JPH0584376B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はガスタービン機関、更に具体的に云
えば、これに限らないが、機関によつて発生され
た熱によつて発生された蒸気の様な流体をその中
に噴射するガスタービン機関に関する。 発明の背景 現在のガスタービン機関は、とりわけ航空機、
船舶、発電機、ポンプの動力供給を含む種々の用
途に使われている。一般的に、ガスタービン機関
は予定の圧縮機流量圧力比範囲及び予定のタービ
ン流量圧力比範囲内で最も効率よく運転される様
に設計され又は構成されている。これらの範囲
は、タービンと圧縮機の間の所謂「釣合いのよた
運転」が出来る様に選ばれている。この様な釣合
いのとれた流量圧力比は、機関の所期の用途並び
にこの用途に対する機関の動力出力範囲によつて
決定される。 こういう機関は必ずしも１個の動力出力で運転
されないから、可変入口案内翼、可変フアン羽
根、可変圧縮機羽根、可変排気ノズル等の機械的
に可変形状の機関の部品を選ばれた組合せで使う
ことにより、圧縮機とタービンの間の釣合いは一
層広い範囲にわたつて拡大することが出来る。こ
の様な機械的に可変の部品が運転中に機関制御装
置によつて変調されて、相異なる運転状態の下で
予め選ばれた態様で機関の或る動作パラメータに
影響を与える。然し、機関の高温で動作するター
ビン部分にあるこの様な機械的に可変の部品は、
作るのも保守も困難であり、費用がかゝる。 発明の要約 この発明の主な目的は、広い動力運転範囲にわ
たつて好ましい熱効率を持つガスタービン機関並
びに機関の運転方法を提供することである。 この発明の別の目的は、実質的に固定の形状を
持つタービンで、機械的に可変にしたのと実質的
に同等の運転が出来る様にした機関を提供するこ
とである。 別の目的は、機関から取出した熱を使つて、タ
ービンを通る流れの熱伝達能力を強めると共にタ
ービンを介してエネルギを変換することにより、
動力出力の広い範囲にわたつて、好ましい熱効率
範囲を保つことが出来る蒸気噴射形ガスタービン
機関を提供することである。 上記並びにその他の目的及び利点は、以下図面
について実施例を説明する所から、更によく理解
されよう。図面に示したのは、この発明の典型例
のつもりであつて、その範囲を何等制約するつも
りはない。 簡単に云うと、この発明の１形式では、ガスタ
ービン機関装置が、圧縮機燃焼器及びタービンを
動作系列として持つており、燃焼器がガス状燃焼
器流出物を発生する。機関は予定の圧縮機流量圧
力比範囲及び予定のタービン流量圧力比範囲内で
好ましい熱効率で運転される様に構成されてい
る。機関装置が、燃焼器流出物の定圧比熱C_Pよ
りも大きな定圧比熱（C_P）を持つことを特徴と
する流体の源をも含む。更に、流体の源からの流
体を機関に導入し、こうして燃焼器流出物と混合
して、タービン作動媒質を作る流体導入手段も設
けられている。流体導入手段がシステム制御手段
によつて制御される。このシステム制御手段が流
体の導入を変調して、機関内の選ばれた位置に於
ける燃焼器流出物及び流体の組合せC_Pの関数と
しての単位流量に対するエネルギ伝達能力が、同
じ選ばれた位置に於ける燃焼器流出物単独のC_P
の関数としての、燃焼器流出物の等価流量のエネ
ルギ伝達能力よりも大きい様なタービン作動媒質
を供給すると共に、圧縮機及びタービンの流量圧
力比を機関の動力出力に略無関係に予定の範囲内
に保つ。 好ましい実施例では、流体が蒸気であり、過熱
であることが好ましい。この蒸気は、機関の種々
の部分から熱を抽出して水源を過熱し、水を蒸気
に変換することによつて発生することが出来る。 このガスタービン機関を運転する方法では、機
関は予定の圧縮機流量圧力比範囲及び予定のター
ビン流量圧力比範囲内で好ましい熱効率で運転さ
れる様に構成されている。この機関に流体を導入
する。この流体の流量を変調して、圧縮機及びタ
ービンの流量圧力比を機関の動力出力に略無関係
に夫々の予定の範囲内に保つ。 好ましい実施例の説明 初期のガスタービン機関は、最初は遠心形、そ
して後に軸流形の圧縮機を燃焼器部分及びタービ
ン部分と共に用いたものであるが、固定形状であ
つた。こういう機関は予め選ばれた動力出力で
は、設計通りに比較的効率よく運転することが出
来るが、外れた動力状態では効率がずつと低下し
た。ガスタービン機関の技術が進歩し、特に航空
機用に関連して進歩したことにより、可変形状が
導入された。最初、可変形状は機関の排気及び入
口部分に使われ、その後機関の他の場所にも使わ
れ、ごく最近ではタービン・ノズルに使われてい
る。一般的に、可変形状部品は運転中、ガスター
ビン機関の分野で周知の様に、機関の動力条件並
びに入口周囲条件の関数として位置ぎめされてい
た。これから判る様に、この様な可変の位置ぎめ
が出来ることが要求される機関の部品は、位置及
び形状が固定のものよりも、製造、組立て及び保
守により多くの費用がかゝる。 この発明は、機械的に固定形状にすることが出
来るが、好ましい熱効率で運転される様に設計並
びに構成することの出来るガスタービン機関を提
供する。然もこの機関は、この様な熱効率を保ち
ながら、種々の機関動力出力レベルで運転するこ
とが出来る。この発明は可変形状部品を含んでい
てもよい現在の機関に関連して役立ち得る。こう
いう現在の機関も、可変形状部品の位置の調整を
ごく少なくして、好ましい熱効率で運転すること
が出来る様にする。この発明では、蒸気の様な流
体が機関内に、典型的には少なくともタービンに
噴射され、その量は、タービン並びに夫々の圧縮
機の流量圧力比を、機関の動力出力に関係なく、
熱効率のよい運転に対する予定の範囲内で釣合せ
る様にする。 タービン及び圧縮機部分の運転を釣合せる為に
機関に噴射される流体は、定圧比熱（C_P）が、
この流体をその中に噴射する機関のガス流の定圧
比熱より大きい。この様にすると、合成の媒質又
は混合物が、冷却する部品からより多くの熱を取
去り、タービンを介してエネルギを伝達する能力
が、この流体をその中に噴射する機関のガス流の
能力よりも高くなる。例えば若干の水蒸気を含む
空気のC_Pは0.24に等しいか又はそれより大きく、
過熱蒸気のC_Pは0.55に等しいか又はそれより大き
い。両者の混合物又は組合せでは、C_Pがこの２
つの値の間で変化する。この様にタービンを通る
単位流量あたりの熱伝達及びエネルギ伝達の能力
を変えることにより、機関の動力出力が変化する
時又は選択した時、タービン及び圧縮機の流量圧
力比を好ましい範囲内で釣合いをとることが出来
る。 入口案内翼、圧縮機の静翼、タービンノズル
翼、排気ノズルの様な可変形状部品又はその組合
せを開閉する代りに、この発明は別の方法をと
る。上に述べた流体の噴射が、制御手段としての
システム制御装置によつて変調される。この制御
装置が、必ずしもこれに限らないが、圧縮機及び
タービンの流量圧力比の様な機関の動作条件に応
答する。この流体の噴射を変調することにより、
部品の位置を変えること等により、流路の物理的
な形状を変えずに、略同じ結果が達成される。こ
の発明では、利用し得る全ての回収エネルギを使
つて、その点に於ける動作効率を変えながら、そ
れが最大値より幾分低いものであつても、ガスタ
ービン機関の動作を選ばれた馬力出力に保つこと
が出来ることが理解されよう。従つて、この明細
書で云う「好ましい熱効率」と云う言葉は、必ず
しもガスタービン機関の最大熱効率と一致しない
ことがある。 実施例の説明 第１図はこの発明の比較的簡単な実施例を示
す。図示の装置のガスタービン機関は圧縮機１
０、燃焼器１２及びタービン１４を動作系列とし
て持つ。周知の様に、圧縮機１０が空気を受取つ
て圧縮し、この空気を燃焼器に導入し、そこで燃
料と混合して点火する。燃焼生成物がタービンに
導入されて、その中で膨脹する。このタービンが
圧縮機に作動接続されていて、圧縮機を駆動す
る。タービンからの排気を使つて仕事をする。例
えば動力タービンを作動したり、機関に推進用の
推力を発生したりするが、これは周知である。 この発明では第１図に示した比較的簡単なガス
タービン機関が、システム制御装置１６を含む装
置に修正される。システム制御装置１６は周知の
形式の適当に配置されたプローブ及びセンサを用
いて、機関内、特に運転中の圧縮機１０及びター
ビン１４内の温度、圧力及び流量の様な動作パラ
メータを感知する。第１図では、圧縮機１０及び
タービン１４内のこういうパラメータを感知する
ことが、夫々線１８，２０で示されている。第１
図の装置では、こういうパラメータは、圧縮機の
流量圧力比範囲及びタービンの流量圧力比範囲を
表わす値を含む。この後システム制御装置がこの
様に感知したパラメータを、好ましい熱効率範囲
に於ける機関の運転によつて生じた圧力比範囲の
様な予定の値と比較する。システム制御装置１６
に指令が与えられるか、或いはシステム制御装置
が感知されたパラメータと予め選ばれたパラメー
タの間の食い違いを決定すると、弁２２を作動
し、圧縮機１０及びタービン１４で流量圧力比範
囲の様なパラメータの所望の釣合いが設定される
まで、ノズル、導管、ポート等の２６に示す流体
導管手段を介して、流体の源２４からタービン１
４に流れる流体を制御する。こういうパラメータ
の変化は、例えば燃焼器１２に対する燃料流量に
よつて制御される機関の動力出力の選択の変更に
よつて起り得る。 前に述べた様に、流体の源２４からの流体が、
流体導入手段２６を介してタービン１４に導入さ
れるが、この流体は定圧比熱（C_P）がタービン
に対する燃焼器からの流れ（この明細書では燃焼
器流出物と呼ぶ）のC_Pよりも大きい。例えばこ
の流体としての過熱蒸気はC_Pが、等価流量の燃
焼器流出物のC_Pの1.5倍より大きい。流体の源２
４からの流体と燃焼器流出物との混合物が、流出
物と流体の組合せC_Pの関数として、タービンを
介してエネルギ伝達をする単位流量あたりの能力
又は容量が燃焼器流出物の等価流量のそれよりも
大きくなる様なタービン作動媒質になる。更に、
例えば給水ポンプを使うことによつて、余分の質
量流量を圧縮するのに殆んど動力を使わない。シ
ステム制御装置１６の影響により、タービンの流
量圧力比範囲は、予め選ばれた成分の並びに機関
の全体的な熱効率を生ずる様な範囲に保たれると
共に、圧縮機１０には、好ましい熱効率並びに／
又は動力出力で運転される様に機関を設計した予
定の圧縮機流量圧力比範囲を持たせる。 当業者であれば判る様に、第１図に示す装置
は、現在推進用に車輛に使われ、又は車輛で運転
する様に計画されているか、或いは種々の形式の
動力発生器として使われる更に高級な装置又はガ
スタービン機関に較べて、比較的簡単である。第
２図はこの発明の更に複雑な実施例を示す。 第２図の装置では、機関が、第２図に示す動作
系列として、低圧タービン３０と接続されて、そ
れによつて駆動される低圧圧縮機２８、及び高圧
タービン３４と接続されて、それによつて駆動さ
れる高圧圧縮機３２を持つている。圧縮機とター
ビンの間の動作系列内に燃焼器３６が配置されて
いる。この動作系列で低圧タービン３４より下流
側には自由運転の動力タービン３８があり、これ
から機関の動力出力を取出す。動力タービン３８
を通過した排気が排気装置４０から出て行く。複
数個の圧縮機及び対応するタービンを含むガスタ
ービン機関装置が米国特許第3677012号及び同第
3620009号に詳しく記載されている。後に挙げた
米国特許には自由タービンの説明がある。 この様な比較的複雑なガスタービン機関装置の
この発明による変更が第２図に示されている。こ
の実施例では、圧縮機及びタービンの運転を釣合
せる為に使われる流体が、水源４２から発生され
た蒸気である。中間冷却器４６が、低圧圧縮機２
８及び高圧圧縮機３２の間の少なくとも部分的な
機関空気流順序の中に配置され、排気熱交換器４
８が排気装置４０内の少なくとも部分的な機関排
気流順序内に配置されている。水源４２からの水
が、流体制御装置６８によつて制御されるポンプ
４４で構成された水圧送手段により、流体導管装
置４３を介して、最初は中間冷却器４６に、そし
てその後排気熱交換器４８に順次移送される。機
関の排気の熱だけから、又は排気装置４０内にあ
る１つ又は更に多くの補助燃焼器又はバーナ４９
からの熱と組合さつて、所望の量の、過熱の様な
状態にある蒸気が排気熱交換器４８で発生され
る。排気熱交換器４８で発生された蒸気は、第２
図に示す様に、１つ又は更に多くの弁と流体の流
れが続いており、これらの弁はシステム制御装置
６６と協働して、排気熱交換器４８から機関の選
ばれた部分に対する蒸気の流量を制御するのを助
ける様に作用する。 第２図に示す実施例では、熱交換器４８を通る
流体導管装置４３が、並列に配置された一連の弁
５０，５２，５４，５６と流体の流れが通じる様
になつている。これらの弁は、燃焼器３６、高圧
タービン３４、低圧タービン３０及び動力タービ
ン３８という機関の各位置に対する流体の制御を
助ける様に作用する。機関の部品の区域又は各位
置にこの様に流体を噴射する為に、一連の流体導
入手段５８，６０，６２，６４が設けられてお
り、これらは燃焼器、高圧タービン、低圧タービ
ン及び動力タービンに流体を導入する様に夫々構
成されている。これらの手段は例えばポート、オ
リフイス、ノズル等のいろいろな形にすることが
出来る。 この装置にシステム制御装置６６が含まれてお
り、これは他の機能の中でも、機関のタービン及
び圧縮機部分に於ける、システム制御装置６６に
よつて感知された機関の動作パラメータの関数と
して、５０，５２，５４，５６に示す様な流体流
量弁の動作を調整する。 前に述べた様に、第２図はこの発明の更に複雑
な形式の１つを表わしている。第２図に示す形式
の機関で、例えば第１図に示す形式の様な更に簡
単にした装置を運転することが望ましいことがあ
る。この場合、弁５２を介して高圧タービン３４
に蒸気の様な流体を噴射して、高圧圧縮機３２と
高圧タービン３２の運転の釣合いをとることによ
り、図示の機関の熱効率を改善することが出来
る。 第２図に示した装置の動作について説明する
と、水源４２からの水が中間冷却器４６に通され
て、低圧圧縮機２８で圧縮された空気から熱を抽
出する。この熱の抽出により、中間冷却器４６を
通過する水の温度が高くなり、こうして高圧圧縮
機３２に入る空気の温度及び容積を低下させる。
低圧圧縮機２８と高圧圧縮機３２の間を通過する
加圧された空気の温度と容積が低下することは、
高圧圧縮機３２が更に効率よく動作することが出
来る様にする。これによつて高圧圧縮機３２を駆
動する高圧タービン３４は、選ばれた運転状態の
下で、燃焼器３６に噴射する必要のある燃料の点
で、更に効率よく運転する様に設計することが出
来る。 中間冷却器４６を通過して加熱された水が、高
圧（例えば圧縮機の吐出圧力に等しい）給水ポン
プ４４等によつて、更に導管装置４３を介して排
気熱交換器４８に圧送される。この熱交換器は、
過熱された水を、単独の又は１つ或いは更に多く
の燃焼器４９からの熱と組合せた機関の排気か
ら、所望の熱又は過熱状態での蒸気に変換する様
に構成されている。この点、システム制御装置６
６は、低圧圧縮機２８に対する空気入口温度を感
知して、給水制御装置６８を介して給水ポンプ４
４の運転を調節すると共に燃焼器４９の動作を制
御する様に改造することが出来る。圧縮機の入口
温度が低い時、機関のタービン及び圧縮機部分の
運転を釣合せるのに必要な蒸気量を供給するのに
必要な水の流量は一層少なくてよいことがある。
こういう状態では、２つの中間冷却器を設けるこ
とが出来る。一方は最高温度の水を希望する４６
に示す様な中間冷却器に水を循環させ、他方は圧
縮機の空気温度を最低にする為に使われる。 排気熱交換器４８で発生された蒸気が、機関の
所望の運転にとつて必要とする通りに、システム
制御装置６６によつて、弁５０，５２，５４，５
６の内の１つ又は更に多くに送られる。システム
制御装置が機関の圧縮機及びタービン部分の圧力
比の様な動作状態を感知する。 この発明に従つて、種々の組合せで、１つ又は
更に多くの流体弁及び噴射手段を設けるか、或い
は使える様にすることの判断は、機関の設計技術
者により、又は機関の所期の用途に応じた機関の
修正技師によつて下される。例えば、排気装置に
よつて発生される様な蒸気を弁５０及び蒸気導入
手段５８を介して燃焼器３６に導入すると、高圧
タービン３４及び低圧タービン３０の圧力比範囲
が下がり、その結果、動力タービン３８の圧力比
が一層高くなる。タービンの質量流量が増加し、
単位流量あたりの熱及びエネルギ伝達が改善され
る為、動力タービン３８から得られる仕事出力
は、普通の運転の場合よりもずつと大きくなる。 第３図は、この発明の更に複雑な別の実施例を
示しており、第２図と同じ部分には同じ参照符号
を用いている。第３図では、流体導管装置が複数
個の別々の導管、図示例では、夫々弁５１，５
３，５５に関連した高圧、中圧及び低圧導管４３
Ｈ，４３Ｍ，４３Ｌに分れている。装置のこの
各々の導管の圧力が他とは異なり、機関に対する
蒸気の導入区域に応じて、並びに機関の運転に於
けるこういう蒸気の機能に応じて、システム制御
装置６６の指示により、水制御装置６８によつて
制御され且つ調節される。第２図にも示したが、
特に第３図に示す様な装置は、例えば上に述べた
機関の運転の釣合いをとる為、並びに機関の部品
を冷却する為の両方の目的に使うことが出来る。
こうして、一層高い圧力の蒸気を燃焼器３６より
上流側の機関内の５７で示す所に噴射して、燃焼
器並びに機関の他の内部部品及び下流側の部品を
冷却することが出来る。 或る発電設備では、発電機の規模又は電力需要
によつて、動力出力が制約を受けることがある。
こういう場合、一般的にNO_x放出物と呼ばれる
窒素酸化物の放出を制御する為に、機関の５８の
所で蒸気を導入し、且つ６２及び６４の所で導入
して、空気流を減らして機関を定格温度で運転
し、低下した動力で蒸気発生量を増やすと共に
高／ピーク熱効率が得られる様にする。 これまで説明した様に、この発明は外れた動力
状態の下で、ガスタービン機関を選ばれた高い熱
効率範囲で運転することが出来る様にする。然
し、この他に提案されている蒸気噴射装置と異な
り、この発明のガスタービン機関は、蒸気の様な
流体を噴射せずに運転することも出来る。然し、
機関が特に蒸気噴射用に設計されている時、設計
されたピーク熱効率範囲で蒸気なしで運転する
と、一般的には蒸気を使う時よりも、動力出力レ
ベルが低くなる。こういう状態では、タービン部
分と圧縮機部分の流量圧力比範囲の間に釣合いが
とれる様に設計することが出来、外部流体の導入
又は噴射は必要としない。この為、この発明はガ
スタービン機関装置を種々の選ばれた出力状態で
運転することが出来る様にし、然もガスタービン
機関は終始高いレベルの熱効率で運転される。然
し、回収蒸気流が増加すれば、それを使つて熱効
率を更に高くすることが出来る。

【表】 こゝに挙げた表は、第４図の装置に示した機関
の４つの構成の場合の計算データの比較である。
即ち、中間冷却器がない場合、中間冷却器単独の
場合、中間冷却器、排気熱交換器、及び燃焼器の
区域と低圧タービンに対する過熱蒸気の噴射を用
いた場合、並びに排気熱交換器と燃焼器区域及び
低圧タービンに対する過熱蒸気の噴射を用いた場
合である。この計算は「標準日運転」に基づく。
つまり、周囲圧力を14693ポンド／平方吋（絶対
値）とし、温度を518〓とする。 この表に使われる記号の意味は次の通りであ
る。 LBS／SEC 毎秒ポンド数 LPC 低圧圧縮機 HPC 高圧圧縮機 HPT 高圧タービン LPT 低圧タービン PT 動力タービン HP 馬力 LHV 燃料の低発熱量 SFC 燃料消費率 LPS／HP−HR 馬力一時間あたりのポンド
数 この表のデータを掲げたのは、こゝに示す他の
配置に較べて、中間冷却器と蒸気噴射の組合せを
使う配置によつて表わされたこの発明の潜在的な
利点を示す為である。この構成並びにこの発明の
例について表に示したデータは、燃焼器区域及び
低圧タービンの入口に対する蒸気噴射の３種類の
状態の下で得られたものであり、それに伴うパラ
メータが示されている。輸出力馬力で示す様に、
中間冷却器と過熱蒸気の噴射の組合せを使うこと
によつて表わされるこの発明の好ましい形の配置
は、他の配置に較べて、馬力を２倍以上にするこ
とが出来、然も熱効率を高くし、機関の燃料消費
率を下げる。 この発明を特定の代表的な例及び実施例につい
て説明したが、当業者であれば、この発明の範囲
内でこの発明にこの他の例及び構成を用いること
が出来ることは云うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関及びこの発明の装置の比較的簡単
な１形式の略図、第２図は更に複雑な形の機関及
びこの発明の装置の略図、第３図は別の更に複雑
な形の機関及びこの発明の装置の略図である。 主な符号の説明、１０……圧縮機、１２……燃
焼器、１４……タービン、１６……システム制御
装置、２２……流量弁、２４……流体の源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮機、ガス状流出物を発生する燃焼器及び
   タービンを動作系列として有するガスタービン機
   関と、前記燃焼器流出物の定圧比熱（C_P）より
   も高い定圧比熱（C_P）を持つ流体の源と、該流
   体の源からの流体を機関に導入する流体導入手段
   と、該流体導入手段と作動接続され機関への流体
   の導入を制御する流体制御手段と、システム制御
   手段とを有するガスタービン機関装置に於て、該
   機関が、予定の好ましい圧縮機流量圧力比範囲及
   び予定の好ましいタービン流量圧力比範囲内で好
   ましい熱効率範囲で流体を導入せずにガスタービ
   ン機関として運転される様に設計構成されてい
   て、前記システム制御手段が、 (a) 動作圧縮機流量圧力比を同定するのに十分な
   実際の圧縮機動作パラメータを感知し、動作圧
   縮機流量圧縮比に関連した圧縮機制御信号を発
   生する圧縮機感知手段と、 (b) 動作タービン流量圧力比を同定するのに十分
   な実際のタービン動作パラメータを感知し、動
   作タービン流量圧力比に関連したタービン制御
   信号を発生するタービン感知手段と、 (c) 前記圧縮機制御信号と前記タービン制御信号
   とを前記システム制御手段に伝達する手段と、 を有し、 前記システム制御手段は更に、感知され伝達さ
   れた前記圧縮機制御信号および前記タービン制御
   信号を、予定の圧縮機およびタービンの好ましい
   流量圧力比範囲と比較する手段と、前記流体制御
   手段を動作させて機関への流体の導入を変調して
   前記圧縮機および前記タービンの動作流量圧力比
   を予定の好ましい範囲に保つ手段とを有する、シ
   ステム制御手段。 ２ 特許請求の範囲１に記載したガスタービン機
   関装置に於て、前記流体が蒸気であるガスタービ
   ン機関装置。 ３ 特許請求の範囲２に記載したガスタービン機
   関装置に於て、前記蒸気が過熱状態であるガスタ
   ービン機関装置。 ４ 特許請求の範囲２に記載したガスタービン機
   関装置に於て、流体の源が水源であり、更に、該
   水源からの水を蒸気に変換する為に機関から熱を
   抽出する手段と、前記蒸気を流体導入手段に供給
   する手段とを有するガスタービン機関装置。 ５ 特許請求の範囲４に記載したガスタービン機
   関装置に於て、圧縮機が多段を持ち、更に、圧縮
   機の段間の少なくとも部分的な機関空気流順序内
   に配置されていて、前記水源からの水を受取る中
   間冷却器と、少なくとも部分的な機関排気流順序
   の中に配置されていて、前記中間冷却器からの水
   を受取る排気熱交換器と、前記水源からの水を最
   初は中間冷却器に、２番目に排気熱交換器に直列
   に圧送して蒸気を発生する水圧送手段とを有し、
   前記システム制御手段が蒸気の状態を感知して中
   間冷却器を通る水の流量並びに排気熱交換器を通
   る蒸気をも変調する手段を有する、ガスタービン
   機関装置。 ６ 特許請求の範囲５に記載したガスタービン機
   関装置に於て、前記排気熱交換器に追加の熱を供
   給する様に配置された補助燃焼器を含み、前記シ
   ステム制御手段が補助燃焼器の動作をも制御し、
   感知した蒸気の状態に応答して、前記排気熱交換
   器で選ばれた状態の選ばれた量の蒸気を発生する
   ガスタービン機関装置。 ７ 特許請求の範囲５に記載したガスタービン機
   関装置が、 (a) 低圧圧縮機、高圧圧縮機、燃焼器、高圧ター
   ビン、低圧タービン及び排気装置を動作系列と
   して含んでおり、前記低圧圧縮機が前記低圧タ
   ービンと作動接続され、前記高圧圧縮機が前記
   高圧タービンと作動接続されたガスタービン機
   関と、 (b) 水源と、 (c) 低圧圧縮機及び高圧圧縮機の間の少なくとも
   部分的な空気流順序の中にあつて、水源からの
   水を受取つて加熱する中間冷却器と、 (d) 排気装置内の少なくとも部分的な機関排気流
   順序内にあつて、中間冷却器で加熱された水か
   ら蒸気を発生する排気熱交換器と、 (e) 流体導管装置と、 (f) 該流体導管装置に接続されて、前記水源から
   の水を最初は中間冷却器に圧送して水を加熱す
   ると共に低圧圧縮機の吐出空気を冷却し且つそ
   の容積及び温度を下げると共に、２番目に排気
   熱交換器に圧送して機関の排気から熱を抽出す
   ると共に前記水から蒸気を発生する様に、前記
   導管装置に順次圧送する水圧送手段と、 (g) 前記流体導管装置に接続されていて、前記排
   気熱交換器からの蒸気を高圧タービン及び低圧
   タービンの内の少なくとも一方に導入して燃焼
   器流出物と混合し、タービン作動媒質を作る蒸
   気導入手段と、 (h) システム制御手段とからなり、 前記機関が高圧圧縮機の予定の流量圧力比範囲
   および高圧タービンおよび低圧タービンの予定の
   流量圧力比範囲内で好ましい熱効率範囲で流体を
   導入せずにガスタービン機関として運転される様
   に設計構成されていて、前記流体導管装置は、順
   次前記水源から水を加熱する前記中間冷却器を介
   して、蒸気を発生する前記排気熱交換器を介し
   て、蒸気導入手段に接続され、 前記システム制御手段が、 (a) 動作高圧圧縮機流量圧力比を同定するのに十
   分な実際の高圧圧縮機動作パラメータを感知
   し、動作高圧圧縮機流量圧縮比に関連した高圧
   圧縮機制御信号を発生する高圧圧縮機感知手段
   と、 (b) 動作高圧および低圧タービン流量圧力比を同
   定するのに十分な実際の高圧および低圧タービ
   ン動作パラメータを感知し、動作高圧および低
   圧タービン流量圧力比にそれぞれ関連した高圧
   タービン制御信号および低圧タービン制御信号
   を発生するタービン感知手段と、 (c) 前記圧縮機制御信号およびタービン制御信号
   を前記システム制御手段に伝達する手段と、 を有し、 前記システム制御手段は更に、感知され伝達さ
   れた前記圧縮機制御信号および前記タービン制御
   信号を、予定の圧縮機およびタービンの好ましい
   流量圧力比範囲と比較する手段と、前記水圧送手
   段および前記蒸気導入手段を動作させて、前記中
   間冷却器を通る水量および機関への蒸気の導入を
   変調して前記高圧圧縮機および前記タービンの動
   作流量圧力比を予定の好ましい範囲に保つ手段と
   を有する、システム制御手段。 ８ 特許請求の範囲７に記載したガスタービン機
   関装置に於て、前記排気熱交換器に追加の熱を供
   給する様に排気装置内に配置された補助燃焼器を
   有し、前記システム制御手段は補助燃焼器の動作
   をも制御して排気熱交換器で選ばれた状態の選ば
   れた量の蒸気を発生するガスタービン機関装置。 ９ 特許請求の範囲７に記載したガスタービン機
   関装置に於て、ガスタービン機関が前記低圧ター
   ビン及び排気装置の間の動作系列内にある独立の
   動力タービンを含んでおり、前記蒸気導入手段が
   高圧タービン、低圧タービン及び動力タービンの
   内の少なくとも１つに蒸気を導入する手段を含ん
   でいるガスタービン機関装置。 １０ 特許請求の範囲７に記載したガスタービン
   機関装置に於て、蒸気導入手段が燃焼器、高圧タ
   ービン及び低圧タービンの内の少なくとも１つに
   蒸気を導入する手段を含んでいるガスタービン機
   関装置。 １１ 特許請求の範囲７に記載したガスタービン
   機関装置に於て、蒸気導入手段が機関の複数個の
   位置に蒸気を導入する様に構成されており、前記
   流体導管手段が何れも互いに異なる圧力を持つ複
   数個の別々の導管で構成されているガスタービン
   機関装置。 １２ 特許請求の範囲２に記載したガスタービン
   機関装置に於て、蒸気導入手段が燃焼器に第１の
   圧力で、タービンに第１の圧力と異なる第２の圧
   力で導入する様に構成されている、ガスタービン
   機関装置。