JPH076403B2 - ガスタービン - Google Patents
ガスタービンInfo
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- JPH076403B2 JPH076403B2 JP1057389A JP5738989A JPH076403B2 JP H076403 B2 JPH076403 B2 JP H076403B2 JP 1057389 A JP1057389 A JP 1057389A JP 5738989 A JP5738989 A JP 5738989A JP H076403 B2 JPH076403 B2 JP H076403B2
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- Japan
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- turbine
- chamber
- combustor
- compressed air
- recuperator
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Supercharger (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスタービンに関する。
（従来の技術） 従来のガスタービンとして、例えば第７図に示すような
ものがあった（参考資料…GAS TURBINE WORLD:March-Ap
ril 1987）。
ものがあった（参考資料…GAS TURBINE WORLD:March-Ap
ril 1987）。
これについて説明すると、ガスタービン41はコンプレッ
サ42、燃焼器49、タービン43の基本コンポーネントから
成り立たち、コンプレッサ42とタービン43を結合する回
転軸44により減速機45を介して負荷46を駆動するように
なっている。
サ42、燃焼器49、タービン43の基本コンポーネントから
成り立たち、コンプレッサ42とタービン43を結合する回
転軸44により減速機45を介して負荷46を駆動するように
なっている。
レキュペレータ（熱交換器）47は図中矢印で示すように
タービン43から排出される高温排気ガスを通過させる流
路47aと、コンプレッサ２から吐出される低温圧縮空気
を通過させる流路47bとが伝熱壁を介して対向する構造
になっており、タービン43から排出される排気ガスの熱
を回収して、燃料消費率を減らすようになっている。
タービン43から排出される高温排気ガスを通過させる流
路47aと、コンプレッサ２から吐出される低温圧縮空気
を通過させる流路47bとが伝熱壁を介して対向する構造
になっており、タービン43から排出される排気ガスの熱
を回収して、燃料消費率を減らすようになっている。
（発明が解決しようとする課題） このような再生式ガスタービンにあっては、燃焼器49と
タービン41と熱交換器47およびこれらを結ぶダクト50を
断熱する断熱材51を設ける必要があるため、断熱材51が
取るスペースによってガスタービンの大型化を招くばか
りか、部品点数が増えてコストアップを招くという問題
点があった。
タービン41と熱交換器47およびこれらを結ぶダクト50を
断熱する断熱材51を設ける必要があるため、断熱材51が
取るスペースによってガスタービンの大型化を招くばか
りか、部品点数が増えてコストアップを招くという問題
点があった。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。
とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明では、タービンから排出
される排気ガスと、コンプレッサから燃焼器に送られる
圧縮空気とをそれぞれ通して排気ガスの熱を回収する熱
交換器を備えるガスタービンにおいて、この熱交換器に
対して燃焼器を並列に配置し、熱交換器と燃焼器を共に
覆うチャンバを設け、チャンバ内にコンプレッサの吐出
する圧縮空気を流入させるとともにこの圧縮空気を熱交
換器に導くように構成した。
される排気ガスと、コンプレッサから燃焼器に送られる
圧縮空気とをそれぞれ通して排気ガスの熱を回収する熱
交換器を備えるガスタービンにおいて、この熱交換器に
対して燃焼器を並列に配置し、熱交換器と燃焼器を共に
覆うチャンバを設け、チャンバ内にコンプレッサの吐出
する圧縮空気を流入させるとともにこの圧縮空気を熱交
換器に導くように構成した。
（作用） 上記構成に基づき、燃焼器からの燃焼ガスはタービンを
経て熱交換器を流れる過程でチャンバ内に放熱するが、
この放熱はチャンバ内を流れる低温圧縮空気に吸収され
るため、燃料消費率を改善するとともに、燃焼器からタ
ービンおよびレキュペレータにかけて燃焼ガスの流れる
流路に設けられる断熱材を大幅に削減することが可能と
なり、またコンプレッサからの圧縮空気を熱交換器に導
くダクトが不要になり、コンパクト化がはかれる。
経て熱交換器を流れる過程でチャンバ内に放熱するが、
この放熱はチャンバ内を流れる低温圧縮空気に吸収され
るため、燃料消費率を改善するとともに、燃焼器からタ
ービンおよびレキュペレータにかけて燃焼ガスの流れる
流路に設けられる断熱材を大幅に削減することが可能と
なり、またコンプレッサからの圧縮空気を熱交換器に導
くダクトが不要になり、コンパクト化がはかれる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図，第２図にそれぞれ示すように、ガスタービン１
はコンプレッサ２、燃焼器３、タービン４の基本コンポ
ーネントから成り立たち、高温ガスによって駆動される
タービンロータ11と、低温ガスを加圧する遠心式コンプ
レッサインペラ12とはシャフト13を介して同軸上に連結
され、シャフト13は一対のころがり軸受15を介して片持
ち支持され、その先端に形成されたギア14を介して負荷
を駆動する。
はコンプレッサ２、燃焼器３、タービン４の基本コンポ
ーネントから成り立たち、高温ガスによって駆動される
タービンロータ11と、低温ガスを加圧する遠心式コンプ
レッサインペラ12とはシャフト13を介して同軸上に連結
され、シャフト13は一対のころがり軸受15を介して片持
ち支持され、その先端に形成されたギア14を介して負荷
を駆動する。
タービン４から排出される高温排気ガスは図中矢印で示
すようにタービンハウジング26からディフューザ25を介
してレキュペレータ（熱交換器）５に流入し、排気ガス
の熱を回収して燃料消費率を減らすようになっている。
第３図にも示すように、ディフューザ25はプレナムチャ
ンバ27を介してタービンハウジング26に接続し、タービ
ンハウジング26側に対する接合フランジ25Aは円形に、
プレナムチャンバ27に対する接合フランジ25Bは四角形
にそれぞれ形成されている。
すようにタービンハウジング26からディフューザ25を介
してレキュペレータ（熱交換器）５に流入し、排気ガス
の熱を回収して燃料消費率を減らすようになっている。
第３図にも示すように、ディフューザ25はプレナムチャ
ンバ27を介してタービンハウジング26に接続し、タービ
ンハウジング26側に対する接合フランジ25Aは円形に、
プレナムチャンバ27に対する接合フランジ25Bは四角形
にそれぞれ形成されている。
レキュペレータ５はタービン４から送られる高温排気ガ
スを通過させる流路（図示せず）がシャフト13の回転軸
方向に形成され、タービン４から排出される排気ガスの
流れ方向に沿うように配置される。この排気ガス流路に
対してコンプレッサ２から送られる低温圧縮空気を通過
させる流路とが互いに伝熱壁を介して平行に対向して形
成される。
スを通過させる流路（図示せず）がシャフト13の回転軸
方向に形成され、タービン４から排出される排気ガスの
流れ方向に沿うように配置される。この排気ガス流路に
対してコンプレッサ２から送られる低温圧縮空気を通過
させる流路とが互いに伝熱壁を介して平行に対向して形
成される。
レキュペレータ５と燃焼器３とは互いに並列に配置さ
れ、レキュペレータ５と燃焼器３を共に覆うチャンバ21
が設けられ、コンプレッサ２から吐出する低温圧縮空気
がこのチャンバ21内を通ってレキュペレータ５に導かれ
る。
れ、レキュペレータ５と燃焼器３を共に覆うチャンバ21
が設けられ、コンプレッサ２から吐出する低温圧縮空気
がこのチャンバ21内を通ってレキュペレータ５に導かれ
る。
コンプレッサインペラ12から圧送される低温圧縮空気は
図中矢印で示すようにフランジ22に形成された環状流路
23を通ってチャンバ21内に流入する。チャンバ21はフラ
ンジ22の外周端に複数のボルト24を介して締結されてい
る。
図中矢印で示すようにフランジ22に形成された環状流路
23を通ってチャンバ21内に流入する。チャンバ21はフラ
ンジ22の外周端に複数のボルト24を介して締結されてい
る。
レキュペレータ５にはチャンバ21内に開口する低温圧縮
空気の流入口5Aが形成され、この流入口5Aから流入して
レキュペレータ５を通って加熱された圧縮空気は、ヘッ
ダ5Cで曲げられた後、接合フランジ5Bを介して燃焼器３
に流入する。
空気の流入口5Aが形成され、この流入口5Aから流入して
レキュペレータ５を通って加熱された圧縮空気は、ヘッ
ダ5Cで曲げられた後、接合フランジ5Bを介して燃焼器３
に流入する。
なお、本実施例では対向流式レキュペレータ５を用いた
が、排気ガスと低温圧縮空気が互いに直交して交差する
直交流式レキュペレータを用いても良く、その場合燃焼
器３に対する開口部が比較的に大きくなる。
が、排気ガスと低温圧縮空気が互いに直交して交差する
直交流式レキュペレータを用いても良く、その場合燃焼
器３に対する開口部が比較的に大きくなる。
燃焼器３では燃料噴射弁６から噴射された燃料が燃焼し
て高温ガスとなり、燃焼器３から流出する燃焼ガスはプ
レナムチャンバ27と断熱材33の間で画成される流路28で
曲げられた後、タービンハウジング外周壁34の間で渦巻
き上に画成される流路29を通ってタービンロータ11に導
され膨張し、タービンロータ11に回転力を付与するよう
になっている。
て高温ガスとなり、燃焼器３から流出する燃焼ガスはプ
レナムチャンバ27と断熱材33の間で画成される流路28で
曲げられた後、タービンハウジング外周壁34の間で渦巻
き上に画成される流路29を通ってタービンロータ11に導
され膨張し、タービンロータ11に回転力を付与するよう
になっている。
プレナムチャンバ27はディフューザ25に対する接合フラ
ンジ27Aと、燃焼器外側チャンバ34に対する接合フラン
ジ27Bがそれぞれ形成されている。
ンジ27Aと、燃焼器外側チャンバ34に対する接合フラン
ジ27Bがそれぞれ形成されている。
断熱材33はフランジ22側に接合して設けられ、タービン
ロータ11に導かれる燃焼ガスを断熱する。
ロータ11に導かれる燃焼ガスを断熱する。
第４図にも示すように、燃焼器３の端部に取付けられる
キャップ35には燃料噴射弁６と点火栓７が取付けられ、
中空構造のキャップ35内に形成された流路36には入口37
から配管を介してチャンバ21から取り出した低温圧縮ガ
スが流入し、複数の出口38から燃焼器外側チャンバ34内
に流入させることにより、燃料噴射弁６と点火栓７を冷
却するとともに、燃焼器３を断熱するようになってい
る。
キャップ35には燃料噴射弁６と点火栓７が取付けられ、
中空構造のキャップ35内に形成された流路36には入口37
から配管を介してチャンバ21から取り出した低温圧縮ガ
スが流入し、複数の出口38から燃焼器外側チャンバ34内
に流入させることにより、燃料噴射弁６と点火栓７を冷
却するとともに、燃焼器３を断熱するようになってい
る。
次に作用について説明する。
燃焼器３からの燃焼ガスはタービン４を経てレキュペレ
ータ５を流れる過程でチャンバ21内に放熱するが、この
放熱はチャンバ21内を流れる低温圧縮空気に吸収されて
燃料消費率を改善するとともに、燃焼器３からタービン
４およびレキュペレータ５にかけて燃焼ガスの流れる流
路に設けられる断熱材を大幅に削減することが可能とな
り、ガスタービン１のコンパクト化および軽量化がはか
れる。
ータ５を流れる過程でチャンバ21内に放熱するが、この
放熱はチャンバ21内を流れる低温圧縮空気に吸収されて
燃料消費率を改善するとともに、燃焼器３からタービン
４およびレキュペレータ５にかけて燃焼ガスの流れる流
路に設けられる断熱材を大幅に削減することが可能とな
り、ガスタービン１のコンパクト化および軽量化がはか
れる。
タービン４とレキュペレータ５が同軸上に配置されてデ
ィフューザ25を介して高温排気ガスをレキュペレータ５
に流入させるとともに、レキュペレータ５と燃焼器３と
が並列に配置されて接合フランジ5Bを介して圧縮空気を
流入させているため、これらを結ぶ管状のダクトが不要
となり、コンパクト化がはかれる。
ィフューザ25を介して高温排気ガスをレキュペレータ５
に流入させるとともに、レキュペレータ５と燃焼器３と
が並列に配置されて接合フランジ5Bを介して圧縮空気を
流入させているため、これらを結ぶ管状のダクトが不要
となり、コンパクト化がはかれる。
チャンバ21は筒上に成型され、その両端にフランジ22、
キャップ35およびレキュペレータ５が締結されるシェル
構造であるため、その板厚を小さくしても、レキュペレ
ータ５および燃焼器３等を支持するのに十分な剛性が確
保されるとともに、圧力容器として十分な強度が確保さ
れるので、軽量化がはかれる。
キャップ35およびレキュペレータ５が締結されるシェル
構造であるため、その板厚を小さくしても、レキュペレ
ータ５および燃焼器３等を支持するのに十分な剛性が確
保されるとともに、圧力容器として十分な強度が確保さ
れるので、軽量化がはかれる。
また、チャンバ21はキャップ35やレキュペレータ５の排
気口5Dが結合する部分は絞りプレス加工により一体的に
成型でき、また他の部品も絞りプレス加工で成型が可能
となるので、複雑な折り曲げ加工や熔接の工数が削減さ
れ、コストダウンがはかれる。
気口5Dが結合する部分は絞りプレス加工により一体的に
成型でき、また他の部品も絞りプレス加工で成型が可能
となるので、複雑な折り曲げ加工や熔接の工数が削減さ
れ、コストダウンがはかれる。
次に、第５図，第６図に示す他の実施例について説明す
ると、コンプレッサ41の渦巻き状のスクロール42から吐
出される低温圧縮空気をチャンバ43内に導くダクト40が
チャンバ43の外側に設けられる。筒状チャンバ43は、フ
ランジ44を介してコンプレッサハウジング41に連結さ
れ、その内部に図示しない燃焼器とタービンおよびレキ
ュペレータが収装され、ダクト40からチャンバ43内に流
入した低温圧縮空気は燃焼ガスからの放熱を吸収しなが
らレキュペレータに流入するようになっている。
ると、コンプレッサ41の渦巻き状のスクロール42から吐
出される低温圧縮空気をチャンバ43内に導くダクト40が
チャンバ43の外側に設けられる。筒状チャンバ43は、フ
ランジ44を介してコンプレッサハウジング41に連結さ
れ、その内部に図示しない燃焼器とタービンおよびレキ
ュペレータが収装され、ダクト40からチャンバ43内に流
入した低温圧縮空気は燃焼ガスからの放熱を吸収しなが
らレキュペレータに流入するようになっている。
この場合、ダクト40を設けられることにより、ガスター
ビンの構造に受ける制約を少なくし、例えばコンプレッ
サ41とタービンの間に軸受が配設される構造を適用する
ことも可能となる。
ビンの構造に受ける制約を少なくし、例えばコンプレッ
サ41とタービンの間に軸受が配設される構造を適用する
ことも可能となる。
（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、熱交換器に対して燃焼器を
並列に配置し、熱交換器と燃焼器を共に覆うチャンバを
設け、チャンバ内にコンプレッサの吐出する圧縮空気を
流入させるとともにこの圧縮空気を熱交換器に導くよう
に構成したため、燃焼ガスの放熱をチャンバ内の圧縮空
気により吸収して燃料消費率を改善するとともに、断熱
材およびダクト類を大幅に削減して、軽量コンパクト
化、コストダウンがはかれる。
並列に配置し、熱交換器と燃焼器を共に覆うチャンバを
設け、チャンバ内にコンプレッサの吐出する圧縮空気を
流入させるとともにこの圧縮空気を熱交換器に導くよう
に構成したため、燃焼ガスの放熱をチャンバ内の圧縮空
気により吸収して燃料消費率を改善するとともに、断熱
材およびダクト類を大幅に削減して、軽量コンパクト
化、コストダウンがはかれる。
第１図は本発明の実施例を示すガスタービンの側面断面
図、第２図は同じく正面図、第３図は分解斜視図、第４
図は要部断面図である。第５図は他の実施例を示す側面
図、第６図は同じく正面図である。第７図は従来例を示
す断面図である。 １……ガスタービン、２……コンプレッサ、３……燃焼
器、４……タービン、５……レキュペレータ、5A……圧
縮空気流入口、21……チャンバ。
図、第２図は同じく正面図、第３図は分解斜視図、第４
図は要部断面図である。第５図は他の実施例を示す側面
図、第６図は同じく正面図である。第７図は従来例を示
す断面図である。 １……ガスタービン、２……コンプレッサ、３……燃焼
器、４……タービン、５……レキュペレータ、5A……圧
縮空気流入口、21……チャンバ。
Claims (1)
- 【請求項１】タービンから排出される排気ガスと、コン
プレッサから燃焼器に送られる圧縮空気とをそれぞれ通
して排気ガスの熱を回収する熱交換器を備えるガスター
ビンにおいて、この熱交換器に対して燃焼器を並列に配
置し、熱交換器と燃焼器を共に覆うチャンバを設け、チ
ャンバ内にコンプレッサの吐出する圧縮空気を流入させ
るとともにこの圧縮空気を熱交換器に導くように構成し
たことを特徴とするガスタービン。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057389A JPH076403B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | ガスタービン |
| US07/487,724 US5079911A (en) | 1989-03-09 | 1990-03-05 | Gas-turbine power plant |
| DE4006982A DE4006982C2 (de) | 1989-03-09 | 1990-03-06 | Gasturbinentriebwerk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1057389A JPH076403B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | ガスタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238132A JPH02238132A (ja) | 1990-09-20 |
| JPH076403B2 true JPH076403B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=13054262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1057389A Expired - Fee Related JPH076403B2 (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | ガスタービン |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5079911A (ja) |
| JP (1) | JPH076403B2 (ja) |
| DE (1) | DE4006982C2 (ja) |
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| FR3055404B1 (fr) * | 2016-08-29 | 2021-01-22 | Ifp Energies Now | Turbine modulaire, notamment a turbine avec echangeur de chaleur pour la production d'energie, notamment d'energie electrique |
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| US2454310A (en) * | 1944-05-24 | 1948-11-23 | Kaiser Fleetwings Inc | Heat exchanger and reaction thrust apparatus |
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| FR1274606A (fr) * | 1960-09-14 | 1961-10-27 | Snecma | Turboréacteur de faible dimension axiale notamment pour la sustentation, par réaction, d'aérodynes à décollage vertical |
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-
1989
- 1989-03-09 JP JP1057389A patent/JPH076403B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-03-05 US US07/487,724 patent/US5079911A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-06 DE DE4006982A patent/DE4006982C2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997009524A1 (fr) * | 1995-09-08 | 1997-03-13 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur de type turbine a gaz |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02238132A (ja) | 1990-09-20 |
| US5079911A (en) | 1992-01-14 |
| DE4006982A1 (de) | 1990-09-13 |
| DE4006982C2 (de) | 1998-05-07 |
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