Воздухоочистительное устройство

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке воздухоочистительных устройств для газотурбинных двигателей, применяемых в газоперекачивающих агрегатах и газотурбинных электростанциях. Воздухоочистительное устройство содержит расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, трубопровод, газовод, отведенный от трубопровода и заканчивающийся коллекторами, выполненными с направляющими горячий воздух щелями и подведенными к воздухозаборным камерам. Между трубопроводом и газоводом выполнена переходная камера, а газовод выполнен из ступенчато расширяющихся участков с соотношением площадей поперечного сечения каждого последующего участка к предыдущему не более чем 2:1. Технический результат: снижение уровня шума при работе устройства до допустимых значений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке воздухоочистительных устройств (ВОУ) для газотурбинных двигателей, применяемых в газоперекачивающих агрегатах (ГПА) и газотурбинных электростанциях.

Известен батарейный циклон (патент РФ №2115485, В04С 5/20), содержащий расположенные ярусами воздухозаборные камеры, осадкозадерживающие козырьки, циклонные элементы, систему подогрева воздуха, трубопровод и газоводы, заканчивающиеся коллекторами, имеющими направляющие горячий воздух щели, плоскость которых пересекает входные зоны для атмосферного воздуха.

Известное устройство является наиболее близким к предлагаемому техническому решению и взято за прототип.

Недостатком известного изобретения является возникновение повышенного уровня шума, превышаемого допускаемые санитарные нормы при отборе воздуха с высоким давлением, например от компрессора, так как при выходе воздуха из трубопровода создается поток с высокой скоростью (сверхзвук).

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение уровня шума при работе устройства и обеспечение равномерного перемешивания горячего и циклового воздуха.

Технический результат достигается тем, что в воздухоочистительном устройстве, содержащем расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, трубопровод, газовод, отведенный от трубопровода и заканчивающийся коллекторами, выполненными с направляющими горячий воздух щелями и подведенными к воздухозаборным камерам, между трубопроводом и газоводом выполнена переходная камера, в которой происходит снижение скорости горячего воздуха, а газовод выполнен из ступенчато расширяющихся участков с соотношением площади поперечного сечения каждого последующего к предыдущему не более чем 2:1.

Техническое решение достигается также тем, что воздухоочистительное устройство содержит теплозвукоизолирующее многослойное покрытие по всей длине трубопровода, переходной камеры и газовода.

На фиг.1 показана общая схема воздухоочистительного устройства.

На фиг.2 показана схема движения потоков воздуха под осадкозадерживающими козырьками.

На фиг.3 представлена схема движения горячего воздуха в переходной камере.

Воздухоочистительное устройство содержит трубопровод высокого давления 1, переходную камеру 2, газовод 3, состоящий из ступенчато расширяющихся участков. Переходная камера 2 включает входной патрубок, представляющий из себя конечный участок трубопровода 1, и выходной патрубок, являющийся одновременно начальным участком газовода 3. Входной патрубок снабжен торцевой заглушкой и имеет боковую перфорацию. Переходная камера 2 включает элементы, предназначенные для изменения направления и снижения скорости потока воздуха. Газовод 3 заканчивается коллекторами 4, в которых выполнены направляющие горячий воздух щели 5. Коллекторы 4 подведены к воздухозаборной камере 6 с циклонными элементами 7, где поток горячего воздуха 8 перемешивается с потоком циклового воздуха 9 под осадкозадерживающим козырьком 10.

Воздухоочистительное устройство работает следующим образом.

Поток горячего воздуха, выходя из трубопровода высокого давления 1 (например, от компрессора), попадает в переходную камеру 2 (фиг.3), проходит в зону перфорации А, разбивается на тонкие струйки, изменяет направление движения на 90° Б, выходит в кольцевое пространство переходной камеры В. При этом теряется кинетическая энергия струй, поток тормозится, происходит повышение температуры воздуха, после чего воздух проходит по расширяющимся участкам газовода 3 Г. Благодаря внезапному расширению потока на его периферии образуются турбулентные возмущения, тормозящие весь поток. При прохождении по ступенчато расширяющимся участкам газовода поток горячего воздуха стабилизируется, но не разгоняется, его давление падает, а скорость по сечению выравнивается.

В коллекторы 4 горячий воздух поступает с низкой скоростью, что обеспечивает его низкошумное истечение через щели 5 коллекторов с одинаковой скоростью по всей их длине, обеспечивающее, в свою очередь, равномерное перемешивание с цикловым воздухом. Подогретый воздух, обеспечивающий отсутствие льдообразования (инееобразования), поступает на циклонные элементы, где проходит требуемую очистку и подается на вход газотурбинной установки.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет снизить уровень шума при работе устройства до допустимых значений и обеспечить равномерный подогрев циклового воздуха.

1. Воздухоочистительное устройство, содержащее расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, осадкозадерживающие козырьки, трубопровод, газовод, отведенный от трубопровода и заканчивающийся коллекторами, выполненными с направляющими горячий воздух щелями и подведенными к воздухозаборным камерам, отличающееся тем, что между трубопроводом и газоводом выполнена переходная камера, а газовод выполнен из ступенчато расширяющихся участков с соотношением площадей поперечного сечения каждого последующего участка к предыдущему не более чем 2:1.

2. Воздухоочистительное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит теплозвукоизолирующее многослойное покрытие по всей длине трубопровода, переходной камеры и газовода.