JPH1113421A - ガスタービン排ガス流発電設備 - Google Patents

ガスタービン排ガス流発電設備

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JPH1113421A
JPH1113421A JP9165595A JP16559597A JPH1113421A JP H1113421 A JPH1113421 A JP H1113421A JP 9165595 A JP9165595 A JP 9165595A JP 16559597 A JP16559597 A JP 16559597A JP H1113421 A JPH1113421 A JP H1113421A
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JP
Japan
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exhaust gas
generator
power generation
gas turbine
blade
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JP9165595A
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English (en)
Inventor
Akira Hirano
昭 平野
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • YGENERAL 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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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】風力の弱い一般風を利用して大容量の発電をす
るには、羽根の直径が大きくなり設備費が高くなること
と、時には無風状態となり発電できないことである。本
発明は、これらの大きな問題点に着目して設備費が安
く、常に一定した電力を得ることにある。 【解決手段】前記の目的を達成するために、ガスタービ
ンの排ガスが竪型蒸気発生ボイラを通過し、90度水平
方向に曲げられた煙突出口から噴出する排ガスの下流側
に羽根の直径が小さい高速回転排ガス発電装置を置くこ
とにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】ガスタービン、又は蒸気発生
ボイラの煙突から大気に放出される排気ガスの流れを利
用するガスタービン排ガス流発電設備。
【0002】
【従来の技術】図3は、現在風の流れを利用して発電を
行う、風力発電設備の構成図である。一般風31の年平
均風速は、毎秒9mなので、これより弱い風の時もあ
る。この低風速を利用して約1000KW発電するに
は、羽根32の直径が50mにもなる。直径が大きくな
ると、羽根が回転する際に遠心力が大きく発生するの
で、低回転とせざるを得ない。発電機33の好ましい回
転数に高速回転軸35の回転を一致させるため、羽根の
中心部に取り付く低速回転軸36との間に増速機34を
設ける。風の流れを良くするために、羽根の部分には回
転カバー37を取り付け、増速歯車と発電機の部分には
固定カバー(ナセル)38を被せる。本設備は、コンク
リート製のタワー39の上に取り付けられるが、羽根が
回転するので少なくとも地上30m以上の高さとなる。
【0003】一般風を利用する風力発電の欠点は、風速
が弱いので羽根が大きくなりタワーが高くなること、そ
れから羽根の回転が遅いので、発電機の前に増速機を設
ける等で、単位KW当りの設備費が高いことにある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】風力の弱い一般風を利
用して大容量の発電をするには、羽根の直径が大きくな
り設備費が高くなることと、時には無風状態となり発電
できないことである。
【0005】本発明は、これらの大きな問題点に着目し
て設備費が安く、常に一定した電力を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、ガスタービンの排ガスが竪型蒸気発生ボイラを通
過し、90度水平方向に曲げられた煙突出口から噴出す
る排ガスの下流側に羽根の直径が小さい高速回転排ガス
発電装置を置くことにある。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例につい
て図面を用いて説明する。図1は、本発明の代表例で、
地面上に設置したガスタービン本体1は、大気2を吸込
み空気圧縮機で加圧した後、燃料と混合し、燃焼するこ
とにより高温となり、タービン部でローターに回転力を
発生させ、排ガスを上方向に向ける排気ダクト3をガス
タービン本体上部に設ける。通常、この高温排ガスのエ
ネルギーを回収するために蒸気発生ボイラを通過させ
る。
【0008】本例では、竪型ボイラ4を下部伸縮継手5
が入る高さを考慮した架構水平梁6に乗せる。竪型ボイ
ラも上方に伸びるので、架構水平梁7に乗せられたテー
パーダクト9との間に上部伸縮継手7を設ける。これら
上下の伸縮継手により、各ダクト,ボイラ,架構水平梁
それぞれに無理な力が作用しないことになる。テーパー
ダクトの下部は、ボイラの形状に合わせて矩形とし、上
部は煙突10に合わせ円形とする。煙突とテーパーダク
トとの間は、60〜90度回転できる様にして、排ガス
流発電装置30に排ガス14を流出させたり、保守点検
時に排ガスを逸らし、ガスタービンの運転に支障を与え
ないようにする。回転させるために、煙突下部にラック
11を取り付け、電動機12で回転するピニオン13を
ラックと噛み合わせる。煙突上部は、先端部を90度水
平方向に曲げて、排ガスの流れを水平にさせる。
【0009】3万KW級ガスタービン発電設備では、煙
突の直径が約3m,排ガスの流出速度は毎秒約30m
で、この風力が常に得られる。風力発電装置を煙突の出
口直近に置くと、排ガスの流出抵抗が増えてガスタービ
ン発電設備に悪影響を与えるので、風力発電装置は煙突
出口から、2〜3m離れた所に設置する。羽根32の直
径は、煙突の直径が3mであれば、約3〜4mで充分で
あり、風力もあるので高速回転が可能である。羽根の中
心部に発電機回転軸41と、この上流側に排ガス流を羽
根にガイドする回転カバー37を設ける。発電機回転軸
は発電機33の軸受で支えられ、発電機は発電機支柱4
3と発電機架構42で支持され、装置全体は架構支柱4
0に固定される。従って、地上から別に構造物を作る必
要はない。図2は、本発明の応用例で、排ガス流発電装
置30の支えを蒸気発生ボイラの架構支柱40から切離
し、タワー39の上に乗せて独立させた構成である。排
ガス流発電装置の構成は、図1と同一であり、煙突10
の出口と羽根32との距離及び羽根の直径も図1と同じ
である。排ガス14を出す側の架構支柱40は、排ガス
流発電装置が架構から分離,独立したので少し細くな
る。本応用例でも、風力一定で高速の排ガスを利用する
発電装置なので、羽根を小さくすることができ、高速回
転軸で発電機と直結できる。
【0010】
【発明の効果】本発明による効果を下記に列挙する。
【0011】1.風力一定で高速の排ガスを利用する発
電装置なので、羽根を小さくすることにより、装置全体
が小型軽量となり、ガスタービン又は蒸気発生ボイラの
煙突を支える架構支柱を利用可能で、単位出力当りの設
備費が小さくできる。 2.排ガス流発電装置の羽根の直径が小さいと高速回転
が可能となるので、増速機が不要となりこれによる機械
ロスが減り、経済的で高効率の設備となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る代表実施例の構成図である。
【図2】本発明に係る応用実施例の構成図である。
【図3】従来技術の風力発電設備の構成図である。
【符号の説明】
1…ガスタービン本体、2…大気、3…排気ダクト、4
…竪型ボイラ、5…下部伸縮継手、6,8…架構水平
梁、7…上部伸縮継手、9…テーパーダクト、10…煙
突、11…ラック、12…電動機、13…ピニオン、1
4…排ガス、30…排ガス流発電装置、31…一般風、
32…羽根、33…発電機、34…増速機、35…高速
回転軸、36…低速回転軸、37…回転カバー、38…
固定カバー(ナセル)、39…タワー、40…架構支
柱、41…発電機回転軸、42…発電機架構、43…発
電機支柱。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスタービンの排ガスを大気に放出する煙
    突の先端部を、90度水平に向けて、前記排ガスの下流
    側に煙突の直径と同程度の直径の羽根と、本羽根の中心
    部の羽根回転軸と連結する発電機を設けたことを特徴と
    するガスタービン排ガス流発電設備。
  2. 【請求項2】請求項1の羽根と本羽根の回転軸と発電機
    の支持を、蒸気発生ボイラの架構支柱を利用し共用する
    ことを特徴とするガスタービン排ガス流発電設備。
  3. 【請求項3】請求項1の90度水平に曲げた煙突の先端
    部を、水平方向に90度回転できる機構を設けたことを
    特徴とするガスタービン排ガス流発電設備。
JP9165595A 1997-06-23 1997-06-23 ガスタービン排ガス流発電設備 Pending JPH1113421A (ja)

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