ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК F02C7/47 F02C7/52 

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД), например, газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций для защиты газовоздушного тракта ГТД от попадания осадков и обледенения.

Известна полезная модель, в которой воздушные фильтры выполнены в виде комбинированной системы фильтрации (КСФ) (патент РФ №79802), представляющей из себя корпус, имеющий в своем составе последовательно установленные влагоотделитель и фильтр грубой очистки (ФГО), и последовательно состыкованный с корпусом фильтр тонкой очистки (ФТО), при этом в корпусе, в месте установки влагоотделителя, имеются дренажные отверстия для отвода влаги из корпуса.

Недостатком данной полезной модели является то, что влагоотделитель и ФГО находятся в одном корпусе и установлены вплотную друг к другу, что в процессе работы приводит к попаданию большого количества влаги с влагоотделителя на ФГО, а т.к. дренаж жидкости из корпуса, в зоне установки ФГО, не организован, то ФГО постоянно находится во влажном состоянии, что при определенных условиях способствует его обледенению.

За прототип взято воздухоочистительное устройство (ВОУ) для газотурбинного двигателя (патент РФ №2504420), содержащее воздухоприемную камеру, воздушные фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха (СПЦВ), имеющую закольцованный отводящий (раздающий) трубопровод, снабженный сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеющим ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках.

Недостатками прототипа является следующее:

- конструкция закольцованного раздающего трубопровода, снабженного сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеющего ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках, не обеспечивает необходимого расхода горячего воздуха для исключения обледенения воздушных фильтров в связи с выдуванием большой части горячего воздуха из зоны всасывания ВОУ под влиянием бокового ветра, при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ (снежные бури, штормовой ветер и т.д.);

- отбор горячего воздуха на СПЦВ осуществляется от одной из ступеней компрессора газотурбинного двигателя, расход которого (по ограничению поставщиков ГТД), как правило, не превышает 2% от общего расхода циклового воздуха ГТД, что недостаточно для исключения обледенения воздушных фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.

Технической задачей изобретения является исключение образования инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.

Технический результат достигается тем, что в воздухоочистительном устройстве, содержащем воздухоприемную камеру, в которой ярусами установлены блоки комбинированной системы фильтрации, включающие влагоотделители и фильтры грубой очистки, осадкозадерживающие козырьки, систему подогрева циклового воздуха, включающую закольцованный раздающий трубопровод с патрубками и отверстиями. Система подогрева циклового воздуха снабжена дополнительным трубопроводом, имеющим отводящие патрубки с отверстиями, а патрубки закольцованного отводящего трубопровода содержат вертикальный участок с отверстиями, при этом в воздухоприемной камере влагоотделители комбинированной системы расположены отдельно от фильтров грубой очистки. При этом возможно выполнение дополнительного трубопровода п-образной формы с установлением его на уровне среза осадкозадерживающих козырьков, причем дополнительный трубопровод и его патрубки сужаются по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них.

Отличительные признаки являются существенными, поскольку:

- добавление в патрубки закольцованного отводящего трубопровода вертикального участка с отверстиями позволит организовать подачу горячего воздуха в область, защищенную от влияния бокового ветра осадкозадерживающими козырьками, находящуюся выше (по потоку воздуха) зоны всасывания, что исключит выдувание горячего воздуха СПЦВ из зоны всасывания, тем самым предотвратит образование инея и обледенения на поверхности фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ;

- снабжение СПЦВ дополнительным трубопроводом позволит обеспечить подачу горячего воздуха от дополнительного источника (например, от блока обогрева производственного помещения), что даст возможность увеличения общего расхода горячего воздуха СПЦВ, а наличие сообщенных с ним отводящих патрубков с отверстиями обеспечит равномерность смешивания горячего и атмосферного воздуха на входе в воздухоприемную камеру. Указанные меры предотвратят образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации;

- в КСФ отделение влагоотделителей от фильтров грубой очистки создаст промежуток между ними, в который под действием силы гравитации будут попадать капли влаги, срываемые с задней стенки влагоотделителя воздушным потоком, что предотвратит попадание большого количества влаги на фильтр грубой очистки, тем самым исключит образование инея и обледенения на его поверхности;

- возможное расположение дополнительного трубопровода на уровне среза осадкозадерживающих козырьков и выполнение его п-образной формы с сужением его и патрубков по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них позволит более равномерно распределить горячий воздух под осадкозадерживающими козырьками, при этом сужение обеспечивает одинаковый расход горячего воздуха через все отверстия.

Изобретение поясняется чертежами(фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).

На фиг. 1 показан общий вид воздухоочистительного устройства. На фиг. 2 - вид сверху воздухоочистительного устройства. На фиг. 3 показан дополнительный трубопровод.

Устройство состоит из воздухоприемной камеры 1, комбинированной системы фильтрации, включающей влагоотделитель 2 и корпус с фильтром грубой очистки 3, системы подогрева циклового воздуха, имеющей закольцованный отводящий трубопровод 4, снабженный сообщенными с ним патрубками 5 с отверстиями 6 и дополнительный трубопровод 7, имеющий сообщенные с ним отводящие патрубки 8 с отверстиями 9, шумоглушителя 10 и осадкозадерживающих козырьков 11.

Устройство работает следующим образом.

Горячий воздух из компрессора ГТД по подводящему трубопроводу (на фиг. не показаны) через шумоглушитель 10 поступает в закольцованный отводящий трубопровод 4 системы подогрева циклового воздуха. Далее через круглые отверстия 6 в сообщенных с ним патрубках 5 горячий воздух, смешиваясь с атмосферным воздухом, поступает в воздухоприемную камеру 1, где проходит последовательно через влагоотделители 2 и корпусы с фильтрами грубой очистки 3.

При необходимости увеличения расхода горячего воздуха СПЦВ в работу включается дополнительный трубопровод 7, в который горячий воздух поступает от блока обогрева производственного помещения (или иного источника тепла). Далее через круглые отверстия 9 в сообщенных с трубопроводом 7 патрубках 8 горячий воздух поступает под осадкозадерживающий козырек и далее, смешиваясь с атмосферным воздухом, поступает в воздухоприемную камеру 1, где проходит через влагоотделители 2 и корпусы с фильтрами грубой очистки 3.

Благодаря вертикальным участкам патрубков 5 горячий воздух через отверстия 6 подается в зону, защищенную от влияния бокового ветра осадкозадерживающими козырьками 11, что исключает выдувание горячего воздуха из зоны всасывания боковым ветром, а дополнительный трубопровод 7, имеющий отводящие патрубки 8 с отверстиями 9, обеспечивает возможность подачи большего объема горячего воздуха для подогрева атмосферного воздуха, при этом разделение влагоотделителя 2 и корпуса с ФГО 3 позволит исключить попадание большого количества влаги на ФГО. Данный комплекс вышеуказанных мер позволит предотвратить образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволит повысить эффективность системы подогрева циклового воздуха при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ и, следовательно, исключить образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации ВОУ.

Изобретение относится к устройствам для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его для подачи в компрессор газотурбинного двигателя. Воздухоочистительное устройство содержит воздухоприемную камеру, в которой ярусами установлены блоки комбинированной системы фильтрации, включающие влагоотделители и фильтры грубой очистки, осадкозадерживающие козырьки, систему подогрева циклового воздуха, включающую закольцованный отводящий трубопровод с патрубками и отверстиями. Система подогрева циклового воздуха снабжена дополнительным трубопроводом, имеющим отводящие патрубки с отверстиями, а патрубки закольцованного отводящего трубопровода содержат вертикальный участок с отверстиями, при этом в воздухоприемной камере влагоотделители комбинированной системы расположены отдельно от фильтров грубой очистки. При этом возможно выполнение дополнительного трубопровода п-образной формы с установлением его на уровне среза осадкозадерживающих козырьков. Дополнительный трубопровод и его патрубки сужаются по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них. Использование изобретения позволит повысить эффективность системы подогрева циклового воздуха и исключить образование инея и обледенения на поверхностях фильтров при экстремальных условиях эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Воздухоочистительное устройство, содержащее воздухоприемную камеру, в которой ярусами установлены блоки комбинированной системы фильтрации, включающие влагоотделители и фильтры грубой очистки, осадкозадерживающие козырьки, систему подогрева циклового воздуха, включающую закольцованный раздающий трубопровод с патрубками и отверстиями, отличающееся тем, что система подогрева циклового воздуха снабжена дополнительным трубопроводом, имеющим отводящие патрубки с отверстиями, а патрубки закольцованного отводящего трубопровода содержат вертикальный участок с отверстиями, при этом в воздухоприемной камере влагоотделители комбинированной системы расположены отдельно от фильтров грубой очистки.

2. Воздухоочистительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный трубопровод имеет п-образную форму, установлен на уровне среза осадкозадерживающих козырьков, при этом трубопровод и патрубки сужаются по направлению воздушного потока пропорционально величине давления в них.