CN109328260A - 燃气涡轮机及燃气涡轮机的运行方法 - Google Patents

Abstract

在燃气涡轮机中，设置有将从各抽气室(25a、25b、25c)抽出的压缩空气供给至涡轮(13)的低压抽气流路(41)、中压抽气流路(42)及高压抽气流路(43)；将各抽气流路(41、42、43)的压缩空气排出至排气室(30)的低压排气流路(44)、中压排气流路(45)及高压排气流路(46)；设置于各排气流路(44、45、46)的低压排气阀(47)、中压排气阀(48)及高压排气阀(49)；设置于各排气流路(44、45)的低压喷射器(51)及中压喷射器(52)；向各喷射器(51、52)供给压缩空气的驱动空气供给流路(53)；以及在燃气涡轮机(10)的运行状态处于发生旋转失速的区域时，开放各排气阀(47、48、49)的同时从驱动空气供给流路(53)向各喷射器(51、52)供给压缩空气的控制装置(60)。

Description

燃气涡轮机及燃气涡轮机的运行方法

技术领域

本发明涉及一种具有压缩机、燃烧器及涡轮的燃气涡轮机及该燃气涡轮机的运行方法。

背景技术

常规的燃气涡轮机由压缩机、燃烧器及涡轮构成。而且，通过从空气取入口取入的空气由压缩机压缩而成为高温、高压的压缩空气，并通过在燃烧器中对该压缩空气供给燃料而使其燃烧而获得高温、高压的燃烧气体(工作流体)，通过该燃烧气体而驱动涡轮，以驱动与该涡轮连结的发电机。

当启动燃气涡轮机时，通过启动用马达驱动旋转转子，并通过驱动压缩机而确保压缩空气。当通过该压缩机生成压缩空气时，转动叶片的负荷变大，且发生旋转失速(喘振)。若旋转失速发生，则有时会同时发生效率下降、叶片振动、轴振动。

作为防止燃气涡轮机的旋转失速的装置，例如有下述专利文献1中所记载的装置。专利文献1中所记载的用于控制燃气涡轮机引擎的喘振的方法及装置中，设置将通过压缩机压缩的压缩空气排出至涡轮的抽气配管，当燃气涡轮机启动时，通过开放该抽气配管中所设置的阀，并将从抽气配管中抽出的压缩空气排出至涡轮，抑制启动时的旋转失速。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014020373号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在上述的以往燃气涡轮机的启动方法中，在涡轮启动时，将从压缩机中抽出的压缩空气从抽气配管排出至涡轮。在该情况下，从压缩机中抽出的压缩空气因与涡轮的压力差而通过抽气配管送出至该涡轮。因此，作为该抽气配管，需要大口径的配管，从而存在导致配管成本增加，并且施工成本增加这一问题。

本发明用于解决上述问题，其目的在于提供一种实现装置的小型化及施工成本的降低的燃气涡轮机及燃气涡轮机的运行方法。

用于解决技术课题的手段

用于实现上述目的的本发明的燃气涡轮机由压缩机、燃烧器及涡轮构成，且具备：抽气流路，将从所述压缩机中抽出的压缩空气作为冷却空气而供给至所述涡轮；排气流路，将所述抽气流路的压缩空气排出至涡轮排气系统；排气阀，设置于所述排气流路；喷射器，设置于比所述排气流路中的所述排气阀更靠压缩空气的流动方向的下游侧；驱动流体供给装置，向所述喷射器供给驱动流体；及控制装置，在燃气涡轮机启动时或停止时开放所述排气阀的同时运转所述驱动流体供给装置。

因此，例如，当燃气涡轮机启动时，通过启动用马达驱动压缩机而压缩空气，并且使压缩空气流向燃烧器侧，但此时，压缩机中的转动叶片的负荷变大，从而可能会发生旋转失速。因此，在燃气涡轮机启动时或停止时，开放排气阀的同时运转驱动流体供给装置而使喷射器运转。于是，从压缩机中抽出的压缩空气的一部分从抽气流路通过排气流路并通过喷射器增速而排出至涡轮排气系统。因此，转动叶片的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机的运行特性。而且，能够将通过喷射器抽出的压缩空气提前且增加后排出至涡轮排气系统，从而能够实现装置的小型化及施工成本的降低。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述控制装置在所述燃气涡轮机的运行状态处于发生旋转失速的区域时开放所述排气阀的同时运转所述驱动流体供给装置。

因此，当处于燃气涡轮机的运行状态达到发生旋转失速的区域的区域时，开放排气阀的同时运转驱动流体供给装置而使喷射器运转，由此转动叶片的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机的运行特性。而且，能够将通过喷射器抽出的压缩空气提前且增加后排出至涡轮排气系统，从而能够实现装置的小型化及施工成本的降低。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述控制装置在所述燃气涡轮机启动时，开放所述排气阀的同时运转所述驱动流体供给装置，若所述燃气涡轮机的启动状态脱离发生旋转失速的区域，则闭合所述排气阀的同时停止所述驱动流体供给装置的运转。

因此，当燃气涡轮机启动时，可能会发生旋转失速，因此开放排气阀的同时运转驱动流体供给装置，而将从压缩机中抽出的压缩空气的一部分排出至涡轮排气系统。因此，转动叶片的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机的运行特性。而且，若燃气涡轮机的启动状态脱离发生旋转失速的区域，则闭合排气阀的同时停止驱动流体供给装置的运转。于是，从压缩机中抽出的压缩空气向涡轮排气系统的排气停止，从而能够在压缩机中确保充分的压缩空气量而提前实施额定运行。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，若所述燃气涡轮机的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上，则所述控制装置闭合所述排气阀的同时停止所述驱动流体供给装置的运转。

因此，通过以燃气涡轮机的转速来规定燃气涡轮机的启动状态发生旋转失速的区域，能够简化基于控制装置的燃气涡轮机运行控制。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，设置有检测流经所述排气流路的压缩空气的压力或所述驱动流体供给装置向所述喷射器供给的驱动流体的压力的压力检测器，所述控制装置根据所述压力检测器的检测结果控制所述驱动流体供给装置的运转。

因此，通过根据流经排气流路的压缩空气的压力或供给至喷射器的驱动流体的压力而调整驱动流体的供给量，能够变更排出至涡轮排气系统的压缩空气量，从而能够适当地抑制旋转失速的发生。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述驱动流体供给装置由向所述喷射器供给驱动流体的驱动流体供给流路及设置于所述驱动流体供给流路的流量调整阀构成，所述控制装置根据所述压力检测器的检测结果控制所述流量调整阀的开度。

因此，通过根据流经排气流路的压缩空气的压力或供给至喷射器的驱动流体的压力的增减而控制流量调整阀的开度，能够调整从驱动流体供给流路供给至喷射器的驱动流体的供给量，并能够变更排出至涡轮排气系统的压缩空气量，从而不管燃气涡轮机的运行状态如何而能够适当地抑制旋转失速的发生。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述驱动流体供给装置将压力高于流经所述排气流路的压缩空气压力的驱动流体供给至所述喷射器。

因此，通过高压力的驱动流体供给至喷射器，喷射器能够稳定地增速流经排气流路的压缩空气。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述驱动流体供给装置将从所述压缩机供给至所述燃烧器的压缩空气供给至所述喷射器。

因此，通过将从压缩机供给至燃烧器的压缩空气供给至喷射器，能够将高压压缩空气供给至喷射器，从而能够稳定地增速流经排气流路的压缩空气。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，设置有将从所述压缩机的第1抽气室及比所述第1抽气室更靠高压侧的第2抽气室抽出的压缩空气作为冷却空气而分别供给至所述涡轮的第1抽气流路及第2抽气流路，并且设置有将所述第1抽气流路及所述第2抽气流路的压缩空气分别排出至所述涡轮排气系统的第1排气流路及第2排气流路，在所述第1排气流路中设置有所述喷射器，所述驱动流体供给装置将流经所述第2排气流路的压缩空气供给至所述喷射器。

因此，通过将从压缩机中抽出的高压压缩空气供给至喷射器，成为通过喷射器增速从压缩机中抽出的低压压缩空气后供给至涡轮排气系统，从而能够有效利用所排出的无用的压缩空气。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述驱动流体供给装置将来自设置于外部的压缩空气供给源的压缩空气供给至所述喷射器。

因此，通过将来自外部的压缩空气供给源的压缩空气供给至喷射器，不管燃气涡轮机的运行状态如何而能够将高压压缩空气供给至喷射器，从而稳定地增速流经排气流路的压缩空气。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述驱动流体供给装置具备将来自所述压缩机及设置于所述燃烧器的机室外部的外部压缩空气供给源的压缩空气供给至所述喷射器的第1驱动流体供给装置、及将来自所述压缩机或设置于所述燃烧器的机室内部的内部压缩空气供给源的压缩空气供给至所述喷射器的第2驱动流体供给装置，所述控制装置在启动时运转所述第1驱动流体供给装置并停止所述第2驱动流体供给装置，若所述燃气涡轮机的转速达到预先设定的规定转速，则停止所述第1驱动流体供给装置并运转所述第2驱动流体供给装置。

因此，在燃气涡轮机启动时，通过第1驱动流体供给装置将来自外部压缩空气供给源的压缩空气供给至喷射器，若燃气涡轮机的转速达到规定转速，则通过第2驱动流体供给装置将来自内部压缩空气供给源的压缩空气供给至喷射器，由此不管燃气涡轮机的运行状态如何，始终运转喷射器而能够抑制旋转失速的发生。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，所述排气阀一体设置于所述喷射器。

因此，通过将排气阀一体设置于喷射器，能够简化压缩空气的排气系统而实现结构的简化。

本发明的燃气涡轮机的特征在于，设置有将冷却空气供给至所述燃烧器的机室上部的冷却空气流路、设置于所述冷却空气流路的开闭阀、设置于所述冷却空气流路的冷却空气用喷射器、及向所述冷却空气用喷射器供给驱动流体的冷却空气用驱动流体供给装置，所述控制装置在所述燃气涡轮机停止之后，开放所述开闭阀的同时运转所述冷却空气用驱动流体供给装置。

因此，在燃气涡轮机停止之后，通过开放开闭阀的同时运转冷却空气用驱动流体供给装置并运转冷却空气用喷射器，流经冷却空气流路的冷却空气通过冷却空气用喷射器增速而供给至燃烧器的机室上部。因此，在燃气涡轮机停止之后，能够通过冷却空气搅拌燃烧器的机室中的上部空间而进行冷却，从而能够降低壳体上下的温度差而抑制变形。

并且，本发明的燃气涡轮机的运行方法的特征在于，在由压缩机、燃烧器及涡轮构成的燃气涡轮机中，具有：启动所述燃气涡轮机的工序；将从所述压缩机中抽出的压缩空气作为冷却空气而供给至所述涡轮的工序；以额定转速运行所述燃气涡轮机的工序；及停止所述燃气涡轮机的工序；在所述燃气涡轮机启动时或停止时，将从所述压缩机中抽出的压缩空气的一部分通过喷射器增速而排出至涡轮排气系统的工序。

因此，在燃气涡轮机启动时或停止时，将从压缩机中抽出的压缩空气的一部分通过喷射器增速而排出至涡轮排气系统，因此转动叶片的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机的运行特性。而且，能够将通过喷射器抽出的压缩空气提前且增加后排出至涡轮排气系统，从而能够实现装置的小型化及施工成本的降低。

本发明的燃气涡轮机的运行方法的特征在于，设置有若所述燃气涡轮机的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上，则停止从所述压缩机中抽出的压缩空气向所述涡轮排气系统的排气的工序。

因此，若燃气涡轮机的启动状态脱离发生旋转失速的区域，则停止从压缩机中抽出的压缩空气向涡轮排气系统的排气，从而能够在压缩机中确保充分的压缩空气量而提前实施额定运行。

发明效果

根据本发明的燃气涡轮机及燃气涡轮机的运行方法，设置在燃气涡轮机的运行状态处于发生旋转失速的区域时开放排气阀的同时运转驱动流体供给装置的控制装置，因此成为从压缩机中抽出的压缩空气的一部分通过喷射器增速而排出至涡轮排气系统，从而转动叶片的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，并且能够改善燃气涡轮机的运行特性。而且，能够将通过喷射器抽出的压缩空气提前且增加后排出至涡轮排气系统，从而能够实现装置的小型化及施工成本的降低。

附图说明

图1是表示第1实施方式的燃气涡轮机的概略结构图。

图2是表示第1实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

图3是表示第2实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

图4是表示第3实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

图5是表示第4实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

图6是表示喷射器的剖视图。

图7是表示喷射器运转的剖视图。

图8是表示第5实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

图9是表示第6实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明所涉及的燃气涡轮机及燃气涡轮机的运行方法的优选实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于该实施方式，并且，当有多个实施方式时，包括将各实施方式进行组合的结构。

[第1实施方式]

图1是表示第1实施方式的燃气涡轮机的概略结构图。

在第1实施方式中，如图1所示，燃气涡轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。该燃气涡轮机10在同轴上连结有未图示的发电机，且能够发电。

压缩机11具有取入空气的空气取入口20，在压缩机机室21内配设有入口导流叶片(IGV：Inlet Guide Vane)22，并且多个固定叶片23及转动叶片24沿前后方向(后述的转子32的轴向)交替配设而成，在其外侧设置有抽气室25。燃烧器12对通过压缩机11压缩的压缩空气供给燃料，并通过点火能够燃烧。涡轮13在涡轮机室26内沿前后方向(后述的转子32的轴向)交替配设有多个固定叶片27及转动叶片28。在该涡轮机室26的下游侧经由排气机室29配设有排气室30，该排气室30具有与涡轮13连续的排气扩压器31。

并且，转子(旋转轴)32以贯穿压缩机11、燃烧器12、涡轮13及排气室30的中心部的方式配置。转子32的压缩机11侧的端部由轴承部33旋转自如地支承，另一方面，排气室30侧的端部由轴承部34旋转自如地支承。而且，该转子32在压缩机11中重叠固定有多个装配有各转动叶片24的轮盘，在涡轮13中重叠固定有多个装配有各转动叶片28的轮盘，在排气室30侧的端部连结有未图示的发电机的驱动轴。

而且，该燃气涡轮机10中，压缩机11的压缩机机室21支承于腿部35，涡轮13的涡轮机室26由腿部36支承，排气室30由腿部37支承。

因此，从压缩机11的空气取入口20取入的空气通过入口导流叶片22、多个固定叶片23及转动叶片24而被压缩而成为高温、高压的压缩空气。通过燃烧器12对该压缩空气供给规定的燃料，并进行燃烧。而且，通过该燃烧器12生成的工作流体即高温、高压的燃烧气体通过构成涡轮13的多个固定叶片27及转动叶片28而驱动旋转转子32，并驱动与该转子32连结的发电机。另一方面，驱动了涡轮13的燃烧气体作为排气而排放到大气。

如此构成的燃气涡轮机10将从压缩机11中抽出的一部分压缩空气作为冷却空气而供给至涡轮13，由此冷却该涡轮13。并且，当启动燃气涡轮机10时，通过启动用马达(例如，用作发电机的电动发电机)驱动旋转转子32，并驱动压缩机11，由此确保压缩空气。但是，当通过该压缩机11生成压缩空气时，转动叶片24的负荷变大，可能会发生旋转失速。尤其，若伴随燃气涡轮机10的高性能化而压力比变高，则变得容易发生旋转失速。因此，当启动燃气涡轮机10时，通过将从压缩机11中抽出的一部分压缩空气排出至涡轮排气系统，减少转动叶片24的负荷而抑制旋转失速的发生。

图2是表示第1实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。

在燃气涡轮机10中，如图2所示，压缩机机室21设置有低压抽气室(第1抽气室)25a、中压抽气室(第1抽气室)25b及高压抽气室(第2抽气室)25c。低压抽气流路(第1抽气流路)41的一端部与低压抽气室25a连结，另一端部与涡轮机室26的下游部连结。中压抽气流路(第1抽气流路)42的一端部与中压抽气室25b连结，另一端部与涡轮机室26的中游部连结。高压抽气流路(第2抽气流路)43的一端部与高压抽气室25c连结，另一端部与涡轮机室26的上游部连结。

在此，压缩机11设置为多级，且构成为沿转子32的轴心方向交替配设有多个固定叶片23及多个转动叶片24，例如，若将压缩机11设为15级，则与第1级至第6级对应地设置有低压抽气室25a，与第7级至第9级对应地设置有中压抽气室25b，与第10级至第12级对应地设置有高压抽气室25c。

低压排气流路(第1排气流路)44的一端部与低压抽气流路41的中途部连结，另一端部与作为涡轮排气系统的排气室30(并且，排气导管)连结。中压排气流路(第1排气流路)45的一端部与中压抽气流路42的中途部连结，另一端部与排气室30(并且，排气导管)连结。高压排气流路(第2排气流路)46的一端部与高压抽气流路43的中途部连结，另一端部与排气室30(并且，排气导管)连结。而且，在低压排气流路44中设置有低压排气阀(第1排气阀)47，在中压排气流路45中设置有中压排气阀(第1排气阀)48，在高压排气流路46中设置有高压排气阀(第2排气阀)49。

因此，若闭合低压排气阀47，则抽出至低压抽气室25a的低压压缩空气通过低压抽气流路41供给至涡轮机室26的下游侧。另一方面，若开放低压排气阀47，则抽出至低压抽气室25a的低压压缩空气从低压抽气流路41通过低压排气流路44排出至排气室30。并且，若闭合中压排气阀48，则抽出至中压抽气室25b的中压压缩空气通过中压抽气流路42供给至涡轮机室26的中游侧。另一方面，若开放中压排气阀48，则抽出至中压抽气室25b的中压压缩空气从中压抽气流路42通过中压排气流路45排出至排气室30。并且，若闭合高压排气阀49，则抽出至高压抽气室25c的高压压缩空气通过高压抽气流路43供给至涡轮机室26的上游侧。另一方面，若开放高压排气阀49，则抽出至高压抽气室25c的高压压缩空气从高压抽气流路43通过高压排气流路46排出至排气室30。

该低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49为流量调整阀，能够调整低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的开度。另外，当无需调整低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的开度时，可以是开闭阀(关闭阀)。

因此，通过将从压缩机11的各抽气室25a、25b、25c抽出的冷却空气(压缩空气)从抽气流路41、42、43供给至涡轮机室26，能够冷却固定叶片27及支承该固定叶片27的结构组件等。并且，通过将从压缩机11的各抽气室25a、25b、25c抽出的冷却空气(压缩空气)从排气流路44、45、46排出至排气室30，转动叶片24的负荷变小而能够抑制旋转失速的发生。

但是，在上述燃气涡轮机10中，为了抑制旋转失速的发生，需要将从压缩机11的各抽气室25a、25b、25c抽出的压缩空气排出至排气室30，作为抽气流路41、42、43及排气流路44、45、46需要配置多个配管。但是，伴随燃气涡轮机10的大型化而该多个配管需要大口径的配管，从而配管成本增加，并且施工成本增加。

因此，第1实施方式的燃气涡轮机通过在排气流路44、45、46中设置喷射器，提升压缩空气的供气速度。即，低压喷射器51配置于比低压排气流路44中的低压排气阀47更靠压缩空气的流动方向的下游侧。中压喷射器52配置于比中压排气流路45中的中压排气阀48更靠压缩空气的流动方向的下游侧。并且，驱动空气供给流路(驱动流体供给流路)53的一端部与比高压排气流路46中的高压排气阀49更靠压缩空气的流动方向的上游侧连结，另一端部分支为低压驱动空气供给流路54及中压驱动空气供给流路55。而且，低压驱动空气供给流路54设置有低压流量调整阀56且与低压喷射器51连结，中压驱动空气供给流路55设置有中压流量调整阀57且与中压喷射器52连结。并且，低压驱动空气供给流路54在比低压流量调整阀56更靠压缩空气(驱动流体)的流动方向的下游侧设置有压力检测器58，中压驱动空气供给流路55在比中压流量调整阀57更靠压缩空气(驱动流体)的流动方向的下游侧设置有压力检测器59。

低压喷射器51及中压喷射器52为两相流喷射器，在各供给端口分别连结有驱动空气供给流路54、55，在各吸引端口分别连结有排气流路44、45的下游侧端部，各排气端口分别与排气室30连结。因此，若开放各流量调整阀56、57，则抽出至高压抽气室25c的高压压缩空气作为驱动流体而从高压排气流路46流向驱动空气供给流路53，并通过各驱动空气供给流路54、55供给至各喷射器51、52的供给端口。于是，各排气流路44、45的压缩空气从吸引端口吸引至喷射器51、52内，压缩空气成为两相流而增速后排出至排气室30。

在此，本发明的驱动流体供给装置由驱动空气供给流路53、低压驱动空气供给流路54、中压驱动空气供给流路55、低压流量调整阀56及中压流量调整阀57构成。

第1实施方式的燃气涡轮机10在开始启动而该燃气涡轮机10的启动状态达到发生旋转失速的区域之前或启动开始时，开放各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52运转而开放各流量调整阀56、57。并且，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，即燃气涡轮机10的转速达到预先设定的规定转速(例如，额定转速)，则第1实施方式的燃气涡轮机10闭合各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52的运转停止而闭合各流量调整阀56、57。

控制装置60能够开闭控制低压排气阀47、中压排气阀48、高压排气阀49、低压流量调整阀56及中压流量调整阀57，并且能够调整其开度。因此，在燃气涡轮机10启动时，控制装置60开放低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的同时，开放低压流量调整阀56及中压流量调整阀57，并通过启动用马达驱动旋转转子32而启动燃气涡轮机10。而且，若燃气涡轮机10的转速达到规定转速，则控制装置60闭合各排气阀47、48、49的同时，闭合各流量调整阀56、57。

具体而言，若燃气涡轮机10(压缩机11)的转速达到预先设定的规定第1转速，则闭合高压排气阀49。若燃气涡轮机10的转速达到高于第1转速的预先设定的规定第2转速，则闭合低压排气阀47，若燃气涡轮机10的转速达到高于第2转速的预先设定的规定第3转速，则闭合中压排气阀48。在该情况下，高压排气阀49、低压排气阀47及中压排气阀48可以无需一次性全闭，而逐渐或阶段性闭合。并且，低压排气阀47及中压排气阀48的闭合顺序可以相反。而且，该第1转速、第2转速及第3转速按燃气涡轮机10的机种而发生变动，因此预先通过实验等来设定。

若控制装置60开放低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49，则如前述，抽出至各抽气室25a、25b、25c的压缩空气从各抽气流路41、42、43流入各排气流路44、45、46，并且，若控制装置60开放低压流量调整阀56及中压流量调整阀57，则高压排气流路46的高压压缩空气从驱动空气供给流路53通过各驱动空气供给流路54、55供给至各喷射器51、52而运转。即，低压喷射器51中，流经内部的高压压缩空气引入流经低压排气流路44的低压压缩空气，在内部高压压缩空气与低压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。并且，中压喷射器52中，流经内部的高压压缩空气引入流经中压排气流路45的中压压缩空气，在内部高压压缩空气与中压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。

此时，压力检测器58检测流过低压驱动空气供给流路54而供给至低压喷射器51的高压压缩空气的压力，压力检测器59检测流过中压驱动空气供给流路55而供给至中压喷射器52的高压压缩空气的压力。控制装置60根据供给至低压喷射器51的高压压缩空气的压力调整低压流量调整阀56的开度，并根据供给至中压喷射器52的高压压缩空气的压力调整中压流量调整阀57的开度。即，为了根据燃气涡轮机10的性能而在启动时抑制旋转失速的发生，设定有从各抽气室25a、25b、25c排出至排气室30的压缩空气的排气量。因此，以从各抽气室25a、25b排出至排气室30的压缩空气的排气量成为规定量的方式调整各流量调整阀56、57的开度。

另外，也可以设置检测流经低压排气流路44的压缩空气压力的压力检测器及检测流经中压排气流路45的压缩空气压力的压力检测器，控制装置60根据各压力检测器的检测结果调整各流量调整阀56、57的开度。

如此，在第1实施方式的燃气涡轮机中，设置有将从压缩机11的低压抽气室25a、中压抽气室25b及高压抽气室25c抽出的压缩空气作为冷却空气而供给至涡轮13的低压抽气流路41、中压抽气流路42及高压抽气流路43；将低压抽气流路41、中压抽气流路42及高压抽气流路43的压缩空气排出至涡轮排气系统的低压排气流路44、中压排气流路45及高压排气流路46；设置于低压排气流路44、中压排气流路45及高压排气流路46的低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49；设置于低压排气流路44及中压排气流路45的低压喷射器51及中压喷射器52；向低压喷射器51及中压喷射器52供给作为驱动流体的压缩空气的驱动空气供给流路53；当燃气涡轮机10的运行状态处于发生旋转失速的区域时开放各排气阀47、48、49的同时从驱动空气供给流路53向各喷射器51、52供给压缩空气的控制装置60。

因此，当燃气涡轮机10启动时，通过启动用马达驱动压缩机11而压缩空气，以在燃烧器12侧使压缩空气流动，但此时，压缩机11中的转动叶片24的负荷变大，从而可能会发生旋转失速。因此，当燃气涡轮机10的运行状态处于达到旋转失速发生的区域的区域时，开放各排气阀47、48、49的同时，开放流量调整阀56、57而将作为驱动流体的压缩空气供给至各喷射器51、52而使其运转。于是，从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过各喷射器51、52增速后排出至排气室30。因此，转动叶片24的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机10的运行特性。

此时，流经各排气流路44、45的压缩空气通过各喷射器51、52增速后排出至排气室30。因此，若将从各排气流路44、45排出至排气室30的压缩空气的每单位时间的供给量设为与以往相等，则能够缩小构成各排气流路44、45的配管直径，与以往相比，能够实现装置的小型化及施工成本的降低。另一方面，当将构成各排气流路44、45的配管直径设为与以往相等时，从各排气流路44、45排出至排气室30的压缩空气的每单位时间的流量增加，因此能够将压缩空气提前且增加后排出至排气室30，从而能够实现性能的提高。

在第1实施方式的燃气涡轮机中，在启动燃气涡轮机10启动时，控制装置60开放排气阀47、48、49的同时开放各流量调整阀56、57而运转各喷射器51、52，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，则闭合各排气阀47、48、49的同时闭合各流量调整阀56、57并停止各喷射器51、52的运转。因此，当燃气涡轮机10启动时，从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过各喷射器51、52而增速后排出至排气室30，因此转动叶片24的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机10的运行特性。而且，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，则从压缩机11中抽出的压缩空气向排气室30的排气被停止，因此能够在压缩机11中确保充分的压缩空气量而提前实施额定运行。

在第1实施方式的燃气涡轮机中，若燃气涡轮机10的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上，则控制装置60闭合各排气阀47、48、49的同时闭合各流量调整阀56、57并停止各喷射器51、52的运转。因此，通过利用燃气涡轮机10的转速来规定燃气涡轮机10的启动状态发生旋转失速的区域，能够简化基于控制装置60的燃气涡轮机10的运行控制。

在第1实施方式的燃气涡轮机中，设置检测流经排气流路44、45、46的压缩空气的压力或流经驱动空气供给流路54、55的压缩空气压力的压力检测器58、59，控制装置60根据各压力检测器58、59的检测结果控制各喷射器51、52的运转。因此，能够变更排出至排气室30的压缩空气量，从而能够适当地抑制旋转失速的发生。

在第1实施方式的燃气涡轮机中，在驱动空气供给流路54、55中设置流量调整阀56、57及压力检测器58、59，控制装置60根据各压力检测器58、59的检测结果控制各流量调整阀56、57的开度。因此，仅调整各流量调整阀56、57的开度，便能够调整供给至各喷射器51、52的压缩空气的供给量，并且能够变更排出至排气室30的压缩空气量，从而不管燃气涡轮机10的运行状态如何而能够适当地抑制旋转失速的发生。

在第1实施方式的燃气涡轮机中，将压力高于流经排气流路44、45的压缩空气压力的流经排气流路46的压缩空气供给至各喷射器51、52。因此，各喷射器51、52能够稳定地增速流经排气流路44、45的压缩空气。

并且，在第1实施方式的燃气涡轮机的运行方法中，具有启动燃气涡轮机10的工序、将从压缩机11中抽出的压缩空气作为冷却空气而供给至涡轮13的工序、及将从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过喷射器51、52增速后排出至排气室30的工序。

因此，在驱动燃气涡轮机10启动时，将从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过喷射器51、52增速后排出至排气室30，因此转动叶片24的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机10的运行特性。而且，能够将通过喷射器51、52抽出的压缩空气提前且增加后排出至排气室30，从而能够实现装置的小型化及施工成本的降低。

在第1实施方式的燃气涡轮机的运行方法中，设置若燃气涡轮机10的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上则停止从压缩机11中抽出的压缩空气向排气室30的排气的工序。因此，从压缩机11中抽出的压缩空气向排气室30的排气被停止，从而能够在压缩机11中确保充分的压缩空气量而提前实施额定运行。

[第2实施方式]

图3是表示第2实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同的符号，并省略详细说明。

在第2实施方式中，如图3所示，燃气涡轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。低压抽气流路41、中压抽气流路42、高压抽气流路43、低压排气流路44、中压排气流路45、高压排气流路46、低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的结构及作用与第1实施方式相同。

低压喷射器51配置于比低压排气流路44中的低压排气阀47更靠压缩空气的流动方向的下游侧。中压喷射器52配置于比中压排气流路45中的中压排气阀48更靠压缩空气的流动方向的下游侧。并且，驱动空气供给流路71的一端部与燃烧器12的机室(以下，燃烧器机室)38连结，另一端部分支为低压驱动空气供给流路72及中压驱动空气供给流路73。而且，低压驱动空气供给流路72设置有低压流量调整阀74且与低压喷射器51连结，中压驱动空气供给流路73设置有中压流量调整阀75且与中压喷射器52连结。

低压喷射器51及中压喷射器52为两相流喷射器，在各供给端口分别连结有驱动空气供给流路72、73，在各吸引端口分别连结有排气流路44、45的下游侧端部，各排气端口分别与排气室30连结。因此，若开放各流量调整阀74、75，则从燃烧器机室38中抽出的高压压缩空气作为驱动流体而流向驱动空气供给流路71，并通过各驱动空气供给流路72、73而供给至各喷射器51、52的供给端口。于是，各排气流路44、45的压缩空气从吸引端口吸引至喷射器51、52内，压缩空气成为两相流而增速后排出至排气室30。

在第2实施方式中，在燃气涡轮机10开始启动而该燃气涡轮机10的启动状态达到发生旋转失速的区域之前或启动开始时，开放各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52运转而开放各流量调整阀74、75。并且，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，即燃气涡轮机10的转速达到预先设定的规定转速(例如，额定转速)，则闭合各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52的运转停止而闭合各流量调整阀74、75。

即，在燃气涡轮机10启动时，若控制装置60开放低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49，则抽出至各抽气室25a、25b、25c的压缩空气从各抽气流路41、42、43流入各排气流路44、45、46，并且，若控制装置60开放低压流量调整阀74及中压流量调整阀75，则燃烧器机室38的高压压缩空气从驱动空气供给流路71通过各驱动空气供给流路72、73供给至各喷射器51、52而运转。即，低压喷射器51中，流经内部的高压压缩空气引入流经低压排气流路44的低压压缩空气，在内部高压压缩空气与低压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。并且，中压喷射器52中，流经内部的高压压缩空气引入流经中压排气流路45的中压压缩空气，在内部高压压缩空气与中压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。

如此，在第2实施方式的燃气涡轮机中，设置有设置于低压排气流路44及中压排气流路45的低压喷射器51及中压喷射器52；向低压喷射器51及中压喷射器52供给作为驱动流体的燃烧器机室38的压缩空气的驱动空气供给流路71；当燃气涡轮机10的运行状态处于发生旋转失速的区域时开放各排气阀47、48、49的同时从驱动空气供给流路71向各喷射器51、52供给压缩空气的控制装置60。

因此，当燃气涡轮机10的启动状态处于达到发生旋转失速的区域的区域时，开放各排气阀47、48、49的同时将燃烧器机室38的压缩空气从驱动空气供给流路71供给至各喷射器51、52而使其运转。于是，从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过各喷射器51、52增速后排出至排气室30。因此，转动叶片24的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机10的运行特性。

此时，流经各排气流路44、45的压缩空气通过各喷射器51、52增速后排出至排气室30。因此，若将从各排气流路44、45排出至排气室30的压缩空气的每单位时间的供给量设为与以往相等，则能够缩小构成各排气流路44、45的配管直径，与以往相比，能够实现装置的小型化及施工成本的降低。另一方面，当将构成各排气流路44、45的配管直径设为与以往相等时，从各排气流路44、45排出至排气室30的压缩空气的每单位时间的流量增加，因此能够将压缩空气提前且增加后排出至排气室30，从而能够实现性能的提高。

并且，从燃烧器机室38中抽出从压缩机11供给至燃烧器12的压缩空气的一部分，并通过驱动空气供给流路71供给至各喷射器51、52。因此，压缩机11从燃烧器机室38连接有TCA(Turbine Cooling Air(涡轮冷却空气))管路(省略图示)，从该TCA管路分支设置驱动空气供给流路71的基端部，由此配管的配置变得轻松，能够将高压压缩空气轻松地供给至喷射器51、52，从而能够稳定地增速流经各排气流路44、45的压缩空气。

[第3实施方式]

图4是表示第3实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同的符号，并省略详细说明。

在第3实施方式中，如图4所示，燃气涡轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。低压抽气流路41、中压抽气流路42、高压抽气流路43、低压排气流路44、中压排气流路45、高压排气流路46、低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的结构及作用与第1实施方式相同。

低压喷射器51配置于比低压排气流路44中的低压排气阀47更靠压缩空气的流动方向的下游侧。中压喷射器52配置于比中压排气流路45中的中压排气阀48更靠压缩空气的流动方向的下游侧。并且，设置于外部的外部压缩空气供给源(驱动流体供给装置)81连结有驱动空气供给流路82，该驱动空气供给流路82分支为低压驱动空气供给流路83及中压驱动空气供给流路84。而且，低压驱动空气供给流路83设置有低压流量调整阀85且与低压喷射器51连结，中压驱动空气供给流路84设置有中压流量调整阀86且与中压喷射器52连结。

低压喷射器51及中压喷射器52为两相流喷射器，在各供给端口分别连结有驱动空气供给流路83、84，在各吸引端口分别连结有排气流路44、45的下游侧端部，各排气端口分别与排气室30连结。因此，若开放各流量调整阀85、86，则来自外部压缩空气供给源81的高压压缩空气作为驱动流体而流向驱动空气供给流路82，并通过各驱动空气供给流路83、84供给至各喷射器51、52的供给端口。于是，各排气流路44、45的压缩空气从吸引端口吸引至喷射器51、52内，压缩空气成为两相流而增速后排出至排气室30。

在第3实施方式中，在燃气涡轮机10开始启动而该燃气涡轮机10的启动状态达到发生旋转失速的区域之前或启动开始时，开放各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52运转而开放各流量调整阀85、86。并且，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，即燃气涡轮机10的转速达到预先设定的规定转速(例如，额定转速)，则闭合各排气阀47、48、49的同时，为了各喷射器51、52的运转停止而闭合各流量调整阀85、86。

即，在燃气涡轮机10启动时，若控制装置60开放低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49，则抽出至各抽气室25a、25b、25c的压缩空气从各抽气流路41、42、43流入各排气流路44、45、46，并且，若控制装置60开放低压流量调整阀85及中压流量调整阀86，则外部压缩空气供给源81的高压压缩空气从驱动空气供给流路82通过各驱动空气供给流路83、84供给至各喷射器51、52而运转。即，低压喷射器51中，流经内部的高压压缩空气引入流经低压排气流路44的低压压缩空气，在内部各压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。并且，中压喷射器52中，流经内部的高压压缩空气引入流经中压排气流路45的中压压缩空气，在内部高压压缩空气与中压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。

如此，在第3实施方式的燃气涡轮机中，设置有设置于低压排气流路44及中压排气流路45的低压喷射器51及中压喷射器52；向低压喷射器51及中压喷射器52供给作为驱动流体的压缩空气的外部压缩空气供给源81；当燃气涡轮机10的运行状态处于发生旋转失速的区域时，开放各排气阀47、48、49的同时从外部压缩空气供给源81向各喷射器51、52供给压缩空气的控制装置60。

因此，当燃气涡轮机10的启动状态处于达到发生旋转失速的区域的区域时，开放各排气阀47、48、49的同时，将外部压缩空气供给源81的压缩空气从驱动空气供给流路82供给至各喷射器51、52而使其运转。于是，从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过各喷射器51、52增速而排出至排气室30。因此，转动叶片24的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机10的运行特性。

并且，在第3实施方式的燃气涡轮机中，将来自设置于外部的外部压缩空气供给源81的压缩空气供给至各喷射器51、52。因此，不管燃气涡轮机10的运行状态如何而能够将高压压缩空气供给至喷射器51、52，从而能够稳定地增速流经排气流路44、45的压缩空气。

[第4实施方式]

图5是表示第4实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图，图6是表示喷射器的剖视图，图7是表示喷射器的运转的剖视图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同的符号，并省略详细说明。

在第4实施方式中，如图4所示，燃气涡轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。低压抽气流路41、中压抽气流路42、高压抽气流路43、低压排气流路44、中压排气流路45及高压排气阀49的结构及作用与第1实施方式相同。

低压喷射器91配置于低压排气流路44，中压喷射器92配置于中压排气流路45。该低压喷射器91及中压喷射器92一体设置有排气阀。并且，驱动空气供给流路53的一端部与比高压排气流路46中的高压排气阀49更靠压缩空气的流动方向的上游侧连结，另一端部分支为低压驱动空气供给流路54及中压驱动空气供给流路55。而且，低压驱动空气供给流路54设置有低压流量调整阀56且与低压喷射器91连结，中压驱动空气供给流路55设置有中压流量调整阀57且与中压喷射器92连结。

低压喷射器91及中压喷射器92为两相流喷射器，在各供给端口分别连结有驱动空气供给流路54、55，在各吸引端口分别连结有排气流路44、45的下游侧端部，各排气端口分别与排气室30连结。

在喷射器91(92)中，如图6所示，喷射器主体101由吸引部102、混合部103及扩压器104构成，在混合部103设置有密封部105。喷嘴(排气阀)106沿轴向移动自如地支承于混合部103，并通过外周部紧贴于密封部105而能够划分吸引部102及扩压器104。并且，吸引部102形成有吸引口107，且连结有低压排气流路44(中压排气流路45)。驱动器108构成为连结有驱动杆110的活塞111沿轴向移动自如地支承于缸体109内，且在内部划分有2个空间112、113。驱动杆110沿轴向贯穿缸体109，前端部与喷嘴106连结。喷嘴106及驱动杆110在内部形成有流路114，流路114在基端部连结有低压驱动空气供给流路54(中压驱动空气供给流路55)，前端部与混合部103内连通。并且，驱动器108在各空间112、113连结有工作流体流路115、116。而且，在喷射器主体101与驱动器108之间设置有轴封117。另外，驱动器108并不限于流体驱动式，也可以是电动式。

因此，如图5及图7所示，若开放各流量调整阀56、57，则来自排气流路46的高压压缩空气作为驱动流体而流向驱动空气供给流路53，并通过各驱动空气供给流路54、55供给至各喷射器91、92的供给端口。此时，若通过驱动器108从工作流体流路116向空间113供给工作流体，则活塞111及驱动杆110沿轴向移动，紧贴于密封部105的喷嘴106自该密封部105分离。于是，各排气流路44、45的压缩空气从吸引口107吸引至喷射器91、92内，在混合部103中压缩空气成为两相流而被增速，并从扩压器104排出至排气室30。

在第4实施方式中，在燃气涡轮机10的启动状态达到发生旋转失速的区域之前或启动开始时，开放排气阀49的同时，为了使各喷射器91、92运转而使各驱动器108运转。并且，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，即燃气涡轮机10的转速达到预先设定的规定转速(例如，额定转速)，则闭合排气阀49的同时，为了使各喷射器91、92的运转停止而反向运转各驱动器108。

即，在燃气涡轮机10启动时，抽出至各抽气室25a、25b、25c的压缩空气从各抽气流路41、42、43流入各排气流路44、45、46。若控制装置60开放低压流量调整阀56及中压流量调整阀57的同时运转各驱动器108，则高压排气流路46的高压压缩空气从驱动空气供给流路53通过各驱动空气供给流路54、55供给至各喷射器91、92而运转。即，低压喷射器91中，流经内部的高压压缩空气引入流经低压排气流路44的低压压缩空气，在内部高压压缩空气与低压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。并且，中压喷射器92中，流经内部的高压压缩空气引入流经中压排气流路45的中压压缩空气，在内部高压压缩空气与中压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。

如此，在第4实施方式的燃气涡轮机中，设置有设置于低压排气流路44及中压排气流路45的低压喷射器91及中压喷射器92；向低压喷射器91及中压喷射器92供给作为驱动流体的压缩空气的驱动空气供给流路53；当燃气涡轮机10的运行状态处于发生旋转失速的区域时，开放排气阀49的同时从驱动空气供给流路53向各喷射器91、92供给压缩空气的控制装置60。

因此，当燃气涡轮机10的启动状态处于达到发生旋转失速的区域的区域时，开放排气阀49的同时，将压缩空气供给至各喷射器91、92而使其运转。于是，从压缩机11中抽出的压缩空气的一部分通过各喷射器91、92而增速后排出至排气室30。因此，转动叶片24的负荷变小而旋转失速的发生得以抑制，从而能够改善燃气涡轮机10的运行特性。

并且，在第4实施方式的燃气涡轮机中，低压喷射器91及中压喷射器92一体设置有排气阀。因此，通过将排气阀一体设置于喷射器91、92，去掉排气流路44、45的排气阀，由此能够简化压缩空气的排气系统而实现结构的简化。

[第5实施方式]

图8是表示第5实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同的符号，并省略详细说明。

在第5实施方式中，如图4所示，燃气涡轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。低压抽气流路41、中压抽气流路42、高压抽气流路43、低压排气流路44、中压排气流路45、高压排气流路46、低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的结构及作用与第1实施方式相同。

低压喷射器51配置于比低压排气流路44中的低压排气阀47更靠压缩空气的流动方向的下游侧。中压喷射器52配置于比中压排气流路45中的中压排气阀48更靠压缩空气的流动方向的下游侧。驱动空气供给流路53的一端部与比高压排气流路46中的高压排气阀49更靠压缩空气的流动方向的上游侧连结，另一端部分支为低压驱动空气供给流路54及中压驱动空气供给流路55。而且，低压驱动空气供给流路54设置有低压流量调整阀56且与低压喷射器51连结，中压驱动空气供给流路55设置有中压流量调整阀57且与中压喷射器52连结。

并且，设置于外部的外部压缩空气供给源81连结有驱动空气供给流路82，该驱动空气供给流路82分支为低压驱动空气供给流路83及中压驱动空气供给流路84。而且，低压驱动空气供给流路83设置有低压流量调整阀85且与低压喷射器51连结，中压驱动空气供给流路84设置有中压流量调整阀86且与中压喷射器52连结。

低压喷射器51及中压喷射器52为两相流喷射器，在各供给端口分别连结有驱动空气供给流路54、55、83、84，在各吸引端口分别连结有排气流路44、45的下游侧端部，各排气端口分别与排气室30连结。因此，若开放各流量调整阀56、57，则抽出至高压抽气室25c的高压压缩空气从高压排气流路46流向驱动空气供给流路53，并通过各驱动空气供给流路54、55供给至各喷射器51、52的供给端口。并且，若开放各流量调整阀85、86，则来自外部压缩空气供给源81的高压压缩空气流向驱动空气供给流路82，并通过各驱动空气供给流路83、84供给至各喷射器51、52的供给端口。于是，各排气流路44、45的压缩空气从吸引端口吸引至喷射器51、52内，压缩空气成为两相流而增速后排出至排气室30。

在第5实施方式中，具备将来自压缩机11及设置于燃烧器机室38外部的外部压缩空气供给源81的压缩空气供给至各喷射器51、52的第1驱动流体供给装置；将来自设置于压缩机11内部的高压抽气室25c(内部压缩空气供给源)或燃烧器机室38内部(内部压缩空气供给源)的压缩空气供给至各喷射器51、52的第2驱动流体供给装置。控制装置60在燃气涡轮机10启动时运转第1驱动流体供给装置并停止第2驱动流体供给装置，若燃气涡轮机10的转速达到预先设定的规定转速，则停止第1驱动流体供给装置并运转第2驱动流体供给装置。

在燃气涡轮机10开始启动而该燃气涡轮机10的启动状态达到发生旋转失速的区域之前或启动开始时，开放各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52运转而开放各流量调整阀56、57、85、86。并且，若燃气涡轮机10的启动状态脱离发生旋转失速的区域，即燃气涡轮机10的转速达到预先设定的规定转速(例如，额定转速)，则闭合各排气阀47、48、49的同时，为了使各喷射器51、52的运转停止而闭合各流量调整阀56、57、85、86。

即，在燃气涡轮机10的启动开始时，压缩机11及燃烧器机室38内为大气压，控制装置60开放低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的同时，开放低压流量调整阀85及中压流量调整阀86。于是，外部压缩空气供给源81的高压压缩空气从驱动空气供给流路82通过各驱动空气供给流路83、84供给至各喷射器51、52而运转。即，低压喷射器51中，流经内部的高压压缩空气引入低压排气流路44的压缩空气，在内部各压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。并且，中压喷射器52中，流经内部的高压压缩空气引入中压排气流路45的压缩空气，在内部高压压缩空气与中压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。

而且，若燃气涡轮机10的转速达到规定转速，则抽出至各抽气室25a、25b、25c的压缩空气从各抽气流路41、42、43流入各排气流路44、45、46。此时，若控制装置60闭合低压流量调整阀85及中压流量调整阀86，另一方面，开放低压流量调整阀56及中压流量调整阀57，则高压排气流路46的高压压缩空气从驱动空气供给流路53通过各驱动空气供给流路54、55供给至各喷射器51、52而运转。即，低压喷射器51中，流经内部的高压压缩空气引入流经低压排气流路44的低压压缩空气，在内部各压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。并且，中压喷射器52中，流经内部的高压压缩空气引入流经中压排气流路45的中压压缩空气，在内部高压压缩空气与中压压缩空气混合而成为两相流，且被推向排气室30而增速后排出至排气室30。

即，在燃气涡轮机10的启动开始时，压缩机11及燃烧器机室38内为大气压，因此作为各喷射器51、52的驱动流体使用外部压缩空气供给源81的高压压缩空气，若燃气涡轮机10的转速达到规定转速，则各抽气室25a、25b、25c及燃烧器机室38内的压缩空气的压力上升，因此作为各喷射器51、52的驱动流体使用抽气室25c的高压压缩空气。

另外，作为第2驱动流体供给装置的内部压缩空气供给源，并不限于各抽气室25a、25b，也可以是在第2实施方式中适用的燃烧器机室38。

如此，在第5实施方式的燃气涡轮机中，设置将来自压缩机11及设置于燃烧器机室38外部的外部压缩空气供给源81的压缩空气供给至喷射器51、52的第1驱动流体供给装置；将来自设置于压缩机11内部的各抽气室25a、25b、25c的压缩空气供给至喷射器51、52的第2驱动流体供给装置，控制装置60在启动时将来自外部压缩空气供给源81的压缩空气供给至喷射器51、52，若达到规定转速，则将来自各抽气室25a、25b、25c的压缩空气供给至喷射器51、52。

因此，不管燃气涡轮机10的运行状态如何，能够始终运转喷射器51、52而抑制旋转失速的发生。

[第6实施方式]

图9是表示第6实施方式的燃气涡轮机的抽气系统的示意图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同的符号，并省略详细说明。

在第6实施方式中，如图9所示，燃气涡轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。低压抽气流路41、中压抽气流路42、高压抽气流路43、低压排气流路44、中压排气流路45、高压排气流路46、低压排气阀47、中压排气阀48及高压排气阀49的结构与第1实施方式相同。

冷却空气流路121的基端部与抽气室25a相连的抽气流路41连结，前端部与燃烧器机室38的上部连结。冷却空气流路121设置有冷却空气用喷射器122，并且在该冷却空气用喷射器122中的冷却空气的流动方向的下游侧设置有开闭阀123。冷却空气用驱动空气供给流路(冷却空气用驱动流体供给流路)124在基端部连结有设置于外部的外部压缩空气供给源(冷却空气用驱动流体供给装置)125，前端部与冷却空气用喷射器122连结，且设置有开闭阀126。冷却空气用喷射器122为两相流喷射器，在各供给端口连结有冷却空气用驱动空气供给流路124，在吸引端口连结有冷却空气流路121，排气端口与燃烧器机室38的上部连结。因此，若开放开闭阀126，则来自外部压缩空气供给源125的压缩空气作为驱动流体而通过冷却空气用驱动空气供给流路124供给至冷却空气用喷射器122的供给端口。于是，从成为大气压的抽气室25a抽出的空气通过冷却空气流路121而从吸引端口吸引至冷却空气用喷射器122内，压缩空气成为两相流而增速后供给至燃烧器机室38的上部。

在第6实施方式中，在燃气涡轮机10停止之后，开放冷却空气流路121的开闭阀123的同时，为了使冷却空气用喷射器122运转而开放开闭阀126。并且，若燃气涡轮机10停止后经过规定时间，则闭合冷却空气流路121的开闭阀123的同时，为了停止冷却空气用喷射器122的运转而闭合开闭阀126。

即，即便燃气涡轮机10停止，压缩机11、燃烧器12及涡轮13仍为高温状态。在燃气涡轮机10停止之后，若开放各开闭阀123、126，则来自外部压缩空气供给源125的压缩空气通过冷却空气用驱动空气供给流路124供给至冷却空气用喷射器122而运转。即，抽出至抽气室25a的空气从低压抽气流路41通过冷却空气流路121流入冷却空气用喷射器122，冷却空气用喷射器122由外部压缩空气供给源125供给而流经内部的高压压缩空气引入流经低压抽气流路41的空气，在内部高压压缩空气与空气混合而成为两相流，并供给至燃烧器机室38的上部。因此，燃烧器机室38被供给至上部的压缩空气冷却并且被搅拌，而上部与下部的温度差减少。另外，冷却空气用喷射器122引入的流经低压抽气流路41的空气只要压力低于由外部压缩空气供给源125供给的压缩空气即可。

如此，在第6实施方式的燃气涡轮机中，设置将冷却空气供给至燃烧器机室38上部的冷却空气流路121、设置于冷却空气流路121的冷却空气用喷射器122及开闭阀123、以及通过冷却空气用驱动空气供给流路124将作为驱动流体的压缩空气供给至冷却空气用喷射器122的外部压缩空气供给源125，控制装置60在燃气涡轮机10停止之后，运转外部压缩空气供给源125运转的同时开放各开闭阀123、126。

因此，在燃气涡轮机10停止之后，通过压缩空气从外部压缩空气供给源125供给至冷却空气用喷射器122而运转，流经冷却空气流路121的冷却用压缩空气通过冷却空气用喷射器122增速后供给至燃烧器机室38的上部。因此，在燃气涡轮机10停止之后，通过冷却空气进行搅拌而能够冷却燃烧器机室38中的上部空间，从而能够降低壳体上下的温度差而抑制变形。并且，另外，无需冷却用电动风扇等而能够实现设备成本的降低。

另外，在上述的第1实施方式至第5实施方式中，设为在燃气涡轮机10的启动状态达到发生旋转失速的区域之前或启动开始时，开放各排气阀47、48、49的同时运转各喷射器51、52的结构，但开放各排气阀47、48、49的同时运转各喷射器51、52运转的时刻可以设为在燃气涡轮机10启动之前开放排气阀47、48、49，也可以设为事先通过实验等求出燃气涡轮机10发生旋转失速的转速及压缩空气的压力等，若燃气涡轮机10启动并达到发生旋转失速的转速及压缩空气的压力，则开放排气阀。并且，设为若燃气涡轮机10的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上，则闭合各排气阀47、48、49的同时闭合各流量调整阀56、57并停止各喷射器51、52的运转的结构，但规定转速可以是额定转速，也可以是低于该规定转速的转速，只要事先通过实验等求出即可。

并且，在上述的第1实施方式至第5实施方式中，对燃气涡轮机10启动时的各排气阀47、48、49及各喷射器51、52的控制进行了说明，但在燃气涡轮机10停止时也可以进行相同的控制。即，可以设为在燃气涡轮机停止时，在燃气涡轮机10的停止状态达到发生旋转失速的区域之前，即，若燃气涡轮机10的转速达到低于发生旋转失速的规定转速(例如，额定转速或低于额定转速的转速)，则开放各排气阀47、48、49的同时运转各喷射器51、52运转的结构。该规定转速事先通过实验等求出即可。另外，燃气涡轮机的启动时是指燃气涡轮机自开始启动起达到额定运行状态为止的期间的情况。并且，燃气涡轮机的停止时是指燃气涡轮机自额定运行状态起达到停止状态为止的期间的情况。

符号说明

11-压缩机，12-燃烧器，13-涡轮，21-压缩机机室，23-固定叶片，24-转动叶片，25-抽气室(内部压缩空气供给源)，26-涡轮机室，30-排气室(涡轮排气系统)，32-转子，38-燃烧器机室(内部压缩空气供给源)，41-低压抽气流路(第1抽气流路)，42-中压抽气流路(第1抽气流路)，43-高压抽气流路(第2抽气流路)，44-低压排气流路(第1排气流路)，45-中压排气流路(第1排气流路)，46-高压排气流路(第2排气流路)，47-低压排气阀(第1排气阀)，48-中压排气阀(第1排气阀)，49-高压排气阀(第2排气阀)，51、91-低压喷射器，52、92-中压喷射器，53、71、82-驱动空气供给流路(驱动流体供给流路、驱动流体供给装置)，54、72、83-低压驱动空气供给流路(驱动流体供给流路、驱动流体供给装置)，55、73、84-中压驱动空气供给流路(驱动流体供给流路、驱动流体供给装置)，56、74、85-低压流量调整阀(驱动流体供给装置)，57、75、86-中压流量调整阀(驱动流体供给装置)，58、59-压力检测器，60-控制装置，81-外部压缩空气供给源(驱动流体供给装置)，101-喷射器主体，102-吸引部，103-混合部，104-扩压器，105-密封部，106-喷嘴(排气阀)，108-驱动器，114-流路，121-冷却空气流路，122冷却空气用喷射器，123、126-开闭阀，124-冷却空气用驱动空气供给流路，125-外部压缩空气供给源(冷却空气用驱动流体供给装置)。

Claims (15)

1.一种燃气涡轮机，其由压缩机、燃烧器及涡轮构成，所述燃气涡轮机的特征在于，具备：

抽气流路，将从所述压缩机中抽出的压缩空气作为冷却空气而供给至所述涡轮；

排气流路，将所述抽气流路的压缩空气排出至涡轮排气系统；

排气阀，设置于所述排气流路；

喷射器，设置于比所述排气流路中的所述排气阀更靠压缩空气的流动方向的下游侧；

驱动流体供给装置，向所述喷射器供给驱动流体；及

控制装置，在燃气涡轮机启动时或停止时开放所述排气阀的同时运转所述驱动流体供给装置。

2.根据权利要求1所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述控制装置在所述燃气涡轮机的运行状态处于发生旋转失速的区域时开放所述排气阀的同时运转所述驱动流体供给装置。

3.根据权利要求1或2所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述控制装置在所述燃气涡轮机启动时，开放所述排气阀的同时运转所述驱动流体供给装置，若所述燃气涡轮机的启动状态脱离发生旋转失速的区域，则闭合所述排气阀的同时停止所述驱动流体供给装置的运转。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

若所述燃气涡轮机的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上，则所述控制装置闭合所述排气阀的同时停止所述驱动流体供给装置的运转。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述燃气涡轮机设置有检测流经所述排气流路的压缩空气的压力或所述驱动流体供给装置向所述喷射器供给的驱动流体的压力的压力检测器，所述控制装置根据所述压力检测器的检测结果控制所述驱动流体供给装置的运转。

6.根据权利要求5所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述驱动流体供给装置由向所述喷射器供给驱动流体的驱动流体供给流路及设置于所述驱动流体供给流路的流量调整阀构成，所述控制装置根据所述压力检测器的检测结果控制所述流量调整阀的开度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述驱动流体供给装置将压力高于流经所述排气流路的压缩空气压力的驱动流体供给至所述喷射器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述驱动流体供给装置将从所述压缩机供给至所述燃烧器的压缩空气供给至所述喷射器。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

设置有将从所述压缩机的第1抽气室及比所述第1抽气室更靠高压侧的第2抽气室抽出的压缩空气作为冷却空气而分别供给至所述涡轮的第1抽气流路及第2抽气流路，并且设置有将所述第1抽气流路及所述第2抽气流路的压缩空气分别排出至所述涡轮排气系统的第1排气流路及第2排气流路，在所述第1排气流路中设置有所述喷射器，所述驱动流体供给装置将流经所述第2排气流路的压缩空气供给至所述喷射器。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述驱动流体供给装置将来自设置于外部的压缩空气供给源的压缩空气供给至所述喷射器。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述驱动流体供给装置具备将来自所述压缩机及设置于所述燃烧器的机室外部的外部压缩空气供给源的压缩空气供给至所述喷射器的第1驱动流体供给装置、及将来自所述压缩机或设置于所述燃烧器内部的内部压缩空气供给源的压缩空气供给至所述喷射器的第2驱动流体供给装置，所述控制装置在启动时运转所述第1驱动流体供给装置并停止所述第2驱动流体供给装置，若所述燃气涡轮机的转速达到预先设定的规定转速，则停止所述第1驱动流体供给装置并运转所述第2驱动流体供给装置。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

所述排气阀一体设置于所述喷射器。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的燃气涡轮机，其特征在于，

设置有将冷却空气供给至所述燃烧器的机室上部的冷却空气流路、设置于所述冷却空气流路的开闭阀、设置于所述冷却空气流路的冷却空气用喷射器、及向所述冷却空气用喷射器供给驱动流体的冷却空气用驱动流体供给装置，所述控制装置在所述燃气涡轮机停止之后，开放所述开闭阀的同时运转所述冷却空气用驱动流体供给装置。

14.一种燃气涡轮机的运行方法，其特征在于，

在由压缩机、燃烧器及涡轮构成的燃气涡轮机中，具有：

启动所述燃气涡轮机的工序；

将从所述压缩机中抽出的压缩空气作为冷却空气而供给至所述涡轮的工序；

以额定转速运行所述燃气涡轮机的工序；

停止所述燃气涡轮机的工序；及

在所述燃气涡轮机启动时或停止时，将从所述压缩机中抽出的压缩空气的一部分通过喷射器增速而排出至涡轮排气系统的工序。

15.根据权利要求14所述的燃气涡轮机的运行方法，其特征在于，

设置有若所述燃气涡轮机的转速达到不发生旋转失速的规定转速以上，则停止从所述压缩机中抽出的压缩空气向所述涡轮排气系统的排气的工序。