CN111013259A - 一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片 - Google Patents

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CN111013259A CN201911349350.8A CN201911349350A CN111013259A CN 111013259 A CN111013259 A CN 111013259A CN 201911349350 A CN201911349350 A CN 201911349350A CN 111013259 A CN111013259 A CN 111013259A
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孙海鸥
万雷
王忠义
王艳华
王萌
王松
栾一刚
孙涛
李永曦
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/06—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by reversal of direction of flow

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Abstract

本发明的目的在于提供一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片，包括第一‑第四输水单元，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，第三输水槽的两端分别连接第三过渡段和第四过渡段；第四输水单元包括第四输水槽、第二导流段，第四输水槽的两端分别连接第四过渡段和第二导流段。本发明能够保证在总压损失水平基本不变，且输水效率不变的情况下，依靠渐变的输水槽截面尺寸，减小叶片整体截面面积，从而降低整体重量。

Description

一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片
技术领域
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，其中以去除海洋环境的液体为主，随着进气通流面积的增大，惯性级叶片数量不断增加。为保证过滤效率且不提高总压损失，惯性级叶片主体形状不可改变。
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
Figure BDA0002334277900000011
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。
随着进气量的增加，惯性级叶片对液滴的捕捉能力大幅提高。由于惯性级叶片壁面水膜的累积作用，各输水槽的积水情况各不相同，靠近进气端的的输水槽收集的水膜较少，远离进气端的输水槽收集的水膜较多。
发明内容
本发明的目的在于提供适用于高速气流条件下能够快速捕捉并输送微小液滴的一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：包括第一-第四输水单元，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，第三输水槽的两端分别连接第三过渡段和第四过渡段；第四输水单元包括第四输水槽、第二导流段，第四输水槽的两端分别连接第四过渡段和第二导流段。
本发明还可以包括：
1、疏水槽的截面包括L型的截面，L型的截面与该疏水槽相邻的一个过渡段形成凹形截面。
2、第一疏水槽的L型截面至第四输水槽的L型截面的截面积比为1:2:3:4。
3、第一输水槽与第三输水槽同侧，第二输水槽和第四输水槽同侧，第二输水槽和第四输水槽位于第一输水槽和第三输水槽的对侧。
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：本发明能够保证在总压损失水平基本不变，且输水效率不变的情况下，依靠渐变的输水槽截面尺寸，减小叶片整体截面面积，从而降低整体重量。本发明具有结构简单，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，本发明其断面呈M型，有四个输水单元组成，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组成，第四输水单元由输水槽10、过渡段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，第三、四输水单元共用过渡段8。第一、三输水单元和第二、四输水单元镜像布置。每个输水槽均由过渡段根部与一个L形凸起组成，各输水槽的L形凸起尺寸逐渐变大，第一输水槽3的L形凸起最小，第四输水槽10的L形凸起最大。四个输水槽的截面积比约为1:2:3:4。
前导流段和后导流段均水平布置。为抑制气流分离，前导流段的进气边缘和后导流段的出气边缘均采用圆弧过渡，而不是棱角分明的直边。前导流段与过渡段圆弧连接，角度范围为135°～180°。后导流段与过渡段圆弧连接，角度范围为135°～180°。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、四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80-100mm，叶片厚度一致，最薄处为1mm。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所示的传统惯性级结构，该惯性级能够达在总压损失水平基本不变且输水效率不变的情况下，依靠渐变的输水槽截面面积，降低叶片整体重量。
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。
本发明惯性级叶片的断面呈流线型，由两个导流段、四个疏水槽和四个过渡段组成。四个疏水槽的外侧结构及各部分间的过渡相切。
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。前导流段和后导流段均水平布置。为抑制气流分离，前导流段的进气边缘和后导流段的出气边缘均采用圆弧过渡，而不是棱角分明的直边。
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。而本发明依靠不同截面积的输水槽，在不改变输水效率的情况下，降低的叶片整体重量。

Claims (10)

1.一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：包括第一-第四输水单元，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，第三输水槽的两端分别连接第三过渡段和第四过渡段；第四输水单元包括第四输水槽、第二导流段，第四输水槽的两端分别连接第四过渡段和第二导流段。
2.根据权利要求1所述的一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：疏水槽的截面包括L型的截面，L型的截面与该疏水槽相邻的一个过渡段形成凹形截面。
3.根据权利要求2所述的一种输水槽截面尺寸渐变的进气滤清装置惯性级叶片，其特征是：第一疏水槽的L型截面至第四输水槽的L型截面的截面积比为1:2:3:4。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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，第二输水槽和第四输水槽同侧，第二输水槽和第四输水槽位于第一输水槽和第三输水槽的对侧。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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任一所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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所述的一种输水槽截面尺寸渐变的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。
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