JPH0435551Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は防音型ガスタービン発電ユニツト、特
にその断熱防音並びに放熱構造に関する。

［従来の技術］ ガスタービンエンジンによつて一定した回転運
動を得、この回転により発電機を駆動して所望の
発電作用を行わせるガスタービン発電装置が周知
であり、商用電源の得られない地域あるいは病院
などにおいて停電時の緊急用電源としてその利用
価値は近年著しく増大している。

通常、ガスタービンエンジンを用いた発電装置
は、デイーゼルエンジンを用いた発電装置に比べ
て小型軽量に構成可能であるが、その反面エンジ
ンの運転により発生する騒音が高周波でかつ音量
も大となり、これが外部に漏洩して害を及ぼすと
いう問題があつた。特に病院などの施設で使用す
る場合にはこの騒音を最小限に抑制する必要があ
つた。

このために従来装置においては、ガスタービン
エンジンを収納するハウジングに吸音材を内張り
して騒音が外部に漏れるのを防止していた。

第４図には従来の防音型ガスタービン発電ユニ
ツトの縦断面図が示されている。図において、発
電機９が直結され吸気管２ａ及び排気管２ｂが接
続されているガスタービンエンジン１は前記発電
機９とともに制御器３にて運転制御されている。
前記発電機９の出力はインバータ４により交流に
変換される。また、エンジンオイルを冷却するた
めにエンジンオイルクーラ５が設けられオイルク
ーラブロア５ａにて冷却風が強制循環されてい
る。ユニツト内に発生する熱は排熱ブロア６にて
外部に放散され、前記各要素はハウジング８内に
収納され、このハウジング８には吸音材７が全面
に内張りされている。

このような構成により、ガスタービンエンジン
１の運転騒音は吸音材７により遮蔽され、外部漏
洩が防止されていた。

また、発電器９の出力を交流に変換するインバ
ータ４を構成する電力用半導体として用いられる
ジヤイアントトランジスタ（以下GTRと言う）
は、インバータ作動時にその温度が上昇するため
に、この温度上昇に起因して熱破損が生じる恐れ
がある。

このため従来装置では、ガスタービンエンジン
用オイルクーラーの外にインバータ用のオイルク
ーラー（図示せず）が設けられていた。

［考案が解決しようとする問題点］ 前述した従来装置においては、図示のごとく、
ハウジング８全体が吸音材７によつて内張りされ
ており、この結果、吸音材７の断熱作用によつて
ハウジング８内にはガスタービンエンジン１から
発生した熱が外部に逃げることなくこもつてしま
い、ハウジング８内の温度を著しく増加させると
いう問題があつた。

そして、従来装置においては、前記熱源となる
ガスタービンエンジン１と他の構成要素である制
御器３、整流器及びインバータ４などが混在配置
されており、耐熱性の低いこれらの装置が前記ハ
ウジング内にこもつた熱によつて容易に破壊され
あるいはその特性が劣化してしまうという問題が
あつた。

前記ハウジング８の吸音材内張り７は、ガスタ
ービンエンジン１の冷却器として用いられるオイ
ルクーラ５の冷却性能にも著しく悪影響を与え、
その冷却効率を著しく低下させるという欠点を有
していた。

もちろん、従来装置においても、ハウジング８
内の熱を放散するために前述したごとく排熱ブロ
ア６及びオイルクーラブロア５ａが設けられてい
るが、前述したごとく、従来装置においては、ガ
スタービンエンジンと他の構成要素とが混在配置
されており、前記ブロアによる内部熱の放散及び
冷却風の取り入れは同時にガスタービンエンジン
から生じている騒音を外部に漏洩するという問題
を生じ、従来においては、熱放散と防音作用とい
う互いに矛盾する課題を解決できないという問題
があつた。

また、インバータの主要構成要素である電力用
半導体の温度上昇による熱破損を防止するため、
発電ユニツト内に設けられたオイルクーラーは、
配管や廃熱ブロア等を要するため、その容積が大
きく、重量も大きなものとなり（約10〜15Kg）、
ユニツト全体の小型軽量化を妨げている。更にオ
イルポンプ等に要する電力によりバツテリ電力消
費量も増大してしまうという問題があつた。

考案の目的 この考案はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、ガスタービンエンジンからの輻射熱
による制御器等の熱劣化を防止すると共に運転騒
音の外部漏洩を効率よく防止でき、かつユニツト
の小型軽量化を達成した防音型ガスタービン発電
ユニツトを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案において
は、吸気管及び排気管が接続されたガスタービン
エンジンと、該ガスタービンエンジンに直結され
た発電機と、該発電機の出力を整流する整流器
と、該整流器の出力を交流に変換するインバータ
と、前記ガスタービンエンジンとインバータとを
制御する制御器と、エンジンオイルクーラと、こ
れら各要素を収納するハウジングと、からなりハ
ウジング内部の少なくとも一部に断熱防音材が設
けられている防音型ガスタービン発電ユニツトに
おいて、 前記ハウジングを中間仕切壁により２室に分割
し、第１室には熱騒音源である前記ガスタービン
エンジン及び発電機を、第２室には耐熱性の小さ
い前記制御器、インバータ、整流器とエンジンオ
イルクーラとをそれぞれ収納配設し、 前記第１室の内側面と第１室内に配設された少
なくともガスタービンエンジンを断熱吸音材で被
覆するとともに、 前記吸気管は、第１室内から中間仕切壁を貫通
して第２室内へ伸長し、終端部は第２室側ハウジ
ング壁に設けられた吸気口に接続され、 吸気管の中間仕切壁から前記吸気口までの間に
は、前記インバータの主要構成要素である電力用
半導体と、この電力用半導体からの熱を放熱する
ため半導体に固定れた放熱部材とを内包し、内側
面を防音断熱材で被覆したインバータ冷却筒部が
形成され、 吸気管の低温吸入空気により電力半導体の冷却
を行うことを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、ガスタービンエンジンを被
覆した断熱防音材によりエンジンからの輻射熱及
び運転騒音を低減させ、第１室の内側面を被覆し
た防音断熱材によりエンジン周りの断熱防音材を
透過した騒音及び輻射熱の吸音及び断熱を行う。
そして、中間仕切り壁により第１室から第２室へ
の伝熱を遮断する。

さらに、本考案は、第２室のハウジング壁に設
けられた吸気口まで伸長する吸気管の第２室側部
分にインバータ冷却筒部を設けたことにより、吸
気口から低温吸入空気によりインバータのGTR
の冷却を行うことができ、インバータ用オイルク
ーラーとその関連部材を設置する必要がなくな
り、発電ユニツト全体の小型軽量化を図ることが
できる。

［実施例］ 以下図面第１図、第２図及び第３図に基づいて
本考案の好適な実施例を説明する。

第１図には本考案に係るガスタービン発電ユニ
ツトの正面縦断面図が、第２図には本考案に係る
ガスタービン発電ユニツトの第２室の側断面図が
示されている。図において、ガスタービン発電装
置の各要素を収納するハウジング１０はフレーム
１２を含み、その内部は中間仕切壁１４により第
１室１００及び第２室２００に二分割されてい
る。そして第１室１００にはガスタービンエンジ
ン１６が配置されている。そして、該ガスタービ
ンエンジン１６の前面には発電機１８が直結さ
れ、またその上部には吸気管２０がそして背面に
は燃焼排ガス及び熱を外部に放出する排気管２２
がそれぞれ接続されている。

そして、ハウジングの全面に吸音材を内張りす
るという前述した従来装置とは異なり、第１室１
００の内側面及び前記ガスタービンエンジン１６
の外周面及び排気管２２の内側面が断熱吸音材２
４で被覆されている。

従つて、熱騒音源であるガスタービンエンジン
１６及び発電機１８そして排気管２２を、断熱防
音材２４により、耐熱性に乏しい制御器３２ａ，
３２ｂ，３２ｃ、整流器３４、そしてエンジンオ
イルクーラ３８から隔離することができる。

この結果、第２室２００内に配設された部材は
第１室１００内のガスタービンエンジン１６から
の熱による悪影響を受けることなく、また通気ギ
ヤラリ４０によつて常に通気、放熱性の良好な状
態に保たれているためにその特性が劣化すること
なく本来の機能を十分に発揮できる。

更に、本考案において特徴的なことは、吸気管
２０を第１室１００側から中間仕切壁１４を貫通
して、第２室２００のハウジング壁に設けた外部
と連通する吸気口４２まで伸長し、かつ吸気管２
０の第２室２００側部分にインバータ冷却筒部４
４を設けたことである。

本実施例では、一方の端部がガスタービンエン
ジン１６に取り付けられた吸気管２０は防音断熱
材２４と中間仕切壁１４を貫通し、第２室２００
内に伸長している。

そして、中間仕切壁１４と第２室の正面側ハウ
ジング壁１０ａ（第２図参照）に開けられた吸気
口４２との間の吸気流路には、吸気管２０よりも
断面積が大きく、かつ内側面が防音断熱材４６で
被覆されたインバータ冷却筒部４４が設けられて
いる。

このインバータ冷却筒部４４内には、整流器３
４の出力を交流に変換するインバータの主要構成
要素であるGTR４８とこのGTR４８に接触固定
され吸気流路内の吸気流れ方向に平行に延びる複
数の冷却フイン５０を設けた冷却ブロツク５２と
が設けられている。

第３図は第２図に示したインバータ冷却筒部４
４の−断面図であり、冷却ブロツク５２には
複数の冷却フイン５０が形成され冷却フイン列が
形成されていることが理解される。

このインバータ冷却筒部４４の作用は、インバ
ータの作動によつて温度の上昇したGTR４８を
冷却するものであり、まずGTR４８からの熱は
GTR４８に接触固定された冷却ブロツク５２に
伝わり、更に冷却フイン５０へ伝えられ放熱され
る。

そして、冷却フイン５０は吸気口４２から吸入
される外部からの低温空気により冷却されるの
で、より有効に放熱を行うことができる。

更に、本実施例では冷却フイン５０は、吸気流
れ方向に平行に伸長するように形成され、かつこ
の冷却フインを複数設けた冷却フイン列として形
成されているので、低温の吸気への接触面積が大
きく放熱効率がより高められてる。

また、低温吸入空気は、GTR４８にも直接触
れており、GTR４８の直接冷却をも行つている
ことはもちろんである。

このインバータレーザ冷却筒部４４の作用によ
り、インバータ作動時の温度上昇に起因する
GTR４８の熱破損を低温吸入空気による効率的
な冷却により防止することが可能である。

従つて、従来の装置に比べインバータ用のオイ
ルクーラー、多量の絶縁油、オイルポンプ、配管
類、熱廃熱ブロア等が不要となり、更に、インバ
ータボツクス自体も不要となる。

更に、インバータ冷却筒部４４内に被覆された
防音断熱材４６により、吸気騒音の低減をも図る
ことができる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案にかかる防音型ガ
スタービン発電ユニツトによれば、耐熱性に乏し
い制御器、整流器及びインバータがガスタービン
エンジンから熱的に隔離されて温度上昇による破
損が防止され、エンジンオイルクーラの冷却性能
も向上する。

更に、第２室側ハウジング壁まで伸長した吸気
管内に設けられたインバータ冷却筒部により、イ
ンバータの主要構成要素であるGTRの冷却を有
効に行いその熱破損を防ぐことができる。

これにより、インバータオイルクーラーとその
関連部材が不要となり、防音型ガスタービン発電
ユニツトの内部構造の簡素化も達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る防音型ガスタービン発電
ユニツトの正面縦断面図、第２図は本考案に係る
第２室の側断面図、第３図は実施例の部分断面
図、第４図は従来のガスタービン発電ユニツトの
正面断面図である。 １０……ハウジング、１４……中間仕切壁、１
６……ガスタービンエンジン、１８……発電機、
２０……吸気管、２２……排気管、２４，４６…
…防音断熱材、３２……制御器、３４……整流
器、３８……エンジンオイルクーラ、４２……吸
気口、４４……インバータ冷却筒部、４８……
GTR、５０……冷却フイン、５２……冷却ブロ
ツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吸気管及び排気管が接続されたガスタービン
   エンジンと、該ガスタービンエンジンに直結さ
   れた発電機と、該発電機の出力を整流する整流
   器と、該整流器の出力を交流に変換するインバ
   ータと、前記ガスタービンエンジンとインバー
   タとを制御する制御器と、エンジンオイルクー
   ラと、これら各要素を収納するハウジングと、
   からなりハウジング内部の少なくとも一部に断
   熱防音材が設けられている防音型ガスタービン
   発電ユニツトにおいて、 前記ハウジングを中間仕切壁により２室に分
   割し、第１室には熱騒音源である前記ガスター
   ビンエンジン及び発電機を、第２室には耐熱性
   の小さい前記制御器、インバータ、整流器とエ
   ンジンオイルクーラとをそれぞれ収納配設し、 前記第１室の内側面と第１室内に配設された
   少なくともガスタービンエンジンを断熱吸音材
   で被覆するとともに、 前記吸気管は、第１室内から中間仕切壁を貫
   通して第２室内へ伸長し、終端部は第２室側ハ
   ウジング壁に設けられた吸気口に接続され、 吸気管の中間仕切壁から前記吸気口までの間
   には、前記インバータの主要構成要素である電
   力用半導体と、この電力用半導体からの熱を放
   熱するため該半導体に固定された放熱部材とを
   内包し、内側面を防音断熱材で被覆したインバ
   ータ冷却筒部が形成され、 吸気管の低温吸入空気により電力半導体の冷
   却を行うことを特徴とする防音型ガスタービン
   発電ユニツト。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載の防音
   型ガスタービン発電ユニツトにおいて、 前記放熱部材が、電力半導体に接触固定さ
   れ、かつ吸気管内の吸気流れに平行な方向に伸
   長した複数の冷却フインからなる冷却フイン列
   として形成されたことを特徴とする防音型ガス
   タービン発電ユニツト。