(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンの発電出力を低下させない高効率な吸気用フィルタユニットで年１回義務づけられているガスタービンの定期点検時にフィルタ交換ができる長寿命のガスタービン吸気用フィルタユニットを提供する。【解決手段】ガスタービンの吸気方向の上流側から１段目プレフィルタ１、２段目高性能フィルタ２、３段目超高性能あるいは準超高性能フィルタ３の順でガスタービン吸気装置内に設置し、吸気フィルタユニットの１段目プレフィルタ１を平均除去効率が比色法で２０〜８０％に、ろ材面積を１４〜４０ｍ２／台になるようにして、さらに前記各段のフィルタをセル型とした。【選択図】図４
2009047150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン吸気装置の空気取入口のフィルタ取付枠にガスタービンの吸気方向の上流側からプレフィルタ、高性能フィルタ、超高性能あるいは準超高性能フィルタの順で設置したことを特徴とするガスタービン吸気用フィルタユニット。
【請求項２】
ガスタービン吸気装置の空気取入口に設置したプレフィルタの平均除去効率を比色法で２０〜８０％にし、ろ材面積を１４〜４０ｍ２としたことを特徴とする請求項１のガスタービン吸気用フィルタユニット。
【請求項３】
ガスタービン吸気装置の空気取入口に設置したプレフィルタ、高性能フィルタ、超高性能あるいは準超高性能フィルタプの形状をセル型としたことを特徴とする請求項１のガスタービン吸気用フィルタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガスタービンの空気圧縮機などに吸入される空気を清浄化するためのガスタービン吸気用フィルタユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、ガスタービン内に吸入した外気に含まれる大気塵の吸い込みを未然に防止するためにガスタービンの空気吸込口には大気塵を機械的に分離除去して清浄化するためのフィルタユニットが設置されている。このフィルタユニットは特許文献１に示すようにガラス繊維の濾材からなるプレフィルタと繊維フィルタを折込型とした中性能フィルタの２段式に構成されている。【０００３】  しかしながら、２段式吸気用フィルタユニットは充分に大気塵を除去できないためガスタービンの発電出力の低下を期待通り防止出来ず、その上粉塵保持容量が小さいため年２〜３回の頻度でフィルタ交換が必要となっていた。このため、ガスタービンの発電出力の低下を生じさせない高効率な吸気用フィルタユニットで年１回義務づけられているガスタービンの定期点検時にフィルタ交換ができる吸気用フィルタユニットが強く求められていた。【０００４】  そこでガスタービンの出力低下を防ぐ目的で、プレフィルタと高性能フィルタの後に最終段フィルタとして０．３μｍ粒子を９９．９７％以上除去可能な超高性能フィルタの設置が求められてきた。しかしながら、最終段フィルタは超高性能フィルタであることから、高性能であればあるほどフィルタの寿命は短くなってしまうため、超高性能フィルタの前にプレフィルタや高性能フィルタを設置しフィルタの寿命を延ばす工夫がいろいろ提案されてきた。しかし、最終段フィルタに、より除去効率の高い超高性能フィルタを設置するため、さらに最終段フィルタの寿命を延ばそうと除去効率のより高い高性能フィルタを設置し、さらには高性能フィルタの寿命を延ばそうと除去効率のより高いプレフィルタを設置するため、プレフィルタや高性能フィルタの寿命が短くなってしまう問題があった。【０００５】  このことから、大気塵の除去は可能になったが、その分各段のフィルタに大気塵が付着し目詰まりを生じて結果的に圧損が高くなって、ガスタービンの出力低下の防止にはならないと言った問題があった。そこで各段のフィルタの寿命が同時に来るような吸気用フィルタユニットあるいは高い効率で長寿命のプレフィルタが強く望まれている。
【特許文献】特開平５−１０６４６４
【発明の開示】
「発明が解決しょうとする課題」
【０００６】  まず本発明の目的は、ガスタービンの吸気方向の上流側から１段目プレフィルタ、２段目高性能フィルタ、３段目超高性能あるいは準超高性能フィルタの順で設置したことを特徴とし、ガスタービンの出力低下を防ぐようにしたガスタービン用吸気フィルタユニットを提供しようとしたものである。
【０００７】  さらに本発明の目的は、１段目のプレフィルタの平均除去効率を比色法で２０〜８０％にし、各段のフィルタの寿命が長寿命となるようにしたガスタービン用吸気フィルタユニットを提供しようとしたものである。
【０００８】  次に本発明の目的は、前記各段のフィルタをセル型とし、ガスタービン用吸気装置内のフィルタ取付枠に締付けるだけといった簡単な構造で、リークが生じることなく取替えを容易にしようとしたものである。特にプレフィルタをセル型とすることによりガスタービンの安定操業に不可欠な天候・気象の変化や周囲環境の変化への対応を可能にしょうとしたものである。
【０００９】  また本発明の目的は、ガスタービンの吸気方向の上流側から１段目プレフィルタ、２段目高性能フィルタ、３段目超高性能あるいは準超高性能フィルタの順で設置し、年１回義務づけられているガスタービンの定期点検時にフィルタ交換ができるようにしたガスタービン用吸気フィルタユニットを提供しようとしたものである。
【問題を解決するための手段】
【００１０】  本発明の第１の解決手段は、ガスタービンの吸気方向の上流側から１段目プレフィルタ、２段目高性能フィルタ、３段目超高性能あるいは準超高性能フィルタの順でガスタービン吸気装置内に設置したことを特徴としたものである。
【００１１】本発明の第２の解決手段はガスタービン用吸気フィルタユニット１段目のプレフィルタを平均除去効率が比色法で２０〜８０％にしたことを特徴としたものである。
【００１２】  本発明の第３の解決手段は、前記各段のフィルタをセル型としたことを特徴としたものである。
【００１３】  ここで、プレフィルタはガラス繊維あるいは不織布あるいはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などの合成繊維を湿式抄紙法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などで形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んでフィルタ濾材とし、この濾材間に適宜材質のセパレータを挟み上下にパッキンを取り付けて気密性を持たせてセル型に形成したものである。
【００１４】  そして、前記プレフィルタは平均除去効率が比色法で２０〜８０％とし、濾材面積は１４〜４０ｍ２／台で、外形寸法は５９４幅×５９４高×２９０厚であることが望ましい。
しかし上記効率や数字は各段のフィルタ配置によって種々変更されても何ら要旨を変更するものではない。
【００１５】  次に高性能フィルタは繊維径が６μｍ以下（中心繊維径：３．５μｍ前後）で且つ繊維重量の９３重量％以上のガラス繊維あるいは不織布あるいはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などの合成繊維の単独あるいは適宜混合して湿式抄紙法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などで形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んでフィルタ濾材とし、この濾材間に適宜材質のセパレータを挟み上下にパッキンを取り付けて気密性を持たせてセル型に形成したものである。
【００１６】  そして前記高性能フィルタの濾材シートはシートの厚みが０．２〜２．０ｍｍで、粒径０．３μｍの粒子に対して８０〜９９．９５％の捕集効率を有している。
【００１７】  次に超高性能フィルタは繊維径が６μｍ以下（中心繊維径：２μｍ前後）で且つ繊維重量の９３重量％以上のガラス繊維あるいは不織布あるいはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などの合成繊維の単独あるいは適宜混合して湿式抄紙法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などで形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んでフィルタ濾材とし、この濾材間に適宜材質のセパレータを挟み全周を接着材で気密に取り付けてセル型に形成したものである。
【００１８】  そして前記超高性能フィルタの濾材シートはシートの厚みが０．０５〜１．０ｍｍで、粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有している。
【００１９】  あるいは準超高性能フィルタは繊維径が６μｍ以下（中心繊維径：３μｍ）で且つ繊維重量の９３重量％以上のガラス繊維あるいは不織布あるいはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などの合成繊維の単独あるいは適宜混合して湿式抄紙法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などで形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んでフィルタ濾材とし、この濾材間に適宜材質のセパレータを挟み全周を接着材で気密に取り付けてセル型に形成したものである。
【００２０】  そして前記準超高性能フィルタの濾材シートはシートの厚みが０．１〜１．０ｍｍで、粒径０．３μｍの粒子に対して９５〜９９．９５％の捕集効率を有している
【００２１】  ここでセパレータは材質がアルミニウム、ステンレス等の金属箔、クラフト、合繊などの紙が使用される。
【００２２】  上記課題解決による作用は次の通りである。すなわち、ガスタービンの吸気運転によりハウジング内に吸入される大気はまずプレフィルタを通過する。ここで粗い粒径の大気塵が除去されるが、ここでプレフィルタは濾材面積を増加し、粉塵保持容量を大きくしている上、平均除去効率が比色法で２０〜８０％になっているので、後段の高性能フィルタへの負荷を軽減できると共に粉塵の詰まりによる寿命も突出しないようになっている。
【００２３】  さらにプレフィルタを通過した細かな粒径の大気塵を含んだエアーは高性能フィルタに吸入される。ここで、高性能フィルタは粒径０．３μｍの粒子に対して８０〜９９．９５％の捕集効率を有しているため、粒径０．３μｍ以上の粒子をほとんど捕集してしまい、粒径０．３μｍ以下の大気塵のみしか高性能フィルタを通過しないようになっている。
【００２４】  そして、高性能フィルタを通過した粒径０．３μｍ以下の大気塵を含んだエアーは粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有している超高性能あるいは粒径０．３μｍの粒子に対して９５〜９９．９５％の捕集効率を有している準超高性能フィルタを通過した後清浄なエアーとしてガスタービンへ供給される。これによりガスタービンの性能は低下されることなく維持されるものである。
【００２５】  そして長期間運転により各フィルタに捕集される粉塵はプレフィルタ、高性能フィルタ、超高性能あるいは準超高性能フィルタの順で多く捕集され、プレフィルタ、高性能フィルタ、超高性能あるいは準超高性能フィルタの順で捕集効率が高くなっている分エアーを通しにくくなっているすなわち圧力損失が高くなっているため、フィルタの目詰まりによる寿命がプレフィルタ、高性能フィルタ、超高性能あるいは準超高性能フィルタの順に早くなるか各フィルタの寿命が同時に来るようになっている。
【発明の効果】
【００２６】  上述したように本発明のガスタービン用吸気フィルタユニットは次のような効果がえられる。
（１）ガスタービンの吸気方向の上流側から１段目プレフィルタ、２段目高性能フィルタ、３段目超高性能あるいは準超高性能フィルタの順でガスタービン吸気装置内に設置したのでガスタービンの出力低下を防げる。
（２）ガスタービン用吸気フィルタユニット１段目のプレフィルタを平均除去効率が比色法で２０〜８０％にしたので、高性能フィルタ、超高性能フィルタあるいは準超高性能フィルタの目詰まりを回避しフィルタの性能を維持することができる。
（３）各段フィルタとも８０００時間以上メンテナンスあるいは取替えが不要である。
（４）各段フィルタのメンテナンスあるいは取替え回数を減らすことができるのでランニングコストの削減が可能となる。
（５）各段のフィルタをセル型としたので、設置スペースを小さくでき現地設置の簡素化が図れる。
（６）ガスタービン用吸気装置内のフィルタ取付枠に簡単に取り付けられるため交換が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】    以下、本発明の実施形態に係るガスタービン用吸気フィルタユニットを添付図１〜５に基づいて説明する。
（実施形態）
フィルタユニットはプレフィルタ１と高性能フィルタ２と超高性能あるいは準超高性能フィルタ３とから構成されている。そしてプレフィルタ１は枠４と、この枠４内にアルミニウム製波形セパレータ５を介して濾材シートをジグザグ状に折り畳んで収納したフィルタ濾材６とから構成されている。次に高性能フィルタ２も枠７と、この枠７内にアルミニウム製波形セパレータ８を介して濾材シートをジグザグ状に折り畳んで収納したフィルタ濾材９とから構成されている。さらに、超高性能あるいは準超高性能フィルタ３も枠１０と、この枠１０内にアルミニウム製波形セパレータ１１を介して濾材シートをジグザグ状に折り畳んで収納したフィルタ濾材１２とから構成されている。そしてプレフィルタ１はガスタービン吸気装置の空気取入口のプレフィルタ取付枠１３に適宜数取り付けられている。次に吸気取入口内の高性能フィルタ取付枠１４には高性能フィルタ２が適宜数取り付けられている。さらに空気取入口内の超高性能あるいは準超高性能フィルタ取付枠には超高性能あるいは準超高性能フィルタ３が適宜数取り付けられている。１６は雨水の浸入を防止するためのデミスターまたはウエザールーバーである。なお、フィルタ形状はフランジ型、ボックス型にこだわらない。【００２８】  通常プレフィルタ１は不織布で形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んだフィルタ濾材６間に適宜材質のセパレータを５挟み上下にパッキンを取り付けて気密性を持たせてセル型に形成されている。そして、前記プレフィルタは平均除去効率が比色法で２０〜８０％とし、濾材面積は１４〜４０ｍ２／台で、外形寸法は５９４幅×５９４高×２９０厚に形成されている。【００２９】  次に高性能フィルタ２は繊維径が６μｍ以下（中心繊維径：３．５μｍ前後）で且つ繊維重量の９３重量％以上のガラス繊維あるいは不織布あるいはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などの合成繊維の単独あるいは適宜混合して湿式抄紙法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などで形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んだフィルタ濾材９間に適宜材質のセパレータ８を挟み上下にパッキンを取り付けて気密性を持たせてセル型に形成されている。そして濾材シートはシートの厚みが０．５ｍｍで、粒径０．３μｍの粒子に対して８０〜９９．９５％の捕集効率を有し、濾材面積は１４〜４０ｍ２／台である。【００３０】  次に超高性能または準超高性能フィルタ３は繊維径が６μｍ以下（中心繊維径：２〜３μｍ）で且つ繊維重量の９３重量％以上のガラス繊維あるいは不織布あるいはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などの合成繊維の単独あるいは適宜混合して湿式抄紙法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などで形成した１枚の濾材シートをジグザグ状に折り畳んだフィルタ濾材１２間に適宜材質のセパレータ１１を挟み全周を接着材で気密に取り付けてセル型に形成されている。そして前記超高性能フィルタの濾材シートはシートの厚みが０．０５〜１．０ｍｍで、粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有し、濾材面積は１４〜４０ｍ２／台である。【００３１】  なお、本実施例では本発明の一実施例を示したもので、これに限定されることなく種々変更しても何ら本発明の要旨を変更するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】  ガスタービンプラントにおいてはガスタービンを保護および維持するために、ガスタービンプラントの空気取入口にハウジングを設け吸気用フィルタを多数並列に並べて外気中の塵埃を除去した清浄エアーを取り入れるようにしている。しかし、従来のプレフィルタではダスト保持量が少なく、２〜３回／年の交換頻度に対し、これを解決するため、今までいろいろな工夫がなされてきているが十分満足のいくものでなかった。【００３３】  そこで、本発明はガスタービンの吸気方向の上流側から１段目プレフィルタ、２段目高性能フィルタ、３段目超高性能あるいは準超高性能フィルタの順で設置し、ガスタービンの出力低下を防ぐとともに各段のフィルタがともに８０００時間以上メンテナンスあるいは取替えを不要としたもので、産業上の利用価値が甚だ大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】プレフィルタの概略図である。
【図２】高性能フィルタの概略図である。
【図３】超高性能あるいは準超高性能フィルタの概略図である。
【図４】ガスタービン用吸気装置の空気取入口に取り付けた本発明のガスタービン用吸気フィルタユニットを示す概略平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ’を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３５】１・・・・プレフィルタ          ２・・・・・高性能フィルタ
３・・・・超高性能あるいは準超高性能フィルタ
４・・・・枠                    ５・・・・セパレータ
６・・・・フィルタ濾材          ７・・・・枠
８・・・・セパレータ            ９・・・・フィルタ濾材
１０・・・枠                    １１・・・・セパレータ
１２・・・フィルタ濾材          １３・・・・プレフィルタ取付枠
１４・・・高性能フィルタ取付枠
１５・・・超高性能あるいは準超高性能フィルタ取付枠
１６・・・・デミスターまたはウエザールーバ
【図１】
2009047150.tif 000003
【図２】
2009047150.tif 000004
【図３】
2009047150.tif 000005
【図４】
2009047150.tif 000006
【図５】
2009047150.tif 000007