(57)【要約】      （修正有）【課題】システムは、流体分配システムを含む、流体分配システムは、圧縮機の入口の上流に配置された複数のスプレーリングを含む。【解決手段】複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線（５２）に実質的に垂直な第１の平面において軸線の周りに配置された第１のスプレーリング（７０）を含む。第１のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第１の流体流を圧縮機入口（５７）に向かってスプレーするように構成された第１の組のノズルを含む。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第２の平面において軸線の周りに配置された第２のスプレーリング（７４）をさらに含む。第２のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第２の流体流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成された第２の組のノズルを含む。第１の平面は第２の平面とは異なる。【選択図】図２
2019035400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
流体分配システム（３２）を含み、前記流体分配システム（３２）は、
圧縮機（２０）の入口（５７）の上流に配置された複数のスプレーリング（５６）を含み、前記複数のスプレーリング（５６）は、
前記圧縮機（２０）の軸線（５２）に実質的に垂直な第１の平面において前記軸線（５２）の周りに配置された第１のスプレーリング（７０）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第１の流体流をスプレーするように構成された第１の複数のノズル（１０４）を含む第１のスプレーリング（７０）と、
前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に実質的に垂直な第２の平面において前記軸線（５２）の周りに配置された第２のスプレーリング（７４）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第２の流体流をスプレーするように構成された第２の複数のノズル（１０４）を含み、前記第１の平面は前記第２の平面とは異なる、第２のスプレーリング（７４）と、を含む、システム。
【請求項２】
前記第１のスプレーリング（７０）は、前記軸線（５２）から第１の半径方向距離（７２）に配置され、前記第２のスプレーリング（７４）は、前記軸線（５２）から第２の半径方向距離（７６）に配置され、前記第１の半径方向距離（７２）は前記第２の半径方向距離（７６）とは異なる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の半径方向距離（７２）は、前記第２の半径方向距離（７６）よりも大きく、前記第１の平面は、前記第２の平面よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近い、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の複数のノズル（１０４）は、湿式圧縮ノズル（８０）を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のスプレーリング（７０）の前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記第１の流体流を前記圧縮機（２０）の内径と前記圧縮機（２０）の外径との間で不均一な分布で前記入口（５７）に向かってスプレーするように構成され、前記不均一な分布は、前記外径よりも前記内径に向かう前記第１の流体流のより大きな分布を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の複数のノズル（１０４）は、水洗浄ノズル（８２）を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の複数のノズル（１０４）の前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記第１の流体流を第１の流量で供給するように構成された第１の流体供給ライン（４０）に連結され、前記第１の複数のノズル（１０４）の前記水洗浄ノズル（８２）は、前記第１の流体流を第２の流量で供給するように構成された第２の流体供給ライン（４１）に連結され、前記第２の流量は前記第１の流量より大きい、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の複数のノズル（１０４）は、湿式圧縮ノズル（８０）、水洗浄ノズル（８２）、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）の周りに均一に分布している、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）の周りに不均一に分布している、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１のスプレーリング（７０）は複数の第１のセクションを含み、前記複数の第１のセクションの各第１のセクションは、前記第１の流体流を供給するように構成されたそれぞれの第１の流体供給ライン（４０）に連結され、前記第２のスプレーリング（７４）は複数の第２のセクションを含み、前記複数の第２のセクションの各第２のセクションは、前記第２の流体流を供給するように構成されたそれぞれの第２の流体供給ライン（４１）に連結される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の複数のノズル（１０４）は、前記複数のスプレーリング（５６）の前記第１のスプレーリング（７０）の第１の後縁に配置され、前記第１の後縁は、前記第１のスプレーリング（７０）の第１の前縁よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近く、前記第２の複数のノズル（１０４）は、前記複数のスプレーリング（５６）の前記第２のスプレーリング（７４）の第２の後縁に配置され、前記第２の後縁は、前記第２のスプレーリング（７４）の第２の前縁よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近い、  請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のスプレーリング（５６）に連結された流体供給システム（３４）を含み、前記流体供給システム（３４）は、前記第１の流体流を前記第１のスプレーリング（７０）に供給し、前記第２の流体流を前記第２のスプレーリング（７４）に供給するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のスプレーリング（５６）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に実質的に垂直な第３の平面において前記軸線（５２）の周りに第３の半径方向距離に配置された第３のスプレーリング（８７）を含み、前記第３のスプレーリング（８７）は、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記第３の流体流を前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かってスプレーするように構成された第３の複数のノズル（１０４）を含み、前記第３の半径方向距離は、前記第１の半径方向距離（７２）および前記第２の半径方向距離（７６）と異なる、請求項２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の複数の湿式ノズル（１０４）の各ノズル（１０４）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に対して第１の角度（１０６）に配向され、前記第２の複数のノズル（１０４）の各ノズル（１０４）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に対して第２の角度（１０６）に配向されている、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示する主題は、ガスタービンシステムに関し、より具体的には、ガスタービンシステムの圧縮機のための円周方向流体分配システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンシステムは、通常、圧縮機、燃焼器、およびタービンを有するガスタービンエンジンを含む。空気が圧縮機内で圧縮され、燃料と混合されて燃料空気混合物を生成することができる。燃料空気混合物を燃焼器に供給することができ、そこで空気燃料混合物が燃焼されて高温加圧排気ガスを生成することができる。加圧排気ガスは、タービンを通過してタービンブレードを回転させて、ガスタービンシステムの出力を生成することができる。圧縮機入口における吸気口への流体の注入は、圧縮機内の空気を冷却し、圧縮機ブレードから不純物を除去することによって、ガスタービンシステムの効率および出力を増加させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１４５１００号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本明細書に開示する特定の実施形態の概要を以下に記載する。これらの態様は、単にこれらの特定の実施形態の簡単な概要を読者に提供するために提示されており、これらの態様は本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際、本開示は、以下に説明されない様々な態様を包含することができる。
【０００５】
第１の実施形態では、システムは流体分配システムを含む。流体分配システムは、圧縮機の入口の上流に配置された複数のスプレーリングを含む。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第１の平面において軸線の周りに配置された第１のスプレーリングを含む。第１のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第１の流体流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成された第１の組のノズルを含む。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第２の平面において軸線の周りに配置された第２のスプレーリングをさらに含む。第２のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第２の流体流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成された第２の組のノズルを含む。第１の平面は第２の平面とは異なる。
【０００６】
第２の実施形態では、システムは水分配システムを含む。水分配システムは、圧縮機の入口の上流に配置された複数のスプレーリングを含む。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第１の平面において軸線の周りに第１の半径方向距離に配置された第１のスプレーリングを含む。第１のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第１の水流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成された第１の組の湿式圧縮ノズルを含む。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第２の平面において軸線の周りに第２の半径方向距離に配置された第２のスプレーリングをさらに含む。第２のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第２の水流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成された第２の組のノズルを含む。第１の平面は第２の平面とは異なり、第１の半径方向距離は第２の半径方向距離よりも大きい。
【０００７】
第３の実施形態では、システムは水分配システムを含む。水分配システムは、圧縮機の入口の上流に配置された複数のスプレーリングを含む。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第１の平面において軸線の周りに配置された第１のスプレーリングを含む。第１のスプレーリングは、第１の水流を受け入れるように構成された第１の流体導管と、軸線の周りに配置された第１の組の湿式圧縮ノズルと、を含む。第１の湿式圧縮ノズルは、第１の流体導管に連結され、第１の水流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成される。第１のスプレーリングは、第２の水流を受け入れるように構成された第２の流体導管と、軸線の周りに配置された第２の組の水洗浄ノズルと、をさらに含む。第２の組の水洗浄ノズルは、第２の流体導管に連結され、第２の水流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成される。複数のスプレーリングは、圧縮機の軸線に実質的に垂直な第２の平面において軸線の周りに配置された第２のスプレーリングをさらに含む。第２のスプレーリングは、軸線の周りに配置され、第３の水流を圧縮機入口に向かってスプレーするように構成された第３の組のノズルを含む。第１の平面は第２の平面とは異なる。
【０００８】
本開示のこれらの、ならびに他の特徴、態様および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の実施形態による、流体分配システムを有するガスタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
【図２】本開示の一実施形態による、図１の流体分配システムの一実施形態の断面図である。
【図３】本開示の一実施形態による、図２の線３−３に沿った流体分配システムの一実施形態の軸方向断面図である。
【図４】本開示の一実施形態による、図１の流体分配システムの一実施形態の斜視図である。
【図５】本開示の一実施形態による、図１の流体分配システムのスプレーリングの一実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の１つまたは複数の特定の実施形態が、以下で説明される。これらの実施形態に関する簡潔な説明を提供するために、実際の実施態様に関するすべての特徴について本明細書に説明するわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトのような実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合に、単数の表現「１つの（ａ、ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は１つまたは複数の要素があることを意味するものである。「備える（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）」、「含む（「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」）」、および「有する（「ｈａｖｉｎｇ」）」という用語は、包括的であり、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味している。
【００１２】
上述したように、ガスタービンシステムの出力は、タービンブレードの回転、ひいてはタービンのシャフトの回転であってもよい。高温の加圧排気ガスが燃焼器からタービンを通過すると、タービンブレードが回転することができる。燃焼器は、燃料空気混合物を燃焼させて、高温の加圧排気ガスを生成することができる。燃料空気混合物の燃料は、燃料ノズルを通して燃焼器に噴射され、圧縮機からの圧縮空気と混合され得る。圧縮機は、吸気口から空気を受け入れ、一連の圧縮機ブレードにより空気を圧縮することができる。圧縮機に供給される空気の中へ流体を注入して、蒸発により空気を冷却し、圧縮機内のブレードを洗浄することによって、ガスタービンシステムの出力および効率を増加させることができる。
【００１３】
上記を考慮して、開示された実施形態は流体分配システムを含むことができる。具体的には、流体分配システムは、ガスタービンシステムの圧縮機内の湿式圧縮、またはオンライン水洗浄処理、またはその両方に利用することができる。流体分配システムは、圧縮機の入口の近くに配置され、かつ、空気が圧縮機に入るときに流体液滴を空気中にスプレーするように構成され得る、軸方向にずらして配置された多くの円周方向スプレーリングを含むことができる。本明細書に記載のスプレーリングの軸方向にずらした配置は、吸気口を横切る平面内に配置された流体分配システムよりも、圧縮機内への空気の流れを乱すことを少なくすることができる。スプレーリングの軸方向にずらした配置および円周方向の構成は、空気の流れを圧縮する間に流体が蒸発することによって圧縮機内の温度勾配を低減させることができる。それに加えて、またはその代わりに、スプレーリングの軸方向にずらした配置および円周方向の構成は、流体スプレーが圧縮機ブレードのより広い範囲をカバーすることを可能にすることができる。さらに、いくつかのスプレーリングは、湿式圧縮と水洗浄の両方のためのノズルを含むように構成することができ、それらは同じ流体供給システムにより別々に供給することができる。
【００１４】
ここで図面を見て、最初に図１を参照すると、ガスタービンシステム１０のブロック図が示されている。この図は、燃料ノズル１２、燃料１４、および燃焼器１６を含む。図示するように、天然ガスなどの燃料１４（例えば、液体燃料、気体燃料）は、ガスタービンシステム１０に送られ、燃料ノズル１２を通して燃焼器１６内に送られる。燃料１４は、圧縮機２０（例えば、複数段の軸流圧縮機）からの圧縮空気４２と合流する。圧縮機２０は、圧縮機２０で圧縮された吸気流１８から圧縮空気４２を生成する。燃焼器１６は、空気燃料混合気を点火し燃焼させ、次に高温の加圧排気ガスをタービン２２内に導く。排気ガスは、タービン２２のブレードを通過してタービンシャフト２３を回転させ、ガスタービンシステム１０の動力出力を生成する。タービンシャフト２３は、ガスタービンシステム１０全体にわたって、１つまたは複数の構成要素（例えば、圧縮機２０、負荷２４、流体供給システム３４）に直接的にまたは間接的に結合することができる。最終的に、燃焼プロセスの排気ガスは、排気口２６を介してガスタービンシステム１０から出ることができる。
【００１５】
吸気流１８は、圧縮機２０の上流の吸気口２８を通って圧縮機２０に入ることができる。吸気口２８は、吸気流１８を処理（例えば、フィルタリング）するフィルタ３０を含むことができる。流体分配システム３２は、圧縮機２０の入口５７の上流の吸気口２８内に配置することができる。流体分配システム３２は、吸気流１８が圧縮機２０に入るときに、水などの流体を吸気流１８に注入するように構成される。流体供給システム３４によって流体を流体分配システム３２に供給することができる。流体供給システム３４は、ポンプ３６およびリザーバ３８を含むことができる。流体は、ポンプ３６によってリザーバ３８から圧送され、流体供給ライン４０を介して流体分配システム３２に供給され得る。いくつかの実施形態では、流体分配システム３２は、第２の流体供給ライン４１を介して流体を供給することができる第２のリザーバ３９に連結された第２のポンプ３７を含むことができ、各ポンプ３６、３７およびリザーバ３８、３９は、湿式圧縮処理または水洗浄処理のために流体を流体分配システム３２に供給することができる。しかしながら、流体をリザーバ流体分配システム３２に供給するために、任意の数のポンプ（例えば、１、２、３、４またはそれ以上）があってもよく、任意の数のリザーバ（例えば、１、２、３、４またはそれ以上）があってもよい。流体分配システム３２に供給される流体は、水、洗浄剤が添加された水、または他の任意の流体などの、圧縮機２０の入口で吸気流１８に注入されることが望ましい任意の流体であってもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、流体分配システム３２は、湿式圧縮モードでの圧縮機２０の動作中に、流体の比較的小さな液滴を吸気流１８に注入するために利用されてもよい。流体分配システム３２からの流体の比較的小さい液滴（例えば、１０〜６０ミクロン）は、吸気流１８によって圧縮機２０内に運ばれ得る。圧縮機２０内では、湿式圧縮モードでの動作中に、流体が蒸発して吸気流１８を冷却し、圧縮機２０による仕事を少なくして吸気流１８を圧縮することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、流体分配システム３２は、水洗浄モードでの圧縮機２０の動作中に、流体のより大きな液滴（例えば、８０〜１２０ミクロンまたはそれ以上）を吸気流１８に注入するために利用されてもよい。流体分配システム３２からの流体のより大きいサイズの液滴は、水洗浄モードでの動作中に吸気流１８によって圧縮機２０に運ばれ得る。より大きいサイズの液滴は、圧縮機２０のブレードと接触して、ブレードから不純物を洗浄し除去することができる。
【００１７】
図２は、吸気口２８内の流体分配システム３２の一実施形態の断面図である。流体分配システム３２は、圧縮機２０に隣接しかつ圧縮機２０の上流の吸気口２８内に配置することができる。説明を容易にするために、流体分配システム３２およびその構成要素は、半径方向軸線または半径方向５０、軸方向軸線または軸方向５２、ならびに円周方向軸線または円周方向５４を参照して説明することができる。流体分配システム３２は、供給される流体を流体供給システム３４から入口５７に向かって分配するように構成された複数のスプレーリング５６を含むことができる。圧縮機２０のベルマウス５８は、吸気口２８内に延在し、圧縮機２０の入口５７を画定する。本明細書で説明するように、入口５７は、吸気流１８およびスプレーリング５６からのスプレーされた流体を受け取る。
【００１８】
複数のスプレーリング５６は、シュラウド６０、シャフト２３、または圧縮機２０の軸線５２、またはこれらの任意の組み合わせの周りに円周方向５４に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、スプレーリング５６の構造は、吸気流１８が圧縮機２０に入るときにスプレーリング５６からのスプレーされた流体と吸気流１８との混合を容易にすることができる。以下で詳細に説明するように、スプレーリング５６は、スプレーリング５６を横切って流れる吸気流１８に対する圧力効果を低減するように構成された翼形形状を有することができる。いくつかの実施形態では、シュラウド６０は、圧縮機２０内に少なくとも部分的に延在してもよい。圧縮機２０およびシュラウド６０は、圧縮機２０の入口付近の複数の支柱６２によって接続されてもよい。いくつかの実施形態では、シャフト２３は、圧縮機２０、シュラウド６０、および複数のスプレーリング５６の中央を通って延在する。
【００１９】
図示する実施形態では、圧縮機２０の入口のベルマウス５８の近くに３つのスプレーリング５６がある。しかし、流体分配システム３２は、任意の数（例えば、２、３、４、５、６、７またはそれ以上）のスプレーリング５６を含むことができる。複数のスプレーリング５６は、圧縮機２０の軸線５２の周りに円周方向５４に配置することができる。しかしながら、スプレーリング５６は、圧縮機２０の軸線５２とは異なる軸線の周りに配置されてもよい。さらに、スプレーリング５６は、円形を有するように示されているが、いくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、楕円形（例えば、湾曲しているが円形ではない）であってもよいし、または多角形（例えば、真っ直ぐな縁部）であってもよい。スプレーリング５６は、圧縮機２０への入口５７のベルマウス５８の上流またはベルマウス５８内に配置することができる。複数のスプレーリング５６は、スプレーリング５６が圧縮機２０の軸線５２に対して実質的に垂直（例えば、１０°以内）である少なくとも２つの異なる平面内に直列に配置されるように、軸方向にずらして配置することができる。例えば、第１のスプレーリング７０は、圧縮機２０の入口５７から第１の軸方向距離７１に配置することができ、第２のスプレーリング７４は、入口５７から第２の軸方向距離７５に配置することができる。第２のスプレーリング７４よりも圧縮機２０の入口５７に近い第１のスプレーリング７０の第１の軸方向距離７１は、第２のスプレーリング７４の第２の軸方向距離７５よりも小さくすることができる。さらに、流体分配システム３２のスプレーリング５６は、連続的なリングであってもよいし、またはいくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、図３を参照してより詳細に説明するように、個別にまたはグループとしてセクション（例えば、１８０°、１２０°、９０°のセクション）に分割されてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、各スプレーリング５６は異なるサイズであってもよい。すなわち、各スプレーリング５６は、異なる直径または圧縮機の軸線５２から異なる半径方向距離を有してもよい。それぞれのスプレーリングの軸方向にずらした位置およびサイズ（例えば、直径）は、入口５７に向かってスプレーリング５６によってスプレーされた流体の液滴の流れの干渉を低減させるのを助けることができる。軸方向にずらして配置されたスプレーリング５６は、図示する実施形態のように、最大のスプレーリング５６が圧縮機２０の入口５７に最も近く、最小のスプレーリング５６が圧縮機２０の入口５７から最も遠くなるように、互いに対して配置することができる。例えば、第１のスプレーリング７０は、圧縮機２０の軸線５２から第１の半径方向距離７２に配置することができ、第２のスプレーリング７４は、軸線５２から第２の半径方向距離７６に配置することができる。第２のスプレーリング７４よりも入口５７に近く配置された第１のスプレーリング７０の第１の半径方向距離７２は、第２のスプレーリング７４の第２の半径方向距離７６よりも大きくすることができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、最小のスプレーリング５６が圧縮機２０の入口５７に最も近く、最大のスプレーリング５６が圧縮機２０の入口５７から最も遠くなるように配置されてもよい。
【００２１】
複数のスプレーリング５６は、供給された流体を圧縮機２０に運ばれる吸気流１８中にスプレーするように構成された複数のノズルを各々有することができる。いくつかの実施形態では、複数のノズルは、スプレーリング５６の後縁１１０に沿って配置され、または後縁１１０に（例えば、下流側に）向けられてもよい。しかしながら、スプレーリング５６の任意の表面上にノズルを配置してもよい。複数のノズルがスプレーリング５６の表面上に取り付けられてもよく、あるいはノズルがスプレーリング５６の表面から突出しないようにノズルがスプレーリング５６の構造内に完全に配置されてもよい。ノズルは、圧縮機２０の入口５７に向かってスプレーされ得る流体のスプレー６４を生成することができる。いくつかの実施形態では、各ノズルからのスプレー６４は、変化し得る幅６６を有することができる。スプレー６４の幅６６は、ノズルのタイプ、ノズルに供給される流体の圧力、ノズルに供給される流体の流量、またはこれらの任意の組み合わせに少なくとも部分的に基づいて変化することができる。ノズルは、図３を参照してより詳細に説明するように、水洗浄ノズルまたは湿式圧縮ノズルであってもよい。いくつかの実施形態では、各スプレーリング５６に各タイプのノズルがあってもよい。すなわち、各スプレーリング５６は、湿式圧縮ノズルおよび水洗浄ノズルを有してもよい。しかしながら、いくつかのスプレーリング５６がすべての湿式圧縮ノズルを有してもよく、いくつかのスプレーリング５６がすべての水洗浄ノズルを有してもよい。スプレー６４の幅６６は、水洗浄ノズル、湿式圧縮ノズル、および両方のタイプのノズルの混合の間で変化してもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、吸気流１８が吸気口２８に入ると、吸気流１８は、シュラウド６０の周りを流れ、ずれて配置されたスプレーリング５６の間の空間を流れることができる。流体スプレーは、吸気流１８と混合することができ、軸方向５２にベルマウス５８を通過して圧縮機２０内に運ぶことができる。湿式圧縮モードでの圧縮機２０の動作中に、流体スプレーからの比較的小さな液滴は、吸気流１８が圧縮機２０を通過するときに蒸発して吸気流１８を冷却することができる。水洗浄モードでの圧縮機２０の動作中に、流体スプレーからの比較的大きな液滴は、圧縮機２０のブレード６８と接触することができる。流体スプレー６４は、異なるサイズの液滴を含むことができる。湿式圧縮ノズルからの流体スプレー６４の液滴は、水洗浄ノズルからの液滴のサイズ（例えば、８０〜１２０ミクロンまたはそれ以上）と比較して、サイズが比較的小さい（例えば、１０〜６０ミクロン）。しかしながら、湿式圧縮ノズルおよび水洗浄ノズルの両方からの液滴は、液滴サイズにいくらかの変化があり得る。吸気口２８の上部６９で吸気流１８中にスプレーされる流体液滴は、重力および遠心力の影響を受けやすく、それによってより大きなサイズの流体液滴がシュラウド６０に向かって圧縮機２０の周囲に移動することがあり得る。上部６９を通して受け取られる流体液滴上のこれらの力は、流体液滴が蒸発する際に圧縮機２０内の半径方向５０および円周方向５４に温度勾配を生じさせる可能性がある。上部６９の吸気口２８に受け入れられるより大きな流体液滴上のこれらの重力および遠心力によって、偏った液滴分布のために圧縮機のブレード６８を効果的に洗浄しない可能性がある。しかし、本明細書に記載のスプレーリング５６のずらした円周方向の配置は、湿式圧縮ノズルおよび水洗浄ノズルからの流体液滴に作用する重力または遠心力の影響を緩和することができ、したがってガスタービンシステム１０の効率および出力を増加させることができる。すなわち、入口５７の軸方向上流で、軸線５２の周りの円周方向の吸気口２８内のスプレーリング５６の配置は、湿式圧縮ノズルおよび水洗浄ノズルからの流体液滴に作用する重力および遠心力の影響を低減または排除することができる。
【００２３】
図３は、図２の線３−３に沿った流体分配システム３２の一実施形態の軸方向断面図である。図示する実施形態では、吸気口２８の内側から圧縮機２０の入口５７を見た流体分配システム３２の３つのずれた配置のスプレーリング５６が示されている。前述のように、流体分配システム３２は、任意の数のスプレーリング５６を含むことができる。参考までに、支柱６２が示されている。支柱６２は、圧縮機２０のベルマウス５８およびシュラウド６０に結合することができる。前述したように、スプレーリング５６は、圧縮機２０の上流の吸気口２８内に、または圧縮機２０のベルマウス５８および入口５７内に配置することができる。スプレーリング５６は、圧縮機２０の軸線５２の周りに円周方向５４に配置することができる。いくつかの実施形態では、スプレーリング５６の１つまたは複数は、シュラウド６０の周りに配置される。前述したように、スプレーリング５６は、軸線５２から互いに異なる半径方向距離に配置されてもよく、スプレーリング５６は、互いに異なる軸方向平面に配置されてもよい。例えば、最小直径のスプレーリング５６は、圧縮機２０の入口５７から最も遠くてもよく、最大直径のスプレーリング５６は、圧縮機２０の入口５７に最も近くてもよい。しかしながら、異なるサイズのスプレーリング５６は、最小直径のスプレーリング５６が圧縮機２０の入口５７に最も近く、最大直径のスプレーリング５６が圧縮機２０の入口５７から最も遠くなるように、逆の配置で配置されてもよい。さらに、流体分配システム３２のスプレーリング５６は、連続的なリングであってもよいし、またはいくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、以下でより詳細に説明するように、個別にまたはグループとしてセクション（例えば、１８０°、１２０°、９０°のセクション）に分割されてもよい。
【００２４】
流体分配システム３２の各スプレーリング５６は、任意の数のノズル（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上）を有することができる。スプレーリング５６はそれぞれ同じ数のノズルを有してもよいし、またはスプレーリング５６はそれぞれ異なる数のノズルを有してもよい。ノズルは、それぞれ、湿式圧縮ノズル８０または水洗浄ノズル８２であってもよい。流体分配システム３２の湿式圧縮ノズル８０は、それぞれの湿式圧縮ノズルグリッドを形成することができる。流体分配システム３２の水洗浄ノズル８２は、それぞれの水洗浄ノズルグリッドを形成することができる。各ノズルは、供給された流体がスプレーリング５６から出るための出口を有することができる。湿式圧縮ノズル８０の出口は、水洗浄ノズル８２の出口よりも小さくすることができ、したがって、水洗浄ノズル８２と比較して、湿式圧縮ノズル８０からの流体液滴サイズをより小さくすることができる。異なる流体液滴サイズを、湿式圧縮またはオンライン水洗浄などの圧縮機２０内の異なるプロセスに利用することができる。さらに、湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２の出口サイズが異なってもよいので、各タイプのノズルにおける流体圧力が変化してもよい。例えば、湿式圧縮ノズル８０には、約５５１６〜１５，１６８ｋＰａ（８００〜２，２００ｐｓｉ）の流体が供給されてもよい。水洗浄ノズル８２には、約５５２〜１，３７９ｋＰａ（８０〜２００ｐｓｉ）の流体が供給されてもよい。湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２は、圧縮機２０内の別々の処理のために別々に利用されてもよい。しかし、いくつかの実施形態では、湿式圧縮ノズル８０と水洗浄ノズル８２を同時に利用してもよい。
【００２５】
図示する実施形態では、各スプレーリング５６は、湿式圧縮ノズル８０と水洗浄ノズル８２の両方を含むことができる。しかし、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のスプレーリング５６は、１つのタイプのノズル（例えば、すべての湿式圧縮ノズル８０、すべての水洗浄ノズル８２）のみを含むことができる。いくつかの実施形態では、湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２の両方がスプレーリング５６の１つまたは複数に含まれる場合には、ノズルタイプは任意のパターンまたは順序であってもよい。例えば、図示した実施形態では、第１のスプレーリング８３および第２のスプレーリング８５は、スプレーリング５６上に軸線５２の周りに円周方向に配置された、１つの湿式圧縮ノズル８０の後に１つの水洗浄ノズル８２が続く繰り返しパターンで、湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２の両方を含む。しかしながら、図示した実施形態では、第３のスプレーリング８７は、２つの湿式圧縮ノズル８０の後に１つの水洗浄ノズル８２続く繰り返しパターンで、湿式圧縮ノズル８０と水洗浄ノズル８２の両方を含む。両方のタイプのノズルを有するスプレーリング５６は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５またはそれ以上）の湿式圧縮ノズル８０および任意の数（例えば、１、２、３、４、５、またはそれ以上）の水洗浄ノズル８２を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、湿式圧縮ノズル８０の数および水洗浄ノズル８２の数は、１つまたは複数のスプレーリング５６上で等しくてもよい。
【００２６】
スプレーリング５６の周りの湿式圧縮ノズル８０の位置は、軸線５２の周りで湿式圧縮ノズル８０の均一または不均一な分布を可能にすることができる。これは、圧縮機２０の内径と圧縮機２０の外径との間の湿式圧縮ノズル８０からの流体スプレーの不均一な分布を可能にする。いくつかの実施形態では、湿式圧縮ノズル８０から圧縮機２０の外径に向かうよりも圧縮機２０の内径に向かう方が流体スプレーのより大きな分布が存在することができる。湿式圧縮ノズル８０から圧縮機２０の内径に向かう流体スプレーのより大きな分布は、湿式圧縮ノズル８０からの流体液滴に作用する重力または遠心力の影響の緩和を可能にし、圧縮機２０内の下流で湿式圧縮ノズル８０からの流体液滴の均一な分布を可能にする。それに加えて、またはその代わりに、湿式圧縮ノズル８０から圧縮機２０の内径に向かう流体スプレーのより大きな分布は、流体分配システム３２を通る流体の流量、湿式圧縮ノズル８０からの流体のスプレーの角度、またはこれらの組み合わせにより達成することができる。
【００２７】
スプレーリング５６の湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２には、流体供給システム３４によって流体が供給され得る。流体供給システム３４は、流体供給ライン４０を介して流体分配システム３２に流体を供給することができる。いくつかの実施形態では、流体供給ライン４０は、流体流をスプレーリング５６のうちの１つのみに導くことができる。流体供給システム３４から流体供給ライン４０によって直接供給されない他のスプレーリング５６は、流体供給ライン４０に直接連結された別のスプレーリング５６を介して間接的に供給され得る。しかし、いくつかの実施形態では、流体供給ラインは、分岐流体供給ライン８８を通して流体流を各スプレーリング５６に個別に導くことができる。流体供給ライン４０は、図示する実施形態のように、分岐流体供給ライン８８に分岐することができ、分岐流体供給ライン８８は、流体流をそれぞれのスプレーリング５６に導くことができる。流体分配システム３２は、スプレーリング５６へのスプレー流体流を制御するために、１つまたは複数のバルブ９０を利用することができる。いくつかの実施形態では、流体流を流体供給システム３４からそれぞれのスプレーリング５６に個別に導くことができる複数の流体供給ライン４０が存在してもよい。スプレーリング５６がそれぞれ流体供給ライン４０または分岐流体供給ライン８８によって供給される実施形態では、スプレーリング５６の異なるノズルタイプ（例えば、湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２）は、図５を参照してより詳細に説明するように、それぞれスプレーリング５６内の別個の導管を通して供給されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、各タイプのノズルグリッド（例えば、湿式圧縮ノズルグリッド、水洗浄ノズルグリッド）は、それぞれの流体供給ライン４０によって別々に供給されてもよい。このようにして、スプレーリング５６を選択的に利用して、異なるレベルの湿式圧縮または水洗浄を制御することができる。例えば、図５に関してより詳細に説明するように、１つ、２つ、または３つのスプレーリング５６を湿式圧縮または水洗浄のために利用して、スプレー流体を吸気流１８中に注入することができる。
【００２８】
流体分配システム３２のスプレーリング５６は、連続的なリングであってもよいし、あるいはいくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、個々にまたはグループとしてセクションに分割されてもよい。例えば、図示した実施形態では、スプレーリング５６は、角度８６で等しいセクション８４に分割することができる。図示した実施形態では、分かりやすくするために、１つのセクション８４のみが示されている。角度８６は、スプレーリング５６の等しい円周方向セクションを生成することができる任意の角度（例えば、４５°、９０°、１２０°、１８０°）であってもよい。セクション８４は、１つまたは複数のスプレーリング５６の部分を含むことができる。いくつかの実施形態では、セクション８４が各スプレーリング５６の部分を含む場合には、図４に関してより詳細に説明するように、それぞれセクション８４内のスプレーリング５６の各々の部分は、支持体によって互いに結合されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、セクション８４は、流体供給システム３４からそれぞれのセクション８４に流体を導くために、それぞれ独自の流体供給ライン４０または分岐流体供給ライン８８を有してもよい。セクション８４は、より効率的な設置、修理、またはスプレー流体の吸気流１８への注入を可能にすることができる。
【００２９】
図４は、流体分配システム３２の一実施形態の斜視図であり、複数のスプレーリング５６がシュラウド６０の周囲に円周方向５４に配置され、圧縮機２０への入口５７の上流に配置されている様子を示している。いくつかの実施形態では、流体分配システム３２は、スプレーリング５６を定位置に固定するように構成することができる構造支持体９８を含むことができる。軸線５２の周りに任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７またはそれ以上）の構造支持体９８が存在してもよい。構造支持体９８は、スプレーリング５６を互いに結合し、圧縮機２０への入口でベルマウス５８に結合し、およびシュラウド６０に結合することができる。いくつかの実施形態では、構造支持体９８は、スプレーリング５６の上流側縁部９９に接続されている。いくつかの実施形態では、構造支持体９８は、スプレーリング５６の後縁１１０に接続される。図示した実施形態では、３つのスプレーリング５６を互いに接続し、スプレーリング５６をベルマウス５８およびシュラウド６０に接続する構造支持体９８が示されている。しかし、いくつかの実施形態では、構造支持体９８は、スプレーリング５６のうちの１つまたは複数をベルマウス５８のみに、またはシュラウド６０のみに接続してもよい。すなわち、構造支持体９８は、ベルマウス５８またはシュラウド６０から半径方向５０に延在することができる。構造支持体９８はまた、スプレーリング５６を吸気口２８の壁などの定位置に固定することができる任意の他の構造体またはケーシングに、スプレーリング５６を接続することができる。いくつかの実施形態では、構造支持体９８は、各セクション８４のスプレーリング５６を互いに接続することができる。さらに、構造支持体９８は、各セクション８４をベルマウス５８か、シュラウド６０か、その両方か、または任意の他の構造もしくはケーシングに接続することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、流体供給ライン４０および分岐流体供給ライン８８のうちの１つまたは複数は、構造支持体９８に沿って走ることによってスプレーリング５６に接続することができる。流体供給システム３４からの流体供給ライン４０および分岐流体供給ライン８８は、ベルマウス５８においてシュラウド６０の内側から、または圧縮機２０の外側から延在することができる。いくつかの実施形態では、流体供給ライン４０もしくは分岐流体供給ライン８８のうちの１つまたは複数を、スプレーリング５６に到達するように構造支持体９８の上またはその内部に配置することができる。これらの構成により、吸気流１８または吸気流１８に注入されるスプレー流体流の閉塞を低減しつつ、スプレーリング５６への流体の供給を可能にすることができる。
【００３１】
図５は、流体分配システム３２のスプレーリング５６の一実施形態の断面図である。スプレーリング５６の断面の形状は、翼形形状、または楕円形などの吸気流１８の抗力または圧力損失を低減するように構成された他の任意の形状であってもよい。いくつかの実施形態では、複数のスプレーリング５６の各々は、同じ断面形状であってもよい。しかし、スプレーリング５６は、異なる断面形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、１２７ミリメートル（例えば、５インチ）の軸方向長さ１００および３８．１ミリメートル（例えば１．５インチ）の半径方向高さ１０２を有することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、スプレーリング５６の軸方向長さ１００は、別の長さ（例えば、４、６、７、８インチまたはそれ以上）であってもよく、スプレーリング５６の半径方向高さ１０２は、別の長さ（例えば１、２、３、４インチまたはそれ以上）であってもよい。いくつかの実施形態では、流体分配システム３２のスプレーリング５６のすべてが同じ軸方向長さ１００および同じ半径方向高さ１０２を有してもよい。しかし、いくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、異なる軸方向長さ１００および異なる半径方向高さ１０２を有してもよい。
【００３２】
各スプレーリング５６は、複数のノズル１０４を有することができる。ノズル１０４は、湿式圧縮ノズル８０または水洗浄ノズル８２であってもよい。いくつかの実施形態では、各ノズル１０４は、スプレーリング５６の後縁１１０上、またはそれに隣接して配置されてもよく、スプレーリング５６の後縁１１０は、圧縮機２０に向かって下流に向いた縁部である。しかし、いくつかの実施形態では、ノズル１０４は、スプレーリング５６の後縁１１０に隣接して配置されてもよい。例えば、ノズル１０４は、スプレーリング５６の前縁１１１よりも後縁１１０に近い位置に配置されてもよい。ノズル１０４は、スプレーリング５６の半径方向外面１１２およびスプレーリング５６の半径方向内面１１４に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、各ノズル１０４は、スプレーリング５６の中心軸線１０８から角度１０６で配置されてもよい。図示する実施形態では、各スプレーリング５６の中心軸線１０８は、圧縮機２０の軸線５２と平行である。しかし、いくつかの実施形態では、各スプレーリング５６の中心軸線１０８は、圧縮機２０の軸線５２に向かって配向されてもよい。角度１０６は、吸気流１８が圧縮機２０内を通過する際に流体を吸気流１８中に注入するように構成された任意の角度（例えば、９０°、４５°）であってもよい。さらに、ノズル１０４のいくつかは、ノズル１０４がスプレーリング５６の後縁１１０のすぐ下流を向くように、中心軸線１０８に沿って配置されてもよい。ノズル１０４は、スプレーリング５６の表面に取り付けられてもよく、あるいは、ノズル１０４がスプレーリング５６の表面から突出しないように、スプレーリング５６の構造内に完全に配置されてもよい。スプレーリング５６の構造内に配置されたノズル１０４は、流体スプレーの閉塞を減少させるのを助けることができる。
【００３３】
各ノズル１０４は、供給された流体がスプレーリング５６から出るための出口１１５を有することができる。湿式圧縮ノズル８０の出口は、水洗浄ノズル８２の出口よりも小さくすることができ、したがって、水洗浄ノズル８２と比較して、湿式圧縮ノズル８０からの流体液滴サイズをより小さくすることができる。異なる流体液滴サイズを、湿式圧縮またはオンライン水洗浄などの圧縮機２０内の異なるプロセスに利用することができる。さらに、湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２の出口サイズが異なってもよいので、各タイプのノズル１０４における流体圧力が変化してもよい。前述したように、各ノズル１０４は、圧縮機２０の入口５７に向かってスプレーすることができる流体スプレー６４を生成することができる。いくつかの実施形態では、各ノズルからのスプレー６４は、変化し得る幅６６を有することができる。スプレー６４の幅６６は、ノズルのタイプ、ノズルに供給される流体の圧力、ノズルに供給される流体の流量、またはこれらの任意の組み合わせに少なくとも部分的に基づいて変化することができる。スプレー６４の幅６６は、水洗浄ノズル、湿式圧縮ノズル、および両方のタイプのノズルの混合の間で変化してもよい。
【００３４】
前述のように、各スプレーリング５６は、任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上）のノズル１０４を有することができる。さらに、各スプレーリング５６のノズル１０４は、すべての湿式圧縮ノズル８０、すべての水洗浄ノズル８２、または湿式圧縮ノズル８０と水洗浄ノズル８２の両方の混合であってもよい。いくつかの実施形態では、スプレーリング５６は、すべての１つのタイプのノズル１０４を有してもよい。単一タイプのノズル１０４の各々は、すべて半径方向外面１１２、半径方向内面１１４、または後縁１１０上に配置されてもよい。しかしながら、単一タイプのノズル１０４は、スプレーリング５６の表面のうちの２つ以上に配置されてもよい。さらに、単一のタイプのノズル１０４はすべて、スプレーリング５６の中心軸線１０８から同じ角度１０６で配置されてもよいし、または異なる角度１０６で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、両方のタイプのノズル１０４を有することができるスプレーリング５６を用いて、湿式圧縮ノズル８０の各々が、同じ表面（例えば、半径方向外面１１２、半径方向内面１１４、または後縁１１０）に沿って、または異なる表面に沿って配置されてもよい。さらに、湿式圧縮ノズル８０の各々は、スプレーリング５６の中心軸線１０８から同じ角度１０６で配置されてもよいし、または異なる角度１０６で配置されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、各湿式圧縮ノズル８０は、半径方向外面１１２上に配置され、中心軸線１０８から４５°の角度１０６で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、湿式圧縮ノズル８０は、半径方向外面１１２上および半径方向内面１１４上に配置されてもよく、湿式圧縮ノズル８０の一部は、中心軸線１０８から４５°の角度１０６で配置されてもよく、湿式圧縮ノズル８０の別の部分は、９０°の角度１０６で配置されてもよい。同様に、水洗浄ノズル８２はすべて同じ表面（例えば、半径方向外面１１２、半径方向内面１１４、または後縁１１０）に沿って、または異なる表面に沿って配置されてもよい。さらに、水洗浄ノズル８２はすべて、スプレーリング５６の中心軸線１０８から同じ角度１０６で配置されてもよいし、または異なる角度１０６で配置されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、各水洗浄ノズル８２は、半径方向外面１１２上に配置され、中心軸線１０８から４５°の角度１０６で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、水洗浄ノズル８２は、半径方向外面１１２上および半径方向内面１１４上に配置されてもよく、水洗浄ノズル８２の一部は、中心軸線１０８から４５°の角度１０６で配置されてもよく、水洗浄ノズル８２のうちのいくつかの別の部分は、９０°の角度１０６で配置されてもよい。各スプレーリング５６上のノズル１０４の変化する配置は、湿式圧縮プロセス中に流体液滴が蒸発するまで圧縮機２０内の半径方向５０の熱勾配を減少させるのを助け、水洗浄処理中に洗浄することができる圧縮機ブレード６８の面積の増加を可能にするのを助けることができる。
【００３５】
ノズル１０４には、流体供給システム３４からノズル流体ライン１１６を通して流体を供給することができる。ノズル流体ライン１１６は、流体を流体導管１１８からスプレーリング５６内のノズル１０４に導くことができる。スプレーリング５６内には、ノズル流体ライン１１６を介してノズル１０４に流体を供給することができる１つまたは複数の流体導管１１８があってもよい。１つまたは複数の流体導管１１８は、流体供給ライン４０または分岐流体供給ライン８８から流体を受け入れることができる。１つまたは複数の流体導管１１８は、スプレーリング５６またはスプレーリング５６のセクション８４にわたって円周方向に延在し、スプレーリング５６のノズル１０４にスプレー流体を供給することができる。いくつかの実施形態では、流体導管１１８は、湿式圧縮ノズル８０および水洗浄ノズル８２の両方を含むスプレーリング５６のノズル１０４のすべてに供給することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１の流体導管１２０は、湿式圧縮ノズル８０であるノズル１０４のみに供給し、第２の流体導管１２２は、水洗浄ノズル８２であるノズル１０４のみに供給することができる。したがって、いくつかの実施形態では、スプレーリング５６内に２つ以上の流体導管１１８があってもよく、各流体導管１１８は、特定のタイプのスプレーリング５６のノズル１０４に供給してもよい。例えば、第１の流体導管１２０が、スプレーリング５６の湿式圧縮ノズル８０に第１の圧力でスプレー流体を供給してもよいし、別個の第２の流体導管１２２が、スプレーリング５６の水洗浄ノズル８２に第１の圧力とは異なる第２の圧力でスプレー流体を供給してもよい。それに加えて、またはその代わりに、１つまたは複数の流体導管１１８は、スプレーリングのそれぞれのセクション８４に各々供給することができ、それは、スプレーリング５６のそのそれぞれのセクション８４のすべてのノズル１０４またはそのそれぞれのセクション８４の特定のタイプのすべてのノズル１０４を含んでいる。さらに、１つまたは複数の流体導管１１８の構成は、流体分配システム３２の複数のスプレーリング５６の各々のうちで同じであっても異なってもよい。スプレーリング５６の周りのノズル１０４は、圧縮機２０の軸線５２および入口５７の周りに均一な分布で配置することができる。軸線５２の周りのノズル１０４のこの分布は、圧縮機２０内の半径方向５０および円周方向５４のスプレー流体の液滴のより均一な分布を可能にすることができる。さらに、流体分配システム３２は、湿式圧縮モードおよび水洗浄モードについて異なる使用設定を有することができる。例えば、低い設定は１つのスプレーリング５６を使用することができ、中間の設定は２つのスプレーリング５６を使用することができ、高い設定は３つのスプレーリング５６を使用することができる。さらに、各スプレーリング５６は、流体供給システム３４からの流体の異なる流量を有することができる。したがって、低い、中間の、および高い使用設定の実施形態では、３つのスプレーリング５６の各々が異なる流量を有する場合には、流体分配システム３２は７つまでの可能な流量を有することができる。
【００３６】
開示された実施形態の技術的効果は、湿式圧縮およびオンライン水洗浄などの、圧縮機内のプロセスのためのガスタービンシステムの圧縮機の入口の上流に流体を提供することができる圧縮機軸線の周りに円周方向に配置された流体分配システムを含む。流体分配システムのスプレーリングは、圧縮機の入口の上流で軸方向にずらして配置することができる。さらに、スプレーリングは、半径方向の異なる位置に配置することができ、スプレーリングを横切って圧縮機内に入る吸気流の閉塞を低減することができる。いくつかの実施形態では、スプレーリングは、圧縮機の軸線の周りに円周方向に配置された複数のノズルを含むことができ、それは流体の円周方向の分布を可能にすることができる。圧縮機の入口付近のスプレー流体の円周方向および半径方向の分布は、湿式圧縮プロセス中に流体液滴が蒸発して移動する際に、圧縮機内の円周方向および半径方向の熱勾配を低減させることができる。入口におけるスプレーノズルの半径方向の配置は、圧縮機内の温度歪みを低減する目的で、圧縮機内の遠心力による液滴の移動を考慮に入れることができる。さらに、圧縮機の入口付近の流体の円周方向および半径方向の分布は、水洗処理中に洗浄することができる圧縮機ブレードの面積の増加を可能にすることができる。次に、圧縮機内の温度勾配の低減または洗浄することができる圧縮機ブレードの面積の増加は、ガスタービンシステムの効率および出力の増加を可能にすることができる。さらに、スプレーリングは、個別のリングの複数のセクションまたはスプレーリングのグループの複数のセクションから形成することができ、流体分配システムのより効率的な設置または修復を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、流体分配システムのスプレーリングは、湿式圧縮と水洗浄の両方のためのノズルを含むことができ、したがって流体分配システムを圧縮機内の複数のプロセスに利用することを可能にし、コスト節約の利益を可能にすることができる。同様に、軸方向にずらして円周方向に配置された流体分配システムのスプレーリングは、圧縮器の入口における流体液滴の均一な分布を可能にすることができ、霧吹き器または蒸発冷却器などの他の機構を圧縮機の吸気システムから取り除くことを可能にすることができる。
【００３７】
本明細書は、本明細書に記載した概念を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、いくつかの実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が特許請求の範囲の字義通りの文言と異ならない構造体要素を有する場合、または、それらが特許請求の範囲の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造体要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
システムであって、
流体分配システム（３２）を含み、前記流体分配システム（３２）は、
圧縮機（２０）の入口（５７）の上流に配置された複数のスプレーリング（５６）を含み、前記複数のスプレーリング（５６）は、
前記圧縮機（２０）の軸線（５２）に実質的に垂直な第１の平面において前記軸線（５２）の周りに配置された第１のスプレーリング（７０）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第１の流体流をスプレーするように構成された第１の複数のノズル（１０４）を含む第１のスプレーリング（７０）と、
前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に実質的に垂直な第２の平面において前記軸線（５２）の周りに配置された第２のスプレーリング（７４）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第２の流体流をスプレーするように構成された第２の複数のノズル（１０４）を含み、前記第１の平面は前記第２の平面とは異なる、第２のスプレーリング（７４）と、を含む、システム。
［実施態様２］
前記第１のスプレーリング（７０）は、前記軸線（５２）から第１の半径方向距離（７２）に配置され、前記第２のスプレーリング（７４）は、前記軸線（５２）から第２の半径方向距離（７６）に配置され、前記第１の半径方向距離（７２）は前記第２の半径方向距離（７６）とは異なる、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
前記第１の半径方向距離（７２）は、前記第２の半径方向距離（７６）よりも大きく、前記第１の平面は、前記第２の平面よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近い、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
前記第１の複数のノズル（１０４）は、湿式圧縮ノズル（８０）を含む、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様５］
前記第１のスプレーリング（７０）の前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記第１の流体流を前記圧縮機（２０）の内径と前記圧縮機（２０）の外径との間で不均一な分布で前記入口（５７）に向かってスプレーするように構成され、前記不均一な分布は、前記外径よりも前記内径に向かう前記第１の流体流のより大きな分布を含む、実施態様４に記載のシステム。
［実施態様６］
前記第１の複数のノズル（１０４）は、水洗浄ノズル（８２）を含む、実施態様４に記載のシステム。
［実施態様７］
前記第１の複数のノズル（１０４）の前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記第１の流体流を第１の流量で供給するように構成された第１の流体供給ライン（４０）に連結され、前記第１の複数のノズル（１０４）の前記水洗浄ノズル（８２）は、前記第１の流体流を第２の流量で供給するように構成された第２の流体供給ライン（４１）に連結され、前記第２の流量は前記第１の流量より大きい、実施態様６に記載のシステム。
［実施態様８］
前記第２の複数のノズル（１０４）は、湿式圧縮ノズル（８０）、水洗浄ノズル（８２）、またはこれらの任意の組み合わせを含む、実施態様４に記載のシステム。
［実施態様９］
前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）の周りに均一に分布している、実施態様４に記載のシステム。
［実施態様１０］
前記湿式圧縮ノズル（８０）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）の周りに不均一に分布している、実施態様４に記載のシステム。
［実施態様１１］
前記第１のスプレーリング（７０）は複数の第１のセクションを含み、前記複数の第１のセクションの各第１のセクションは、前記第１の流体流を供給するように構成されたそれぞれの第１の流体供給ライン（４０）に連結され、前記第２のスプレーリング（７４）は複数の第２のセクションを含み、前記複数の第２のセクションの各第２のセクションは、前記第２の流体流を供給するように構成されたそれぞれの第２の流体供給ライン（４１）に連結される、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１２］
前記第１の複数のノズル（１０４）は、前記複数のスプレーリング（５６）の前記第１のスプレーリング（７０）の第１の後縁に配置され、前記第１の後縁は、前記第１のスプレーリング（７０）の第１の前縁よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近く、前記第２の複数のノズル（１０４）は、前記複数のスプレーリング（５６）の前記第２のスプレーリング（７４）の第２の後縁に配置され、前記第２の後縁は、前記第２のスプレーリング（７４）の第２の前縁よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近い、  実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１３］
システムであって、
流体分配システム（３２）を含み、前記流体分配システム（３２）は、
圧縮機（２０）の入口（５７）の上流に配置された複数のスプレーリング（５６）を含み、前記複数のスプレーリング（５６）は、
前記圧縮機（２０）の軸線（５２）に実質的に垂直な第１の平面において前記軸線（５２）の周りに第１の半径方向距離（７２）に配置された第１のスプレーリング（７０）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第１の水流をスプレーするように構成された第１の複数の湿式圧縮ノズル（８０）を含む第１のスプレーリング（７０）と、
前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に実質的に垂直な第２の平面において前記軸線（５２）の周りに第２の半径方向距離（７６）に配置された第２のスプレーリング（７４）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機入口（５７）に向かって第２の水流をスプレーするように構成された第２の複数のノズル（１０４）を含み、前記第１の平面は前記第２の平面とは異なり、前記第１の半径方向距離（７２）は、前記第２の半径方向距離（７６）よりも大きい、第２のスプレーリング（７４）と、を含む、システム。
［実施態様１４］
前記複数のスプレーリング（５６）に連結された流体供給システム（３４）であって、前記流体供給システム（３４）は、前記第１の水流を前記第１のスプレーリング（７０）に供給し、前記第２の水流を前記第２のスプレーリング（５６）に供給する、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１５］
前記第１のスプレーリング（７０）は、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第３の水流をスプレーするように構成された第３の複数の水洗浄ノズル（８２）を含み、第１の複数の湿式圧縮ノズル（８０）が前記第１のスプレーリング（７０）の第１の流体導管（１２０）に連結され、前記第３の複数の水洗浄ノズル（８２）は、前記第１のスプレーリング（７０）の第３の流体導管に連結され、前記第１の水流の第１の流量は、前記第３の水流の第３の流量よりも小さい、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１６］
前記複数のスプレーリング（５６）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に実質的に垂直な第３の平面において前記軸線（５２）の周りに第３の半径方向距離に配置された第３のスプレーリング（８７）を含み、前記第３のスプレーリング（８７）は、前記軸線（５２）の周りに配置され、前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かって第４の水流をスプレーするように構成された第４の複数のノズル（１０４）を含む、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１７］
前記第１の複数の湿式圧縮ノズル（８０）の各湿式圧縮ノズル（８０）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に対して第１の角度（１０６）に配向され、前記第２の複数のノズル（１０４）の各ノズル（１０４）は、前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に対して第２の角度（１０６）に配向されている、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１８］
システムであって、
水分配システムを含み、前記水分配システムは、
圧縮機（２０）の入口（５７）の上流に配置された複数のスプレーリング（５６）を含み、前記複数のスプレーリング（５６）は、
前記圧縮機（２０）の軸線（５２）に実質的に垂直な第１の平面において前記軸線（５２）の周りに配置された第１のスプレーリング（７０）であって、
第１の水流を受け入れるように構成された第１の流体導管（１２０）と、
前記軸線（５２）の周りに配置され、前記第１の流体導管（１２０）に連結され、前記第１の水流を前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に向かってスプレーするように構成された第１の複数の湿式圧縮ノズル（８０）と、
第２の水流を受け入れるように構成された第２の流体導管（１２２）と、
前記軸線（５２）の周りに配置され、前記第２の流体導管（１２２）に連結され、前記第２の水流を前記圧縮機入口（５７）に向かってスプレーするように構成された第２の複数の水洗浄ノズル（８２）と、を含む第１のスプレーリング（７０）と、
前記圧縮機（２０）の前記軸線（５２）に実質的に垂直な第２の平面において前記軸線（５２）の周りに配置された第２のスプレーリング（７４）であって、前記軸線（５２）の周りに配置され、第３の水流を前記圧縮機入口（５７）に向かってスプレーするように構成された第３の複数のノズル（１０４）を含み、前記第１の平面は前記第２の平面とは異なる、第２のスプレーリング（７４）と、を含む、システム。
［実施態様１９］
前記第３の複数のノズル（１０４）は、湿式圧縮ノズル（８０）、水洗浄ノズル（８２）、またはこれらの任意の組み合わせを含む、実施態様１８に記載のシステム。
［実施態様２０］
前記第１の複数の湿式圧縮ノズル（８０）は、前記第１のスプレーリング（７０）の第１の後縁に配置され、前記第１の後縁は、前記第１のスプレーリング（７０）の第１の前縁よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近く、前記第３の複数のノズル（１０４）は、前記第２のスプレーリング（７４）の第２の後縁に配置され、前記第２の後縁は、前記第２のスプレーリング（７４）の第２の前縁よりも前記圧縮機（２０）の前記入口（５７）に近い、実施態様１８に記載のシステム。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ガスタービンシステム
１２  燃料ノズル
１４  燃料
１６  燃焼器
１８  吸気流
２０  圧縮機
２２  タービン
２３  タービンシャフト
２４  負荷
２６  排気口
２８  吸気口
３０  フィルタ
３２  流体分配システム
３４  流体供給システム
３６  ポンプ
３７  第２のポンプ
３８  リザーバ
３９  第２のリザーバ
４０  流体供給ライン
４１  第２の流体供給ライン
５０  半径方向軸線または半径方向
５２  軸方向軸線または軸方向
５４  円周方向軸線または円周方向
５６  スプレーリング
５７  圧縮機の入口
５８  圧縮機のベルマウス
６０  シュラウド
６２  支柱
６４  流体のスプレー
６６  スプレーの幅
６８  圧縮機のブレード
６９  吸気口の上部
７０  第１のスプレーリング
７１  第１の軸方向距離
７２  第１の半径方向距離
７４  第２のスプレーリング
７５  第２の軸方向距離
７６  第２の半径方向距離
８０  湿式圧縮ノズル
８２  水洗浄ノズル
８３  第１のスプレーリング
８４  スプレーリングのセクション
８５  第２のスプレーリング
８６  角度
８７  第３のスプレーリング
８８  分岐流体供給ライン
９０  バルブ
９８  構造支持体
９９  上流側縁部
１００  スプレーリングの軸方向長さ
１０２  スプレーリングの半径方向高さ
１０４  ノズル
１０６  角度
１０８  スプレーリングの中心軸線
１１０  スプレーリングの後縁
１１１  スプレーリングの前縁
１１２  スプレーリングの半径方向外面
１１４  スプレーリングの半径方向内面
１１５  ノズル出口
１１６  ノズル流体ライン
１１８  スプレーリング内の流体導管
１２０  第１の流体導管
１２２  第２の流体導管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019035400.tif 000006
【図５】
2019035400.tif 000007
【外国語明細書】
2019035400000001.pdf