JP6339793B2 - モジュール型タービンエンクロージャ - Google Patents

Description

本出願及び得られる特許は全般的にはガスタービンエンジンその他向けのエンクロージャに関し、またより詳細には隣接するインレットフィルタシステムプラットフォームや別のタイプの構造と一体となるように組み込まれたモジュール型のフラットパック（ｆｌａｔ ｐａｃｋ）エンクロージャに関する。

ガスタービンエンジンや別のタイプのターボマシン類向けのノイズエンクロージャは一般に、担当者がこうしたマシン類の各側で作業するための十分なアクセスを提供できるように十分な大きさとすべきである。しかしこうした希望するサイズが認可不可能な（ｎｏｎ−ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ）搬送限度を超えてしまい、完成したエンクロージャを運搬するコスト及び時間が多くかかることがある。さらに、個々の構成要素から現地でエンクロージャを建設することもまた、悪天候や現地の労働力といった問題のためにコスト及び時間が多くかかることがある。具体的には、エンクロージャを現地で建設するには、鋼材組み立て、現地配線、ダクト作業、配管作業、その他が必要となる。それぞれの構成要素について現地擦り合わせに対応しかつ解決しなければならない。エンクロージャやその内部の構成要素はしたがって、現地で試験及び品質チェックをしなければならない。

米国特許出願公開第２００９／００７３２１５号明細書

したがって、ガスタービンエンジンや別のタイプのターボマシン類向けの改良式のエンクロージャが必要とされている。モジュール型エンクロージャは、関連するすべての構成要素に対応できる費用対効果の良い設計によって、従来の低コストの運搬が可能である一方、現地組み立ての容易さ及び適当な担当者アクセスも提供できるので好ましい。

本出願及びその得られる特許はしたがって、装置プラットフォーム及びターボマシンで使用されるモジュール型のエンクロージャを提供する。本モジュール型エンクロージャは、装置プラットフォームの多数の脚に取り付けられた第１の多数の壁と、装置プラットフォームの脚に取り付けられた第２の多数の壁と、を含むことがある。第１の多数の壁は、多数の旋回可能なパネルを含むことがある。第２の多数の壁は、その内部に１つのアクセス開口を含むことがある。装置プラットフォームは、モジュール型エンクロージャ向けの天井部を提供することがある。

本出願及びその得られる特許はさらに、ターボマシンの周りにモジュール型エンクロージャを組み立てる方法を提供する。本方法は、モジュール型エンクロージャの壁をフラットパック構成で搬送する工程と、ターボマシンの周りに装置プラットフォームを位置決めする工程と、装置プラットフォームの周りに機械及び／または電気的構成要素を位置決めする工程と、装置プラットフォームの多数の脚の周りにモジュール型エンクロージャの壁を取り付ける工程と、ターボマシンを囲繞する工程と、を含むことがある。

本出願及びその得られる特許はさらに、ガスタービンエンジンシステムを提供する。本ガスタービンエンジンシステムは、ガスタービンエンジンと、ガスタービンエンジンの周りに位置決めされた多数の支持脚を有するフィルタ収容プラットフォームと、支持脚に取り付けられてフィルタ収容プラットフォーム及びこれとによってガスタービンエンジンが囲繞されるようにした多数の壁と、を含むことがある。

本出願及びその得られる特許のこれらの特徴及び改良、並びにその他の特徴及び改良は、幾つかの図面及び添付の特許請求の範囲に関連して取り上げた以下の詳細な説明を読むことによって当業者には明らかとなろう。

コンプレッサ、燃焼器、タービン及び負荷を表しているガスタービンエンジンの概要図である。 インレットフィルタシステム及び排出システムの周りに位置決めされたガスタービンエンジンの斜視図である。 図２のガスタービンエンジンの周りに位置決めされた本明細書に記載するようなモジュール型エンクロージャの分解斜視図である。 ガスタービンエンジンの周りに位置決めされた図３のモジュール型エンクロージャを部分的に組み上げたところを表した斜視図である。 ガスタービンエンジンの周りに位置決めされた図３のモジュール型エンクロージャの斜視図である。 装置スキッド及び装置基部をこれに隣接して位置決めして備えているガスタービンエンジンの周りに位置決めされた図３のモジュール型エンクロージャの斜視図である。

ここで幾つかの図面において同じ構成要素を同じ番号付けで示している図面を見ると、図１は本発明で使用されるようなガスタービンエンジン１０の概略図を表している。ガスタービンエンジン１０はコンプレッサ１５を含むことがある。コンプレッサ１５は流入する空気フロー２０を圧縮する。コンプレッサ１５はこの圧縮された空気フロー２０を燃焼器２５に伝達する。燃焼器２５はこの圧縮空気フロー２０を燃料３０の加圧フローと混合し、この混合物に点火して燃焼ガス３５のフローを生成する。燃焼器２５を１つだけ示しているが、ガスタービンエンジン１０は任意の数の燃焼器２５を含むことがある。この燃焼ガス３５のフローは次いで、タービン４０に伝達される。この燃焼ガス３５のフローがタービン４０を駆動させて機械的仕事を生成させる。タービン４０内に生成されたこの機械的仕事はシャフト４５を介してコンプレッサ１５を駆動させ、また発電機その他といった外部負荷５０を駆動させる。さらに、マルチシャフトのガスタービンエンジン１０その他も本発明で使用することができる。こうした構成ではタービン４０は、コンプレッサ１５を駆動する高圧セクションと負荷５０を駆動する低圧セクションとに分割されることがある。本発明では、別の構成も使用することができる。

ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、液体燃料、様々なタイプの合成ガス及び／または別のタイプの燃料を用いることがある。ガスタービンエンジン１０は、ＬＭ２５００、ＬＭ６０００航空転用型ガスタービン、７または９シリーズのヘビーデューティーのガスタービンエンジン、その他（ただし、これらに限らない）を含むＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ州Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ）により提供される多数の異なるガスタービンエンジンのうちの任意の１つとすることができる。ガスタービンエンジン１０は異なる構成を有することがあり、また別のタイプの構成要素を用いることがある。本発明では、別のタイプのガスタービンエンジンも使用することができる。本発明では、複数のガスタービンエンジン、別のタイプのタービン、並びに別のタイプの発電装置も一緒に使用することができる。

図２は、インレットフィルタシステム５５及び排出システム６０の周りに位置決めされたガスタービンエンジン１０を表している。インレットフィルタシステム５５は、コンプレッサ１５の周りに位置決めされたインレット空気プレナム６５を含むことがある。インレットフィルタシステム５５はさらに、インレットフィルタ収容７０を含むことがある。インレットフィルタ収容７０は流入する空気フロー２０をろ過するために多数のフィルタをその内部に有することがある。次いでインレットフィルタシステム５５は、このフローをインレット空気プレナム６５を介してコンプレッサ１５に転送することがある。インレットフィルタシステム５５及びその構成要素は、任意のサイズ、形状または構成を有することができる。

インレットフィルタ収容７０は、フィルタ収容プラットフォーム７５の周りに位置決めされることがある。フィルタ収容プラットフォーム７５は多数の支持脚８０を介してガスタービンエンジン１０の上方を延びることがある。本発明では、任意の数の支持脚８０を使用することができる。フィルタ収容プラットフォーム７５及び支持脚８０は、任意のサイズ、形状または構成を有することができる。支持脚８０は鋼材その他から製作することができる。本発明では、ガスタービンエンジン１０の近傍の別の箇所を使用することもできる。

排出システム６０は、排出収集器８５を含むことがある。排出収集器８５はタービン４０及び消費した燃焼ガスのフローと連絡させることがある。排出収集器８５は排出ダクト９０に続くことがある。排出ダクト９０は、フィルタ収容プラットフォーム７５の周りまたは別のどこかに位置決めされることがある。排出ダクト９０は状況に応じて、消費した燃焼ガスのフローを排出することかつ／または別のフローとの熱交換を提供することがある。排出システム６０及びその構成要素は、任意のサイズ、形状または構成を有することができる。ガスタービンエンジン１０は基部９５の周りに位置決めされることがある。基部９５は、任意のサイズ、形状または構成を有することができる。本発明では、別の構成要素や別の構成を使用することができる。

図３は、ガスタービンエンジン１０の周りに位置決めされた本明細書に記載したようなモジュール型エンクロージャ１００の分解図を示している。モジュール型エンクロージャ１００は、第１の側壁１１０と、反対側の第２の側壁１２０と、を含むことがある。側壁１１０、１２０は、シャフト４５の回転軸と実質的に平行に位置決めされることがある。側壁１１０、１２０は、側壁フレーム１４０の周りに位置決めされた多数の側壁パネル１３０を含むことがある。側壁パネル１３０は、多数の蝶番１５０その他を介してフレーム１４０に対して及び／または互いに対して取り付けられることがある。本発明では、別のタイプの旋回式及び／または取り付け式デバイスを使用することができる。本発明では、任意の数の側壁パネル１３０を任意のサイズ、形状または構成で使用することができる。側壁パネル１３０のうちの１つまたは幾つかは、その中に担当者扉１６０を有することがある。担当者扉１６０は、モジュール型エンクロージャ１００内への担当者アクセスを可能とすることがある。本発明では、別のタイプのアクセスを提供することもある。例えばガスタービンの取替やオーバーホールのときのアクセスを向上できるように、側壁パネル１３０も蝶番１５０や別のデバイスの周りに開くことがある。異なるサイズの扉や別の開放部を備えたパネル１３０を用いることがある。パネル１３０は、一方の側に用いることや、別の側に用いることがある。さらに具体的には、現場固有の擦り合わせに対応するために特別に設計したパネル１３０を直接現場に搬送することがある。本発明では、別の構成要素や別の構成を使用することができる。

モジュール型エンクロージャ１００はさらに、第１の端部壁１７０と、反対側にある第２の端部壁１８０と、を含むことがある。端部壁１７０、１８０は、シャフト４５の回転軸と実質的に直交して位置決めされることがある。第１の端部壁１７０はその内部に、アクセス開口その他を有することも、有しないこともある。第２の端部壁１８０は、第１の半分１９０と、第２の半分２００と、その内部に形成させたアクセス開口２１０と、を有することがある。アクセス開口２１０は、シャフト４５（並びにカップリング及び／またはカップリングガード）がその中を通過して負荷５０や別のタイプの装置まで延びられるようなサイズ及び構成とさせることがある。端部壁１７０、１８０は、任意のサイズ、形状または構成を有することができる。本発明では、別の構成要素や別の構成も使用することができる。

図３に示したように、壁１１０、１２０、１７０、１８０は運搬時に取り外すことがあり、またフラットパック運搬構成２１５を用いることがある。「フラットパック運搬構成」という用語は、図示した壁やその他の構造が運搬のために実質的に平らに置いて互いに重ね合わせ得るという意味で用いたものである。図４は、ガスタービンエンジン１０の周りに組み上げられたモジュール型エンクロージャ１００を、ガスタービンエンジン１０へのアクセスを可能とするように第２の側壁１２０上の側壁パネル１３０が開かれた状態として表している。図５は、ガスタービンエンジン１０の周りに位置決めされたモジュール型エンクロージャ１００を、完成したガスタービンエンジンシステム２２５とするように側壁パネル１３０が閉じた状態として表している。本発明では、別の構成要素や別の構成を使用することができる。

使用時において側壁１１０、１２０及び端部壁１７０、１８０は、典型的な認可不可能な搭載搬送制限に適合するようにフラットパック運搬構成２１５にして搬送されることがある。側壁１１０、１２０及び端部壁１７０、１８０は、ガスタービンエンジン１０の周りに現地で組み上げられることがある。側壁１１０、１２０及び端部壁１７０、１８０は、フィルタ収容プラットフォーム７５の支持脚８０に取り付けられることがある。この場合にフィルタ収容プラットフォーム７５は、モジュール型エンクロージャ１１０の天井部２２０の役割をすることがある。フィルタ収容プラットフォーム７５の下に電気及び機械的サブシステムを装着させることかつ／またはモジュール型エンクロージャ１００の壁１１０、１２０、１７０、１８０のうちのいずれかの上に迅速分離式の電気及び／または機械的インタフェースと共に電気及び機械的サブシステムを事前装着させることがある。これらのシステムは、エンクロージャ火災システム及び計器、防火配管及びノズル、圧力計器、温度計器、その他（ただし、これらに限らない）を含むことがある。フィルタ収容プラットフォーム７５はさらに、モジュール型エンクロージャ１００の適正な換気のために換気ダクト、フロー検出器及びダンパー機構を含むことがある。

壁１１０、１２０、１７０、１８０は多数の封止機構を介して、互いに対して取り付けらること、支持脚８０に取り付けられること、及びフィルタ収容プラットフォーム７５に取り付けられることがある。この封止機構は、正ベントや負ベントのエンクロージャ１００を可能にするような気密封止を提供することがある。壁１１０、１２０、１７０、１８０は、ガスタービンエンジン１０から放出される音圧レベルを低減するために、その内部に音響減衰材料を埋め込んで有することがある。端部壁１７０、１８０は、ガスタービンエンジン１０の各側でモジュール型エンクロージャ１００がメンテナンス担当者その他に対して十分なアクセスを提供できるような十分な幅を有することがある。

モジュール型エンクロージャ１００はしたがって、フラットパック運搬構成２１５を利用しながらアクセスの容易さを提供できる。さらに、モジュール型エンクロージャ１００をそのフィルタ収容プラットフォーム７５及び支持脚８０と一体化することによって、ダクト配管を減少させたよりコンパクトかつ最適化したパッケージ設計を提供するように、フィルタ収容及び単独のタービンエンクロージャで必要となるのが一般的な従来の構造支持を排除することができる。さらに、電気及び機械的構成要素に対する事前据え付け及び／または事前配線によってさらに、全体の現地作業や現地擦り合わせを低減することができる。具体的には電気及び機械的構成要素は、工場内で据え付けかつ試験しておき、現場での障害処理作業を低減することができる。モジュール型エンクロージャ１００はしたがって、搬送、据え付け及び就役のコストを低下させる十分なメンテナンス空間を提供できる。

図６は、隣接する装置スキッド２３０を備えたモジュール型エンクロージャ１００の利用を表している。装置スキッド２３０はその中に、シャフト４５により駆動し得る負荷５０を有することがある。負荷５０は、シャフト４５その他により駆動し得る任意のタイプのデバイスとすることができる。したがってモジュール型エンクロージャ１００と装置スキッド２３０を組み合わせることによってその内部に空気ろ過を含んだ完全統合型のガスタービンパッケージ駆動装置が提供される。

モジュール型エンクロージャ１００はまた、装置基部２４０と共に使用することができる。装置基部２４０は、電気及び機械的構成要素をその内部に位置決めするための装置キャビネット２５０その他を有することがある。装置基部２４０及び装置キャビネット２５０は任意のサイズ、形状または構成とすることができる。装置基部２４０は、フィルタ収容プラットフォーム７５と相対してまたはこれと結合させて装置基部２４０上に電気及び機械的構成要素を収容すること、あるいはモジュール型エンクロージャ１００の壁１１０、１２０、１７０、１８０のうちのいずれかの上に収容することがある。この機械及び電気的装置は、迅速分離カップリングその他を介して装置キャビネット２５０の内部やいずれかの箇所に位置決めされることがある。本発明では、別の構成要素や別の構成も使用することができる。

上述したのは、本出願及びその得られる特許のある種の実施形態に関連するものだけであることは明らかであろう。本発明では、添付の特許請求の範囲及びその等価物により規定した本発明の全般的な精神及び趣旨を逸脱することなく当業者によって多くの変更形態や修正形態を実施することができる。

１０ ガスタービンエンジン
１５ コンプレッサ
２０ 空気
２５ 燃焼器
３０ 燃料
３５ 燃焼ガス
４０ タービン
４５ シャフト
５０ 負荷
５５ インレットフィルタシステム
６０ 排出システム
６５ インレット空気プレナム
７０ インレットフィルタ収容
７５ フィルタ収容プラットフォーム
８０ 支持脚
８５ 排出収集器
９０ 排出フード
９５ 基部
１００ モジュール型エンクロージャ
１１０ 第１の側壁
１２０ 第２の側壁
１３０ 側壁パネル
１４０ フレーム
１５０ 蝶番
１６０ 担当者扉
１７０ 第１の端部壁
１８０ 第２の端部壁
１９０ 第１の半分
２００ 第２の半分
２１０ アクセス開口
２１５ フラットパック運搬構成
２２０ 天井部
２２５ ガスタービンエンジンシステム
２３０ 装置スキッド
２４０ 装置基部
２５０ キャビネット

Claims (15)

1. 複数の脚を備える固定された装置プラットフォーム及びターボマシンと共に用いられるモジュール型エンクロージャであって、
   固定された装置プラットフォームの複数の脚に取り付けられた第１の複数の壁であって、複数の旋回可能なパネルを備えた第１の複数の壁と、
   固定された装置プラットフォームの複数の脚に取り付けられた第２の複数の壁であって、前記ターボマシンのシャフトが通過して別の装置まで延びられるように構成されたアクセス開口をその中に備えた第２の複数の壁と、
   備え、
   前記第１の複数の壁と前記第２の複数の壁とが、前記モジュール型エンクロージャを構成し、
   該装置プラットフォームは該モジュール型エンクロージャの天井部を成している、
   モジュール型エンクロージャ。
2. 前記第１の複数の壁は１対の側壁を備えている、請求項１に記載のモジュール型エンクロージャ。
3. 前記第１の複数の壁は複数の旋回可能なパネルがそれに取り付けられたフレームを備えている、請求項１または２に記載のモジュール型エンクロージャ。
4. 前記複数の旋回可能なパネルはその上に１つまたは複数の扉を備えている、請求項１から３のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
5. 前記第２の複数の壁は１対の端部壁を備えている、請求項１から４のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
6. 前記第２の複数の壁は、第１の半分と、第２の半分と、これらの間にあるアクセス開口と、を備えている、請求項１から５のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
7. 前記アクセス開口はターボマシンのシャフトを収容するようなサイズである、請求項１から６のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
8. 前記第１の複数の壁と第２の複数の壁は運搬のためのフラットパック構成を成している、請求項１から７のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
9. 前記第１の複数の壁及び第２の複数の壁は音響減衰材料を備えている、請求項１から８のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
10. 前記第１の複数の壁または第２の複数の壁に隣接して位置決めされた負荷をその上に有する装置スキッドをさらに備える、請求項１から９のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
11. 前記第１の複数の壁または第２の複数の壁に隣接して位置決めされた装置基部をさらに備える、請求項１から１０のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
12. 前記装置基部はその上に１つまたは複数の装置キャビネットを備えている、請求項１１に記載のモジュール型エンクロージャ。
13. 前記装置プラットフォームはフィルタ収容プラットフォームを備えている、請求項１から１２のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
14. その内部に位置決めされたインレット空気プレナム及び排出収集器をさらに備える請求項１から１３のいずれかに記載のモジュール型エンクロージャ。
15. 複数の脚を備える固定された装置プラットフォーム及びターボマシンと共に用いられるモジュール型エンクロージャを組み立てる方法であって、
    複数の脚を備える固定された装置プラットフォームを用意するステップと、
    ターボマシンを用意するステップと、
    固定された装置プラットフォームの複数の脚に取り付けられた第１の複数の壁を用意するステップであって、該第１の複数の壁のうちの少なくとも１つの壁は複数の旋回可能なパネルを備える、ステップと、
    固定された装置プラットフォームの複数の脚に取り付けられた第２の複数の壁を用意するステップであって、該第２の複数の壁のうちの少なくとも１つの壁は、前記ターボマシンのシャフトが通過して別の装置まで延びられるように構成されたアクセス開口をその中に備える、ステップと、
    を含み、
    前記第１の複数の壁のそれぞれと前記第２の複数の壁のそれぞれとが、前記モジュール型エンクロージャを構成し、
    該装置プラットフォームは該モジュール型エンクロージャの天井部を成す、
    方法。