KR101923795B1 - 흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법, 및 가스 터빈 - Google Patents

흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법, 및 가스 터빈 Download PDF

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Abstract

가스 터빈(70)의 흡기 경로 상에 필터재(10)를 배치하여 구성되는 흡기 필터 장치(1)로서, 필터재(10)가 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향의 상류측으로부터 삽입되며, 필터재(10)를 지지하는 프레임체(30)와, 해당 프레임체(30)의 하류측에 장착되며, 필터재(10)의 하류측을 폐색하는 폐쇄판을 걸림고정하기 위한 폐쇄판용 걸림고정부(60)를 갖는다.

Description

흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법, 및 가스 터빈{INTAKE AIR FILTER DEⅥCE, FILTER REPLACING METHOD FOR INTAKE AIR FILTER DEⅥCE AND GAS TURBINE}
본 발명은 흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법, 및 해당 흡기 필터 장치를 구비하는 가스 터빈에 관한 것이다.
본원은 2014년 5월 23일에 출원된 일본 특허 출원 제 2014-107160 호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈은 공기를 흡기하고 압축하는 압축기와, 압축된 공기 중에서 연료를 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기와, 고온·고압의 연소 가스로 구동하는 터빈을 구비하고 있다.
여기에서, 흡기된 공기에 먼지가 포함되면, 이 먼지가 터빈 압축기의 동정익에 부착되는 등에 의해 유체 저항이 증대함으로써 출력 로스가 증대하여, 결과적으로 가스 터빈 출력이 저하되어 버릴 가능성이 있다.
이 때문에, 가스 터빈은 대기에 포함되는 먼지를 제거하기 위한 흡기 필터 장치를 구비하고 있다. 이러한 흡기 필터 장치는 단일 또는 복수의 필터재를 조합함으로써 구성되어 있다.
가스 터빈의 운전 시에는, 이러한 필터재가 막힘 등을 일으키면 흡기 성능이 열화되기 때문에, 정기적인 세정 작업이나 교환 작업을 실행하는 것이 중요하다.
운전 중에 필터재의 교환을 원활히 실행하기 위한 구조로서, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 필터 장치의 하류측에 공기 차폐판을 마련하고, 천정 크레인 등을 이용하여 공기 차폐판을 상하 방향으로 개폐시키는 이동 수단을 마련한 예가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-184982호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 장치가 대규모로 되어 버린다. 또한, 공기 차폐판의 시일 구조가 문제가 되지만, 구체적인 구조가 개시되어 있지 않다.
본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, 가스 터빈의 운전 중이라도 필터재의 교환을 간편하게 실행하는 것이 가능한 흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법, 및 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 채용하고 있다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 흡기 필터 장치는, 가스 터빈의 흡기 경로 상에 필터재를 배치하여 이루어지는 흡기 필터 장치로서, 상기 필터재가 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향의 상류측으로부터 삽입되며, 해당 필터재를 지지하는 프레임체와, 해당 프레임체의 하류측에 장착되며, 상기 필터재의 하류측을 폐색하는 폐쇄판을 걸림고정하기 위한 폐쇄판용 걸림고정부를 갖는다.
이러한 구성에 의하면, 가스 터빈의 운전 중에 필터재의 교환을 실행한 경우라도, 이물이 압축기에 유입되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 태양에 의하면, 상기 제 1 태양에 따른 흡기 필터 장치에 있어서, 걸림고정부는, 상기 폐쇄판을 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능하게 지지하는 안내 부재를 가져도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 가스 터빈의 운전 중이라도, 안내 부재에 의해 폐쇄판을 안정적으로 보지할 수 있다. 부가하여, 폐쇄판을 배치할 때에, 유체가 흐르는 방향과 교차하는 방향을 향해 폐쇄판을 이동시키면 좋다. 환언하면, 유체가 흡기 경로 상을 유통하고 있는 상태라도, 큰 힘을 필요로 하는 일 없이 폐쇄판을 배치할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 태양에 의하면, 상기 제 2 태양에 따른 흡기 필터 장치의 안내 부재는, 상기 필터재를 사이에 두고 양측에 배치된 1조의 안내 부재로 형성되고, 해당 안내 부재에는, 상기 폐쇄판을 받아들일 수 있는 홈부가 형성되며, 해당 홈부의 개구가 서로 대면하도록 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 폐쇄판을 안내 부재에 삽입하는 것이 용이하다.
또한, 본 발명의 제 4 태양에 의하면, 상기 제 1 태양에 따른 흡기 필터 장치는, 상기 걸림고정부를 거쳐서 상기 프레임체에 장착된 폐쇄판을 구비해도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 폐쇄판에 의해 유체의 유통을 폐색할 수 있기 때문에, 교환 대상의 필터재에 대해 작용하는 차압(압력차)을 저감할 수 있다.
따라서, 가스 터빈의 운전 중이라도, 필터재를 교환할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 태양에 의하면, 상기 제 1 태양에 따른 흡기 필터 장치의 프레임체는, 판 형상의 관판을 포함하며, 상기 필터재는 상기 관판에 지지되어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 가스 터빈의 운전 중이라도, 필터재를 간단하게 교환할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 6 태양에 의하면, 상기 제 2 태양 또는 제 3 태양에 따른 흡기 필터 장치는, 상기 안내 부재를 거쳐서 상기 폐쇄판을 상기 프레임체에 탈착 가능하게 고정하는 고정구를 가져도 좋다.
이러한 구성이면, 고정구는 폐쇄판을 프레임체에 대해 강고하게 고정할 수 있는 동시에, 폐쇄판이 프레임체의 하류측의 면을 대체로 밀폐한다. 따라서, 유체의 유통을 보다 효과적으로 폐색할 수 있어서, 교환 대상의 필터재에 대해 작용하는 압력차(차압)를 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제 7 태양에 의하면, 상기 제 1 태양 내지 제 6 태양 어느 한 태양에 따른 흡기 필터 장치는, 상기 프레임체의 하방이며, 또한 상기 프레임체의 하류측으로부터 상기 유체의 유통 방향을 향해 연장되는 데크부를 추가로 구비해도 좋다.
이러한 구성이면, 작업자는 상술한 폐쇄판을 프레임체의 하류측에 배치하는 등의 보수 작업을 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8 태양에 의하면, 상기 제 1 태양 내지 제 7 태양 중 어느 한 태양에 따른 흡기 필터 장치는, 상기 흡기 경로 상에서 상기 필터재의 하류측에 간격을 두고 마련되는 그물코 형상의 펜스를 가져도 좋다.
이러한 구성이면, 작업 과정에서 발생하는 이물 등이 흡기 경로의 하류측으로 흘러가 가스 터빈 기체(機體)에 유입되는 것을 펜스에 의해 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 9 태양에 의하면, 상기 제 1 태양 내지 제 8 태양 중 어느 한 태양에 따른 흡기 필터 장치는, 복수의 필터재를 갖고, 상기 복수의 필터재는 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향으로 직렬로 배치되며, 상기 폐쇄판은 상기 복수의 필터재 중 상기 유체의 유통 방향에서 가장 하류측의 필터재의 하류측에 배치되어도 좋다.
이러한 구성이면, 가장 하류측의 필터재에 폐쇄판을 마련하는 것만으로, 필터재의 교환 작업을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 10 태양에 의하면, 상기 제 2 태양 내지 제 9 태양 중 어느 한 태양에 따른 흡기 필터 장치에서는, 상기 안내 부재는 상하 방향을 따라서 복수 배치되며, 서로 인접한 상기 안내 부재의 상기 유체의 유통 방향에 있어서의 치수가 서로 상이해도 좋다.
이러한 구성이면, 서로 인접한 안내 부재끼리의, 유체의 유통 방향에 있어서의 치수가 서로 상이하다. 따라서, 이들 안내 부재에 삽입되는 폐쇄판끼리 간섭하지 않는다. 이에 의해, 인접하는 필터재의 폐쇄판을 용이하게 착탈할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 11 태양에 의하면, 가스 터빈은 상기 제 1 태양 내지 제 10 태양 중 어느 한 태양에 기재된 흡기 필터 장치를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 운전 중이라도 필터재를 교환할 수 있는 가스 터빈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 12 태양에 의하면, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법은, 가스 터빈의 흡기 경로 상에 필터재를 배치하여 이루어지는 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법으로서, 프레임체 내에 배치된 교환 대상 필터재의 하류측의 표면을 폐색하는 폐쇄판을 배치하는 폐쇄판 배치 공정과, 상기 폐쇄판이 배치된 상기 교환 대상 필터재를 상기 프레임체로부터 상기 흡기 경로에 있어서의 상류측을 향해 분리하는 분리 공정과, 상기 분리 공정에 의해 상기 교환 대상 필터재가 분리된 상기 프레임체에 대해, 상기 흡기 경로에 있어서의 상류측으로부터 교환용 필터재를 장착하는 장착 공정과, 상기 장착 공정에 의해 상기 교환용 필터재가 장착된 상기 프레임체로부터 상기 폐쇄판을 제거하는 폐쇄판 제거 공정을 포함한다.
이러한 방법에 의하면, 흡기 경로 상을 유체가 유통하고 있는 상태라도, 폐쇄판에 의해 해당 유체의 흐름을 멈추어, 보다 용이하게 필터재를 교환할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 13 태양에 의하면, 상기 제 12 태양에 따른 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법에 있어서, 상기 폐쇄판 배치 공정에서는, 상기 교환 대상 필터재의 하류측에서 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향과 교차하는 방향으로 상기 폐쇄판을 슬라이드시켜 상기 필터재의 하류측의 표면을 폐색시켜도 좋다.
이러한 방법에 의하면, 폐쇄판을 배치할 때에, 유체가 흐르는 방향과 반대 방향을 향해 폐쇄판을 이동시킬 필요가 없어진다. 환언하면, 유체가 흡기 경로 상을 유통하고 있는 상태라도, 큰 힘을 필요로 하는 일 없이 폐쇄판을 배치할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 14 태양에 의하면, 상기 제 12 태양 또는 제 13 태양에 따른 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법에서는, 상기 흡기 필터 장치는 복수의 필터재를 갖고 있고, 상기 복수의 필터재는 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향으로 직렬로 배치되어 있으며, 상기 폐쇄판 배치 공정에서는, 상기 복수의 필터재 중 상기 유체의 유통 방향에서 가장 하류측의 필터재의 하류측에 상기 폐쇄판을 배치해도 좋다.
이러한 방법에 의하면, 복수의 필터재를 구비하는 흡기 필터 장치에 대해서도, 폐쇄판을 배치하여 보수 작업을 실행할 수 있다. 따라서, 폐쇄판에 의해 유체의 유통을 보다 효과적으로 폐색할 수 있기 때문에, 교환 대상의 필터재에 대해 작용하는 압력차(차압)를 더욱 저감할 수 있다.
상술한 흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법에 의하면, 가스 터빈의 운전 중이라도, 교환 중의 필터재를 수용한 공간으로부터 공기의 누출을 일으키는 일 없이, 간편하게 필터재의 교환을 실행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 흡기 필터 장치를 구비하는 가스 터빈의 측면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 필터 장치의 평면 단면도(도 1의 Ⅱ-Ⅱ선),
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 필터 장치의 측면 단면도(도 2의 Ⅲ-Ⅲ선),
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 흡기 필터 장치의 주요부 전개 사시도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 필터재의 장착 단면도(도 4의 Ⅳ-Ⅳ선),
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 폐쇄판을 배치하는 공정을 도시하는 설명도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 폐쇄판을 고정하는 공정을 도시하는 설명도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 필터 장치의 측면 단면도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 필터재의 사시도,
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 폭 방향의 필터재 주위의 구조도(도 9의 Ⅴ-Ⅴ선),
도 11은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 필터 구조도(도 10의 B부 상세),
도 12는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 필터재의 폐쇄판을 하류측에서 본 평면도(도 10의 Ⅵ-Ⅵ선),
도 13은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 상하 방향의 필터 구조도(도 12의 Ⅶ-Ⅶ선).
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90), 및 흡기 필터 장치(90)의 필터 교환 방법에 대해 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 가스 터빈(70)은, 공기를 흡기하여 압축하는 압축기(71)와, 압축된 공기 중에서 연료를 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기(72)와, 고온·고압의 연소 가스로 구동하는 터빈(73)을 구비한다. 가스 터빈(70)은 추가로 흡기 필터 장치(90)를 구비한다. 흡기 필터 장치(90)는 작동 유체로서의 공기로부터 이물을 제거하고 압축기(71)에 공급한다.
흡기 필터 장치(90)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 흡기 경로를 형성하는 건물 프레임(92)과, 건물 프레임(92)을 지표면으로부터 상방으로 이격된 위치에 지지하는 지지 구조물(91)과, 복수의 필터 어셈블리(1)를 구비하고 있다. 또한, 건물 프레임(92)은 작업자의 출입이나 물품의 반출입을 실행하기 위한 계단이나 입구 등을 외부 및 내부에 구비하고 있다.
본 실시형태에서, 건물 프레임(92)은 3층 건물의 건조물로서 구성되어 있다. 즉, 지지 구조물(91)의 바로 위에 1층 부분이 마련되고, 그 위에 순차 2층 부분, 3층 부분이 마련된다. 또한, 건물 프레임(92)의 3층 건물의 구조물은 일 예이며, 흡기 필터 장치(90)를 지상 배치로 해도 좋으며, 몇 층 건물이어도 좋다.
건물 프레임(92)의 각 층의 내부에는 필터 어셈블리(1)가 마련되어 있다. 흡기 필터 장치(90)와 압축기(71)는 흡기 덕트(80)에 의해 서로 접속되어 있다. 이에 의해, 건물 프레임(92) 내에 설치된 필터 어셈블리(1)를 유통한 공기는 흡기 덕트(80) 내를 유통하고, 가스 터빈(70)에 공급된다.
도 2는 도 1에 있어서의 흡기 필터 장치(90)의 Ⅱ-Ⅱ 단면을 도시하는 개략 단면도이다. 또한, 도 2 중에 있어서의 화살표는 필터 어셈블리(1)에 있어서의 유체의 유통 방향을 나타낸다. 이하의 설명에서는, 유체가 흘러오는 측을 상류측이라 하고, 유체가 흘러가는 방향을 하류측이라 한다. 또한, 유체의 유통 방향에 따른 방향을 상하류 방향이라 한다. 필터 어셈블리(1)는 가스 터빈(70)에 유체를 공급하기 위한 흡기 경로로 되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 각 층마다 마련된 필터 어셈블리(1)는, 흡기된 유체로부터 이물을 여과하는 복수의 필터재(10)와, 작업 시에 필터재(10)의 하류측에 마련되며 필터재(10)의 상하류에 있어서의 유체의 유통을 폐색하는 폐쇄판(20)과, 이들 필터재(10) 및 폐쇄판(20)을 지지하기 위한 프레임체(30)와, 필터재(10)를 프레임체(30)에 장착하기 위한 고정 부재(33)와, 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 대해 고정하기 위한 안내 부재(60)(폐쇄판용 걸림고정부)를 갖는다.
필터재(10)는, 상류측에 마련되는 동시에, 흡기된 유체로부터 입경이 큰 먼지를 여과하기 위한 프리필터재(10A)와, 프리필터재(10A)의 하류측의 면에 접하도록 마련되며, 입경이 비교적 작은 먼지를 여과하는 메인 필터재(10B)를 갖는다. 필터재(10)는 가는 선경으로 이루어지는 부직포 등으로 형성되며, 패널 필터라고도 불린다. 필터재(10)는 프리필터재(10A)와 메인 필터재(10B)를 시리즈로 연결하여 형성되며, 상류측 및 하류측을 제외한 필터 외표면은 필터 케이싱(11)으로 둘러싸여 있다.
프리필터재(10A)로서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 파형판 형상으로 형성된 부재가 주로 이용된다. 프리필터재(10A)의 상류측의 면 및 하류측의 면은, 유체가 유통하도록 서로 연통하며, 각각의 면에는 먼지를 포착 가능한 부직포 등으로 형성되는 여과재(12)가 배치되어 있다.
메인 필터재(10B)는 프리필터재(10A)의 하류측의 면에 고정되는 필터재이다. 메인 필터재(10B)에서는, 프리필터재(10A)와 마찬가지로, 상류측의 면 및 하류측의 면은 유체가 유통하도록 서로 연통되어 있다. 또한, 메인 필터재(10B)의 내부에는 여과재(12)가 배치되어 있다. 메인 필터재(10B)의 상하류 방향에 있어서의 치수는 프리필터재(10A)보다 크게 형성되어 있다. 또한, 메인 필터재(10B)는 프리필터재(10A)로 포착할 수 없었던, 입경이 비교적 작은 먼지 등을 포착하기 위한 부재이다. 즉, 메인 필터재(10B)의 여과재(12)로서는, 프리필터재(10A)가 갖는 여과재(12)보다 가는 선경을 갖는 입자 포집 효율이 높은 부직포 등이 이용된다.
또한, 메인 필터재(10B)로서는, 이른바 HEPA 필터(High Efficiency Particulate Filter)나 준 HEPA 필터를 이용하는 것이 바람직하게 채용된다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 폐쇄판(20)은 직사각형판 형상 부재로서, 흡기 필터 장치(90)의 보수 작업 시에, 메인 필터재(10B)의 하류측의 면을 폐색하여, 유체의 상하류 방향에 있어서의 유통을 정지시키기 위해서 마련된다. 폐쇄판(20)의 하류측의 면에는, 작업자(W)가 손으로 파지하여 운반, 설치 등을 실행하기 위한 파지부(21)가 마련되어 있다.
프레임체(30)는, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 건물 프레임(92) 내의 각 플로어 단위로, 상하 방향(연직 방향)을 따라서 각각 배치된다. 프레임체(30)의 최상부 및 최하부는 각 플로어의 천정부 및 마루면에 고정되며, 필터재(10)는 프레임체(30)를 거쳐서 건물 프레임(92)에 지지되어 있다. 또한, 프레임체(30)는, 상하 방향으로 연장되는 복수의 세로 거더(31)와, 폭 방향으로 연장되는 복수의 가로 거더(32)와, 해당 세로 거더(31)에 고정되는 동시에 필터 부재를 끼움으로써 마루면으로의 낙하를 방지하는 고정 부재(33)를 갖고 있다.
세로 거더(31)와 가로 거더(32)는 서로 직교하도록 배치된다. 폭 방향으로 인접하는 한쌍의 세로 거더(31)와 상하 방향으로 인접하는 한쌍의 가로 거더(32)의 내측에 형성되는 영역은 상술한 필터재(10)를 1개 수용하기 위한 필터 수용부(40)로 되어 있다.
필터재(10)는 필터 수용부(40)에 대해 상류측으로부터 삽입된다. 또한, 필터 수용부(40)에 수용된 필터재(10)는 한쌍씩의 세로 거더(31)와 가로 거더(32)에 의해 상하 방향 및 폭 방향으로 탈락할 수 없게 지지된다.
또한, 프레임체(30)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 상하 방향, 및 상하 방향과 교차하는 방향인 폭 방향에서, 함께 4개씩의 필터재(10)를 보지하도록 구성되어 있다. 또한, 상술한 필터재(10)의 장착 개수는 일 예이며, 이 수에 한정되는 것은 아니다.
고정 부재(33)는 필터재(10)의 주연부에 접촉하여, 필터재(10)가 필터 수용부(40)로부터 상류측으로 탈락하는 것을 방지한다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 고정 부재(33)는 세로 거더(31)에 고정되는 구획판(33A)과, 구획판(33A)에 고정되는 고정구(33B)로 구성된다. 구획판(33A)은 폭 방향으로 인접하는 필터재의 사이를 구획하는 부재이다. 고정구(33B)는 대략 L자 형상의 부재로서, 한쪽이 구획판에 착탈 가능하게 장착되며, 다른쪽은 상류측으로 연신하여, 필터재(10)를 끼우도록 보지한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 필터재(10)는 구획판(33A) 및 고정구(33B)를 거쳐서 세로 거더(31)에 지지되며, 필터재(10)의 하류측 단부와 세로 거더(31) 및 가로 거더(32)의 상류측을 향하는 외표면과의 사이에는, 시일재(37)가 마련되어 있다. 시일재(37)는 필터 케이싱(11)의 하류측의 단면(하류측 필터면(41))의 전체 외주에 마련되며, 필터 장치 내를 흐르는 공기가 필터재(10)를 바이패스하여, 필터 케이싱(11)과 프레임체(30)(세로 거더(31), 가로 거더(32))의 사이의 간극으로부터 하류측 데크부(50)로 유출되는 것을 방지하고 있다.
다음에, 프레임체(30)의 하류측의 구성에 대해 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 프레임체(30)의 하류측의 면은, 상술한 필터재(10)의 하류측의 면이 노출되는 하류측 필터면(41)을 이루고 있다. 또한, 전술한 폐쇄판(20)의 치수는 후술하는 프레임체(30)에 있어서의 하류측 필터면(41)의 치수보다 약간 커지도록 설정되어 있다.
또한, 하류측 필터면(41)의 상하 방향에 있어서의 각각의 연부의 근방에는, 폐쇄판을 상하 방향으로부터 지지하기 위한 안내 부재(60)가 마련되어 있다. 안내 부재(60)는 제 1 지지체(34)와 제 2 지지체(35)에 의해 구성된다. 제 1 지지체(34)는 하류측 필터면(41)의 상측에 마련되며, 제 2 지지체(35)는 하류측 필터면(41)의 하측에 마련된다.
즉, 제 1 지지체(34) 및 제 2 지지체(35)로 이루어지는 1조의 안내 부재(60)는, 장착면(프레임체(30))에 대해 단면이 역 L자 형상이 되도록 장착되고, 필터 수용부(40)(필터재(10))를 사이에 두고, 상하류 방향에 직교하는 방향으로서, 폭 방향으로 연장되는 1조의 부재로서 배치된다. 안내 부재(60)와 장착면(프레임체(30)) 사이에는, 폐쇄판(20)의 테두리를 받아들일 수 있는 홈부(34D, 35D)가 형성된다. 이들 제 1 지지체(34)의 홈부(34D)와 제 2 지지체(35)의 홈부(35D)는 서로 대향하고 있다.
제 1 지지체(34)는 연장 방향과 직교하는 방향에 있어서의 단면 형상이 대략 역 L자 형상을 이루고 있다. 또한, 제 1 지지체(34)는 하류측 필터면(41)의 폭 방향에 있어서의 치수보다 약간 큰 연장 치수를 갖는다. 제 1 지지체(34)를 역 L자 형상으로 구성하는 2개의 판 형상부 중 상하류 방향으로 연장되는 한쪽의 판 형상부는 지지면(34A)을 이룬다. 지지면(34A)의 하류측의 단부로부터 하방향으로 연장되는 타방의 판 형상부는 걸림고정면(34B)을 이룬다. 걸림고정면(34B)의 폭 방향에 있어서의 양단부의 근방에는, 후술하는 나비나사(36)(고정구)가 삽입되는 나사 구멍(34C)이 각각 형성되어 있다. 나사 구멍(34C)의 내주면에는 암나사 형태의 나선홈이 형성되어 있으며, 해당 나선홈은 후술하는 나비나사(36)와 나사 결합한다.
제 2 지지체(35)는 제 1 지지체(34)와 상하 방향으로 선대칭인 형상을 갖고 있다. 즉, 제 2 지지체(35)는 상하류 방향으로 연장되는 지지면(35A)과, 지지면(35A)의 하류측의 단부로부터 상방향으로 연장되는 걸림고정면(35B)을 갖고 있다. 부가하여, 걸림고정면(35B)의 폭 방향에 있어서의 양단부의 근방에는, 나비나사(36)가 삽입되는 나사 구멍(35C)이 각각 형성되어 있다. 또한, 걸림고정면(34B, 35B)과 장착면(프레임체(30))의 사이에 홈부(34D, 35D)가 형성되며, 지지면(34A, 35A)은 홈부(34D, 35D)의 바닥면을 형성한다. 이와 같이 형성된 제 1 지지체(34) 및 제 2 지지체(35)에 의해, 폐쇄판(20)은 프레임체(30)에 대해 고정된다.
가스 터빈의 통상 운전 중에는, 흡기 필터 장치(90)는 폐쇄판(20)을 분리한 상태가 된다. 한편, 가스 터빈의 운전 중에 필터 교환을 실행하는 경우는, 폐쇄판(20)이 제 1 지지체(34) 및 제 2 지지체(35)를 거쳐서 프레임체(30)(세로 거더(31), 가로 거더(32))에 장착된다. 즉, 가스 터빈의 운전 중에 필터재(10)를 교환할 때, 제 1 지지체(34) 및 제 2 지지체(35)로 이루어지는 1조의 안내 부재(60)는 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 장착하기 위한 폐쇄판용 걸림고정부가 된다
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 필터 어셈블리(1)의 하류측이며 또한 필터 어셈블리(1)로부터 소정의 거리만큼 이격된 위치에는, 펜스(F)가 마련되어 있다. 펜스(F)는 표면에 상하류 방향으로 연통된 복수의 뚫린 구멍을 그물코 형상으로 갖는 부재이다.
나아가, 필터 어셈블리(1)와 펜스(F)의 사이로서, 필터 어셈블리(1)의 하방에는, 작업자(W)가 통행하거나 보수 작업을 실행하기 위한 하류측 데크부(50)가 마련되어 있다. 또한, 여기에서 말하는 소정의 거리란, 해당 하류측 데크부(50) 상에서 작업자(W)가 작업 등을 실행하는 공간을 충분히 확보할 수 있을 만큼의 거리로서, 설계에 따라 적절히 선택되는 치수이다.
부가하여, 필터 어셈블리(1)의 상류측에는, 하류측 데크부(50)와 높이 방향으로 동일한 평면 상에 마련된 상류측 데크부(51)가 마련되어 있다
다음에, 본 실시형태에 따른 필터 어셈블리(1)에 있어서의 필터재(10)의 교환 방법에 대해 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 이하의 예에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 필터재(10)의 교환 작업은 필터 어셈블리(1)의 상류측에서 필터재(10)의 교환을 실행하는 제 1 작업자(W1)와, 하류측에서 폐쇄판(20)의 설치, 제거 등을 실행하는 제 2 작업자(W2)에 의해 실행되는 것으로 한다. 또한, 교환 작업의 전체에 걸쳐서, 가스 터빈(70)은 운전 상태에 있는 것으로 한다. 즉, 필터 어셈블리(1)의 상하류에 걸쳐서는, 유체가 상류로부터 하류를 향해 유통하고 있는 상태이다.
우선, 제 1 작업자(W1)는 상류측 데크부(51) 상에서, 제 2 작업자(W2)는 하류측 데크부(50) 상에서 작업의 준비를 실행한다.
또한, 이하와 같이 하여 폐쇄판 배치 공정을 진행한다.
도 3 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 우선, 하류측 데크부(50)에서 제 2 작업자(W2)는 제 1 지지체(34)와 제 2 지지체(35)의 양단부의 한쪽으로부터, 폐쇄판(20)의 폭 방향에 있어서의 어느 하나의 테두리를 홈부(34D, 35D)를 따라서 삽입한다. 보다 상세하게는, 제 1 지지체(34)의 걸림고정면(34B)과 하류측 필터면(41), 및 제 2 지지체(35)의 걸림고정면(35B)과 하류측 필터면(41)의 사이에 각각 형성되는 간극(홈부(34D, 35D))에, 폐쇄판(20)의 테두리를 미끄러져 들어가게 하여 삽입한다. 이어서, 폐쇄판(20)이 하류측 필터면(41)의 전면(全面)을 덮을 때까지, 폐쇄판(20)을 삽입한다. 이 상태에서, 폐쇄판(20)은 유체의 유통 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능하도록, 제 1 지지체(34)(안내 부재(60))와 제 2 지지체(35)(안내 부재(60))에 의해 지지되어 있다.
이어서, 도 7의 좌측 도면에 도시하는 바와 같이, 제 1 지지체(34), 제 2 지지체(35)의 각각의 나사 구멍(34C, 35C)에 나비나사(36)를 조인다. 이 상태에서는, 도면에 도시하는 바와 같이, 폐쇄판(20)은 하류측 필터면(41)과의 사이에 약간의 간극을 갖고 있다.
또한, 도 7의 우측 도면에 도시하는 바와 같이, 폐쇄판(20)이 하류측 필터면(41)에 간극 없이 접촉할 때까지, 상술한 나비나사(36)를 더욱 조인다. 이상에 의해, 폐쇄판 배치 공정이 완료된다.
다음에, 도 3에 도시하는 상류측 데크부(51)에서, 제 1 작업자(W1)는 교환 대상인 필터재(10), 즉 상술한 폐쇄판 배치 공정에서 폐쇄판(20)이 배치된 필터재(10)를 프레임체(30)로부터 분리한다. 보다 상세하게는, 제 1 작업자(W1)는 교환 대상이 되는 필터재(10)를, 전술한 흡기 경로의 상류측을 향해 프레임체(30)로부터 미끄러지게 하도록 하여 분리한다.
가스 터빈(70)이 운전 상태에 있으며, 필터 어셈블리(1)의 상류측으로부터 하류측을 향해 유체가 계속 유통하고 있는 상태에서, 폐쇄판(20)이 마련되어 있지 않은 경우를 가정하면, 이하와 같이 필터재(10)의 분리 시에 곤란을 일으킨다. 즉, 필터재(10)에 대해서는, 제 1 작업자(W1) 측에서 보아, 자신으로부터 이격되는 방향(즉, 하류측을 향하는 방향)을 향해 압력차(차압)가 작용하고 있다. 따라서, 필터재(10)를 상류측을 향해 분리할 때에는, 이 압력차(차압)를 상회하는 힘을 필터재(10)에 작용시켜야만 한다.
그렇지만, 본 실시형태에서는, 필터재(10)의 하류측 필터면(41)을 폐쇄판(20)에 의해 폐색하고 있기 때문에, 흡기 경로 중의 유체는 필터재(10)를 유통하지 않는다. 따라서, 제 1 작업자(W1)로부터 보아, 상술한 바와 같은 압력차(차압)에 의한 힘은 필터재(10)에 작용하지 않아서, 이것을 상류측을 향해 용이하게 분리할 수 있다.
이상에 의해, 필터재(10)를 분리하기 위한 분리 공정이 완료된다.
이어서, 상술한 분리 공정에 의해 교환 대상의 필터재(10)가 분리된 후의 프레임체(30)(필터 수용부(40))에, 교환용의 새로운 필터재(10)를 장착한다. 교환용의 필터재(10)를 장착할 때에는, 필터 어셈블리(1)의 상류측으로부터 미끄러져 들어가게 하여, 필터 수용부(40)에 필터재(10)를 삽입한다.
이상에 의해, 교환용의 필터재를 장착하기 위한 장착 공정이 완료된다.
또한, 상술한 장착 공정이 완료된 해당 필터 수용부(40)의 하류측 필터면(41)으로부터, 제 2 작업자(W2)가 폐쇄판(20)을 제거한다. 폐쇄판(20)의 제거 시에는, 전술한 폐쇄판 배치 공정과 반대의 순서를 실시한다.
우선, 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 대해 고정하고 있는 나비나사(36)를 푼다. 이에 의해, 폐쇄판(20)이 하류측 필터면(41)으로부터 약간 이격되어, 폭 방향으로 움직일 수 있게 된다. 이어서, 제 2 작업자(W2)는 폐쇄판(20)을 폭 방향 중 어느 한쪽으로 슬라이드시켜, 제 1 지지체(34) 및 제 2 지지체(35)로부터 폐쇄판(20)을 제거한다. 폐쇄판(20)을 폭 방향에 있어서의 어느 방향으로 제거할지는 해당 필터 수용부(40)와 주위 구조물과의 위치 관계나 작업자의 편의에 따라서 결정되는 것이며, 본 공정에서 특정의 한 방향에 한정되는 것은 아니다.
이상에 의해, 폐쇄판 제거 공정이 완료되고, 이로써 본 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)에 있어서의 필터재(10)의 교환(교환 방법)이 완료된다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)는, 폐쇄판(20)에 의해 유체의 유통을 폐색할 수 있기 때문에, 필터재(10)의 교환 중이라도, 이물이 하류측의 압축기(71) 등에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 교환 대상의 필터재(10)에 대한 압력차(차압)의 작용을 저감할 수 있다.
따라서, 가스 터빈(70)을 운전한 상태라도, 필터재(10)의 교환 작업을 실행할 수 있다.
또한, 필터재(10)의 교환을 가스 터빈(70)의 운전 중이라도 실행할 수 있는 것에 의한 경제적인 이점도 얻을 수 있다. 즉, 필터재(10)를 교환할 때에, 가스 터빈(70)을 정지시키고 있었던 경우는, 필터재(10)가 아직 충분한 성능을 갖는 상태라도, 정기 검사시 등에 예방적으로 교환할 필요가 있다. 환언하면, 필터재(10)의 내용(耐用) 기간 만료를 기다리지 않고, 이것을 새로운 필터재(10)로 교환할 필요가 있다.
그렇지만, 상술한 실시형태에 의하면, 가스 터빈(70)의 운전 중에 필터재(10)를 교환할 수 있기 때문에, 필터재(10)를, 그 내용연수가 만료되기 직전까지 사용한 후, 순차적으로 새로운 필터재(10)로 교환할 수 있다.
부가하여, 본 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)에서는, 폐쇄판(20)은 안내 부재(60)에 의해, 흡기 경로 상을 유체가 유통하는 방향과 교차하는 방향으로 이동할 수 있도록 지지되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 근접시킬 때에, 유체가 유통하는 방향과 교차하는 방향으로 이동시키면 좋다. 따라서, 유체가 흡기 경로 상을 유통하고 있는 상태라도 큰 힘을 필요로 하는 일 없이 폐쇄판을 배치할 수 있다. 이에 의해, 가스 터빈(70)을 운전한 상태여도, 필터재(10)의 교환 작업을 실행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)는, 안내 부재(60)를 거쳐서 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 탈착 가능하게 고정하는 고정구(나비나사(36))를 갖고 있다. 따라서, 나비나사(36)가 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 대해 강고하게 고정할 수 있다. 이에 의해, 폐쇄판(20)은 프레임체(30)의 하류측 필터면(41)을 대체로 밀폐한다. 따라서, 유체의 유통을 보다 효과적으로 폐색할 수 있어서, 교환 대상의 필터재(10)에 대해 작용하는 압력차(차압)를 더욱 저감할 수 있다.
부가하여, 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 근접시키는 방향에 있어서의 이동은 나비나사(36)를 조이는 것만으로 실행된다. 따라서, 폐쇄판(20)을 프레임체(30)에 배치할 때에 필요하게 되는 힘이 경감된다.
또한, 본 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)는 필터재(10)의 하류측에 하류측 데크부(50)를 갖고 있다. 이러한 구성에 의하면, 작업자(W)는 필터재(10)의 하류측에 용이하게 도달할 수 있다. 따라서, 작업자(W)는 폐쇄판(20)을 프레임체(30)의 하류측에 배치하는 등의 보수 작업을 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)는 필터재(10)의 하류측에 마련된 펜스(F)를 갖는다. 이러한 구성에 의하면, 작업 과정에서 발생하는 나사 등의 이물이 흡기 경로의 하류측으로 흘러 압축기(71)에 유입되는 것을 펜스(F)에 의해 억제할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)는, 유체의 유통 방향을 따라서 직렬로 배치된 복수의 필터재(10)를 갖고, 폐쇄판(20)이 마련되는 필터재(10)는 해당 유체의 유통 방향에서 가장 하류측에 배치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 상하류에서 가장 큰 차압이 발생하는 최하류의 필터재(10)에 대해 폐쇄판(20)을 마련함으로써, 교환 대상의 필터재(10)에 대해 작용하는 압력차(차압)를 보다 효과적으로 저감할 수 있다. 환언하면, 상류측에 위치하는 필터재(10)에 대해 폐쇄판(20)을 배치하는 경우에 비해, 보다 효과적으로 압력차(차압)의 작용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)에 있어서의 필터 교환 방법에 의하면, 흡기 경로 상을 유체가 유통하고 있는 상태라도, 폐쇄판(20)에 의해 해당 유체의 흐름을 멈추어, 보다 용이하게 필터재(10)를 교환할 수 있다.
부가하여, 폐쇄판(20)을 배치할 때에, 유체가 흐르는 방향과 반대 방향을 향해 폐쇄판(20)을 이동시킬 필요가 없어진다. 환언하면, 유체가 흡기 경로 상을 유통하고 있는 상태라도, 큰 힘을 필요로 하는 일 없이 폐쇄판(20)을 배치할 수 있다.
또한, 부가하여, 이러한 방법에 의하면, 복수의 필터재를 구비하는 필터 어셈블리(1)에 대해서도, 폐쇄판(20)을 배치하고 보수 작업을 실행할 수 있다. 따라서, 폐쇄판(20)에 의해 유체의 유통을 보다 효과적으로 폐색할 수 있기 때문에, 교환 대상의 필터재(10)에 대해 작용하는 압력차(차압)를 더욱 저감할 수 있다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하류측 데크부(50)의 하류단에 마련한 펜스(F)에 인접시키고, 하류측에 안전 난간(SG)을 마련해도 좋다. 안전 난간(SG)을 마련하는 것에 의해, 작업자(W2)가 하류측 데크부(50)로부터 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 프리필터재(10A)와 메인 필터재(10B)가 서로 접촉하여 마련된 예를 설명했다. 그렇지만, 필터재(10)의 구성은 이에 한정되지 않으며, 프리필터재(10A)와 메인 필터재(10B)가 유체의 유통 방향을 따라서 이격되어 배치되어 있어도 좋다.
[제 2 실시형태]
이하, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90) 및 흡기 필터 장치(90)의 필터재의 교환 방법에 대해 설명한다. 상술한 제 1 실시형태는 패널 필터를 이용한 흡기 필터 장치(90)에 관한 실시형태이지만, 제 2 실시형태에 따른 흡기 필터 장치(90)에는, 패널 필터를 변경하여, 펄스 필터가 채용되어 있다. 이하에서는, 제 1 실시형태와는 다른 구조 및 방법에 대해서만 설명하며, 동일한 구조 또는 방법의 부분은 동일한 부호와 명칭을 이용하고, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 펄스 필터란, 압축 공기를 순간적으로 펄스 형상으로 필터 내부에 분사하여, 필터 외면에 부착된 분진을 떨어뜨리는 역세(逆洗) 기능을 구비한 필터를 의미한다.
도 8은 펄스 필터를 이용한 흡기 필터 장치의 개략 측면도를 도시한다. 흡기 필터 장치(90)가 3층 건물의 건물 프레임(92) 내에 수용되며, 지지 구조물(91)로 지지되어 있는 점은 제 1 실시형태와 동일하다. 도 8에 도시하는 예는 3층 건물의 건물 프레임(92)으로 한 예이지만, 이 예에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 프레임체(130)가 건물 프레임(92) 내의 플로어마다 각각 배치되어 있다. 프레임체(130)의 최상부 및 최하부가 각 플로어의 천정부 및 마루면에 고정되며, 필터재(100)는 프레임체(130)를 거쳐서 건물 프레임(92)에 지지되어 있다.
도 9는 제 2 실시형태의 일 실시태양에 따른 흡기 필터 장치(90)의 일부를 도시하는 사시도이다. 필터재(100)를 배치하는 필터 수용부(140)는, 프레임체(130)를 구성하는 상하 방향(연직 방향)으로 연장되는 복수의 세로 거더(31)와, 폭 방향으로 연장되는 복수의 가로 거더(32)와, 필터재(100)를 지지하는 관판(131)에 의해 형성된다. 즉, 상하 방향으로 연장되는 세로 거더(31)와 폭 방향으로 연장되는 가로 거더(32) 사이에 두어진 직사각형 형상의 공간을 형성하는 필터 수용부(140) 내에, 상하류 방향으로 빈 개구를 폐색하도록 판 형상의 관판(131)이 부착된다. 세로 거더(31) 및 가로 거더(32)는 평판인 판재라도 좋고, H형강이나 L형강과 같은 형강이라도 좋다. 관판(131)과 세로 거더(31) 및 가로 거더(32)는 용접 등에 의해 고정되며, 상류측 데크부(51)측으로부터 하류측 데크부(50)측으로 공기의 누출이 생기지 않는 구조를 갖는다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 다수의 통 형상체의 필터재(100)를 상하류 방향에 따라서 배치하는 동시에, 관판(131)에 고정한다. 필터재(100)가 장착되는 관판(131)에는, 필터재(100)에 대해 상하류 방향으로 동심 형상의 개구(139)가 마련되어 있다.
도 10을 이용하여, 제 2 실시형태에 따른 필터재(100)의 구조를 설명한다. 필터재(100)는, 통 형상으로, 상류측에 배치된 내측 다공판(100A)과, 내측 다공판(100A)을 덮도록 내측 다공판(100A)의 하류측에 배치된 외측 다공판(100B)과, 내측 다공판(100A)과 외측 다공판(100B)의 사이의 공간에 충전된 여과재(112)에 의해 형성되어 있다. 내측 다공판(100A) 및 외측 다공판(100B)은 표면에 다수의 관통 구멍(101)이 마련된 다공판을 원통 형상으로 성형한 부재이며, 공기가 유통 가능하다. 여과재(112)는 파형판 형상의 부직포 등을 원통형으로 성형함으로써 구성된다. 이 여과재(112)에 의해, 공기 중의 분진이나 먼지 등이 포착된다.
또한, 내측 다공판(100A) 및 외측 다공판(100B) 그리고 여과재(112)로 이루어지는 필터재(100)는 1조의 필터 엘리먼트로서 일체적으로 형성되며, 일체로 장착 또는 분리가 된다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 필터재(100)는 고정 부재(133)에 의해 관판(131)에 장착되어 있다. 고정 부재(133)는 필터재(100)의 내측으로부터 필터재(100)를 보지하는 심봉(133A)과, 필터재(100)를 심봉(133A)을 거쳐서 관판(131)에 고정하는 체결구(133B)와, 심봉(133A)의 상류단에 마련된 덮개재(133C)로 구성되어 있다. 심봉(133A)은 복수개의 봉 형상 부재를 묶은 형상을 구비하고, 상류측 말단은 묶여서 일체화되며, 타단은 하류측을 향해 각각의 봉 형상 부재가 서로 이격되는 방향으로 넓어져서, 단부에 플랜지부(133AF)를 갖는다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 플랜지부(133AF)를 갖는 심봉(133A)은 상류측으로부터 개구(139)에 삽입되며, 개구(139)의 내주연 근방에서 플랜지부(133AF)가 관판(131)에 용접 등으로 고정된다. 예컨대, 도 12에 도시하는 예에서는, 심봉(133A)이 3개의 봉 형상 부재로 형성되어 있다. 상하류 방향에서 필터재(100)를 본 경우, 3개의 심봉(133A)은 필터재(100)의 외주를 대략 120℃의 간격을 두고 배치되어 있다. 심봉(133A)은, 내측 다공판(100A)이 직경 방향의 내측으로 움푹하지 않도록 필터재(100)를 보강한다. 또한, 심봉(133A)은 적어도 3개 이상 마련되어 있으면 좋다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 심봉(133A)은 말단의 플랜지부(133AF)에서 관판(131)에 용접 등으로 고정된다. 또한, 필터재(100)와 관판(131)의 사이에는 시일재(137)가 삽입된다. 필터재(100)와 관판(131)의 접촉면의 전체 둘레에 걸쳐서, 시일재(137)가 배치되므로, 심봉(133A)의 상류단에 장착된 체결구(133B)를 조이는 것에 의해, 시일재(137)가 상하류 방향으로 압축된다. 그 결과, 시일재(137)의 시일성이 보지되고, 필터 장치(90)에 공급된 공기는 필터재(100)를 바이패스하지 않고, 외측 다공판(100B)의 내부에 유입된다.
즉, 필터 장치(90)에 유입된 공기는 외측 다공판(100B)에 마련된 다수의 관통 구멍(101)으로부터 필터재(100)의 내부로 들어간다. 여과재(112)에서 분진이나 먼지 등이 제거된 공기는, 내측 다공판(100B)에 마련된 관통 구멍(101)으로부터 필터재(100)의 내부 공간으로 빠져나가, 더욱 하류측으로 이동하여, 개구(139)로부터 하류측 데크부(50)측으로 배출된다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 관판(131)에 장착된 필터재(100)는, 상류측의 부분이 원통형을 이루는 한편, 중간으로부터 하류측에 걸친 부분은 원추형을 이룸으로써, 전체적으로 통 형상을 이루고 있다. 필터재(100)가 관판(131)에 장착된 상태에서는, 하류측 말단의 내측 다공판(100A)의 내경은 관판(131)에 형성된 개구(139)의 구경과 대략 일치한다.
또한, 도 10에 도시하는 바와 같이, 필터재(100)의 하류측에서, 데크부(50)에는 필터 역세용의 세정 노즐(145)이 설치되어 있다. 세정 노즐(145)은 각각의 필터재(100)의 개구(139)의 구멍 중심과 동일한 상하 방향 및 폭 방향의 위치에서, 폐쇄판(120)의 착탈 작업에 지장이 생기지 않도록, 필터재(100)로부터 하류측 방향의 소정의 거리를 유지하며 배치된다. 세정 노즐(145)에 공급되는 압축 공기는 공기 공급 배관(146)을 거쳐서 공급된다.
다음에, 필터재(100)의 하류측의 구성에 대해 설명한다. 제 1 실시형태와 마찬가지로, 가스 터빈의 운전 중에 필터재(100)를 교환하기 위해서는, 폐쇄판(120)을 사전에 필터재(100)에 장착할 필요가 있다. 즉, 도 10 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 필터재(100)(하류측 필터면(141))를 사이에 두고 폭 방향 양측의 연부 근방에, 폐쇄판(120)을 가이드하는 안내 부재(160)가 배치되어 있다. 안내 부재(160)는 필터재(100)를 사이에 두고, 각각 폭 방향에 있어서의 양측에 위치하는 제 1 지지체(134) 및 제 2 지지체(135)에 의해 구성된다. 나비나사 등으로 이루어지는 고정구(136)에 의해 프레임체(130)(관판(131))에 고정되는 점은 제 1 실시형태와 마찬가지의 구성이다.
구체적으로는, 1조의 안내 부재(160)(제 1 지지체(134), 제 2 지지체(135))는, 장착면(관판(131))에 대해, 단면이 역 L자 형상이 되도록 장착된다. 안내 부재(160)와 장착면(관판(131)) 사이에는, 폐쇄판(120)의 테두리를 받아들일 수 있는 홈부(134D, 135D)가 형성된다. 홈부(134D, 135D)는 필터재(100)를 사이에 두고 서로 대면하고 있다.
폐쇄판(120)을 관판(131)에 장착할 때, 관판(131)과의 사이에 패킹 등의 충전재(142)가 배치된다. 여기서, 폐쇄판(120)을 관판(131)에 장착할 때, 고정 부재(133)의 플랜지부(133AF)가 간섭하여, 폐쇄판(120)을 관판(131)에 밀착시키지 못하여, 폐쇄판(120)과 관판(131) 사이에 간극이 생겨 버릴 가능성이 있다. 이 간극으로부터 하류측으로 공기가 누출되어, 필터재의 교환 작업을 할 수 없는 사태를 회피하기 위해, 폐쇄판(120)과 관판(131) 사이의 폐쇄판(120)의 이측 외주에 패킹 등의 충전재(142)가 배치된다. 고정구(136)를 조이는 것에 의해, 폐쇄판(120)을, 충전재(142)를 거쳐서 관판(131)에 장착할 수 있다. 충전재(142)는 폐쇄판(120)의 이측에 부착되어도 좋다.
다음에, 도 12에 도시하는 상하 방향(연직 방향)에 배치된 필터 부재(100)에 폐쇄판(120)을 장착하는 경우의 안내 부재(160)에 대해 설명한다. 도 12에 도시하는 폭 방향(좌우 방향)으로 배치된 인접하는 필터재(100)끼리의 경우, 안내 부재(160)를 구성하는 제 1 지지체(134) 및 제 2 지지체(135)는, 필터재(100)를 사이에 두고 폭 방향(좌우 방향)으로 배치되며, 관판(131)의 표면으로부터 동일한 높이(홈부(134D, 135D)의 홈 폭이 동일함)에 배치되어 있다.
그런데, 도 12에 있어서, 필터재(100)끼리가 상하 방향으로 인접하도록 배치되는 경우에, 제 1 지지체(134) 및 제 2 지지체(135)를 동일한 높이(관판(131)의 표면으로부터의 높이)로 설치하면, 폐쇄판(120)을 제 1 지지체(134)의 홈부(134D) 또는 제 2 지지체(135)의 홈부(135D)에 삽입하는 경우, 인접하는 필터재(100)의 제 1 지지체(134) 또는 제 2 지지체(135)와 간섭하여, 폐쇄판(120)을 삽입할 수 없을 가능성이 있다.
그 때문에, 도 13에 도시하는 바와 같이, 상하 방향으로 배치된 필터재(100)의 경우는, 제 1 지지체(134) 및 제 2 지지체(135)의 홈부(134D, 135D)의 홈 폭(관판(131)의 표면으로부터의 높이에 상당)을, 상하 방향으로 인접하는 제 1 지지체(134) 및 제 2 지지체(135)의 경우는 서로 다른 홈 폭이 되도록 설치한다. 이러한 배치로 하면, 이점쇄선으로 나타낸 폐쇄판(120)과 같이, 화살표로 나타내는 경사 방향으로부터 제 1 지지체(134)의 홈부(134D) 또는 제 2 지지체(135)의 홈부(135D)에 삽입할 수 있다.
다음에, 제 2 실시형태에 따른 필터재(100)의 교환 방법에 대해 도 8 내지 도 10을 이용하여 설명한다. 제 1 실시형태와 다른 공정에 대해서만 설명하는 것으로 하고, 동일한 공정을 적용할 수 있는 경우는 설명을 생략한다. 본 실시형태에서는, 필터재(100)의 프레임체(130)(관판(131))으로의 장착 구조, 및 공정이 제 1 실시형태와는 상이하다. 즉, 필터재(100)의 분리 공정 및 장착 공정이 다른 점을 제외하고, 폐쇄판 배치 공정 및 폐쇄판 제거 공정 등의 순서는 제 1 실시형태와 마찬가지이다. 예컨대, 하류측 데크부(50)에서, 제 2 작업자(W2)가 폐쇄판(120)을 프레임체(130)(관판(131))에 고정된 안내 부재(160)(제 1 지지체(134), 제 2 지지체(135))에 장착하는 폐쇄판 배치 공정이나, 폐쇄판(120)을 안내 부재(160)로부터 분리하는 폐쇄판 제거 공정은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
제 2 실시형태에 따른 필터재(100)의 분리 공정 및 장착 공정에 대해 이하에 설명한다. 도 10 내지 도 12에 도시하는 바와 같이, 폐쇄판(120)의 프레임체(130)(관판(131))에의 장착이 종료된 것을 확인한 후, 심봉(133A)의 상류단에 장착된 체결구(133B)를 분리한다. 체결구(133B)를 분리하는 것에 의해, 심봉(133A)으로부터 내측 다공판(100A), 외측 다공판(100B) 및 여과재(112)로 형성된 1조의 필터재(100)를 일체로서 상류측으로 인출하여 분리할 수 있다. 이 작업에 의해, 필터재(100)의 분리 공정이 완료된다.
다음에, 교환용의 내측 다공판(100A), 외측 다공판(100B) 및 여과재(112)로 이루어지는 새로운 필터재(100)를 상류측으로부터 심봉(133A)에 삽입하고, 체결구(133B)로 조인다. 이 작업에 의해, 필터재(100)가 관판(131)에 장착되고, 필터재(100)의 장착 공정이 완료되며, 그 이외의 교환 방법의 순서는 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
필터재(100)는, 관판(131)에 용접 고정된 고정 부재(133)(심봉(133A))의 체결구(133B)의 착탈로, 간단하게 분리 및 장착을 할 수 있으므로, 필터재(100)의 교환이 용이하다.
상술한 제 2 실시형태에서는 필터재(100)를 수평 방향으로 장착한 태양으로 설명했지만, 필터재(100)를 연직 방향으로 장착해도 좋다. 즉, 수평면에 설치된 관판(131)에 대해 필터재(100)를 연직 방향의 하방으로부터 장착하는 구조라도 좋다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상술했지만, 상기의 실시형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일 예이며, 본 발명의 취지에서 일탈하지 않는 범위 내에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 이외의 변경이 가능하다.
예컨대, 상술한 실시형태에서는, 폐쇄판(20)을 안내 부재(60)에 고정하기 위한 고정구(36)로서, 나비나사를 이용한 예를 설명했지만, 고정구(36)는 이에 한정되지 않으며, 설계나 편의에 따라서 여러 가지의 수단을 취하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 가스 터빈(70)의 운전 상태에서 필터재(10, 100)의 교환을 실행하는 예에 대해 설명했다. 그렇지만, 가스 터빈(70)을 정지한 상태에서 필터재(10, 100)의 교환을 실행해도 좋다.
상술한 흡기 필터 장치, 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법은, 일 예로서 가스 터빈 등에 적용할 수 있다. 상기의 구성에 의하면, 가스 터빈의 운전 중이라도, 교환 중의 필터재를 수용한 공간으로부터 공기의 누출을 일으키는 일 없이, 간편하게 필터재의 교환을 실행할 수 있다.
1: 필터 어셈블리 10, 100: 필터재
10A: 프리필터재 10B: 메인 필터재
11: 필터 케이싱 12, 112: 여과재
20, 120: 폐쇄판 21, 121: 파지부
30, 130: 프레임체 31: 세로 거더
32: 가로 거더 33, 133: 고정 부재
34, 134: 제 1 지지체 35, 135: 제 2 지지체
34A, 35A, 134A, 135A: 지지면 34B, 35B, 134B, 135B: 걸림고정면
34C, 35C, 134C, 135C: 나사 구멍 34D, 35D, 134D, 135D: 홈부
36, 136: 고정구(나비나사) 37, 137: 시일재
40, 140: 필터 수용부 41, 141: 하류측 필터면
50: 하류측 데크부 51: 상류측 데크부
60, 160: 안내 부재 70: 가스 터빈
71: 압축기 72: 연소기
73: 터빈 80: 흡기 덕트
91: 지지 구조물 90: 흡기 필터 장치
92: 건물 프레임 100A: 내측 다공판
100B: 외측 다공판 101: 관통 구멍
131: 관판 133A: 심봉
133AF: 플랜지부 133B: 체결구
133C: 덮개재 139: 개구
142: 충전재 145: 세정 노즐
146: 공기 공급 배관 F: 펜스
W: 작업자 W1: 제 1 작업자
W2: 제 2 작업자 T: 안전 난간

Claims (14)

  1. 가스 터빈의 흡기 경로 상에 필터재를 배치하여 이루어지는 흡기 필터 장치에 있어서,
    상기 필터재가 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향의 상류측으로부터 삽입되며, 상기 필터재를 지지하는 프레임체와,
    상기 프레임체의 하류측에 장착되며, 상기 필터재의 하류측을 폐색하고, 상기 필터재마다 마련되는 폐쇄판을 걸림고정하기 위한 폐쇄판용 걸림고정부를 가지며,
    상기 걸림고정부가, 상기 폐쇄판을 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향과 교차하는 방향으로 이동 가능하게 지지하는 복수의 안내 부재를 포함하고,
    상기 복수의 안내 부재는 상하 방향 또는 폭 방향을 따라서 복수 배치되며, 인접한 상기 안내 부재의 상기 유체의 유통 방향에 있어서의 치수가 서로 다른
    흡기 필터 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터재를 사이에 두고 양측에 배치된 1조의 안내 부재를 구비하고, 상기 1조의 안내 부재에는 각각 상기 폐쇄판을 받아들일 수 있는 홈부가 형성되며, 상기 홈부의 개구가 서로 대면하도록 형성된
    흡기 필터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기 필터 장치는, 상기 걸림고정부를 거쳐서 상기 프레임체에 장착된 폐쇄판을 구비하는
    흡기 필터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임체는 판 형상의 관판을 포함하며, 상기 필터재는 상기 관판에 지지되는
    흡기 필터 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 안내 부재를 거쳐서 상기 폐쇄판을 상기 프레임체에 탈착 가능하게 고정하는 고정구를 갖는
    흡기 필터 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임체의 하방에서, 또한 상기 프레임체의 하류측으로부터 상기 유체의 유통 방향을 향해 연장되는 데크부를 추가로 구비하는
    흡기 필터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡기 경로 상에서 상기 필터재의 하류측에 간격을 두고 마련되는 그물코 형상의 펜스를 갖는
    흡기 필터 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    복수의 필터재를 갖고,
    상기 복수의 필터재는 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향으로 직렬로 배치되며, 상기 폐쇄판은 상기 복수의 필터재 중 상기 유체의 유통 방향에서 가장 하류측의 필터재의 하류측에 배치되는
    흡기 필터 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 기재된 흡기 필터 장치를 구비하는
    가스 터빈.
  12. 가스 터빈의 흡기 경로 상에 필터재를 배치하여 이루어지는 흡기 필터 장치의 필터 교환 방법에 있어서,
    프레임체 내에 배치된 교환 대상 필터재의 하류측의 표면을 폐색하는 동시에, 상기 교환 대상 필터재의 하류측의 상하 방향 또는 폭 방향을 따라 복수 배치되고, 유체의 유통 방향에 있어서의 치수가 서로 다른 인접한 안내 부재에 지지되는 폐쇄판을 배치하는 폐쇄판 배치 공정과,
    상기 폐쇄판이 배치된 상기 교환 대상 필터재를 상기 프레임체로부터 상기 흡기 경로에 있어서의 상류측을 향해 분리하는 분리 공정과,
    상기 분리 공정에 의해 상기 교환 대상 필터재가 분리된 상기 프레임체에 대해, 상기 흡기 경로에 있어서의 상류측으로부터 교환용 필터재를 장착하는 장착 공정과,
    상기 장착 공정에 의해 상기 교환용 필터재가 장착된 상기 프레임체로부터 상기 폐쇄판을 제거하는 폐쇄판 제거 공정을 포함하는
    흡기 필터 장치의 필터 교환 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 폐쇄판 배치 공정에서는, 상기 교환 대상 필터재의 하류측에서 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향과 교차하는 방향으로 상기 폐쇄판을 슬라이드시켜 상기 필터재의 하류측의 표면을 폐색시키는
    흡기 필터 장치의 필터 교환 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 흡기 필터 장치는 복수의 필터재를 갖고 있으며, 상기 복수의 필터재는 상기 흡기 경로에 있어서의 유체의 유통 방향으로 직렬로 배치되어 있고, 상기 폐쇄판 배치 공정에서는, 상기 복수의 필터재 중 상기 유체의 유통 방향에서 가장 하류측의 필터재의 하류측에 상기 폐쇄판을 배치하는
    흡기 필터 장치의 필터 교환 방법.
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