(57)【要約】【課題】エアフィルタの交換作業を容易にすると共に、吸気音を低減し、さらには占有スペースを縮小するようにしたガスタービン発電装置を提供する。【解決手段】吸気ダクト４２を、第２のメンテナンス面１８と同一の面に吸気口５８ａを有するダクト部５８と、エアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部６０とからなるように構成すると共に、前記ダクト部５８とフィルタ内蔵部６０を気密に接続し、前記第２のメンテナンス面１８から一体に着脱できるようにする。また、ダクト部５８を、導入された吸気が吸気口５８ａからフィルタ内蔵部６０に流れるまでに、少なくとも１回、その流れ方向を変更させるベント構造とする。【選択図】　　図８
2004084576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサとタービンを同軸に配置した１軸型のガスタービン・エンジンと、前記エンジンの回転軸に接続される発電機と、少なくとも前記エンジンと発電機を収容すると共に、少なくともその１つの面に開閉自在なメンテナンス用開閉面が形成される筐体とを備えたガスタービン発電装置において、前記エンジンに吸気を導入する吸気導入手段を備えると共に、前記吸気導入手段が、前記メンテナンス用開閉面と同一の面に吸気口を有するダクト部と、前記導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部とからなるように構成したことを特徴とするガスタービン発電装置。
【請求項２】
前記ダクト部とフィルタ内蔵部を気密に接続し、よって前記吸気導入手段を前記メンテナンス用開閉面から一体に着脱できるようにしたことを特徴とする請求項１項記載のガスタービン発電装置。
【請求項３】
前記ダクト部は、前記導入された吸気が前記吸気口から前記フィルタ内蔵部に流れるまでに、少なくとも１回、その流れ方向を変更させるように構成したことを特徴とする請求項１項または２項記載のガスタービン発電装置。
【請求項４】
前記筐体の内部を前記吸気導入手段が配置される領域と前記エンジンが配置される領域に気密に区画する区画手段を備えると共に、前記吸気導入手段のエアフィルタを通過した吸気を前記区画手段に設けられた吸気通路を介して前記エンジンに供給するように構成したことを特徴とする請求項１項から３項のいずれかに記載のガスタービン発電装置。
【請求項５】
前記吸気通路は、その内部において少なくとも１回、前記導入された吸気の流れ方向を変更させるように構成したことを特徴とする請求項４項記載のガスタービン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はガスタービン発電装置に関し、より具体的には、コンプレッサとタービンを同軸に配置した１軸型のマイクロ・ガスタービン・エンジンを発電機の駆動源に用いたガスタービン発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、集合住宅や高層建築物、工場、大規模小売店、レジャー施設、学校、病院などへの電力供給手段の一つとして、マイクロ・ガスタービンと呼ばれるコンプレッサとタービンを同軸に配置した１軸型のガスタービン・エンジンを発電機の駆動源に用いたガスタービン発電装置を利用することが提案されている。
【０００３】
この種のガスタービン発電装置は、エアフィルタやダクトからなる吸気導入手段を介してエンジンに吸気が導入される。吸気導入手段としては、例えば特開２０００−２２０４６３号公報に記載される技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガスタービン・エンジンは、レシプロ・エンジンに比して単位時間当たりの吸排気量が大きいため、レシプロに比べて大きなエアフィルタが必要となることから、エアフィルタの交換作業に広い空間が必要になると共に、その交換作業が煩雑になるといった不具合があった。
【０００５】
ところで、吸気導入手段の吸気口の前方には、法規上、所定の空間を確保する必要がある。また、ガスタービン発電装置にあっては、エアフィルタの交換以外にも、例えば電装ユニットの保守などといったメンテナンス作業を行なう必要がある。１軸型のガスタービン・エンジンは、回転軸方向に長い構成となるため、広いメンテナンス開閉面を得るためには回転軸と平行な面にメンテナンス開閉面を形成することが好ましい。尚、このメンテナンス開閉面の前方にも、法規上、所定の空間を確保する必要がある。
【０００６】
このように、吸気導入手段の吸気口とメンテナンス開閉面は、共にその前方に所定の空間を確保する必要がある。ところが、メンテナンス開閉面は、メンテナンス性の観点からエンジンの回転軸と平行な面に形成するのが望ましいのに対し、吸気導入手段の吸気口は、構造上、エンジンの回転軸の延長線上に形成されることが多いため、従来にあっては、吸気導入手段の吸気口とメンテナンス作業を実施するためのメンテナンス開閉面の両方の前方に所定の空間を確保する必要があり、装置の設置にあたっては、広い占有スペースが必要になるという不具合があった。
【０００７】
尚、この明細書で「占有スペース」とは、ガスタービン発電装置を載置するために必要な設置スペースに加え、メンテナンス作業を実施するために必要なスペースや、吸排気口の前方に確保すべきスペースなど、装置の運転にあたって実際に必要とされるスペースを含めた意味として使用する。
【０００８】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決することにあり、吸気導入手段の吸気口とメンテナンス開閉面を最適に配置して占有スペースを縮小させると共に、エアフィルタの交換作業を容易に行なうことができるようにしたガスタービン発電装置を提供することにある。
【０００９】
また、発電装置の低騒音化の観点から、吸気導入手段が発する吸気音は小さいことが望ましい。
【００１０】
従って、この発明のさらなる目的は、吸気導入手段の吸気音を低減し、よって騒音を低減するようにしたガスタービン発電装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項にあっては、コンプレッサとタービンを同軸に配置した１軸型のガスタービン・エンジンと、前記エンジンの回転軸に接続される発電機と、少なくとも前記エンジンと発電機を収容すると共に、少なくともその１つの面に開閉自在なメンテナンス用開閉面が形成される筐体とを備えたガスタービン発電装置において、前記エンジンに吸気を導入する吸気導入手段を備えると共に、前記吸気導入手段が、前記メンテナンス用開閉面と同一の面に吸気口を有するダクト部と、前記導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部とからなるように構成した。
【００１２】
エンジンに吸気を導入する吸気導入手段が、メンテナンス用開閉面と同一の面に吸気口を有するダクト部と、導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部とからなるように構成したので、メンテナンス用開閉面と吸気口の前方に必要な空間を共有することができ、占有スペースを縮小することができる。尚、メンテナンス用開閉面の前方には、吸気口の前方に必要な空間よりも大きな空間が必要とされるため、上記のように構成することで、吸気口の前方に必要な空間は、メンテナンス用開閉面の前方の空間に包含されることになる。
【００１３】
また、吸気導入手段が、吸気口を有するダクト部と、導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部とからなる分割構造とされるため、エアフィルタの交換作業を容易に行なうことができる。
【００１４】
また、請求項２項にあっては、前記ダクト部とフィルタ内蔵部を気密に接続し、よって前記吸気導入手段を前記メンテナンス用開閉面から一体に着脱できるように構成した。
【００１５】
ダクト部とフィルタ内蔵部を気密に接続し、よって吸気導入手段をメンテナンス用開閉面から一体に着脱できるように構成したので、エアフィルタの交換作業をより一層容易に行なうことができる。また、エアフィルタの交換作業を行なうための専用の空間を必要としないことから、装置の占有スペースを縮小することができる。
【００１６】
また、請求項３項にあっては、前記ダクト部は、前記導入された吸気が前記吸気口から前記フィルタ内蔵部に流れるまでに、少なくとも１回、その流れ方向を変更させるように構成した。
【００１７】
ダクト部を、導入された吸気が吸気口からフィルタ内蔵部に流れるまでに、少なくとも１回、その流れ方向を変更させる、いわゆるベント構造としたので、吸気導入手段の吸気音を低減することができ、よって装置の騒音を低減することができる。
【００１８】
また、請求項４項にあっては、前記筐体の内部を前記吸気導入手段が配置される領域と前記エンジンが配置される領域に気密に区画する区画手段を備えると共に、前記吸気導入手段のエアフィルタを通過した吸気を前記区画手段に設けられた吸気通路を介して前記エンジンに供給するように構成した。
【００１９】
筐体の内部を吸気導入手段が配置される領域とエンジンが配置される領域に気密に区画する区画手段を備えると共に、吸気導入手段のエアフィルタを通過した吸気を区画手段に設けられた吸気通路を介してエンジンに供給するように構成したので、吸気導入手段の着脱が容易になり、よってエアフィルタの交換作業をより一層容易に行なうことができる。
【００２０】
また、請求項５項にあっては、前記吸気通路は、その内部において少なくとも１回、前記導入された吸気の流れ方向を変更させるように構成した。
【００２１】
吸気通路を、その内部において少なくとも１回、導入された吸気の流れ方向を変更させる、いわゆるベント構造としたので、吸気音を低減することができ、よって装置の一層の低騒音化を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即し、この発明の一つの実施の形態に係るガスタービン発電装置について説明する。
【００２３】
図１はそのガスタービン発電装置を全体的に示す斜視図である。
【００２４】
図１において、符号１０はガスタービン発電装置（以下単に「発電装置」という）を示し、発電装置１０は、略直方体の筐体（ハウジング）１２を備える。筐体１２は、その上面にはメンテナンス用の開閉面（以下「第１のメンテナンス面」という）１４が形成される。第１のメンテナンス面１４は、取り付け、取り外しが可能なルーフ（天蓋）１６によって開閉自在とされる。
【００２５】
また、筐体１２の面のうちの１つの面にも、メンテナンス用の開閉面（以下「第２のメンテナンス面」という）１８が形成される。この第２のメンテナンス面１８が形成される面を、発電装置１０の正面とする。第２のメンテナンス面１８は、左扉２０Ｌと右扉２０Ｒによって開閉自在とされる。
【００２６】
図２は、筐体１２の壁面（ルーフ１６や左右の扉２０Ｒ，Ｌを含む）を取り外した状態を示す、斜視図である。また、図３は、図２に示す発電装置１０を背面（正面と対向する面）斜め上方から見た斜視図である。
【００２７】
以下、図１から図３を参照して発電装置１０の構成について説明すると、筐体１２は、その内部空間を重力方向において上下に分割する隔壁２２を備える。隔壁２２よりも重力方向において上側の空間を上部空間、下側の空間を下部空間と呼ぶ。上部空間と下部空間は、隔壁２２と、両図で図示しない壁面とによって気密に区画される。
【００２８】
上部空間には、円筒状のガスタービン・エンジン（以下単に「エンジン」という）２６が横置き（回転軸（同図で図示せず）の方向が水平方向となる）に配置される。エンジン２６には、エンジン２６の回転出力によって駆動される発電機２８が接続される。エンジン２６と発電機２８の間には、エンジン２６に吸気を導入するためのエンジン側吸気通路３０が設けられ、図示しない適宜なシール材を介してエンジン２６の吸気口と気密に接続される。
【００２９】
エンジン２６において、発電機２８が接続される側とは反対側の端部には、排気ダクト３２が配置され、図示しない適宜なシール材を介してエンジン２６の排気口と気密に接続される。排気ダクト３２は、より具体的には、前記第２のメンテナンス面（正面）とエンジンを挟んで対向する側面（背面。図１において符合３４で示す）に近接して配置される。
【００３０】
上部空間には、上部空間の換気および冷却を行なうための換気手段が設けられる。換気手段は、上部空間換気用吸気ダクト３８と上部空間換気用排気ダクト（後述）からなる。上部空間換気用吸気ダクト３８は、発電装置１０の外部の空気を吸入するための上部空間換気用ファン３８ａを備えると共に、第２のメンテナンス面１８に近接する部位に開口３８ｂ備える。開口３８ｂは図示しない適宜なシール材を介し、第２のメンテナンス面１８を開閉する右扉２０Ｒに形成された上部空間換気用吸気ダクト片４０（図１に示す）と気密に接続される。
【００３１】
他方、筐体１２の下部空間において、前記エンジン２６の直下には、エンジン２６に吸気を導入するための吸気ダクト４２が配置される。吸気ダクト４２は、下部空間に形成された吸気ダクト配置部４４の内部に気密に収容される。吸気ダクト配置部４４は、隔壁２２に隣接した位置において、吸気ダクト４２と略同形の、下部空間とは気密に区画された空間となるように形成される。
【００３２】
吸気ダクト配置部４４には、隔壁２２を貫通する配置部側吸気通路４６が一体に形成される。配置部側吸気通路４６は、前記したエンジン側吸気通路３０と適宜なシール材を介して気密に接続される。これにより、吸気ダクト４２の吸気口４２ａから流入した吸気は、吸気ダクト４２のエアフィルタ（図示せず）を通過した後、吸気ダクト配置部４４に形成された配置部側吸気通路４６、およびそれに接続されたエンジン側吸気通路３０を通過してエンジン２６に供給される。
【００３３】
下部空間において吸気ダクト４２の下方には、電装ユニット５０が配置される。より具体的には、電装ユニット５０は図示しないガイドレールを介して第２のメンテナンス面１８から引出し自在に配置される。電装ユニット５０は、図示しない配線を介して発電機２８に電気的に接続され、発電機２８の発電した電力を任意の周波数の交流電流に変換し、外部の電気機器（図示せず）に供給する。
【００３４】
電装ユニット５０は自己冷却用のファン（以下「電装ユニット用ファン」という）５０ａを備え、自身の温度に応じて電装ユニット用ファン５０ａの動作（回転数）を制御し、過剰な温度上昇を防止する。さらに、電装ユニット５０は、筐体１２の各部の温度に応じて後述する種々の冷却用ファンの動作を制御すると共に、外部の電気機器からの電力供給の要求に応じ、エンジン２６の回転数を制御する。
【００３５】
また、下部空間において、上部空間に配置されたエンジン２６と対角をなす位置には、燃料圧縮用のコンプレッサ５２が配置される。より具体的には、燃料圧縮用コンプレッサ５２は図示しないガイドレールを介して第２のメンテナンス面１８から引出し自在に配置される。燃料圧縮用コンプレッサ５２は、天然ガスや都市ガスなどの気体燃料を圧縮し、図示しない燃料供給路を介してエンジン２６に供給する。また、燃料圧縮用コンプレッサ５２は、自己冷却用のファン（以下「コンプレッサ用ファン」という）５２ａを備え、コンプレッサ用ファン５２ａは、前記した電装ユニット５０によってその回転数が制御される。
【００３６】
以下、発電装置１０の各要素を上記のように構成した（配置した）効果について説明する。
【００３７】
先ず、筐体１２を略直方体に形成し、その筐体１２に第１のメンテナンス面１４と第２のメンテナンス面１８からなる２つのメンテナンス開閉面を形成することで、メンテナンス作業が容易となってメンテナンス性を向上させることができる。さらに、第１のメンテナンス面１４は上面に形成されることから、法規上要求される水平方向の作業空間は、図４に示すように、側面に形成された第２のメンテナンス面１８の前方にのみ必要となり、占有スペースも縮小することができる。
【００３８】
また、エンジン２６と吸気ダクト４２を上部空間と下部空間に隔壁２２を隔てて配置することで、エンジン２６の回転音が吸気ダクト４２を介して外部に漏洩することを防止できる。また、発電装置１０の中で比較的大きな容積を有するエンジン２６と吸気ダクト４２を隔壁２２を隔てて上下に積層することで、発電装置１０の底面積を小さくすることができ、よって設置スペースを縮小することができる。さらに、高温となるエンジン２６と吸気ダクト４２の間に隔壁２２が介在することから、エンジン２６の熱が吸気ダクト４２へ伝導することを抑制することができ、よって吸気温度の上昇を抑制するという副次的な効果も得ることができる。
【００３９】
ここで、「設置スペース」とは、ガスタービン発電装置を載置するために必要となるスペース、特に、水平方向におけるスペース（面積）を意味する。また、「占有スペース」とは、前記した設置スペースに加え、メンテナンス作業を実施するために必要なスペースや、吸排気口の前方に確保すべきスペースなど、装置の運転にあたって実際に必要とされるスペースを意味する。従って、設置スペースを縮小することは、占有スペースを縮小することにもなる。
【００４０】
また、排気ダクト３２を、第２のメンテナンス面（正面）１８とエンジンを挟んで対向する側面（背面）３４に近接させて配置することで、第２のメンテナンス面１８からのメンテナンス作業に、比較的大きな容積を有する排気ダクト３２が障害になることがなく、メンテナンス作業が容易となってメンテナンス性を向上させることができる。
【００４１】
加えて、燃料圧縮用コンプレッサ５２とコンプレッサ用ファン５２ａを、最も高温となるエンジン２６と隔壁２２を隔てて配置することで、燃料圧縮用コンプレッサ５２への熱の伝導を抑制することができる。従って、コンプレッサ用ファン５２ａの負荷が低下するため、コンプレッサ用ファン５２ａの回転数を低減することができ、よって発電装置１０の騒音を低減することができる。
【００４２】
また、電装ユニット５０に関しても、エンジン２６との間に吸気ダクト４２が介在するため、エンジン２６の熱が電装ユニット５０に伝導することを防止できる。これにより、電装ユニット用ファン５０ａの負荷が低下することから、電装ユニット用ファン５０ａの回転数を低減することができ、よって発電装置１０の低騒音化を向上させることができる。
【００４３】
また、比較的重量の重い電装ユニット５０と電装ユニット用ファン５０ａを、内部が空間で比較的重量の軽い吸気ダクト４２の下方に配置するように構成したので、発電装置１０の全体の重心位置を下方に位置させることができる。さらに、比較的重量の重い燃料圧縮用コンプレッサ５２とコンプレッサ用ファン５２ａを下部空間においてエンジン２６と対角する位置に配置したので、重心位置を中央寄りに位置させることができる。この結果、発電装置１０を持ち上げたときの安定性を向上させることができ、発電装置１０の移動を容易に行なうことができる。
【００４４】
さらに、発電装置１０の移動に際しては、図１から図３に示すように、筐体１２の底面にフォークリフトの爪部（図示せず）の挿入口５４をそれぞれ異なる方向、具体的には直方体の筐体１２の各側面に計４組穿設したので、いずれの方向からも発電装置１０を持ち上げることができ、よって設置場所の形状に関わらず、発電装置１０の移動を容易に行なうことができてメンテナンス性を一層向上させることができる。
【００４５】
上記した如く、この実施の形態に係る発電装置１０にあっては、メンテナンス性の向上、騒音の低減化、および設置（占有）スペースの縮小という相反する要求を最適にバランスさせつつ、同時に満足することができる。
【００４６】
次いで、上記した各要素の詳細について説明する。
【００４７】
図５は、吸気ダクト４２の拡大斜視図、図６はその上面図である。両図に示すように、吸気ダクト４２は、ダクト部５８とフィルタ内蔵部６０の２分割構造とされる。フィルタ内蔵部６０は上面視略矩形に形成されると共に、その内部には、図示しないエアフィルタが着脱自在に内蔵される。ダクト部５８は、前記した第２のメンテナンス面１８と同一の面に吸気口５８ａを備えると共に、フィルタ内蔵部６０の外周に沿ったＬ字状に形成される。ダクト部５８とフィルタ内蔵部６０は、それぞれ接続用フランジ５８ｂと６０ａを備え、適宜なシール材を介在させつつ、それらをボルトによって締結することにより、気密に接続される。
【００４８】
このように、吸気ダクト４２（具体的にはダクト部５８）の吸気口５８ａが第２のメンテナンス面１８と同一の面に形成されるようにしたので、第２のメンテナンス面１８と吸気口５８ａの前方に必要な空間を共有することができ、占有スペースを縮小することができる。尚、第２のメンテナンス面１８の前方には、法規上、吸気口５８ａの前方よりも大きな空間が必要とされるため、上記のように構成することで、吸気口５８ａの前方に必要な空間は、第２のメンテナンス面１８の前方の空間に包含されることになる。
【００４９】
また、吸気ダクト４２が、吸気口５８ａを有するダクト部５８と、導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部６０とからなる分割構造とされるため、エアフィルタの交換作業を容易に行なうことができる。
【００５０】
さらに、ダクト部５８とフィルタ内蔵部６０を気密に接続し、よって吸気ダクト４２を第２のメンテナンス面１８から一体に着脱できるようにしたので、エアフィルタの交換作業をより一層容易に行なうことができる。また、エアフィルタの交換作業を行なうための専用の空間が不要となるとから、発電装置１０の占有スペースを縮小することができる。
【００５１】
次いで、吸気ダクト４２が収容される吸気ダクト配置部４４について説明する。図７は、吸気ダクト４４に焦点をおいて示す筐体１２の正面図である。
【００５２】
同図に示すように、下部空間において、隔壁２２に隣接する位置には、吸気ダクト４２を配置するための吸気ダクト配置部４４が形成される。吸気ダクト配置部４４は、吸気ダクト４２と略同形状を呈すると共に、筐体１２の内部空間とは気密に区画される。吸気ダクト配置部４４には配置部側吸気通路４６が一体に形成され、配置部側吸気通路４６は、隔壁２２を貫通して上部空間に達する。
【００５３】
吸気ダクト配置部４４は、下部空間において開口４４ａを有し、開口４４ａから吸気ダクト４２が挿入される。吸気ダクト４２（具体的にはダクト部５８）は、図５および図６に示すように固定用フランジ５８ｃを備え、固定用フランジ５８ｃと開口４４ａの周辺を適宜なシール材を介在させつつボルトによって固定することにより、吸気ダクト４２は、吸気ダクト配置部４４によって区画される領域（空間）に気密に収容される。
【００５４】
図８は、吸気ダクト４２における吸気の流れを示す吸気ダクト４２の分解説明図である。同図において、矢印は吸気の流れを示す。
【００５５】
図示の如く、吸気ダクト４２（具体的にはダクト部５８）の吸気口５８ａから流入した吸気は、ダクト部５８で９０度ずつ計３回流れ方向が変化された後、フィルタ内蔵部６０に流入する。フィルタ内蔵部６０に流入した吸気は、その内部に収容されたエアフィルタ（図示せず）で塵埃が除去された後、吸気ダクト配置部４４（同図で図示せず）に一体に形成された配置側吸気通路４６に流入する。配置側吸気通路４６に流入した吸気は、その内部で流れ方向が水平方向から重力方向に９０度変化された後、配置側吸気通路４６に適宜なシール材（図示せず）を介して気密に接続されるエンジン側吸気通路３０に流入する。
【００５６】
エンジン側吸気通路３０に流入した吸気は、その内部で流れ方向が重力方向から水平方向に戻されてエンジン（同図で図示せず）２６に供給される。尚、エンジン側吸気通路３０には、円筒状の貫通路３０ａが形成され、その周囲の開口３０ｂから吸気が流出し、エンジン２６の吸気口（後述）に供給される。開口３０ｂは、前記したエンジン２６の吸気口に適宜なシール材（図示せず）を介して気密に接続される。貫通路３０ａは、エンジン２６の回転軸（後述）を挿通させるための孔である。
【００５７】
このように、吸気ダクト配置部４４によって吸気ダクト４２が配置される領域とエンジン２６が配置される領域を気密に区画すると共に、吸気ダクト４２のフィルタを通過した吸気を吸気ダクト配置部４４に一体に形成した配置側吸気通路４６を介してエンジン２６に供給するようにしたので、吸気ダクト４２の着脱が容易になり、エアフィルタの交換作業をより一層容易に行なうことができる。
【００５８】
また、ダクト部５８を、導入された吸気が吸気口５８ａからフィルタ内蔵部６０に流れるまでに、少なくとも１回（詳しくは３回）、その流れ方向を変更させる、いわゆるベント構造としたので、吸気ダクト４２の吸気音を低減することができ、よって発電装置１０の騒音を低減することができる。
【００５９】
さらに、配置側吸気通路４６を、その内部において少なくとも１回、導入された吸気の流れ方向を変更させる、いわゆるベント構造としたので、同様に吸気音を低減することができ、よって発電装置１０の一層の低騒音化を実現することができる。
【００６０】
次いで、エンジン２６について説明する。図９は、エンジン２６の拡大断面図である。図示の如く、エンジン２６は、タービン６４を備える。タービン６４の回転軸６４ａには、コンプレッサ６６が接続される。また、回転軸６４ａのコンプレッサ６６の先には、発電機２８が接続される。発電機２８はタービン６４の回転で駆動され、２０から１００ｋＷ程度の電力を発電する。
【００６１】
エンジン側吸気通路３０内を通過した吸気（新気。矢印ａで示す）は、エンジン２６の吸気口６８から矢印ｂで示す如くコンプレッサ１２で吸引されて加圧された後、矢印ｃで示すように空気供給路７０を流れる。空気供給路７０の途中には熱交換器７２が設けられ、そこで燃焼ガス（後述）と吸気の間で熱交換がなされる。
【００６２】
熱交換器７２で昇温された吸気は、矢印ｄで示すように空気供給路７０を流れ、ベンチュリミキサ７４に供給される。ベンチュリミキサ７４に供給された吸気は、その中を矢印で示す如く流れ、前記した燃料圧縮用コンプレッサ５２から供給された気体燃料と混合し、混合気となって燃焼室７６に噴射され、点火プラグ７８で点火されて拡散燃焼あるいは予混合燃焼を生じる。
【００６３】
よって生じた燃焼ガスは矢印ｅで示す如く流れ、タービンノズル６４ｂを通ってタービン６４を回転させる。タービン６４の回転は回転軸６４ａを介してコンプレッサ６６を回転させると共に、発電機２８を駆動する。タービン６４の回転に使用された燃焼ガスは、矢印ｆで示すように熱交換器７２に送られ、上述の如く吸気と熱交換される。熱交換に使用された燃焼ガスは、矢印ｇで示す如く、排気口８０から排気ダクト３２へと排出される。
【００６４】
図示の如く、エンジン２６は、タービン６４とコンプレッサ６６が同軸上に配置される比較的小型な１軸型の、いわゆるマイクロ・ガスタービン・エンジンである。１軸型のガスタービン・エンジンは回転軸方向に長い構成となるので、前記した第２のメンテナンス面１８は、回転軸６４ａと平行な側面（即ち、長手方向の側面）のうちの一方に形成するようにした。かく構成したことにより、広いメンテナンス開閉面を得ることができ、より一層メンテナンス性を向上させることができる。
【００６５】
次いで排気ダクト３２について説明する。図１０は、排気ダクト３２を斜め上方から見た拡大部分透視図である。
【００６６】
排気ダクト３２は、エンジン２６の排気口４４（同図で図示せず）に適宜なシール材を介して気密に接続される吸気口３２ａを備える。吸気口３２ａから排気ダクト３２内に流入した燃焼ガスは、その内部で９０度ずつ、計２回流れ方向が変化されて排気口３２ｂから排気ダクト３２の外部へと排出される。排気ダクト３２から排出された燃焼ガスは、ルーフ１６に設けられた燃焼ガス用排気口８４（図１に示す）を介して発電装置１０の外部へ排出される。
【００６７】
このように、排気ダクト３２を、その内部で燃焼ガスの流れ方向が少なくとも１回（詳しくは２回）変化されるベント構造としたため、排気音を低減することができ、発電装置１０の騒音を低減することができる。
【００６８】
尚、ガスタービン・エンジンは、単位時間当たりの吸排気量がレシプロ・エンジンに比して多いので、燃焼ガスを排出するための排気ダクトも比較的大きな容積のものが必要となる。しかしながら、この実施の形態にあっては、前述の如く排気ダクト３２をエンジン２６を挟んで第２のメンテナンス面（正面）１８と対向する側面（背面）３４に近接させて配置するようにしたので、第２のメンテナンス面１８からのメンテナンス作業に排気ダクト３２が邪魔になることがなく、よってメンテナンス性を一層向上させることができる。
【００６９】
また、吸気口３２ａの内周には貫通路３２ｃが形成され、貫通路３２ｃは、切り欠き部３２ｄを介して第２のメンテナンス面１８側に連通される。貫通路３２ｃには、前述した図９に示すように、エンジン２６の点火プラグ７８が配置される。即ち、切り欠き部３２ｄおよび貫通路３２ｃを介し、第２のメンテナンス面１８から点火プラグ７８にアクセスすることができる。これにより、第２のメンテナンス面１８から点火プラグ７８の交換作業を行なうことができると共に、交換作業にあたって排気ダクト３２などを取り外す必要もないことから、メンテナンス性を一層向上させることができる。
【００７０】
次いで、筐体１２の内部の空気の流れ（換気、冷却）について説明する。
【００７１】
図１１に示すように、前記した燃料圧縮用コンプレッサ５２の前方（第２のメンテナンス面１８側）には、コンプレッサ用吸気ダクト８６が配置される。燃料圧縮用コンプレッサ５２は、コンプレッサ用ファン５２ａの動作により、コンプレッサ用吸気ダクト８６を介して冷却空気が供給される。尚、燃料圧縮用コンプレッサ５２およびコンプレッサ用ファン５２ａは、共にコンプレッサ用吸気ダクト８６の背面に位置するため、図１１では図示されない。
【００７２】
ここで、コンプレッサ用吸気ダクト８６について説明する。図１２は、コンプレッサ用吸気ダクト８６を斜め前方から見た拡大斜視図である。また、図１３は、コンプレッサ用吸気ダクト８６の側壁を取り外した状態を斜め後方から見た拡大斜視図である。
【００７３】
両図に示すように、コンプレッサ用吸気ダクト８６は直方体を呈すると共に、前方から見て左側（後方から見て右側）に吸気口８６ａを備える。吸気口８６ａから流入した吸気は、その内部で９０度ずつ、計２回流れ方向が変化された後、前方から見て右側（後方から見て左側）に設けれた排気口８６ｂを介して流出される。尚、排気口８６ｂは、コンプレッサ用ファン５２ａと接続される。
【００７４】
このように、コンプレッサ用吸気ダクト８６を設けたので、燃料圧縮用コンプレッサ５２の高温化を防止することができる。また、コンプレッサ用吸気ダクト８６を、その内部で吸気（冷却空気）の流れ方向が少なくとも１回（詳しくは２回）変化されるベント構造としたため、燃料圧縮用コンプレッサ５２の冷却空気の吸気音を低減することができ、よって発電装置１０の騒音を低減することができる。
【００７５】
図１１の説明に戻ると、前記した電装ユニット５０の前方には、電装ユニット用吸気ダクト８８が配置される。電装ユニット５０は、電装ユニット用ファン５０ａ（同図で図示せず）の動作により、電装ユニット用吸気ダクト８８を介して冷却空気が供給される。尚、図示は省略するが、電装ユニット用吸気ダクト８８も、コンプレッサ用吸気ダクト８６と同様にベント構造とされる。具体的には、電装ユニット用吸気ダクト８８は、直方体を呈すると共に、上側に吸気口８８ａを備え、吸気口８８ａから流入した吸気は、その内部で９０度ずつ、計２回流れ方向が変化された後、下側に設けられた排気口８８ｂ（図示せず）を介して流出する。尚、電装ユニット用吸気ダクト８８の排気口は、電装ユニット用ファン５０ａと接続される。
【００７６】
このように、電装ユニット用吸気ダクト８８を設けたので、電装ユニット５０の高温化を防止することができる。また、電装ユニット用吸気ダクト８８を、その内部で吸気（冷却空気）の流れ方向が少なくとも１回（詳しくは２回）変化されるベント構造としたため、電装ユニット５０の冷却空気の吸気音を低減することができ、よって発電装置１０の一層の低騒音化を実現することができる。
【００７７】
図１４は、図１１を筐体１２の側壁を含めて示す斜視図である。また、図１５は、図１４において第１および第２のメンテナンス面１４，１８を閉じた状態を示す斜視図である。尚、図１５は、完成品としての発電装置１０の外観を示す。また、図１４は、完成品としての発電装置１０において、各メンテナンス面を開いた状態を示す。即ち、図１に示す発電装置１０にあっては、説明の便宜上、各吸排気ダクトを取り外した状態を示しており、本願に係る発電装置１０の構成の全てを備えるものではない。
【００７８】
図１４および図１５に示すように、左扉２０Ｌの下側には、前記したコンプレッサ用吸気ダクト８６の吸気口８６ａ、電装ユニット用吸気ダクト８８の吸気口８８ａ、および吸気ダクト４２（具体的にはダクト部５８）の吸気口５８ａのそれぞれに対応した位置において、通気口９０が形成される。尚、左扉２０Ｌの上側には操作パネル９６が設けられる。操作パネル９６は筐体１２内の各部の温度やエンジン２６の回転数および発電量などを表示する表示装置（図示せず）を備えると共に、エンジン２６の始動や停止などを操作する操作スイッチ（図示せず）を備える。
【００７９】
通気口９０から、コンプレッサ用吸気ダクト８６および電装ユニット用吸気ダクト８８を介して下部空間内に吸入された冷却空気は、適宜な側面に設けられた下部空間換気用排気口９８（図１および図１４に示す）から筐体１２の外部へ排出される。尚、下部空間換気用排気口９８は、通気口９０と同様に、第２のメンテナンス面１８に設けるようにしても良く、あるいは異なる面に設けても良い。但し、昇温した排気がメンテナンス作業を行なう作業者に直接噴出されないように第２のメンテナンス面１８とは異なる面に設けることが好ましい。また、通気口９０と異なる面に形成すれば、昇温された排気の吸入を防止することができる。
【００８０】
一方、右側扉２０Ｒには、図１５に示すように、前記した上部空間換気用吸気ダクト片４０に対応する位置において、上部空間換気用通気口１００が形成される。上部空間換気用ファン３８ａによって吸引され、上部空間換気用通気口１００から流入した吸気は、図１４に示すように、直方体の上部空間換気用吸気ダクト片４０において９０度流れ方向が変化された後、開口３８ｂを介して上部空間換気用吸気ダクト３８に流入する。上部空間換気用吸気ダクト３８に流入した吸気は、その内部で９０度ずつ、計２回流れ方向が変化された後、上部空間換気用ファン３８ａを介して筐体１２の上部空間に流入する。
【００８１】
このように、上部空間換気用吸気ダクト３８および上部空間換気用吸気ダクト片４０を、その内部で吸気の流れ方向が少なくとも１回（上部空間換気用吸気ダクト片４０にあっては１回、上部空間換気用吸気ダクト３８にあっては２回）変化されるベント構造としたため、上部空間への吸気音を低減することができ、よって発電装置１０の一層の低騒音化を図ることができる。
【００８２】
尚、図１４において、吸気の流れ方向を示す矢印の方向が計４回変化しているが、これは図１４が右扉２０Ｒを開けた状態を示しているためである。右扉２０Ｒが閉じられて図１５に示す状態になると、上部空間換気用吸気ダクト３８と上部空間換気用吸気ダクト片４０は気密に接続されるため、同図で符合Ｘを付した流れ方向の変化は実際には生じない。
【００８３】
図１４の説明を続けると、上部空間に流入した吸気は、エンジン２６の上方に配置された上部空間換気用排気ダクト１０４に流入する。
【００８４】
ここで、上部空間換気用排気ダクト１０４について説明する。図１６は、上部空間換気用排気ダクト１０４を斜め上方から見た拡大斜視図である。また、図１７は、上部空間換気用排気ダクト１０４を斜め下方から見た拡大斜視図である。
【００８５】
図１７に示すように、上部空間換気用排気ダクト１０４の下面１０４Ａは、エンジン２６の形状に対応した円弧状に形成されると共に、吸気口１０４ａが形成される。また、図１６に示すように、上部空間換気用排気ダクトは、その上面１０４Ｂにおいて前記吸気口１０４ａと対角をなす位置に、排気口１０４ｂを備える。従って、吸気口１０４ａを介して上部空間換気用排気ダクト１０４に流入した吸気は、その内部で吸気の流れ方向が９０度ずつ、計２回変化された後、排気口１０４ｂ、およびルーフ１６に形成された上部空間換気用排気口１０６（図１、図１４および図１５に示す）を介して外部に流出する。
【００８６】
このように、上部空間換気用排気ダクト１０６を、その内部で吸気の流れ方向が少なくとも１回（詳しくは２回）変化されるベント構造としたため、上部空間から排出される排気音を低減することができ、よって発電装置１０の騒音を一層低減することができる。
【００８７】
また、図１１などから明らかなように、上部空間換気用排気ダクト１０４の吸気口１０４ａは、エンジン２６を挟んで上部空間換気用吸気ダクト３８と対向する位置に配置される。このため、上部空間換気用吸気ダクト３８を介して上部空間に流入した吸気は、エンジン２６の側方を通過した後に上部空間換気用排気ダクト１０４に流入する。さらに、上部空間換気用排気ダクト１０４に流入した吸気は、その内部、即ち、エンジン２６の上方を通過し、排気口１０４ｂを介して排出されるため、上部空間の換気によるエンジン２６の冷却効果を向上させることができる。さらに、上部空間換気用排気ダクト１０４の下面１０４Ａは、エンジン２６の形状に対応した円弧状とされるため、エンジン２６の上部空間を有効に利用することができ、よって発電装置１０の高さを抑制してコンパクト化することができる。
【００８８】
ここで、上記した各要素のメンテナンス作業について簡単に再説する。
【００８９】
筐体１２の下部空間に配置された吸気ダクト４２は、第２のメンテナンス面１８から着脱することができる。同様に下部空間に配置されたコンプレッサ用吸気ダクト８６および電装ユニット用吸気ダクト８８は、第２のメンテナンス面１８から着脱することができる。比較的重量の重い電装ユニット５０および燃料圧縮用コンプレッサ５２は、ガイドレールによって第２のメンテナンス面１８から引出することができる。また、エンジン２６の点火プラグ７８は、排気ダクト３２に形成された貫通路３２ｃおよび切り欠き部３２ｄを介し、第２のメンテナンス面１８から着脱することができる。
【００９０】
他方、上部空間に配置される上部空間換気用排気ダクト１０４は、第１のメンテナンス面１４から着脱可能である。エンジン２６は、上部空間換気用排気ダクト１０４を取り外した状態において、エンジン２６に固定されたフレームをクレーン（共に図示せず）などによって吊り上げることにより、第１のメンテナンス面１４を介して筐体１２の外部へと取り外すことができる。エンジン側吸気通路３０や発電機２８もエンジン２６と一体的に取り外すことができる。
【００９１】
このように、エアフィルタや点火プラグの交換など、比較的頻繁なメンテナンスが必要とされる各要素については、メンテナンス性に一層優れた側面に形成された第２のメンテナンス面１８を介してメンテナンス作業が行なえるように構成した。他方、エンジン２６に関するメンテナンス作業のうち、エンジン２６を筐体１２から取り外して行なう必要のあるタービン６４などの交換作業は、メンテナンスサイクルがエアフィルタや点火プラグの交換などに比して長いと共に、重量物であるエンジン２６の着脱にはクレーンなどを用いることが便利なので、上面に形成された第１のメンテナンス面１４を介して行なうこととし、設置（占有）スペースの縮小とメンテナンス性の向上を両立させるようにした。
【００９２】
尚、図示は省略したが、筐体１２の内部には、エンジン２６の冷却や潤滑のためのポンプや配管が多数存在する。それらは全て、第２のメンテナンス面１８に近接する位置に配置され、よって第２のメンテナンス面１８を介して容易にメンテナンス作業を実施することができる。
【００９３】
この実施の形態に係る発電装置１０にあっては、以上のように、筐体１２の内部を隔壁２２によって上部空間と下部空間に分割し、それぞれの空間に各要素を最適に配置したので、メンテナンス性の向上と低騒音性の向上、さらには設置（占有）スペースの縮小という相反する要求を、最適にバランスさせつつ、同時に満足することができる。
【００９４】
また、各吸排気ダクトをベント構造としたので、より一層の低騒音化を実現することができる。
【００９５】
この実施の形態は上記の如く、コンプレッサ６６とタービン６４を同軸に配置した１軸型のガスタービン・エンジン（マイクロ・ガスタービン・エンジン）２６と、前記エンジン２６の回転軸６４ａに接続される発電機２８と、少なくとも前記エンジン２６と発電機２８を収容すると共に、少なくともその１つの面に開閉自在なメンテナンス用開閉面（第１のメンテナンス面１４、第２のメンテナンス面１８）が形成される筐体１２とを備えたガスタービン発電装置１０において、前記エンジン２６に吸気を導入する吸気導入手段（吸気ダクト４２）を備えると共に、前記吸気導入手段が、前記メンテナンス用開閉面（第２のメンテナンス面１８）と同一の面に吸気口５８ａを有するダクト部５８と、前記導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部６０とからなるように構成した。
【００９６】
また、前記ダクト部５８とフィルタ内蔵部６０を気密に接続し、よって前記吸気導入手段を前記メンテナンス用開閉面から一体に着脱できるように構成した。
【００９７】
また、前記ダクト部５８は、前記導入された吸気が前記吸気口５８ａから前記フィルタ内蔵部６０に流れるまでに、少なくとも１回、その流れ方向を変更させるように構成した。
【００９８】
また、前記筐体１２の内部を前記吸気導入手段が配置される領域と前記エンジン２６が配置される領域に気密に区画する区画手段（吸気ダクト配置部４４）を備えると共に、前記吸気導入手段のエアフィルタを通過した吸気を前記区画手段に設けられた吸気通路（配置部側吸気通路４６）を介して前記エンジン２６に供給するように構成した。
【００９９】
また、前記吸気通路は、その内部において少なくとも１回、前記導入された吸気の流れ方向を変更させるように構成した。
【０１００】
尚、上記において、ガスタービン・エンジンを１軸型としたが、ガスタービン・エンジンは２軸以上であっても良い。
【０１０１】
また、ルーフ１６を取り付け、取り外しできるようにしたが、ヒンジを介して開閉可能なようにしても良い。
【０１０２】
また、筐体１２を略直方体としたが、立方体でも良く、あるいは各部に丸みを持たせた形状としても良く、さらには、上面を傾斜させるなど種々変形しても良い。
【０１０３】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、エンジンに吸気を導入する吸気導入手段が、メンテナンス用開閉面と同一の面に吸気口を有するダクト部と、導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部とからなるように構成したので、メンテナンス用開閉面と吸気口の前方に必要な空間を共有することができ、占有スペースを縮小することができる。
【０１０４】
また、吸気導入手段が、吸気口を有するダクト部と、導入された吸気を浄化するエアフィルタを着脱自在に内蔵するフィルタ内蔵部とからなる分割構造とされるため、エアフィルタの交換作業を容易に行なうことができる。
【０１０５】
請求項２項にあっては、ダクト部とフィルタ内蔵部を気密に接続し、よって吸気導入手段をメンテナンス用開閉面から一体に着脱できるように構成したので、エアフィルタの交換作業をより一層容易に行なうことができる。また、エアフィルタの交換作業を行なうための専用の空間を必要としないことから、装置の占有スペースを縮小することができる。
【０１０６】
請求項３項にあっては、ダクト部を、導入された吸気が吸気口からフィルタ内蔵部に流れるまでに、少なくとも１回、その流れ方向を変更させる、いわゆるベント構造としたので、吸気導入手段の吸気音を低減することができ、よって装置の騒音を低減することができる。
【０１０７】
請求項４項にあっては、筐体の内部を吸気導入手段が配置される領域とエンジンが配置される領域に気密に区画する区画手段を備えると共に、吸気導入手段のエアフィルタを通過した吸気を区画手段に設けられた吸気通路を介してエンジンに供給するように構成したので、吸気導入手段の着脱が容易になり、よってエアフィルタの交換作業をより一層容易に行なうことができる。
【０１０８】
請求項５項にあっては、吸気通路を、その内部において少なくとも１回、導入された吸気の流れ方向を変更させる、いわゆるベント構造としたので、吸気音を低減することができ、装置の一層の低騒音化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係るガスタービン発電装置を全体的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す装置を筐体の壁面を取り外して示す、斜視図である。
【図３】図１に示す装置を同様に筐体の壁面を取り外して示す、後方から見た斜視図である。
【図４】図１に示す装置に必要なメンテナンス時の水平方向の作業空間を示す説明図である。
【図５】図１に示す装置の吸気ダクトの拡大斜視図である。
【図６】図５に示す吸気ダクトの上面図である。
【図７】図１に示す装置の筐体を吸気ダクトの配置部に焦点をおいて示す正面図である。
【図８】図５に示す吸気ダクトにおける吸気の流れを示す、その分解斜視図である。
【図９】図１に示す装置のガスタービン・エンジンの拡大断面図である。
【図１０】図１に示す装置の拡大部分透視図である。
【図１１】図１に示す装置の、図２と同様な斜視図である。
【図１２】図１１に示す装置のコンプレッサ用吸気ダクトの拡大斜視図である。
【図１３】図１１に示す装置のコンプレッサ用吸気ダクトの側壁を取り外した状態を斜め後方から見た拡大斜視図である。
【図１４】図１１に示す装置を筐体の側壁を含めて示す斜視図である。
【図１５】図１４に示す装置を各メンテナンス面を閉じた状態で示す斜視図である。
【図１６】図１１に示す装置の上部空間換気用排気ダクトの拡大斜視図である。
【図１７】図１６に示す上部空間換気用排気ダクトを下方から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０　　　ガスタービン発電装置
１２　　　筐体
１４　　　第１のメンテナンス面（メンテナンス開閉面。上面）
１８　　　第２のメンテナンス面（メンテナンス開閉面。正面）
２６　　　ガスタービン・エンジン（マイクロ・ガスタービン・エンジン）
２８　　　発電機
４２　　　吸気ダクト
４４　　　吸気ダクト配置部
４６　　　配置部側吸気通路
５８　　　ダクト部
５８ａ　　（ダクト部の）吸気口
６０　　　フィルタ内蔵部
６４　　　タービン
６４ａ　　回転軸
６６　　　コンプレッサ
【図１】
2004084576.tif 000003
【図２】
2004084576.tif 000004
【図３】
2004084576.tif 000005
【図４】
2004084576.tif 000006
【図５】
2004084576.tif 000007
【図６】
2004084576.tif 000008
【図７】
2004084576.tif 000009
【図８】
2004084576.tif 000010
【図９】
2004084576.tif 000011
【図１０】
2004084576.tif 000012
【図１１】
2004084576.tif 000013
【図１２】
2004084576.tif 000014
【図１３】
2004084576.tif 000015
【図１４】
2004084576.tif 000016
【図１５】
2004084576.tif 000017
【図１６】
2004084576.tif 000018
【図１７】
2004084576.tif 000019