特開 2024-138163 ガスタービン及びガスタービンのメンテナンス方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024138163

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】ガスタービン及びガスタービンのメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20240927BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20240927BHJP

   F02C 7/042 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F01D25/00 X

F02C7/00 A

F02C7/042

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024123334

(22)【出願日】2024-07-30

(62)【分割の表示】P 2022077565の分割

【原出願日】2022-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】加藤 慎

(72)【発明者】

【氏名】高橋 孝一

(72)【発明者】

【氏名】荒瀬 謙一

(72)【発明者】

【氏名】橋本 真也

(72)【発明者】

【氏名】大津 英紀

(57)【要約】

【課題】コストダウンを実現することが可能なガスタービンのメンテナンス方法を提供する。
【解決手段】ガスタービンのメンテナンス方法であって、第三アクチュエータを準備するステップと、第一の点検時期に、第一アクチュエータを取り外して第三アクチュエータを取り付けるステップと、第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、第二の点検時期に、第二アクチュエータを取り外して、第一アクチュエータを取り付けるステップと、第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、第三の点検時期に、第三アクチュエータを取り外して、第二アクチュエータを取り付けるステップと、を含み、第一アクチュエータ、第二アクチュエータ、及び第三アクチュエータの仕様を同一とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼に接続された第一リングと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼に接続された第二リングと、
前記第一リング、及び前記第二リングをそれぞれ周方向に回動させる第一アクチュエータ、及び第二アクチュエータと、
を備えるガスタービンのメンテナンス方法であって、
前記第一アクチュエータ、及び第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを準備するステップと、
予め定められた第一の点検時期に、前記第一アクチュエータを取り外して前記第三アクチュエータを取り付けるステップと、
取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、
予め定められた第二の点検時期に、前記第二アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、
取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、
予め定められた第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、
を含み、
前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項2】

前記第三アクチュエータを準備するステップよりも後の前記ステップを連続的に繰り返す請求項１に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項3】

前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータが、前記第一リング、及び前記第二リングのいずれか一方に取り付けられている期間の長さを２としたとき、前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータが、メンテナンスするステップを含む予備用に供されている期間の長さは１である請求項１又は２に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項4】

前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは、同一の前記ガスタービンのみで順次用いられる請求項１に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガスタービンのメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、空気を圧縮して高圧空気を生成する圧縮機と、高圧空気に燃料を混合して燃焼させることで高温高圧の燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスによって駆動されるタービンと、を備えている。圧縮機は、流入する空気の流量を調節するための入口案内翼（ＩＧＶ：Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ）と、圧縮機中の空気の流れ方向を調節するための可変静翼（Ｖａｒｒｉａｂｌｅ Ｖａｎｅ）と、を有している。入口案内翼、及び可変静翼は、圧縮機のケーシングに対して径方向に延びる回動軸回りに回動可能にそれぞれ支持されている。これらの入口案内翼、及び可変静翼には、ケーシングの外周面に沿って周方向に回動可能なリングが接続されている。リングを周方向に回動させると、入口案内翼、及び可変静翼は、それぞれの回動軸回りに回動してその姿勢を変えることが可能とされている。

【0003】

上記のリングは、進退動するロッドを有するアクチュエータによって駆動されることが一般的である。アクチュエータを運用する上では、電気系統や内部のボールネジ等を定期的に点検・交換する必要がある。この種のガスタービン部品をメンテナンスする際に、共通する部品を異なる部位でローテーションさせる方法が下記特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－２６４９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、入口案内翼と可変静翼とでは、アクチュエータに要求される性能要件が異なっている。このため、これら入口案内翼と可変静翼との間でアクチュエータを相互に交換することは難しかった。その結果、メンテナンスコストが増大してしまうという課題があった。

【0006】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、コストダウンを実現することが可能なガスタービンのメンテナンス方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係るガスタービンのメンテナンス方法は、軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼に接続された第一リングと、前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼に接続された第二リングと、前記第一リング、及び前記第二リングをそれぞれ周方向に回動させる第一アクチュエータ、及び第二アクチュエータと、を備えるガスタービンのメンテナンス方法であって、前記第一アクチュエータ、及び第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを準備するステップと、予め定められた第一の点検時期に、前記第一アクチュエータを取り外して前記第三アクチュエータを取り付けるステップと、取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、予め定められた第二の点検時期に、前記第二アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、予め定められた第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、を含み、前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは互いに仕様が同一である。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、コストダウンを実現することが可能なガスタービンのメンテナンス方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態に係るガスタービンの構成を示す模式図である。

【図2】本開示の実施形態に係る入口案内翼の構成を示す模式図である。

【図3】本開示の実施形態に係る可変静翼の構成を示す模式図である。

【図4】本開示の実施形態に係るガスタービンのメンテナンス方法の各ステップを示すフローチャートである。

【図5】本開示の実施形態に係るアクチュエータのローテーションの例を示すブロックダイアグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態に係るガスタービン１、及びガスタービン１のメンテナンス方法について、図１から図５を参照して説明する。

【0011】

（ガスタービンの構成）
図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮機１０と、燃焼器２０と、タービン３０と、を備えている。

【0012】

圧縮機１０は、空気を圧縮して高圧空気を生成する。圧縮機１０は、圧縮機ロータ１１と、複数の圧縮機動翼列１２と、圧縮機ケーシング１３と、複数の圧縮機静翼列１４と、入口案内翼４０と、を有する。圧縮機ロータ１１は、軸線Ｏを中心とする柱状をなしている。圧縮機ロータ１１は、軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。圧縮機ロータ１１の外周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機動翼列１２が設けられている。それぞれの圧縮機動翼列１２は、径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機動翼１５を有する。

【0013】

これら複数の圧縮機動翼列１２は、圧縮機ケーシング１３によって外周側から覆われている。圧縮機ケーシング１３は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。圧縮機ケーシング１３の内周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機静翼列１４が設けられている。それぞれの圧縮機静翼列１４は、径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された複数の圧縮機静翼１６を有する。

【0014】

圧縮機１０の軸線Ｏ方向一方側の端部である入口には、入口案内翼４０（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ：ＩＧＶ）が設けられている。入口案内翼４０は、複数の案内翼４１と、第一リング４２と、アクチュエータ４３と、を有する。複数の案内翼４１は、圧縮機ケーシング１３の内周面から径方向内側に向かって延びるとともに、周方向に間隔をあけて配列されている。

【0015】

図２に示すように、案内翼４１の中央部は圧縮機ケーシング１３に固定された第一回動軸４４とされている。案内翼４１は、当該第一回動軸４４回りに回動自在に支持されている。さらに、案内翼４１の前縁側の端部には、第一支持軸４５を介して第一リング４２が接続されている。第一リング４２は、軸線Ｏを中心とする環状をなし、当該軸線Ｏ回りに回動自在である。第一リング４２には、アクチュエータ４３が接続されている。

【0016】

アクチュエータ４３は、シリンダ５１と、棒状のロッド５２と、を有する。ロッド５２は、シリンダ５１を基準として、自身の延びる方向に進退動する。ロッド５２が進退動することで、第一リング４２が軸線Ｏに対する周方向に回動する。第一リング４２が回動すると、複数の案内翼４１が第一回動軸４４回りに回動する。つまり、各案内翼４１の姿勢が変化する。

【0017】

さらに、圧縮機静翼列１４のうち、一例として３列の圧縮機静翼列１４は、可変静翼６０とされている。可変静翼６０は、上記の入口案内翼４０と同様に、圧縮機静翼１６の姿勢を変化させることが可能な構成を有している。具体的には図３に示すように、可変静翼６０は、圧縮機静翼列１４ごとに設けられた３つの第二リング６１と、これら３つの第二リング６１を軸線Ｏ方向に接続する接続部６２と、アクチュエータ４３とを有する。

【0018】

圧縮機静翼１６の中央部は圧縮機ケーシング１３に固定された第二回動軸６２とされている。圧縮機静翼１６は、当該第二回動軸６２回りに回動自在に支持されている。さらに、圧縮機静翼１６の前縁側の端部には、第二支持軸６３を介して第二リング６１が接続されている。第二リング６１は、軸線Ｏを中心とする環状をなし、当該軸線Ｏ回りに回動自在である。第二リング６１には、アクチュエータ４３が接続されている。

【0019】

可変静翼６０に用いられるアクチュエータ４３は、上記の入口案内翼４０に用いられるアクチュエータ４３と同一の仕様・寸法体格を有する。なお、ここで言う同一とは実質的な同一を指すものであり、製造上の個体差は許容される。

【0020】

ロッド５２が進退動することで、接続部６２を介して３つの第二リング６１が軸線Ｏに対する周方向に回動する。第二リング６１が回動すると、複数の圧縮機静翼１６が第二回動軸６２回りに回動する。つまり、各圧縮機静翼１６の姿勢が変化する。

【0021】

燃焼器２０は、圧縮機ケーシング１３の軸線Ｏ方向における下流側に設けられた中間ケーシング２１に取り付けられている。燃焼器２０は、圧縮機１０が生成した高圧空気に燃料を混合して燃焼させることで高温高圧の燃焼ガスを生成する。燃焼器２０は、軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて複数設けられている。燃焼器２０が生成した燃焼ガスは、後述するタービンケーシング３３内に送られる。

【0022】

タービン３０は、タービンロータ３１と、複数のタービン動翼列３２と、タービンケーシング３３と、複数のタービン静翼列３４と、を有する。タービンロータ３１は、軸線Ｏを中心とする柱状をなしている。タービンロータ３１は、軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。タービンロータ３１の外周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数のタービン動翼列３２が設けられている。それぞれのタービン動翼列３２は、径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された複数のタービン動翼３５を有する。

【0023】

これら複数のタービン動翼列３２は、タービンケーシング３３によって外周側から覆われている。タービンケーシング３３は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。タービンケーシング３３の内周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数のタービン静翼列３４が設けられている。それぞれのタービン静翼列３４は、径方向に延びるとともに周方向に間隔をあけて配列された複数のタービン静翼３６を有する。

【0024】

上述の圧縮機ロータ１１とタービンロータ３１とは、軸線Ｏ上で互いに一体に接続されることで、ガスタービンロータ９１を形成する。圧縮機ケーシング１３と、中間ケーシング２１と、タービンケーシング３３とは軸線Ｏ方向に一体に接続されてガスタービンケーシング９２を形成する。つまり、ガスタービンロータ９１は、ガスタービンケーシング９２内で軸線Ｏ回りに一体となって回転可能である。

【0025】

不図示の電動機等でガスタービンロータ９１を回転させると、圧縮機１０に空気が取り込まれる。圧縮機１０に取り込まれる空気の流量は、上記の入口案内翼４０の姿勢によってコントロールされる。圧縮機１０が駆動されることで高圧空気が生成される。圧縮機１０が生成する高圧空気の流量は、上記の可変静翼６０の姿勢によってコントロールされる。

【0026】

圧縮機１０が生成した高圧空気は、圧縮機ケーシング１３から中間ケーシング２１の燃焼器２０へ送られる。燃焼器２０は、高圧空気に燃料を混合して燃焼させることで高温高圧の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、タービンケーシング３３内に送られてタービンロータ３１に回転エネルギーを与える。このような動作が連続して生じることで、ガスタービン１が運転される。

【0027】

（ガスタービンのメンテナンス方法）
続いて、図４と図５を参照して、ガスタービン１のメンテナンス方法について説明する。このメンテナンス方法は、上述した入口案内翼４０、及び可変静翼６０に用いられるアクチュエータ４３のローテーション（交換）に関する方法である。

【0028】

図４に示すように、このメンテナンス方法では、まず、アクチュエータ４３の交換が可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。アクチュエータ４３が交換可能な状態にないと判定された場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、処理は終了する。アクチュエータ４３が交換可能な状態であると判定された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、後続のステップＳ２に進む。上述したように、入口案内翼４０と可変静翼６０では、それぞれ１つずつのアクチュエータ４３を用いている。このステップＳ２では、これら２つのアクチュエータ４３と同一の仕様を有する３つ目のアクチュエータ４３を準備する。

【0029】

なお、以下の説明、及び図５では、始めに入口案内翼４０（ＩＧＶ）に取り付けられているアクチュエータ４３を「第一アクチュエータ」と呼び、可変静翼６０（ＶＶ）に取り付けられているアクチュエータ４３を「第二アクチュエータ」と呼び、ステップＳ２で準備した３つ目のアクチュエータ４３を「第三アクチュエータ」と呼ぶ。これら３つのアクチュエータ４３は、同一のガスタービン１のみで順次用いられる。

【0030】

続くステップＳ３では、予め定められた第一の点検時期に、第一アクチュエータを入口案内翼４０から取り外す。このとき、図５に示すように、第二アクチュエータは、可変静翼６０用として運用を継続する。また、第三アクチュエータは、この第一の点検時期までに補修（メンテナンス）を完了している。

【0031】

第一アクチュエータが取り外された後、第三アクチュエータを入口案内翼４０に取り付ける（ステップＳ４）。これにより、第三アクチュエータが運用に投入される。取り外された第一アクチュエータは、補修を施される（ステップＳ５）。なお、第一アクチュエータの補修に許容される期間の長さを１とすると、残余の２つのアクチュエータ４３が運用に投入されている期間の長さは２である。

【0032】

次いで、予め定められた第二の点検時期に至ると、第二アクチュエータを取り外す（ステップＳ６）。このとき、図５に示すように、第三アクチュエータは、入口案内翼４０用として運用を継続する。また、第一アクチュエータは、この第二の点検時期までに補修（メンテナンス）を完了している。

【0033】

第二アクチュエータが取り外された後、第一アクチュエータを可変静翼６０に取り付ける（ステップＳ７）。これにより、第一アクチュエータが運用に投入される。取り外された第二アクチュエータは、補修を施される（ステップＳ８）。なお、第二アクチュエータの補修に許容される期間の長さを１とすると、残余の２つのアクチュエータ４３が運用に投入されている期間の長さは２である。

【0034】

その後、予め定められた第三の点検時期に至ると、第三アクチュエータを取り外す（ステップＳ９）。このとき、図５に示すように、第一アクチュエータは、可変静翼６０用として運用を継続する。また、第二アクチュエータは、この第三の点検時期までに補修（メンテナンス）を完了している。

【0035】

第三アクチュエータが取り外された後、第二アクチュエータを入口案内翼４０に取り付ける（ステップＳ９）。これにより、第二アクチュエータが運用に投入される。取り外された第三アクチュエータは、補修を施される（ステップＳ１０）。なお、第三アクチュエータの補修に許容される期間の長さを１とすると、残余の２つのアクチュエータ４３が運用に投入されている期間の長さは２である。

【0036】

以上のステップＳ２からステップＳ１０までの各ステップが、ステップＳ１でアクチュエータ４３が交換可能な状態にないと判定されるまで連続して継続される。

【0037】

（作用効果）
ここで、ガスタービン１をメンテナンスする上では、上述のアクチュエータ４３の動作の安定性を確保することが肝要である。アクチュエータ４３を運用する上では、電気系統や内部のボールネジ等を定期的に点検・交換する必要がある。しかしながら、入口案内翼４０と可変静翼６０とでは、アクチュエータに要求される性能要件が異なっている。このため、これら入口案内翼４０と可変静翼６０との間でアクチュエータ４３を相互に交換することは難しかった。その結果、メンテナンスコストが増大してしまうという課題があった。そこで、本実施形態では、入口案内翼４０と、可変静翼６０とにそれぞれ取り付けられるアクチュエータ４３の仕様を共通化している。具体的には、より大きな推力が必要とされる可変静翼６０側にアクチュエータ４３の仕様を揃えている。これにより、入口案内翼４０と可変静翼６０との間でアクチュエータ４３をローテーションしながら運用することが可能となるため、コストダウンを図ることができる。

【0038】

さらに、第一リング４２、及び第二リング６１に使用される２つのアクチュエータ４３とは別に、３つ目のアクチュエータ４３を準備することで、３つのうちいずれか２つのアクチュエータ４３が運用されている間に、残余の１つのアクチュエータ４３を、メンテナンスステップを含む予備用に供することが可能となる。言い換えると、仕様を共通化したことにより、予備用として必要となるアクチュエータ４３の数が１つのみで済む。これにより、部品点数の削減と、メンテナンスコストの削減、及びメンテンナンスに要する期間の短縮化とを実現することができる。

【0039】

また、上記方法によれば、第三アクチュエータを準備するステップよりも後の全てのステップを連続的に繰り返す。これにより、３つのアクチュエータ４３を順次ローテーションすることで、ガスタービン１を長期にわたって、より安定的に運用することが可能となる。

【0040】

加えて、上記方法によれば、第一アクチュエータ、第二アクチュエータ、及び第三アクチュエータのうち１つが予備用に供されている期間の長さが、これらアクチュエータ４３のうち２つが運用に供されている期間の長さの半分である。これにより、運用に供されている２つのアクチュエータ４３の使用期間を互いにずらすことが可能となる。したがって、１回のメンテナンスで交換するアクチュエータ４３の数を１つのみとすることができる。言い換えると、予備用に供されるアクチュエータ４３を１つのみに限定することができる。これにより、部品点数が削減されるとともに、２つのアクチュエータ４３を同時に交換する場合に比べて、メンテナンスコスト・期間をさらに低減することができる。

【0041】

また、上記方法によれば、３つのアクチュエータ４３が同一のガスタービン１のみで順次用いられる。これにより、ガスタービン１ごとの個体差によるアクチュエータ４３への負荷の変化が抑えられる。したがって、３つのアクチュエータ４３を安定した環境下で長期にわたって運用し続けることが可能となる。また、作業員にとっては、同一のガスタービン１個体に用いられることで、その個体におけるそれぞれのアクチュエータ４３に生じる経年変化や故障を予見しやすくなる。これにより、作業員のメンテナンスに要する負担も軽減することが可能となる。

【0042】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、３つのアクチュエータ４３が同一のガスタービン１のみに順次適用される例について説明した。しかしながら、型式が共通するガスタービン１同士の間では、アクチュエータ４３を互いに共通化して用いることも可能である。

【0043】

＜付記＞
各実施形態に記載のガスタービン１のメンテナンス方法は、例えば以下のように把握される。

【0044】

（１）第１の態様に係るガスタービン１のメンテナンス方法は、軸線Ｏ回りに回転駆動される圧縮機１０の入口に設けられた入口案内翼４０、及び該入口案内翼４０に接続された第一リング４２と、前記入口案内翼４０よりも前記軸線Ｏ方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼６０、及び該複数列の可変静翼６０に接続された第二リング６１と、前記第一リング４２、及び前記第二リング６１をそれぞれ周方向に回動させる第一アクチュエータ、及び第二アクチュエータと、を備えるガスタービン１のメンテナンス方法であって、前記第一アクチュエータ、及び第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを準備するステップと、予め定められた第一の点検時期に、前記第一アクチュエータを取り外して前記第三アクチュエータを取り付けるステップと、取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、予め定められた第二の点検時期に、前記第二アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、予め定められた第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、を含み、前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは互いに仕様が同一である。

【0045】

上記方法によれば、第一アクチュエータ、第二アクチュエータ、及び第三アクチュエータの仕様が互いに同一であることから、これらアクチュエータ４３を入口案内翼４０に接続された第一リング４２、及び可変静翼６０に接続された第二リング６１との間で共通して使用することができる。さらに、第一リング４２、及び第二リング６１に使用される２つのアクチュエータ４３とは別に、３つ目のアクチュエータ４３を準備することで、３つのうちいずれか２つのアクチュエータ４３が運用されている間に、残余の１つのアクチュエータ４３を、メンテナンスステップを含む予備用に供することが可能となる。

【0046】

（２）第２の態様に係るガスタービン１のメンテナンス方法は、（１）のガスタービン１のメンテナンス方法であって、前記第三アクチュエータを準備するステップよりも後の前記ステップを連続的に繰り返す。

【0047】

上記方法によれば、３つのアクチュエータ４３を順次ローテーションすることで、ガスタービン１を長期にわたって、より安定的に運用することが可能となる。

【0048】

（３）第３の態様に係るガスタービン１のメンテナンス方法は、（１）又は（２）のガスタービン１のメンテナンス方法であって、前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータが、前記第一リング４２、及び前記第二リング６１のいずれか一方に取り付けられている期間の長さを２としたとき、前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータが、メンテナンスするステップを含む予備用に供されている期間の長さは１である。

【0049】

上記方法によれば、第一アクチュエータ、第二アクチュエータ、及び第三アクチュエータのうち１つが予備用に供されている期間の長さが、これらアクチュエータ４３のうち２つが運用に供されている期間の長さの半分である。これにより、運用に供されている２つのアクチュエータ４３の使用期間を互いにずらすことが可能となる。したがって、予備用に供されるアクチュエータ４３を１つのみに限定することができる。

【0050】

（４）第４の態様に係るガスタービン１のメンテナンス方法は、（１）から（３）のいずれか一態様に係るガスタービン１のメンテナンス方法であって、前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは、同一の前記ガスタービン１のみで順次用いられる。

【0051】

上記方法によれば、３つのアクチュエータ４３が同一のガスタービン１のみで順次用いられる。これにより、ガスタービン１本体ごとの個体差によるアクチュエータ４３への負荷の変化が抑えられる。

【符号の説明】

【0052】

１…ガスタービン
１０…圧縮機
１１…圧縮機ロータ
１２…圧縮機動翼列
１３…圧縮機ケーシング
１４…圧縮機静翼列
１５…圧縮機動翼
１６…圧縮機静翼
２０…燃焼器
２１…中間ケーシング
３０…タービン
３１…タービンロータ
３２…タービン動翼列
３３…タービンケーシング
３４…タービン静翼列
３５…タービン動翼
３６…タービン静翼
４０…入口案内翼
４１…案内翼
４２…第一リング
４３…アクチュエータ
４４…第一回動軸
４５…第一支持軸
５１…シリンダ
５２…ロッド
６０…可変静翼
６１…第二リング
６２…第二回動軸
６３…第二支持軸
９１…ガスタービンロータ
９２…ガスタービンケーシング
Ｏ…軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源である第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源である第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービン。

【請求項2】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼に接続された第一リングと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列のそれぞれの列に対応させて、各列を構成する可変静翼に接続された複数の第二リングと、
前記第一リングを周方向に回動させる第一アクチュエータ、及び、前記複数の第二リングを周方向に回動させる第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービン。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のガスタービンのメンテナンス方法であって、
第一の点検時期に前記第一アクチュエータを取り外して、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを取り付けるステップと、
第二の点検時期に、前記第二アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、
第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、
を含み、
前記第三アクチュエータは、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータと仕様が同一であるガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のガスタービンのメンテナンス方法であって、
第一の点検時期に前記第二アクチュエータを取り外して、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを取り付けるステップと、
第二の点検時期に、前記第一アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、
第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、
を含み、
前記第三アクチュエータは、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータと仕様が同一であるガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項5】

前記各ステップを順に連続的に繰り返す請求項３に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項6】

前記各ステップを順に連続的に繰り返す請求項４に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項7】

取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、
取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、
をさらに含む請求項３に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項8】

取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、
取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、
をさらに含む請求項４に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項9】

前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは、同一の前記ガスタービンのみで順次用いられる請求項３に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項10】

前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは、同一の前記ガスタービンのみで順次用いられる請求項４に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0001】

本開示は、ガスタービン及びガスタービンのメンテナンス方法に関する。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、コストダウンを実現することが可能なガスタービン及びガスタービンのメンテナンス方法を提供することを目的とする。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示に係るガスタービンは、軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼に接続された第一リングと、前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列のそれぞれの列に対応させて、各列を構成する可変静翼に接続された複数の第二リングと、前記第一リングを周方向に回動させる第一アクチュエータ、及び、前記複数の第二リングを周方向に回動させる第二アクチュエータと、を備え、前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一である。
また本開示に係るガスタービンのメンテナンス方法は、第一の点検時期に前記第一アクチュエータを取り外して、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを取り付けるステップと、第二の点検時期に、前記第二アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、を含み、前記第三アクチュエータは、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータと仕様が同一である。

【手続補正書】

【提出日】2024-09-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、取り付け・取り外しが可能な第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、前記第一アクチュエータの取り付け・取り外し状態にかかわらず取り付け・取り外しが可能な第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービン。

【請求項2】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、取り付け・取り外しが可能な第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、前記第一アクチュエータとは独立して設けられ、取り付け・取り外しが可能な第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービン。

【請求項3】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼に接続された第一リングと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列のそれぞれの列に対応させて、各列を構成する可変静翼に接続された複数の第二リングと、
取り付け・取り外し可能に設けられ、前記第一リングを周方向に回動させる第一アクチュエータと、
前記第一アクチュエータの取り付け・取り外し状態にかかわらず取り付け・取り外しが可能であり、前記複数の第二リングを周方向に回動させる第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービン。

【請求項4】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼に接続された第一リングと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列のそれぞれの列に対応させて、各列を構成する可変静翼に接続された複数の第二リングと、
取り付け・取り外し可能に設けられ、前記第一リングを周方向に回動させる第一アクチュエータと、
前記第一アクチュエータとは独立して設けられ、取り付け・取り外しが可能であり、前記複数の第二リングを周方向に回動させる第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータ、及び前記第二アクチュエータは互いに仕様が同一であるガスタービン。

【請求項5】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、取り付け・取り外しが可能な第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、前記第一アクチュエータの取り付け・取り外し状態にかかわらず取り付け・取り外しが可能な第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータと前記第二アクチュエータとを相互に交換できるように、前記第一アクチュエータの仕様と前記第二アクチュエータの仕様を共通化したことを特徴とするガスタービン。

【請求項6】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、取り付け・取り外しが可能な第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、前記第一アクチュエータとは独立して設けられ、取り付け・取り外しが可能な第二アクチュエータと、
を備え、
前記第一アクチュエータと前記第二アクチュエータとを相互に交換できるように、前記第一アクチュエータの仕様と前記第二アクチュエータの仕様を共通化したことを特徴とするガスタービン。

【請求項7】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、取り付け・取り外しが可能な第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、前記第一アクチュエータの取り付け・取り外し状態にかかわらず取り付け・取り外しが可能な第二アクチュエータと、
を備え、
前記複数列の可変静翼の姿勢を変化させるために必要な駆動力は、前記入口案内翼の姿勢を変化させるために必要な駆動力よりも大きく、
前記第一アクチュエータの仕様が前記第二アクチュエータの仕様に揃えられていることを特徴とするガスタービン。

【請求項8】

軸線回りに回転駆動される圧縮機の入口に設けられた入口案内翼、及び該入口案内翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、取り付け・取り外しが可能な第一アクチュエータと、
前記入口案内翼よりも前記軸線方向における下流側に設けられた複数列の可変静翼、及び該複数列の可変静翼の姿勢を変化させるための駆動源であって、前記第一アクチュエータとは独立して設けられ、取り付け・取り外しが可能な第二アクチュエータと、
を備え、
前記複数列の可変静翼の姿勢を変化させるために必要な駆動力は、前記入口案内翼の姿勢を変化させるために必要な駆動力よりも大きく、
前記第一アクチュエータの仕様が前記第二アクチュエータの仕様に揃えられていることを特徴とするガスタービン。

【請求項9】

請求項１～８の何れか１項に記載のガスタービンのメンテナンス方法であって、
第一の点検時期に前記第一アクチュエータを取り外して、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを取り付けるステップと、
第二の点検時期に、前記第二アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、
第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、
を含むガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項10】

請求項１～８の何れか１項に記載のガスタービンのメンテナンス方法であって、
第一の点検時期に前記第二アクチュエータを取り外して、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータとは別の第三アクチュエータを取り付けるステップと、
第二の点検時期に、前記第一アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第二アクチュエータを取り付けるステップと、
第三の点検時期に、前記第三アクチュエータを取り外して、メンテナンスの完了した前記第一アクチュエータを取り付けるステップと、
を含むガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項11】

前記各ステップを順に連続的に繰り返す請求項９に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項12】

前記各ステップを順に連続的に繰り返す請求項１０に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項13】

取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、
取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、
をさらに含む請求項９に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項14】

取り外された前記第二アクチュエータをメンテナンスするステップと、
取り外された前記第一アクチュエータをメンテナンスするステップと、
をさらに含む請求項１０に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項15】

前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは、同一の前記ガスタービンのみで順次用いられる請求項９に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項16】

前記第一アクチュエータ、前記第二アクチュエータ、及び前記第三アクチュエータは、同一の前記ガスタービンのみで順次用いられる請求項１０に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項17】

前記第三アクチュエータは、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータと仕様が同一である請求項９に記載のガスタービンのメンテナンス方法。

【請求項18】

前記第三アクチュエータは、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータと仕様が同一である請求項１０に記載のガスタービンのメンテナンス方法。