(57)【要約】【課題】過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態を防止することにより、フィルタの除塵処理性能を確保してタービンを適正に保護できるガスタービンを提供すること。【解決手段】このガスタービン１は、冷却空気を用いてタービン４を冷却するタービン冷却構造６と、タービン４の上流側にて冷却空気を除塵処理するフィルタ６２とを備える。また、ガスタービン１は、フィルタ６２に冷却空気を供給する供給配管６３２と、この供給配管６３２からフィルタ６２よりも上流にて分岐された分岐配管６３５と、冷却空気における塵の流通量を算出あるいは推定する手段７１、７２１、７２２とを備える。このガスタービン１では、タービン起動時にて、供給配管６３２を閉止して分岐配管６３５を開放する。そして、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったときに、供給配管６３２を開放して分岐配管６３５を閉止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却空気を用いてタービンを冷却するタービン冷却構造と、前記タービンの上流側にて前記冷却空気を除塵処理するフィルタとを備えるガスタービンであって、
前記フィルタに前記冷却空気を供給する供給配管と、前記供給配管から前記フィルタよりも上流にて分岐された分岐配管と、前記冷却空気における塵の流通量を算出あるいは推定する手段とを備え、且つ、
タービン起動時にて、前記供給配管を閉止して前記分岐配管を開放すると共に、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったときに、前記供給配管を開放して前記分岐配管を閉止することを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
ダストモニタが用いられて前記冷却空気における塵の流通量がモニタリングされると共に、前記モニタリングの結果に基づいて前記冷却空気における塵の流通量が算出あるいは推定される請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
タービン回転数が所定の閾値以上となったときに、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったと推定される請求項１に記載のガスタービン。
【請求項４】
タービン起動開始から所定時間が経過したときに、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったと推定される請求項１に記載のガスタービン。
【請求項５】
前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったときに、前記冷却空気が前記フィルタをバイパスして前記タービンに供給される請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスタービン。
【請求項６】
前記フィルタが前記冷却空気から塵を遠心分離または慣性分離してダストレスな冷却空気を抽出する構造を有すると共に抽出した冷却空気を前記タービンに供給する請求項１〜５のいずれか一つに記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスタービンに関し、さらに詳しくは、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態を防止することにより、フィルタの除塵処理性能を確保してタービンを適正に保護できるガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なガスタービンは、冷却空気を用いてタービンを冷却する構造（タービン冷却構造）を備えている。ここで、タービンの冷却空気には、多くの塵（例えば、ダストや錆）が含まれる。このため、タービン冷却構造では、タービンの上流側にてフィルタが配置され、このフィルタを用いて冷却空気の除塵処理が行われている。これにより、タービンへの塵の流入量が抑制されている。かかる構成を採用する従来のガスタービンとして、特許文献１に記載される技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７９９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態を防止することにより、フィルタの除塵処理性能を確保してタービンを適正に保護できるガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明にかかるガスタービンは、冷却空気を用いてタービンを冷却するタービン冷却構造と、前記タービンの上流側にて前記冷却空気を除塵処理するフィルタとを備えるガスタービンであって、前記フィルタに前記冷却空気を供給する供給配管と、前記供給配管から前記フィルタよりも上流にて分岐された分岐配管と、前記冷却空気における塵の流通量を算出あるいは推定する手段とを備え、且つ、タービン起動時にて、前記供給配管を閉止して前記分岐配管を開放すると共に、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったときに、前記供給配管を開放して前記分岐配管を閉止することを特徴とする。
【０００６】
このガスタービンでは、タービン起動開始の直後は、冷却空気が分岐配管によりバイパスされてフィルタに供給されないので、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止される。また、冷却空気中の塵の流通量が所定の閾値以下になると、冷却空気がフィルタに供給される。これにより、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止されるので、フィルタの除塵処理性能が確保されてタービンが適正に保護される利点がある。
【０００７】
また、この発明にかかるガスタービンは、ダストモニタが用いられて前記冷却空気における塵の流通量がモニタリングされると共に、前記モニタリングの結果に基づいて前記冷却空気における塵の流通量が算出あるいは推定される。
【０００８】
このガスタービンでは、冷却空気中の塵の流通量をダストモニタにより直接取得できるので、塵の流通量を精度良く算出あるいは推定できる利点がある。
【０００９】
また、この発明にかかるガスタービンは、タービン回転数が所定の閾値以上となったときに、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったと推定される。
【００１０】
このガスタービンでは、ダストモニタを用いる構成と比較して、冷却空気中の塵の流通量を簡易に取得できる。これにより、ガスタービンの除塵制御を簡素に実施できる利点がある。
【００１１】
また、この発明にかかるガスタービンは、タービン起動開始から所定時間が経過したときに、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったと推定される。
【００１２】
このガスタービンでは、ダストモニタを用いる構成と比較して、冷却空気中の塵の流通量を簡易に取得できる。これにより、ガスタービンの除塵制御を簡素に実施できる。
【００１３】
また、この発明にかかるガスタービンは、前記冷却空気における塵の流通量が所定の閾値以下となったときに、前記冷却空気が前記フィルタをバイパスして前記タービンに供給される。
【００１４】
このガスタービンでは、圧縮機からの冷却空気がフィルタをバイパスしてタービンに直接的に供給される。これにより、フィルタでの冷却空気の圧力損失が回避されるので、タービンの冷却効率が向上する利点がある。
【００１５】
また、この発明にかかるガスタービンは、前記フィルタが前記冷却空気から塵を遠心分離または慣性分離してダストレスな冷却空気を抽出する構造を有すると共に抽出した冷却空気を前記タービンに供給する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明にかかるガスタービンでは、タービン起動開始の直後は、冷却空気が分岐配管によりバイパスされてフィルタに供給されないので、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止される。また、冷却空気中の塵の流通量が所定の閾値以下になると、冷却空気がフィルタに供給される。これにより、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止されるので、フィルタの除塵処理性能が確保されてタービンが適正に保護される利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、この発明の実施の形態であるガスタービンを示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載したガスタービンのタービン冷却構造のフィルタを示す模式図である。
【図３】図３は、図１に記載したガスタービンの作用を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図１に記載したガスタービンの作用を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、図１に記載したガスタービンの変形例を示す構成図である。
【図６】図６は、図５に記載したガスタービンの作用を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図５に記載したガスタービンの作用を示す説明図である。
【図８】図８は、図５に記載したガスタービンの変形例を示す構成図である。
【図９】図９は、図８に記載したガスタービンのフィルタを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００１９】
［ガスタービン］
図１は、この発明の実施の形態であるガスタービンを示す構成図である。ガスタービン１は、圧縮機２と、燃焼器３と、タービン４とを有する。このガスタービン１では、まず、圧縮機２が空気取込口から取り込まれた空気を圧縮して圧縮空気を生成する。次に、燃焼器３がこの圧縮空気に燃料を噴射して高温・高圧の燃焼ガスを発生させる。次に、タービン４がこの燃焼ガスの熱エネルギーをロータ５の回転エネルギーに変換して駆動力を発生させる。そして、この駆動力がロータ５に連結された発電機（図示省略）などに伝達される。
【００２０】
［タービン冷却構造］
また、ガスタービン１は、冷却空気を用いてタービン４を冷却するタービン冷却構造６を有する（図１参照）。このタービン冷却構造６は、冷却器６１と、フィルタ６２とを有し、これらが供給配管（冷却空気の供給流路）６３１〜６３４を介して接続されて構成される。冷却器６１は、通過する空気を冷却する装置であり、例えば、水冷式のものが採用される。この冷却器６１は、その入口部にて供給配管６３１を介して圧縮機２の下流側に接続される。フィルタ６２は、空気から塵を分離してダストレスな一部の空気を抽出する構造（遠心分離構造あるいは慣性除塵構造）を有する装置である（図２参照）。このフィルタ６２は、その入口部６２２にて供給配管６３２を介して冷却器６１の出口部に接続される。また、フィルタ６２は、一方の出口部にて供給配管６３３を介してタービン４の冷却通路（図示省略）に接続され、他方の出口部にて供給配管６３４を介してガスタービン１の車室（図示省略）に接続される。
【００２１】
このタービン冷却構造６では、圧縮機２にて圧縮された高温高圧の空気が供給配管６３１を介して冷却器６１に導入される。そして、この空気が冷却器６１にて冷却されて冷却空気となる。次に、この冷却空気が冷却器６１から供給配管６３２を介してフィルタ６２に供給される。次に、このフィルタ６２にて、除塵処理された一部の冷却空気（ダストレスな冷却空気）が抽出され、この冷却空気がフィルタ６２の一方の出口部から供給配管６３３を介してタービン４の冷却通路に供給される。また、残りの冷却空気（ダストリッチな冷却空気）がフィルタ６２の他方の出口から供給配管６３４を介してガスタービン１の車室に還元される。なお、タービン４の冷却通路は、例えば、タービンロータに形成された冷却通路、タービン動静翼に形成された冷却通路などである。
【００２２】
［フィルタの具体例］
図２は、タービン冷却構造６のフィルタ６２を示す模式図である。例えば、この実施の形態では、フィルタ６２が複数の金属製エレメント６２１を積層して成る遠心分離構造または慣性分離構造を有している（図２参照）。具体的には、耐圧容器内にて、耐圧容器の軸方向（空気が通過する方向）に複数の金属製エレメント６２１が積層されて配置されている。また、これらの金属製エレメント６２１と、耐圧容器の入口部６２２および出口部６２４とが耐圧容器の軸方向に直線的に連通している。また、金属製エレメント６２１の内部からブリード部６２３が引き出されている。
【００２３】
このフィルタ６２では、例えば、慣性分離構造の場合、空気が耐圧容器の入口部６２２から内部に導入されると、一部の空気が金属製エレメント６２１で急激に流れの向きを変え、慣性力の強いダストのみがブリード部６２３から排出される。このとき、空気中の塵が遠心分離されてダストレスな空気が抽出される（空気の除塵処理）。そして、このダストレスな空気がブリード部６２３から供給配管６３３を介してタービン４の冷却通路に供給される。一方、残りの空気（ダストリッチな空気）が金属製エレメント６２１を直線的に通過して耐圧容器の出口部６２４から排出される。そして、このダストリッチな空気が出口部６２４から供給配管６３４を介してガスタービン１の車室に還元される。
【００２４】
なお、このフィルタ６２は、タービン定常運転時にて、通過する空気量に対して５％〜１０％のダストレスな空気を抽出できる。また、金属製エレメント６２１にて捕集された塵がそのまま耐圧容器の出口部６２４から排出されることにより、フィルタ６２（金属製エレメント６２１）の自動洗浄が行われる。
【００２５】
［タービン起動時における除塵制御］
タービンの冷却空気には、多くの塵（例えば、ダストや錆）が含まれる。このため、タービン冷却構造では、上記のようにフィルタが用いられて冷却空気の除塵処理が行われている。これにより、タービンへの塵の流入量が抑制されている。
【００２６】
ここで、定期点検などによりガスタービンが長期間停止（例えば、１週間〜数週間の停止）すると、タービンの再起動時にて冷却空気に大量の塵が流通する。例えば、一般的なガスタービンでは、タービン冷却構造の配管がスチール製であるため、ガスタービンが長期間停止するとこの配管に大量の錆が発生する。そして、タービン起動時にて、この大量の錆が塵となって冷却空気と共に配管に流通する。
【００２７】
しかしながら、かかる大量の塵を含む冷却空気がフィルタに流入すると、フィルタの除塵性能（塵を遠心分離する性能）が不足してタービンに塵が流入するおそれがある。
【００２８】
そこで、このガスタービン１では、タービン起動時におけるフィルタ６２の除塵性能を確保するために、以下の構成が採用されている（図１参照）。
【００２９】
まず、タービン冷却構造６が、フィルタ６２側の供給配管６３２からフィルタ６２よりも上流にて分岐された分岐配管（バイパスライン）６３５を有する。この実施の形態では、冷却器６１とフィルタ６２とを接続する供給配管６３２があり、この供給配管６３２の途中から分岐配管６３５が分岐されている。フィルタ６２側の供給配管６３２とこの分岐配管６３５とは、供給配管６３２および分岐配管６３５にそれぞれ設置された開閉バルブ６４１、６４２により開閉される。また、分岐配管６３５上には、集塵装置６５が配置される。この集塵装置６５は、空気中の塵を捕集する装置であり、例えば、サイクロン、フィルタなどにより構成される。
【００３０】
また、制御系統７が設けられる。この制御系統７は、制御装置７１と、各種センサ７２１、７２２とを有する。制御装置７１は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により構成される。各種センサ７２１、７２２には、例えば、タービン４の回転数を検出する回転数センサ７２１、冷却空気の流路上に配置されて冷却空気における塵の流通量をモニタリングするダストモニタ７２２などが含まれる。この制御系統７では、制御装置７１が各種センサ７２１、７２２の出力値に基づいて供給配管６３２および分岐配管６３５の開閉バルブ６４１、６４２の開閉動作を制御することにより、後述する除塵制御が行われる。
【００３１】
図３および図４は、図１に記載したガスタービンの作用を示すフローチャート（図３）およびタイムチャート（図４）である。このガスタービン１では、タービン起動時にて、以下のような除塵制御が行われる。
【００３２】
まず、ガスタービン１が起動開始すると（ｔ＝ｔ１）（ステップＳＴ１）、供給配管６３２側の第一開閉バルブ６４１が閉止されると共に、分岐配管６３５側の第二開閉バルブ６４２が開放される（ステップＳＴ２）（図１、図３および図４参照）。この状態では、圧縮機２からの冷却空気が冷却器６１を通って分岐配管６３５側に流れる。このタービン起動時の冷却空気には、大量の塵（特に、ガスタービン１の長期間停止後の再起動時に大量に発生する配管の錆）が含まれる。この大量の塵は、分岐配管６３５の集塵装置６５にて捕集されて回収される。このとき、フィルタ６２側の供給配管６３２が閉止状態にあるので、フィルタ６２には冷却空気が供給されない。したがって、この大量の塵がフィルタ６２さらにはタービン４に流入する事態が防止される。なお、集塵装置６５を通過した冷却空気は、圧力が低下しているため、そのまま大気に放出（ブローアウト）される。
【００３３】
なお、ステップＳＴ２は、ガスタービン１の起動開始時（ｔ＝ｔ１）と同時に行われても良いし、ガスタービン１の起動開始時（ｔ＝ｔ１）に先立って予め行われても良い。
【００３４】
次に、冷却空気における塵の流通量が算出あるいは推定される（ステップＳＴ３）。例えば、この実施の形態では、制御装置７１が、ダストモニタ７２２を用いて冷却空気における塵の流通量をモニタリングし、このモニタリング結果に基づいて冷却空気における塵の流通量を算出あるいは推定している。
【００３５】
次に、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となったか否かが判定される（ステップＳＴ４）。閾値ｋ１は、フィルタ６２の処理能力を十分に確保できる塵の流通量を基準として設定される。このステップＳＴ４にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ５に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ４が繰り返される。
【００３６】
次に、供給配管６３２側の第一開閉バルブ６４１が開放されると共に、分岐配管６３５側の第二開閉バルブ６４２が閉止される（ｔ＝ｔ２）（ステップＳＴ５）。すなわち、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下になると、供給配管６３２が開放されて分岐配管６３５が閉止される。この状態では、圧縮機２からの冷却空気が冷却器６１を通ってフィルタ６２に供給される。そして、フィルタ６２にて冷却空気が除塵処理されてダストレスな冷却空気が抽出される。その後に、このダストレスな冷却空気が供給配管６３３を介してからタービン４の冷却通路に供給されて、タービンの冷却が行われる。また、残りの空気（ダストリッチな空気）が供給配管６３４を介してガスタービン１の車室に還元される。
【００３７】
図４（ｄ）において、一点鎖線は、ガスタービン１の長期間停止後の再起動時にて発生する冷却空気中の塵の流通量を示し、実線は、上記の除塵制御（図３参照）の実行時にてフィルタ６２に供給される冷却空気中の塵の流通量を示している。同図に示すように、ガスタービン１の再起動時にて発生する塵は、タービン起動開始直後に流通量がピークとなり、その後の数分程度で徐々に減少して、フィルタ６２の処理能力の範囲に収まる。そして、ガスタービン１が定常運転となる頃（ｔ＝ｔ３）には、冷却空気中の塵が概ね減少して、定常値に収束する。
【００３８】
このガスタービン１の除塵制御では、タービン起動開始直後（ｔ＝ｔ１〜ｔ２）にて、冷却空気が分岐配管６３５によりバイパスされてフィルタ６２に供給されないので、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタ６２に供給される事態が防止される（図４参照）。また、冷却空気中の塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下になると（ｔ＝ｔ２〜）、冷却空気がフィルタ６２に供給される。このとき、閾値ｋ１がフィルタ６２の処理能力を十分に確保できる塵の流通量を基準として設定される。したがって、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止されるので、フィルタ６２の除塵処理性能が適正に確保される。これにより、フィルタを途過してタービンに流入する塵の量が低減されるので、冷却水中の塵からタービン４が適正に保護される。なお、タービン起動時には、タービン４を冷却する必要性が乏しいため、上記の除塵制御によりタービン４への冷却空気が遮断されても問題が生じ難い。
【００３９】
なお、この実施の形態では、ダストモニタ７２２が冷却器６１とフィルタ６２とを接続する供給配管６３２上であって分岐配管６３５との分岐点よりも上流側に配置されている（図１参照）。しかし、これに限らず、ダストモニタ７２２が分岐配管６３５上であって供給配管６３２との分岐点よりも下流側に配置されても良い（図示省略）。かかる構成としても、ダストモニタ７２２を用いて冷却空気中の塵の流通量をモニタリングできる。
【００４０】
［冷却空気中の塵の流通量の取得］
上記のように、この実施の形態では、（１）制御装置７１が、ダストモニタ７２２を用いて冷却空気における塵の流通量をモニタリングし、このモニタリング結果に基づいて冷却空気における塵の流通量を算出あるいは推定（ステップＳＴ３）している（図１および図３参照）。かかる構成では、冷却空気中の塵の流通量をダストモニタ７２２により直接取得できるので、塵の流通量を精度良く算出あるいは推定できる点で好ましい。
【００４１】
しかし、これに限らず、（２）制御装置７１が、タービン回転数を取得し、このタービン回転数が所定の閾値以上となったときに、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となったと推定（ステップＳＴ４）しても良い（図示省略）。タービン回転数は、回転数センサ７２１の出力値として取得される。また、タービン回転数と冷却空気における塵の流通量との関係は、事前試験の結果として取得される。かかる構成では、ダストモニタ７２２を用いる構成（図１参照）と比較して、冷却空気中の塵の流通量を簡易に取得できる。これにより、ガスタービン１の除塵制御を簡素に実施できる。なお、一般的なガスタービンでは、タービン回転数が１００％となる前に、冷却空気中の塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となる。
【００４２】
また、これに限らず、（３）制御装置７１は、タービン起動開始から所定時間が経過したときに、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となったと推定（ステップＳＴ４）しても良い（図示省略）。タービン起動開始からの経過時間は、例えば、制御装置７１に内蔵されたタイマー（図示省略）が用いられて取得される。また、タービン起動開始からの経過時間と冷却空気中の塵の流通量との関係は、事前試験の結果として取得される。かかる構成では、ダストモニタ７２２を用いる構成（図１参照）と比較して、冷却空気中の塵の流通量を簡易に取得できる。これにより、ガスタービン１の除塵制御を簡素に実施できる。
【００４３】
［変形例１］
図５は、図１に記載したガスタービンの変形例を示す構成図である。図６および図７は、図５に記載したガスタービンの作用を示すフローチャート（図６）および説明図（図７）である。これらの図において、図１に記載したガスタービン１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
このガスタービン１は、図１の構成と比較して、フィルタ６２をバイパスしてタービン４に接続されたバイパス配管６３７を備える点で相異する。具体的には、タービン４に接続される供給配管６３３があり、フィルタ６２にて抽出されたダストレスの冷却空気をこのタービン４側の供給配管６３３に流すフィルタ配管６３６と、フィルタ６２の上流側からフィルタ６２をバイパスしてタービン４側の供給配管６３３に接続されるバイパス配管６３７とが設置される。また、これらのフィルタ配管６３６およびバイパス配管６３７には、第三開閉バルブ６４３および第四開閉バルブ６４４がそれぞれ設置される。そして、制御装置７１がこれらの開閉バルブ６４３、６４４を開閉動作させることにより、フィルタ６２にて抽出されたダストレスの冷却空気（第三開閉バルブ６４３を通る冷却空気）とフィルタ６２をバイパスした冷却空気（第四開閉バルブ６４４を通る冷却空気）とが切り替えられてタービン４に供給される。
【００４５】
このガスタービン１では、タービン起動開始時（ｔ＝ｔ１）（ステップＳＴ１）の初期状態にて、フィルタ配管６３６の第三開閉バルブ６４３が開放状態にあり、また、バイパス配管６３７側の第四開閉バルブ６４４が閉止状態にある（ステップＳＴ２１）（図５〜図７参照）。
【００４６】
冷却空気中の塵の流通量は、タービン起動開始直後にてピークとなる（図７（ｆ）参照）。そこで、タービン起動時にて、分岐配管６３５が用いられて冷却空気がバイパスされ、フィルタ６２側への冷却空気の供給が停止される（ステップＳＴ１〜ＳＴ５）（図５参照）。これにより、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止されるので、フィルタ６２の除塵処理性能が確保されてタービン４が適正に保護される。
【００４７】
その後、冷却空気中の塵の流通量は、時間の経過と共に徐々に減少して定常値（大気レベルの数値）に近づいていく（図７（ｆ）参照）。
【００４８】
そこで、タービン４が定常運転状態となった後に、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ２以下となったか否かが判定される（ステップＳＴ６）。閾値ｋ２は、閾値ｋ１よりも小さい値であり、フィルタ６２にて冷却空気の除塵処理を行う必要がない程度の塵の流通量（例えば、大気レベルの塵の流通量）を基準として設定される。このステップＳＴ６にて、肯定判定が行われた場合には、ステップＳＴ７に進み、否定判定が行われた場合には、ステップＳＴ６が繰り返される。
【００４９】
次に、フィルタ配管６３６側の第三開閉バルブ６４３が閉止されると共に、バイパス配管６３７側の第三開閉バルブ６４４が開放される（ｔ＝ｔ４）（ステップＳＴ７）。すなわち、冷却空気における塵の流通量が十分小さくなって所定の閾値ｋ２以下になると、フィルタ配管６３６が閉止されてバイパス配管６３７が開放される。この状態では、圧縮機２からの冷却空気がフィルタ６２をバイパスしてタービン４に直接的に供給される。これにより、フィルタ６２での冷却空気の圧力損失が回避されるので、タービン４の冷却効率が向上する。また、このとき、タービン４に供給される冷却空気は、塵の流通量が十分小さい（閾値ｋ２以下）ので、タービン４の運転を阻害しない。
【００５０】
なお、図５に示す構成では、ダストモニタ７２２が冷却器６１とフィルタ６２とを接続する供給配管６３２上であって分岐配管６３５との分岐点よりも上流側に配置されている。しかし、これに限らず、一対のダストモニタが、分岐配管６３５上であって供給配管６３２との分岐点よりも下流側と、供給配管６３２上であって分岐配管６３５との分岐点よりも下流側とにそれぞれに配置されても良い（図示省略）。かかる構成としても、ダストモニタ７２２を用いて冷却空気における塵の流通量をモニタリングできる。
【００５１】
［変形例２］
図８は、図５に記載したガスタービンの変形例を示す構成図である。図９は、図８に記載したガスタービンのフィルタを示す模式図である。これらの図において、図１に記載したガスタービン１および図２に記載したフィルタ６２と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
このガスタービン１では、図５に記載した構成と比較して、フィルタ６２がセパレート構造を有する点で相異する（図８および図９参照）。例えば、この実施の形態では、フィルタ６２が前段部６２ａと後段部６２ｂとに区分されている。また、前段部６２ａのブリード部６２３ａとタービン４側の供給配管６３３とがフィルタ配管６３６ａを介して接続され、また、後段部６２ｂのブリード部６２３ｂとタービン４側の供給配管６３３とがフィルタ配管６３６ｂを介して接続されている。また、これらのフィルタ配管６３６ａ、６３６ｂには、開閉バルブ６４３ａ、６４３ｂが設置されている。そして、制御装置７１がこれらの開閉バルブ６４３ａ、６４３ｂを開閉動作させることにより、フィルタ６２の全体（前段部６２ａおよび後段部６２ｂ）を用いて除塵処理する構成と、フィルタ６２の前段部６２ａのみを用いて除塵処理する構成とを切り替え得る。具体的には、双方の開閉バルブ６４３ａ、６４３ｂが開放されているときは、フィルタ６２の全体が用いられて除塵処理が行われる。また、前段部６２ａの開閉バルブ６４３ａが開放されると共に後段部６２ｂの開閉バルブ６４３ｂが閉止されているときは、フィルタ６２の前段部６２ａのみが用いられて除塵処理が行われる。
【００５３】
ここで、遠心分離構造または慣性分離構造を有するフィルタ６２では、通過する冷却空気の流速が速いほど、その除塵効率が向上する。したがって、通過する冷却空気の流速が一定であれば、フィルタ６２の全体が用いられて除塵処理が行われる場合よりも、フィルタ６２の前段部６２ａのみが用いられて除塵処理が行われる場合の方が、除塵効率は高い。
【００５４】
かかるフィルタ６２を用いた構成では、冷却空気中の塵の流通量に応じて、フィルタ６２の全体を用いて除塵処理する構成と、フィルタ６２の前段部６２ａのみを用いて除塵処理する構成とを切り替えることが好ましい。例えば、ダストモニタ７２２を用いて冷却空気中の塵の流通量を取得し、塵の流通量が所定の閾値未満の場合には、フィルタ６２の全体を用いて除塵処理する。また、塵の流通量が所定の閾値以上の場合には、フィルタ６２の前段部６２ａのみを用いて除塵処理する。後者の場合には、フィルタ６２（前段部６２ａ）を通過する冷却空気の流速が増加して、フィルタ６２の除塵処理性能が向上する点で好ましい。
【００５５】
［効果］
以上説明したように、このガスタービン１では、フィルタ６２に冷却空気を供給する供給配管６３２と、この供給配管６３２からフィルタ６２よりも上流にて分岐された分岐配管６３５と、冷却空気における塵の流通量を算出あるいは推定する手段（制御装置７１および各種センサ７２１、７２２）とを備える（図１参照）。そして、タービン起動時にて、フィルタ６２側の供給配管６３２を閉止して分岐配管６３５を開放すると共に、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となったときに、フィルタ６２側の供給配管６３２を開放して分岐配管６３５を閉止する（図３および図４参照）。かかる構成では、タービン起動開始（ｔ＝ｔ１）の直後は、冷却空気が分岐配管６３５によりバイパスされてフィルタ６２に供給されないので、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタ６２に供給される事態が防止される（図４参照）。また、冷却空気中の塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下になると（ｔ＝ｔ２〜）、冷却空気がフィルタ６２に供給される。これにより、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態が防止されるので、フィルタ６２の除塵処理性能が確保されてタービン４が適正に保護される利点がある。
【００５６】
また、このガスタービン１では、ダストモニタ７２２が用いられて冷却空気における塵の流通量がモニタリングされると共に、このモニタリングの結果に基づいて冷却空気における塵の流通量が算出あるいは推定（ステップＳＴ３）されることが好ましい（図１および図３参照）。かかる構成では、冷却空気中の塵の流通量をダストモニタ７２２により直接取得できるので、塵の流通量を精度良く算出あるいは推定できる利点がある。
【００５７】
また、このガスタービン１では、タービン回転数が所定の閾値以上となったときに、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となったと推定（ステップＳＴ３）されても良い。かかる構成では、ダストモニタ７２２を用いる構成（図１参照）と比較して、冷却空気中の塵の流通量を簡易に取得できる。これにより、ガスタービン１の除塵制御を簡素に実施できる利点がある。
【００５８】
また、このガスタービン１では、タービン起動開始から所定時間が経過したときに、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ１以下となったと推定（ステップＳＴ４）されても良い。かかる構成では、ダストモニタ７２２を用いる構成（図１参照）と比較して、冷却空気中の塵の流通量を簡易に取得できる。これにより、ガスタービン１の除塵制御を簡素に実施できる。
【００５９】
また、このガスタービン１では、冷却空気における塵の流通量が所定の閾値ｋ２以下となったときに、冷却空気がフィルタ６２をバイパスしてタービン４に供給されることが好ましい（図５〜図７参照）。かかる構成では、圧縮機２からの冷却空気がフィルタ６２をバイパスしてタービン４に直接的に供給される。これにより、フィルタでの冷却空気の圧力損失が回避されるので、タービン４の冷却効率が向上する利点がある。また、このとき、タービン４に供給される冷却空気は、塵の流通量が十分小さい（閾値ｋ２以下）ので、タービン４の運転を阻害しない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、この発明にかかるガスタービンは、過剰な塵を含む冷却空気がフィルタに供給される事態を防止することにより、フィルタの除塵処理性能を確保してタービンを適正に保護できる点で有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１     ガスタービン
２     圧縮機
３     燃焼器
４     タービン
５     ロータ
６     タービン冷却構造
６１   冷却器
６２   フィルタ
６２１ 金属製エレメント
６２２ 入口部
６２３ ブリード部
６２４ 出口部
６３１〜６３４       供給配管
６３６ａ      フィルタ配管
６３６ｂ      フィルタ配管
６３６ａ      フィルタ配管
６３５ 分岐配管
６３６ フィルタ配管
６３７ バイパス配管
６４１ 第一開閉バルブ
６４２ 第二開閉バルブ
６４３ 第三開閉バルブ
６４４ 第四開閉バルブ
６５   集塵装置
７     制御系統
７１   制御装置
７２１ 回転数センサ
７２２ ダストモニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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