JP2016166552A - ガスタービン用吸気フィルタおよびその管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタ濾材の終端をより確実に認識可能にする。
【解決手段】 未使用ロール２１のフィルタ濾材２の終端部付近の給気面２Ａ２に、フィルタ濾材２の幅方向に斜めに延びる直線状の終端ラインＬが設けられ、フィルタ濾材２の自由端部側の巻き取りに伴って、使用済みロール２２の外周面に終端ラインＬの一部Ｌ３が現れ始め、その後、現れる終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２の幅方向に移動するようになっている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ガスタービン内に吸入される空気を清浄化するための、ガスタービン用吸気フィルタおよびその管理方法に関する。

発電設備のガスタービンの燃焼用空気の取り入れ口には、ガスタービンの羽根の損傷を防いだり発電出力の低下を防止したりするために、吸気フィルタが設置されている。そして、大きなダスト・粉塵や虫、鳥の吸い込みなどを防止するための１次吸気フィルタ（プレフィルタ）として、ロール状に巻かれたフィルタ濾材を順次引き出しながら使用する吸気フィルタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この吸気フィルタは、帯状のフィルタ濾材をロール状に巻き、フィルタ濾材の自由端部を下方に延ばして空気が通過するフィルタ面部を形成する。そして、フィルタ面部がダストなどによって目詰まりして、フィルタ面部の吸気面側と給気面側（排気面側）とに所定圧以上の差圧が生じないように、フィルタ面部が汚れる度にフィルタ面部を交換する必要がある。すなわち、フィルタ濾材の自由端部側つまり使用済みのフィルタ濾材をロール状に巻き取って、未使用のフィルタ濾材を引き出し、新たなフィルタ面部を形成するものである。

また、フィルタ濾材の終端を検知するためのリミットスイッチが設けられている。このリミットスイッチは、未使用のフィルタ濾材が巻かれたロールに、スイッチバーが接するように配設され、ロールの直径の変化に伴ってスイッチバーが揺動するようになっている。そして、フィルタ濾材が使用されてロールの直径が所定径まで小さくなると、スイッチバーが所定の位置に変位してフィルタ濾材の終端（巻き終わり）を検知するものである。

特開２０１３−１０４４２１号公報

ところで、吸気フィルタは、ダスト・粉塵などに覆われた環境に設置されているため、フィルタ濾材の終端を検知するリミットスイッチが動作不良を起こすおそれがある。また、フィルタ濾材の終端部に巻き終わりを示す目印・着色を施しても、吸気側ではダスト・粉塵などに覆われて目視確認が困難である。このため、フィルタ濾材の終端を知らずにフィルタ濾材を引き出し続けてしまい、未使用のフィルタ濾材を落下させてしまうおそれがある。そして、このような落下が生じると、新たな吸気フィルタの設置に時間と労力とを要し、しかも、発電設備内には、多数の吸気フィルタが設置されているため、多大な時間と労力とを要するばかりでなく、発電を停止させなければならないおそれもある。

そこでこの発明は、フィルタ濾材の終端をより確実に認識することを可能にする、ガスタービン用吸気フィルタおよびその管理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、帯状のフィルタ濾材が未使用ロールとしてロール状に巻かれ、前記フィルタ濾材の自由端部側が延ばされて空気が通過するフィルタ面部が形成され、前記フィルタ面部の吸気面が内側になるように前記フィルタ濾材の自由端部側を使用済みロールとしてロール状に巻き取ることで、前記未使用ロールから前記フィルタ濾材が引き出されて新たなフィルタ面部が形成される、ガスタービン用吸気フィルタであって、前記未使用ロールの前記フィルタ濾材の終端部付近の、吸気面と反対側の面である給気面に、前記フィルタ濾材の幅方向に斜めに延びる直線状の終端ラインが設けられ、前記フィルタ濾材の自由端部側の巻き取りに伴って、前記使用済みロールの外周面に前記終端ラインの一部が現れ始め、その後、現れる前記終端ラインの一部が前記使用済みロールの幅方向に移動するようになっている、ことを特徴とする。

この発明によれば、フィルタ濾材の自由端部側を巻き取り、フィルタ濾材の終端部付近に達すると、使用済みロールの外周面に終端ラインの一部が現れ始め、その後さらにフィルタ濾材の自由端部側を巻き取ると、使用済みロールの幅方向に移動するように終端ラインの新たな一部が順次現われてくる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のガスタービン用吸気フィルタにおいて、前記フィルタ濾材の引き出し方向に対して下流側に位置する前記終端ラインの終端ポイントは、該終端ポイントが前記使用済みロールの外周面に現れた際に、別の新たなフィルタ濾材を接続するのに要する長さだけ前記未使用ロールに前記フィルタ濾材が巻き残っているように設定されている、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２のいずれか１項に記載のガスタービン用吸気フィルタの管理方法であって、前記終端ラインが前記使用済みロールの外周面に現れた後であって、遅くとも、前記フィルタ濾材の引き出し方向に対して下流側に位置する前記終端ラインの終端ポイントが、前記使用済みロールの外周面に現れた時点で、前記フィルタ濾材を別の新たなフィルタ濾材に取り替える、ことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、フィルタ濾材を終端部付近まで巻き取ると、使用済みロールの外周面に終端ラインの一部が現れる。このとき、ダストなどによる汚れが少ない給気面に終端ラインが設けられ、この給気面が使用済みロールの外周面になるため、終端ラインを容易かつ確実に目視確認することが可能となる。しかも、使用済みロールの幅方向に移動するように終端ラインの新たな一部が順次現われてくるため、一定期間継続して終端ラインを目視確認することができるとともに、先に現れた終端ラインの一部がダストなどで汚れたとしても、新たに現れた終端ラインの一部を容易かつ確実に目視確認することが可能となる。このようにして、フィルタ濾材の終端をより確実に認識・知覚することが可能となり、フィルタ濾材の巻き過ぎによるフィルタ濾材の落下をより確実に防止することが可能となる。

請求項２の発明によれば、終端ラインの終端ポイントが使用済みロールの外周面に現れた際には、別の新たなフィルタ濾材を接続するのに要する長さだけ未使用ロールにフィルタ濾材が巻き残っている。このため、終端ラインの終端ポイントが使用済みロールの外周面に現れた時点で、フィルタ濾材を別の新たなフィルタ濾材に取り替えることで、フィルタ濾材を落下させることなく、かつ無駄なく、フィルタ濾材を取り替えることが可能となる。

請求項３の発明によれば、終端ラインが使用済みロールの外周面に現れた後であって、遅くとも終端ラインの終端ポイントが使用済みロールの外周面に現れた時点で、フィルタ濾材を別の新たなフィルタ濾材に取り替えるため、フィルタ濾材を落下させたり、無駄にしたりすることなく、適正にフィルタ濾材を取り替えることが可能となる。

この発明の実施の形態に係るガスタービン用吸気フィルタを示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図１のガスタービン用吸気フィルタの設置位置を示す図である。 図１のガスタービン用吸気フィルタがフィルタ装置に配設された状態を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。 図１のガスタービン用吸気フィルタの終端ラインの始端ポイントが現れた状態を示す図（ａ）と、終端ラインの中央部が現れた状態を示す図（ｂ）と、終端ラインの終端ポイントが現れた状態を示す図（ｃ）である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１は、この発明の実施の形態に係るガスタービン用吸気フィルタ１を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。このガスタービン用吸気フィルタ１は、ガスタービン内に吸入される空気を清浄化するためのフィルタであり、この実施の形態では、発電設備の１次吸気フィルタ（プレフィルタ）の場合について説明する。すなわち、図２に示すように、外部からの空気がガスタービン用吸気フィルタ１を通過して濾過され、ガスタービン１０１の空気圧縮機１０２に吸入されるようになっている。

このガスタービン用吸気フィルタ１は、帯状のフィルタ濾材２で構成され、図３に示すようなフィルタ装置２０１に２つ隣接して配設され、使用されるようになっている。すなわち、未使用の帯状のフィルタ濾材２が未使用ロール２１としてロール状に巻かれ、この未使用ロール２１が、フィルタ装置２０１の四角い枠状のフレーム２０２の上部に、軸心周りに回転自在に配設される。そして、フィルタ濾材２の自由端部側（ロール状に巻かれた最後部側）が下方にフレーム２０２の下部まで延ばされ、フレーム２０２の上部と下部との間に位置するフィルタ濾材２によって、空気が通過するフィルタ面部２Ａが形成される。

また、フィルタ面部２Ａの吸気面２Ａ１が内側になるように、フィルタ濾材２の自由端部側が使用済みロール２２としてロール状に巻き取られるようになっている。そして、フィルタ濾材２の自由端部側つまり古いフィルタ面部２Ａを巻き取ることで、未使用ロール２１から未使用のフィルタ濾材２が引き出されて、新たなフィルタ面部２Ａが形成されるようになっている。

ここで、使用済みロール２２は、フレーム２０２の下部中央部に設けられた駆動装置２０３によって回動駆動されて、フィルタ濾材２を巻き取るようになっている。また、駆動装置２０３は、フィルタ面部２Ａの吸気面２Ａ１側と、吸気面２Ａ１（表面）と反対側の面（裏面）である給気面２Ａ２との差圧が所定圧に達した場合に、あるいは所定時間ごとに、自動的に駆動されたり、手動で任意に駆動したりできるようになっている。

このようなガスタービン用吸気フィルタ１において、図１に示すように、未使用ロール２１のフィルタ濾材２の終端部付近の給気面２Ａ２に、フィルタ濾材２の幅方向に斜めに延びる直線状の終端ラインＬが設けられている。すなわち、後述するような終端ポイントＬ１と始端ポイントＬ２とを結び、フィルタ濾材２の幅方向に対して斜めに延びる終端ラインＬが、フィルタ濾材２の終端部付近の給気面２Ａ２に付されている。この実施の形態では、吸気面２Ａ１側から見た状態で、左側から右側に向かって斜め上方に延びるように、終端ラインＬが設けられている。

また、図４に示すように、フィルタ濾材２の自由端部側の巻き取りに伴って、使用済みロール２２の外周面に終端ラインＬの一部Ｌ３が現れ始め、その後、現れる終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２の幅方向に移動するようになっている。すなわち、フィルタ濾材２の自由端部側を巻き取って未使用ロール２１から未使用のフィルタ濾材２を引き出していくと、まず、図４（ａ）に示すように、使用済みロール２２の外周面の左側に、始端ポイントＬ２を含む終端ラインＬの一部Ｌ３のみが現れ始める。

続いて、フィルタ濾材２の自由端部側を巻き取ると、図４（ｂ）に示すように、使用済みロール２２の外周面の中央部に、終端ラインＬの一部Ｌ３である中央部のみが現れる。さらに、フィルタ濾材２の自由端部側を巻き取ると、図４（ｃ）に示すように、使用済みロール２２の外周面の右側に、終端ポイントＬ１を含む終端ラインＬの一部Ｌ３のみが現れる。

このようにして、終端ラインＬの一部Ｌ３が、使用済みロール２２の幅方向に移動しているかのように現れるものである。また、終端ラインＬの始端ポイントＬ２と中央部と終端ポイントＬ１とが、同時に現れることはなく、終端ラインＬの異なる一部Ｌ３が順次現れるようになっている。

ここで、後述するように、使用済みロール２２の外周面に始端ポイントＬ２が現れ始めてから、使用済みロール２２が約１回転すると、終端ポイントＬ１が現れるようになっている。また、使用済みロール２２の外周面に現れるとは、正面（吸気面２Ａ１側）から見た状態で、使用済みロール２２の外周面内に位置することを意味し、外部から使用済みロール２２を見ることで終端ラインＬを目視できるものとする。

このような終端ラインＬの終端ポイントＬ１は、フィルタ濾材２の引き出し方向に対して上流側（未使用ロール２１側）に位置し、終端ラインＬの終了点となるポイントであり、始端ポイントＬ２は、フィルタ濾材２の引き出し方向に対して下流側（使用済みロール２２側）に位置し、終端ラインＬの開始点となるポイントである。

この終端ポイントＬ１は、この終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の外周面に現れた際に、別の新たなフィルタ濾材を接続するのに要する長さだけ未使用ロール２１にフィルタ濾材２が巻き残っているように設定されている。すなわち、終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の外周面に現れた時点で、所定の取り代だけフィルタ濾材２が未使用ロール２１として巻き残っているように設定されている。

具体的には、別の新たなフィルタ濾材を接続するのに要する長さを取り代Ｔ、未使用ロール２１の中心からフィルタ面部２Ａまでの長さを距離Ｌ１、フィルタ面部２Ａの上下方向の長さを距離Ｌ２、使用済みロール２２の中心からフィルタ面部２Ａまでの長さを距離Ｌ３、使用済みロール２２の末期（終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の外周面に現れる近辺時）における直径をＤとすると、フィルタ濾材２の末端・終端から終端ポイントＬ１までの長さＨ１が、例えば、次式によって設定されている。

Ｈ１＝Ｔ＋Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋（Ｄ×π÷２）
ここで、終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の真上に位置する場合を例にした式を示したが、終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の真正面・真横に位置する場合には、次式によって設定される。

Ｈ１＝Ｔ＋Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋（Ｄ×π÷４）
そして、このような長さＨ１に位置するフィルタ濾材２の側縁（右側縁）に、終端ポイントＬ１が設定されている。

また、始端ポイントＬ２は、未使用ロール２１からフィルタ濾材２を複数回引き出す間に、終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２の外周面に現れ続けるように設定されている。例えば、１回の平均的なフィルタ濾材２の引き出し量を５００ｍｍとし、３回引き出す間に終端ラインＬが現れ続けるようにする場合、終端ポイントＬ１から始端ポイントＬ２までの長さＨ２は１５００ｍｍｍとなる。

一方、使用済みロール２２の末期の直径Ｄを６００ｍｍとすると、使用済みロール２２の円周は、約１８８４ｍｍとなり１５００ｍｍｍ以上である。このため、例えば、終端ポイントＬ１から始端ポイントＬ２までの長さＨ２が２０００ｍｍに設定されている。これにより、未使用ロール２１からフィルタ濾材２を約４回引き出す間（フィルタ面部２Ａを更新する間）、かつ、使用済みロール２２が約１回転する間、終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２の幅方向に移動しながら現れ続けるものである。

そして、このような長さＨ２に位置するフィルタ濾材２の側縁（左側縁）に、始端ポイントＬ２が設定され、このような終端ポイントＬ１と始端ポイントＬ２とを直線状に結ぶことで終端ラインＬが設定されている。

次に、このような構成のガスタービン用吸気フィルタ１の作用および、このガスタービン用吸気フィルタ１の管理方法について説明する。

まず、フィルタ面部２Ａの吸気面２Ａ１の汚れが所定以上の場合や、吸気面２Ａ１と給気面２Ａ２との差圧が所定圧に達した場合などに、上記のようにして駆動装置２０３を駆動して使用済みロール２２を回転させる。これにより、古いフィルタ面部２Ａが使用済みロール２２に巻き取られ、未使用ロール２１から未使用のフィルタ濾材２が引き出されて、新たなフィルタ面部２Ａが形成される。

このようなフィルタ濾材２の引き出しを繰り返し、フィルタ濾材２を終端部付近まで引き出すと（巻き取ると）、図４（ａ）に示すように、使用済みロール２２の外周面の左部に、始端ポイントＬ２を含む終端ラインＬの一部Ｌ３が現れる。続いて、フィルタ濾材２を引き出すと、図４（ｂ）に示すように、使用済みロール２２の外周面の中央部に、終端ラインＬの一部Ｌ３である中央部が現れる。このように、終端ラインＬが現れ始めてから、フィルタ濾材２を約４回引き出す間、終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２の幅方向に移動しながら現れ続け、その後、図４（ｃ）に示すように、終端ラインＬの終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の外周面の右部に現れる。

そして、終端ラインＬが使用済みロール２２の外周面に現れた後であって、遅くとも、終端ラインＬの終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の外周面に現れた時点で、フィルタ濾材２を別の新たなフィルタ濾材に取り替える。具体的には、例えば、終端ラインＬが現れたことを確認した時点で、フィルタ濾材２の取替準備（別の新たなフィルタ濾材の手配、人員の確保、作業計画等）を開始し、終端ポイントＬ１が現れた時点で、フィルタ濾材２を別の新たなフィルタ濾材に取り替るものである。ここで、フィルタ濾材２の取り替えは、既設のフィルタ濾材２の末端と別の新たなフィルタ濾材の自由端（始端）とを接続することで行う。

以上のように、本ガスタービン用吸気フィルタ１およびその管理方法によれば、フィルタ濾材２を終端部付近まで巻き取ると、使用済みロール２２の外周面に終端ラインＬの一部Ｌ３が現れる。このとき、ダストなどによる汚れが少ない給気面２Ａ２に終端ラインＬが設けられ、この給気面２Ａ２が使用済みロール２２の外周面になるため、終端ラインＬを容易かつ確実に目視確認することが可能となる。

しかも、使用済みロール２２の幅方向に移動するように、終端ラインＬの新たな一部Ｌ３が順次現われてくるため、先に現れた終端ラインＬの一部Ｌ３がダストなどで汚れて見えにくくなったり、見過ごしたりしても、新たに現れた終端ラインＬの一部Ｌ３を容易かつ確実に目視確認することが可能となる。さらに、フィルタ濾材２を約４回引き出す間、終端ラインＬが現れ続けるため、見過ごすことなく終端ラインＬを確実に認識することができる。

このようにして、フィルタ濾材２の終端をより確実に認識・知覚することが可能となり、フィルタ濾材２の巻き過ぎによるフィルタ濾材２の落下をより確実に防止することが可能となる。しかも、終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２の幅方向に移動しながら現れるため、現れる一部Ｌ３の位置によってフィルタ濾材２の終端（あと何回フィルタ濾材２を引き出せるか）を知得・予測することができ、フィルタ濾材２の取替準備などを適正に行うことが可能となる。

また、終端ラインＬの終端ポイントＬ１が使用済みロール２２の外周面に現れた際には、別の新たなフィルタ濾材を接続するのに要する長さ（取り代Ｔ）だけ未使用ロール２１にフィルタ濾材２が巻き残っている。このため、終端ポイントＬ１が使用済みロール２２に現れた時点で、フィルタ濾材２を別の新たなフィルタ濾材に取り替えることで、適正かつ無駄なくフィルタ濾材２を取り替えることが可能となる。つまり、ギリギリまでフィルタ濾材２を使用した後に、別の新たなフィルタ濾材との接続を適切に行って、フィルタ濾材２を取り替えることが可能となる。

さらに、終端ラインＬが使用済みロール２２の外周面に現れた後であって、遅くとも終端ポイントＬ１が使用済みロール２２に現れた時点で、フィルタ濾材２を別の新たなフィルタ濾材に取り替えるため、フィルタ濾材２を落下させたり、無駄にしたりすることなく、適正にフィルタ濾材２を取り替えることが可能となる。すなわち、終端ラインＬが現れたことを確認した後に、別の新たなフィルタ濾材の手配や人員の確保、作業計画などを行って、遅くとも終端ポイントＬ１が現れた時点で、フィルタ濾材２を別の新たなフィルタ濾材に取り替ることで、フィルタ濾材２を引き出しすぎてフィルタ濾材２を落下させたり、終端に達する前に無駄にフィルタ濾材２を取り替えたりすることなく、かつ効率的、短時間にフィルタ濾材２を取り替えることが可能となる。しかも、終端ラインＬの一部Ｌ３が使用済みロール２２のどこに現れているかを目視確認することで、作業環境や外部要因（他の作業との関係）などに応じて柔軟にフィルタ濾材２の取替準備などを行って、フィルタ濾材２の取替作業を効率的に行うことが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、終端ポイントＬ１と始端ポイントＬ２とをフィルタ濾材２の側縁に設けているが、フィルタ濾材２の中央部に設けてもよい。つまり、フィルタ濾材２の幅方向の一部に終端ラインＬを設けてもよい。また、使用済みロール２２が未使用ロール２１の下方に位置しているが、使用済みロール２２を未使用ロール２１の上方に位置させて、フィルタ濾材２を引き上げるものであってもよい。

１ ガスタービン用吸気フィルタ
２ フィルタ濾材
２Ａ フィルタ面部
２Ａ１ 吸気面
２Ａ２ 給気面
２１ 未使用ロール
２２ 使用済みロール
Ｌ 終端ライン
Ｌ１ 終端ポイント
Ｌ２ 始端ポイント
Ｌ３ 一部

Claims (3)

1. 帯状のフィルタ濾材が未使用ロールとしてロール状に巻かれ、前記フィルタ濾材の自由端部側が延ばされて空気が通過するフィルタ面部が形成され、前記フィルタ面部の吸気面が内側になるように前記フィルタ濾材の自由端部側を使用済みロールとしてロール状に巻き取ることで、前記未使用ロールから前記フィルタ濾材が引き出されて新たなフィルタ面部が形成される、ガスタービン用吸気フィルタであって、
   前記未使用ロールの前記フィルタ濾材の終端部付近の、吸気面と反対側の面である給気面に、前記フィルタ濾材の幅方向に斜めに延びる直線状の終端ラインが設けられ、
   前記フィルタ濾材の自由端部側の巻き取りに伴って、前記使用済みロールの外周面に前記終端ラインの一部が現れ始め、その後、現れる前記終端ラインの一部が前記使用済みロールの幅方向に移動するようになっている、
   ことを特徴とするガスタービン用吸気フィルタ。
2. 前記フィルタ濾材の引き出し方向に対して下流側に位置する前記終端ラインの終端ポイントは、該終端ポイントが前記使用済みロールの外周面に現れた際に、別の新たなフィルタ濾材を接続するのに要する長さだけ前記未使用ロールに前記フィルタ濾材が巻き残っているように設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン用吸気フィルタ。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載のガスタービン用吸気フィルタの管理方法であって、
   前記終端ラインが前記使用済みロールの外周面に現れた後であって、遅くとも、前記フィルタ濾材の引き出し方向に対して下流側に位置する前記終端ラインの終端ポイントが、前記使用済みロールの外周面に現れた時点で、前記フィルタ濾材を別の新たなフィルタ濾材に取り替える、
   ことを特徴とするガスタービン用吸気フィルタの管理方法。
   

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