ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
AIR-CLEANING DEVICE

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовке его к подаче в компрессор газотурбинного двигателя (ГТД), например газоперекачивающих агрегатов, газотурбинных электростанций для защиты газовоздушного тракта ГТД от попадания пыли, осадков и обледенения.
Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является воздухоочистительное устройство для ГТД (патент РФ №2504420 от 31.07.2012), принятое за прототип. Воздухоочистительное устройство (ВОУ) содержит воздухоприемную камеру, осадкозадерживающие козырьки, воздушные фильтры, расположенные ярусами в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха с подводящим трубопроводом и соединенным с ним через шумоглушитель закольцованным отводящим трубопроводом. Закольцованный отводящий трубопровод снабжен сообщенными с ним патрубками, равномерно распределенными по периметру зоны всасывания, и имеет ряд круглых отверстий в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры и в патрубках.
Недостатком конструкции воздухоочистительного устройства, принятого за прототип, является то, что при наличии атмосферного ветра, скорость которого 2,5 м/с и более, часть теплого воздуха, полученного при смешивании горячего воздуха, поступающего из системы подогрева циклового воздуха, и атмосферного воздуха, поступающего на вход ГТД, выносится ветром из-под осадкозадерживающих козырьков. Вследствие этого происходит перераспределение теплого воздуха по поверхности фильтров, вследствие чего часть фильтров (с наветренной стороны) не получает достаточного количества тепла и на их поверхностях происходит образование инея и обледенение. В связи с этим снижается эффективность работы системы подогрева циклового воздуха, происходит повышение гидравлического сопротивления на фильтрах, что приводит к снижению КПД ГТД.
Технической задачей изобретения является устранение указанного недостатка.
Технический результат достигается тем, что в воздухоочистительном устройстве, содержащем воздухоприемную камеру, осадкозадерживающие козырьки, воздушные фильтры, расположенные в воздухоприемной камере, систему подогрева циклового воздуха, в которой отводящий трубопровод снабжен патрубками с отверстиями и в нем в горизонтальной плоскости со стороны воздухоприемной камеры также выполнены отверстия, между патрубками отводящего трубопровода установлены поперечные перегородки, причем нижние края осадкозадерживающего козырька и перегородок размещены в одной горизонтальной плоскости.
Отличительные признаки являются существенными, поскольку установка поперечных перегородок и выполнение нижнего края осадкозадерживающего козырька и перегородок в одной горизонтальной плоскости позволяет снизить зависимость работы системы подогрева циклового воздуха от ветра.
Перегородки, установленные между патрубками, позволяют разбить поток атмосферного воздуха равномерно и направить его к патрубкам системы подогрева циклового воздуха. Горячий воздух, поступающий из системы подогрева циклового воздуха, смешивается с атмосферным воздухом и равномерно распределяется под осадкозадерживающим козырьком по поверхности фильтров.
Нижний край осадкозадерживающего козырька располагают в одной плоскости с перегородками и он выполняет функцию дополнительной перегородки.
Изобретение поясняется эскизами (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).
На фиг. 1 показан общий вид воздухоочистительного устройства. На фиг. 2 показан вид сверху воздухоочистительного устройства. На фиг. 3 приведена изометрия с разрезом козырька по плоскостям симметрии.
Устройство состоит из воздухоприемной камеры 1, осадкозадерживающих козырьков 2 с вертикальной нижней частью 3, воздушных фильтров 4, закольцованного отводящего трубопровода 5 с патрубками 6 системы подогрева циклового воздуха, поперечных перегородок 7 и кронштейнов 8 (шумоглушитель и подводящий трубопровод системы подогрева циклового воздуха не показаны).
Поперечные перегородки 7 установлены между патрубками системы подогрева циклового воздуха 6 и прикреплены к силовым элементам ВОУ (кронштейнам 8 и к корпусу воздухоприемной камеры 1). Противоположная сторона поперечных перегородок 7 не жестко прикреплена к нижней части 3 осадкозадерживающих козырьков 2. К крайним перегородкам со стороны торцов перпендикулярно установлены дополнительные поперечные перегородки 9.
Край нижней части 3 осадкозадерживающих козырьков 2 выполнен в одной плоскости с нижним краем поперечных перегородок 7.
При отсутствии перегородок 7 с наветренной стороны образуется зона холодного воздуха между боковой стороной осадкозадерживающего козырька 2 и боковой стороной воздухоприемной камеры 1, в то время как с противоположной, подветренной стороны скапливается горячий воздух в симметрично расположенной зоне.
Высота поперечных перегородок 7 определяется расчетно-экспериментальным путем, исходя из условия оптимального расстояния между нижнем краем поперечной перегородки 7 и нижнем краем воздушного фильтра 4, достаточным для поворота холодного воздуха, его перемешивания с горячим воздухом и, при достижении нижнего края воздушного фильтра 4, для максимально возможного равномерного прогрева и распределения в горизонтальной плоскости.
В поперечных перегородках 7, закрепленных к корпусу воздухоприемной камеры 1, имеется окно 10 для прокладки закольцованного отводящего трубопровода 5 системы подогрева циклового воздуха.
При необходимости, со стороны нежесткого крепления верхняя часть поперечных перегородок 7 усекается под профиль осадкозадерживающих козырьков 2.
Устройство работает следующим образом.
Поток атмосферного воздуха, имеющий скорость и направление, соответствующие скорости ветра, заходя под осадкозадерживающие козырьки 2, ускоряется. Наличие нижней части 3 позволяет получить больше времени для поворота до достижения трубопровода 5 и патрубков 6 системы подогрева циклового воздуха. Поперечные перегородки 7 разделяют этот поток на отдельные потоки, которые, подходя к трубопроводу 5 и патрубкам 6, имеют направление скорости вверх (к воздушным фильтрам 4), благодаря чему горячий воздух, выходящий из круглых отверстий трубопровода 5 и патрубков 6, смешивается с атмосферным воздухом более равномерно, не образуя с наветренной стороны - холодных, а с подветренной - горячих зон. Далее смешанный теплый воздух поступает на вход к воздушным фильтрам 4, равномерно распределяясь по их поверхности, и затем в воздухоприемную камеру 1.
Нижняя часть 3 осадкозадерживающего козырька 2, выполняющая функцию перегородки по всему периметру, дополнительно уменьшает вынос ветром теплого воздуха, полученного при смешивании горячего воздуха, поступающего из системы подогрева циклового воздуха и патрубков 6, и атмосферного воздуха, поступающего на вход ГТД из-под осадкозадерживающих козырьков 2.
Таким образом, предлагаемое изобретение из-за меньшей зависимости от направления и скорости ветра позволяет более равномерно распределить тепло по поверхности воздушных фильтров, защищая их от инееобразования и обледенения, а значит, повышает эффективность системы подогрева циклового воздуха и эффективность работы воздухоочистительного устройства в целом.