(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンシステムの圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機１２は、複数の入口案内静翼を備えた少なくとも１つの入口列２４を含む。複数の静翼を備えた少なくとも１つの静翼列１４も含まれる。さらに、少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている第１の駆動機構３２も含まれる。さらにまた、少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている第２の駆動機構３４も含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入口案内静翼を備えた少なくとも１つの入口列と、
複数の静翼を備えた少なくとも１つの静翼列と、
前記少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、前記少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている第１の駆動機構と、
前記少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、前記少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている第２の駆動機構と
を具備する、ガスタービンシステムの圧縮機。
【請求項２】
前記第１の駆動機構は油圧で駆動される、請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第１の駆動機構および前記第２の駆動機構のうちの少なくとも１つが電気モータによって駆動される、請求項１記載の圧縮機。
【請求項４】
各々が前記複数の静翼を備えた複数の静翼列と、
前記第１の駆動機構を前記複数の静翼列に作動可能に接続するリンク装置と、
各々が前記複数の静翼列の１つに作動可能に接続された複数の第２の駆動機構と
をさらに具備する、請求項１記載の圧縮機。
【請求項５】
前記複数の第２の駆動機構の各々は、前記複数の静翼列の各々を独立して位置的に操作するように構成されている、請求項４記載の圧縮機。
【請求項６】
前記複数の静翼列は、共に作動可能に連結されている、請求項４記載の圧縮機。
【請求項７】
前記リンク装置は、前記複数の静翼列を共に作動可能に連結する、請求項６記載の圧縮機。
【請求項８】
前記第２の駆動機構は、前記少なくとも１つの静翼列を、前記第１の駆動機構よりも正確に位置的に操作する、請求項１記載の圧縮機。
【請求項９】
前記少なくとも１つの静翼列は、前記少なくとも１つの入口列に対して位置的に変化可能である、請求項１記載の圧縮機。
【請求項１０】
各々が複数の静翼を備えた複数の列と、
前記複数の列に作動可能に接続され、前記複数の列を位置的に操作するように構成されている第１の駆動機構と、
前記複数の列のうちの少なくとも１つの列に作動可能に接続され、前記少なくとも１つの列を位置的に操作するように構成されている第２の駆動機構と
を具備する、ガスタービンシステムの圧縮機。
【請求項１１】
前記第１の駆動機構は電気で駆動される、請求項１０記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記第２の駆動機構は、電気モータによって駆動されるねじを具備する、請求項１０記載の圧縮機。
【請求項１３】
複数の入口静翼を備えた、少なくとも１つの入口列をさらに具備する、請求項１０記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記複数の列は、前記少なくとも１つの入口列に対して位置的に変化可能である、請求項１３記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記第１の駆動機構を前記複数の列に作動可能に接続するリンク装置と、
各々が前記複数の列の１つに作動可能に接続された複数の第２の駆動機構と
をさらに具備する、請求項１０記載の圧縮機。
【請求項１６】
前記複数の第２の駆動機構の各々は、前記複数の列の各々を独立して位置的に操作するように構成されている、請求項１５記載の圧縮機。
【請求項１７】
前記リンク装置は、前記複数の列を共に作動可能に連結する、請求項１５記載の圧縮機。
【請求項１８】
複数の入口案内静翼を備えた少なくとも１つの入口列と、
各々が複数の静翼を備えた複数の静翼列と、
前記複数の静翼列に作動可能に接続され、前記複数の静翼列を位置的に操作するように構成されている電気駆動装置と、
前記複数の静翼列のうちの少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、前記少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている電動ねじ駆動装置と
を具備する、ガスタービンシステムの圧縮機。
【請求項１９】
前記複数の静翼列は、前記少なくとも１つの入口列に対して位置的に変化可能である、請求項１８記載の圧縮機。
【請求項２０】
前記複数の静翼列の各々を独立して位置的に操作するために、各々が前記複数の静翼列のうちの１つに作動可能に接続された複数の第２の駆動機構をさらに具備する、請求項１８記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は、ガスタービンシステムの圧縮機に関し、より詳細には、入口案内翼および／または静翼の位置制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンシステムは、複数の列または段を含んでいることが多く、この複数の列または段で、ロータが高速で回転されて、回転する動翼によって空気が圧縮機に引き込まれ、加速され、この回転する動翼は、空気を下流へと送り、隣接する静翼の列に当てたり、そこを通過させたりする。圧縮機を通って流れる空気の圧力は、圧縮機の各列または各段を通って上昇し、それによって圧縮ガスが形成される。
【０００３】
ガスタービンシステム、より具体的にはガスタービンシステムの圧縮機の効率を高めるために、下流の隣接する列または段への流れの角度の影響を制御するように、圧縮機を通って流れる空気に影響を与えるため、可変静翼を使用することができる。すべての運転条件において効率向上を見ることができるが、可変静翼は、比較的低い回転速度および減量運転中において特に有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６７５８０４４号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一態様によれば、ガスタービンシステムの圧縮機は、複数の入口案内静翼を備えた少なくとも１つの入口列を含む。複数の静翼を備えた少なくとも１つの静翼列も含まれる。さらに、少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている第１の駆動機構も含まれる。さらにまた、少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている第２の駆動機構も含まれる。
【０００６】
本発明の別の態様によれば、ガスタービンシステムの圧縮機は、各々が複数の静翼を備えた複数の列を含む。複数の列に作動可能に接続され、複数の列を位置的に操作するように構成されている第１の駆動機構も含まれる。さらに、複数の列のうちの少なくとも１つの列に作動可能に接続され、少なくとも１つの列を位置的に操作するように構成されている第２の駆動機構も含まれる。
【０００７】
本発明のさらに別の態様によれば、ガスタービンシステムの圧縮機は、複数の入口案内静翼を備えた、少なくとも１つの入口列を含む。各々が複数の静翼を備えた複数の静翼列も含まれる。さらに、複数の静翼列に作動可能に接続され、複数の静翼列を位置的に操作するように構成されている電気駆動装置も含まれる。さらにまた、複数の静翼列のうちの少なくとも１つの静翼列に作動可能に接続され、少なくとも１つの静翼列を位置的に操作するように構成されている電動ねじ駆動装置も含まれる。
【０００８】
これら他の利点および特徴は、図面と併せて以下の説明から、より明らかになろう。
【０００９】
本発明と見なされる主題は、具体的に指摘され、明細書の最後にある特許請求の範囲において明確に請求される。本発明の、前述および他の特徴および利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスタービンシステムの圧縮機部分の側面斜視図である。
【図２】圧縮機部分の複数の可変静翼の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照した例によって、本発明の実施形態について、利点および特徴と共に詳細に説明する。
【００１２】
図１および図２を参照すると、ガスタービンシステム１０は、複数の段すなわち複数の静翼列１４を備えた軸流圧縮機１２を含む。各静翼列１４は、一般的には複数であるが少なくとも１つの円周方向において互いに離間された可変静翼１６を備え、この可変静翼１６は、ロータ（図示せず）に動作可能に接続されロータから径方向に延びている、円周方向において互いに離間された動翼（図示せず）の列の上流に配置されている。ロータは、中心軸線回りに回転するように構成されている。動翼は、中心軸線回りに、圧縮機筺体（図示せず）内で回転させられる。さらに、圧縮機１２は、少なくとも１つの入口案内列２４を含んでおり、この入口案内列２４は、一般的には複数であるが少なくとも１つの入口案内静翼２６を備える。入口案内静翼２６は、同様に可変であってもよい。入口案内列２４は、圧縮機１２の入口に配置されている。
【００１３】
運転中、空気は、圧縮機１２内へと流れ、高圧のガスへと圧縮される。高圧のガスは、燃焼器アセンブリ（図示せず）に供給され、例えば天然ガスおよび／または液体燃料といった燃料と混合される。
【００１４】
リンク装置２８は、静翼列１４のうちの少なくとも１つ、したがって可変静翼１６に作動可能に連結される。リンク装置２８が３つのこうした静翼列１４に連結される例示の実施形態と同様に、リンク装置２８は一般的に、複数の静翼列１４に作動可能に連結される。リンク装置２８は、トルク軸３０、およびリンク装置２８を駆動するように構成されている第１の駆動機構３２を含む。第１の駆動機構３２は一般的に、電気式の駆動装置または油圧式の駆動装置であるが、リンク装置２８、したがって静翼列１４をうまく駆動するために他のいくつかの方式の駆動装置を使用できることが企図されている。前述のように、第１の駆動機構３２が複数の静翼列１４に作動可能に連結されていることで、静翼列１４および可変静翼１６を比較的素早く調整する。比較的素早く調整することは、ガスタービンシステム１０、具体的には圧縮機１２の様々な運転条件間の遷移中に有益である。第１の駆動機構３２は、それに限定されないが、圧縮機筺体または圧縮機筺体内の安定した構造体に直接的または間接的に取り付けることを含めて、いくつかの方法で圧縮機１２内に配置することができる。このような取り付けには、第１の駆動機構３２と、圧縮機１２内の関連する構造体との間で堅牢な関係を築くために、機械的な締結具を使用することが含まれ得る。
【００１５】
静翼列１４、したがって可変静翼１６の調整に対してさらなる制御精度を確立するために、第２の駆動機構３４が個々の静翼列１４に関連付けられる。第２の駆動機構３４は、各静翼列１４に対する調整の精度を高めるように構成されている。さらに、第２の駆動機構３４は、各静翼列１４に対して独立した制御を行うように機能し、それら静翼列１４の位置の実現可能な組合せの数を大幅に増加させている。いくつかの方式の駆動装置を第２の駆動機構３４として使用することができ、ある方式は、トリマモータなどのモータによって電気で駆動される、ねじ式の駆動装置である。一般的に、圧縮機１２は、複数の第２の駆動機構３４を収容し、第２の駆動機構３４の正確な数は、制御したい静翼列１４の数によって決まる。
【００１６】
入口案内列２４は、入口列駆動装置３６への作動可能な接続によって、位置的に調整することもできる。入口列駆動装置３６は、油圧式、電動、または他の適切な代替物であってもよい。
【００１７】
運転中、可変静翼１６および／または入口案内静翼２６は、上流の動翼によって圧縮機１２内を流れる空気に対してもたらされた偏向を修正し、空気を次の動翼の列に対して正しい角度に向ける。この基本的な負荷機能に加えて、可変静翼１６および／または入口案内静翼２６は、減量運転の遷移など、ガスタービンシステム１０の遷移中に性能を高めるように調整することができる。第１の駆動機構３２は、調整の要求に素早く応答する能力を発揮し、第２の駆動機構３４は、緩慢ではあるが、独立した各静翼列１４および／または各入口案内列２４をより正確に調整する能力を維持する。
【００１８】
有利には、第１の駆動機構３２による静翼列１４の一次調整、および、第２の駆動機構３４による静翼列１４の二次調整は、減量運転中の性能を高めるとともに、可変静翼１６および／または入口案内静翼２６の間の関係の制御を向上させることによって、基本的な負荷性能を高める。また、二重の調整によって、より多くの運転状態および流れの状態において効率を高めることができる。
【００１９】
本発明は、限られた数の実施形態だけに関連して詳細に説明されたが、本発明がこのような開示された実施形態に限定されないことを容易に理解されたい。むしろ、本発明は、ここまで説明されていないが、本発明の精神および範囲に相応する任意の数の変形物、代替物、代用物、または同等物を組み込むように修正することができる。また、本発明の様々な実施形態が説明されたが、本発明の態様は、説明された実施形態の一部だけを含んでもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されると解釈すべきではなく、添付の請求項の範囲によって限定されるにすぎない。
【符号の説明】
【００２０】
１０  ガスタービンエンジン
１２  軸流圧縮機
１４  静翼列
１６  可変静翼
２４  案内列
２６  案内静翼
２８  リンク装置
３０  トルク軸
３２  第１の駆動機構
３４  第２の駆動機構
３６  入口列駆動装置
【図１】
2013227972.tif 000003
【図２】
2013227972.tif 000004