和凹口 156的相对的端部延伸。可通过在间隙小或没有间隙的情况下将基部155附连到周缘壁11上来将外部框架153安装在通路12内。外部框架153可由任何适当的材料形成，诸如例如金属或金属合金，并且可形成来包围第一网20或第二网30，或者形成为布置在周缘壁11周围的多个位置处的多个组件，只要内部框架152和周缘壁11之间存在小的间隙或者没有间隙。内部框架152包括具有例如U形的横截面的框架结构157，框架结构157限定内部158和以一角度联接到框架结构157的一部分上而形成穴160的部件159。内部158可接收穴颈突出部151，一旦被接收在其中，穴颈突出部151可定向成具有设置在穴160中的横截面端161。然后内部框架152可在侧壁154之间以及在基部155和凹口 156之间插入到外部框架153中，使得部件159联接到其上而形成穴160的框架结构157的部分抵靠凹口156。对于这个布置，没有轴向力FA或径向力FR的合力可被第一网20或第二网30如图4中显示的那样应用于固持系统150，以便从穴160中移除穴颈突出部，或者从外部框架153
中移除内部框架152。图5是动力发生系统200的一个实施例的示意图。动力发生系统200包括流控制设备202、过滤器壳体204和涡轮206。流控制设备202构造成从待由动力发生系统200接收的空气流208中移除流体物质。空气流208包含气态物质13、流体物质14和颗粒物质15。流控制设备202包括在悬架214上悬挂的第一网210和第二网212。网210、212可在过滤间204的外部置于固定的结构或可收回的结构中，例如悬架214。在一个实施例中，悬架214包括枢转地安装的卷轴216，其中，卷轴216构造成使得能够取决于状况而伸出和收回第一和第二网210和212。伸出的网210和212由固持系统218接收，其中，固持系统218和悬架214构造成为第一网210和第二网212提供选定量的张力和/或宽松度。在一个实施例中，网210和212伸出，并且被足够宽松地保持，以容许该两个网210和212中的各个有相对运动，使得网的有效孔径大小是可变的。可变的孔径大小促使流体物质14在网210和212处冷凝，同时容许气体13(即空气)和颗粒物质15流过网。可如上面参照图1-3所描述的那样构建第一网210和第二网212。悬架214的可收回的结构的备选方案可包括保持在固定的框架结构中的第一网210和第二网212。在一个示例性实施例中，固定的框架结构可包括诸如昆虫网或花粉滤网的网。仍然参照图5，罩220位于网210和212的内部，并且包括在过滤器壳体204内用以接收气体13和颗粒物质的通道。如所描绘的那样，第一网210和第二网212定位在过滤器壳体204的外部或外面。过滤器壳体204包括包围一个或多个过滤介质(例如过滤器226)的入口壁222和侧壁224。过滤器226构造成从空气流208中移除大部分的颗粒物质15，从而对涡轮206提供气体13。通过管道228对涡轮206提供气体13，以对负载230产生机械输出。示例性涡轮206包括燃气轮机，燃气轮机包括通过轴236而联接的压缩机232和涡轮234。涡轮206和负载230可位于建筑物(例如厂房)的内部，而过滤器壳体204的至少一部分则位于建筑物的外部。在其中环境状况包括气飘水分(例如雾和霭)的实例中，空气流208流过流控制设备202，其中，大部分的流体物质14在第一网210和第二网212上冷凝。空气流通过罩220而流到过滤器壳体204中，这进一步防止流体物质14和颗粒物质15进入壳体。在网210和212从悬架214延伸到固持系统218时，网210和212是基本齐平的，或者抵靠固持系统218和悬架214。另外，网210和212基本在整个入口壁222的上面延伸，从而导致空气流208基本完全地流过网。在其它状况中，例如空气中的流体物质14含量低的干燥状况，第一网210和第二网212可由悬架214收回，以为空气流208提供直接进入过滤器壳体204中的流径。悬架214可为使得能够将两个或更多个网210和212定位在过滤器壳体204的外部的任何适当的布置和结构。包括收回机构(例如卷轴216)的悬架214的实施例使得能够基于环境状况或其它因素，选择性地使用网210和212来从空气流208中移除流体。收回机构可包括卷轴216和/或其它适当的收回/伸出机构，例如偏置部件和张紧器。固持系统218可包括使得网210和212的一个或多个周缘边缘能够联接到入口壁222的周缘上的任何适当的机构。固持系统 218的一个实施例可包括图4中描绘的机构。虽然结合仅有限数量的实施例来详细描述本发明，但是应当容易地理解，本发明不限于这样公开的实施例。相反，可修改本发明，以结合此前未描述但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变型、更改、替代或等效布置。另外，虽然描述了本发明的多种实施例，但是要理解，本发明的各方面可包括所描述的实施例中的仅一些。因此本发明不应视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种水分减少设备,包括 构造成接收空气流(208)的壳体(204)；以及 设置在所述壳体(204)的外部的网(202)，所述网(202)被足够宽松地保持，以容许所述网(202)运动，使得通过所述网(202)的流量能够随时间而改变，以利用所述网(202)来移除水分(14)，以及容许所述空气流(208)中的较大部分的气态物质(13)和颗粒物质(15)继续流过所述网(202)以及流到所述壳体(204)的内部，以保护过滤介质(226)不受水分(14)的影响。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于，所述设备包括设置在所述壳体(204)的外部的两个或更多个网(210,212) (210，212)，所述两个或更多个网(210,212) (210,212)被足够宽松地保持，以容许所述两个或更多个网(210，212)中的各个有相对运动，使得所述两个或更多个网(210，212)的有效孔径大小能够随时间而改变，以在所述两个或更多个网 (210.212)处收集水分(14)，以及容许所述空气流(208)中的所述较大部分的所述气态物质(13)和颗粒物质(15)继续流过所述网(210，212)以及流到所述壳体(204)的内部。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述两个或更多个网(210，212)各自具有小于大约1_的孔径大小。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述两个或更多个网(210，212)包括拉舍尔织物。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述两个或更多个网(210，212)包括具有大约35%至大约80%的遮蔽性能的遮蔽网。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述相对运动大于大约5cm。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述相对运动高达所述两个或更多个网(210.212)中的任一个的垂直长度的一半。
8.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述壳体(204)包含用以从所述空气流(208)中移除颗粒物质(15)的至少一个过滤器。
9.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备包括构造成使得能够伸出和收回所述两个或更多个网(210，212)的悬架(214)。
10.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述壳体(204)包括流入口壁(222)，并且所述两个或更多个网(210，212)构造成覆盖基本整个所述流入口壁，以从所述空气流(208)中移除流体物质。
全文摘要
本发明涉及水分减少设备。提供了一种水分减少设备，其包括构造成接收空气流的壳体和设置在壳体的外部的网。在该设备中，网被足够宽松地保持，以容许网运动，使得通过网的流量能够随时间而改变，以利用网来移除水分，以及容许空气流中的较大部分的气态物质和颗粒物质继续流过网以及流到壳体的内部，以保护过滤介质不受水分的影响。
文档编号B01D46/00GK102728150SQ20121010923
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月6日 优先权日2011年4月8日
发明者E·R·贾里耶, T·J·尼古拉斯 申请人:通用电气公司