RU2471533C2

RU2471533C2 - Air cleaner for ship power planes

Info

Publication number: RU2471533C2
Application number: RU2010138084/05A
Authority: RU
Inventors: Виктор Алексеевич Шустов; Юрий Михайлович Тихомиров; Равиль Исмаилович Кильдеев; Юрий Викторович Кузнецов
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2013-01-10
Also published as: RU2010138084A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly, to cleaners of air fed to gas turbine engine with stringent requirements to salt and sea water content. Proposed cleaner comprises three air cleaning stages arranged along air flow. Said first and third stages are composed of separators consisting of a set of section-like louver. Second stage coagulation filter arranged between above stage. It comprises branch pipes to discharge air cleaned of moisture. First and third separator attachment assemblies are composed of interchangeable comb-like holders with cutouts to receive louvers distributed over holder length at preset spacing. Said assemblies are arranged with clearance between said holders and separator casing vase to make separated moisture collection and discharge chamber.

EFFECT: higher reliability and efficiency, better manufacturability.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to systems for cleaning the air supplied to the engine for burning fuel, mainly gas turbine, for which the requirements for the content of water and salt, for example sea, are the most stringent.

Известна система очистки воздуха (см. патент GB 2136313, 19.09.1984, B01D 45/08), которая включает установленные по ходу воздуха три ступени очистки, из которых первая и третья ступени - жалюзийные сепараторы, а вторая ступень - установленный между ними с возможностью выема фильтр-коагулятор. При этом сепараторы состоят из вертикально установленных зигзагообразных в сечении профилей с влагоулавливающими элементами, а фильтр-коагулятор выполнен в виде полотна из синтетического волокна, установленного в вертикальном каркасе, обеспечивающем зигзагообразность полотна и расположенном перпендикулярно относительно продольной оси системы. Кроме того, нижняя часть системы снабжена устройством отвода отделенной от воздуха влаги - прототип.A known air purification system (see patent GB 2136313, 09/19/1984, B01D 45/08), which includes three stages of cleaning installed along the air, of which the first and third stages are louvered separators, and the second stage is installed between them with the possibility withdrawal filter coagulator. In this case, the separators consist of vertically mounted zigzag sections in the cross section with moisture-absorbing elements, and the filter coagulator is made in the form of a synthetic fiber web installed in a vertical frame, providing a zigzag web and located perpendicular to the longitudinal axis of the system. In addition, the lower part of the system is equipped with a device for removing moisture separated from the air - a prototype.

Эта система обеспечивает достаточно высокую эффективность очистки воздуха от влаги, однако в силу конструктивных особенностей сепарирующих элементов в объеме первой и второй ступеней этих элементов располагается очень много, что приводит к значительному аэродинамическому сопротивлению, так как для достижения высокой эффективности требуются достаточно высокие скорости для обеспечения вывода из воздуха примесей, а следовательно, и небольшие зазоры между элементами, поэтому установка (крепление) сепарирующих элементов оказывает значительное влияние на характеристики сепараторов. Следует отметить, что повышение аэродинамического сопротивления тракта приема воздуха газотурбинного двигателя, включающего систему очистки воздуха, приводит к снижению его мощности относительно номинальной (ок. 2%/1000 Па). Технология установки и крепления сепарирующих элементов является сложной и трудоемкой. Устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью в части эффективности из-за возможности попадания отсепарированной влаги в очищенный воздух.This system provides a sufficiently high efficiency of air purification from moisture, however, due to the design features of the separating elements in the volume of the first and second stages of these elements is very much located, which leads to significant aerodynamic drag, since to achieve high efficiency requires sufficiently high speeds to ensure output from air of impurities, and consequently, small gaps between the elements, so the installation (fixing) of the separating elements has a significant tion effect on the characteristics of the separators. It should be noted that the increase in aerodynamic drag of the air intake path of a gas turbine engine, including an air purification system, leads to a decrease in its power relative to the nominal (approx. 2% / 1000 Pa). The technology for installing and securing the separating elements is complex and time-consuming. The device has insufficient operational reliability in terms of efficiency due to the possibility of the separated moisture entering the cleaned air.

Принятое, при организации вывода отсепарированной влаги, крепление сепарирующих элементов приводит, при значительном обводнении воздуха, к ее выносу с поверхности листа, в котором установлены сепарирующие элементы, в очищенный воздух.Accepted, when organizing the withdrawal of the separated moisture, the fastening of the separating elements leads, with significant watering, to its removal from the surface of the sheet in which the separating elements are installed, into the purified air.

Задачей предлагаемого и изобретения является снижение трудоемкости изготовления устройства, повышение его эксплуатационной надежности за счет предотвращения попадания отсепарированной влаги в очищенный воздух и повышение технологичности конструкции устройства.The objective of the invention and the invention is to reduce the complexity of manufacturing the device, increase its operational reliability by preventing the separation of separated moisture in the purified air and increase the manufacturability of the device design.

Для решения поставленной задачи воздухоочистительное устройство для судовых энергетических установок, включающее расположенные в корпусе по ходу воздуха три ступени очистки для удаления из воздуха находящихся в нем влаги и солей, из которых первая и третья ступени представляют собой сепараторы, состоящие из набора профилированных жалюзи, а вторая ступень выполнена в виде установленного между ними, с возможностью выема, фильтра-коагулятора, и размещенные в нижней части корпуса сепараторов выводы отсепарированной из воздуха влаги, по изобретению узлы крепления профилей сепараторов первой и третей ступеней выполнены в виде набора взаимозаменяемых гребенчатых державок, имеющих под профилированные жалюзи ответные гнезда в форме прорезей, распределенных по длине державок с заданным шагом, и установлены с зазором между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов, образующим пространство для сбора и удаления отсепарированной влаги.To solve this problem, an air-cleaning device for marine power plants, including three cleaning stages located in the body along the air to remove moisture and salts from the air, of which the first and third stages are separators consisting of a set of profiled shutters, and the second the stage is made in the form of a filter-coagulator installed between them, with the possibility of removal, and the conclusions of moisture separated from the air located in the lower part of the separator housing, and to find the attachment points of the separator profiles of the first and third stages are made in the form of a set of interchangeable comb holders, with counter-shaped slots for profiled blinds, distributed along the length of the holders with a given step, and are installed with a gap between the comb holders and the base of the separators, forming a space for collection and removal of separated moisture.

Кроме того, зазор между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов образован пластинчатыми ребрами, по длине которых образованы выемки для свободного протока отсепарированной влаги, а державки имеют в поперечном сечении форму уголка.In addition, the gap between the comb holders and the base of the separator housing is formed by plate ribs along the length of which recesses are formed for the free flow of the separated moisture, and the holders have a cross-sectional shape in the shape of an angle.

Выполнение узлов крепления профилей сепараторов первой и второй ступеней воздухоочистительного устройства в виде набора взаимозаменяемых гребенчатых державок с прорезями под профилированные жалюзи позволит произвести точную установку сепарирующих элементов в корпус первой и второй ступеней для обеспечения характеристик по эффективности и аэродинамическому сопротивлению, повысить технологичность изготовления устройства.The implementation of the attachment points of the separator profiles of the first and second stages of the air-cleaning device in the form of a set of interchangeable comb holders with slots for profiled shutters will allow precise installation of the separating elements in the housing of the first and second stages to ensure performance and aerodynamic drag characteristics, to increase the manufacturability of the device.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении эффективности воздухоочистительного устройства за счет уменьшения вероятности вторичного обводнения очищенного воздуха, высокой точности установки сепарирующих элементов с одновременным упрощением конструкции первой и третьей степеней, а также снижении материалоемкости и трудоемкости изготовления, повышении технологичности сепараторов первой и третьей ступеней за счет крепления сепарирующих элементов, в конструкции которого отсутствует «трубная доска», т.е. заделка сепарирующих элементов в перфорированный лист, поэтому вся уловленная влага беспрепятственно поступает во влагосборную камеру и далее в дренажные патрубки. В результате внедрения изобретения повышается эксплуатационная надежность, технологичность изготовления и высокая эффективность на всех режимах работы двигателя.The technical result achieved by the invention is to increase the efficiency of the air cleaning device by reducing the likelihood of secondary watering of purified air, high accuracy of the installation of separating elements while simplifying the design of the first and third degrees, as well as reducing the material consumption and laboriousness of the manufacture, increasing the manufacturability of the separators of the first and third stages due to the fastening of the separating elements, in the design of which there is no "tube board", i.e. sealing of the separating elements in a perforated sheet, so all trapped moisture flows unhindered into the moisture collection chamber and further into the drainage pipes. As a result of the implementation of the invention increases operational reliability, manufacturability and high efficiency in all modes of engine operation.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - вид сбоку устройства на фиг.1 - разрез по А-А, на фиг.3 - разрез по В-В на фиг.1 с сепарирующими элементами, на фиг.4 - узел установки сепарирующих элементов.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the device, Fig.2 is a side view of the device in Fig.1 is a section along aa, Fig.3 is a section along bb in Fig.1 with separating elements, figure 4 - site installation separating elements.

Воздухоочистительное устройство для судовых энергетических установок включает корпус 1, в котором расположены по ходу движения воздуха три ступени очистки, из которых первая 2 и третья 3 ступени представляют собой сепараторы, состоящие из набора профилированных жалюзи 4, а вторая ступень выполнена в виде установленного между ними, с возможностью выема, фильтра-коагулятора 5. Имеет размещенные в нижней части корпуса сепараторов 2, 3 выводы отсепарированной из воздуха влаги 6 и 7. Узлы крепления профилей сепараторов первой 2 и третей ступеней 3 выполнены в виде набора взаимозаменяемых гребенчатых державок 8 и 9 и установлены с зазором между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов 1, образующим пространство для сбора и удаления отсепарированной влаги. Зазор между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов образован пластинчатыми ребрами 10, по длине которых образованы выемки 11 для свободного протока отсепарированной влаги.The air-purifying device for marine power plants includes a housing 1, in which three cleaning stages are located along the air flow, of which the first 2 and third 3 stages are separators consisting of a set of profiled blinds 4, and the second stage is made in the form installed between them, with the possibility of removal, filter-coagulator 5. Has moisture separators 6 and 7 located in the lower part of the separator housing 2, 3; the attachment points of the separator profiles of the first 2 and third stages 3 made in the form of a set of interchangeable comb holders 8 and 9 and installed with a gap between the comb holders and the base of the separator housing 1, forming a space for collecting and removing the separated moisture. The gap between the comb holders and the base of the separator housing is formed by lamellar ribs 10, along the length of which recesses 11 are formed for the free flow of the separated moisture.

Воздухоочистительное устройство работает следующим образом.Air cleaning device operates as follows.

Очищаемый воздух проходит последовательно все три ступени устройства. Сепаратор первой 2 ступени отсеивает большую часть влаги, состоящую в основном из крупнодисперсных капель, которая по поверхности жалюзи 4 в виде пленки стекает в водосборную камеру, образованную гребенчатыми державками 9, основанием корпуса 1 сепараторов и пластинчатыми ребрами 10, и удаляется из устройства через дренажные патрубки 6. Более мелкие частицы поступают во вторую ступень 5 - фильтр-коагулятор, где мелкие частицы воды укрупняются и уже в виде крупных капель поступают на третью ступень 3, состоящую из жалюзийных сепараторов, которая работает аналогично первой ступени 2. Отсепарированная собранная в нижней части корпуса влага удаляется из устройства через дренажный патрубок 7.The cleaned air passes successively all three stages of the device. The separator of the first 2 stages eliminates most of the moisture, consisting mainly of coarse droplets, which flows down the surface of the blinds 4 into a water collecting chamber formed by comb holders 9, the base of the separator housing 1 and plate ribs 10, and is removed from the device through drainage pipes 6. Smaller particles enter the second stage 5, the filter coagulator, where small particles of water coarsen and already in the form of large droplets enter the third stage 3, which consists of louvre separators, which I work similarly to the first stage 2. The separated moisture collected in the lower part of the housing is removed from the device through the drain pipe 7.

Предлагаемое воздухоочистительное устройство позволит уменьшить металлоемкость устройства и трудоемкость его изготовления, повысить технологичность конструкции и обеспечить высокую эффективность и расчетное аэродинамическое сопротивление на всех режимах работы двигателя, что его выгодно отличает от прототипа.The proposed air cleaning device will reduce the metal consumption of the device and the complexity of its manufacture, increase the manufacturability of the design and ensure high efficiency and calculated aerodynamic drag at all engine operating modes, which compares favorably with the prototype.

Claims

1. An air-cleaning device for marine power plants, including three cleaning stages located in the body along the air to remove moisture and salts from the air, of which the first and third stages are separators consisting of a set of profiled shutters, and the second stage is made in the form of a filter-coagulator installed between them with the possibility of removal, and the conclusions of moisture separated from the air located in the lower part of the separator housing, characterized in that the attachment points the profiles of the separators of the first and third stages are made in the form of a set of interchangeable comb holders, with counter-shaped slots for profiled blinds distributed along the length of the holders with a given step, and are installed with a gap between the comb holders and the base of the separators, forming a space for collection and removal separated moisture.

2. The air cleaning device according to claim 1, characterized in that the gap between the comb holders and the base of the separator housing is formed by plate ribs along the length of which recesses are formed for the free flow of the separated moisture.

3. The air purifying device according to claim 1, characterized in that the holders have a cross-sectional shape of the corner.