ガスタービン吸気フィルタハウス用の前置濾過バイパス

【課題】タービンエンジン（１００）で使用する吸気フィルタハウス（１０２）を提供する。
【解決手段】本吸気フィルタハウスは、作動位置（３２０）及びバイパス位置（３２２）間で選択的に位置決め可能なフィルタ組立体を備えた吸気フード（２００）と、フィルタ組立体に結合されて、該フィルタ組立体を選択的に位置決めするアクチュエーティング組立体（４００）と、少なくとも１つの運転パラメータを検出するように構成されたセンサ（４３６）と、センサに結合されて、少なくとも１つの運転パラメータに基づいてアクチュエーティング組立体を動作させる制御装置（４３８）とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはタービンエンジンに関し、より具体的には、タービンエンジンで使用する濾過システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の公知のタービンエンジンは、吸気フィルタハウスを含み、この吸気フィルタハウスは、タービンエンジン、より具体的には圧縮機に送られる空気から水分並びにダスト及び／又はデブリのような粒状物質を除去するフィルタ組立体を含む。通常運転時には、最少の空気途絶及び／又は圧力降下の状態で吸気フィルタハウスを通して空気を送るのが望ましい。しかしながら、少なくとも一部の公知のフィルタ組立体内に過剰なダスト及び／又はデブリが捕捉されると、空気流が、途絶する可能性がありかつ／又は圧力が、タービンエンジンの性能に悪影響を及ぼすレベルに降下する可能性がある。さらに、少なくとも一部の気候では、水分もまた、空気流を途絶させかつ／又は少なくとも一部のフィルタ要素において圧力降下を増大させる可能性がある。例えば、水分は、フィルタ組立体上の汚染物質を膨大させる可能性がありかつ／又は水分は、フィルタ組立体上における氷形成を促進する可能性がある。タービンエンジン性能への悪影響に加えて、そのような過度の負荷作用はまた、公知のフィルタ組立体の有効寿命を低下させる可能性がある。
【０００３】
さらに、時間の経過と共に、公知のフィルタ組立体における圧力降下は、圧縮機への空気流量を大幅に減少させるレベルに増大する可能性がある。少なくとも一部の実施例では、空気流量の減少は、圧縮機に損傷を与えるおそれがある圧縮機サージを引き起こす可能性がある。圧縮機サージを防止するために、少なくとも一部の公知のフィルタ組立体は、時間がかかりかつ厄介な仕事となる可能性があるタスクとして定期的に実働使用から取外されかつ清浄にされる。さらに、そのような取外しプロセスは、３日〜４日又はそれ以上の標準的な時間にわたってタービンエンジンの運転停止を必要とする可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７２９７１７３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、タービンエンジンで使用する吸気フィルタハウスを組立てる方法を提供する。本方法は、タービンエンジンの入口内に吸気フードを結合するステップを含む。吸気フードは、作動位置及びバイパス位置間で選択的に位置決め可能であるフィルタ組立体を含む。アクチュエーティング組立体が、フィルタ組立体に結合されて該フィルタ組立体を選択的に位置決めする。少なくとも１つのセンサが、タービンエンジン内の少なくとも１つの運転パラメータを検出するように結合される。制御装置が、センサに結合されて少なくとも１つの運転パラメータに基づいてアクチュエーティング組立体を選択的に動作させる。
【０００６】
別の実施形態では、タービンエンジンで使用する吸気フィルタハウスを提供する。本吸気フィルタハウスは、作動位置及びバイパス位置間で選択的に位置決め可能なフィルタ組立体を備えた吸気フードを含む。アクチュエーティング組立体が、フィルタ組立体に結合されて該フィルタ組立体を選択的に位置決めする。センサが、少なくとも１つの運転パラメータを検出するように構成される。制御装置が、センサに結合されて少なくとも１つの運転パラメータに基づいてアクチュエーティング組立体を動作させる。
【０００７】
さらに別の実施形態では、タービンエンジンを提供する。本タービンエンジンは、吸気ダクトと吸気ダクトに結合された吸気フィルタハウスとを含む。吸気フィルタハウスは、作動位置及びバイパス位置間で選択的に位置決め可能なフィルタ組立体を含む。アクチュエーティング組立体が、フィルタ組立体に結合されて該フィルタ組立体を選択的に位置決めする。センサが、少なくとも１つの運転パラメータを検出するように構成される。制御装置が、センサに結合されて少なくとも１つの運転パラメータに基づいてアクチュエーティング組立体を動作させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なガスタービンエンジンシステムの概略図。
【図２】図１に示すタービンエンジンで使用することができる例示的な吸気フィルタハウスの断面図。
【図３】図２に示す吸気フィルタハウスで使用することができる例示的な前置フィルタ組立体及び動作システムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で説明する例示的な方法及びシステムは、周囲条件に基づいて作動可能である前置濾過バイパスシステムを設けることによって公知の吸気フィルタハウスの欠点を克服する。より具体的には、本明細書で説明する実施形態では、所定の運転期間の間にフィルタ組立体を選択的にバイパスさせることが可能であって、タービンエンジンの運転効率を増大させることが可能になる。さらに、本明細書で説明する例示的な実施形態では、フィルタ組立体が実働使用から手動で取外されることなしに該フィルタ組立体を選択的にバイパスさせることが可能になる。
【００１０】
本明細書で説明する方法及びシステムの例示的な技術的作用は、（ａ）少なくとも１つのパラメータを検出すること、（ｂ）少なくとも１つのパラメータを伝達すること、（ｃ）少なくとも１つのパラメータに基づいてフィルタ組立体の位置を決定すること、（ｄ）作動コマンドを伝達してフィルタ組立体を移動させること、及び（ｅ）少なくとも１つのパラメータに基づいた複数のフットプリントを含むパラメータマトリックスを維持することの少なくとも１つを含む。
【００１１】
図１は、例示的なガスタービンエンジンシステム１００の概略図である。この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンシステム１００は、直列流れ構成として結合された状態で、吸気フィルタハウス１０２と、圧縮機１０４と、燃焼器組立体１０６と、ロータシャフト１１０を介して圧縮機１０４に回転可能に結合されたタービン１０８とを含む。
【００１２】
この例示的な実施形態では、運転時に、周囲空気が吸気フィルタハウス１０２内に流れ、吸気フィルタハウス内において、周囲空気が濾過される。この例示的な実施形態では、濾過空気は、空気入口（図示せず）を通って圧縮機４に向けて送られ、圧縮機４において、濾過空気は加圧された後に、燃焼器組立体１０６に向けて吐出される。この例示的な実施形態では、加圧空気は燃料と混合され、得られた燃料−空気混合気は、燃焼器組立体１０６内で点火燃焼されて燃焼ガスを発生し、この燃焼ガスは、タービン１０８に向けて流れる。この例示的な実施形態では、タービン１０８は、燃焼ガスから回転エネルギーを取出しかつロータシャフト１１０を回転させて圧縮機１０４を駆動する。さらに、この例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンシステム１００は、ロータシャフト１１０に結合された発電機のような負荷１１２を駆動する。
【００１３】
図２は、吸気フィルタハウス１０２の断面図である。この例示的な実施形態では、吸気フィルタハウス１０２は、下記でより詳細に説明する複数の垂直方向に間隔を置いて配置された吸気フード２００を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、吸気フード２００は、空気フィルタエンクロージャ２０４の外壁に結合されて、該空気フィルタエンクロージャが吸気フード２００を介して周囲空気と流体連通する。
【００１４】
この例示的な実施形態では、空気フィルタエンクロージャ２０４は、フィルタグリッド管板２０６を含み、フィルタグリッド管板２０６は、空気フィルタエンクロージャ２０４の内部に、該管板２０６の上流に位置する空気フィルタチャンバ２０８と該管板２０６の下流に位置するクリーン空気チャンバ２１０とを形成する。この例示的な実施形態では、管板２０６は、それを貫通して延びる複数のアパーチャ２１２を含み、アパーチャ２１２は、空気フィルタチャンバ２０８をクリーン空気チャンバ２１０と流体連通して結合する。
【００１５】
この例示的な実施形態では、複数のフィルタカートリッジ２１４が、空気フィルタチャンバ２０８内で管板２０６の上流側に結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、各アパーチャ２１２は、対応するフィルタカートリッジ２１４を受けるような寸法、形状及び配向にされて、空気フィルタチャンバ２０８が該フィルタカートリッジ２１４を介してクリーン空気チャンバ２１０と流体連通して結合される。この例示的な実施形態では、各フィルタカートリッジ２１４は、円筒形部分２１６及び該円筒形部分２１６から延びる円錐形部分２１８を含む。それに代えて、フィルタカートリッジ２１４は、単一のフィルタ要素とすることができかつ／又はフィルタハウス１０２が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる形状を有することができる。さらに、この例示的な実施形態では、フィルタカートリッジ２１４は、全て同一である。それに代えて、フィルタハウス１０２が本明細書で説明するように機能するのを可能にするフィルタカートリッジ２１４のあらゆる数、形状又は配向を使用することができる。
【００１６】
この例示的な実施形態では、複数の加圧空気パルスクリーナ２２０が、クリーン空気チャンバ２１０内において管板２０６の下流側に結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、各加圧空気パルスクリーナ２２０は、対応するアパーチャ２１２及び／又はフィルタカートリッジ２１４を通して噴出空気を導くように配向される。例えば、フィルタカートリッジ２１４の清掃時には、加圧空気パルスクリーナ２２０は、アパーチャ２１２を通る空気の流れに脈動を与えて、フィルタカートリッジ２１４からダスト及び／又はデブリのような粒状物質を除去するのを可能にする衝撃波を発生させる。この例示的な実施形態では、空気フィルタチャンバ２０８に対して収集ホッパ２２２を結合して、空気フィルタチャンバ２０８内に沈下したダスト及び／又はデブリを収集しかつ／或いは取除く。
【００１７】
この例示的な実施形態では、運転時に、周囲空気は、吸気フード２００を通して空気フィルタエンクロージャ２０４に送られる。この例示的な実施形態では、空気フィルタエンクロージャ２０４に流入する空気に同伴した少なくとも幾らかのダスト及び／又はデブリは、重力により収集ホッパ２２２内に落下する。さらに、この例示的な実施形態では、フィルタカートリッジ２１４が、空気フィルタチャンバ２０８を通して送られた空気に担持された少なくとも幾らかのダスト及び／又はデブリを除去する。この例示的な実施形態では、濾過空気は次に、アパーチャ２１２を通して下流方向にかつクリーン空気チャンバ２１０内に送られた後に、圧縮機１０４（図１に示す）に送られる。この例示的な実施形態では、フィルタカートリッジ２１４からダスト及び／又はデブリを取除くのを可能にするために、加圧空気パルスクリーナ２２０が、アパーチャ２１２及び／又はフィルタカートリッジ２１４を通る噴出空気の流れに脈動を与える。フィルタカートリッジ２１４から取除かれたダスト及び／又はデブリは、収集ホッパ２２２内に落下する。
【００１８】
図３は、吸気フード２００の概略図である。この例示的な実施形態では、吸気フード２００は、空気フィルタエンクロージャ２０４の外壁２０２から外向きに延びる下部フード部材３０２を備えて、入口３０４が該下部フード部材３０２によって形成される。この例示的な実施形態では、上部フード部材３０６は、ベース部材３０２の外側部分３０８から空気フィルタエンクロージャ２０４に向けて斜めに延びて、吸気フード２００の外側部分３０８によって空気流通路が形成される。それに代えて、吸気フード２００は、該吸気フード２００が本明細書で説明するように機能するのを可能にするあらゆる構成を有することができる。
【００１９】
この例示的な実施形態では、前置フィルタ組立体３１０が、入口３０４を通して吸気フード２００内に送られる空気流を濾過する。この例示的な実施形態では、前置フィルタ組立体３１０は、該前置フィルタ組立体３１０を横切って流れる周囲空気から水分を分離する水分分離器３１２と、周囲空気に同伴した水分並びにダスト及び／又はデブリのような粒状物質を捕捉しかつ／或いは除去するフィルタ媒体つまり合体パッド３１４と、前置フィルタ組立体３１０内での氷の形成を防止するのを可能にする電気的外部加熱回路３１６とを含む。この例示的な実施形態では、外部加熱回路３１６は、前置フィルタ組立体３１０及び下部フード部材３０２間に配線される。特に、前置フィルタ組立体３１０は、水分分離器３１２、合体パッド３１４及び／又は外部加熱回路３１６のあらゆる組合せとすることができる。
【００２０】
この例示的な実施形態では、前置フィルタ組立体３１０は、ヒンジ３１８において吸気フード２００に対してピボット動可能に結合されて、該前置フィルタ組立体３１０が、入口３０４を実質的に覆う。より具体的には、この例示的な実施形態では、前置フィルタ組立体３１０は、吸気フード２００の内部で第１のつまり作動位置３２０、第２のつまりバイパス位置３２２及び／又は作動位置３２０とバイパス位置３２２との間のあらゆる中間位置間で選択的に移動可能である。作動位置３２０では、前置フィルタ組立体３１０は、入口３０４を実質的に覆って、吸気フード２００に流入する周囲空気が該前置フィルタ組立体３１０を通して送られる。これと対照的に、バイパス位置３２２では、前置フィルタ組立体３１０は、入口３０４を部分的にのみ覆って、周囲空気が該前置フィルタ組立体３１０の少なくとも一部分を通して送られない状態で吸気フード２００に流入することができる。バイパス３２２位置では、前置フィルタ組立体３１０は、上部フード部材３０６に隣接しかつ近接近して該上部フード部材３０６の付近に配置される。
【００２１】
この例示的な実施形態では、前置フィルタ組立体３１０に対して、アクチュエーティング組立体４００が結合される。この例示的な実施形態では、アクチュエーティング組立体４００は、作動位置３２０及びバイパス位置３２２間で前置フィルタ組立体３１０を選択的に位置決めするように構成された機械的組立体である。この例示的な実施形態では、アクチュエーティング組立体４００は、アクチュエータロッド４０２、レバー組立体４０４、少なくとも１つの案内スリーブ４０６及びアクチュエータ４０８を含む。
【００２２】
この例示的な実施形態では、アクチュエータ４０８は、ねじ付きバー４１２に結合された駆動モータ４１０を含み、ねじ付きバー４１２は、アクチュエータロッド４０２の端部４１６に隣接して配置された第１の端部４１４と駆動モータ４１０に結合された第２の端部４１８とを含む。それに代えて、アクチュエータロッド４０２は、駆動モータ４１０と作動係合することができる。この例示的な実施形態では、駆動モータ４１０は、ねじ付きバー４１２の相対的位置を制御する。この例示的な実施形態では、運転時に、駆動モータ４１０は、その長手方向軸線の周りでねじ付きバー４１２を回転させて、該ねじ付きバー４１２、従って前置フィルタ組立体３１０を移動させる。それに代えて、アクチュエータ組立体４００及び／又は前置フィルタ組立体３１０は、例えば空圧、油圧及び／又は電気システムを含むその他の動作システムを使用して移動させることができる。
【００２３】
この例示的な実施形態では、案内スリーブ４０６は、アクチュエータロッド４０２が案内スリーブ４０６を貫通して延びて該アクチュエータロッド４０２がその長手方向軸線に沿って摺動可能になるようにすることができるような寸法にされた内径（図示せず）を有する。この例示的な実施形態では、駆動モータ４１０は、アクチュエーティング組立体４００を動作させてアクチュエータロッド４０２をその長手方向軸線に沿って平行移動させる。より具体的には、この例示的な実施形態では、駆動モータ４１０は、ねじ付きバー４１２を回転させて、該駆動モータ４１０の上方におけるねじ付きバー４１２の高さ４２０を調整するようにする。例えば、駆動モータ４１０が、ねじ付きバー４１２を第１の方向に回転させると、ねじ付きバー４１２は下降しかつ高さ４２０が減少して、その長手方向軸線に沿ってアクチュエータロッド４０２を下向きに平行移動させる。これと対照的に、駆動モータ４１０が、第１の方向とは逆の第２の方向に回転すると、ねじ付きバー４１２は上昇しかつ高さ４２０が増大して、その長手方向軸線に沿ってアクチュエータロッド４０２を上向きに平行移動させる。この例示的な実施形態では、アクチュエータロッド４０２及びねじ付きバー４１２は、ほぼ同軸に整列している。
【００２４】
この例示的な実施形態では、レバー組立体４０４が、第１の端部４２２においてアクチュエータロッド４０２に結合され、また第２の端部４２４において前置フィルタ組立体３１０に結合される。より具体的には、この例示的な実施形態では、レバー組立体４０４は、アクチュエータロッド４０２に結合された第１のフランジ４２６と、前置フィルタ組立体３１０に結合された第２のフランジ４２８と、それぞれの第１のヒンジ４３２及び第２のヒンジ４３４を介して第１のフランジ４２６及び第２のフランジ４２８に結合されたレバー本体４３０とを含む。この例示的な実施形態では、第１のヒンジ４３２及び第２のヒンジ４３４は、アクチュエータロッド４０２及び／又はねじ付きバー４１２に対してほぼ垂直である軸線の周りで回転可能である。この例示的な実施形態では、レバー組立体４０４の動作は、前置フィルタ組立体３１０を選択的に位置決めしかつ／又は位置決めし直すのを可能にする。より具体的には、この例示的な実施形態では、アクチュエータロッド４０２が、その長手方向軸線に沿って下向きに平行移動すると、レバー組立体４０４は、前置フィルタ組立体３１０を作動位置３２０に向けて移動させる。それと対照的に、アクチュエータロッド４０２が、その長手方向軸線に沿って上向きに平行移動すると、レバー組立体４０４は、前置フィルタ組立体３１０をバイパス位置３２２に向けて移動させる。
【００２５】
この例示的な実施形態では、少なくとも１つのセンサ４３６が、吸気フード２００及び／又は前置フィルタ組立体３１０に結合される。この例示的な実施形態では、センサ４３６は、少なくとも１つの運転パラメータを検出することによってガスタービンエンジンシステム１００の運転を監視する。より具体的には、この例示的な実施形態では、センサ４３６は、前置フィルタ組立体３１０に結合されて周囲空気の湿度、周囲空気の温度、前置フィルタ組立体３１０を横切る空気流の圧力降下、周囲空気中及び／又は前置フィルタ組立体３１０内の粒子数、並びに前置フィルタ組立体３１０における空気速度の少なくとも１つを検知するようにする。例えば、圧力センサ（図示せず）を使用して周囲空気圧力を検出することができ、また温度センサ（図示せず）を使用して吸気フィルタハウスにおける及び／又はあらゆる他の好適な位置における周囲空気温度を検出することができる。本明細書で使用する場合に、「パラメータ」という用語は、湿度、温度、圧力、粒子数及び／又は設定位置における空気速度のような値を使用して、ガスタービンエンジンシステム１００の運転状態を定めることができる物理的特性を意味している。
【００２６】
この例示的な実施形態では、ハードウェア及び／又はソフトウェアで実行することができる制御装置４３８は、通信リンク４４０を介してセンサ４３６に結合される。この例示的な実施形態では、通信リンク４４０は、好適な有線及び／又は無線通信プロトコルにより、制御装置４３８にまた該制御装置４３８からデータ信号を遠隔的に伝達する。例えば、そのようなデータ信号には、制御装置４３８に送信されるセンサ４３６の運転状態パラメータを表す信号、及び／又は制御装置４３８によってセンサ４３６に伝達される様々な運転コマンド信号を含むことができる。
【００２７】
この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、少なくとも１つのプロセッサ４４２及び該プロセッサ４４２に結合されたメモリ４４４を含む。例えば、制御装置４３８は、コンピュータシステムとすることができる。制御装置４３８はまた、それに限定されないがその他のセンサ、オペレータインタフェースと関連するコンピュータ周辺装置、コントロール装置、オペレータインタフェースモニタ及び／又はディスプレイ装置を含むことができる入力チャネル並びに／或いは出力チャネルを含むことができる。
【００２８】
本明細書で使用する場合に、「プロセッサ」という用語は、当技術分野ではコンピュータと呼ばれる集積回路に限定されるものではなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、用途特定集積回路及びその他のプログラマブル回路を広く意味しており、かつこれらの用語は本明細書では同義的に使用される。本明細書で説明するプロセッサは、それに限定されないがセンサ、アクチュエータ、圧縮機、制御システム及び／又は監視装置を含むことができる複数の電気及び電子装置から送信される情報を処理する。そのようなプロセッサには、例えば制御システム、センサ、監視装置、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ＰＬＣキャビネット及び／又は分散型制御システム（ＤＣＳ）キャビネット内に物理的に設置することができる。
【００２９】
さらに、本明細書で説明する実施形態において、「メモリ」という用語は、それに限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなコンピュータ可読媒体、及びフラッシュメモリのようなコンピュータ可読不揮発性媒体を含むことができる。それに代えて、フロッピディスク、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、磁気光学ディスク（ＭＯＤ）及び／又はデジタル汎用ディスク（ＤＶＤ）もまた、使用することができる。ＲＡＭ及び記憶装置は、１つ又は複数のプロセッサによって実行される情報及び命令を記憶しかつ送信する。ＲＡＭ及び記憶装置はまた、１つ又は複数のプロセッサによる命令の実行時に、一時的数値変数、スタティック（つまり、ノンチェンジング）情報及び命令、又は他の中間情報をプロセッサに記憶しかつそれらを該プロセッサに与えるように使用することもできる。実行される命令には、それに限定されないが、空気流制御コマンドを含むことができる。命令のシーケンスの実行は、ハードウェア回路及びソフトウェア命令のあらゆる特定の組合せに限定されるものではない。
【００３０】
この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、センサ入力及び／又はオペレータによる命令に基づいてガスタービンエンジンシステム１００の運転の制御を可能にするプログラムを実行する。例えば、制御装置４３８が実行するプログラムには、例えば前置フィルタ組立体３１０の構成を決定するために使用するプログラムを含むことができる。この例示的な実施形態では、制御装置４３８が発生したコマンドにより、センサ４３６に周囲環境の少なくとも１つのパラメータを監視させかつ／又はガスタービンエンジンシステム１００上でその他の制御設定値を起動させることができることができる。
【００３１】
この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、アクチュエーティング組立体４００を動作させて前置フィルタ組立体３１０を選択的に位置決めする。より具体的には、この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、駆動モータ４１０を動作させてセンサ４３６が検出した少なくとも１つのパラメータに基づいてアクチュエータロッド４０２をその長手方向軸線に沿って移動させることによって前置フィルタ組立体３１０を選択的に位置決めするように構成される。
【００３２】
この例示的な実施形態では、運転時に、吸気フード２００は、空気フィルタチャンバ２０８内に周囲空気を導く。より具体的には、この例示的な実施形態では、周囲空気は、入口３０４を通して送られ、かつ前置フィルタ組立体３１０が作動位置３２０にある時に、空気は、前置フィルタ組立体を通して送られる。この例示的な実施形態では、前置フィルタ組立体３１０により、吸気フード２００に流入する空気内に同伴した少なくとも幾らかの水分及び／又はデブリを除去することが可能になる。より具体的には、この例示的な実施形態では、周囲空気が前置フィルタ組立体３１０を通って流れると、水分分離器３１２は、慣性分離を使用して水滴を除去し、また合体パッド３１４は、周囲空気中に含有された水分をより大きな水滴に合体させる。この例示的な実施形態では、合体パッド３１４による合体した水滴は、周囲空気により送られる前に水分分離器３１２内に重力で送給される。
【００３３】
この例示的な実施形態では、捕捉されたデブリ、ダスト及び／又は水分の量に応じて、前置フィルタ組立体３１０は、吸気フード２００を通る空気流を制限し、それによって大きな空気圧力の損失を生じる可能性がある。より具体的には、この例示的な実施形態では、大きな空気圧力の損失は、前置フィルタ組立体３１０上へのダスト及び／又はデブリの蓄積並びに／或いは前置フィルタ組立体３１０上への雪及び／又は氷の形成によって引き起こされる可能性がある。この例示的な実施形態では、センサ４３６は、吸気フード２００、より具体的には前置フィルタ組立体３１０の内部における又はそれらに隣接した位置における湿度、温度、圧力、粒子数及び／又は空気速度を含むあらゆる好適なパラメータを監視する。
【００３４】
この例示的な実施形態では、センサ４３６が所定の閾値になった値を有するパラメータを検出すると、該センサ４３６は、制御装置４３８に信号を送信する。この例示的な実施形態では、所定の閾値は、例えば所定の周囲空気湿度、所定の周囲空気温度、前置フィルタ組立体３１０を横切る所定の圧力降下、吸気フード２００及び／又は前置フィルタ組立体３１０における所定の粒子数、並びに／或いは所定の空気流速度のあらゆる組合せを含むあらゆる運転パラメータの組合せに基づくことができる。
【００３５】
例えば、センサ４３６が、夏期、雨期、又は霧の多いシーズン時に頻繁に起る可能性があるような温暖周囲空気及び／又は湿潤周囲空気を検出すると、センサ４３６は第１の信号を制御装置４３８に送信する。より具体的には、この例示的な実施形態では、センサ４３６が、周囲空気において約４０°Ｆ又はそれ以上の第１の温度、約９０％又はそれ以上の第１の相対湿度、約１．５インチの水柱（ＷＣ）以下の第１の圧力降下、立法メートル当たり約１０．０ミリグラム（ｍｇ）以下の粒子数を検出すると、センサ４３６は、第１の信号を制御装置４３８に送信する。これと対照的に、センサ４３６が、冬期、乾期、又は風の多いシーズン時に頻繁に起る可能性があるような凍結状態、砂あらし及び／又はダストストームを検出すると、センサ４３６は、第２の信号を制御装置４３８に送信する。より具体的には、この例示的な実施形態では、センサ４３６が、周囲空気において約４０°Ｆ以下の第２の温度、約９０％以下の第２の相対湿度、約１．５インチのＷＣ又はそれ以上の第２の圧力降下、並びに／或いは立法メートル当たり約１０．０ｍｇ又はそれ以上の粒子数を検出すると、センサ４３６は、第２の信号を制御装置４３８に送信する。
【００３６】
この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、センサ４３６が検出したパラメータ及びセンサ４３６によって送信された１つ又は複数の信号に基づいて、アクチュエーティング組立体４００を動作させて前置フィルタ組立体３１０を移動させる。例えば、制御装置４３８が、センサ４３６から第１の信号を受信すると、制御装置４３８は、アクチュエーティング組立体４００のための第１のコマンドを決定し、また制御装置４３８が、センサ４３６から第２の信号を受信すると、制御装置４３８は、アクチュエーティング組立体４００のための第２のコマンドを決定する。この例示的な実施形態では、第１のコマンドは、アクチュエーティング組立体４００が前置フィルタ組立体３１０を作動位置３２０に向けて移動させる命令を含み、また第２のコマンドは、アクチュエーティング組立体４００が前置フィルタ組立体３１０をバイパス位置３２２に向けて移動させる命令を含む。この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、決定したコマンドをアクチュエーティング組立体４００に送信して前置フィルタ組立体３１０を作動位置３２０又はバイパス位置３２２に向けて移動させる。
【００３７】
この例示的な実施形態では、アクチュエーティング組立体４００が第１のコマンドを受信すると、駆動モータ４１０が、ねじ付きバー４１２をその長手方向軸線の周りで回転させて該ねじ付きバー４１２の高さ４２０を減少させ、従ってアクチュエータロッド４０２をその長手方向軸線に沿って下向きに平行移動させて、前置フィルタ組立体３１０が作動位置３２０に向けて移動するようにする。これとは対照的に、アクチュエーティング組立体４００が第２のコマンドを受信すると、駆動モータ４１０が、ねじ付きバー４１２をその長手方向軸線の周りで回転させて該ねじ付きバー４１２の高さ４２０を増大させ、従ってアクチュエータロッド４０２をその長手方向軸線に沿って上向きに平行移動させて、前置フィルタ組立体３１０がバイパス位置に向けて移動するようにする。さらに、この例示的な実施形態では、バイパス位置３２２において、使用者は、タービンエンジンシステム１００を運転状態に維持しながら、前置フィルタ組立体３１０にアクセスして該前置フィルタ組立体３１０を清掃し、取外しかつ／又は交換するようにすることができる。使用者が前置フィルタ組立体３１０を清浄化した後に、制御装置４３８は、使用者入力装置（図示せず）から第２の信号を受信して前置フィルタ組立体３１０を作動位置３２０に選択的に戻すことができる。
【００３８】
この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、メモリ４４４内にパラメータマトリックスを記録しかつ／又は維持する。この例示的な実施形態では、パラメータマトリックスは、検出したパラメータに少なくとも部分的に基づいた複数のフットプリントを含むことができる。この例示的な実施形態では、パラメータマトリックスは、複数のフットプリントに少なくとも部分的に基づいてアクチュエーティング組立体４００の作動コマンドを決定するのを可能にすることができる。例えば、制御装置４３８は、少なくとも検出したパラメータに基づいてガスタービンエンジンシステム１００の運転コマンドを自動的に較正及び／又は調整することができる。従って、この例示的な実施形態では、制御装置４３８は、湿度、温度、圧力、粒子数及び空気速度のような特定のパラメータにおける季節的パターンに基づいてアクチュエーティング組立体４００を作動させることができる。
【００３９】
本明細書で説明する例示的な方法及びシステムは、周囲条件に基づいて作動可能である前置濾過バイパスシステムを提供する。より具体的には、本明細書で説明する例示的な前置濾過バイパスシステムにより、運転時間時にフィルタ組立体を選択的にバイパスさせてタービンエンジンの運転効率を高めることが可能になる。さらに、公知の濾過器組立体とは極めて対照的に、本明細書で説明する例示的な実施形態は、関連するタービンエンジンの運転停止の必要なしにフィルタ組立体を選択的にバイパスさせることが可能になる。従って、この例示的な前置濾過バイパスシステムにより、ガスタービンエンジンシステム、より具体的にはガスタービンエンジン吸気システムを維持するコストを低減することが可能になる。
【００４０】
前置濾過バイパスシステムのためのシステム及び方法の例示的な実施形態を詳細に上述している。この例示的なシステム及び方法は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されるものでなく、むしろ、本システムの構成要素及び／又は本方法のステップは、本明細書で説明するその他の構成要素及び／又はステップとは独立してかつ別個に利用することができる。例えば、例示的な実施形態は、他のシステム及び方法と組合せて使用することができ、かつ本明細書で説明するようなガスタービンエンジンシステムのみで実施することに限定されるものではない。むしろ、この例示的な実施形態は、多くの他の燃焼システム用途と関連させて実施しかつ利用することができる。
【００４１】
本発明の様々な実施形態の特定の要素をその他の図面においてではなく幾つかの図面において示すことができるが、これは専ら、便利さのためである。本発明の原理によると、図面のあらゆる特徴は、あらゆる他の図面のあらゆる特徴と組合せて引用しかつ／又は特許請求することができる。
【００４２】
本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行なうことを可能にもする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲により定まり、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有するか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。
【符号の説明】
【００４３】
１００ガスタービンエンジンシステム
１０２吸気フィルタハウス
１０４圧縮機
１０６燃焼器組立体
１０８タービン
１１０ロータシャフト
１１２負荷
２００吸気フード
２０２外壁
２０４空気フィルタエンクロージャ
２０６管板
２０８空気フィルタチャンバ
２１０クリーン空気チャンバ
２１２アパーチャ
２１４複数のフィルタカートリッジ
２１６円筒形部分
２１８円錐形部分
２２０空気パルスクリーナ
２２２収集ホッパ
３０２下部フード部材
３０４入口
３０６上部フード部材
３０８外側部分
３１０前置フィルタ組立体
３１２水分分離器
３１４媒体つまり合体パッド
３１６電気外部加熱回路
３１８ヒンジ
３２０作動位置
３２２バイパス位置
４００アクチュエーティング組立体
４０２アクチュエータロッド
４０４レバー組立体
４０６案内スリーブ
４０８アクチュエータ
４１０駆動モータ
４１２ねじ付きバー
４１４第１の端部
４１６端部
４１８第２の端部
４２０高さ
４２２第１の端部
４２４第２の端部
４２６第１のフランジ
４２８第２のフランジ
４３０レバー本体
４３２第１のヒンジ
４３４第２のヒンジ
４３６センサ
４３８制御装置
４４０通信リンク
４４２プロセッサ
４４４メモリ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１００）で使用する吸気フィルタハウス（１０２）であって、
作動位置（３２０）及びバイパス位置（３２２）間で選択的に位置決め可能なフィルタ組立体を備えた吸気フード（２００）と、
前記フィルタ組立体に結合されて、該フィルタ組立体を選択的に位置決めするアクチュエーティング組立体（４００）と、
少なくとも１つの運転パラメータを検出するように構成されたセンサ（４３６）と、
前記センサに結合されて、前記少なくとも１つの運転パラメータに基づいて前記アクチュエーティング組立体を動作させる制御装置（４３８）と
を備える吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項２】
前記制御装置（４３８）が、メモリ領域及び該メモリ領域に結合されたプロセッサ（４４２）を含んでおり、前記プロセッサが、前記制御装置に、
前記センサ（４３６）から前記少なくとも１つの運転パラメータを受信させ、
前記センサから受信した前記少なくとも１つの運転パラメータに基づいて前記フィルタ組立体の所望の位置を決定させ、かつ
前記アクチュエーティング組立体（４００）に信号を送信して、前記制御装置によって決定された前記位置に向けて前記フィルタ組立体を移動させる
ようにプログラミングされている、請求項１記載の吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項３】
前記プロセッサ（４４２）が、前記制御装置（４３８）に、前記少なくとも１つの運転パラメータに少なくとも部分的に基づいた、複数のフットプリントを含むパラメータマトリックスを維持させるようにさらにプログラミングされる、請求項２記載の吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項４】
前記アクチュエーティング組立体（４００）が、少なくとも１つの案内スリーブ（４０６）及び該少なくとも１つの案内スリーブを貫通して延びるアクチュエータロッド（４０２）を含んでおり、前記アクチュエータロッドが、前記フィルタ組立体に結合される、請求項１記載の吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項５】
前記アクチュエーティング組立体（４００）がアクチュエータ（４０８）をさらに含んでおり、前記制御装置（４３８）が、前記アクチュエータを動作させて前記案内スリーブ（４０６）を通して前記アクチュエータロッド（４０２）を平行移動させるように構成される、請求項４記載の吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項６】
前記フィルタ組立体が、水分分離器（３１２）、フィルタ媒体及び外部加熱回路を含む、請求項１記載の吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの運転パラメータが、湿度、温度、圧力、粒子数及び空気速度の少なくとも１つを含む、請求項１記載の吸気フィルタハウス（１０２）。
【請求項８】
タービンエンジン（１００）であって、
吸気ダクトと、
前記吸気ダクトに結合されかつ作動位置（３２０）及びバイパス位置（３２２）間で選択的に位置決め可能なフィルタ組立体を備えた吸気フィルタハウス（１０２）と、
前記フィルタ組立体に結合されて、該フィルタ組立体を選択的に位置決めするアクチュエーティング組立体（４００）と、
少なくとも１つの運転パラメータを検出するように構成されたセンサ（４３６）と、
前記センサに結合されて、前記少なくとも１つの運転パラメータに基づいて前記アクチュエーティング組立体を動作させる制御装置（４３８）と
を備えるタービンエンジン（１００）。
【請求項９】
前記制御装置（４３８）が、メモリ領域及び該メモリ領域に結合されたプロセッサ（４４２）を含んでおり、前記プロセッサが、前記制御装置に、
前記センサ（４３６）から前記少なくとも１つの運転パラメータを受信させ、
前記センサから受信した前記少なくとも１つの運転パラメータに基づいて前記フィルタ組立体の所望の位置を決定させ、かつ
前記アクチュエーティング組立体（４００）に信号を送信して、前記制御装置によって決定された前記位置に向けて前記フィルタ組立体を移動させる
ようにプログラミングされている、請求項８記載のタービンエンジン（１００）。
【請求項１０】
前記プロセッサ（４４２）が、前記制御装置（４３８）に、前記少なくとも１つの運転パラメータに少なくとも部分的に基づいた、複数のフットプリントを含むパラメータマトリックスを維持させるようにさらにプログラミングされる、請求項９記載のタービンエンジン（１００）。

【図１】