(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料又は気体燃料を燃焼させるための個別のインジェクタが装備されたガスタービンにおける液体燃料バーナのためのもので、洗浄気体の供給管（２８、３０）と、液体燃料をバーナに分配するマニホルド（１４）と、あらゆる液体のデポジットを排出するための排出管（２６）とを含み、気体燃料が使用される時に使用状態になる洗浄システムのための安全装置であって、前記供給管（２８、３０）上に密閉タンク（２０）が挿入配置され、該密閉タンクには、洗浄気体の吸気管（２８）及び排気管（３０）の両方のための開口と、前記排出管（２６）のための開口と、少なくとも２つの液体レベルセンサ（３２、３４）のための開口とが設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記液体レベルセンサ（３２、３４）の開口は、前記排出管（２６）の開口の上方において異なる高さに配置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記タンク（２０）は、円筒形の形状を有し、その軸線を垂直にして配置され、また前記排出管（２６）が接続される下面（２２）と上面（２４）とにより両端が閉じられており、前記吸気管（２８）及び前記排気管（３０）のための開口が前記上面（２４）又は前記タンク（２０）の円筒形表面に設けられ、前記液体レベルセンサ（３２、３４）のための開口が前記タンク（２０）の円筒形表面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記タンク（２０）の外で前記吸気管（２８）上に第１停止弁（２９）が設けられ、前記タンク（２０）の外で前記排気管（３０）上に第２停止弁（３１）が設けられ、また前記タンク（２０）の外で前記排出管（２６）上に第３停止弁（２７）が設けられ、前記液体レベルセンサ（３２、３４）により得られる情報が処理されるガスタービン用制御パネル（１８）により与えられる指令に従って、前記弁が作動されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記タンク（２０）の上面（２４）の内側に、該タンク（２０）の上部領域を２つの部分に分割する平坦な分割バッフル（３６）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記吸気管（２８）の開口は、前記バッフル（３６）と対向しており、一方、前記排気管（３０）の開口は、前記吸気管（２８）の開口が設けられた部分の反対側の前記タンク（２０）の上部領域の部分にあることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記レベルセンサ（３４）は、前記分割バッフル（３６）の下端のすぐ下方に位置し、前記第２のセンサ（３２）の上方に位置していることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記洗浄気体は不活性ガスであることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記洗浄気体は、前記ガスタービンの軸流圧縮機（１２）から得られる空気であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知のように、ガスタービンは圧縮機を含み、該圧縮機内で外部環境から得られた空気が加圧される。
【０００３】
加圧された空気は、１つ又はそれ以上のバーナを含む一連の燃焼チャンバに流れ込み、該バーナの各々にはインジェクタから燃料が供給され、該燃料は空気と混合されて空気と燃料の混合物を形成し燃焼される。
【０００４】
次いで、燃焼ガスはタービンに送り出されて、該タービンが前記燃焼チャンバ内で燃焼されたガスのエンタルピーを使用者に利用できる機械的エネルギーに変換する。
【０００５】
具体的には、「二元燃料」すなわち２つの種類の燃料、換言すれば液体又は気体燃料で作動するガスタービンが存在する。
【０００６】
この場合、タービンには気体又は液体燃料のそれぞれを燃焼させるための個別のインジェクタが装備される。
【０００７】
タービンが気体燃料で作動している時には、液体燃料インジェクタには燃料が供給されないので、使用されていないインジェクタを不活性ガス又は空気の流れで洗浄することが必要になる。これは、インジェクタの上流に完全なシールがない場合に空気と燃料の混合物又は燃焼ガスの吸い込みを防止するためである。
【０００８】
さらに、連続して洗浄することでインジェクタを冷却するという有益な効果があり、かつ問題を生じる可能性がある液体燃料の如何なる残留量も除去する。実際に液体燃料がバーナの内部に残っている場合、それが高温の影響のために炭化してインジェクタの噴射孔を閉塞する可能性がある。
【０００９】
好都合なことに、バーナの連続洗浄は、圧縮機出口と燃焼チャンバの内部との間の圧力差を利用して、タービンの軸流圧縮機の出口から取り出される空気で行うことができる。この理由により、この洗浄は、燃焼チャンバ内の圧力損失を利用するので「受動的」として知られている。
【００１０】
その上、バーナに液体燃料が供給される時、液体燃料が洗浄空気供給管を通して圧縮機排出ボックス中に逆流して、自己着火を生じ、それによりタービンに重大な構造上の損傷を与える危険性がないように、この洗浄のためのシステムには保護装置が装備されなければならない。
【００１１】
現在、このシステムは、多くのバーナに空気を分配するマニホルドに空気を供給する空気供給管路上に停止弁を用いるように構成されている。
【００１２】
次に、空気マニホルドを多くのバーナに接続する各管には、別の停止弁が設けられ、一方、マニホルドの最下方位置には排出弁が設けられ、この排出弁が排出生成物を収集するための外部システムに接続されている。
【００１３】
タービンが気体燃料で作動している時には、マニホルドに空気を供給する管路上の停止弁とバーナ上の停止弁とは開かれており、従ってバーナの洗浄ができる。この場合排出弁は閉じられたままであることが分かるであろう。
【００１４】
一方、バーナに液体燃料が供給される時には、簡単にするために供給弁とも呼ばれる、空気供給管路上の停止弁と、他の停止弁とは、閉じられるので、軸流圧縮機から得られる洗浄空気をインジェクタに送られる液体燃料から物理的に分離することを保証する。
【００１５】
この場合には、排出弁は開かれている。このようにして、弁の破損又は不完全なシールにより生じる液体燃料の如何なる吹抜けも、マニホルド中に集められて排出収集システムにより排出される。このシステムにはまた、漏れを示すために可視パイロットランプ又は他の種類の信号を備えることができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この形式のシステムでは、液体燃料の多くの漏れに曝された場合、危険な自己着火の懼れに対して適当な保護を保証することは可能でない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、上記の不利な点を解消し、具体的には、漏れの存在を効果的にガスタービンの制御パネルに直接表示することを可能にする、ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置を提供することである。
【００１８】
本発明の別の１つの目的は、特に信頼性があり、簡単でかつ機能的であり、しかも比較的低コストである、ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置を提供することである。
【００１９】
本発明によるこの目的及び他の目的は、請求項１に記載するような、ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置を提供することによって達成される。
【００２０】
別の特徴は後続の請求項に記述される。
【００２１】
好都合なことに、このガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置は、下流のシステムの特徴とは無関係にガスタービン内部の漏れ燃料又は凝縮水を収集することを保証する。
【００２２】
ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための、本発明による安全装置の特徴及び利点は、添付の概略図面を参照して、非限定的な実施例によってなされた以下の説明からより明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図は、その全体を符号１０で表した、ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置を示す。
【００２４】
装置には、タンク２０が含まれ、該タンク２０は、図２に示す非限定的な実施例において、円筒形の形状を有し、その軸線を垂直にして配置され、また下部湾曲表面２２と上部湾曲表面２４により両端が閉じられる。
【００２５】
下部表面２２には、排出管２６のための開口が設けられる。
【００２６】
タンク２０の側面に空気の吸気管２８のための開口が設けられ、一方、タンク２０の上部表面２４又は側面に空気の排気管３０のための開口が設けられる。
【００２７】
また、タンク２０の側面には、下側レベルセンサ３２及び上側レベルセンサ３４のための、異なる高さの２つの開口が設けられており、これらレベルセンサはタービン用制御パネル１８に接続される。
【００２８】
タンク２０の上部湾曲表面２４の内側に、タンク２０の上部領域を２つに分割する平坦な分割バッフル３６が設けられる。
【００２９】
吸気管２８はバッフル３６に対向して接続され、一方、排気管３０は、バッフル３６に対して吸気管２８が入る位置とは反対の位置にあるタンク２０の上部領域に接続される。
【００３０】
好都合なことに、上側レベルセンサ３４は、分割バッフル３６の下端のすぐ下方に配置される。
【００３１】
図1に見られるように、タンク２０の外で吸気管２８上に、ガスタービンの軸流圧縮機１２から得られる洗浄空気のための第１停止弁２９が設けられ、一方、タンク２０の外で排気管３０上に、ガスタービンの液体燃料インジェクタに接続されるマニホルド１４のための第２停止弁３１が設けられる。
【００３２】
最後に、タンク２０の外で排出管２６上には、排出収集システム１６のための第３停止弁２７が設けられる。
【００３３】
本発明によるガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置の機能は、図面に関連してなされた前述の説明から明らかであり、要約すると次の通りである。
【００３４】
２つの停止弁２９と３１は、液体燃料インジェクタを洗浄するためにマニホルド１４に供給される洗浄空気の供給管路上に配置される。
【００３５】
これらの２つの停止弁２９と３１との間に、あらゆる排出生成物を収集し、それらを排出弁２７によって収集システム１６中に排出するタンク２０が設けられる。
【００３６】
液体燃料の吹抜けがある場合、及び空気の湿気により生じる凝縮水が徐々に蓄積する場合の両方の場合に、液体は、タンク２０の内部から収集されることができる。
【００３７】
２つの異なる水準に配置されている２つのレベルセンサ３２と３４は、何時液体が集積したかを測定し、その事実をタービン制御パネル１８に伝送する。
【００３８】
バーナを洗浄する間、下側センサ３２が液体燃料又は凝縮水の何れかの液体の存在を示した場合には、排出弁２７は、制御パネル１８からの指令によりタンク２０を空にするように適当な時間の間開かれる。
【００３９】
この事象が所定の時間の間に再び起これば、このことは液体燃料が大量に漏れているということを示すので、タービンは制御パネル１８からの指令により停止される。
【００４０】
一方、液体の存在を示すのが上側センサ３４である場合、このことはタンク２０がほとんど完全に一杯になっていることを示すので、制御パネル１８はタービンの緊急停止を指令する。
【００４１】
他方、洗浄システムが作動中でない場合、すなわち、停止弁２９と３１とが閉じていてかつ排出弁２７が開いている場合、タンク２０は排出収集システム１６に常時接続されている。この状態では、燃料の大量の漏れがない限り、凝縮水又は液体燃料が集積することは起こり得ない。
【００４２】
上記の大量の漏れが起こった場合にタービンを保護するために、洗浄システムが作動中でない時に２つのセンサ３２と３４のうちの１つがタンク２０内部の液面レベルが上昇していることを示した場合、タービンは制御パネル１８からの指令により即座に停止される。
【００４３】
結局、タンク２０内に分割バッフル３６を設けること、及び、吸気管２８と排気管３０との開口を前記分割バッフル３６に対して両側位置に配置することなどの適当な設計要因により、液体燃料が毛管作用により吸気管２８内に上昇する可能性を防止する。
【００４４】
以上の説明により、本発明の主題であるガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための安全装置の特徴及び対応する利点を明らかにした。
【００４５】
この点では、提案した実施形態は、漏れが排出収集システムに排出される場合における少ない程度と、故障が制御パネルにより即座に確認されてタービンが停止される場合における多い程度との両方の液体燃料のいかなる漏れに対しても保護を行うことに注目されたい。
【００４６】
その上に、タンクの設計上の特徴は、下流の洗浄システムの特徴に関係なく、タンクの内部の漏れ又は凝縮水を収集することを保証するが、タンクの設計上の特徴は、タンク自体に向かう連続する傾斜は備えていなければならない。
【００４７】
装置の別の利点は、漏れの存在を自動的かつ直接的に、タービン制御パネルに示すことができるその能力であり、タービン制御パネルが最も適切な修正又は防止動作を行うことができることになる。
【００４８】
最後に、異なる水準にある２つのセンサ構成はまた、センサ機能の制御論理を実施することを可能にする。例えば、上側センサのみが液体の存在を示す場合、２つのセンサのうちの少なくとも１つは正確に機能していない。
【００４９】
終わりに当たって、ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための、このように設計された安全装置に対して、全て本発明の技術的範囲内にある多くの修正及び変更を行うことができ、更に、全ての詳細部分が技術的に均等な要素に置き換えることができるのは明らかである。実施において、技術的要件に従って、如何なる材料、形態及び寸法をも用いることが可能である。
【００５０】
従って、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲により定められる。
【００５１】
特許請求の範囲に示す参照符号は、本発明の技術的範囲を限定するのではなく、それらを容易に理解することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ガスタービンにおける液体燃料インジェクタの洗浄システムのための、本発明による安全装置の作動図。
【図２】  図１の安全装置に含まれるタンクの断面図。
【符号の説明】
１０  ガスタービン
１２  軸流圧縮機
１４  マニホルド
１６  排出収集システム
１８  制御パネル
２６  排出管
２７  第３停止弁
２８  吸気管
２９  第１停止弁
３０  排気管
３１  第２停止弁
【図１】
0004111791.tif 000002
【図２】
0004111791.tif 000003