RU2531192C1

RU2531192C1 - Air treatment facility

Info

Publication number: RU2531192C1
Application number: RU2013115861/05A
Authority: RU
Inventors: Леонид Васильевич Носачев; Роман Владимирович Прохоров
Original assignee: Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Интерпром"
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2014-10-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device comprises an inertial separator as, at least, one package of the vertically oriented profiles with moisture catching elements, coagulator and device for collection and removal of particles, aerosol trapped from air. The front edge of the profiles is made sharp, back one - split as the moisture catching element, and the coagulators - as sharpened chevrons, are installed on the front edges of the moisture catching elements.

EFFECT: solidity of the structure of the vertically oriented profiles with the moisture catching elements ensures the adaptability to manufacture of their quantity production using drain bushings.

2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для очистки воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей (ГТД).The invention relates to transport engineering and can be used to purify air from sea water, salt and particulate matter at the inlet of marine gas turbine engines (GTE).

Очистка воздуха от капель воды, соли и твердых частиц на входе судовых ГТД необходима для их устойчивой работы и обеспечения ресурса. При этом энергетические потери на очистку воздуха не должны превышать одного процента от мощности ГТД, а системы очистки воздуха должны быть надежными в эксплуатации и технологичными в изготовлении и обслуживании. Этим требованиям в значительной мере удовлетворяют системы очистки воздуха на основе инерционных сепараторов (например, патент GB №2136313, МПК В01D 45/08, 1984; патент ЕР №2243533, МПК В01D 45/08, 2010).Purification of air from drops of water, salt and solid particles at the inlet of ship gas-turbine engines is necessary for their stable operation and provision of a resource. At the same time, energy losses for air purification should not exceed one percent of the capacity of a gas turbine engine, and air purification systems should be reliable in operation and technologically advanced in manufacture and maintenance. These requirements are largely satisfied by air purification systems based on inertial separators (for example, GB patent No. 2136313, IPC B01D 45/08, 1984; EP patent No. 2243533, IPC B01D 45/08, 2010).

Недостатком известного технического решения является высокое гидравлическое сопротивление системы очистки воздуха с инерционным сепаратором и сменными тканевыми коагуляторами.A disadvantage of the known technical solution is the high hydraulic resistance of the air purification system with an inertial separator and interchangeable fabric coagulators.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому устройству для очистки воздуха является принятая за прототип система очистки воздуха (патент RU №2272668, МПК В01D 45/08, 2006), включающая корпус, инерционный сепаратор, состоящий, по крайней мере, из одного пакета зигзагообразных вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля.The closest known technical solutions to the proposed device for air purification is the air purification system adopted for the prototype (patent RU No. 2272668, IPC B01D 45/08, 2006), including a housing, an inertial separator, consisting of at least one zigzag package vertically oriented profiles with desiccant elements, a coagulator and a device for collecting and discharging aerosol particles extracted from air.

Недостатком известного технического решения является высокая трудоемкость изготовления, сборки и обслуживания системы очистки воздуха.A disadvantage of the known technical solution is the high complexity of the manufacture, assembly and maintenance of the air purification system.

Задачей заявленного изобретения является снижение трудоемкости изготовления, сборки и обслуживания устройства для очистки воздуха.The objective of the claimed invention is to reduce the complexity of manufacturing, assembling and maintaining the device for air purification.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении производительности и технологичности массового производства устройства для очистки воздуха.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the productivity and manufacturability of mass production of an air purification device.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве для очистки воздуха, содержащем корпус, инерционный сепаратор, состоящий, по крайней мере, из одного пакета вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля, передняя кромка вертикально ориентированных профилей выполнена острой, задняя - в виде влагоулавливающего элемента, а коагуляторы в виде заостренных шевронов установлены на передних кромках влагоулавливающих элементов.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that in the device for air purification, comprising a housing, an inertial separator consisting of at least one package of vertically oriented profiles with desiccant elements, a coagulator and a device for collecting and removing aerosol particles extracted from air , the leading edge of vertically oriented profiles is sharp, the trailing edge is in the form of a moisture trapping element, and coagulators in the form of pointed chevrons are mounted on the leading edges of the goulavlivayuschih elements.

Передней кромкой в аэродинамике обозначают ту часть аэродинамического профиля, которая обращена навстречу набегающему потоку воздуха, а задней кромкой - часть профиля, с которой сходит поток. Передняя и задняя кромки могут иметь сложную форму, в частности быть острыми, как лезвие, или иметь пилообразную форму в виде шевронов. Форма кромок элементов конструкции позволяет должным образом организовать течение воздуха обтекаемого тела.The leading edge in aerodynamics designates that part of the aerodynamic profile, which is facing towards the incoming air flow, and the trailing edge is the part of the profile with which the flow comes off. The leading and trailing edges may have a complex shape, in particular be sharp as a blade, or have a sawtooth shape in the form of chevrons. The shape of the edges of the structural elements allows you to properly organize the flow of air streamlined body.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 дан вид спереди устройства для очистки воздуха, на фиг.2 - вид сверху.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 is a front view of the device for air purification, figure 2 is a top view.

Здесь в корпусе 1 установлен инерционный сепаратор 2, собранный на пластинах 3 в виде пакета вертикально ориентированных профилей 4 с влагоулавливающими элементами 5. В нижней части корпуса 1 размещено устройство 6 для сбора и отвода в общую дренажную систему выделенных из очищаемого потока воздуха 7 жидких и твердых частиц аэрозоля. Вертикально ориентированные профили 4 имеют переднюю острую кромку 8, заднюю кромку 9 в виде влагоулавливающего элемента 10 и выполнены монолитными из металла или пластика с использованием фильер или технологии 3-D принтеров. На передних кромках влагоулавливающих элементов 5 и 10 установлены коагуляторы 11 в виде заостренных шевронов.Here, in the housing 1, an inertial separator 2 is installed, assembled on the plates 3 in the form of a package of vertically oriented profiles 4 with moisture-absorbing elements 5. In the lower part of the housing 1, there is a device 6 for collecting and discharging 7 liquid and solid substances extracted from the cleaned air stream into the general drainage system aerosol particles. Vertically oriented profiles 4 have a leading sharp edge 8, a trailing edge 9 in the form of a trap element 10 and are made monolithic of metal or plastic using dies or 3-D printer technology. At the leading edges of the moisture trapping elements 5 and 10, coagulators 11 are installed in the form of pointed chevrons.

Устройство для очистки воздуха работает следующим образом. Очищаемый морской воздух попадает на вход ГТД, проходя через устройство очистки воздуха под действием перепада давления, возникающего на нем из-за разрежения, созданного компрессором ГТД. Скорость потока очищаемого воздуха перед устройством для очистки воздуха составляет от 5 до 10 м/с. В каналах инерционного сепаратора 2 скорость потока может возрастать в 5÷6 раз. При этом на криволинейных участках траектории тяжелые частицы воды и соли, двигаясь по инерции, попадают во влагоулавливающие элементы 5 и 10, а оттуда стекают в устройство 6 для сбора и отвода в общую дренажную систему выделенных из очищаемого потока воздуха 7 жидких и твердых частиц. Молекулы воздуха потока 7, как более легкие частицы, следуют вдоль линий тока через инерционный сепаратор на вход ГТД. Заостренные шевроны коагуляторов 11, установленные на передних кромках влагоулавливающих элементов 5 и 10, формируют упорядоченную вихревую структуру течения в каналах инерционного сепаратора и интенсифицируют коагуляцию частиц.A device for air purification works as follows. The cleaned sea air enters the inlet of the gas turbine engine, passing through the air purifier under the influence of the pressure drop arising from it due to the vacuum created by the gas turbine compressor. The flow rate of the cleaned air before the device for air purification is from 5 to 10 m / s. In the channels of the inertial separator 2, the flow velocity can increase by 5–6 times. In this case, on curved sections of the trajectory, heavy particles of water and salt, moving by inertia, fall into the moisture trapping elements 5 and 10, and from there flow down into the device 6 for collecting and discharging liquid and solid particles extracted from the cleaned air stream 7 into the general drainage system. The air molecules of flow 7, as lighter particles, follow along streamlines through an inertial separator at the inlet of the gas turbine engine. The pointed chevrons of the coagulators 11 mounted on the leading edges of the moisture trapping elements 5 and 10 form an ordered vortex flow structure in the channels of the inertial separator and intensify the coagulation of particles.

Толщина инерционного сепаратора данной конструкции составляет 115 мм. При необходимости устройство для очистки воздуха может быть многоступенчатым, содержать, например, два стоящих один за другим таких инерционных сепаратора, между которыми может быть установлен сменный тканевый фильтр. Вместе с тем, в результате анализа и экспериментальных исследований установлено, что в данной конструкции инерционного сепаратора эффективность тканевого фильтра невелика, тогда как без него существенно снижаются гидравлические потери и эксплуатационные расходы. Монолитность конструкции вертикально ориентированных профилей 4 с влагоулавливающими элементами 5 и 10 обеспечивает технологичность их массового производства при использовании фильер.The thickness of the inertial separator of this design is 115 mm. If necessary, the device for air purification can be multi-stage, for example, contain two inertial separators standing next to each other, between which a replaceable fabric filter can be installed. At the same time, as a result of analysis and experimental studies, it was established that in this design of the inertial separator the efficiency of the fabric filter is small, while without it, hydraulic losses and operating costs are significantly reduced. The monolithic construction of vertically oriented profiles 4 with moisture trapping elements 5 and 10 ensures the manufacturability of their mass production using dies.

Claims

A device for air purification, comprising a housing, an inertial separator, consisting of at least one package of vertically oriented profiles with desiccant elements, a coagulator and a device for collecting and removing aerosol particles extracted from air, characterized in that the leading edge of the vertically oriented profiles is made acute, back - in the form of a moisture-trapping element, and coagulators in the form of pointed chevrons are installed on the leading edges of the moisture-trapping elements.