JPH11270346A - 密閉型ガスタービンエンジン - Google Patents
密閉型ガスタービンエンジンInfo
- Publication number
- JPH11270346A JPH11270346A JP11261598A JP11261598A JPH11270346A JP H11270346 A JPH11270346 A JP H11270346A JP 11261598 A JP11261598 A JP 11261598A JP 11261598 A JP11261598 A JP 11261598A JP H11270346 A JPH11270346 A JP H11270346A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas turbine
- compressor
- turbine engine
- working medium
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目 的】 小型で高効率の密閉型ガスタービンエンジ
ンを提供することを目的とする。 【構 成】 この発明の密閉サイクル型ガスタービンエ
ンジンにおいて、エンジンケーシング（４０）内にパワ
ーロータ（５０）が回転可能に支持され、パワーロータ
の片面および裏面にはコンプレッサ部として機能する圧
縮羽根（１４ａ）とタービン部として機能する衝動羽根
（１８ａ）がそれぞれ形成されている。パワーロータの
外周に近接して加熱器（１６）が形成されている。加熱
器で発生した高圧の動力ガスは静止羽根（７０）を介し
て衝動羽根に衝突し、回転軸（２６）を駆動し、凝縮器
（２０）で冷却されてからコンプレッサ部に供給され
る。
ンを提供することを目的とする。 【構 成】 この発明の密閉サイクル型ガスタービンエ
ンジンにおいて、エンジンケーシング（４０）内にパワ
ーロータ（５０）が回転可能に支持され、パワーロータ
の片面および裏面にはコンプレッサ部として機能する圧
縮羽根（１４ａ）とタービン部として機能する衝動羽根
（１８ａ）がそれぞれ形成されている。パワーロータの
外周に近接して加熱器（１６）が形成されている。加熱
器で発生した高圧の動力ガスは静止羽根（７０）を介し
て衝動羽根に衝突し、回転軸（２６）を駆動し、凝縮器
（２０）で冷却されてからコンプレッサ部に供給され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクローズドサイクルの動
力システムに関し、とくに、密閉型ガスタービンエンジ
ンに関する。
力システムに関し、とくに、密閉型ガスタービンエンジ
ンに関する。
【０００２】
【従来技術】従来の密閉型ガスタービンエンジンにおい
て、アンモニアまたはフレオンを作動媒体として利用し
たシステムが提案されているが、効率が悪いために装置
が必然的に大型化していた。
て、アンモニアまたはフレオンを作動媒体として利用し
たシステムが提案されているが、効率が悪いために装置
が必然的に大型化していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は小型高効率の
密閉型ガスタービンエンジンを提供することを目的とす
る。
密閉型ガスタービンエンジンを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【本発明の構成】上記目的は密閉型ガスタービンエンジ
ンが作動媒体を封入されていて入口側および出口側を有
するエンジンケーシングと、エンジンケーシング内に回
転可能に支持されたパワーロータと、パワーロータの外
周に隣接して配置された加熱手段と、入口側と出口側間
に連結された循環系と、循環系に配置された凝縮手段と
を備え、パワーロータが片面と裏面にそれぞれコンプレ
ッサ手段として機能する圧縮羽根とタービン手段として
作用する衝動羽根を備えることにより達成される。
ンが作動媒体を封入されていて入口側および出口側を有
するエンジンケーシングと、エンジンケーシング内に回
転可能に支持されたパワーロータと、パワーロータの外
周に隣接して配置された加熱手段と、入口側と出口側間
に連結された循環系と、循環系に配置された凝縮手段と
を備え、パワーロータが片面と裏面にそれぞれコンプレ
ッサ手段として機能する圧縮羽根とタービン手段として
作用する衝動羽根を備えることにより達成される。
【０００５】さらに上記目的は密閉型ガスタービンエン
ジンがメチルアルコール、アンモニアおよび炭酸ガスを
含む作動媒体を封入したクローズドシステムと、クロー
ズドシステムに配置されて作動媒体の蒸気を圧縮するコ
ンプレッサと、圧縮された蒸気を加熱して高圧ガスを生
成する加熱器と、高圧ガスにより駆動されるタービン
と、タービンの排気を冷却してコンプレッサに給送する
凝縮手段とを備えることにより達成される。
ジンがメチルアルコール、アンモニアおよび炭酸ガスを
含む作動媒体を封入したクローズドシステムと、クロー
ズドシステムに配置されて作動媒体の蒸気を圧縮するコ
ンプレッサと、圧縮された蒸気を加熱して高圧ガスを生
成する加熱器と、高圧ガスにより駆動されるタービン
と、タービンの排気を冷却してコンプレッサに給送する
凝縮手段とを備えることにより達成される。
【０００６】
【作用】この発明の密閉型ガスタービンエンジンにおい
て、エンジンケーシング内にパワーロータを回転可能に
支持し、パワーロータの外周に隣接して加熱手段を配置
し、パワーロータの片面および裏面にそれぞれ圧縮羽根
および衝動羽根を配置し、衝動羽根の排気を冷却して圧
縮羽根に循環させることにより小型化を図るものであ
る。さらに、密閉型ガスタービンエンジンにクローズド
システムを設けて、この中にメチルアルコール、アンモ
ニアおよび炭酸ガスからなる作動媒体を封入し、作動媒
体の蒸気をコンプレッサで圧縮し、加熱器の高圧蒸気を
生成してタービンで膨張させた後、タービン排気を冷却
してコンプレッサに循環させることにより高効率化を図
るものである。
て、エンジンケーシング内にパワーロータを回転可能に
支持し、パワーロータの外周に隣接して加熱手段を配置
し、パワーロータの片面および裏面にそれぞれ圧縮羽根
および衝動羽根を配置し、衝動羽根の排気を冷却して圧
縮羽根に循環させることにより小型化を図るものであ
る。さらに、密閉型ガスタービンエンジンにクローズド
システムを設けて、この中にメチルアルコール、アンモ
ニアおよび炭酸ガスからなる作動媒体を封入し、作動媒
体の蒸気をコンプレッサで圧縮し、加熱器の高圧蒸気を
生成してタービンで膨張させた後、タービン排気を冷却
してコンプレッサに循環させることにより高効率化を図
るものである。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の望ましい実施例による密閉型
ガスタービンエンジン１０のブロック図を示す。図１に
おいて、密閉型ガスタービンエンジン１０は作動媒体が
封入されたクローズドシステム１２を備える。クローズ
ドシステム１２内には作動媒体蒸気を圧縮するコンプレ
ッサ１４と、蒸気を加熱して高圧蒸気を生成する加熱器
１６と、高圧蒸気により駆動されるタービン１８と、タ
ービン排気を冷却する冷却器として作用する凝縮器２０
と、凝縮液を減圧する膨張弁２２と、蒸気をコンプレッ
サ１４に供給する蒸発器２４とを備える。コンプレッサ
１４とタービン１８は回転軸２６に固定され、その一端
にフライホイール２８が支持され、他端は減速機３０を
介して負荷３２に接続されている。作動媒体はメチルア
ルコールＣＨ３ＯＨに少量、すなわち１０〜２０％のア
ンモニアＮＨ３を添加した複合化合物からなる。なお、
８０〜９０％の複合化合物に１０〜２０％の炭酸ガスＣ
Ｏ２を添加しても良い。複合化合物は約５０℃で凝縮
し、僅かな吸熱で、たとえば２３０℃まで加熱したと
き、１５０ａｔｍまで圧力が上昇するのでエンジンの小
型化／高効率化が図れる。
ガスタービンエンジン１０のブロック図を示す。図１に
おいて、密閉型ガスタービンエンジン１０は作動媒体が
封入されたクローズドシステム１２を備える。クローズ
ドシステム１２内には作動媒体蒸気を圧縮するコンプレ
ッサ１４と、蒸気を加熱して高圧蒸気を生成する加熱器
１６と、高圧蒸気により駆動されるタービン１８と、タ
ービン排気を冷却する冷却器として作用する凝縮器２０
と、凝縮液を減圧する膨張弁２２と、蒸気をコンプレッ
サ１４に供給する蒸発器２４とを備える。コンプレッサ
１４とタービン１８は回転軸２６に固定され、その一端
にフライホイール２８が支持され、他端は減速機３０を
介して負荷３２に接続されている。作動媒体はメチルア
ルコールＣＨ３ＯＨに少量、すなわち１０〜２０％のア
ンモニアＮＨ３を添加した複合化合物からなる。なお、
８０〜９０％の複合化合物に１０〜２０％の炭酸ガスＣ
Ｏ２を添加しても良い。複合化合物は約５０℃で凝縮
し、僅かな吸熱で、たとえば２３０℃まで加熱したと
き、１５０ａｔｍまで圧力が上昇するのでエンジンの小
型化／高効率化が図れる。
【０００８】図２、３は図１のエンジン１０の具体例を
示し、図１と同一部品については同一符号を用いる。図
２、３において、エンジン１０は作動媒体が封入された
エンジンケーシング４０と、その一端に直結されたフラ
ンジ４２とを備える。ケーシング４０はインレット４４
およびアウトレット４６とを有する。インレット４４は
蒸発器２４（図１参照）に接続され、アウトレット４６
は凝縮器２０（図１参照）に接続されている。インレッ
ト４４の半径方向内側には複数のラジアルウォール４８
が形成され、ラジアルウォール４８は半円状溝４８ａを
有する。回転軸２６にはパワーロータ５０と軸流ファン
５２が適当な手段で固定支持されている。回転軸２６は
ベアリング５４、５６により支持されている。符号５
８、６０はミール部材である。パワーロータ５０の片面
にはコンプレッサ１４として作用する圧縮羽根１４ａが
形成され、裏面にはタービン１８として作用する衝動羽
根１８ａが形成されている。パワーロータ５０の外周に
近接して加熱器１６が配置されている。加熱器１６はエ
ンジンケーシング内４０に形成された環状加熱室６２
と、加熱室６２内に絶縁材６４、６６を介して支持され
た環状加熱素子６８とを備える。絶縁材６４、６６はそ
れぞれラジアル支持部６４ａ、６６ａを備え、これらの
間に加熱素子６８が狭持されている。加熱素子６８はリ
ード端子６８ａ、６８ｂを介して電源（図示せず）に接
続された電熱素子からなり、エンジンの運転中は２５０
〜３００℃に交流または直流で加熱される。絶縁材６
４、６６はそれぞれガイド面６４ｂ、６６ｂを備え、ガ
イド面６４ｂは環状加熱室６２に流入した蒸気を加熱素
子６８に効果的に接触させて高圧蒸気を効率的に生成す
る。環状加熱室６２内には加熱素子６８と衝動羽根１８
ａとの間に静止羽根７０が配置してある。軸流ファン５
２はタービン１８の排気を吸引するためのブレード５２
ａを有する。
示し、図１と同一部品については同一符号を用いる。図
２、３において、エンジン１０は作動媒体が封入された
エンジンケーシング４０と、その一端に直結されたフラ
ンジ４２とを備える。ケーシング４０はインレット４４
およびアウトレット４６とを有する。インレット４４は
蒸発器２４（図１参照）に接続され、アウトレット４６
は凝縮器２０（図１参照）に接続されている。インレッ
ト４４の半径方向内側には複数のラジアルウォール４８
が形成され、ラジアルウォール４８は半円状溝４８ａを
有する。回転軸２６にはパワーロータ５０と軸流ファン
５２が適当な手段で固定支持されている。回転軸２６は
ベアリング５４、５６により支持されている。符号５
８、６０はミール部材である。パワーロータ５０の片面
にはコンプレッサ１４として作用する圧縮羽根１４ａが
形成され、裏面にはタービン１８として作用する衝動羽
根１８ａが形成されている。パワーロータ５０の外周に
近接して加熱器１６が配置されている。加熱器１６はエ
ンジンケーシング内４０に形成された環状加熱室６２
と、加熱室６２内に絶縁材６４、６６を介して支持され
た環状加熱素子６８とを備える。絶縁材６４、６６はそ
れぞれラジアル支持部６４ａ、６６ａを備え、これらの
間に加熱素子６８が狭持されている。加熱素子６８はリ
ード端子６８ａ、６８ｂを介して電源（図示せず）に接
続された電熱素子からなり、エンジンの運転中は２５０
〜３００℃に交流または直流で加熱される。絶縁材６
４、６６はそれぞれガイド面６４ｂ、６６ｂを備え、ガ
イド面６４ｂは環状加熱室６２に流入した蒸気を加熱素
子６８に効果的に接触させて高圧蒸気を効率的に生成す
る。環状加熱室６２内には加熱素子６８と衝動羽根１８
ａとの間に静止羽根７０が配置してある。軸流ファン５
２はタービン１８の排気を吸引するためのブレード５２
ａを有する。
【０００９】図３において、メチルアルコール、アンモ
ニアおよび炭酸ガスからなる混合ガスはインレット４４
および溝部４８ａを介してコンプレッサ１４の圧縮羽根
１４ａに供給され、これにより圧縮されて環状加熱室６
２に流入する。混合ガスはガイド面６４ｂに沿って電熱
素子６８にガイドされる。電熱素子が２５０℃に加熱さ
れていると、混合ガスは高圧の動力ガスとなり、静止羽
根７０を介してタービン１８の衝動羽根１８ａに衝突し
てタービン１８を駆動する。膨張したタービン排気は軸
流ファン５２を介して吸引され、アウトレット４６から
排出される。
ニアおよび炭酸ガスからなる混合ガスはインレット４４
および溝部４８ａを介してコンプレッサ１４の圧縮羽根
１４ａに供給され、これにより圧縮されて環状加熱室６
２に流入する。混合ガスはガイド面６４ｂに沿って電熱
素子６８にガイドされる。電熱素子が２５０℃に加熱さ
れていると、混合ガスは高圧の動力ガスとなり、静止羽
根７０を介してタービン１８の衝動羽根１８ａに衝突し
てタービン１８を駆動する。膨張したタービン排気は軸
流ファン５２を介して吸引され、アウトレット４６から
排出される。
【００１０】図４は本発明の望ましい他の実施例による
密閉型ガスタービンエンジンを示し、図１と同一部品に
ついては同一符号を用いる。この実施例においては、凝
縮器２０とタービン１８との間に再生加熱器７４が設け
られており、凝縮器２０と再生加熱器７４との間に昇圧
ポンプ７６が連結されている。再生加熱器７４はタービ
ン排気を利用して昇圧ポンプ７６から給送される作動媒
体を蒸気に変換してコンプレッサ１４に供給し、以後同
一サイクルが繰り返される。
密閉型ガスタービンエンジンを示し、図１と同一部品に
ついては同一符号を用いる。この実施例においては、凝
縮器２０とタービン１８との間に再生加熱器７４が設け
られており、凝縮器２０と再生加熱器７４との間に昇圧
ポンプ７６が連結されている。再生加熱器７４はタービ
ン排気を利用して昇圧ポンプ７６から給送される作動媒
体を蒸気に変換してコンプレッサ１４に供給し、以後同
一サイクルが繰り返される。
【００１１】
【発明の効果】本発明では密閉型ガスタービンエンジン
において、高圧の動力ガスを効率的に発生させるように
したため、高効率の動力システムの提供が可能となる。
エンジンにおいて加熱素子は電熱素子からなるものとし
て説明したが、環状加熱部はパイプから構成し、このパ
イプに熱媒体を循環させるようにしても良い。
において、高圧の動力ガスを効率的に発生させるように
したため、高効率の動力システムの提供が可能となる。
エンジンにおいて加熱素子は電熱素子からなるものとし
て説明したが、環状加熱部はパイプから構成し、このパ
イプに熱媒体を循環させるようにしても良い。
【図１】本発明の望ましい実施例による密閉型ガスター
ビンエンジンのブロック図である。
ビンエンジンのブロック図である。
【図２】図１のエンジンの部分的な断面を示す平面図で
ある。
ある。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】本発明の他の望ましい実施例による密閉型ガス
タービンエンジンのブロック図である。
タービンエンジンのブロック図である。
１２ クローズドシステム １４ コンプ
レッサ １６ 加熱器 １８ タービ
ン ２０ 凝縮器 ２２ 膨張弁 ２４ 蒸発器 ７４ 再生加
熱器 ７６ 昇圧ポンプ
レッサ １６ 加熱器 １８ タービ
ン ２０ 凝縮器 ２２ 膨張弁 ２４ 蒸発器 ７４ 再生加
熱器 ７６ 昇圧ポンプ
Claims (6)
- 【請求項１】作動媒体を封入されていて入口側および出
口側を有するエンジンケーシングと、エンジンケーシン
グ内に回転可能に支持されたパワーロータと、パワーロ
ータの外周に隣接して配置された加熱手段と、入口側と
出口側間に連結された循環系と、循環系に配置された凝
縮手段とを備え、パワーロータが片面と裏面にそれぞれ
コンプレッサ手段として機能する圧縮羽根とタービン手
段として作用する衝動羽根を備えた密閉型ガスタービン
エンジン。 - 【請求項２】請求項１において、作動媒体がメチルアル
コール、アンモニアおよび炭酸ガスの複合化合物からな
る密閉型ガスタービン。 - 【請求項３】請求項１または２において、加熱手段がエ
ンジンケーシング内に形成された環状加熱室と、加熱室
に配置された環状加熱素子と、作動媒体を環状加熱素子
に案内するガイド手段とを備えた密閉型ガスタービンエ
ンジン。 - 【請求項４】請求項３において、環状加熱素子が電熱ヒ
ータからなる密閉型ガスタービンエンジン。 - 【請求項５】メチルアルコール、アンモニアおよび炭酸
ガスを含む作動媒体を封入したクローズドシステムと、
クローズドシステムに配置されて作動媒体の蒸気を圧縮
するコンプレッサと、圧縮された蒸気を加熱して高圧ガ
スを生成する加熱器と、高圧ガスにより駆動されるター
ビンと、タービンの排気を冷却してコンプレッサに給送
する凝縮手段とを備えた密閉型ガスタービンエンジン。 - 【請求項６】請求項５において、凝縮手段がタービンの
排気を凝縮液にする凝縮器と、凝縮液を蒸発させる蒸発
器とを備えた密閉型ガスタービンエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11261598A JPH11270346A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 密閉型ガスタービンエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11261598A JPH11270346A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 密閉型ガスタービンエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270346A true JPH11270346A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14591178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11261598A Pending JPH11270346A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 密閉型ガスタービンエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11270346A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011113098A1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Innovative Design Technology Pty Limited | A centrifugal compressor |
| JP2013019342A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Denso Corp | 車両用過給装置 |
| WO2017021736A1 (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | Tree Associates Ltd. | Engine |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP11261598A patent/JPH11270346A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011113098A1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Innovative Design Technology Pty Limited | A centrifugal compressor |
| CN102892976A (zh) * | 2010-03-17 | 2013-01-23 | 创新设计科技私人有限公司 | 离心压缩机 |
| JP2013522521A (ja) * | 2010-03-17 | 2013-06-13 | イノベイティブ デザイン テクノロジー プロプラエタリー リミテッド | 遠心圧縮機 |
| US9441486B2 (en) | 2010-03-17 | 2016-09-13 | Amber Power Pty Ltd | Centrifugal compressor |
| JP2013019342A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Denso Corp | 車両用過給装置 |
| WO2017021736A1 (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | Tree Associates Ltd. | Engine |
| CN107923256A (zh) * | 2015-08-06 | 2018-04-17 | 特里联合有限公司 | 发动机 |
| US10683800B2 (en) | 2015-08-06 | 2020-06-16 | Tree Associates Ltd. | Engine |
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