專利名稱：過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種過濾器。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于在燃?xì)鉁u輪進(jìn)氣系統(tǒng)中使用的改進(jìn)的過濾器。
背景技術(shù)：
例如燃?xì)鉁u輪的動(dòng)力產(chǎn)生設(shè)備使用大量的進(jìn)氣用于燃燒。為了保持該燃?xì)鉁u輪適合的性能，會(huì)過濾該進(jìn)氣以除去不需要的灰塵、濕氣以及其它可損壞該燃?xì)鉁u輪的部件的污染物。主要過濾該進(jìn)氣的過濾器典型地在位于殼體內(nèi)的框架上布置成陣列。已知的過濾器可以是V單元小褶皺型的靜態(tài)過濾器。也即，各個(gè)過濾器具有一系列布置成V形并在頂點(diǎn)處連接到一起的成對平板過濾介質(zhì)。已知的過濾器包括限定了多個(gè)矩形開口的框架。相應(yīng)的平板過濾介質(zhì)橫跨各個(gè)矩形開口。該平板過濾介質(zhì)必須橫跨的矩形開口的尺寸是重要的，并決定了可通過該已知過濾器的空氣的量。典型的已知過濾器的矩形開口的尺寸大約是20英寸寬以及12英寸高。 褶皺的尖端和凹部在基本平行于該高度的方向上延伸并在基本平行于該寬度延伸的方向上粘合。在某些情況下，已知過濾器可能會(huì)遭受平板過濾介質(zhì)“彎曲”的情況。也即，在跨過該平板過濾介質(zhì)的預(yù)定力(例如相對較大的壓降)下，該平板過濾介質(zhì)會(huì)撓曲或沿著氣流方向移動(dòng)。這樣的撓曲或移動(dòng)可損壞該平板過濾介質(zhì)，以及不利地影響過濾性能和使用
壽命ο因此，提供一種通過在空氣流過過濾部分期間限制過濾器介質(zhì)的移動(dòng)而提供加長的使用壽命的過濾器組件是有益的。提供這樣一種過濾器組件是有益的該過濾器組件會(huì)提供經(jīng)過它的增大的氣流。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)至少一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種過濾器組件，其包括用于安裝該過濾器組件的框架。該框架限定了矩形開口。槽設(shè)置在該矩形開口的周邊的至少一部分的周圍。過濾器介質(zhì)褶皺群設(shè)置在框架中的槽中。該過濾器介質(zhì)褶皺群延伸橫過框架中的整個(gè)矩形開口。該過濾器介質(zhì)褶皺群從以第一方向流過過濾器介質(zhì)的氣體中分離出顆粒。支承結(jié)構(gòu)可以與框架連接。該支承結(jié)構(gòu)與過濾器介質(zhì)褶皺群接合，以在氣體以第一方向流過過濾器介質(zhì)時(shí)限制過濾器介質(zhì)褶皺群的移動(dòng)。本發(fā)明的另一方面是一種V單元過濾器組件，其包括用于安裝該過濾器組件并限定了矩形開口的框架。槽形成在框架內(nèi)并設(shè)置在矩形開口的周邊的一部分的周圍。過濾器介質(zhì)褶皺群設(shè)置在框架中的槽中，并且延伸橫過框架中的矩形開口。該過濾器介質(zhì)褶皺群從以第一方向流過該過濾器介質(zhì)的氣體中分離出顆粒。支承結(jié)構(gòu)可以與框架的安裝部分和端部部分連接。該支承結(jié)構(gòu)與過濾器介質(zhì)褶皺群接合，以在氣體以第一方向流過過濾器介質(zhì)時(shí)限制過濾器介質(zhì)褶皺群的移動(dòng)。當(dāng)該過濾器介質(zhì)褶皺群暴露于由在跨過該過濾器介質(zhì)
3褶皺群的至少6英寸水的表壓力差下沿第一方向流動(dòng)的氣體引起的力時(shí)，其基本上不被損壞。本發(fā)明的又一方面是一種過濾器組件，其包括用于安裝該過濾器組件并限定了矩形開口的框架。槽形成在該框架內(nèi)并設(shè)置在矩形開口的周邊的一部分的周圍。過濾器介質(zhì)褶皺群設(shè)置在框架中的槽中，并且延伸橫過框架中的矩形開口。該過濾器介質(zhì)褶皺群從以第一方向流過該過濾器介質(zhì)的氣體中分離出顆粒。支承結(jié)構(gòu)可以與框架的安裝部分和端部部分連接。該支承結(jié)構(gòu)與過濾器介質(zhì)褶皺群接合，以當(dāng)氣體以第一方向流過過濾器介質(zhì)時(shí)限制過濾器介質(zhì)褶皺群的移動(dòng)。當(dāng)該過濾器介質(zhì)褶皺群暴露于由在跨過該過濾器介質(zhì)褶皺群的至少6英寸水的表壓力差下沿第一方向流動(dòng)的氣體引起的力時(shí)，其基本上不被損壞。


通過參照附圖閱讀以下描述，本發(fā)明的另外的特征對于本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員來說會(huì)變得顯而易見。圖1是過濾器組件的示意圖，其根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面構(gòu)造，用于和燃?xì)鉁u輪的進(jìn)氣系統(tǒng)一起使用；圖2是圖1所示的進(jìn)氣系統(tǒng)的一部分的放大透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面、用于在圖1-2所示的進(jìn)氣系統(tǒng)中使用的過濾器組件的透視圖；圖4是圖3所示的過濾器組件的正視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的過濾器組件的一部分的透視圖；圖6是圖5所示的過濾器組件的一部分的分解透視圖；圖7是過濾器組件的端部部分的放大截面圖；以及圖8是過濾器組件的一部分的放大透視圖。部件列表動(dòng)力產(chǎn)生單元20
燃?xì)鉁u輪22
進(jìn)氣過濾器系統(tǒng)24
發(fā)電機(jī)26
殼體40
框架42
過濾器組件或過濾器44
空氣壓縮機(jī)段60
燃燒器段62
渦輪段64
罩66
去霧器68
豎直支承件 82
水平支承件 84
過濾器框架 100
凸緣102
前導(dǎo)軌14
側(cè)導(dǎo)軌或“端蓋”106
后導(dǎo)軌108
矩形開口120
槽122
過濾器介質(zhì)褶皺群140
支承結(jié)構(gòu)160
構(gòu)件162
加強(qiáng)部分164
端部部分166
端面168
粘合劑180
具體實(shí)施例方式圖1示意了動(dòng)力產(chǎn)生單元20。該動(dòng)力產(chǎn)生單元20包括燃?xì)鉁u輪22和進(jìn)氣過濾器系統(tǒng)M。來自周圍環(huán)境的空氣被吸入進(jìn)氣過濾器系統(tǒng)M以進(jìn)行過濾并輸送到燃?xì)鉁u輪 22。動(dòng)力產(chǎn)生單元20可以用于許多應(yīng)用中的任何應(yīng)用中，例如但不限于通過發(fā)電機(jī)沈產(chǎn)生電功率，或者直接或間接地提供動(dòng)力。進(jìn)氣過濾器系統(tǒng)M包括殼體40。殼體40由任何適合的材料制造，例如金屬片。 殼體40支承框架42。該框架42(圖幻由任何適合的材料制造，例如通過諸如焊接的適合的附連方法固定到彼此上的金屬管、槽、梁或者壓出品。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，框架42支承多個(gè)過濾器組件或過濾器44。過濾器44從以一個(gè)方向流過該過濾器的空氣中移除污染物，例如灰塵、泥垢、濕氣、鹽、碳和其它污染物。這些污染物可能傾向于降低燃?xì)鉁u輪22的性能或縮短其使用壽命。殼體40可以有數(shù)層樓高，且可以包括多達(dá)數(shù)百個(gè)過濾器44，這些過濾器可以由數(shù)個(gè)框架42保持。燃?xì)鉁u輪22 (圖1)包括空氣壓縮機(jī)段60，空氣壓縮機(jī)段60將進(jìn)氣吸入到燃?xì)鉁u輪22中，以在燃燒器段62中燃燒以及在渦輪段64中工作。空氣首先從周圍環(huán)境中通過殼體40的罩66吸入。在進(jìn)氣通過罩66進(jìn)入殼體40時(shí)，其可以首先經(jīng)過預(yù)過濾器或去霧器 68。該空氣然后流過過濾器組件44的陣列，以在其被引導(dǎo)至壓縮機(jī)段60之前被基本或最終過濾。如圖2所示，框架42包括一組豎直支承件82和水平支承件84，它們支承了過濾器組件44的陣列。過濾器組件44可以通過任何適合的裝置保持就位，例如夾具或者閂鎖 (未示出)。該過濾器組件44可以是任何合適的類型的，諸如，例如靜態(tài)V單元小褶皺過濾器筒。在一些實(shí)施例中，過濾器組件44可以構(gòu)造為高效率AltairSupernovaTM過濾器，其可以從通用電氣公司獲得。過濾器組件44可以是任何適合的尺寸、構(gòu)造、構(gòu)型或材料。各個(gè)過濾器組件44(圖3-4)包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面構(gòu)造的過濾器框架100。 該過濾器框架100將過濾器組件44安裝在殼體框架42中。過濾器框架100優(yōu)選地由注射模制的塑料制造。過濾器框架100具有凸緣102，該凸緣可與框架42連接，以將過濾器組件安裝在殼體框架42中。襯墊(未示出)可以環(huán)繞凸緣102的周邊設(shè)置，并位于過濾器組件 44和框架42之間，以在該過濾器組件和該框架之間提供氣密密封。過濾器框架100包括多個(gè)在凸緣102的相對側(cè)之間延伸的前導(dǎo)軌104。一對側(cè)導(dǎo)軌或“端蓋” 106附連到凸緣102上并遠(yuǎn)離其而延伸。過濾器框架100還具有多個(gè)在端蓋 106之間延伸的后導(dǎo)軌108。使用的后導(dǎo)軌108的數(shù)量典型地比前導(dǎo)軌104的數(shù)量少一個(gè)。過濾器框架100限定了多個(gè)矩形開口 120。也即，前導(dǎo)軌104、一對端蓋106和后導(dǎo)軌108的各個(gè)組件限定了相應(yīng)的矩形開口 120。各個(gè)矩形開口 120具有在大約20英寸范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)寬度W(圖4)。各個(gè)矩形開口 120還具有在10英寸到20英寸范圍內(nèi)，并優(yōu)選地在11英寸到18英寸范圍內(nèi)的高度H。將顯而易見的是，可以使用矩形開口 120的任何適合的尺寸。槽122(圖5-7)形成在過濾器框架100的前導(dǎo)軌104、一對端蓋106和后導(dǎo)軌108 的至少部分中。優(yōu)選地，槽122形成在過濾器框架100中，使得其是連續(xù)的并在矩形開口 120的整個(gè)周邊的周圍延伸。各個(gè)過濾器組件44包括多個(gè)過濾器介質(zhì)褶皺群140。過濾器介質(zhì)褶皺群140優(yōu)選地是如圖5-6中最佳地看到的“平板”形式。各個(gè)過濾器介質(zhì)褶皺群140設(shè)置在過濾器框架100中的相應(yīng)的槽122中。過濾器介質(zhì)褶皺群140延伸橫過過濾器框架100中的整個(gè)矩形開口 120。過濾器介質(zhì)褶皺群140從在被傳送到燃?xì)鉁u輪22的正常清潔流的第一方向上流過過濾器介質(zhì)褶皺群的氣體中分離出顆粒。過濾器介質(zhì)褶皺群140由任何適合的材料制造，例如合成纖維、微玻璃或者它們的組合。過濾器介質(zhì)褶皺群140和之前已知的褶皺群相比占據(jù)相對較大的面積。因此，過濾器介質(zhì)褶皺群140提供了相對較大的過濾面積容量，以便空氣經(jīng)過它并被清潔，以用于燃?xì)鉁u輪22中。過濾器介質(zhì)褶皺群140具有沿與得到寬度W所跨過的方向基本上平行的方向延伸的褶皺尖端。各個(gè)過濾器組件44包括多個(gè)支承結(jié)構(gòu)160。各個(gè)支承結(jié)構(gòu)160在相對端處連接到過濾器框架100并延伸橫過濾器介質(zhì)褶皺群140。支承結(jié)構(gòu)160與過濾器介質(zhì)褶皺群140 接合，以便當(dāng)氣體以第一方向流過該過濾器介質(zhì)褶皺群時(shí)限制過濾器介質(zhì)褶皺群的移動(dòng)。 該示例性實(shí)施例中顯示了兩個(gè)支承結(jié)構(gòu)160與各個(gè)過濾器介質(zhì)褶皺群140 —起使用。將顯而易見的是，任何適合數(shù)量的支承結(jié)構(gòu)可以和各個(gè)過濾器介質(zhì)褶皺群140 —起使用。支承結(jié)構(gòu)160在其大部分長度上具有基本T型的截面。將顯而易見的是，支承結(jié)構(gòu)160可以具有任何適合的截面，例如C形、U形或I形。支承結(jié)構(gòu)160具有帶有加強(qiáng)部分 164的構(gòu)件162(圖7-8)。支承結(jié)構(gòu)160還具有一對端部部分166，以將該支承結(jié)構(gòu)保持在過濾器框架100中。端部部分166繞著過濾器介質(zhì)褶皺群140的端面168延伸。端部部分 166通過位于例如過濾器框架的后導(dǎo)軌108中的槽122中的適合的粘合劑180與過濾器框架100連接。支承結(jié)構(gòu)160可以由用于該結(jié)構(gòu)將被用于其中的環(huán)境的任何適合的材料制造， 例如塑料或金屬。舉例來說，支承結(jié)構(gòu)160可以是模制的塑料部件。支承結(jié)構(gòu)160還可以由兩個(gè)例如通過焊接而結(jié)合在一起的金屬部件制造。支承結(jié)構(gòu)160可以粘接到過濾器介質(zhì)褶皺群140的離開表面。過濾器介質(zhì)褶皺群140占據(jù)矩形開口 120內(nèi)的流動(dòng)面積。支承結(jié)構(gòu)160的寬度大約是1英寸。因此，延伸橫過矩形開口 120的兩個(gè)支承結(jié)構(gòu)160的總面積少于被占據(jù)的流
6動(dòng)面積的大約10%，且對通過過濾器介質(zhì)褶皺群140的空氣流有很小的影響或沒有影響。針對根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面制造的過濾器組件44和之前已知的不帶有支承結(jié)構(gòu)的過濾器組件進(jìn)行了測試。測試顯示過濾器介質(zhì)褶皺群140在暴露于由在跨過該過濾器介質(zhì)褶皺群的至少大約6英寸水、優(yōu)選地至少大約12英寸水以及更優(yōu)選地至少大約15英寸水的表壓力差下沿第一方向流動(dòng)的氣體引起的力時(shí)，基本沒有由于彎曲而被損壞。測試還顯示在沒有支承結(jié)構(gòu)160時(shí)，由彎曲引起的過濾器介質(zhì)褶皺群中的撕裂在約6英寸水的情況下即發(fā)生。已知在過濾器組件的使用壽命期間，過濾器介質(zhì)褶皺群從貫穿它的空氣中收集微粒。這樣典型地增加了跨過過濾器介質(zhì)褶皺群的壓降，該壓降傾向于增加彎曲的趨勢并引起損壞。通過提供本發(fā)明的帶有支承結(jié)構(gòu)160的過濾器組件44，可以獲得過濾器組件的增加的使用壽命。根據(jù)對本發(fā)明的至少一個(gè)方面的以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識到改進(jìn)、變化和變型。所附的權(quán)利要求意圖覆蓋本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的這樣的改進(jìn)、變化和變型。
權(quán)利要求
1.一種過濾器組件(44)，包括框架(100)，其用于安裝所述過濾器組件(44)，并限定了矩形開口(120)；槽(122)，其設(shè)置在所述矩形開口(120)的周邊的至少一部分的周圍；過濾器介質(zhì)褶皺群(140)，其設(shè)置在所述框架(100)中的槽(12 中，并延伸橫過所述框架中的整個(gè)矩形開口(120)，所述過濾器介質(zhì)褶皺群用于從以第一方向流過所述過濾器介質(zhì)的氣體中分離出顆粒；以及能夠與所述框架(100)連接的支承結(jié)構(gòu)(160)，所述支承結(jié)構(gòu)用于與所述過濾器介質(zhì)褶皺群(140)接合，以便在氣體以第一方向流過所述過濾器介質(zhì)時(shí)限制所述過濾器介質(zhì)褶皺群的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述支承結(jié)構(gòu)(160)包括帶有加強(qiáng)部分(164)的構(gòu)件(162)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述支承結(jié)構(gòu)(160)具有橫過該支承結(jié)構(gòu)的至少一部分的T型截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述過濾器介質(zhì)褶皺群(140) 在暴露于由在跨過所述過濾器介質(zhì)褶皺群的至少6英寸水的表壓力差下以第一方向流動(dòng)的氣體引起的力時(shí)基本上不被損壞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述過濾器介質(zhì)褶皺群(140) 在暴露于由在跨過所述過濾器介質(zhì)褶皺群的至少12英寸水的表壓力差下以第一方向流動(dòng)的氣體引起的力時(shí)基本上不被損壞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器組件G4)，其特征在于，所述過濾器組件是V單元小褶皺過濾器的形式，并包括多個(gè)在所述框架(100)中的矩形開口(120)和多個(gè)過濾器介質(zhì)褶皺群(140)，所述過濾器介質(zhì)褶皺群中的一個(gè)設(shè)置在所述框架中的矩形開口中的相應(yīng)的一個(gè)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述過濾器介質(zhì)褶皺群(140) 是平板的形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述過濾器介質(zhì)褶皺群(140) 在所述框架(100)中的矩形開口(120)內(nèi)占據(jù)流動(dòng)面積，以及其中，所述支承結(jié)構(gòu)延伸橫過所述流動(dòng)面積的少于大約10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器組件(44)，其特征在于，所述框架(100)限定的所述矩形開口(120)具有寬度和小于所述寬度的高度，以及其中，所述高度在大約11英寸到18 英寸的范圍中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過濾器。一種過濾器組件(44)包括用于安裝該過濾器組件的框架(100)。該框架(100)限定了矩形開口(120)。槽(122)設(shè)置在矩形開口(120)的周邊的至少一部分的周圍。過濾器介質(zhì)褶皺群(140)設(shè)置在框架(100)中的槽(122)中。該過濾器介質(zhì)褶皺群(140)延伸橫過框架(100)中的整個(gè)矩形開口(120)。該過濾器介質(zhì)褶皺群(140)從以第一方向流過過濾器介質(zhì)的氣體中分離出顆粒。支承結(jié)構(gòu)(160)可與框架(100)連接。該支承結(jié)構(gòu)(160)與過濾器介質(zhì)褶皺群(140)接合，以當(dāng)氣體以第一方向流過過濾器介質(zhì)時(shí)限制過濾器介質(zhì)褶皺群的移動(dòng)。
文檔編號F02C7/052GK102233218SQ201110104190
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者T·J·尼古拉斯 申請人:通用電氣公司