用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)和方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年3月6日的PCT國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)，要求申請(qǐng)日為2013年3月8日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)Serial N0.61/774，676和申請(qǐng)日為2014年2月21日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)Serial N0.61/942，844的優(yōu)先權(quán)，所述專(zhuān)利文獻(xiàn)以其全文形式被援引加入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于過(guò)濾燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)氣的空氣的過(guò)濾器和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]進(jìn)氣過(guò)濾系統(tǒng)一般用于與燃?xì)鉁u輪機(jī)一起使用并通過(guò)從進(jìn)氣中除去鹽、粉塵、腐蝕性物質(zhì)和水以阻止它們進(jìn)入燃?xì)鉁u輪機(jī)并腐蝕和/或損壞燃?xì)鉁u輪機(jī)部件來(lái)運(yùn)行。燃?xì)鉁u輪機(jī)損壞和腐蝕可導(dǎo)致運(yùn)行效率低下或故障以及經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]希望可以容易地被改裝入現(xiàn)有系統(tǒng)的系統(tǒng)。此外，希望可以根據(jù)環(huán)境容易地調(diào)節(jié)以適應(yīng)或多或少過(guò)濾級(jí)的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]披露了用于燃?xì)鉁u輪機(jī)進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)。
[0006]在示例方面，系統(tǒng)包括外殼，所述外殼具有內(nèi)部、入口結(jié)構(gòu)、和具有出口結(jié)構(gòu)的出口罩。入口結(jié)構(gòu)限定入口流面，用于吸入未過(guò)濾的空氣。出口結(jié)構(gòu)限定出口流面，用于使已過(guò)濾的空氣離開(kāi)。入口流面和出口流面彼此成角度。所述角度可相對(duì)于彼此在45-135°之間的范圍。系統(tǒng)包括容納在外殼的內(nèi)部的至少第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可操作地密封在外殼內(nèi)，使得流過(guò)入口結(jié)構(gòu)的空氣在通過(guò)出口結(jié)構(gòu)離開(kāi)之前必須通過(guò)第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。出口罩無(wú)第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0007]至少第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可包括可操作地密封在外殼內(nèi)的至少第三級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0008]在一些方面，至少第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)包括可操作地密封在外殼內(nèi)的多個(gè)更多級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)，每一級(jí)在外殼中位于其它級(jí)的上游或下游。
[0009]在一些實(shí)施例中，至少第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)之一包括在入口結(jié)構(gòu)處或鄰近入口結(jié)構(gòu)的預(yù)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)。預(yù)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)可以是最上游級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0010]第一級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)元件，所述多個(gè)元件可操作地由第一管板容納在外殼的內(nèi)部中。
[0011]第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)元件，所述多個(gè)元件可操作地由第二管板容納在外殼的內(nèi)部中。第二管板位于第一管板的下游。
[0012]在一個(gè)方面，第一管板+/-30 °的平行于入口流面。第二管板與第一管板相間隔并且+/-30°的平行于第一管板。
[0013]在示例實(shí)施例中，第二管板可包括一系列的臺(tái)階。
[0014]在一個(gè)方面，第二級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)垂直定向于第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)之上，并且第二級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)的水平占用空間小于第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)的水平占用空間。
[0015]外殼可包括基座結(jié)構(gòu)，在基面之上垂直相間隔的固定第一級(jí)過(guò)濾元件。入口流面位于基面和第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)之間。
[0016]在一個(gè)方面，入口流面和出口流面相對(duì)于彼此成角度70-110°。
[0017]在一些系統(tǒng)中，脈沖噴射系統(tǒng)被定向在外殼內(nèi)部中并被設(shè)置成周期性地向第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)發(fā)送一股流體。
[0018]在包括脈沖噴射系統(tǒng)的系統(tǒng)中，在外殼內(nèi)部可設(shè)置有管板，將內(nèi)部分成未過(guò)濾的空氣空間和已過(guò)濾的空氣空間。管板會(huì)具有多個(gè)孔，并且管板會(huì)在未過(guò)濾的空氣空間具有臟空氣側(cè)并在干凈空氣空間具有相對(duì)的凈化空氣側(cè)。多個(gè)脈沖收集器可被安裝成與未過(guò)濾的空氣空間中的管板的孔相通。第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可被安裝成與未過(guò)濾的空氣空間的脈沖收集器相通，脈沖收集器軸向位于第一級(jí)過(guò)濾元件和管板之間。
[0019]在一些系統(tǒng)中，脈沖收集器可以是文氏管(Venturi)部件。
[0020]在一些系統(tǒng)中，脈沖收集器可以是無(wú)孔/非多孔的、非穿孔的管。
[0021]在一些示例中，管板的干凈空氣側(cè)無(wú)脈沖收集器。
[0022]脈沖噴射系統(tǒng)可以包括吹管，具有的管延伸部將一股流體引向第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0023]脈沖噴射系統(tǒng)可以包括具有孔的吹管，無(wú)管延伸部將一股流體引向第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0024]在一些示例中，系統(tǒng)是靜態(tài)系統(tǒng)并且無(wú)脈沖噴射凈化系統(tǒng)。
[0025]第二級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)過(guò)濾元件，具有非圓柱形和非板式形狀的介質(zhì)包。
[0026]第二級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)過(guò)濾元件，具有褶狀介質(zhì)并具有波形截面。
[0027]第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)褶狀介質(zhì)的圓柱形元件。
[0028]在另一方面，披露了過(guò)濾燃?xì)鉁u輪機(jī)系統(tǒng)的空氣的方法。所述方法包括引導(dǎo)待過(guò)濾的空氣通過(guò)具有內(nèi)部的外殼的入口結(jié)構(gòu)的入口流面。所述方法可包括引導(dǎo)空氣通過(guò)容納在外殼的內(nèi)部中的至少第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)可操作地密封在外殼內(nèi)，使得流過(guò)入口結(jié)構(gòu)的空氣必須通過(guò)第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。所述方法可包括引導(dǎo)空氣通過(guò)具有限定出口流面的出口結(jié)構(gòu)的出口罩。出口流面可相對(duì)于入口流面成角度45-135°。出口罩可以沒(méi)有第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0029]在一個(gè)方面，引導(dǎo)空氣通過(guò)至少第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)的步驟包括引導(dǎo)空氣通過(guò)可操作地密封在外殼內(nèi)的多個(gè)更多級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)，每一級(jí)位于外殼中其它級(jí)的上游或下游中的一個(gè)。
[0030]在一些示例方法中，可能存在周期性地將流體的噴射脈沖從第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)的下游側(cè)引向上游側(cè)的步驟。
[0031]周期性地引導(dǎo)流體的噴射脈沖的步驟可包括引導(dǎo)流體的噴射脈沖通過(guò)位于外殼的未過(guò)濾空氣空間中的多個(gè)脈沖收集器，并然后將噴射脈沖引向第一級(jí)過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0032]在一些方法中，引導(dǎo)流體的噴射脈沖通過(guò)多個(gè)脈沖收集器的步驟可包括引導(dǎo)流體的噴射脈沖通過(guò)沒(méi)有脈沖收集器的外殼的已過(guò)濾空氣空間。
[0033]一些方法可包括周期性地引導(dǎo)流體的噴射脈沖的步驟，包括引導(dǎo)流體的噴射脈沖通過(guò)從吹管伸出的多個(gè)管延伸部。
[0034]在另一方面，披露了燃?xì)獾溳喛諝膺M(jìn)氣系統(tǒng)，包括外殼，所述外殼具有入口結(jié)構(gòu)、用于排放已過(guò)濾空氣的出口罩、和內(nèi)部空間；設(shè)置在外殼空間中的管板，所述管板將空間分成未過(guò)濾的空氣空間和已過(guò)濾的空氣空間；所述管板具有多個(gè)孔；多個(gè)脈沖收集器，被安裝成與未過(guò)濾的空氣空間的管板上的孔相通；和，多個(gè)過(guò)濾元件，被安裝成與未過(guò)濾的空氣空間中的脈沖收集器相通，脈沖收集器軸向位于元件和管板之間。
[0035]管板可在未過(guò)濾的空氣空間具有臟空氣側(cè)并在干凈空氣空間具有相對(duì)的凈化空氣側(cè)，其中管板的凈化空氣側(cè)無(wú)脈沖收集器。
[0036]過(guò)濾元件可包括具有褶狀過(guò)濾介質(zhì)的管狀元件，所述管狀元件具有開(kāi)口的過(guò)濾器內(nèi)部以接納已過(guò)濾的空氣，所述開(kāi)口的過(guò)濾器內(nèi)部與脈沖收集器的內(nèi)部空間空氣流相通。
[0037]系統(tǒng)可包括脈沖發(fā)生器，所述脈沖發(fā)生器被設(shè)置成周期性地從已過(guò)濾的空氣空間發(fā)射氣體脈沖，通過(guò)管板孔，通過(guò)脈沖收集器，并進(jìn)入過(guò)濾元件。
[0038]脈沖收集器可具有通道，所述通道從位于脈沖收集器元件的過(guò)濾器端部處的過(guò)濾器端部開(kāi)口向位于脈沖收集器的管板端部處的管板開(kāi)口延伸通過(guò)脈沖收集器。
[0039]脈沖發(fā)生器可被設(shè)置成沿著脈沖軸從脈沖發(fā)生器延伸通過(guò)管板中的孔、脈沖收集器中的管板開(kāi)口、和脈沖收集器中的過(guò)濾器端部開(kāi)口輸送空氣的脈沖，其中脈沖發(fā)生器包括位于脈沖軸上的脈沖出口，并且空氣的脈沖通過(guò)其沿著脈沖軸被輸送，脈沖出口由不相對(duì)于脈沖軸分開(kāi)的相對(duì)的壁限定，并且其中脈沖出口限定脈沖出口水力直徑；和，沿著脈沖軸從脈沖出口到過(guò)濾元件開(kāi)口測(cè)量脈沖距離，并且脈沖距離是脈沖出口水力直徑的30倍或更多倍。
[0040]脈沖距離可以是脈沖出口水力直徑的60倍或更小。
[0041]脈沖距離可以是脈沖出口水力直徑的35倍或更多倍。
[0042]脈沖距離可以是脈沖出口水力直徑的50倍或更小。
[0043]過(guò)濾元件開(kāi)口的水力直徑可以是脈沖收集器的過(guò)濾器端部開(kāi)口的水力直徑的112%或更小。
[0044]過(guò)濾元件開(kāi)口的水力直徑可以是脈沖收集器的過(guò)濾器端部開(kāi)口的水力直徑的90%或更大。
[0045]過(guò)濾元件開(kāi)口的水力直徑可以是脈沖收集器的過(guò)濾器端部開(kāi)口的水力直徑的108%或更小。
[0046]過(guò)濾元件開(kāi)口的水力直徑可以是脈沖收集器的過(guò)濾器端部開(kāi)口的水力直徑的95%或更大。
[0047]過(guò)濾元件開(kāi)口的水力直徑和脈沖收集器的過(guò)濾器端部開(kāi)口的水力直徑之間的差的絕對(duì)值可以在過(guò)濾元件開(kāi)口的水力直徑的2 %內(nèi)或更小。
[0048]在一些實(shí)施例中，入口結(jié)構(gòu)限定入口流面，而出口罩限定出口流面。入口流面和出口流面可相對(duì)于彼此成角度45-135°。多個(gè)過(guò)濾元件可包括第一級(jí)。進(jìn)氣系統(tǒng)還可包括位于第一級(jí)下游的第二級(jí)的過(guò)濾元件，而出口罩沒(méi)有第一和第二級(jí)的過(guò)濾元件結(jié)構(gòu)。
[0049]在另一方面，披露了改裝燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)可具有外殼，所述外殼具有臟空氣入口、已過(guò)濾的空氣出口、和內(nèi)部空間；設(shè)置在外殼空間中的管板，所述管板將空間分成未過(guò)濾的空氣空間和已過(guò)濾的空氣空間；管板具有多個(gè)孔；和，多個(gè)脈沖收集器(可以是文氏管元件)，被安裝成與已過(guò)濾的空氣空間中的管板的孔相通。所述方法可包括從管板移除脈沖收集器(例如文氏管元件)；在未過(guò)濾的空氣空間中安裝多個(gè)脈沖收集器，與管板的孔相通；和，在未過(guò)濾的空氣空間中安裝多個(gè)過(guò)濾元件，與脈沖收集器相通，使得脈沖收集器軸向位于過(guò)濾元件和管板之間。
[0050]不同示例的希望的產(chǎn)品特征和方法部分在下文的說(shuō)明中得以闡述，部分會(huì)由說(shuō)明書(shū)顯而易見(jiàn)得到，或可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的不同方面得知。本發(fā)明的多個(gè)方面可能涉及各特征以及特征的組合。應(yīng)當(dāng)理解，前面的總體描述和后面的具體描述均僅是說(shuō)明性的，并不限制所要求保護(hù)的發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0051]圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的局部分解的透視圖；
[0052]圖2是圖1的系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0053]圖3是圖1的系統(tǒng)的前視圖，其中前裙緣被移除，示出在圖2中的截面A-A處的視圖；
[0054]圖4是圖1的系統(tǒng)的俯視圖；
[0055]圖5是圖1的系統(tǒng)的側(cè)向剖視圖，截面沿著圖4的線B-B剖開(kāi)；
[0056]圖6是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0057]圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0058]圖8是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0059]圖9是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0060]圖10是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0061]圖11是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的用于燃?xì)鉁u輪空氣進(jìn)氣的過(guò)濾系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意性透視圖；
[0062]圖12是本文所述的過(guò)濾系統(tǒng)中脈沖發(fā)生器和連接至脈沖收集器的過(guò)濾元件之間的關(guān)系的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例的示意圖；
[0063]圖13是在脈沖收集器和過(guò)濾元件之間的結(jié)合處的脈沖收集器和過(guò)濾元件之間的關(guān)系的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例的剖視圖；
[0064]圖14A和14B示出了本文所述的空氣過(guò)濾系統(tǒng)中的