JP2001046819A

JP2001046819A - 吸入粒子分離装置

Info

Publication number: JP2001046819A
Application number: JP11226832A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Osako; 修一大迫
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料消費効率の悪化を抑制し、メンテナンス
が容易であること。【解決手段】吸入粒子分離装置１の吸気ダクト２は、
ファンダクト３とエンジンダクト４とに分岐しており、
その空気取入口５にはフィルタを設けていない。このフ
ァンダクト３は空気取入口５から直線的に延びており、
その終端部にはファン６が設けてある。エンジンダクト
４は、ファンダクト３の途中からガスタービン７側に曲
げ分岐している。空気取入口５から吸入した空気中の粒
子は、その慣性力によりファンダクト３内を吸入方向に
略直線的に進むから、ここで当該粒子を分離できる。か
かる構成では、フィルタを用いず粒子を除去できるか
ら、圧力損失がなくなって、ガスタービン７の燃焼消費
率が向上する。また、フィルタの定期交換作業が不要に
なるから、メンテナンスが容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、燃料消費効率の
悪化を抑制し、メンテナンスが容易な吸入粒子分離装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来における吸入粒子分離装置
の一例を示す構成図である。なお、同図では、吸入粒子
分離装置５０をガスタービンパッケージ５００に用いた
例を示す。このガスタービンパッケージ５００は、防音
ユニット８内にガスタービン７およびその付属機械装置
（発電機１１）を収容した構成である。前記ガスタービ
ン７は、圧縮空気と燃料の混合物を燃焼させ、その際発
生する高温高圧の燃焼ガスによっって回転動力を得るも
のであって、圧縮機、燃焼室およびタービンから構成さ
れる（詳細構造は省略）。

【０００３】ガスタービン７の吸気側には、吸気ダクト
５０１および空気取入口５０２が設けられている。ま
た、この空気取入口５０２には、空気中のごみや砂など
の粒子を除去するためのフィルタ５０３が設けられてい
る。一方、ガスタービン７の排気側には、排気ダクト９
が設けられている。タービンの出力軸１０は、防音ユニ
ット８内に配管した発電機１１に結合している。なお、
熱交換機の他のエンジン付属物については図示省略す
る。

【０００４】ガスタービン７の圧縮機を作動させると、
吸気ダクト５０１内に負圧が発生する。これにより、外
部の空気が空気取入口５０２を通ってガスタービン７に
供給される。また、空気を取り入れる際、空気中のごみ
や砂などの粒子は、前記フィルタ５０３によって除去さ
れる。ガスタービン７に供給された空気は圧縮された後
に燃料と混合されて燃焼し、その高温高圧の燃焼ガスに
よりタービンが回転する。この回転動力は、出力軸１０
を介して発電機１１に伝達される。また、ガスタービン
７からの排気は、排気ダクト９を通じて外部に放出され
る。

【０００５】このように、上記吸入粒子分離装置５０で
は、フィルタ５０３を用いることによって空気中に混在
するごみや砂などの粒子を除去し、圧縮機の不具合や燃
焼室における噴射器の目詰まりなどを防止している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸入粒子分離装置５０では、フィルタ５０３の圧力
損失が大きいため、燃料消費効率が悪化するという問題
点があった。また、フィルタ５０３が粒子を吸着するこ
とで目詰まりを起こすため、当該フィルタ５０３を定期
的に交換しなければならず、メンテナンスが面倒になる
という問題点もあった。また、図５においては、吸入粒
子分離装置５０をガスタービンパッケージ５００に適用
した例を示したが、吸入粒子分離装置５０は、ガスター
ビン７以外の空気吸込み式エンジンにも広く用いられ
る。このため、上記同様の問題が生じていた。

【０００７】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、燃料消費効率の悪化を抑制し、メンテ
ナンスが容易な吸入粒子分離装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる吸入粒子分離装置は、燃焼の際
に空気を用いるエンジンに対して外部から空気を吸入す
る吸気ダクトを有し、この吸気ダクトを分岐して当該分
岐した吸気ダクトの一部を略直線的に延ばすと共にこの
吸気ダクトにファンを設け、その一方で分岐した吸気ダ
クトを通じて前記エンジンに空気を供給するようにした
ものである。

【０００９】エンジンとファンの負圧により吸気ダクト
内に空気を吸入すると、空気中のごみや砂などの粒子も
前記吸気ダクト内に同時に吸入される。吸気ダクトは枝
状に分岐し、その一部は略直線的に延びているから、前
記粒子は、その慣性力によって当該直線上の吸気ダクト
を通じて強制排出される。一方、粒子を分離して浄化さ
れた空気は、分岐したダクトを介してエンジンに供給さ
れる。

【００１０】また、請求項２にかかる吸入粒子分離装置
は、燃焼の際に空気を用いるエンジンに対して外部から
空気を吸入する吸気ダクトを有しており、外部から吸気
ダクト内に空気を吸入し、この吸入方向に対する曲げ方
向から当該吸入空気を取得して前記エンジンに供給する
と共に空気中の粒子をその慣性力により前記吸入方向に
分離するようにしたものである。

【００１１】空気中の粒子をその慣性力により分離する
形態は、上記請求項１にかかるものに限られない。すな
わち、空気の吸入方向に対する曲げ方向から空気を取得
するようにすればよく、この場合、前記粒子はそのまま
吸入方向に分離されることになる。そして、分子した粒
子は、そのまま吸気ダクト外に排出すればよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態により、
この発明が限定されるものではない。

【００１３】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１にかかる吸入粒子分離装置を示す構成図であ
る。このガスタービンパッケージ１００における吸入粒
子分離装置１は、その吸気ダクト２がファンダクト３と
エンジンダクト４とに分岐した構成であり、空気取入口
５には、フィルタを設けていない。このファンダクト３
は空気取入口５から直線的に延びており、その終端部に
はファン６が取り付けられている。また、エンジンダク
ト４は、ファンダクト３の途中からガスタービン７側に
曲げ分岐している。その他の構成については、上記従来
例と同様であるから説明を省略する。

【００１４】つぎに、この吸入粒子分離装置１の動作に
ついて説明する。空気取入口５から吸入した空気は、フ
ァンダクト３内を流れ、エンジンダクト４との分岐部に
おいて、そのままファンダクト３に流れるものと、エン
ジンダクト４に流れるものとに分かれる。空気中にごみ
や砂などの粒子が混入している場合、当該粒子は空気の
慣性力よりも大きいこと、およびファン６の吸引力が作
用することによってその慣性力が増加する。このため、
当該粒子は、ファンダクト３内を吸入方向に略直線的に
進むことで前記分岐部にて分離され、ファン６によって
強制的に外部へ排出される。この分離作用により浄化さ
れた空気は、ガスタービン７の負圧によって、エンジン
ダクト４内に流れ込む。

【００１５】以上、この実施の形態１にかかる吸入粒子
分離装置１によれば、空気取入口５にフィルタを設ける
必要がないので、当該フィルタによる圧力損失がなくな
る。このため、ガスタービン７の燃焼効率が向上し、燃
料コストを節減することができる。また、フィルタの定
期交換作業が不要になるから、メンテナンスが容易にな
る。

【００１６】図２は、この発明の実施の形態２にかかる
吸入粒子分離装置を示す構成図である。このガスタービ
ンパッケージ２００の吸入粒子分離装置２０は、吸気ダ
クト２１を縦型にし、その下部にファン２２を設けた点
に特徴がある。空気取入口２３には、フィルタを設けて
いない。また、ガスタービン７の圧縮部は吸気ダクト２
１の途中側面に位置している。その他の構成について
は、上記従来例と同様であるから説明を省略する。

【００１７】この吸入粒子分離装置２０において、空気
取入口２３から吸入した空気は、吸気ダクト２１の途中
からガスタービン７内に供給されるものと、そのまま吸
気ダクト２１を流れるものに分かれる。ここで、吸気ダ
クト２１内に吸入した空気中にごみや砂などの粒子が混
入している場合、当該粒子が空気の慣性力よりも大きい
こと、重力とファンの吸引力が作用することによって吸
気ダクト２１内でその慣性力が増加する。このため、当
該粒子は、吸気ダクト２１内を吸入方向（下方向）にそ
のまま進んで分離される。そして、ファン２２によって
吸気ダクト２１外へ強制排出される。この分離作用によ
って浄化された空気は、ガスタービン７内に流れ込む。

【００１８】以上、この実施の形態２にかかる吸入粒子
分離装置２０によれば、上記実施の形態１と同様の効果
を得ることができる。また、図３に示すガスタービンパ
ッケージ３００の吸入粒子分離装置３０のように、上記
吸気ダクトを、ファンダクト３１およびエンジンダクト
３２からなる分岐構造にしてもよい。かかる構造であっ
ても、上記実施の形態１および２と同様の効果を得るこ
とができる。

【００１９】なお、上記実施の形態１および２では、ダ
クト端部にファン６、２２を用いているが、粒子を吸引
する機能と、粒子を一方向のみ通過させる機能とを持つ
ものであれば、これに限定されない。また、上記実施の
形態１および２では、ガスタービン７を用いているが、
この他の空気吸い込み式エンジン（ガソリン機関、ディ
ーゼル機関、ガス機関など）に対して適用できることは
いうまでもない。さらに、上記エンジンダクト４、３２
は、例えばＳ字形状などの複雑な曲げ形状であってもよ
い。

【００２０】同様に、上記ファンダクトは、直線形状で
なく曲がった形状であってもよい。例えば図４に示すよ
うに、実施の形態１においてファンダクト４１を湾曲形
状にすれば、粒子をより有効に分離することができる。
また、排気ダクトからの排気によりファンを回転させる
ようにしてもよい（図示省略）。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の吸入粒
子分離装置（請求項１）では、吸気ダクトを分岐して当
該分岐した吸気ダクトの一部を略直線的に延ばすと共に
この吸気ダクトにファンを設け、その一方で分岐した吸
気ダクトを通じてエンジンに空気を供給するようにした
ため、フィルタによる圧力損失がなくなってエンジンの
燃焼消費率が向上し、燃料コストを節減することができ
る。また、フィルタの定期交換作業が不要であるから、
メンテナンスが容易になる。

【００２２】また、この発明の吸入粒子分離装置（請求
項２）では、外部から吸気ダクト内に空気を吸入し、こ
の吸入方向に対する曲げ方向から当該吸入空気を取得し
てエンジンに供給すると共に空気中の粒子をその慣性力
により前記吸入方向に分離するようにしたため、フィル
タによる圧力損失がなくなってエンジンの燃焼消費率が
向上し、燃料コストを節減することができる。また、フ
ィルタの定期交換作業が不要であるから、メンテナンス
が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかる吸入粒子分離
装置を示す構成図である。

【図２】この発明の実施の形態２にかかる吸入粒子分離
装置を示す構成図である。

【図３】この発明の実施の形態１または２にかかる吸入
粒子分離装置の変形例を示す構成図である。

【図４】この発明の実施の形態１にかかる吸入粒子分離
装置の変形例を示す構成図である。

【図５】従来における吸入粒子分離装置の一例を示す構
成図である。

【符号の説明】

１００ガスタービンパッケージ１吸入粒子分離装置２吸気ダクト３ファンダクト４エンジンダクト５空気取入口６ファン７エンジン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼の際に空気を用いるエンジンに対し
て外部から空気を吸入する吸気ダクトを有し、この吸気
ダクトを分岐して当該分岐した吸気ダクトの一部を略直
線的に延ばすと共にこの吸気ダクトにファンを設け、そ
の一方で分岐した吸気ダクトを通じて前記エンジンに空
気を供給するようにしたことを特徴とする吸入粒子分離
装置。
【請求項２】燃焼の際に空気を用いるエンジンに対し
て外部から空気を吸入する吸気ダクトを有しており、外
部から吸気ダクト内に空気を吸入し、この吸入方向に対
する曲げ方向から当該吸入空気を取得して前記エンジン
に供給すると共に空気中の粒子をその慣性力により前記
吸入方向に分離するようにしたことを特徴とする吸入粒
子分離装置。