JP2003120332A - ガスタービン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気音の低いガスタービン装置を提供する。 【解決手段】 このガスタービン装置は、ガスタービン
エンジン１と、このガスタービンエンジンの前端に接続
されてガスタービンエンジンにより駆動される被駆動機
３と、前記ガスタービンエンシン１および被駆動機３を
収納するエンクロージャ２とを備える。ガスタービンエ
ンジン１は、圧縮機４，燃焼器６およびタービン５を備
える。前記エンクロージャ２内には、前記圧縮機４の空
気取入口６３と被駆動機３とを収納した上側室１５と、
この上側室１５の下方に配置されてエンクロージャ２の
外部から空気を導入する空気導入口１７を備えた下側室
１６とが設けられる。前記上側室１５と下側室１６の間
は絞り通路１８によって連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気音の低いガス
タービン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービン装置の従来例として、圧縮
機，燃焼器，タービン等からなるガスタービンエンジン
や、ガスタービンエンジンに接続された発電機、燃料圧
縮機、電力変換器等を、１つのエンクロージャに収納し
たものが知られている。このガスタービン装置では、エ
ンクロージャの前面の外気取入口から取り入れられた空
気は、ダストフィルタおよび吸気エレメントを経由して
発電機本体を冷却しながら、圧縮機の吸気口に導かれて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造のガスタービン装置では、ガスタービンエンジンの吸
気音である特有の高周波騒音が吸気通路を経て機外に漏
れ、大きな騒音が生じる。

【０００４】この発明は、以上の事情に鑑みてなされた
もので、吸気音の低いガスタービン装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るガスタービン装置は、圧縮機，燃焼器
およびタービンを備えたガスタービンエンジンと、前記
ガスタービンエンジンの前端に接続されてガスタービン
エンジンにより駆動される被駆動機と、前記ガスタービ
ンエンジンおよび被駆動機を収納するエンクロージャと
を備え、前記エンクロージャ内に、前記ガスタービンエ
ンジンのうちの圧縮機の空気取入口と被駆動機とを収納
した上側室と、前記上側室の下方に配置されてエンクロ
ージャの外部から空気を導入する空気導入口を備えた下
側室とが設けられ、前記上側室と下側室の間が絞り通路
によって連通している。

【０００６】前記ガスタービン装置によれば、ガスター
ビンエンジンの吸気音である高周波騒音は、上側室、絞
り通路、下側室および空気導入口を経て機外に漏れるこ
とになるので、ガスタービンエンジンの高周波騒音を効
果的に消音することができる。

【０００７】本発明の好ましい実施形態では、前記下側
室に、前記空気導入口に対向するダストフィルタが配置
されて、前記空気導入口とダストフィルタを両端とする
気液分離室と、前記ダストフィルタを通過した空気が導
入される浄化空気室とが形成され、前記浄化空気室に前
記絞り通路の下端が臨んでいる。

【０００８】このように構成した場合には、空気導入口
から下側室に導入される空気に雨滴が混じっていても、
雨滴はダストフィルタで除去されて空気だけが浄化空気
室か絞り通路を経て上側室に導入されるので、雨滴が発
電機内やロータ軸に直接侵入するのを防止することがで
きる。

【０００９】本発明の好ましい実施形態では、浄化空気
室内の空気を吸入して前記ガスタービンエンジンを含む
冷却対象部に冷却空気を供給する送風機が配置されてい
る。

【００１０】このように構成した場合には、浄化された
空気でガスタービンエンジンを含む冷却対象部を空冷す
ることができ、冷却対象部へのダストの侵入を防止でき
る。

【００１１】本発明の好ましい実施形態では、前記絞り
通路の通路長がガスタービンエンジンからの高周波騒音
の波長にほぼ等しいか、またはこれを越える大きさに設
定されている。

【００１２】このように構成した場合には、ガスタービ
ンエンジンの高周波騒音をより効果的に消音することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図１および図２
は本発明の一実施形態であるガスタービン装置の右前方
斜視図および左前方斜視図である。図１において、ガス
タービン装置は、ガスタービンエンジン１、発電機３、
電力変換器３９等がエンクロージャ２内に収納されてい
る。

【００１４】ガスタービンエンジン１は、図４に縦断面
図で示すように、遠心式圧縮機４と、タービン５と、こ
のタービン５の径方向外方に位置する環状の燃焼器６
と、後方の熱交換器７と、排気ユニット８（図１）とを
備えている。熱交換器７は、前記圧縮機４からの圧縮空
気Ａと前記タービン５からの排ガスＥとの間で熱交換を
行う。前記ガスタービンエンジン１の前部の圧縮機４の
前面には、被駆動機の一種である発電機３が接続され
て、タービン５により発電機３が駆動される。ガスター
ビンエンジン１および発電機３により、パワーユニット
１０が構成されている。

【００１５】図４において、圧縮機４のインペラ６１の
背面にはタービンロータ６２が接合されている。圧縮機
４は、発電機３の後方の空気取入口６３より取り入れら
れる空気ＩＡを圧縮して、その圧縮空気Ａをガスタービ
ンエンジン１の後部の排ガス出口側に連結された熱交換
器７を経て燃焼器６に供給するものであり、タービン５
によって駆動される。この圧縮機４は、インペラ６１
と、このインペラ６１を覆う位置に形成された圧縮機シ
ュラウド６４とを備えている。圧縮機４の出口側である
径方向外側には、圧縮空気Ａの静圧を高めるためのディ
フューザ６５が配置されている。タービン５は、タービ
ンロータ６２と、このタービンロータ６２の入口側部材
であるタービンノズル６６とを備えている。

【００１６】燃焼器６は、ガスまたは液体の燃料Ｆを燃
焼器６内の燃焼室６７に噴射する燃料ノズル６８を有
し、その燃料Ｆが、熱交換器７を経て燃焼室６７内に送
給されてくる圧縮空気Ａと混合されて燃焼する。その高
温高圧の燃焼ガスＧは前記タービンノズル６６からター
ビン５に送られ、燃焼ガスＧのエネルギによりタービン
５が駆動される。前記燃焼器６は環状のものであり、タ
ービン５の回転軸心Ｃ１と同心に配置されている。燃料
ノズル６８はここでは３個とされ、図２のように燃焼器
６の外周の周方向に等間隔に配置されている。

【００１７】図４の熱交換器７は、ガスタービンエンジ
ン１のタービン５を出た高温の排ガスＥと、ガスタービ
ンエンジン１の圧縮機４を出た低温の圧縮空気Ａとの間
で熱交換を行うものであり、前記圧縮機４，燃焼器６お
よびタービン５を収容した横断面円形のメインハウジン
グ６９の後端部に熱交換器ハウジング７０がボルトＢ２
で連結されでおり、この熱交換器ハウジング７０の内方
に、横断面形状が円形の熱交換用コア７０Ｃが収納され
ている。このコア７０Ｃは、圧縮空気Ａが流れる第１通
路７１と、高温の排ガスＥが流れる第２通路７２とを仕
切る複数の平坦な伝熱プレート７３を所定の間隔で平行
に配置して構成される。前記コア７０Ｃの後部の側面に
は、圧縮空気Ａを前記第１通路７１に流入させる流入口
７４が設けられている。また、コア７０Ｃの前部の側面
には、前記第１通路７１を通った圧縮空気Ａの流出口７
５が設けられている。

【００１８】コア７０Ｃと熱交換器ハウジング７０との
間には、圧縮空気Ａをコア７０Ｃの前方からコア７０Ｃ
の側方を通って、つまり側面の外側を通って前記流入口
７４に導入する導入路７６が形成されている。熱交換器
７の前方のメインハウジング６９と環状の燃焼器６との
間には、圧縮機４を出た圧縮空気Ａを前記導入路７６に
導く圧縮空気通路７７が形成されている。この圧縮空気
通路７７は、メインハウジング６９と同心に配置される
円筒部材７８との間にできる空間によって構成される。
メインハウジング６９の前端部には、圧縮機４の外周壁
を構成するシュラウド６４の後端部がボルトＢ１により
締結固定されている。

【００１９】さらに、熱交換器７の前面には、前記圧縮
空気通路７７の内周側に、熱交換器７の流出口７５から
の圧縮空気Ａをガスタービンエンジン１の燃焼器６に導
く燃焼器向け導出路７９が形成されている。この導出路
７９は、前記円筒部材７８と、前記コア７０Ｃの前端か
ら前方に延び、前記円筒部材７８の内側に円筒部材７８
と同心に配置されるラッパ状部材８０との間の空間によ
って構成される。ラッパ状部材８０の前端は、タービン
ノズル６６のシュラウド６６ａ後端まで延ばされてい
る。ラッパ状部材８０で囲まれる空間により、タービン
５を出た排ガスＥをコア７０Ｃの第２通路７２に流入さ
せる排ガス流入路８１が形成されている。熱交換器７の
後面には、第２通路７２を通った排ガスＥを排気ユニッ
ト８（図１）へ排出する排気口８２が形成されている。

【００２０】発電機３は、ガスタービンエンジン１の回
転部（インペラ６１およびタービンロータ６２）に連結
された回転軸である発電機ロータ８３と、その周囲に配
置された発電機ステータ８４とを有し、発電機ステータ
８４は発電機ロータ８３と同心に配置された横断面円形
の発電機ケース８５Ａの内周に支持されている。発電機
ケース８５Ａの前部開口は前部カバー８５Ｂにより覆わ
れている。発電機ステータ８４は、発電機ケース８５Ａ
の内周側にこのケース８５Ａと同心に配置して固定され
たリング状のコア８６と、このコア８６から内径側に突
出する複数の歯部（ティース）に巻回したコイル８７と
で構成される。発電機ステータ８４のコア８６の外径側
には前後に貫通する複数の吸気通路８８が形成されてい
る。

【００２１】発電機ケース８５Ａの後壁８９は、前記圧
縮機４の空気取入口６３と発電機３を仕切る隔壁となっ
ており、この後壁８９の内周端部と前部カバー８５Ｂの
内周端部において、発電機ロータ８３が１対の軸受ＢＲ
１，ＢＲ２を介して回転自在に支持されている。発電機
３の前部カバー８５Ｂの前端中央部には、外部から前記
コア８６の吸気通路８８に空気を導入する吸気口９０が
設けられている。また、発電機ケース８５Ａの後端部外
周には、前記吸気通路８８に導入された空気ＣＡをケー
ス８５Ａ外に排出する排気口９１が設けられている。

【００２２】排気ユニット８は、図１に示すように、縦
向き姿勢とされ上部が出口となったサイレンサ９２と、
熱交換器７の排気口８２を出た排ガスを前記サイレンサ
９２の下部に導く排気通路９３と、前記排気口８２を出
た排ガスを前記サイレンサ９２の中胴部から下部へと導
くバイパス通路９４とを備える。前記排気口８２の出口
部から排気通路９３とバイパス通路９４が分岐する部分
には、図６に示すように、バタフライ弁９５が設けら
れ、このバタフライ弁９５により排ガスＥを排気通路９
３とバイパス通路９４とに切替えて供給するようにされ
ている。排気通路９３の途中には、図７に示すように、
ボイラの熱交換器９６が介挿され、給水器（図示せず）
から供給される給水が前記熱交換器９６により排ガスＥ
とで熱交換されて温水とされる。

【００２３】前記エンクロージャ２内は、図３の断面図
に示すように、隔壁９によって前記圧縮機４の空気取入
口６３および発電機３を収納した前部の第１室１１と、
少なくとも前記燃焼器６，タービン５（図４），熱交換
器７および排気ユニット８を収納した後部の第２室１２
とに区画されている。これにより、圧縮機４の前記空気
取入口６３は、第１室１１内の空気を吸入することにな
る。

【００２４】また、第１室１１は、前記圧縮機４の空気
取入口６３と、被駆動機である発電機３とを収納した上
側室１５と、この上側室１５の下方に配置されてエンク
ロージャ２の外部から空気を導入する空気導入口１７を
備えた下側室１６とを有している。空気導入口１７は吸
音機能を有するルーバ付きとされている。前記上側室１
５と下側室１６の間は、区画板９Ａによって区画され、
かつ区画板９Ａの後端に設けた上下方向の絞り通路１８
によって連通している。この絞り通路１８はエンクロー
ジャ２の幅方向に長い通路とされており、その通路長
（上下長）は、ガスタービンエンジン１からの高周波騒
音（吸気音）の波長にほぼ等しいか、またはこれを越え
る大きさに設定されている。上側室１５の内壁面は吸音
材１９によって被覆されている。

【００２５】前記下側室１６には、前記空気導入口１７
に対向するダストフィルタ２０が配置されて、前記空気
導入口１７とダストフィルタ２０を両端とする気液分離
室２１と、前記ダストフィルタ２０を通過した空気が導
入される浄化空気室２２とが形成されている。気液分離
室２１の下部には、床に溜まった雨水等を排水するドレ
ン２３が設けられている。

【００２６】また、前記浄化空気室２２には、浄化空気
室２２内の空気を吸入して前記ガスタービンエンジン１
および発電機３を含む冷却対象部に冷却空気を供給する
送風機２７が配置されている。浄化空気室２２のダスト
フィルタ２０を除く内壁面も吸音材２８で被覆されてい
る。この浄化空気室２２には、前記絞り通路１８の下端
が臨んでいる。また、上側室１５には、図２に示すよう
に、ガスタービンエンジン１の排気温度，回転数など運
転状態のデータや警報などを表示する表示盤２９、電子
制御器３０、系統連係保護装置３１、ブレーカ３２、エ
キサイタ３３等、発熱量の少ない機器が設置されてい
る。電子制御器３０は、下方の燃料圧縮機３４における
サーボモータ３６の制御などを行う機器である。系統連
係保護装置３１は、外部商用電源との断接などを行う機
器である。エキサイタ３３は、燃焼器６の点火プラグ３
５を駆動する機器である。

【００２７】また、前記第２室１２には、図１に示す発
電機３の出力を周波数変換する電力変換器３９、前記燃
料圧縮機３４、バッテリ４０等、発熱量の多い機器が設
置されている。電力変換器３９は、発電機３から出力さ
れる高周波（エンジン回転数と同一の周波数）の電力を
商用の低い周波数の電力に変換するためのＡＣ／ＡＣコ
ンバータを有する大型の重量物である。バッテリ４０
は、パワーユニット１０の起動用や停電対策用、急ブレ
ーキ時の電気負荷急増による急速充電用等として使用さ
れる。

【００２８】図３に示すように、前記エンクロージャ２
は、本体４１と、この本体４１に前方へ引出し可能に収
容された引出し台４３に設けた前カバー４２とを有す
る。この前カバー４２に前記隔壁９が設けられ、この隔
壁９と前記前カバー４２とにより前記第１室１１が形成
されている。隔壁９のうち、第１室１１内に位置してい
る圧縮機用の空気取入口６３の周囲の部分は、ジャバラ
部材９ａで構成されている。これにより、パワーユニッ
ト１０の長さ寸法の変化、エンクロージャ２の寸法誤差
などに対応できるようにされている。ジャバラ部材９ａ
には、通気性のない耐火繊維が使用されている。ジャバ
ラ部材９ａは、図４に示すガスタービンエンジン１の圧
縮機シュラウド６４とメインハウジング６９とを連結す
るボルトＢ１によって共締めされた図３の取付プレート
１０１に、ボルト止めで連結されている。

【００２９】エンクロージャ２の本体４１と前カバー４
２とは、本体４１の前端周縁と前カバー４２の後端周縁
との間にガスケット４４を介在させて、図１に示すよう
に、例えば本体４１の前端に突設したスタッド４５を前
カバー４２の後端のスタッド挿通孔４６に挿通させ、ス
タッド４５にナット掛けすることにより気密状態で連結
される。エンクロージャ本体４１内の後部床面側には、
バッテリ４０を収納したバッテリ室４７が、第２室１２
内の他部と区画して設けられている。

【００３０】引出し台４３は、その後端部に設けられた
キャスタ４８で後端部がエンクロージャ本体４１の床面
の案内レール５０上に支持されるともに、エンクロージ
ャ本体４１の床面前部に設けられたキャスタ４９で引出
し台４３の前端部が支持されており、これにより引出し
台４３が前後に移動自在とされている。なお、図１およ
び図２では、構造を説明し易くするために、引出し台４
３を、そのキャスタ４８がエンクロージャ本体４１から
はみ出す位置まで引き出した状態を示しているが、実際
には、キャスタ４８がエンクロージャ本体４１内のキャ
スタ４９の後部と干渉する位置が引出し位置の限界とさ
れる。引出し台４３の後部には、図３に示す排気ユニッ
ト８におけるバタフライ弁９５を切替え駆動する電動ア
クチュエータ５１が設けられ、図２に示すように、この
電動アクチュエータ５１の出力が伝達機構５２を介して
バタフライ弁９５（図３）に伝達される。このように、
パワーユニット１０から離れた位置に電動アクチュエー
タ５１が設けられているので、電動アクチュエータ５１
をパワーユニット１０の熱影響から避けることができ
る。

【００３１】前記パワーユニット１０は、据付フレーム
５３を介して前記引出し台４３の上に支持され、また、
前記電力変換器３９および燃料圧縮機３４は直接、引出
し台４３の上に支持されている。引出し台４３に取り付
けられた前記据付フレーム５３は、平面視で矩形の水平
な下枠５４と、下枠５４の一側方（左側方）に偏心した
位置に配置された平面視で矩形の水平な上枠５５と、前
記下枠５４の一部と上枠５５とを連結する支柱５６とで
構成されている。据付フレーム５３の上枠５５の後端に
は、スチール板のような剛性材からなる中間マウント５
７が上方へ突出して設けられ、この中間マウント５７
が、ガスタービンエンジン１のメインハウジング６９と
熱交換器ハウジング７０とを連結するボルトＢ２によっ
て共締めされて、ガスタービンエンジン１に取り付けら
れている。

【００３２】また、上枠５５の前部にはフレキシブルプ
レートからなる前部マウント５８が上方へ突出して設け
られ、この前部マウント５８が、圧縮機シュラウド６４
（図４）とメインハウジング６９とを連結するボルトＢ
１によって共締めされて、ガスタービンエンジン１に取
り付けられている。据付フレーム５３の下枠５４の後端
にはフレキシブルプレートからなる上下方向に長い後部
マウント５９が固定され、この後部マウント５９に熱交
換器７の後部のフランジ１０２が図示しないボルト止め
により取り付けられている。

【００３３】このように、パワーユニット１０の中間部
が剛性材からなる中間マウント５７で、前部および後部
がフレキシブルプレートからなる前部マウント５８およ
び後部マウント５９で支持されることにより、固定部と
なる中間マウント５７を基準として、パワーユニット１
０の前後方向へのある程度の熱変形を許容できる。

【００３４】引出し台４３は、エンクロージャ本体４１
内に収納された状態で、図３に示すように、Ｌ字状のブ
ラケット６０を介してバッテリ室４７の天井壁４７ａに
連結固定される。これにより、地震時などにエンクロー
ジャ２が上下に変動するのを防止することができる。前
記ブラケット６０による引出し台４３の固定は、エンク
ロージャ本体４１の背面に設けた窓１０３から前記ブラ
ケット６０をエンクロージャ本体４１内に挿入して、ブ
ラケット６０を引出し台４３の後部マウント５９とバッ
テリ室４７の天井部４７ａとにボルト止めすることによ
り行われる。窓１０３は、常時は窓板１０３Ａで閉鎖し
ておく。

【００３５】据付フレーム５３の前面には、前記パワー
ユニット１０を含む複数の冷却対象部に冷却空気を供給
する送風機２７が取り付けられている。すなわち、送風
機２７はエンクロージャ２内の前部である第１室１１に
おける下側室１６に配置されている。なお、この送風機
２７の設置については、送風機２７の本体を第２室１２
側に配置して、送風機２７の吸入孔だけを第１室１１側
に配置するようにしてもよい。

【００３６】据付フレーム５３の下面には、前記送風機
２７からの冷却空気を導入して複数の冷却対象部へ分岐
させる空気溜め２６が取り付けられている。すなわち、
この空気溜め２６は、電力変換器３９内と、バッテリ室
４７内と、発電機３の吸気口９０と、図２の燃料圧縮機
３４のサーボモータ３６とに連通させてある。図３の電
力変換器３９内にはヒートシンク１０４が設けられてお
り、空気溜め２６から電力変換器３９の下部の入口開口
３９ａを経て導入された冷却空気により、ヒートシンク
１０４の冷却が行われ、冷却後の空気は電力変換器３９
の上部および後部の出口開口３９ｂ，３９ｃより第２室
１２内に排出され、第２室１２の喚気用として使用され
る。

【００３７】空気溜め２６とバッテリ室４７との間は、
渦巻き状に巻かれた可撓性ホース１１５によって連通さ
せてあり、これにより引出し台４３の引出しに可撓性ホ
ース１１５が追従できるようにされている。バッテリ室
４７の後壁を兼ねるエンクロージャ本体４１の背面壁に
は、ルーバ付きの排気口１１６が設けられ、前記空気溜
め２６から可撓性ホース１１５を経てバッテリ室４７に
導入された換気用の空気が、前記排気口１１６から機外
に排出される。

【００３８】また、空気溜め２６と発電機３の吸気口９
０との間は、前記絞り通路３８を通る可撓性ホース１１
７によって接続されている。可撓性ホース１１７の途中
には２次フィルタ１１８が介挿されている。この２次フ
ィルタ１１８は、磁性体が発電機３に入らないように、
磁性体粉を除去する機能を有する。空気溜め２６と図２
の燃料圧縮機３４のサーボモータ３６との間は図示しな
い通路で連通させてあり、空気溜め２６から送られる空
気によりサーボモータ３６の空冷が行われ、空冷後の空
気は第２室１２の換気用として使用される。

【００３９】また、図３に示す第１室１１の上側室１５
に収納されている発電機３の排気口９１と、前記隔壁９
に設けられて第２室１２と上側室１５を連通させるパイ
プ１１９とが、可撓性ホース１２０で連通されており、
これにより発電機３の排気口９１を出た空気が第２室１
２に喚気用として供給される。

【００４０】ガスタービンエンジン１および発電機３で
構成されるパワーユニット１０は、図５に示すように、
その回転中心Ｃ１を前記エンクロージャ２内の上方で一
側方（正面から見て左側方）に偏心して配置される。ま
た、前記電力変換器３９は、前記パワーユニット１０の
下方で他側方（正面から見て右側方）に偏心して配置さ
れている。前記排気ユニット８は、前記ガスタービンエ
ンジン１の他側方（右側方）に突出させてある。前記パ
ワーユニット１０の下方で前記電力変換器３９の一側方
（左側方）に、燃料（この場合はガス燃料）を昇圧して
パワーユニット１０に供給する燃料圧縮機３４が配置さ
れている。

【００４１】燃料圧縮機３４には、図２に示すように、
エンクロージャ本体４１の背面壁に設けられた燃料供給
口１２１から可撓性ホース１２２を介して燃料Ｆが供給
される。可撓性ホース１２２の途中には低圧遮断弁１２
３が介挿されている。この可撓性ホース１２２はエンク
ロージャ本体４１の床面上で渦巻き状に配置され、これ
により引出し台４３の出し入れに追従できるようにされ
ている。燃料圧縮機３４はリリーフ弁付きとされ、その
リリーフ弁で吐出圧力が制御される。燃料圧縮機３４の
回転数制御はサーボモータ３６で行われ、これによりリ
リーフ量が抑えられて省エネが図られている。

【００４２】燃料圧縮機３４で圧縮された燃料Ｆは、１
次マニホールド１２４および２次マニホールド１２５を
経て燃焼器６の燃料ノズル６８に供給される。すなわ
ち、燃料圧縮機３４で圧縮された燃料Ｆは、１次マニホ
ールド１２４で、それぞれ流量制御弁９７，９８が介挿
された予混合燃料ライン９９Ａと、拡散燃料ライン９９
Ｂとに分岐して供給され、さらに各ライン９９Ａ，９９
Ｂの燃料が、２次マニホールド１２５で３個の燃料ノズ
ル６８に分岐して供給される。前記低圧遮断弁１２３お
よび１次マニホールド１２４は下枠５４の左側部に支持
され、２次マニホールド１２５は上枠５５の左側部に支
持されている。

【００４３】引出し台４３がエンクロージャ本体４１内
に収納された状態で、前記排気ユニット８におけるサイ
レンサ９２の出口である上端部は、図３に示すように、
エンクロージャ本体４１の天井に設けられた排気筒１０
５内に挿入される。また、前記排気筒１０５はエンクロ
ージャ本体４１の天井壁にボルトで着脱自在に取り付け
られており、引出し台４３をエンクロージャ本体４１内
から引き出すときには、前記排気筒１０５のボルトを外
して、排気筒１０５をエンクロージャ本体４１の天井か
ら上方に引き抜くことにより、サイレンサ９２に対する
排気筒１０５の係合を解除することができる。

【００４４】サイレンサ９２の上端部の前記排気筒１０
５で覆われる部分より若干下位置の外周には排気筒１０
５から流れ込む雨水を回収する環状の樋１０６が設けら
れており、この樋１０６に連通するドレン管１０６ａが
エンクロージャ本体４１の背面壁に設けられた開口１０
７を介して機外に突出させてある。このドレン管１０６
ａにドレンホース（図示せず）を接続することにより、
前記樋１０６に流れ込んで来た雨水を機外のタンク等に
回収することができる。サイレンサ９２の上端は、前記
排気筒１０５から入り込む雨水を前記樋１０６へ流し込
むためにドーム状に形成されている。

【００４５】第２室１２内の熱気の一部は、前記サイレ
ンサ９２の上端部外周、前記排気筒１０５の下端部、お
よび前記樋１０６の間の隙間を通って、排気筒１０５か
ら排ガスとともに機外に排出される。第２室１２内の熱
気を排出するために、さらに、エンクロージャ本体４１
の背面上端部にルーバ付き開口１０８が設けられてい
る。特に、燃料Ｆとして、比重が空気よりも小さい天然
ガスを使用する場合には、前記開口１０８から天然ガス
を効果的に排出できる。エンクロージャ本体４１の背面
壁には、ボイラ熱交換器９６への給水管１０９およびボ
イラ熱交換器９６からの温水管１１０を挿通させる開口
１１１，１１２、および排気通路９３の下端に設けられ
るドレン管１１３を挿通させる開口１１４がそれぞれ設
けられている。

【００４６】なお、前記電力変換器３９と発電機３との
電気的接続部、電力変換器３９と図２の燃料圧縮機３４
との電気的接続部、電力変換器３９と流量制御弁９７，
９８との電気的接続部は、前記エンクロージャ２内にお
ける前部の第１室１１内に配置される。また、図３の電
力変換器３９とバッテリ４０との電気的接続部は、電力
変換器３９内またはバッテリ室４７内に配置される。

【００４７】次に、前記ガスタービン装置における吸排
気経路について説明する。図３において、エンクロージ
ャ２の前部の空間である第１室１１のうち、下側室１６
の空気導入口１７から機外の空気が、先ず気液分離室２
１に導入され、さらにダストフィルタ２０を通過して浄
化空気室２２に導入される。気液分離室２１の床面に溜
まった雨水等はドレン２３により機外に排出される。ダ
ストフィルタ２を通過して浄化された空気の一部は、浄
化空気室２２の送風機２７に吸引されて、引出し台４３
の下の空気溜め２６に送られる。また、浄化空気室２２
に導入された空気の一部は、絞り通路１８を経て上側室
１５に導入される。上側室１５に導入された空気は、上
側室１５に配置されている図２の表示盤２９，電子制御
器３０、系統連係保護装置３１、ブレーカ３２、エキサ
イタ３３等、比較的に発熱量の少ない機器の冷却にも使
用され、さらに、図４の圧縮機４の空気取入口６３から
吸入空気ＩＡとして導入されてガスタービンエンジン１
に使用される。

【００４８】図３の空気溜め２６に送られた空気は、さ
らにガスタービンエンジン１を含む冷却対象部に供給さ
れる。すなわち、空気溜め２６の空気の一部は、可撓性
ホース１１７および２次フィルタ１１８を経て発電機３
の吸気口９０に供給され、これにより発電機３が空冷さ
れる。空冷に使用されて発電機３の排気口９１から排出
される空気は、さらに可撓性ホース１２０を経て第２室
１２に換気用として供給される。空気溜め２６の空気の
他の一部は、電力変換器３９内にその入り口開口３９ａ
から供給され、これにより電力変換器３９内のヒートシ
ンク１０４等が空冷される。ヒートシンク１０４等の空
冷に使用された空気は、電力変換器３９の出口開口３９
ｂ，３９ｃから第２室１２に排出され、第２室１２の換
気用として使用される。

【００４９】また、空気溜め２６の空気のさらに他の一
部は、下方の可撓性ホース１１５を経てバッテリ室４７
に換気用として供給され、エンクロージャ本体４１の背
面の排気口１１６から機外に排出される。また、空気溜
め２６の空気のさらに他の一部は、図２の燃料圧縮機３
４のサーボモータ３６に供給され、サーボモータ３６を
空冷した空気は、図３の第２室１２の換気用として使用
される。

【００５０】図４に示すガスタービンエンジン１の排ガ
スＥは、熱交換器７で圧縮機４からの圧縮空気Ａとの熱
交換に使用された後に、図３の排気ユニット８に排出さ
れる。排気ユニット８に組み込んだボイラの熱交換器９
６を使用する場合、バタフライ弁９５は図６に実線で示
す切替位置に設定され、熱交換器７を出た排ガスＥは、
排気通路９３を経て、図７のサイレンサ９２の下側に供
給され、サイレンサ９２の二重管の内側通路を通って消
音されたのち、サイレンサ９２の上端部から排気筒１０
５を経て機外に排出される。このとき、排気通路９３の
途中のボイラ熱交換器９６では、排ガスＥと給水との間
で熱交換が行われ、ボイラ熱交換器９６から温水が取り
出される。また、ボイラ熱交換器９６を使用しない場
合、バタフライ弁９５は図６に鎖線で示す切替位置に設
定され、熱交換器７を出た排ガスＥはバイパス通路９４
を経て図７のサイレンサ９２の二重管の外側通路に入
り、ここからサイレンサ９２の下側に供給され、サイレ
ンサ９２の二重管の内側通路を通って消音されたのち、
サイレンサ９２の上端部から排気筒１０５を経て機外に
排出される。

【００５１】このガスタービン装置では、図３に示すエ
ンクロージャ２内が、隔壁９によって圧縮機４の空気取
入口６３および発電機３を収納した第１室１１と、少な
くとも燃焼器６，タービン５，熱交換器７および排気ユ
ニット８を収納した第２室１２とに区画されているの
で、熱気のこもった第２室１２から区画された第１室１
１の低温の空気が圧縮機４に取り入れられるので、ガス
タービンエンジン１の熱効率および出力を向上させるこ
とができる。

【００５２】また、前記エンクロージャ２は、本体４１
とこの本体４１の前方へ引き出し可能に収容された引出
し台４３に設けた前カバー４２とを有し、この前カバー
４２に前記隔壁９が設けられ、前記前カバー４２と隔壁
９とにより前記第１室１１が形成されているので、点火
プラグ３５，燃料ノズル６８の点検や、流量制御弁９
７，９８の交換などの作業のために、引出し台４３を前
方へ引き出してエンクロージャ本体４１と前カバー４２
を分離しても、作業終了後に引出し台４３をエンクロー
ジャ本体４１に入れ戻すことにより、エンクロージャ２
内を第１室１１と第２室１２とに区画した状態に容易に
復帰させることができる。

【００５３】さらに、前記第１室１１には、前記ガスタ
ービンエンジン１および発電機３を含む冷却対象部に冷
却空気を供給する送風機２７と、運転状態を表示する表
示盤２９と電子制御機器３０とを含む発熱量の少ない機
器が設置されているので、第１室１１内の空気の高温化
が抑制される。したがって、この第１室１１内の空気を
吸入するガスタービンエンジン１の熱効率および出力が
向上する。

【００５４】また、前記第２室１２には、発電機３の出
力を周波数変換する電力変換器３９と燃料圧縮機３４と
を含む発熱量の多い機器が設置されているので、発熱量
の少ない機器が設置されている第１室１１から、発熱量
の多い機器を分離することができ、第１室１１内を低温
に保つことができる。

【００５５】このガスタービン装置では、図５に正面図
で示したように、ガスタービンエンジン１および発電機
３を含むパワーユニット１０が、その回転中心Ｃ１を前
記エンクロージャ２の前後方向に向けて、エンクロージ
ャ２内の上方で一側方（正面から見て左側方）に偏心し
て配置されると共に、電力変換器３９が、前記パワーユ
ニット１０の下方で他側方（正面から見て右側方）に偏
心して配置されている。したがって、保守・点検等のた
めに電力変換器３９を取り外すときに、例えば、電力変
換器３９の天面に設けたアンカー用ねじ孔１２６（図
１）にアンカー１２７を螺合させ、このアンカー１２７
を用いてホイストにより電力変換器３９を引出し台４３
から若干持ち上げてから、側方へ引き出すことにより、
パワーユニット１０に妨げられることなく、電力変換器
３９を容易に取り外すことができ、取付けも逆の手順に
より容易に行うことができる。電力変換器３９の真上に
パワーユニット１０が位置している場合は、ホイスト以
外の特殊なリフターを用いて、電力変換器３９を側方へ
引き出す必要があり、作業が面倒になる。

【００５６】また、表面温度の高いパワーユニット１０
が、高温を嫌う電力変換器３９から側方へずれている分
だけ、電力変換器３９から離れるので、電力変換器３９
に対する熱影響を大きくすることなく、パワーユニット
１０を低く設置でき、装置の重心を下げることができ
る。

【００５７】また、パワーユニット１０が左側方に偏心
して配置されていることにより、排気ユニット８は、ガ
スタービンエンジン１の右側方の空きスペースに収まり
良く突出させることができ、装置をまとまりよくコンパ
クトにすることができる。

【００５８】また、最も重い前記パワーユニット１０の
下方で、次に重い前記電力変換器３９の一側方（正面か
ら見て左側方）に、燃料を昇圧してパワーユニット１０
に供給する燃料圧縮機３４が配置されているので、装置
の左右方向の重量バランスも良くなる。

【００５９】さらに、平面視で矩形の下枠５４の一側方
（左側方）に偏心した位置に、平面視で矩形の上枠５５
と、前記下枠５４の一部と上枠５５とを連結する支柱５
６とからなる据付フレーム５３が設けられ、前記上枠５
５にパワーユニット１０が、前記下枠５４に電力変換器
３９が、それぞれ取り付けられているので、単一の据付
フレーム５３にパワーユニット１０および電力変換器３
９をまとまり良く取り付けることができる。

【００６０】また、図３に示すエンクロージャ２が、本
体４１とこの本体４１に前方へ引出し可能に収容された
引出し台４３に設けた前カバー４２とを有し、前記引出
し台４３に前記据付フレーム５３が取り付けられている
ので、引出し台４３をエンクロージャ本体４１内から引
き出すことにより、据付フレーム５３に取り付けられた
パワーユニット１０，電力変換器３９等をエンクロージ
ャ２から容易に引き出すことができ、装置の保守・点検
を容易に行うことができる。

【００６１】さらに、前記据付フレーム５３の前面に
は、前記パワーユニット１０を含む複数の冷却対象部に
冷却空気を供給する送風機２７が取り付けられ、据付フ
レーム５３の下面に、前記送風機２７からの冷却空気を
導入して複数の冷却対象部へ分岐させる空気溜め２６が
取り付けられているので、送風機２７で吸引した冷却空
気を効率よく各冷却対象部に供給することができる。ま
た、据付フレーム５３の前面に送風機を設けたから、送
風機２つを浄化空気２２内に無理なく配置して、ダスト
が除去された浄化空気を冷却対象部へ送ることができ
る。

【００６２】このガスタービン装置では、前記エンクロ
ージャ２内に、ガスタービンエンジン１の被駆動機であ
る発電機３と圧縮機４の空気取入口６３とを収納した上
側室１５と、この上側室１５の下方に配置されてエンク
ロージャ２の外部から空気を導入する空気導入口１７を
備えた下側室１６とが設けられ、上側室１５と下側室１
６の間が絞り通路１８によって連通しているので、ガス
タービンエンジン１の圧縮機４の吸気音である高周波騒
音を効果的に消音することができる。しかも、前記絞り
通路１８の通路長が、ガスタービンエンジン１からの高
周波騒音の波長にほぼ等しいか、またはこれを越える大
きさに設定されているので、前記高周波騒音をより効果
的に消音することができる。

【００６３】また、前記下側室１６には、前記空気導入
口１７に対向するダストフィルタ２０が配置されて、前
記空気導入口１７とダストフィルタ２０を両端とする気
液分離室２１と、前記ダストフィルタ２０を通過した空
気が導入される浄化空気室２２とが形成され、前記浄化
空気室２２に前記絞り通路１８が臨んでいるので、雨滴
が発電機３内やロータ軸に直接侵入するのを防止するこ
とができる。

【００６４】さらに、前記浄化空気室２２に、浄化空気
室２２内の空気を吸入して前記ガスタービンエンジン１
を含む冷却対象部に冷却空気を供給する送風機２７が配
置されているので、浄化された空気でガスタービンエン
ジン１を含む冷却対象部を空冷することができ、ダスト
等の侵入を防止できる。

【００６５】なお、本発明は、発電機３以外に、ポンプ
や送風機など、他の被駆動機を駆動するガスタービン装
置にも適用できる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明のガスタービン装
置によれば、エンクロージャ内に、ガスタービンエンジ
ンのうちの圧縮機の空気取入口と被駆動機とを収納した
上側室と、前記上側室の下方に配置されてエンクロージ
ャの外部から空気を導入する空気導入口を備えた下側室
とが設けられ、前記上側室と下側室の間が絞り通路によ
って連通しているので、ガスタービンエンジンの吸気の
高周波騒音を効果的に消音することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るガスタービン装置を
示す右前方斜視図である。

【図２】同ガスタービン装置をの左前方斜視図である。

【図３】同ガスタービン装置の右側面断面図である。

【図４】同ガスタービン装置におけるパワーユニットの
縦断面図である。

【図５】同ガスタービン装置における据付フレームへの
パワーユニット等の機器の取付状態を示す正面図であ
る。

【図６】同ガスタービン装置における排気ユニットの部
分破断平面図である。

【図７】同ガスタービン装置における排気ユニットの部
分破断側面図である。

【符号の説明】

１…ガスタービンエンジン、２…エンクロージャ、３…
発電機（被駆動機）、４…圧縮機、５…タービン、６…
燃焼器、７…熱交換器、８…排気ユニット、９…隔壁、
１０…パワーユニット、１１…第１室、１２…第２室、
１５…上側室、１６…下側室、１７…空気導入口、１８
…絞り通路、２０…ダストフィルタ、２１…気液分離
室、２２…浄化空気室、２７…送風機、２９…表示盤、
３０…電子制御機器、３４…燃料圧縮機、３９…電力変
換器、４１…エンクロージャの本体、４２…エンクロー
ジャの前カバー、４３…引出し台、５３…据付フレー
ム、５４…下枠、５５…上枠、５６…支柱、６３…圧縮
機の空気取入口、Ａ…圧縮空気、Ｅ…排ガス、Ｃ１…回
転中心。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月８日（２００１．１１．
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機，燃焼器およびタービンを備えた
   ガスタービンエンジンと、 前記ガスタービンエンジンの前端に接続されてガスター
   ビンエンジンにより駆動される被駆動機と、 前記ガスタービンエンジンおよび被駆動機を収納するエ
   ンクロージャとを備え、 前記エンクロージャ内に、前記ガスタービンエンジンの
   うちの圧縮機の空気取入口と被駆動機とを収納した上側
   室と、前記上側室の下方に配置されてエンクロージャの
   外部から空気を導入する空気導入口を備えた下側室とが
   設けられ、 前記上側室と下側室の間が絞り通路によって連通してい
   るガスタービン装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記下側室に、前記
   空気導入口に対向するダストフィルタが配置されて、前
   記空気導入口とダストフィルタを両端とする気液分離室
   と、前記ダストフィルタを通過した空気が導入される浄
   化空気室とが形成され、前記浄化空気室に前記絞り通路
   の下端が臨んでいるガスタービン装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、さらに、浄化空気室
   内の空気を吸入して前記ガスタービンエンジンを含む冷
   却対象部に冷却空気を供給する送風機を備えているガス
   タービン装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、前
   記絞り通路の通路長がガスタービンエンジンからの高周
   波騒音の波長にほぼ等しいか、またはこれを越える大き
   さに設定されているガスタービン装置。