[发明专利]使用薄膜介质的高性能燃气涡轮入口过滤器(HEPA)

说明书

技术领域

本发明大体涉及过滤元件，且更具体地涉及具有经起皱或压纹的复合性非织造过滤介质的过滤元件。

背景技术

一些已知的过滤介质复合构造结合湿法敷设(wet-laid)造纸工艺来生产基底，且结合电纺技术来使轻质纳米纤维涂层沉积在过滤介质基底的一侧或两侧上。典型地，介质基底具有100-120克/平方米(g/m²)的基重，且纳米纤维层具有0.5g/m²或更少的基重。

已知介质可具有三层，这三层包括基础介质、膨体聚四氟乙烯(ePTFE)薄膜和为带电的非织造熔喷层的第三层。但是，已知当带电的非织造熔喷层在暴露于潮湿的环境且静电电荷迅速减少时，该带电的非织造熔喷层的性能会显著降低。还没有证明这种已知介质满足脉冲式燃气涡轮入口过滤所需的严格的行业测试协议。

在静态的燃气涡轮过滤中可存在具有湿法敷设的玻璃基础介质的HEPA介质，其中发现该HEPA介质在功能方面满足了非脉冲式燃气涡轮入口过滤。由于湿法敷设的玻璃基础介质的无法经受住高压脉冲空气清洁的应力的固有的微弱的强度特性，可能不适于在脉冲过滤中使用该湿法敷设的玻璃基础介质。如果在高压脉冲空气清洁应用中使用，微弱的强度特性将导致该介质自身被扯开。

可使用过滤介质复合构造来对各种装置提供洁净的空气供应。这样的装置可包括涡轮叶片。典型地，当在已知的操作流率下根据ASHRAE 52.2-2007测试程序进行测试时，已知的过滤介质在典型地大于7.0mmH₂O的压降处可具有对0.3-0.4μm颗粒提供约55％的捕捉率的新的或洁净的操作效率。

转到包含涡轮叶片的示例性装置，合乎逻辑的是试图保持涡轮叶片洁净。已经知道涡轮叶片的积垢和腐蚀会降低涡轮的动力输出，且会提高修复叶片的运行中断的频率。用于清洁涡轮叶片的一种现行程序需要以定期的时间间隔使涡轮脱机，以用水将叶片清洗洁净。涡轮停机时间可为昂贵的，因为涡轮不在运行，并且因此减少了动力产生量。所期望的将是提供效率比已知的过滤介质更高的过滤介质，以减少或消除清洁涡轮叶片的涡轮停机时间。

通过使用涂覆有电纺纤维表层的标准的湿法敷设的基础介质，目前性能最好的技术按照ASHRAE 52.2标定(rated)在F-9处。至今，当挑战100％的0.30微米DOP颗粒时，最大效率已经被电纺工艺限定到约最大75％的效率。这一点已经通过湿法敷设的基础介质的一个表面上的厚重的电纺纤维层或在基础介质的两个表面上使用纳米纤维层两者中任何一个得到实现。

发明内容

以下介绍了本发明的简要概述，以便提供对本发明的一些示例性方面的基本理解。此概述不是本发明的详尽综述。另外，此概述不意在指示本发明的关键元件，也不描绘本发明的范围。该概述的唯一目的是作为后面介绍的更加详细的描述的序言来介绍简化形式的本发明的一些概念。

根据一方面，本发明提供了一种包括基础基底的复合性过滤介质结构。基础基底包括使用纺粘工艺由多个双组分合成纤维形成的非织造织物基底。复合性过滤介质结构包括沉积在基础的一侧上的表层，在该侧上，表层由微孔膨体聚四氟乙烯薄膜形成。基础基底和表层构造成提供根据EN 1822测试法测量的大于95％且等于或小于99.5％的过滤效率。

根据另一方面，本发明提供了一种包括燃气涡轮空气入口过滤元件的复合性过滤介质结构。燃气涡轮空气入口过滤元件包括第一端盖、第二端盖和过滤介质。过滤介质包括用纺粘工艺由多个双组分合成纤维形成的非织造织物和沉积在基础基底的一侧上的表层。表层由微孔膨体聚四氟乙烯薄膜形成。基础基底和表层构造成提供根据EN1822测试法测量的大于95％且等于或小于99.5％的过滤效率。过滤介质进一步包括压纹图案或多个皱褶，在约90℃至约140℃的温度处使用相对的辊子形成所述压纹图案或所述皱褶。

根据又一方面，本发明提供了一种制造复合性过滤介质的方法。该方法包括形成使用纺粘工艺由多个双组分合成纤维形成的非织造织物基底。该方法包括通过热层压来施用表层以使合成物熔化到表层上，以形成复合性过滤介质，使得该复合性过滤介质具有大于95％且等于或小于99.5％的过滤效率。

附图说明

在参照附图阅读以下描述之后，本发明的前述和其它方面对本发明所涉及的领域的技术人员将变得显而易见，其中：

图1是复合性过滤介质的一个示例性方面的截面图示；

图2是根据一个示例性方面的压纹辊子的示意图；

图3是图1所示的基础介质基底的结合图案的俯视图；