JP6196574B2 - フィルタ監視装置、吸気ダクト及び圧縮空気供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダクト本体に設置されたフィルタを監視するフィルタ監視装置、これを有する吸気ダクト及び圧縮空気供給装置に関するものである。

吸気ダクトと吸気ダクトに接続された圧縮機を有し、吸気ダクトで吸気した空気を圧縮機で圧縮して供給する圧縮空気供給装置は、種々の装置、システムに用いられる。例えば、一般的なガスタービンは、吸気ダクトが接続された圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。ガスタービンは、吸気ダクトから取り込まれた空気が圧縮機によって圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となり、燃焼器にて、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガス（作動流体）を得て、この燃焼ガスによりタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。また、空気圧縮装置は、紛体を空気搬送するシステムや、圧縮空気が必要な化学プラント等にも用いられる。

このような、圧縮空気供給装置で使用される吸気ダクトは、空気中の塵芥を捕集するためのフィルタがダクト本体に設けられている。ダクト本体に設けられたフィルタは、使用している間に塵芥等を捕集することにより、目詰まり等が発生し、フィルタとしての性能が低下していく。

このようにダクト本体に設置したフィルタの性能を監視する装置としては、下記特許文献１、２に記載されたものがある。特許文献１に記載された多段フィルタの監視装置は、後流側のフィルタに対して、フィルタを通過する空気の流量とフィルタの差圧とを検出し、検出した流量と差圧とに基づいて既知式からフィルタの目詰まり傾向を計算している。また、特許文献２に記載されたフィルタ目詰まり検出装置は、フィルタの上流側の空気圧と下流側の空気圧との差圧を検出する差圧検出手段を備え、差圧に基づいて、フィルタの目詰まりを検出している。また、差圧検出手段は、前記フィルタの少なくとも２箇所を検出可能に構成されている。

特開２００４−１６９６６７号公報 特開２００６−９５９１号公報

フィルタの上流と下流との間の差圧は、フィルタの目詰まり等に起因するフィルタの劣化に応じて変化するが、それ以外の要因でも変化する場合がある。このため、特許文献１や特許文献２に記載の装置のように差圧でフィルタの劣化を検出すると、フィルタの劣化以外の原因で差圧が高くなった場合もフィルタの劣化として検出してしまう。このように、使用可能なフィルタも交換してしまうと、交換の周期が早くなり、また、フィルタの交換のために圧縮空気供給装置が設置されたシステムを停止させる頻度が高くなるため、問題である。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、周囲の環境を加味して、フィルタの劣化をより適切に監視することができるフィルタ監視装置、これを有する吸気ダクト及び圧縮空気供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明は、吸気ダクトに設置されたフィルタを監視するフィルタ監視装置であって、前記フィルタの上流側の空気の圧力と下流側の空気の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、前記フィルタの上流側の空気の湿度を検出する湿度検出部と、前記湿度検出部で検出した湿度が閾値湿度未満の場合、前記差圧検出部で検出した差圧が第１の差圧以上となったときに通知を行い、前記湿度検出部で検出した湿度が閾値湿度以上の場合、前記差圧検出部で検出した差圧が第１の差圧より高い第２の差圧以上である場合、通知を行う制御装置と、を有することを特徴とする。

このように、湿度に応じて、通知を行うとする基準の差圧を変化させることで、湿度が高いことで差圧が高くなっても通知を行わないようにすることができる。これにより、周囲の環境を加味して、フィルタの劣化をより適切に監視することができ、フィルタの寿命に合わせて、フィルタを交換することが可能となる。

ここで、前記通知は、前記フィルタの交換を指示する通知であることが好ましい。これにより、利用者は、フィルタの交換時期を適切に知ることができる。

また、前記制御装置は、時間を検出する計時部を有し、前記制御装置は、前記湿度検出部で検出した湿度が閾値湿度以上である状態が、閾値時間以上継続した場合、前記差圧検出部で検出した差圧が第１の差圧以上となったときに通知を行うことが好ましい。これにより、フィルタに負荷がかかっている状態を知らせることができ、フィルタの状態を適切に監視することができる。

また、前記制御装置は、前記湿度検出部で検出した湿度が閾値湿度以上である状態が、閾値時間以上継続した場合、湿度が高い状態が継続していることを示す通知を行うことが好ましい。これにより、フィルタに負荷がかかっている状態を知らせることができ、フィルタの状態を適切に監視することができる。

また、画像を表示する表示装置をさらに有し、前記制御装置は、前記表示装置に前記通知を表示させることが好ましい。これにより、利用者に画像でフィルタの状態を通知することができる。

上記の目的を達成するための本発明の吸気ダクトは、吸気された空気が流れるダクト本体と、前記ダクト本体に設置されたフィルタと、前記フィルタを監視する上記のいずれかに記載のフィルタ監視装置と、を有することを特徴とする。これにより、周囲の環境を加味して、フィルタの劣化をより適切に監視することができ、フィルタの寿命に合わせて、フィルタを交換することが可能となり、吸気ダクトの品質を向上することができる。

上記の目的を達成するための本発明の圧縮空気供給装置は、上記に記載の吸気ダクトと、前記吸気ダクトに接続された圧縮機と、を有することを特徴とする。これにより、周囲の環境を加味して、フィルタの劣化をより適切に監視することができ、フィルタの寿命に合わせて、フィルタを交換することが可能となり、圧縮空気供給装置を安定して稼働させることができる。

本発明のフィルタ監視装置、これを有する吸気ダクト及び圧縮空気供給装置によれば、湿度に応じて、通知を行うとする基準の差圧を変化させることで、湿度が高いことで差圧が高くなっても通知を行わないようにすることができる。これにより、周囲の環境を加味して、フィルタの劣化をより適切に監視することができる。

図１は、本実施例の吸気ダクトを有するガスタービンを備える発電システムを表す概略構成図である。 図２は、発電システムのガスタービンを表す概略構成図である。 図３は、ガスタービンの吸気ダクトを表す側面図である。 図４は、本実施例の吸気ダクトを表す斜視図である。 図５は、記憶部に記憶されているテーブルの一例を示す説明図である。 図６は、差圧検出部で検出される差圧の一例を示すグラフである。 図７は、フィルタ監視装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、フィルタ監視装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、フィルタ監視装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、表示装置の画面に表示させる通知の一例を示す説明図である。 図１１は、吸気ダクトの他の例を表す側面図である。 図１２は、ガスタービンの吸気ダクトを表す側面図である。 図１３は、本実施例の吸気ダクトを表す斜視図である。 図１４は、ダクト本体とフィルタとを表す斜視図である。 図１５は、吸気ダクトの他の例を表す側面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。例えば、以下の実施例では、フィルタ監視装置を有する吸気ダクトを備える圧縮空気供給装置をガスタービンに用いる場合として説明するが、これに限定されない。圧縮空気供給装置は、紛体を搬送するシステム、圧縮空気を利用する化学プラント、圧縮空気を供給する空調装置等、種々のシステム、プラントに圧縮空気を用いる装置として用いることができる。

図１は、本実施例の吸気ダクトを有するガスタービンを備える発電システムを表す概略構成図である。図２は、発電システムのガスタービンを表す概略構成図である。図１に示す発電システム１は、ガスタービン２と、発電機４と、排ガス処理装置６と、を有する。ガスタービン２は、図１に示すように、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３と、吸気ダクト２０と、を有する。ガスタービン２において、吸気ダクト２０と圧縮機１１は、外気を圧縮して燃焼器１２に供給する圧縮空気供給装置となる。圧縮機１１は、吸気ダクト２０から外気を吸引し、圧縮する。圧縮機１１で圧縮された圧縮空気は、燃焼器１２に供給される。燃焼器１２は、供給された圧縮空気と燃料とを混合して燃焼させる。燃焼器１２で燃料を燃焼されて生じる燃焼ガスは、タービン１３に供給される。タービン１３は、燃焼ガスが通過する力で回転される。圧縮機１１とタービン１３とは軸で連結されており、一体で回転する。発電機４は、ガスタービン２に連結されており、タービン１３とともに回転することで、発電する。排ガス処理装置６は、ガスタービン２のタービン１３を通過した燃焼ガスが排ガスとして供給される。排ガス処理装置６は、排ガスから熱を回収したり、有害物質を除去したりする。

次に、図２を用いて、ガスタービン２の各部について説明する。圧縮機１１は、空気を取り込む吸気ダクト２０と接続され、圧縮機車室２１内に入口案内翼（ＩＧＶ）２２が配設されると共に、複数の静翼２３と動翼２４が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設され、その外側に抽気室２５が設けられている。燃焼器１２は、圧縮機１１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、点火することで燃焼可能となっている。タービン１３は、タービン車室２６内に複数の静翼２７と動翼２８が前後方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されている。このタービン車室２６の下流側には、排気車室２９を介して排気室３０が配設されており、排気室３０は、タービン１３に連続する排気ディフューザ３１を有している。

また、圧縮機１１、燃焼器１２、タービン１３、排気室３０の中心部を貫通するようにロータ（主軸）３２が配置されている。ロータ３２は、圧縮機１１側の端部が軸受部３３により回転自在に支持される一方、排気室３０側の端部が軸受部３４により回転自在に支持されている。そして、このロータ３２は、圧縮機１１にて、各動翼２４が装着されたロータディスク３５が複数重ねられて固定され、タービン１３にて、各動翼２８が装着されたロータディスク３６が複数重ねられて固定されており、排気室３０側の端部に上述した発電機４の駆動軸が連結されている。

そして、このガスタービン２は、圧縮機１１の圧縮機車室２１が脚部３７に支持され、タービン１３のタービン車室２６が脚部３８により支持され、排気室３０が脚部３９により支持されている。

従って、吸気ダクト２０から取り込まれた空気が、圧縮機１１の入口案内翼２２、複数の静翼２３と動翼２４を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。そして、この燃焼器１２で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、タービン１３を構成する複数の静翼２７と動翼２８を通過することでロータ３２を駆動回転し、このロータ３２に連結された発電機４を駆動する。一方、排気ガス（燃焼ガス）のエネルギは、排気室３０の排気ディフューザ３１により圧力に変換され減速されてから、排ガス処理装置６に放出される。

次に、図３及び図４を用いて、吸気ダクト２０について説明する。図３は、ガスタービンの吸気ダクトを表す側面図である。図４は、本実施例の吸気ダクトを表す斜視図である。吸気ダクト２０は、図３及び図４に示すように、ダクト本体４１と、ウェザーフード４３と、フィルタ４４と、フィルタ監視装置４８と、を有する。

ダクト本体４１は、所定長さを有し、所定形状に屈曲された形状をなし一方の端部が圧縮機車室２１（図２参照）に連通され、他方の端部に吸気口４６が形成されている。吸気口４６は、図３及び図４に示すように、ダクト本体４１の端面に形成された１つの開口である。ウェザーフード４３は、複数の三角屋根からなり、ダクト本体４１の吸気口４６に装着される。ウェザーフード４３は、吸気口４６に装着されることで、ダクト本体４１内部への雨水の浸入を抑制する。

フィルタ４４は、ダクト本体４１の吸気口４６から所定の距離離れた位置に配置され、ダクト本体４１を塞いでいる。これにより、ダクト本体４１を通過する空気はフィルタ４４を通過する。また、フィルタ４４は、ダクト本体４１に対して着脱可能である。これにより、フィルタ４４は、交換可能となる。フィルタ４４は、通過する空気から比較的小さなごみを捕集する。フィルタ４４としては、例えば捕集効率９７％以上のＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタ、例えば捕集効率９５％以上の中性能フィルタ等、種々のフィルタを用いることができる。

吸気ダクト２０は、ダクト本体４１の吸気口４６に設置されたウェザーフード４３の間を通過してダクト本体４１の内部に空気が流入する。吸気ダクト２０は、ダクト本体４１内に流入した空気がフィルタ４４を通過する。フィルタ４４を４通過した空気は、ダクト本体４１内を流れ、圧縮機１１に流入する。このような経路で吸気ダクト２０に流入する空気は、フィルタ４４の通過時に、フィルタ４４によって塵芥が捕集される。これにより、ダクト本体４１内に流入してフィルタ４４を通過した空気は、塵芥が低減された異物の少ない空気となる。また、吸気ダクト２０は、ウェザーフード４３を設けることで、開口４７に配置されたフィルタ４４が雨によって濡れることを抑制できる。ここで、吸気ダクト２０は、ウェザーフード４３とフィルタ４４との間に吸気口４６から入った比較的大きなごみや雨滴を捕集するウェザールーバーを設けてもよい。

次に、フィルタ監視装置４８について説明する。フィルタ監視装置４８は、図３に示すように、湿度検出部５０と、差圧検出部６０と、制御装置７０と、表示装置８０と、を有する。湿度検出部５０は、湿度検出端子５２がダクト本体４１のフィルタ４４よりも上流側、つまり、吸気口４６とフィルタ４４との間の空間に配置されている。湿度検出部５０は、湿度検出端子５２を用いて、フィルタ４４を通過する前の空気の湿度を検出する。湿度検出部５０は、検出したフィルタ４４の通過前の空気の湿度を制御装置７０に送る。

差圧検出部６０は、圧力検出端子６２がダクト本体４１のフィルタ４４よりも上流側、つまり、吸気口４６とフィルタ４４との間の空間に配置に配置され、圧力検出端子６４がダクト本体４１のフィルタ４４よりも下流側、つまり、フィルタ４４と圧縮機１１との間の空間に配置されている。差圧検出部６０は、圧力検出端子６２を用いて、フィルタ４４を通過する前の空気の圧力を検出し、圧力検出端子６４を用いて、フィルタ４４を通過した後の空気の圧力を検出することで、フィルタ４４を通過する前後の空気の圧力の差（差圧）を検出する。

制御装置７０は、フィルタ監視装置４８の各部の動作を制御し、フィルタ４４の状態を監視し、監視した結果を表示装置８０に出力する。制御装置７０は、制御部７１と記憶部７２と検知部７４と計時部７６とを有する。制御部７１は、ＣＰＵ等の演算処理部であり、記憶部７２に記憶されているプログラムを実行することで、湿度検出部５０と差圧検出部６０と表示装置８０との動作及び検知部７４と計時部７６の動作を制御する。

記憶部７２は、主記憶装置、一時記憶装置であり、制御部７１で実行するプログラムや、フィルタ４４の監視を実行するために必要なデータを記憶している。記憶部７２は、フィルタ４４の監視を実行するために必要なデータとして、図５に示すテーブルを記憶している。

図５は、記憶部に記憶されているテーブルの一例を示す説明図である。図６は、差圧検出部で検出される差圧の一例を示すグラフである。図６は、縦軸を差圧、横軸を時間とし、時間の経過に対する差圧の変化を示している。フィルタは、使用時間が長くなることで、捕集している塵芥の量が増加し、目詰まり等が増加していく。

図５に示すテーブルは、フィルタの交換時期であると判定するまたは通知を行う基準となる湿度ＲＨと差圧ΔＰとの関係を規定している。湿度ＲＨは、湿度検出部５０で検出する湿度であり、差圧ΔＰは、差圧検出部６０で検出する差圧である。テーブルは、湿度ＲＨを基準として標準設定と高湿度設定とが設定されている。標準設定は、湿度ＲＨが閾値湿度α未満、つまりＲＨ＜αの場合であり、フィルタの交換時期であると判定するまたは通知を行う基準の差圧ΔＰが差圧Ａに設定されている。高湿度設定は、湿度ＲＨが閾値湿度α以上、つまりＲＨ≧αの場合であり、フィルタの交換時期であると判定するまたは通知を行う基準の差圧ΔＰが差圧Ｂに設定されている。ここで、差圧Ａと差圧Ｂの関係は、図６に示すように差圧Ａ＜差圧Ｂとなる関係である。また、差圧Ａと差圧Ｂは、フィルタ４４が損傷する恐れがある差圧Ｃよりも低い圧力となる。具体的には、差圧Ａと差圧Ｂは、差圧Ｃに対して所定の安全係数をかけた値となる。

また、閾値湿度αは、実験や発電システム１の実運転の実績に基づいて設定する値であり、運転時に短期間生じ、かつ、湿度の影響でフィルタの差圧が上昇する湿度である。閾値湿度αは、例えば、８５％、９５％等に設定することができる。閾値湿度を９５％以上とすることにより、実験で計測した結果、フィルタの抵抗が上昇する湿度を閾値湿度とすることができる。閾値湿度を８５％以上とすることにより、実運転の実績で計測した結果、フィルタの抵抗が上昇する湿度を閾値湿度とすることができる。

検知部７４は、湿度検出部５０と差圧検出部６０で検出した結果に基づいて、フィルタ４４の状態を検知する。具体的には、フィルタ４４の劣化状態を検出し、フィルタ４４が交換時期であるか否かを検知する。検知部７４の処理については後述する。

計時部７６は、時間を計測するタイマである。計時部７６は、制御部７１の制御また検知部７４の制御に基づいて、経過時間を検出する。表示装置８０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示面に画像を表示する装置である。

次に、図６と図７を用いて、フィルタ監視装置４８の処理動作の一例を説明する。図７は、フィルタ監視装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。制御装置７０は、制御部７１の制御と記憶部７２に記憶されているテーブルの条件とに基づいて検知部７４で処理を実行することで図７に示す処理を実現することができる。以下、制御装置７０で実行する処理として説明する。

制御装置７０は、湿度検出部５０で湿度を検出し、差圧検出部６０で差圧を検出する（ステップＳ１２）。制御装置７０は、湿度と差圧を検出したら、検出した湿度が閾値湿度α以上であるかを判定する（ステップＳ１４）。

制御装置７０は、湿度が閾値湿度α以上ではない（ステップＳ１４でＮｏ）、つまり閾値湿度α未満であると判定した場合、検出した差圧が差圧Ａ以上であるかを判定する（ステップＳ１６）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ以上である（ステップＳ１６でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２０に進む。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ未満である（ステップＳ１６でＮｏ）と判定した場合、そのまま処理を終了する。

制御装置７０は、湿度が閾値湿度α以上である（ステップＳ１４でＹｅｓ）と判定した場合、検出した差圧が差圧Ｂ以上であるかを判定する（ステップＳ１８）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ｂ以上である（ステップＳ１８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２０に進む。

制御装置７０は、ステップＳ１６でＹｅｓまたはステップＳ１８でＹｅｓと判定した場合、フィルタの交換時期であると判定し、交換時期を示す表示を表示装置８０に出力し、本処理を終了する。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ｂ未満である（ステップＳ１８でＮｏ）と判定した場合、そのまま処理を終了する。

フィルタ監視装置４８は、以上のように、図５に示すテーブルの条件に基づいて、図７の処理を実行することで、フィルタ４４の交換時期であるか否かを判定する基準の差圧を湿度に応じて切り換えることができる。フィルタ監視装置４８は、湿度が閾値湿度α以上となり、湿度の影響で差圧が上昇する場合、フィルタ４４の交換時期を判定する基準の差圧Ｂを、差圧Ａより高く設定することで、フィルタ４４の劣化状態を適切に判定することができる。つまり、湿度の影響で一時的に発生する差圧の上昇をフィルタ４４の劣化として検出してしまうことを抑制することができる。

具体的には、図６の時間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３のように、一時的に差圧が差圧Ａ以上となってしまった場合も、その差圧の上昇が湿度の影響によるものであり、湿度が閾値湿度α以上であれば、時間ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３の閾値の差圧が差圧Ｂに設定されているため、交換時期とは判定されない。この場合、例えば、時間ｔ４で差圧が差圧Ａ以上となった時点で交換時期であると判定され、通知が出力される。

このように、湿度に応じて、差圧の閾値を切り換えることで、外気の環境に応じて変動する差圧の影響を加味して、フィルタの劣化を判定することができる。これにより、フィルタの交換時期を適切に判定することができ、使用可能なフィルタに対して交換時期であることを示す通知を出力する恐れを低減することができ、フィルタの寿命に合わせて交換を行うことが可能となる。

ここで、制御装置７０は、湿度と差圧に加え時間も加味して、フィルタを監視することが好ましい。図８は、フィルタ監視装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。制御装置７０は、制御部７１の制御と記憶部７２に記憶されているテーブルの条件とに基づいて検知部７４で処理を実行することで図８に示す制御を実現することができる。以下、制御装置７０で実行する処理として説明する。なお、図８に示す制御動作のうち、図７の制御動作と同じ動作については、同じステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

制御装置７０は、湿度検出部５０で湿度を検出し、差圧検出部６０で差圧を検出する（ステップＳ１２）。制御装置７０は、湿度と差圧を検出したら、検出した湿度が閾値湿度α以上であるかを判定する（ステップＳ１４）。

制御装置７０は、湿度が閾値湿度α以上ではない（ステップＳ１４でＮｏ）と判定した場合、検出した差圧が差圧Ａ以上であるかを判定する（ステップＳ１６）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ以上である（ステップＳ１６でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２０に進む。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ未満である（ステップＳ１６でＮｏ）と判定した場合、そのまま処理を終了する。

制御装置７０は、湿度が閾値湿度α以上である（ステップＳ１４でＹｅｓ）と判定した場合、検出した差圧が差圧Ｂ以上であるかを判定する（ステップＳ１８）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ｂ以上である（ステップＳ１８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２０に進む。

制御装置７０は、ステップＳ１６でＹｅｓまたはステップＳ１８でＹｅｓと判定した場合、交換時期であると判定し、交換時期を示す表示を表示装置８０に出力し（ステップＳ２０）、本処理を終了する。

制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ｂ未満である（ステップＳ１８でＮｏ）と判定した場合、湿度がα以上の状態が閾値時間以上経過しているかを判定する（ステップＳ２４）。制御装置７０は、湿度がα以上の状態が閾値時間以上経過している（ステップＳ２４でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ１６に進む。つまり、制御装置７０は、湿度が閾値湿度αより高い状態が閾値時間以上継続している場合、湿度が閾値湿度αより高い状態でも交換時期を判定する基準の差圧を、差圧Ｂから差圧Ａに切り換える。制御装置７０は、湿度がα以上の状態が継続している時間が閾値時間未満である（ステップＳ２４でＮｏ）と判定した場合、そのまま処理を終了する。

フィルタ監視装置４８は、図８に示すように、湿度が高くなっている状態の経過時間を加味して、フィルタの状態の判定を行うことで、より適切にフィルタの状態を判定することができる。具体的には、湿度が高い状態が一定時間以上継続している場合、フィルタに係る負荷が大きくなる。このため、塵芥が付着していない状態でもフィルタへの負荷が大きい状態となる。このため、湿度が高い状態が一定時間以上継続している場合、フィルタの交換時期を判定する基準の閾値を、湿度が低い状態の場合の値とすることで、負荷がかかっているフィルタを交換する必要があると判定することができる。

また、上記実施例では、フィルタの状態に基づいて、交換時期であることを示す表示を出力したが、交換時期であることを表示する必要はなく、検出した状態を通知するようにしてもよい。

図９は、フィルタ監視装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。図１０は、表示装置の画面に表示させる通知の一例を示す説明図である。制御装置７０は、制御部７１の制御と記憶部７２に記憶されているテーブルの条件とに基づいて検知部７４で処理を実行することで図９に示す制御を実現することができる。以下、制御装置７０で実行する処理として説明する。なお、図９に示す制御動作のうち、図８の制御動作と同じ動作については、同じステップ番号を付して詳細な説明を省略する。

制御装置７０は、湿度検出部５０で湿度を検出し、差圧検出部６０で差圧を検出する（ステップＳ１２）。制御装置７０は、湿度と差圧を検出したら、検出した湿度が閾値湿度α以上であるかを判定する（ステップＳ１４）。

制御装置７０は、湿度が閾値湿度α以上ではない（ステップＳ１４でＮｏ）、つまり閾値湿度α未満であると判定した場合、検出した差圧が差圧Ａ以上であるかを判定する（ステップＳ１６）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ以上である（ステップＳ１６でＹｅｓ）と判定した場合、低レベルの警告表示を表示装置８０に表示させ（ステップＳ３０）、処理を終了する。ここで、制御装置７０は、警告表示として、図１０に示すように、表示装置８０の画面１８０内のウインドウ１８２にメッセージや記号や絵を表示させる。なお、警告表示は、他の警告や通知情報とともにリストとして表示させてもよいし、別のウインドウに表示させてもよい。警告表示の方法は、後述する警告表示も同様である。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ未満である（ステップＳ１６でＮｏ）と判定した場合、そのまま処理を終了する。

制御装置７０は、湿度が閾値湿度α以上である（ステップＳ１４でＹｅｓ）と判定した場合、検出した差圧が差圧Ｂ以上であるかを判定する（ステップＳ１８）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ｂ以上である（ステップＳ１８でＹｅｓ）と判定した場合、高レベルの警告表示を表示装置８０に表示させ（ステップＳ３２）、処理を終了する。高レベルの警告表示は、低レベルの警告表示よりも緊急度、深刻度が高い警告として表示される。

制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ｂ未満である（ステップＳ１８でＮｏ）と判定した場合、湿度がα以上の状態が閾値時間以上経過しているかを判定する（ステップＳ３４）。制御装置７０は、湿度がα以上の状態が継続している時間が閾値時間未満である（ステップＳ３４でＮｏ）と判定した場合、そのまま処理を終了する。

制御装置７０は、湿度がα以上の状態が閾値時間以上経過している（ステップＳ３４でＹｅｓ）と判定した場合、検出した差圧が差圧Ａ以上であるかを判定する（ステップＳ３６）。制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ未満である（ステップＳ３６でＮｏ）と判定した場合、湿度検出部５０に対する警告表示を出力し（ステップＳ３８）、本処理を終了する。湿度検出部５０に対する警告表示とは、湿度検出部５０の故障の可能性があること、または湿度環境が特殊な状態になっているか確認が必要であることを示す表示である。

制御装置７０は、検出した差圧が差圧Ａ以上である（ステップＳ３６でＹｅｓ）と判定した場合、中レベルの警告表示を表示装置８０に表示させ（ステップＳ４０）、処理を終了する。中レベルの警告表示は、低レベルの警告表示よりも緊急度、深刻度が高く、高レベルの警告表示よりも緊急度、深刻度が低い警告として表示される。

フィルタ監視装置４８は、湿度と差圧、または湿度と差圧と時間との関係が設定した状態を満足した場合、基本的にはフィルタの交換が必要と判定できる状態になった場合、その状態を通知することで、使用者にフィルタの状態を的確に通知することができる。また、本実施例のように、湿度と差圧、または湿度と差圧と時間との関係が満足した条件に応じて、表示させる警告のレベルを切り換えることで、使用者によりわかりやすくフィルタの状態を通知することができる。なお、通知レベルの設定、基準はこれに限定されず、種々の組み合わせとすることができる。

ここで、吸気ダクトのダクト本体とフィルタの配置は、吸気ダクト２０の構造に限定されない。例えば、上記実施例では、吸気ダクトのダクト本体を塞ぐように１枚のフィルタを設置した場合として説明したが、フィルタを設ける位置は、これに限定されない。ダクト本体に隔壁を設けて隔壁に形成した複数の開口のそれぞれにフィルタを設置してもよい。図１１は、吸気ダクトの他の例を表す側面図である。なお、本実施例の吸気ダクト２０ａの基本的な構成は、上述した吸気ダクト２０とほぼ同様の構成であり、上述した吸気ダクト２０と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

吸気ダクト２０ａは、図１１に示すように、ダクト本体４１と、ウェザーフード４３と、フィルタ４４ａと、フィルタ監視装置４８と、隔壁１０２と、を有する。ダクト本体４１と、ウェザーフード４３と、フィルタ監視装置４８は、吸気ダクト２０の各部と同様の構成であるので、説明を省略する。

隔壁１０２は、ダクト本体４１ａの吸気口４６から所定距離離れた位置に配置され、ダクト本体４１を塞いでいる。隔壁１０２は、複数の開口４７が形成されている。ダクト本体４１の内部を流れる空気は、隔壁１０２の開口４７を通過して、隔壁１０２の上流側から下流側に流れる。

フィルタ４４ａは、隔壁１０２の開口４７に配置されている。フィルタ４４ａは、隔壁１０２の開口４７にはめ込まれている。これにより、隔壁１０２の開口４７を通過する空気はフィルタ４４ａを通過する。フィルタ４４ａは、配置位置が異なるのみで、性能、機能は、フィルタ４４と同様である。

フィルタ監視装置４８は、湿度検出端子５２と圧力検出端子６２の配置位置が、フィルタ４４上流側からフィルタ４４ａの上流側、つまりダクト本体４１の隔壁１０２よりも上流側となる以外は、上述した吸気ダクト２０のフィルタ監視装置４８と同様の構造であり、フィルタ４４ａの上流と下流で圧力を検出して差圧を検出し、フィルタ４４ａの上流側で空気の湿度を検出する。

吸気ダクト２０ａのように、複数のフィルタ４４ａをダクト本体４１の内部の、ダクト本体４１を塞ぐ隔壁１０２の開口に配置する場合も、フィルタ監視装置４８で同様の監視を行うことで、フィルタ４４ａの状態を適切に監視することができ、適切な時期に交換を行うことが可能となる。

また、上記実施例では、吸気ダクトのダクト本体に吸気口を設け、ウェザーフードを設置した場合として説明したが、吸気ダクトの構造及びフィルタを設ける位置は、これに限定されない。吸気ダクトは、ダクト本体にカバーを設けてもよい。図１２から図１４を用いて、吸気ダクトの他の例ついて説明する。図１２は、ガスタービンの吸気ダクトを表す側面図である。図１３は、本実施例の吸気ダクトを表す斜視図である。図１４は、ダクト本体とフィルタとを表す斜視図である。なお、本実施例の吸気ダクト２０ｂの基本的な構成は、上述した吸気ダクト２０とほぼ同様の構成であり、上述した吸気ダクト２０ａと同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

吸気ダクト２０ｂは、図１２から図１４に示すように、ダクト本体４１ａと、カバー４２と、ウェザーフード４３と、フィルタ４４ａと、フィルタ監視装置４８と、を有する。

ダクト本体４１ａは、所定長さを有し、所定形状に屈曲された形状をなし一方の端部が圧縮機車室２１（図２参照）に連通され、他方の端部に複数の開口４７ａが形成されている。開口４７ａは、図１４に示すように、ダクト本体４１の地面と対面する面に形成されている。カバー４２は、図１２及び図１３に示すように、ダクト本体４１ａの開口４７ａが形成されている面を覆う筐体である。カバー４２は、一面に開口が形成され外気と連通している。吸気ダクト２０ｂは、カバー４２の外気と連通している開口が吸気口４６ａとなる。ウェザーフード４３は、カバー４２の開口である吸気口４６ａに装着されることで、カバー４２の内部への雨水の浸入を抑制する。

フィルタ４４ａは、ダクト本体４１の開口４７ａに配置されている。フィルタ４４ａは、開口４７ａにはめ込まれている。これにより、開口４７ａを通過する空気はフィルタ４４ａを通過する。また、フィルタ４４ａは、開口４７ａに対して着脱可能である。これにより、フィルタ４４ａは、交換可能となる。

吸気ダクト２０ｂは、図１２に示すように、吸気口４６ａに設置されたウェザーフード４３の間を通過してカバー４２内部に外気が流入する。吸気ダクト２０ｂは、カバー４２内に流入した外気がフィルタ４４ａを通過してダクト本体４１ａに流入する。ダクト本体４１あに流入した空気は、ダクト本体４１ａ内を流れ、圧縮機１１に流入する。このような経路で吸気ダクト２０ｂに流入する外気は、フィルタ４４ａの通過時に、フィルタ４４ａによって塵芥が捕集される。これにより、フィルタ４４を通過してダクト本体４１内に流入した外気は、塵芥が低減された異物の少ない空気となる。また、吸気ダクト２０ｂは、カバー４２とウェザーフード４３を設けることで、開口４７ａに配置されたフィルタ４４ａが雨によって濡れることを抑制できる。ここで、吸気ダクト２０ｂは、カバー４２の内部のウェザーフード４３と開口４７ａとの間にカバー４２の吸気口４６ａから入った比較的大きなごみや雨滴を捕集するウェザールーバーを設けてもよい。

フィルタ監視装置４８は、湿度検出端子５２と圧力検出端子６２の配置位置が、ダクト本体４１の開口４７ａよりも上流側、つまりカバー４２の内部となる以外は、上述した吸気ダクト２０ａのフィルタ監視装置４８と同様の構造であり、フィルタ４４ａの上流と下流で圧力を検出して差圧を検出し、フィルタ４４ａの上流側で空気の湿度を検出する。

また、吸気ダクトは、フィルタを多段で設けてもよい。以下、図１５を用いて、フィルタを吸気口よりも下流側に多段で設けた吸気ダクトの一例について説明する。図１５は、吸気ダクトの他の例を表す側面図である。なお、本実施例の吸気ダクト２０ｃの基本的な構成は、上述した吸気ダクト２０とほぼ同様の構成であり、上述した吸気ダクト２０と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

吸気ダクト２０ｃは、図１５に示すように、ダクト本体４１ａと、ウェザーフード４３と、第１フィルタ１２０と、第２フィルタ１２２と、フィルタ監視装置４８ａと、を有する。ダクト本体４１と、ウェザーフード４３とは、吸気ダクト２０の各部と同様の構成であるので、説明を省略する。

第１フィルタ１２０、第２フィルタ１２２は、ダクト本体４１ａの吸気口４６から所定距離だけ奥側に進入した位置に装着されている。第１フィルタ１２０、第２フィルタ１２２は、比較的小さなごみを捕集する。第１フィルタ１２０と第２フィルタ１２２とは、所定距離だけ離間して配置されている。第２フィルタ１２２は、第１フィルタ１２０より目が細かくなっている。つまり、第２フィルタ１２２は、第１フィルタ１２０より捕集効率が高いフィルタである。

第１フィルタ１２０、第２フィルタ１２２は、ダクト本体４１ａを塞ぐように配置されている。これにより、ダクト本体４１ａを通過する空気は第１フィルタ１２０を通過した後、第２フィルタ１２２を通過する。

フィルタ監視装置４８ａは、図１５に示すように、第１湿度検出部５０と、第１差圧検出部６０と、制御装置７０と、表示装置８０と、第２湿度検出部１３０と、第２差圧検出部１４０と、を有する。

第１湿度検出部５０は、湿度検出端子５２がダクト本体４１内の第１フィルタ１２０の上流側に配置されている。第１湿度検出部５０は、湿度検出端子５２を用いて、第１フィルタ１２０を通過する前の空気の湿度を検出する。

第１差圧検出部６０は、圧力検出端子６２がダクト本体４１内の第１フィルタ１２０の上流側に配置され、圧力検出端子６４がダクト本体４１内の第１フィルタ１２０の下流側かつ第２フィルタ１２２の上流側に配置されている。第１差圧検出部６０は、圧力検出端子６２を用いて、第１フィルタ１２０を通過する前の空気の圧力を検出し、圧力検出端子６４を用いて、第１フィルタ１２０を通過した後の空気の圧力を検出することで、第１フィルタ１２０を通過する前後の空気の圧力の差（差圧）を検出する。

第２湿度検出部１３０は、湿度検出端子１３２がダクト本体４１内の第１フィルタ１２０の下流側で第２フィルタ１２２の上流側に配置されている。第２湿度検出部１３０は、湿度検出端子１３２を用いて、第２フィルタ１２２を通過する前の空気の湿度を検出する。

第２差圧検出部１４０は、圧力検出端子１４２がダクト本体４１内の第１フィルタ１２０の下流側で第２フィルタ１２２の上流側に配置され、圧力検出端子１４４がダクト本体４１ａ内の第２フィルタ１２２の下流側に配置されている。第２差圧検出部１４０は、圧力検出端子１４２を用いて、第２フィルタ１２２を通過する前の空気の圧力を検出し、圧力検出端子１４４を用いて、第２フィルタ１２２を通過した後の空気の圧力を検出することで、第２フィルタ１２２を通過する前後の空気の圧力の差（差圧）を検出する。

制御装置７０は、第１湿度検出部５０と、第１差圧検出部６０とを用いて第１フィルタ１２０の状態を監視し、第２湿度検出部１３０と、第２差圧検出部１３０とを用いて第２フィルタ１２２の状態を監視する。

吸気ダクト２０ｃのように、フィルタを多段で設置した場合も、各フィルタに対して差圧と湿度の検出を行い、フィルタ監視装置４８ａで同様の監視を行うことで、フィルタの状態を適切に監視することができ、適切な時期に交換を行うことが可能となる。また、多段のフィルタのそれぞれに対して差圧と湿度の検出を行うことで、フィルタ毎に状態を監視することができる。

また、本実施例では、フィルタを２段にした場合としたが、３段以上とした場合も同様である。また、フィルタを多段で設ける場合、そのうち１段のフィルタの状態を監視してもよいし、複数段のフィルタの状態を監視してもよい。

また、上記実施例では、湿度検出部として、湿度検出端子を検出位置に設置したが、湿度が閾値湿度以上であるか否かを判定できればよく、検出方法はこれに限定されない。例えば、湿度が周期的に変動、例えば、早朝のみ湿度が高くなる気象条件の場合、その周期と差圧の変動とに基づいて湿度が閾値湿度を超えたかを判定してもよい。

１ 発電システム
２ ガスタービン
４ 発電機
６ 排ガス処理装置
１１ 圧縮機
１２ 燃焼器
１３ タービン
２０ 吸気ダクト
４１ ダクト本体
４２ カバー
４３ ウェザーフード
４４ フィルタ
４６、４６ａ 吸気口
４７、４７ａ 開口
４８ フィルタ監視装置
５０ 湿度検出部
５２ 湿度検出端子
６０ 差圧検出部
６２、６４ 圧力検出端子
７０ 制御装置
７１ 制御部
７２ 記憶部
７４ 検知部
７６ 計時部
８０ 表示装置

Claims (7)

1. 吸気ダクトに設置されたフィルタを監視するフィルタ監視装置であって、
   前記フィルタの上流側の空気の圧力と下流側の空気の圧力との差圧を検出する差圧検出部と、
   前記フィルタの上流側の空気の湿度を検出する湿度検出部と、
   前記湿度検出部で検出した湿度が閾値湿度未満の場合、かつ、前記差圧検出部で検出した差圧が第１の差圧以上となったときに、前記湿度検出部で検出した湿度が前記閾値湿度未満の場合、かつ、前記差圧検出部で検出した差圧が前記第１の差圧以上となったことを示す状態の通知及び前記フィルタの交換を指示する通知の少なくとも一方の通知を行い、
   前記湿度検出部で検出した湿度が前記閾値湿度以上の場合、かつ、前記差圧検出部で検出した差圧が前記第１の差圧より高い第２の差圧以上である場合、前記湿度検出部で検出した湿度が前記閾値湿度以上であり、かつ、前記差圧検出部で検出した差圧が前記第１の差圧より高い前記第２の差圧以上であることを示す状態の通知及び前記フィルタの交換を指示する通知の少なくとも一方の通知を行う制御装置と、を有するフィルタ監視装置。
2. 前記状態の通知は、湿度及び差圧に基づいて決定した警告表示であり、
   前記制御装置は、湿度及び差圧に基づいて、警告のレベルを切り換える請求項１に記載のフィルタ監視装置。
3. 前記制御装置は、時間を検出する計時部を有し、
   前記制御装置は、前記湿度検出部で検出した湿度が前記閾値湿度以上である状態が、閾値時間以上継続した場合、前記差圧検出部で検出した差圧が前記第１の差圧以上となったときに通知を行う請求項１または請求項２に記載のフィルタ監視装置。
4. 前記制御装置は、前記湿度検出部で検出した湿度が前記閾値湿度以上である状態が、閾値時間以上継続した場合、湿度が高い状態が継続していることを示す通知を行う請求項３に記載のフィルタ監視装置。
5. 画像を表示する表示装置をさらに有し、
   前記制御装置は、前記表示装置に前記通知を表示させる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のフィルタ監視装置。
6. 吸気された空気が流れるダクト本体と、
   前記ダクト本体に設置されたフィルタと、
   前記フィルタを監視する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のフィルタ監視装置と、を有する吸気ダクト。
7. 請求項６に記載の吸気ダクトと、
   前記吸気ダクトに接続された圧縮機と、を有する圧縮空気供給装置。

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