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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- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
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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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- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1643085B1 (de) * | 2004-10-04 | 2013-12-11 | Jürgen Buchert | Baueinheit mit einer Gasturbinenanordnung und einem elektrischen Generator |
| 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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818696A (en) * | 1972-10-25 | 1974-06-25 | A Beaufrere | Regenerative air-cooled gas turbine engine |
| 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 |
| US6202782B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-03-20 | Takefumi Hatanaka | Vehicle driving method and hybrid vehicle propulsion system |
-
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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|---|---|---|---|---|
| KR100814170B1 (ko) | 2005-08-24 | 2008-03-17 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 증기 터빈용 증기로 |
| 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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| 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 |
| CN106014498B (zh) * | 2014-09-29 | 2017-12-01 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 压胀一体对转叶轮机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6308513B1 (en) | 2001-10-30 |
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