專利名稱：用于從空氣流除去液體的分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從空氣流分離水的分離器。特定而言，本發(fā)明可適用于燃?xì)鉁u輪空氣吸入系統(tǒng)，但可用于要求從氣體分離液體的其他場合中。
背景技術(shù)：
為了燃?xì)鉁u輪的最佳運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)從吸入空氣中除去盡可能多的水?，F(xiàn)有的空氣吸入系統(tǒng)通常包括兩個(gè)水分離級和一個(gè)顆粒過濾級?？梢允褂酶鞣N過濾器，例如深度過濾介質(zhì)，并且可以在吸入口中布置葉片以俘獲流經(jīng)的水并將其從該系統(tǒng)中除去。噴霧罩可用于防止落滴進(jìn)入系統(tǒng)中。其他已知的水除去裝置包括例如聚結(jié)器、疏水過濾器和離心機(jī)。這些現(xiàn)有技術(shù)設(shè) 備中的每一種均向空氣流引入明顯中斷，并導(dǎo)致吸入空氣的高壓降。這些傳統(tǒng)的裝置擅于除去小水滴，例如吸入空氣中夾帶的水汽，但是可被進(jìn)入系統(tǒng)的大塊(bulk)量液體覆沒。文中對“大塊液體”的提及意圖覆蓋在很大程度上獨(dú)立地流到進(jìn)入吸入管的空氣流并在重力的影響下傾向于沿著管的底部流動的液體的量，而不是夾帶在空氣流中的液滴。實(shí)際上，這兩種類型的液體都可能出現(xiàn)在吸入空氣中。例如，船上的燃?xì)鉁u輪空氣吸入口可能被大浪淹沒，該大浪會進(jìn)入吸入系統(tǒng)并覆沒傳統(tǒng)的除水裝置。水中存在的鹽如果到達(dá)燃?xì)鉁u輪則會增加損壞的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)方面提供了一種分離器，其用于安裝在燃?xì)鉁u輪空氣吸入管的下表面或側(cè)表面且用于除去進(jìn)入管的大塊液體，該分離器包括一個(gè)或更多流引導(dǎo)部件，所述流引導(dǎo)部件沿向上方向突起以截?cái)嘁后w流并引導(dǎo)該液體離開燃?xì)鉁u輪。本發(fā)明的另一方面提供了一種用于燃?xì)鉁u輪的空氣吸入系統(tǒng)，其包括管和分離器，空氣穿過該管而流到燃?xì)鉁u輪，分離器設(shè)置在該管的下表面或側(cè)表面，以從空氣流分離液體，該分離器沿著流動方向延伸，由此，進(jìn)入管的液體的至少一部分流過且流入分離器，該分離器包括一個(gè)或更多流弓丨導(dǎo)部件，所述流弓I導(dǎo)部件在管下表面上方向上突起以截?cái)嘁后w并引導(dǎo)液體離開燃?xì)鉁u輪。本發(fā)明的又一方面提供了一種用于燃?xì)鉁u輪用于從空氣流中除去水的空氣吸入系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括管，在該管中，第一水/空氣分離器定位在上游位置，并且第二水/空氣分離器定位在第一分離器的下游，第二分離器設(shè)置在通道的下側(cè)或側(cè)部，以除去流過第一分離器的大塊量水。


下面是僅僅以示例的方式結(jié)合所附示意圖對本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的分離器的剖視圖；圖2是根據(jù)圖I所示的實(shí)施例的分離器的頂視平面圖3是圖I所示的實(shí)施例的透視圖；圖4是燃?xì)鉁u輪的空氣吸入系統(tǒng)的剖視圖；圖5是流引導(dǎo)部件的剖視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的分離器的剖視圖；圖7是圖6所示的實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的水分離器I的剖視圖。分離器I位于空氣吸入管的底面上?？諝夂退牧?沿著箭頭6所示的方向即從圖I中的右方?jīng)_擊到分離器 上。分離器I包括一系列流引導(dǎo)部件2，其向上突出到流6中，截?cái)嗥渲辽僖徊糠?，并將該流引?dǎo)至分離器I的底面8，底面在這里也被為托盤8。托盤中捕獲的水經(jīng)由排出孔排出，如下文詳細(xì)論述的那樣。流引導(dǎo)部件2包括葉片2。葉片2安裝在包括一系列槽9的側(cè)向支座3中，一系列槽9中的每一個(gè)支撐葉片2的底部。槽9是有角度的，使得葉片2向上且朝著流動方向突起，以盡可能多地捕獲流過其的任何水。葉片可使用任何合適方法(例如定位焊接)附接至支座。分離器I具有兩個(gè)被設(shè)計(jì)成從空氣分離水的主要區(qū)段，第一區(qū)段包括系列葉片2。第二區(qū)段包括具有圓形截面的部分4，也被稱為旋流分離器(hydro-cyclone)。在使用中，被捕獲的空氣和水的流朝著圖I中的向左方向沿托盤8行進(jìn)并進(jìn)入旋流分離器4。在此，流順著旋流分流器的輪廓，假設(shè)為環(huán)形路徑，如箭頭10所示。水和空氣流在旋流分離器中引起漩渦，并且離心作用促使水到達(dá)旋流分離器4的外周。水然后通過出口孔5排出分離器1，而空氣可向上逸出返回空氣吸入管中并仍對燃?xì)鉁u輪的吸入口作貢獻(xiàn)?？蛇x地，真空泵(未顯示)可連接至旋流分離器以增強(qiáng)旋流效應(yīng)。第一和第二區(qū)段彼此配合工作以改進(jìn)水從流的除去。圖2從上方顯示了分離器I。分離器I覆蓋一段吸入管的整個(gè)寬度以增大水捕獲。圖3以透視圖顯示了分離器。在分離器I的下游端附近提供了空氣出口瀉槽21。圖4是包括管44的用于燃?xì)鉁u輪42的空氣吸入系統(tǒng)41的示意剖視圖。箭頭40顯示穿過系統(tǒng)41的流的方向。常規(guī)過濾網(wǎng)45設(shè)置在管口處。分離器I設(shè)置在管44的下表面43上，該下表面43相對于水平線成角度Θ。優(yōu)選地，Θ大約等于35度，但是在極端情況下，該下表面可以是水平的或者備選地相對水平面接近90度。優(yōu)選地，Θ處于20°到50°的范圍內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，分離器I沿著流動方向向下傾斜。分離器I定位在常規(guī)過濾網(wǎng)的下游，因此分離器I直接位于經(jīng)過初始過濾網(wǎng)45的任何大塊水流的路徑中。分離器I捕獲這些大塊流，也捕獲進(jìn)入分離器I的空氣流中夾帶的水滴。管壁的下表面與分離器的側(cè)部齊平。另外的傳統(tǒng)過濾器可設(shè)在分離器上游或者下游的管中。另外，分離器可適于覆蓋管的側(cè)面部分以及下表面，或者額外的分離器可在管的側(cè)部被遮蔽。在圖中未顯示的一備選實(shí)施例中，分離器I可設(shè)在常規(guī)過濾網(wǎng)45的上游，且然后也將保護(hù)常規(guī)過濾網(wǎng)不被大塊水侵入損壞。圖5以剖視圖顯示了形成分離器I的部分的葉片2。空氣和水的流6從如圖5所示的左側(cè)沖擊到葉片2上。葉片2具有促進(jìn)水和空氣分離的蛇形型式。
圖6顯示了穿過分離器60的第二實(shí)施例的中間的剖視圖，其大部分與第一實(shí)施例相同。分離器60具有稍稍不同的空氣出口瀉槽71，其比第一實(shí)施例的瀉槽更小，因此增大了葉片2的面積。在如圖6所示的優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一系列6個(gè)葉片，但可提供任何合適數(shù)量。計(jì)算流體動力分析顯示，7%的空氣流經(jīng)過分離器1，但是其在吸入管下側(cè)的位置捕獲了可進(jìn)入吸入管的相對較大量的大塊水。分離器能夠每米管寬每秒除去至少20升的大塊水。根據(jù)本發(fā)明的分離器I提供了優(yōu)于沒有這種分離器的現(xiàn)有技術(shù)吸入系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)。該分離器提供了額外的“最后機(jī)會”裝置以防止水進(jìn)入渦輪機(jī)，使得即使在初始過濾器被覆沒的情況下，也能防止大塊水到燃?xì)鉁u輪的災(zāi)難性進(jìn)入。因此該分離器保護(hù)避免水侵入空氣吸入口中并防止水損壞發(fā)動機(jī)和其他下游裝置。由此，便于連續(xù)的系統(tǒng)運(yùn)行，并且提供了增加的燃?xì)鉁u輪穩(wěn)定性。分離器可被設(shè)計(jì)成適應(yīng)任何吸入管并且可被向后裝配到現(xiàn)有的空氣吸入口。該分離器招致了空氣流的最小壓力損失。如上文指出的，7%的進(jìn)入空氣經(jīng)過該裝置。另外，該裝置沒有移動零件，不需要維護(hù)，并且招致了零運(yùn)行費(fèi)用。 當(dāng)安裝在船上時(shí)，本發(fā)明提供了維持船及其系統(tǒng)工作的額外優(yōu)點(diǎn)，并且避免了高昂的燃?xì)鉁u輪修理和替換費(fèi)用。在一優(yōu)選實(shí)施例中，分離器完全由鋁制成，因?yàn)槠淞己玫膹?qiáng)度和耐腐蝕性以及相對較輕的重量。備選材料例如包括不銹鋼或塑料。在另一實(shí)施例中，提出在分離器的下方包括堅(jiān)固的貯槽以收集侵入水。在船上，這可能要求船結(jié)構(gòu)的周圍區(qū)域的堅(jiān)固的重新設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種分離器，用于安裝在燃?xì)鉁u輪空氣吸入管的下表面或側(cè)表面上且用于除去進(jìn)入所述管的液體，所述分離器包括一個(gè)或更多流引導(dǎo)部件，所述流引導(dǎo)部件沿向上方向突起，以截?cái)嘁后w流并引導(dǎo)所述液體離開所述燃?xì)鉁u輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其特征在于，所述分離器的下游區(qū)域具有大體上環(huán)形的截面，由此，空氣和液體的流在所述下游區(qū)域中順著大體上環(huán)形的路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的分離器，其特征在于，所述分離器相對水平線以大約35度的角度設(shè)置。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，所述流引導(dǎo)部件包括葉片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分離器，其特征在于，所述葉片安裝在包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的框架中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的分離器，其特征在于，所述葉片向上延伸超出所述側(cè)壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中的任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，在所述葉片下方提供托盤，以朝向所述分離器的下游區(qū)域引導(dǎo)液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中的任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，所述葉片相對于流動方向傾斜地定向。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中的任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，所述葉片布置成V形。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中的任一項(xiàng)所述的分離器，其特征在于，所述葉片安裝在側(cè)向支座中，所述側(cè)向支座使所述葉片朝所述流動方向成角度，由此，所述液體流被向下引導(dǎo)且離開所述管。
11.一種用于燃?xì)鉁u輪的空氣吸入系統(tǒng)，包括管和分離器，空氣穿過所述管而流到燃?xì)鉁u輪，所述分離器設(shè)置在所述管的下表面或側(cè)表面，以從所述空氣流分離液體，所述分離器沿著流動方向延伸，由此，進(jìn)入所述管的所述液體中的至少一些流過且流入所述分離器，所述分離器包括一個(gè)或更多流引導(dǎo)部件，所述流引導(dǎo)部件在管下表面上方向上突起，以截?cái)嗨鲆后w并引導(dǎo)所述液體離開所述燃?xì)鉁u輪。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣吸入系統(tǒng)，其特征在于，所述分離器的下游區(qū)域具有大體上環(huán)形的截面，由此，空氣和液體的流在所述下游區(qū)域中順著大體上環(huán)形的路徑。
13.一種用于燃?xì)鉁u輪的空氣吸入系統(tǒng)，用于從空氣流除去水，所述系統(tǒng)包括管，在所述管中，第一水/空氣分離器定位在上游位置，并且第二水/空氣分離器定位在所述第一分離器的下游，所述第二分離器設(shè)置在所述管的下側(cè)或側(cè)部，以除去經(jīng)過所述第一分離器的大塊量水。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的空氣吸入系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分離器能夠每米管寬每秒除去至少20升的水。
15.一種基本上如在此參考附圖所描述的分離器。
16.一種基本上如在此參考附圖所描述的用于燃?xì)鉁u輪的空氣吸入系統(tǒng)。
全文摘要
一種分離器(1)，包括從空氣吸入管(41)的下表面(43)向上突起的多個(gè)葉片(2)，以將水流(6)從空氣分離。該分離器(1)還包括使用漩渦效應(yīng)提高水和氣的分離的旋流分離器(4)。
文檔編號B01D45/04GK102861492SQ20121032374
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者A·R·派克, R·C·科斯格羅夫, S·D·海納 申請人:牽牛星過濾技術(shù)有限公司