用于燃气涡轮进气口的过滤器结构和方法技术

本发明专利技术的过滤器是滤芯过滤器，所述滤芯过滤器包括可以维持处于空气流中的过滤介质过滤颗粒以保护燃气涡轮动力系统。所述过滤器结合了机械上能够胜任的过滤器结构和有效的过滤介质，以便获得有用的系统。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】本申请作为PCT国际专利申请于2009年6月12日提交，指定除美国外的所有国家时以美国公司唐纳森公司为申请人，仅指定美国时以美国公民Michael ff.Handley，MarkBrandenhoff, Kirit Patel 和 Timothy D.Sporre 为申请人。相关申请的引用本申请根据35 USC 119(e)以适当的程度要求申请日为2008年6月13日的美国临时申请61/061，408的优先权。美国专利申请61/061，408的全部公开内容在此被结合入本文作为引用。
本专利技术涉及空气过滤器系统。在某些应用中，本专利技术涉及用于燃气涡轮系统的空气进气流的空气过滤器。本申请还提供了实现所述效果的过滤方法。
技术介绍
尽管本专利技术可适用于不同的应用中，本专利技术被开发用于燃气涡轮过滤器系统。燃气涡轮系统可用于发电。所述类型的系统非常便捷，因为它们可被快速构造；它们还非常理想，因为它们与基于燃煤或燃油的涡轮系统相比产生更少的有害排放物。燃气涡轮利用空气用于燃烧目的。由于这些类型的系统中的精密运动件，需要净化助燃空气。为了确保净化用于燃烧的空气，采用空气过滤器将进入燃气涡轮系统的空气进行净化。采用过滤器净化燃气涡轮的进气。用于净化的过滤介质经过一段时间后会承载杂质(污染物)。过滤器被一直使用直到被堵塞(杂质阻止所有流体流过介质)或直到达到预定的限制水平。两者均与流体和使流体运动所必需的工作有关。由于较高的限制，要么允许流过的流体太少，要么需要大量的工作以使需要的流体运动。
技术实现思路
本专利技术的过滤器是这样的一种过滤器，所述过滤器包括一结构，所述结构可以维持空气流中的过滤介质过滤颗粒，以保护燃气涡轮动力系统。所述过滤器结合了机械上能胜任的过滤器结构和有效的过滤介质，以便获得有用的系统。【附图说明】与本说明书结合并构成本说明书一部分的附图示出了本专利技术的若干个方面，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。附图的简要说明如下:图1是按照本专利技术原理构造的具有多个过滤元件的燃气涡轮系统的进气口的第一实施例的不意性侧视图；图2是按照本专利技术原理构造的具有多个过滤元件的燃气涡轮系统的进气口的第一实施例的不意性侧视图；图3是按照本专利技术原理构造的用于燃气涡轮的进气系统的过滤元件的一个实施例的透视图；图4是按照本专利技术原理构造的用于燃气涡轮系统的具有本专利技术的PTFE过滤介质的另一(过滤)元件的另一实施例的透视图；图5是按照本专利技术原理构造的用于燃气涡轮系统进气口的具有本专利技术的PTFE过滤介质的另一过滤元件的俯视平面图；图6是图5所示(过滤)元件的正视图；图7是图6所示过滤元件的右侧视图；图8-12是按照本专利技术原理构造的用于燃气涡轮系统进气口的过滤元件的其它实施例的示意性剖视图；图13是按照本专利技术原理构造的用于燃气涡轮系统进气口的过滤元件的另一实施例的透视图；图14-18是本专利技术的介质的剖视图。【具体实施方式】耐用、有效的过滤器包括能够反复暴露于颗粒、水和其它环境条件下而不发生退化的过滤介质。对颗粒和液体渗入提供屏障的疏水性材料是有用的。可使用的合适过滤材料包括膨体聚四氟乙烯(PTFE)膜。膨体PTFE过滤器用于本专利技术。膨体PTFE根据美国专利号3，953，566，3，962，153，4，096，227，和4，187，390制成，上述文献特别在此被结合入本文作为引用，以便披露聚合物及其膨体(膨胀)。该材料通过加热并沿至少一个方向快速膨胀PTFE而形成。当以这种方式加工时，膨体PTFE形成由小纤维相互连接的聚合节点的微观结构。节点和小纤维之间的空间是允许空气和水蒸气通过的微孔，但是太小而不允许液态水或甚至是微小水滴通过。整体结构对于颗粒是屏障。用于本专利技术的膨体(expanded) PTFE过滤材料包括单层的膨体PTFE膜，所述层的厚度大于0.1mm或厚度为0.1-1mm厚。最终的片材理想地具有下述特性。孔径为大于0.1微米达到10微米，而渗透范围为2-40fpm。可通过ASTM f31 6_03利用毛细管流量气孔计(Porous Materials, Inc., Ithaca，NY 的 Model CFP 1500 AEXL)进行孔径测量。用于本专利技术的优选膨体PTFE过滤器在0.3微米具有的过滤效率为60-99.9%或更高。理想地，在0.3微米过滤器的效率为99.0-99.9%。利用提供由相互连接的小纤维的节点制成的膨胀层的工艺制造膨体PTFE材料，通常被认为与层形成有关。优选的氟化热塑性材料是聚四氟乙烯，不过，可以使用其它氟化材料，例如氟化乙烯丙烯(FEP)和其它的氟化热塑性材料。所述材料包括四氟乙烯，聚三氟氯乙烯和其它氟化材料的共聚物。其它合适的薄膜包括由聚丙烯和聚乙烯制成的膜材料。用于织物中的膨体PTFE的多孔层可以是膨胀的、多孔的PTFE层，所述PTFE层可以满足防水的要求，同时还允许气体流(例如空气和水蒸汽)可渗透穿过。膨胀的多孔PTFE层本身(固有的)是疏水性的并且包含孔，所述孔即使在可观的压力下或当被摩擦或弯曲时可以阻止液态水的进入，但方便允许气体的流过。与通过扩散传送水并且对于大量(bulk)气流是不可渗透的具有密封或闭合的孔的传统PTFE层织物材料不同，本专利技术的渗透性通过使空气和水蒸气的气流穿过所述层到达净化侧来实现。PTFE过滤材料随后被层叠或层压至多孔衬底材料，例如多孔聚酯无纺布、纸、毡、烧结聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺等。为了增大暴露的表面积，过滤材料可随后被折叠成多个褶皱并随后以“波纹”或“褶皱”方向安装在过滤装置内。褶皱材料可形成为圆柱状或“管状”并随后例如通过使用粘合剂(氨基甲酸乙酯，热熔胶等)或超声波焊接结合在一起。所述结构通常包括PTFE层，所述PTFE层是基本无任何填充通过将PTFE伸展成伸长的多孔织物而形成的孔的作用剂(媒介)。具有小孔径的疏水性PTFE层可充当对颗粒和浮质(气溶胶)的屏障，或利用其疏水性质抵制(排斥)液剂。过滤器可包括外层，为可用于保护PTFE层免于受损、受污染或磨损的编织材料或非纺织材料。通常，利用各种制造技术可以将外层与PTFE层结合；不过，所述结合优选利用热结合或粘合剂层压技术制造。热结合至外壳(外层)是优选的方法。在其它的多层结构中，PTFE层可紧邻外壳(外层)材料层叠，而非层压。例如，PTFE层可与外壳(外层)缝合在一起。过滤器还可包括反应层，所述反应层包括吸收材料或吸附材料，在穿过织物时主动从周围环境吸收、吸附和/或释放气态化学物或生物战剂。在所述层中可以存在各种活性化学处理材料和活性和/或惰性吸附剂或吸收剂。 A.图1的系统在图1中，附图标记20示出了燃气涡轮进气系统的示意性剖视图。系统20包括具有空气入口侧22和空气出口侧23的腔室21。空气通过沿着空气入口侧22设置的多个垂直间隔的入口罩26进入腔室21。尽管没有要求，入口罩26用于保护系统20的内部过滤器免受雨、雪和阳光的影响。另外，入口罩26被设置成使得进入入口罩26的空气首先朝向箭头27所示的向上方向，并随后通过偏转板28转向成沿箭头29所示的向下方向。最初向上运动的空气导致空气流中的一些颗粒物质和水分沉淀或积聚在入口罩26的下部区域30。随后向下运动的空气迫使腔室21内的灰尘向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤介质，包括：深度载荷结构，所述深度载荷结构包括具有锚固表面的多孔湿法基片，其中所述多孔湿法基片包括双组分纤维和选自过滤纤维、粘合纤维、强化纤维和反应性纤维的至少一种其它类型的纤维；PTFE膜，所述PTFE膜被设置在所述多孔湿法基片的锚固表面上；和纳米纤维介质层，所述纳米纤维介质层被设置在所述多孔湿法基片的锚固表面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T·D·斯波瑞，M·布兰登霍夫，K·帕特尔，M·W·汉德利，
申请(专利权)人：唐纳森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US