(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ装置であって、
（ａ）前記フィルタ装置は、セルロース、ポリエステル又はそれらの混合物から作成された柔軟なフィルタ媒体を含む第１のフィルタ要素を備え、前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する第１および第２の端部と、前記第１および第２の端部間の軸方向長さと、縦溝構造を形成する複数の縦溝とを有し、
（ｉ）前記縦溝のそれぞれは、前記第１のフィルタ要素の第１の端部に隣接する第１の終端部分と、前記第１のフィルタ要素の第２の端部に隣接する第２の終端部分とを有し、
（Ａ）前記縦溝の選択されたいくつかが、前記第１の終端部分で開き前記第２の終端部分で閉じており、前記縦溝の選択された他のいくつかが、前記第１の終端部分で閉じ前記第２の終端部分で開いており、
（ｉｉ）前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する湾曲端部をセグメントで接続した非円形の横断面を有し、
（ｂ）前記フィルタ装置は、前記第１のフィルタ要素に外接するスリーブ部材を備え、
（ｉ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素を受け入れる大きさの横断面を有し、
（ｉｉ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素の軸方向長さの５０％以上に亙り延設される壁を含み、
（ｃ）前記フィルタ装置は、前記スリーブ部材から半径方向に延設され、前記スリーブ部材を完全に取り囲むフランジを備え、
（ｉ）前記フランジは、互いに対向する第１の軸方向面と第２の軸方向面とを含み、
（ｉｉ）前記フランジは、前記スリーブ部材の前記壁から、少なくとも２．５４ｍｍの距離だけ半径方向に延設され、
（ｉｉｉ）前記フランジは、前記第１のフィルタ要素の横断面の形状に合致する形状に曲げられており、
（ｄ）前記フィルタ装置は、前記フランジの前記第１の軸方向面に対向して配置されるシール部材を備え、
（ｅ）前記フィルタ装置は、濾過システム内に装填されたときに、前記フランジに対して圧力を印加し、前記シール部材を圧縮して前記フランジと前記濾過システムとの間にシールを形成するシステムを備え、
（ｉ）前記フランジが前記シール部材を支持する支持部材として機能する、ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
（ａ）前記フィルタ装置は、前記第１のフィルタ要素に隣接する第２のフィルタ要素をさらに含み、前記第２のフィルタ要素は、折り曲げられた媒体を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
（ａ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素の軸方向長さの少なくとも１００％分に亙り延設される周辺壁を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
フィルタ装置であって、
（ａ）前記フィルタ装置は、セルロース、ポリエステル又はそれらの混合物から作成された柔軟なフィルタ媒体を含む第１のフィルタ要素を備え、前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する第１および第２の端部と、前記第１および第２の端部間の軸方向長さと、縦溝構造を形成する複数の縦溝とを有し、
（ｉ）前記縦溝のそれぞれは、前記第１のフィルタ要素の第１の端部に隣接する第１の終端部分と、前記第１のフィルタ要素の第２の端部に隣接する第２の終端部分とを有し、
（Ａ）前記縦溝の選択されたいくつかが、前記第１の終端部分で開き前記第２の終端部分で閉じており、前記縦溝の選択された他のいくつかが、前記第１の終端部分で閉じ前記第２の終端部分で開いており、
（ｉｉ）前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する湾曲端部をセグメントで接合した競技場走路形状の横断面を有し、
（ｂ）前記フィルタ装置は、前記第１のフィルタ要素に外接するスリーブ部材を備え、
（ｉ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素を受け入れる大きさの横断面を有し、
（ｉｉ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素の軸方向長さの５０％以上に亙り延設される壁を含み、
（ｃ）前記フィルタ装置は、前記スリーブ部材から半径方向に延設され、前記スリーブ部材を完全に取り囲むフランジを備え、
（ｉ）前記フランジは、互いに対向する第１の軸方向面と第２の軸方向面とを含み、
（ｉｉ）前記フランジは、前記スリーブ部材の前記壁から、少なくとも２．５４ｍｍの距離だけ半径方向に延設され、
（ｉｉｉ）前記フランジは、前記第１のフィルタ要素の横断面の形状に合致する形状に曲げられており、
（ｄ）前記フィルタ装置は、前記フランジの前記第１の軸方向面に対向して配置されるシール部材を備え、
（ｅ）前記フィルタ装置は、濾過システム内に装填されたときに、前記フランジに対して圧力を印加し、前記シール部材を圧縮して前記フランジと前記濾過システムとの間にシールを形成するシステムを備え、
（ｉ）前記フランジが前記シール部材を支持する支持部材として機能する、
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項５】
（ａ）前記フランジ及び前記スリーブ部材は、単一の押し出し体である、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
（ａ）前記シール部材は、前記フランジに対して固定される、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
（ａ）前記フランジに対して圧力を印加する前記システムは、複数のクランプを含み、前記クランプのそれぞれは、当該クランプを操作するためのレバー、前記フランジに圧力を加え前記濾過システムに対して前記シール部材を圧縮するための鼻部及び当該クランプを前記濾過システムに固定するためのプレート板を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
フィルタ装置の装填方法であって、
（ａ）前記装填方法は、セルロース、ポリエステル又はそれらの混合物から作成された柔軟なフィルタ媒体を含む第１のフィルタ要素を提供する工程を含み、前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する第１および第２の端部と、前記第１および第２の端部間の軸方向長さと、縦溝構造を形成する複数の縦溝とを有し、
（ｉ）前記縦溝のそれぞれは、前記第１のフィルタ要素の第１の端部に隣接する第１の終端部分と、前記第１のフィルタ要素の第２の端部に隣接する第２の終端部分とを有し、
（Ａ）前記縦溝の選択されたいくつかが、前記第１の終端部分で開き前記第２の終端部分で閉じており、前記縦溝の選択された他のいくつかが、前記第１の終端部分で閉じ前記第２の終端部分で開いており、
（Ｂ）前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する湾曲端部をセグメントで接続した非円形の横断面を有し、
（ｉｉ）スリーブ部材が、前記第１のフィルタ要素に外接し、
（Ａ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素を受け入れる大きさの横断面を有し、
（Ｂ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素の軸方向長さの５０％以上に亙り延設される壁を含み、
（ｉｉｉ）フランジが、前記スリーブ部材から半径方向に延設されて、前記スリーブ部材を完全に取り囲み、
（Ａ）前記フランジは、互いに対向する第１の軸方向面と第２の軸方向面とを含み、
（Ｂ）前記フランジは、前記スリーブ部材の前記壁から、少なくとも２．５４ｍｍの距離だけ半径方向に延設され、
（Ｃ）前記フランジは、前記第１のフィルタ要素の横断面の形状に合致する形状に曲げられており、
（ｂ）前記装填方法は、前記フランジに圧力を印加するシステムを用いて、前記フランジの前記第１の軸方向面に対してシール部材を圧縮することにより、前記フランジと濾過システムの表面の間にシールを形成する工程を備える、
ことを特徴とする装填方法。
【請求項９】
（ａ）前記シールを形成する工程は、前記フランジの前記第１の軸方向面に接着で固定されたシール部材を、前記フランジと濾過システムの表面との間で圧縮することを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の装填方法。
【請求項１０】
フィルタ装置の装填方法であって、
（ａ）前記装填方法は、セルロース、ポリエステル又はそれらの混合物から作成された柔軟なフィルタ媒体を含む第１のフィルタ要素を提供する工程を含み、前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する第１および第２の端部と、前記第１および第２の端部間の軸方向長さと、縦溝構造を形成する複数の縦溝とを有し、
（ｉ）前記縦溝のそれぞれは、前記第１のフィルタ要素の第１の端部に隣接する第１の終端部分と、前記第１のフィルタ要素の第２の端部に隣接する第２の終端部分とを有し、
（Ａ）前記縦溝の選択されたいくつかが、前記第１の終端部分で開き前記第２の終端部分で閉じており、前記縦溝の選択された他のいくつかが、前記第１の終端部分で閉じ前記第２の終端部分で開いており、
（Ｂ）前記第１のフィルタ要素は、互いに対向する湾曲端部をセグメントで接合した競技場走路形状の横断面を有し、
（ｉｉ）スリーブ部材が、前記第１のフィルタ要素に外接し、
（Ａ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素を受け入れる大きさの横断面を有し、
（Ｂ）前記スリーブ部材は、前記第１のフィルタ要素の軸方向長さの５０％以上に亙り延設される壁を含み、
（ｉｉｉ）フランジが、前記スリーブ部材から半径方向に延設されて、前記スリーブ部材を完全に取り囲み、
（Ａ）前記フランジは、互いに対向する第１の軸方向面と第２の軸方向面とを含み、
（Ｂ）前記フランジは、前記スリーブ部材の前記壁から、少なくとも２．５４ｍｍの距離だけ半径方向に延設され、
（Ｃ）前記フランジは、前記第１のフィルタ要素の横断面の形状に合致する形状に曲げられており、
（ｂ）前記装填方法は、前記フランジに圧力を印加するシステムを用いて、前記フランジの前記第１の軸方向面に対してシール部材を圧縮することにより、前記フランジと濾過システムの表面の間にシールを形成する工程を備える、
ことを特徴とする装填方法。
【請求項１１】
（ａ）前記圧力を印加するシステムを用いてシールを形成する工程は、クランプを使用することを含む、ことを特徴とする請求項８に記載の装填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本開示は、気体や液体など流体を濾過するためのフィルタ構成を記述する。特に、本開示は、フィルタ要素、予備フィルタ、ハウジング、およびガス・タービン・システムで特に有用な方法を記述する。
【０００２】
（背景）
ガス・タービン・システムは、電気の発電に有用である。これらのタイプのシステムは、迅速に構成することができる点で特に好都合である。また、石炭または石油ベースのタービン・システムよりも発生する有害排出物が少ないので、望ましい。ガス・タービンは、燃焼のために空気を利用する。これらのタイプのシステムには精密に駆動される部品があるため、燃焼される空気を浄化する必要がある。この燃焼のための清浄な空気を確保するために、エア・フィルタを使用して、ガス・タービン・システム内に取り込まれた空気を浄化している。従来技術のシステムでは、一連のパネル・フィルタを使用することにより、取込空気を浄化している。しかし、システムがより洗練されるにつれて、より清浄な空気が必要となった。これは、コストの増加をもたらした。
【０００３】
ガス・タービン・システム内に取り込んだ空気の浄化を改善することが望まれている。
【０００４】
（開示の概要）
一態様において、本開示ではフィルタ装置を記述する。一般に、フィルタ装置は、対向する第１および第２の端部と、第１および第２の端部間の軸方向長さと、複数の縦溝とを有する第１のフィルタ要素を含む。縦溝がそれぞれ、第１のフィルタ要素の第１の端部に隣接する第１の終端部分と、第１のフィルタ要素の第２の端部に隣接する第２の終端部分とを有する。縦溝の選択されたいくつかは、第１の終端部分で開いており、第２の終端部分で閉じている。縦溝の選択されたいくつかは、第１の終端部分で閉じており、第２の終端部分で開いている。スリーブ部材が、第１のフィルタ要素に固定され、外接される。スリーブ部材は、第１のフィルタ要素の軸方向長さの少なくとも３０％に延在するように第１のフィルタ要素に関して方向付けられている。シール部材圧力フランジが、スリーブ部材に少なくとも部分的に外接する。
【０００５】
別の態様では、濾過システムが記述され、少なくともただ１つの貫通穴を有するチューブ・シートと、穴に取外し可能かつ再配置可能に取り付けられたスリーブ部材と、スリーブ部材に少なくとも部分的に外接するフランジと、フランジとチューブ・シートの間で、それらに対して圧縮されるシール部材と、スリーブ部材内部に固定された第１のフィルタ要素とを含む。第１のフィルタ要素は、好ましくは、縦溝付き濾材を備える直進流通過システムである。
【０００６】
予備フィルタ要素も記述される。好ましくは、予備フィルタ要素は、スリーブ部材内部で主フィルタ要素の上流に取外し可能に取り付けられる。予備フィルタを組み立てる方法が記述される。
【０００７】
好ましいフィルタ装置を使用するためのシステムが記述される。特に有用なシステムとしてはガス・タービン・システムが挙げられる。
【０００８】
別の態様は、操作および補修方法を含む。好ましい方法は、本明細書に記述する原理に従って構成される構成を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
Ａ．使用する図１のシステム
本明細書で開示する空気清浄器装置および構成は、様々なシステムで使用可能である。図１に、１つの特定のシステム、この場合はガス・タービン・システムを参照番号２０で概略的に示す。
【００１０】
図１に、空気流が矢印２３で図示されており、空気取込システム２２内に引き込まれている。空気取込システム２２は、一般にチューブ・シート３６内に保持された複数のエア・フィルタ装置２４を含む。好ましいシステムでは、チューブ・シート３６は、垂直軸に関してある角度でフィルタ装置２４を保持するように構成されている。好ましい角度は、５〜２５°、例えば約７°である。これにより、システム２０が動作していないときにフィルタ装置２４から液体が排出できるようになっている。
【００１１】
空気は、エア・フィルタ装置２４内で浄化され、次いで矢印２６で下流へ流れて、電力を発生するために使用されるガス・タービン発電機２８内に入る。
【００１２】
Ｂ．エア・フィルタ装置の概要
システム２０で使用可能なエア・フィルタ装置２４の一例を図２〜図４に示す。一般に、エア・フィルタ装置２４は、第１の、または主フィルタ要素３０と、予備フィルタとして働く第２のフィルタ要素３２とを含む。用語「予備フィルタ」により、主要な主フィルタ要素３０の上流に位置決めされた、ガス流から大きな粒子を除去する働きをする分離器を意味する。主フィルタ要素３０を図２で見ることができ、予備フィルタ３２を図３で見ることができる。主フィルタ要素３０と予備フィルタ要素３２は、好ましくは、チューブ・シート３６の開口３８内に取外し可能に取付可能なスリーブ部材３４内部で固定される。一般に、空気流は、空気取込システム２２を介して中に取り込まれ、まず予備フィルタ要素３２を介し、次いで主フィルタ要素３０を介して流れる。空気は、主フィルタ要素３０を出た後、発電機２８内に向けられる。
【００１３】
Ｃ．主フィルタ要素
次に、図２、図５、および図７を参照すると、主フィルタ要素３０は、直進通過流を可能にするように構成されている。用語「直進通過流」によって、流体が、フィルタ要素３０を介して真っ直ぐに流れて、入口面４０から入り、反対側に配設された出口面４２から出て、入口面４０から入る流体の流れの方向が出口面４２から出る流体の流れの方向と同じであることを意味する。図２では、出口面４２が概略的に示されていることを理解されたい。すなわち、面４２の一部のみが縦溝を付けて図示されている。典型的なシステムでは、面４２全体に縦溝が付いていることを理解されたい。
【００１４】
フィルタ要素３０は、第１の端部４４と、反対側の第２の端部４６とを有する。図２に示される構成では、第１の端部４４は上流端部入口面４０に対応し、第２の端部４６は下流端部出口面４２に対応する。直進通過流により、ガスは、第１の端部４４内への空気流の方向が第２の端部４６から出る空気流の方向と同じになるように、第１の端部４４内に流れて、第２の端部４６から出る。直進通過流パターンは、ガス流れ中の乱流の量を低減することができる。
【００１５】
図１６に注目する。図１６は、主フィルタ要素３０内で使用可能なある好ましい濾材の動作原理を示す概略斜視図である。図１６に、縦溝付き構成の形での濾材が、参照番号５０で概略的に表されている。好ましくは、縦溝付き構成５０は、複数の縦溝５４を有する波形の層５２と、面シート５６とを含む。図１６の実施形態は、面シートの２つのセクションを、参照番号５６Ａ（波形層５２の上に示される）と参照番号５６Ｂ（波形層５２の下に示される）で示す。通常、好ましい縦溝付き構成５０は、下側面シート５６Ｂに固定された波形層５２を含む。この縦溝付き構成５０をロール構成で使用するとき、通常は、下側面シート５６Ｂが波形層５２の上を覆うように丸められる。波形層５２の上を覆う面シート５６は、参照番号５６Ａで示されている。面シート５６Ａと５６Ｂが同じシート５６であることを理解されたい。
【００１６】
このタイプの縦溝付き構成５０を使用するとき、好ましくは、縦溝チャンバ５８が交互の山６０と谷６２を形成する。谷６２と山６０が縦溝を２つの列に分割し、一方が他方の列に隣接して（図１６では他方の列を覆って、または他方の列の上に）位置決めされている。図１６に図示される特定の構成では、上側縦溝が、下流端で閉じた縦溝チャンバ６４を形成し、上流端が閉じた縦溝チャンバ６６が下側縦溝列を成す。縦溝チャンバ６６は、縦溝シート５２と第２の面シート５６Ｂとの間の縦溝の上流端の一部を埋める第１の端部ビード６８によって閉じられている。同様に、第２の端部ビード７０が交互縦溝６４の下流端を閉じる。
【００１７】
縦溝付き構成５０の形で構成された濾材を使用するとき、使用中に、空気など、濾過されていない流体が、陰付き矢印７２によって示されるように縦溝チャンバ６４に入る。縦溝チャンバ６４は、開いた上流端７４を有する。濾過されていない流体の流れは、下流端７６が第２の端部ビード７０によって閉じられるため、縦溝チャンバ６４の下流端７６を通過することができない。したがって、流体は、縦溝シート５２または面シート５６を介して進むように強いられる。濾過されていない流体が縦溝シート５２または面シート５６を通過するので、流体は浄化または濾過される。浄化された流体は陰の付いていない矢印７８によって示される。次いで、流体は、閉じた上流端８０を有する縦溝チャンバ６６を通過して、開いた下流端を介して縦溝付き構成５０から流れ出る。図示した構成では、濾過されていない流体は、縦溝付きシート５２、上側面シート５６Ａ、または下側面シート５６Ｂを介して、縦溝チャンバ６６内に流れることができる。
【００１８】
通常、図７に図示されるように、縦溝付き構成５０は、ロールまたはコイル形状に巻かれる。様々な方法を使用して、縦溝付き構成５０をコイル状にする、またはロールすることができる。縦溝付き構成５０を中心コアの周りに巻き付けることができる。あるいは、縦溝付き構成５０にコアがないようにすることもできる。再び、図２、図７、および図８を参照して、フィルタ要素３０の断面形状が概して円形であることに留意されたい。断面は、他の実施形態では、長円形または「レーストラック形」など非円形であってもよい。「長円形」または「レーストラック形」によって、フィルタ要素が、湾曲した（いくつかの実施形態では半円形の）端部と、反対側の湾曲した（いくつかの実施形態では半円形の）端部とを画定することを意味する。また湾曲端部は、１対の直線セグメントによって接合される。
【００１９】
濾材５０は、ポリエステル合成濾材、セルロースからなる濾材、またはこれらのタイプの材料の組合せであってよい。使用可能なセルロース濾材の一例は、坪量が約４５〜５５Ｉｂｓ／３０００ｆｔ2（８４．７ｇ／ｍ2）、例えば４８〜５４ｌｂｓ／３０００ｆｔ2、厚さが約０．００５〜０．０１５インチ、例えば約０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）であり、フレーザ（ｆｒａｚｉｅｒ）浸透率が約２０〜２５ｆｔ／分、例えば約２２ｆｔ／分（６．７ｍ／分）であり、孔サイズが約５５〜６５ミクロン、例えば約６２ミクロンであり、濡れ引張り強さが少なくとも約７Ｉｂｓ／インチ、例えば８．５Ｉｂｓ／インチ（３．９ｋｇ／インチ）であり、機械の破裂強度ウェット・オフが約１５〜２５ｐｓｉ、例えば約２３ｐｓｉ（１５９ｋＰａ）である。セルロース濾材は、微細繊維、例えばサイズ（直径）が５ミクロン以下、いくつかの例ではサブミクロンの繊維で処理することができる。微細繊維を使用することが望まれる場合、微細繊維を濾材に適用するために様々な方法を利用することができる。いくつかのそのような手法は、例えば米国特許第５４２３８９２号、第３２欄４８〜６０行で特徴付けられている。より具体的には、そのような方法は、本明細書に参照により組み込む米国特許第３８７８０１４号、第３６７６２４２号、第３８４１９５３号、および第３８４９２４１号に記載されている。代替方法は、ウルトラ・ウェブ（ＵＬＴＲＡ−ＷＥＢ、登録商標）の名称でドナルドソン  カンパニー（Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって企業秘密のもとで実施される従来の濾材の上に位置決めされた微細ポリマー繊維ウェブを備える企業秘密手法である。フィルタ要素の構成に関して、微細繊維を使用することが望まれる場合、どのように微細繊維を作成するか、および微細繊維を適用するために特定の方法のどれを使用するかについて特定の嗜好性はない。通常は、結果として得られる濾材構成が以下の特性を有するまで十分な微細繊維が適用される。すなわち、ＳＡＥ  Ｊ７２６Ｃに従ってＳＡＥ繊維ダストを使用して試験される、個々のテストが９０％未満にならない平均９９．５％の初期効率、およびＳＡＥ  Ｊ７２６Ｃに従う平均９９．９８％の全体効率である。
【００２０】
使用可能なフィルタ構成の例が米国特許第５８２０６４６号に記述されており、その特許を本明細書に参照により組み込む。
【００２１】
Ｄ．予備フィルタ要素
図３および図１１〜図１３に注目する。予備フィルタ要素３２が例示されている。好ましくは、予備フィルタ要素３２は、複数の個別のプリーツ（折り目）９２を備えるプリーツ付き構成９０である。プリーツ９２はジグザグ形に構成される。図３、図１１、および図１３で見ることができるように、好ましい予備フィルタ要素３２は概して円形の断面を有する。
【００２２】
予備フィルタ要素３２は、直進通過流を可能にするように構成されている。すなわち、空気は、予備フィルタ要素３２を介して真っ直ぐに流れ、入口面９４から入り、反対側に配設された出口面９６から出て、入口面９４から入る流体の流れの方向が出口面９６から出る流体の流れの方向と同じである。
【００２３】
いくつかの好ましい実施形態では、少なくとも１５個のプリーツ９２、８０個以下のプリーツ９２、および通常は３０〜５０個のプリーツ９２が存在する。プリーツ付き構成９０は、中心コア１００の周りに中心合わせされたプリーツ９２の形で折り畳まれた濾材９８から作成される。使用可能なタイプの濾材９８は、ファイバガラス、または別法として、エア・レイド濾材を含む。使用可能な濾材９８の特定の特性としては、重量が２．７〜３．３ｏｚ／ｙｄ3（９２〜１１２ｇ／ｍ3）であり、自由厚さ（すなわち０．００２ｐｓｉ圧縮時の厚さ）が０．２５〜０．４０インチ（６．４〜１０．２ｍｍ）であり、浸透率が少なくとも４００ｆｔ／分（１２２ｍ／分）であるウェブを形成するようにランダムに方向付けられたポリエステル繊維からなるドライ・レイド濾材が含まれる。
【００２４】
好ましい予備フィルタ要素３２は、少なくとも下流側９６に、フィルタ支持部またはライナ１０２を含む。フィルタ支持部またはライナ１０２は、プラスチックまたは金属からなる発泡メッシュから構成することができる。ライナ１０２は図１１では概略的に例示されていることに留意されたい。図１１は、出口面９６のある部分のみを覆っているライナ１０２を示している。これは、ライナ１０２が出口面９６全体を覆っていることを表すものである。いくつかの代替実施形態では、入口面９４もフィルタ支持部またはライナを有することができる。
【００２５】
引き続き図１１を参照すると、例示される予備フィルタ要素３２では、円形プリーツ付き構成９０の形状で予備フィルタ要素３２を維持するために利用される接着剤１０４が存在する。特に、シーラント１０４は、円形状に成形した後にプリーツ付き構成９０に塗布されるホットメルトのビード１０６であってよい。ビード１０６は固化し、プリーツ付き構成９０を円形状に保持する助けとなる。
【００２６】
一般に、予備フィルタ要素３２は、スリーブ部材３２内に取外し可能かつ再配置可能に取付可能である。スリーブ部材３４を以下にさらに詳細に記述する。いくつかのシステムでは、予備フィルタ要素３２は、スリーブ部材３４の内壁に対して濾材９８の先端部１０８を押しつぶす、または圧縮することによってスリーブ濾材３４内部に保持される。すなわち、主フィルタ要素３２は、好ましくは、スリーブ部材３４の内径よりも大きな初期自由状態最外部寸法（この場合は直径）を有するように構成される。スリーブ部材３４内部に配置されるとき、濾材９８の先端部１０８が、スリーブ部材３４の内壁とライナ１０２の端部との間で押しつぶされる、圧縮される、曲げられる、または粉砕される。
【００２７】
予備フィルタ要素の代替実施形態は、図１４および１５に、一般に参照番号１２０で例示される。予備フィルタ要素１２０は、個別プリーツ１２４のプリーツ付き構成１２２を備える点で予備フィルタ要素３２に類似している。予備フィルタ要素１２０は、予備フィルタ要素３２とは異なる様式で組み立てられる。この実施形態では、予備フィルタ要素１２０は、濾材のシート１２６を一連のプリーツ１２４に折り畳むことによって構成される。これは、プリーツ付き濾材の概して長方形のシート１２８を形成する。シート１２８は、ポリウレタンを含む成形体内に挿入される。ポリウレタンが硬化されて、圧縮性ポリウレタンの中実長方形端部１３０を形成する。次いで、このパネル１３２を、予備フィルタ要素１２０の形に組み立てることができる。
【００２８】
図１５に注目する。図１５は、パネル１３２を予備フィルタ要素１２０の形に組み立てる工程を例示する。端部１３０が摘み合わされて、コア１３４を形成する。次いで、端部プレート１３６、１３８が、互いに向けて矢印１４０、１４２の方向に移動される。この様式では、プリーツ付きパネル１３２が扇形に広げられて、円形予備フィルタ要素１２０を形成する。次いで、端部プレート１３６および１３８がクリップで互いに接合される。
【００２９】
予備フィルタ要素１２０は、パネル１３２の形で保管し、エンド・ユーザに輸送することができるので好都合である。設置の直前に、パネル１３２を扇形に広げて、最終的な円形予備フィルタ要素１２０を形成することもできる。
【００３０】
Ｅ．スリーブ部材およびクランプ・システム
本明細書における原理に従って構成される好ましいフィルタ装置２４は、主フィルタ要素３０に固定され、外接するスリーブ部材３４を有する。
【００３１】
一般に、スリーブ部材３４は、空気取込システム２２内で主要素３０を定位置に保持するように働く。また、好ましいスリーブ部材３４は、主要素３０の上流で予備フィルタ要素３２を定位置に保持する。
【００３２】
図７〜図９に注目する。１つの好ましいスリーブ部材３４が、主要素３０を保持して例示されている。図７および図８で見ることができるように、スリーブ部材３４は、好ましくは、主フィルタ要素の断面に合致する断面を有する。この場合、主フィルタ要素３０は、概して円形の断面を有する。したがって、好ましいスリーブ部材３４は概して円形の断面を有する。他の実施形態では、主要素３０が異なる形状の断面を有することができることを理解されたい。その場合、スリーブ部材３４が、フィルタ要素３０の断面に合致する断面を有する。
【００３３】
図５で見ることができるように、スリーブ部材３４は、周囲リング１５２をもたらすある形に湾曲された周囲壁１５０を含む。壁１５０は、端部１５３（この場合には、主要素３０の第２の端部４６または出口面４２と同じ高さである）から反対側の端部１５４に概して延在する長さを有する。スリーブ部材３４は、好ましくは、主フィルタ要素３０の軸方向長さの少なくとも３０％に延在するように、主フィルタ要素３０に関して方向付けられている。多くの典型的な構成では、スリーブ部材３４は、主フィルタ要素３０の軸方向長さの５０％よりも多く延在する。実際、最も好ましい構成では、スリーブ部材３４は、少なくとも、主フィルタ要素３０の軸方向長さの全長（すなわち１００％）に延在する。多くの典型的な適用例では、スリーブ部材３４は、半径が少なくとも１０インチ（２５．４ｃｍ）、典型的には１５〜３０インチ（３８．１〜７６．２ｃｍ）であり、いくつかの例では５０インチ以下である。
【００３４】
スリーブ部材３４は、好ましくは、意図されていない量の空気が主要素３０を迂回するのを許すことなく、主フィルタ要素３０をチューブ・シート３６に固定することを可能にするように封止システムを用いて構成され、配置される。図３、図５、および図７〜図９に示される構成では、スリーブ部材３４がシール部材圧力フランジ１６０を含む。フランジ１６０は、少なくとも部分的に、最も好ましい実施形態では完全に、スリーブ部材３４の壁１５０に外接する。実際、最も好ましい実施形態では、フランジ１６０は、単一の押出体１５１として壁１５０と共に押出成形され、次いで主要素３０の断面形状に合致する形状に湾曲される。シール部材圧力フランジ１６０は、シール部材１６２を支持するようにバックストップとして動作して、フランジ１６０とチューブ・シート３６の間で、それらに対するシール１６４を作成する。好ましくは、フランジ１６０が、スリーブ部材３４の壁１５０から半径方向に延在し、シール部材３４に完全に外接する。フランジ１６０は、壁１５０から、シール部材１６２を支持するのに十分な距離だけ半径方向に延在する。一般に、この距離は少なくとも０．１インチ（０．２５ｃｍ）、典型的には０．２５〜２インチ（０．６４〜５．１ｃｍ）であり、いくつかの実施形態では、１０インチ（２５．４ｃｍ）以下延在していてよい。
【００３５】
上述したように、好ましくは、フランジ１６０と、スリーブ部材３４の残りの部分とが、材料の単一部片として押し出される。多くの適用例で、スリーブ部材３４およびフランジ１６０を、耐衝撃性ポリスチレンなどのプラスチックから押出しすることが簡便である。押出し後、延在するフランジ１６０を有する壁１５０が、所望の長さに切断される。延在するフランジ１６０を有する壁１５０は、主フィルタ要素３０を支持するように湾曲形状に曲げられる。曲げは、冷間圧延プロセスによって達成することができる。押出体１５１の端部１６６、１６８は、この段階では一体に接合されていない。
【００３６】
図１０に注目する。図１０は、当接する端部１６６、１６８を有する壁１５０を示す。押出体１５１の端部１６６、１６８が互いに押し合わされる前に、主フィルタ要素３０がスリーブ部材３４内部に設置される。いくつかの適用例では、主要素３０は、その外壁に接着剤が塗布されている。あるいは、壁１５０の内面に沿って接着剤が塗布される。あるいは、主要素３０の外面と、壁１５０の内面との両方に接着剤が塗布される。次いで、主要素３０が、スリーブ部材３４によって形成される開口１７０の内部に位置決めされる。次いで、クランプ機械が、当接係合するように端部１６６と端部１６８を互いに向けて押圧してジョイント１７４を形成する。次いで、パッチまたは維持クリップ１７２が、ジョイント１７４を覆って配置されて、スリーブ部材３４をその最終形状（図に示される例では、概して円形状）で固定する。好ましくは、維持クリップ１７２が、スリーブ部材３４に永久的に固定される。例えば、維持クリップ１７２を、超音波溶接によって壁１５０に固定することができる。
【００３７】
維持クリップ１７２が、端部１５３と端部１５４の間でジョイント１７４に完全に重なるように構成されていることに留意されたい。すなわち、クリップ１７２は、端部１５３と概して同一平面、または同じ高さの端部１７６を有する。クリップは、端部１５４と概して同一平面、または同じ高さの端部１７８を有する。また、クリップ１７２が、フランジ１６０に重なり、係合する端部１７６、１７８間の突起１８０を有する。突起１８０の好ましい形状は、フランジ１６０の負の形状で内部ポケット１８２を画定するものである。図１０に例示される実施形態では、突起１８０がＵ字形である。
【００３８】
図５に注目する。フランジ１６０が第１および第２の対向する軸方向側面１９０、１９２を含むことがわかる。軸方向側面の一方、この場合は側面１９０が、シール部材１６２を支持する。シール部材１６２は、一般に、円形ガスケット１９４を備える。ガスケット１９４は、好ましくは、ガスケット１９４とフランジ１６０の側面１９０との間の接着剤によってフランジ１６０に固定される。ガスケット１９４はフランジ１６０上に位置決めされ、それにより壁１５０および主要素３０に完全に外接する。
【００３９】
また、図示した構成は、スリーブ部材３４をチューブ・シート３６にクランプするシステムを含む。図３、図５、および図６に例示される実施形態では、クランプ・システムが、複数のラッチまたはクランプ２００を含む。スリーブ部材３４がチューブ・シート３６内に動作可能に設置されるとき、フランジ１６０とチューブ・シート３６の間の良好な気密封止１６４を形成するように十分なラッチまたはクランプ２００が存在すべきである。図３に示される実施形態では、４つのクランプ２００が存在する。各クランプ２００は、フランジ１６０の周縁に沿って半径方向で均等に離隔されている。他の実施形態では、４つよりも多いクランプ２００、例えば６〜１０個のクランプが存在する場合がある。いくつかの他の実施形態では、クランプ２００が４つ未満の場合がある。
【００４０】
図５および図６に注目する。図５では、クランプ２００が断面で示されている。各クランプ２００が、レバー２０２と、鼻部２０４と、プレート２０６とを含む。プレート２０６は、クランプ２００をチューブ・シート３６に固定するためのボルト２１２などの固定具を収容するための開口２０８、２１０を含む。
【００４１】
鼻部２０４は、フランジ１６０に圧力を加え、チューブ・シート３６に対してシール部材１６２を圧縮するように動作する。レバー２０２は、チューブ・シート３６に向けて、またはそこから離れるように鼻部２０４を選択的に移動させるように動作する。例えば、チューブ・シート３６内にフィルタ装置３４を設置するとき、チューブ・シート３６から離れる方向に鼻部２０４が移動するように、レバー２０２を人の親指または手によって押すことができる。これにより、システム設置者は、フランジ１６０を鼻部２０４とチューブ・シート３６との間に位置決めすることができるようにフィルタ装置２４を操作することができる。他の実施形態では、クランプ２００を、例えば蝶ナットを使用して手で引張ることができる。
【００４２】
Ｆ．方法
動作中、フィルタ装置２４は以下のように使用される。システム２０内で濾過すべき空気が、矢印２３で取込システム２２内に向けられる。空気はまず、予備フィルタ要素３２を介して流れる。空気は、入口面９４から入り、濾材１２６を通過して、出口面９６を介して出る。予備フィルタ要素３２は、取込空気から、より大きな粒子およびデブリを除去する。次に、空気が主フィルタ要素３０に入る。空気は、入口面４０から入り、縦溝付き構成５０を通過し、出口面４２から出る。ここから、空気が発電機２８内に取り込まれる。
【００４３】
典型的な動作では、水で約０．６〜１．６インチ（１．５〜４．１ｃｍ）のフィルタ装置２４にわたる全体圧力降下がある。これは、主フィルタ要素３０と予備フィルタ３２の両方を含む。通常、予備フィルタ３２のみにわたる圧力降下は水で約０．２〜０．６インチ（０．５１〜１．５ｃｍ）であり、主要素３０のみにわたる圧力降下は水で約０．４〜１インチ（１．０２〜２．５４ｃｍ）となっている。
【００４４】
所定の動作期間後にフィルタ装置２４を補修点検すべきである。主要素３０よりも予備フィルタ要素３２、１２０のほうを多く補修（すなわち除去および交換）する必要がある場合がある。予備フィルタ要素３２、１２０を補修するために、予備フィルタ要素３２、１２０は、そのプリーツ９２、１２４が把持され、スリーブ部材３４から除去される。これは、壁１５０の内面との摩擦係合から予備フィルタ３２、１２０を引張ることによって行うことができる。次いで、古い予備フィルタ要素３２、１２０を処分することができる。第２番目の新たな予備フィルタ要素３２、１２０が提供される。予備フィルタ要素１２０は、パネル１３２の形であってもよい。あるいは、予備フィルタ要素３２は、円形予備フィルタ３２の形であってもよい。個別プリーツ１２４が扇形に広げられるようにパネル１３２が操作され、端部プリーツ１３６が端部プリーツ１３８に接合される。通常、次いで端部プリーツ１３６が端部プリーツ１３８にクリップされ、または結合されて、円形予備フィルタ要素１２０を形成する。次いで、新たな予備フィルタ要素３２、１２０が、スリーブ部材３４の内部に配置される。これは、壁１５０の内面に対してプリーツ付き濾材の先端部１０８を半径方向で圧縮することによって行うことができる。この摩擦係合は、予備フィルタ要素３２、１２０を定位置に保持する助けをする。また、システム２０の圧力が、予備フィルタ要素３２、１２０をスリーブ部材３４内で定位置に保持する助けをすることに留意されたい。
【００４５】
時々、主要素３０を補修点検する必要がある。通常、これは、圧力降下が水で約３〜４インチ（７．６〜１０．２ｃｍ）になった後である。主要素３０を補修するために、スリーブ部材３４がチューブ・シート３６から取り外される。これは、フランジ１６０とチューブ・シート３６の間のシール３４を壊すことによって行われる。シール１６４を壊すために、各クランプ２００は、鼻部２０４がチューブ・シート３６から離れるように移動されるように、それぞれのレバー２０２が押し下げられていることを必要とする場合がある。次いで、スリーブ部材３４は、チューブ・シート３６によって画定された開口３８に沿ってチューブ・シート３６から軸方向に摺動される。
【００４６】
次いでスリーブ部材３４と共に主要素３０を処分することができる。好ましくは、主要素およびスリーブ部材３４が、簡単に焼却することができるように、完全に非金属材料から構成される。好ましくは、主要素３０およびスリーブ部材３４が少なくとも９５％、より典型的には少なくとも９９％の非金属である。あるいは、主要素３０をスリーブ部材３４から取り外すこともでき、スリーブ部材３４を再利用することもできる。
【００４７】
次いで、新たな主要素３０を有する第２番目の新たなスリーブ部材３４が提供される。主フィルタ要素３０を保持するスリーブ部材３４は、チューブ・シート３６の開口３８内部に軸方向に配置される。各クランプ２００は、レバー２００を押すことによって操作されて、フランジ１６０を鼻部２０４とチューブ・シート３６の壁との間に配置できるようにする。これは、フランジ１６０とチューブ・シート３６との間に、それらに対してシール部材１６２を配置して、シール１６４を作成する。次いで、予備フィルタ要素３２、１２０をスリーブ部材３４内に設置することができる。
【００４８】
上述した明細書、例、およびデータは、本発明の製造および使用を完全に説明するものであるが、他にも本発明の多くの実施形態が実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本明細書で開示する原理に従って構成されたエア・フィルタ装置を有するガス・タービン・システム用の空気取込システムの一実施形態の概略図である。
【図２】  主フィルタ要素を示し、エア・フィルタ装置がチューブ・シート内部に設置された一実施形態の概略前面図である。
【図３】  予備フィルタ要素を示し、図２に示されるエア・フィルタ装置の概略後面図である。
【図４】  チューブ・シート内に設置された図２および３のエア・フィルタ装置の概略側面図である。
【図５】  図３の線５−５に沿って取られた、図２〜図４のエア・フィルタ装置の概略部分拡大断面図である。
【図６】  チューブ・シート内で図２〜図４のエア・フィルタ装置を保持するために利用されるラッチの一実施形態の概略を拡大して示した平面図である。
【図７】  主フィルタ要素を示し、図２〜図４の、チューブ・シートから取り外されたエア・フィルタ装置の概略を示した斜視図である。
【図８】  主フィルタ要素を示し、図７のエア・フィルタ装置の概略を示した正面図である。
【図９】  図７および図８のエア・フィルタ装置の平面図である。
【図１０】  図２〜図４および図７〜図９のエア・フィルタ装置内で利用されるフィルタ要素を保持するためのクリップおよびスリーブの概略を分解して示した斜視図である。
【図１１】  図２〜４および図７〜図９のエア・フィルタ装置内で利用される予備フィルタの一実施形態の概略の平面図である。
【図１２】  図１１の予備フィルタの概略の側面図である。
【図１３】  図１１および図１２の予備フィルタの概略の底面図である。
【図１４】  組立中の、図２〜図４および図７〜図９のエア・フィルタ装置で利用される予備フィルタの別の実施形態の概略の平面図である。
【図１５】  図１４の予備フィルタを組み立てる別の工程の概略の平面図である。
【図１６】  図２、図７、および図８に示される主フィルタ要素で使用可能な濾材の一部の一実施形態の概略の斜視図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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