JP2015139739A - Gas turbine intake air filter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine intake air filter capable of ensuring low pressure loss and a long life while keeping high collection efficiency.SOLUTION: The present invention provides a gas turbine intake air filter for collecting fine particles in gas, comprising: a filter medium formed of glass fibers and including a first layer and a second layer combined with each other; and a frame holding the filter medium so that the first layer directs upstream of an air flow. The first layer has collection efficiency of 40 to 70% for particles at a particle size of 0.3 μm, a mass per unit area of 60 to 80 g/m, an average fiber diameter of 0.9 to 2.0 μm, and a thickness of 0.2 to 0.5 mm. The second layer has collection efficiency of 90 to 99.99% for particles at a particle size of 0.3 μm, a mass per unit area of 35 to 50 g/m, and an average fiber diameter of 0.3 to 0.8 μm. The filter medium has collection efficiency of 95 to 99.999% for particles at the particle size of 0.3 μm and a thickness of 0.4 to 0.9 mm.

Description

本発明は、気体中の微粒子を捕集するガスタービン吸気用エアフィルタに関する。   The present invention relates to a gas turbine intake air filter that collects particulates in a gas.

ガスタービンの吸気用フィルタとして用いられるエアフィルタが、従来より知られている。このエアフィルタは、ガスタービンの上流側に設けられたフィルタチャンバに設置され、吸気によって流れる空気中のダスト等の微粒子を捕集する。   2. Description of the Related Art An air filter used as an intake filter for a gas turbine is conventionally known. The air filter is installed in a filter chamber provided on the upstream side of the gas turbine, and collects particulates such as dust in the air flowing by intake air.

従来より、捕集性能の異なる数種類のエアフィルタを互いに気流の流れに沿って設置し、吸気を行うことが知られている。例えば、２種類のエアフィルタを備える２段式では、上流側に、粗塵を捕集する粗塵用フィルタが配置され、下流側に、よりサイズの小さいダストを捕集する中性能フィルタが配置される。また、さらに捕集性能を上げるために、上記中性能フィルタの下流側に、さらにサイズの小さいダストを捕集する高性能フィルタが配置された３段式も知られている。３段式によれば、フィルタチャンバの下流側に設置された空気圧縮機翼にダストが付着して汚染されるのを抑えられ、これによる発電出力の低下を防ぐことができる。
しかし、３段式では、エアフィルタの取付箇所が２段式に比べて１段分増えるため、フィルタチャンバが大型化したり、もともと２段式であったものを増設する場合は改造が必要となったり、多大な設備投資が必要になる。 Conventionally, it is known that several types of air filters having different collection performances are installed along the flow of airflow to perform intake. For example, in a two-stage type equipped with two types of air filters, a coarse filter for collecting coarse dust is arranged on the upstream side, and a medium performance filter for collecting smaller dust is arranged on the downstream side. Is done. Further, in order to further improve the collection performance, a three-stage type in which a high-performance filter that collects dust of a smaller size is disposed downstream of the medium performance filter is also known. According to the three-stage system, it is possible to prevent dust from adhering to and contaminating the air compressor blades installed on the downstream side of the filter chamber, thereby preventing a decrease in power generation output.
However, in the three-stage type, the number of attachment points of the air filter is increased by one stage compared to the two-stage type, so that the filter chamber becomes larger or needs to be modified if an original two-stage type is added. Or a large capital investment is required.

一方、捕集性能の異なる２種のエアフィルタを１台のエアフィルタに纏めた複合高性能フィルタが知られている。例えば、中性能フィルタ及び高性能フィルタが１台のエアフィルタとしてまとめられている。このような複合高性能フィルタは、フィルタチャンバを大型化または改造することなく高性能化可能であるため、広く用いられている。   On the other hand, a composite high-performance filter in which two types of air filters having different collection performances are combined into one air filter is known. For example, a medium performance filter and a high performance filter are combined as one air filter. Such a composite high-performance filter is widely used because it can improve the performance without enlarging or modifying the filter chamber.

しかし、従来の複合高性能フィルタは、中性能および高性能の２種の濾材を重ねて用いることから、２枚の濾材の間に空間が生じて全体として厚みが増し、これに起因する圧力損失の上昇を招くおそれがある。このため、近年、吸気用フィルタに求められている、より低圧力損失で長寿命であることの高いレベルでの達成が難しくなっている。このような状況に鑑み、２種の濾材を抄き合わせて１枚の濾材とした２層抄き濾材を用いることが知られている。   However, the conventional composite high-performance filter uses two types of medium and high-performance filter media stacked on top of each other, so that a space is created between the two filter media and the overall thickness increases, resulting in pressure loss due to this. May increase. For this reason, in recent years, it has been difficult to achieve a high level of lower pressure loss and longer life required for an intake filter. In view of such a situation, it is known to use a two-layer filter medium obtained by combining two kinds of filter media into a single filter medium.

この種の２層抄き濾材を備える複合高性能フィルタとして、例えば、特許文献１〜３に記載のエアフィルタが既に提案されている。特許文献１には、ガラス繊維濾材とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）濾材とを抄き合わせた２層抄き濾材が開示されている。特許文献２には、ガラス繊維とＰＥＴ繊維を混合してなる濾材を２種用いた２層抄き濾材が開示されている。特許文献３には、抄き合わせられる２つの濾材がいずれもガラス繊維からなる２層抄き濾材が開示されている。   For example, air filters described in Patent Documents 1 to 3 have already been proposed as composite high-performance filters provided with this type of two-layer papermaking filter medium. Patent Document 1 discloses a two-layer filter medium in which a glass fiber filter medium and a polyethylene terephthalate (PET) filter medium are combined. Patent Document 2 discloses a two-layer filter medium using two types of filter media obtained by mixing glass fibers and PET fibers. Patent Document 3 discloses a two-layer paper filter medium in which two filter media to be combined are made of glass fibers.

特開２００６−８３８号公報JP 2006-838 A 国際公開２００３／０４３７１７号パンフレットInternational Publication No. 2003/043717 Pamphlet 特開平５−１２３５１３号公報JP-A-5-123513

特許文献１及び特許文献２に記載の濾材は、有機繊維を含むため、ガラス繊維のみからなる濾材と比べ、外力を受けたときの反発力が大きいことから、プリーツ加工後の濾材の折り目がシャープにならないおそれがある。このため、プリーツの折り目を挟む濾材の部分が、空気が通るスペースを狭めるように膨み、これによって圧力損失が高くなることがある。ガスタービン吸気用エアフィルタとして圧力損失が高くなると、圧力損失が高くなる前と同量の空気を吸引するために余分に燃料を消費して圧縮機翼を回転させる必要があることから、その分発電効率が低下する。また、濾材の折り目がシャープでないことによって圧力損失が高くなり、圧力損失の所定の上限値（最終圧力損失）に達するまでの時間が短くなり、短寿命となるおそれがある。   Since the filter media described in Patent Document 1 and Patent Document 2 contain organic fibers, the repulsion force when subjected to external force is larger than that of filter media made only of glass fibers, so that the folds of the filter media after pleating are sharp. There is a risk of not becoming. For this reason, the portion of the filter medium that sandwiches the folds of the pleats swells so as to narrow the space through which air passes, which may increase the pressure loss. When the pressure loss increases as a gas turbine intake air filter, it is necessary to consume extra fuel and rotate the compressor blades to suck the same amount of air as before the pressure loss increased. Power generation efficiency decreases. Moreover, the pressure loss becomes high because the folds of the filter medium are not sharp, and the time required to reach a predetermined upper limit (final pressure loss) of the pressure loss is shortened, which may shorten the life.

一方、特許文献３の濾材は、上流側（中性能側）の層に繊維径の太いガラス繊維が用いられるため、上流層の捕集効率が低くなりやすい。このため、下流側（高性能側）の層として、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタや準ＨＥＰＡフィルタのフィルタグレードに相当する高性能フィルタ用濾材からなる層を用いた場合に、下流層の負担が大きくなり、濾材全体としての寿命が短くなる。濾材の寿命が短いと、通常、略１年以上の間隔で実施されるガスタービンの定期検査を待たずにフィルタ交換をしなければならず、フィルタ交換のためだけにガスタービンの稼働を停止せざるを得なくなってしまい、ロスが大きい。   On the other hand, since the filter medium of Patent Document 3 uses glass fibers having a large fiber diameter for the upstream (medium performance side) layer, the collection efficiency of the upstream layer tends to be low. For this reason, when a layer made of a filter material for a high-performance filter corresponding to the filter grade of a HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter or a semi-HEPA filter is used as the downstream (high-performance side) layer, the burden on the downstream layer Increases and the life of the filter medium as a whole is shortened. If the filter media has a short life, the filter must be replaced without waiting for a regular inspection of the gas turbine, which is usually performed at intervals of approximately one year or more, and the operation of the gas turbine is stopped only for filter replacement. There is no choice but to lose a lot.

本発明は、高い捕集効率を維持しつつ、低圧力損失で、長寿命なガスタービン吸気用エアフィルタを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a gas turbine intake air filter that maintains a high collection efficiency and has a low pressure loss and a long service life.

本発明は、気体中の微粒子を捕集するガスタービン吸気用エアフィルタであって、
ガラス繊維からなり、互いに抄き合わされた第１の層及び第２の層を有する濾材と、
前記第１の層が気流の上流側を向くよう前記濾材を保持する枠体と、を備え、
前記第１の層は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が４０〜７０％、目付が６０〜８０ｇ／ｍ２、平均繊維径が０．９〜２．０μｍ、厚みが０．２〜０．５ｍｍであり、
前記第２の層は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９０〜９９．９９％、目付が３５〜５０ｇ／ｍ２、平均繊維径が０．３〜０．８μｍであり、
前記濾材は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９５〜９９．９９９％、厚みが０．４〜０．９ｍｍであることを特徴とするガスタービン吸気用エアフィルタである。 The present invention is a gas turbine intake air filter for collecting particulates in a gas,
A filter medium comprising a first layer and a second layer made of glass fibers and stitched together;
A frame for holding the filter medium so that the first layer faces the upstream side of the airflow,
The first layer has a collection efficiency of 40 to 70% for particles having a particle diameter of 0.3 μm, a basis weight of 60 to 80 g / m 2 , an average fiber diameter of 0.9 to 2.0 μm, and a thickness of 0.2. ~ 0.5mm,
The second layer has a collection efficiency of 90 to 99.99% for particles having a particle size of 0.3 μm, a basis weight of 35 to 50 g / m 2 , and an average fiber diameter of 0.3 to 0.8 μm,
The filter medium is a gas turbine intake air filter characterized by having a collection efficiency of 95 to 99.999% and a thickness of 0.4 to 0.9 mm for particles having a particle size of 0.3 μm.

本発明のガスタービン吸気用エアフィルタは、高い捕集効率を維持しつつ、低圧力損失で、長寿命である。   The gas turbine intake air filter of the present invention has a low pressure loss and a long life while maintaining a high collection efficiency.

本発明の一実施形態のガスタービン吸気用エアフィルタを一部切り欠いて示す外観図である。1 is an external view of a gas turbine intake air filter according to an embodiment of the present invention with a part cut away. 図１のガスタービン吸気用エアフィルタの濾材の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the filter medium of the air filter for gas turbine intake of FIG. 図１のガスタービン吸気用エアフィルタの変形例１によるエアフィルタを一部切り欠いて示す外観図である。FIG. 7 is an external view illustrating a partially cut-away air filter according to a first modification of the gas turbine intake air filter of FIG. 1. 図１のガスタービン吸気用エアフィルタの変形例２によるエアフィルタを示す外観斜視図である。FIG. 6 is an external perspective view showing an air filter according to a second modification of the gas turbine intake air filter of FIG. 1.

以下、本発明のガスタービン吸気用エアフィルタについて説明する。
図１に、本発明の一実施形態によるガスタービン吸気用エアフィルタ（以降、エアフィルタまたはフィルタともいう）１を示す。図１は、本発明の一実施形態のエアフィルタ１を示す外観図であり、説明の便宜のため、一部を切り欠いて示す。また、図２に、エアフィルタ１の濾材の厚み方向の断面を示す。 The gas turbine intake air filter of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a gas turbine intake air filter (hereinafter also referred to as an air filter or a filter) 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external view showing an air filter 1 according to an embodiment of the present invention, and a part of the air filter 1 is cut away for convenience of explanation. FIG. 2 shows a cross section in the thickness direction of the filter medium of the air filter 1.

エアフィルタ１は、気体中の微粒子を捕集するエアフィルタであって、ガラス繊維からなり、互いに抄き合わされた上流層（第１の層）１１及び下流層（第２の層）１３を有する濾材３と、上流層１１が気流の上流側を向くよう濾材３を保持する枠体５と、を備える。上流層１１は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が４０〜７０％、目付が６０〜８０ｇ／ｍ２、平均繊維径が０．９〜２．０μｍ、厚みが０．２〜０．５ｍｍである。下流層１３は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９０〜９９．９９％、目付３５〜５０ｇ／ｍ２、平均繊維径が０．３〜０．８μｍである。そして、濾材３は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９５〜９９．９９９％、厚みが０．４〜０．９ｍｍである。 The air filter 1 is an air filter that collects fine particles in a gas, and includes an upstream layer (first layer) 11 and a downstream layer (second layer) 13 made of glass fibers and stitched together. The filter medium 3 and a frame 5 that holds the filter medium 3 so that the upstream layer 11 faces the upstream side of the airflow are provided. The upstream layer 11 has a collection efficiency of 40 to 70% for particles having a particle diameter of 0.3 μm, a basis weight of 60 to 80 g / m 2 , an average fiber diameter of 0.9 to 2.0 μm, and a thickness of 0.2 to 0. .5 mm. The downstream layer 13 has a collection efficiency of 90 to 99.99% for particles having a particle diameter of 0.3 μm, a basis weight of 35 to 50 g / m 2 , and an average fiber diameter of 0.3 to 0.8 μm. The filter medium 3 has a collection efficiency of 95 to 99.999% and a thickness of 0.4 to 0.9 mm for particles having a particle diameter of 0.3 μm.

エアフィルタ１は、図示されないガスタービンの空気圧縮機の上流側に設けられたフィルタチャンバに取り付けられ、圧縮機側に供給される空気が透過する際に、空気中のダスト等の微粒子を捕集する。   The air filter 1 is attached to a filter chamber (not shown) provided on the upstream side of an air compressor of a gas turbine, and collects particulates such as dust in the air when air supplied to the compressor passes therethrough. To do.

（濾材）
濾材の上流層１１および下流層１３は、いずれもガラス繊維からなる。ガラス繊維は、特に制限されないが、例えば、Ｂ２Ｏ３含有量が０．１質量％以下または５〜１５質量％の溶融紡糸ガラス繊維を用いることができる。Ｂ２Ｏ３含有量が０．１質量％以下の溶融紡糸ガラス繊維は、質量比で、ＳｉＯ２：６９．０〜７２．０％、Ｎａ２Ｏ：１０．５〜１２．０％、ＣａＯ：５．０〜７．０％、Ｋ２Ｏ：４．５〜６．０％、Ａｌ２Ｏ３：２．５〜４．０％、ＭｇＯ：２．０〜４．０％、ＺｎＯ：０．０〜２．０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．２％未満、Ｂ２Ｏ３：０．１％未満の組成のガラスから作成される。また、Ｂ２Ｏ３含有量が５〜１５質量％の溶融紡糸ガラス繊維は、例えば、質量比で、ＳｉＯ２：５５．０〜６０．０％、Ｎａ２Ｏ：９．５〜１３．５％、ＣａＯ：１．０〜５．０％、Ｋ２Ｏ：１．０〜４．０％、Ａｌ２Ｏ３：４．０〜７．０％、ＭｇＯ：０．０〜２．０％、ＺｎＯ：２．０〜５．０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．２％未満、Ｂ２Ｏ３：８．０〜１１．０％未満の組成のガラスから作成される。 (Filter material)
Both the upstream layer 11 and the downstream layer 13 of the filter medium are made of glass fiber. The glass fiber is not particularly limited. For example, a melt-spun glass fiber having a B 2 O 3 content of 0.1% by mass or less or 5 to 15% by mass can be used. The melt-spun glass fiber having a B 2 O 3 content of 0.1% by mass or less has a mass ratio of SiO 2 : 69.0 to 72.0%, Na 2 O: 10.5 to 12.0%, CaO. : 5.0~7.0%, K 2 O: 4.5~6.0%, Al 2 O 3: 2.5~4.0%, MgO: 2.0~4.0%, ZnO: It is made from glass having a composition of 0.0 to 2.0%, Fe 2 O 3 : less than 0.2%, and B 2 O 3 : less than 0.1%. Moreover, the melt-spun glass fiber having a B 2 O 3 content of 5 to 15% by mass is, for example, in terms of mass ratio, SiO 2 : 55.0 to 60.0%, Na 2 O: 9.5 to 13.5. %, CaO: 1.0~5.0%, K 2 O: 1.0~4.0%, Al 2 O 3: 4.0~7.0%, MgO: 0.0~2.0% ZnO: 2.0 to 5.0%, Fe 2 O 3 : less than 0.2%, B 2 O 3 : made from glass having a composition of less than 8.0 to 11.0%.

上流層１１及び下流層１３に用いられるガラス繊維は、１種のガラス繊維であってもよく、ガラス組成、平均繊維径、形態等の異なる複数種のガラス繊維を混合した混合繊維であってもよい。例えば、平均繊維径の異なる２種のガラス繊維の混合繊維が用いられてもよい。この場合、平均繊維径の小さい方のガラス繊維によって捕集性能を上げ、平均繊維径の大きい方のガラス繊維によって構造的な強度を上げることができる。また、例えば、形態の異なる溶融紡糸ガラス繊維およびチョップドストランドガラス繊維の混合繊維が用いられてもよい。   The glass fiber used for the upstream layer 11 and the downstream layer 13 may be one type of glass fiber, or may be a mixed fiber in which a plurality of types of glass fibers having different glass compositions, average fiber diameters, forms, and the like are mixed. Good. For example, a mixed fiber of two types of glass fibers having different average fiber diameters may be used. In this case, the collection performance can be increased by the glass fiber having the smaller average fiber diameter, and the structural strength can be increased by the glass fiber having the larger average fiber diameter. Further, for example, mixed fibers of melt-spun glass fibers and chopped strand glass fibers having different forms may be used.

（ａ）上流層
上流層１１は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率（以下、特に断りのある場合を除いて、捕集効率という）が４０〜７０％である。上流層１１がこのような捕集効率を有することにより、下流層１３の負担を減らし、下流層１３を長寿命化できる。捕集効率が４０％未満であると、下流層１３の負担が大きく、すぐに目詰りしてしまう。また、捕集効率が７０％を超えると、上流層１１が下流層１３よりも著しく早く目詰りを起こし、また、濾材３の圧力損失に悪影響を与える。上流層１１の捕集効率は、濾材を長寿命にする観点から、好ましくは４０〜６５％である。本実施形態の上流層１１の捕集効率は、例えば、５５％である。４０〜７０％の捕集効率は、例えば、上流層１１の目付を６０〜８０ｇ／ｍ２、平均繊維径を０．９〜２．０μｍ、厚みを０．２〜０．５ｍｍに調節することにより得られる。 (A) Upstream layer The upstream layer 11 has a collection efficiency (hereinafter referred to as a collection efficiency of 40% to 70% unless otherwise specified) with respect to particles having a particle diameter of 0.3 μm. Since the upstream layer 11 has such a collection efficiency, the burden on the downstream layer 13 can be reduced and the life of the downstream layer 13 can be extended. If the collection efficiency is less than 40%, the load on the downstream layer 13 is large and clogging occurs immediately. When the collection efficiency exceeds 70%, the upstream layer 11 is clogged significantly earlier than the downstream layer 13, and the pressure loss of the filter medium 3 is adversely affected. The collection efficiency of the upstream layer 11 is preferably 40 to 65% from the viewpoint of extending the life of the filter medium. The collection efficiency of the upstream layer 11 of this embodiment is 55%, for example. The collection efficiency of 40 to 70% is, for example, adjusting the basis weight of the upstream layer 11 to 60 to 80 g / m 2 , the average fiber diameter to 0.9 to 2.0 μm, and the thickness to 0.2 to 0.5 mm. Is obtained.

上流層１１は、目付が６０〜８０ｇ／ｍ２である。目付がこの範囲にあることで、上流層１１の捕集効率を上記範囲に調節しやすくなる。目付が６０ｇ／ｍ２未満であると、捕集効率が低下してしまう。目付が８０ｇ／ｍ２を超えると、濾材の圧力損失が高くなる。上流層１１の目付は、寿命の観点から、好ましくは６５〜７５ｇ／ｍ２である。本実施形態の上流層１１の目付は、例えば、７５ｇ／ｍ２である。目付は、公知の方法で調節できる。例えば、ガラス繊維を水中に分散させたスラリー中から抄紙のために搬送する際の搬送速度や、スラリー中のガラス繊維の濃度を変えることで調節できる。 The upstream layer 11 has a basis weight of 60 to 80 g / m 2 . It becomes easy to adjust the collection efficiency of the upstream layer 11 to the said range because a fabric weight is in this range. When the basis weight is less than 60 g / m 2 , the collection efficiency is lowered. When the basis weight exceeds 80 g / m 2 , the pressure loss of the filter medium increases. The basis weight of the upstream layer 11 is preferably 65 to 75 g / m 2 from the viewpoint of life. The basis weight of the upstream layer 11 of this embodiment is, for example, 75 g / m 2 . The basis weight can be adjusted by a known method. For example, it can be adjusted by changing the conveying speed at the time of conveying for the papermaking from the slurry in which the glass fibers are dispersed in water and the concentration of the glass fibers in the slurry.

上流層１１は、平均繊維径が０．９〜２．０μｍである。本明細書でいう平均繊維径は、任意に抽出した例えば５００本の繊維の繊維径の平均で表される。各繊維は、走査型電子顕微鏡により得られるＳＥＭ画像を用いて求められる。上流層１１のガラス繊維は複数種のガラス繊維の混合繊維からなる。ガラス繊維は、例えば、ガラス組成、平均繊維径、形態によって種類が異なる。
上流層１１の平均繊維径が上記範囲にあると、上流層１１の捕集効率を上記範囲に調節しやすくなる。平均繊維径が０．９μｍ未満であると、濾材の圧力損失が高くなり、また、寿命が短くなり、平均繊維径が１．２μｍを超えると、捕集効率が低くなる。上流層１１の平均繊維径は、捕集効率の観点から、好ましくは１．０〜１．５μｍである。本実施形態の上流層１１の平均繊維径は、例えば、０．９μｍである。 The upstream layer 11 has an average fiber diameter of 0.9 to 2.0 μm. The average fiber diameter referred to in the present specification is represented by an average of the fiber diameters of, for example, 500 fibers arbitrarily extracted. Each fiber is calculated | required using the SEM image obtained with a scanning electron microscope. The glass fiber of the upstream layer 11 is composed of a mixed fiber of a plurality of types of glass fibers. The types of glass fibers vary depending on, for example, the glass composition, average fiber diameter, and form.
When the average fiber diameter of the upstream layer 11 is in the above range, the collection efficiency of the upstream layer 11 can be easily adjusted to the above range. When the average fiber diameter is less than 0.9 μm, the pressure loss of the filter medium is increased, the life is shortened, and when the average fiber diameter exceeds 1.2 μm, the collection efficiency is decreased. The average fiber diameter of the upstream layer 11 is preferably 1.0 to 1.5 μm from the viewpoint of collection efficiency. The average fiber diameter of the upstream layer 11 of this embodiment is, for example, 0.9 μm.

上流層１１は、厚みが０．２〜０．５ｍｍである。厚みは、濾材３を２枚に分離できる場合はダイヤルシックネスゲージを用いて各々測定する。２枚に分離できない場合は、走査型電子顕微鏡を用いて得られるＳＥＭ画像を用いて、任意の数箇所（例えば１０箇所）で解析することで求められる。このとき、上流層１１と下流層１３の境界が、上流層１１側のガラス繊維と下流層１３側のガラス繊維が絡み合っている等して混在している場合は、この混在している領域の厚み方向長さの中間位置を境界とする。この混在している領域は、ＳＥＭ画像において、上流層１１の表面から下流層１３側に進んだときに下流層１３のガラス繊維が現れる位置と、逆に下流層１３の表面から上流層１１側に進んだときに上流層１１のガラス繊維が現れる位置との厚み方向領域として特定できる。
厚みがこの範囲にあると、上流層１１の保塵量が増すことで下流層１３の負担が減り、濾材３を長寿命化できる。また、上流層１１の寿命を長くすることができる。厚みが０．２ｍｍ未満であると、濾材の圧力損失が高くなり、また、下流層１３の負担が大きくなり、濾材３の寿命に悪影響を与える。厚みが０．５ｍｍを超えると、濾材全体の厚みが厚くなり、フィルタにしたときの圧力損失が大きくなる。上流層１１の厚みは、寿命の観点から、好ましくは０．３〜０．４５ｍｍである。本実施形態の上流層１１の厚みは、例えば、０．４である。上流層１１の厚みは、公知の方法で調節でき、例えば、製造時のプレスロールの圧力により調節できる。 The upstream layer 11 has a thickness of 0.2 to 0.5 mm. When the filter medium 3 can be separated into two, the thickness is measured using a dial thickness gauge. When it cannot be separated into two sheets, it can be obtained by analyzing it at an arbitrary number of places (for example, 10 places) using an SEM image obtained using a scanning electron microscope. At this time, when the boundary between the upstream layer 11 and the downstream layer 13 is mixed such that the glass fiber on the upstream layer 11 side and the glass fiber on the downstream layer 13 side are intertwined, this mixed region The middle position in the thickness direction is the boundary. In the SEM image, the mixed region is a position where the glass fiber of the downstream layer 13 appears when it advances from the surface of the upstream layer 11 to the downstream layer 13 side, and conversely, from the surface of the downstream layer 13 to the upstream layer 11 side. Can be specified as the region in the thickness direction with respect to the position where the glass fiber of the upstream layer 11 appears.
When the thickness is within this range, the amount of dust in the upstream layer 11 increases, so that the burden on the downstream layer 13 is reduced, and the life of the filter medium 3 can be extended. Moreover, the lifetime of the upstream layer 11 can be extended. If the thickness is less than 0.2 mm, the pressure loss of the filter medium increases, and the burden on the downstream layer 13 increases, which adversely affects the life of the filter medium 3. When the thickness exceeds 0.5 mm, the thickness of the entire filter medium is increased, and the pressure loss when the filter is used increases. The thickness of the upstream layer 11 is preferably 0.3 to 0.45 mm from the viewpoint of life. The thickness of the upstream layer 11 of this embodiment is 0.4, for example. The thickness of the upstream layer 11 can be adjusted by a well-known method, for example, can be adjusted by the pressure of the press roll at the time of manufacture.

（ｂ）下流層
下流層１３は、粒径０．３μｍの粒子に対して捕集効率が９０〜９９．９９％、すなわち、準ＨＥＰＡフィルタ（ＨＥＰＡフィルタに準じる性能のエアフィルタ）の性能を有する。下流層１３がこのような捕集効率を有することにより、濾材３全体として高い捕集効率を維持することができる。捕集効率が９０％未満であると、濾材３としての捕集効率が低くなるため、下流側に流れるダスト量が多くなり、ガスタービン圧縮機の回転翼に付着し、蓄積することで発電効率が低下する。下流層１３の捕集効率は、より高効率であるという点で、好ましくは９５〜９９．９９％であり、濾材の圧力損失が高くなりすぎない点から、好ましくは９９．９９％以下である。本実施形態の上流層１１の捕集効率は、例えば、９８％、９９．９９％である。９０〜９９．９９％の捕集効率は、例えば、下流層１３の目付を３５〜５０ｇ／ｍ２、平均繊維径を０．３〜０．８μｍ、厚みを０．２〜０．４ｍｍに調節することにより得られる。 (B) Downstream layer The downstream layer 13 has a collection efficiency of 90 to 99.99% with respect to particles having a particle size of 0.3 μm, that is, has a performance of a quasi-HEPA filter (an air filter having a performance similar to a HEPA filter). . When the downstream layer 13 has such a collection efficiency, a high collection efficiency can be maintained as the filter medium 3 as a whole. When the collection efficiency is less than 90%, the collection efficiency as the filter medium 3 is low, so that the amount of dust flowing downstream increases, adheres to and accumulates on the rotor blades of the gas turbine compressor, and generates electricity. Decreases. The collection efficiency of the downstream layer 13 is preferably 95 to 99.99% in terms of higher efficiency, and is preferably 99.99% or less from the point that the pressure loss of the filter medium does not become too high. . The collection efficiency of the upstream layer 11 of this embodiment is 98% or 99.99%, for example. The collection efficiency of 90 to 99.99% is adjusted to, for example, the basis weight of the downstream layer 13 is 35 to 50 g / m 2 , the average fiber diameter is 0.3 to 0.8 μm, and the thickness is 0.2 to 0.4 mm. Can be obtained.

下流層１３は、目付が３５〜５０ｇ／ｍ２である。目付がこの範囲にあることで、下流層１３の捕集効率を上記範囲に調節しやすくなる。目付が３５ｇ／ｍ２未満であると、捕集効率が低下し、目付が５０ｇ／ｍ２を超えると、捕集効率が高すぎ、かつ、濾材の圧力損失が高くなる。下流層１３の目付は、このような観点から、好ましくは４０〜４５ｇ／ｍ２である。本実施形態の下流層１３の目付は、例えば、４５ｇ／ｍ２である。 The downstream layer 13 has a basis weight of 35 to 50 g / m 2 . It becomes easy to adjust the collection efficiency of the downstream layer 13 to the said range because a fabric weight is in this range. When the basis weight is less than 35 g / m 2 , the collection efficiency decreases. When the basis weight exceeds 50 g / m 2 , the collection efficiency is too high, and the pressure loss of the filter medium increases. From this viewpoint, the basis weight of the downstream layer 13 is preferably 40 to 45 g / m 2 . The basis weight of the downstream layer 13 in this embodiment is, for example, 45 g / m 2 .

下流層１３は、平均繊維径が０．３〜０．８μｍである。平均繊維径がこの範囲にあると、下流層１３の捕集効率を上記範囲に調節しやすくなる。平均繊維径が０．３μｍ未満であると、濾材の圧力損失が高くなりやすく、また、寿命が短くなり、平均繊維径が０．８μｍを超えると、上記目付範囲では所定の捕集効率が得られにくくなる。下流層１３の平均繊維径は、このような観点から、好ましくは０．５〜０．７μｍである。本実施形態の下流層１３の平均繊維径は、例えば、０．５μｍ、０．７μｍである。   The downstream layer 13 has an average fiber diameter of 0.3 to 0.8 μm. When the average fiber diameter is in this range, the collection efficiency of the downstream layer 13 can be easily adjusted to the above range. When the average fiber diameter is less than 0.3 μm, the pressure loss of the filter medium tends to be high, the life is shortened, and when the average fiber diameter exceeds 0.8 μm, a predetermined collection efficiency is obtained in the above-mentioned basis weight range. It becomes difficult to be. From such a viewpoint, the average fiber diameter of the downstream layer 13 is preferably 0.5 to 0.7 μm. The average fiber diameter of the downstream layer 13 of this embodiment is, for example, 0.5 μm and 0.7 μm.

下流層１３は、厚みが０．２〜０．４ｍｍであるのが好ましい。厚みがこの範囲にあると、下流層１３の捕集効率を上記範囲により調節しやすくなる。厚みが０．４ｍｍを超えると、フィルタにしたときの圧力損失が高くなる。厚みが０．２ｍｍ未満であると、濾材自体の圧力損失が高く、寿命も短くなる。厚みは、圧力損失が高くなる点で、より好ましくは０．２５〜０．３５ｍｍである。本実施形態の下流層１３の厚みは、例えば、０．３５ｍｍである。
なお、下流層１３の目付、平均繊維径、厚みは、上述した、上流層１１の目付、平均繊維径、厚みの調節と同様にして方法で調節できる。 The downstream layer 13 preferably has a thickness of 0.2 to 0.4 mm. When the thickness is in this range, the collection efficiency of the downstream layer 13 can be easily adjusted in the above range. When the thickness exceeds 0.4 mm, the pressure loss when the filter is used increases. When the thickness is less than 0.2 mm, the pressure loss of the filter medium itself is high and the life is shortened. The thickness is more preferably 0.25 to 0.35 mm in that the pressure loss is increased. The thickness of the downstream layer 13 of this embodiment is, for example, 0.35 mm.
The basis weight, average fiber diameter, and thickness of the downstream layer 13 can be adjusted by the same method as the adjustment of the basis weight, average fiber diameter, and thickness of the upstream layer 11 described above.

上流層１１及び下流層１３は、上述のように、互いに抄き合わされた２層抄き濾材である。２層抄きは、特に制限されず、公知の方法で行うことができる。例えば、特開２００７−７５８６号公報、特開平５−１２３５１３号公報、特許第３０１４４４０号公報に記載された方法を用いて行える。
本実施形態では、例えば、上流層１１を抄いた後に、上流層１１の表面に重ねるようにして下流層１３を抄き、バインダとして用いられる樹脂を繊維に付着させて繊維同士を結合させることによって行う。各層１１，１３は、ガラス繊維を水中に分散したスラリーから、水中のガラス繊維を抄紙機を用いて搬送して抄くことができる。抄紙機としては、一般紙や湿式不織布を製造するためのもの、例えば、長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜ワイヤー式抄紙機等のうちの同一又は異種の２機を組み合わせたコンビネーションマシンが用いられる。各層１１，１３の原料となるガラス繊維が複数種の混合繊維である場合は、各ガラス繊維を水中に分散させて混合し、スラリーを得る。バインダによる繊維同士の結合は、バインダを直接上流層１１および下流層１３に付着させることでなされてもよく、バインダを溶剤に溶かしたバインダ溶液に上流層１１および下流層１３を含浸させ、乾燥させることでなされてもよい。バインダは、アクリル樹脂、フェノール樹脂等、公知のものが用いられる。
抄き合わされた上流層１１および下流層１３は、さらに、熱処理、樹脂の含浸、撥水処理等が行われてもよい。含浸させる樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が用いられる。撥水処理は、例えば、撥水剤を濾材３に含浸させ、乾燥させることで行うことができる。 As described above, the upstream layer 11 and the downstream layer 13 are two-layer filter media that are combined with each other. Two-layer papermaking is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, it can be performed using the methods described in JP2007-7586, JP5-123513, and JP3014440.
In this embodiment, for example, after the upstream layer 11 is made, the downstream layer 13 is made to overlap the surface of the upstream layer 11, and a resin used as a binder is attached to the fibers to bond the fibers together. Do. Each of the layers 11 and 13 can be made from a slurry in which glass fibers are dispersed in water by conveying the glass fibers in water using a paper machine. As a paper machine, there is a combination machine that combines two same or different machines, such as a long net paper machine, a circular net paper machine, and an inclined wire type paper machine, for producing general paper and wet nonwoven fabric. Used. When the glass fiber used as the raw material of each layer 11 and 13 is multiple types of mixed fiber, each glass fiber is disperse | distributed and mixed in water, and a slurry is obtained. The bonding of the fibers by the binder may be performed by directly attaching the binder to the upstream layer 11 and the downstream layer 13. The binder solution in which the binder is dissolved in the solvent is impregnated with the upstream layer 11 and the downstream layer 13 and dried. It may be done. As the binder, known ones such as an acrylic resin and a phenol resin are used.
The combined upstream layer 11 and downstream layer 13 may be further subjected to heat treatment, resin impregnation, water repellent treatment, and the like. As the resin to be impregnated, for example, an acrylic resin or the like is used. The water repellent treatment can be performed, for example, by impregnating the filter medium 3 with a water repellent and drying it.

濾材３は、上述のように、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９５〜９９．９９９％である。濾材３全体としてこのような捕集効率を有することにより、ガスタービンの吸気用フィルタとして高い捕集性能が得られる。捕集効率が９５％未満であると、ダストが下流側に透過して、圧縮機翼に汚れが付着しやすくなり、発電効率の低下を招く。本実施形態の濾材３の捕集効率は、例えば、９９．１％、９９．９９％である。濾材３のこの範囲の捕集効率は、上流層１１および下流層１３の各目付、平均繊維径、厚みを調節することにより得られる。なお、濾材３は、少なくとも準ＨＥＰＡフィルタとしての捕集性能を有しているが、ＨＥＰＡフィルタ（粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有し、かつ初期の圧力損失が２４５Ｐａ以下であるフィルタ）のように、準ＨＥＰＡフィルタより高性能なものであってもよい。   As described above, the filter medium 3 has a collection efficiency of 95 to 99.999% for particles having a particle diameter of 0.3 μm. By having such a collection efficiency as the filter medium 3 as a whole, high collection performance can be obtained as an intake filter of a gas turbine. When the collection efficiency is less than 95%, the dust permeates downstream, and dirt is easily attached to the compressor blades, resulting in a decrease in power generation efficiency. The collection efficiency of the filter medium 3 of the present embodiment is 99.1% or 99.99%, for example. The collection efficiency in this range of the filter medium 3 is obtained by adjusting the basis weight, average fiber diameter, and thickness of the upstream layer 11 and the downstream layer 13. The filter medium 3 has at least a collection performance as a quasi-HEPA filter, but the HEPA filter (having a collection efficiency of 99.97% or more with respect to particles having a particle diameter of 0.3 μm and an initial value) The filter may have a higher performance than the quasi-HEPA filter, such as a filter having a pressure loss of 245 Pa or less.

濾材３は、厚みが０．４〜０．９ｍｍである。濾材３の厚みは、ＪＩＳ Ｐ８１１８に準拠してシックネスゲージで測定した値である。厚みがこの範囲にあると、長寿命な濾材３が得られ、ガスタービンの通常の定期検査の周期より長く用いることができる。このため、ガスタービンの稼働を、フィルタ交換のためだけに停止する必要がない。厚みが０．４ｍｍ未満であると、寿命が短すぎ、フィルタ交換の頻度が高くなる。厚みが０．９ｍｍを超えると、フィルタの圧力損失が高くなり、圧縮機側に空気を吸引するために過剰に燃料を消費する。そのため、その分発電効率が低下する。濾材３の厚みは、このような観点から、好ましくは０．５〜０．８ｍｍである。本実施形態の濾材３の厚みは、例えば、０．７５ｍｍである。濾材３の厚みは、上流層１１および下流層１３の厚みを調節することで調節できる。
濾材３は、さらに、上流層１１および下流層１３の表面に積層される通気性支持材を備えてもよいが、濾材３の折り目がシャープでなく、圧力損失が高くなるため、通気性支持材を備えないのが好ましい。通気性支持材は、例えば、上流層１１の表面に積層される、プレ捕集層として機能する不織布が挙げられる。 The filter medium 3 has a thickness of 0.4 to 0.9 mm. The thickness of the filter medium 3 is a value measured with a thickness gauge according to JIS P8118. When the thickness is within this range, the filter medium 3 having a long life can be obtained, and can be used longer than the period of the regular periodic inspection of the gas turbine. For this reason, it is not necessary to stop the operation of the gas turbine only for filter replacement. When the thickness is less than 0.4 mm, the life is too short, and the frequency of filter replacement increases. When the thickness exceeds 0.9 mm, the pressure loss of the filter becomes high, and excessive fuel is consumed to suck air into the compressor side. Therefore, the power generation efficiency is reduced accordingly. From such a viewpoint, the thickness of the filter medium 3 is preferably 0.5 to 0.8 mm. The thickness of the filter medium 3 of the present embodiment is, for example, 0.75 mm. The thickness of the filter medium 3 can be adjusted by adjusting the thicknesses of the upstream layer 11 and the downstream layer 13.
The filter medium 3 may further include a breathable support material that is laminated on the surfaces of the upstream layer 11 and the downstream layer 13. However, since the fold of the filter medium 3 is not sharp and the pressure loss increases, the breathable support material. Is preferably not provided. Examples of the air-permeable support material include a nonwoven fabric that is laminated on the surface of the upstream layer 11 and functions as a pre-collecting layer.

（濾材群）
エアフィルタ１は、濾材３を第１の濾材としたとき、第１の濾材と、第１の濾材以外の１又は複数の第２の濾材と、を含む濾材群２を備える。つまり、エアフィルタ１は、複数の濾材３を有する。第２の濾材はいずれも、第１の濾材と同様の上記説明した濾材３である。なお、１又は複数の第２の濾材は、他の実施形態では、第１の濾材と異なる濾材を含んでいてもよい。
濾材群２の濾材３はいずれも、波型形状にプリーツ加工されて平板状に延在している。プリーツ加工は、例えば、ロータリー方式、レシプロ方式等、公知の方法によって行うことができる。隣接する２つのプリーツの間隔（ピッチ）を安定して保つために、濾材３表面には、スペーサとなる樹脂製の突起が形成されてもよい。スペーサとなる樹脂は、ホットメルト系のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル樹脂などを、ホットメルトアプリケータで塗布することにより設けられる。プリーツ間隔は、例えば、２．０〜５．０ｍｍである。濾材３は、波型形状が一方向に連続することによって、縦、横、厚みの各方向に所定の長さを有する直方体形状をなしている。縦方向は、プリーツの折り目と直交する方向である。横方向は、プリーツの折り目が延びる方向である。厚み方向は、縦及び横と直交する方向である。 (Filter media group)
The air filter 1 includes a filter medium group 2 including a first filter medium and one or a plurality of second filter mediums other than the first filter medium when the filter medium 3 is the first filter medium. That is, the air filter 1 has a plurality of filter media 3. Each of the second filter media is the above-described filter media 3 similar to the first filter media. In addition, the 1 or several 2nd filter medium may contain the filter medium different from the 1st filter medium in other embodiment.
All of the filter media 3 in the filter media group 2 are pleated into a corrugated shape and extend in a flat plate shape. The pleating process can be performed by a known method such as a rotary method or a reciprocating method. In order to keep the interval (pitch) between two adjacent pleats stable, resin-made protrusions serving as spacers may be formed on the surface of the filter medium 3. The spacer resin is provided by applying hot melt polyolefin, polyamide, polyester resin or the like with a hot melt applicator. The pleat interval is, for example, 2.0 to 5.0 mm. The filter medium 3 has a rectangular parallelepiped shape having a predetermined length in each of the vertical, horizontal, and thickness directions by the wave shape being continuous in one direction. The vertical direction is a direction orthogonal to the folds of the pleats. The lateral direction is the direction in which the pleat crease extends. The thickness direction is a direction orthogonal to the vertical and horizontal directions.

濾材群２の濾材３は、上面視した（図１において紙面上方から見た）場合に、枠体５内に一方向（エアフィルタ１の水平方向）に並ぶよう配され、隣接する２つの濾材３がＶ字形状をなすよう立設されている。このように配置されることで、複数の濾材３は、エアフィルタ１の水平方向にジグザグ形状をなして並ぶＶバンク型の構造が得られる。エアフィルタ１の気体の流入側（上流側。図１において紙面左下方）に現れるＶ字形状の数（バンク数）は、特に制限されない。各濾材３は、本実施形態では、プリーツの折り目が横方向（エアフィルタ１の縦方向と直交する方向）を向いて枠体５に収納されるが、縦方向を向いて収納されてもよい。   The filter media 3 of the filter media group 2 are arranged so as to be aligned in one direction (horizontal direction of the air filter 1) in the frame 5 when viewed from above (viewed from above in FIG. 1), and adjacent two filter media. 3 is erected so as to form a V shape. By arranging in this way, the plurality of filter media 3 have a V bank type structure arranged in a zigzag shape in the horizontal direction of the air filter 1. The number of V-shapes (number of banks) appearing on the gas inflow side (upstream side, lower left side in FIG. 1) of the air filter 1 is not particularly limited. In the present embodiment, each filter medium 3 is stored in the frame 5 with the folds of the pleats facing in the horizontal direction (direction perpendicular to the vertical direction of the air filter 1), but may be stored in the vertical direction. .

（枠体）
枠体５は、上述のように、上流層１１が気流の上流側を向くよう濾材３を保持する。枠体５は、上流側からの気体が下流側（図１において紙面右上方向）に流れるよう開口され、濾材群２の濾材３を収納する。枠体５は、金属製の板材又は樹脂製の構造体を組み合わせて作られる。金属製の板材としては、防錆性の観点から、好ましくは亜鉛めっき鋼板、アルミニウム、ステンレス等が用いられる。また樹脂製の構造体としては強度の観点からＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂などが用いられる。各濾材３の上端及び下端は、ポリウレタン樹脂やホットメルト系接着剤などにより枠体５に固定されている。また、枠体５の水平方向の両側部に接する濾材３も枠体５に対し、ポリウレタン樹脂やホットメルト系接着剤などにより固定されている。 (Frame)
As described above, the frame body 5 holds the filter medium 3 so that the upstream layer 11 faces the upstream side of the airflow. The frame 5 is opened so that gas from the upstream side flows downstream (in the upper right direction in FIG. 1), and stores the filter medium 3 of the filter medium group 2. The frame 5 is made by combining metal plate members or resin structures. As the metal plate material, a galvanized steel plate, aluminum, stainless steel or the like is preferably used from the viewpoint of rust prevention. As the resin structure, ABS (acrylonitrile butadiene styrene) resin or the like is used from the viewpoint of strength. The upper end and the lower end of each filter medium 3 are fixed to the frame body 5 with a polyurethane resin or a hot melt adhesive. Further, the filter medium 3 in contact with both sides in the horizontal direction of the frame 5 is also fixed to the frame 5 with a polyurethane resin, a hot-melt adhesive, or the like.

エアフィルタ１は、さらに、濾材受け７，９を有する。濾材受け７は、枠体５内の上流側に配され、上流側でＶ字形状をなす２つの濾材３の先端部を支持する。濾材受け９は、枠体５内の下流側に配され、下流側でＶ字形状をなす２つの濾材３の後端部を支持する。   The air filter 1 further has filter medium receivers 7 and 9. The filter medium receiver 7 is arranged on the upstream side in the frame body 5 and supports the front ends of the two filter media 3 having a V shape on the upstream side. The filter medium receiver 9 is arranged on the downstream side in the frame body 5 and supports the rear ends of the two filter mediums 3 having a V shape on the downstream side.

以上のエアフィルタ１では、上流層１１と下流層１３が２層抄きされた濾材３が用いられているため、２枚の濾材を重ねて作製された２枚重ねの場合と比べて、プリーツ加工による濾材３の折り目がシャープになっている。このため、空気の通るスペースが狭まることがなく、構造に起因する圧力損失の上昇が抑制される。これにより、ガスタービンの吸気用フィルタとして用いられた場合に、吸気のために余分に燃料を消費せずにすみ、燃費の悪化を防止できる。
また、エアフィルタ１は、濾材３の下流層１３が準ＨＥＰＡフィルタ以上の捕集性能を有していることから、濾材３全体として高い捕集性能が得られるとともに、上流層１１の捕集効率が４０〜７０％であることから、下流層１３の負担が少なく、濾材３が長寿命化されたものになっている。このような上流層１１の機能は、上流層１１の捕集効率に加えて、上流層１１の厚みが０．２〜０．５ｍｍであることによって、より確実に達成される。上流層１１の捕集効率が、下流層１３の負担にならない程度に大きいとしても、上流層１１の厚みが小さければ、上流層１１がすぐに寿命に達して、濾材３としても寿命が短くなってしまうが、上流層１１が上記範囲の厚みを有することによって、長寿命化が図られている。 In the air filter 1 described above, since the filter medium 3 in which the upstream layer 11 and the downstream layer 13 are formed in two layers is used, the pleats are formed as compared with the case where the two filter media are stacked. The crease of the filter medium 3 by processing is sharp. For this reason, the space through which air passes is not narrowed, and an increase in pressure loss due to the structure is suppressed. As a result, when used as an intake filter of a gas turbine, it is not necessary to consume extra fuel for intake, and fuel consumption can be prevented from deteriorating.
Moreover, since the downstream layer 13 of the filter medium 3 has the collection performance more than a quasi-HEPA filter, the air filter 1 has high collection performance as the filter medium 3 as a whole and the collection efficiency of the upstream layer 11. Is 40 to 70%, the burden on the downstream layer 13 is small, and the filter medium 3 has a long life. Such a function of the upstream layer 11 is more reliably achieved when the thickness of the upstream layer 11 is 0.2 to 0.5 mm in addition to the collection efficiency of the upstream layer 11. Even if the collection efficiency of the upstream layer 11 is large enough not to be a burden on the downstream layer 13, if the thickness of the upstream layer 11 is small, the upstream layer 11 reaches the end of its life immediately, and the life of the filter medium 3 is shortened. However, since the upstream layer 11 has a thickness in the above range, the life is extended.

エアフィルタ１は、下流層１３の厚みが０．２〜０．４ｍｍであることで、濾材３の長寿命化に資するとともに、濾材に起因する圧力損失の上昇を抑制できる。   The air filter 1 has a thickness of the downstream layer 13 of 0.2 to 0.4 mm, which contributes to extending the life of the filter medium 3 and can suppress an increase in pressure loss due to the filter medium.

エアフィルタ１は、Ｖバンク型のエアフィルタであるため、２層抄き濾材を用いたことによって、同じく２層抄き濾材を用いたセパレータ型のエアフィルタ（後述）と比べ、構造に起因する圧力損失を下げられることで、全体の圧力損失が下がるため、低圧力損失化できる。   Since the air filter 1 is a V bank type air filter, the use of the two-layer filter material results in a structure compared to a separator-type air filter (described later) that also uses the two-layer filter material. By reducing the pressure loss, the overall pressure loss is reduced, so that the pressure loss can be reduced.

なお、エアフィルタ１は、フィルタチャンバに、１台のみ設置されてもよい。また、エアフィルタ１は、エアフィルタ１と性能、構造の異なる１又は複数のエアフィルタと併用してもよい。性能の異なるエアフィルタとして、例えば、中性能フィルタ（比色法による捕集効率が５０％〜９５％であるフィルタ）、粗塵用フィルタ（重量法による捕集効率が３０％〜９０％であるフィルタ）等、エアフィルタ１より低捕集効率のものが挙げられる。構造の異なるエアフィルタとして、後述するセパレータ型、シングルヘッダー型のもの等が挙げられる。   Only one air filter 1 may be installed in the filter chamber. The air filter 1 may be used in combination with one or a plurality of air filters having different performance and structure from the air filter 1. As air filters having different performances, for example, medium performance filters (filters with a colorimetric collection efficiency of 50% to 95%), coarse dust filters (gravimetric collection efficiency of 30% to 90%) Filter) and the like having a lower collection efficiency than the air filter 1. Examples of the air filter having a different structure include a separator type and a single header type described later.

（変形例１）
図３に、本発明の変形例１によるセパレータ型のエアフィルタ２１を、一部切り欠いて示す。
エアフィルタ２１は、濾材２３と、枠体２５と、複数のセパレータ２７を備える。
濾材２３は、上述の濾材３と同様のものが用いられる。ここでは、濾材２３は、山部及び谷部が連続して形成されるよう交互に折り返されて、枠体２５に保持される。
セパレータ２２は、枠体２５に保持された濾材２３を支持するとともに、濾材２３の隣接する山部同士の隙間を保持する。セパレータ２７は、薄板をコルゲート加工することによって波形状に形成され、濾材２３の谷部に挿入される。
枠体２５は、板材を組み合わせて作られ、セパレータ２７が挿入された濾材２３を、セパレータ２２ごと内側に収納する。 (Modification 1)
FIG. 3 shows a separator-type air filter 21 according to a first modification of the present invention with a part cut away.
The air filter 21 includes a filter medium 23, a frame body 25, and a plurality of separators 27.
The filter medium 23 is the same as the filter medium 3 described above. Here, the filter medium 23 is folded back alternately so that peaks and valleys are continuously formed, and held by the frame 25.
The separator 22 supports the filter medium 23 held by the frame body 25 and holds a gap between adjacent peak portions of the filter medium 23. The separator 27 is formed into a wave shape by corrugating a thin plate, and is inserted into a trough of the filter medium 23.
The frame body 25 is made by combining plate materials, and stores the filter medium 23 with the separator 27 inserted therein together with the separator 22.

（変形例２）
図４に、本発明の変形例２によるシングルヘッダー型（片フランジ型ともいう）のエアフィルタ３１を示す。
エアフィルタ３１は、濾材群として複数の濾材３３と、枠体３５とを備える。
複数の濾材３３のいずれも、上述の濾材３と同様のものであり、波形形状にプリーツ加工されて平板状に延在している。なお、図４において、濾材３３は、便宜のため、プリーツの折り目を省略して示す。複数の濾材３３は、上述したエアフィルタ１の複数の濾材３と同様に、エアフィルタ３１の水平方向に並ぶよう配され、隣接する２つの濾材３３がＶ字形状をなすよう立設されている。
枠体３５は、ＡＢＳ樹脂等の樹脂を成形することにより形成される。シングルヘッダー型のエアフィルタ３１において、枠体３５は、気流の上流側を向いて配される側の端部が、気流を受け入れる開口部として機能するとともにエアフィルタ３１が取付箇所に取り付けられる際のフランジとして機能するよう形成されるとともに、上流側から下流側の端部にかけて、各濾材３３の上面、底面、および下流側の端である側面を支持するよう形成されている。 (Modification 2)
FIG. 4 shows a single header type (also referred to as a single flange type) air filter 31 according to a second modification of the present invention.
The air filter 31 includes a plurality of filter media 33 and a frame body 35 as a filter media group.
Each of the plurality of filter media 33 is the same as the filter media 3 described above, and is pleated into a corrugated shape and extends in a flat plate shape. In FIG. 4, the filter medium 33 is shown by omitting the pleat folds for convenience. The plurality of filter media 33 are arranged in the horizontal direction of the air filter 31 in the same manner as the plurality of filter media 3 of the air filter 1 described above, and two adjacent filter media 33 are erected so as to form a V shape. .
The frame body 35 is formed by molding a resin such as ABS resin. In the single header type air filter 31, the frame 35 has an end portion on the side facing the upstream side of the airflow functions as an opening for receiving the airflow, and the air filter 31 is attached to the attachment location. The filter medium 33 is formed so as to function as a flange, and is formed so as to support the upper surface, the bottom surface, and the side surface that is the downstream end of each filter medium 33 from the upstream side to the downstream end.

また、本発明のエアフィルタは、上述した変形例１，２のほか、濾材３を用いて、例えば、特開２０１２−０２０２７４号公報の図３に示すようなミニプリーツタイプのものであってもよい。   Further, the air filter of the present invention may be a mini-pleat type as shown in FIG. 3 of JP 2012-020274 A, for example, using the filter medium 3 in addition to the above-described modifications 1 and 2. Good.

以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
濾材の下流層の原料として、質量比で、ＳｉＯ２：６９．０〜７２．０％、Ｎａ２Ｏ：１０．５〜１２．０％、ＣａＯ：５．０〜７．０％、Ｋ２Ｏ：４．５〜６．０％、Ａｌ２Ｏ３：２．５〜４．０％、ＭｇＯ：２．０〜４．０％、ＺｎＯ：０．０〜２．０％、Ｆｅ２Ｏ３：０．２％未満、Ｂ２Ｏ３：０．１％未満の組成の平均繊維径０．６５μｍのチョップドストランドガラス繊維を、工業用水中にパルパーで離解し、カチオン性アクリル樹脂を当該ガラス繊維に対し５質量％程度添加して、スラリーＡを作成した。一方、上流層の原料として、下流層のガラス繊維と同じガラス組成の平均繊維径１．０μｍのチョップドストランドガラス繊維を、工業用水中にパルパーで離解し、カチオン性アクリル樹脂を当該ガラス繊維に対し５質量％程度添加して、スラリーＢを作成した。
抄紙機の循環走行するネット（搬送ベルト）上に、スラリーＡを目付が４５ｇ／ｍ２となるよう供給し、スラリーＢを目付が７５ｇ／ｍ２となるよう供給し、ネット上のスラリーＡのガラス繊維上に、抄紙機のサクションボックスにて脱水し、スラリーＡおよびスラリーＢの各ガラス繊維が一体になった抄紙を形成した後、ドライヤで乾燥した。乾燥後、抄紙を、常法によって、バインダとしてアクリル樹脂と、撥水剤を混合した樹脂液中に浸漬し、その後脱水、乾燥し、目付１２０ｇ／ｍ２の濾材を得た。得られた濾材の厚みを測定したところ、上流層が０．４ｍｍ、下流層が０．３５ｍｍ、全体が０．７５ｍｍであった。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
Example 1
As a raw material of the downstream layer of the filter medium, the mass ratio, SiO 2: 69.0~72.0%, Na 2 O: 10.5~12.0%, CaO: 5.0~7.0%, K 2 O: 4.5~6.0%, Al 2 O 3: 2.5~4.0%, MgO: 2.0~4.0%, ZnO: 0.0~2.0%, Fe 2 O 3 : Less than 0.2%, B 2 O 3 : Less than 0.1% of average chopped strand glass fiber with an average fiber diameter of 0.65 μm was disaggregated in industrial water with a pulper, and a cationic acrylic resin was used as the glass. About 5 mass% was added with respect to the fiber, and the slurry A was created. On the other hand, a chopped strand glass fiber having an average fiber diameter of 1.0 μm having the same glass composition as the glass fiber of the downstream layer is disaggregated in industrial water with a pulper as a raw material for the upstream layer, and the cationic acrylic resin is used with respect to the glass fiber. About 5% by mass was added to prepare slurry B.
The slurry A is supplied on a net (conveyor belt) that circulates in the paper machine so that the basis weight is 45 g / m 2, and the slurry B is supplied so that the basis weight is 75 g / m 2 . On the glass fiber, it dehydrated with the suction box of the paper machine, and after forming the paper paper with which each glass fiber of the slurry A and the slurry B was united, it dried with the dryer. After drying, the paper was immersed in a resin solution in which an acrylic resin as a binder and a water repellent were mixed, and then dehydrated and dried to obtain a filter medium having a basis weight of 120 g / m 2 . When the thickness of the obtained filter medium was measured, the upstream layer was 0.4 mm, the downstream layer was 0.35 mm, and the whole was 0.75 mm.

次いで、得られた濾材を、レシプロ式織り機でピッチが２．９ｍｍになるようプリーツ加工を行い、縦５９２ｍｍ×横２８０ｍｍ×高さ２０ｍｍの外寸の濾材を作製した。このようにして得られた濾材１６個を、ジグザグ形状をなすよう並べ、ポリウレタン樹脂を用いて、縦５９４ｍｍ×横５９４ｍｍ×高さ２９２ｍｍの外寸を有するガルバニウム鋼板製の枠体に固定し、Ｖバンク型のエアフィルタを製造した。濾材は、濾材受けに対して、ポリウレタン樹脂を用いて接着した。   Next, the obtained filter medium was pleated with a reciprocating weaving machine so that the pitch was 2.9 mm, and a filter medium having an outside dimension of 592 mm long × 280 mm wide × 20 mm high was produced. The 16 filter media thus obtained were arranged in a zigzag shape, and fixed to a frame made of a galvanium steel plate having an external dimension of 594 mm in length, 594 mm in width, and 292 mm in height using polyurethane resin. A bank-type air filter was manufactured. The filter medium was bonded to the filter medium receiver using polyurethane resin.

（実施例２）
上流層の平均繊維径を１．５μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Example 2)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 1.5 μm.

（実施例３）
上流層の平均繊維径を０．９μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Example 3)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 0.9 μm.

（実施例４）
上流層の平均繊維径を１．５μｍ、下流層の平均繊維径を０．５μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 Example 4
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 1.5 μm and the average fiber diameter of the downstream layer was 0.5 μm.

（実施例５）
下流層の平均繊維径を０．５μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Example 5)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the downstream layer was 0.5 μm.

（実施例６）
上流層の平均繊維径を０．９μｍ、下流層の平均繊維径を０．５μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Example 6)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 0.9 μm and the average fiber diameter of the downstream layer was 0.5 μm.

（比較例１）
上流層の平均繊維径を３．２μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Comparative Example 1)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 3.2 μm.

（比較例２）
上流層の平均繊維径を０．８μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Comparative Example 2)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 0.8 μm.

（比較例３）
上流層の平均繊維径を３．２μｍ、下流層の平均繊維径を０．５μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Comparative Example 3)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 3.2 μm and the average fiber diameter of the downstream layer was 0.5 μm.

（比較例４）
上流層の平均繊維径を０．８μｍ、下流層の平均繊維径を０．５μｍとした点を除いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを作成した。 (Comparative Example 4)
An air filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the average fiber diameter of the upstream layer was 0.8 μm and the average fiber diameter of the downstream layer was 0.5 μm.

以上の実施例１〜６、比較例１〜４のそれぞれのエアフィルタの濾材について、後述する方法に従って、上流層、下流層、全体での各捕集効率を求めるとともに、エアフィルタについて、後述する方法に従って、圧力損失、フィルタ寿命を測定し、捕集効率を求め、さらに総合評価をした。結果を、表１および表２に示す。   About each filter medium of the above-mentioned Examples 1-6 and comparative examples 1-4, according to the method mentioned below, while obtaining each collection efficiency in an upstream layer, a downstream layer, and the whole, an air filter is mentioned below. According to the method, the pressure loss and the filter life were measured, the collection efficiency was obtained, and further comprehensive evaluation was performed. The results are shown in Tables 1 and 2.

（フィルタ圧力損失）
エアフィルタを試験用矩形ダクトにセットし、風量を５６ｍ３／分となるように空気の流れを調整し、エアフィルタの上流側および下流側でマノメータを用いて圧力を測定し、上下流間の圧力の差をエアフィルタの構造に起因する圧力損失として得た。準ＨＥＰＡのフィルタ性能のものに関して、得られた圧力損失が、２５０Ｐａ未満の場合をＢ、２５０〜３００Ｐａ未満の場合をＣ、３００Ｐａ以上の場合をＤ、と評価した。ＨＥＰＡのフィルタ性能のものに関して、得られた圧力損失が、３００Ｐａ未満の場合をＢ、３００〜４００Ｐａ未満の場合をＣ、４００Ｐａ以上の場合をＤ、と評価した。 (Filter pressure loss)
Set the air filter in the test rectangular duct, adjust the air flow so that the air volume is 56 m 3 / min, measure the pressure with the manometer upstream and downstream of the air filter, The pressure difference was obtained as the pressure loss due to the structure of the air filter. With respect to the filter performance of quasi-HEPA, the obtained pressure loss was evaluated as B when the pressure loss was less than 250 Pa, C when the pressure loss was less than 250 to 300 Pa, and D when the pressure loss was 300 Pa or more. Regarding the filter performance of HEPA, the obtained pressure loss was evaluated as B when the pressure loss was less than 300 Pa, C when the pressure loss was less than 300 to 400 Pa, and D when the pressure loss was 400 Pa or more.

（フィルタ寿命）
エアフィルタを試験用矩形ダクトにセットし、風量を７１ｍ３／分となるように空気の流れを調整し、初期圧力損失から６８６Ｐａ上昇するまでに要した時間を計測し、エアフィルタの寿命とした。この結果、寿命が１年以上の場合をＢ、１年未満の場合をＤ、と評価した。 (Filter life)
Set the air filter in the test rectangular duct, adjust the air flow so that the air volume is 71 m 3 / min, measure the time required to increase 686 Pa from the initial pressure loss, and make it the life of the air filter . As a result, the case where the lifetime was 1 year or more was evaluated as B, and the case where the lifetime was less than 1 year was evaluated as D.

（濾材捕集効率およびフィルタ捕集効率）
ＪＩＳ Ｂ９９２８ 附属書５（規定）ＮａＣｌエアロゾルの発生方法（加圧噴霧法）記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたＮａＣｌ粒子を、静電分級器（ＴＳＩ社製）で、０．３μｍに分級し、アメリシウム２４１を用いて粒子帯電を中和した後、透過する流量を５．３ｃｍ／秒に調整し、パーティクルカウンター（ＴＳＩ社製、ＣＮＣ）を用いて濾材の前後での粒子数を求め、次式により濾材捕集効率を算出した。
捕集効率（％）＝（ＣＯ／ＣＩ）×１００
ＣＯ＝濾材が捕集したＮａＣｌ０．３μｍの粒子数
ＣＩ＝濾材に供給されたＮａＣｌ０．３μｍの粒子数
また、濾材の代わりにエアフィルタを用いて上記と同様に測定を行い、フィルタ捕集効率を算出した。フィルタ捕集効率が９７％以上の場合をＢ、９７％未満の場合をＤ、と評価した。フィルタ捕集効率が高いほど、エアフィルタをガスタービンの吸気用フィルタとして用いたときの圧縮機翼の汚れを抑制する効果が高いと考えられる。 (Filtering medium collection efficiency and filter collection efficiency)
According to the method described in JIS B9928 Annex 5 (normative) NaCl aerosol generation method (pressure spraying method), NaCl particles generated by an atomizer are reduced to 0.3 μm with an electrostatic classifier (manufactured by TSI). After classifying and neutralizing the particle charge using americium 241, the permeating flow rate is adjusted to 5.3 cm / second, and the number of particles before and after the filter medium is obtained using a particle counter (manufactured by TSI, CNC). The filter medium collection efficiency was calculated from the following equation.
Collection efficiency (%) = (CO / CI) × 100
CO = the number of NaCl 0.3 μm particles collected by the filter medium CI = the number of NaCl 0.3 μm particles fed to the filter medium Calculated. The case where the filter collection efficiency was 97% or more was evaluated as B, and the case where it was less than 97% was evaluated as D. It is considered that the higher the filter collection efficiency, the higher the effect of suppressing dirt on the compressor blades when the air filter is used as an intake filter for a gas turbine.

（総合評価）
エアフィルタの圧力損失、捕集効率、寿命の３つの評価結果において、Ｄが１個以上の場合をＤと評価し、Ｃが１個の場合をＢと評価し、Ｄ，Ｃがない場合をＡと評価した。 (Comprehensive evaluation)
In the three evaluation results of air filter pressure loss, collection efficiency, and life, when D is 1 or more, it is evaluated as D, when C is 1 it is evaluated as B, and when there is no D or C Rated A.

Figure 2015139739
Figure 2015139739

Figure 2015139739
Figure 2015139739

表１に示されるように、実施例１〜６では、平均繊維径が０．９〜２．０μｍであり、上流層の捕集効率が４０〜７０％であったため、上流層および下流層共にすぐに目詰りを超すことがなく、濾材は長寿命であった。フィルタ圧力損失も特に高すぎることはなかった。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 6, the average fiber diameter was 0.9 to 2.0 μm, and the collection efficiency of the upstream layer was 40 to 70%. The filter medium was not clogged immediately and the filter medium had a long life. The filter pressure loss was not particularly too high.

一方、比較例１、３では、表２に示されるように、上流層の平均繊維径が２．０μｍより大きく、捕集効率が４０％未満であったため、下流層がすぐに目詰りを起こし、フィルタ寿命が悪かった。比較例２、４では、上流層の平均繊維径が０．９μｍ未満であり、捕集効率が７０％を超えていたため、上流層がすぐに目詰りを起こし、フィルタ寿命が悪かった。また、フィルタ圧力損失がやや高かった。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, as shown in Table 2, since the average fiber diameter of the upstream layer was larger than 2.0 μm and the collection efficiency was less than 40%, the downstream layer immediately clogged. The filter life was bad. In Comparative Examples 2 and 4, since the average fiber diameter of the upstream layer was less than 0.9 μm and the collection efficiency exceeded 70%, the upstream layer immediately clogged and the filter life was poor. Moreover, the filter pressure loss was slightly high.

１、２１、３１ ガスタービン吸気用エアフィルタ
２ 濾材群
３，２３ 濾材
５，２５ 枠体
２７ セパレータ 1, 21, 31 Gas turbine intake air filter 2 Filter media group 3, 23 Filter media 5, 25 Frame 27 Separator

Claims (4)

気体中の微粒子を捕集するガスタービン吸気用エアフィルタであって、
ガラス繊維からなり、互いに抄き合わされた第１の層及び第２の層を有する濾材と、
前記第１の層が気流の上流側を向くよう前記濾材を保持する枠体と、を備え、
前記第１の層は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が４０〜７０％、目付が６０〜８０ｇ／ｍ２、平均繊維径が０．９〜２．０μｍ、厚みが０．２〜０．５ｍｍであり、
前記第２の層は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９０〜９９．９９％、目付が３５〜５０ｇ／ｍ２、平均繊維径が０．３〜０．８μｍであり、
前記濾材は、粒径０．３μｍの粒子に対する捕集効率が９５〜９９．９９９％、厚みが０．４〜０．９ｍｍであることを特徴とするガスタービン吸気用エアフィルタ。 An air filter for gas turbine intake that collects particulates in gas,
A filter medium comprising a first layer and a second layer made of glass fibers and stitched together;
A frame for holding the filter medium so that the first layer faces the upstream side of the airflow,
The first layer has a collection efficiency of 40 to 70% for particles having a particle diameter of 0.3 μm, a basis weight of 60 to 80 g / m 2 , an average fiber diameter of 0.9 to 2.0 μm, and a thickness of 0.2. ~ 0.5mm,
The second layer has a collection efficiency of 90 to 99.99% for particles having a particle size of 0.3 μm, a basis weight of 35 to 50 g / m 2 , and an average fiber diameter of 0.3 to 0.8 μm,
A gas turbine intake air filter, wherein the filter medium has a collection efficiency of 95 to 99.999% and a thickness of 0.4 to 0.9 mm for particles having a particle diameter of 0.3 μm. 前記第２の層は、厚みが０．２〜０．４ｍｍである請求項１に記載のガスタービン吸気用エアフィルタ。   The gas filter intake air filter according to claim 1, wherein the second layer has a thickness of 0.2 to 0.4 mm. 前記濾材を第１の濾材というとき、前記第１の濾材と、前記第１の濾材以外の１又は複数の第２の濾材と、を含む濾材群を備え、
前記濾材群の濾材は、それぞれが波型形状にプリーツ加工されて平板状に延在し、前記枠体内に一方向に並び、隣接して配置される２つの前記濾材がＶ字形状をなすよう立設されている、請求項１又は２に記載のガスタービン吸気用エアフィルタ。 When the filter medium is referred to as a first filter medium, the filter medium includes the first filter medium and one or a plurality of second filter mediums other than the first filter medium,
Each of the filter media in the filter media group is pleated into a corrugated shape and extends in a flat plate shape, and the two filter media arranged adjacent to each other in one direction in the frame form a V shape. The air filter for gas turbine intake according to claim 1 or 2, wherein the air filter is installed upright. さらに、前記枠体に保持された濾材を支持する１又は複数のセパレータを備え、
前記濾材は、山部と谷部が連続して形成されるよう交互に折り返され、前記枠体に保持され、
前記セパレータは、前記濾材の隣接する２つの山部の間隙を保持するよう、前記濾材の谷部に挿入されている、請求項１又は２に記載のガスタービン吸気用エアフィルタ。 Furthermore, comprising one or more separators that support the filter medium held by the frame,
The filter medium is alternately folded so that peaks and valleys are continuously formed, and is held by the frame,
The gas filter intake air filter according to claim 1 or 2, wherein the separator is inserted into a trough of the filter medium so as to maintain a gap between two adjacent crests of the filter medium.
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