JPH10246125A - ガスタービン発電機 - Google Patents
ガスタービン発電機Info
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- JPH10246125A JPH10246125A JP6170797A JP6170797A JPH10246125A JP H10246125 A JPH10246125 A JP H10246125A JP 6170797 A JP6170797 A JP 6170797A JP 6170797 A JP6170797 A JP 6170797A JP H10246125 A JPH10246125 A JP H10246125A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービン効率を高めると共に、排ガス中
に含まれる窒素酸化物をなくすこと。 【解決手段】 燃焼器４１内で、ブラウンズガスにより
作られた高温反応場で水／油混合燃料を空気を用いずに
燃焼させることにより作動流体を発生させる。ガスター
ビン２から排出される使用済み作動流体ガスの熱を利用
してつくられた水蒸気によって燃焼器４１のケースの冷
却を行う。また、冷却に使用された水蒸気を燃焼器４１
内に供給し、作動流体の温度調節を行う。
に含まれる窒素酸化物をなくすこと。 【解決手段】 燃焼器４１内で、ブラウンズガスにより
作られた高温反応場で水／油混合燃料を空気を用いずに
燃焼させることにより作動流体を発生させる。ガスター
ビン２から排出される使用済み作動流体ガスの熱を利用
してつくられた水蒸気によって燃焼器４１のケースの冷
却を行う。また、冷却に使用された水蒸気を燃焼器４１
内に供給し、作動流体の温度調節を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気を使用するこ
となしに水／油混合燃料を用いてガスタービンを駆動さ
せるための作動流体を発生させるようにしたガスタービ
ン発電機に関するものである。
となしに水／油混合燃料を用いてガスタービンを駆動さ
せるための作動流体を発生させるようにしたガスタービ
ン発電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービン発電機においては、
燃焼器においてガス又は油を燃焼させて作動流体である
ガスを発生させる場合、その燃焼効率を確保するため、
発電機の出力軸にコンプレッサを取り付け、このコンプ
レッサにより圧縮空気を発生させて燃焼器に供給する構
成が一般に採用されている。
燃焼器においてガス又は油を燃焼させて作動流体である
ガスを発生させる場合、その燃焼効率を確保するため、
発電機の出力軸にコンプレッサを取り付け、このコンプ
レッサにより圧縮空気を発生させて燃焼器に供給する構
成が一般に採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の構
成によると、次のような問題点があった。第１に、発電
機の軸出力の約１／２が圧縮空気を発生させるために消
費されるが、この圧縮機は大気を取り込んで圧縮空気を
発生させるものであるから燃焼反応には寄与しない窒素
ガスが約８割も含まれることとなり、結局、発電機の軸
出力の相当な部分が燃焼反応の促進に関係のない窒素ガ
スの圧縮のために消費されてしまい、従来のガスタービ
ン発電機は効率が低いとう問題点を有している。第２
に、コンプレッサで圧縮された酸素とともにそれ以上の
量の窒素が燃焼器に送り込まれる結果、ガスタービン効
率を高めるために燃焼温度を上げると排ガス中に含まれ
る窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が増加することとなり、環
境規制を受けることになるという問題が生じていた。
成によると、次のような問題点があった。第１に、発電
機の軸出力の約１／２が圧縮空気を発生させるために消
費されるが、この圧縮機は大気を取り込んで圧縮空気を
発生させるものであるから燃焼反応には寄与しない窒素
ガスが約８割も含まれることとなり、結局、発電機の軸
出力の相当な部分が燃焼反応の促進に関係のない窒素ガ
スの圧縮のために消費されてしまい、従来のガスタービ
ン発電機は効率が低いとう問題点を有している。第２
に、コンプレッサで圧縮された酸素とともにそれ以上の
量の窒素が燃焼器に送り込まれる結果、ガスタービン効
率を高めるために燃焼温度を上げると排ガス中に含まれ
る窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が増加することとなり、環
境規制を受けることになるという問題が生じていた。
【０００４】本発明の目的は、したがって、従来技術に
おける上述の問題点を解決することができるようにし
た、ガスタービン発電機を提供することにある。
おける上述の問題点を解決することができるようにし
た、ガスタービン発電機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の特徴は、作動流体発生装置と該作動流体発生
装置からの作動流体の流体圧により運転されるガスター
ビンと、該ガスタービンにより駆動される発電機とを備
えて成るガスタービン発電機において、前記作動流体発
生装置がブラウンズガスと水／油混合燃料との混焼によ
り高圧のガスを前記作動流体として発生させるようにな
っている点にある。
の本発明の特徴は、作動流体発生装置と該作動流体発生
装置からの作動流体の流体圧により運転されるガスター
ビンと、該ガスタービンにより駆動される発電機とを備
えて成るガスタービン発電機において、前記作動流体発
生装置がブラウンズガスと水／油混合燃料との混焼によ
り高圧のガスを前記作動流体として発生させるようにな
っている点にある。
【０００６】ブラウンズガスは水の電気分解により得ら
れる非爆発性の水素／酸素ガス混合体であって、その燃
焼温度は理論値として３，４５０°Ｃとなる公知のガス
であり、１９７０年初頭にブルガリア生れのコール・ブ
ラウン教授によって発明されたものである。ブラウンズ
ガスの特徴は、水素の体積２に対して酸素の体積１とい
う割合が厳格に維持されれば安全に混合（燃焼）できる
点にあり、貯蔵しておくことも可能である。
れる非爆発性の水素／酸素ガス混合体であって、その燃
焼温度は理論値として３，４５０°Ｃとなる公知のガス
であり、１９７０年初頭にブルガリア生れのコール・ブ
ラウン教授によって発明されたものである。ブラウンズ
ガスの特徴は、水素の体積２に対して酸素の体積１とい
う割合が厳格に維持されれば安全に混合（燃焼）できる
点にあり、貯蔵しておくことも可能である。
【０００７】作動流体発生装置は、燃焼器を備え、この
燃焼器内でブラウンズガスを燃焼させて高温状態を作
り、この高温状態のブラウンズガスと水／油混合燃料と
を混焼させる構成とすることができる。このように、所
要の作動流体ガスを得るための燃焼反応に空気を殆ど使
用しないため、窒素酸化物が排ガス中に含まれるのを有
効に防止できるし、二酸化炭素の発生も殆どない。な
お、ブラウンズガス燃焼の完結後に発生する水蒸気はガ
スタービンブルードの作動流体として優れた作動流体ガ
スであることはスチームタービンで実証されているとこ
ろである。
燃焼器内でブラウンズガスを燃焼させて高温状態を作
り、この高温状態のブラウンズガスと水／油混合燃料と
を混焼させる構成とすることができる。このように、所
要の作動流体ガスを得るための燃焼反応に空気を殆ど使
用しないため、窒素酸化物が排ガス中に含まれるのを有
効に防止できるし、二酸化炭素の発生も殆どない。な
お、ブラウンズガス燃焼の完結後に発生する水蒸気はガ
スタービンブルードの作動流体として優れた作動流体ガ
スであることはスチームタービンで実証されているとこ
ろである。
【０００８】ブラウンズガスと水／油混合燃料との混焼
をより一層確実に行わせるため、少量の酸素、又はオゾ
ンを適宜の手段により供給する構成とするのが好まし
い。
をより一層確実に行わせるため、少量の酸素、又はオゾ
ンを適宜の手段により供給する構成とするのが好まし
い。
【０００９】本発明の他の特徴は、燃焼器内でブラウン
ズガスと水／油混合燃料とを混焼させた場合に燃焼器の
ケースを高温状態から護るため、ガスタービンから排出
される使用済み作動流体ガスの熱を利用して水蒸気を発
生する水蒸気発生器を設け、該水蒸気発生器から出力さ
れる水蒸気によって燃焼器のケースの冷却を行うように
した点にある。
ズガスと水／油混合燃料とを混焼させた場合に燃焼器の
ケースを高温状態から護るため、ガスタービンから排出
される使用済み作動流体ガスの熱を利用して水蒸気を発
生する水蒸気発生器を設け、該水蒸気発生器から出力さ
れる水蒸気によって燃焼器のケースの冷却を行うように
した点にある。
【００１０】燃焼器ケースの水蒸気による冷却は、例え
ば燃焼器ケースを２重構造とし、外部ケースと内部ケー
スとの間に形成される空間に水蒸気を流すことによりケ
ースの温度が所定値以上となることがないようにする構
成とすることができる。
ば燃焼器ケースを２重構造とし、外部ケースと内部ケー
スとの間に形成される空間に水蒸気を流すことによりケ
ースの温度が所定値以上となることがないようにする構
成とすることができる。
【００１１】本発明の別の特徴は、燃焼器内でブラウン
ズガスと水／油混合燃料とを混焼させた場合に燃焼器の
ケースを高温状態から護るため、ガスタービンから排出
される使用済み作動流体ガスの熱を利用して水蒸気を発
生する水蒸気発生器を設け、該水蒸気発生器から出力さ
れる水蒸気を冷却媒体として燃焼器のケースの冷却を行
い、冷却に使用された水蒸気を前記燃焼器からの出力ガ
スに混合して作動流体ガスの温度とタービンブルードと
の温度マッチングを行うようにした点にある。冷却のた
めに使用された水蒸気を、例えば燃焼器の排ガス出力口
付近へ吹き出させる構成により、燃焼器から出力される
作動流体ガスの温度とタービンブルードとの温度マッチ
ングを行うようにしてもよい。
ズガスと水／油混合燃料とを混焼させた場合に燃焼器の
ケースを高温状態から護るため、ガスタービンから排出
される使用済み作動流体ガスの熱を利用して水蒸気を発
生する水蒸気発生器を設け、該水蒸気発生器から出力さ
れる水蒸気を冷却媒体として燃焼器のケースの冷却を行
い、冷却に使用された水蒸気を前記燃焼器からの出力ガ
スに混合して作動流体ガスの温度とタービンブルードと
の温度マッチングを行うようにした点にある。冷却のた
めに使用された水蒸気を、例えば燃焼器の排ガス出力口
付近へ吹き出させる構成により、燃焼器から出力される
作動流体ガスの温度とタービンブルードとの温度マッチ
ングを行うようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例につき詳細に説明する。図１は、本発明
によるガスタービン発電機の実施の形態の一例を示す概
略構成図である。ガスタービン発電機１は、ガスタービ
ン２と、ガスタービン２の出力軸２Ａに連結された交流
発電機３と、ガスタービン２に作動流体ガスを供給する
ための作動流体発生装置４とを備えて成り、作動流体発
生装置４において後述の如くして発生せしめられた作動
流体ガスがパイプ５を介してガスタービン２に供給さ
れ、これにより生じる出力軸２Ａの回転により交流発電
機３が駆動される構成である。ガスタービン２及び交流
発電機３は公知の構成のものであるから、ここではこれ
らの構成についてのこれ以上の説明は省略する。
施の形態の一例につき詳細に説明する。図１は、本発明
によるガスタービン発電機の実施の形態の一例を示す概
略構成図である。ガスタービン発電機１は、ガスタービ
ン２と、ガスタービン２の出力軸２Ａに連結された交流
発電機３と、ガスタービン２に作動流体ガスを供給する
ための作動流体発生装置４とを備えて成り、作動流体発
生装置４において後述の如くして発生せしめられた作動
流体ガスがパイプ５を介してガスタービン２に供給さ
れ、これにより生じる出力軸２Ａの回転により交流発電
機３が駆動される構成である。ガスタービン２及び交流
発電機３は公知の構成のものであるから、ここではこれ
らの構成についてのこれ以上の説明は省略する。
【００１３】作動流体発生装置４は燃焼器４１を有して
おり、燃焼器４１において水／油混合燃料をブラウンズ
ガスの燃焼による高温状態の下でブラウンズガスと共に
混焼させ、これにより生じた排ガスをパイプ５を介して
ガスタービン２に作動流体ガスとして供給する構成とな
っている。符号４２で示されるのは、水／油混合燃料を
貯蔵しておくための燃料タンクである。水／油混合燃料
は水と油とを１：１の比率で混合した公知の水／油混合
燃料を使用することができるが、水の比率が油のそれよ
り大きくてもよい。燃料タンク４２は気液分離器４３と
パイプ４４によって連結されており、パイプ４４の途中
に設けられたポンプ４５によって燃料タンク４２内の水
／油混合燃料が気液分離器４３に送られる。気液分離器
４３からは水と油との混合ガスが燃料パイプ４６を介し
て燃焼器４１に送られる。
おり、燃焼器４１において水／油混合燃料をブラウンズ
ガスの燃焼による高温状態の下でブラウンズガスと共に
混焼させ、これにより生じた排ガスをパイプ５を介して
ガスタービン２に作動流体ガスとして供給する構成とな
っている。符号４２で示されるのは、水／油混合燃料を
貯蔵しておくための燃料タンクである。水／油混合燃料
は水と油とを１：１の比率で混合した公知の水／油混合
燃料を使用することができるが、水の比率が油のそれよ
り大きくてもよい。燃料タンク４２は気液分離器４３と
パイプ４４によって連結されており、パイプ４４の途中
に設けられたポンプ４５によって燃料タンク４２内の水
／油混合燃料が気液分離器４３に送られる。気液分離器
４３からは水と油との混合ガスが燃料パイプ４６を介し
て燃焼器４１に送られる。
【００１４】符号４７で示されるのはブラウンズガス発
生器であり、ブラウンズガス発生器４７は図示しない純
水供給器から供給される純水を電気分解してブラウンズ
ガスを発生する。ここで、電気分解に必要な電気エネル
ギーは、図示しないバッテリ及びガスタービン発電機１
によって得られた電気エネルギーを用いて賄う構成とな
っている。しかし、ブラウンズガス発生器４７における
電気分解に必要な電気エネルギーの供給形態をこれに限
定することなく、公知の適宜の供給形態としてもよい。
純水を電気分解することによってブラウンズガスを発生
させる構成それ自体は公知であるから、ブラウンズガス
発生器４７のそのための詳細構成を説明するのを省略す
る。ブラウンズガス発生器４７において発生したブラウ
ンズガスは、ガスパイプ４８を介して燃焼器４１に供給
される。
生器であり、ブラウンズガス発生器４７は図示しない純
水供給器から供給される純水を電気分解してブラウンズ
ガスを発生する。ここで、電気分解に必要な電気エネル
ギーは、図示しないバッテリ及びガスタービン発電機１
によって得られた電気エネルギーを用いて賄う構成とな
っている。しかし、ブラウンズガス発生器４７における
電気分解に必要な電気エネルギーの供給形態をこれに限
定することなく、公知の適宜の供給形態としてもよい。
純水を電気分解することによってブラウンズガスを発生
させる構成それ自体は公知であるから、ブラウンズガス
発生器４７のそのための詳細構成を説明するのを省略す
る。ブラウンズガス発生器４７において発生したブラウ
ンズガスは、ガスパイプ４８を介して燃焼器４１に供給
される。
【００１５】次に、図２を参照して燃焼器４１の構成に
ついて説明する。燃焼器４１は外筒５１と内筒５２とか
ら成る燃焼筒５３を備え、外筒５１と内筒５２との間に
後述する冷却用水蒸気を通過させるための空間５４が形
成されるよう外筒５１と内筒５２とが間隔をあけて設け
られている。内筒５２内に形成される燃焼室Ｃにおいて
ブラウンズガスと水／油混合燃料とを混焼させるため、
燃焼筒５３には、ガス状の水／油混合燃料を燃焼室Ｃ内
に供給するための燃料ノズル５５と、ブラウンズガスを
燃焼室Ｃ内に供給するためのガスノズル５６とが設けら
れている。燃料ノズル５５は燃料パイプ４６を介して送
られてくるガス状の水／油混合燃料を燃焼室Ｃ内に供給
する。一方、ガスノズル５６はガスパイプ４８と連結さ
れ、ガスパイプ４８を介して送られてくるブラウンズガ
スを内筒５２内に供給する。
ついて説明する。燃焼器４１は外筒５１と内筒５２とか
ら成る燃焼筒５３を備え、外筒５１と内筒５２との間に
後述する冷却用水蒸気を通過させるための空間５４が形
成されるよう外筒５１と内筒５２とが間隔をあけて設け
られている。内筒５２内に形成される燃焼室Ｃにおいて
ブラウンズガスと水／油混合燃料とを混焼させるため、
燃焼筒５３には、ガス状の水／油混合燃料を燃焼室Ｃ内
に供給するための燃料ノズル５５と、ブラウンズガスを
燃焼室Ｃ内に供給するためのガスノズル５６とが設けら
れている。燃料ノズル５５は燃料パイプ４６を介して送
られてくるガス状の水／油混合燃料を燃焼室Ｃ内に供給
する。一方、ガスノズル５６はガスパイプ４８と連結さ
れ、ガスパイプ４８を介して送られてくるブラウンズガ
スを内筒５２内に供給する。
【００１６】符号５７はガスノズル５６から燃焼室Ｃ内
に吹き出すブラウンズガスに着火するための着火器であ
り、着火器５７は図示しない制御ユニットからの電気信
号に応答して点火火花を発生させ、これによりブラウン
ズガスへの着火を行う。したがって、ガスノズル５６か
らブラウンズガスを燃焼室Ｃ内に供給して着火器５７に
よる点火火花でブラウンズガスに着火させることによ
り、燃焼室Ｃ内にはブラウンズガス炎５８が生じる。ブ
ラウンズガス炎５８は特に外部からの酸素供給がなくて
も燃焼し、燃焼室Ｃ内で容易に２，５００°Ｃ以上の高
温状態を作り出す。
に吹き出すブラウンズガスに着火するための着火器であ
り、着火器５７は図示しない制御ユニットからの電気信
号に応答して点火火花を発生させ、これによりブラウン
ズガスへの着火を行う。したがって、ガスノズル５６か
らブラウンズガスを燃焼室Ｃ内に供給して着火器５７に
よる点火火花でブラウンズガスに着火させることによ
り、燃焼室Ｃ内にはブラウンズガス炎５８が生じる。ブ
ラウンズガス炎５８は特に外部からの酸素供給がなくて
も燃焼し、燃焼室Ｃ内で容易に２，５００°Ｃ以上の高
温状態を作り出す。
【００１７】燃料ノズル５５は、２，５００°Ｃ以上と
なっているブラウンズガス炎５８に向けてガス状の水／
油混合燃料を供給し、ブラウンズガス炎５８により作ら
れた高温反応場により水／油混合燃料を完全燃焼させる
構成となっている。
なっているブラウンズガス炎５８に向けてガス状の水／
油混合燃料を供給し、ブラウンズガス炎５８により作ら
れた高温反応場により水／油混合燃料を完全燃焼させる
構成となっている。
【００１８】すなわち、水／油混合燃料（油５０：水５
０又は、油＜水）を完全に燃焼させるためには、従来の
常識では空気中の酸素濃度が２０％必要と教えられてい
たが、近年、最高効率の燃焼条件は、酸素濃度４％で供
給空気温度が１，１００°Ｃ以上であることが判明し
た。本発明者はこの低酸素燃焼をさらに改善し、水／油
混合燃料に含まれる水を水素と酸素とに分解させ、これ
により発生した酸素によって油を燃焼させ、これにより
殆ど空気の供給なしに水／油混合燃料の燃焼を可能にし
たものである。
０又は、油＜水）を完全に燃焼させるためには、従来の
常識では空気中の酸素濃度が２０％必要と教えられてい
たが、近年、最高効率の燃焼条件は、酸素濃度４％で供
給空気温度が１，１００°Ｃ以上であることが判明し
た。本発明者はこの低酸素燃焼をさらに改善し、水／油
混合燃料に含まれる水を水素と酸素とに分解させ、これ
により発生した酸素によって油を燃焼させ、これにより
殆ど空気の供給なしに水／油混合燃料の燃焼を可能にし
たものである。
【００１９】水を水素ガスと酸素ガスとに分解するため
に熱エネルギーを与える方式では、温度は４，０００°
Ｃを必要とするといわれていたが、各種の水／油混合燃
料の燃焼実験の結果、１，６００°Ｃ以上あれば水が活
性ガス化することが判明した。しかし、この１，６００
°Ｃという温度を燃焼器内において油／空気燃焼方式で
作り出すことは不経済であり安定しない。そこで、ブラ
ウンズガス炎５８を使用してこの目的のための高温反応
場を確保するようにしたものである。前述したようにブ
ラウンズガス炎５８は自己完結性があり、容易に２，５
００°Ｃ以上の温度を作り出すことができる。
に熱エネルギーを与える方式では、温度は４，０００°
Ｃを必要とするといわれていたが、各種の水／油混合燃
料の燃焼実験の結果、１，６００°Ｃ以上あれば水が活
性ガス化することが判明した。しかし、この１，６００
°Ｃという温度を燃焼器内において油／空気燃焼方式で
作り出すことは不経済であり安定しない。そこで、ブラ
ウンズガス炎５８を使用してこの目的のための高温反応
場を確保するようにしたものである。前述したようにブ
ラウンズガス炎５８は自己完結性があり、容易に２，５
００°Ｃ以上の温度を作り出すことができる。
【００２０】このように、ブラウンズガス炎５８によっ
て高温の反応場が内筒５２内、即ち燃焼室Ｃ内に作ら
れ、この高温の反応場に水／油混合燃料が供給される
と、水／油混合燃料を構成している水が酸素ガスと水素
ガスとに分解され、これにより生じた酸素によって水／
油混合燃料に含まれている油を高温で完全燃焼させるこ
とができる。なお、内筒５２内に少量の酸素ガス又はオ
ゾンガスを供給すれば水／油混合燃料をより一層良好に
燃焼させることができる。このため、燃焼筒５３には補
助ノズル５９が設けられており、外部に別途設けられた
酸素供給ボンベ６０が酸素供給パイプ６１を介して補助
ノズル５９に接続されており、酸素供給パイプ６１に設
けられた供給弁６２の操作によって補助ノズル５９から
少量の酸素を燃焼室Ｃ内に必要に応じて供給することが
できる。なお、補助ノズル５９から、酸素ガスに代えて
少量のオゾンガスを供給弁６２の操作によって燃焼室Ｃ
内に必要に応じて供給する構成としてもよい。
て高温の反応場が内筒５２内、即ち燃焼室Ｃ内に作ら
れ、この高温の反応場に水／油混合燃料が供給される
と、水／油混合燃料を構成している水が酸素ガスと水素
ガスとに分解され、これにより生じた酸素によって水／
油混合燃料に含まれている油を高温で完全燃焼させるこ
とができる。なお、内筒５２内に少量の酸素ガス又はオ
ゾンガスを供給すれば水／油混合燃料をより一層良好に
燃焼させることができる。このため、燃焼筒５３には補
助ノズル５９が設けられており、外部に別途設けられた
酸素供給ボンベ６０が酸素供給パイプ６１を介して補助
ノズル５９に接続されており、酸素供給パイプ６１に設
けられた供給弁６２の操作によって補助ノズル５９から
少量の酸素を燃焼室Ｃ内に必要に応じて供給することが
できる。なお、補助ノズル５９から、酸素ガスに代えて
少量のオゾンガスを供給弁６２の操作によって燃焼室Ｃ
内に必要に応じて供給する構成としてもよい。
【００２１】このようにして、燃焼室Ｃ内でブラウンズ
ガスと水／油混合燃料とが混焼することにより生じた燃
焼ガスが、燃焼筒５３の排気口５３Ａから高圧にて排出
される。この排出ガスはパイプ５によって作動流体ガス
としてガスタービン２内の図示しないタービンブレード
を回転させるのに使用される。
ガスと水／油混合燃料とが混焼することにより生じた燃
焼ガスが、燃焼筒５３の排気口５３Ａから高圧にて排出
される。この排出ガスはパイプ５によって作動流体ガス
としてガスタービン２内の図示しないタービンブレード
を回転させるのに使用される。
【００２２】上記説明から判るように、燃焼室Ｃ内での
燃焼には空気を使用しないので、その排出ガス中に窒素
酸化物が含まれず、環境汚染の問題を生じることなしに
電気エネルギーを発生させることができる。また、コン
プレッサを必要としないので、ガスタービン２の出力軸
２Ａの回転出力の殆どを交流発電機３を回転させるため
に使用することができ、従来のコンプレッサを用いたガ
スタービン発電機に比べて効率を飛躍的に改善させるこ
とができる。すなわち、軸動力から発電にエネルギー変
換する量が、従来のガスタービンの２倍となるので、発
電効率８０％のガスタービンの実現も期待できる。
燃焼には空気を使用しないので、その排出ガス中に窒素
酸化物が含まれず、環境汚染の問題を生じることなしに
電気エネルギーを発生させることができる。また、コン
プレッサを必要としないので、ガスタービン２の出力軸
２Ａの回転出力の殆どを交流発電機３を回転させるため
に使用することができ、従来のコンプレッサを用いたガ
スタービン発電機に比べて効率を飛躍的に改善させるこ
とができる。すなわち、軸動力から発電にエネルギー変
換する量が、従来のガスタービンの２倍となるので、発
電効率８０％のガスタービンの実現も期待できる。
【００２３】なお、岩盤中圧縮空気貯蔵方式によるガス
タービン発電機の場合もコンプレッサは不要となるが、
本発明による構成の場合にはガスタービン運転時間帯に
制限がないという点においてはるかに優れている。さら
に、一般に、ガスタービンは吸込空気の温度が１５°Ｃ
より高くなると効率が低下し、例えば３５°Ｃでは発電
出力が１５％も定格出力よりも減少する。しかし、本発
明の構成では空気を使用しないのでこのような定格出力
の低下がないという利点を有している。
タービン発電機の場合もコンプレッサは不要となるが、
本発明による構成の場合にはガスタービン運転時間帯に
制限がないという点においてはるかに優れている。さら
に、一般に、ガスタービンは吸込空気の温度が１５°Ｃ
より高くなると効率が低下し、例えば３５°Ｃでは発電
出力が１５％も定格出力よりも減少する。しかし、本発
明の構成では空気を使用しないのでこのような定格出力
の低下がないという利点を有している。
【００２４】燃焼筒５３をブラウンズガスと水／油混合
燃料との混焼による高温から護るため、空間５４には外
筒５１に設けられた一対の水蒸気供給口５３Ｂ、５３Ｃ
から水蒸気が燃焼筒５３の冷却のために供給される。冷
却に使用された水蒸気は、排気口５３Ａ近くの内筒５２
にあけられた出口孔５２Ａ、５２Ｂから内筒５２内、す
なわち燃焼筒５３の燃焼室Ｃ内に排出され、これにより
排気口５３Ａから出ていく排出ガスの温度を低下させる
ようにしている。このように、冷却に使用された水蒸気
が混焼により生じた排出ガスに混合されるので、ガスタ
ービン２のタービンブレードに供給される作動流体ガス
の温度が低下し、タービンブレードの溶融を有効に防止
することができ、ガスタービン２を安定に作動させるこ
とができる。
燃料との混焼による高温から護るため、空間５４には外
筒５１に設けられた一対の水蒸気供給口５３Ｂ、５３Ｃ
から水蒸気が燃焼筒５３の冷却のために供給される。冷
却に使用された水蒸気は、排気口５３Ａ近くの内筒５２
にあけられた出口孔５２Ａ、５２Ｂから内筒５２内、す
なわち燃焼筒５３の燃焼室Ｃ内に排出され、これにより
排気口５３Ａから出ていく排出ガスの温度を低下させる
ようにしている。このように、冷却に使用された水蒸気
が混焼により生じた排出ガスに混合されるので、ガスタ
ービン２のタービンブレードに供給される作動流体ガス
の温度が低下し、タービンブレードの溶融を有効に防止
することができ、ガスタービン２を安定に作動させるこ
とができる。
【００２５】本実施の形態では、冷却用の水蒸気は、図
１に示されるように、ガスタービン２の排気パイプ２Ｂ
から排出される使用済みの作動流体ガスを熱交換器６に
通し、この熱交換器６に図示しない給水タンクより水を
供給して水蒸気を発生させている。熱交換器６において
発生した水蒸気は水蒸気パイプ７を通って燃焼器４１に
供給される。
１に示されるように、ガスタービン２の排気パイプ２Ｂ
から排出される使用済みの作動流体ガスを熱交換器６に
通し、この熱交換器６に図示しない給水タンクより水を
供給して水蒸気を発生させている。熱交換器６において
発生した水蒸気は水蒸気パイプ７を通って燃焼器４１に
供給される。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、空気を殆ど使用せずブ
ラウンズガスと水／油混合燃料との混焼により生じた燃
焼ガスをガスタービンの作動流体ガスとして使用する構
成であるから、その排出ガス中に窒素酸化物が含まれ
ず、環境汚染の問題を生じることなしに電気エネルギー
を発生させることができる。また、コンプレッサを必要
としないので、発電効率を飛躍的に改善させることがで
きる。
ラウンズガスと水／油混合燃料との混焼により生じた燃
焼ガスをガスタービンの作動流体ガスとして使用する構
成であるから、その排出ガス中に窒素酸化物が含まれ
ず、環境汚染の問題を生じることなしに電気エネルギー
を発生させることができる。また、コンプレッサを必要
としないので、発電効率を飛躍的に改善させることがで
きる。
【００２７】燃焼器をブラウンズガスと水／油混合燃料
との混焼による高温から護るための冷却に水蒸気を使用
しているのでその冷却を効率良く行うことができる。ま
た、冷却に使用された水蒸気を混焼により生じた排出ガ
スに混合して作動流体ガスの温度を効率よく低下させる
ので、タービンブレードの溶融を有効に防止することが
でき、ガスタービンを安定に作動させることができる。
との混焼による高温から護るための冷却に水蒸気を使用
しているのでその冷却を効率良く行うことができる。ま
た、冷却に使用された水蒸気を混焼により生じた排出ガ
スに混合して作動流体ガスの温度を効率よく低下させる
ので、タービンブレードの溶融を有効に防止することが
でき、ガスタービンを安定に作動させることができる。
【００２８】また、冷却用の水蒸気を使用済みの作動流
体ガスを利用して得る構成によれば、冷却のためのコス
トが安くて済み装置の経済的な運用を図ることができ
る。
体ガスを利用して得る構成によれば、冷却のためのコス
トが安くて済み装置の経済的な運用を図ることができ
る。
【図１】本発明によるガスタービン発電機の実施の形態
の一例を示す概略構成図。
の一例を示す概略構成図。
【図２】図１に示した燃焼器の断面拡大詳細図。
１ ガスタービン発電機 ２ ガスタービン ３ 交流発電機 ４ 作動流体発生装置 ４１ 燃焼器 ４７ ブラウンズガス発生器 ５１ 外筒 ５２ 内筒 ５３ 燃焼筒 ５４ 空間 ５８ ブラウンズガス炎 Ｃ 燃焼室
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｃ 11/00 ＺＡＢ Ｆ２３Ｃ 11/00 ＺＡＢ ３３２ ３３２ Ｆ２３Ｌ 7/00 Ｆ２３Ｌ 7/00 Ｃ Ｆ２３Ｍ 5/08 Ｆ２３Ｍ 5/08 Ａ Ｆ２３Ｒ 3/36 Ｆ２３Ｒ 3/36
Claims (9)
- 【請求項１】 作動流体発生装置と、該作動流体発生装
置からの作動流体の流体圧により運転されるガスタービ
ンと、該ガスタービンにより駆動される発電機とを備え
て成るガスタービン発電機において、前記作動流体発生
装置がブラウンズガスと水／油混合燃料との混焼により
高圧のガスを前記作動流体として発生させるようになっ
ていることを特徴とするガスタービン発電機。 - 【請求項２】 前記作動流体発生装置が、ブラウンズガ
スと水／油混合燃料とを混焼させるための燃焼器を備え
て成り、前記ガスタービンから排出される使用済み作動
流体ガスの熱を利用してつくられた水蒸気によって前記
燃焼器のケースの冷却を行うようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載のガスタービン発電機。 - 【請求項３】 前記燃焼器が外筒と内筒とから成り、前
記外筒と前記内筒との間に形成された空間に前記水蒸気
を冷却媒体として供給するようにした請求項２に記載の
ガスタービン発電機。 - 【請求項４】 前記燃焼器のケースの冷却に使用された
水蒸気を前記作動流体発生装置からの前記作動流体に混
合し、前記作動流体の温度調節を行うようにした請求項
２に記載のガスタービン発電機。 - 【請求項５】 前記燃焼器のケースの冷却に使用された
水蒸気を前記燃焼器内に供給し、前記作動流体の温度調
節を行うようにした請求項２に記載のガスタービン発電
機。 - 【請求項６】 前記燃焼器のケースの冷却に使用された
水蒸気を前記内筒の一部に設けられた孔から前記燃焼器
内に供給し、前記作動流体の温度調節を行うようにした
請求項２に記載のガスタービン発電機。 - 【請求項７】 ガスタービン発電機の運転のための作動
流体を、ブラウンズガスにより作られた高温反応場で水
／油混合燃料を燃焼させることにより得るようにした作
動流体発生装置を備えてなることを特徴とするガスター
ビン発電機。 - 【請求項８】 前記水／油混合燃料の燃焼のために必要
に応じて酸素ガスを供給することができるようにした請
求項７に記載のガスタービン発電機。 - 【請求項９】 前記水／油混合燃料の燃焼のために必要
に応じてオゾンガスを供給することができるようにした
請求項７に記載のガスタービン発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06170797A JP3380421B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | ガスタービン発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06170797A JP3380421B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | ガスタービン発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246125A true JPH10246125A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3380421B2 JP3380421B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=13178985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06170797A Expired - Fee Related JP3380421B2 (ja) | 1997-03-03 | 1997-03-03 | ガスタービン発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3380421B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007514119A (ja) * | 2003-11-21 | 2007-05-31 | アソシエイティッド フィジックス オブ アメリカ，エル・エル・シー | 水素を用いて液体燃料を燃焼させる方法および装置 |
| JP2009155659A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Yukuo Katayama | 石炭ガス化方法 |
| KR101206023B1 (ko) | 2011-02-11 | 2012-11-29 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 엔진용 희박 연소시스템 및 희박 연소방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101774057B1 (ko) * | 2011-10-24 | 2017-09-04 | 이상지 | 물의 전기분해와 열분해가 결합된 열병합 발전시스템 및 발전방법 |
-
1997
- 1997-03-03 JP JP06170797A patent/JP3380421B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009155659A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Yukuo Katayama | 石炭ガス化方法 |
| KR101206023B1 (ko) | 2011-02-11 | 2012-11-29 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 엔진용 희박 연소시스템 및 희박 연소방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3380421B2 (ja) | 2003-02-24 |
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