ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
AIR CLEANER FOR SHIP POWER PLANES

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими.
Известна система очистки воздуха (см. патент GB 2136313, 19.09.1984, B01D 45/08), которая включает установленные по ходу воздуха три ступени очистки, из которых первая и третья ступени - жалюзийные сепараторы, а вторая ступень - установленный между ними с возможностью выема фильтр-коагулятор. При этом сепараторы состоят из вертикально установленных зигзагообразных в сечении профилей с влагоулавливающими элементами, а фильтр-коагулятор выполнен в виде полотна из синтетического волокна, установленного в вертикальном каркасе, обеспечивающем зигзагообразность полотна и расположенном перпендикулярно относительно продольной оси системы. Кроме того, нижняя часть системы снабжена устройством отвода отделенной от воздуха влаги - прототип.
Эта система обеспечивает достаточно высокую эффективность очистки воздуха от влаги, однако в силу конструктивных особенностей сепарирующих элементов в объеме первой и второй ступеней этих элементов располагается очень много, что приводит к значительному аэродинамическому сопротивлению, так как для достижения высокой эффективности требуются достаточно высокие скорости для обеспечения вывода из воздуха примесей, а следовательно, и небольшие зазоры между элементами, поэтому установка (крепление) сепарирующих элементов оказывает значительное влияние на характеристики сепараторов. Следует отметить, что повышение аэродинамического сопротивления тракта приема воздуха газотурбинного двигателя, включающего систему очистки воздуха, приводит к снижению его мощности относительно номинальной (ок. 2%/1000 Па). Технология установки и крепления сепарирующих элементов является сложной и трудоемкой. Устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью в части эффективности из-за возможности попадания отсепарированной влаги в очищенный воздух.
Принятое, при организации вывода отсепарированной влаги, крепление сепарирующих элементов приводит, при значительном обводнении воздуха, к ее выносу с поверхности листа, в котором установлены сепарирующие элементы, в очищенный воздух.
Задачей предлагаемого и изобретения является снижение трудоемкости изготовления устройства, повышение его эксплуатационной надежности за счет предотвращения попадания отсепарированной влаги в очищенный воздух и повышение технологичности конструкции устройства.
Для решения поставленной задачи воздухоочистительное устройство для судовых энергетических установок, включающее расположенные в корпусе по ходу воздуха три ступени очистки для удаления из воздуха находящихся в нем влаги и солей, из которых первая и третья ступени представляют собой сепараторы, состоящие из набора профилированных жалюзи, а вторая ступень выполнена в виде установленного между ними, с возможностью выема, фильтра-коагулятора, и размещенные в нижней части корпуса сепараторов выводы отсепарированной из воздуха влаги, по изобретению узлы крепления профилей сепараторов первой и третей ступеней выполнены в виде набора взаимозаменяемых гребенчатых державок, имеющих под профилированные жалюзи ответные гнезда в форме прорезей, распределенных по длине державок с заданным шагом, и установлены с зазором между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов, образующим пространство для сбора и удаления отсепарированной влаги.
Кроме того, зазор между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов образован пластинчатыми ребрами, по длине которых образованы выемки для свободного протока отсепарированной влаги, а державки имеют в поперечном сечении форму уголка.
Выполнение узлов крепления профилей сепараторов первой и второй ступеней воздухоочистительного устройства в виде набора взаимозаменяемых гребенчатых державок с прорезями под профилированные жалюзи позволит произвести точную установку сепарирующих элементов в корпус первой и второй ступеней для обеспечения характеристик по эффективности и аэродинамическому сопротивлению, повысить технологичность изготовления устройства.
Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении эффективности воздухоочистительного устройства за счет уменьшения вероятности вторичного обводнения очищенного воздуха, высокой точности установки сепарирующих элементов с одновременным упрощением конструкции первой и третьей степеней, а также снижении материалоемкости и трудоемкости изготовления, повышении технологичности сепараторов первой и третьей ступеней за счет крепления сепарирующих элементов, в конструкции которого отсутствует «трубная доска», т.е. заделка сепарирующих элементов в перфорированный лист, поэтому вся уловленная влага беспрепятственно поступает во влагосборную камеру и далее в дренажные патрубки. В результате внедрения изобретения повышается эксплуатационная надежность, технологичность изготовления и высокая эффективность на всех режимах работы двигателя.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - вид сбоку устройства на фиг.1 - разрез по А-А, на фиг.3 - разрез по В-В на фиг.1 с сепарирующими элементами, на фиг.4 - узел установки сепарирующих элементов.
Воздухоочистительное устройство для судовых энергетических установок включает корпус 1, в котором расположены по ходу движения воздуха три ступени очистки, из которых первая 2 и третья 3 ступени представляют собой сепараторы, состоящие из набора профилированных жалюзи 4, а вторая ступень выполнена в виде установленного между ними, с возможностью выема, фильтра-коагулятора 5. Имеет размещенные в нижней части корпуса сепараторов 2, 3 выводы отсепарированной из воздуха влаги 6 и 7. Узлы крепления профилей сепараторов первой 2 и третей ступеней 3 выполнены в виде набора взаимозаменяемых гребенчатых державок 8 и 9 и установлены с зазором между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов 1, образующим пространство для сбора и удаления отсепарированной влаги. Зазор между гребенчатыми державками и основанием корпуса сепараторов образован пластинчатыми ребрами 10, по длине которых образованы выемки 11 для свободного протока отсепарированной влаги.
Воздухоочистительное устройство работает следующим образом.
Очищаемый воздух проходит последовательно все три ступени устройства. Сепаратор первой 2 ступени отсеивает большую часть влаги, состоящую в основном из крупнодисперсных капель, которая по поверхности жалюзи 4 в виде пленки стекает в водосборную камеру, образованную гребенчатыми державками 9, основанием корпуса 1 сепараторов и пластинчатыми ребрами 10, и удаляется из устройства через дренажные патрубки 6. Более мелкие частицы поступают во вторую ступень 5 - фильтр-коагулятор, где мелкие частицы воды укрупняются и уже в виде крупных капель поступают на третью ступень 3, состоящую из жалюзийных сепараторов, которая работает аналогично первой ступени 2. Отсепарированная собранная в нижней части корпуса влага удаляется из устройства через дренажный патрубок 7.
Предлагаемое воздухоочистительное устройство позволит уменьшить металлоемкость устройства и трудоемкость его изготовления, повысить технологичность конструкции и обеспечить высокую эффективность и расчетное аэродинамическое сопротивление на всех режимах работы двигателя, что его выгодно отличает от прототипа.