JPH07189735A - ガスタービンを清浄に保つかもしくは掃除するための方法及びこの方法を実施する装置 - Google Patents
ガスタービンを清浄に保つかもしくは掃除するための方法及びこの方法を実施する装置Info
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- JPH07189735A JPH07189735A JP6306480A JP30648094A JPH07189735A JP H07189735 A JPH07189735 A JP H07189735A JP 6306480 A JP6306480 A JP 6306480A JP 30648094 A JP30648094 A JP 30648094A JP H07189735 A JPH07189735 A JP H07189735A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/002—Cleaning of turbomachines
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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- F02C7/30—Preventing corrosion or unwanted deposits in gas-swept spaces
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
- F04D29/701—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 運転経過を妨げることなく、ガスタービンに
おける「ｆｏｕｌｉｎｇ」を効果的に克服できる方法並
びにこの方法を実施する装置を提供する。 【構成】 タービン部分２と前置された圧縮機部分３と
を有するガスタービン１の内部を少なくとも時折音波、
特にガスタービン１に配置された音波送信器（８ａ…１
３ｂ）からの音波で負荷することによって堆積物が堆積
する内面を運転中に清浄に保つか掃除する。
おける「ｆｏｕｌｉｎｇ」を効果的に克服できる方法並
びにこの方法を実施する装置を提供する。 【構成】 タービン部分２と前置された圧縮機部分３と
を有するガスタービン１の内部を少なくとも時折音波、
特にガスタービン１に配置された音波送信器（８ａ…１
３ｂ）からの音波で負荷することによって堆積物が堆積
する内面を運転中に清浄に保つか掃除する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタービン部分と前置され
た圧縮機部分とを有するガスタービンの堆積物に晒され
る内面を運転中に清浄に保つかもしくは掃除するための
方法に関する。
た圧縮機部分とを有するガスタービンの堆積物に晒され
る内面を運転中に清浄に保つかもしくは掃除するための
方法に関する。
【０００２】さらに本発明は前記方法を実施するための
装置にも関する。
装置にも関する。
【０００３】
【従来技術】稼働中のガスタービンにおいては稼働期間
が長くなるにつれて、老化および特に内面における堆積
によって、放出出力及び効率の低下をもたらす、作業形
式の劣化が生じる。内面における堆積は一般的には、フ
ル回転での運転中であれ、運転休止中であれ再び除去で
きる劣化である。タービン部分及び圧縮機部分における
羽根並びに空気及び燃焼ガスの流動通路における堆積は
大気中のほこり及び湿気並びに燃料灰及び燃料の不燃成
分により惹起される（Ｔ．Ｚａｂａ，Ｌｏｓｓｅｓｉｎ
Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ Ｄｕｅ ｔｏ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｓ ｏｎｔｈｅ Ｂｌａｄｉｎｇ，ＢＢＣ−Ｐｕ
ｂｌｉｋａｔｉｏｎ Ｎｏ．ＣＨ−ＫＷ１５８３８７Ｅ
参照）。まさに圧縮機部分（Ｋｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）に
おける「ｆｏｕｌｉｎｇ」は放出出力の著しい劣化並び
に燃料消費量の増大をもたらす。これはＲ．Ｏｓｓｗａ
ｌｄ，Ａｉｒ Ｉｎｌｅｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＧａｓＴ
ｕｒｂｉｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｚｙ，Ａｍｓｔｅｒｄ
ａｍ，６．−８−Ｄｅｚｅｍｂｅｒ １９８９の論文の
Ｆｉｇ．３の線図に示されている。この線図には％で燃
料消費量の増大（Ｈｅａｔ Ｒａｔｅ Ｉｎｃｒｅａｓ
ｅ ＨＲ１；曲線ｇ）とコンプレッサにおける低下する
圧力比に関連した出力の低下（Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｗｅ
ｒ Ｄｅｃｒｅａｓｅ ＯＰＤ；曲線ｈ）が示されてい
る。
が長くなるにつれて、老化および特に内面における堆積
によって、放出出力及び効率の低下をもたらす、作業形
式の劣化が生じる。内面における堆積は一般的には、フ
ル回転での運転中であれ、運転休止中であれ再び除去で
きる劣化である。タービン部分及び圧縮機部分における
羽根並びに空気及び燃焼ガスの流動通路における堆積は
大気中のほこり及び湿気並びに燃料灰及び燃料の不燃成
分により惹起される（Ｔ．Ｚａｂａ，Ｌｏｓｓｅｓｉｎ
Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅｓ Ｄｕｅ ｔｏ Ｄｅｐｏ
ｓｉｔｓ ｏｎｔｈｅ Ｂｌａｄｉｎｇ，ＢＢＣ−Ｐｕ
ｂｌｉｋａｔｉｏｎ Ｎｏ．ＣＨ−ＫＷ１５８３８７Ｅ
参照）。まさに圧縮機部分（Ｋｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）に
おける「ｆｏｕｌｉｎｇ」は放出出力の著しい劣化並び
に燃料消費量の増大をもたらす。これはＲ．Ｏｓｓｗａ
ｌｄ，Ａｉｒ Ｉｎｌｅｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＧａｓＴ
ｕｒｂｉｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｚｙ，Ａｍｓｔｅｒｄ
ａｍ，６．−８−Ｄｅｚｅｍｂｅｒ １９８９の論文の
Ｆｉｇ．３の線図に示されている。この線図には％で燃
料消費量の増大（Ｈｅａｔ Ｒａｔｅ Ｉｎｃｒｅａｓ
ｅ ＨＲ１；曲線ｇ）とコンプレッサにおける低下する
圧力比に関連した出力の低下（Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｗｅ
ｒ Ｄｅｃｒｅａｓｅ ＯＰＤ；曲線ｈ）が示されてい
る。
【０００４】公知技術によれば、堆積物を予防的な処置
によってあらかじめ少なくとも部分的に回避する（一次
的な方法）か又は発生した堆積物を掃除処置によって少
なくとも部分的に除去する（二次的な方法）種々の可能
性が公知である。
によってあらかじめ少なくとも部分的に回避する（一次
的な方法）か又は発生した堆積物を掃除処置によって少
なくとも部分的に除去する（二次的な方法）種々の可能
性が公知である。
【０００５】コンプレッサにおいては「ｆｏｕｌｉｎ
ｇ」に対しては環境と空気ろ過度に関連して、特に局部
的な空調条件及び空気中の汚染物と有害物質との局部的
な源が影響を及ぼす。予防的な処置としては付加的でか
つ有効なフィルタシステムを前置することができる。二
次的な方法にはオンライン（ｏｎ−ｌｉｎｅ）及びオフ
−ライン（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）掃除が公知である。
ｇ」に対しては環境と空気ろ過度に関連して、特に局部
的な空調条件及び空気中の汚染物と有害物質との局部的
な源が影響を及ぼす。予防的な処置としては付加的でか
つ有効なフィルタシステムを前置することができる。二
次的な方法にはオンライン（ｏｎ−ｌｉｎｅ）及びオフ
−ライン（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）掃除が公知である。
【０００６】コンプレッサのオンライン掃除には供給さ
れた固体粒子、例えばくるみ殻を用いた乾式の研磨掃
除、蒸気掃除、水の噴射及び細霧化された掃除液体の噴
射によるオンラインコンプレッサ洗浄がある。これらの
オンライン方法はいずれも比較的に少ない掃除効果を有
し、付加的な掃除媒体を必要とし、付加的な点検費用の
原因となる。
れた固体粒子、例えばくるみ殻を用いた乾式の研磨掃
除、蒸気掃除、水の噴射及び細霧化された掃除液体の噴
射によるオンラインコンプレッサ洗浄がある。これらの
オンライン方法はいずれも比較的に少ない掃除効果を有
し、付加的な掃除媒体を必要とし、付加的な点検費用の
原因となる。
【０００７】コンプレッサのオフライン掃除には停止し
た、冷えた機械において、外部駆動装置を用いてロータ
が回転させられる洗浄（ｃｒａｎｋ ｗａｓｈ）及び開
放された機械のもとでの掃除がある。このオフライン方
法は掃除に関してきわめて効果的であるが、しかし例え
ば必要な停止時間等による欠点がある。
た、冷えた機械において、外部駆動装置を用いてロータ
が回転させられる洗浄（ｃｒａｎｋ ｗａｓｈ）及び開
放された機械のもとでの掃除がある。このオフライン方
法は掃除に関してきわめて効果的であるが、しかし例え
ば必要な停止時間等による欠点がある。
【０００８】ガスタービンのコンプレッサの従来のオン
及びオフライン掃除の効果は図１に示された、中間接続
された掃除における運転時間ｔに関連した電気的な出力
Ｅの典型的な曲線から読取ることができる。この場合、
一点鎖線で示された曲線ａは老化に基づく、コンプレッ
サの「ｆｏｕｌｉｎｇ」とは無関係な仮定的な、ゆっく
りとした出力の減退を示している。曲線ｂは「ｆｏｕｌ
ｉｎｇ」及びそれに続く掃除の結果与えられる、実際に
放出された出力の鋸歯状の経過を示している。この場合
には黒丸の円から白丸の円への上方へ向けられた飛躍的
な移行は１つの掃除過程に相応している。点Ｃによって
はオフライン掃除によって最大可能な出力が再生される
のに対し、他のオンライン掃除においては相対的な改善
しか行なわれない。曲線ａとｂとの間のハッチングのほ
どこされた面はコンプレッサにおける「ｆｏｕｌｉｎ
ｇ」の最適な克服によって達成され得る出力ポテンシャ
ルを表わしている。
及びオフライン掃除の効果は図１に示された、中間接続
された掃除における運転時間ｔに関連した電気的な出力
Ｅの典型的な曲線から読取ることができる。この場合、
一点鎖線で示された曲線ａは老化に基づく、コンプレッ
サの「ｆｏｕｌｉｎｇ」とは無関係な仮定的な、ゆっく
りとした出力の減退を示している。曲線ｂは「ｆｏｕｌ
ｉｎｇ」及びそれに続く掃除の結果与えられる、実際に
放出された出力の鋸歯状の経過を示している。この場合
には黒丸の円から白丸の円への上方へ向けられた飛躍的
な移行は１つの掃除過程に相応している。点Ｃによって
はオフライン掃除によって最大可能な出力が再生される
のに対し、他のオンライン掃除においては相対的な改善
しか行なわれない。曲線ａとｂとの間のハッチングのほ
どこされた面はコンプレッサにおける「ｆｏｕｌｉｎ
ｇ」の最適な克服によって達成され得る出力ポテンシャ
ルを表わしている。
【０００９】タービン部分は従来はオンラインでは掃除
できなかった。これに対してタービン部分はオフライン
ではコンプレッサの場合と似たような形式で低い回転数
で洗浄されることができる。これはコンプレッサと比較
して出力の良好な改善をもたらす。
できなかった。これに対してタービン部分はオフライン
ではコンプレッサの場合と似たような形式で低い回転数
で洗浄されることができる。これはコンプレッサと比較
して出力の良好な改善をもたらす。
【００１０】要約すれば、ガスタービンにおける「ｆｏ
ｕｌｉｎｇ」を克服する従来の方法は掃除媒体と特殊な
装備を使用するにも拘らず、ひかえめな改善（コンプレ
ッサのオンライン掃除）しかもたらさないか又は故障時
間が大きすぎ、ひいては総費用を高くする（オフライン
掃除）。
ｕｌｉｎｇ」を克服する従来の方法は掃除媒体と特殊な
装備を使用するにも拘らず、ひかえめな改善（コンプレ
ッサのオンライン掃除）しかもたらさないか又は故障時
間が大きすぎ、ひいては総費用を高くする（オフライン
掃除）。
【００１１】
【発明の課題】本発明の課題は運転経過を妨げることな
く、ガスタービンにおける「ｆｏｕｌｉｎｇ」を効果的
に克服できる方法並びにこの方法を実施する装置を提供
することである。
く、ガスタービンにおける「ｆｏｕｌｉｎｇ」を効果的
に克服できる方法並びにこの方法を実施する装置を提供
することである。
【００１２】
【課題を解決する手段】本発明の課題は冒頭に述べた形
式の方法において、ガスタービンの内部を少なくとも時
折り音波で負荷することによって解決された。
式の方法において、ガスタービンの内部を少なくとも時
折り音波で負荷することによって解決された。
【００１３】本発明の核心は、音波において、特に超低
周波音波の範囲において公知である、既にボイラの掃除
のため、静電式の分離器又はフィルタ系において効果を
もって使用されている非安定化作用を堆積物の上に、ガ
スタービンにおける「ｆｏｕｌｉｎｇ」を阻止するため
に使用することである。これによって種々の形式の発生
する堆積物を付加的な掃除媒体なしでかつ運転の妨げな
しで効果的に除去できるだけではなく、規則的な使用に
よって厚い堆積物の形成をあらかじめ妨げることができ
るようになる。
周波音波の範囲において公知である、既にボイラの掃除
のため、静電式の分離器又はフィルタ系において効果を
もって使用されている非安定化作用を堆積物の上に、ガ
スタービンにおける「ｆｏｕｌｉｎｇ」を阻止するため
に使用することである。これによって種々の形式の発生
する堆積物を付加的な掃除媒体なしでかつ運転の妨げな
しで効果的に除去できるだけではなく、規則的な使用に
よって厚い堆積物の形成をあらかじめ妨げることができ
るようになる。
【００１４】これによって達成された改善は図２から明
らかである。図２にボイラのための効率Ｗの第１の曲線
ｅが運転時間ｔに関連して示されている。この曲線ｅは
第１の時間帯Ｔ１においては増加する「ｆｏｕｌｉｎ
ｇ」によって低下しかつ第２の時間帯Ｔ２においては従
来の掃除（ｓｏｏｔｂｌｏｗｉｎｇ）によって再び上昇
し、曲線ｆで示された平均効率になる。さらに図２には
第１の曲線ｆとの比較で第２の曲線ｄが示されている。
この曲線ｄは連続する超低周波掃除に基づきコンスタン
トに高い効率を表わす。相応する改善（図１の前述のハ
ッチング部分を参照）はガスタービンにおいて音波掃除
を使用した場合にも生じる。
らかである。図２にボイラのための効率Ｗの第１の曲線
ｅが運転時間ｔに関連して示されている。この曲線ｅは
第１の時間帯Ｔ１においては増加する「ｆｏｕｌｉｎ
ｇ」によって低下しかつ第２の時間帯Ｔ２においては従
来の掃除（ｓｏｏｔｂｌｏｗｉｎｇ）によって再び上昇
し、曲線ｆで示された平均効率になる。さらに図２には
第１の曲線ｆとの比較で第２の曲線ｄが示されている。
この曲線ｄは連続する超低周波掃除に基づきコンスタン
トに高い効率を表わす。相応する改善（図１の前述のハ
ッチング部分を参照）はガスタービンにおいて音波掃除
を使用した場合にも生じる。
【００１５】本発明による方法の有利な第１実施例の特
徴は５００Ｈｚよりも小さい周波数の音波、有利には５
０Ｈｚよりも小さい超低周波範囲の音波が使用されるこ
とである。低い周波数によって、大きな有効性でもって
ガスタービンにおける堆積物が共振させられ、裂断され
かつ崩壊され、危険なくガス流内で外へ搬出される。こ
の場合、周波数は同時に、堆積物において種々の共振条
件を満たすことができるようにするために可変に選択可
能であると有利である。
徴は５００Ｈｚよりも小さい周波数の音波、有利には５
０Ｈｚよりも小さい超低周波範囲の音波が使用されるこ
とである。低い周波数によって、大きな有効性でもって
ガスタービンにおける堆積物が共振させられ、裂断され
かつ崩壊され、危険なくガス流内で外へ搬出される。こ
の場合、周波数は同時に、堆積物において種々の共振条
件を満たすことができるようにするために可変に選択可
能であると有利である。
【００１６】本発明の方法の第２の有利な実施例の特徴
は音波がガスタービンの種々の個所に配置された局部的
な音波発信器により生ぜしめられることである。これに
よってガスタービンにおける構造又は運転経過に大きな
変更を加えることなしに音波掃除を実施すること及び場
合によっては音波掃除装置をあとから装備することがで
きる。
は音波がガスタービンの種々の個所に配置された局部的
な音波発信器により生ぜしめられることである。これに
よってガスタービンにおける構造又は運転経過に大きな
変更を加えることなしに音波掃除を実施すること及び場
合によっては音波掃除装置をあとから装備することがで
きる。
【００１７】本発明の方法の有利な第３実施例の特徴は
音波送信器として圧縮空気で運転されるホーンが使用さ
れていることである。このようなホーンは確実でかつ少
ない監視で高い音波出力を放出できるだけではなく、ば
あいによっては圧縮機部分からの圧縮空気自体によって
運転することができる。
音波送信器として圧縮空気で運転されるホーンが使用さ
れていることである。このようなホーンは確実でかつ少
ない監視で高い音波出力を放出できるだけではなく、ば
あいによっては圧縮機部分からの圧縮空気自体によって
運転することができる。
【００１８】本発明の方法の別の有利な実施例の特徴は
音波が周期的な時間間隔で所定の時間帯に亘って放出さ
れ、周期的な時間間隔が５〜６０ｍｉｎ、特に１０〜１
５ｍｉｎであり、所定の時間帯が５〜６０ｓｅｃ、特に
１５〜３０ｓｅｃであることである。比較的に短い周期
的な音波照射によって厚い被膜の形成がすでに妨げら
れ、したがって効率の降下が当初から確実に回避され
る。
音波が周期的な時間間隔で所定の時間帯に亘って放出さ
れ、周期的な時間間隔が５〜６０ｍｉｎ、特に１０〜１
５ｍｉｎであり、所定の時間帯が５〜６０ｓｅｃ、特に
１５〜３０ｓｅｃであることである。比較的に短い周期
的な音波照射によって厚い被膜の形成がすでに妨げら
れ、したがって効率の降下が当初から確実に回避され
る。
【００１９】本発明の方法を実施するための装置の特徴
はガスタービンに、音波をガスタービンの内部へ放出す
る音波送信器が配置されていることである。
はガスタービンに、音波をガスタービンの内部へ放出す
る音波送信器が配置されていることである。
【００２０】本発明の装置の有利な実施例の特徴は、ガ
スタービンが入口側のタービン入口を有するタービン部
分と、入口側の空気入口を有する、前置された圧縮機部
分と、圧縮器部分とタービン部分との間に配置された燃
焼室とを有し、少なくとも１つの音波送信器が圧縮機部
分の空気入口に配置されていることである。コンプレッ
サの第１段が特に強く「ｆｏｕｌｉｎｇ」に見舞われる
ので、これによってわずかな費用で高い効果が達成され
る。
スタービンが入口側のタービン入口を有するタービン部
分と、入口側の空気入口を有する、前置された圧縮機部
分と、圧縮器部分とタービン部分との間に配置された燃
焼室とを有し、少なくとも１つの音波送信器が圧縮機部
分の空気入口に配置されていることである。コンプレッ
サの第１段が特に強く「ｆｏｕｌｉｎｇ」に見舞われる
ので、これによってわずかな費用で高い効果が達成され
る。
【００２１】従属請求項には他の実施例が記載されてい
る。
る。
【００２２】
【実施例】図４においては概略的にガスタービンの構造
が示され、このガスタービンには一例として本発明によ
る清浄に保つ装置が装備されている。ガスタービン１は
適当な回転及び案内羽根を有するタービン部分２と、適
当な回転及び案内羽根を有する圧縮機部分３（コンプレ
ッサ）と、圧縮機部分３により燃焼空気が供給され、タ
ービン入口５を介してタービン部分２の入口側と接続さ
れた燃焼室４（この例ではリング状）とを有している。
圧縮機部分３自体は圧縮しようとする燃焼空気を空気入
口７を介して受取る。この空気入口７の前には通常フィ
ルタ（図示せず）が接続されている。タービン部分２と
圧縮機部分３の回転羽根は、この例では、タービン軸１
９を中心として回転する共通のタービン軸６の上に配置
されている。
が示され、このガスタービンには一例として本発明によ
る清浄に保つ装置が装備されている。ガスタービン１は
適当な回転及び案内羽根を有するタービン部分２と、適
当な回転及び案内羽根を有する圧縮機部分３（コンプレ
ッサ）と、圧縮機部分３により燃焼空気が供給され、タ
ービン入口５を介してタービン部分２の入口側と接続さ
れた燃焼室４（この例ではリング状）とを有している。
圧縮機部分３自体は圧縮しようとする燃焼空気を空気入
口７を介して受取る。この空気入口７の前には通常フィ
ルタ（図示せず）が接続されている。タービン部分２と
圧縮機部分３の回転羽根は、この例では、タービン軸１
９を中心として回転する共通のタービン軸６の上に配置
されている。
【００２３】ガスタービンの回転羽根及び案内羽根及び
ガスタービンの内面はタービンを通って流れる媒体から
分離された堆積物の対象である。したがって図４に示さ
れた実施例においては、ガスタービン１に多数の音波送
信器８ａ…１３ｂが取付けられている。これらの音波送
信器は集中度の高い低周波音波をガスタービンの内部へ
放出する。音波は形成されている堆積物を裂断するかも
しくは新しい堆積物の形成を効果的に阻止する。既に冒
頭で述べたように堆積物の大きな部分は吸込まれた燃焼
空気の汚染物及び添加物に起因するので、圧縮機の第１
段が特に堆積物に見舞われる。したがって有利には圧縮
機部分３の空気入口７に音波送信器１３ａ，ｂが配置さ
れる。この音波送信器の音波は圧縮機部分３の入口側、
ひいては第１の段に作用させられる。音波送信器１３
ａ，ｂの数と位置は原則的には空気入口７の幾何学的な
形状と個々の音波送信器の照射集中度に合わせられる。
したがって場合によっては唯一の音波送信器を使用する
だけで十分である。しかし、たいていはタービン軸線１
９を中心として均一に分配して多数の音波送信器１３
ａ，ｂを配置し、圧縮機部分３の入口段が音波で均一に
照射されるようにすることが有利である。音波送信器１
３ａ，ｂの配置が、図４に示されているように、空気入
口７の内壁及び（又は）外壁において行なわれるかはそ
れぞれの場合に関連する。
ガスタービンの内面はタービンを通って流れる媒体から
分離された堆積物の対象である。したがって図４に示さ
れた実施例においては、ガスタービン１に多数の音波送
信器８ａ…１３ｂが取付けられている。これらの音波送
信器は集中度の高い低周波音波をガスタービンの内部へ
放出する。音波は形成されている堆積物を裂断するかも
しくは新しい堆積物の形成を効果的に阻止する。既に冒
頭で述べたように堆積物の大きな部分は吸込まれた燃焼
空気の汚染物及び添加物に起因するので、圧縮機の第１
段が特に堆積物に見舞われる。したがって有利には圧縮
機部分３の空気入口７に音波送信器１３ａ，ｂが配置さ
れる。この音波送信器の音波は圧縮機部分３の入口側、
ひいては第１の段に作用させられる。音波送信器１３
ａ，ｂの数と位置は原則的には空気入口７の幾何学的な
形状と個々の音波送信器の照射集中度に合わせられる。
したがって場合によっては唯一の音波送信器を使用する
だけで十分である。しかし、たいていはタービン軸線１
９を中心として均一に分配して多数の音波送信器１３
ａ，ｂを配置し、圧縮機部分３の入口段が音波で均一に
照射されるようにすることが有利である。音波送信器１
３ａ，ｂの配置が、図４に示されているように、空気入
口７の内壁及び（又は）外壁において行なわれるかはそ
れぞれの場合に関連する。
【００２４】しかし、音波送信器の使用は図示の実施例
の場合には圧縮機部分３の空気入口７に限定されるもの
ではない。燃焼室４からの熱い燃焼ガスに直接的に晒さ
れるタービン部分２の入口段も堆積物による高められた
危険に晒される。したがってそこにも、特にタービン入
口５にも音波送信器１０ａ，ｂを装備することが有利で
ある。さらに圧縮機部分３とタービン部分２との個々の
段に別の音波送信器１１ａ，ｂと１２ａ，ｂもしくは８
ａ，ｂ及び９ａ，ｂを配置し、これらの音波送信器で圧
縮機もしくはタービン部分の後方の段からも堆積物を除
去したり、この後方の段にも堆積物が形成されないよう
にすることができる。この場合にも送信器の配置は幾何
学的な形状及び内部の流動及びサーモダイナミック式の
状態に関連する。
の場合には圧縮機部分３の空気入口７に限定されるもの
ではない。燃焼室４からの熱い燃焼ガスに直接的に晒さ
れるタービン部分２の入口段も堆積物による高められた
危険に晒される。したがってそこにも、特にタービン入
口５にも音波送信器１０ａ，ｂを装備することが有利で
ある。さらに圧縮機部分３とタービン部分２との個々の
段に別の音波送信器１１ａ，ｂと１２ａ，ｂもしくは８
ａ，ｂ及び９ａ，ｂを配置し、これらの音波送信器で圧
縮機もしくはタービン部分の後方の段からも堆積物を除
去したり、この後方の段にも堆積物が形成されないよう
にすることができる。この場合にも送信器の配置は幾何
学的な形状及び内部の流動及びサーモダイナミック式の
状態に関連する。
【００２５】音波送信器８ａ…１２ｂは５００Ｈｚより
も小さい周波数範囲、特に５０Ｈｚよりも小さい超低周
波音波範囲、例えばほぼ２０Ｈｚで運転される。この音
波周波数は他の装置を掃除する場合にすでに効果的であ
ることが証明されている。この場合、音波送信器８ａ…
１２ｂは連続運転ではなく、周期的な時間間隔で所定の
時間帯にわたって所望の集中度の音波を放出するように
制御される。ガスタービンの変化しない高い効率を保証
するためには５〜６０ｍｉｎの周期的な時間間隔と５〜
２０ｓｅｃの所定の時間帯とが特に効果的であることが
証明された。この場合、周波数、音圧及び時間パラメー
タは各使用例における堆積物の形式に特に合わせられ
る。
も小さい周波数範囲、特に５０Ｈｚよりも小さい超低周
波音波範囲、例えばほぼ２０Ｈｚで運転される。この音
波周波数は他の装置を掃除する場合にすでに効果的であ
ることが証明されている。この場合、音波送信器８ａ…
１２ｂは連続運転ではなく、周期的な時間間隔で所定の
時間帯にわたって所望の集中度の音波を放出するように
制御される。ガスタービンの変化しない高い効率を保証
するためには５〜６０ｍｉｎの周期的な時間間隔と５〜
２０ｓｅｃの所定の時間帯とが特に効果的であることが
証明された。この場合、周波数、音圧及び時間パラメー
タは各使用例における堆積物の形式に特に合わせられ
る。
【００２６】音波送信器としては特に圧縮空気で運転さ
れる音響的なホーンが有利である。このホーンは振動す
るダイヤフラムの原理で働き、例えばマーク「ＳＯＮＯ
ＦＯＲＣＥ」が付けられて型呼称１ＫＴ２３０／２２
０、１ＫＴ１５０／２５０又は１ＫＴ１５０／３６０で
スイスの会社Ｋｏｃｋｕｍａｔｉｏｎ ＡＢ，Ｍａｌｍ
ｏｅから提供されている。このホーンは例えば２２０、
２５０又は３６０Ｈｚの周波数を発生させ、１ｍ間隔で
大きさが１４０ｄＢ以上の音圧を生ぜしめる。ホーンを
運転するための圧縮空気源としては何らかの適当な圧縮
空気源を用いることができる。いずれにしても、図４に
おいて音波送信器１０ｂの例において示したように、圧
縮空気を圧縮機部分３から直接的に取出し、制御可能な
弁１４を有する圧縮空気導管１８を介して音波送信器に
導くこともできる。
れる音響的なホーンが有利である。このホーンは振動す
るダイヤフラムの原理で働き、例えばマーク「ＳＯＮＯ
ＦＯＲＣＥ」が付けられて型呼称１ＫＴ２３０／２２
０、１ＫＴ１５０／２５０又は１ＫＴ１５０／３６０で
スイスの会社Ｋｏｃｋｕｍａｔｉｏｎ ＡＢ，Ｍａｌｍ
ｏｅから提供されている。このホーンは例えば２２０、
２５０又は３６０Ｈｚの周波数を発生させ、１ｍ間隔で
大きさが１４０ｄＢ以上の音圧を生ぜしめる。ホーンを
運転するための圧縮空気源としては何らかの適当な圧縮
空気源を用いることができる。いずれにしても、図４に
おいて音波送信器１０ｂの例において示したように、圧
縮空気を圧縮機部分３から直接的に取出し、制御可能な
弁１４を有する圧縮空気導管１８を介して音波送信器に
導くこともできる。
【００２７】ガスタービンに取付けられた多数の音波送
信器１０ａ，ｂ、１２ａ，ｂ及び１３ａ，ｂの原理的な
供給及び制御方式は図５に示されている。音波送信器
は、これらすべてがその使用場所に基づき同じ負圧で運
転できる限りにおいては、共通の圧縮空気源１５から適
当な圧縮空気導管１８ａ−ｃを介して供給される。圧縮
空気導管１８ａ−ｃにおいては電器的に制御可能な弁１
４ａ−ｃが配置されている。この弁１４ａ−ｃを介して
送信器への圧縮空気の供給が制御される。弁１４ａ−ｃ
の制御はタイマ１７により所望の時間間隔で所望の時間
帯に亘って作動される弁制御装置を介して行なわれる。
もちろんこの場合には個々の音波送信器１０ａ，ｂ、１
２ａ，ｂ及び１３ａ，ｂは必ずしも同じ時間に働かせる
必要はないことは言うまでもない。
信器１０ａ，ｂ、１２ａ，ｂ及び１３ａ，ｂの原理的な
供給及び制御方式は図５に示されている。音波送信器
は、これらすべてがその使用場所に基づき同じ負圧で運
転できる限りにおいては、共通の圧縮空気源１５から適
当な圧縮空気導管１８ａ−ｃを介して供給される。圧縮
空気導管１８ａ−ｃにおいては電器的に制御可能な弁１
４ａ−ｃが配置されている。この弁１４ａ−ｃを介して
送信器への圧縮空気の供給が制御される。弁１４ａ−ｃ
の制御はタイマ１７により所望の時間間隔で所望の時間
帯に亘って作動される弁制御装置を介して行なわれる。
もちろんこの場合には個々の音波送信器１０ａ，ｂ、１
２ａ，ｂ及び１３ａ，ｂは必ずしも同じ時間に働かせる
必要はないことは言うまでもない。
【００２８】全体として本発明によっては従来の掃除方
法と問題なく組合わせることができる新しい効果的な方
法が種々の形式の堆積物の除去もしくは阻止するために
得られる。この方法の利点は、 −オンラインで使用され、連続的にかつ予防的にガスタ
ービンの表面に堆積物が形成されないようにし、ひいて
はガスタービンが下降しない高い効率で運転されるこ
と、 −組込み費用、連続運転費用、監視費用がきわめて低い
こと、 −ガスタービンの損傷又は環境の劣化をもたらさないこ
と、 −組込み（あとからの組込みを含めて）が簡単に行なわ
れること、 −既存の又は新しいガスタービンの運転効果が著しく改
善されること である。
法と問題なく組合わせることができる新しい効果的な方
法が種々の形式の堆積物の除去もしくは阻止するために
得られる。この方法の利点は、 −オンラインで使用され、連続的にかつ予防的にガスタ
ービンの表面に堆積物が形成されないようにし、ひいて
はガスタービンが下降しない高い効率で運転されるこ
と、 −組込み費用、連続運転費用、監視費用がきわめて低い
こと、 −ガスタービンの損傷又は環境の劣化をもたらさないこ
と、 −組込み（あとからの組込みを含めて）が簡単に行なわ
れること、 −既存の又は新しいガスタービンの運転効果が著しく改
善されること である。
【図１】ガスタービンの電器的な放出出力が「ｆｏｕｌ
ｉｎｇｓ」の影響を受けて運転期間に亘って変化する様
子と従来の方法を用いたコンプレッサの周期的なオン及
びオフライン掃除との関係を示した図。
ｉｎｇｓ」の影響を受けて運転期間に亘って変化する様
子と従来の方法を用いたコンプレッサの周期的なオン及
びオフライン掃除との関係を示した図。
【図２】ボイラの効率Ｗと運転時間との関係を従来の掃
除方法と超低周波掃除方法を用いた運転で示した図。
除方法と超低周波掃除方法を用いた運転で示した図。
【図３】燃料消費量の増大（Ｈｅａｔ Ｒａｔｅ Ｉｎ
ｃｒｅａｓｅ ＨＲ１：曲線ｇ）と、増大する「ｆｏｕ
ｌｉｎｇ」によるコンプレッサにおける圧力値の低下
(Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒａｔｉｏ Ｄｅｃｒｅａｓｅ
ＰＲＤ）に関連した出力の低下（Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｗ
ｅｒ Ｄｅｃｒｅａｓｅ ＯＰＤ；曲線ｈとを示した
図。
ｃｒｅａｓｅ ＨＲ１：曲線ｇ）と、増大する「ｆｏｕ
ｌｉｎｇ」によるコンプレッサにおける圧力値の低下
(Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｒａｔｉｏ Ｄｅｃｒｅａｓｅ
ＰＲＤ）に関連した出力の低下（Ｏｕｔｐｕｔ Ｐｏｗ
ｅｒ Ｄｅｃｒｅａｓｅ ＯＰＤ；曲線ｈとを示した
図。
【図４】ガスタービンにおいて音波送信器を使用した１
実施例の原理図。
実施例の原理図。
【図５】図４の音波送信器を運転する回路例を示した
図。
図。
１ ガスタービン、 ２ タービン部分、 ３ 圧縮機
部分、 ４ 燃焼室、５ タービン入口、 ６ タービ
ン軸、 ７ 空気入口、 ８ａ，ｂ；９ａ，ｂ；１０
ａ，ｂ；１１ａ，ｂ；１２ａ，ｂ；１３ａ，ｂ 音波送
信器、 １４，１４ａ−ｃ 弁、 １５ 圧縮空気源、
１６ 弁制御装置、 １７ タイマ、１８，１８ａ−
ｃ 圧縮空気導管、 １９ タービン軸線
部分、 ４ 燃焼室、５ タービン入口、 ６ タービ
ン軸、 ７ 空気入口、 ８ａ，ｂ；９ａ，ｂ；１０
ａ，ｂ；１１ａ，ｂ；１２ａ，ｂ；１３ａ，ｂ 音波送
信器、 １４，１４ａ−ｃ 弁、 １５ 圧縮空気源、
１６ 弁制御装置、 １７ タイマ、１８，１８ａ−
ｃ 圧縮空気導管、 １９ タービン軸線
Claims (15)
- 【請求項１】 タービン部分（２）と前置された圧縮機
部分（３）とを有するガスタービン（１）の堆積物に晒
される内面を運転中に清浄に保つかもしくは掃除するた
めの方法において、ガスタービン（１）の内部を少なく
とも一時的に音波で負荷することを特徴とする、ガスタ
ービンを清浄に保つかもしくは掃除するための方法。 - 【請求項２】 ５００Ｈｚよりも小さい、有利には超低
周波範囲で５０Ｈｚよりも小さい固定の又は変動する周
波数を有する音波が使用される、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 音波がガスタービン（１）のいろんな部
位に配置されている局部的な音波送信器（８ａ…１２
ｂ）により生ぜしめられた音波である、請求項２記載の
方法。 - 【請求項４】 音波送信器（８ａ…１２ｂ）として圧縮
空気で作動される音響的なホーンが使用されている、請
求項３記載の方法。 - 【請求項５】 音波が周期的な時間間隔で所定の時間帯
に亘って放出される、請求項１から４までのいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項６】 周期的な時間間隔が５ｍｉｎと６０ｍｉ
ｎとの間、特に１０ｍｉｎから１５ｍｉｎまでであっ
て、与えられた時間帯が５ｓｅｃと６０ｓｅｃとの間、
特に１５ｓｅｃから３０ｓｅｃである、請求項５記載の
方法。 - 【請求項７】 音波が圧縮機部分（３）の少なくとも入
口側に供給される、請求項１から６までのいずれか１項
記載の方法。 - 【請求項８】 ガスタービン（１）に少なくとも１つの
音波送信器（８ａ…１２ｂ）が配置され、この音波送信
器が音波をガスタービン（１）の内部へ発信することを
特徴とする、ガスタービンを清浄に保つかもしくは掃除
するための装置。 - 【請求項９】 タービン（１）が入口側のタービン入口
（５）を有するタービン部分（２）と、入口側の空気入
口（７）を有する前置された圧縮機部分（３）と、該圧
縮機部分（３）とタービン部分（２）との間に配置され
た燃焼（４）とを有し、少なくとも１つの音波送信器
（８ａ…１２ｂ）が圧縮機部分（３）の空気入口（７）
に配置されている、請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 ガスタービン（１）の１つの段にそれ
ぞれ複数の音波送信器（８ａ…１２ｂ）がタービン軸
（１９）の周囲に分配されて配置されている、請求項９
記載の装置。 - 【請求項１１】 圧縮機部分（３）の空気入口にもター
ビン部分（２）のタービン入口（５）にも音波送信器
（１０ａ，ｂ；１３ａ，ｂ）が配置されている、請求項
１０記載の装置。 - 【請求項１２】 圧縮機部分（３）の段とタービン部分
（２）の段とに付加的に音波送信器が配置されている、
請求項１１記載の装置。 - 【請求項１３】 音波送信器（８ａ…１２ｂ）が圧縮空
気で作動する音響的なホーンとして構成されており、制
御可能な弁（１４，１４ａ−ｃ）を備えた圧縮空気導管
（１８，１８ａ−ｃ）を介して圧縮空気源（１５）に接
続されている、請求項８から１２までのいずれか１項記
載の装置。 - 【請求項１４】 弁（１４，１４ａ−ｃ）の制御がタイ
マ（１７）で制御された弁制御装置（１６）を介して行
なわれる、請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 圧縮空気源（１５）としてガスタービ
ン（１）の圧縮機部分（３）自体が使用されている、請
求項１３又は１４記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4341996A DE4341996A1 (de) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | Verfahren zum Reinhalten bzw. Reinigen einer Gasturbine sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE4341996.8 | 1993-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07189735A true JPH07189735A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=6504575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6306480A Pending JPH07189735A (ja) | 1993-12-09 | 1994-12-09 | ガスタービンを清浄に保つかもしくは掃除するための方法及びこの方法を実施する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5758486A (ja) |
| JP (1) | JPH07189735A (ja) |
| DE (1) | DE4341996A1 (ja) |
| GB (1) | GB2290829B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017115865A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-29 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンエンジン構成要素の音響洗浄 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69504367T2 (de) * | 1994-11-22 | 1999-05-06 | United Technologies Corp | Ultraschallreinigungsverfahren für turbinenschaufeln |
| FI972252A (fi) * | 1997-05-28 | 1998-11-29 | Ulf Krogars | Menetelmä ja laitteisto akustiseen puhdistukseen |
| GB2333805B (en) * | 1998-01-30 | 2001-09-19 | Speciality Chemical Holdings L | Cleaning method and apparatus |
| CN1078684C (zh) * | 1998-11-28 | 2002-01-30 | 襄樊供水大道科技公司 | 自动防堵式水泵取水头 |
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| US7661129B2 (en) * | 2002-02-26 | 2010-02-09 | Citrix Systems, Inc. | Secure traversal of network components |
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| EP2110518A1 (de) * | 2008-04-15 | 2009-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Reinigen eines Hochtemperaturbauteils sowie eine Vorrichtung |
| DE102008019892A1 (de) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Reinigen eines Flugtriebwerks |
| US8720206B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-05-13 | General Electric Company | Methods and systems for inducing combustion dynamics |
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| US20150354403A1 (en) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | General Electric Company | Off-line wash systems and methods for a gas turbine engine |
| US10005111B2 (en) | 2016-01-25 | 2018-06-26 | General Electric Company | Turbine engine cleaning systems and methods |
| US10323539B2 (en) * | 2016-03-01 | 2019-06-18 | General Electric Company | System and method for cleaning gas turbine engine components |
| BE1024315B1 (fr) * | 2016-06-28 | 2018-01-30 | Safran Aero Boosters Sa | Système de propulsion pour aéronef |
| EP3513883B1 (en) * | 2018-01-19 | 2024-01-03 | Airbus Operations, S.L.U. | Cleaning device for jet engines and cleaning method |
| CN114278399A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-05 | 上海纳科助剂有限公司 | 催化裂化过程中防止烟气轮机严重结垢的方法 |
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| DE937683C (de) * | 1951-01-27 | 1956-01-12 | Voith Gmbh J M | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Maschinen oder Maschinenteilen |
| US3108767A (en) * | 1960-03-14 | 1963-10-29 | Rolls Royce | By-pass gas turbine engine with air bleed means |
| US3693749A (en) * | 1971-04-26 | 1972-09-26 | Gen Electric | Reduction of gas turbine engine noise annoyance by modulation |
| US3936606A (en) * | 1971-12-07 | 1976-02-03 | Wanke Ronald L | Acoustic abatement method and apparatus |
| US4065322A (en) * | 1976-02-23 | 1977-12-27 | General Electric Company | Contamination removal method |
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| DE3046061C2 (de) * | 1980-12-06 | 1984-05-10 | Roland Ing.(grad.) 7541 Straubenhardt Fröhlich | Verfahren zur Reinigung von Anlagenteilen |
| US4380893A (en) * | 1981-02-19 | 1983-04-26 | The Garrett Corporation | Compressor bleed air control apparatus and method |
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-
1993
- 1993-12-09 DE DE4341996A patent/DE4341996A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-12-09 GB GB9424893A patent/GB2290829B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-09 JP JP6306480A patent/JPH07189735A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-17 US US08/714,966 patent/US5758486A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4341996A1 (de) | 1995-06-14 |
| US5758486A (en) | 1998-06-02 |
| GB2290829B (en) | 1997-11-12 |
| GB9424893D0 (en) | 1995-02-08 |
| GB2290829A (en) | 1996-01-10 |
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