DK149511B - Luftrenser- og fugteliminatorenhed til luftindsugning for gasturbine til et marinefartoej - Google Patents

Description

1495 ί1 i ο

Den foreliggende opfindelse angår en luftrenser-- og fugteliminatorenhed til fuldstændig fjernelse af luftbåret vand og anden luftbåret væske og faste smuds-partikler indsuget af en gasturbine til brug i marine-5 fartøjer, hvilken enhed består af en kombination af et hus med et indløb og et udløb anbragt til strømning derigennem af luft, som medfører tungere og lettere smudspartikler og aerosolbårne partikler, og i huset på tværs af luftstrømmens linie fra indløbet i rækkefølge anbrag-10 te aggregater, nemlig et første aggregat til fjernelse af tunge flydende og faste smudspartiker. og bestående af et antal hvirvelluftrensere, som hver består af et lige rørformet luftrenserlegeme, som har en cylindrisk central passage med et indløb og et udløb ved modsatte ender, og et 15 afbøjningsorgan nær indløbet til frembringelse af en hvirvelstrøm i den indstrømmende luft for at koncentrere smudspartikler ved passagens periferi og danne en kerne af luft i passagens midte indeholdende lette og aerosolbårne smudspartikler, og et udløbsorgan med en central passage 20 for luftkernen stående i forbindelse med det rørformede legemes cylindriske centrale passage og anbragt inden i passagen ved udløbet, og hvor udløbsorganets ydervæg begrænser en generelt ringformet smudsudskylningspassage i det rørformede legemes cylindriske centrale passage, gennem 25 hvilken smudspartiklerne passerer, medens kerneluften i passagens midte går gennem udløbsorganets centrale kerne-luftpassage, og et andet aggregat til samling og fjernelse af lette og aerosolbårne flydende og faste smudspartikler og bestående af et antal på hinanden anbragte plader af 30 trådmateriale til dannelse af passager derigennem fra side til side af aggregatet og anbragt i strømningsforbindelse med kerneluftpassagerne i udløbsorganerne i hvirvelluftrenserne i det første aggregat, hvilke plader består af monofilamenter med en diameter i området fra 35 omkring 12,7 til omkring 889 mikrometer og over hovedsagelig hele deres fladeareal holdes sammentrykket til en

O

149511 2 maksimal porediameter mindre end ca. 5 mm under et tryk liggende i området fra omkring 6,9 til omkring 690 KPa, således at trykfaldet over 0,15 kvadratmeter af aggregatet ved en standard luftstrøm på 83 m^/min. ved 25 °C ligger 5 indenfor omkring 0,13 til omkring 0,75 KPa, og trådene ved mellemfladen mellem de indre lag overalt er i trykberøring med hinanden ved denne komprimering.

En luftrenser- og fugtelimnatorenhed af denne art kendes fra svensk fremlæggelsesskrift nr. 428.700. Den deri 10 omhandlede enhed er beregnet som luftrenser til en gasturbinemotor i en flyvemaskine, der anvendes til sprøjtning af store eller vanskeligt tilgængelige landområder, og formålet med denne luftrenser er at forhindre, at gasturbinen indsuger større mængder forureninger såsom ud-15 sprøjtet herbicid og jordpartikler, og at disse forureninger forårsager slitage på motoren. Denne enhed er imidlertid uegnet, når det drejer sig om at fraskille større mængder af væskepartikler i den indsugede luft.

Formålet for opfindelsen er at tilvejebringe en 20 enhed af den indledningsvis anførte art, der er egnet til brug i et maritimt fartøj såsom et luftpudefartøj, hvor driften af fartøjet bevirker, at det hvirvler en vandtåge, f.éks. en saltvandståge,op omkring sig, og hvor den til motoren indsugede luft derfor indeholder vandpartikler i 25 stor mængde, samt en enhed med en minimal strømningsmodstand for luften.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der er et tredie aggregat til fjernelse af yderligere flydende og faste smudspartikler herunder sammenløbne væskedråber og 30 bestående af et antal hvirvelluftrensere arrangeret med samme eller større tæthed og gennemstrømningskapacitet pr. enhed af indløbets åbne flade som det første aggregat, og hvori hvirvelluftrenserne består af et lige rørformet luftrenserlegeme med en cylindrisk central passage med 35 et indløb og et udløb ved modsatte ender og et afbøjningsorgan nær indløbet til frembringelse af en hvirvelstrøm

O

3 149511 i den indstrømmende fuft for at koncentrere smudspartikler i luften ved passagens periferi og danne en kerne af luft i passagens midte indeholdende lette og aerosol-bårne smudspartikler, og et udløbsorgan med en central 5 kerneluftpassage stående i forbindelse med det rørformede legemes cylindriske centrale passage og anbragt i passagen ved udløbet, hvorhos udløbsorganets ydervæg begrænser en generelt ringformet smudsudskylningspassage inden i det rørformede legemes cylindriske centrale passage, gennem 10 hvilken smudspartikler passerer, medens kerneluft i passagens midte passerer gennem udløbsorganets centrale kerneluftpassage.

Det har overraskende vist sig, at vandpartikler, der trænger igennem enhedens andet aggregat til samling og 15 fjernelse af lette og aerosolbårne flydende og faste partikler, ikke foreligger i form af meget små aerosolbårne vandpartikler men i form af større vanddråber, som løsrives fra aggregatets monofilamenter, og som derfor i hovedsagen kan fjernes fra indsugningsluften i det tredie 20 af hvirvelluftrensere bestående aggregat, der ikke giver anledning til nogen væsentlig yderligere strømningsmodstand over enheden. Herved kan man i høj grad hindre, at der indsuges væsentlige mængder af vand i gasturbinen, hvilket dels ville nedsætte dennes ydeevne, dels kunne for-25 årsage saltaflejninger i denne og korrosion af vitale dele deri.

Yderligere udførelsesformer for og træk hos luftrenser- og fugteliminatorenheden ifølge opfindelsen er angivet i de uselvstændige krav.

30

En foretrukken udførelsesform for luftrenser-- og fugteliminatorenheden ifølge opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken 35

O

4 149511 fig. 1 viser et længdesnit gennem en gasturbine og visende placeringen af luftrenseren og fugteliminatoren ifølge opfindelsen ved turbinens luftindløb foran kompressoren, fig. 2 et snit efter linien 2-2 i fig. 1 og visende 5 et planbillede af gasinløbssiden af det første aggregat af hvirvelluftrensere, idet visse dele er borttaget, fig. 3 et længdesnit gennem det i fig. 2 viste aggregat af hvirvelluftrensere og visende enkelte luftrensere og også det knyttede trådvæv i fugteliminatoren anbragt efter aggre-10 gatet af hvirvelluftrensere regnet i strømretningen, fig. 4 i snit efter linien 4-4 i fig. 1 et planbillede af gasindløbssiden af det i fig. 1 viste trådnet, fig. 5 i snit efter linien 5-5 i fig. 1 gasindløbssiden af det andet i fig. 1 viste aggregat af hvirvelluftrensere, og 15 fig. 6 set fra oven og forfra et luftpudefartøj eller marinefartøj af Hovercraft-typen, hvori der er anbragt en luft-renser- og fugteliminatorenhed som vist i fig. 1-5.

Den i fig. 1 viste turbine 1 er af konventionel konstruktion til brug i et marinefartøj som f.eks. vist i fig. 6 20 med undtagelse af luftrenseraggregatet 2 ifølge opfindelsen. Maskineriet indeholder set i rækkefølge i strømretningen et luftindløb eller indtag 3, en kompressor 4, en brænder 5, en turbine 6 og eventuelt en gearkasse 7 eller et andet organ til reduktion af hastighed og drift af en eventuelt drivaksel 8.

25 En ren jetmotor til flyvemaskiner vil ikke indbefatte nogen gearkasse eller noget andet organ til reduktion af fremdriv-ningskraften, men en motor til marinefartøjer kan have det. En udstødskanal 6a lader forbrændingsprodukterne udstrømme til det fri, efter at de har passeret turbinen 6. Et luftudslip 9 på 30 kompressoren 4 leder komprimeret luft til maskinens reguleringsorganer og luftregulering i førerkabinen samt til andet hjælpeudstyr .

Luftindløbet 3 foran kompressoren har tilstrækkelig stort tværsnitsareal til at tilføre de store luftmængder, der kræves 35 5

O

149511 for maskinen. Anbragt på tværs af luftstrømmen fra luftindløbet 3 til kompressoren 4 er der en luftrenser- og fugt-eliminatorenhed 2 ifølge opfindelsen.

Luftrenser- og fugteliminatorenheden ifølge opfindelsen 5 indbefatter som bedst vist i fig. 2 til 5 et første aggregat 10 af hvirvelluftrensere og et andet aggregat af plader af trådmateriale, som danner en fugteliminator 50, og et tredje aggregat 60 af hvirvelluftrensere.

Hvirvelluftrenserne i aggregaterne 10 og 60 er af 10 konventionel og meget ensartet konstruktion, idet de kun er forskellige ved antallet af hvirvelluftrensere 69 pr. enhed gennemstrømningsareal. Hvert aggregat består af et antal hvirvelluftrensere 69 anbragt i rækker og gribende tæt ind mellem hinanden, og de understøttes i luftrenseraggregatets 15 hus 11, som også indeholder fugteliminatoren 50 mellem de to aggregater, og bestående af en hvirvelgeneratorplade 12 og en udløbsrørplade 13 til lukning af den åbne ende af en omsluttende skal 14. Hvirvelgenerator- og udløbspladerne 12 og 13 er ved deres periferi bukket 90° og fastholdes til 20 skallen 14 ved hjælp af nitter 15. De indre plader er monteret stødsikkert på luftrenserhuset 16 gennem lufttætte kautsjukpakninger .17 og bolte 18, og adgang hertil er tilvejebragt ved hjælp af åbninger 18a og udtagelige propper 18b i pladen 12.

25 Hvirvelfrembringer- og udløbs rørpladerne 12 og 13 er udformet med et antal åbninger 20 og 21. Åbningerne 20 optager og understøtter hvirvelgeneratorrørene 22. Hvert hvir-velgeneratorrør 22 består af et rørformet hus 23, som har en central passage 33, et indløb 24 og et udløb 28. En hvirvel-30 generator 26 er anbragt i den centrale passage 33 i nærheden af indløbet 24. Huset 23 er af metal eller fiberfyldt polypropylen.

Hvirvelgeneratorerne 26 er af glasfiberfyIdt polypropylen med kønrøg tilsat for at give ultraviolet mod-35 standsdygtighed, og de trykkes på plads, og indløbene bertles til formindskelse af indløbets tryktab. Skovlene 29 er skrueformede .

6

O

149511 Åbningerne 21 optager og understøtter de generelt tilspidsende rørformede udløbsrør 27, som er anbragt med den ene ende strækkende sig ind i udløbet 28 i passagen 33. Udløbsrørene har en tilspidsende central åben passage 32 der-5 igennem for udstrømning af en central luftkerne i passagen 33. Udløbsrørene begrænser et ringformet rum 30 mellem hvirvelgenera torhus et 23 og den ydre periferi af udløbsrøret 27 til modtagelse af den perifere ring af luft i passagen 33 med smudspartikler.

10 Åbningerne 20 i hvirvelgeneratorpladen 12 har en om løbende rille 19 omkring indløbet 24 i hvert hvirvelgenerator-rør 23 i hver generator 22. Åbningerne 21 i udløbsrørpladen 13 har en omløbende rille 25 på hvert udløbsrør 27. Rummet 31 mellem understøtningspladerne 12 og 13 (som begrænser det indre 15 af luftrenserhuset 11) står i forbindelse med den ringformede passage 30 i hver generator og udgør et skyllekammer. Kanalen 27 (se fig. 1 og 2) danner forbindelse mellem skyllekammeret 31. og luftudligningsledningen 9a fra maskinens kompressor 4. Kerneluften passerer gennem den centrale passage 32 i ud-20 løbsrørene 27 uden at komme ind i skyllekammeret 31 med smudspartiklerne.

En sammenligning mellem fig. 2 og 5 vil vise, at selv om husenes rumfang er ens, er der to eller flere rækker hvir-velluftrenseré 69 i det tredje aggregat 60 end i det første 25 aggregat 10, og skyllekammerets rumfang er reduceret i samme grad. Derved formindskes trykfaldet i det tredje aggregat, fordi man ikke behøver det store skyllerumfang som i det første aggregat, idet det meste af smudspartiklerne allerede er blevet fjernet.

30 Under ideelle betingelser er det gennemsnitlige trykfald gennem hvert rør i det første og det tredje aggregat 10 og 60 ved en gennemstrømmende luftmængde på 63,8 kubikmeter pr. minut tilnærmelsesvis 0,5 KPa fra indløbet 24 i hvert hvirvel-generatorrør 22 til kerneluftens udløb 35 i udløbsrøret 27.

35 Det første hvirvelluftrenseraggregat 10 fjerner store faste partikler og også store væskedråber såvel som væske og faste partikler, som er væsentligt tungere end luft, uafhængigt af størrelsen. Dette materiale samles i skyllekammeret

O

7 143511 31 og kastes overbord. Til dette formål er der et udkastnings-system, hvori der anvendes luft under tryk fra kompressorens luftudløbsledning 9, og denne luft under tryk tilføres gennem ledningen 37 direkte til en udstødskasse 36, hvis mundstykker 5 36a udmunder i udstødsmundinger 38. Den fra mundstykkerne 36a med stor hastighed i mundingerne 38 udstrømmende luft suger luft og med denne flydende og faste smudspartikler fra skylle-kammeret 31 og kaster materialet overbord gennem udløbsporte 39.

I det foreliggende tilfælde har hver halvdel af skyllekammeret 10 31 som udkastningssystem et aggregat af tre udstødningsrør i to grupper, i alt seks, men ethvert arrangement og antal udstødningsrør kan givetvis bruges, alt efter kammerets størrelse og den luftmængde, der skal kastes overbord. Et stort antal eller en stor størrelse eller begge kan være 15 nødvendig, dersom maskinens luftstrøm er større, og omvendt ved mindre luftstrøm i maskinen.

Luftstrømmen fra det første hvirvelluftrenseraggregat 10 har fjernet det meste af de store og tunge faste og flydende smudspartikler, medens findelte faste partikler, som 20 er for lette eller for spredte i luften til at udskilles, føres videre tillige med de så findelte væskedråber, der er til stede som stabile aerosoler eller tåger. Sådant materiale fjernes i realiteten som en samlet mængde eller forenet som store dråber i fugteliminatoren 50.

25 Fugteliminatoren består af et aggregat af sytten olie dækkede knyttede trådvævsplader 51, som har et åbent areal på 98,7% og holdes under et tryk på omkring 6,9 KPa inden for en ramme 52 mellem faste maskevæv 53 på 2,5 x 2,5 cm og af tråde af rustfrit stål med tykkelse 0,16 cm. I det foreliggen-30 de tilfælde er de knyttede trådplader udført af sytten plader af rustfri ståltråde med 152 mikrometer diameter. Trådene i de kombinerede plader i aggregatet optager kun 1,3% af fugt-eliminatorens rumfang, medens de resterende 98,7% af rumfanget er åbent. Tykkelsen af det knyttede trådmaskeaggregat er ca.

35 5 cm.

Findelt fast materiale med mikrodimensioner gående gennem det første hvirvelluftrenseraggregat 10 er tilbøjeligt δ 149511 ο til at sætte sig fast i de snoede mellemrum i stablen af trådplader og sammenklumpes her. Den olie eller anden ikke flygtig væske, som bruges til dækning, forøger kendeligt effektiviteten af faste partiklers fjernelse fra luftstrøm-5 men, idet de faste partikler fastholdes ved at træffe olien, men denne kan om ønsket udelades. Det meste af den væske, der fjernes ved at træffe den trådvævet dækkende olie, søger at flyde nedad under tyngdens påvirkning og samler sig ved aggregatets bund, og den afvasker og medtager derved noget 10 af det faste materiale. Til at fjerne denne væske og det deri indeholdte faste materiale er der i bundet af huset 52 anbragt et udkastningsorgan 54. Dette udkastningsorgan er af lignende udførelse som dem i hvirvelluftrenseraggregatet. En ledning 44 tilfører luft under tryk fra udligningsledningen 9 til et ud-15 støderrør 45, som med et mundstykke 46 ender i udstøderens munding 47. Væske og deri eventuelt indeholdt fast materiale trækkes ind i mundingen 47 og kastes overbord gennem en udløbsport 48. Derved er det sikret, at det flydende materiale fjernes, og at aggregatets åbne areal opretholdes, og det 20 medfører også den fordel, at væsken virker til vaskning af filteret, idet den siver ned gennem trådvævsstablen mod udstødningsorganet.

Fugteliminatoren kan eventuelt blive overbelastet med fast materiale under visse betingelser, og med henblik her-25 på er der truffet forholdsregler, så at fugteliminatoren kan skydes ud af luftrenseraggregatets hus på styr 49, hvorved rensning og/eller udskiftning lettes i påkommende tilfælde. Fugteliminatoraggregatet kan kasseres, når det er blevet tilstrækkelig fyldt med smudsmateriale, der ikke kan fjernes, 30 og som derved medfører stærkt trykfald og/eller begrænsning af luftstrømmen i maskinens luftindløb, hvilket jo vil bevirke krafttab og forøge driftsomkostningerne. Modstrømsrensning med afvaskning med rensemidler eller damprensning eller med passende væsker er effektiv og kan bruges. En ren-35 set fugteliminator kan let påny installeres ved at skydes ind i huset på den viste måde.

Eventuel væske og fast materiale, der er tilbage i luft- 9

O

149511 strømmen, såsom sammenløbne væskedråber afrevet fra fugtelimi-natorens tråde, fjernes i det tredje hvirvelluftrenseraggregat 60. En sådan fjernelse er sikret ved hjælp af det større gennemstrømningsareal i dette aggregats hvirvelluftrensere 69.

5 Som i det første aggregat 10 samles dette materiale i skylle-kammeret 31' og kastes overbord. Til dette formål findes der et lignende udkastningsorgan med anvendelse af luft under tryk fra kompressorens luftledning 9 og også aftappet ved hjælp af ledningen 37, og luft under tryk tilføres således direkte 10 til udstøderens fordelingskasse 36, hvis mundstykker 36a udmunder i udstøderens mundinger 38. Luft, som med stor hastighed fra mundstykkerne 36a strømmer ind i mundingerne 38, suger luft og med denne alle eventuelt tilbageværende flydende og faste smudspartikler ud af skyllekammeret 31' og kaster ma-15 terialet overbord gennem udløbsportene 39. I det foreliggende tilfælde har hver halvdel af udstødssystemets.skyllekammer 31' et aggregat af tre udstøderrør i to grupper, i alt seks, men ethvert arrangement og antal af udstøderrør kan givetvis bruges, alt efter kammerets størrelse og den luftmængde, der 20 skal kastes overbord. Det kan være nødvendigt med større antal eller størrelse eller begge dele. dersom maskinens luftstrøm er større, og omvendt i tilfælde af mindre luftstrøm.

Luftstrømmen fra det tredje hvirvelluftrenseraggregat 60 fjerner alle flydende og faste smudspartikler, ikke blot 25 de store og tunge, men også de findelte faste og flydende partikler, som er lette, og som oprindelig var godt spredt i indløbsluften. Sådant materiale er faktisk blevet helt fjernet efter passage gennem hvirvelluftrenseraggregatet 60.

Fig. 6 viser placeringen af gasturbinen og det i fig.

30 1 til 5 viste luftrenseraggregat i et typisk luftpudefartøj eller et Hovercraft-fartøj. På den ene side af kahytterne C vendende mod dækket G er i rækkefølge fra maskinen 1 anbragt dennes luftindtag 3 og luftrenseraggregatet 2 ifølge opfindelsen.

35 Typiske resultater, som viser fordelene ved apparatet ifølge opfindelsen, og som består i fjernelse af både faste og flydende smudspartikler, f.eks. støv og vand, vil fremgå af de o 149511 ίο . i det følgende anførte sammenlignende enkeltheder.

Det til opnåelse af disse data anvendte apparat var som vist i fig. 1 til 5 med den forskel, at fugteliminatoren bestod af et aggregat af 34 oliedækkede knyttede trådvævs-5 plader med et åbent areal på 98,7% og sammenholdt under en kompression på omkring 6,9 KPa mellem gitre af stift trådvæv af rustfrit stål med dimensionerne 2,5 x 2,5 x 0,16 cm. De sammenknyttede trådvævsplader var udført af rustfri ståltråd med diameter 152 mikrometer. Trådene i de kombinerede 10 plader i aggregatet optog 1,3% af arealet. Resten af arealet var åbent. Tykkelsen af aggregatet var 10 cm.

Systemet blev anvendt til at rense støv og saltvand fra luft, der træder ind i apparatet med en fladehastighed angivet i meter pr. sekund og mængden af strømmende luft 15 angivet i normalkubikmeter pr. minut og med en skyllelutt-strøm i % og et trykfald i kilo Pascal som anført i tabel I.

Effektiviteten af udskillelsen af støv er givet i procent. Effektiviteten for udskillelse af saltvand ved for-20 skellige dele vand pr. milliondele luft er givet i procent.

Resultaterne er sammenlignet parallelt med en lignende række forsøg ved anvendelse af et apparat med samme første og andet aggregattrin, men uden det tredje aggregattrin af hvir-velluftrensere.

o 11 149511 i

I "I I

Βφ H O

,ή ·Η o o o o (00(350000¾

SH \ M O O rH H

m h m cm h o 5 il s n n λ ^ i

1 o oo 55 H

O

o r·» a\ σ σ ό o ® m ui oi c fri |d

Hl o o σι co >

LM o r~ σ σ σ H

I o ft o σ\ σι σι σι g g u Η ω ίο - 0- H- *y y Α$ο3Φονοοοσσ ro cu oi ^1¾ _ Η σ σ σ> σ λ •η c C η 01 4J-H-H0 ο ro r~ σ Φ djd-ri --'••S S' MH+JH η cm r*· σ σ Ο c Ο Η S Η σ σ σ σ Η Η ϋ^δ’^ΗοοΓ-σ (de 1 ·- *. κ ·. ·. Η 0 w ο Η ρ- σ σ y Η Η σ σ σ σ g η y

η c Φ μ -ro I

ίο 03 ε π φ

ι η 9 S

μ οι Λ ^ § ί> Η dP C0 00 00 C0 φ & O' w a ·Η — σ σ σ σ θ' Φ Μ +J χ ·Η φ Λ

So m Η η °jd

Η UJ Η φ U

Φ φ U Ό I«- h i ,. -Η·η >8$ 3 9 >9 9 £η g χ! ο-) δ —. ιη ρ- > δ ·3 ^ ρ g ~ ·. s! j 1 £ g S ο Ο cm ro $ +) g M h y 0 *

Φ p O-t S

HH S Φ

I H O -P

« Bd^ssgsg^

„„ H 4J oo O0 00 CO 03 -P 9 5.¾¾¾¾ H

25 *.*»**» r—i S tø dp tn m in tn g J. ^ m oo lo m jd WH ^ 33 i .s li -s

i 1 }ti > (U

E g ro ro σ vo ,3 η

SagvoincNo h

jg'— p-HCMrotr' Q

S f< 30 η Ή L ^ - 3 ro ό · ό 's

jS φ x M C

§ "Si 03 £s|000> r5 9 ™ H| S OHHHH CM| tø O ro VD C\ i—! Λ

Id φ$

35 gS-S

|©u§ (Sf-H 0 03 149511 m 12 0 e a g CM| 8 δ 1—i "S. Μ Η ο 4« ·Η ο ο ο ίί S ο ο ο ο w ίία \ σι ο σι ο Β U Ο) η <3< Η ιο IS 51 Α Λ Λ Λ

Jl S a

5---I

o o co co r-' 4 o V S. V *. o o r» m m m m —i <Ti σι σι σι Ή "2 Ο Ο (Τι CO g

Hl o » * ·> * ro i u o ι-» σι σι σι >

i 0 ft Η σι σι σι σι -P

(o 4 H

, Λ 3 am o η σι σι ro 10 i Η - · - *- ro 34αια>οιοοοσισι tn til'd η σι σι σι σι o-j Μ η 6 d ro οι 4J-HH0 Ο CO [" σι , 34

Old -η - - - - 4 οι 4Η+)ΗΗ(ΝΙ>σισι ro .

Ο ·Η g η σι σι σι σι S σ' ro 34 8 Η _ Q η Εη οι ϋ 6 ο ο σι η ·η

η *· » * * -Ρ S

* Η r» σι σι (ο S s ο σι σι σι σι 4 0 Φ· -ρ -η Η 15 8 §η g

’kl 8¾ I

Ρ Η Ο S

S Η — 34 · S

•θ. ·η ο\ο οο οο οο οο 4 ω Ρ34 ^ οι σι οι σι ro ft ίσ σι οι 0» 2 -η ro Λ λ ΗΗ “3 -Ρ Η (U Η ro ro >d ό οι ro 34

£ ’Η£ ”'Η S

Η $ Ιο £ί S co σι 'ω ’tj> λ

Η & g δ ο ο Η σί u ^ ·η I

J3 ro ** Η > ro ω -Ρ ro Ε-ι Η 4Η 'd I· ro ρ 4 c i 4 η ο ro

ro 4 *η -P

25 3+> ~ r* r* r- r- Sd Pcc:edc3§ £§ £ « « « * ^ I 1111 I g

01 H 0) H . rQ

M s^Lncoinin d 3 Λ H ?. d

ro g ro -S

i, ’d -c ft 'd jH S1 n ri σι id ^ g ‘Η 3 0 g id in ro o ro t3 μ, g -w. f. Η N « -g 30 -S ·§ I _ —v H d 34 $ £

3 |l 01 Η Η O I

ro h \ ft S o o o >

rW 4J & ^ Oli * O O O

Ξ W ^ rOVOCDH iH| SI Oi-Hrlrl CM| 35 „Jj* ro -η οι η ro +! +1 h ro ro o 'S ro

IgÆ-gSfl c 34 -H 33 01 p o 13 149511

Det ses klart, at tilføjelsen af det tredje aggregat af hvirvelluftrensere i høj grad forbedrer fjernelsen af vanddråber, som bryder gennem fugteliminatoren i totrinssystemet.

5 Udskilningseffektiviteten af tretrinsapparatet ifølge opfindelsen er fortræffelig både for faste smudspartikler og vand.

Fugteliminatoren kan være sammensat af et aggregat af alle plader af metal eller plastik-trådvæv eller wiremateriale.

10 Sammenknyttet væv af wire er et foretrukket materiale, men vævet maskemateriale af wire og uvævet wiremåtte kan også bruges.

Et sammenknyttet maskemateriale er sammensat af rækker af løkker, hver indgribende i den forudgående række, og det 15 bæres både af rækken over og rækken under. Der er to typer knytning, islæt og rendegarn. I maskevæv knyttet med islæt løber løkkerne korsvis i stoffet, og hver løkke er sammenkædet med løkken i den forudgående række. Ved rendegarnsknytning er parallelle garner forenet i en maskekæde, først det ene 20 garn og derefter det andet forløbende i zigzag for at binde garnene sammen, og løkkerne er sammenlåset både ved islæt og rendegarn i stoffet. Rendegarnsvæv har omkring fire gange så mange masker pr. tomme som islætvæv og har en stærkere og tættere struktur.

25 Knyttede maskevævstabler kan være udført af rendegarns knyttede eller islætknyttede væv i enhver kombination af væv, tråde, porestørrelser og knytningstyper og masker, såsom retstrikning eller vrangstrikning, planstrikning eller ribstrikning, åben strikning eller foldestrikning, islætmaske-30 strikning og enkel tpihds-^trikot, dobbeltpinds-trikot og milanesisk rendegarnsmaskeknytning. Plan strikning og rundstrikning kan bruges . Rundstrikningsmaksker kan ..skæres^oplelier bruges dobbelt.

Trådmaskevæv kan væves i enhver tilgængelig åben væv, 35 såsom en planvæv, kvadratvæv, kipervæv og hollandsk kipervæv.

Uvævede trådmåtter udføres af sammensnoet og sammenblandet kontinuerligt eller langtrådet materiale.

14

O

149511

Det er vigtigt, at trådmaterialepladen er ubundet, dvs. at trådene ikke må være fæstnet til hinanden ved krydsningsstederne.

Når plader af trådmateriale anbringes tilfældigt over 5 hinanden i en række lag, vil porerne i de tilstødende lag ikke nødvendigvis ligge ud for hinanden, fordi pladerne har ujævn overflade med fremspringende dele bevirkende en relativ forskydning og afstand mellem tilstødende lag. Efter sammentrykning af stablen i en retning vinkelret på lagenes plan 10 kan denne forskydning forøges. Som følge af den tilfældige orientering af lagene i stablen vil der blive en yderst bugtet vej gennem porerne.

Sammentrykningen og den relative forskydning vil bevirke en formindskelse af de gennemgående porers størrelse i 15 stablen. Tråde i tilstødende lag kan rage ind i og delvis udfylde overfladeåbningerne i porerne i de tilstødende lag, . og efter sammentrykning kan denne effekt gentages mange gange.

Pladerne af trådmateriale kan dannes af tråde eller wirer af ethvert metal. Ved de fleste anvendelser foretræk-20 kes der givetvis metaller, der er inaktive eller ikke korroderes af det medium, der filtreres, eller luftarter i berøring dermed. Rustfrit stål er et særligt egnet materiale.

Der kan også bruges tråde af aluminum, messing og bronze.

Andre nyttige metaller er bl.a. kobber, jern, stål, molybdæn, 25 tantal, colombium, titan, wolfram, nikkelkromlegeringer, kobaltbaserede legeringer, krompletterede tråde af enhver type, zinkpletterede tråde af alle slags og kadmiumpletterede tråde af enhver art. Korrosionsbestandige legeringer såsom Monelmetal og monofilamenter af plastic kan også bruges, 30 specielt i områder med saltvand. Der foretrækkes inaktive plasticstoffer som polypropylen, polyethlen, polymider, polyestere og polyisobutylen. Hvor modstandsdygtigheden mod korrosion ikke er afgørende, kan der imidlertid anvendes andre plasticstoffer såsom polyvinylklorid, polyvinylidenklorid og 35 polyacrylnitril.

Wirerne eller trådene er sædvanligvis monofilamenter.

De kan have ethvert tværsnit såsom rundt, kvadratisk, fladt, 15

O

149511 polygonalt, elliptisk og rektangulært. Der kan anvendes strenge af flere tråde.

Stablen bringes i orden ved at anbringe et udvalgt antal plader af trådmateriale over hinanden. Orienteringen 5 er fortrinsvis tilfældig, da dette bedst gør enhver plade i stand til at imødegå enhver uensartethed i den påfølgende plade og frembringe en samlet enhed, der er ensartet helt igennem, i modsætning til en ordnet eller mønsterorientering som f.eks. ved at lægge lagene skiftevis under rette vinkler eller i 10 anden speciel orientering, således som det i nogle tilfælde kan være fordelagtigt.

Det er vigtigt, at stablen af lag af sammenknyttede tråde har så stort åbent areal som muligt, så at indsnævring af luftstrømmen undgås. Det foretrækkes derfor, at det åbne 15 areal ligger inden for et område fra omkring 95 til omkring 99,9%, selv om det under visse omstændigheder kan tillades med et åbent areal så lille som 80%.

Væsker fjernes ved at træffe mod wirerne eller trådene i aggregatet. Det er derfor ønskeligt at have så mange wirer 20 eller tråde som muligt i aggregatets rumfang, men samtidig skal det ønskede frie areal sikres. Dette betyder, at der foretrækkes anvendelse af finere wirer eller tråde med diametre liggende fra omkring 118 til omkring 590 mikrometer. Wirernes diameter kan generelt ligge fra omkring 12,7 til omkring 889 25 mikrometer.

Lagene i aggregatet kan være flade eller korrugerede.

Det er ofte fordelagtigt at bruge kombinationer af flade og korrugerede lag i samme eller forskellige plader og med forskellige masketyper. Den tilfældige placering af åbningerne i 30 pladerne i et antal af på hinanden lagte lag af forskellige typer virker som gennemsnit over hele aggregatet, så at der over hele aggregatets areal fås en relativt ensartet porøsitet. Ensartetheden forøges, hvis der anvendes en kombination af lag med forskellig trådstørrelse og forskellig andel af 35 åbningerne.

En særlig foretrukken kombination af lag er sammensat af sytten til fireogtredive lag af trådvævsplader af 152 mikro- 16

O

149511 meter wire og korrugeret med 2,5 x 2,5 x 0,16 cm trådvæv på siderne mod og med strømretningen.

Jo flere lag der er i en stabel, des større bliver trykfaldet gennem stablen, men samtidig forøges evnen til at 5 fjerne svævende smudspartikler indtil en optimal værdi, hvorefter der ikke kompenseres for et større trykfald gennem stablen med en forøget udskilningsevne. Følgelig skal stablens tykkelse generelt ligge i området fra omkring 1,3 til omkring 25 cm og fortrinsvis fra 3,8 til 10,2 cm.

10 Stablens fleksibilitet er selv med den angivne maksimale tykkelse bemærkelsesværdig, og stablen kan derfor bringes i enhver ønsket form, alt efter luftfartøjets pladsbegrænsning.

Det foretrækkes sædvanligvis, at stablen er flad og de modstående plader parallelle, men der er ikke nogen grund til, 15 at der ikke kan anvendes en stabel, som er tykkere på den ene side end på den anden, og som er krummet til konveks eller konkav form eller har dobbelt konvekse eller dobbelt konkave flader eller enhver kombination af små fordybninger, vaffel-form eller korrugeret mønster. Den kan i virkeligheden bukkes 20 eller krummes til enhver ønsket form for indløbspassage i strømretningen for hvirvelluftrenseraggregatet. Da hvirvelluftrenseraggregatet imidlertid ikke er så fleksibelt og normalt er indrettet med aggregatets hvirvelluftrensere parallelle og så nær hinanden som muligt, vil en tæt derved anbragt fugtelimi-25 nator også have samme flade overfladeform i det mindste ved den side, som vender mod udløbssiden af hviarvelluftrenseraggregatet.

Et mål for antallet af wirer pr. enhed af pladens rumfang er givet ved hjælp af tætheden, som også er en angivelse 30 af åbningsstørrelsen i wirepladen. Pladerne ifølge opfindelsen kan have en tæthed i området fra 4 til omkring 320 Kg/kubik-meter og fortrinsvis fra omkring 80 til omkring 160 Kg/kubik-meter.

Til forbedring af trådfordelingen og for at få lille 35 trykfald foretrækkes der korrugerede plader. Disse skal krydse hinanden i stablen, så at bølgerne ikke griber ind i hinanden, og derved holdes lagene lidt fra hinanden, og den åbne

O

17 149511 del af arealet forøges.

Fugteliminatoren samles ved at stable antallet af ønskede lag med eller uden korrugering, og derefter indesluttes stablen mellem modsat liggende gitre, som er stive og 5 holder lagene sammentrykket, eller lagene af trådvæv sammenbindes f.eks. på steder med indbyrdes afstand ved hjælp af trådmasker. Sammentrykningsgraden vil afhænge af ønsket åbningsareal og tæthed, idet sammentrykningen naturligvis formindsker det åbne areal ved at presse lagene tættere sam-10 men og til en vis grad flade korrugeringen ud. Sammentrykningen forøger imidlertid stivheden og forøger også ensartetheden.

Generelt skal stablen holdes under en sammentrykning inden for området fra omkring 6,9 til omkring 690 KPa og fortrinsvis fra omkring 10,4 til omkring 34,5 KPa.

15 Luftrenseraggregatet ifølge opfindelsen kan anvendes i serie med luftindtaget til enhver slags gasturbine til marinefartøjer, såsom propellerturbiner og rene jetmotorer, og i alle slags marinefartøjer, hvor vand, smuds og anden tilsmudsende indsugning frembryder et problem. Fartøjer med 20 overfladeeffekt, hydrofoil, Hovercraft, hurtige militære fartøjer og skibe, helikoptere, luftbårne militærplaner og flyvemaskiner med hydroplaner og drevet af propellerturbiner og jetmotorer har fordel af indbygning af sådanne aggregater til rensning af luft for flydende og faste smudspartikler 25 ved indtræden i maskinen.

Claims (2)

1. Luftrenser- og fugteliminatorenhed (2) til fuldstændig fjernelse af luftbåret vand og anden luftbåren væske og faste smudspartikler indsuget af en gasturbine 5 (1) til brug i marinefartøjer, hvilken enhed består af en kombination af et hus med et indløb og et udløb anbragt til strømning derigennem af luft, som medfører tungere og lettere smudspartikler og aerosolbårne partikler, og i huset på tværs af luftstrømmens linie fra indløbet til udlø-10 bet i rækkefølge anbragte aggregater, nemlig et første aggregat (10) til fjernelse af tunge flydende og faste smudspartikler og bestående af et antal hvirvelluftrensere (69), som hver består af et lige rørformet luftrenserlegeme (23), som har en cylindrisk central passage (33) med et 15 indløb og et udløb ved modsatte ender, og et afbøjningsorgan (26) nær indløbet til frembringelse af en hvirvelstrøm i den indstrømmende luft for at koncentrere smudspartikler i luften ved passagens (33) periferi og danne en kerne af luft i passagens midte indeholdende lette og aerosolbårne smuds-20 partikler, og et udløbsorgan (27) med en central passage (32) for luftkernen stående i forbindelse med det rørformede legemes cylindriske centrale passage (33) og anbragt inden i passagen ved udløbet, og hvor udløbsorganets ydervæg begrænser en generelt ringformet smudsudskylningspassage 25 (30) i det rørformede legemes cylindriske centrale passage (33), gennem hvilken smudspartiklerne passerer, medens kerneluften i passagens midte går gennem udløbsorganets centrale kerneluftpassage (32), og et andet aggregat (50) til samling og fjernelse af lette og aerosolbårne flydende og 30 faste smudspartikler og bestående af et antal på hinanden anbragte plader (51) af trådmateriale til dannelse af passager derigennem fra side til side af aggregatet og anbragt i strømningsforbindelse med kerneluftpassagerne (32) i udløbsorganerne i hvirvelluftrenserne (69) i det første 35 aggregat (10), hvilke plader (51) består af monofilamenter med en diameter i området fra omkring 12,7 til omkring 889 mikrometer og over hovedsagelig hele deres fladeareal holdes O 149511 sammentrykket til en maksimal porediameter mindre end ca. 5 mm under et tryk liggende i området fra omkring 6,9 til omkring 690 KPa, således at trykfaldet over 0,15 kvadrat-meter af aggregatet ved en standard luftstrøm på 83 m /min. 5 véd 25°C ligger indenfor omkring 0,13 til omkring 0,75 KPa, og trådene ved mellemfladen mellem de indre lag overalt er i trykberøring med hinanden ved denne komprimering, kendetegnet ved, at der er et tredie aggregat (60) til fjernelse af yderligere flydende og faste smuds-10 partikler herunder sammenløbne væskedråber og bestående af et antal hvirvelluftrensere (69) arrangeret med samme eller større tæthed og gennemstrømningskapacitet pr. enhed af indløbets åbne flade som det første aggregat (10), og hvori hvirvelluftrenserne (69) består af et lige rørformet luft-15 renserlegeme (23) med en cylindrisk central passage (33) med et indløb og et udløb ved modsatte ender, og et afbøjningsorgan (26) nær indløbet til frembringelse af en hvirvelstrøm i den indstrømmende luft for at koncentrere smudspartikler i luften ved passagens periferi og danne en kerne 20 af luft i passagens midte indeholdende lette og aerosol-bårne smudspartikler, og et udløbsorgan (27) med en central kerneluftpassage (32) stående i forbindelse med det rørformede legemes cylindriske centrale passage (33) og anbragt i passagen ved udløbet, hvorhos udløbsorganets ydervæg 25 begrænser en generelt ringformet smudsudskylningspassage (30) inden i det rørformede legemes cylindriske centrale passage (33) , gennem hvilken smudspartikler passerer, medens kerneluft i passagens midte passerer gennem udløbsorganets centrale kerneluftpassage (32).

2. Luftrenser- og fugteliminatorenhed ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det tredie aggregat, nemlig det andet hvirvelluftrenseraggregat (60) består af et antal hvirvelluftrensere (69) anbragt i parallelle rækker og med de enkelte rensere i hver række lidt og ensartet 35 forskudt for renserne i den næste række og med rækkerne placeret tættere sammen end diameteren af de enkelte hvirvelluftrensere i rækkerne.