JPH02238132A - ガスタービン - Google Patents

ガスタービン

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JPH02238132A
JPH02238132A JP1057389A JP5738989A JPH02238132A JP H02238132 A JPH02238132 A JP H02238132A JP 1057389 A JP1057389 A JP 1057389A JP 5738989 A JP5738989 A JP 5738989A JP H02238132 A JPH02238132 A JP H02238132A
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combustor
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gas
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Hirotaka Kumakura
弘隆 熊倉
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/08Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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. (従米の技術) 従来のがスタービンとして、例えば弟7図に示すような
ものがあった(参考資料・・・(;AS TURBIN
EIIIORLD:Marcb−^pril 1987
)−これについて説明すると、ガスタービン41は:I
 7 7’ vフサ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を結合する回軟紬44により減速磯45
を介して負荷46を駆動するようになっている. レキュベンータ(熱交換器)47は図中矢印で示すよう
にタービン43がら排出される高温排気γスを通過させ
る流路47aと、コンプレッサ2が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から排出される徘
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!III) このような再生式γ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グク
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
化を招くぱがりが、部品,慨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、こうした従米の問題点を解決することを目的
とする. (問題,ζ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徘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ベ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、またコンブレフ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
. 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、高温が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
プレッサインベラ12とはシャ7ト13を介して同軸上
に連結され、シャフト13は一対のころがり紬受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7ユーザ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7ユーザ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、タービンハウノング26側に対する接合7ランノ2
5Aは円形に、プレナムチャンバ27に対する接合7ラ
ンノ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7ト13の回軒紬方向
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.この排気がス流路に対し
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. レキュベレータ5と燃焼33とは互いに並列に配置され
、レキエベレータ5と燃焼器3を共に覆うチャンバ21
が設{士られ、フンブレッサ2から吐出する低温圧縮空
気がこのチャンバ21内を通ってレキュベレータ5に導
かれる. コンプレッサインベラ12がら圧送される低温圧縮空気
は図中矢印で示すように7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7ランノ22の外周端に複数のポルト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
入してレキュベレータ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7ランノ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ベレータ5を用いた
が、排気がスと低温圧縮空気が互いに直交して交差する
直交流式レキュベ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が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
間で渦巻き状に画成される流路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7エーザ25に対する接合
7ランノ27Aと、燃焼器外側チャンバ34に対する接
合7ランノ27Bがそれぞれ形成されている. 断熱材33は7ランノ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. 第4図にも示すように、燃焼53の端部に取イ1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
画チャンバ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n3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を経てレキエベレ
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1こ、燃焼器3がらタ
ービン4およびレキュベレータ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とレキュベレータ5が同紬上に配置されてデ
ィ7ユーザ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、レキュベレータ5と燃焼器3
とが並列に配置されて接合7ランノ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グクFが
不要となり、コンパクト化がはかれる. チャンバ21は筒状に成型され、その両端に7ランノ2
2、キャップ35お上りレキュベレータ5が締結される
シェル病造であるため、その板厚を小さくしても、レキ
エベレータ5および燃焼器3′4?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は坪ヤップ35やレキュベレータ5
の排気口5Dが結合する部分は絞りプレス加工によワ一
体的に成型でき、志な他の部品も絞りプレス加工で成型
が可能となるので、複雑な祈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の外側に設けられろl状チャンバ
43は、7ランノ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
ンおよびレキュベ冫ータが収装され、グクト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エベレータに流入するようにな
っている. この場合、グクト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とタービンの間に紬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1二よれば、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{ナ、チャンバ内(こ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曽すろとともに
、断熱材およびダクト類を大幅に削減して、軽量コンパ
ク} 化、フストグクンがはかれる.
【図面の簡単な説明】
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・・・レキュベレータ、 5 A ・・・圧縮空気流入口、 21・・・チャンバ. 第5図 棺4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
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