JP2000303854A - 高効率ガスタービン - Google Patents
高効率ガスタービンInfo
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- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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- F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
- F02C7/10—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases by means of regenerative heat-exchangers
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
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- F02C7/045—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for noise suppression
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 家庭用から業務用にまで利用可能な超小型コ
ジェネレーションを可能とする高効率ガスタービンを提
供することを目的とする。 【構成】この発明の高効率ガスタービンにおいて、ター
ビンハウジング(18)の中間部(14)内にコンプレ
ッサ(26)とタービン(28)とを配置し、タービン
ハウジングの後部(16)にコンバスタ(25)を装着
し、タービンハウジングとタービンとの中間に圧縮空気
を予熱するための第1環状排熱回収装置(30)を装着
し、コンプレッサとタービンハウジングとの中間部に温
水をとり出すための第2環状排熱回収熱交換器(32)
を装着し、タービンハウジングの前部にサイレンサ(2
0)を配置することにより、小形軽量化、低コスト化、
低騒音化、低公害化、高効率化を実現するようにしたも
のである。
ジェネレーションを可能とする高効率ガスタービンを提
供することを目的とする。 【構成】この発明の高効率ガスタービンにおいて、ター
ビンハウジング(18)の中間部(14)内にコンプレ
ッサ(26)とタービン(28)とを配置し、タービン
ハウジングの後部(16)にコンバスタ(25)を装着
し、タービンハウジングとタービンとの中間に圧縮空気
を予熱するための第1環状排熱回収装置(30)を装着
し、コンプレッサとタービンハウジングとの中間部に温
水をとり出すための第2環状排熱回収熱交換器(32)
を装着し、タービンハウジングの前部にサイレンサ(2
0)を配置することにより、小形軽量化、低コスト化、
低騒音化、低公害化、高効率化を実現するようにしたも
のである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】 この発明はガスタービンに関
し、とくに、排熱回収型ガスタービンに関する。
し、とくに、排熱回収型ガスタービンに関する。
【0002】
【従来の技術】 米国特許第5,611,197および
同第5,791,136号には排熱エネルギーの回収に
より熱効率を改善したガスタービンが開示されている。
これら従来技術において、コンプレッサおよびタービン
はそれぞれ軸方向に多段列配列されたステータベーンお
よびロータブレードからなっている。この構造は複雑で
部品点数も多く、軸方向寸法や重量が大きくなって、製
造コストや保守点検費も高価となる。さらに、これらガ
スタービンにおいて、タービンブレードは凸形の羽根外
面(背面)と凹形羽根内面を備え、羽根内面に動力ガス
を衝突させて正トルクを発生させるようになっている。
このとき、背面は軸方向に流れる動力ガスに衝突してタ
ービンブレードの回転方向に反作用(負トルク)が発生
するため、出力軸には正負トルクで相殺された回転トル
クが発生する。しかも、この種タービンは高速回転する
ため、タービンロータの周速が早くなり、このときター
ビンハウジング内ではタービンブレードと動力ガスとが
一体になって、タービンロータとハウジングとの空間に
強大な流体の壁や強大な遠心力が発生して、動力ガスは
軸流方向に流れ難くなり、タービン効率が低下する。さ
らに、タービンハウジングとタービンブレードとの間に
は多数のスペースが生じ、これらスペースから未利用の
動力ガスがタービンブレードに衝突せずに流出するた
め、単位流量当たりの出力・効率が悪化する。このた
め、ガスタービンが必然的に大型化し、製造コストが高
く、運転騒音が大きかった。
同第5,791,136号には排熱エネルギーの回収に
より熱効率を改善したガスタービンが開示されている。
これら従来技術において、コンプレッサおよびタービン
はそれぞれ軸方向に多段列配列されたステータベーンお
よびロータブレードからなっている。この構造は複雑で
部品点数も多く、軸方向寸法や重量が大きくなって、製
造コストや保守点検費も高価となる。さらに、これらガ
スタービンにおいて、タービンブレードは凸形の羽根外
面(背面)と凹形羽根内面を備え、羽根内面に動力ガス
を衝突させて正トルクを発生させるようになっている。
このとき、背面は軸方向に流れる動力ガスに衝突してタ
ービンブレードの回転方向に反作用(負トルク)が発生
するため、出力軸には正負トルクで相殺された回転トル
クが発生する。しかも、この種タービンは高速回転する
ため、タービンロータの周速が早くなり、このときター
ビンハウジング内ではタービンブレードと動力ガスとが
一体になって、タービンロータとハウジングとの空間に
強大な流体の壁や強大な遠心力が発生して、動力ガスは
軸流方向に流れ難くなり、タービン効率が低下する。さ
らに、タービンハウジングとタービンブレードとの間に
は多数のスペースが生じ、これらスペースから未利用の
動力ガスがタービンブレードに衝突せずに流出するた
め、単位流量当たりの出力・効率が悪化する。このた
め、ガスタービンが必然的に大型化し、製造コストが高
く、運転騒音が大きかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 この発明は家庭用か
ら業務用にまで利用可能な超小型コジェネレーションを
可能とする高効率ガスタービンを提供することを目的と
する。
ら業務用にまで利用可能な超小型コジェネレーションを
可能とする高効率ガスタービンを提供することを目的と
する。
【0004】 本発明は小形軽量、低騒音、低コストで
保守点検費が少ない高効率ガスガービンを提供すること
を目的とする。
保守点検費が少ない高効率ガスガービンを提供すること
を目的とする。
【0005】 本発明は船舶、自動車、建設機械等の車
輌用駆動システムの原動機として利用可能な高効率ガス
タービンを提供することを目的とする。
輌用駆動システムの原動機として利用可能な高効率ガス
タービンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本願第1の発明は、高
効率ガスタービンが互いに反対方向に回転するロータリ
ステータおよびコンプレッサロータからなっていて圧縮
空気を供給するコンプレッサと、圧縮空気と燃料とによ
り動力ガスを発生させるコンバスタと、動力ガスにより
駆動されてロータリステータおよびコンプレッサロータ
を互いに反対方向に回転駆動するタービン手段と、ター
ビン手段に連結された出力軸とを備え、タービン手段が
接線方向に動力ガスのジェット流を発生させるためのイ
ンレットと、膨脹ガスを排出するためのアウトレット
と、インレットとアウトレットとの間に配置されていて
ジェット流を偏向させるための少くとも1つのデフレク
タを有するステータと、ステータの内側に回転可能に収
納されたタービンロータとを備え、タービンロータがイ
ンレットとアウトレットとの間で周方向にジェット流を
通過させる環状溝と、環状溝に隣接して周方向に間隔を
おいて配置された複数のタービンブレードを備え、デフ
レクタが環状溝に収納されていることにより達成され
る。
効率ガスタービンが互いに反対方向に回転するロータリ
ステータおよびコンプレッサロータからなっていて圧縮
空気を供給するコンプレッサと、圧縮空気と燃料とによ
り動力ガスを発生させるコンバスタと、動力ガスにより
駆動されてロータリステータおよびコンプレッサロータ
を互いに反対方向に回転駆動するタービン手段と、ター
ビン手段に連結された出力軸とを備え、タービン手段が
接線方向に動力ガスのジェット流を発生させるためのイ
ンレットと、膨脹ガスを排出するためのアウトレット
と、インレットとアウトレットとの間に配置されていて
ジェット流を偏向させるための少くとも1つのデフレク
タを有するステータと、ステータの内側に回転可能に収
納されたタービンロータとを備え、タービンロータがイ
ンレットとアウトレットとの間で周方向にジェット流を
通過させる環状溝と、環状溝に隣接して周方向に間隔を
おいて配置された複数のタービンブレードを備え、デフ
レクタが環状溝に収納されていることにより達成され
る。
【0007】 本願第2の発明は、高効率ガスタービン
が前部、中間部および後部を有するタービンハウジング
と、タービンハウジングの中間部に配置されて圧縮空気
を発生するコンプレッサ手段と、タービンハウジングの
後部に配置されていて圧縮空気と燃料とにより動力ガス
を発生するコンバスタと、タービンハウジング内でコン
プレッサとコンバスタとの間に配置されていて動力ガス
により駆動されるタービン手段と、コンプレッサ手段と
タービン手段に連結された出力軸とを備え、タービン手
段が接線方向に動力ガスのジェット流を発生させるため
のインレットと、膨脹ガスを排出するためのアウトレッ
トと、インレットとアウトレットとの間に配置されてい
てジェット流を偏向させるための少くとも1つのデフレ
クタを有するステータと、ステータの内側に回転可能に
収納されたタービンロータとを備え、タービンロータが
インレットとアウトレットとの間で周方向にジェット流
を通過させる環状溝と、環状溝に隣接して周方向に間隔
をおいて配置された複数のタービンブレードを備え、デ
フレクタが環状溝に収納されていることにより達成され
る。
が前部、中間部および後部を有するタービンハウジング
と、タービンハウジングの中間部に配置されて圧縮空気
を発生するコンプレッサ手段と、タービンハウジングの
後部に配置されていて圧縮空気と燃料とにより動力ガス
を発生するコンバスタと、タービンハウジング内でコン
プレッサとコンバスタとの間に配置されていて動力ガス
により駆動されるタービン手段と、コンプレッサ手段と
タービン手段に連結された出力軸とを備え、タービン手
段が接線方向に動力ガスのジェット流を発生させるため
のインレットと、膨脹ガスを排出するためのアウトレッ
トと、インレットとアウトレットとの間に配置されてい
てジェット流を偏向させるための少くとも1つのデフレ
クタを有するステータと、ステータの内側に回転可能に
収納されたタービンロータとを備え、タービンロータが
インレットとアウトレットとの間で周方向にジェット流
を通過させる環状溝と、環状溝に隣接して周方向に間隔
をおいて配置された複数のタービンブレードを備え、デ
フレクタが環状溝に収納されていることにより達成され
る。
【0008】 本願第3の発明は、高効率ガスタービン
が前部、中間部および後部を有するタービンハウジング
と、タービンハウジングの前部に配置されていて吸気を
導入する環状サイレンサと、環状サイレンサと連通する
ようにタービンハウジングの中間部に配置されていて圧
縮空気を発生させるコンプレッサ手段と、タービンハウ
ジングの後部に配置されていて圧縮空気と燃料とにより
動力ガスを発生するコンバスタと、コンプレッサ手段と
コンバスタとの間に配置されていて動力ガスにより駆動
されるタービン手段と、コンプレッサ手段とタービン手
段とに連結された出力軸と、タービンハウジングとター
ビン手段との間に配置されていてタービン手段の排熱エ
ネルギーを回収して圧縮空気を予熱する第1環状排熱回
収熱交換器と、タービンハウジングとコンプレッサ手段
との間に配置されていて第1熱交換器から排出された排
ガスの熱エネルギーを回収して温水を供給する第2環状
排熱回収熱交換器とを備えることにより達成される。
が前部、中間部および後部を有するタービンハウジング
と、タービンハウジングの前部に配置されていて吸気を
導入する環状サイレンサと、環状サイレンサと連通する
ようにタービンハウジングの中間部に配置されていて圧
縮空気を発生させるコンプレッサ手段と、タービンハウ
ジングの後部に配置されていて圧縮空気と燃料とにより
動力ガスを発生するコンバスタと、コンプレッサ手段と
コンバスタとの間に配置されていて動力ガスにより駆動
されるタービン手段と、コンプレッサ手段とタービン手
段とに連結された出力軸と、タービンハウジングとター
ビン手段との間に配置されていてタービン手段の排熱エ
ネルギーを回収して圧縮空気を予熱する第1環状排熱回
収熱交換器と、タービンハウジングとコンプレッサ手段
との間に配置されていて第1熱交換器から排出された排
ガスの熱エネルギーを回収して温水を供給する第2環状
排熱回収熱交換器とを備えることにより達成される。
【0009】
【作用】 本発明の高効率ガスタービンにおいて、ター
ビン手段が接線方向に動力ガスのジェット流を発生させ
るインレットと膨脹ガスを排出するアウトレットと、イ
ンレットとアウトレットとの間に配置された少くとも1
つのデフレクタを有するステータと、ステータの内側に
回転可能に配置されたタービンロータとを備え、タービ
ンロータがインレットとアウトレットとの間で周方向に
ジェット流を通過させる環状溝と、環状溝に隣接して配
列された複数のタービンブレードとを備え、デフレクタ
が環状溝に収納されてジェット流をタービンブレードに
偏向させることにより、単位流量当たりの出力効率を改
善するようにしたものである。なお、第1排熱回収熱交
換器によりタービンの排熱エネルギーを回収して圧縮空
気を予熱し、第2排熱回収熱交換器により排ガスの熱エ
ネルギーで温水を供給するようにし、第1、第2排熱回
収熱交換器をタービンハウジング内に収納することによ
り、小形化、軽量化、低コスト化を図るようにしたもの
である。
ビン手段が接線方向に動力ガスのジェット流を発生させ
るインレットと膨脹ガスを排出するアウトレットと、イ
ンレットとアウトレットとの間に配置された少くとも1
つのデフレクタを有するステータと、ステータの内側に
回転可能に配置されたタービンロータとを備え、タービ
ンロータがインレットとアウトレットとの間で周方向に
ジェット流を通過させる環状溝と、環状溝に隣接して配
列された複数のタービンブレードとを備え、デフレクタ
が環状溝に収納されてジェット流をタービンブレードに
偏向させることにより、単位流量当たりの出力効率を改
善するようにしたものである。なお、第1排熱回収熱交
換器によりタービンの排熱エネルギーを回収して圧縮空
気を予熱し、第2排熱回収熱交換器により排ガスの熱エ
ネルギーで温水を供給するようにし、第1、第2排熱回
収熱交換器をタービンハウジング内に収納することによ
り、小形化、軽量化、低コスト化を図るようにしたもの
である。
【0010】
【実施例】 以下、本発明の望ましい第1実施例による
高効率ガスタービンにつき、図1〜図3に基づき説明す
る。図1〜図3において、高効率ガスタービン10は同
心的に配列された前部12、中間部14および後部16
を有するタービンハウジング18を備える。タービンハ
ウジング18の前部12には複数のリング状隔壁20a
を有する環状サイレンサ20と環状エアフイルタ22が
装着される。エアフイルタ22は複数の吸気用開口部2
2aを有し、環状サイレンサ20はエアフイルタ22を
通過した吸気を導入するための複数のインレット20b
と複数のアウトレット20cとを備える。環状サイレン
サ20は吸気マニフォールドとしても機能し、中心部に
発電機24を収納する。タービンハウジング18の後部
16にはコンバスタ25が装着され、タービンハウジン
グ18の中間部にはコンプレッサ26とタービン28と
が同心的に配列される。タービンハウジング18とター
ビン28との空間部には第1環状排熱回収熱交換器30
が配置され、タービンハウジング18とコンプレッサ2
6との間には第2環状排熱回収熱交換器32が装着され
る。
高効率ガスタービンにつき、図1〜図3に基づき説明す
る。図1〜図3において、高効率ガスタービン10は同
心的に配列された前部12、中間部14および後部16
を有するタービンハウジング18を備える。タービンハ
ウジング18の前部12には複数のリング状隔壁20a
を有する環状サイレンサ20と環状エアフイルタ22が
装着される。エアフイルタ22は複数の吸気用開口部2
2aを有し、環状サイレンサ20はエアフイルタ22を
通過した吸気を導入するための複数のインレット20b
と複数のアウトレット20cとを備える。環状サイレン
サ20は吸気マニフォールドとしても機能し、中心部に
発電機24を収納する。タービンハウジング18の後部
16にはコンバスタ25が装着され、タービンハウジン
グ18の中間部にはコンプレッサ26とタービン28と
が同心的に配列される。タービンハウジング18とター
ビン28との空間部には第1環状排熱回収熱交換器30
が配置され、タービンハウジング18とコンプレッサ2
6との間には第2環状排熱回収熱交換器32が装着され
る。
【0011】 コンプレッサ26は開口部20cに連通
するインレット27を有し、第1段コンプレッサ34と
第2段コンプレッサ36とを備える。第1段コンプレッ
サ34は複数のステータベーン38aを有するロータリ
ステータ38と、複数のブレード40aを有するコンプ
レッサロータ40とを備える。コンプレッサ26のイン
レット27の外周部にはタービンハウジング18に連結
されたスカート部42を備える。スカート部42はロー
タリステータ38に隣接して配置されたラビリンスシー
ル42aと、複数の排ガス還流口42bとを備える。排
ガス還流口42bの開口度を調整することによりインレ
ット27への排ガス還流量を調整するためのスロットル
44がサイレンサ20内に回動可能に収納される。スロ
ットル44の外縁には舌片44aが形成され、舌片44
aはサイレンサ20の溝部20a内に収納される。コン
プレッサロータ40の前縁にはサイレンサ20の内壁に
連結されていて出力軸45の一端を支持するためのベア
リング47を有するコーン状壁部46を備える。第2段
コンプレッサ36はロータリステータ38と一体となっ
ていて、第1段コンプレッサ34で圧縮された吸気をさ
らに圧縮するためのラジアルブレード48aを有するコ
ンプレッサロータ48を備える。コンプレッサロータ4
8はハブ部48aを備え、その中に出力軸45が同心的
に延びている。コンプレッサロータ48はベアリング5
4、56を介して出力軸45上に回転可能に支持され
る。ラジアルブレード48aに隣接してシュラウド50
がタービンハウジング18内に固定支持され、シュラウ
ド50はラビリンスシール50aを有する。ラジアルブ
レード48aの外側にはデイフューザ52が配置されて
いて、第1環状熱交換器30内に圧縮空気を供給する。
するインレット27を有し、第1段コンプレッサ34と
第2段コンプレッサ36とを備える。第1段コンプレッ
サ34は複数のステータベーン38aを有するロータリ
ステータ38と、複数のブレード40aを有するコンプ
レッサロータ40とを備える。コンプレッサ26のイン
レット27の外周部にはタービンハウジング18に連結
されたスカート部42を備える。スカート部42はロー
タリステータ38に隣接して配置されたラビリンスシー
ル42aと、複数の排ガス還流口42bとを備える。排
ガス還流口42bの開口度を調整することによりインレ
ット27への排ガス還流量を調整するためのスロットル
44がサイレンサ20内に回動可能に収納される。スロ
ットル44の外縁には舌片44aが形成され、舌片44
aはサイレンサ20の溝部20a内に収納される。コン
プレッサロータ40の前縁にはサイレンサ20の内壁に
連結されていて出力軸45の一端を支持するためのベア
リング47を有するコーン状壁部46を備える。第2段
コンプレッサ36はロータリステータ38と一体となっ
ていて、第1段コンプレッサ34で圧縮された吸気をさ
らに圧縮するためのラジアルブレード48aを有するコ
ンプレッサロータ48を備える。コンプレッサロータ4
8はハブ部48aを備え、その中に出力軸45が同心的
に延びている。コンプレッサロータ48はベアリング5
4、56を介して出力軸45上に回転可能に支持され
る。ラジアルブレード48aに隣接してシュラウド50
がタービンハウジング18内に固定支持され、シュラウ
ド50はラビリンスシール50aを有する。ラジアルブ
レード48aの外側にはデイフューザ52が配置されて
いて、第1環状熱交換器30内に圧縮空気を供給する。
【0012】 図1、図2において、タービン20は一
端が第1熱交換器30の内壁30aにより支持され、他
端がタービンハウジング18内で固定支持されたフラン
ジ58aにより支持されたインナーハウジング58を備
える。タービン20はインナーハウジング58内に収納
された第1、第2、第3タービン手段60、62、64
を備える。第1タービン手段60はインナーハウジング
58内に固定支持された環状ステータ66を備える。環
状ステータ66は接線方向に動力ガスのジェット流を発
生させるため、コンバスタ25に連通しているインレッ
ト66aと、膨脹ガスを排出するためのアウトレット6
6bと、仕切部材66cと、インレット66aおよびア
ウトレット66bとの間で周方向に間隔をおいて形成さ
れた複数のフローデフレクタ66dを有する。なお、環
状ステータ66の両端の内側にはラビリンスシールを備
える。環状ステータ66内にはタービンロータ68が回
転可能に収納されていて、コンプレッサロータ48のハ
ブ部48bに圧入その他適当な手段で固定されている。
端が第1熱交換器30の内壁30aにより支持され、他
端がタービンハウジング18内で固定支持されたフラン
ジ58aにより支持されたインナーハウジング58を備
える。タービン20はインナーハウジング58内に収納
された第1、第2、第3タービン手段60、62、64
を備える。第1タービン手段60はインナーハウジング
58内に固定支持された環状ステータ66を備える。環
状ステータ66は接線方向に動力ガスのジェット流を発
生させるため、コンバスタ25に連通しているインレッ
ト66aと、膨脹ガスを排出するためのアウトレット6
6bと、仕切部材66cと、インレット66aおよびア
ウトレット66bとの間で周方向に間隔をおいて形成さ
れた複数のフローデフレクタ66dを有する。なお、環
状ステータ66の両端の内側にはラビリンスシールを備
える。環状ステータ66内にはタービンロータ68が回
転可能に収納されていて、コンプレッサロータ48のハ
ブ部48bに圧入その他適当な手段で固定されている。
【0013】 タービンロータ68は一対のロータデイ
スクから構成される。タービンロータ68はインレット
66aから導入された動力ガスのジェット流を周方向に
通過させるための環状溝68aを備え、その中にステー
タ66のフローデフレクタ66dを収納している。ター
ビンロータ68は環状溝68aを構成する環状リング6
8bを備え、これらの外周はステータ66のラビリンス
パッキンに隣接している。環状リング68bは環状溝6
8aに隣接して周方向に間隔をおいて形成された複数の
タービンブレード68b’を有する。図3より明らかな
ように、左側のタービンブレード68b’と右側のター
ビンブレード68b’はタービンロータ68のコギング
防止のために周方向に半ピッチづつ位相がずれるように
配置されている。タービンブレード68b’のピッチP
1はステータのフローデフレクタP2の約2分の1のピ
ッチに設定されているが、ピッチP1はピッチP2より
も小さい範囲内で自由に設定しても良い。タービンブレ
ード68b’は環状溝68aに対して鋭角αで交差する
前縁Aと、中間面Bと、環状溝68aに対して鋭角θで
交差する後縁Cを有し、鋭角αは鋭角θよりも小さな値
で、しかも、タービンブレード68b’の前縁Aがフロ
ーデフレクタ66dの案内面66d’とほぼ平行となる
値に設定される。このようにして、環状溝68a内のメ
インジェット流Jはフローデフレクタ66dの案内面6
6d’によって2つのジェット流J1、J2に分割され
て、それぞれ前縁Aからタービンブレード68b’内に
侵入して中間面Bに衝突し、後縁Cから環状溝68a内
に流出し、そこでジェット流J1、J2と合流しながら
フローデフレクタ66dにより順次タービンブレード6
8b’に衝突させられてタービンロータ68を時計方向
に駆動する。
スクから構成される。タービンロータ68はインレット
66aから導入された動力ガスのジェット流を周方向に
通過させるための環状溝68aを備え、その中にステー
タ66のフローデフレクタ66dを収納している。ター
ビンロータ68は環状溝68aを構成する環状リング6
8bを備え、これらの外周はステータ66のラビリンス
パッキンに隣接している。環状リング68bは環状溝6
8aに隣接して周方向に間隔をおいて形成された複数の
タービンブレード68b’を有する。図3より明らかな
ように、左側のタービンブレード68b’と右側のター
ビンブレード68b’はタービンロータ68のコギング
防止のために周方向に半ピッチづつ位相がずれるように
配置されている。タービンブレード68b’のピッチP
1はステータのフローデフレクタP2の約2分の1のピ
ッチに設定されているが、ピッチP1はピッチP2より
も小さい範囲内で自由に設定しても良い。タービンブレ
ード68b’は環状溝68aに対して鋭角αで交差する
前縁Aと、中間面Bと、環状溝68aに対して鋭角θで
交差する後縁Cを有し、鋭角αは鋭角θよりも小さな値
で、しかも、タービンブレード68b’の前縁Aがフロ
ーデフレクタ66dの案内面66d’とほぼ平行となる
値に設定される。このようにして、環状溝68a内のメ
インジェット流Jはフローデフレクタ66dの案内面6
6d’によって2つのジェット流J1、J2に分割され
て、それぞれ前縁Aからタービンブレード68b’内に
侵入して中間面Bに衝突し、後縁Cから環状溝68a内
に流出し、そこでジェット流J1、J2と合流しながら
フローデフレクタ66dにより順次タービンブレード6
8b’に衝突させられてタービンロータ68を時計方向
に駆動する。
【0014】 図1に戻って、第2、第3タービン手段
62、64はそれぞれインナーハウジング58内に支持
された環状ステータ70、72と、環状ステータ70、
72内に回転可能に収納されたタービンロータ74、7
6を備える。環状ステータ70、72はそれぞれ第1タ
ービン手段60のインレット66aとは反対方向(反時
計方向)に動力ガスのジェット流を発生させるためのイ
ンレット(図示せず)と、膨脹ガスを排出するためのア
ウトレット(図示せず)とを備える。第1段タービン手
段60のアウトレット66bは第2タービン手段62の
インレットに連結され、第2タービン手段62のアウト
レットは第3タービン手段64のインレットに連結さ
れ、第3タービン手段64のアウトレットは第1熱交換
器30内に排出される。図1に示されるように、第1、
第2、第3タービン手段60、62、64の環状溝68
a、78、80の断面積は順次拡大していて、動力ガス
は第1、第2、第3タービン手段60、62、64で順
次膨脹し、第1タービンロータ68を時計方向に回転駆
動し、第2、第3タービン手段62、64を反時計方向
に回転駆動する。この目的のため、第2、第3タービン
手段62、64のステータ70、72のフローデフレク
タと、タービンロータ74、76のタービンブレードと
が第1タービン手段60のフローデフレクタおよびター
ビンブレードとそれぞれ反対位置となるように配置され
て第2、第3タービン手段62、64は出力軸45に固
定される。その他は第1タービン手段60と同一なので
詳細な説明を省略する。図1において、出力軸45の右
端はインナーハウジング58のフランジ58aに装着さ
れたベアリング78により支持されている。フランジ5
8aはタービンハウジング18内に支持されているが、
これと一体的に形成しても良い。
62、64はそれぞれインナーハウジング58内に支持
された環状ステータ70、72と、環状ステータ70、
72内に回転可能に収納されたタービンロータ74、7
6を備える。環状ステータ70、72はそれぞれ第1タ
ービン手段60のインレット66aとは反対方向(反時
計方向)に動力ガスのジェット流を発生させるためのイ
ンレット(図示せず)と、膨脹ガスを排出するためのア
ウトレット(図示せず)とを備える。第1段タービン手
段60のアウトレット66bは第2タービン手段62の
インレットに連結され、第2タービン手段62のアウト
レットは第3タービン手段64のインレットに連結さ
れ、第3タービン手段64のアウトレットは第1熱交換
器30内に排出される。図1に示されるように、第1、
第2、第3タービン手段60、62、64の環状溝68
a、78、80の断面積は順次拡大していて、動力ガス
は第1、第2、第3タービン手段60、62、64で順
次膨脹し、第1タービンロータ68を時計方向に回転駆
動し、第2、第3タービン手段62、64を反時計方向
に回転駆動する。この目的のため、第2、第3タービン
手段62、64のステータ70、72のフローデフレク
タと、タービンロータ74、76のタービンブレードと
が第1タービン手段60のフローデフレクタおよびター
ビンブレードとそれぞれ反対位置となるように配置され
て第2、第3タービン手段62、64は出力軸45に固
定される。その他は第1タービン手段60と同一なので
詳細な説明を省略する。図1において、出力軸45の右
端はインナーハウジング58のフランジ58aに装着さ
れたベアリング78により支持されている。フランジ5
8aはタービンハウジング18内に支持されているが、
これと一体的に形成しても良い。
【0015】 図1、図3において、第1環状排熱回収
熱交換30はタービンハウジング18とインナーハウジ
ング58との間の環状スペース内に収納された環状壁9
0、92と、環状室94と、環状室94の外周に等間隔
で形成された複数の圧縮空気加熱路96と、加熱路96
の間に配置されていて第2熱交換器32の方向に開口す
る複数の排出口98とを備える。加熱路96はシュラウ
ド50に連通していて、複数の加熱フイン96aにより
圧縮空気を加熱してコンバスタ25に供給する。前述し
たように、第3タービン64のアウトレット(図示せ
ず)が環状室94に開口しており、第3タービン64か
ら環状室94に排出された排ガスは加熱路96およびフ
ィン96aを加熱した後に排出口98から第2熱交換器
32に排出される。
熱交換30はタービンハウジング18とインナーハウジ
ング58との間の環状スペース内に収納された環状壁9
0、92と、環状室94と、環状室94の外周に等間隔
で形成された複数の圧縮空気加熱路96と、加熱路96
の間に配置されていて第2熱交換器32の方向に開口す
る複数の排出口98とを備える。加熱路96はシュラウ
ド50に連通していて、複数の加熱フイン96aにより
圧縮空気を加熱してコンバスタ25に供給する。前述し
たように、第3タービン64のアウトレット(図示せ
ず)が環状室94に開口しており、第3タービン64か
ら環状室94に排出された排ガスは加熱路96およびフ
ィン96aを加熱した後に排出口98から第2熱交換器
32に排出される。
【0016】 図1において、第2環状排熱回収熱交換
器32は環状に配列された多数の加熱フイン100と、
パイプからなる加熱コイル102とを備え、加熱コイル
102のインレット102aから給水をコイル102内
に通過させて排ガスと熱交換してアウトレット102b
から温水を取り出すようにしている。このとき、排ガス
はコンプレッサ34とタービンハウジング18との間に
形成された排ガス還流室104内で熱交換器32によっ
て冷却された後、一部はスカート部42に形成された排
ガス還流口42bを介してサイレンサ12内に還流さ
れ、吸気と混合してコンプレッサ34内に導入され、残
部は排気管18aを介して大気に放出される。
器32は環状に配列された多数の加熱フイン100と、
パイプからなる加熱コイル102とを備え、加熱コイル
102のインレット102aから給水をコイル102内
に通過させて排ガスと熱交換してアウトレット102b
から温水を取り出すようにしている。このとき、排ガス
はコンプレッサ34とタービンハウジング18との間に
形成された排ガス還流室104内で熱交換器32によっ
て冷却された後、一部はスカート部42に形成された排
ガス還流口42bを介してサイレンサ12内に還流さ
れ、吸気と混合してコンプレッサ34内に導入され、残
部は排気管18aを介して大気に放出される。
【0017】 図1、図4において、コンバスタ25は
タービンハウジング18の後部16内に形成された円形
スペース106内に配置された実質的に半円状ライナー
からなる燃焼室108を備える。燃焼室108は前縁部
110と、中央部112と、後縁部114とを備え、さ
らに、燃焼室108内に予熱された圧縮空気を導入する
ための空気孔116を備える。前縁部110の内部には
予蒸発予混合ダクト118が配置され、ダクト118は
スワーラ120と燃料噴射ノズル122とを備える。燃
料噴射ノズル122は燃料パイプ124を経て天然ガ
ス、灯油、軽油、ガソリン等の燃料タンク(図示せず)
に接続される。ダクト118は多数の空気孔118を備
えていて、スワーラ120および空気孔118aからダ
クト118内に導入された予熱空気はダクト118内壁
に噴射された燃料と均質に混合され、点火プラグ126
により点火される。液体燃料が利用された場合は、ノズ
ル122からダクト118の内壁に噴射された燃料微粒
子は高温の内壁と加熱された圧縮空気とにより蒸発され
て空気との均質な混合気が生成される。円形スペース1
06内に導入された圧縮空気は前縁部110の開口部1
10aからダクト118の外周を通過して燃焼室108
の中央部112に供給され、フレーム128の異常な温
度上昇を抑えてNOxを低減する。半円状ライナー10
8にはダクト118の端部に近接するように水噴射また
は蒸気噴務をするためのノズル130が設けられ、燃焼
室108内に水もしくは蒸気を加圧下で噴務する。水ま
たは蒸気は高温ガスと接触して高圧蒸気に変換され、燃
焼室108内の燃料燃焼質量を増大して、タービン出力
を大幅に増大する。しかも、NOx低減に貢献する。中
央部112の燃焼領域は比較的距離が長いため、混合気
はより完全に燃焼され、HC、CO等の有害な未燃焼生
成物が著しく減少する。このようにして生成された動力
ガスは燃焼室108の噴出口132を経て、図1の第1
タービン60に供給される。図1において、タービンハ
ウジング18の外周には断熱材140とアウターカバー
142が配置される。
タービンハウジング18の後部16内に形成された円形
スペース106内に配置された実質的に半円状ライナー
からなる燃焼室108を備える。燃焼室108は前縁部
110と、中央部112と、後縁部114とを備え、さ
らに、燃焼室108内に予熱された圧縮空気を導入する
ための空気孔116を備える。前縁部110の内部には
予蒸発予混合ダクト118が配置され、ダクト118は
スワーラ120と燃料噴射ノズル122とを備える。燃
料噴射ノズル122は燃料パイプ124を経て天然ガ
ス、灯油、軽油、ガソリン等の燃料タンク(図示せず)
に接続される。ダクト118は多数の空気孔118を備
えていて、スワーラ120および空気孔118aからダ
クト118内に導入された予熱空気はダクト118内壁
に噴射された燃料と均質に混合され、点火プラグ126
により点火される。液体燃料が利用された場合は、ノズ
ル122からダクト118の内壁に噴射された燃料微粒
子は高温の内壁と加熱された圧縮空気とにより蒸発され
て空気との均質な混合気が生成される。円形スペース1
06内に導入された圧縮空気は前縁部110の開口部1
10aからダクト118の外周を通過して燃焼室108
の中央部112に供給され、フレーム128の異常な温
度上昇を抑えてNOxを低減する。半円状ライナー10
8にはダクト118の端部に近接するように水噴射また
は蒸気噴務をするためのノズル130が設けられ、燃焼
室108内に水もしくは蒸気を加圧下で噴務する。水ま
たは蒸気は高温ガスと接触して高圧蒸気に変換され、燃
焼室108内の燃料燃焼質量を増大して、タービン出力
を大幅に増大する。しかも、NOx低減に貢献する。中
央部112の燃焼領域は比較的距離が長いため、混合気
はより完全に燃焼され、HC、CO等の有害な未燃焼生
成物が著しく減少する。このようにして生成された動力
ガスは燃焼室108の噴出口132を経て、図1の第1
タービン60に供給される。図1において、タービンハ
ウジング18の外周には断熱材140とアウターカバー
142が配置される。
【0018】 上記構成において、エアフイルタ22を
通過した吸気は発電機24の表面に接触してこれを冷却
した後、サイレンサ12を経てインレット27からコン
プレッサ26に導入される。吸気は第1段および第2段
コンプレッサ34、36により2段階に圧縮される。こ
のとき、第1段コンプレッサ34では互いに反対方向に
回転するロータリステータ38およびコンプレッサロー
タ40により吸気が圧縮されるため、同一圧力比でコン
プレッサの軸方向寸法を大幅に短縮できる。このよう
に、第1段および第2段コンプレッサ34、36により
生成される高圧力比の圧縮空気は第1熱交換器30の圧
縮空気加熱路96に供給され、加熱フイン96aにより
予熱されてタービンハウジング後部の円形スペース10
6に導入される。このとき、予熱された圧縮空気はコン
バスタ25のライナー108の表面を冷却しながらさら
に加熱されて開口部110a、スワーラ120および空
気孔116から燃焼室108内に流入する。燃料噴射ノ
ズル122から予蒸発予混合ダクト118内に噴霧され
た液体燃料は微粒子化されて高温空気と接触して蒸発が
促進され、さらにダクト118の空気孔118aから流
入した高温空気と均質に混合されて点火プラグ126に
より点火されて高温高圧のフレーム128を形成する。
このフレーム128の前縁部に水噴射ノズル126から
水が噴射されると、高温のフレーム128により水が蒸
発されて、フレーム128の燃料燃焼質量が大幅に増大
される。燃焼室108内でフレーム128には多数の空
気孔116から圧縮空気が供給されて、フレーム128
内の未燃焼生成物を燃焼させるため、動力ガスがクリー
ン化される。なお、フレームの燃焼温度は予蒸発予混合
ダクト118の外周近辺から供給される圧縮空気と蒸気
の発生により効果的に抑えられるためNOxも著しく低
減される。動力ガスはライナ108の噴出口132から
第1タービン60のインレット66aに供給される。動
力ガスの高速ジェット流は第1タービン60の環状溝6
8aで順次複数のフローデフレクタ66dにより偏向さ
れて次々とタービンブレード68b’に衝突してロータ
リステータ38およびコンプレッサロータ48を時計方
向に回転駆動する(図2、図3参照)。次に、第1ター
ビン60のアウトレット66bから噴出したジェット流
は第2タービン62に流入して膨脹し、次いで第3ター
ビン64に流入して膨脹しながら、コンプレッサロータ
40および発電機24を反時計方向に回転駆動する。第
3タービン64のアウトレット(図示せず)から第1熱
交換器30の環状室94に膨脹ガスが排出され、膨脹ガ
スは加熱路96のフイン96aを加熱した後、排出口9
8から第2熱交換器32に排出される。このとき、イン
レット102aから供給された水はパイプ102により
加熱されてアウトレット102bから温水が取り出され
る。このとき、排ガスは第2熱交換器32で冷却されて
一部は還流口42bを経て吸気と混合されてコンプレッ
サ34に還流される。排ガスの残部は排気管18aから
外部に放出される。このように、排ガスの一部をガスタ
ービン10に還流させることにより、排ガス中の有害成
分の発生量が著しく低減される。
通過した吸気は発電機24の表面に接触してこれを冷却
した後、サイレンサ12を経てインレット27からコン
プレッサ26に導入される。吸気は第1段および第2段
コンプレッサ34、36により2段階に圧縮される。こ
のとき、第1段コンプレッサ34では互いに反対方向に
回転するロータリステータ38およびコンプレッサロー
タ40により吸気が圧縮されるため、同一圧力比でコン
プレッサの軸方向寸法を大幅に短縮できる。このよう
に、第1段および第2段コンプレッサ34、36により
生成される高圧力比の圧縮空気は第1熱交換器30の圧
縮空気加熱路96に供給され、加熱フイン96aにより
予熱されてタービンハウジング後部の円形スペース10
6に導入される。このとき、予熱された圧縮空気はコン
バスタ25のライナー108の表面を冷却しながらさら
に加熱されて開口部110a、スワーラ120および空
気孔116から燃焼室108内に流入する。燃料噴射ノ
ズル122から予蒸発予混合ダクト118内に噴霧され
た液体燃料は微粒子化されて高温空気と接触して蒸発が
促進され、さらにダクト118の空気孔118aから流
入した高温空気と均質に混合されて点火プラグ126に
より点火されて高温高圧のフレーム128を形成する。
このフレーム128の前縁部に水噴射ノズル126から
水が噴射されると、高温のフレーム128により水が蒸
発されて、フレーム128の燃料燃焼質量が大幅に増大
される。燃焼室108内でフレーム128には多数の空
気孔116から圧縮空気が供給されて、フレーム128
内の未燃焼生成物を燃焼させるため、動力ガスがクリー
ン化される。なお、フレームの燃焼温度は予蒸発予混合
ダクト118の外周近辺から供給される圧縮空気と蒸気
の発生により効果的に抑えられるためNOxも著しく低
減される。動力ガスはライナ108の噴出口132から
第1タービン60のインレット66aに供給される。動
力ガスの高速ジェット流は第1タービン60の環状溝6
8aで順次複数のフローデフレクタ66dにより偏向さ
れて次々とタービンブレード68b’に衝突してロータ
リステータ38およびコンプレッサロータ48を時計方
向に回転駆動する(図2、図3参照)。次に、第1ター
ビン60のアウトレット66bから噴出したジェット流
は第2タービン62に流入して膨脹し、次いで第3ター
ビン64に流入して膨脹しながら、コンプレッサロータ
40および発電機24を反時計方向に回転駆動する。第
3タービン64のアウトレット(図示せず)から第1熱
交換器30の環状室94に膨脹ガスが排出され、膨脹ガ
スは加熱路96のフイン96aを加熱した後、排出口9
8から第2熱交換器32に排出される。このとき、イン
レット102aから供給された水はパイプ102により
加熱されてアウトレット102bから温水が取り出され
る。このとき、排ガスは第2熱交換器32で冷却されて
一部は還流口42bを経て吸気と混合されてコンプレッ
サ34に還流される。排ガスの残部は排気管18aから
外部に放出される。このように、排ガスの一部をガスタ
ービン10に還流させることにより、排ガス中の有害成
分の発生量が著しく低減される。
【0019】 上記実施例において、インナーハウジン
グはタービンハウジングとは独立した構造のものとして
説明したがこれらパーツは一体構造としても良い。な
お、動力ガスは第1〜第3タービンに順次供給する構造
のものとして説明したが、各タービンへの動力ガスの供
給順位は変更しても良い。さらに、第3タービンは第2
タービンに連通するものとして説明したが、第3タービ
ンを第2タービンから独立させ、第1、第2タービンの
排熱を利用して蒸気または高圧ガスからなる第2動力ガ
スを発生させ、この第2動力ガスにより第3タービンを
駆動するようにしたコンバインドサイクルにしても良
い。なお、本発明の高効率ガスタービンは車輌の駆動推
進手段としても利用できることは言うまでもない。
グはタービンハウジングとは独立した構造のものとして
説明したがこれらパーツは一体構造としても良い。な
お、動力ガスは第1〜第3タービンに順次供給する構造
のものとして説明したが、各タービンへの動力ガスの供
給順位は変更しても良い。さらに、第3タービンは第2
タービンに連通するものとして説明したが、第3タービ
ンを第2タービンから独立させ、第1、第2タービンの
排熱を利用して蒸気または高圧ガスからなる第2動力ガ
スを発生させ、この第2動力ガスにより第3タービンを
駆動するようにしたコンバインドサイクルにしても良
い。なお、本発明の高効率ガスタービンは車輌の駆動推
進手段としても利用できることは言うまでもない。
【0020】
【効果】 以上説明したように、本発明の高効率ガスタ
ービンでは特殊構造の採用により吸入効率および燃焼効
率を高めて、低公害型で、小形軽量化、長寿命化、低コ
スト化が可能となる。さらに、家庭用から業務用にまで
利用可能な分散型超小型コジェネレーション発電装置の
実現が可能となり、地球温暖化対策上の貢献度が大であ
る。
ービンでは特殊構造の採用により吸入効率および燃焼効
率を高めて、低公害型で、小形軽量化、長寿命化、低コ
スト化が可能となる。さらに、家庭用から業務用にまで
利用可能な分散型超小型コジェネレーション発電装置の
実現が可能となり、地球温暖化対策上の貢献度が大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の望ましい実施例の高効率ガスタービ
ンの断面図である。
ンの断面図である。
【図2】 図1のII−II線の断面図である。
【図3】 図2のステータとタービンとの関係を示す一
部拡大断面図である。
部拡大断面図である。
【図4】 図1のIV−IV線の断面図である。
10 高効率ガスタービン、 12 前部、 14 中
間部、16 後部、 18 タービンハウジング、 2
0 環状サイレンサ、22 エアフイルタ、 24 発
電機、 25 コンバスタ、26 コンプレッサ、 2
8 タービン、30 第1環状排熱回収熱交換器、 3
2 第2環状排熱回収熱交換器、104 排ガス還流
室、 140 断熱材、 142 アウターカバー
間部、16 後部、 18 タービンハウジング、 2
0 環状サイレンサ、22 エアフイルタ、 24 発
電機、 25 コンバスタ、26 コンプレッサ、 2
8 タービン、30 第1環状排熱回収熱交換器、 3
2 第2環状排熱回収熱交換器、104 排ガス還流
室、 140 断熱材、 142 アウターカバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02C 6/18 F02C 6/18 Z 7/08 7/08 B F02G 5/02 F02G 5/02 C
Claims (18)
- 【請求項1】 互いに反対方向に回転するロータリステ
ータおよびコンプレッサロータからなっていて圧縮空気
を供給するコンプレッサと、圧縮空気と燃料とにより動
力ガスを発生させるコンバスタと、動力ガスにより駆動
されてロータリステータおよびコンプレッサロータを互
いに反対方向に回転駆動するタービン手段と、タービン
手段に連結された出力軸とを備え、タービン手段が接線
方向に動力ガスのジェット流を発生させるためのインレ
ットと、膨脹ガスを排出するためのアウトレットと、イ
ンレットとアウトレットとの間に配置されていてジェッ
ト流を偏向させるための少くとも1つのデフレクタを有
するステータと、ステータの内側に回転可能に収納され
たタービンロータとを備え、タービンロータがインレッ
トとアウトレットとの間で周方向にジェット流を通過さ
せる環状溝と、環状溝に隣接して周方向に間隔をおいて
配置された複数のタービンブレードを備え、デフレクタ
が環状溝に収納されている高効率ガスタービン。 - 【請求項2】 請求項1において、タービン手段がロー
タリステータを第1方向に回転させる第1タービンと、
コンプレッサロータを第2方向に回転方向に回転させる
第2タービンとを備え、第2タービンが出力軸に連結さ
れ、出力軸の一部が第1タービンの中心部を貫通してい
る高効率ガスタービン。 - 【請求項3】 請求項1または2において、さらに、タ
ービン手段の排熱エネルギーを回収して圧縮空気を予熱
する第1排熱回収熱交換器を備える高効率ガスタービ
ン。 - 【請求項4】 請求項3において、さらに、第1排熱回
収熱交換器から流出した膨脹ガスの排熱エネルギーを回
収して温水を供給する第2排熱回収熱交換器を備える高
効率ガスタービン。 - 【請求項5】 請求項4において、さらに、膨脹ガスの
一部をコンプレッサに還流させる排ガス還流手段を備え
る高効率ガスタービン。 - 【請求項6】 請求項1または2において、さらに、コ
ンバスタが燃焼室と、燃焼室の前縁部に配置された予蒸
発予混合ダクトと、混合ダクト内に配置された燃料ノズ
ルを備える高効率ガスタービン。 - 【請求項7】 前部、中間部および後部を有するタービ
ンハウジングと、タービンハウジングの中間部に配置さ
れて圧縮空気を発生するコンプレッサ手段と、タービン
ハウジングの後部に配置されていて圧縮空気と燃料とに
より動力ガスを発生するコンバスタと、タービンハウジ
ング内でコンプレッサとコンバスタとの間に配置されて
いて動力ガスにより駆動されるタービン手段と、コンプ
レッサ手段とタービン手段に連結された出力軸とを備
え、タービン手段が接線方向に動力ガスのジェット流を
発生させるためのインレットと、膨脹ガスを排出するた
めのアウトレットと、インレットとアウトレットとの間
に配置されていてジェット流を偏向させるための少くと
も1つのデフレクタを有するステータと、ステータの内
側に回転可能に収納されたタービンロータとを備え、タ
ービンロータがインレットとアウトレットとの間で周方
向にジェット流を通過させる環状溝と、環状溝に隣接し
て周方向に間隔をおいて配置された複数のタービンブレ
ードを備え、デフレクタが環状溝に収納されている高効
率ガスタービン。 - 【請求項8】 請求項7において、コンプレッサ手段が
互いに反対方向に回転するロータリステータおよびコン
プレッサロータからなる第1段コンプレッサを備え、タ
ービン手段がロータリステータに連結されて第1方向に
回転される第1タービンと、コンプレッサロータと出力
軸に連結されて第2方向に回転される第2タービンとを
備える高効率ガスタービン。 - 【請求項9】 請求項8において、コンプレッサ手段が
さらにロータリステータに連結された第2手段コンプレ
ッサを備える高効率ガスタービン。 - 【請求項10】 請求項7または8において、さらに、
タービンハウジングとタービン手段との間に配置されて
いて、タービン手段の排熱エネルギーを回収して圧縮空
気を予熱する第1環状排熱回収熱交換器を備える高効率
ガスタービン。 - 【請求項11】 請求項10において、タービンハウジ
ングとコンプレッサ手段との間に配置されていてタービ
ン手段の排熱エネルギーを回収して温水を供給する第2
環状排熱回収熱交換器を備える高効率ガスタービン。 - 【請求項12】 請求項11において、さらに、タービ
ンハウジングの前部に配置された環状サイレンサを備
え、吸気が環状サイレンサを介してコンプレッサに供給
される高効率ガスタービン。 - 【請求項13】 請求項7または8において、コンバス
タが実質的に半円状の燃焼室と、燃焼室の前縁部に配置
された予蒸発予混合ダクトと、混合ダクト内に配置され
た燃料噴射ノズルとを備える高効率ガスタービン。 - 【請求項14】 請求項13において、コンバスタがさ
らに燃料噴射ノズルの後流側に配置された水噴射ノズル
を備える高効率ガスタービン。 - 【請求項15】 前部、中間部および後部を有するター
ビンハウジングと、タービンハウジングの前部に配置さ
れていて吸気を導入する環状サイレンサと、環状サイレ
ンサと連通するようにタービンハウジングの中間部に配
置されていて圧縮空気を発生させるコンプレッサ手段
と、タービンハウジングの後部に配置されていて圧縮空
気と燃料とにより動力ガスを発生するコンバスタと、コ
ンプレッサ手段とコンバスタとの間に配置されていて動
力ガスにより駆動されるタービン手段と、コンプレッサ
手段とタービン手段とに連結された出力軸と、タービン
ハウジングとタービン手段との間に配置されていてター
ビン手段の排熱エネルギーを回収して圧縮空気を予熱す
る第1環状排熱回収熱交換器と、タービンハウジングと
コンプレッサ手段との間に配置されていて第1熱交換器
から排出された排ガスの熱エネルギーを回収して温水を
供給する第2環状排熱回収熱交換器とを備える高効率ガ
スタービン。 - 【請求項16】 請求項15において、さらに、第2環
状排熱回収熱交換器と環状サイレンサ部との間に配置さ
れた排ガス還流手段を備える高効率ガスタービン。 - 【請求項17】 請求項15または16において、ター
ビン手段が第1環状排熱回収熱交換器の内側に配置され
たステータと、ステータ内に回転可能に配置されていて
出力軸に連結されたタービンロータとを備え、ステータ
が接線方向に動力ガスのジェット流を発生させるための
インレットと、膨脹ガスを第1排熱回収熱交換器に排出
するアウトレットと、インレットとアウトレットとの間
で周方向に間隔をおいて半径方向内側に延びるように配
置されていてジェット流を偏向させる複数のフローデフ
レクタを備え、タービンロータがフローデフレクタを収
納していて周方向にジェット流を通過させる環状溝と、
環状溝に隣接して周方向に間隔をおいて配置された複数
のタービンブレードを備える高効率ガスタービン。 - 【請求項18】 請求項17において、タービン手段が
第1熱交換器の内側に配置されていてステータを固定収
納するためのインナーハウジングを備え、インナーハウ
ジングは第1熱交換器とコンバスタとの間で半径方向に
延びていてタービンハウジングにより固定支持されたフ
ランジを備える高効率ガスタービン。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11154208A JP2000303854A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 高効率ガスタービン |
US09/304,482 US6308513B1 (en) | 1999-04-23 | 1999-05-03 | Turbine and gas turbine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11154208A JP2000303854A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 高効率ガスタービン |
US09/304,482 US6308513B1 (en) | 1999-04-23 | 1999-05-03 | Turbine and gas turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000303854A true JP2000303854A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=26482571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11154208A Pending JP2000303854A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 高効率ガスタービン |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6308513B1 (ja) |
JP (1) | JP2000303854A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100814170B1 (ko) | 2005-08-24 | 2008-03-17 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 증기 터빈용 증기로 |
KR101110809B1 (ko) * | 2009-12-17 | 2012-02-24 | 한국과학기술원 | 초소형 가스 터빈 |
JP2012527599A (ja) * | 2009-05-22 | 2012-11-08 | アメリカ合衆国 | 小型の放射状対向流型復熱装置 |
JP2015513031A (ja) * | 2012-02-29 | 2015-04-30 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | 排気ガス再循環系を備えたガスタービンパワープラント |
CN106014498A (zh) * | 2014-09-29 | 2016-10-12 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 压胀一体对转叶轮机构 |
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---|---|---|---|---|
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CN100337013C (zh) * | 2005-09-28 | 2007-09-12 | 黄少斌 | 一种径流式汽轮机 |
NL2000188C2 (nl) * | 2006-08-18 | 2008-02-19 | Micro Turbine Technology B V | Reactieturbine met compressor. |
NL2000189C2 (nl) * | 2006-08-18 | 2008-02-19 | Micro Turbine Technology B V | Reactieturbine met generator. |
DE102008019182A1 (de) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Voith Patent Gmbh | Elektromechanischer Antrieb zur Betätigung von Ventilen |
DE102011111869A1 (de) * | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Christian Berger | Heiz und Stromgenerator zum An- oder Einbau an Heizkessel für private und gewerbliche Anlagen |
CH706151A1 (de) * | 2012-02-29 | 2013-08-30 | Alstom Technology Ltd | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine sowie Gasturbinenkraftwerk mit Zuführung von sauerstoffreduziertem Gas, insbesondere Abgas. |
CN109139264A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 武汉迈科特微型涡轮机有限责任公司 | 一种应用环形回热器的微型涡轮发电机 |
US10502424B2 (en) * | 2017-08-10 | 2019-12-10 | General Electric Company | Volute combustor for gas turbine engine |
CN111206990A (zh) * | 2019-01-15 | 2020-05-29 | 程建平 | 一种微型燃气轮发电增程器 |
CN115478910B (zh) * | 2022-09-26 | 2023-06-13 | 烟台东德实业有限公司 | 一种膨胀机预热系统 |
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GB2207191B (en) * | 1987-07-06 | 1992-03-04 | Gen Electric | Gas turbine engine |
US5628182A (en) * | 1993-07-07 | 1997-05-13 | Mowill; R. Jan | Star combustor with dilution ports in can portions |
JP3070401B2 (ja) * | 1994-08-23 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン排気構造 |
US5611197A (en) * | 1995-10-23 | 1997-03-18 | General Electric Company | Closed-circuit air cooled turbine |
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-
1999
- 1999-04-23 JP JP11154208A patent/JP2000303854A/ja active Pending
- 1999-05-03 US US09/304,482 patent/US6308513B1/en not_active Expired - Fee Related
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JP2012527599A (ja) * | 2009-05-22 | 2012-11-08 | アメリカ合衆国 | 小型の放射状対向流型復熱装置 |
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Also Published As
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---|---|
US6308513B1 (en) | 2001-10-30 |
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