JP4544723B2 - ガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル及びこれを備えたガスタービンプラント - Google Patents
ガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル及びこれを備えたガスタービンプラント Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の上流側に吸気冷却用水噴霧ノズルが配置され、且つ前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に、同水噴霧ノズル又は系統内の部材の離脱、剥離片等捕集用のラストチャンスフィルタ等のフィルタ装置が配置されたガスタービンプラント、特に前記水噴霧ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に基づいて一般的なガスタービンプラントの概要について説明する。
図１０は一般的なガスタービンプラントの要部を示すものであって、圧縮機ＣＰと、同圧縮機ＣＰからの高圧空気が供給される燃焼器ＣＢと、同燃焼器ＣＢから供給された高温高圧燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンＧＴとを主要な構成として備えている。
更に加えて、前記圧縮機ＣＰの上流側には吸気を脱塵するエアフィルタＦ、及び騒音の発生を抑制するサイレンサＳが付設されている。
【０００３】
前記の様な構成のガスタービンプラントでは、夏期等に気温が上昇すると空気が膨張し、圧縮機ＣＰの吸い込みが悪化すると共に、圧縮の効率が低下し、ガスタービンの出力、効率共に低下する。
【０００４】
その解決のため、従来の装置として図１０中にも記載して示すように、圧縮機ＣＰの上流側に複数の水噴霧ノズル２０を具えた水供給管１０を設け、同水供給管１０によって供給された水が水噴霧ノズル２０によって気化容易に噴霧され、その気化によって圧縮機ＣＰの吸気が冷却されるよう構成されたものがある。
【０００５】
ここで水噴霧ノズル２０は図１１に水供給管１０との関連構成を、図１２（ａ）、（ｂ）に要部の詳細形状を示す様に、水噴霧ノズル２０は水供給管１０の軸方向に対して直交する方向に突出する様に設置され、その突出端部に先端をＵ字型に折り返すノズル先端部２０ａを設け、同ノズル先端部２０ａから噴射する冷却水が水噴霧ノズル２０自体の突出端部に衝突して四方へ霧散状に分散する様に構成されている。
【０００６】
また、圧縮機ＣＰの吸気冷却機能の最適化のために、圧縮機ＣＰの上流側、サイレンサＳの下流側に噴霧ノズル２０が配置されているだけでなく、その上流側に吸気冷却のために別の冷却手段が配置されるもの、さらにそれをベースに、液滴量やその割合、吸気が到達する湿度、液滴の粒径、液温その他の制御や限定がなされているもの、上記別の冷却手段の併設の限定なしに、吸気へ水蒸気が供給されるものや、水噴霧ノズル２０のサイレンサＳの下流側への配置の限定なしに、圧縮機ＣＰの中間段から抽出された高圧空気によって液滴が噴霧されるもの等がある。
【０００７】
その他、水噴霧ノズル、水供給管、噴霧用空気供給管が保護カバーで囲われると共に、水噴霧ノズルが保護カバーの下流端壁から斜めの方向にハの字に水を噴霧するよう配置されたもの等もある（例えば特開平１１−２２４８７参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記した従来のものにおいいては、前記した水噴霧ノズル２０が何らかの原因で脱落した様な場合に備えて圧縮機ＣＰの上流側に、同水噴霧ノズル２０等の離脱、剥離片等の捕集用のラストチャンスフィルタＬＦを設けているものの、これが同ラストチャンスフィルタＬＦの目を通過する可能性があり、その様な場合の防御について何らかの考慮がなされた事例は実在していない。
【０００９】
すなわち従来の装置では、前記水噴霧ノズル２０等の離脱、剥離片等がラストチャンスフィルタＬＦの目を通過すると、それが下流側の圧縮機ＣＰに落下し、圧縮機ＣＰの損傷トラブルを起こすおそれのあるものであった。
【００１０】
本発明は、このような従来の装置における問題点を解消し、万一水噴霧ノズルが脱落するようなことがあっても、簡単で安価な防止策を講じることにより、それがフィルタの目を通過するのを防止するようにしたガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル及びこれを備えたガスタービンプラントを提供することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、その第１の手段として、ガスタービンに供給する高温高圧燃焼ガスを生成する燃焼器、同燃焼器に高圧空気を供給する圧縮機、同圧縮機の上流で同圧縮機の吸気を冷却する水噴霧ノズル、前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に配置され離脱片または剥離片を捕集するフィルタを有し、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１２】
すなわち同第１の手段によれば、圧縮機の上流に設けられた水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合しているので、同水噴霧ノズルが万一脱落してそれがフィルタを通過しようとしても、フィルタの目に引っ掛かって捕捉されるため、同水噴霧ノズルが下流側の圧縮機に落下し、その損傷トラブルを起こすという事故は発生しないようにしたものである。
【００１３】
また、本発明は第２の手段として、前記第１の手段において、前記被捕捉体は、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体の被捕捉部材よりなり、前記水噴霧ノズルと一体的結合により前記フィルタの開口最大径より大きく形成したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１４】
すなわち同第２の手段によれば、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体の被捕捉部材よりなる被捕捉体は、水噴霧ノズルと一体的結合によりフィルタの開口最大径より大きく形成されているので、同水噴霧ノズルが脱落することがあっても、確実にフィルタで捕捉され、また、被捕捉体は線状体又は帯状体の被捕捉部材で形成されているので、通常状態で水噴霧ノズルの周囲を流れる空気の流路を狭めることは殆どなく、この様な被捕捉体の設置による空気の圧損失の増加が最小限に抑制され、しかも必要材料量も少なく、溶接等によってノズルに容易に結合可能であり、材料コスト、製作コスト共に低く、実施に伴う負担を軽微に抑えることのできるものである。
【００１５】
また、本発明は第３の手段として、前記第２の手段において、前記被捕捉体は、前記被捕捉部材の少なくとも一部が前記水噴霧ノズルの中心軸に対して垂直方向で放射状に伸びているガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１６】
すなわち同第３の手段によれば、前記被捕捉体を構成する被捕捉部材は、前記放射状に伸びる拡がりにより最小限の量の材料によって形成され、これによりフィルタによる水噴霧ノズルの被捕捉性が確保されるものである。
【００１７】
また、本発明は第４の手段として、前記第２又は３の手段において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材の先端を環状に連結したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１８】
すなわち同第４の手段によれば、前記被捕捉体を形成する複数の被捕捉部材は先端で環状に連結されているので、空気流れによる揺動・振動も少なく、その破損の危険性も少なくなり、被捕捉体の所定の拡がりを確実に維持し、フィルタへの引っ掛かりを確実にするものである。
【００１９】
また、本発明は第５の手段として、前記第２乃至４の何れかの手段において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材がそれぞれの基端部を環状体に一体的に結合され、同環状体を前記水噴霧ノズルに嵌着固定したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００２０】
すなわち同第５の手段によれば、複数の被捕捉部材から形成される被捕捉体は、各被捕捉部材の基端部を環状体に一体的に結合され、かつこの環状体を水噴霧ノズルに嵌着固定しているので、水噴霧ノズルと被捕捉体は別々に工場等で製作可能であり、設置現場でノズルに容易に嵌着結合可能としたものである。
【００２１】
また、本発明は第６の手段として、前記第２、３又は５の何れかの手段において、前記被捕捉体は、前記各被捕捉部材の先端を鉤状に折り曲げたガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００２２】
すなわち同第６の手段によれば、被捕捉体を形成する被捕捉部材はそれぞれ先端を鉤状に折り曲げているので、単純な構造ながら鈎状部分の追加によって形状の拡がり及び多様化が増幅され、被捕捉性が著しく増大するものである。
【００２３】
また、本発明は第７の手段として、前記第１の手段において、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合することに代えて、水供給用短管に着脱可能に螺着する多角形の頭部に回動防止用枠体を結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００２４】
すなわち同第７の手段によれば、水噴霧ノズルは被捕捉体を一体的に結合する代わりに、頭部に回動防止用枠体を結合しているので、これにより回動が防止され、緩んで脱落することはないものである。
【００２５】
更にまた、本発明は第８の手段として、前記第１乃至７の何れかの手段におけるガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを備えたガスタービンプラントを提供するものである。
【００２６】
すなわち同第８の手段によれば、水噴霧ノズルを前記第１乃至７の何れかの手段により構成し、かつこの水噴霧ノズルを有してガスタービンプラントを構成しているので、万一水噴霧ノズルが脱落することがあっても、それをフィルタで確実に捕捉し、後続のガスタービン圧縮機にトラブルを起こさない、安全性の高いガスタービンプラントを得る様にしたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１形態について、図１に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【００２８】
すなわち、本実施の形態において、水噴霧ノズルを組み入れたガスタービンプラントは、圧縮機ＣＰと、その圧縮機ＣＰからの高圧空気が供給される燃焼器ＣＢと、その燃焼器ＣＢから供給された高温高圧燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンＧＴと、を備えている。
【００２９】
なお、このガスタービンプラントがコンバインドサイクル発電プラントの構成要素として組み入れられる場合には、この他にガスタービンＧＴの排ガスが供給される排熱回収ボイラと、その排熱回収ボイラからの高圧蒸気が供給される蒸気タービン等を備えている。
【００３０】
また、前記圧縮機ＣＰの上流側には吸気を脱塵するエアフィルタＦ、騒音の発生を抑制するサイレンサＳが付設されており、圧縮機ＣＰの上流側には、水供給管１０によって供給される水が噴霧される径約３０ｍｍとした吸気冷却用の水噴霧ノズル２０が配置され、さらに前記圧縮機ＣＰと水噴霧ノズル２０との間には開口径約５０ｍｍとした目（メッシュ）に構成され、同水噴霧ノズル２０等の離脱、剥離片等捕集用のラストチャンスフィルタＬＦが配置されている。
【００３１】
前記ガスタービンプラントにおいて、水供給管１０には軸方向に多数の水噴霧ノズル２０が設けられているが、この水噴霧ノズル２０が取付位置から離脱し、ラストチャンスフィルタＬＦを通過しようとすると、同ラストチャンスフィルタＬＦの目に引っ掛かり、捕捉されるように水噴霧ノズル２０の周囲に被捕捉体３０が一体的に結合されている。
【００３２】
さらに具体的に説明すると、被捕捉体３０は、４本の先端が鈎状に折り曲げられた金属材料で構成された線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１よりなり、且つ、その線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１は、水噴霧ノズル２０に一体的に結合された時、例えば、線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１の先端を連ねた、図１の点線で示す直径が、ラストチャンスフィルタＬＦの目の開口最大径より大きく、従って水噴霧ノズル２０が直立した状態でも水平の状態でも斜めの状態でも、それがラストチャンスフィルタＬＦと交差する部分の最大長さは、ラストチャンスフィルタＬＦの開口最大径より大きくなるように設定されている。
【００３３】
前記の様に構成された本実施の形態おいて、前記水噴霧ノズル２０は本来の機能として圧縮機の吸気中に水噴霧を行うには全くの支障がなく、そのうえ、水噴霧ノズル２０はその周囲に被捕捉体３０が一体に結合されているので、万一水噴霧ノズル２０が脱落するようなことが発生しても、ラストチャンスフィルタＬＦを通過しようとする際にその目に引っ掛かって捕捉されるため、この水噴霧ノズル２０が下流側の圧縮機ＣＰに落下し、それの損傷トラブルを起こすという事故が防止される。
【００３４】
しかも、前記線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１の先端が、鈎状に折り曲げられているため、僅かな形状変更ながらそれによって被捕捉効果が一層高められるものである。
【００３５】
しかも、被捕捉体３０が線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１よりなり、水噴霧ノズル２０の周囲を流れる空気の流路を殆ど狭めないため、被捕捉体３０を一体的に追設したことによる空気の圧損失の増加は殆どない。
【００３６】
また、この被捕捉体３０は製作のための必要材料量も少なく、溶接等によって水噴霧ノズルに容易に結合可能であり、材料コスト、製作コスト共に低く、実施に伴う負担は軽微である。
【００３７】
そのうえ、図１に示すように、線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１が水噴霧ノズル２０に、斜め前方に伸びて放射状に結合されると、水噴霧ノズル２０の側方に障害物がなく、その脱着用の締着金具等の使用に全く支障を生じない。
【００３８】
従って本実施の形態によれば、圧縮機の直前に最後の異物防御として設置するラストチャンスフィルタＬＦの開口径を小さくする必要性がなくなり、これによる空気の圧損は低い値に維持されガスタービンプラントの効率低下に至らないものである。
【００３９】
次に本発明の実施の第２形態について図２乃至図４に基づいて説明する。
図２は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図、図３は図２のものの一部を変形した変形例で図２に相当する正面図、図４は図３のものを例にして水噴霧ノズル等の固定状況を示す説明図である。
【００４０】
本実施の形態において図２に示す形状のものでは、被捕捉体１３０を構成する線状体又は帯状体等の被捕捉部材１３１は、その基端に近い部分が水噴霧ノズル２０を中心に放射状に伸びると共に、水噴霧ノズル２０の水噴霧範囲（図２の一点鎖線で示す範囲）の外側に拡がっているが、途中で水供給管１０の軸に水平な方向に伸びている。
【００４１】
そしてこの被捕捉体１３０を一体的に結合された水噴霧ノズル２０は、殊更言うまでもないことではあるが、ラストチャンスフィルタＬＦに捕捉されるに十分な拡がりを持っている。
【００４２】
他方、図３に示した一部変形例のものでは、被捕捉体２３０を構成する線状体又は帯状体等の被捕捉部材２３１は、水噴霧ノズル２０を中心に放射状し、その基端から水供給管１０の軸に水平な方向に伸びている。
【００４３】
なお図４には、前記図３に示した水噴霧ノズル２０を例として、水噴霧ノズル２０が取り付けられた水供給管１０が、直立の支柱４０に取り付けられたクランプ５０に対し締め付け用のボルトナット５１で傾斜して固定された状態を示している。
【００４４】
この様に構成された本実施の形態においては、基本的な作用効果は前記した実施の第１形態と同様であるが、それに加えて最小限の量の材料によって、被捕捉体１３０，２３０の拡がり、すなわち、それによるラストチャンスフィルタＬＦによる水噴霧ノズル２０の被捕捉性が確保されるものである。
【００４５】
次に本発明の実施の第３形態について図５及び図６に基づいて説明する。
図５は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図、図６は図５のものの一部を変形した変形例で図５に相当する正面図である。
【００４６】
すなわち本実施の形態は、被捕捉体３０の一部に変更を加えたもので、被捕捉体３３０を構成する複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材３３１の先端を、それらを連ねる円環３３２で結合したものである。
【００４７】
また、図６に示した変形例では、被捕捉体４３０の複数（図では３本）の線状体又は帯状体等の被捕捉部材４３１の先端に、それらを連ねる多角形環４３２（三角環）で結合したものである。
【００４８】
前記の様に構成された本実施の形態においては、被捕捉体３３０又は４３０を構成する複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材３３１又は４３１が、それぞれ円環３３２又は多角形環４３２等で環状に一体的に結合されているため空気流れによる揺動・振動が少なく、従ってこの被捕捉体３３０又は４３０が破損に至る危険性も少なくなるものである。
【００４９】
次に本発明の実施の第４形態について図７に基づいて説明する。
図７は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルの要部を抜粋して概略的に示す説明図である。
【００５０】
すなわち本実施の形態においては、被捕捉体５３０を構成する複数（図では３本）の線状体又は帯状体等の被捕捉部材５３１は、その基端が環状体５３２に一体的に結合されており、図では省略しているがこの環状体５３２が水噴霧ノズル２０に嵌着されるものである。
【００５１】
なお、前記環状体５３２が水噴霧ノズル２０に嵌着されるに際しては、脱落しないように水噴霧ノズル２０に溶接されることが望ましく、この環状体５３２を用いた構造は前記した実施の第１〜第３形態のものにも応用可能である。
【００５２】
前記の様に構成された本実施の形態においては、被捕捉部材として線状体又は帯状体のみよりなるものに比較して若干構造が複雑になり、必要材料量も僅かに増加するが、水噴霧ノズル２０の本体とは別に線状体又は帯状体等の被捕捉部材５３１と環状体５３２が一体品として、水噴霧ノズル２０本体とは別に工場等で製作可能であり、水噴霧ノズル２０に予め結合される必要はなく、設置現場で水噴霧ノズル２０に容易に嵌着結合可能となり、作業性が著しく向上する。
【００５３】
次に本発明の実施の第５形態について図８及び図９に基づいて説明する。
図８は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す説明図、図９は図８のものを変形した変形例を示す説明図である。
【００５４】
先ず図８に示すように、水噴霧ノズル２０は、水供給用短管１１に脱着可能に螺結（ネジ留め）されると共に、その頭部２１が締結具（レンチ等）によって回動可能に多角形（通常六角形）に形成されており、水供給管１０と共に、断面長方形のカバー６０で囲われており、しかも、その表面に脱着可能に設けられた長方形の回動防止用枠体６１に頭部２１が嵌合されている。
【００５５】
従って本実施の形態によれば頭部２１の回動が防止され、それが緩んで脱落することはない。
なおここで回動防止用枠体６１は、水噴霧ノズル２０を交換可能にするよう、カバー６０に点溶接で固定されている。
【００５６】
また変形例として示した図９のものでは、カバー７０に、水噴霧ノズル２０の頭部２１が嵌合可能、且つ回動防止用の長方形の開口７１が形成され、カバー７０が回動防止用枠体として機能するよう構成されている。
【００５７】
そのため、頭部２１の回動が防止され、それが緩んで脱落することはない。
なお、水噴霧ノズル２０を交換可能とするように、枠体６１に相当する開口７１が形成されている板部分が、カバー７０の残りの部分に点溶接で固定されている。
【００５８】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
以上、本出願の請求項１に記載の発明によれば、ガスタービンに供給する高温高圧燃焼ガスを生成する燃焼器、同燃焼器に高圧空気を供給する圧縮機、同圧縮機の上流で同圧縮機の吸気を冷却する水噴霧ノズル、前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に配置され離脱、剥離片等を捕集するフィルタを有し、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、圧縮機の上流に設けられた水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したことにより、水噴霧ノズルが万一脱落するようなことが有ってもフィルタの目に引っ掛かって捕捉されるため、水噴霧ノズルが下流側の圧縮機に落下し、その損傷トラブルを起こすという事故は未然に防止され、極簡便な構成で安全性に優れた好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６０】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明において、前記被捕捉体は、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材よりなり、前記水噴霧ノズルと一体的結合により前記フィルタの開口最大径より大きく形成したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材よりなる被捕捉体は、水噴霧ノズルと一体的結合によりフィルタの開口最大径より大きく形成されたことにより、万一水噴霧ノズルが脱落することがあっても確実にフィルタで捕捉され、また、被捕捉体は線状体又は帯状体等の被捕捉部材で形成されたことにより、水噴霧ノズルの周囲を流れる空気の流路を狭めることは殆どなく、空気の圧損失の増加が最小限に抑制され、しかも必要材料量も少なく、溶接等によってノズルに容易に結合可能であって、材料コスト、製作コスト共に低く、実施に伴う負担を軽微に抑える様にした好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記請求項２に記載の発明において、前記被捕捉体は、前記被捕捉部材の少なくとも一部が前記水噴霧ノズルの中心軸に対して垂直方向に放射状に伸びているガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、被捕捉体を構成する被捕捉部材は、前記放射状に伸びる拡がりにより最小限の量の材料によって形成され、これによりフィルタによる水噴霧ノズルの被捕捉性が確保される安全性の高い好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６２】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記請求項２又は３に記載の発明において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材の先端を環状に連結したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、被捕捉体を形成する複数の被捕捉部材はそれぞれ先端で環状に連結されたことにより、空気流れによる揺動・振動も少なくなって破損の危険性も減少し、被捕捉体の所定の拡がりを確実に維持し、フィルタへの引っ掛かりを確実にした、安全性に優れた好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６３】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記請求項２乃至４に記載の発明において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材がそれぞれの基端部を環状体に一体的に結合され、同環状体を前記水噴霧ノズルに嵌着固定したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、複数の被捕捉部材から形成される被捕捉体は、各被捕捉部材の基端部を環状体に一体的に結合され、かつこの環状体を水噴霧ノズルに嵌着固定した構成としたことにより、水噴霧ノズルと被捕捉体は別々に工場等で製作可能であり、設置現場でノズルに容易に嵌着結合可能とし、作業の自由度を増加して安全性に富んだ好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６４】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記請求項２、３又は５の何れかに記載の発明において、前記被捕捉体は、前記各被捕捉部材の先端を鉤状に折り曲げたガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、被捕捉体を形成する被捕捉部材をそれぞれ先端で鉤状に折り曲げたことにより、単純な構造の鈎状部分の追加だけで被捕捉体の形状の拡がり及び多様化が増大され、被捕捉性が著しく増大し、安全性を高めた好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６５】
また、請求項７に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明において、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合することに代えて、水供給用短管に着脱可能に螺着する多角形の頭部に回動防止用枠体を結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、水噴霧ノズルは被捕捉体を一体的に結合する代わりに、頭部に回動防止用枠体を結合したことにより、水噴霧ノズルの回動が防止され、緩んで脱落することはなく、安全性の高い好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６６】
更にまた、請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れかに記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを備えたガスタービンプラントを構成しているので、水噴霧ノズルを前記第１乃至７の何れかの手段により構成し、かつこの水噴霧ノズルを有してガスタービンプラントを構成したことにより、万一水噴霧ノズルが脱落することがあっても、それをフィルタで確実に捕捉し、後続のガスタービン圧縮機にトラブルを起こさない、安全性の高い好適なガスタービンプラントを得ることが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【図３】図２のものの一部を変形した変形例で図２に相当する正面図である。
【図４】図３のものを例にして水噴霧ノズル等の固定状況を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【図６】図５のものの一部を変形した変形例で図５に相当する正面図である。
【図７】本発明の実施の第４形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルの要部を抜粋して概略的に示す説明図である。
【図８】本発明の実施の第５形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す説明図である。
【図９】図８のものを変形した変形例を示す説明図である。
【図１０】一般的なガスタービンプラントの概要について示す説明図である。
【図１１】図１０のガスタービンプラントにおける水噴霧ノズルと水供給管との関連構成を示す説明図である。
【図１２】図１１の水噴霧ノズルの要部の詳細形状を（ａ）、（ｂ）に区分して示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 水供給管
１１ 水供給用短管
２０ 水噴霧ノズル
２０ａ ノズル先端部
２１ 頭部
３０ 被捕捉体
３１ 被捕捉部材
４０ 支柱
５０ クランプ
５１ ボルトナット
６０ カバー
６１ 回動防止用枠体
７０ カバー
７１ 開口
１３０ 被捕捉体
１３１ 被捕捉部材
２３０ 被捕捉体
２３１ 被捕捉部材
３３０ 被捕捉体
３３１ 被捕捉部材
３３２ 円環
４３０ 被捕捉体
４３１ 被捕捉部材
４３２ 多角形環
５３０ 被捕捉体
５３１ 被捕捉部材
５３２ 環状体
ＣＰ 圧縮機
ＣＢ 燃焼器
ＧＴ ガスタービン
Ｆ エアフィルタ
Ｓ サイレンサ
ＬＦ ラストチャンスフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機の上流側に吸気冷却用水噴霧ノズルが配置され、且つ前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に、同水噴霧ノズル又は系統内の部材の離脱、剥離片等捕集用のラストチャンスフィルタ等のフィルタ装置が配置されたガスタービンプラント、特に前記水噴霧ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に基づいて一般的なガスタービンプラントの概要について説明する。
図１０は一般的なガスタービンプラントの要部を示すものであって、圧縮機ＣＰと、同圧縮機ＣＰからの高圧空気が供給される燃焼器ＣＢと、同燃焼器ＣＢから供給された高温高圧燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンＧＴとを主要な構成として備えている。
更に加えて、前記圧縮機ＣＰの上流側には吸気を脱塵するエアフィルタＦ、及び騒音の発生を抑制するサイレンサＳが付設されている。
【０００３】
前記の様な構成のガスタービンプラントでは、夏期等に気温が上昇すると空気が膨張し、圧縮機ＣＰの吸い込みが悪化すると共に、圧縮の効率が低下し、ガスタービンの出力、効率共に低下する。
【０００４】
その解決のため、従来の装置として図１０中にも記載して示すように、圧縮機ＣＰの上流側に複数の水噴霧ノズル２０を具えた水供給管１０を設け、同水供給管１０によって供給された水が水噴霧ノズル２０によって気化容易に噴霧され、その気化によって圧縮機ＣＰの吸気が冷却されるよう構成されたものがある。
【０００５】
ここで水噴霧ノズル２０は図１１に水供給管１０との関連構成を、図１２（ａ）、（ｂ）に要部の詳細形状を示す様に、水噴霧ノズル２０は水供給管１０の軸方向に対して直交する方向に突出する様に設置され、その突出端部に先端をＵ字型に折り返すノズル先端部２０ａを設け、同ノズル先端部２０ａから噴射する冷却水が水噴霧ノズル２０自体の突出端部に衝突して四方へ霧散状に分散する様に構成されている。
【０００６】
また、圧縮機ＣＰの吸気冷却機能の最適化のために、圧縮機ＣＰの上流側、サイレンサＳの下流側に噴霧ノズル２０が配置されているだけでなく、その上流側に吸気冷却のために別の冷却手段が配置されるもの、さらにそれをベースに、液滴量やその割合、吸気が到達する湿度、液滴の粒径、液温その他の制御や限定がなされているもの、上記別の冷却手段の併設の限定なしに、吸気へ水蒸気が供給されるものや、水噴霧ノズル２０のサイレンサＳの下流側への配置の限定なしに、圧縮機ＣＰの中間段から抽出された高圧空気によって液滴が噴霧されるもの等がある。
【０００７】
その他、水噴霧ノズル、水供給管、噴霧用空気供給管が保護カバーで囲われると共に、水噴霧ノズルが保護カバーの下流端壁から斜めの方向にハの字に水を噴霧するよう配置されたもの等もある（例えば特開平１１−２２４８７参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記した従来のものにおいいては、前記した水噴霧ノズル２０が何らかの原因で脱落した様な場合に備えて圧縮機ＣＰの上流側に、同水噴霧ノズル２０等の離脱、剥離片等の捕集用のラストチャンスフィルタＬＦを設けているものの、これが同ラストチャンスフィルタＬＦの目を通過する可能性があり、その様な場合の防御について何らかの考慮がなされた事例は実在していない。
【０００９】
すなわち従来の装置では、前記水噴霧ノズル２０等の離脱、剥離片等がラストチャンスフィルタＬＦの目を通過すると、それが下流側の圧縮機ＣＰに落下し、圧縮機ＣＰの損傷トラブルを起こすおそれのあるものであった。
【００１０】
本発明は、このような従来の装置における問題点を解消し、万一水噴霧ノズルが脱落するようなことがあっても、簡単で安価な防止策を講じることにより、それがフィルタの目を通過するのを防止するようにしたガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル及びこれを備えたガスタービンプラントを提供することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決すべくなされたもので、その第１の手段として、ガスタービンに供給する高温高圧燃焼ガスを生成する燃焼器、同燃焼器に高圧空気を供給する圧縮機、同圧縮機の上流で同圧縮機の吸気を冷却する水噴霧ノズル、前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に配置され離脱片または剥離片を捕集するフィルタを有し、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１２】
すなわち同第１の手段によれば、圧縮機の上流に設けられた水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合しているので、同水噴霧ノズルが万一脱落してそれがフィルタを通過しようとしても、フィルタの目に引っ掛かって捕捉されるため、同水噴霧ノズルが下流側の圧縮機に落下し、その損傷トラブルを起こすという事故は発生しないようにしたものである。
【００１３】
また、本発明は第２の手段として、前記第１の手段において、前記被捕捉体は、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体の被捕捉部材よりなり、前記水噴霧ノズルと一体的結合により前記フィルタの開口最大径より大きく形成したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１４】
すなわち同第２の手段によれば、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体の被捕捉部材よりなる被捕捉体は、水噴霧ノズルと一体的結合によりフィルタの開口最大径より大きく形成されているので、同水噴霧ノズルが脱落することがあっても、確実にフィルタで捕捉され、また、被捕捉体は線状体又は帯状体の被捕捉部材で形成されているので、通常状態で水噴霧ノズルの周囲を流れる空気の流路を狭めることは殆どなく、この様な被捕捉体の設置による空気の圧損失の増加が最小限に抑制され、しかも必要材料量も少なく、溶接等によってノズルに容易に結合可能であり、材料コスト、製作コスト共に低く、実施に伴う負担を軽微に抑えることのできるものである。
【００１５】
また、本発明は第３の手段として、前記第２の手段において、前記被捕捉体は、前記被捕捉部材の少なくとも一部が前記水噴霧ノズルの中心軸に対して垂直方向で放射状に伸びているガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１６】
すなわち同第３の手段によれば、前記被捕捉体を構成する被捕捉部材は、前記放射状に伸びる拡がりにより最小限の量の材料によって形成され、これによりフィルタによる水噴霧ノズルの被捕捉性が確保されるものである。
【００１７】
また、本発明は第４の手段として、前記第２又は３の手段において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材の先端を環状に連結したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００１８】
すなわち同第４の手段によれば、前記被捕捉体を形成する複数の被捕捉部材は先端で環状に連結されているので、空気流れによる揺動・振動も少なく、その破損の危険性も少なくなり、被捕捉体の所定の拡がりを確実に維持し、フィルタへの引っ掛かりを確実にするものである。
【００１９】
また、本発明は第５の手段として、前記第２乃至４の何れかの手段において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材がそれぞれの基端部を環状体に一体的に結合され、同環状体を前記水噴霧ノズルに嵌着固定したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００２０】
すなわち同第５の手段によれば、複数の被捕捉部材から形成される被捕捉体は、各被捕捉部材の基端部を環状体に一体的に結合され、かつこの環状体を水噴霧ノズルに嵌着固定しているので、水噴霧ノズルと被捕捉体は別々に工場等で製作可能であり、設置現場でノズルに容易に嵌着結合可能としたものである。
【００２１】
また、本発明は第６の手段として、前記第２、３又は５の何れかの手段において、前記被捕捉体は、前記各被捕捉部材の先端を鉤状に折り曲げたガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００２２】
すなわち同第６の手段によれば、被捕捉体を形成する被捕捉部材はそれぞれ先端を鉤状に折り曲げているので、単純な構造ながら鈎状部分の追加によって形状の拡がり及び多様化が増幅され、被捕捉性が著しく増大するものである。
【００２３】
また、本発明は第７の手段として、前記第１の手段において、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合することに代えて、水供給用短管に着脱可能に螺着する多角形の頭部に回動防止用枠体を結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを提供するものである。
【００２４】
すなわち同第７の手段によれば、水噴霧ノズルは被捕捉体を一体的に結合する代わりに、頭部に回動防止用枠体を結合しているので、これにより回動が防止され、緩んで脱落することはないものである。
【００２５】
更にまた、本発明は第８の手段として、前記第１乃至７の何れかの手段におけるガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを備えたガスタービンプラントを提供するものである。
【００２６】
すなわち同第８の手段によれば、水噴霧ノズルを前記第１乃至７の何れかの手段により構成し、かつこの水噴霧ノズルを有してガスタービンプラントを構成しているので、万一水噴霧ノズルが脱落することがあっても、それをフィルタで確実に捕捉し、後続のガスタービン圧縮機にトラブルを起こさない、安全性の高いガスタービンプラントを得る様にしたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１形態について、図１に基づいて説明する。
図１は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【００２８】
すなわち、本実施の形態において、水噴霧ノズルを組み入れたガスタービンプラントは、圧縮機ＣＰと、その圧縮機ＣＰからの高圧空気が供給される燃焼器ＣＢと、その燃焼器ＣＢから供給された高温高圧燃焼ガスによって動力を発生するガスタービンＧＴと、を備えている。
【００２９】
なお、このガスタービンプラントがコンバインドサイクル発電プラントの構成要素として組み入れられる場合には、この他にガスタービンＧＴの排ガスが供給される排熱回収ボイラと、その排熱回収ボイラからの高圧蒸気が供給される蒸気タービン等を備えている。
【００３０】
また、前記圧縮機ＣＰの上流側には吸気を脱塵するエアフィルタＦ、騒音の発生を抑制するサイレンサＳが付設されており、圧縮機ＣＰの上流側には、水供給管１０によって供給される水が噴霧される径約３０ｍｍとした吸気冷却用の水噴霧ノズル２０が配置され、さらに前記圧縮機ＣＰと水噴霧ノズル２０との間には開口径約５０ｍｍとした目（メッシュ）に構成され、同水噴霧ノズル２０等の離脱、剥離片等捕集用のラストチャンスフィルタＬＦが配置されている。
【００３１】
前記ガスタービンプラントにおいて、水供給管１０には軸方向に多数の水噴霧ノズル２０が設けられているが、この水噴霧ノズル２０が取付位置から離脱し、ラストチャンスフィルタＬＦを通過しようとすると、同ラストチャンスフィルタＬＦの目に引っ掛かり、捕捉されるように水噴霧ノズル２０の周囲に被捕捉体３０が一体的に結合されている。
【００３２】
さらに具体的に説明すると、被捕捉体３０は、４本の先端が鈎状に折り曲げられた金属材料で構成された線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１よりなり、且つ、その線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１は、水噴霧ノズル２０に一体的に結合された時、例えば、線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１の先端を連ねた、図１の点線で示す直径が、ラストチャンスフィルタＬＦの目の開口最大径より大きく、従って水噴霧ノズル２０が直立した状態でも水平の状態でも斜めの状態でも、それがラストチャンスフィルタＬＦと交差する部分の最大長さは、ラストチャンスフィルタＬＦの開口最大径より大きくなるように設定されている。
【００３３】
前記の様に構成された本実施の形態おいて、前記水噴霧ノズル２０は本来の機能として圧縮機の吸気中に水噴霧を行うには全くの支障がなく、そのうえ、水噴霧ノズル２０はその周囲に被捕捉体３０が一体に結合されているので、万一水噴霧ノズル２０が脱落するようなことが発生しても、ラストチャンスフィルタＬＦを通過しようとする際にその目に引っ掛かって捕捉されるため、この水噴霧ノズル２０が下流側の圧縮機ＣＰに落下し、それの損傷トラブルを起こすという事故が防止される。
【００３４】
しかも、前記線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１の先端が、鈎状に折り曲げられているため、僅かな形状変更ながらそれによって被捕捉効果が一層高められるものである。
【００３５】
しかも、被捕捉体３０が線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１よりなり、水噴霧ノズル２０の周囲を流れる空気の流路を殆ど狭めないため、被捕捉体３０を一体的に追設したことによる空気の圧損失の増加は殆どない。
【００３６】
また、この被捕捉体３０は製作のための必要材料量も少なく、溶接等によって水噴霧ノズルに容易に結合可能であり、材料コスト、製作コスト共に低く、実施に伴う負担は軽微である。
【００３７】
そのうえ、図１に示すように、線状体又は帯状体等の被捕捉部材３１が水噴霧ノズル２０に、斜め前方に伸びて放射状に結合されると、水噴霧ノズル２０の側方に障害物がなく、その脱着用の締着金具等の使用に全く支障を生じない。
【００３８】
従って本実施の形態によれば、圧縮機の直前に最後の異物防御として設置するラストチャンスフィルタＬＦの開口径を小さくする必要性がなくなり、これによる空気の圧損は低い値に維持されガスタービンプラントの効率低下に至らないものである。
【００３９】
次に本発明の実施の第２形態について図２乃至図４に基づいて説明する。
図２は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図、図３は図２のものの一部を変形した変形例で図２に相当する正面図、図４は図３のものを例にして水噴霧ノズル等の固定状況を示す説明図である。
【００４０】
本実施の形態において図２に示す形状のものでは、被捕捉体１３０を構成する線状体又は帯状体等の被捕捉部材１３１は、その基端に近い部分が水噴霧ノズル２０を中心に放射状に伸びると共に、水噴霧ノズル２０の水噴霧範囲（図２の一点鎖線で示す範囲）の外側に拡がっているが、途中で水供給管１０の軸に水平な方向に伸びている。
【００４１】
そしてこの被捕捉体１３０を一体的に結合された水噴霧ノズル２０は、殊更言うまでもないことではあるが、ラストチャンスフィルタＬＦに捕捉されるに十分な拡がりを持っている。
【００４２】
他方、図３に示した一部変形例のものでは、被捕捉体２３０を構成する線状体又は帯状体等の被捕捉部材２３１は、水噴霧ノズル２０を中心に放射状し、その基端から水供給管１０の軸に水平な方向に伸びている。
【００４３】
なお図４には、前記図３に示した水噴霧ノズル２０を例として、水噴霧ノズル２０が取り付けられた水供給管１０が、直立の支柱４０に取り付けられたクランプ５０に対し締め付け用のボルトナット５１で傾斜して固定された状態を示している。
【００４４】
この様に構成された本実施の形態においては、基本的な作用効果は前記した実施の第１形態と同様であるが、それに加えて最小限の量の材料によって、被捕捉体１３０，２３０の拡がり、すなわち、それによるラストチャンスフィルタＬＦによる水噴霧ノズル２０の被捕捉性が確保されるものである。
【００４５】
次に本発明の実施の第３形態について図５及び図６に基づいて説明する。
図５は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図、図６は図５のものの一部を変形した変形例で図５に相当する正面図である。
【００４６】
すなわち本実施の形態は、被捕捉体３０の一部に変更を加えたもので、被捕捉体３３０を構成する複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材３３１の先端を、それらを連ねる円環３３２で結合したものである。
【００４７】
また、図６に示した変形例では、被捕捉体４３０の複数（図では３本）の線状体又は帯状体等の被捕捉部材４３１の先端に、それらを連ねる多角形環４３２（三角環）で結合したものである。
【００４８】
前記の様に構成された本実施の形態においては、被捕捉体３３０又は４３０を構成する複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材３３１又は４３１が、それぞれ円環３３２又は多角形環４３２等で環状に一体的に結合されているため空気流れによる揺動・振動が少なく、従ってこの被捕捉体３３０又は４３０が破損に至る危険性も少なくなるものである。
【００４９】
次に本発明の実施の第４形態について図７に基づいて説明する。
図７は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルの要部を抜粋して概略的に示す説明図である。
【００５０】
すなわち本実施の形態においては、被捕捉体５３０を構成する複数（図では３本）の線状体又は帯状体等の被捕捉部材５３１は、その基端が環状体５３２に一体的に結合されており、図では省略しているがこの環状体５３２が水噴霧ノズル２０に嵌着されるものである。
【００５１】
なお、前記環状体５３２が水噴霧ノズル２０に嵌着されるに際しては、脱落しないように水噴霧ノズル２０に溶接されることが望ましく、この環状体５３２を用いた構造は前記した実施の第１〜第３形態のものにも応用可能である。
【００５２】
前記の様に構成された本実施の形態においては、被捕捉部材として線状体又は帯状体のみよりなるものに比較して若干構造が複雑になり、必要材料量も僅かに増加するが、水噴霧ノズル２０の本体とは別に線状体又は帯状体等の被捕捉部材５３１と環状体５３２が一体品として、水噴霧ノズル２０本体とは別に工場等で製作可能であり、水噴霧ノズル２０に予め結合される必要はなく、設置現場で水噴霧ノズル２０に容易に嵌着結合可能となり、作業性が著しく向上する。
【００５３】
次に本発明の実施の第５形態について図８及び図９に基づいて説明する。
図８は本実施の形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す説明図、図９は図８のものを変形した変形例を示す説明図である。
【００５４】
先ず図８に示すように、水噴霧ノズル２０は、水供給用短管１１に脱着可能に螺結（ネジ留め）されると共に、その頭部２１が締結具（レンチ等）によって回動可能に多角形（通常六角形）に形成されており、水供給管１０と共に、断面長方形のカバー６０で囲われており、しかも、その表面に脱着可能に設けられた長方形の回動防止用枠体６１に頭部２１が嵌合されている。
【００５５】
従って本実施の形態によれば頭部２１の回動が防止され、それが緩んで脱落することはない。
なおここで回動防止用枠体６１は、水噴霧ノズル２０を交換可能にするよう、カバー６０に点溶接で固定されている。
【００５６】
また変形例として示した図９のものでは、カバー７０に、水噴霧ノズル２０の頭部２１が嵌合可能、且つ回動防止用の長方形の開口７１が形成され、カバー７０が回動防止用枠体として機能するよう構成されている。
【００５７】
そのため、頭部２１の回動が防止され、それが緩んで脱落することはない。
なお、水噴霧ノズル２０を交換可能とするように、枠体６１に相当する開口７１が形成されている板部分が、カバー７０の残りの部分に点溶接で固定されている。
【００５８】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
以上、本出願の請求項１に記載の発明によれば、ガスタービンに供給する高温高圧燃焼ガスを生成する燃焼器、同燃焼器に高圧空気を供給する圧縮機、同圧縮機の上流で同圧縮機の吸気を冷却する水噴霧ノズル、前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に配置され離脱、剥離片等を捕集するフィルタを有し、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、圧縮機の上流に設けられた水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したことにより、水噴霧ノズルが万一脱落するようなことが有ってもフィルタの目に引っ掛かって捕捉されるため、水噴霧ノズルが下流側の圧縮機に落下し、その損傷トラブルを起こすという事故は未然に防止され、極簡便な構成で安全性に優れた好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６０】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明において、前記被捕捉体は、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材よりなり、前記水噴霧ノズルと一体的結合により前記フィルタの開口最大径より大きく形成したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体等の被捕捉部材よりなる被捕捉体は、水噴霧ノズルと一体的結合によりフィルタの開口最大径より大きく形成されたことにより、万一水噴霧ノズルが脱落することがあっても確実にフィルタで捕捉され、また、被捕捉体は線状体又は帯状体等の被捕捉部材で形成されたことにより、水噴霧ノズルの周囲を流れる空気の流路を狭めることは殆どなく、空気の圧損失の増加が最小限に抑制され、しかも必要材料量も少なく、溶接等によってノズルに容易に結合可能であって、材料コスト、製作コスト共に低く、実施に伴う負担を軽微に抑える様にした好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記請求項２に記載の発明において、前記被捕捉体は、前記被捕捉部材の少なくとも一部が前記水噴霧ノズルの中心軸に対して垂直方向に放射状に伸びているガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、被捕捉体を構成する被捕捉部材は、前記放射状に伸びる拡がりにより最小限の量の材料によって形成され、これによりフィルタによる水噴霧ノズルの被捕捉性が確保される安全性の高い好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６２】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記請求項２又は３に記載の発明において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材の先端を環状に連結したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、被捕捉体を形成する複数の被捕捉部材はそれぞれ先端で環状に連結されたことにより、空気流れによる揺動・振動も少なくなって破損の危険性も減少し、被捕捉体の所定の拡がりを確実に維持し、フィルタへの引っ掛かりを確実にした、安全性に優れた好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６３】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記請求項２乃至４に記載の発明において、前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材がそれぞれの基端部を環状体に一体的に結合され、同環状体を前記水噴霧ノズルに嵌着固定したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、複数の被捕捉部材から形成される被捕捉体は、各被捕捉部材の基端部を環状体に一体的に結合され、かつこの環状体を水噴霧ノズルに嵌着固定した構成としたことにより、水噴霧ノズルと被捕捉体は別々に工場等で製作可能であり、設置現場でノズルに容易に嵌着結合可能とし、作業の自由度を増加して安全性に富んだ好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６４】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記請求項２、３又は５の何れかに記載の発明において、前記被捕捉体は、前記各被捕捉部材の先端を鉤状に折り曲げたガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、被捕捉体を形成する被捕捉部材をそれぞれ先端で鉤状に折り曲げたことにより、単純な構造の鈎状部分の追加だけで被捕捉体の形状の拡がり及び多様化が増大され、被捕捉性が著しく増大し、安全性を高めた好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６５】
また、請求項７に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明において、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合することに代えて、水供給用短管に着脱可能に螺着する多角形の頭部に回動防止用枠体を結合したガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを構成しているので、水噴霧ノズルは被捕捉体を一体的に結合する代わりに、頭部に回動防止用枠体を結合したことにより、水噴霧ノズルの回動が防止され、緩んで脱落することはなく、安全性の高い好適なガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを得ることが出来たものである。
【００６６】
更にまた、請求項８に記載の発明によれば、請求項１乃至７の何れかに記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを備えたガスタービンプラントを構成しているので、水噴霧ノズルを前記第１乃至７の何れかの手段により構成し、かつこの水噴霧ノズルを有してガスタービンプラントを構成したことにより、万一水噴霧ノズルが脱落することがあっても、それをフィルタで確実に捕捉し、後続のガスタービン圧縮機にトラブルを起こさない、安全性の高い好適なガスタービンプラントを得ることが出来たものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【図３】図２のものの一部を変形した変形例で図２に相当する正面図である。
【図４】図３のものを例にして水噴霧ノズル等の固定状況を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す正面図である。
【図６】図５のものの一部を変形した変形例で図５に相当する正面図である。
【図７】本発明の実施の第４形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルの要部を抜粋して概略的に示す説明図である。
【図８】本発明の実施の第５形態に係るガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを概略的に示す説明図である。
【図９】図８のものを変形した変形例を示す説明図である。
【図１０】一般的なガスタービンプラントの概要について示す説明図である。
【図１１】図１０のガスタービンプラントにおける水噴霧ノズルと水供給管との関連構成を示す説明図である。
【図１２】図１１の水噴霧ノズルの要部の詳細形状を（ａ）、（ｂ）に区分して示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 水供給管
１１ 水供給用短管
２０ 水噴霧ノズル
２０ａ ノズル先端部
２１ 頭部
３０ 被捕捉体
３１ 被捕捉部材
４０ 支柱
５０ クランプ
５１ ボルトナット
６０ カバー
６１ 回動防止用枠体
７０ カバー
７１ 開口
１３０ 被捕捉体
１３１ 被捕捉部材
２３０ 被捕捉体
２３１ 被捕捉部材
３３０ 被捕捉体
３３１ 被捕捉部材
３３２ 円環
４３０ 被捕捉体
４３１ 被捕捉部材
４３２ 多角形環
５３０ 被捕捉体
５３１ 被捕捉部材
５３２ 環状体
ＣＰ 圧縮機
ＣＢ 燃焼器
ＧＴ ガスタービン
Ｆ エアフィルタ
Ｓ サイレンサ
ＬＦ ラストチャンスフィルタ
Claims (8)
- ガスタービンに供給する高温高圧燃焼ガスを生成する燃焼器、同燃焼器に高圧空気を供給する圧縮機、同圧縮機の上流で同圧縮機の吸気を冷却する水噴霧ノズル、前記圧縮機と水噴霧ノズルとの間に配置され離脱片または剥離片を捕集するフィルタを有し、前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合したことを特徴とするガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記被捕捉体は、外側に拡がる複数の線状体又は帯状体の被捕捉部材よりなり、前記水噴霧ノズルと一体的結合により前記フィルタの開口最大径より大きく形成したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記被捕捉体は、前記被捕捉部材の少なくとも一部が前記水噴霧ノズルの中心軸に対して垂直方向に放射状に伸びていることを特徴とする請求項２に記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材の先端を環状に連結したことを特徴とする請求項２又は３に記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記被捕捉体は、前記複数の被捕捉部材がそれぞれの基端部を環状体に一体的に結合され、同環状体を前記水噴霧ノズルに嵌着固定したことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記被捕捉体は、前記各被捕捉部材の先端を鉤状に折り曲げたことを特徴とする請求項２、３又は５の何れかに記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記水噴霧ノズルはその周囲に被捕捉体を一体的に結合することに代えて、水供給用短管に着脱可能に螺着する多角形の頭部に回動防止用枠体を結合したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズル。
- 前記請求項１乃至７の何れかに記載のガスタービン圧縮機の吸気冷却用水噴霧ノズルを備えたことを特徴とするガスタービンプラント。
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