(57)【要約】【課題】吸気フィルタの目詰まりを抑制するとともに、目詰まりが発生した場合には、吸気流路内の凍結を抑制しつつ吸気フィルタの目詰まりを解消することができる吸気装置及びこれを備えたガスタービン設備を提供する。【解決手段】吸気装置は、取り込んだ吸気１６を減速させる減速部４２を備えた空気取り入れ部４１と、空気取り入れ部４１とガスタービン１１の圧縮機１１ａの入口とを接続し、上下方向に延在して設けられ、壁面に開口部４５を有する立ち上がり部４４を備えた吸気流路４３と、吸気流路４３の立ち上がり部４４における開口部４５の上方の位置であって吸気１６の流れ方向の下流側に設けられたフィルタ５と、フィルタ５を清掃する清掃装置４６と、立ち上がり部４４の流路と開口部４５とを選択的に開口させ、開口部４５の開口時には開口部４５に向かって下る姿勢でフィルタ５の下方に臨むシュートと、を備える。【選択図】図２
2015021435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り込んだ吸気を減速させる減速部を備えた空気取り入れ部と、
前記空気取り入れ部とガスタービンの圧縮機の入口とを接続し、上下方向に延在して設けられ、壁面に開口部を有する立ち上がり部を備えた吸気流路と、
前記吸気流路の前記立ち上がり部における前記開口部の上方の位置であって前記吸気の流れ方向の下流側に設けられたフィルタと、
前記フィルタを清掃する清掃装置と、
前記立ち上がり部の流路と前記開口部とを選択的に開口させ、前記開口部の開口時には前記開口部に向かって下る姿勢で前記フィルタの下方に臨むシュートと、
を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記シュートは、前記開口部の開口時に前記空気取り入れ部の入口の上方を越えて延在することを特徴とする吸気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記開口部の開口時における前記シュートの下端部の下方から前記空気取り入れ部の入口の上方を越えて延在するガイド部材を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項４】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記吸気流路における前記フィルタの下流側に設けられた第２のフィルタと、
前記第２のフィルタと前記フィルタとの間に設けられた吸気窓と、
前記吸気窓を開閉する開閉扉と、
を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項５】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記空気取り入れ部の流路の途中に設けられた間隙口を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項６】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記空気取り入れ部の前記減速部の下部に凹部が設けられることを特徴とする吸気装置。
【請求項７】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記清掃装置は、前記フィルタの上流側及び下流側における前記吸気の差圧を計測する差圧計と、前記フィルタに対して流体を噴射する噴射装置と、前記差圧計の計測結果に基づいて前記噴射装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記差圧が所定の圧力を超えた時、前記シュートの駆動装置を駆動して前記開口部を開口するとともに前記噴射装置を駆動して前記フィルタに対し前記流体を供給するように構成されることを特徴とする吸気装置。
【請求項８】
請求項１に記載の吸気装置において、
前記吸気流路は、前記開口部、前記立ち上がり部、前記フィルタ、前記清掃装置、前記シュート、及び前記吸気流路における前記フィルタのそれぞれの下流側に設けられた流量制御部を複数対備え、
前記流量制御部は、前記吸気流路を流れる前記吸気の流量をそれぞれ独立して制御するように構成されることを特徴とする吸気装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の吸気装置と、
前記吸気装置を介して取り込まれた前記吸気を圧縮する前記圧縮機を備える前記ガスタービンと、
前記ガスタービンに接続され、前記ガスタービンの出力により駆動される負荷と、
を備えるガスタービン設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気装置及びこれを備えたガスタービン設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンが備える圧縮機へ空気を取り込む吸気口には吸気フィルタが設けられている。しかし、寒冷地においては吸気フィルタに雪が付着して目詰まりを起こすことにより、十分な吸気量を得られなくなる可能性がある。このため、ガスタービンの運転を停止し、吸気フィルタに付着した雪を取り除く作業を行う必要があった。
【０００３】
ガスタービンの吸気部の防雪方法としては、例えば、ガスタービンが備える圧縮機の低圧段からの抽気を、圧縮機のケーシング外壁面に添わせて暖めた後に、ガスタービンの吸気フィルタに噴射することにより、吸気フィルタの凍結及び雪による目詰まりを防止する構成が知られている（特許文献１等参照）。
【０００４】
また、雪を吸気ダクト内に取り込み、吸気ダクト内で流路面積を広げ流速を下げて流れを停留させる事により、吸気中の雪を落とす構成が知られている（特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６―３３７９５号公報
【特許文献２】特開２０００−９７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２には、吸気流路を転向させて吸気の流れに淀みを生じさせることによって雪等を吸気から分離する構成が開示されているが、雪等を全て吸気から分離することは困難であり、一部の雪等が吸気フィルタに到達して目詰まりが生じる可能性がある。例えば、特許文献１に開示されるように圧縮機から抽気して圧縮空気を吸気フィルタに噴射すれば、吸気フィルタに付着した雪を溶かして除去し、目詰まりを解消することはでき得る。しかし、極寒冷地等では融雪により生じた水が吸気流路内で凍結して氷塊が生じ、この氷塊が吸気の流れに乗って吸気フィルタに再付着する可能性がある。
【０００７】
本発明は、吸気フィルタの目詰まりを抑制するとともに、目詰まりが発生した場合には、吸気流路内の凍結を抑制しつつ吸気フィルタの目詰まりを解消することができる吸気装置及びこれを備えたガスタービン設備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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る吸気装置は、取り込んだ吸気を減速させる減速部を備えた空気取り入れ部と、空気取り入れ部とガスタービンの圧縮機の入口とを接続し、上下方向に延在して設けられ、壁面に開口部を有する立ち上がり部を備えた吸気流路と、吸気流路の立ち上がり部における開口部の上方の位置であって吸気の流れ方向の下流側に設けられたフィルタと、フィルタを清掃する清掃装置と、立ち上がり部の流路と開口部とを選択的に開口させ、開口部の開口時には開口部に向かって下る姿勢で前記フィルタの下方に臨むシュートと、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吸気フィルタの目詰まりを抑制するとともに、目詰まりが発生した場合には、吸気流路内の凍結を抑制しつつ吸気フィルタの目詰まりを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスタービン設備の略断面側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る吸気装置をガスタービンの軸方向から見た略拡大断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る吸気装置が備える清掃装置の構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るガスタービン設備の略断面側面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る吸気装置をガスタービンの軸方向から見た略拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る吸気装置の略拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係るガスタービン設備１００の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図1から図３は、本実施形態に係るガスタービン設備１００の構造を示す図である。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るガスタービン設備１００の略断面側面図である。図２は、本実施形態に係る吸気装置４０をガスタービン１１の軸方向から見た略拡大断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るガスタービン設備１００は、ガスタービン１１と、ガスタービン１１に接続される吸気装置４０と、を備える。
【００１５】
以下、本実施形態に係るガスタービン１１及び吸気装置４０について説明する。
【００１６】
（ガスタービン）
本実施形態に係るガスタービン１１は、吸気装置４０を介して吸い込まれた空気を圧縮する圧縮機１１a、圧縮機１１aより得た圧縮空気と燃料を混合し燃焼させることにより高温の燃焼ガスを発生させる燃焼器１１ｂ、及び燃焼器１１ｂで発生した燃焼ガスが膨張することにより駆動するタービン１１ｃ等を備える。タービン１１ｃで得られる動力により圧縮機１１ａが駆動されるとともに、残った動力でタービンロータまたは圧縮機ロータに連結される負荷（例えば、発電機）１５が駆動される。ガスタービン１１及び負荷１５は架台１４に支持されている。ガスタービン１１には排気１７が流れる排気ダクト１２が連通され、排気ダクト１２には煙突が連通される。なお、タービンロータまたは圧縮機ロータと負荷１５との間に減速機などの速度変更手段が設置されてもよい。また、排気ダクト１２の延在方向は本実施形態で示す軸方向に限られず、例えば、上方向あるいは横方向でもよい。また、排気ダクト１２の途中に、排気１７の熱を利用する排熱利用設備が設けられてもよい。排熱利用設備としては、例えば、蒸気を発生する排熱回収ボイラ、圧縮機で圧縮された圧縮空気を加熱する再生器、給水を加熱する給水加熱器等が挙げられる。ガスタービン１１は、上記架台１４とともに建屋１３に収容されている。
【００１７】
（吸気装置）
本実施形態に係る吸気装置４０は、外気が取り込まれる空気取り入れ部４１と、空気取り入れ部４１に接続され、吸気１６が流れる吸気流路４３と、ガスタービン１１の吸気１６に含まれる塵やゴミを除去するフィルタ５と、フィルタ５を清掃する清掃装置４６と、フィルタ５の上流側に形成されるシュート４と、吸気１６の流量を制御するルーバ（流体規制部）６と、を備える。
【００１８】
以下、吸気装置４０の各構成について説明する。
【００１９】
・空気取り入れ部
空気取り入れ部４１は、雪の侵入を抑制する防雪壁１と、空気取入部４１に取り込まれた吸気１６の流速を抑制する減速部４２と、を備える。
【００２０】
防雪壁１は、後述する第３の吸気ダクト３の外気取入口２の周りに、地表に対して上下方向に突出するように設けられる。防雪壁１の地表から突出する高さは、後述の外気取入口２の地表からの設置高さよりも高くなるように設定されている。防雪壁１と吸気流路４３の側部壁とで吸気１６が下向きに流れる第１の流路１９が形成される。
【００２１】
減速部４２は吸気１６の流れを減速させて淀みを生じさせる部分であり、本実施形態では第１の流路１９と後述の立ち上がり部４４との間に位置している。本実施形態の場合、後述の通り外気取入口２から吸い込んだ吸気１６を上向きに流す立ち上がり部４４に対して、吸気１６が下向きに流れるように第１の流路１９を構成してあるので、吸気１６は減速部４２で下向きから上向きに転向する。すなわち、本実施形態の減速部４２は、流れ方向を転向させることによって吸気１６を減速させるように構成されている。
【００２２】
・吸気流路
吸気流路４３は、第１の吸気ダクト９、第２の吸気ダクト７及び第３の吸気ダクト３から構成され、ガスタービン１１の吸気口１０と空気取り入れ部４１とを接続している。
【００２３】
第１の吸気ダクト９は圧縮機１１ａの入口に接続されていて、圧縮機１１ａの入口から上向きに延びて建屋１３の外部に突出している。第３の吸気ダクト３は建屋１３の上面及び側面に沿って設けられている。具体的には、第３の吸気ダクト３は、ガスタービン１１を挟んで建屋１３の左右の側面にそれぞれ沿って設けられた２つの立ち上がり部４４と、ガスタービン１１の上方に位置し建屋１３の上面に沿って水平方向に延在して設けられた合流部４７と、を有している。２つの立ち上がり部４４は合流部４７に接続して合流する。第２の吸気ダクト７は、建屋１３の外部で建屋１３の上面上に設けられ、第３の吸気ダクト３の合流部４７と第１の吸気ダクト９とを接続している。第３の吸気ダクト３の立ち上がり部４４、合流部４７、第２の吸気ダクト７及び第１の吸気ダクト９は、吸気１６の流れ方向の上流側からこの順に並んで設けられている。立ち上がり部４４が上記第１の流路１９に接続し、建屋１３の側面に沿って略垂直上方向に延伸する第２の流路２０を形成し、続く合流部４７が第３の流路２１を形成し、第２の吸気ダクト７及び第１の吸気ダクト９が第４の流路２２を形成する。
【００２４】
なお、建屋１３に沿って設けられた第２の吸気ダクト７及び第３の吸気ダクト３は、断面を略Ｕ字状に形成するなどして一部の壁面を建屋１３と共用する構成としてもよい。
【００２５】
前述した立ち上がり部４４は、空気取り入れ部４１に対して開口する外気取入口２を備えるとともに、立ち上がり部４４の壁面には第２の流路２０と第３の吸気ダクト３の外部とを連通する開口部４５が形成されている。
【００２６】
・フィルタ
図３は、本実施形態に係る吸気装置が備えるフィルタ５及び清掃装置４６の構成図である。図３に示すように、フィルタ５は複数個のフィルタカートリッジ２３を備える。
【００２７】
フィルタ５は、吸気流路４３の立ち上がり部４４における開口部４５の上方の位置であって吸気１６の流れ方向の下流側に設けられている。フィルタカートリッジ２３は、中空の器状に形成されていて、取付板４８を介して立ち上がり部４４の内壁面に水平方向に並べて取り付けられている。取付板４８には、対応するフィルタカートリッジ２３の内部空間に臨む空気孔４９が複数設けられていて、各空気孔４９に対応して複数の漏斗口５０が設置されている。立ち上がり部４４の第２の流路２０は、空気孔４９を除いて取付板４８で塞がれている。
【００２８】
・清掃装置
図３に示すように、清掃装置４６は、ブロー管２４と、エアーバルブ（噴射装置）２５と、母管２７と、マニフォールド２６と、ソレノイド２８と、差圧トランスミッタ（差圧計）３０と、制御装置２９と、流体供給源（不図示）と、を備える。
【００２９】
ブロー管２４には、対応する空気孔４９に向かって開口する噴射孔３１が複数形成されている。この噴射孔３１から各フィルタカートリッジ２３に対して圧縮空気（流体）３２が噴射される。具体的には、噴射孔３１から噴射された圧縮空気３２は、漏斗口５０にガイドされて対応する空気孔４９を介してフィルタカートリッジ２３内に流入し、フィルタカートリッジ２３の外側に流出する。エアーバルブ２５は、各ブロー管２４の端部に接続され、各ブロー管２４への圧縮空気３２の供給量を制御する。マニフォールド２６は、エアーバルブ２５に連通し、各ブロー管２４に対し流体供給源から供給された圧縮空気３２を分配供給する。ソレノイド２８は各ブロー配管２４に設けられるエアーバルブ２５の開閉を制御する。差圧トランスミッタ３０は、フィルタカートリッジ２３の上流側及び下流側に設置された検出部によりフィルタ５の上流側及び下流側の吸気１６の差圧を監視する。制御装置２９は、差圧トランスミッタ３０の計測結果に基づいて、ソレノイド２８を介してエアーバルブ２５の開閉を制御する。流体供給源は、フィルタ５用に別途設置されてもよい。また、流体供給源を別途設置せず、フィルタカートリッジ２３に噴射する流体として、ガスタービン等に設置される計装機器用の計装空気を利用してもよいし、ガスタービン１１の圧縮機１１ａの低圧段から抽気した低温の圧縮空気を利用してもよい。
【００３０】
・シュート
図２に示すように、シュート４は、立ち上がり部４４の側部壁面の一部を形成している。シュート４は、駆動装置（不図示）を介して、ガスタービン１１の軸方向に延びる中心軸を支点として回動し、第２の流路２０と開口部４５とを選択的に開口させ、開口部４５の開口時には開口部４５に向かって下る姿勢でフィルタ５の下方に臨むように構成されている。本実施形態においては、支点となる中心軸がシュート４の長手方向の中間部にあり、シュート４の開口時において、シュート４が中心軸を支点として傾斜すると、シュート４のフィルタ５側の端部は第３の吸気ダクト３の建屋１３側の側部壁面に接し、シュート４の外気取入口２側の端部は空気取り入れ部４１の入口の上方を越えて延在し、建屋１３の側部壁面から防雪壁１の上部にかけて下り勾配が形成される。
【００３１】
ここで、シュート４の駆動は手動操作で行うことも可能であるが、本実施形態では、シュート４は制御装置２９からの指令信号により清掃装置４６と連動して駆動する。
【００３２】
なお、シュート４が接触した際に接触する第３の吸気ダクト３の壁面及びシュート４の上端部の少なくとも一方に、接触による衝撃を抑制し、吸気ダクト３の壁面の損傷を防止するための緩衝材１８を設置することがより好ましい。
【００３３】
また、シュート４の防雪壁１側の側面、つまり傾斜時に上を向く面に着雪及び着氷などを抑制する塗料などが塗布されることがより好ましい。
【００３４】
・ルーバ
ルーバ６は、吸気装置４０の内部であって、フィルタ５の下流側に設けられている。ルーバ６は、複数の第２の流路２０を流れる吸気１６の流量をそれぞれ独立して制御することができるように、駆動装置（不図示）により個別に駆動することができるように構成されている。
【００３５】
なお、ルーバ６の駆動は手動操作で行うことも可能であるが、シュート４の駆動と同様、本実施形態では、ルーバ６は制御装置２９からの指令信号により清掃装置４６と連動して駆動する。
【００３６】
（動作）
本実施形態に係るガスタービン設備１００の通常の吸気動作について説明する。
【００３７】
まず、空気取り入れ部４１に取り込まれた吸気１６は、第１の流路１９を垂直下方向に流れる。そして、吸気１６は減速部４２においてその流れが下向きから上向きに転向することにより減速し、外気取入口２を経由して第２の流路２０を流れる。その後、吸気１６はフィルタ５及びルーバ６を経由し、第３の流路２１及び第４の流路２２をこの順に流れる。そして、吸気１６はガスタービン１１の吸気口１０を介して圧縮機１１ａに送り込まれる。
【００３８】
次に、本実施形態に係るガスタービン設備１００の清掃動作について説明する。
【００３９】
本実施形態に係るガスタービン設備１００が備える差圧トランスミッタ３０は、フィルタ５の上流側及び下流側の吸気１６の差圧を計測し、制御装置２９へ送信する。制御装置２９は、差圧トランスミッタ３０から送信された差圧と任意に設定された圧力とを比較する。
【００４０】
被除去物（ゴミや雪、氷など）３３などによりフィルタ５のフィルタカートリッジ２３に目詰まりが生じ始めると、差圧トランスミッタ３０で計測される差圧が次第に上昇する。そして、差圧トランスミッタ３０から送信された差圧が任意に設定された圧力を超えると、制御装置２９は、フィルタ５のフィルタカートリッジ２３を清掃する必要があると判断する。
【００４１】
まず、制御装置２９は、ルーバ６の駆動装置に対し指令信号を送る。駆動装置は制御装置２９からの指令信号を受けると、２つのルーバ６のうち、清掃対象とされている吸気フィルタ５が取り付けられた吸気装置４０に設置されたルーバ６のみを駆動して閉じる。そして、清掃対象とされている吸気フィルタ５が取り付けられた第２の流路２０を流れる吸気１６の流れのみが止められる。
【００４２】
次に、制御装置２９は、立ち上がり部４４の側部壁面の一部を形成するシュート４の駆動装置に対し指令信号を送る。駆動装置は制御装置２９からの指令信号を受けるとシュート４を駆動する。具体的には、シュート４は、フィルタ５側の端部が第３の吸気ダクト３の建屋１３側の側部壁面に接し、外気取入口２側の端部が空気取り入れ部４１の入口の上方を越えて延在し、建屋１３の側部壁面から防雪壁１にかけて下り勾配が形成されるように回動する。
【００４３】
次いで、制御装置２９は、清掃装置４６が備えるソレノイド２８に対し指令信号を送る。ソレノイド２８は制御装置２９からの指令信号を受けるとブロー管２４の端部に接続されたエアーバルブ２５を駆動して開く。このとき、清掃対象とされているフィルタ５のフィルタカートリッジ２３に圧縮空気３２を噴出するブロー管２４に対応するエアーバルブ２５が駆動される。エアーバルブ２５が開くと、流体供給源から供給された圧縮空気３２は、マニフォールド２６により各ブロー管２４に分配供給され、ブロー管２４に設置された噴出孔３１から噴射される。噴射された圧縮空気３２は、漏斗口５０にガイドされて対応する空気孔４９を介してフィルタカートリッジ２３内に流入し、フィルタカートリッジ２３の外側に流出する。その結果、フィルタカートリッジ２３に詰まった被除去物３３が圧縮空気３２の圧力により取り除かれる。
【００４４】
フィルタ５のフィルタカートリッジ２３から取り除かれた被除去物３３は、建屋１３の側部壁面から防雪壁１にかけて下り勾配に形成されたシュート４上を滑って防雪壁１の外側へ排出される。
【００４５】
（効果）
（１）吸気流路の健全性の確保
本実施形態によれば、吸気１６は減速部４２で下向きから上向きに転向することにより流速が抑制される。そのため、吸気１６に含まれる被除去物３３は吸気１６から分離されて吸気ダクトの側部壁面へ付着または地表へ堆積し、第３の吸気ダクト３への被除去物３３の侵入が抑制され、フィルタ５の目詰まりを抑制することができるという効果を奏する。さらに、被除去物３３の付着成長によるフィルタ５の圧損を抑制することができるという効果を奏する。
【００４６】
また、本実施形態によれば、シュート４を駆動して、フィルタ５側の端部が第３の吸気ダクト３の建屋１３側の側部壁面に接し、外気取入口２側の端部が空気取り入れ部４１の入口の上方を越えて延在し、建屋１３の側部壁面から防雪壁１にかけて下り勾配が形成されるように回動した後、フィルタ５に付着した被除去物３３の除去を行う。そのため、フィルタ５より除去された被除去物３３は、シュート４上を滑って防雪壁１の外側へ排出されるので、フィルタ清掃に伴って生じる被除去物３３によって第１流路１９が閉塞することにも対策できる。
【００４７】
このとき、清掃装置４６でフィルタ清掃に用いる圧縮空気としては、雪等を溶かすほど高温のものではなく常温程度のものが用いられる。例えば、ガスタービン１１等に設置される計装機器用の計装空気や建屋１３内で各種作業に使用されるエア系統からの空気である。その他、フィルタ清掃用に別途設けた空気供給源からの空気、ガスタービン１１の圧縮機１１ａの低圧段から抽気した空気でもよい。したがって、フィルタ５が雪等で目詰まりした場合でも、捕集された雪等を溶かさずに除去することができる。そのため、融雪により生じた水が凍結し、例えば第２の流路２０内で付着成長したり、吸気１６の流れに乗ってフィルタ５に再付着したりすることを抑制することができる。
【００４８】
以上により、極寒冷地等の苛酷な環境下でも吸気流路を健全に保ち、吸気１６の清浄化機能の維持に貢献し得る。
【００４９】
（２）ガスタービンの継続運転の確保
本実施形態によれば、シュート４、フィルタ５、立ち上がり部４４及び清掃装置４６を２対設けたことにより、被除去物３３の除去を行う第２の流路２０を流れる吸気１６の流れのみを止めた状態で、フィルタカートリッジ２３に付着した被除去物３３の除去を行う。つまり、フィルタ５の清掃に伴って２系統ある第２の流路２０のうちの一方の吸気１６の流れを遮断または低減しても、他方から吸気１６を通常通り吸い込めるので、タービン１１の運転を継続したまま、フィルタカートリッジ２３に付着した被除去物３３を確実に除去できるという効果を奏する。
【００５０】
（３）省力化
本実施形態によれば、差圧トランスミッタ３０で計測される差圧が任意に設定された圧力を超えると、清掃装置４６、ルーバ６及びシュート４が制御装置２９により自動で稼働し、フィルタ５の清掃動作が行われる。そのため、オペレータがフィルタ５の目詰まりを監視しながら、清掃装置４６、ルーバ６及びシュート４を適宜稼働させる必要がなく、オペレータの負担を軽減することができるという効果を奏する。
【００５１】
（４）その他
上記のように、清掃装置４６、シュート４及びルーバ６を自動運転とすることもできるが、これらは手動でも操作することができる。そのため、例えば、フィルタカートリッジ２３からの雪の除去時に加え、天候状態、外気温度、降雪量又は積雪量の少なくとも一つに応じてシュート４を開閉する運用が考えられる。降雪がなく、フィルタカートリッジ２３に雪等が詰まっていない場合は、シュート４を全開にし、ガスタービン１１を運転することにより、空気取り入れ部４１を介することなく、よりスムーズに吸気１６を第２の流路２０に取り込むことができる。
【００５２】
また、例えば、シュート４を全閉した状態で清掃装置４６のエアーバルブ２５を開け、圧縮空気３２をブロー管２４より噴射することにより被除去物３３を除去することもできる。シュート４を全閉として圧縮空気３２を噴射することで、噴射により発生する音の伝播方向が垂直下方向に限定され、外気取入口２より第３の吸気ダクト３の外側へ伝播した音は、防雪壁１に妨げられる。その結果、防雪壁１が防音壁として作用し、圧縮空気の噴射による騒音が減音するという効果を奏する。
【００５３】
＜第２実施形態＞
図４から図６は、本実施形態に係るガスタービン設備２００の構造を示す図である。
【００５４】
図４は、本実施形態に係るガスタービン設備２００の略断面側面図である。図５は、本実施形態に係る吸気装置５１をガスタービン１１の軸方向から見た略拡大断面図である。図６は、本実施形態に係る吸気装置５１の略拡大図である。なお、図４から図６において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５５】
本実施形態に係るガスタービン設備２００は吸気装置５１の構造が第１実施形態に係るガスタービン設備１００の吸気装置４０と異なる。そのため、以下では本実施形態に係る吸気装置５１の構造について吸気装置４０と異なる点を中心に説明する。
【００５６】
（吸気装置）
図４及び図５に示すように、本実施形態に係る吸気装置５１は、外気が取り込まれる空気取り入れ部４１と、空気取り入れ部４１に接続され、吸気１６が流れる吸気流路４３と、ガスタービン１１の吸気１６に含まれる塵やゴミを除去するフィルタ５と、フィルタ５を清掃する清掃装置４６と、フィルタ５の上流側に形成されるシュート４と、吸気１６の流量を制御するルーバ６と、を備える。
【００５７】
以下、吸気装置５１の各構成について説明する。なお、清掃装置４６は第１実施形態と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００５８】
・空気取り入れ部
外気取入口２の下方には凹部３９が設けられている。凹部３９は、例えば、外気取入口２の下方の地表面を掘り下げて形成される。これにより、本実施形態では、外気取入口２の断面積が第３の吸気ダクト３の断面積に対して拡大して設けられており、防雪壁１と立ち上がり部４４の外気取入口２部分の側部壁とで吸気１６が下向きに流れる第１の流路１９が形成される。すなわち、凹部３９は吸気１６を滞留させることにより吸気１６の流れを減速させて淀みを生じさせる部分である。また、外気取入口２から吸い込んだ吸気１６を上向きに流す立ち上がり部４４に対して、吸気１６が下向きに流れるように第１の流路１９を構成してあるので、吸気１６の一部は凹部３９で下向きから上向きに転向する。すなわち、本実施形態の凹部３９は、流れ方向を転向させることによっても吸気１６を減速させるように構成されている。
【００５９】
空気取り入れ部４１の第１の流路１９の途中には間隙口３８が設けられている。間隙口３８は、例えば、防雪壁１の地表面との接地部にスペーサを挿入することにより形成される。本実施形態の場合、第１の流路１９を下向きに流れる吸気１６が間隙口３８から流入する外気と合流し、これによっても吸気１６の流れが減速されて淀みが生じる。
【００６０】
・吸気流路
本実施形態においても、第１の吸気ダクト９は圧縮機１１ａの入口に接続されていて、圧縮機１１ａの入口から上向きに延びて建屋１３の外部に突出している。
【００６１】
第３の吸気ダクト３は、建屋１３の後部壁面（タービン１１の長軸に直交する、負荷１５側の壁面）に沿って略垂直方向に設けられている。具体的には、第３の吸気ダクト３は、建屋１３の後端面に沿って略垂直方向に設けられた立ち上がり部４４を有している。本実施形態では、立ち上がり部４４内に上下方向に延在する壁部３６が並列して２つ設けられており、これら壁部３６によって立ち上がり部４４が３系統に仕切られている。
【００６２】
第２の吸気ダクト７は、建屋１３の外部で建屋１３の上面上に沿って水平方向に延在して設けられ、第３の吸気ダクト３と第１の吸気ダクト９とを接続している。第２の吸気ダクト７には、ゴミや油分などを除去する第２のフィルタ３４が設けられている。第２のフィルタ３４は、追加の機械設備の設置が不要なパネル型や吹流し形の吸気フィルタであることが好ましい。また、第２のフィルタ３４は、プレフィルタ、中性能フィルタ及び高性能フィルタが吸気１６の流れ方向の上流側から順次設置された多段式の吸気フィルタであることがより好ましい。第２の吸気ダクト７の壁面における第２のフィルタ３４の吸気１６の流れ方向の上流側の位置には、第３の流路２１と第２の吸気ダクト７の外部とを連通する吸気窓５２が形成されている。第２の吸気ダクト７には、側部壁面の一部を形成している開閉扉３５が設けられている。開閉扉３５は、例えば、シャッタで形成される。開閉扉３５は、駆動装置（不図示）を介して駆動し、吸気窓５２を開閉する。
【００６３】
第３の吸気ダクト３の各立ち上がり部４４の下端部には、シュート４の下方に位置するようにガイド板３７が設けられている。ガイド板３７の防雪壁１側の端部は防雪壁１の上方を越えて延在し、第３の吸気ダクト３の側部壁面から防雪壁１の上部にかけて下り勾配が形成される。
【００６４】
第３の吸気ダクト３の立ち上がり部４４、第２の吸気ダクト７及び第１の吸気ダクト９は、吸気１６の流れ方向の上流側からこの順に並んで設けられている。立ち上がり部４４が上記第１の流路１９に接続し、建屋１３の後端面に沿って略垂直上方向に延伸する第２の流路２０を形成し、続く第２の吸気ダクト７が第３の流路２１を形成し、第１の吸気ダクト９が第４の流路２２を形成する。
【００６５】
なお、建屋１３に沿って設けられた第２の吸気ダクト７及び第３の吸気ダクト３は、断面を略Ｕ字状に形成するなどして一部の壁面を建屋１３と共用する構成としてもよい。
【００６６】
前述した立ち上がり部４４の壁面には第２の流路２０と第３の吸気ダクト３の外部とを連通する開口部４５が形成されている。
【００６７】
・フィルタ
フィルタ５は複数個のフィルタカートリッジ２３（図３を参照）を備える。フィルタ５は、吸気流路４３の立ち上がり部４４における開口部４５の上方の位置であって吸気１６の流れ方向の下流側に設けられている。前述のように、本実施形態では立ち上がり部４４が３系統に仕切られており、フィルタ５は各第２の流路２０に設置されている。
【００６８】
・シュート
シュート４は、立ち上がり部４４の側部壁面の一部を形成している。図６に示すように、本実施形態では、シュート４は、駆動装置（不図示）を介して、立ち上がり部４４とガイド板３７との連接部に略平行に延びる中心軸を支点として回動し、第２の流路２０と開口部４５とを選択的に開口させ、開口部４５の開口時には開口部４５に向かって下る姿勢でフィルタ５の下方に臨むように構成されている。本実施形態においては、支点となる中心軸がシュート４の長手方向の下端部にあり、シュート４の開口時において、シュート４が中心軸を支点として傾斜すると、シュート４のフィルタ５側の端部が回動方向に対向する対向壁面に接し、この対向壁面から開口部４５の下端にかけて下り勾配が形成される。シュート４は、立ち上がり部４４の各第２の流路２０に設けられている。
【００６９】
ここで、シュート４の駆動は手動操作で行うことも可能であるが、本実施形態では、シュート４は制御装置２９からの指令信号により清掃装置４６と連動して駆動する。
【００７０】
なお、シュート４が傾斜した際に接触する第３の吸気ダクト３の壁面及びシュート４の上端部の少なくとも一方に、接触による衝撃を抑制し、吸気ダクト３の壁面の損傷を防止するための緩衝材１８を設置することがより好ましい。
【００７１】
また、シュート４の防雪壁１側の側面、つまり傾斜時に上を向く面に着雪及び着氷などを抑制する塗料などが塗布されることがより好ましい。
【００７２】
・ルーバ
ルーバ６は、各第２の流路２０を流れる吸気１６の流量を独立して制御することができるように、駆動装置（不図示）により個別に駆動することができるように構成されている。
【００７３】
ルーバ６の駆動は手動操作で行うことも可能であるが、本実施形態では、ルーバ６は制御装置２９からの指令信号により、清掃装置４６と連動して駆動する。
【００７４】
（動作）
本実施形態に係るガスタービン設備２００の通常の吸気動作について説明する。
【００７５】
まず、第１の流路１９を経由して空気取り入れ部４１に取り込まれた吸気１６は、第１の流路１９を垂直下方向に流れ、間隙口３８を介して空気取り入れ部４１に取り込まれた吸気１６と合流する。そして、吸気１６は減速部４２または凹部３９においてその流れが下向きから上向きに転向することにより減速し、外気取入口２を経由して各第２の流路２０を流れる。その後、吸気１６はフィルタ５及びルーバ６を経由して合流し、第３の流路２１及び第４の流路２２をこの順に流れる。そして、吸気１６はガスタービン１１の吸気口１０を介して圧縮機１１ａに送り込まれる。
【００７６】
次に、降雪がない場合等におけるガスタービン設備２００の吸気動作について説明する。
【００７７】
降雪が確認されない場合、制御装置２９がオペレータからの入力を受け付け全てのルーバ６を閉じる。さらに、開閉扉３５がオペレータの操作により開く。
【００７８】
開閉扉３５が回動すると、吸気窓５２により第３の流路２１と第２の吸気ダクト７の外部とが連通し、吸気窓５２から第３の流路２１に外気が取り込まれる。第３の流路を流れる吸気１６は、第２のフィルタ３４を経由して第４の流路２２に流れる。そして、吸気１６はガスタービン１１の吸気口１０を介して圧縮機１１ａに送り込まれる。
【００７９】
次に、本実施形態に係るガスタービン設備２００の清掃動作について説明する。
【００８０】
フィルタ５のフィルタカートリッジ２３の清掃の要否に係る判断方法は第１実施形態に係るガスタービン設備１００と同様であるため、その説明は省略し、制御装置２９がフィルタ５のフィルタカートリッジ２３を清掃する必要があると判断した後の動作について説明する。
【００８１】
まず、制御装置２９は、ルーバ６の駆動装置に対し指令信号を送る。駆動装置は制御装置２９からの指令信号を受けると、複数のルーバ６のうち、清掃対象とされている吸気フィルタ５が取り付けられた流路に設置されたルーバ６のみを駆動して閉じる。そして、各第２の流路２０のうち清掃対象とされている吸気フィルタ５が取り付けられたを流路を流れる吸気１６の流れのみが止められる。
【００８２】
次に、制御装置２９は、立ち上がり部４４の側部壁面の一部を形成するシュート４の駆動装置に対し指令信号を送る。駆動装置は制御装置２９からの指令信号を受けると、複数のシュート４のうち、清掃対象とされている吸気フィルタ５が取り付けられた流路に対応するシュート４のみを駆動する。具体的には、シュート４は、フィルタ５側の端部が回動方向に形成された対向壁面に接し、この対向壁面から開口部４５の下端にかけて下り勾配が形成されるように回動する。
【００８３】
第１実施形態と同様にして清掃装置４６によりフィルタ５のフィルタカートリッジ２３から取り除かれた被除去物３３は、開口部４５の下端にかけて下り勾配に形成されたシュート４上を滑って立ち上がり部４４の外側へ排出される。立ち上がり部４４の外側へ排出された被除去物３３は、さらにガイド板３７上を滑って防雪壁１の外側へ排出される。
【００８４】
（効果）
上記構成により、本実施形態においても第１実施形態で得られる各効果が得られる。加えて、本実施形態においては次の各効果が得られる。
【００８５】
（５）本実施形態によれば、降雪がない場合には、第２の吸気ダクト７の側部壁面の一部を形成している開閉扉３５を駆動させることにより、吸気窓５２を介して吸気１６を取り込むことができる。そのため、空気取り入れ部４１を介することなく、よりスムーズに吸気１６をタービン１１に取り込むことができるという効果を奏する。
【００８６】
（６）本実施形態によれば、壁部３６によって立ち上がり部４４の第２の流路２０が３系統に仕切られているため、シュート４は第２の流路２０を構成する複数の流路のそれぞれに対応して設けられる。そのため、第１の実施例に対してシュート４を小型に形成することができ、シュート４の稼動に必要な動力を小さくすることができるという効果を奏する。
【００８７】
（７）本実施形態によれば、空気取り入れ部４１の第１の流路１９の途中には間隙口３８が設けられている。そのため、第１の流路１９を下向きに流れる吸気１６が間隙口３８から流入する外気と合流して吸気１６の流れが減速され、被除去物３３をより効果的に分離させることができ、第３の吸気ダクト３に侵入する雪をさらに抑制することができるという効果を奏する。
【００８８】
（８）本実施形態によれば、壁部３６によって立ち上がり部４４の第２の流路２０が３系統に仕切られているため、吸気フィルタ５に雪などが付着し、ルーバ６を全閉し、雪などを除去する場合には、上記第１の実施例に対して、より細かい範囲に区切って、第２の流路２０を流れる吸気１６の流量を制御することができる。つまり、フィルタ５の清掃時にルーバ６を１つ閉じた際の第２の流路２０開口面積の縮小度合を抑制できるので、継続して吸気１６が残りの２系統の第２の流路２０の流速の増加を抑制することができ、雪の吸気フィルタ５への付着を抑制することができるという効果を奏する。
【００８９】
＜その他＞
本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除及び置換をすることも可能である。
【００９０】
本実施形態において、上記効果（１）を得るために、流れ方向を転向して吸気を減速させるように構成された減速部が開示されているが、本発明の本質的効果は、減速部において吸気の流速を減速させて吸気に含まれる被除去物を分離させることによりフィルタの目詰まりを抑制することであり、減速部の構成に関しては必ずしも上記に限定されるものではない。例えば、吸気が流れる流路の径を拡大して吸気を減速させるように減速部を構成してもよい。また、空気取り入れ部の減速部の下部に凹部を設ける構成が開示されているが、上記の本質的効果を得る限りにおいては必ずしも上記形状に限定されるものではない。
【００９１】
本実施形態において、上記効果（２）を得るために、シュート、フィルタ、立ち上がり部及び清掃装置が２対又は３対設けられる構成が開示されているが、本発明の本質的効果は、タービンの運転を継続したまま、フィルタカートリッジに付着した被除去物を確実に除去できることであり、シュート、フィルタ、立ち上がり部及び清掃装置は必ずしも上記に限定されるものではない。上記の本質的効果を得る限りにおいては、シュート、フィルタ、立ち上がり部及び清掃装置を１組み備えた構成としてもよいし、４対以上設けてもよい。
【００９２】
本実施形態において、上記効果（５）を得るために、吸気流路に吸気窓及び吸気窓を開閉する開閉扉を形成する構成が開示されているが、本発明の本質的効果は、降雪がない場合には吸気窓を介して吸気を取り込むことにより、空気取り入れ部を介することなく、よりスムーズに吸気をタービンに取り込むことができることであり、上記の本質的効果を得る限りにおいては吸気窓は必ずしも設ける必要はない。
【００９３】
本実施形態において、上記効果（７）を得るために、空気取り入れ部の流路の途中に間隙口を設ける構成が開示されているが、本発明の本質的効果は、第１の流路を下向きに流れる吸気と合流させて吸気の流れを減速させることにより被除去物３３をより効果的に分離させることであり、上記の本質的効果を得る限りにおいては必ずしも上記構成に限定されるものではない。
【００９４】
また、本実施形態では、本発明を上方吸気型ガスタービン設備に適用した場合が開示されているが、本発明はこれに限らず、下方吸気型ガスタービン設備または側方吸気型ガスタービン設備に対しても適用することができ、その場合も同様の効果を奏する。
【００９５】
さらに、本実施形態では、本発明を寒冷地に適用した場合が開示されているが、本発明はこれに限らず、塵埃の多い場所にも適用することもでき、同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００９６】
４  シュート
５  フィルタ
６  ルーバ（流体規制部）
１５  負荷
１６  吸気
２５  エアーバルブ（噴射装置）
２９  制御装置
３０  差圧トランスミッタ（差圧計）
３４  第２のフィルタ
３５  開閉扉
３６  側壁
３７  ガイド部材
３８  スペーサ（間隙口）
３９  空間（凹部）
４０、５１  吸気装置
４１  空気取り入れ部
４２  減速部
４３  吸気流路
４４  立ち上がり部
４５  開口部
４６  清掃装置
５２  吸気窓
【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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