JP6742664B2 - フィルタ装置取付構造およびその取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、取付枠にフィルタパックが取り付けられたフィルタ装置の取付構造およびその取付方に関する。

従来、ろ材やプリーツ状に折りたたまれたフィルタパックを交換可能に取付枠に取り付けたフィルタ装置が知られている。このようなフィルタ装置においては、通気路を形成する取付枠に、通気路への空気の流入口側からフィルタパックが装着されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２１７８１４号公報

交換型のフィルタ装置においては、取付枠は空調設備に固定された既存の設備である。一方、フィルタパックは定期的に交換されるものであり取付枠に対しては、予め取付枠に対して設計された取付部材を用いて取り付けられている。すなわち、取付枠は長期間に亘り使用される一方、交換されるフィルタパックはこの取付枠および取付部材に併せて設計される必要がある。これは、フィルタパックの寸法や寸法に依存する性能などに自由度を持たせられないという問題を生じさせていた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、フィルタパックの設計自由度を高めることができるフィルタ装置取付構造およびその取付方法を提供することを目的とする。

本発明に係るフィルタ装置の取付構造は、上述した課題を解決するために、通気路を形成し、前記通気路の下流側に係止部を有する取付枠と、前記取付枠に対して前記通気路の上下流方向に取り付けられ、前記上下流方向に交互に折り曲げられプリーツ形状をなしたろ材と、前記ろ材の外周面を覆う緩衝材とを有するフィルタパックとを備えるフィルタ装置の取付構造において、前記フィルタパックの前記上下流方向の長さは、前記取付枠の前記上下流方向の長さよりも大きく、前記ろ材の通風面の外形は、前記取付枠の内形よりも小さく、かつ、前記フィルタパックの外形は、前記取付枠の内形よりも大きく、前記緩衝材は、圧縮して取付枠に挿入され、前記フィルタパックは、前記係止部に対して下流側の端面が当接し、前記緩衝材の摩擦力が前記取付枠の内側の面方向に対して作用し、かつ反発力が前記取付枠の内側面と垂直方向に対して作用することにより前記取付枠に支持されていることを特徴とする。
また、本発明に係るフィルタ装置の取付方法は、上述した課題を解決するために、通気路を形成し、前記通気路の下流側に係止部を有する取付枠と、上下流方向に交互に折り曲げられプリーツ形状をなしたろ材と、前記ろ材の外周面を覆う緩衝材とを有するフィルタパックを準備し、前記フィルタパックを、前記係止部に対して下流側の端面を当接させ、前記緩衝材の摩擦力が前記取付枠の内側の面方向に対して作用し、かつ反発力が前記取付枠の内側面と垂直方向に対して作用することにより前記取付枠に対して前記通気路の上下流方向に取り付け支持する、フィルタ装置の取付方法であって、前記フィルタパックの前記上下流方向の長さが、前記取付枠の前記上下流方向の長さよりも大きく、前記ろ材の通風面の外形は、前記取付枠の内形よりも小さく、かつ、前記フィルタパックの外形は、前記取付枠の内形よりも大きく、前記緩衝材は、圧縮して取付枠に挿入されることを特徴とする。

本発明のフィルタ装置取付構造およびその取付方法においては、フィルタパックの設計自由度を高めることができる。

本実施形態のフィルタ装置の取付構造を示す分解斜視図。 フィルタ装置の斜視図。 フィルタ装置の側面図。 補助取付部材の例を示す説明図。 補助取付部材の例を示す説明図。 補助取付部材の例を示す説明図。 補助取付部材の例を示す説明図。 補助取付部材の例を示す説明図。 補助取付部材の例を示す説明図。 補助取付部材の例を示す説明図。

本発明に係るフィルタ装置取付構造およびその取付方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施形態におけるフィルタ装置取付構造およびその取付方法は、例えば火力発電所のガスタービンの吸気室などの高風圧である箇所に適用される。また、本実施形態におけるフィルタ装置は、例えば、プレフィルタ、中性能フィルタ、高性能フィルタが上流側から順次配置されるフィルタ装置のうち、最上流に配置されるプレフィルタとして機能するフィルタ装置に適用される。

図１は、本実施形態のフィルタ装置の取付構造を示す分解斜視図である。
図２は、フィルタ装置１の斜視図である。
図３は、フィルタ装置１の側面図である。

なお、斜視図における左下方向を前方向、斜視図における右上方向を後方向、斜視図における左上方向を左方向、斜視図における右下方向を右方向、斜視図における上方向を上方向、斜視図における下方向を下方向、と規定する。フィルタ装置１を通過する気体の上流側が前方向であり、下流側が後方向である。

フィルタ装置１は、取付枠１０、フィルタパック２０を備える。

取付枠１０は、係止部１１、天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５を備える。係止部１１は枠状であり、中央に気体の流出口１７を有する。係止部１１は略鉛直に配置され、係止部１１の上端辺は天板１２の後端辺と、係止部１１の下端辺は底板１３の後端辺と、係止部１１の左端辺は左側板１４の後端辺と、係止部１１の右端辺は右側板１５の後端辺と一体に形成されている。これにより、係止部１１は、通気路の下流側に位置する。天板１２および底板１３は略水平に配置され、左側板１４および右側板１５は略鉛直に配置されている。天板１２の左端辺は左側板１４の上端辺と、天板１２の右端辺は右側板１５の上端辺と、例えば溶接などの接合方法により接合されている。同様に、底板１３の左端辺は左側板１４の下端辺と、底板１３の右端辺は右側板１５の下端辺と、例えば溶接などの接合方法により接合されている。

天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５の前端辺により、フィルタパック２０の取付口１８が形成される。この取付口１８にフィルタパック２０が取り付けられることにより、取付枠１０は空気の通気路となる。

天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５により取付枠１０が矩形筒状に形成され、内部にフィルタパック２０が収納される。フィルタパック２０は、係止部１１にフィルタパック２０の後端面（下流側の端面）が当接し、係止されることで、通気路におけるフィルタパック２０の上下流方向の位置が規制される。

取付枠１０の係止部１１、天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５は、例えば金属板を折り曲げて形成することができる。例えば、天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５となる金属板の後端部に、係止部１１を形成するフランジを設け、天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５を接合することで取付枠１０を形成してもよい。金属板として、例えば、ステンレス板やアルミニウム板を用いることができる。

取付枠１０は流出口１７に向ってフィルタパック２０が吹き飛ぶことを防止する格子１９を有する。格子１９としては、例えばステンレスやアルミニウムの溶接金網やパンチングメタルを用いることができる。格子１９は、溶接などの溶接方法により係止部１１に接合されている。なお、格子１９は、省略されてもよい。

フィルタパック２０は、ろ材２１および緩衝材２２を備える。フィルタパック２０は、取付枠１０に対して交換可能に取り付けられる。ろ材２１は、ガラス繊維、樹脂繊維などの繊維からなる不織布や織布などの繊維体である。ろ材２１は、長尺の繊維体を一定の折り幅でジグザグに折り畳むことによりプリーツ形状に形成されており、全体として略直方体形状に形成されている。本実施形態においては、ろ材２１の折り目方向が上下方向となり、かつ、折り目が交互に気体の流入口側および流出口側を向くように配置される。

ろ材２１のプリーツ形状を保持する方法として、ろ材２１の折り目に垂直方向にホットメルトリボンを塗布する方法、ろ材２１の折り目に垂直方向に支柱や櫛歯状の条片を設ける方法、ろ材２１に波形状のセパレータを介挿する方法などがある。また、ろ材２１の折り畳んだ状態において対向する面に突起が形成されるように、ろ材２１にエンボス加工を施し、当該突起によりプリーツ同士の間隔を維持してもよい。

緩衝材２２は、例えば厚さ３〜１０ｍｍのシート材である。緩衝材２２は、取付枠１０とフィルタパック２０（ろ材２１）との隙間を、プレフィルタとしての機能を果たすのに十分な程度シールする機能を有する。また、緩衝材２２は、緩衝材２２と取付枠１０との摩擦力により、フィルタパック２０を取付枠１０に支持する機能を有する。また、緩衝材２２は、シール機能および摩擦力による支持機能をより作用させるため、取付枠１０に対する面と垂直方向の反発力を利用し、フィルタパック２０を取付枠１０に対してシールおよび支持する。緩衝材２２は、ろ材２１の外周面の全面を覆うようにすることが好ましい。または、緩衝材２２は、必要な領域のみを覆ってもよい。緩衝材２２は、ウレタンフォーム、ＥＰＤＭ、クロロプレンなどの材料であり、好ましくはウレタンフォームである。

緩衝材２２は厚いほど好ましいが、厚さ１０ｍｍを超えると、フィルタパック２０を取付ける際に、緩衝材２２が剥がれる恐れがある。また、フィルタパック２０の上端部が凹みやすいため、厚さ３ｍｍより薄いと隙間が空く可能性があり、捕集効率が低下する。また、厚さ３ｍｍより薄いと、製造時においてろ材２１の寸法精度を厳しく管理する必要がある。すなわち、ろ材２１の寸法が小さく製造されてしまった場合、フィルタパック２０上部（緩衝材２２と取付枠１０の天板１２との接触面）で十分な摩擦力と反発力が得られず、脱落や上部のシール不足の恐れがある。また、ろ材２１の寸法が大きく製造されてしまった場合、フィルタパック２０を取付枠１０に取り付ける際にフィルタパック２０が潰れる恐れがある。このため、緩衝材２２にある程度の厚みを持たせ、取付枠１０に対するフィルタパック２０の寸法を緩衝材２２に依存させておく方が好ましい。

緩衝材２２は、通風時にろ材２１から剥離しない程度の接着強度を有する接着剤によりろ材２１に固着される。例えば、アクリル系、ゴム系の接着剤、両面テープなどを使用することができる。

フィルタパック２０は、ろ材２１と緩衝材２２で構成されており、ろ材２１の外周面は、木材、金属成形品、樹脂成形品などの支持板などで覆われてはいない。このため、ろ材２１は、このような支持板による支持や拘束を不要とする程度の強度を有し、プリーツ同士の間隔を自身で（または上記ホットメルトリボンセパレータなどに補助されて）維持する必要がある。

また、フィルタパック２０の上下流方向の長さ（奥行き）は、取付枠１０の奥行きに依存することなく、取付枠１０の奥行きよりも大きくてもよい。これにより、フィルタパック２０は、取付枠１０に取り付けられた場合に取付枠１０より飛び出しうる。さらに、フィルタパック２０は、緩衝材２２と取付枠１０と摩擦力および反発力により取付枠１０に対して固定されることから、ろ材２１の通風面の外形（上下左右の寸法）は、取付枠１０の内形よりも小さい。これに対して、ろ材２１が緩衝材２２に覆われたフィルタパック２０の外形は、取付枠１０の内形よりも大きい。

次に、フィルタ装置１は、以下の方法により取付枠１０とフィルタパック２０とが組み付けられる。まず、フィルタパック２０の後面を、取付枠１０の取付口１８から内部へ、取付枠１０に向けて挿入する。このとき、フィルタパック２０の外形は取付枠１０の内形よりも大きいため、緩衝材２２は圧縮しながら（取付枠１０に反発力を与えながら）挿入される。フィルタパック２０の後端面は、取付枠１０の係止部１１に係止され、フィルタ装置１の組み付けが完了する。

フィルタパック２０は、緩衝材２２の摩擦力が取付枠１０（天板１２、底板１３、左側板１４、および右側板１５の内側面）の面方向に対して作用し、かつ反発力が取付枠１０の面と垂直方向に対して作用することにより、取付枠１０より落下することなく支持され固定される。また、フィルタ装置１はガスタービンの吸気室のように高風圧である箇所に適用されるため、フィルタパック２０はその風圧により取付枠１０に押し当てられ、安定して固定されることができる。

このような本実施形態におけるフィルタ装置１の取付構造は、フィルタパック２０の奥行きによらずに取付枠１０に取り付けることができるため、フィルタパック２０の設計自由度を高めることができる。

例えば、取付枠とフィルタパックとの寸法が考慮された取付部材を用いて、取付枠とフィルタパックとを固定する場合、常にフィルタパックの寸法は取付枠および取付部材に併せて決定されなければならない。例えば、フィルタパックを取り付けるための取付部材が取付枠に既設されている場合などは、フィルタパックの設計自由度が特に低くなる。これにより、フィルタ装置の性能を向上させようとしても、寸法による制限が生じてしまう。

例えば、従来ろ材には、奥行きを要しないガラスマットが使用されていたが、低効率であった。ろ材を高効率にするためには、ガラスなどのろ紙を使用し、プリーツタイプにする必要がある。このようなろ材が従来のろ材と同風量を処理するためには、フィルタパックは大きい奥行きを必要とする。

そこで、本実施形態におけるフィルタ装置の取付構造およびその取付方法によれば、例えばフィルタ装置の寿命を向上させたい場合には、取付枠１０により制限されることなく容積（奥行き）の大きい長寿命のフィルタパックを設置することができる。これにより、例えばガスタービンの定期点検周期などに併せた寿命を有するフィルタパックを使用することもできる。また、フィルタパック２０の塵挨の捕集効率を高め、下流側に設置される中性能および高性能フィルタが時間当たりに捕集する塵挨量を減らすことで、これら中性能および高性能フィルタを長寿命化させることができる。

なお、フィルタパック２０の取付をより強固にし、脱落を防ぐため、フィルタパック２０は取付枠１０に対して補助取付部材により支持されていてもよい。

補助取付部材は、取付枠１０に対して着脱自在であったり、調節自在であったりし、取付枠１０とフィルタパック２０とを結合するものであればどのようなものでもよいが、例えば図４〜図１０に示すようなものがあげられる。

図４は、補助取付部材がステー３１である例を示す。ステー３１は、両端部に挿入部３２を有する。取付枠１０は、左側板１４および右側板１５における同じ高さ位置に挿入穴３３を有する。フィルタパック２０が取付枠１０に組み付けられた後、ステー３１はフィルタパック２０の前面から取り付けられる。その後、挿入部３２が取付枠１０に設けられた挿入穴３３に挿入されることにより、フィルタパック２０は取付枠１０に補助的に支持される。なお、ステー３１は、フィルタパック２０の奥行きに応じて、適宜準備されればよい。

図５は、補助取付部材が枠体４１である例を示す。枠体４１は、フィルタパック２０の前面形状に応じた枠部４２と、枠部４２に対して垂直になるよう後方に伸び取付枠１０と連結する連結部４３とを有する。連結部４３は、図示しない固定部材を用いて取付枠１０に固定される。取付枠１０に対する連結部４３の固定位置は、フィルタパック２０の奥行きに応じて調節できるようにしてもよい。

図６は、補助取付部材がベルト部材５１である例を示す。ベルト部材５１は、伸縮性のあるゴム状の部材であり、ステー３１と同様に取付枠１０に組み付けられたフィルタパック２０の前面から取り付けられ、両端部５２が取付枠１０の左側板１４および右側板１５所定位置に繋止される。

図７は、補助取付部材が台座６１である例を示す。台座６１は、前側の端部が鉛直上方に折り曲げられた係止部６２を有する板状部材である。台座６１の後側の端部は、取付枠１０の底板１３に対してスライドするための構造を有し、フィルタパック２０の奥行きに応じて台座６１の取付枠１０からの飛び出し量を調整することができる。

図８は、補助取付部材が左右支持部材７１である例を示す。左右支持部材７１は、取付枠１０の左側板１４および右側板１５に一端が連結され、他端がフィルタパック２０の前面に向って垂直方向に折り曲げられた係止部７２を有する部材である。係止部７２がフィルタパック２０の前面と係り合うことにより左右支持部材７１はフィルタパック２０を支持する。

図９は、補助取付部材がレール部材８１である例を示す。レール部材８１は、取付枠１０の左側板１４と底板１３とが形成する角部８２に取り付けられた部材と、右側板１５と底板１３とが形成する角部８２に取り付けられた部材とを有する。レール部材８１は、断面Ｌ字型であり、左右底部からフィルタパック２０の自重を支持する。レール部材８１は、取付枠１０からの飛び出し量が調整できるようにしてもよい。

図１０は、補助取付部材が面ファスナ９１である例を示す。面ファスナ９１は、取付枠１０の天板１２、底板１３、左側板１４および右側板１５の前端辺に、挿入されたフィルタパック２０の緩衝材２２と対向するように取り付けられている。緩衝材２２の材質が面ファスナ９１とオス・メス関係となりうる場合に有用である。

以上、本発明に係るフィルタ装置の取付構造およびその取付方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ フィルタ装置
１０ 取付枠
１１ 係止部
１７ 流出口
１８ 取付口
２０ フィルタパック
２１ ろ材
２２ 緩衝材
３１ ステー
４１ 枠体
５１ ベルト部材
６１ 台座
７１ 左右支持部材
８１ レール部材
９１ 面ファスナ

Claims (4)

1. 通気路を形成し、前記通気路の下流側に係止部を有する取付枠と、
   前記取付枠に対して前記通気路の上下流方向に取り付けられ、前記上下流方向に交互に折り曲げられプリーツ形状をなしたろ材と、前記ろ材の外周面を覆う緩衝材とを有するフィルタパックとを備えるフィルタ装置の取付構造において、
   前記フィルタパックの前記上下流方向の長さは、前記取付枠の前記上下流方向の長さよりも大きく、
   前記ろ材の通風面の外形は、前記取付枠の内形よりも小さく、かつ、前記フィルタパックの外形は、前記取付枠の内形よりも大きく、
   前記緩衝材は、圧縮して取付枠に挿入され、
   前記フィルタパックは、前記係止部に対して下流側の端面が当接し、前記緩衝材の摩擦力が前記取付枠の内側の面方向に対して作用し、かつ反発力が前記取付枠の内側面と垂直方向に対して作用することにより前記取付枠に支持されていることを特徴とするフィルタ装置の取付構造。
2. 前記フィルタパックは、前記取付枠に対して補助取付部材により支持されている請求項１記載の取付構造。
3. 前記緩衝材はウレタンフォームである請求項１または２記載の取付構造。
4. 通気路を形成し、前記通気路の下流側に係止部を有する取付枠と、上下流方向に交互に折り曲げられプリーツ形状をなしたろ材と、前記ろ材の外周面を覆う緩衝材とを有するフィルタパックを準備し、
   前記フィルタパックを、前記係止部に対して下流側の端面を当接させ、前記緩衝材の摩擦力が前記取付枠の内側の面方向に対して作用し、かつ反発力が前記取付枠の内側面と垂直方向に対して作用することにより前記取付枠に対して前記通気路の上下流方向に取り付け支持する、フィルタ装置の取付方法であって、
   前記フィルタパックの前記上下流方向の長さが、前記取付枠の前記上下流方向の長さよりも大きく、
   前記ろ材の通風面の外形は、前記取付枠の内形よりも小さく、かつ、前記フィルタパックの外形は、前記取付枠の内形よりも大きく、
   前記緩衝材は、圧縮して取付枠に挿入されることを特徴とするフィルタ装置の取付方法。

Images