(57)【要約】【課題】  ガスタービンの効率を損なうことなく、また、設備上及びメンテナンス上のコスト高や負担を招くことなく、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を確実に防止できるようにする。【解決手段】  ガスタービン（２）と、このガスタービンに連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機（２０）とを備えたガスタービン発電設備（１）に用いられるガスタービン吸気凍結防止装置であって、発電機に外部から空気を取り入れて発電機を冷却する発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）を設けると共に、発電機を冷却した後に発電機冷却機構から排気される空気の排気路（３０）とガスタービンの吸気路（９）とを連結する排気供給路（３１）を設け、発電機冷却機構から排気された空気を排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（２）と、前記ガスタービン（２）に連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機（２０）とを備えたガスタービン発電設備（１）に用いられるガスタービン吸気凍結防止装置であって、前記発電機（２０）に外部から空気を取り入れて前記発電機（２０）を冷却する発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）を設けると共に、前記発電機（２０）を冷却した後に前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）から排気される空気の排気路（３０）と前記ガスタービン（２）の吸気路（９）とを連結する排気供給路（３１，６１）を設け、前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）から排気された空気を前記排気供給路（３１，６１）を介して前記ガスタービン（２）の前記吸気路（９）に供給するようにしたことを特徴とするガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項２】
前記排気供給路（３１）を前記ガスタービン（２）の入口（７）直近の前記吸気路（９）に連結したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項３】
前記ガスタービン（２）は、前記吸気路（９）に吸気を浄化するための吸気フィルタ（５０）を備え、前記排気供給路（６１）は、前記吸気フィルタ（５０）の上流側に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項４】
前記排気路（３０）及び前記排気供給路（３１，６１）に配設されて前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）から前記ガスタービン（２）へ供給する空気の流量を調整する流量調整機構（３２，３３，６３）を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項５】
前記流量調整機構は、前記排気路（３０）に配設されて前記排気路（３０）を開閉する第１ダンパ（３２）と、前記排気供給路（３１，６１）に配設されて前記排気供給路（３１，６１）を開閉する第２ダンパ（３３，６３）とからなることを特徴とする請求項４に記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項６】
前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）は、空気を前記発電機（２０）の内部に取り入れて前記排気路（３０）に排気するための冷却ファン（２５）を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項７】
前記冷却ファン（２５）は、前記発電機（２０）の回転子（２４）に取り付けられて前記回転子（２４）の回転力により回転駆動されることを特徴とする請求項６に記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項８】
前記ガスタービン（２）の直近の前記吸気路（９）に配設されて前記ガスタービン（２）の吸気温度（ＴI ）を検出するガスタービン吸気温度センサ（４１）と、前記ガスタービン吸気温度センサ（４１）が検出した前記吸気温度（ＴI ）に基づいて前記流量調整機構（３２，３３，６３）の作動を制御するコントローラ（４０）とを備え、前記コントローラ（４０）は、前記吸気温度（ＴI ）が所定設定温度（ＴS ）以下のときに前記流量調整機構（３２，３３，６３）を作動させて前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）から排気された空気を前記排気供給路（３１，６１）を介して前記ガスタービン（２）の前記吸気路（９）に供給することを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【請求項９】
前記排気給気路（３１，６１）に配設されて前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）から排気された空気の排気温度（ＴE ）を検出する発電機排気温度センサ（４２，７２）をさらに備え、前記コントローラ（４０）は、前記排気温度（ＴE ）が前記吸気温度（ＴI ）を上回るときに前記流量調整機構（３２，３３，６３）を作動させて前記発電機冷却機構（２１，２２，２３，２５）から排気された空気を前記排気供給路（３１，６１）を介して前記ガスタービン（２）の吸気路（９）に供給することを特徴とする請求項８に記載のガスタービン吸気凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を防止するためのガスタービン吸気凍結防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガスタービンと、このガスタービンに変速機等を介して連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機とを備えたガスタービン発電設備が広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、一定の大気条件下、例えば低温多湿の大気条件下においては、ガスタービンの吸気口の近傍に氷柱が形成され、その結果、吸気口が狭められて吸気効率が低下すると共に、その氷柱が落下してガスタービンの圧縮機の内部にまで吸い込まれて、ガスタービンの失火トリップを発生させたり、圧縮機の翼に損傷を与えたりする場合がある。
【０００４】
このようなガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を防止するものとして、例えば、ガスタービンの圧縮機により圧縮された高温の圧縮空気を抽気してガスタービンの吸気口の近傍に噴射するものがある（例えば、特許文献１参照）。この圧縮機により圧縮された高温の圧縮空気を抽気して、エンジンの吸気口の近傍の静翼に導く技術は、航空用ジェットエンジンなどでも広く利用されている。
【０００５】
また、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を防止する別の事例としては、ガスタービンの吸気路に熱交換器を配設し、ガスタービンのタービンから排気された高温の排気ガスをこの熱交換器に導き、それによりガスタービンの吸気温度を高めるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３３７９５（図１−２）
【特許文献２】特開２０００−２２７０３０（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を防止するものとして、従来から、例えば、ガスタービンの圧縮機により圧縮された高温の圧縮空気を抽気してガスタービンの吸気口の近傍に噴射するものがあり、また、ガスタービンの吸気路に熱交換器を配設し、ガスタービンのタービンから排気された高温の排気ガスをこの熱交換器に導き、それによりガスタービンの吸気温度を高めるもの等がある。
【０００８】
しかしながら、前者のガスタービンの圧縮機により圧縮された高温の圧縮空気を抽気してガスタービンの吸気口の近傍に噴射するものは、ガスタービンが圧縮した圧縮空気を吸気に循環させるものであり、ガスタービンの効率を低下させるという問題がある。
【０００９】
また、後者のガスタービンの吸気路に熱交換器を配設し、ガスタービンのタービンから排気された高温の排気ガスをこの熱交換器に導き、それによりガスタービンの吸気温度を高めるものは、熱交換器並びにこの熱交換器に排気ガスを導くためのガス循環路を配設しなければならず、設備上もコスト高になると共に、排気ガスを利用する熱交換器等に対するメンテナンスの必要性も生じてくるという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、特にガスタービンの効率を損なうことなく、また、設備上及びメンテナンス上のコスト高を招くことなく、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を確実に防止することができる、ガスタービン吸気凍結防止装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、ガスタービンと、このガスタービンに連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機とを備えたガスタービン発電設備に用いられるガスタービン吸気凍結防止装置であって、発電機に外部から空気を取り入れて発電機を冷却する発電機冷却機構を設けると共に、発電機を冷却した後に発電機冷却機構から排気される空気の排気路とガスタービンの吸気路とを連結する排気供給路を設け、発電機冷却機構から排気された空気を排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給するようにしたことにある。
【００１２】
このように、本発明のガスタービン吸気凍結防止装置は、発電機を冷却した後に発電機冷却機構から排気される高温の空気を、排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給するようにしたから、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を確実に防止することができる。また、ガスタービンとは別体に設けられた発電機冷却機構から排気された空気をガスタービンの吸気路に供給するようにしたから、従来のような圧縮空気の抽気に伴うガスタービンの効率低下を招くことはない。
【００１３】
また、本発明のガスタービン吸気凍結防止装置は、発電機を冷却した後に発電機冷却機構から排気される空気の排気路とガスタービンの吸気路とを連結する排気供給路を設けるだけであるから、設備上も特段のコスト高を招くことはなく、また、メンテナンス上の負担も極めて少ない。
【００１４】
上記ガスタービン吸気凍結防止装置において、排気供給路をガスタービンの入口直近の吸気路に連結することが望ましい。このように、排気供給路をガスタービンの入口直近の吸気路に連結することにより、発電機冷却機構から排気された高温の空気を温度低下させずに、効率よくガスタービンの吸気口に供給することができ、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結をより確実に防止することができる。
【００１５】
又は、上記ガスタービン吸気凍結防止装置において、ガスタービンは、吸気路に吸気を浄化するための吸気フィルタを備え、排気供給路は、この吸気フィルタの上流側に連結されていることが望ましい。このように、排気供給路を吸気フィルタの上流側に連結することにより、発電機を冷却した空気の浄化を行うことができ、ガスタービンの翼の汚れによる性能低下を確実に防止することができる。
【００１６】
上記ガスタービン吸気凍結防止装置において、排気路及び排気供給路に配設されて発電機冷却機構からガスタービンへ供給する空気の流量を調整する流量調整機構を備えることが望ましい。このように、発電機冷却機構からガスタービンへ供給する空気の流量を調整する流量調整機構を排気路及び排気供給路に備えることにより、必要な時期に必要な量の高温の空気をガスタービンの吸気口に供給することができる。
【００１７】
上記ガスタービン吸気凍結防止装置において、流量調整機構は、排気路に配設されて排気路を開閉する第１ダンパと、排気供給路に配設されて排気供給路を開閉する第２ダンパとからなることが望ましい。このように、流量調整機構を、排気路に配設されて排気路を開閉する第１ダンパと、排気供給路に配設されて排気供給路を開閉する第２ダンパとからなる簡易な構成とすることにより、設備上のコストもさらに削減され、また、メンテナンス上の負担も極めて少なくなる。
【００１８】
上記ガスタービン吸気凍結防止装置において、発電機冷却機構は、空気を発電機の内部に取り入れて排気路に排気するための冷却ファンを備えていることが望ましい。このように、発電機冷却機構が、空気を発電機の内部に取り入れて排気路に排気するための冷却ファンを備えることにより、発電機の冷却を円滑に行うことができると共に、発電機冷却機構から排気された高温の空気を十分にガスタービンの吸気口に供給することができる。
【００１９】
また、この冷却ファンは、発電機の回転子に取り付けられて、回転子の回転力により回転駆動されることが望ましい。このように、冷却ファンを発電機の回転子に取り付けて、発電機の回転子の回転力により回転駆動させることにより、強力な回転力により回転させることができると共に、電力等の他のエネルギ源を必要とせず、構造も簡易なものとなる。
【００２０】
上記ガスタービン吸気凍結防止装置において、ガスタービンの直近の吸気路に配設されてガスタービンの吸気温度を検出するガスタービン吸気温度センサと、ガスタービン吸気温度センサが検出した吸気温度に基づいて流量調整機構の作動を制御するコントローラとを備え、コントローラは、吸気温度が所定設定温度以下のときに流量調整機構を作動させて発電機冷却機構から排気された空気を排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給することが望ましい。このように、コントローラが、ガスタービン吸気温度センサが検出した吸気温度に基づいて流量調整機構の作動を制御するようにすることにより、本ガスタービン吸気凍結防止装置の自動制御が可能になり、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結をさらに確実に防止することができる。
【００２１】
また、排気給気路に配設されて発電機冷却機構から排気された空気の排気温度を検出する発電機排気温度センサをさらに備え、コントローラは、排気温度が吸気温度を上回るときに流量調整機構を作動させて発電機冷却機構から排気された空気を排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給することが望ましい。
【００２２】
このように、コントローラが、排気温度が吸気温度を上回るときに流量調整機構を作動させて発電機冷却機構から排気された空気を排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給するようにすることにより、吸気温度よりも高温の空気を自動的に、かつ確実にガスタービンの吸気路に供給することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上詳細に説明したように、本発明のガスタービン吸気凍結防止装置は、ガスタービンと、このガスタービンに連結されて回転駆動されて発電を行なう発電機とを備えたガスタービン発電設備に用いられるガスタービン吸気凍結防止装置であって、上記発電機に外部から空気を取り入れて発電機を冷却する発電機冷却機構を設けると共に、発電機を冷却した後に発電機冷却機構から排気される空気の排気路とガスタービンの吸気路とを連結する排気供給路を設け、発電機冷却機構から排気された空気を排気供給路を介してガスタービンの吸気路に供給するようにしたから、
ガスタービンの効率を損なうことなく、また、設備上及びメンテナンス上のコスト高や負担を招くことなく、ガスタービンの吸気口の近傍に発生する氷結を確実に防止することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のガスタービン吸気凍結防止装置の第１の実施の形態を示す模試図である。
【図２】図１のガスタービン吸気凍結防止装置の各センサを示す模試図である。
【図３】図２のガスタービン吸気凍結防止装置の自動制御のための構成を示すブロック図である。
【図４】図１のガスタービン吸気凍結防止装置の自動制御を示すフローチャート図である。
【図５】本発明のガスタービン吸気凍結防止装置の第２の実施の形態を示す模試図である。
【図６】図５のガスタービン吸気凍結防止装置の各センサを示す模試図である。
【図７】図６のガスタービン吸気凍結防止装置の自動制御のための構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明のガスタービン吸気凍結防止装置を実施するための第１の実施の形態を、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１において、符号１は、ガスタービン発電設備であり、ガスタービン２と、このガスタービン２の回転軸３に連結されて回転速度を減速させる減速機１５と、この減速機１５の回転軸１６に連結されて回転駆動されて、発電を行なう発電機２０とを備えている。
【００２７】
ガスタービン２は、回転軸３を介して圧縮機４とタービン５とが連結され、それらの間に燃焼器６が配設される。圧縮機４の吸気口（入口）７には、外部からの異物吸入を防止するための金網８が配設される。
【００２８】
従来のガスタービンでは、一定の大気条件下、例えば低温多湿の大気条件下において、ガスタービンの吸気口の壁面や吸気口の金網に氷柱が形成され、その結果、吸気口が実質的に狭められて吸気効率が低下すると共に、その氷柱が落下してガスタービンの圧縮機の内部にまで吸い込まれて、ガスタービンの失火トリップを発生させたり、圧縮機の翼に損傷を与えたりする場合がある。
【００２９】
ガスタービン２の吸気路９には、吸気を浄化するための吸気フィルタ１０が配設される。この吸気フィルタ１０により吸気が浄化され、ガスタービンの翼の汚れによる性能低下が防止される。また、この吸気フィルタ１０には図示しない吸気冷却器も内蔵され、大気温度が高いときにも最適な温度で吸気がなされるようにしている。上述の減速機１５には、ガスタービン２の起動時に使用される起動モータ１７が配設されている。
【００３０】
発電機２０のケーシング２１には、空気の取入口２２と排気口２３とが設けられ、発電機２０の冷却のための外部空気を、ケーシング２１内に取り入れることができるようになっている。また、発電機２０の回転子２４には冷却ファン２５が取り付けられて、冷却ファン２５により空気を発電機２０のケーシング２１の内部に強制的に取り入れて、加熱した発電機２０の巻線を冷却するすると共に、この巻線を冷却して高温化した空気を排気口２３から排気している。このケーシング２１と取入口２２と排気口２３と冷却ファン２５とにより、発電機冷却機構が形成される。
【００３１】
発電機２０のケーシング２１に設けられた排気口２３から排気路３０が延びて、発電機２０を冷却した空気を排気口２３から大気中に排気できるようになっている。また、排気路３０から分岐して、この排気路３０とガスタービン２の吸気路９とを連結する排気供給路３１が配設される。
【００３２】
排気供給路３１が分岐するその分岐部の後流側の排気路３０に、この排気路３０を開閉させる第１ダンパ（流量調整機構）３２を配設する。また、排気供給路３１に、この排気供給路３１を開閉させる第２ダンパ（流量調整機構）３３を配設する。排気供給路３１の第２ダンパ３３の後流側に、ガスタービン２への異物混入を防止するための金網状フィルタ３４を配設する。
【００３３】
第１ダンパ３２を開とし、第２ダンパ３３を閉とすることにより、発電機２０の巻線を冷却して高温化した空気は、排気路３０から大気中に排気される。また、第１ダンパ３２を閉とし、第２ダンパ３３を開とすることにより、発電機２０の巻線を冷却して高温化した空気は、排気供給路３１を介してガスタービン２の吸気路９に送られて、ガスタービン２の吸気口７に導かれる。
【００３４】
なお、流量調整機構は、必ずしも開閉弁であるダンパにより形成する必要はなく、例えば、その一方又は双方を流量を任意に調整することができる流量調整弁により形成してもよい。
【００３５】
上述の減速機１５、発電機２０、排気供給路３１などは、エンクロージャ３５によりその周囲が囲まれている。エンクロージャ３５には空気の取入口３６と排気口３７とが設けられ、排気口３７の近傍には排気を円滑に行うための電動ファン３８が配設されている。エンクロージャ３５は、各機器からの騒音の低減、各機器の風雨からの保護、冷却空気の通路の役割を担っている。
【００３６】
上述のガスタービン吸気凍結防止装置の第１ダンパ３２と第２ダンパ３３は、手動により切り換えられる。ただし、第１ダンパ３２と第２ダンパ３３を電動ダンパとし、さらに次のような構成とすることにより、本ガスタービン吸気凍結防止装置を自動制御することもできる。次に、自動制御の一例を、図２ないし図４を参照して説明する。なお、図１に示したものと同様の構成要素は、同一の符号によって示す。
【００３７】
図２に示すように、ガスタービン２の吸気温度ＴI を検出するガスタービン吸気温度センサ４１を、ガスタービン２の吸気口７の直近の吸気路９に配設する。発電機２０から排気された空気の排気温度ＴE を検出する発電機排気温度センサ４２を、排気供給路３１に配設する。大気温度ＴO を検出する大気温度センサ４３を、吸気路９に、特に本ガスタービン吸気凍結防止装置のように吸気フィルタ１０を備えている場合には、吸気フィルタ１０の入口に配設する。
【００３８】
図３に示すように、電動の第１ダンパ３２と第２ダンパ３３の作動を制御するコントローラ４０を配設し、第１ダンパ３２、第２ダンパ３３、ガスタービン吸気温度センサ４１、発電機排気温度センサ４２、大気温度センサ４３をそれぞれコントローラ４０に電気的に接続する。
【００３９】
図４に示すように、コントローラ４０は、ガスタービン吸気温度センサ４１が検出したガスタービン２の吸気温度ＴI を読み込む（ステップＳ２）。次に、吸気温度ＴI が所定設定温度ＴS 以下か否かを判定する（ステップＳ４）。所定設定温度ＴS は、ガスタービン２の吸気口７に氷結が発生しない温度に設定される。
【００４０】
ステップＳ４の判定結果が否定（Ｎｏ）の場合、つまり、ガスタービン２の吸気口７に氷結が発生する可能性がない場合には、第１ダンパ３２を開とし、第２ダンパ３３を閉として、発電機２０の巻線を冷却して高温となった空気は、第１ダンパ３２を介して排気路３０から大気中に排気される。
【００４１】
ステップＳ４の判定結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、つまり、ガスタービン２の吸気口７に氷結が発生する可能性がある場合には、次に、コントローラ４０は、発電機排気温度センサ４２が検出した、発電機２０から排気される空気の排気温度ＴE を読み込む（ステップＳ６）。そして、排気温度ＴE が吸気温度ＴI を上回るか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００４２】
ステップＳ８の判定結果が否定の場合、つまり、排気温度ＴE が吸気温度ＴI 以下のために発電機２０から排気された空気により吸気温度ＴI を上昇させることができない場合には、第１ダンパ３２を開とし、第２ダンパ３３を閉として、発電機２０の巻線を冷却して高温となった空気は、第１ダンパ３２を介して排気路３０から大気中に排気される。
【００４３】
ステップＳ８の判定結果が肯定の場合、つまり、排気温度ＴE が吸気温度ＴI を上回っているために発電機２０から排気された空気により吸気温度ＴI を上昇させることができる場合には、第１ダンパ３２を閉とし、第２ダンパ３３を開として、発電機２０の巻線を冷却して高温となった空気を、排気供給路３１からガスタービン２の吸気路９に送り込む。これにより、ガスタービン２の吸気温度ＴI を上昇させる。
【００４４】
このとき、冷却ファン２５は、空気を発電機２０のケーシング２１の内部に強制的に取り入れて、加熱した発電機２０の巻線を冷却するすると共に、発電機２０から排気される空気を、排気供給路３１を介してガスタービン２の吸気路９に強制的に送り込む。
【００４５】
例えば、その空気量は、ガスタービン２の１００％運転時の直接吸気量の１／３程度にも達する。したがって、ガスタービン２の吸気口７に、例えば吸気口７の壁面や吸気口７の金網８上などに、十分な量の高温の空気を送り込むことができ、氷結は発生しない。そして、再びステップＳ４以降を繰り返す。
【００４６】
このように、本ガスタービン吸気凍結防止装置は、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された高温の空気を排気供給路３１を介してガスタービン２の吸気路９に供給するようにしたから、ガスタービン２の吸気口７の近傍に発生する氷結を確実に防止する。
【００４７】
また、ガスタービン２とは別体に設けられた発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された空気をガスタービン２の吸気路９に供給するようにしたから、従来のガスタービン吸気凍結防止装置のような、圧縮空気の抽気に伴うガスタービンの効率低下を招くことはない。
【００４８】
さらに、排気供給路３１をガスタービン２の、特に吸気口７の直近の吸気路９に連結したから、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された高温の空気を温度低下させずに、効率よくガスタービン２の吸気口７に供給することができ、ガスタービン２の吸気口７の近傍に発生する氷結をより確実に防止することができる。
【００４９】
そして、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５からガスタービン２へ供給する空気の流量を調整する流量調整機構３２，３３を排気路３０及び排気供給路３１に備えることにより、必要な時期に必要な量の高温の空気をガスタービンの吸気口に供給することができる。
【００５０】
また、この流量調整機構３２，３３を、排気路３０に配設されてこの排気路３０を開閉する第１ダンパ３２と、排気供給路３１に配設されてこの排気供給路３１を開閉する第２ダンパ３３とから形成したから簡易な構成となり、設備上もコスト高を招くことはなく、また、メンテナンス上の負担も極めて少なくなる。
【００５１】
さらに、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５が、空気を発電機２０の内部に取り入れて排気路３０に排気させるための冷却ファン２５を備えることにより、発電機２０の冷却を円滑に行うことができると共に、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された高温の空気を、十分にガスタービン２の吸気口７に供給することができる。
【００５２】
また、この冷却ファン２５を発電機２０の回転子２４に取り付けて、この発電機２０の回転子２４の回転力により回転駆動させるようにしたから、冷却ファン２５を強力な回転力により回転させることができると共に、電力等の他のエネルギ源を必要とせず、構造も簡易なものとなる。
【００５３】
さらに、コントローラ４０が、ガスタービン吸気温度センサ４１が検出した吸気温度ＴI に基づいて流量調整機構３２，３３の作動を制御するようにしたから、本ガスタービン吸気凍結防止装置の自動制御が可能になり、また、排気温度ＴE が吸気温度ＴI を上回るときに流量調整機構３２，３３を作動させて、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された空気を排気供給路３１を介してガスタービン２の吸気路９に供給するようにしたから、吸気温度ＴI よりも高温の空気を自動的に、かつ確実にガスタービン２の吸気路９に供給することができる。
【００５４】
次に、本発明のガスタービン吸気凍結防止装置を実施するための第２の実施の形態を、図５ないし図７を参照して詳細に説明する。なお、上述の第１の実施の形態と同様の構成要素は、同一の符号によって示す。
【００５５】
図５に示すように、排気路３０から分岐して、この排気路３０と、ガスタービン２の吸気路９に設けられた吸気を浄化するための吸気フィルタ５０の入口（上流側）とを連結する排気供給路６１が配設される。この吸気フィルタ５０によって吸気が浄化され、ガスタービンの翼の汚れによる性能低下が防止される。また、この吸気フィルタ５０には吸気冷却器も内蔵され、大気温度が高いときにも最適な温度で吸気がなされるようにしている。
【００５６】
排気供給路６１が分岐するその分岐部の後流側の排気路３０に、この排気路３０を開閉させる第１ダンパ（流量調整機構）３２を配設する。また、排気供給路６１に、この排気供給路６１を開閉させる第２ダンパ（流量調整機構）６３を配設する。排気供給路６１の第２ダンパ６３の後流側に、ガスタービン２への異物混入を防止するための金網状フィルタ６４を配設する。
【００５７】
第１ダンパ３２を開とし、第２ダンパ６３を閉とすることにより、発電機２０の巻線を冷却して高温となった空気は、排気路３０から大気中に排気される。また、第１ダンパ３２を閉とし、第２第２ダンパ６３を開とすることにより、発電機２０の巻線を冷却して高温となった空気は、排気供給路６１を介してガスタービン２の吸気路９に設けられた吸気フィルタ５０の入口に供給され、吸気フィルタ５０を介してガスタービン２の吸気口７に導かれる。
【００５８】
なお、流量調整機構は、必ずしも開閉弁であるダンパにより形成する必要はなく、例えば、その一方又は双方を流量を任意に調整することができる流量調整弁により形成してもよい。
【００５９】
上述のガスタービン吸気凍結防止装置の第１ダンパ３２と第２ダンパ６３は、手動により切り換えられる。ただし、第１ダンパ３２と第２ダンパ６３を電動ダンパとし、さらに次のような構成とすることにより、本ガスタービン吸気凍結防止装置を自動制御することもできる。
【００６０】
図６に示すように、ガスタービン２の吸気温度ＴI を検出するガスタービン吸気温度センサ４１を、ガスタービン２の吸気口７の直近の吸気路９に配設する。発電機２０から排気された空気の排気温度ＴE を検出する発電機排気温度センサ７２を、排気供給路６１に配設する。大気温度ＴO を検出する大気温度センサ４３を、吸気路９に、特に本ガスタービン吸気凍結防止装置のように吸気フィルタ１０を備えている場合には、吸気フィルタ１０の入口に、かつ、吸気フィルタ１０と排気供給路６１の連結部よりも上流側に配設する。
【００６１】
図７に示すように、電動の第１ダンパ３２と第２ダンパ３３の作動を制御するコントローラ４０を配設し、第１ダンパ３２、第２ダンパ６３、ガスタービン吸気温度センサ４１、発電機排気温度センサ７２、大気温度センサ４３をそれぞれコントローラ４０に電気的に接続する。本ガスタービン吸気凍結防止装置のコントローラ４０による制御は、上述の第１の実施の形態において図４により示した制御と同様であるから、その説明は省略する。
【００６２】
本ガスタービン吸気凍結防止装置は、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された高温の空気を、排気供給路３１を介してガスタービン２の吸気路９に供給するようにしたから、ガスタービン２の吸気口７の近傍に発生する氷結を確実に防止することができる。
【００６３】
また、ガスタービン２とは別体に設けられた発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された空気をガスタービン２の吸気路９に供給するようにしたから、従来のガスタービン吸気凍結防止装置のような、圧縮空気の抽気に伴うガスタービンの効率低下を招くことはない。
【００６４】
さらに、ガスタービン２は、吸気路９に吸気を浄化するための吸気フィルタ５０を備え、排気供給路６１は、この吸気フィルタ５０の上流側に連結されているから、発電機２０を冷却した空気の浄化を行うことができ、ガスタービン２の翼の汚れによる性能低下をさらに確実に防止することができる。
【００６５】
そして、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５からガスタービン２へ供給する空気の流量を調整する流量調整機構３２，６３を排気路３０及び排気供給路６１に備えることにより、必要な時期に必要な量の高温の空気をガスタービンの吸気口に供給することができる。
【００６６】
また、この流量調整機構３２，６３を、排気路３０に配設されてこの排気路３０を開閉する第１ダンパ３２と、排気供給路６１に配設されてこの排気供給路６１を開閉する第２ダンパ６３とから形成したから、簡易な構成となり、設備上のコスト高を招くことはなく、また、メンテナンス上の負担も極めて少なくなる。
【００６７】
さらに、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５が、空気を発電機２０の内部に取り入れて排気路３０に排気するための冷却ファン２５を備えることにより、発電機２０の冷却を円滑に行うことができると共に、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された高温の空気を十分にガスタービン２の吸気口７に供給することができる。
【００６８】
また、この冷却ファン２５を発電機２０の回転子２４に取り付けて、この発電機２０の回転子２４の回転力により回転駆動するようにしたから、冷却ファン２５を強力な回転力により回転させることができると共に、電力等の他のエネルギ源を必要とせず、構造も簡易なものとなる。
【００６９】
さらに、コントローラ４０が、ガスタービン吸気温度センサ４１が検出した吸気温度ＴI に基づいて流量調整機構３２，６３の作動を制御するようにしたから、本ガスタービン吸気凍結防止装置の自動制御が可能になり、また、排気温度ＴE が吸気温度ＴI を上回るときに流量調整機構３２，６３を作動させて、発電機冷却機構２１，２２，２３，２５から排気された空気を、排気供給路６１を介してガスタービン２の吸気路９に供給するようにしたから、吸気温度ＴI よりも高温の空気を自動的に、かつ確実にガスタービン２の吸気路９に供給することができる。
【００７０】
その他は、上述の第１の実施の形態のガスタービン吸気凍結防止装置と同様であるから、その説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のガスタービン吸気凍結防止装置は、必ずしもガスタービン発電設備に限定して実施されるものではなく、様々な目的のガスタービン関連設備に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  ガスタービン発電設備
２  ガスタービン
３  回転軸
４  圧縮機
５  タービン
６  燃焼器
７  吸気口（入口）
８  金網
９  吸気路
１０  吸気フィルタ
１５  減速機
１６  回転軸
１７  起動モータ
２０  発電機
２１  ケーシング（発電機冷却機構）
２２  取入口（発電機冷却機構）
２３  排気口（発電機冷却機構）
２４  回転子
２５  冷却ファン（発電機冷却機構）
３０  排気路
３１  排気供給路
３２  第１ダンパ（流量調整機構）
３３  第２ダンパ（流量調整機構）
３４  金網状フィルタ
３５  エンクロージャ
３６  取入口
３７  排気口
３８  電動ファン
４０  コントローラ
４１  ガスタービン吸気温度センサ
４２  発電機排気温度センサ
４３  大気温度センサ
５０  吸気フィルタ
６１  排気供給路
６３  第２ダンパ（流量調整機構）
６４  金網状フィルタ
７２  発電機排気温度センサ
ＴE   排気温度
ＴI   吸気温度
ＴO   大気温度
ＴS   所定設定温度
【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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