EP1427507A1

EP1427507A1 - Luftfiltersystem

Info

Publication number: EP1427507A1
Application number: EP02777142A
Authority: EP
Inventors: Ferdinand Mues
Original assignee: Rotring Engineering GmbH
Current assignee: Bilfinger Rotring Engineering GmbH
Priority date: 2001-09-24
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-06-16
Also published as: DE10146954A1; WO2003028852A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftfiltersystem, insbesondere für Gasturbinen, das einen Nenn-Luftdurchsatz von wenigstens 90.000 m3/h aufweist, mit einem Filterhaus, das auf einem Gestell (114) angeordnet ist, welches zur Aufnahme beziehungsweise Ableitung der auf das Filterhaus (82, 110) wirkenden statischen und dynamischen Kräfte vorgesehen ist, und mit einem Luftkanal (116), durch den das Filterhaus (110) mit einem Luftverbraucher verbunden ist. Zudem ist die tragende Struktur des Filterhauses (110) durch wenigstens ein Rahmenmodul (10) gebildet, das in seinen Abmessungen standardisiert ist. Ausserdem ist eine kraftaufnehmende Tragstruktur des wenigstens einen Rahmenmoduls (10) für die auftretenden statischen und dynamischen Kräfte eines vorgebbaren Belastungsfalls für ein vorgebbares Filterhaus (110) ausgelegt.

Description

Luftfiltersystem

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Luftfiltersystem, insbesondere für Gasturbinen, das einen Nenn-Luftdurchsatz von wenigstens 90.000 m³/h aufweist, mit einem Filterhaus, das auf einem Gestell angeordnet ist, welches zur Aufnahme beziehungsweise Ableitung der auf das Filterhaus wirkenden statischen und dynamischen Kräfte vorgesehen ist, und mit einem Luftkanal, durch den das Filterhaus mit einem Luftverbraucher verbunden ist.

Luftverbraucher mit einem vergleichsweise großen Luftbedarf werden überwiegend in der Industrie oder in Gewerbebetrieben benötigt. Gasturbinen sind hierfür ein Beispiel, wobei diese häufig in der Industrie oder in Kraftwerken zur Stromerzeugung oder zum direkten Antrieb von Maschinen oder Komponenten wie beispielsweise Verdichter und Pumpen eingesetzt werden. Dabei sind Gasturbinen in der Regel standardisierte Produkte, die kaum auf die besonderen Bedingungen ihres Einsatzes angepaßt werden. So wird derselbe Gasturbinentyp an einem Standort mit vergleichsweise hohen Umgebungstemperaturen mit trockener staubiger Luft, wie zum Beispiel einer Wüste, als auch an Standorten mit vergleichsweise niederen Umgebungstemperaturen und feuchter Luft, wie beispielsweise in Nordeuropa, eingesetzt.

Die verschiedenen Umgebungsbedingungen beeinflussen die Leistung der Gasturbine derart, daß üblicherweise deren Hilfssysteme, wie zum Beispiel das Kühlsystem für Schmieröl und das Luftfiltersystem, den jeweiligen Bedingungen des Standortes

BESTÄTSGU^GSKOPIE angepaßt werden müssen, um insgesamt eine Gasturbinenanlage zu erhalten, deren Komponenten technisch aufeinander abgestimmt sind und so eine optimierte Anlage ergeben.

Bisher bekannt gewordene Luftfiltersysteme für derartige Anwendungen werden zudem anhand einer Vielzahl von Parametern optimiert, die standortspezifisch zu ermitteln sind oder die entsprechend vorgegeben werden, wie beispielsweise die von der Gasturbine benötigte Luftmenge, die Luftfeuchte, die Staub- beziehungsweise Partikelbeladung der Luft und der maximale zulässige Druckabfall über das Filtersystem.

Das Ergebnis der Optimierung ist üblicherweise ein individuell für den betreffenden Standort geplantes Filtersystem. Nachteilig hierbei ist es, daß die jeweils individuelle Planung ein individuelles Konstruktionsergebnis zur Folge hat mit vergleichsweise hohen Planungskosten, mit vielen notwendigen Planungsschritten, die Fehlermöglichkeiten eröffnen und mit jeweils projektspezifischen Fertigungsvorgaben, insbesondere an Materialien und Mengen.

Weiterhin ist es nachteilig, daß die Filtersysteme in der Regel derartig große Abmessungen aufweisen, daß der Zusammenbau auf der Baustelle erfolgen muß. Der Vorfertigungsgrad ist dementsprechend gering, was sich nachteilig auf die Qualität des endmontierten Filtersystems auswirkt und zudem die Montagezeit erhöht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Luftfiltersystem der eingangs genannten Art anzugeben, welches möglichst flexibel einsetzbar ist und auf möglichst einfache Weise auf die verschiedenen Anforderungen zur Auslegung anpaßbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Demnach kennzeichnet sich ein erfindungsgemäßes Luftfiltersystem dadurch, daß die tragende Struktur des Filterhauses durch wenigstens ein Rahmenmodul gebildet ist, das in seinen Abmessungen standardisiert ist, und daß eine kraftaufnehmende Tragstruktur des wenigstens einen Rahmenmoduls für die auftretenden statischen und dynamischen Kräfte eines vorgebbaren Belastungsfalls für ein vorgebbares Filterhaus ausgelegt. Erfindungsgemäß ist zunächst ein Filterhaus vorgebbar. Zweckmäßigerweise ist das ein Filterhaus, bei dem ein Kombination von Rahmenmodulen vorgegeben ist, die bestimmte Rahmenmodule vergleichsweise, hoch belastet, und das zudem bestimmten maximalen Belastungen an Wind- und Wetterkräften, wie beispielsweise Feuchte und Temperatur, oder auch Erdbeben ausgesetzt ist. Von den Rahmenmodulen wird dann beispielsweise dasjenige Rahmenmodul ausgesucht, das im vorgegebenen Filterhaus die höchste Beanspruchung ertragen muß, also auf die in dem vorgegebenen Fall größten vorkommenden Kräfte, etwa durch Gewichtslast oder Windlast. Die Tragstruktur des Rahmenmoduls ist erfindungsgemäß auf diesen Fall des vorgegebenen Filterhauses und des vorgegebenen Belastungsfalls ausgelegt. Zudem sind die äußeren Abmessungen des wenigstens einen Rahmenmoduls standardisiert, das heißt für alle Anwendungen des Rahmenmoduls einheitlich festgelegt.

Dabei ist es vorteilhaft, daß das erfindungsgemäße Rahmenmodul nur noch durch Kombination der erforderlichen Anzahl an Rahmenmodulen und deren entsprechender Anordnung und Ausgestaltung auf das jeweils zu bauende Filtersystem auf besonders einfache Weise anpaßbar ist. Durch die universelle Auslegung, insbesondere auf einen extremen Belastungsfall für das Rahmenmodul, wird die individuelle Auslegung individuell bei jedem Filtersystemen vermieden. Wird beispielsweise ein vergleichsweise großer zu filternder Luftstrom gefordert, ist die Struktur des Filterhauses durch eine entsprechend größere Anzahl an Rahmenmodulen gebildet, als das bei einem kleineren zu filterndem Luftstrom der Fall ist.

Zudem ist das Rahmenmodul in den Abmessungen standardisiert. Hierdurch ist es zum Beispiel möglich, die erforderlichen technischen Ausstattung der Rahmenmodule, beispielsweise Halterahmen für Vorfilter vorzufertigen ohne dabei auf die sonst übliche individuelle Auslegung der Abmessungen der tragenden Struktur eines Filtersystems warten zu müssen.

Das heißt, das Rahmenmodul ist auf besonders flexible Weise einsetzbar und kann auf besonders einfache Weise auf die Anforderungen angepaßt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfiltersystems ist das wenigstens eine Rahmenmodul Würfel- oder quaderförmig. Insbesondere mit der Würfelform ist eine statisch besonders vorteilhafte Gestalt erreicht. Zudem sind mit der Würfelform besonders günstige Anordnungen beziehungsweise Ausgestaltungen des Filterhauses realisierbar. Ein besonders flexibler Einsatz des Luftfiltersystems ist ermöglicht.

Bei der Quaderform der Rahmenmodule ist es vorteilhaft, daß mit jedem Rahmenelement ein größeres Bauvolumen erreichbar ist als das im Vergleich mit der entsprechenden Würfelform möglich ist. Oft können nämlich längliche Körper mit den gleichen Transportmitteln, wie Bahn oder Sattelschlepper, transportiert werden, wie die würfelförmigen. Dabei sind insbesondere zwei Dimensionen eines zu transportierenden Objektes durch das Transportmittel besonders beschränkt, bei einem Lkwoder Bahntransport sind das zum Beispiel eine maximale Transportbreite und eine maximale Transporthöhe. Bei der Würfelform wäre damit die maximale Kantenlänge vorgegeben, während bei der Quaderform, insbesondere bei der Wahl einer quadratischen Stirnfläche, die Läge variierbar ist. In diesem Fall bietet sich als vorteilhafte Ausgestaltung an, die Länge der Quaderform als ganzzahliges Vielfaches der Kantenlänge der quadratischen Stirnfläche auszugestalten. Eine weitere Unterteilung in Teilflächen ist hierdurch erheblich vereinfacht, was später noch näher erläutert wird. Insgesamt sinkt die Anzahl der zu fertigenden und der zu transportierenden Rahmenmodule vorteilhafterweise.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filtersystems sieht vor, daß das wenigstens eine Rahmenmodul durch Rahmenelemente aus Längsprofilen, insbesondere standardisierten Stahlprofilschienen, gebildet ist. Derartige Profile sind in der Regel lagermäßig vorhanden und zudem international verfügbar. Hierdurch sind die Beschaffungszeiten der Materialien vorteilhaft verkürzt. Zudem wird eine vergleichsweise einfache Realisierung der Bauform mit standardisierten Bauteilen erreicht.

Bei einer besonders günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfiltersystems sind wenigstens die Abmessungen einer ersten Seitenfläche eines Rahmenmoduls auf die entsprechenden lichten Abmessungen einer zweiten Seitenfläche eines standardisierten Frachtcontainers angepaßt. Ein Einbringen des betreffenden Rahmenmoduls durch die zweite Seitenfläche in den Frachtcontainer ist auf einfache Weise ermöglicht. Standardisierte Frachtcontainer haben bei der Transportlogistik eine wesentliche Bedeutung und können auf besonders einfache Weise auf LkW, Bahn oder Schiff befördert werden, weil diese Transportmittel für die Beförderung der Frachtcontainer optimiert sind. Die Abmessungen eines Rahmenmoduls sind im angegebenen Fall auf die Transportabmessungen des Frachtcontainers optimiert. Auf diese Weise ist ein Rahmenmodul auf besonders einfache Wiese seemäßig verpackbar, was eine ansonsten erforderliche separate, anforderungsgemäße, aufwendige Individualverpackung erspart. Außerdem ist für Frachtcontainer ein weltweit entwickeltes Logistiknetz verfügbar, was einen vergleichsweise schnellen Transport ermöglicht.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Luftfiltersystem sieht vor, daß an einem Rahmenmodul Verstärkungsträger angeordnet sind, die jeweils zwei benachbarte, parallel liegende Rahmenelemente miteinander verbinden. Durch diese Ausgestaltung wird die Stabilität des Rahmenmoduls vorteilhaft erhöht. Das Rahmenmodul ist somit vergleichsweise hoch belastbar.

Eine Fortbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Verstärkungsträger in bestimmten Abständen und rechtwinklig zu den durch die Verstärkungsträger verbundenen Rahmenelemente angeordnet sind. Zusätzlich zu einer Erhöhung der Stabilität eines Rahmenmoduls ist eine, insbesondere bei quaderförmigen Rahmenmodulen, Unterteilung des Rahmenmoduls in Teilbereiche ermöglicht, bei dem jeder der Teilbereiche auf einfache Weise mit einer technischen Funktion ausgestattet werden kann, beispielsweise können von drei vorhandenen Bereichen zwei mit Wänden versehen sein und der dritte Bereich mit einer Implosionstür als Schutzmaßnahme gegen Unterdruck auf einer Reinluftseite, welche die Seite des Filtersystems ist, auf der sich die bereits gefilterte Luft befindet.

Eine weitere-Verbesserung des Erfindungsgegenstandes ist dann erreicht, wenn die Anordnung der Rahmenelemente und / oder der Verstärkungsträger des wenigstens einen Rahmenmoduls standardisiert ist. Das heißt, daß die Standardisierung nicht nur die Abmessungen betrifft, sondern auch die Rahmenelemente und gegebenenfalls die Verstärkungsträger. Auf diese Weise erleichtert sich die Fertigung erheblich. Es ist nur noch ein Grundbauschema eines Modultyps notwendig, unabhängig davon, für welche Funktion das Modul im Einzelnen eingesetzt werden soll. Auf diese Weise kann zu einem vergleichsweise frühen Zeitpunkt im Projektablauf, bei der nur die Anzahl der Module in etwa feststeht, bereits mit der Produktion der Rahmenmodule begonnen werden. Zu einem späteren Zeitpunkt im Projekt, wenn die Detailplanung die Ausgestaltung jedes einzelnen Rahmenmoduls festgelegt hat, wird die Fertigstellung der Rahmenmodule entsprechend einem Fertigungsgrad, bei dem ein Transport noch ermöglicht ist, durchgeführt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfiltersystems ist ein Rahmenmodul an jeder Seitenfläche mit einem weiteren Rahmenmodul verbindbar. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist das Rahmenmodul besonders flexibel einsetzbar. In einem Fall sind zum Beispiel für die Rahmenelemente auf jeder Seitenfläche solche Abmessungen gewählt, daß eine Verbindung mit einem möglichen benachbarten Rahmenmodul ermöglicht ist, indem in den Rahmenelementen jeweils Reihen mit Ausnehmungen, beispielsweise Bohr- oder Langlöcher, in einer bestimmten festgelegten Anordnung vorgesehen sind. Das zu verbindende benachbarte Rahmenmodul weist ebenfalls eine Anordnung von Ausnehmungen auf, die derart auf die Anordnung des benachbarten Rahmenmoduls abgestimmt sind, daß die betreffenden Rahmenmodule auf einfache Weise mit einer Schraubverbindung zusammenmontierbar sind, wobei eine sonst übliche Anpassung der Ausnehmungen bei der Montage vor Ort vermieden ist.

Es ist nach dem Erfindungsgedanken aber auch ohne weiteres denkbar, daß zusätzliche an dem Rahmenmodul beziehungsweise an den Rahmenelementen angeordnete Verbindungselemente für die Verbindung mit einem, benachbarten Rahmenmodul vorgesehen sind, insbesondere vorbereitete Schweißstellen oder formschlüssige Verbindungsbauteile, wie beispielsweise Bolzen oder Zapfen.

Besonders vorteilhaft ist es bei einem erfindungsgemäßen Luftfiltersystem, wenn von den Rahmenelementen und gegebenenfalls von dem oder den Verstärkungsträger einer Seitenfläche wenigstens ein Halterahmen gebildet ist, an den ein Montagerahmen für Filterelemente oder andere Funktionselemente montierbar ist. Wesentliche Funktionselemente neben den Vorfilter-, den Zwischenfilter- oder Feinfilterelementen können insbesondere Wandelemente, Türelemente, Implosionsschutzelement oder Wetterhauben sein oder eine Kombination von diesen Elementen. Es ist aber auch denkbar, daß diese Element wenigstens teilweise ohne Montagerahmen direkt an den oder die Halterahmen montierbar sind.

Bei der Montage eines Montagerahmens oder eines Funktionselements bietet sich günstigerweise insbesondere an, daß diese zur Festlegung der Montageposition formschlüssig in den wenigstens einen Halterahmen einbringbar ist. Der Montagerahmen kann zum Beispiel an den wenigstens einen Halterahmen schweißbar, schraubbar, klemmbar, klipsbar oder klebbar sein.

Eine vorteilhafte Fortbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß elektrischen oder / und meßtechnischen Verbindungsleitungen an dem wenigstens einen Rahmenmodul vormontiert sind. Auch diese Ausgestaltung erhöht den Vorfertigungsgrad des Rahmenmoduls. Die Montagetätigkeit auf der Baustelle wird günstigerweise verkürzt. Außerdem werden die Fehlermöglichkeiten durch eine vergleichsweise geringe Anzahl von Montageschritten bei der Baustellenmontage verringert.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die vormontierten Verbindungsleitungen eines ersten Rahmenmoduls mit den diesen zugeordneten Verbindungsleitungen eines zweiten Rahmenmoduls oder mit Stammleitungen lösbar, insbesondere steckbar, rastbar oder schraubbar verbindbar sind. Hierbei ist die Montagegeschwindigkeit erhöhbar. Zudem sinken die fachlichen Anforderungen an das Montagepersonal. Sind mehrere Verbindungen zwischen zwei benachbarten Rahmenmodulen notwendig, können die für die lösbare Verbindung vorgesehenen elektrischen Verbindungselemente auch eindeutig koppelbar sein, beispielsweise durch unterschiedliche formschlüssige Ausgestaltung der einzelnen elektrischen Verbindungselementenpaare.

Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Luftfiltersystems betrifft den Luftkanal, der aus wenigstens einem Rahmenmodul gebildet ist. Auch der für die Zuleitung der gefilterten Luft vom Filterhaus zu dem Luftverbraucher benötigte Luftkanal ist vorteilhaft mit Rahmenmodulen bildbar. Die einzelnen Rahmenmodule sind üblicherweise bereits vorgefertigt und derart besonders schnell und sicher montierbar. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den unabhängigen Ansprüchen entnehmbar.

Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung, sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Rahmenmoduls,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das erste Rahmenmodul,

Fig. 3 eine Ansicht auf eine Stirnseite des ersten Rahmenmoduls,

Fig. 4 eine isometrische Ansicht eines zweiten Rahmenmoduls,

Fig. 5 eine stirnseitige Ansicht auf eine erste Anordnung von Rahmenmodulen, Fig. 6 eine isometrische Ansicht auf einen Teilbereich eines Gasturbinenkraftwerkes mit einem Luftansaugsystem.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen den Gegenstand der Erfindung beispielhaft anhand eines quaderförmigen ersten Rahmenmoduls 10. Fig.1 zeigt eine Seitenansicht, wobei die zu sehende Seite als Vorderseite bezeichnet werden soll, auf das erste Rahmenmodul 10, das in dieser Ansicht als Rechteck erscheint. Dabei sind die in dieser Ansicht seitlichen Rahmenelemente von einem ersten 12 und einem zweiten Trägerelement 14 gebildet. Ein oberes beziehungsweise ein unteres Rahmenelement sind als ein drittes 16 und ein viertes Trägerelement 18 gestaltet.

Bei diesem Beispiel ist die Länge des ersten Rahmenmoduls 10 bestimmt durch die Länge des dritten 16 beziehungsweise des vierten Trägerelements 18. Dabei ist das dritte Trägerelement 16 aus drei gleich langen oberen Tragprofilen 16a, 16,b und 16c gebildet, wobei die zu einem benachbarten oberen Tragprofil weisenden Stirnseiten eines oberen Tragprofils 16a, 16b oder 16c stumpf aneinander gefügt sind. Die zu den Ecken des Rahmenmoduls weisenden Stirnseiten der beiden sich nicht berührenden oberen Tragprofile 16a und 16c sind mit einen Winkel von 45° abgeschrägt, so daß sie mit dem oberen Ende des ersten 12 beziehungsweise mit dem oberen Ende des zweiten Tägerelements 14, die in entsprechenderweise abgeschrägt sind, jeweils eine 90° Ecke des Rahmenmoduls ausgestalten. Das vierte Tragprofil 18 ist in vergleichbarer Weise für die untere Seite des ersten Rahmenmoduls 10 aus drei unteren Tragprofilen 18a, 18b, und 18c gebildet.

Die Längen des ersten 12 beziehungsweise des zweiten Tragelements 14 entsprechen der Länge der oberen 16a, 16b, 16c sowie der unteren Tragprofile 18a, 18b, 18c. Ein Verstärkungsprofil 20, 22, 24, 26 ist jeweils mit dem jeweiligen stumpfen Enden eines oberen 16a, 16b, 16c sowie eines unteren Tragprofils 18a, 18b, 18c verbunden, so daß aus der Seitenansicht der Eindruck entsteht, daß das erste Rahmenmodul 10 aus drei quadratischen Einzelrahmen zusammengesetzt ist. Die Verstärkungsprofile 20, 22, 24, 26 verstärken das erste Rahmenmodul 10, was sowohl die Belastbarkeit, als auch die Steifigkeit des ersten Rahmenmoduls 10 insgesamt erhöht.

In dem durch die Elemente 14, 16c, 18c und 26 gebildeten Teilrahmen ist beispielhaft ein Traggitter 28 für standardisierte Taschenfilterelemente, die nicht dargestellt sind, angeordnet. Das Traggitter 28 weist einen quadratischen Rahmen 30 auf, der in seinen Abmessungen nur unwesentlich kleiner ist, als der entsprechende quadratische Einzelrahmen des ersten Rahmenmoduls 10. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann das Traggitter 28 auf besonders einfache Weise von außen an den betreffenden Einzelrahmen angelegt werden, bis sich die Seiten des Traggitters 28 und des Einzelrahmens berühren. Auf diese Weise hat das Traggitter 28 einen Anschlag an den Einzelrahmen und kann auf besonders einfache Weise, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung, mit dem Einzelrahmen, insbesondere auch an allen vier Seiten verbunden werden. Zwischen dem Teilrahmen und dem Traggitter 28 ist ein Dichtung 39 angeordnet. Zudem weist das Traggitter 28 noch vier Gitterstreben 32, 34, 36, 38 auf von denen die erste 32 und die zweite Gitterstrebe 34 die obere mit der unteren Seite des Traggitter 28 und die dritte 36 sowie die vierte Gitterstrebe 38 die in dieser Ansicht linke und rechte Seite des Traggitters 28 miteinander verbinden, und zwar in der Art, daß die Gesamtfläche des Traggitters 28 in neun gleiche Teilflächen unterteilt ist, wobei jede der Teilflächen mit einem Teil einer Gitterstrebe beziehungsweise einem Rahmenteil des Traggitters 28 begrenzt ist. Derart sind neun gleich große Kleinrahmen gestaltet, mit Abmessungen, die auf die Abmessungen eines Taschenfilters, die in der Regel standardisierte Anmessungen aufweisen, abgestimmt sind.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Schnitt durch das erste Rahmenmodul 10, so daß die Bezugszeichen für entsprechende Elemente der Fig. 1 übernommen sind. Von der Vorderseite ist das untere, vierte Tragelement 18 mit den Tragprofilen 18a, 18b und 18c zu sehen. Ein fünftes 40 und ein sechstes Tragelement 42 des ersten Rahmenmoduls 10 verbinden das vierte Tragelement 18 mit einem siebten Tragelement 44, das in entsprechender weise wie das vierte Tragelement 18 aus drei Tragprofilen 44a, 44b und 44c gebildet ist und einer Rückseite zugeordnet werden kann.

In dieser Draufsicht ist das Traggitter 28 nicht dargestellt. Dafür sind als weiteres Ausgestaltungsbeispiel Montagestäbe 54 gezeigt, von denen nur zwei beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind und die auf der Innenseite des ersten Rahmenmoduls 10 weisenden Seite der Hinterseite angeordnet sind. Die Montagestäbe 54 verlaufen von der Oberseite senkrecht nach unten und sind in einem derartigen Abstand zueinander angeordnet, daß standardisierte Filterelemente, die in diesem Beispiel aus jeweils vier zusammengefügten einzelnen Taschenfiltern bestehen, auf jeweils zwei benachbarten Montagestäben 54 aufliegen und gehalten beziehungsweise montiert werden können.

Des weiteren sind eine Reihe von Bohrungen 58 an allen in der Draufsicht dargestellten Trägerelementen 18, 40, 42 und 44 gezeigt, von denen jedoch nur eine Bohrung mit einer Bezugsziffer versehen ist. Durch diese Bohrungen kann das erste Rahmenmodul 10 auf besonders einfache Weise zum Beispiel mit Schraubverbindungen auf einem Stahlrahmengestell oder auf einem weiteren Rahmenmodul montiert werden.

In dieser Ansicht ist zu erkennen, daß die vier Verstärkungsprofile 20, 22, 24, 26, die in der Vorderansicht erkennbar waren, als U-Profilschienen ausgestaltet sind. Die U- Profilschiene ist ein standardisiertes Stahlprofil mit dem Vorteil der ständigen lagermäßigen Verfügbarkeit. Das verkürzt die Lieferzeiten in vorteilhafter Weise. Die Rückseite weist, der Vorderseite entsprechend, wiederum vier Verstärkungsprofile 46, 48, 50, 52 auf, die in dieser Draufsicht ihre U-Form zeigen, nämlich im Schnittbild durch die U-Profilschienen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Seitenansicht auf eine Stirnseite des ersten Rahmenmoduls 10, in der zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse dieses Ausführungsbeispiels ein strichpunktiert gezeigter sogenannter normgroßer Arbeiter 61 eingezeichnet ist. Das untere fünfte Tragelement 40 ist an seinen Enden mit einem achten 60 auf der Rückseite und mit einem neunten Tragelement 62 auf der Vorderseite verbunden, die wiederum an ihrem anderen, oberen Ende mit einem zehnten Tragelement 64 verbunden sind. Die genannten Tragelemente 40, 60, 62, 64 bilden eine im wesentlichen quadratische Stirnfläche des ersten Rahmenmoduls 10 aus. Auf den jeweiligen Stirnflächen des fünften 40, des achten 60 sowie des zehnten Tragelements 64 sind wiederum die Bohrungen 58 gezeigt, mit denen das erste Rahmenmodul 10 beispielsweise mittels Nieten mit einem sich stirnseitig befindlichen Gestell oder mit einem benachbarten weiteren Rahmenmodul verbindbar ist.

In dieser Ansicht ist als weiteres Ausgestaltungsbeispiel ein zweites Traggitter 66 im Schnitt dargestellt, welches auf der zum Innern des ersten Rahmenmoduls 10 weisenden Seite der Rückseite angeordnet und mit dieser verbunden ist. Drei Filtermodule 68, die als strichpunktierte Linie gezeigt sind, sollen die Möglichkeit zeigen, wie solche Filtermodule 68 auf besonders einfache Weise an das zweite Traggitter 66 angebracht werden können.

Das erste Rahmenmodul 10 ist für einen Fall konzipiert, bei dem die Umgebungsluft von der Vorderseite in das Modul eintritt. Hierbei kann die Umgebungsluft bereits, wie in der Fig.1 angedeutet, zum Beispiel durch eine erste Filterstufe, die sogenannte Vorfilterung, von groben Verunreinigungen oder Stäuben gereinigt werden. Die vorgefilterte Luft gelangt zur Rückseite und durch die dort angeordnete zweite Filterstufe, die sogenannten Feinfilterung, welche anforderungsgemäß die noch in dem Luftstrom befindlichen störenden Partikel herausfiltert.

Fig. 4 zeigt ein zweites Rahmenmodul 70, das zu Transportzwecken an einer Anhängevorrichtung 72 eines nicht dargestellten Hebezeuges angehängt ist. Das zwei- te Rahmenmodul 70 ist nur aus Tragelementen gebildet, die mit Verstärkungsprofilen versehen sind, so daß ein prinzipiell vergleichbarer Aufbau mit dem ersten Rahmenmodul 10 erkennbar ist.

Des weiteren ist auf einer stirnseitig gedachten Verlängerung des zweiten Rahmenmoduls 70 ein nicht maßstäblich gezeichneter Standard-Frachtcontainer 74 dargestellt, dessen stirnseitige Ladetüren 76 geöffnet sind. Zwischen dem zweiten Rahmenmodul 70 und dem Frachtcontainer 74 ist eine Walze 78 angeordnet, die auf einem auf dem Boden stehenden Lagerbock 80 gelagert ist. Das zweite Rahmenmodul 70 ist im Nahbereich der zum Frachtcontainer 74 weisenden Stirnseite auf der Walze 78 abgestellt und wird in einem zweiten Schritt auf einfache Weise in den Frachtcontainer verbracht.

Die äußeren Abmessungen des zweiten Rahmenmoduls 70 sind auf die inneren Abmessungen, also die lichten Maße des Frachtcontainers 74 abgestimmt, so daß ein Transport in diesen ohne weiteres ermöglicht ist. Frachtcontainer sind auch für den Seetransport geeignet. Damit kann eine separate seemäßige Verpackung der Rahmenmodule entfallen. Zudem sind Frachtcontainer in verschiedenen Längen verfügbar. So ist zum Beispiel vorgesehen, daß in einen 80-inch Frachtcontainer drei Rahmenmodule einer standardisieren Länge von beispielsweise 5830 mm hintereinander, das heißt Stirnseite an Stirnseite, verbracht werden.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht auf die Stirnseite einer ersten beispielhaften Anordnung 82 von sechs miteinander verbunden Rahmenmodulen 84 bis 94. Eine derartige Anordnung ist üblicherweise nach der Montage auf einer Baustelle erreicht, bei der die erste Anordnung 82 auf einem Stahlgerüst befestigt ist, das hier jedoch nicht gezeigt wurde.

Dieses Beispiel soll hingegen verdeutlichen, wie flexibel die erfindungsgemäßen Rahmenmodule miteinander kombinierbar sind und zudem auf besonders einfache Weise mit verschiedenen Funktionen versehen, ausgestaltet beziehungsweise ausgebaut werden können. Die Rahmenmodule 84 bis 94 sind in zwei Reihen mit je drei Rahmenmodulen übereinander angeordnet. Dabei haben die jeweilig übereinander angeordneten Nachbarmodule die gleiche technische Funktion. Beispielsweise sind die Rahmenmodule 84 und 90 auf der in dieser Ansicht linken Seite der ersten Anordnung 82 übereinander angeordnet. Auf deren linken Seiten der genannten Rahmenmodule 84, 90 sind auf jeder der Außenseiten je eine Regenschutzhaube 96 angebracht, die für eine Zuströmung der Umgebungsluft sorgt, die überwiegend aus Richtung Boden erfolgt. Das Eindringen von Regen ist im wesentlichen vermieden. An der offenen und luftdurchströmten Unterseite jeder Regenhaube ist ein Anti-Icing System 98 im Luftpfad angeordnet, das im Bedarfsfall, insbesondere bei bestimmten Witterungsbedingungen, die durchströmende Luft erhitzt, so daß eine Eisbildung im Luftfiltersystem, insbesondere an den Luftfiltern und den Filtermodulen, vermieden ist.

Zudem sind in die jeweiligen linken Seiten Pulsfiltermodule 100 als erste Vorfilter angeordnet. Des weiteren sind in jedem der linken Rahmenmodule 84, 90 auf der sichtbaren Stirnseite Türen 102 angeordnet, um beispielsweise zum Wechseln der Filterelemente Zugang zum Innenraum der Rahmenmodule zu erhalten. Außerdem ist auf der rechten Seite der Rahmenmodule noch ein Vorfiltermodul 106 angebracht.

Die erste Anordnung 82 ist in wesentlichen Teilen spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Symmetrieachse 104 aufgebaut. Demgemäß finden sich die beschriebenen Funktionselemente, wie zum Beispiel Regenhauben 96, Anti-Icing System 98 und Pulsfilter 100 spiegelsymmetrisch auch an den in dieser Ansicht rechts angeordneten Rahmenmodule 88, 94 entsprechend.

Die zwischen den bereits beschriebenen Rahmenmodulen 84, 88, 90, 94 angeordneten zwei Rahmenmodule 86, 92 sind an ihren linken beziehungsweise rechten Seiten mit Feinfiltermodulen 108 ausgestattet. Auf den dargestellten Stirnseiten ist jeweils eine Implosionstür angebracht.

Die dieser ersten Anordnung 82 wird der zu filternde Luftstrom von der Umgebung über das Anti-Icing System 98 in die Regenhauben 96 geleitet. Von diesen wird der Luftstrom zu den Pulsfiltern 100 gebracht, die eine erste Vorfilterung vornehmen. Nach den Pulsfiltern 100 gelangt der Luftstrom durch die seitliche angeordneten Rahmenmodule 84, 88, 90, 94 zu den Vorfiltermodulen 106 und über diese zu den Feinfiltermodulen 108 in einen Reinraumbereich, der im wesentlichen durch die beiden zwischen den seitlichen Rahmenmodulen 84, 88, 90, 94 angeordneten mittleren Rahmenmodulen 86, 92 gebildet ist. In diesem Reinraumbereich befindet sich die gefilterte Luft, die von einem in dieser Figur nicht dargestellten Luftkanal zu einem Luftverbraucher, beispielsweise einer Gasturbine geführt wird.

Schließlich zeigt Fig. 6 skizzenhaft einen Teilbereich eines Gasturbinenkraftwerkes in einer isometrischen Darstellung von schräg oben. Es sind zwei erfindungsgemäße Luftfiltersysteme erkennbar, die je eine zweite Anordnung 110 mit jeweils sechs Rahmenmodulen 112 haben, über welche die benötigte Luft angesaugt wird. Die zweiten Anordnungen sind jeweils mit einer Tragkonstruktion 114 aus Stahl verbunden, welche die Anordnungen in einer bestimmten Höhe über dem Bodenniveau des Gasturbinenkraftwerkes tragen.

Von einem der Rahmenmodule 112 an jedem der zweiten Anordnungen 110 ist ein Luftkanal 116 angeschlossen, der an einer Stirnseite des entsprechenden Rahmenmoduls 112 beginnt und die gefilterte Luft zunächst durch ein gerades Kanalstück leitet, an den sich ein 90° Krümmer anschließt, um wieder in einem geraden Kanalstück die gefilterte Luft einem Lufteintrittsbereich einer Gasturbine zuzuführen, der jeweils zusammen mit den hier nicht dargestellten Gasturbinen in einem Gebäude 118 angeordnet ist.

Claims

Patentansprüche

1. Luftfiltersystem, insbesondere für Gasturbinen, das einen Nenn- Luftdurchsatz von wenigstens 90.000 m³/h aufweist, mit einem Filterhaus, das auf einem Gestell (114) angeordnet ist, welches zur Aufnahme beziehungsweise Ableitung der auf das Filterhaus (82, 110) wirkenden statischen und dynamischen Kräfte vorgesehen ist, und mit einem Luftkanal (116), durch den das Filterhaus (110) mit einem Luftverbraucher verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende Struktur des Filterhauses (110) durch wenigstens ein Rahmenmodul (10) gebildet ist, das in seinen Abmessungen standardisiert ist, und daß eine kraftaufnehmende Tragstruktur des wenigstens einen Rahmenmoduls (10) für die auftretenden statischen und dynamischen Kräfte eines vorgebbaren Belastungsfalls für ein vorgebbares Filterhaus (110) ausgelegt ist.

2. Luftfiltersystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Rahmenmodul (10) Würfel- oder quaderförmig ist.

3. Luftfiltersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Rahmenmodul (10) durch Rahmenelemente (12, 14, 16, 18), insbesondere durch Längsprofile gebildet sind.

4. Luftfiltersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenelemente (14, 16, 18, 40) standardisierte Stahlprofilschienen sind.

5. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Abmessungen einer ersten Seitenfläche des wenigstens einen Rahmenmoduls (10) auf die entsprechenden lichten Abmessungen einer zweiten Seitenfläche eines standardisierten Frachtcontainers angepaßt sind, und daß ein Einbringen des betreffenden Rahmenmoduls (10) durch die zweite Seitenfläche in den Frachtcontainer ermöglicht ist.

6. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem wenigstens einen Rahmenmodul (10) Verstärkungsträger (22, 24) angeordnet sind, die jeweils zwei benachbarte, parallel liegende Rahmenelemente (16b, 18b) miteinander verbinden.

7. Luftfiltersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsträger (26) in bestimmten Abständen und rechtwinklig zu den durch die Verstärkungsträger (26) verbundenen Rahmenelemente (16c, 18c) angeordnet sind.

8. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Rahmenelemente (12, 14, 16, 18) und / oder der Verstärkungsträger (20, 22, 24, 26) des wenigstens einen Rahmenmoduls (10) standardisiert ist.

9. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmenmodul (10) an jeder Seitenfläche mit einem weiteren Rahmenmodul (10) verbindbar ist.

10. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Rahmenelementen (12, 16a, 18a) und gegebenenfalls von dem oder den Verstärkungsträger (20) einer Seitenfläche wenigstens ein Halterahmen gebildet ist, an den ein Montagerahmen (28) für Filterelemente montierbar ist.

11. Luftfiltersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen (28) zur Festlegung der Montageposition formschlüssig in den wenigstens einen Halterahmen (16b, 18b, 22, 24) einbringbar ist.

12. Luftfiltersystem nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß einem der Montagerahmen (28) an den wenigstens einen Halterahmen (16b, 18b, 22, 24) geschweißt, geschraubt, geklemmt, geklipst oder geklebt ist.

13. Luftfiltersystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (39) dem Montagerahmen (28) und dem betreffenden Halterahmen (14, 16c, 18c, 26) zwischengefügt ist.

14. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische oder / und meßtechnische Verbindungsleitungen an dem wenigstens einen Rahmenmodul (10) vormontiert sind.

15. Luftfiltersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vormontierten Verbindungsleitungen eines ersten Rahmenmoduls (10) mit den diesen zugeordneten Verbindungsleitungen eines zweiten Rahmenmoduls (10) oder mit rahmenmodulexterenen Leitungen lösbar, insbesondere steckbar, rastbar oder schraubbar, verbindbar sind.

16. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rahmenelementen (12, 14, 16, 18) Verbindungsstellen vorgesehen sind, an denen Zusatzelemente, insbesondere Wetterschutzhauben (96), Haltestrukturen(28), Wände und Türen (104), anbringbar sind.

17. Luftfiltersystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (116) aus wenigstens einem Rahmenmodul (10) gebildet ist.