一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片的制作方法

本发明涉及的是一种惯性级叶片，具体地说是进气滤清装置的惯性级叶片。

背景技术：

惯性级叶片安装在燃气轮机的进气滤清装置中，用于去除空气中的固体、液体和盐雾气溶胶等杂质。惯性级叶片可以去除大部分杂质，但是也会不可避免地对气流造成一定的总压损失，导致燃气轮机的输出功率和效率有一定程度的下降。总压损失每增加50pa，燃气轮机的输出功率就降低0.1％。

传统惯性级叶片工作在进口气流速度为1～7m/s的工况之间。

然而，随着燃气轮机技术的快速发展，燃气轮机的输出功率不断增加，其进口空气量也随之增加。以ge公司的lm2500系列为例，燃机的输出功率和进气量等数据如表1所示。

表1燃气轮机进气量及其它参数和输出功率的关系

从表1中可以看出，lm2500系列的燃机的功率不断增加，其进气量也不断增加。

在船舶空间有限的条件下，如果不增加通流面积，进气量的进一步增加，就意味着进气滤清装置通流速度相应提高。若继续使用传统惯性级，其总压损失将因通流速度过高而超限。那么传统惯性级叶片就不适用了。因此有必要开发适用于低阻力要求条件下的进气滤清装置惯性级叶片。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供适用于低阻力条件下的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：包括第一-第三输水单元；第一输水单元包括第一导流段、第一输水槽，第一导流段与第一输水槽通过第一过渡段相连，第一输水槽后方连接第二过渡段；第二输水单元包括第二输水槽、第三过渡段，第二输水槽的两端分别连接第二过渡段和第三过渡段；第三输水单元包括第三输水槽、第四过渡段和第二导流段，第三输水槽的两端分别连接第三过渡段和第四过渡段，第四过渡段连接第二导流段。

本发明还可以包括：

1、所述输水槽的截面包括圆弧段和直线段，圆弧段的第一端与直线段的第一端通过圆弧过渡并相连，圆弧段的第二端与直线段的第二端存在缺口，圆弧段的外侧与其相邻的过渡段相切。

2、所述圆弧段的外圈为圆弧，内圈为线段，线段与圆弧的一端通过圆角过渡，线段的另一端与直线段圆角过渡。

3、第一输水槽与第三输水槽同侧，第二输水槽位于第一输水槽和第三输水槽的对侧，且第二输水槽的布置方向与第一输水槽和第三输水槽的方向相反。

4、第一导流段与第一过渡段圆弧连接，二者之间的角度为135°～180°，第二导流段与第四过渡段圆弧连接，二者之间的角度为135°～180°。

5、第一-第三输水单元组成叶片单元，叶片单元之间平行布置，组成叶片结构。

本发明的优势在于：本发明断面的输水槽外圆弧采用流线型，与两端过渡段相切连接，保证了叶片能够以较低的总压损失获得较高的气液分离效率，具有适用于低阻力要求条件下、结构简单，加工方便，成本低等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明在安装状态下的排列形式；

图3为传统惯性级叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-3，本发明一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其断面呈m型，由三个输水单元组成，其中第一输水单元由一个导流段1、一个输水槽3、两个过渡段2、4组成，第二输水单元由输水槽5、过渡段4、6组成，第三输水单元由输水槽7、过渡段6、8及导流段9组成。其中第一、二输水单元共用过渡段4，第二、三输水单元共用过渡段6。三个疏水槽的外侧结构及各部分间的过渡均采用圆弧，以减小流动阻力损失。疏水槽外侧与过渡段成流线型连接，气流通过输水槽时阻力小。第一、二、三导流段均成流线型，且与过渡段采用圆弧连接，以减小气流分离带来的影响。本发明能够在保证气水分离效率的同时降低总压损失水平，具有适用于低阻力工况，结构简单，加工方便，成本低等优点。

第一过渡段2的直线段和第一输水槽3外侧圆弧相切。第二过渡段4的直线段和第二输水槽5外侧圆弧相切。第三过渡段6的直线段和第三输水槽7外侧圆弧相切。

前导流段1和第一过渡段2所成角度范围为135°～180°。第二导流段9和第四过渡段8所成角度范围为135°～180°。

本发明总体上每个叶片由两个导流段、三个疏水槽和连接三个疏水槽的过渡段组成，具体结构为：三个疏水槽的外侧均是一段大直径的圆弧，圆弧与过渡段相切，内侧有两段水平的直线及直径不同的圆弧组成输水槽内壁，各相邻部分相切，圆滑过渡，内侧与外侧的过渡则采用小直径半圆形。

前导流段1和后导流段9均水平布置。

为抑制气流分离，前导流段1的进气边缘和后导流段9的出气边缘均采用圆弧过渡，而不是棱角分明的直边。

各过渡段与各疏水槽之间均采用大直径圆弧过渡。

这样，就由前后导流段、三个疏水槽和四个过渡段构成了该叶片的基本形式。整个叶片沿通流方向的尺寸大约为80mm，叶片厚度一致，最薄处为1.5mm。可以根据实际需要，在保证结构的前提下，对尺寸进行调整。

相较于如图3所示的棱角分明的传统惯性级结构，该惯性级能够达到低阻力进气条件下保持较高气水分离效率的目的，维持较低的总压损失水平。

如图2所示，若干个这种叶片面向气流来流方向垂直排列，各个叶片间保持相互平行、间距相等，进行工作。

本发明用于船舶进气滤清领域，具体功能如下所述：

船舶在海上航行时，进气装置吸入的空气中含有海水液滴、盐分和气溶胶等杂质。

盐分主要存在于液滴中。惯性级叶片采用惯性分离原理进行气液分离。单位体积的空气的质量比单位体积的液滴的质量要轻得多。当气流流经惯性级叶片的弯曲流道时，空气能够轻易地改变流动方向而液滴则不能，从而液滴撞击到叶片壁面上形成水膜，水膜沿壁面顺流流动，进入疏水槽后在重力作用下流向底部被分离掉。而本发明的断面的流线型则保证了叶片能够以较低的总压损失获得较高的气液分离效率。

技术特征：

1.一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：包括第一-第三输水单元；第一输水单元包括第一导流段、第一输水槽，第一导流段与第一输水槽通过第一过渡段相连，第一输水槽后方连接第二过渡段；第二输水单元包括第二输水槽、第三过渡段，第二输水槽的两端分别连接第二过渡段和第三过渡段；第三输水单元包括第三输水槽、第四过渡段和第二导流段，第三输水槽的两端分别连接第三过渡段和第四过渡段，第四过渡段连接第二导流段。

2.根据权利要求1所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：所述输水槽的截面包括圆弧段和直线段，圆弧段的第一端与直线段的第一端通过圆弧过渡并相连，圆弧段的第二端与直线段的第二端存在缺口，圆弧段的外侧与其相邻的过渡段相切。

3.根据权利要求2所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：所述圆弧段的外圈为圆弧，内圈为线段，线段与圆弧的一端通过圆角过渡，线段的另一端与直线段圆角过渡。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一输水槽与第三输水槽同侧，第二输水槽位于第一输水槽和第三输水槽的对侧，且第二输水槽的布置方向与第一输水槽和第三输水槽的方向相反。

5.根据权利要求1-3任一所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一导流段与第一过渡段圆弧连接，二者之间的角度为135°～180°，第二导流段与第四过渡段圆弧连接，二者之间的角度为135°～180°。

6.根据权利要求4所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一导流段与第一过渡段圆弧连接，二者之间的角度为135°～180°，第二导流段与第四过渡段圆弧连接，二者之间的角度为135°～180°。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一-第三输水单元组成叶片单元，叶片单元之间平行布置，组成叶片结构。

8.根据权利要求4所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一-第三输水单元组成叶片单元，叶片单元之间平行布置，组成叶片结构。

9.根据权利要求5所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一-第三输水单元组成叶片单元，叶片单元之间平行布置，组成叶片结构。

10.根据权利要求6所述的一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一-第三输水单元组成叶片单元，叶片单元之间平行布置，组成叶片结构。

技术总结
本发明的目的在于提供一种低阻力弧形输水槽进气滤清装置惯性级叶片，包括第一‑第三输水单元；第一输水单元包括第一导流段、第一输水槽，第一导流段与第一输水槽通过第一过渡段相连，第一输水槽后方连接第二过渡段；第二输水单元包括第二输水槽、第三过渡段，第二输水槽的两端分别连接第二过渡段和第三过渡段；第三输水单元包括第三输水槽、第四过渡段和第二导流段，第三输水槽的两端分别连接第三过渡段和第四过渡段，第四过渡段连接第二导流段。本发明断面的输水槽外圆弧采用流线型，与两端过渡段相切连接，保证了叶片能够以较低的总压损失获得较高的气液分离效率，具有适用于低阻力要求条件下、结构简单，加工方便，成本低等优点。

技术研发人员：孙海鸥;万雷;王忠义;王艳华;王萌;王松;栾一刚;孙涛;李永曦
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2019.12.24
技术公布日：2020.04.17