(57)【要約】【課題】  粉塵を多く保持でき、かつ寿命の長いエアフィルタを提供すること。【解決手段】  上下及び側面の部材からなる中空のケース３ａ，３ｂ内に、前記ケース３ａ，３ｂに上方から見てＶ字型をなす濾材２を複数設け、前記濾材２の上流側と下流側の圧力差により前記濾材２が変形することを防ぐために前記濾材２に補強部材５を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下及び側面の部材からなる中空のケース内に、前記ケースに上方から見てＶ字型をな  す濾材を複数設け、
前記濾材の上流側と下流側の圧力差により前記濾材が変形することを防ぐために前記濾材に補強部材を設ける
ことを特徴とするエアフィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載するエアフィルタにおいて、
前記補強部材をはしご型補強部材とし、下流方向に開くＶ字型濾材間に設ける
ことを特徴とするエアフィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載するエアフィルタにおいて、
四角形の型枠を前記補強部材とし、この補強部材内に前記濾材を組み付けて枠付濾材とし、前記枠付濾材を流体の流れ方向に複数組み合わせてＶ字型濾材を構成する
ことを特徴とするエアフィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載するエアフィルタにおいて、
前記補強部材を台形状の部材とし、前記部材を下流方向に開くＶ字型濾材間に設ける
ことを特徴とするエアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体中の粉塵を除去するためのエアフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビル及び工場等で使用する空気調和装置には、図１０及び１１に示すようなプリーツ加工された複数の濾材２をＶ字型に設置したエアフィルタ１ａ，１ｂが用いられている。このエアフィルタ１ａ，１ｂには図１１に示すような濾材２の折り目がＶ字とほぼ直交するような向きに設置された縦折り型エアフィルタ１ａと、図１０に示すような濾材２の折り目がＶ字とほぼ平行な向きに設置された横折り型エアフィルタ１ｂとがある。
【０００３】
通常のエアフィルタシステムには空気中の大まかな粉塵を除去するプレフィルタとこれよりも小さな粉塵を除去する中性能フィルタがあり、これらにより空気中の粉塵を除去している。しかし、作業環境の改善や周辺機器の高性能化にともない、室内空気の清浄度の向上が要求され、中性能フィルタの下流に、さらに小さな粉塵を除去できる高性能フィルタを設ける場合が多くなっている。
【０００４】
このエアフィルタシステムはガスタービン発電設備にも用いられている。ガスタービン発電設備の圧縮機のブレードに粉塵が付着すると圧縮機の効率が低下する。このため、ガスタービン吸気部には第１、第２及び第３フィルタ部が設けられ、第１フィルタ部には大気中の大まかな粉塵を除去するための粗塵用フィルタ、第２フィルタ部には粗塵用フィルタよりも小さな粉塵を除去するための中性能フィルタ、第３フィルタ部には中性能フィルタよりも小さな粉塵を除去するための高性能フィルタがそれぞれ使用され、燃焼用空気の流方向上流側からこの順に配置されている。これらのフィルタはそれぞれ寿命が決められており、寿命が来る前に定期的に交換されている。
【０００５】
また、既設のガスタービン発電設備の中には、ガスタービン吸気部が第１フィルタ部及び第２フィルタ部にのみにより構成され、高性能フィルタである第３フィルタ部を備えていない設備も存在しており、発電効率のより一層の向上の観点から、これら設備の大気中の粉塵を除去する能力の向上が求められている。
【０００６】
しかし、既設のガスタービン発電設備ではフィルタの設置スペースが限られているため、高性能フィルタを備えた第３フィルタ部を第２フィルタ部の下流に設けることができない。このため、第２フィルタ部に中性能フィルタと高性能フィルタの機能を持たせた複合フィルタを設けることにより、第３フィルタ部の設置を省略して設置スペースのコンパクト化と設備費の低減を図っている。このような複合型のエアフィルタ１ａ，１ｂの一例が下記特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２５３０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているエアフィルタは寿命が短く、特に処理風量が標準的な処理風量よりも多いガスタービン発電設備の場合著しく寿命が低下する。また、処理風量が標準的な量であっても、大気中の粉塵の濃度が高い場合や粉塵の粒径が小さい環境下においても著しく寿命が低下し、環境によってはエアフィルタを使用できない場合もある。
【０００９】
また、ライン停止をともなうエアフィルタ交換は、設備の稼働率を低下させるとともに、ランニングコストの増加の一因ともなっている。さらに、ガスタービン発電設備は大量の空気を必要としているため、多数のエアフィルタが使用されており、エアフィルタ交換の都度多数の使用済みエアフィルタが廃棄物として発生している。そのため、設備稼働率の向上、ランニングコストの低減及び廃棄物の削減の観点からエアフィルタの高性能化及び長寿命化等が求められている。
【００１０】
これらのことから、本発明は、粉塵を多く保持でき、かつ寿命の長いエアフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）に係るエアフィルタによれば、上下及び側面の部材からなる中空のケース内に、前記ケースに上方から見てＶ字型をなす濾材を複数設け、前記濾材の上流側と下流側の圧力差により前記濾材が変形することを防ぐために前記濾材に補強部材を設けることを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）に係るエアフィルタによれば、第１の発明に係るエアフィルタにおいて、前記補強部材をはしご型補強部材とし、下流方向に開くＶ字型濾材間に設けることを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）に係るエアフィルタによれば、第１の発明に係るエアフィルタにおいて、四角形の型枠を前記補強部材とし、この補強部材内に前記濾材を組み付けて枠付濾材とし、前記枠付濾材を流体の流れ方向に複数組み合わせてＶ字型濾材を構成することを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決するための第４の発明（請求項４に対応）に係るエアフィルタによれば、第１の発明に係るエアフィルタにおいて、前記補強部材を台形状の部材とし、前記部材を下流方向に開くＶ字型濾材間に設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るエアフィルタによれば、従来のエアフィルタを長さ方向に長尺化し、濾材の変形を防止するための補強部材を設けることによりエアフィルタの寿命が長くなるため、処理風量が標準的な処理風量よりも多いガスタービン発電設備等の場合であっても著しく寿命が低下することがない。また、大気中の粉塵の濃度が高い場合や粉塵の粒径が小さい環境下においても著しく寿命が低下するということがなく、環境によってエアフィルタを使用できないということもない。
【００１６】
また、ライン停止をともなうフィルタ交換の回数を減らすことができるため、設備の稼働率の低下を最低限に抑えることができ、ランニングコストを抑えることができる。さらに、ガスタービン発電設備等は大量の空気を必要としているため、多数のエアフィルタが使用されているが、フィルタ交換の回数を減らすことができるため、エアフィルタ交換の都度発生する多数の使用済みエアフィルタの量を減らすことができる。このため、環境へも配慮することができ、かつ廃棄物の処理費用を削減することができる。
【００１７】
また、本発明に係るエアフィルタは縦及び横の長さについては従来のエアフィルタと同じであるため、ガスタービン発電設備等のエアフィルタ取り付け枠を改造することなく取り付けることができる。このため、コスト増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係るエアフィルタの実施例を図１から図１１を用いて説明する。図１は横折り型エアフィルタをはしご型補強部材により補強したエアフィルタの平面図、図２は図１に示すＡ−Ａ断面での断面図、図３は横折り型エアフィルタを枠に納めたエアフィルタの平面図、図４は図３に示すＢ−Ｂ断面での断面図、図５は枠付濾材の斜視図、図６は縦折り型エアフィルタを台形型補強部材により補強したエアフィルタの平面図、図７は図６に示すＣ−Ｃ断面での断面図、図８は構造圧損上昇時のエアフィルタの平面図、図９は運転時間に対するフィルタ差圧の特性のグラフ、図１０は従来の横折り型エアフィルタの斜視図、図１１は従来の縦折り型エアフィルタの斜視図である。
【実施例１】
【００１９】
本実施例ではエアフィルタ１ａの寿命を延ばすために、図１０に示す従来のエアフィルタ１ａを長さ方向に長尺化した。これによりエアフィルタ１ａに用いられている濾材２の面積を大きくすることができるので、より多くの粉塵を保持することができ、また、エアフィルタ１ａの容量が大きくなることによりエアフィルタ１ａの寿命を延すことができる。
【００２０】
しかしながら、単純に従来のエアフィルタ１ａを長さ方向に長尺化しただけでは所望する効果が得られないことが明らかとなった。これは図８に示すようにエアフィルタ１ａに流入する流体（空気）によって濾材２の上流と下流との間に圧力差（差圧）が生じ、Ｖ字型に設置した濾材２が略八字型に変形することにより、矢印Ｄで示す空気の通路とミニプリーツの隙間が狭くなり構造的な圧損（以下、構造圧損）が上昇してしまうためである。
【００２１】
このため、本実施例では濾材２の変形を防ぐために補強部材を設けた。以下、本実施例に係るエアフィルタ１ｃの構造を説明する。図１に示すように、エアフィルタ１ｃを上方から見たときに濾材２が下流側にＶ字型に開くようにエアフィルタケース３ａ，３ｂ内に設置する。このエアフィルタケース３ａ，３ｂはエアフィルタケース上下面部材３ａとエアフィルタケース側面部材３ｂとを結合するか、又はこれらの部材を一体に成型して作製する。また、濾材２には通常の濾材２を用いてもよいし、複合型の濾材２を用いてもよい。
【００２２】
エアフィルタ３ａ，３ｂの素材にはプラスチック又は金属等を用いる。そして、これら濾材２の上辺及び下辺とエアフィルタケース上下面部材３ａの内面とを接着剤等により結合する。本実施例では一例として濾材２の折り目がＶ字に対して略直交するような向きに設置したが、Ｖ字に対して略平行な向きに設置してもよい。
【００２３】
濾材２の変形を防止するために、はしご型補強部材５を濾材の下流方向側の面の変形の最も著しい部位に接するように設置する。図２に示すように、はしご状補強部材５は２本の縦部材５ａと３本の横部材５ｂとをはしご型に結合することにより形成されている。本実施例では横部材５ｂの本数を３本としたが、必要に応じて本数を増減してもよい。
【００２４】
また、縦部材５ａ及び横部材５ｂの材料には金属棒を用い、はしご状補強部材５はこれら金属棒を溶接することにより作製したが、鋳造により縦部材５ａ及び横部材５ｂを一体のものとして作製してもよいし、金属以外のプラスチック等の材料により作製してもよい。
【００２５】
そして、はしご状補強部材５の上端部及び下端部とエアフィルタケース上下面部材３ａの内面とを結合する。結合方法は接着剤により接着、溶接及びボルト締め等により結合する。
【００２６】
本実施例に係るエアフィルタ１ｃと従来のエアフィルタ１ａとを比較した結果、図９に示すように、本実施例のエアフィルタ１ｃの方が従来のエアフィルタ１ａよりも、エアフィルタ１ｃを交換しなければならないエアフィルタ交換圧損に到達するまでの時間が長くなっている。これにより、本実施例のエアフィルタ１ｃの方が従来のエアフィルタ１ａよりも寿命が長いといえる。
【実施例２】
【００２７】
本実施例ではエアフィルタ１ａの寿命を延ばすために、図１０に示す従来のエアフィルタ１ａを長さ方向に長尺化した。これによりエアフィルタ１ａに用いられている濾材２の面積を大きくすることができるので、より多くの粉塵を保持することができ、また、エアフィルタ１ａの容量が大きくなることによりエアフィルタ１ａの寿命を延すことができる。
【００２８】
しかしながら、単純に従来のエアフィルタ１ａを長さ方向に長尺化しただけでは所望する効果が得られないことが明らかとなった。これは図７に示すようにエアフィルタ１ａに流入する流体（空気）によって濾材２の上流と下流との間に圧力差（差圧）が生じ、Ｖ字型に設置した濾材２が略八字型に変形することにより、矢印Ｄで示す空気の通路が狭くなり構造圧損が上昇してしまうためである。
【００２９】
このため、本実施例では濾材２の変形を防ぐために補強部材を設けた。以下、本実施例に係るエアフィルタ１ｄの構造を説明する。図５に示すように、濾材２の変形を防止するために、濾材２を長さ方向で分割して枠型補強部材６に納め枠付濾材８とする。この枠型補強部材６はプラスチック及び金属等により形成して作製する。
【００３０】
図３及び図４に示すように、エアフィルタ１ｄを上方から見たときに、２つの枠付濾材８を空気の流れ方向（長さ方向）に結合し、この結合した枠付濾材８を下流側にＶ字型に開くようにエアフィルタケース３ａ，３ｂ内に設置する。このエアフィルタケース３ａ，３ｂはエアフィルタ上下面部材３ａとエアフィルタ側面部材３ｂとを結合するか、又はこれらの部材を一体に成型して作製する。エアフィルタ３ａ，３ｂの部材にはプラスチック又は金属等を用いる。また、濾材２には通常の濾材２を用いてもよいし、複合型の濾材２を用いてもよい。
【００３１】
２つの枠付濾材８を長さ方向に結合する際の結合方法は、接着剤により接着、溶接及びボルト締め等により結合する。本実施例では一例として濾材２の折り目がＶ字に対して略直交するような向きに設置したが、Ｖ字に対して略平行な向きに設置してもよい。また、十分な強度が得られるのであれば３つ以上の枠付濾材８を長さ方向に結合して用いてもよい。
【００３２】
そして、これら枠付濾材８の上辺及び下辺とエアフィルタケース上下面部材３ａの内面とを結合する。結合方法はエアフィルタケース３ａ，３ｂがプラスチック製である場合は接着剤により接着するなどして結合し、エアフィルタケース３ａ，３ｂが金属製である場合は溶接及びボルト締めするなどして結合する。
【００３３】
本実施例に係るエアフィルタ１ｄと従来のエアフィルタ１ａとを比較した結果、図９に示すように、本実施例のエアフィルタ１ｄの方が従来のエアフィルタ１ａよりも、エアフィルタ１ｄを交換しなければならないフィルタ交換圧損に到達するまでの時間が長くなっている。これにより、本実施例のエアフィルタ１ｄの方が従来のエアフィルタ１ａよりも寿命が長いといえる。
【実施例３】
【００３４】
本実施例ではエアフィルタ１ｂの寿命を延ばすために、図１１に示す従来のエアフィルタ１ｂを長さ方向に長尺化した。これによりエアフィルタ１ｂに用いられている濾材２の面積を大きくすることができるので、より多くの粉塵を保持することができ、また、エアフィルタ１ｂの容量が大きくなることによりエアフィルタ１ｂの寿命を延すことができる。
【００３５】
しかしながら、単純に従来のエアフィルタ１ｂを長さ方向に長尺化しただけでは所望する効果が得られないことが明らかとなった。これは図８に示すようにエアフィルタ１ｂに流入する流体（空気）によって濾材２の上流と下流との間に圧力差（差圧）が生じ、Ｖ字状に設置した濾材２が八字状に変形することにより、空気の通路とミニプリーツの隙間が狭くなり構造圧損が上昇してしまうためである。
【００３６】
このため、本実施例では濾材２の変形を防ぐために補強部材を設けた。以下、本実施例に係るエアフィルタ１eの構造を説明する。図６に示すように、エアフィルタ１ｅを上方から見たときに濾材２が下流側にＶ字型に開くようにエアフィルタケース３ａ，３ｂ内に設置する。このエアフィルタケース３ａ，３ｂはエアフィルタ上下面部材３ａとエアフィルタ側面部材３ｂとを結合するか、又はこれらの部材を一体に成型して作製する。また、濾材２には通常の濾材２を用いてもよいし、複合型の濾材２を用いてもよい。
【００３７】
エアフィルタ３ａ，３ｂの部材にはプラスチック又は金属等を用いる。本実施例では一例として濾材２の折り目がＶ字に対して略平行な向きに設置したが、Ｖ字に対して略直交するような向きに設置してもよい。そして、これら濾材２の上辺及び下辺とエアフィルタケース上下面部材３ａの内面とを接着剤等により結合する。
【００３８】
濾材２の変形を防止するために、台形型補強部材７を濾材２の下流側の面と接するように設置する。台形型としたのは矢印Ｅで示す濾材２の下流側の狭くなっている部分の空気の流れを妨げないためである。
【００３９】
図７に示すように、台形型補強部材７を３枚設置する。この台形型補強部材７はプラスチック及び金属等により形成して作成する。そして、断面Ｌ字状の細長い部材（図示せず）に台形型補強部材７を３枚設置し、これらを溶接により結合したものを、フィルタケース３ａ，３ｂ内に設置し、エアフィルタケース上下面部材３ａの内面と断面Ｌ字状の細長い部材の両端部とを溶接等により結合する。本実施例では台形型補強部材７を３枚設置したが、必要に応じて枚数を増減してもよい。
【００４０】
本実施例に係るエアフィルタ１ｅと従来のエアフィルタ１ｂとを比較した結果、図９に示すように、本実施例のエアフィルタ１ｅの方が従来のエアフィルタ１ｂよりも、エアフィルタ１ｅを交換しなければならないフィルタ交換圧損に到達するまでの時間が長くなっている。これにより、本実施例のエアフィルタ１ｅの方が従来のエアフィルタ１ｂよりも寿命が長いといえる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係るエアフィルタは、粉塵を多く保持でき、かつ寿命の長いエアフィルタが求められる場合、特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】横折り型エアフィルタをはしご型補強部材により補強したエアフィルタの平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面での断面図である。
【図３】横折り型エアフィルタを枠型補強部材により補強したエアフィルタの平面図である。
【図４】図３に示すＢ−Ｂ断面での断面図である。
【図５】枠付濾材の斜視図である。
【図６】縦折り型エアフィルタを台形型補強部材により補強したエアフィルタの平面図である。
【図７】図６に示すＣ−Ｃ断面での断面図である。
【図８】構造圧損上昇時のエアフィルタの平面図である。
【図９】運転時間に対するフィルタ差圧の特性のグラフである。
【図１０】従来の横折り型エアフィルタの斜視図である。
【図１１】従来の縦折り型エアフィルタの斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ  縦折り型エアフィルタ
１ｂ  横折り型エアフィルタ
１ｃ  はしご型補強部材付縦折り型エアフィルタ
１ｄ  枠型補強部材付縦折り型エアフィルタ
１ｅ  台形型補強部材付横折り型エアフィルタ
２  濾材
３ａ,３ｂ  エアフィルタケース
５  はしご型補強部材
６  枠型補強部材
７  台形型補強部材
８  枠付濾材
【図１】
2006231214.tif 000003
【図２】
2006231214.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006231214.tif 000009
【図８】
2006231214.tif 000010
【図９】
2006231214.tif 000011
【図１０】
2006231214.tif 000012
【図１１】
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