(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンに清浄な空気を供給するための吸気設備内に設けられ、フィルタケースにフィルタパックが収容されてなる箱型の吸気フィルタが所定数配置可能なガイド部材付きの格子状の枠組体と、
前記枠組体から垂直に延びる、一端が前記枠組体に固定され、他端が取付けられるべき隣り合う吸気フィルタの間から突出するように設置されたボルト部材と、
前記ボルト部材に組み合わされる締結部材と、
重心から外れた貫通穴を有した金属部材であって、前記貫通穴に前記ボルト部材が貫通し、略水平にした長手方向の両端側近傍が前記隣り合う吸気フィルタの縁部それぞれに接触した状態で前記締結部材の締め付けが達成され、前記締結部材の締め付けを緩めた状態では自動的に前記長手方向が略鉛直に向き、前記ボルト部材の延びる方向に対向した平面において前記隣り合う吸気フィルタの間の領域内に納まる状態となる前記吸気フィルタの押さえ板と、
を具備したことを特徴とするガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【請求項２】
前記押さえ板は、前記長手方向において前記貫通穴から左右が不均一な形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【請求項３】
前記押さえ板は、前記長手方向において前記貫通穴から左右のいずれか一方が他方に比べて重くなるような部材が付加されていることを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【請求項４】
前記締結部材は、ダブルナット構造を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンプラントの吸気設備に係り、特に吸気室に設けられた支持構造に、吸気フィルタを固定するガスタービン吸気フィルタ取付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備の一つであるガスタービンプラントは、その機能上、大量の空気を必要とする。すなわち、ガスタービンプラントは、ガスタービンの回転に伴い圧縮空気を燃焼器に送り込むための空気圧縮機を備えている。空気中には不純物（塵埃等）が多く含まれている。不純物が含まれたままの空気を空気圧縮機に供給すると、空気圧縮機のタービン羽根車に塵埃等が付着し、圧縮機の性能を低下させてしまう。このような理由から、一般に、ガスタービンプラントは、清浄な空気を空気圧縮機に供給するために、吸気フィルタの配備された吸気設備が必要である。
【０００３】
上記吸気設備においては、吸気室に設けられた支持構造に、複数の吸気フィルタがそれぞれ取付けられている。吸気フィルタは、四辺形状の外枠（フィルタケース）に、各種のろ材を積層したり折り畳んだりしてなるフィルタパックを収容して構成された箱型のフィルタである。
【０００４】
吸気室の支持構造としては、複数の吸気フィルタがそれぞれ取付けられるための、格子状の枠組体を有する多段多列の取付け枠が用いられる。取付け枠は、吸気フィルタの外枠を支持するガイド部材を備えると共に、吸気フィルタの外枠を押さえ付ける押さえ板を配した取付けボルトを備える（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
取付けボルトは、一端が取付け枠に固定され、他端が隣り合う２個の吸気フィルタの間から突出するように設置されている。押さえ板は、取付けボルトの他端側に設けられる。押さえ板は、その中心穴に取付けボルトを貫通させる長方形（短冊状）の金属片である。押さえ板は、その長手方向を略水平に保ちつつ、取付けボルト先端からのナットの締め付けによって、隣り合う２個の吸気フィルタの外枠を同時に押さえ付ける。
【特許文献１】特開２００７−４６５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように吸気フィルタは、格子状の枠組体を有する多段多列の取付け枠において複数段（数百個／段）取付けられている。吸気フィルタは、その圧力損失により規定された交換時期には数百個以上まとめて交換する。このため、吸気フィルタの取外し及び取付け作業に対する作業効率を少しでも向上させたい。
【０００７】
例えば、１個の吸気フィルタは、押さえ板によりそれぞれ４箇所が押さえ付けられる。押さえ板は、吸気フィルタを押さえ、取付けボルトで締め付けられている状態から、ナットを緩めても、その長手方向が水平方向から大きくは傾かない。すなわち、押さえ板は通常、重心にほぼ一致してボルトの貫通穴を有し貫通穴を中心として左右のバランスがとられているため、長手方向が水平方向から鉛直方向寄りに大きく傾くことはない。
【０００８】
しかしながら、押さえ板は、その長手方向を略鉛直に強制的に向かせることによって隣り合う吸気フィルタの間の領域内に納まる状態となり、ようやく、吸気フィルタは、押さえ板に妨げられることなく取外しができるようになる。吸気フィルタを取外した後も、押さえ板は、振動等によって、その長手方向が水平方向に戻ろうとして斜めに傾くものが少なくない。従って、吸気フィルタの取付け作業時にも、その長手方向を再び略鉛直に強制的に向かせる手間がかかる。
【０００９】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、簡便な構成により、吸気フィルタの取外し、取付け作業の効率化が図れるガスタービン吸気フィルタ取付け装置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】
【００１０】
本発明者らは、従来、重心にほぼ一致してボルトの貫通穴を有していた吸気フィルタの押さえ板について、意図的に重心を外した位置にボルトの貫通穴を設け、この貫通穴を中心としてアンバランスな構造とすることを発想した。つまり、アンバランスな懸架点を取ることで自然状態では重い方が常に鉛直下方に位置することを利用し、以下のような構成を提供する。
【００１１】
（１）  ガスタービンに清浄な空気を供給するための吸気設備内に設けられ、フィルタケースにフィルタパックが収容されてなる箱型の吸気フィルタが所定数配置可能なガイド部材付きの格子状の枠組体と、
前記枠組体から垂直に延びる、一端が前記枠組体に固定され、他端が取付けられるべき隣り合う吸気フィルタの間から突出するように設置されたボルト部材と、
前記ボルト部材に組み合わされる締結部材と、
重心から外れた貫通穴を有した金属部材であって、前記貫通穴に前記ボルト部材が貫通し、略水平にした長手方向の両端側近傍が前記隣り合う吸気フィルタの縁部それぞれに接触した状態で前記締結部材の締め付けが達成され、前記締結部材の締め付けを緩めた状態では自動的に前記長手方向が略鉛直に向き、前記ボルト部材の延びる方向に対向した平面において前記隣り合う吸気フィルタの間の領域内に納まる状態となる前記吸気フィルタの押さえ板と、
を具備したことを特徴とするガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【００１２】
（２）  前記押さえ板は、前記長手方向において前記貫通穴から左右が不均一な形状となっていることを特徴とする（１）に記載のガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【００１３】
（３）  前記押さえ板は、前記長手方向において前記貫通穴から左右のいずれか一方が他方に比べて重くなるような部材が付加されていることを特徴とする（１）または（２）に記載のガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【００１４】
（４）  前記締結部材は、ダブルナット構造を有することを特徴とする（１）から（３）いずれかに記載のガスタービン吸気フィルタ取付け装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、吸気フィルタを押さえ付ける押さえ板に関し、重心から外れた貫通穴を有するように構成した。押さえ板は、貫通穴にボルト部材を通し、長手方向を略水平にし、締結部材の締め付けにより隣り合う吸気フィルタを同時に押さえ付ける。締結部材を緩めると、押さえ板は、アンバランスな構造のため、ボルト部材を中心として、自重により１／４回転し、重い方の側が鉛直下方に位置して安定する。この押さえ板の態様は、ボルト部材の延びる方向に対向した平面において隣り合う吸気フィルタの間の領域内に納まる状態となる。従って、押さえ板は、締結部材の締め付け開放後、作業者の操作なしに自動的に、吸気フィルタの取外し（または取付け）の妨げにならない向きに変化し、その態様が維持される。これにより、数百個もの吸気フィルタの取外し、取付け作業に対し、効率化が図れるガスタービン吸気フィルタ取付け装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１、図２は、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置の概観を示す正面図、上面図である。ガスタービンの吸気フィルタは、ガスタービンに清浄な空気を供給するための吸気設備内に設けられる。図示の吸気フィルタ１０は、フィルタケース１０１にフィルタパック１０２が収容された、例えば、面積が６００ｍｍ×６００ｍｍ、高さが３００ｍｍ、重さが１０〜１５ｋｇの箱型のフィルタである。吸気フィルタ１０は、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置１００に、所定数個配置され、取り付けられる。
【００１７】
ガスタービン吸気フィルタ取付け装置１００は、枠組体２０、ボルト部材３０、締結部材４０、および、押さえ板５１を備える。枠組体２０は、所定数個の吸気フィルタ１０それぞれが配置される取付け枠の集合体といえる。枠組体２０には、枠組体２０に対して垂直に延びるＬ字形または逆Ｌ字形のガイド部材２０１が設けられている。ガイド部材２０１は、吸気フィルタ１０それぞれを対応する取付け枠に導き入れ吸気フィルタ１０の自重を支持する。
【００１８】
ボルト部材３０は、枠組体２０から垂直に延びるように配されたスタッドボルトで構成される。ボルト部材３０は、その一端が枠組体２０に固定され、他端が取付けられるべき隣り合う吸気フィルタ１０と１０の間から突出するように設置されている。また、ボルト部材３０に組み合わされる締結部材４０が設けられている。締結部材４０は、例えばナット４０１、４０２でなるダブルナット構造である（図２参照）。
【００１９】
押さえ板５１は、重心から外れた貫通穴５１１を有した金属部材でなる。貫通穴５１１の径は、ボルト部材３０の径に比べて十分大きく、かつ締結部材４０の外径より十分小さいことが重要である。つまり、押さえ板５１は、貫通穴５１１にボルト部材３０を通した状態でボルト部材３０を中心として回転動作可能であり、かつ、締結部材４０の締め付けにも十分対応可能になっていればよい。
【００２０】
押さえ板５１は、その長手方向において、貫通穴５１１から左右が不均一な形状となっている。より具体的には、図２に示すように、長手方向において貫通穴５１１中心からの左右の長さが異なり、Ｌ２＜Ｌ１となっている。このような押さえ板５１は、貫通穴５１１にボルト部材３０が貫通し、略水平にした長手方向の両端側近傍が隣り合う吸気フィルタ１０と１０のそれぞれの縁部に接触した状態で締結部材４０の締め付けが達成される。すなわち、押さえ板５１において、Ｌ２が吸気フィルタ１０の一方を押さえるための必要十分な長さであるとすれば、Ｌ１は、Ｌ２の１．５倍程度の長さを有する。これにより、隣り合う吸気フィルタ１０と１０を同時に押さえ付ける。実際には、図示のように、１個の吸気フィルタ１０は、４つの押さえ板５１によりそれぞれ４箇所が押さえ付けられる（図１のＨ１参照）。
【００２１】
押さえ板５１は、締結部材４０で吸気フィルタ１０を押さえ付けていない開放状態では、Ｌ２＜Ｌ１のアンバランスな構造（不均一な形状）のため、自重により長手方向が略鉛直に向く。すなわち、締め付けていた締結部材４０を緩めると、押さえ板５１は、ボルト部材３０を中心として自重で１／４回転し、重い方の側が鉛直下方に位置して安定するこのときの押さえ板５１は、ボルト部材３０の延びる方向に対向した平面において隣り合う吸気フィルタ１０と１０の間の領域内に納まる状態となっている（図１のＨ２参照）。
【００２２】
このように、押さえ板５１は、締結部材の締め付け開放後、作業者の操作なしに、吸気フィルタの取外し（または取付け）の妨げにならない向きに自動的に変化し、その態様が維持される。これにより、数百個もの吸気フィルタの取外し、取付け作業に対し、効率化が図れるガスタービン吸気フィルタ取付け装置を提供することができる。
【００２３】
なお、押さえ板５１は、貫通穴５１１のように、重心から外れた貫通穴を有すればよく、その形状は様々考えられる。例えば、押さえ板５１の（Ｌ２−Ｌ１）の長さ分の金属を、従来部品に後から接着または溶接によって付け加えることによって押さえ板５１を構成してもよい。また、締結部材４０は、ダブルナット構造としたが、シングルナットでもよい。しかし、押さえ板５１が重心から外れた貫通穴５１１を有する関係上、締結部材４０の締め付けにより、押さえ板５１が吸気フィルタ１０を押さえ付けている状態のときに締結部材４０に緩みが生じると、その長手方向が鉛直下方に傾き易いので、締結が緩み難いダブルナット構造とした方が安全性に優れるといえる。
【００２４】
図３は、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置に用いられる押さえ板の第１変形例を示す斜視図である。押さえ板５２は、長手方向において貫通穴５２１中心からの左右の長さが同じでもよい。つまり、従来品に対し加工することが考えられる。図示のように、貫通穴５２１から左右のいずれか一方が他方に比べて重くなるような金属部材５２３が付加されている。この金属部材５２３は、押さえ板５２に接着や溶接を利用して後付けされている。このように押さえ板５２を加工して用いても、上述と同様の効果が期待できる。
【００２５】
図４は、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置に用いられる押さえ板の第２変形例を示す斜視図である。押さえ板５２は、長手方向において貫通穴５２１中心からの左右の長さが同じでもよい。つまり、従来品に対し加工することが考えられる。図示のように、貫通穴５２１から左右のいずれか一方が他方に比べて重くなるようなボス材５２４が付加されている。このボス材５２４は、押さえ板５２の所定部に締結穴（図示せず）を加工して後付けされている。このように押さえ板５２を加工して用いても、上述と同様の効果が期待できる。
【００２６】
図５は、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置に用いられる押さえ板の第３変形例の概観を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図、および（ｃ）は製造過程の一場面を示す平面図である。押さえ板５３は、長手方向において貫通穴５３１中心からの左右の長さが同じでもよい。図示のように、貫通穴５３１から左右のいずれか一方が他方に比べて面積が大きく、しかも、面積が大きい分の領域５３２が折り曲げられている（（ｂ）参照）。（ａ）に示す平面図では、領域５３２が折り曲げられているため、貫通穴５３１中心から平面的にみて左右面積の違いが概観に響かない。（ｃ）に示すように、押さえ板５３の製造過程では対（ペア）の金属形状が連続するようにカットされて同じものを製作するので金属加工に無駄がない。押さえ板５３は、領域５３２を折り曲げずに、（ｃ）に示すようなカットした形のまま利用することも考えられる。このような押さえ板５３を用いても、上述と同様の効果が期待できる。
【００２７】
なお、上記した第１変形例から第３変形例の形状においては、いずれも、次のような利点がある。図４を例に説明する。長手方向が鉛直方向に向いて安定している押さえ板５２に対し、吸気フィルタを取付け、押さえ板で押さえ付ける際、長手方向を略水平にする必要がある。このとき、ボス材５２４のような突出形状があると、作業者は指で操作し易くなる。図３に示す金属部材５２３の突出形状や、図５に示す折り曲げた領域５３２の突出形状も同様に利用できる。
【００２８】
図６は、上記本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置１００が配設される発電プラントの一例を示すブロック図である。図は、コンバインド発電プラントを示している。コンバインド発電は、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた（コンバインド）発電設備である。燃料であるＬＮＧ（液化天然ガス）を燃やしてガスタービンを回転させ、その際に発生する排熱でボイラ水を沸騰させ、その蒸気でさらに蒸気タービンを回転させて発電する方式である。コンバインド発電プラントは、高効率で、電力需要に対する調整能力に優れるという特徴を有している。
【００２９】
図６において、発電設備６００では、燃料のガス（ＬＮＧ）が燃焼器６０１に送り込まれ、ガスタービン６０２を回転させる。その際、空気圧縮機６０３は、ガスタービン６０２の回転に伴い、圧縮空気を燃焼器に送り込む。この空気圧縮機６０３に供給される空気は、吸気設備６０４において清浄化される。すなわち、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置１００は、この吸気設備６０４に配設され、複数の吸気フィルタの作用により空気圧縮機６０３の性能を低下させないよう清浄化された空気を送出する。ガスタービン６０２からの排気は脱硝装置６０５を経て煙突６０７から排出される一方、排熱は排熱回収ボイラ６０６にて蒸気を発生させる。排熱回収ボイラ６０６からの蒸気は、蒸気タービン６０８に送り込まれる。復水器６０９は、蒸気タービンを通過した蒸気を冷却・液化する。復水器６０９では、図示しない各種ポンプ、取水路を介して冷却水としての海水が取り込まれ、熱交換後、海に放出される。復水は、排熱回収ボイラ６０６にて再び蒸気発生に利用される。ガスタービン６０２、蒸気タービン６０８の回転により、発電機６１０が発電し、電力が得られる。
【００３０】
図７は、図６の吸気設備６０４に配設される図１と同様のガスタービン吸気フィルタ取付け装置１００を示す概観図である。図１と同様の箇所には同一の符号を付して説明は省略する。吸気フィルタ１０を取外した枠組体（取付け枠）２０の奥には、他の段の吸気フィルタ１１が配置されている。この吸気フィルタ１１は、吸気フィルタ１０より本来のフィルタ性能が優れているもの、あるいは劣っているものであってもよい。このように、ガスタービン吸気フィルタは、枠組体（２０）に応じて複数段（数百個／段）取付けられ、吸気室に配備されるのである。なお、吸気フィルタ（１０）が隣り合わない枠組体（２０）の一番端の押さえ板５０は、ボルト部材３０を隔てて、押さえる必要の無い側の領域が極端に短くなっている。この押さえ板５０においても押さえ板５１と同様に、締結部材４０の締め付け開放後、作業者の操作なしに自動的に吸気フィルタの取外しの妨げにならない向きに変化し、態様が維持される。
【００３１】
なお、コンバインド発電プラントとしては、ガスタービン、蒸気タービンにそれぞれ別個にロータ（回転子）及び発電機が配備されている設備もあるが、この図６では、ロータが１本となっている発電設備として説明した。いずれの発電設備にしても、また、コンバインド発電プラント以外の発電設備であっても、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置（１００）は配備可能である。
【００３２】
上記したように、コンバインド発電プラントは、高効率で、電力需要に対する調整能力に優れている。従って、稼働／非稼働の期間が不規則であることもあり、吸気設備における吸気フィルタの交換等の取外し、取付けの作業時間は短縮された方が好ましいし、コストも削減できる。その点、本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置１００は、吸気フィルタを直接押さえる押さえ板５１（または５２その他）において、締結部材を緩めると、吸気フィルタの取外し、取付けに妨げとならない態様にごく自然に移動的に動き、しかも安定するため、作業者の手間を取らせることなく、作業時間の短縮に大いに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のガスタービン吸気フィルタ取付け装置の概観を示す正面図である。
【図２】本発明のガスタービン吸気フィルタ取付け装置の概観を示す上面図である。
【図３】本発明に用いられる押さえ板の第１変形例を示す斜視図である。
【図４】本発明に用いられる押さえ板の第２変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明に用いられる押さえ板の第３変形例の概観を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図、および（ｃ）は製造過程の一場面を示す平面図である。
【図６】本発明に係るガスタービン吸気フィルタ取付け装置が配設される発電プラントの一例を示すブロック図である。
【図７】図６の吸気設備に配設される図１と同様のガスタービン吸気フィルタ取付け装置を示す概観図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００    ガスタービン吸気フィルタ取付け装置
１０、１１    吸気フィルタ
２０    枠組体
２０１    ガイド部材
３０    ボルト部材
４０    締結部材
４０１、４０２    ナット
５０、５１、５２、５３    押さえ板
５１１、５２１、５３１    貫通穴
５２３    金属部材
５２４    ボス材
６００    発電設備
６０１    燃焼器
６０２    ガスタービン
６０３    空気圧縮機
６０４    吸気設備
６０５    脱硝装置
６０６    排熱回収ボイラ
６０７    煙突
６０８    蒸気タービン
６０９    復水器
６１０    発電機
【図１】
0004901786.tif 000002
【図２】
0004901786.tif 000003
【図３】
0004901786.tif 000004
【図４】
0004901786.tif 000005
【図５】
0004901786.tif 000006
【図６】
0004901786.tif 000007
【図７】
0004901786.tif 000008