(57)【要約】    【課題】  本発明の目的は、大気温度の高い条件下でガスタービン発電システムの出力増加を図るため、空気圧縮機で取込む吸気の温度を効率的に低下させる噴霧冷却装置を提供することにある。    【解決手段】  本発明は、空気圧縮機上流の吸気ダクト内部２に第１の墳孔数を有する第１の噴霧ノズル３と第２の墳孔数を有する第２の噴霧ノズル５を併設したことを特徴とする。第１の噴霧ノズル３の墳孔数ｎ、第２の噴霧ノズル５の墳孔数ｍの関係をｎ＞ｍとし、吸気ダクト１のある断面をみたときに、前記吸気ダクト１の空間内に前記第１の噴霧ノズル３を複数列に配置すると共に、当該第１の噴霧ノズル３の間の空間又は前記第１の噴霧ノズル３と吸気ダクト１の内壁面との間の空間又は前記吸気ダクト１の内壁面に前記第２の噴霧ノズル５を配置する。【選択図】  図１
2015004273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を空気圧縮機に導く吸気ダクトに設けられる噴霧冷却装置において、
第１の墳孔数を有する第１の噴霧ノズルと、第２の墳孔数を有する第２の噴霧ノズルを前記吸気ダクトに併設したことを特徴とする吸気冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の噴霧冷却装置において、
前記第１の噴霧ノズルの墳孔数ｎ、第２の噴霧ノズルの墳孔数ｍの関係をｎ＞ｍとし、
前記吸気ダクトのある断面をみたときに、前記吸気ダクトの空間内に前記第１の噴霧ノズルを複数列に配置すると共に、当該第１の噴霧ノズルの間の空間又は前記第１の噴霧ノズルと吸気ダクトの内壁面との間の空間又は前記吸気ダクトの内壁面に前記第２の噴霧ノズルを配置したことを特徴とする吸気冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の噴霧冷却装置において、
前記第１の噴霧ノズルの墳孔数ｎが前記第２の噴霧ノズルの墳孔数ｍの整数倍ｋであって、且つｍ×ｋ＝ｎとなる個数分の第２の噴霧ノズルを噴霧ノズル群とし、当該噴霧ノズル群を一括して噴霧水量を制御することを特徴とする吸気冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の噴霧冷却装置において、
前記第１の噴霧ノズルは多孔噴霧ノズル、前記第２の噴霧ノズルは単孔噴霧ノズルであることを特徴とする噴霧冷却装置。
【請求項５】
請求項３に記載の噴霧冷却装置において、
前記第１の噴霧ノズル及び第２の噴霧ノズルは噴孔数の異なる多孔噴霧ノズルであることを特徴とする噴霧冷却装置。
【請求項６】
請求項３に記載の噴霧冷却装置において、
前記第１及び第２の噴霧ノズルは１つの墳孔あたりの噴霧水量が等しいことを特徴とする噴霧冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機の吸気に水を噴霧して冷却する噴霧冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン発電システムでは、夏場など大気温度が上昇する条件において空気圧縮機での空気取込み量、すなわち吸気量が減少し、それに伴って発電出力も低下することが知られている。大気温度の上昇に伴う発電出力低下を抑制する手段の一つとして、例えば特許文献１や特許文献２の技術がある。具体的には、空気圧縮機の吸気中に、ガスタービン増出力用高圧一流体噴霧ノズルから高圧水を噴霧して空気圧縮機の吸気温度を低下させ吸気密度を増加させる技術が開示されている。これまで、吸気噴霧冷却では微細液滴を発生させる噴霧ノズルを使用し、吸気全体をできる限り均一に冷却するため、吸気ダクト内部の流路断面全体に同じ型式の噴霧ノズルをマトリックス的に配置した構成が用いられていた。
【０００３】
例えば、ガスタービン発電システムの空気圧縮機が取り込む空気量は、3万ｋW発電設備で約100ｋｇ/ｓという膨大な量であるため、その空気量を冷却するノズル個数は数百から千個台となる。一般的に、ノズルからの水量が少ないほど噴霧ノズルの微粒化性能は良くなる。このため、噴霧ノズルに単孔噴霧ノズルを適用する場合、ノズル個数が多くなることでノズル設置費用や保守費用がかさんでしまう。この課題の対策の一つとして、近年では単孔噴霧ノズルの噴孔を複数個集合させて成形した多孔噴霧ノズルが用いられるようになり、設置するノズル個数が数分の一に低減されるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許文献１：特開２０１１−１１１９４４号公報
【特許文献２】特許文献２：特開平１０−１６９４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、単孔噴霧ノズルに代わって多孔噴霧ノズルを用いることで、設置するノズル個数は単孔噴霧ノズルの場合の数分の一に削減できるメリットがあり、近年では多孔噴霧ノズルが積極的に用いられるようになってきた。しかしながら、通常、ガスタービンの空気圧縮機における吸気ダクト断面形状は矩形であるため、多孔噴霧ノズルで矩形ダクト内部の吸気全体を冷却しようとしても、多孔噴霧ノズル間スペースや吸気ダクトの角部など、噴霧液滴が届きにくい箇所が残るという課題があった。また、多孔噴霧ノズル間隙を接近させると、微細液滴同士の衝突により液滴が粗大化するため、ある程度の間隙が必要となっていた。
【０００６】
本発明の目的は、ガスタービンの空気圧縮機に取り込む吸気全体をより均一に冷却すると共に、ドレン発生量を低減した噴霧冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、空気を空気圧縮機に導く吸気ダクトに設けられる噴霧冷却装置において、第１の墳孔数を有する第１の噴霧ノズルと、第２の墳孔数を有する第２の噴霧ノズルを前記吸気ダクトに併設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガスタービンの空気圧縮機における吸気をより均一に冷却するに好適な噴霧冷却装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】噴霧冷却装置の構成図である（実施例１）。
【図２】空気圧縮機と吸気ダクトおよび噴霧冷却装置の配置関係を示す図である。
【図３】噴霧冷却装置の構成図である（実施例２）。
【図４】噴霧冷却装置の構成を示した斜視図である（実施例３）。
【図５】噴霧冷却装置のノズル運用構成図である（実施例４）。
【図６】実施例４の噴霧冷却装置の噴霧水量制御図である。
【図７】噴霧冷却装置のノズル運用構成図である（実施例５）。
【図８】実施例５の噴霧冷却装置の噴霧水量制御図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者等は、矩形の模擬吸気ダクト内部における単孔噴霧ノズルおよび多孔噴霧ノズルによるスプレーの広がり具合を試験的に検討した。具体的には、１０個の単孔噴霧ノズルによるスプレーと１２孔を有する多孔噴霧ノズルで同量の水噴霧を実施し、次の知見を得た。
【００１１】
１）単孔噴霧ノズルのみ用いる場合、矩形ダクト内部全体に噴霧液滴を行き渡らせるためには、吸気ダクトの流路断面に対して縦横に単孔噴霧ノズルを配置する必要がある。
【００１２】
２）多孔噴霧ノズルのみ用いる場合、多孔噴霧ノズルのスプレーが円形状に広がるため、矩形ダクト内部の角部には噴霧液滴が到達しにくい状況にある。また、ダクトの角部まで噴霧液滴を到達させようとすると、ダクトの上下左右の壁面に噴霧液滴が衝突するため、ドレン発生量が増えるという課題が残る。
【００１３】
上記の知見を基に、矩形の吸気ダクトにおいて、ノズル設置費用を勘案しつつ吸気全体をより均一に冷却する噴霧ノズルの設置構成として、下記を発案するに至った。
【００１４】
すなわち、コスト面においては多孔噴霧ノズルを採用することでメリットを得る一方、多孔噴霧ノズルの課題である吸気全体への噴霧液滴の浸透を補完するため、多孔噴霧ノズル間のスペースや矩形の吸気ダクトの角部に単孔噴霧ノズルを併設する構成とすることである。
【００１５】
なお、本発明の技術思想としては、多孔噴霧ノズルと単孔ノズルの組合せのみに限定されるものではなく、墳孔数が異なる２種類以上の多孔噴霧ノズルを併設する場合も含まれる。
【００１６】
すなわち、本発明の噴霧冷却装置は第１の墳孔数を有する第１の噴霧ノズルと、第２の墳孔数を有する第２の噴霧ノズルを前記吸気ダクトに併設することにより構成される。
【００１７】
そして、前記第１の噴霧ノズルの墳孔数ｎ、第２の噴霧ノズルの墳孔数ｍの関係をｎ＞ｍとし、前記吸気ダクトのある断面をみたときに、前記吸気ダクトの空間内に前記第１の噴霧ノズルを複数列に配置すると共に、当該第１の噴霧ノズルの間の空間又は前記第１の噴霧ノズルと吸気ダクトの内壁面との間の空間又は前記吸気ダクトの内壁面に前記第２の噴霧ノズルを配置している。
【００１８】
また、前記第１の噴霧ノズルの墳孔数ｎが前記第２の噴霧ノズルの墳孔数ｍの整数倍ｋであって、且つｍ×ｋ＝ｎとなる個数分の第２の噴霧ノズルを噴霧ノズル群とし、当該噴霧ノズル群を一括して噴霧水量を制御するものである。
【００１９】
以下、ガスタービン発電システムを適用例として、詳述する本発明の実施の形態に共通する基本概念について説明する。
【００２０】
ガスタービン発電システムの基本的な構成要素は、吸気ダクトから吸入した空気を圧縮する空気圧縮機と、この空気圧縮機で圧縮された空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、当該燃焼器で生成した燃焼ガスによって駆動されるタービンである。ここでは、噴霧冷却装置と密接な関係にある空気圧縮機と吸気ダクトまでの構成を主体に説明する。
【００２１】
空気を圧縮する空気圧縮機において、空気を吸い込む吸気ダクト内部もしくは吸気ダクトの上流側にて空気温度を大気温度以下に下げるため、空気圧縮機の入口空気に水を噴霧し冷却する。その際、高速回転機である空気圧縮機内部では、ドレンとなる水滴などを形成させず、速やかに噴霧水を気化させることが吸気性能および機器信頼性（回転機バランス）の観点から望ましい。特に空気圧縮機入口部では、できる限り微細な液滴径をスプレーできる噴霧ノズルの採用が重要である。
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
本発明の実施例１を図１により説明する。
【００２４】
図１は、空気圧縮機の上流側に位置する矩形の吸気ダクト１の内部断面に設けた噴霧冷却装置の構成図である。
【００２５】
図１において、本実施例の噴霧冷却装置は、吸気ダクト内部２に設けた６つの多孔噴霧ノズル３と、多孔噴霧ノズル３の間に形成されたスペースおよび吸気ダクト内部２の角部や辺近傍に設けた単孔噴霧ノズル５から構成される。図１の多孔噴霧ノズル３は孔数が四孔の場合であり、位相角度90度ごとに四孔からのスプレー４が形成される。また、単孔噴霧ノズル５の中心部には一個の噴孔６が設けられている。四個の噴孔を持つ多孔噴霧ノズル３の噴出水量は、一個の噴孔を持つ単孔噴霧ノズル５の噴霧水量の四倍の仕様となっている。吸気ダクト内部２の流路断面において、多孔噴霧ノズル３の配置は吸気ダクト内部２の流路面積に対して各多孔噴霧ノズル３が占める面積が等しくなるように均等配置される。単孔噴霧ノズル５は多孔噴霧ノズル３によるスプレー４のデッドスペースとなる位置に配置される。六個の多孔噴霧ノズル３と十二個の単孔噴霧ノズル５による構成例を示したが、これ以外の噴霧ノズル個数で構成する噴霧冷却装置においても基本的な考え方は同じである。
（作用・効果）
次に、図１の実施例の動作を説明する。
【００２６】
本実施例では、吸気ダクト１において噴霧冷却の主体的な働きを受け持つ多孔噴霧ノズル３（第１の噴霧ノズル）の四孔からのスプレー４の微細液滴の気化熱にて吸気ダクトの内部２の空気が冷却される。多孔噴霧ノズル３の四孔からのスプレー４の微細液滴群は、吸気ダクト内部の空気の流れに乗り下流へ輸送されながら微細液滴の一部が気化し同伴する空気の温度を低下させる。一方、吸気ダクト内部２の空気流れが層流であるため、吸気の一部において六個の多孔噴霧ノズル３による微細液滴群が行き渡りにくい箇所が生じる。すなわち、多孔噴霧ノズル３の間のデッドスペースと吸気ダクト内部２の内壁面近傍である。これらのデッドスペースに設けた単孔噴霧ノズル５（第２の噴霧ノズル）の噴孔６から噴出した微細液滴が、多孔噴霧ノズル３のスプレー４が行き渡らない箇所に流れ込むことで吸気ダクト内部２の流路断面全体に微細液滴がほぼ充満し、冷却されにくかった吸気の一部を微細液滴の気化熱で冷却する。
【００２７】
図２に空気圧縮機と吸気ダクトおよび噴霧冷却装置の配置関係を示す。
【００２８】
空気７は吸気ダクト内部２を通り、空気圧縮機１２に吸入し、加圧されたのち空気圧縮機１２の吐出管１３より圧縮空気１４として送気される。吸気ダクト内部２には噴霧流体９である水を通水するための水管１０が複数設けられており、その水管１０に多孔噴霧ノズル３ないしは単孔噴霧ノズル５が取り付けられている。
【００２９】
大気より吸引された空気７は吸気ダクト１の内部２に流入したのち、多孔噴霧ノズル３からのスプレー４と単孔噴霧ノズル５からのスプレー８と合流し、微細液滴の気化熱にて冷却される。多孔噴霧ノズル３からのスプレー４と単孔噴霧ノズル５からのスプレー８の一部は吸気ダクト内部２において気化するものの、気化せずに残存した微細液滴を含む高湿分空気１１となって空気圧縮機１２に流入し、空気圧縮機１２のインタークーラ効果をもたらし、空気圧縮機１２の動力低減に寄与する。
（本実施例の特徴）
本実施例においては、多孔噴霧ノズル３の噴孔一つ分の水量に相当する単孔噴霧ノズルを補完用ノズルとして用いたので、噴霧後の微粒化特性がほぼ同等性能のノズル群による構成となり、安定した吸気噴霧冷却性能が得られる特徴がある。
【実施例２】
【００３０】
次に、本発明の実施例２における構成を図３により説明する。
【００３１】
図３は、噴霧冷却装置のもう一つの構成図である。図１の実施例１では多孔噴霧ノズル３と単孔噴霧ノズル５の併設した構成であったが、本実施例では二種類の多孔噴霧ノズルを併設した構成である。吸気ダクト内部2には、六孔の噴孔を有する多孔噴霧ノズル１５（第１の噴霧ノズル）が六個と、三孔の噴孔を有する多孔噴霧ノズル１６（第２の噴霧ノズル）が四個設けられている。この場合、噴霧冷却の主体は六孔の多孔噴霧ノズル１５の六個からのスプレー１７であり、三孔の多孔噴霧ノズル１６は実施例１における単孔噴霧ノズル５の役目と同様に、六孔の多孔噴霧ノズル１５の六個のデッドスペースを補完するために設けている。本実施例では二種類の多孔噴霧ノズル１５と１６の噴孔数比率（ｎ：ｍ）が2：１の整数倍（ｋ）である点に特徴がある。
（作用・効果）
次に図３の実施例の動作を説明する。
【００３２】
吸気ダクト１の内部２に設けた六個の六孔型多孔噴霧ノズル１５からは、微細液滴群から成るスプレー１７が形成される。六孔型多孔噴霧ノズル１５は上下二段に配置されており、それらのスプレー１７同士が衝突して粒径の粗大化が起きないように距離が置かれ、デッドスペースが生じる。そのため、六孔型多孔噴霧ノズル１５の上下二段の間には微細液滴が行き渡りにくい状況にあるため、六孔型多孔噴霧ノズル１５の上下二段の間隙に四個の三孔型多孔噴霧ノズル１６を配置することでデッドスペースを通過する空気に三孔型多孔噴霧ノズル１６からのスプレー１８を同伴させ、吸気全体の噴霧冷却を促進する。
【００３３】
図３では六孔型多孔噴霧ノズル１５の上下二段の間隙のみに四個の三孔型多孔噴霧ノズル１６を配置したが、吸気ダクト１の形状やサイズなどに応じて、吸気ダクト１の内壁面近傍にも三孔型多孔噴霧ノズル１６を設置しても良い。
【００３４】
本実施例によれば、二種類の多孔噴霧ノズル１５と１６を用いることで噴霧ノズル個数を削減でき、ノズル設置コストを低減できる利点がある。
【実施例３】
【００３５】
次に、本発明の実施例３における構成を図４により説明する。
【００３６】
図４は、噴霧冷却装置の構成を示した、吸気ダクト内部２を斜め方向から透視した斜視図である。図１の実施例１において、吸気ダクト内部２の中央部に多孔噴霧ノズル１５（第１の噴霧ノズル）を配置し、吸気ダクト１の吸気ダクト壁面１９の四辺側のデッドスペースに単孔噴霧ノズル５（第２の噴霧ノズル）を設けたことを特徴とする。これは吸気ダクト内部２を流れる空気７の均一な冷却を行うため、吸気ダクト１の外面から単孔噴霧ノズル５を設けて空気７の流れ方向に対してほぼ垂直方向から単孔噴霧ノズル５の微細液滴をデッドスペースの空気流に同伴させ高湿分空気１１を得る実施例である。
（作用・効果）
次に図４の実施例の動作を説明する。
【００３７】
図４の実施例では、吸気ダクト内部２を流れる空気７を噴霧冷却する主体は六個の多孔噴霧ノズル１５であり、吸気ダクト１の流路に均等配置された多孔噴霧ノズル１５のスプレー１７が空気７の主流に同伴しながらスプレー１７の気化熱によって空気７が冷却される。吸気ダクト内部２を流れる空気７は層流のため、多孔噴霧ノズル１５のスプレー１７は吸気ダクト壁面１９付近に到達しない噴霧冷却のデッドスペースが生じる。単孔噴霧ノズル５の噴孔６はそのデッドスペースに微細液滴を投入するために、吸気ダクト１の外部より内部２へ向けて設置されている。単孔噴霧ノズル５の噴霧水量は多孔噴霧ノズルに比べて数分の一と小さく運動量が小さいので、空気７の流れ方向に対して垂直方向に噴霧しても空気７の主流に同伴して流れ、単孔噴霧ノズル５の微細液滴は多孔噴霧ノズル１５のスプレー１７と吸気ダクト壁面１９間にできたデッドスペースに流入し、より均質な高湿分空気１１として吸気ダクト１の下流に運ばれる。
【００３８】
本実施例によれば、単孔噴霧ノズル５を吸気ダクト壁面１９に設けたので、単孔噴霧ノズル５のメンテナンス性が向上する。
【実施例４】
【００３９】
次に、本発明の実施例４における構成を図５により説明する。図５は噴霧冷却装置のノズル運用構成図である。
【００４０】
図５の噴霧冷却装置は、図１の実施例１のノズル構成と同様に、六個の四孔型多孔噴霧ノズル３（第１の噴霧ノズル）と十二個の単孔噴霧ノズル５（第２の噴霧ノズル）から構成される。ここで多孔噴霧ノズル３の一つの噴孔から流出する噴霧水量は、単孔噴霧ノズル５の噴孔６から流出する噴霧水量は仕様上において同一である。したがって、一個の四孔型多孔噴霧ノズル３の全噴霧水量は、単孔噴霧ノズル５の四倍である。図５のノズル構成において、吸気ダクト内部２に設けた十二個の単孔噴霧ノズル５を上中下の三段に区分し、一段当りを四個の単孔噴霧ノズル５で構成した。すなわち、図５における上段を四個の単孔噴霧ノズル５ａ、中段を四個の単孔噴霧ノズル５ｂ、下段を四個の単孔噴霧ノズル５ｃとし、三つの群として構成した。図５において点線で囲まれた単孔噴霧ノズル５ａ〜５ｃの各群は、それぞれ個別の給水管から噴霧水が供給される。
（作用・効果）
次に図５の実施例の動作を図６により説明する。図６は実施例４の噴霧冷却装置の噴霧水量制御図である。図６の横軸は噴霧開始から噴霧最大までの経過時間を示し、縦軸は噴霧水量(wt％)を示している。ここで噴霧水量(wt％)とは、吸気ダクト１で取り込む空気７の質量流量(kg/s)に対する噴霧水の質量流量(kg/s)のパーセント比率である。また、図６のグラフ中に記載したノズル記号は、図５に記載した符号を示している。
【００４１】
図６により噴霧水量を次第に増加させていく手順について説明する。まず、噴霧開始時は吸気ダクト内部２を流れる空気７の主流部分に位置する多孔噴霧ノズル3-Ｉから噴霧する。多孔噴霧ノズル3-Ｉからの噴霧水量は0.2wt％相当であり、次に同じく空気7の主流部分に位置する多孔噴霧ノズル3-IIに噴霧水を投入し、合計の噴霧水量を0.4wt％とする。その後、残りの多孔噴霧ノズルのうち3-IIIを投入し0.6wt％とし、次に多孔噴霧ノズル3-IVを投入し0.8wt％へ、同様に順次、3-Ｖを投入し1.0wt％へ、3-VIを投入し1.2wt％へと噴霧水量を増加する。すべての多孔噴霧ノズル3-Ｉから3-VIの噴霧水を投入したのち、吸気ダクト１の中段に位置する四個の単孔噴霧ノズル５ｂの群に噴霧水を投入し、噴霧水量を1.4wt％まで上昇させる。その後、吸気ダクト１の上段に位置する四個の単孔噴霧ノズル５ａの群に噴霧水を投入し、噴霧水量を1.6wt％へと高める。最後に吸気ダクト1の下段に位置する四個の単孔噴霧ノズル５ｃの群に噴霧水を投入し、噴霧水量を1.8wt％の最大値とする。なお、単孔噴霧ノズル５ａの群と５ｃの群の噴霧水の投入順序は入れ替えても差し支えない。
【００４２】
このように四個の単孔噴霧ノズル５を一つの群として四孔型多孔噴霧ノズル３と同量の噴霧水量としたので、定量ずつの噴霧水量増加が可能であるため制御設計し易く、また噴霧ノズルの投入順序を任意に入れ替えるなど、運転上の柔軟性を有する利点がある。例えば、噴霧開始時に、吸気ダクト内部２の中段に位置する四個の多孔噴霧ノズル５ｂの群を最初に噴霧することも可能である。
【実施例５】
【００４３】
次に、本発明の実施例５における構成を図７により説明する。図７は、噴霧冷却装置のノズル運用構成図である。
【００４４】
図７の噴霧冷却装置は、図３の実施例２のノズル構成と同様に、六個の六孔型多孔噴霧ノズル１５（第１の噴霧ノズル）と四個の三孔型多孔噴霧ノズル１６（第２の噴霧ノズル）から構成される。ここで六孔型多孔噴霧ノズル１５の一つの噴孔から流出する噴霧水量は、三孔型多孔噴霧ノズル１６の一つの噴孔から流出する噴霧水量と仕様上において同一である。したがって、一個の六孔型多孔噴霧ノズル１５の全噴霧水量は、三孔型多孔噴霧ノズル１６の二倍である。図７のノズル構成において、吸気ダクト内部２に設けた四個の三孔型多孔噴霧ノズル１６を中央部と両側の二つに区分し、それぞれを二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６で構成した。すなわち、図７における中央部を二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６ａ、両側を二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６ｂとし、二つの群として構成した。図７において点線で囲まれた三孔型多孔噴霧ノズル１６ａ、１６ｂの各群は、それぞれ個別の給水管から噴霧水が供給される。
（作用・効果）
次に図７の実施例の動作を図８により説明する。図８は実施例５の噴霧冷却装置の噴霧水量制御図である。図６の横軸は噴霧開始から噴霧最大までの経過時間を示し、縦軸は噴霧水量(wt％)を示している。ここで噴霧水量(wt％)とは、吸気ダクト１で取り込む空気７の質量流量(kg/s)に対する噴霧水の質量流量(kg/s)のパーセント比率である。また、図８のグラフ中に記載したノズル記号は、図７に記載した符号を示している。
【００４５】
図８により噴霧水量を次第に増加させていく手順について説明する。まず、噴霧開始時は吸気ダクト内部２を流れる空気７の主流部分に位置する六孔型多孔噴霧ノズル15-Ｉから噴霧する。六孔型多孔噴霧ノズル15-Ｉからの噴霧水量は0.18wt％相当であり、次に同じく空気７の主流部分に位置する六孔型多孔噴霧ノズル15-IIに噴霧水を投入し、合計の噴霧水量を0.36wt％とする。その後、残りの六孔型多孔噴霧ノズルのうち15-IIIを投入し0.54wt％とし、次に六孔型多孔噴霧ノズル15-IVを投入し0.72wt％へ、同様に順次、15-Ｖを投入し0.72wt％へ、15-VIを投入し1.08wt％へと噴霧水量を増加する。すべての六孔型多孔噴霧ノズル15-Ｉから15-VIの噴霧水を投入したのち、吸気ダクト１の中央部に位置する二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６ａの群に噴霧水を投入し、噴霧水量を1.26wt％まで上昇させる。最後に、吸気ダクト１の両側に位置する二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６ｂの群に噴霧水を投入し、噴霧水量を1.44wt％へと高め最大値とする。なお、三孔型多孔噴霧ノズル１６ａの群と１６ｂの群の噴霧水の投入順序は入れ替えることも可能である。
【００４６】
このように二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６を一つの群として六孔型多孔噴霧ノズル１５と同量の噴霧水量としたので、定量ずつの噴霧水量増加が可能であるため制御設計し易く、また噴霧ノズルの投入順序を任意に入れ替えるなど、運転上の柔軟性を有する利点がある。例えば、噴霧開始時に、吸気ダクト内部２の中央部に位置する二個の三孔型多孔噴霧ノズル１６ａの群を最初に噴霧することも可能である。
【００４７】
大気温度が上昇した場合のガスタービン発電システムの増出力装置として利用することができる。また、産業用の小型空気圧縮機に対する吸気噴霧冷却装置としても利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  吸気ダクト
２  吸気ダクト内部
３  多孔噴霧ノズル（第１の噴霧ノズル）
３−Ｉ、３−II、３−III、３−IV、３−Ｖ、３−VI  四孔型多孔噴霧ノズル
４、８、１７、１８  スプレー
５  単孔噴霧ノズル（第２の噴霧ノズル）
５ａ、５ｂ、５ｃ  単孔噴霧ノズル群
６  噴孔
７  空気
９  噴霧流体(水)
１０  水管
１１  高湿分空気
１２  空気圧縮機
１３  吐出管
１４  圧縮空気
１５  六孔型噴霧ノズル
１５−Ｉ、１５−II、１５−III、１５−IV、１５−Ｖ、１５−VI  六孔型多孔噴霧ノズル
１６  三孔型噴霧ノズル
１６ａ、１６ｂ  三孔型噴霧ノズル群
１９  吸気ダクト壁面
【図１】
2015004273.tif 000003
【図２】
2015004273.tif 000004
【図３】
2015004273.tif 000005
【図４】
2015004273.tif 000006
【図５】
2015004273.tif 000007
【図６】
2015004273.tif 000008
【図７】
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【図８】
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