带有弯曲的入口引导部的过滤器组件制造技术

用于从气流、特别是从进入燃气轮机的气流中移除颗粒的盒式过滤器组件，具有上游端和下游端且包括头部框架，过滤器介质装配至头部框架，且具有所述安装面上的入口引导部，入口引导部具有多个开口，每个开口由成对的向上游倾斜的短边和成对的向上游倾斜的长边限定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有弯曲的入口引导部的过滤器组件相关申请的交叉引用本专利申请要求2015年8月18日提交的名称为“FilterAssemblyWithCurvedInletGuide(带有弯曲的入口引导部的过滤器组件)”的美国临时申请序列号第62/206397号的优先权，该申请的全部内容和实质以参考的方式全部纳入本文。
本专利技术涉及过滤器装置，且更具体地涉及用于工业应用中的进气过滤器。本申请可用于在各种应用中使用的过滤单元中，诸如在紧急发电机、燃气轮机、气体压缩机、HVAC系统、燃气开采操作等中。
技术介绍
过滤器用于大范围的应用中，从在建筑物通风系统中用于过滤进气(的应用)到大尺寸工业设施和设备(的应用)。例如，进气过滤器与用于发电的燃气轮机燃烧系统关联地使用。在这些应用中，在燃烧过程中使用大量空气。由此，大容积过滤装置对于调节进气流以优化燃烧和减小元件部分上的磨损是必要的。在该方面，期望的是这种过滤装置通过相对较低的压降提供相对大量的气体过滤，同时将颗粒和液体可靠地从进气移除。特别地，在燃气轮机应用中，期望的是移除相对较小的颗粒和液滴而使涡轮元件部分的劣化(例如，压缩机叶片的腐蚀)和压缩机效率的损失最小化。如可理解的，涡轮元件部分的置换不仅昂贵，而且可能需要显著的停机时间。为了实现大量空气过滤，通常采用呈V形面板过滤器形式的盒式过滤器。在V形面板过滤器中，相邻的过滤器组大致以锐角定向，以限定沿着空气流且横跨空气流的V形构造。本文中将V形面板过滤器称作盒式过滤器。前述应用的共同点是它们需要借助高颗粒过滤效率来过滤大量空气。在某些应用中，单个盒式过滤器的过滤容量大于每小时1000m3，其中，典型过滤器尺寸600mm×600mm×300mm或600mm×600mm×400mm(长度×宽度×深度)每小时过滤约2500m3至5000m3。可并联地使用许多盒式过滤器，以过滤每小时多于10000m3、或甚至每小时多于1000000m3的空气。在这些应用中，盒式过滤器或盒子安装在分隔件中，将通常被称作“肮脏空气部段”的上游容积与通常被称作“清洁空气部段”的下游容积分离。分隔件可呈带有盒式过滤器安装在其中的开口的壁的形式，或可呈限定盒式过滤器安装在其中的多个开口的架子的形式，从而在肮脏空气部段与清洁空气部段之间产生基本上气密的分隔件。许多设施由于障碍物或所安装的器具而具有受限的空间。这些约束限制了盒式过滤器可延伸入清洁侧的深度，且因而限制了盒式过滤器的尺寸。尺寸限制限制了可安装在过滤器中的介质的量。当改装带有高效介质的现有过滤器系统时，该问题尤其突出。高效介质通常具有增加的压降，从而使其对于在改装现有过滤器系统时最大化过滤器面积尤其重要。入口过滤系统的尺寸和重量在某些系统、例如海上平台中是关键因素。存在的工业趋势是通过设计更紧凑的过滤器壳体来减小尺寸和重量。更小的占地面积导致壳体中更少的过滤器，并因而导致每个过滤器更高的气流和更高的压降。为了保持较低的压降，通过延长过滤器的长度而部署更多过滤器介质。然而，过滤器面积的表面积保持相同。过滤器头部框架中的窄开口的约束使得每个过滤器显著增加到6000m3/h或更大的高流速。压降对于发动机性能具有负面影响。作为一般的规则，入口压降每增加250Pa导致发动机动力输出0.4％的损失以及发热量1.67％的增加。盒式过滤器通常包括多个过滤器组，这些过滤器组布置使得成对的面板过滤器形成从盒式过滤器的上游端延伸至盒式面板过滤器的下游端的V形。每个过滤器面板由大致平行于总过滤路径延伸的多个过滤器介质褶状物组成，使得待过滤的空气或气体以大致笔直的方式穿过褶状物。过滤器组安装在壳套中且在过滤器的一端处被密封至头部框架。头部框架提供了安装面，用于将盒式过滤器安装至分隔件的对应安装面，使得盒式过滤器延伸进入并延伸通过分隔件通向清洁空气部段的开口。可从肮脏空气部段侧进入过滤器盒，且过滤器盒可被轻易地移除和置换。此外，许多应用现需要过滤器具有过滤极大量空气的能力，在某些情形中，每个过滤器为6000m3/小时。这种高流速显著地增加过滤器上的压降。高效的过滤需要使该压降最小化。使压降最小化的已知尝试涉及使用放置在头部框架上的入口引导部。已知的入口引导部具有多个开口，每个开口具有长侧(长边)上的圆形表面，以有助于操纵气流并减小压降。尽管在一定程度上有效，但期望的是在高流速应用中对压降的进一步减小。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种用于安装到分隔件上的盒式过滤器组件，该盒式过滤器组件具有盒式过滤器和入口引导部，盒式过滤器具有框架和设置在框架内的多个过滤器介质褶皱组，盒式过滤器具有上游端和下游端和相邻于盒式过滤器的上游端的头部框架，头部框架具有适于安装盒式过滤器的安装面，入口引导部与头部面附连，入口引导部具有多个开口，每个开口由成对的向上游倾斜的短边和成对的向上游倾斜的长边限定。优选地，在6400m3/小时以及根据测试标准EN1822－2009第5部分的过滤器的移除效率等级E10或更大的情况下，盒式过滤器的压降小于500Pa、优选地小于300Pa。同样优选地，过滤器介质的平坦片材面积大于30m2、更优选地大于40m2和50m2，且盒式过滤器延伸进入过滤单元的清洁侧小于1000mm。同样优选地，入口引导部开口的短边具有弯曲表面，其中，弯曲表面选自：矮椭圆形、长椭圆形和圆形曲线。优选地，盒式过滤器具有至少一组且更优选地两组、三组或四组(或更多组)布置成V形形式的成对过滤器褶皱组。在某些情形中，入口引导部和盒式过滤器可能可移除地连接。在其他情形中，入口引导部和盒式过滤器可能永久地附连或可能整体地连接。在另一方面，入口引导部设置成附连至盒式过滤器。入口引导部具有构造成与盒式过滤器的开口对齐的开口，且每个开口具有成对的长边和成对的短边，每个边具有向上游倾斜的(lofted)或弯曲的表面。在某些情形中，向上游倾斜的或弯曲的表面可选自：矮椭圆形、长椭圆形和圆形曲线。在另一方面，过滤单元设置成包括上述盒式过滤器。在各种实施例中，入口引导部可能与盒式过滤器的头部面可移除地附连或可能与头部面整体地附连。在另一方面，提供了一种安装盒式过滤器类型的过滤器的方法，其中，盒式过滤器包括用于附连至分隔件的头部框架，且其中，盒式过滤器包括相邻于盒式过滤器的入口侧的安装凸缘。在某些情形中，入口引导部可与安装面附连，入口引导部具有多个开口，每个开口具有向上游倾斜的长边和向上游倾斜的短边。在某些其他情形中，入口引导部可定位成其与盒式过滤器对齐，且可与分隔件附连，使得入口引导部相邻于且对齐于盒式过滤器的安装面。在另一方面，提供了一种使空气流入过滤器组件中的方法，在过滤器组件中，入口引导部与盒式过滤器附连，且入口引导部在盒式过滤器的上游端处与其附连。使空气流过入口引导部提供了过滤器组件上的压降的减小量。在某些情形中，可设置出口引导部，出口引导部也可提供过滤器组件上的压降的减小量。该方法可包括使空气穿过入口引导部中的多个开口，使得入口引导部和盒子的整个组件上的压降通过入口引导部减小。特别地，空气流可穿过多个开口并经过限定开口的相应的成对的向上游倾斜的和/或弯曲的长边和短边，使得盒式过滤器的上游空气的循环随着其流入盒式过滤器而减小。该方法还可包括使空气从盒式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安装到盒式过滤器上的入口引导部，所述入口引导部包括：多个开口，每个开口由成组的长边和成组的短边限定，多个开口平行于所述成组的长边延伸；其中，每个开口包括第一对向上游倾斜的表面，所述第一对向上游倾斜的表面面向所述多个开口中沿每个对应的成组的长边的相应开口；以及其中，每个开口包括第二对向上游倾斜的表面，所述第二对向上游倾斜的表面面向所述多个开口中沿每个对应的成组的短边的相应开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.18 US 62/206,3971.一种用于安装到盒式过滤器上的入口引导部，所述入口引导部包括：多个开口，每个开口由成组的长边和成组的短边限定，多个开口平行于所述成组的长边延伸；其中，每个开口包括第一对向上游倾斜的表面，所述第一对向上游倾斜的表面面向所述多个开口中沿每个对应的成组的长边的相应开口；以及其中，每个开口包括第二对向上游倾斜的表面，所述第二对向上游倾斜的表面面向所述多个开口中沿每个对应的成组的短边的相应开口。2.根据权利要求1所述的入口引导部，其特征在于，每个短边包括弯曲表面，所述弯曲表面选自：矮椭圆形、长椭圆形和圆形曲线。3.根据前述权利要求中任一项所述的入口引导部，其特征在于，所述多个开口中的每个开口的尺寸定为匹配盒式过滤器的入口的开口。4.根据前述权利要求中任一项所述的入口引导部，其特征在于，所述入口引导部能与盒式过滤器的安装面附连。5.根据前述权利要求中任一项所述的入口引导部，其特征在于，所述入口引导部能与具有根据EN1822－2009的过滤器等级E10或更大的移除效率等级的盒式过滤器连接，且其中，所述入口引导部能操作成当气流以6400m3/小时穿过所述盒式过滤器时将横跨所述盒式过滤器的压降减小至小于500Pa。6.根据前述权利要求中任一项所述的入口引导部，其特征在于，每个所述开口的每对向上游倾斜的长边中的向上游倾斜的长边由面向所述多个开口中的相应开口的弯曲表面限定。7.一种盒式过滤器组件，包括：盒式过滤器，所述盒式过滤器具有框架和设置在所述框架内的多个过滤器介质褶皱组，所述盒式过滤器具有上游端和下游端，且所述盒式过滤器包括相邻于所述盒式过滤器的所述上游端的头部框架，所述头部框架具有适于安装所述盒式过滤器的安装面，以及入口引导部，所述入口引导部与头部面附连，所述入口引导部具有多个开口，每个开口由成对的向上游倾斜的短边和成对的向上游倾斜的长边限定。8.根据权利要求7所述的盒式过滤器组件，其特征在于，所述入口引导部能与所述头部面可移除地附连。9.根据权利要求7所述的盒式过滤器组件，其特征在于，所述入口引导部与所述头部面整体地附连。10.根据前述权利要求中任一项所述的盒式过滤器组件，其特征在于，所述盒式过滤器具有根据EN1822－2009的过滤器等级E10或更大的移除效率等级，且其中，当气流以6400m3/小时穿过所述过滤器组件时，所述盒式过滤器组件的压降小于500Pa。11.根据前述权利要求中任一项所述的盒式过滤器组件，其特征在于，所述过滤器介质的平坦片材面积大于30m2，且所述盒式过滤器延伸进入过滤单元的清洁侧小于1000mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·普恩，T·凯尔马丁，V·拉克施，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US