专利名称：具有增大的过滤器介质面积的过滤器袋装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及过滤，并且更具体地涉及一种过滤器组件，其使用提供增大的过滤器介质面积的过滤器袋装置。
背景技术：
过滤器组件适合在众多的应用中使用。例如，过滤器组件可用作将大量空气提供给燃气轮机以便燃烧的进气系统的一部分。为了保持燃气轮机的适合性能，进气系统的过滤器组件过滤进气空气以除去不需要的灰尘、水分和可破坏燃气轮机构件的其它污染物。 通常，进气系统的过滤器组件使用过滤器阵列来主要地过滤供给至燃气轮机的进气空气。过滤器袋阵列为可用于燃气轮机空气进气系统的一类过滤器组件。过滤器袋通常具有一对平坦面板过滤介质，其在顶峰(apex)处连接在一起，以便形成远离顶峰向外延伸的开口。典型的过滤器袋阵列包括安置在过滤器框架中的三个或四个过滤器袋。此类过滤器袋阵列的性能通常由过滤器介质和各袋的尺寸(也即敞开面积)确定，该尺寸基本上对应于袋的表面面积。通常，制造商会设法通过使各袋的表面面积更深来改善过滤器袋阵列的性能，然而这些袋可延伸的深度通常由过滤器袋安置于其中的过滤器壳体的尺寸所限制。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种过滤器组件。该过滤器组件包括过滤器框架和设置在过滤器框架中的多个过滤器袋。多个过滤器袋中的各个均包括附接到过滤器框架上的袋口和沿纵向远离袋口延伸至闭合端的袋本体。闭合端在其自身上折回以形成叠折部 (tuck fold)，该叠折部在袋口处限定第一子过滤器袋和第二子过滤器袋。第一子过滤器袋和第二子过滤器袋分别定位在袋口附近，且分别具有子袋口，其中，子袋口具有自其沿纵向延伸以在过滤器袋闭合端处形成顶峰的侧壁。第一子过滤器袋通过叠折部与第二子过滤器袋隔开。过滤器组件还包括在过滤器框架内支承多个过滤器袋的多个支承部件。多个支承部件中的各个均定位在叠折部附近，以支承多个过滤器袋中的至少一个。根据本发明的另一方面，提供了一种过滤器袋装置。在本发明的该方面中，过滤器袋装置包括过滤器框架和设置在过滤器框架中的多个过滤器袋。多个过滤器袋中的各个均包括附接到过滤器框架上的袋口和沿纵向远离袋口延伸至闭合端的袋本体。闭合端朝袋口向内折回以形成叠折部，该叠折部在袋口处限定第一子过滤器袋和第二子过滤器袋。第一子过滤器袋和第二子过滤器袋分别具有与袋口的一部分重合的子袋口，且侧壁从子袋口沿纵向延伸以在过滤器袋闭合端处形成顶峰。第一子过滤器袋通过叠折部与第二子过滤器袋隔开。过滤器袋装置还包括在过滤器框架内支承多个过滤器袋的多个支承部件。多个支承部件中的各个均定位在多个过滤器袋中的至少一个的叠折部处。
图1为根据本发明的一个实施例构造的结合燃气轮机空气进气系统使用的过滤器组件的简图；图2为根据本发明一个实施例的图1中所示的空气进气系统一部分的放大透视图；图3为在图1至图2中所示的空气进气系统中使用的过滤器组件的一个实施例的透视图；图4为示出根据本发明一个实施例的图3中的过滤器组件的一个过滤器袋的更为详细的视图的透视图；图5为根据本发明一个实施例的图4中所绘的过滤器袋的侧视图；图6为在图1至图2中所示的空气进气系统中使用的过滤器组件的备选实施例的前正视图；以及图7为根据本发明一个实施例的图6中所绘的过滤器组件的顶视图。零件清单20动力生成单元22燃气轮机24进气空气过滤器系统沈发电机40空气进气壳体42过滤器组件保持框架44过滤器组件60空气压缩机区段62燃烧器区段64涡轮区段66 罩盖68预滤器70垂直支承件72水平支承件80过滤器框架82 底部84 顶部86 侧部90过滤器袋92 袋口94袋本体96闭合端98叠折部100第一子过滤器袋102第二子过滤器袋104 子袋口
106 侧壁108 顶峰110支承部件112附接区114 矩阵116 行118 列
具体实施例方式参看附图，图1示出了动力生成单元20。动力生成单元20包括燃气轮机22和进气空气过滤器系统对。尽管以下描述针对结合燃气轮机使用的过滤器组件，但本发明的各种实施例适于结合其它涡轮机使用，举例来说，例如蒸汽轮机。回来参看图1，来自于周围环境的空气吸入进气空气过滤器系统M中以便过滤和输送给燃气轮机22。动力生成单元 20可在多种应用中的任一种中使用，例如但不限于借助于发电机沈来产生电力或直接或间接地提供原动力。进气空气过滤器系统M包括空气进气壳体40。空气进气壳体40可由任何适合的材料如金属板材制成。过滤器组件保持框架42设置在空气进气壳体40中。过滤器组件保持框架42可由任何适合的材料制成，例如金属管、槽钢、横梁或挤压件，它们通过适合的附接方式如焊接而彼此固定。根据本发明的一个实施例，过滤器组件保持框架42支承多个过滤器或过滤器组件44。过滤器组件44从空气中除去污染物，如灰尘、污垢、水分、盐、碳以及其它污染物，它们可趋于降低燃气轮机22的性能或使用寿命。在一个实施例中，空气进气壳体40可为多层高，且可包含多达数百个的过滤器组件44，这些过滤器组件44可由若干过滤器组件保持框架42保持。如图1中所示，燃气轮机22包括空气压缩机区段60，该空气压缩机区段60将进气空气吸入燃气轮机22中，以便在燃烧器区段62中燃烧并在涡轮区段64中工作。空气首先从周围环境穿过空气进气壳体40的罩盖66吸入。当进气空气经由罩盖66进入空气进气壳体40时，它可首先穿过预滤器或除雾器68。空气然后流经过滤器组件44阵列，以便在将其引导至压缩机区段60之前进行最初过滤或最终过滤。如图2中所示，过滤器组件保持框架42包括支承过滤器组件44阵列的一组垂直支承件70和水平支承件72。过滤器组件44可通过任何适合的装置如夹持件或R锁件 (未示出)而在过滤器组件保持框架42中保持就位。过滤器组件44可为任何适合的过滤器类型，举例来说例如过滤器袋。在一个实施例中，过滤器组件44可构造为可从General Electric Company获得的高效AltairSupernov 过滤器。此外，过滤器组件44可为任何适合的尺寸、结构、构造或材料。图3至图5提供了根据一个实施例的过滤器组件44的详细视图。具体而言，图3 示出了过滤器组件44的透视图，图4示出了来自图3中的过滤器组件44中的一个过滤器袋的详细视图，以及图5示出了图4中绘出的过滤器袋的侧视图。如图3和图5中所示，过滤器组件44包括根据本发明一个实施例所构造的过滤器框架80。过滤器框架80将过滤器组件44安装在过滤器组件保持壳体框架42(图1至图幻中。在一个实施例中，过滤器框架80由注入模制塑料制成，但本领域的普通技术人员将认识到还可使用其它材料。在一个实施例中，如图3中所示，过滤器框架80为矩形，且包括底部82、顶部84和相对的侧部86。 尽管图3中未示出，但过滤器框架80可具有凸缘，该凸缘可与过滤器组件保持框架42 (图 1至图幻相连以安装过滤器组件44。在该实施例中，垫圈(未示出)可设置成围绕凸缘的外周，且定位在过滤器组件44与过滤器组件保持框架42之间以在过滤器组件44与过滤器组件保持框架42之间提供气密性密封。图3至图5示出了过滤器组件44，该过滤器组件44还包括设置在过滤器框架80中以形成预先布置的形状的过滤器袋90，其中，预先布置的形状可采用众多成形图案的形式。 图3示出了过滤器组件44包括四个过滤器袋90，但本领域的普通技术人员将认识到的是， 可使用更多或更少的过滤器袋。各过滤器袋90均包括附接到过滤器框架80的袋口 92 (图 4)，以及远离袋口沿纵向延伸至闭合端96的袋本体94。过滤器袋90从框架后方附接到过滤器框架80上，以便袋口 90沿穿过过滤器组件44(图幻的空气或气体的流动方向。各过滤器袋90均可以许多广为公知的方式附接到过滤器框架80上。例如，在一个实施例中，过滤器袋90可安置到过滤器框架80的协作部分中且通过紧固装置而锁定就位，该紧固装置可包括夹紧、闩锁或夹持机构。过滤器袋90的闭合端96在其自身上折回以形成叠折部98， 该叠折部98在袋口 92 (图4)处限定第一子过滤器袋100 (图4和图幻和第二子过滤器袋 102(图4和图幻。如本文所用，叠折部为过滤器介质在其自身上折起或折叠时所产生的折叠部。如图4至图5中所示，第一子过滤器袋100和第二子过滤器袋102分别具有定位在袋口 92附近的子袋口 104，且侧壁106(图4至图幻从子袋口 104沿纵向延伸以在过滤器袋90的闭合端96处形成顶峰108(图5)。过滤器组件44还包括支承部件110 (图幻，该支承部件110将过滤器袋90支承在过滤器框架80内。如图3至图4中所示，各支承部件110均定位在叠折部98附近以支承过滤器袋90。支承部件110可包括许多支承机构中的任一个，其可向各过滤器袋90及其相应的第一子过滤器袋100和第二子过滤器袋102提供支承，使得过滤器袋不会展开。可用作支承部件的支承机构的非排它性清单包括圆柱体、杆、条、挤压件等。在一个实施例中， 各支承部件110均从过滤器框架80的底部82垂直地延伸至过滤器框架80的顶部84 (图 3)。在一个实施例中，各支承部件110均定位在过滤器袋90的叠折部98的前方。如图4中所示，存在至少一个附接区112，该附接区112构造成用以收容和支承至少一个支承部件110。附接区112可包括许多紧固机构中的任一个，其可用于将叠折部98 紧固或附接到支承部件110上，以便提供足够的支承来防止袋展开。可使用的紧固机构的非排它性清单包括接片、连续管、环、卡夹、闩锁件、夹持件等。在另一实施例中，支承部件 110可定位在叠折部98的后方，与位于其前方相反。在该实施例中，至少一个附接区112将定位在叠折部98的后方，以便支承部件将能够支承过滤器袋90及其相应的第一子过滤器袋100和第二子过滤器袋102而不会展开。在该实施例中，各支承部件110将定位在从过滤器袋90的叠折部98延伸的第一子过滤器袋100和第二子过滤器袋102的相对侧壁106 之间。图6至图7示出了过滤器组件44的备选实施例。具体而言，图6示出了采用矩阵形式的过滤器组件的前正视图，而图7示出了图6中所绘出的过滤器组件的顶视图。如图6 中所示，过滤器框架80分隔成具有多行116和多列118的矩阵114。各个行116和列118均构造成用以收容预定数目的过滤器袋90。在该实施例中，过滤器框架80可由注入模制塑料制成，但本领域的普通技术人员将认识到还可使用其它材料。在该实施例中，定位在矩阵114的行116和列118中的各过滤器袋90均彼此隔开且不同。在该实施例中，存在支承部件110，其包括延伸跨过过滤器框架80侧部86的水平延伸的支承部件，以及从过滤器框架80底部82垂直地延伸至过滤器框架80顶部84的垂直延伸的支承部件。在一个实施例中，各水平延伸的支承部件110和各垂直延伸的支承部件110均保持至少一个过滤器袋90 在矩阵114的相应的行116和列118内居中。支承部件110在矩阵114的行116和列118 中的各过滤器袋90中均可包括一个垂直支承部件和一个水平支承部件。在另一实施例中， 可存在一个水平支承部件用于一行116中的所有过滤器袋，以及一个垂直支承部件用于一列118中的所有过滤器袋。可用作水平支承部件和垂直支承部件的支承部件110的支承机构的非排它性清单包括圆柱体、杆、挤压件等。尽管图6和图7中未示出，但该实施例将具有构造成用以收容支承部件110的附接区112(图4)。在该实施例中，附接区可包括许多紧固机构中的任一个，其可用于将叠折部98紧固到支承部件110上，该支承部件110将提供足够的支承来防止袋在矩阵114内展开。可使用的紧固机构的非排它性清单包括接片、连续管、环、卡夹、闩锁件、夹持件等。附接区112和所附的紧固机构可定位在叠折部98的前方或后方，以便支承过滤器袋90及其相应的第一子过滤器袋100和第二子过滤器袋102，以及防止它们在矩阵114内展开。本文关于图3至图7所述的过滤器组件44的各种实施例可根据许多广为公知的过滤器组件制造技术中的一种来制造。例如，过滤器袋90可由多孔过滤材料的连续板材形成，其具有连结而形成袋90和子袋100和102的顶边缘和底边缘，在与过滤器框架80的公共平面中袋在上述边缘之间具有顶峰。此种装置可通过将过滤材料的连续板材弯曲或折叠到袋元件的相邻侧上且固定边缘以及然后将各袋在其自身上折叠以形成子袋100和102而制成。袋90和子袋100和102可使用任何广为公知的技术来形成，举例来说，例如点焊、缝合、超声波或本领域中公知的其它手段。作为备选，单独的过滤器袋90及其相应的子过滤器袋100和102可在结合过滤器框架80安装之前单独地制造。这可通过将过滤材料的板材切割为适合的尺寸来实现。在一个实施例中，过滤材料的切割板材折叠一半，且重叠的侧边缘缝合或焊接在一起。该袋然后将在其自身上朝袋口 92折叠以形成子过滤器袋100和 102。子过滤器袋100和102的边缘然后可缝合或焊接在一起。应当清楚的是，本发明的各种实施例导致产生了一种具有过滤器袋的过滤器组件，该过滤器袋紧凑且具有比不具有前述子过滤器袋的过滤器袋更大的表面面积。例如，由具有长度L和高度H的过滤器袋所构成的典型过滤器组件的表面面积将等于[2XLxH]x组件中的袋数目，而由具有子过滤器袋100和102的过滤器袋90所构成的过滤器组件44的表面面积将等于WxLxH]X组件中的袋数目。因此，根据本发明各种实施例的过滤器组件44 将为常规过滤器袋组件表面面积的两倍，这与改善含尘量和延长寿命相关，以及与在不必改变由组件所用空间的情况下降低跨过过滤器组件的压降相关。由于根据本发明各种实施例的过滤器组件44将具有更为紧凑的过滤器袋，故这些组件将配合到更为紧凑的过滤器壳体中，且因此向过滤器组件制造商提供了可能更多的应用用途(例如，通风和分离)。尽管本公开内容已结合其优选实施例进行了具体地示出和描述，但将会认识到的是，本领域的普通技术人员将构想出变型和修改。因此，应理解的是，所附权利要求意图涵盖落入本公开内容的真正精神内的所有这些修改和变化。
权利要求
1.一种过滤器组件(44)，包括过滤器框架(80)；设置在所述过滤器框架(80)中的多个过滤器袋(90)，所述多个过滤器袋(90)中的各个均包括附接到所述过滤器框架(80)上的袋口(9 和远离所述袋口(9 沿纵向延伸至闭合端(96)的袋本体(94)，其中，所述闭合端(96)在其自身上折回以形成叠折部(98)，所述叠折部(98)在所述袋口(9 处限定第一子过滤器袋(100)和第二子过滤器袋(102)，所述第一子过滤器袋(100)和所述第二子过滤器袋(10 分别具有定位在所述袋口(92)附近的子袋口(104)，且侧壁(106)从所述子袋口沿纵向延伸以在所述过滤器袋(90)的闭合端处形成顶峰(108)，所述第一子过滤器袋(100)通过所述叠折部(98)与所述第二子过滤器袋(102)隔开；以及在所述过滤器框架(80)内支承所述多个过滤器袋(90)的多个支承部件(110)，其中， 所述多个支承部件(110)中的各个均定位在叠折部(98)附近以支承所述多个过滤器袋 (90)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件(44)，其特征在于，所述多个支承部件(110)中的各个均定位在所述多个过滤器袋(90)中的至少一个的叠折部(98)的前方。
3.根据权利要求2所述的过滤器组件(44)，其特征在于，所述多个支承部件(110)中的各个均包括构造成用以收容至少一个支承部件(Iio)的至少一个附接区(112)。
4.根据权利要求1所述的过滤器组件(44)，其特征在于，所述过滤器框架(80)分隔成具有多个行(116)和列(118)的矩阵(114)，所述多个行(116)和列(118)中的各个均构造成用以收容预定数目的所述多个过滤器袋(90)。
5.根据权利要求4所述的过滤器组件(44)，其特征在于，定位在所述矩阵(114)的行 (116)和列(118)中的所述多个过滤器袋(90)中的各个均彼此隔开且不同。
6.根据权利要求4所述的过滤器组件(44)，其特征在于，所述多个支承部件(110)包括延伸跨过所述过滤器框架(80)的侧部(86)的水平延伸的支承部件(110)，以及从所述过滤器框架(80)的底部(8 垂直地延伸至所述过滤器框架(80)的顶部(84)的垂直延伸的支承部件(110)。
7.根据权利要求6所述的过滤器组件(44)，其特征在于，各水平延伸的支承部件(110) 和各垂直延伸的支承部件(Iio)均保持至少一个过滤器袋(90)在所述矩阵(114)的相应的行(116)和列(118)内居中。
8.一种过滤器袋装置(44)，包括过滤器框架(80)；设置在所述过滤器框架(80)中的多个过滤器袋(90)，所述多个过滤器袋(90)中的各个均包括附接到所述过滤器框架(80)上的袋口(9 和远离所述袋口(9 沿纵向延伸至闭合端(96)的袋本体(94)，其中，所述闭合端(96)朝所述袋口(9 向内折回以形成叠折部(98)，所述叠折部(98)在所述袋口(9 处限定第一子过滤器袋(100)和第二子过滤器袋(102)，所述第一子过滤器袋(100)和所述第二子过滤器袋(10 分别具有与所述袋口 (92)的一部分重合的子袋口(104)，且侧壁(106)从所述子袋口沿纵向延伸以在所述过滤器袋(90)的闭合端(96)处形成顶峰(108)，所述第一子过滤器袋(100)通过所述叠折部 (98)与所述第二子过滤器袋(102)隔开；以及在所述过滤器框架(80)内支承所述多个过滤器袋(90)的多个支承部件(110)，其中， 所述多个支承部件(110)中的各个均定位在所述多个过滤器袋(90)中的至少一个的叠折部(98)处。
9.根据权利要求8所述的过滤器装置(44)，其特征在于，所述多个支承部件(110)中的各个均从所述过滤器框架(80)的底部(8 垂直地延伸至所述过滤器框架(80)的顶部 (84)。
10.根据权利要求8所述的过滤器装置(44)，其特征在于，所述过滤器框架(80)分隔成具有多个行(116)和列(118)的矩阵(114)，所述多个行(116)和列(118)中的各个均构造成用以收容预定数目的所述多个过滤器袋(90)。
全文摘要
本发明涉及具有增大的过滤器介质面积的过滤器袋装置(44)。在一个实施例中，各过滤器袋(90)均包括附接到过滤器框架(80)上的袋口(92)和远离袋口(94)沿纵向延伸至闭合端(96)的袋本体(94)。闭合端(96)朝袋口(94)向内折回而形成叠折部(98)，其在袋口(94)处限定第一子过滤器袋(100)和第二子过滤器袋(102)。第一子过滤器袋(100)和第二子过滤器袋(102)分别具有与袋口(94)的一部分重合的子袋口(94)，且侧壁(106)从子袋口沿纵向延伸以在过滤器袋(90)闭合端(96)处形成顶峰(108)。第一子过滤器袋(100)通过叠折部(98)与第二子过滤器袋(102)隔开。
文档编号B01D46/06GK102430300SQ20111026883
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者P·K·尼科林, W·K·A·艾尔斯 申请人:通用电气公司