(57)【要約】【課題】タービンを高い温度で燃焼させることを必要とせずに、一時的事象の間のタービンのパワー出力を増加させる。【解決手段】  一時的事象の間にタービンのパワー出力を増加させるためのシステムおよび方法が提供される。冷却物体を用意しても良く、冷却物体の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に所定の時間の間、タービンのパワー出力を増加させるために送っても良い。少なくとも１つの導管は、冷却物体供給源からの冷却物体の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に送るように動作可能であっても良い。少なくとも１つのバルブを、冷却物体の少なくとも一部を少なくとも１つの導管を通して送ることを制御するように、選択的に作動させても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス・タービン（１０）におけるパワー出力を増加させるための方法であって、
冷却物体を用意することと、
冷却物体の少なくとも一部をガス・タービン（１０）の圧縮機吸気口（２２）に一定時間の間送ることと、を含む方法。
【請求項２】
冷却物体を用意することが、液化空気を用意することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
冷却物体の少なくとも一部を圧縮機吸気口（２２）に送ることが、冷却物体の少なくとも一部をプレナム（２０）において膨張させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ガス・タービン（１０）が、送電網にパワーを供給するガス・タービン（１０）を含み、
冷却物体の少なくとも一部をガス・タービン（１０）の圧縮機吸気口（２２）に一定時間の間送ることが、送電網周波数が所定の対象周波数未満に降下するときに冷却物体の少なくとも一部を圧縮機吸気口（２２）に送ることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
冷却物体の少なくとも一部をタービン（１０）の圧縮機吸気口（２２）に送ることによって、パワー出力を１つまたは複数の所定の周波数レベルに保持することを容易にする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ガス・タービン（１０）が、負荷（２１５）にパワーを供給する単一のガス・タービン（２０５）を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
冷却物体の少なくとも一部をタービン（１０）の圧縮機吸気口（２２）に一定時間の間送ることが、負荷（２１５）が消費するパワーが所定の量よりも多いときに冷却物体の少なくとも一部を圧縮機吸気口（２２）に送ることを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
負荷（２１５）が機械駆動応用例を含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
冷却物体の少なくとも一部を圧縮機吸気口（２２）に送ることを制御するために選択的に作動される少なくとも１つの制御バルブ（３２）を用意することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同時継続中の米国特許出願公開第１２／０７８、６１２号明細書（２００８年４月２日出願）、発明の名称「不足周波数事象の間のガス・タービン吸気口温度抑制および関連する方法」の一部継続出願である。この文献の開示は、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【０００２】
本発明の実施形態は一般的に、タービンに関し、より具体的には、一時的事象の間のタービンのパワー出力を増加させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
タービンの動作中に、タービンのパワー出力を比較的一時的な時間の間増加させることが望ましい状況が生じる場合がある。たとえば、タービンが送電網にパワーを供給する場合に、電力需要が送電網への供給を超えると、送電網周波数が、ほぼ５０ヘルツまたはほぼ６０ヘルツの対象周波数未満に降下または低下する場合がある。タービンに基づく発電所の場合、タービンのパワー能力は通常、周波数の減少とともに低下する。したがって、著しい周波数低下の間に送電網を安定させるためには、タービンの出力を少なくとも一時的に増加させる必要がある場合がある。
【０００４】
別の例として、タービンがパワー・アイランド・モードで動作する（たとえば、単一のタービンがプラントまたは他の負荷用の電源として働く）場合、タービンの出力を、一時的な負荷事象に基づいて一時的に増加させることが望ましい場合がある。たとえば、パワー・アイランドに新しい負荷が加えられると、初始動の際に、比較的大きなパワーが、定常状態動作に達する前に一定時間の間消費される場合がある。この一時的なパワー消費の結果、負荷がタービンの能力を超える場合がある。さらに別の例として、比較的大きなパワーを消費する一時的な状況が、種々の機械駆動応用例（たとえば液体天然ガス（ＬＮＧ）ポンプ、他のポンプ、または他の工業用機器）において、存在する場合がある。これらの一時的な状況も、負荷が増加してタービンの能力を超える場合がある。負荷がタービンの能力を超えると、タービン内の周波数が低下し、その結果、パワー出力が低下することになる。したがって、これらの一時的な状況の間にタービンのパワー出力を一時的に増加させることが望ましい。
【０００５】
タービン（たとえばガス・タービン）の出力を増加させるための従来の技術は、タービンまたはオーバーファイア・タービンの圧縮機質量流を、タービンに対する燃料流れを増加させることによって、増加させることである。しかし圧縮機質量流を増加させることは、タービンの動作限界（たとえば圧縮機サージ・マージン）によって制限される場合がある。タービンの燃料流れを増加させることは、部品寿命および保守上の問題によって制限される場合がある。タービンの燃料流れを増加させると、タービンの動作が通常の動作温度を超えて行なわれることになる場合あり、タービン構成部品の劣化につながることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、一時的事象の間のタービンのパワー出力を増加させるためのシステムおよび方法が求められている。さらに加えて、タービンを通常の動作温度よりも高い温度で燃焼させることを必要とせずに、一時的事象の間のタービンのパワー出力を増加させるためのシステムおよび方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、タービンにおけるパワー出力を増加させるための方法が開示される。冷却物体を用意しても良く、冷却物体の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に一定時間の間、タービンのパワー出力を増加させるために送っても良い。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、タービンにおけるパワー出力を増加させるためのシステムが開示される。本システムは、冷却物体供給源（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｓｕｂｓｔａｎｃｅ  ｓｕｐｐｌｙ）、少なくとも１つの導管、少なくとも１つのバルブ、および１つまたは複数のコントローラを備えていても良い。少なくとも１つの導管は、冷却物体供給源からの冷却物体の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に送るように動作可能であっても良い。少なくとも１つのバルブを、冷却物体の少なくとも一部を少なくとも１つの導管を通して送ることを制御するように、選択的に作動させても良い。１つまたは複数のコントローラは、タービンの動作に関連するデータを受信し、少なくとも部分的に受信データに基づいて少なくとも１つのバルブを選択的に作動させるように、動作可能であっても良い。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態によれば、タービンによる負荷へのパワー出力を増加させるための方法が開示される。冷却物体を用意しても良い。負荷が消費するパワーが所定の量よりも多い事象を識別しても良い。少なくとも部分的に、識別した事象に基づいて、冷却物体の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に送ってタービンのパワー出力を増加させても良い。
【００１０】
本発明の他の実施形態、態様、および特徴は、以下の詳細な説明、添付図面、および添付の請求項から、当業者には明らかとなる。
【００１１】
以上、本発明を概略的に説明したが、次に添付図面を参照する。図面は、必ずしも一定の比率で描かれてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の種々の例示的実施形態により圧縮機吸気口冷却配置を取り入れた例示的ガス・タービン・プラントの概略図である。
【図２】本発明の種々の例示的実施形態により用いても良いアイランド・モードにおいて動作する例示的タービンのブロック図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態によりタービンによるパワー出力を増加させるための例示的一方法を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の例示的な実施形態について、添付図面を参照してより十分に説明する。図面では、本発明の実施形態の一部のみを示しており全部ではない。実際には、本発明は、多くの異なる形態で具体化しても良く、本明細書で述べる実施形態に限定されると解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、適用可能な法的要件を本開示が満たすように提供されているものである。全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。
【００１４】
本開示の目的に対して、用語「パワー・アイランド」は、単一のタービンが１つまたは複数の負荷にパワーを与えるシステムを指しても良い。本発明の種々の実施形態において必要に応じて、任意の数の負荷がタービンによってパワー供給されても良い。たとえば、発電所、送電網、発電機、小都市などである。
【００１５】
本開示の目的に対して、用語「機械駆動応用例」は、電源（たとえばタービン）からパワーを受けて、パワーを機械的作用に変換する任意の装置、システム、装置の組み合わせ、および／またはシステムの組み合わせを指しても良い。機械駆動応用例の例としては（これらに限定されないが）、液体天然ガス（ＬＮＧ）ポンプ、他のポンプ、および他の工業用機器が挙げられる。
【００１６】
タービン（たとえばガス・タービン）のパワー出力を増加させるためのシステムおよび方法について開示する。冷却物体（たとえば、液化空気）の供給源を用意しても良い。タービンのパワー出力を増加させるために、供給された冷却物体の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に送っても良い。たとえば、タービンのパワー出力を増加させるために、液化空気をタービンの圧縮機吸気口に送り、および／またはそこで膨張させても良い。液化空気をタービンの圧縮機吸気口に送ることによって、液化空気が与えられる一定時間の間タービンのパワー出力を増加させることが容易になる場合がある。本発明の特定の実施形態において、このような一定時間は所定の事象（たとえば、タービンの負荷に関連する一時的事象）に対応しても良い。この点に関して、液化空気を圧縮機吸気口に、事象に対応する所定の時間の間送っても良い。
【００１７】
本発明の種々の実施形態の技術的効果は、タービンのパワー出力を、冷却物体をタービンの圧縮機吸気口に与えることによって増加させることである。本発明の例示的な実施形態においては、タービンが供給する負荷において生じる一時的事象に起因する所要パワー出力の増加を考慮するために、液化空気をタービンの圧縮機吸気口において所定の時間の間膨張させても良い。
【００１８】
図１を参照して、本発明の種々の例示的な実施形態により圧縮機吸気口冷却配置を取り入れた例示的タービン・プラント１０の概略図を例示する。図１に示すタービン・プラント１０は、好適なタービン（たとえばガス・タービン）を備えていても良い。ガス・タービンは、圧縮機１２、燃焼器１４、およびタービン構成部品１６を備えていても良い。本開示の目的に対して、タービン構成部品１６をタービン１６と言っても良い。圧縮機１２は、燃焼器１４に空気を供給する多段圧縮機であっても良く、燃焼器１４は次に、ガス・タービン構成部品１６に高温の燃焼ガスを供給する。圧縮機１２と同様に、ガス・タービン構成部品１６は、本発明の種々の実施形態において必要に応じて多段式の構成部品であっても良い。例示したように、圧縮機１２およびタービン１６は、共通のロータ・シャフト１８上で動作しても良い。ロータ・シャフト１８はまた、タービン１６の下流にある発電機（図示せず）に接続されていても良い。他のタービン配置および／または他の型のタービンも、本発明の種々の実施形態を取り入れ、利用し、および／またはそれらに関連しても良い。
【００１９】
本発明の種々の実施形態において、冷却物体を用意しても良い。好適な冷却物体の例は液化空気である。液化空気は、圧縮および熱除去によって比較的低温まで冷却された空気である。その密度は約８７０ｋｇ／ｍ３であり、その値は、空気の元素組成に応じて変化する場合がある。冷却物体によって、冷却ガス（たとえば冷却空気）を圧縮機１２の吸気口２２に与えることが容易になる場合がある。冷却空気を圧縮機１２に対する取り入れ空気として与えることによって、タービン・プラント１０のパワー出力が増加する場合がある。
【００２０】
本発明の例示的だが非限定の実施形態によれば、吸気口システム２０を用いて、冷却された取り入れ空気を圧縮機１２の吸気口２２に供給しても良い。たとえば、圧縮機１２に至る実質的に開口式の吸気口プレナム２０を配置して、冷却された取り入れ空気を圧縮機吸気口２２に供給しても良い。液化空気を、吸気口プレナム２０に与えて、吸気口プレナム２２内で膨張させても良い。液化空気の膨張に伴い、液化空気の少なくとも一部が比較的冷たい空気に転化される場合があり、この冷たい空気を圧縮機吸気口２２に与えても良い。
【００２１】
引き続き図１を参照して、少なくとも１つの貯蔵タンク２４を設けて、１つまたは複数の対応する導管２６を介して吸気口システム２０に液化空気を供給しても良い。本発明の特定の実施形態においては、噴射マニフォールド２８が、液化空気を１つまたは複数の導管２６から受け取って、液化空気を吸気口プレナムに、噴射マニフォールド２８内に組み込まれている１つまたは複数のノズル３０を介して与えても良い。本発明の種々の実施形態において必要に応じて、液化空気の噴射を、マニフォールド２８およびノズル３０の上流にある導管２４における１つまたは複数の制御バルブ３２によって制御しても良い。１つまたは複数の制御バルブ３２を選択的に作動させて、１つまたは複数の導管２６を通って液化空気が流れることを可能にしても良い。１つまたは複数の制御バルブ３２を作動させることを、手動で制御しても良く、および／または任意の数の好適な制御ユニット（たとえば以下でより詳しく説明する制御ユニット４０）によって制御しても良い。
【００２２】
本発明の種々の実施形態において必要に応じて、マニフォールド２８および付随するノズル３０の配置をプレナム２０内で変えても良い。たとえば、ノズルをプレナム吸気口３４のより近くに配置することによって、空気が圧縮機吸気口２２に向かって流れるときに比較的より均一な温度が実現される場合がある。しかし経路に沿って生じる望ましくない温度増加が多少起こり得る。比較的より冷たいがそれほど均一ではない温度が、マニフォールド２８および付随するノズル３０を圧縮機吸気口２２のより近くに配置することによって、実現される場合がある。このようにして、プレナム２８およびノズル３０の正確な配置を、本発明の種々の実施形態において必要に応じて変えても良い。
【００２３】
引き続き図１を参照して、制御ユニット４０を、本発明の特定の実施形態において設けて、１つまたは複数の制御バルブ３２の作動を制御しても良い。制御ユニット４０は、バルブ３２の作動を容易にする電子信号を１つまたは複数のバルブ３２に与えることができる好適なプロセッサ駆動の装置であっても良い。好適な制御ユニットの例としては（これらに限定されないが）、特定用途向け回路、マイクロコントローラ、ミニコンピュータ、パーソナル・コンピュータ、サーバなどが挙げられる。制御ユニット４０は、制御ユニット４０の動作を制御するコンピュータ読取可能な命令の実行を容易にする任意の数のプロセッサ４２を備えていても良い。１つまたは複数の制御バルブ３２をいつ作動させるのかを決定することに関連するコンピュータ読取可能な命令を実行することによって、制御ユニット４０は、タービン圧縮機１２の吸気口２２への冷却物体の供給を制御する特殊用途コンピュータを形成しても良い。
【００２４】
１つまたは複数のプロセッサ４２に加えて、制御ユニット４０は、１つまたは複数のメモリ・デバイス４４、１つまたは複数の入出力（「Ｉ／Ｏ」）インターフェース４６、および１つまたは複数のネットワーク・インターフェース４８を備えていても良い。１つまたは複数のメモリ・デバイス４４は、好適な任意のメモリ・デバイス、たとえば、キャッシュ、読み出し専用メモリ・デバイス、ランダム・アクセス・メモリ・デバイス、磁気的な記憶装置などであっても良い。１つまたは複数のメモリ・デバイス４４は、制御ユニット４０が用いるデータ、実行可能命令、および／または種々のプログラム・モジュール、たとえば、事象データ５０、オペレーティング・システム５２、および／またはフロー制御アプリケーション５４を記憶しても良い。事象データ５０には、タービン・プラント１０の動作に関連する記憶データ、タービン・プラント１０がパワー供給する負荷に関連する記憶データ、および／または１つまたは複数の計画された事象に関連するデータが含まれていても良い。タービン・プラント１０に関連するデータの例としては、タービン１６のパワー出力に関連する測定データ、タービン１６によるパワー信号出力の周波数に関連するデータ、圧縮機１２の空気取り入れ口温度、および／またはタービン・プラント１０の動作に関連する他のデータが挙げられる。タービン・プラント１０がパワー供給する負荷に関連するデータの例としては、負荷に与えられる信号の周波数に関連する測定データおよび／または負荷が消費するパワーに関連するデータが挙げられる。計画された事象の例としては、負荷が消費するパワーが所定または対象のパワー量よりも大きい計画された一時的事象が挙げられる。たとえば機械駆動応用例の初始動、またはピーク時の間の送電網のパワー消費である。
【００２５】
本発明の特定の実施形態においては、制御ユニット４０は、制御ユニット４０の動作を容易にするために実行される任意の数のソフトウェア・アプリケーションを備えていても良い。ソフトウェア・アプリケーションには、１つまたは複数のプロセッサ４２によって実行可能なコンピュータ読取可能な命令が含まれていても良い。コンピュータ読取可能な命令を実行させることによって、１つまたは複数の制御バルブ３２を選択的に作動させることを容易にする特殊用途コンピュータが形成されても良い。ソフトウェア・アプリケーションの一例として、制御ユニット４０は、制御ユニット５２の一般的な動作を制御し、付加的なソフトウェア・アプリケーションの実行を容易にするオペレーティング・システム（「ＯＳ」）５２を備えていても良い。また制御ユニット４０は、１つまたは複数の制御バルブ３２の作動を制御するように動作可能なフロー制御アプリケーション５４を備えていても良い。フロー制御アプリケーション５４は、種々のデータを受信しても良い。たとえばタービン・プラント１０の動作に関連するデータ、負荷に関連するデータ、および／または１つまたは複数の計画された事象に関連するデータである。またフロー制御アプリケーション５４は、本発明の種々の実施形態において必要に応じて、受信データを１つまたは複数のメモリ・デバイス４４に記憶することを命令しても良い。フロー制御アプリケーション５４は、データの少なくとも一部を処理して、タービン１６のパワー出力を増加させるべき事象または状況（たとえば負荷が消費するパワーが所定の量よりも多い一時的事象）を確認または決定しても良い。フロー制御アプリケーション５４は、識別または決定された事象の間に冷却物体を圧縮機２２の吸気口システム２０に供給するために、１つまたは複数のバルブ３２を選択的に作動させるかまたは作動を制御しても良い。場合によっては、事象を識別することは、タービン１６のパワー出力を増加させるべき期待または予想される事象を識別することを含んでいても良い。この点に関して、タービン１６のパワー出力を、事象が経過する間じゅう増加させても良い。
【００２６】
１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェース４６によって、制御ユニット４０と以下のものとの間の通信が容易になる場合がある。すなわち、１つまたは複数の入力／出力装置（たとえば、ユニバーサル・シリアル・バス・ポート、シリアル・ポート、ディスク・ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ駆動部）、および／または制御ユニット４０とのユーザのやり取りを容易にする１つまたは複数のユーザ・インターフェース装置（たとえば、ディスプレイ、キーボード、キーパッド、マウス、コントロール・パネル、タッチ・スクリーン・ディスプレイ、マイクロフォンなど）である。１つまたは複数のＩ／Ｏインターフェースを用いて、事象データおよび／またはユーザ命令を幅広い入力装置から受信または収集しても良い。受信データを、本発明の種々の実施形態において必要に応じて、フロー制御アプリケーション４０によって処理しても良く、および／または１つまたは複数のメモリ・デバイス４４に記憶しても良い。
【００２７】
１つまたは複数のネットワーク・インターフェース４８によって、制御ユニット４０を１つまたは複数の好適なネットワーク５６に接続することが容易になる場合がある。たとえば、ローカル・エリア・ネットワーク、ワイド・エリア・ネットワーク、インターネット、任意の有線ネットワーク、任意の無線ネットワークなどである。この点に関して、制御ユニット４０は、測定データ、他の事象データおよび／または命令を、１つまたは複数の外部装置、ネットワーク・コンポーネント、および／またはシステムから、１つまたは複数のネットワーク５６を介して受信しても良い。たとえば、制御ユニット４０は、タービン・プラント１０および／またはタービン・プラント１０がパワー供給する負荷に関連する測定データを、任意の数の好適なセンサ５８または他の測定装置から、１つまたは複数のネットワーク５６を介して受信しても良い。センサ５８は、本発明の種々の実施形態において必要に応じて、好適な任意のセンサを含んでいても良い。別の例として、制御ユニット４０は、事象データおよび／または命令を、１つまたは複数の外部のシステムおよび／または装置６０から、本発明の種々の実施形態において必要に応じて、１つまたは複数の好適なネットワーク５６を介して受信しても良い。
【００２８】
前述した吸気口配置によって、短時間の出力パワー増加が、液化空気を圧縮機１２の吸気口システム内に噴射することによって圧縮機１２に入る周囲空気の温度を下げることで、可能になる場合がある。液体空気の流れを増加させて温度を下げることによって、ガス・タービン１６のパワー出力が、少なくとも一時的に、本来はタービン１６がその通常の動作温度を超えて燃焼する必要があるレベルまで増加する。特定の実施形態においては、タービンのパワー出力をタービンの通常能力を超えて増加させても良い。
【００２９】
制御方式は、種々の周波数レベルにおける所要のパワー出力に基づくものであっても良いし、特定の圧縮機吸気口温度を維持することに基づくものであっても良い。また液化空気の供給を、１つまたは複数のバルブ３２を介して、所定の周波数レベルにおいて必要な出力を維持するのに必要な最小量に制御すること、すなわち、補給間隔を長くして高価な液化空気を節約する断続的な方法または変調を伴う方法で行なうことも、優位な場合がある。
【００３０】
特定の実施形態においては、制御方式によって、タービン・システム内のシステム周波数を維持することが容易になる場合もある。タービンが供給する負荷の消費パワーが増加するに従い、制御方式によって、液化空気の供給を１つまたは複数のバルブ３２を介して制御して、タービンのパワー出力を増加させ、タービン・システム内の所望の周波数を維持するようにしても良い。特定の実施形態においては、タービンのパワー出力を通常のタービン能力を超えて増加させても良い。
【００３１】
さらに加えて、特定の実施形態においては、１つまたは複数のバルブ３２の作動を、必要に応じて手動で制御して、冷却物体をタービンの２２の圧縮機吸気口に供給することを容易にしても良い。この点に関して、タービンの出力を増加させることを手動で制御しても良い。
【００３２】
当然のことながら、本明細書で説明したように付加的な圧縮機質量流によって実現されるパワー増加によって、タービン・プラント１０内の圧縮機サージ・マージンおよび部品寿命が向上する場合がある。
【００３３】
幅広い種々のタービンおよびタービン型を、本発明の種々の実施形態に関連して用いても良い。たとえば、特定の実施形態においては、タービンは、送電網にパワーを与える複数のタービンのうちの１つであっても良い。このような配置では、液化空気を圧縮機２２の吸気口システム２０に送ることは、少なくとも部分的に、送電網内での周波数レベルに基づいていても良い。本発明の他の実施形態においては、タービンは、パワー・アイランド・モードで動作する単一のタービンであっても良い。言い換えれば、タービンは、タービンに接続される負荷（たとえば発電所または送電網）に対する唯一のパワー供給源であっても良い。本発明の他の実施形態においては、タービンを用いて、パワーを１つまたは複数の機械駆動応用例および／または機械駆動装置に供給しても良い。このタイプの配置では、タービンは、接続される負荷の所要パワーに比較的より敏感であっても良い。たとえば、負荷に付随する特定の一時的事象（たとえば機械駆動応用例の初始動）の間に、負荷が消費するパワーが一時的に増加する場合がある。液化空気を吸気口システム２０に、一時的事象に対応する一定時間の間与えることによって、一時的事象を考慮してタービンのパワー出力を増加させても良い。
【００３４】
図２は、本発明の種々の例示的な実施形態により用いても良いアイランド・モードにおいて動作する例示的タービン・システム２００のブロック図である。タービン・システム２００は、タービン２０５、発電機２１０、および負荷２１５を備えていても良い。タービン２０５は、パワーを発電機２１０に供給するように動作可能な好適な任意のタービンであっても良く、たとえばガス・タービンである。タービン２０５は、本発明の種々の実施形態において唯一または単一のタービンであっても良い。発電機２１０は、機械的エネルギーをタービン２０５から受け取って、機械的エネルギーを、電気負荷に供給しても良い電気エネルギーに変換するように動作可能であっても良い。
【００３５】
負荷２１５は、タービン２０５および発電機２１０がパワー供給する任意の数の装置を含んでいても良い。負荷の例としては（これらに限定されないが）、工場、工業プラント、小都市の送電網などが挙げられる。パワー・アイランド応用例では、種々の一時的事象に起因して負荷の消費パワーが変動すると、複数のタービンがパワーを負荷に与える状況よりも比較的大きな影響がタービンのパワー出力に及ぼされる場合がある。そのため、より大きな安定性をシステム２００において実現することが、負荷２１５および／またはタービン２０５をモニタして一時的事象を確認することによって、および一時的事象の間に冷却物体をタービン２０５の圧縮機吸気口に与えてタービン２０５のパワー出力を増加させることによって行なわれる場合がある。図１に例示したものと同様のシステムによって、タービンの圧縮機吸気口２０５への冷却物体（たとえば液化空気）の供給を容易にしても良い。
【００３６】
パワー・アイランド・モードで動作することに加えて、タービン（たとえば図２に例示したタービン２０５）を用いて、パワーを１つまたは複数の機械駆動装置、機械駆動応用例、および／または他の工業用機器に供給しても良い。このような状況では、タービンの機械的エネルギーを用いて、パワーを機械的応用例に直接供給しても良い。言い換えれば、機械駆動装置および／または機械駆動応用例に関連して発電機を用いる必要はない。タービンがパワー・アイランド・モードで動作する場合と同様に、パワーを１つまたは複数の機械駆動装置または用途に供給するタービンのパワー出力を、本発明の種々の実施形態によって増加させても良い。
【００３７】
図３は、本発明の例示的な実施形態によりタービンによるパワー出力を増加させるための例示的一方法３００を例示するフローチャートである。本方法は、ブロック３０５で始まっても良い。ブロック３０５において、用意しても良い。さらに加えて、ブロック３１０において、冷却物体（たとえば、液化空気）の供給源を設けても良い。本発明の特定の実施形態において、冷却物体を１つまたは複数の貯蔵タンク内に貯蔵しても良い。
【００３８】
ブロック３１５において、冷却物体の供給の少なくとも一部をタービンの圧縮機吸気口に送っても良い。たとえば、液化空気を膨張させ周囲空気と混合して比較的冷たい空気を形成しても良く、この空気をタービンの圧縮機が取り込んで用いても良い。特定の実施形態においては、液化空気を、好適な吸気口システム（たとえば図１に例示した吸気口システム２０）において膨張させても良い。比較的冷たい空気をタービンの圧縮機に与える結果、タービンのパワー出力が少なくとも一時的に増加する場合がある。
【００３９】
本発明の特定の実施形態においては、冷却物体を圧縮機吸気口または吸気口システムに送ることを、少なくとも部分的に、負荷が消費するパワーまたは消費するであろうパワーが所定の量よりも多い事象（たとえば一時的事象）を識別することに基づいて行なっても良い。たとえば、負荷が機械駆動応用例である場合、機械駆動応用例の始動の際に、機械駆動応用例の定常状態動作の間に消費される量よりも比較的大きいパワーを消費する場合がある。始動事象を識別することによって、消費するパワーの方が大きいことを補償するために冷却物体を圧縮機吸気口に送ることが容易になる場合がある。この点に関して、より大きな安定性がパワー・システムにおいて維持される場合がある。
【００４０】
方法３００はブロック３１５の後に終了しても良い。
【００４１】
本発明を、現時点で最も実用的で好ましい実施形態と考えられるものと関連して説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されず、それどころか、添付の請求項の趣旨および範囲に含まれる種々の変更および等価な配置に及ぶことが意図されていることを理解されたい。
【００４２】
この書面の説明では、例を用いて、ベスト・モードを含む本発明を開示するとともに、どんな当業者も本発明を実行できるように、たとえば任意の装置またはシステムを作りおよび用いること、ならびに取り入れられた任意の方法を行なうことができるようにしている。本発明の特許可能な範囲は、請求項において規定され、当業者に想起される他の例を含んでいても良い。このような他の例は、請求項の文字通りの言葉使いと違わない構造要素を有するか、または請求項の文字通りの言葉使いとの差が非実質的である均等な構造要素を含む場合には、請求項の範囲内であることが意図されている。
【図１】
2010169092.tif 000003
【図２】
2010169092.tif 000004
【図３】
2010169092.tif 000005