[发明专利]多层HEPA过滤器及制造方法

说明书

发明背景

本发明的领域主要涉及可用于脉冲喷射清洁过滤系统的过滤元件，更具体地，本发明涉及具有多层过滤介质的过滤元件。

织物过滤为用于在空气流(例如，燃气涡轮入口空气)中分离出粒状物质的常用的技术。过滤元件包括捕获空气流中的粒状物质的过滤介质。在使用期间，由于粒状物质在过滤器上累积或结块，空气的流速降低，并且跨过滤器的压降提高。为了恢复期望的流速，将反向压力脉冲施用于过滤器。反向压力脉冲将粒状物质从过滤介质分离，随后使粒状物质落入脏空气室的下部。

燃气涡轮操作者期望在它们的入口过滤系统中有较高水平的过滤效率，而不会由于过滤器中较高的压降而折衷入口气流的性能。在产能和维修成本方面，高的压降通常引起提高的操作成本。在入口过滤系统中使用HEPA级过滤器可对由更加外来(exotic)的和不太宽容(forgiving)的材料制成的涡轮部件提供更好的保护。HEPA级过滤器通常预防可引起涡轮部件侵蚀、结垢和腐蚀的颗粒的吸入。然而，当与具有较低过滤效率的过滤器相比较时，HEPA级过滤器在标准操作空气流速下具有提高的压降。在涡轮的入口处相对较高的压降会降低发电厂的加热率并且降低能产生的能量的量。

发明概述

在一方面，提供了一种多层HEPA过滤介质。所述多层过滤介质包括第一层，所述第一层包括使用纺粘方法由多个双组分合成纤维形成的非织造合成织物，并且具有粘结区域的多个基本上平行的不连续的线的粘结区域图案。所述过滤介质还包括层压在第一层上的第二层。第二层由微孔膜形成。此外，所述过滤介质包括层压在第二层上的第三层，其中第三层包括由多个合成纤维形成的合成非织造织物。所述合成纤维包括至少两种具有不同熔点的不同的合成纤维。第三层的覆盖系数小于约7。此外，所述多层过滤介质还包括多个波纹。

在另一方面，提供了一种HEPA过滤元件。所述过滤元件包括第一端盖、第二端盖和在第一端盖和第二端盖之间延伸的多层过滤介质。所述多层过滤介质包括第一层，所述第一层包括使用纺粘方法由多个双组分合成纤维形成的非织造合成织物，并且具有粘结区域的多个基本上平行的不连续的线的粘结区域图案。所述过滤介质还包括层压在第一层上的第二层。第二层由微孔膜形成。此外，所述过滤介质包括层压在第二层上的第三层，其中第三层包括由多个合成纤维形成的合成非织造织物。所述合成纤维包括至少两种具有不同熔点的不同的合成纤维。第三层的覆盖系数小于约7。此外，所述多层过滤介质还包括多个波纹。

在另一方面，提供了一种制备多层HEPA过滤介质的方法。所述方法包括形成第一层，所述第一层包括具有多个双组分合成纤维的纺粘非织造织物基材，使用压纹机辊压延所述非织造织物基材，以形成具有粘结区域的多个基本上平行的不连续的线的粘结区域图案，以将所述合成双组分纤维粘结在一起，形成非织造织物。所述方法还包括将第二层的第一侧层压至第一层的表面，其中第二层包括微孔膜。所述方法进一步包括将第三层层压至第二层的第二侧，其中第三层包括由多个合成纤维形成的合成非织造织物。所述合成纤维包括至少两种具有不同熔点的不同的合成纤维。第三层的厚度小于约0.076mm并且覆盖系数小于约7。此外，所述方法包括对所述复合过滤介质压制波纹，并对所述复合过滤介质打摺。

附图简述

图1为过滤介质的一个示例性方面的截面图。

图2为在示于图1的过滤介质的第一层中使用的双组分纤维的显微照片。

图3为示于图1的过滤介质的第一层的显微照片。

图4为示于图1的过滤介质的第一层的粘结图案的顶视图。

图5为示于图1的过滤介质的第二层的一部分的放大的示意性平面图。

图6为与对比过滤元件相比，根据一个示例性实施方案的滤筒的压降与时间的关系的曲线图。

图7为在压制波纹之后，示于图1的过滤介质的一个示例性方面的截面图。

图8为包括示于图1的过滤介质的滤筒的侧视图。

图9为示于图8的滤筒的一部分的放大的透视图。

图10为包括示于图8的滤筒的过滤组件的透视图。

部件列表