(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流から微粒子を除去するためのフィルタカセット（１）であって、該フィルタカセットは上流端（１４）と下流端（１６）を持ち、さらに濾過材（４）が気密にシールされた取り付けフレーム（８）であって、前記フィルタカセットを仕切り（６）の開口部に取り付けるための取り付け面（５）を持つ取り付けフレーム（８）を有するフィルタカセットにおいて、
前記取り付け面（５）は、フィルタカセットの上・下流端（１４，１６）の間であって、前記上流端（１４）から第１の距離（Ｄｕｐ）と前記下流端（１６）から第２の距離（Ｄｄоｗｎ）を隔てた位置に位置するとともに、上記第１、及び第２の距離（Ｄｕｐ，Ｄｄоｗｎ）のそれぞれは、前記フィルタカセットの全長（Ｌ）の２５％以上であり、
前記第１、及び第２の距離（Ｄｕｐ，Ｄｄоｗｎ）は１００ｍｍ又はそれ以上であり、
前記濾過材（４）は、上下流方向に延びる複数のフィルタパネル（２）を有し、前記フィルタパネル（２）はそれらの上・下流端（１４，１６）において交互に相互接続されると共に、前記フィルタカセットを通過する流体が前記フィルタパネルの通過を余儀なくされるように、隣接するフィルタパネル（２）を接続する側壁（１０）が設けられており、
前記取り付けフレーム（８）は、前記フィルタカセットが前記取り付け面（５）によって前記仕切り（６）に取り付けられることになるフィルタカセット（１）の領域において、前記濾過材（４）の前記フィルタパネル（２）に接続されることを特徴とするフィルタカセット。
【請求項２】
前記濾過材（４）の前記フィルタパネル（２）は、ひだが一方のパネル側部から反対のパネル側部まで延び、断面においてジグザグ構造のフィルタ材になるようにプリーツ加工されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項３】
前記取り付け面（５）は、フィルタカセットの前記全長（Ｌ）に対し、前記上・下流端（１４，１６）の間の中央に位置することを特徴とする請求項１に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項４】
前記取り付け面（５）は、前記上・下流端（１４，１６）に対し、前記フィルタカセットの重心線に位置する請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項５】
前記取り付けフレーム（８）の上流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の下流表面側部（１８）の間だけに設けられることを特徴とする請求項４に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項６】
前記取り付けフレーム（８）の下流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の上流表面側部（１７）の間だけに設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項７】
前記取り付けフレーム（８）の上流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の下流表面側部（１８）の間だけに設けられ、前記取り付けフレーム（８）の下流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の上流表面側部（１７）の間だけに設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項８】
２枚の最も外側の前記フィルタパネルは、前記上流端及び／又は下流端（１４，１６）から前記取り付け面（５）へと延びかつ濾過機能を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項９】
前記濾過材（４）は、欧州規格ＥＮ１８２２によれば、少なくともフィルタＨ１０等級の微粒子濾過効率を有し、前記フィルタカセットは毎時３，４００ｍ３の空気流量で２００Ｐａ以下の圧力降下を提供することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【請求項１０】
毎時３，４００ｍ３の空気流量における前記圧力降下は、１８０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項９に記載のフィルタカセット（１）。
【請求項１１】
開口部（１５）を持つ仕切り（６）と、前記開口部（１５）を包囲する取り付け面（１３）を有するフィルタ配置構造であって、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフィルタカセット（１）は、該フィルタカセットの前記濾過材（４）が前記仕切り取り付け面（１３）の両側に突出するように、前記仕切り取り付け面（１３）に取り付けられることを特徴とするフィルタ配置構造。
【請求項１２】
ガスタービンに流入するガス流から微粒子を除去するため、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフィルタカセット（１）を１つ、またはそれ以上有することを特徴とするガスタービン。
【請求項１３】
毎時少なくとも１，０００ ｍ３の空気流量能力を有することを特徴とする請求項１２に記載のガスタービン。
【請求項１４】
少なくとも１つのフィルタカセット（１）は、毎時５００ｍ３と６，０００ｍ３の間の空気流量能力を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のガスタービン。
【請求項１５】
ガスタービンに流入するガス流から微粒子を除去するため、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフィルタカセット（１）を使用する方法。
【請求項１６】
毎時少なくとも１，０００ ｍ３の空気流量能力を有するガスタービンの空気取り入れ口において、請求項１５に記載のフィルタカセット（１）を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気流から微粒子を除去するフィルタカセットに関し、さらに詳しくはその開口部にフィルタカセットを取り付ける仕切りを有するフィルタ配置構造に関する。本発明はまた特に、特定応用として、ガスタービンを流入するガス流から微粒子を取り除くためのフィルタの使用法や、ガスタービンそれ自体の使用法にも関する。しかしながら本発明は、例えば非常用発電機、ガスコンプレッサ、ＨＶＡＣシステム、塩資源からガスを採掘するようなガス採掘作業等といったような他の様々な用途に同じように使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
前述した用途に共通して、それらは高い微粒子濾過効率で大量の空気を濾過しなければならない。単一のフィルタカセットには毎時１，０００ｍ３以上の濾過能力を持っており、例えば５９２ｍｍ×５９２ｍｍ×３００ｍｍ又は６１０ｍｍ×６１０ｍｍ×３００ｍｍの典型的なフィルタ・サイズでは毎時約２，５００〜５，０００ｍ３の濾過能力を持つが、毎時１０，０００ｍ３以上の空気の量、或いは毎時５０，０００ｍ３以上の空気量、更には時々それ以上の空気量を濾過するにあたっては、大量のフィルタカセットを並置した状態で使用する。フィルタカセットやカセットは、通常“ダーティ・エアセクション”と呼ばれる上流容積部分と、通常“クリーン・エアセクション”と呼ばれる下流容積部分とを分割する仕切りに取り付けられる。この仕切りは、フィルタカセットを取り付ける開口部を備えた壁の形態をとったり、或いは複数の開口部を持ったラックの形態をとり得るが、この場合、複数の開口部内にはダーティ・エアセクションとクリーン・エアセクションとの間に実質上気密状の仕切りを作るようにしてフィルタカセットが取り付けられる。また用途によっては、操作スタッフが通れるほど充分大きなフィルタハウジング内に大量のフィルタカセットを設け、例えばフィルタカセットに詰まりや不具合が発生した場合などは、スタッフが個々のフィルタカセットを取り外して交換できるようにしたものもある。
【０００３】
特許文献１は、ガスタービンの吸気流の中のエアフィルタシステムに関連している。吸気から微粒子物質が第１ステージのエアクリーナによって濾過されて第２ステージのエアクリーナに導かれ、ここで湿気と特に塩分が吸気から取り除かれる。ここではその第２ステージのエアクリーナが通常、前述したフィルタカセットを備える。第２ステージ・エアクリーナの濾過材として好適に使用可能なフィルタ材料は、例えば特許文献２に記載されている。共通のフィルタカセット構造は、例えば特許文献３〜５に記載されている。従って、フィルタカセットは通常、パネルフィルタの組がフィルタカセットの上流端からフィルタカセット下流端へと延びるＶポケットを形成するように配置された複数のフィルタを有する。各フィルタパネルは、全濾過通路に対し略平行に延びる複数のひだからなる濾過材を有することにより、濾過すべき空気やガスはひだを通ってほぼ直線状に通過する。フィルタパネルはケーシングに取り付けられると共に、フィルタカセットの上流端、又は幾つかの用途ではフィルタカセットの下流端において取り付けフレームに気密状に適合される。取り付けフレームは、フィルタカセットが仕切りの開口部を通ってクリーン・エアセクション内部へと延びるように、フィルタカセットを仕切りの対応取り付け面へと取り付けるための取り付け面を備える。その結果、スタッフはフィルタカセットをダーティ・エアセクション側から容易に取り外し、交換することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，３６８，３８６号
【特許文献２】欧州特許第１６７４１４４号
【特許文献３】国際公開公報第２００７／１０３４０８号
【特許文献４】欧州特許第０５６００１２号
【特許文献５】欧州特許第０７２３８００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、既知のフィルタカセット及びフィルタ配置構造を改善し、特に濾過効率や寿命や圧力低下に関して改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明のフィルタカセットは、従来技術に関連して前述したように、上流端と下流端を持ち、さらに濾過材と適合してフィルタカセットを仕切りの開口部に取り付けるための取り付け面を持つ取り付けフレームを有する。本発明によれば、前記取り付け面は、フィルタカセットの上・下流端の間であって、前記上流端から第１の距離と前記下流端から第２の距離を隔てた位置に位置するとともに、第１、及び第２の距離のそれぞれは、前記フィルタカセットの全長の１０％以上である。特に、前記第１及び第２の距離は少なくとも４０ｍｍであり、より好ましくは１００ｍｍ又はそれ以上である。この配置構造は、不適当なシール圧力を生じると共にフレームガスケットを空気がバイパスしてしまう恐れのある、フィルタカセットから仕切り内へのトルクの誘因を減じるものである。また、仕切りの構造的完全性を超えるトルクを防止することができる。
【０００７】
好適実施形態において、前記フィルタカセットの上・下流端からの取り付け面の距離は、フィルタカセットの全長の１５パーセント以上、好ましくは２０パーセント以上、さらに好ましくは２５パーセント以上となる。そのような距離の絶対値は１００ｍｍ、又はそれ以上であることが好ましい。最も好ましくは、取り付け面は、前記上・下流端に対してフィルタカセットの重心線に位置する。即ち、仮にフィルタカセットが左右対称の構造を有するものだとするならば、取り付け面は前記上・下流端の間の中央に位置決められることが好適である。
【０００８】
提案された構造によって達成される別の利点は、フィルタカセットがクリーン・エアセクションに突出する長さを増加することなく濾過材の有効面積を増加することができることである。即ち、本発明によるフィルタカセットは、その代わりダーティ・エアセクションの中へ部分的に延びることになる。このように、現在あるフィルタカセットを、より大きな濾過表面積を有する提案フィルタカセットと交換することができ、フィルタカセットを取り付ける仕切りやハウジングを適合させる必要もない。濾過表面積が増加した結果、フィルタの寿命は増加することになる。何故なら部分的濾過表面積当たり少ない量の空気が通過することにもなり、その空気自体も低速で濾過材を通過することになるからである。
【０００９】
フィルタカセットの上・下流端の間のある位置に、取り付けフレームの取り付け面を配置する提案構造は、取り付け面だけでなく取り付けフレーム全体がフィルタカセットの上・下流端の間のどこかに位置された際に更なる利点を生み出す。即ち、前述した利点は、取り付けフレームがフィルタカセットの上流端（又は、下流端）に設けられると共に上・下流方向の長さを有することで、取り付けフレームの取り付け面が例えばフィルタカセットの重心線に配置されることで、ほぼ達成することができる。しかしながら、フィルタカセットが取り付け面によって仕切りに取り付けられることになるフィルタカセットの領域に取り付けフレームを設け、この領域において取り付けフレームをフィルタパネルに気密用にシールすることは特に有利なことになる。これにより、取り付けフレーム、ひいてはフィルタカセットの重量が減じられる。またフィルタパネルからフィルタフレームへ誘発されるトルクも同様に減じられる。更に、隣接したフィルタパネルの上流表面側部間では、フィルタパネル間にあって取り付けフレームの上流に設けられていた側壁を廃することができる。これによりフィルタカセットの全重量を更に減少でき、より重要なこととしてはフィルタカセットを介する圧力低下もまた相当減少する。それが気流の中に置かれた際にフィルタカセットに生じる圧力差は、フィルタカセットにとっては常に一番重要な特性値のうちの１つである。１，０００Ｐａの圧力低下は、１〜３パーセントのタービンの出力ロスと等しい可能性がある。取り付けフレームの上流では側壁がフィルタパネルの下流表面側部の間のみ設けられ、上流表面側部間には設けられないために、フィルタカセットに流入する空気のための開口面積は、ダーティ・エアセクションに突出しない従来フィルタカセットの開口面積に比較して増加する。従って、濾過対象となる空気はその速度を減じた状態でフィルタカセットに流入する。従って、この結果としてフィルタカセットを介する圧力低下は減少し、以てタービンの性能は向上することになる。
【００１０】
同様に、取り付けフレームより下流側の、隣接したフィルタパネルの上流表面側部間のみに側壁を設けることよって通気抵抗を更に減少でき、その結果としてフィルタカセットを介する圧力低下をさらに改善する可能性がある。最も好ましい状態としては、取り付けフレーム上流で隣接するフィルタパネルの下流表面側部間のみに側壁を設けことと、取り付けフレーム下流で隣接するフィルタパネルの上流表面側部間のみに側壁を設けることの、以上２つの対策の組合わせがある。
【００１１】
フィルタパネル間の側壁を部分的に廃することが可能であることを説明したが、フィルタパネルからフィルタカセットの上・下壁を形成することは更に有利なことである。通常、フィルタカセットのこれらの壁は、フィルタカセットの全体構造を強化する上で、例えば金属や堅固なポリマー材料のような丈夫な材料から作られる場合がある。しかしながら、これらの壁を２枚の最も外側のフィルタパネルで形成した場合、それらは濾過機能を有する。これにより、空気は、フィルタカセットの前端部と（側壁が部分的に廃された）側方からＶポケットを経由してフィルタカセット濾過材を通り抜けるだけでなく、最も外側にある２枚のフィルタパネル、即ちフィルタカセットの上・下壁を介して直接、濾過材を通り抜けることができるようになる。これにより、フィルタカセットの効率、寿命及び圧力低下は従来のフィルタカセットに比較して更に改善される。
【００１２】
少なくともフィルタ等級Ｈ１０、好ましくは等級Ｈ１２（欧州規格ＥＮ １８２２による）の微粒子濾過効率を提供する濾過材を持ったフィルタカセットを使うことにより、３，４００ｍ３／ｈの空気流量において、２００Ｐａ以下の圧力低下を達成することができる。側壁の廃止を上流側にするか下流側にするか、或いはその両側にするかに依存し、更には、最も外側の２枚のフィルタパネルの一方、又はその両方に濾過機能を持たせ、空気がフィルタカセットの上・下部からも濾過材を通過できるようにするか否かに応じて、１８０Ｐａ、１６０Ｐａ、１４０Ｐａ、１２０Ｐａの良好な数値、更に１００Ｐａ以下になるほどの数値をも獲得することができる。
【００１３】
当然ながら、その圧力低下は濾過材として使用される材料に大きく依存する。フィルタカセット用濾過材としては、欧州特許第１６７４１４４号に記載されている材料が特に好ましい。他の材料については、以下の好適実形態の詳細な説明の中で言及される。
【００１４】
このようにして、本発明の好適実施形態によるフィルタカセットは、上流端と下流端を持ち、さらに濾過材と適合してフィルタカセットを仕切りの開口部に取り付けるための取り付け面を持つ取り付けフレームを有し、前記取り付け面は、フィルタカセットの上・下流端の間であって、前記上流端から第１の距離と前記下流端から第２の距離を隔てた位置にあり、上記第１、及び第２の距離のそれぞれはフィルタカセットの全長の１０％以上であり、さらに第１、及び第２の距離は少なくとも４０ｍｍである。
【００１５】
本発明の別の好適実施形態によるフィルタカセットは、上流端と下流端を持ち、さらに濾過材と適合してフィルタカセットを仕切りの開口部に取り付けるための取り付け面を持つ取り付けフレームを有し、前記取り付け面は、フィルタカセットの上・下流端の間であって、前記上流端から第１の距離と前記下流端から第２の距離を隔てた位置にあり、上記第１、及び第２の距離のそれぞれは全長の２５％以上である。
【００１６】
本発明の、また更なる好適実施形態によるフィルタカセットは、上流端と下流端を持ち、さらに濾過材と適合してフィルタカセットを仕切りの開口部に取り付けるための取り付け面を持つ取り付けフレームを有し、前記取り付け面は、フィルタカセットの上・下流端の間であって、前記上流端から第１の距離と前記下流端から第２の距離を隔てた位置にあり、上記第１、及び第２の距離のそれぞれはフィルタカセットの全長の１０％以上であり、前記濾過材は、上下流方向に延びる複数のフィルタパネルを有し、前記フィルタパネルはそれらの上・下流端において交互に相互接続されると共に、前記フィルタカセットを通過する流体が前記フィルタパネルの通過を余儀なくされるように、隣接するフィルタパネルを接続する側壁が設けられる。
【００１７】
上述した種類のフィルタカセットは、高容量ガスタービンに流入するガス流から微粒子を取り除くにあたり有利に使用することができる。単一のフィルタカセットの場合、その空気流量能力は毎時５００〜６，０００ｍ３となるかもしれないし、複数のフィルタカセットを並置した場合には、毎時１，０００ｍ３又は毎時４，０００ｍ３を濾過することができ、更に毎時１０，０００ｍ３以上の空気を濾過することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるフィルタカセットの斜視側面図である。
【図２】第１実施形態に沿った、図１に示されたフィルタカセットに類似するフィルタカセットを通る概略的断面図である。
【図３】第２実施形態に沿った、図１に示されたフィルタカセットに類似するフィルタカセットを通る概略的断面図である。
【図４】第３実施形態に沿った、図１に示されたフィルタカセットに類似するフィルタカセットを通る概略的断面図である。
【図５】従来のフィルタカセットのフィルタ配置構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図５は、仕切り６の開口部に取り付けられた従来のフィルタカセット１を備えた従来のフィルタ配置構造を示している。ここに示した仕切り６は壁の形態をとっている。それは、フィルタカセットの上流端１４にあるダーティ・エアセクションをフィルタカセット１の下流端１６にあるクリーン・エアセクションから分離している。フィルタカセット１は、上流から下流方向に延びるＶバンク配置構造を有する複数のフィルタパネル２から構成される。各フィルタパネル２は夫々の上流端、下流端において交互に相互接続されている。上流端１４におけるその接続は取り付けフレーム８の形をとる。取り付けフレーム８は側方に突出して、その下流側での取り付け面５を成す。フィルタカセット１は取り付けフレーム８を介して仕切り６に対し、取り付け面５がシール機能を持つような実質的気密状態で取り付けることができるように、取り付け面５は、フィルタパネル・パッケージを取り囲む。清浄化されるべき空気がフィルタカセット１を通過する際には、空気はまず取り付けフレーム８の開口部を通ってフィルタカセット１に流入し、フィルタパネル２の濾過材４を通過してその上流面側１７から下流面側１８へと流れ、フィルタカセットの下流端１６からフィルタカセット１を出ることになる。代表的な従来フィルタカセットとしては、約３００ｍｍの長さを持ち、約５６０×５６０ｍｍか約５８０×５８０ｍｍの開口部に取り付けられるように設計されるだろう。
【００２０】
側壁１０は、フィルタパネル２の所望のＶバンク配置構造を維持し、かつ清浄化するべき空気がフィルタパネル２を通過させるのに必要な強度を与える。
【００２１】
本発明によるフィルタカセットは、種々の実施形態に関連して以下説明するように、取り付けフレームと取り付け面に関してだけ上述した従来構造と基本的に異なる。従って、以下、本発明の実施形態を説明する上で同じ参照番号を使用することにする。
【００２２】
図１は、仕切り壁６の開口部１５に取り付けられたフィルタカセット１の第１の実施形態を示している。従来技術のように、隣接する２枚のフィルタパネル２によって１つのＶバンクが形成される。各Ｖバンクのフィルタパネルは、例えば適当な埋め込み材によりフィルタカセットの下流端１６において堅固に連結される。同様に、隣接するＶバンクのフィルタパネル２は、例えば適当な埋め込み材によりフィルタカセットの上流端１４において堅固に連結される。取り付けフレーム８は、フィルタカセット１を仕切り壁６の対応取り付け面１３に取り付けるフレーム取り付け面５が、フィルタカセット１の上・下流端１４、１６の中心であって、ほぼフィルタカセットの重心線に位置するように、フィルタカパネル・パッケージに接続される。従って、先行技術のフィルタカセットのように、濾過対象の空気は、フィルタカセット１のダーティ・エアセクション側にあるフィルタパネル２の濾過媒介４の上流面側１７を通過し、フィルタパネル２の下流面側１８の濾過材４を出てクリーン・エアセクション内へと流れることになる。
【００２３】
取り付けフレーム８は、フィルタパネル２を安定させるだけでなく、フィルタパネル２とそれらの濾過材４を漏れのない状態、即ち気密状に封止する。フィルタパネル２は、金属や堅い高分子材料のような丈夫な材料から作られた上壁、底壁１９によって更に安定化される。取り付け面５をほぼフィルタカセット１全体の重心線に位置決めしたことにより、フィルタカセット１によって仕切壁６内へと誘発されるトルクは最小限に抑えられる。又、フィルタパネル２の上流‐下流長さを、フィルタカセットの約３００ｍｍの全長からフィルタカセットの約６００ｍｍの全長へと倍にすることができ、それに伴って濾過面積を増加することができる。これによりフィルタカセットの寿命を改善することになる。
【００２４】
取り付け面５を、互いに等しいか、あるいは実質上等距離の、上流端１４からの距離Ｄｕｐと下流端１６からの距離Ｄｄоｗｎをもってフィルタカセットの上・下流端１４、１６間の中間に位置決めし、取り付け面をフィルタカセットのほぼ重心線に位置決めすることが最も好ましい。しかしながら、前述のプラス効果は、取り付け面５を持った取り付けフレーム８がフィルタカセットの上流端（又は下流端）に位置する従来のフィルタカセットに比較して、取り付け面５をフィルタカセットの中心に向けて僅かにだけ位置させた時点で既に、ある程度達成することができる。また、ここで留意すべきことは、図１に示した実施形態と異なり、フィルタカセットをクリーン・エアセクション側から仕切り壁６の開口部１５内へと取り付けるような場合、或いはそれとは逆の配置の場合、取り付け面５は取り付けフレーム８の上流側に設けることができることである。この代わりとしては、取り付けフレーム８が開口部１５に正確に適合するような場合には、取り付け面５を取り付けフレームの周囲側面で構成しても良い。いずれにしても、取り付け面５はシール機能を有しており、ガスケットを備えるようにしても良い。
【００２５】
さらに留意すべきこととして、これは望ましいことであるが、取り付けフレーム８はフィルタパネル配置構造や仕切り壁開口部１５を完全に包囲する必要がないことである。例えば、フィルタパネル配置構造と仕切り壁開口部１５の間に何らかの形でぴったり感が得られるならば、取り付けフレーム８は、例えばフィルタカセットの上・下側といったように、大きなトルク力が予想されるような特定部分にだけ設けるようにしても良い。
【００２６】
図１からさらに明らかなことは、フィルタカセットのクリーン・エアセクション側とダーティ・エアセション側の双方において、側壁１０が部分的に廃されることである。側壁１０はこれらの領域の隣接したパネル間であって、かつ空気の流れをブロックしなければならないところにだけ設けられる。さらに詳しく言えば、側壁１０はダーティ・エアセクション、即ち取り付けフレーム８の上流側においては、隣接するフィルタパネル２の下流面側１８の間だけに設けられ、クリーン・エアセクション、即ち取り付けフレーム８の下流側においては、隣接するフィルタパネル２の上流面側１７の間だけに設けられる。これにより空気がフィルタカセットに流入する全面積は増加し、流入空気の速度とこれに伴う流れ抵抗力が実質的に減少する。これは、空気流れにおいてフィルタカセットによって生じる圧力損失に有益な効果がある。このようにして、フィルタパネルの長さを増加して、フィルタパネルの有効表面積を増加することで、フィルタパネルを通過する空気の速度が実質的に減じられることと、側壁の部分的欠如によって空気がフィルタカセットに流入する断面積を増加することで空気の流速も減少することからなる２つの効果が一緒になる。
【００２７】
フィルタパネル２の濾過材４は、図１及び図６に概略的に示したように、上流から下流へとひだが付けられる。そのひだは、本実施形態ではフィルタパネルの上流端１４から下流端１６へと方向付けられる。他の実施形態では、ひだはフィルタパネル２の一側部からその対向側に延びるかもしれない。濾過材４はセルロース、ガラス繊維、あるいはポリエステル不織布又はポリプロピレン不織布のような合成材料を有しても良い。特に好ましい例としては、一方が好ましくは膜濾過層であって他方が深さ濾過層の、少なくとも２つの重畳濾過層を有する複合濾過材の使用がある。深さ濾過層は、ナノ繊維やガラス繊維、スパンボンドのような不織繊維ポリマーウェブ、不織繊維、繊維ガラス、極細繊維ガラス、セルロース又はポリテトラフルオロエチレンを有しても良い。好ましくは、深さ濾過層は溶融吹きウェブである。溶融吹きポリマー繊維ウェブ層やその複数層は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリル樹脂、ポリエチレンを含む種々のポリマー材料から作ることができ、その内、最も好ましいものとしてはポリプロピレンがある。一般的には、ウェブを成すポリマー繊維の直径は約０．０５μｍ〜約１０μｍであり、約１μｍ〜５μｍの直径が好ましい。
【００２８】
好ましくは、少なくとも１つの深さ濾過材は、静電荷を持った高効率層からなるエレクトレット濾過材として形成される。様々な既知の技術（例えば、米国特許第５，４０１，４４６号参照）を用いてそれらの濾過性能を改善するために、溶融吹き繊維に電荷が印加される。複合濾過材の深さ濾過層やその複数層の下流側に配置されるのが、深さ濾過層を通り抜ける微粒子を捕捉する目的の膜濾過層である。様々な微多孔高分子膜が適用先の仕様条件に応じて、膜濾過層として使用することが可能である。膜濾過層は次の模範的材料から構成しても良い：ニトロセルロース、トリアセチル・セルローズ、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルフォン、フッ化ビニリデン樹脂、アクリレート共重合体。膜濾過層は、液体通過を回避することができる疎水性材料から構成されることが好ましい。これについては、さらに欧州特許第１６７４１４４号と米国特許第７，５０１，００３号で説明されている。膜濾過層は、例えば延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルキル・ポリマー（ＰＦＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）又は超高分子量ポリエチレン（ＰＥ−ＵＨＭＷ）のような微多孔フッ素重合体である。特に適切なｅＰＴＦＥ膜は米国特許第５，８１４，４０５号に記載されている。述べられています。適切な材料、それらの特性、及び対応する試験方法に関する更なる情報については欧州特許第１６７４１４４号を参照されたい。
【００２９】
図１のフィルタカセットの外形寸法は、一般的にフレームサイズが５９２ｍｍ×５９２ｍｍ又は６１０ｍｍ×６１０ｍｍ、全長Ｌが約６００ｍｍとなるであろう。フィルタフレームの厚さは約２０ｍｍになるかもしれない。一般には、フィルタ・パネル２からなる３つのＶバンクがフィルタカセットに設けられる。フィルタカセット１において、ひだ付き濾過材４の表面積は４０ ｍ２を超える場合もある。
【００３０】
フィルタカセット１は、４，２５０ｍ３／ｈ又はそれ以下の気流に対してはＨ１２等級（欧州規格ＥＮ １８２２による）の微粒子濾過効率が提供するフィルタ材と共に使用されることが好ましい。その空気／布の比率は３ｃｍ／ｓ以下であり、その寿命は外気に対し１年を超える。上記サイズのフィルタカセットで得られた他の特性値は：６，２００Ｐａ以上の湿式破壊圧力であり、４，２５０ｍ３／ｈの空気流量の初期圧力低下が３００Ｐａ以下である。３，４００ｍ３／ｈの空気流量において、圧力低下は２００Ｐａ以下であり、側壁１０が部分的、或いは実質上廃される場合にはフィルタカセットの全長にもよるが、圧力低下はさらに１８０Ｐａ、１６０Ｐａ、１４０Ｐａ、１２０Ｐａ以下にも、更に１００Ｐａ以下にまでも減少することが可能である。
【００３１】
図２は、図１のフィルタカセット１であって２つのＶバンク、即ち４枚のフィルタパネル２を備えたカセットの概略的断面図である。フィルタパネル４のフィルタ材４は、ひだが一方のパネル側部（図示せず）から反対のパネル側部（図示せず）まで延び、上記断面においてジグザグ構造のフィルタ材になるようにプリーツ加工される。図から分かるように、取り付けフレーム８は上・下取り付け板１９に取り付けられ、それぞれの板に対してフィルタパネル２の各上流端が接続される。本実施形態では、取り付け板１９は如何なる濾過機能を持たない。
【００３２】
図３は図２に類似した形の異なる実施形態を示している。この実施形態では、上下２枚の取り付け板１９が廃され、２枚のフィルタパネル２と取り替えられている。図２と図３の実施形態の比較から明らかなように、フィルタパネル材の量は双方の実施形態とも同じであるが、空気がフィルタカセットに流入するために上流側（ダーティ・エアセクション）には多くの開口域が設けられる。即ち、ここでは濾過対象となる空気は上方側と下方側からフィルタカセットに流入することができるが、一方、図１、図２に示す実施形態ではこれら上方・下方側は取り付けパネル１９によってブロックされている。従って、ろ過される空気は上部で、より低い側からフィルタカセットを入力することができます。従って、図３に示した第２実施形態によるフィルタカセットに生じる圧力低下は、同一条件下で第１実施形態によるフィルタカセットのそれと比較して、より低くなる。
【００３３】
図４は、取り付け面５を持った図１と図２のフィルタカセット１を仕切り壁６に取り付けるためのオプションを示している。図４は、フィルタカセット１のフィルタパネル２がクリーン・エアセクションへ延びる、図１の斜視図に対応した典型的配置構造を示している。
【００３４】
以下の各パラグラフに本発明の好適実施形態を明記する。
１．気流から微粒子を除去するためのフィルタカセット（１）であって、該フィルタカセットは上流端（１４）と下流端（１６）を持ち、さらに濾過材（４）と適合して前記フィルタカセットを仕切り（６）の開口部に取り付けるための取り付け面（５）を持つ取り付けフレーム（８）を有するフィルタカセットにおいて、前記取り付け面（５）は、フィルタカセットの上・下流端（１４，１６）の間であって、前記上流端（１４）から第１の距離（Ｄｕｐ）と前記下流端（１６）から第２の距離（Ｄｄоｗｎ）を隔てた位置に位置するとともに、上記第１、及び第２の距離（Ｄｕｐ，Ｄｄоｗｎ）のそれぞれは、前記フィルタカセットの全長（Ｌ）の１０％以上であるフィルタカセット。
【００３５】
２．前記第１、及び第２の距離（Ｄｕｐ，Ｄｄоｗｎ）は少なくとも４０ｍｍはあり、好ましくは１００ｍｍ又はそれ以上であるパラグラフ１に記載のフィルタカセット（１）。
【００３６】
３．前記第１、及び第２の距離（Ｄｕｐ，Ｄｄоｗｎ）はそれぞれ、２５％以上であるパラグラフ１又は２に記載のフィルタカセット（１）。
【００３７】
４．前記取り付け面（５）は、フィルタカセットの前記全長（Ｌ）に対し、前記上・下流端（１４，１６）の間の中央に位置するパラグラフ１又は２に記載のフィルタカセット（１）。
【００３８】
５．前記取り付け面（５）は、前記上・下流端（１４，１６）に対し、前記フィルタカセットの重心線に位置するパラグラフ１乃至４のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００３９】
６．前記濾過材（４）は、上下流方向に延びる複数のフィルタパネル（２）を有し、前記フィルタパネル（２）はそれらの上・下流端（１４，１６）において交互に相互接続されると共に、前記フィルタカセットを通過する流体が前記フィルタパネルの通過を余儀なくされるように、隣接するフィルタパネル（２）を接続する側壁（１０）が設けられるパラグラフ１乃至５のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００４０】
７．前記濾過材（４）は、上下流方向にひだが付けられるパラグラフ６に記載のフィルタカセット（１）。
【００４１】
８．前記取り付けフレーム（８）は、前記フィルタカセットが前記取り付け面（５）によって前記仕切り（６）に取り付けられることになるフィルタカセット（１）の領域において、前記フィルタパネル（２）に接続されるパラグラフ６又は７に記載のフィルタカセット（１）。
【００４２】
９．前記取り付けフレーム（８）の上流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の下流表面側部（１８）の間だけに設けられるパラグラフ８に記載のフィルタカセット（１）。
【００４３】
１０．前記取り付けフレーム（８）の下流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の上流表面側部（１７）の間だけに設けられるパラグラフ８又は９に記載のフィルタカセット（１）。
【００４４】
１１．前記取り付けフレーム（８）の上流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の上流表面側部（１８）の間だけに設けられ、前記取り付けフレーム（８）の下流において、前記側壁（１０）は、隣接するフィルタパネル（２）の上流表面側部（１７）の間だけに設けられるパラグラフ８に記載のフィルタカセット（１）。
【００４５】
１２．２枚の最も外側のフィルタパネルは、前記上流端及び／又は下流端（１４，１６）から前記取り付け面（５）へと延びかつ濾過機能を有するパラグラフ８乃至１１のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００４６】
１３．前記フィルタカセットの全長は２５０ｍｍに等しいか又はそれ以上であるパラグラフ１乃至１２のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００４７】
１４．前記取り付け面（５）はシール機能を持つパラグラフ１乃至１３のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００４８】
１５．前記濾過材（４）は、欧州規格ＥＮ１８２２によれば、少なくともフィルタＨ１０等級、好ましくはフィルタＨ１２等級の微粒子濾過効率を有し、前記フィルタカセットは毎時３，４００ｍ３の空気流量で２００Ｐａ以下の圧力降下を提供するパラグラフ１乃至１４のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００４９】
１６．毎時３，４００ｍ３の空気流量における前記圧力降下は、１８０Ｐａ以下、好ましくは１６０Ｐａ以下、さらに好ましくは１４０Ｐａ以下、またさらに好ましくは１２０Ｐａ以下、最も好ましくは１００Ｐａ以下であるパラグラフ１乃至１５のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００５０】
１７．前記濾過材（４）は次の濾過層：ガラス繊維濾過層、例えば不織布ポリエステル又は不織布ポリプロピレンから作られた合成繊維濾過層、セルロース濾過層の内の１つ、又はそれ以上の濾過層を有するパラグラフ１乃至１６のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００５１】
１８．濾過材（４）は、複数の隣接濾過層を有する複合材料であって、好ましくは次の濾過層：少なくとも１つのｅＰＴＦＥ薄膜；ナノ繊維の少なくとも１つの層；ガラス繊維の少なくとも１つの層；及び静電気的に帯電された不織布層、の内の１つ又はそれ以上を含む複合材料であるパラグラフ１乃至１７のいずれかに記載のフィルタカセット（１）。
【００５２】
１９．開口部（１５）を持つ仕切り（６）と、前記開口部（１５）を包囲する取り付け面（１３）を有するフィルタ配置構造であって、パラグラフ１乃至１８のうちのいずれかのフィルタカセット（１）は、該フィルタカセットの前記濾過材（４）が前記仕切り取り付け面（１３）の両側に突出するように、前記仕切り取り付け面（１３）に取り付けられるフィルタ配置構造。
【００５３】
２０．ガスタービンに流入するガス流から微粒子を除去するため、パラグラフ１乃至１８のいずれかに記載のフィルタカセット（１）を１つ、またはそれ以上有するガスタービン。
【００５４】
２１．毎時少なくとも１，０００ ｍ３、好ましくは毎時４，０００ ｍ３以上、さらに好ましくは毎時１０，０００ ｍ３以上の空気流量能力を有するパラグラフ２０に記載のガスタービン。
【００５５】
少なくとも１つのフィルタカセット（１）は、毎時５００ｍ３と６，０００ｍ３の間の空気流量能力を有するパラグラフ２０又は２１に記載のガスタービン。
【００５６】
ガスタービンに流入するガス流から微粒子を除去するため、パラグラフ１乃至１８のいずれかのフィルタカセット（１）を使用すること。
【００５７】
毎時少なくとも１，０００ ｍ３、好ましくは毎時４，０００ ｍ３以上、さらに好ましくは毎時１０，０００ ｍ３以上の空気流量能力を有するガスタービンの空気取り入れ口において、パラグラフ２３に記載のフィルタカセット（１）を使用すること。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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