БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН Российский патент 2003 года по МПК B04C5/20 

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД) для защиты лопаточного аппарата от абразивного износа, а входные элементы ГТД и внутренние поверхности тракта, подводящего очищенный воздух к ГТД, от обледенения.

Известен батарейный циклон, содержащий расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, пылесборники ярусов, коллекторы отвода чистого газа, систему подогрева воздуха с газоводами, заканчивающимися коллекторами, одна из стенок которых имеет щель для направления горячего воздуха (патент 2134617, В 04 С 5/20, 1999 г. ).

Данная конструкция позволяет получить минимальные габариты батарейного циклона, увеличить объем пылесборных бункеров, исключить применение теплозащитного материала для теплоизоляции газоводов системы подогрева воздуха.

Наряду с этими достоинствами конструкция обладает рядом недостатков:
- подогрев атмосферного воздуха перед циклонными элементами из-за содержащейся в нем капельной влаги приводит к необходимости использования значительного количества горячего воздуха, отбираемого от ГТД, что снижает КПД двигателя;
- в зимний период эксплуатации батарейного циклона возникают трудности с проведением очистки пылесборных бункеров из-за наличия в них льда, образующегося в результате замерзания в них снега, подтаявшего при прохождении подогретого воздуха на входе в циклонные элементы.

Кроме того, использование в последнее время для изготовления циклонных элементов не смачиваемых материалов, например пластмасс, делает не всегда оправданным подогрев поверхностей циклонных элементов для защиты их ото льда.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что в батарейном циклоне, содержащем расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, коллекторы отвода чистого газа, пылесборники ярусов, систему подогрева воздуха с газоводами для подвода горячего воздуха, газоводы установлены горизонтально на внешней стороне задних стенок воздухозаборных камер, ниже выходного сечения коллекторов отвода чистого газа, и имеют отверстия, обращенные в противоположную задним стенкам воздухозаборных камер сторону. Отверстия газоводов выполнены в форме щелей.

На фиг.1, 2 представлен батарейный циклон, содержащий расположенные ярусами воздухозаборные камеры 1 с циклонными элементами 2, осадкозадерживающие козырьки 3, пылесборники ярусов 4, коллекторы отвода чистого газа 5, газоводы системы подогрева воздуха 6, имеющие щель 8. Газоводы установлены на внешней стороне задней стенки 7 воздухозаборных камер 1 ниже выходного сечения Б коллекторов отвода чистого газа.

Система работает следующим образом.

Атмосферный воздух засасывается под осадкозадерживающие козырьки 3 в воздухозаборные камеры 1 и поступает в циклонные элементы 2, в которых производится его очистка от примесей, в том числе и от капельной влаги (частичное обезвоживание). Очищенный и частично обезвоженный воздух из циклонов поступает в коллекторы отвода чистого газа 5 и далее через выходное сечение Б коллекторов внутрь батарейного циклона. Одновременно от компрессора ГТД по газоводам 6 в батарейный циклон поступает горячий воздух с температурой порядка 360-400^oС, который через щель 8 выбрасывается к центральной части батарейного циклона в проходящий поток воздуха, вышедшего из коллекторов 5. Происходит перемешивание горячего воздуха с очищенным и частично обезвоженным атмосферным воздухом, подводимым к ГТД.

Система позволит надежно предотвратить образование льда на поверхностях элементов тракта всасывания и обеспечить устойчивую и надежную работу ГТД.

Подогрев прошедшего очистку и частичное обезвоживание в циклонных элементах атмосферного воздуха снижает количество отбираемого горячего воздуха от компрессора ГТД, что способствует увеличению КПД двигателя.

Исключение воздействия горячего воздуха на всасываемый атмосферный воздух на входе в циклонные элементы предотвращает образование льда внутри пылесборных бункеров, обеспечивая тем самым возможность проведения очистки бункеров в зимних условиях эксплуатации батарейного циклона.

Изобретение предназначено для газоочистки и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД) для защиты лопаточного аппарата от абразивного износа, а входные элементы ГТД и внутренние поверхности тракта, подводящего очищенный воздух в ГТД, - от обледенения. Батарейный циклон содержит расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, коллекторы отвода чистого газа, пылесборники ярусов, систему подогрева воздуха с газоводами для подвода горячего воздуха. Газоводы системы подогрева воздуха расположены горизонтально на внешних сторонах задних стенок воздухозаборных камер ниже выходного сечения коллекторов отвода чистого воздуха и имеют отверстия, обращенные в противоположную задней стенке воздухозаборных камер сторону. Отверстия могут быть выполнены в форме щелей. За счет изменения зоны подогрева атмосферного воздуха предотвращается образование льда на поверхностях элементов тракта всасывания, снижается количество потребляемого горячего воздуха от компрессора ГТД и обеспечивается очистка пылесборных бункеров в зимний период эксплуатации батарейного циклона. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Батарейный циклон, содержащий расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, коллекторы отвода чистого газа, пылесборники ярусов, систему подогрева воздуха с газоводами для подвода горячего воздуха, отличающийся тем, что в нем газоводы установлены горизонтально на внешней стороне задних стенок воздухозаборных камер ниже выходного сечения коллекторов отвода чистого газа и имеют отверстия, обращенные в противоположную задним стенкам воздухозаборных камер сторону. 2. Батарейный циклон по п. 1, отличающийся тем, что отверстия газоводов выполнены в форме щелей.