JP2002517671A - 水溶性物質の通過を妨げるフィルタ構造及び濾過方法 - Google Patents

水溶性物質の通過を妨げるフィルタ構造及び濾過方法

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Abstract

(57)【要約】 本書は、ガスタービンシステムの取入空気から塩及び湿気を除去するために疎水性媒体を利用したシステム及び方法に関する。また、本書は、ガスタービンシステムの取入空気から、粒状物、塩、及び、湿気を除去するために２段階の濾過処理を利用したシステム及び方法に関する。粒状物は、第１段階の空気清浄器で取入空気から濾過される。続いて、塩と湿気とが、第１段階の空気清浄器の下流に配置された第２段階の塩防止部において取入空気から除去される。ある実施形態では、第２段階の塩防止部は、取入空気から塩及び湿気を除去するための疎水性媒体を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ＜発明の分野＞ 本発明はエアフィルタシステムに関する。適用例としは、 ガスタービンシス
テムの取入空気流において使用されるエアフィルタに関する。詳細な適用例とし
ては、湿気及び／又は塩の通過を妨げるように構成されたガスタービンシステム
に適用されるフィルタ構造に関する。また、そのような効果を達成する濾過方法
も提供される。 ＜発明の背景＞ 本発明は、多様な適用例が考えられるが、ガスタービンのフィルタシステムに
使用するために開発されたものである。従来、単段階式の自己清浄型エアーフィ
ルタが知られている。商業的に入手可能なそのようなシステムとしては、ミネソ
タ州ミネアポリスのドナルドソンカンパニーインコーポレイテッドから入手可能
なドナルドソンＧＤＸ（商標）パルス清浄化フィルタシステムがある。図１は、
ドナルドソンＧＤＸパルス清浄化フィルタシステム２０の概略を示した断面図で
ある。
【０００２】 図１を参照して、システム２０は、空気入口部２２と空気出口側２３とを有す
るチャンバ２１を含む。空気は、空気入口部２２に沿って垂直方向に間隔を置い
て配置された、複数の入口側フード２６を通ってチャンバ２１に入る。入口フー
ド２６は、雨、 雪および太陽の影響からシステム２０の内部のフィルタを保護
するために機能する。また、入口フード２６は、入口フード２６に入る空気が、
最初に、矢印２７によって示すように上向きとなり、その後、矢印２９によって
示すように偏向板２８によって下向きに偏向されるように構成されている。空気
が最初に上向きに移動することにより、その空気流からの粒状物や湿気が、入口
フード２６の下側の領域３０に付着又は蓄積することとなる。これに続く空気の
下向きの移動は、チャンバ２１内のゴミを、チャンバ２１の底に配置されたゴミ
収集ホッパー３２の方へ、下方へ押し進めることとなる。
【０００３】 システム２０のチャンバ２１は、隔壁３８によって、上流側容積部３４と下流
側容積部３６とに分割されている。上流側容積部３４は、概して、空気清浄シス
テム２０の「汚い空気の区域」となり、下流側容積部は、概して、システム２０
の「清浄化された空気の区域」となる。隔壁３８は、空気が上流側容積部３４か
ら下流側容積部３６まで流れるように、複数の穴４０を画定している。各穴４０
は、チャンバの上流側容積部３４に配置されたエアフィルタ４２又はフィルタカ
ートリッジによって覆われている。フィルタ４２は、上流側容積部３４から下流
側容積部３６に流れる空気が、穴４０を通過する前に、フィルタ４２を通るよう
に構成されている。
【０００４】 図示した特定のフィルタ構造では、各エアフィルタ４２は、１対のフィルタエ
レメントを含む。例えば、各エアフィルタ４２は、円筒状エレメント４４と、い
くらか先端が欠けた円錐状のエレメント４６と、を含む。先端が欠けた円錐状の
各エレメント４６は、直径が大きい端部と、直径が小さい別の端部と、を含む。
各フィルタ４２の円筒状エレメント４４と先端が欠けた円錐状のエレメント４６
とは、共通軸上に配置され、また、シールがされた状態で、各円錐状エレメント
４６の小さい直径の端部が円筒状エレメント４４の一つに取り付けられて、端部
間が接続されている。先端が欠けた円錐状の各エレメント４６の大きな直径の端
部は、対応する穴４０の回りに環状のシールが形成されるように、隔壁３８に取
り付けられている。各フィルタ４２は、対応する穴４０と共通軸上に配置され、
また、略水平方向の長手方向の軸を有する。
【０００５】 概して、濾過の間、空気は、エアフィルタ４２を径方向に通って、上流側容積
部３４からフィルタ４２の内部室４８に向けられる。濾過後、空気は、 内部室
４８から穴４０を経由して隔壁３８を通り、下流側の清浄化された空気の容積部
３６へ流れる。その後、清浄化された空気は、穴５０を通って、下流側容積部３
６から図示しないガスタービンの取入口へ出される。
【０００６】 隔壁３８の各穴４０は、下流側容積部３６に取り付けられたパルスジェット空
気清浄器５２を含む。パルスジェット空気清浄器５２は、定期的に、 関連する
エアフィルタ４２を通って、空気のパルスジェットを逆に向けるように作動する
。これにより、フィルタエレメントの内部室４８から、エアフィルタ４２のフィ
ルタ媒体内又は媒体上に捕らえられた粒状物が、ぱらぱら落ちるか、或いは、除
去される。パルスジェット空気清浄器５２は、フィルタから下部ホッパ３２へゴ
ミの粒状物を飛来させて除去するために、チャンバ２１の上方から下方へ向かっ
て連続して作動され得る。
【０００７】 図１に示したような装置は、より大きな場合もあり得る。そのような装置で使
用される一対のフィルタには、一般に、長さ約２６インチ、直径約１２．７５イ
ンチの円筒状フィルタと、長さ約２６インチ、小さい側の直径約１２．７５イン
チ、大きい側の直径約１７．５インチの先端が欠けた円錐状のフィルタと、が含
まれる。そのような装置は、例えば、８０００乃至１２０万立方フィート／分（
ｃｆｍ）オーダの空気の流通が要求されるガスタービンシステムへの取入空気を
濾過するために、使用される場合が考えられる。
【０００８】 図１を参照して上述したような装置には、多様な形式のフィルタエレメントが
採用されている。例えば、ドナルドソンカンパニーインコーポレイテッドは、Ｓ
ｐｉｄｅｒ−Ｗｅｂ（登録商標）という名称で、所有権、営業秘密を有するドナ
ルドソンの手法を採用した、サブミクロンの直径を有する繊維による波を表面に
有するひだ付き紙、を備えたようなシステムのために、「ＧＤＸフィルタエレメ
ント」という名前でフィルタエレメントを販売している。 ＜発明の概要＞ 本発明の１つは、ガスタービンエンジンの取入空気や塩のような水溶性材料に
影響を受け易い他の形式の環境に存在する、塩のような水溶性材料の濃度又は量
を減少するために、疎水性媒体を用いた方法又は装置に関連する。
【０００９】 本発明は、また、タービンの取入空気内の粒状物の濃度を減少するための第１
段階の空気清浄器と、前記第１段階の空気清浄器の下流側に配置された第２段階
のフィルタ装置と、を含むガスタービンの取入空気のフィルタシステムに関連す
る。前記第２段階のフィルタ装置は、取入空気内の湿気／塩の濃度を減少するよ
うに構成された疎水性媒体を含む。
【００１０】 本発明は、また、水溶性材料の濃度を減少するように、空気流から塩のような
水溶性材料を濾過するための防止装置に関連する。この防止装置は、垂直方向に
間隔を置いて配置された、複数の疎水性フィルタエレメントを含む。また、この
防止装置は、空気を前記疎水性フィルタエレメントを通って上方へ向けるように
構成された、複数の傾斜したバッフルを含む。各バッフルは、対応する疎水性フ
ィルタエレメントの近傍に配置される。処理中、塩の溶液は前記フィルタエレメ
ントの下方表面に蓄積する。蓄積した塩の溶液は、前記フィルタエレメントから
、傾斜したバッフル上に落ちる。バッフルの傾斜により、塩の溶液は、下向きに
流れ、バッフルの上流側の縁で落ちることとなる。
【００１１】 本発明は、また、取入空気を取り入れるように適合されたガスタービンを含む
ガスタービンシステムに関連する。このシステムは、ガスタービンに入る前に取
入空気を濾過する疎水性媒体を含む。
【００１２】 本発明は、また、ガスタービンの取入空気を濾過するための方法に関連する。
この方法は、第１段階の空気清浄器において取入空気から粒状物を濾過する工程
と、第１段階の空気清浄器から空気の流れる隙間を通って第２段階の塩防止部へ
、空気を下流へ向ける工程と、を含む。この方法は、また、前記第２段階の塩防
止部において取入空気中の塩の濃度又はレベルを減少する工程と、前記第２段階
の塩防止部から前記ガスタービンへ取入空気を下流へ向ける工程と、を含む。
【００１３】 本発明は、また、複数のひだの付いた先端を有するひだ付きフィルタエレメン
トと、ひだの間隔を保つために、前記ひだの付いた先端を跨ぐ部分と、前記ひだ
の付いた先端間に介在する部分とを有する弾性部材と、を含む。ある実施形態で
は、前記弾性部材は、前記ひだ付きフィルタエレメントのひだの間隔を保つため
のに前記ひだ付きの先端間に配置された複数のコイルを有するコイルスプリング
を備える。
【００１４】 本発明の様々な利点は、部分的にこの後に説明され、また、当該記述から部分
的に明らかにされる。また、本発明を実施することによっても理解されるであろ
う。なお、上述した概要や後で述べる詳細な説明は、専ら説明上のものであり、
本発明がこれに限定されないことはいうまでもない。 ＜詳細な説明＞ 主として、ガスタービンの吸気システムに関して本発明を説明すが、本発明は
、塩のような水溶性材料により悪影響を受け易い他の様々な環境にも適用され得
ることはいうまでもない。例えば、本発明は、内燃機関の吸気装置や、燃料電池
の吸気システム、クリーンルームの吸気システム、加熱・通風・空気調節（ＨＶ
ＡＣ）システム、医療用ＨＶＡＣシステム、空気圧縮機の吸気システム、クリー
ンチャンバの吸気システム（小型クリーンルームボックス）、クリーンベンチ、
産業処理の排気濾過といった環境にも適用することができる。 ＜Ａ．ガスタービンの吸気システムにおける汚染物質としての塩粒＞ 海岸周辺や海辺周辺のような海周辺では、波砕や風によって、塩が空気中に浮
遊する。一般に、粒子サイズは、サブミクロンから約２０ミクロンまでであると
報告されている。砂漠や工場排出物周辺のような他の環境でも、比較的高濃度の
塩が空気中に存在している。一般に、空気中で搬送される塩の粒子は、Ｎａｃｌ
、ＫＣＬなどの塩である。しかし、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウムまたは
他の硫酸塩などの他の化学塩も、空気中で運ばれる可能性もある。一般的な用語
において、「塩」という単語は、湿気の状態の変化に伴って潮解し、又は、物理
状態が変化する微粒子、不純物、若しくは、物質を意味する。また、用語「塩」
は、水可溶性の物質、不純物を意味する。
【００１５】 空気中の塩が高濃度であると、ガスタービンシステムに対して問題を生じる。
例えば、塩がガスタービンシステムの取入口のエアフィルタシステムを通り抜け
ると、塩は、導管を被覆し、また、 タービンシステムのコンプレッサーのブレ
ードを汚す場合がある。これは、重大な動力損失を生じる。
【００１６】 塩の粒子は、図１に関連して説明したようないくつかの手法のフィルタ媒体や
フィルタカートリッジを通り抜け得る。例えば、粒子が十分に小さい場合、粒子
サイズやフィルタ媒体の効率により、フィルタ媒体を通り抜ける場合がある。し
かしながら、湿気の悪影響の結果に起因して、塩がフィルタ材料を通る抜けるこ
とがより重要である。
【００１７】 湿気の悪影響は、海周辺のように比較的高い湿度の環境において特に問題が多
い。特に、エアフィルタシステムに入る空気が比較的多湿であると、フィルタエ
レメントに集められる塩は、溶解し、その後、フィルタ媒体を通過して移動する
。塩の溶液がフィルタ媒体の下流側に達すると、塩の溶液は、空気流の流れによ
って、清浄化された空気用のプレナムを通り、ガスタービンへ向かって下流側の
ダクト装置へ運ばれる。このような塩の移動は、ガスタービンの操作において重
要な問題を引き起こす場合があり、これが、本発明の技術によって、言及される
問題である。尤も、ここに開示される技術は、湿度に関して不純物の相の変化を
もたらす同様の状態において生じる塩の移動に関しても、また、利用可能である
。 ＜Ｂ．下流側のダクト装置における塩の堆積の防止に対する概略的な方法及びガ
スタービン装置−第２段階の湿気／塩防止構造＞ 本書によれば、 空気吸入フィルタシステムのフィルタカートリッジを、塩の
溶液が通ること防止する方法が提供される。この方法では、概して、フィルタカ
ートリッジの下流側に第２段階の防止部を配置する。防止部は、概して、少なく
とも一部に疎水性媒体を有する二次的なエアフィルタを有する。好ましい疎水性
媒体は、繊維によって連結されたノードを有する、微孔性のポリ四フッ化エチレ
ン（ＰＴＦＥ）の膜である。そのような膜は、テトラテックス（登録商標）とい
う名称で、ドナルドソンカンパニーインコーポレイテッドの一部門であるテトラ
テックのような供給源や、ゴア−テック（登録商標）という名称で、ダブル．エ
ル ゴア アンド アソシエーツから商業的に入手可能である。そのような膜の
例は、米国特許第５３６２５５３号、５１５７０５８号、５０６６６８３号、４
９４５１２５号、４１８７３９０号及び３９５３５６６号等に記載されており、
これらは、本書に参考として取り入れられる。
【００１８】 本発明の装置において使用される典型的な湿気／塩防止媒体は、ポリエステル
フェルトのような材料で作られる孔を有する繊維状の支持織物のような支持基材
に適用される、微小多孔性ポリテトラフルセレン（ＰＴＦＥ）膜のような疎水性
膜の薄膜を有する。
【００１９】 有益なそのような薄膜としては、例えば、サウスカリフォルニア、チャールス
トンのリーメイインコーポレイテッドから入手可能な、６オンスのポリエステル
織物に適用される疎水性膜である。そのような薄膜は、Ｔｅｔｒａｔｅｘ（登録
商標）６２７９という名称で、ドナルドソンカンパニーインコーポレイテッドの
テトラテック部門から購入可能である。
【００２０】 尤も、空気の流れに存在する湿気及び潮解した塩の濃度又はレベルを減少させ
るために、様々な濾過構造及び材料を利用できることはいうまでもない。一例と
して、疎水性／湿気濾過材料又は繊維の例としては、ポリ四フッ化エチレン、ポ
リプロピレン、ポリチレン、ポリビニルクロライド、ポリスルホン、及び、ポリ
スチレンが含まれる。材料と繊維は、また、表面処理により疎水性とすることも
できる。表面処理の例としては、フッ化炭素またはシリコンを含む。もちろん、
ここで例示した特別な疎水性材料は、一例に過ぎず，本発明の原理に従って、他
の材料も利用可能である。
【００２１】 本発明の一実施形態では、第２段階フィルタ薄膜は、ひだ形状で用いられ、ひ
だの間隔は、およそ１インチにつき、６乃至８のひだ、又は、４乃至１０のひだ
、若しくは、少なくとも３つのひだである。典型的に好適な構造は、長方形のパ
ネルフィルタであって、各パネルの長さ又は幅を横断するように延在したひだを
有するパネルフィルタを有するものである。そのようなパネルフィルタの例とし
ては、以下に説明する、図４に図示されたフィルタである。ひだの深さは、少な
くとも約１／４インチ、概して、約１２インチを超えないものであり、典型的に
は、約１乃至４インチが好適であろう。フィルタ媒体の孔のサイズは、好ましく
は、約３ミクロンである。通気性は、約４ｃｆｍであり、概して、１００ｃｆｍ
を超えず、典型的には、約７乃至１０ｃｆｍが好適であろう。疎水性膜の厚さは
、好ましくは、約０．４ミルであり、また、媒体の厚さは、膜と織物とのを含み
、好ましくは、０．０１乃至０．０５インチの範囲である。ひだ付きフィルタの
構造は、これに代わる構造として、好ましくは、Ｚ構造のフィルタ等を用いるこ
とができる。
【００２２】 典型的なガスタービンシステムでは、第２段階の構造は、媒体の速度が、約４
乃至１２フィート／分（ｆｐｍ）、若しくは、約５乃至１５ｆｐｍ、或いは、約
５乃至４０ｆｐｍとなるように構成されると予測される。詳細には、媒体の速度
は、好ましくは、約９ｆｐｍであり、一般的には、２０ｆｐｍを超えない。本書
において、用語「媒体の速度」は、フィルタ媒体の単位表面領域毎で、フィルタ
媒体を通過する流量として参照される。ガスタービンシステムにおいては、第２
段階の構造は、周辺速度が、約５００乃至９００フィート／分（ｆｐｍ）、一般
手kには、約１０００ｆｐｍを超えないように構成されると予測される。本書に
おいて、用語「周辺速度」は、フィルタ媒体の周辺領域毎で、フィルタ媒体を通
過する流量として参照される。すなわち、周辺の速度は、ひだのような外部領域
は考慮されない。
【００２３】 図２は、本発明による装置を含むガスタービンの吸気システム５４の断面図で
ある。概して、システム５４は、該システムを通って、ガスタービン６４へ流れ
る取入空気から粒状物と浮遊する塩との双方を取り除くための２段階の濾過シス
テムを有する。小さなガスタービンシステムでは、８０００ｃｆｍ近傍での空気
流が要求され得、また、大きなガスタービンシステムでは、１２０００００ｃｆ
ｍと同じぐらいの割合で、空気を取り入れ得る。
【００２４】 システム５４は、第１段階の空気清浄器２０’と、第１段階の空気清浄器２０
’の下流に配置された第２段階の塩防止装置６０と、を有する。ダクト装置６２
は、濾過された空気を、塩防止装置６０からガスタービン６４へ向ける。
【００２５】 第１段階の空気清浄器２０’は、図１で示した濾過システム２０と同様の構成
を有するものである。例えば、第１段階の空気清浄器２０’は、空気入口部２２
’と空気出口部２３’とを有するチャンバ２１’を有する。空気は、空気入口部
２２’に沿って垂直方向に間隔を置いて配置された複数の入口フード２６’を通
ってチャンバ２１’に入る。清浄器２０’のチャンバ２１’は、隔壁３８’によ
って、上流側容積部３４’と下流側容積部３６’とに分割されている。上流側容
積部３４’は、概して、空気清浄器２０’の「汚い空気の区域」となり、また、
下流側容積部３６’は、概して、空気清浄器２０’の「清浄化された空気の区域
」となる。
【００２６】 隔壁３８’は、上流側容積部３４’から下流側容積部３６’へ空気が流れるよ
うに、複数の穴４０’を画定する。フィルタ４２’又はフィルタカートリッジは
、上流側容積部３４’から下流側容積部３６’へ流れる空気が、穴４０を通る前
にフィルタ４２’を通るように、構成されている。隔壁３８’の穴４０’は、背
圧により定期的に清浄をする図示しないパルスジェット空気清浄器を含む。
【００２７】 小規模な処理では、一つのフィルタ４２’及び一つの穴４０’程度が用いられ
るかもしれない。これとは逆に、大規模な処理では、数百のフィルタエレメント
４２’及び穴４０’が要求され得る。また、ジェット空気清浄器を有するシステ
ムは好ましいが、静的なシステムも用いることができる。更に、他の空気清浄器
の構成も、第１段階において空気を清浄するのに用いることもできる。たとえば
、パネルフィルタ、慣性分離機、水洗システム、及び、粒状物を除去する他の技
術も用いることができる。
【００２８】 概して、濾過の間、空気は、上流側容積部３４’からエアフィルタ４２’を通
って、放射状にフィルタ４２’の内部へ向けられる。濾過の後、空気は、フィル
タ４２’の内部から隔壁３８’の穴４０’を通って、下流側の清浄化された空気
の容積部３６’へ流れる。清浄化された空気は、その後、下流側容積部３６’か
ら穴５０’を通って第２段階の塩防止装置６０へ流れる。
【００２９】 エアフィルタ４２’は、好ましくは、ひだ付き形状で構成された、セルロース
又は合成フィルタ媒体を含む。ある実施形態では、ドナルドソンカンパニーから
入手できる、Ｓｐｉｄｅｒ−Ｗｅｂ（登録商標）フィルタ媒体のような、サブミ
クロンの直径を有する繊維の波が、フィルタ媒体の外側表面に接合される。一般
的なガスタービンシステムでは、第１段階の構造は、媒体速度が、１乃至５フィ
ート／分（ｆｐｍ）の範囲であり、通常、約５ｆｐｍを超えないことが予測され
る。
【００３０】 第１段階の空気清浄器２０’は、粒状物に対して、比較的高い濾過効率を有す
ることが好ましい。例えば、初期の濾過効率が、６５乃至７５％の範囲、若しく
は、６５％より大きなフィルタを用いることができる。濾過効率は、空気流中に
置かれた平坦なシートのフィルタ媒体の初期効率をラテックス球を用いて決定す
る、アメリカ材料試験協会（ＡＳＴＭ）の標準テストＡＳＴＭＦ１２１５−８９
を用いて決定することが好ましい。好ましくは、このテストは、０．７６マイク
ロメータの単一の粒子サイズ、及び、２０フィート／分の単一の表面速度で実施
される。なお、ある適用例においては、上述した以外の濾過効率を有する空気清
浄器を使用することが望ましい場合もあり得る。
【００３１】 再び図２を参照して、第２段階の塩防止装置６０は、第１段階の空気清浄器２
０’のすぐ下流に配置されており、第１段階の空気清浄器２０’に存在する空気
中の潮解した塩の濃度を減少するように機能する。防止装置６０は、上流側容積
部又は上流側部６６と、下流側容積部又は下流側部６８と、を含む。実質的に垂
直なラック７０が、上流側部６６と下流側部６８との間に配置されている。清浄
化された空気の容積部３６’と上流側容積部６６とは、第１段階の空気清浄器２
０’と第２段階の塩防止装置６０との間における空気が流通する隙間を形成する
ことが好ましい。出口部２３’は、図１の出口部２３と同様な穴を画定する壁を
有し、若しくは、清浄化された空気の容積部３６’と容積部６６との間で、実質
的に自由な流れを促進するように開いていてもよい。
【００３２】 複数のフィルタモジュール７２は、垂直方向に積み重なるようにして、前記ラ
ック上に取り付けられている。各フィルタモジュール７２は、上述した疎水性フ
ィルタ媒体のような、空気流から塩と湿気とを除去又は濾過するように適合され
たフィルタ媒体を有し、取入空気中の塩の溶液の濃度が減少する。フィルタモジ
ュール７２は、上流側部６６からの空気がフィルタ媒体を通って下流側容積部６
８へ至るように、ラック７０とシールされて取り付けられている。
【００３３】 図３は、フィルタモジュール７２を示す図である。フィルタモジュール７２は
、実質的に垂直な前面Ａに沿って配置された前部と、実質的に垂直な後面Ｂに沿
って配置された後部と、を有する。前面Ａと後面Ｂとの間には、複数のフィルタ
エレメント７４が配置されている。フィルタエレメント７４は、略平行に間隔を
置いて垂直方向に積み重なっている。各フィルタエレメント７４は、概して水平
面に沿って配置されている。フィルタエレメント７４間の好ましい垂直方向の間
隔Ｓは、１乃至６インチの範囲である。
【００３４】 フィルタエレメント７４は、複数のひだ７５（図４に示す。）を含むことが好
ましく、また、ひだ付きの疎水性材料から構成されることが好ましい。図４に示
すように、前記ひだは、略空気流の方向（矢印７７で示す。）と平行に配置され
る。尤も、これに代わる実施形態として、前記ひだを、矢印７７で示す空気流の
方向に対して、垂直に又は斜めを向いた角度を有するように配置してもよい。
【００３５】 図４に最も表れるように、各フィルタエレメント７４は、略長方形のフレーム
７６に取り付けられることが好ましい。フレーム７６とフィルタエレメント７４
とは、概して、平に向き、垂直方向に積み重ねられた棚又はパネルを形成してい
る。各フィルタエレメント７４の周囲をシールし、また、フィルタエレメント７
４を対応するフレーム７６に取り付ける機能を有する取付材料を設けることが好
ましい。フレーム７６の上流側端部は、ラック７０にモジュール７２を接続する
かクランプすることにより、略長方形の取り付けフランジ８７に取り付けること
が好ましい。モジュール７２は、また、概してモジュール７２の前部と後部との
間に介在した、第１及び第２の側壁部の組７３（図４では、一つの側壁部の組の
みを示す。）を含む。図４に示すように、側壁部７３は、先端が欠けた三角形の
部分を有する。なお、連続した単一部材の側壁も使用可能である。
【００３６】 再び図３を参照して、傾斜したバッフル７８は、各フィルタエレメント７４に
近接して配置されている。バッフル７８は、前面Ａと後面Ｂとの間に介在してお
り、好ましくは、水平から５乃至３０度の範囲、若しくは、少なくとも２度の角
度で配置される。図３に示すように、バッフル７８は、フレーム７６の上流側端
部と下流側端部との間に延在しており、略平行で、略平坦である。例えば、各バ
ッフル７８は、前面Ａに概して配置された上流側縁８２と、後面Ｂに概して配置
された下流側縁８３と、を有する。バッフル７８は、前面Ａから後面Ｂへ延びる
方向に傾斜しており、各バッフル７８の上流側縁８２は、各バッフル７８の下流
側縁８３よりも低い。
【００３７】 好ましくは、バッフル７８は、また、モジュール７２の側壁７３間に延びてい
る。図４に示すように、各側壁部７３は、一つのバッフル７８からバッフル７８
の真上に配置された対応するフィルタパネルへ向かって上方へ延びている。
【００３８】 バッフル７８は、空気流がフィルタエレメント７４を通って上方へ向くように
構成され、また、空気がフィルタエレメント４２を迂回することを防止するよう
に構成されている。図３に示すように、バッフル７８は、フィルタエレメント７
４間に存在する垂直方向の隙間又は空間Ｓを横断してフィルタエレメント７４間
を延びている。バッフル７８は、また、フィルタエレメント７４を通って上方に
、モジュール７２の後面Ｂを通って外方へ空気が流れるように構成されている。
モジュール７２に入って存在する空気を偏向することにより、フィルタエレメン
ト７４を通る流れの均一化が図れる。
【００３９】 再び図３を参照して、上流側部６６は、フィルタモジュール７２の左側に配置
され、下流側部６８は、モジュール７２の右側に配置されている。矢印７７で示
すように、空気は、前面Ａを通ってモジュール７２に入る。空気がモジュール７
２に入ると、その空気は、傾斜したバッフル７８の上面に沿って、フィルタエレ
メント７４を通って上方へ（矢印８０で示す。）向く。フィルタエレメント７４
を通った後、空気流は、バッフル７８の下面に沿ってモジュール７２の後面Ｂか
ら出るように向く。矢印８５は、モジュール７２内における空気を示す。
【００４０】 空気が、フィルタエレメント７４を通って上方に流れると、潮解した塩がフィ
ルタ７４の上流側部分の底表面に蓄積し、バッフル７８の上面に落ちる。バッフ
ル７８の傾斜は、好ましくは、十分な勾配を有しており、潮解した塩は、空気流
の向きに逆らって下方へ落ち、バッフル８０の上流側縁８２に落ちる。フィルタ
エレメント７４によって空気流から取り除かれた塩の溶液を収集するために、こ
れ収集する容器又はドレンは、好ましくは、第２段階の塩防止装置６０の底に配
置される。フィルタエレメント７４を通過した空気は、ダクト装置６２の方へ向
き、ダクト装置６２を通って、ガスタービン６４へ流れる。
【００４１】 処理において、空気は、入口フード２６’を通ってガスタービン吸入システム
５４に入り、上流側の「汚れた空気」の容積部３４’へ下方へ向けられる。空気
は、その後、エアフィルタ４２’を通って上流側容積部３４’から下流側容積部
３６’へ流れる。エアフィルタ４２’は、空気流から高比率で粒状物を取り除き
、下流側容積部３６’に入る空気が略清浄化する。しかしながら、ある環境では
、塩が移動し、又は、フィルタ４２’を通過し得る。そこで、第１段階の濾過の
後に空気流に存在し得る塩の濃度を減少するために、空気は、塩防止装置６０と
して構成された第２段階の濾過工程を通る。塩防止装置６０のフィルタエレメン
ト７４を通って、空気が上方へ流れると、塩の溶液は、フィルタエレメント７４
の上流側に蓄積し、傾斜したバッフル７８へ落ちる。塩の溶液は、その後、バッ
フル７８から落ちて、塩防止装置６０の底の容器又はドレンに収集される。その
結果、フィルタエレメント７４を通過した空気は、塩を略含まなくなる。その結
果、その後に続く吸気用のダクト装置６２やタービンシステムの圧縮機のブレー
ドに塩が入ったり、堆積したりすることが防止される。
【００４２】 概して、好ましい湿気／塩防止構造は、概略的に上述したような媒体を含み、
湿気と塩とが通過することを防止する。第１段階の濾過工程は、粒状物を効率的
に濾過するために用いられるので、ある実施形態では、塩防止構造は、小さな孔
サイズおよび静的な媒体システムを用いることができる。
【００４３】 他の本発明は、ひだ付きフィルタにおけるひだの間隔及び／又はひだの形状を
保つ技術に関連する。概して、該発明は、ひだ付きフィルタのひだの先端をまた
ぐ部分を有し、また、ひだの間隔を保つためにひだの間に介在する部分を有する
曲げられたワイヤや、伸ばされた弾性部材を用いることに関連する。例えば、図
３及び４に示すように、フィルタエレメント４２は、ひだの間隔及びひだの形状
を保つために、らせん状のコイル９６、又は、スプリングを含む。図５に示すよ
うに、フィルタエレメント４２の分離したひだの先端７５は、らせん状のコイル
９６の連続したコイル１００間に配置されている。また、一つ又は複数のコイル
１００の部分は、フィルタエレメント４２の連続したひだ片７５間に配置されて
おり、コイル１００の部分は、ひだの先端７５を跨いでいる。連続したひだの先
端７５の間に配置されたコイル１００の数が変化することによって、好ましいひ
だの先端間の隙間も変化させることができる。ひだの先端の間隔やひだの形状は
、異なるスプリングピッチ、直径、若しくは、ワイヤ直径を有するコイルを用い
ることによって変化させることもできる。更に、コイルは、金属又はプラスチッ
クのような様々な材料から作ることもできる。また、更に、非円形断面を有する
ワイヤ又は部材によって形成されたコイルも使用できる。
【００４４】 図４及び５は、ひだ付きのパネルフィルタに用いられるスプリングを示してい
るが、コイルは、ひだの間隔を保つために、ひだ付きの円筒状フィルタのような
他の形式のひだ付きのフィルタも利用できることは言うまでもない。更に、コイ
ルは、ひだの形状を保つためにも役立つ。例えば、コイルは、袋詰のひだや８の
字のひだを規定することに役立つ。また、ひだの間隔を保つ場合について、コイ
ル又は他のワイヤ／弾性部材の構造を図示し、説明したが、フィルタ媒体自体に
形成された、間隔を空けるためのビーズ、細片、若しくは、バンプ／突起といっ
た他の公知技術も用いることができる。
【００４５】 上記説明、具体例、及び、データは、本発明の構成を生産し又は使用するのに
十分な説明を提供するものである。本発明の多くの実施形態は、本発明の趣旨及
び範囲を逸脱することなく、実施可能であり、本発明は、添付の請求の範囲に存
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のガスタービンの吸気用濾過システムの断面図である。
【図２】 本発明により構成されたガスタービンの吸気用濾過システムの断面図である。
【図３】 本発明により構成された塩防止装置を示す図である。
【図４】 図３に示した塩防止装置の透視図である。
【図５】 図４の線５−５に沿う断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ゴーギンズ， マーク， エイ． アメリカ合衆国 ミネソタ州 55113， ローズヴィル， ミルウッド アベニュー 806 Ｆターム(参考） 4D058 JA14 JB13 JB14 JB46 KA01 KA06 KA08 KB02 KB11 KC19 MA25 MA52 PA04 QA17 SA04 SA07 SA15 SA16 SA20

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンの取入空気を濾過するためのフィルタシステムで
    あって、 ａ）前記取入空気中の粒状物の濃度を減少するための第１段階の空気清浄器と、 ｂ）前記第１段階の空気清浄器の下流側に配置され、空気の流れる隙間によって
    前記第１段階の空気清浄器から区分けされた、第２段階のフィルタ装置と、を備
    え、 前記第２段階のフィルタ装置は、前記取入空気中の湿気の濃度を減少するよう
    に構成された疎水性媒体を含むフィルタシステム。
  2. 【請求項２】 前記第１段階の空気清浄器は、 前記取入空気が流れるように適合されたチャンバと、 前記チャンバを、上流側容積部と下流側容積部とに分割する隔壁であって、前
    記取入空気を前記上流側容積部から前記下流側容積部へ流れさせる穴を画定する
    隔壁と、 前記隔壁の前記穴に対応した複数のエアフィルターと、を備え、 前記エアフィルタは、前記上流側容積部から前記下流側容積部へ流れる前記取
    入空気から、粒状物を濾過するように構成された請求項１に記載のフィルタシス
    テム。
  3. 【請求項３】 前記疎水性媒体は、微孔性のポリ四フッ化エチレン膜を含むこ
    とを特徴とする請求項１に記載のフィルタシステム。
  4. 【請求項４】 前記第２段階のフィルタ装置が、 前記疎水性媒体を含み、垂直方向に間隔を置いて配置された複数の疎水性フィ
    ルタエレメントと、 前記取入空気を、前記疎水性フィルタエレメントを通って上方へ向けるように
    構成された複数の傾斜したバッフルと、を備え、 各々の前記バッフルは、対応する一つの前記疎水性フィルタエレメントに近接
    して配置された請求項１に記載のフィルタシステム。
  5. 【請求項５】 前記疎水性フィルタエレメントは、略水平面に沿って、略平行
    に配置されたことを特徴とする請求項４に記載のフィルタシステム。
  6. 【請求項６】 前記バッフルは、水平から５乃至３０度の範囲で傾いているこ
    とを特徴とする請求項４に記載の塩防止装置。
  7. 【請求項７】 前記疎水性フィルタエレメントは、ひだ付きであることを特徴
    とする請求項４に記載の塩防止装置。
  8. 【請求項８】 前記疎水性フィルタエレメントは、ひだ付きのパネルフィルタ
    を有することを特徴とする請求項４に記載の塩防止装置。
  9. 【請求項９】 前記疎水性フィルタエレメントは、微孔性ポリ四フッ化エチレ
    ン膜を含むことを特徴とする請求項４に記載の塩防止装置。
  10. 【請求項１０】 各々の微孔性ポリ四フッ化エチレン膜は、基材によって支持
    されていることを特徴とする請求項９に記載の塩防止装置。
  11. 【請求項１１】 前記基材は、ポリエステルからなることを特徴とする請求項
    １０に記載の塩防止装置。
  12. 【請求項１２】 前記疎水性フィルタエレメントのひだの間隔を保つための弾
    性部材を備え、該弾性部材は、前記フィルタエレメントのひだの先端を跨ぐ部分
    を有することを特徴とする請求項７に記載の塩防止装置。
  13. 【請求項１３】 前記疎水性フィルタエレメントのひだの間隔を保つための、
    らせん状のコイルを備えたことを特徴とする請求項７に記載の塩防止装置。
  14. 【請求項１４】 取入空気を取り入れるガスタービンと、 前記ガスタービンに前記取入空気が入る前に、前記取入空気内の湿気の濃度を
    減少するように構成された疎水性媒体と、 を備えたガスタービンシステム。
  15. 【請求項１５】 前記疎水性媒体は、微孔性のポリ四フッ化エチレンを備えた
    ことを特徴とする請求項１４に記載のガスタービンシステム。
  16. 【請求項１６】 前記取入空気内の粒状物の濃度を減少するために、前記ガス
    タービンの上流側に配置された第１段階の空気清浄器と、 前記第１段階の空気清浄器の下流側であって、前記ガスタービンの上流側に配
    置された第２段階の塩防止装置と、を備え、 前記塩防止装置は、疎水性媒体を含むことを特徴とする請求項１４に記載のガ
    スタービンシステム。
  17. 【請求項１７】 ガスタービンの取入空気を清浄化する方法であって、 第１段階の空気清浄器において前記取入空気から粒状物を除く工程と、 前記第１段階の空気清浄器から、空気流の隙間を通って、第２段階の塩防止部
    へ前記取入空気を下流へ向ける工程と、 前記第２段階の塩防止部において、前記取入空気から塩を濾過する工程と、 前記第２段階の塩防止部から前記ガスタービンへ前記取入空気を下流へ向ける
    工程と、 を含む方法。
  18. 【請求項１８】 前記第１段階の空気清浄器は、エアフィルタを含むことを特
    徴とする請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記第２段階の塩防止部は、疎水性媒体を含むことを特徴と
    する請求項１７に記載の方法。
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