專利名稱：用于具有安裝凸緣延伸部的燃氣渦輪機的過濾器組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于從空氣流去除顆粒的盒式過濾器，且具體涉及用于安裝在過濾單元內的過濾器組件，該過濾單元具有將過濾單元分成凈側和臟側的間隔件。該間隔件具有開口，盒式過濾組件安裝在該開口內。本發(fā)明還具體涉及盒式過濾器組件在用于從進入燃氣渦輪機的氣體流去除顆粒的過濾單元中的使用以及作為具體應用的這種燃氣渦輪機。但是，本發(fā)明可同樣用在用于各種其它應用中的過濾單元中，諸如緊急發(fā)電機、氣體壓縮機、HVAC系統(tǒng)、氣體開采操作等。
背景技術：
上述應用的共同點在于它們需要以較高的顆粒過濾效率過濾大量空氣。在某些應用中，單個盒式過濾器具有大于每小時IOOOm3的過濾性能，一種600mmX600mmX300mm的典型過濾器規(guī)格每小時過濾約2，500m3至5，000m3?？刹⒙?lián)使用多個盒式過濾器以過濾每小時10，OOOm3以上或甚至每小時50，OOOm3以上的空氣量。在這些應用中，各盒式過濾器或各盒安裝在間隔件內，該間隔件將通常稱為“臟空氣段”的上游容積與通常稱為“凈空氣段” 的下游容積分開。間隔件可以是具有開口的壁形式且開口中安裝有各盒式過濾器，或者限定多個開口的支架形式且開口中安裝盒式過濾器，從而在臟空氣段與凈空氣段之間構造基本上不透氣的間隔件。由于障礙物或安裝的設備，多種設施在過濾單元的凈空氣段上具有有限空間。這種約束限制了盒式過濾器可延伸到凈側內的深度，且因此具有有限的盒式過濾器尺寸。尺寸限制還限制了可安裝在過濾器內的介質數(shù)量。當用高效能介質改裝現(xiàn)有過濾系統(tǒng)時該問題尤其尖銳。高效能介質通常具有增加的壓降，從而在改裝現(xiàn)有介質時使過濾器面積最大化尤其重要。盒式過濾器通常包括多個過濾板，布置成成對的過濾板形成從盒式過濾器上游端向盒式過濾器下游端延伸的V形。每個過濾板由大致平行于總過濾路徑延伸的過濾介質的多個褶組成，這樣，所需過濾的空氣或氣體以大致直行的方式穿過各褶。各過濾板安裝在殼體內并在過濾器的一端密封至安裝框架。安裝框架提供安裝面以將盒式過濾器安裝到間隔件的相應安裝表面上，使得盒式過濾器延伸到間隔件的開口內并穿過該開口進入凈空氣段。可從臟空氣段側接近各過濾盒并可方便地取出和更換各過濾盒。

發(fā)明內容
一方面，提供一種用于安裝到間隔件上的過濾盒組件。該間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面。過濾盒組件包括過濾盒，該過濾盒具有框架和設置在框架內的過濾介質褶組，過濾盒具有上游端和下游端以及與過濾盒的上游端相鄰的安裝框架，該安裝框架具有適于安裝過濾盒的安裝面；以及設置在間隔件與安裝面之間的可拆除凸緣延伸部，該凸緣延伸部具有用于附連至間隔件的第一安裝表面和用于附連至過濾盒的安裝框架的第二安裝表面。在該方面，可拆除凸緣延伸部具有足夠的深度以將過濾介質褶組的一部分定位在過濾單元的凈側上并將過濾介質褶組的一部分定位在過濾單元的臟側上。另一方面，提供一種過濾單元。該過濾單元包括間隔件，該間隔件限定將過濾單元的凈側與過濾單元的臟空氣側分開的平面，該間隔件還包括安裝凸緣延伸部；以及過濾盒，過濾盒具有框架和設置在框架內的過濾介質褶組，該過濾盒具有上游端和下游端以及與過濾盒的上游端相鄰的安裝框架，該安裝框架具有適于安裝過濾盒的安裝面。在該方面，間隔件的凸緣延伸部具有足夠的深度，使得設置在所述過濾盒內過濾介質褶組的一部分在過濾單元的凈側上且設置在過濾盒內過濾介質褶組的一部分在過濾單元的臟側上。另一方面，提供了一種V形提盒式過濾器型的改進的過濾單元。該過濾單元包括 間隔件，該間隔件限定將過濾單元的凈側與過濾單元的臟空氣側分開的平面；V形提式過濾盒，該V形提式過濾盒具有放置在盒內的連續(xù)介質過濾介質褶組，且其中V形提式過濾盒具有入口端和出口端和用于附連到間隔件的安裝框架，該安裝框架與V形提式過濾盒的入口端相鄰。該改進包括設置在間隔件與安裝框架之間的凸緣延伸部，使得設置在盒內的連續(xù)過濾介質褶組部分地設置在過濾單元的凈側上，且部分地設置在過濾單元的臟側上。另一方面，提供一種安裝盒式過濾器型過濾器的方法，其中盒式過濾器包括用于附連至間隔件的安裝框架，且盒式過濾器包括與盒式過濾器的入口側相鄰的安裝凸緣。該方法包括將可拆卸凸緣延伸部附連至間隔件，并將盒式過濾器的安裝框架附連至可拆卸凸緣延伸部。另一方面，提供一種用于安裝到間隔件上的過濾盒組件。該間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面。過濾盒組件包括過濾盒，該過濾盒具有上游端和下游端以及安裝框架，過濾介質配裝至安裝框架，且安裝框架具有適于安裝過濾盒的安裝面；以及設置在安裝面與間隔件之間的安裝凸緣延伸部，使得過濾盒定位成從盒上游端至間隔件的第一距離和從盒下游端至間隔件的第二距離，其中第一和第二距離大于總體長度的25%。另一方面，提供一種用于安裝到間隔件上的過濾盒組件。該間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面。過濾盒組件包括所述過濾盒具有上游端和下游端以及安裝框架，所述過濾介質配裝至所述安裝框架，且所述安裝框架具有適于安裝所述過濾盒的安裝面；以及設置在安裝面與間隔件之間的安裝凸緣延伸部，使得過濾盒定位成從盒上游端至間隔件的第一距離和從盒下游端至間隔件的第二距離，其中第一和第二距離大于總體長度的10%。


圖1是盒式過濾器的立體圖。圖2示出包括圖1過濾盒和根據(jù)本發(fā)明實施例的凸緣延伸部的盒式過濾器組件。圖3示出安裝在間隔件上的盒式過濾器組件。圖4示出包括圖1盒式過濾器組件的另一盒式過濾組件實施例。
具體實施例方式用在所述本發(fā)明各實施例中的盒式過濾器具有上游端和下游端，并包括安裝框架，該安裝框架配裝有過濾介質褶組并具有適于將盒式過濾器安裝至間隔件開口的安裝面，如前文關于現(xiàn)有技術所描述的。圖1示出盒式過濾器1安裝在間隔件6的開口內的現(xiàn)有技術過濾器布置。這里示出間隔件6呈壁的形式。間隔件限定一平面以將盒式過濾器1上游端14處的凈空氣段與盒式過濾器1下游端16處的臟空氣段分開。盒式過濾器1由多個過濾褶組2組成，過濾褶組2具有沿上游至下游方向延伸的V形提排。褶組2在其上游端和下游端交替地互連。在上游端14處的連接呈安裝框架8的形式。安裝框架8側向突出以在其下游側形成安裝面5。安裝面5圍繞過濾板組，從而盒式過濾器1可經由安裝框架 8以大致氣密方式安裝至間隔件6，其中安裝面5具有密封功能。當待清潔空氣穿過盒式過濾器1時，空氣通過安裝框架8上的開口進入盒式過濾器1、從過濾介質4的上游表面?zhèn)?7 至其下游表面?zhèn)?8穿過過濾褶組2的過濾介質4、并從盒式過濾器的下游端16排出盒式過濾器1。側壁10提供保持過濾板2的所要求的V形提排所必需的強度，并強制待清潔空氣穿過過濾褶組2。圖1的典型盒式過濾器可具有約300mm或約400mm的長度，并具有通常 592mmX592mm或610mmX610mm的過濾器框架。該過濾器框架可具有約20mm的厚度。通常，在過濾盒內中布置三個或多個過濾褶組2V形提排。如下文所述的盒式過濾組件在安裝位置和安裝方式方面與上述現(xiàn)有技術結構不同。因此，此后使用相同的標記數(shù)字描述本發(fā)明的各實施例。圖2和3示出過濾器組件的第一實施例。盒式過濾器1安裝在間隔壁6的開口內。如現(xiàn)有技術中那樣，兩個相鄰的過濾褶組2形成一個V形提。每個V形提的過濾板在盒式過濾器的下游端16處例如通過適當?shù)墓嘧⒉牧蠚饷苓B接。類似地，兩個相鄰V形提的過濾褶組2在盒式過濾器的上游端14 處例如也通過適當?shù)墓嘧⒉牧蠚饷苓B接。與現(xiàn)有技術相比，設置安裝凸緣延伸部11。安裝凸緣延伸部11在安裝面5處連接至過濾盒。盒式過濾器1安裝至間隔壁6的相應安裝面13，使得間隔件6定位在盒式過濾器1的上游端和下游端14、16之間。如在現(xiàn)有技術盒式過濾器中那樣，待過濾空氣將在盒式過濾器1的臟空氣段那側穿過過濾褶組2過濾介質4的上游表面?zhèn)炔⒃谶^濾褶組2下游表面?zhèn)扰懦鲞^濾介質4而進入凈空氣段?？傮w過濾盒長度為L。安裝凸緣延伸部11提供從過濾盒的安裝框架到間隔件6的臟側的間隔距離D。對于給定的過濾器長度，通過安裝凸緣延伸部提供的間隔距離減小過濾盒1穿入過濾單元的凈空氣側的深度。因而，較長的過濾器可改裝成過濾單元，這些過濾單元設計成在單元的凈空氣側上具有障礙。一方面，安裝凸緣可提供至少IOOmm的間隔距離，允許使用400mm標準過濾器來代替300mm標準過濾器。由于允許每個過濾盒內設施中有更多的過濾介質，所以具有顯著的優(yōu)點。例如，這會允許25m2以上的過濾介質而過濾器伸入凈側小于250mm。當使用高去除性能介質時這是尤其有利的，因為這種介質的特點是通常具有相對較高的壓降。間隔距離D較佳地為總體過濾器長度的至少10%。更佳地，D是總體過濾器長度 L的至少25%，且最佳地D是總體過濾器長度L的至少50%。通常，D小于L的約80%，使得連續(xù)打褶的過濾介質褶組至少部分地設置在過濾系統(tǒng)的凈側上且部分地設置在過濾系統(tǒng)的臟側上。還應指出，盡管這是較佳的，但安裝凸緣延伸部11并不需要完全圍繞過濾板結構或間隔壁的開口 15。例如，如果在過濾板結構與間隔壁開口 15之間以其它方式設置密封裝配，則安裝凸緣延伸部11可僅設置在某些部分內，例如在盒式過濾器的頂側和底側上，在這些部位預期會有主要的扭矩。在另一方面，通過安裝凸緣延伸部11提供的間隔距離可通過適配且永久地附連
6至過濾單元的間隔件的凸緣來提供。圖4示出永久地附連至間隔件6的凸緣9。凸緣9可有利地由類似于間隔件材料的材料構成并可通過焊接、粘合劑或固定件和密封劑永久地安裝。過濾介質褶組2的過濾介質4可沿上游至下游方向打褶，如圖中大致示出的。但是，各褶也可沿任何方向延伸。例如，該褶可垂直于上游至下游方向延伸。過濾介質4可包括纖維素或玻璃纖維或諸如聚酯非織造物或聚丙烯非織造物的合成材料。尤其較佳地是使用具有至少兩個疊置過濾層的復合過濾介質，一個過濾層是隔膜過濾層，且另一個是預過濾層。預過濾層可包括毫微纖維或玻璃纖維，諸如紡粘、非織造物、纖維玻璃、微玻璃纖維、 纖維素或微多孔隔膜之類的非織造纖維聚合網。較佳地，預過濾層是熔噴網。熔噴聚合物纖維網層可由各種聚合材料制成，包括聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚乙烯，其中聚丙烯是最佳的。通常，形成網的聚合物纖維的直徑范圍為約0. 05μπι至約10 μ m,較佳地約1 μ m至約5 μ m。至少一個深度過濾介質形成為駐極體過濾介質，該駐極體過濾介質包括具有靜電荷的高效能層。使用各種已知技術將電荷賦予熔噴纖維以提高其過濾性能。在復合過濾介質深度的下游，一層或多層過濾層設置成用于捕獲穿過深度過濾層的顆粒的隔膜過濾層。 根據(jù)應用場合的要求，各種微多孔聚合物隔膜可用作隔膜過濾層。隔膜過濾層可由以下示例性材料構成硝化纖維、三乙酰基纖維素、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚偏二氟乙烯、丙烯酸酯共聚物。隔膜過濾層較佳地由能夠防止液體穿過的疏水材料構成。美國專利第7，501，003號中描述了示例性過濾材料。較佳地，隔膜過濾層是微多孔含氟聚合物，諸如ePTFE、聚全氟乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚丙烯(PP)、 聚乙烯(PE)或超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)。US 3，953，566中描述了特別適合的ePTFE 隔膜。關于適合材料的其它信息、其性能和相應的測試方法可參考US 3，953，566。用本發(fā)明所提出組件實現(xiàn)的優(yōu)點在于過濾介質的表面面積可增大，而不增加盒式過濾器伸入凈空氣段內的長度。即，根據(jù)本發(fā)明的盒式過濾器改為部分延伸到臟空氣段內且部分延伸到凈空氣段內。這樣，可用本發(fā)明提出的具有更大過濾表面面積的盒式過濾器代替現(xiàn)有的盒式過濾器而不干涉障礙物。由于增大的過濾表面面積，過濾器壓力損失會降低且壽命會增加，因為過濾介質每單位面積將收集更少灰塵且空氣會以較低速度穿過過濾介質。
權利要求
1.一種用于安裝在間隔件上的過濾盒組件，所述間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面，所述過濾盒組件包括a.過濾盒，所述過濾盒具有框架和放置在所述框架內的過濾介質褶組，所述過濾盒具有上游端和下游端，以及與所述過濾盒的所述上游端相鄰的安裝框架，所述安裝框架具有適于安裝所述過濾盒的安裝面，以及b.設置在所述間隔件與所述安裝框架之間的可拆除凸緣延伸部，，所述凸緣延伸部具有用于附連至所述間隔件的第一安裝表面和用于附連至所述過濾盒的所述安裝框架的第二安裝表面，其中所述可拆除凸緣延伸部具有足夠的深度以將所述過濾介質褶組的一部分定位在所述過濾單元的凈側上并將所述過濾介質褶組的一部分定位在所述過濾單元的所述臟側上。
2.一種過濾單元，包括a.間隔件，所述間隔件限定將所述過濾單元的所述凈側與所述過濾單元的所述臟空氣側分開的平面，所述間隔件還包括安裝凸緣延伸部，以及b.過濾盒，所述過濾盒具有框架和設置在所述框架內的過濾介質褶組，所述過濾盒具有上游端和下游端，以及與所述過濾盒的所述上游端相鄰的安裝框架，所述安裝框架具有適于安裝所述過濾盒的安裝面，其中所述間隔件的所述凸緣延伸部具有足夠的深度，使得設置在所述盒內所述過濾介質褶組的一部分在所述過濾單元的所述凈側上且設置在所述盒內所述過濾介質褶組的一部分在所述過濾單元的所述臟側上。
3.如權利要求1所述的過濾組件，其特征在于，所述可拆除凸緣延伸部提供大于IOOmm 的間隔距離。
4.如權利要求2所述的過濾單元，其特征在于，所述間隔件的所述安裝凸緣延伸部提供大于IOOmm的間隔距離。
5.如權利要求1所述的過濾盒組件，其特征在于，所述過濾介質褶組的平板面積大于 25m2，且所述過濾盒延伸到所述過濾單元的所述凈側內小于250mm。
6.如權利要求2所述的過濾單元，其特征在于，所述過濾介質褶組的平板面積大于 25m2，且所述過濾盒延伸到所述過濾單元的所述凈側內小于250mm。
7.如權利要求5所述的過濾盒組件，其特征在于，根據(jù)EN1822-1-1998，所述過濾盒具有過濾級Hll或更大的去除效率級別。
8.如權利要求6所述的過濾單元，其特征在于，根據(jù)EN1822-1-1998，所述過濾盒具有過濾級Hll或更大的去除效率級別。
9.如權利要求1所述的過濾盒組件，其特征在于，所述過濾介質的平板面積大于32m2， 且所述過濾盒延伸到所述過濾單元的所述凈側內小于350mm。
10.如權利要求2所述的過濾單元，其特征在于，所述過濾介質的平板面積大于32m2， 且所述過濾盒延伸到所述過濾單元的所述潔凈側內小于350mm。
11.一種V形提盒式過濾器型的改進的過濾單元，其中所述過濾單元包括間隔件，所述間隔件限定將所述過濾單元的所述凈側與所述過濾單元的所述臟空氣側分開的平面；V 形提式過濾盒，所述V形提式過濾盒具有放置在所述盒內的連續(xù)介質過濾介質褶組，且其中所述V形提式過濾盒具有入口端和出口端和用于附連到間隔件的安裝框架，所述安裝框架與所述V形提式過濾盒的所述入口端相鄰，其中所述改進包括凸緣延伸部，所述凸緣延伸部設置在所述間隔件與所述安裝框架之間，使得設置在所述盒內的所述連續(xù)過濾介質褶組部分地設置在所述過濾單元的所述凈側上，且部分地設置在所述過濾單元的所述臟側上。
12.一種安裝盒式過濾器型過濾器的方法，其中所述盒式過濾器包括用于附連至間隔件的安裝框架，且所述盒式過濾器包括與所述盒式過濾器的所述入口側相鄰的安裝凸緣， 其中所述方法包括a.將可拆除凸緣延伸部附連至所述間隔件，以及b.將所述盒式過濾器的所述安裝框架附連至所述可拆除凸緣延伸部。
13.一種用于安裝在間隔件上的過濾盒組件，所述間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面，所述過濾盒組件包括a.所述過濾盒具有上游端和下游端以及安裝框架，所述過濾介質配裝至所述安裝框架，且所述安裝框架具有適于安裝所述過濾盒的安裝面，b.安裝凸緣延伸部，所述安裝凸緣延伸部設置在所述安裝面與所述間隔件之間，使得所述過濾盒定位成從所述盒上游端至所述間隔件的第一距離和從所述盒下游端至所述間隔件的第二距離，其中所述第一和第二距離大于總體長度的25%。
14.一種用于安裝在間隔件上的過濾盒組件，所述間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面，所述過濾盒組件包括a.所述過濾盒具有上游端和下游端以及安裝框架，所述過濾介質配裝至所述安裝框架，且所述安裝框架具有適于安裝所述過濾盒的安裝面，b.安裝凸緣延伸部，所述安裝凸緣延伸部設置在所述安裝面與所述間隔件之間，使得所述過濾盒定位成從所述盒上游端至所述間隔件的第一距離和從所述盒下游端至所述間隔件的第二距離，其中所述第一和第二距離大于總體長度的10%。
15.一種用于安裝在間隔件上的過濾盒組件，所述間隔件限定將過濾單元的凈空氣側與臟空氣側分開的平面，過濾盒組件包括a.過濾盒，所述過濾盒具有上游端和下游端以及安裝框架，所述過濾介質配裝至所述安裝框架，且所述安裝框架具有適于安裝所述過濾盒的安裝面，b.安裝凸緣延伸部，所述安裝凸緣延伸部設置在所述安裝面與所述間隔件之間，使得所述過濾器的所述上游端與所述下游端之間的中點大致定位在由所述間隔件限定的平面處。
全文摘要
一種用于從空氣流，尤其是從進入燃氣渦輪機的氣體流中去除顆粒的盒式過濾組件(1)，具有上游端和下游端，并包括安裝框架(8)，過濾介質(2)配裝至該安裝框架，且該安裝框架具有適于將盒式過濾器安裝至間隔件(6)的開口的安裝凸緣延伸部(11)。安裝凸緣延伸部(11)定位在間隔件的安裝面與盒式過濾器的安裝面之間，使得連續(xù)過濾介質部分地放置在過濾單元的凈側內，且部分地設置在過濾單元的臟側內。
文檔編號B01D46/12GK102413897SQ201080019502
公開日2012年4月11日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權日2009年4月2日
發(fā)明者R·格伯特 申請人:戈爾企業(yè)控股股份有限公司