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公開番号2025069059
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2024163601
出願日2024-09-20
発明の名称エアレススプリントと水洗浄システム
出願人ゼネラルエレクトリックテクノロジーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,General Electric Technology GmbH
代理人個人,弁理士法人NIP&SBPJ国際特許事務所
主分類F01D 25/00 20060101AFI20250422BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】ガスタービンエンジンの圧縮機に大量の水を噴霧するためのスプリントおよび水洗浄システムを提供する。
【解決手段】スプリントおよび水洗浄システム100は、圧縮機15の周囲に配置された複数のスプレーノズル120と、スプレーノズル120と連通する水マニホールド110と、水マニホールド110と連通するポンプと、ポンプと連通する可変周波数ドライブとを含むことができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）の圧縮機（１５）に水量（２００）を噴霧するスプリントおよび水洗浄システム（１００）であって、
圧縮機（１５）に配置された複数のスプレーノズル（１２０）と、
複数のスプレーノズル（１２０）と連通する水マニホールド（１１０）と、
水マニホールド（１１０）と連通するポンプ（２６０）と、
ポンプ（２６０）と連通する可変周波数ドライブ（２７５）と、
を含む、スプリントおよび水洗浄システム（１００）。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
複数のスプレーノズル（１２０）が、１０個以上のスプレーノズル（１２０）を含む、請求項１に記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項３】
水マニホールド（１１０）と連通する給水スキッド（１５０）をさらに含む、請求項１に記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項４】
給水スキッド（１５０）は、その中に水量（２００）を有する給水装置（１９０）を含む、請求項３記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項５】
給水スキッド（１４０）は、フィルタ（２３０、３２０）を含む、請求項３記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項６】
給水スキッド（１５０）は、圧力センサ（２４０、３００、３３０）を含む、請求項３記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項７】
給水スキッド（１５０）が、温度センサ（２５０）を含む、請求項３記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項８】
給水スキッド（１５０）が流量計（３１０）を含む、請求項３記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項９】
ポンプ（２６０）が給水スキッド（１５０）上に配置されている、請求項３記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
【請求項１０】
ポンプ（２６０）がピストンポンプ（２６０）を含む、請求項１に記載のスプリントおよび水洗浄システム（１００）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願およびその結果としての特許は、一般にガスタービンエンジンに関するものであり、より詳細には、単一のポンプおよびマニホールドを使用するエアレススプリントおよび水洗浄システムであって、全体的なエンジン効率の向上をもたらす簡素化されたシステムに関するものである。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、従来、周囲の空気を圧縮する圧縮機と、空気の流れと燃料の流れとを混合して高温の燃焼ガスを生成する複数の燃焼器とを含む。タービンは、高温の燃焼ガスの流れを受け、そこからエネルギーを取り出して圧縮機に動力を供給し、発電機などの外部負荷に出力を供給する。
【０００３】
圧縮機は大量の空気を消費するため、少量のダスト、エアロゾル、水が通過し、圧縮機ブレードなどに堆積物が生じることがある。これらの堆積物は、圧縮機を通過する空気流を妨げ、時間の経過とともにガスタービンエンジンの全体的な性能と効率を低下させる可能性がある。したがって、ガスタービンエンジンは、圧縮機から汚染物質を洗浄除去するために定期的に洗浄される場合がある。このような洗浄作業には、オフライン洗浄作業とオンライン洗浄作業がある。オフライン洗浄作業は、ガスタービンエンジンが停止している間に実施される。オンライン水洗浄操作では、エンジンの運転中に洗浄を行うことができるが、オンライン洗浄によってガスタービンエンジン全体の性能が多少低下する可能性がある。
【０００４】
多少類似した方法で、圧縮機内でインタークーラが提供される場合、ガスタービン圧縮機は、所定の圧力比で動作するために、より少ない電力を必要とする可能性がある。インタークーラを提供する１つの方法は、圧縮機の入口に冷却剤の液滴を噴霧すること、すなわちスプレーインタークーラまたは「ＳＰＲＩＮＴ：スプリント」を含む。ガスと水の混合物が圧縮されると（一般に湿式圧縮と呼ばれる）、ガスの温度が上昇し、蒸発の原動力となる。水の蒸発はガスを冷却するため、インタークーラとして機能する。この場合、冷却液滴は、慣性力よりも抗力が優位になるよう十分に小さくサイズ設定され、抗力によって液滴がコンプレッサ入口を通過してコンプレッサの後段に流れ、そこで液滴が蒸発して所望の中間冷却が行われるようになる（In this instance, the coolant droplets may be sized to be small enough such that the inertia forces are dominated by the drag forces that tend to cause the droplets to flow past the compressor inlet and travel into the subsequent stages of the compressor where the droplets evaporate and provide the desired intercooling）。しかし、スプリント運転では一般に、圧縮機の後段から空気を抜く必要がある。このような抽気は、ガスタービンエンジン全体の効率を低下させる。
【発明の概要】
【０００５】
本出願およびその結果としての特許は、ガスタービンエンジンの圧縮機にある水量（a volume of water：ある体積の水、大量の水）を噴霧するためのスプリントおよび水洗浄システムを提供する。スプリントおよび水洗浄システムは、圧縮機に配置された複数のスプレーノズルと、複数のスプレーノズルと連通する水マニホールドと、水マニホールドと連通するポンプと、ポンプと連通する可変周波数ドライブとを含むことができる。
【０００６】
本出願およびその結果としての特許は、さらに、圧縮機の入口に水量を噴霧するためにスプリントおよび水洗浄システムを動作させる方法を提供することができる。本方法は、第１の流量で水量をポンピングする（汲み上げる）ようポンプに指示するステップと、第１の流量で圧縮機の入口に水量を噴霧して第１のサイズの液滴を生成するステップと、第２の流量で水量をポンピングするようポンプに指示するステップと、第２の流量で圧縮機の入口に水量を噴霧して第２のサイズの液滴を生成するステップとを含むことができる。
【０００７】
本出願及びその結果としての特許は、さらに、ガスタービンエンジンの圧縮機にある水量を噴霧するためのスプリント及び水洗浄システムを提供することができる。スプリントおよび水洗浄システムは、圧縮機について配置された多数のスプレーノズルと、スプレーノズルと連通する水マニホールドと、水マニホールドと連通するポンプモータによって駆動されるピストンポンプと、ピストンポンプおよびポンプモータと連通する可変周波数ドライブとを含むことができる。
【０００８】
本出願およびその結果としての特許のこれらおよび他の特徴および改良点は、いくつかの図面および添付の特許請求の範囲と合わせて考慮した場合、以下の詳細な説明を検討すれば、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
圧縮機、燃焼器、タービン、外部負荷、水マニホールド、給水スキッドを含むガスタービンエンジンの概略図である。
図１の給水スキッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで図面を参照すると、いくつかの図を通じて同様の数字は同様の要素を示し、図１は、本明細書で説明することができるガスタービンエンジン１０の概略図である。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含むことができる。圧縮機１５は、流入する空気流２０を圧縮する。圧縮機１５は、圧縮された空気流２０を複数の燃焼器缶２５に供給する。燃焼器缶２５は、圧縮された空気流２０を加圧された燃料流３０と混合し、混合物に点火して高温の燃焼ガス流３５を生成する。単一の燃焼器缶２５のみが示されているが、ガスタービンエンジン１０は、周方向アレイなどに配置された任意の数の燃焼器缶２５を含むことができる。あるいは、燃焼器２５は環状燃焼器であってもよい。燃焼ガス３５の流れは、順にタービン４０に送られる。燃焼ガス３５の流れは、タービン４０を駆動して機械的な仕事を発生させる。タービン４０で発生した機械的な仕事は、ロータシャフト４５を介して圧縮機１５を駆動する。タービン４０とロータシャフト４５は、発電機などの外部負荷５０を駆動することもできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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