JPH04101024A - タービン作動ガスの混合比調整方法 - Google Patents
タービン作動ガスの混合比調整方法Info
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- JPH04101024A JPH04101024A JP2215026A JP21502690A JPH04101024A JP H04101024 A JPH04101024 A JP H04101024A JP 2215026 A JP2215026 A JP 2215026A JP 21502690 A JP21502690 A JP 21502690A JP H04101024 A JPH04101024 A JP H04101024A
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Landscapes
- Lasers (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。
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、宇宙空間で太陽熱を利用して駆動される密閉
型ガスタービンの作動ガスとして、複数１ｌ１８の気体
を混合して用いる場合に、その作動ガスの混合比を調整
する方法に関するものである。
型ガスタービンの作動ガスとして、複数１ｌ１８の気体
を混合して用いる場合に、その作動ガスの混合比を調整
する方法に関するものである。
［従来の技術］
第２図は本発明が適用される太陽熱発電用密閉型ガスタ
ービンエンジンの一例を示す系統図であこの図において
、まず（１）は太陽熱受光部、（２）はタービン、（３
）は再生熱交換器、（４）は冷却器、（５）は圧縮機、
（６）はギヤボックス、（７）は発電機をそれぞれ示し
、これらによって密閉サイクルのメインラインが形成さ
れている。また、（８ａ）はヘリウムガスボンへ、（８
ｂ）はキセノンガスボンへ、（９）は混合器１、（１０
ａＬ （１０ｂ）は作動ガス供給弁、（ｌｌａ）、 （
Ｉｌｂ）は作動ガス注入弁をそれぞれ示す。
ービンエンジンの一例を示す系統図であこの図において
、まず（１）は太陽熱受光部、（２）はタービン、（３
）は再生熱交換器、（４）は冷却器、（５）は圧縮機、
（６）はギヤボックス、（７）は発電機をそれぞれ示し
、これらによって密閉サイクルのメインラインが形成さ
れている。また、（８ａ）はヘリウムガスボンへ、（８
ｂ）はキセノンガスボンへ、（９）は混合器１、（１０
ａＬ （１０ｂ）は作動ガス供給弁、（ｌｌａ）、 （
Ｉｌｂ）は作動ガス注入弁をそれぞれ示す。
サイクルの作動ガスとして、ヘリウムは比熱・比エンタ
ルピが大きく、十分な加熱源がある場合にはタービンを
介して仕事を取り出し易いガスである。しかし分子量が
小さいため、圧縮機の負荷にならず、サイクルを成り立
たせることができない。そこで、このヘリウムに分子量
の大きなキセノンを混合し、圧縮機が十分な圧縮を行な
って、サイクルが形成できるようにする。ヘリウム、キ
セノンがいずれも反応しにくい不活性ガスであることも
、クローズドサイクルの作動ガスとして重要な要因であ
る。
ルピが大きく、十分な加熱源がある場合にはタービンを
介して仕事を取り出し易いガスである。しかし分子量が
小さいため、圧縮機の負荷にならず、サイクルを成り立
たせることができない。そこで、このヘリウムに分子量
の大きなキセノンを混合し、圧縮機が十分な圧縮を行な
って、サイクルが形成できるようにする。ヘリウム、キ
セノンがいずれも反応しにくい不活性ガスであることも
、クローズドサイクルの作動ガスとして重要な要因であ
る。
上述のとおり、ヘリウムとキセノンは各々異なる性質を
もっているため、その混合ガスとしての特性は混合比に
影響される。ヘリウムが多くなると、熱的には有利だが
圧縮しきれなくなり、逆にすると取り出せる仕事量自体
が減る。したがって、一定の出力を得たり、出力をコン
トロールしたりするために、混合比のコントロールが不
可欠である。
もっているため、その混合ガスとしての特性は混合比に
影響される。ヘリウムが多くなると、熱的には有利だが
圧縮しきれなくなり、逆にすると取り出せる仕事量自体
が減る。したがって、一定の出力を得たり、出力をコン
トロールしたりするために、混合比のコントロールが不
可欠である。
〔発明が解決しようとする課題］
ガスタービンサイクルの作動ガスの混合比を調整するた
めには、まずその混合比を測定する必要がある。従来も
、混合ガスのサンプルの比重を測定することにより非連
続的に混合比を決定することは、可能であった。
めには、まずその混合比を測定する必要がある。従来も
、混合ガスのサンプルの比重を測定することにより非連
続的に混合比を決定することは、可能であった。
しかし、サンプルによる測定は、地上設備では現実的で
はあるが、宇宙空間においては非現実的である。また宇
宙空間でシステムの長期間運転を持続させるためには、
定常運転中に周期的に作動ガスの混合比をチエツクし、
ガス供給側に指令をフィードバックする必要がある。そ
ういう点でも、ガスサンプル法のような従来の実験室的
手法では、応答性にも問題があった。
はあるが、宇宙空間においては非現実的である。また宇
宙空間でシステムの長期間運転を持続させるためには、
定常運転中に周期的に作動ガスの混合比をチエツクし、
ガス供給側に指令をフィードバックする必要がある。そ
ういう点でも、ガスサンプル法のような従来の実験室的
手法では、応答性にも問題があった。
〔課題を解決するための手段］
本発明は、前記従来の課題を解決するために、複数種類
の気体を混合して密閉型ガスタービンエンジンの作動ガ
スとするものにおいて、上記作動ガスにレーザ光を照射
して吸収散乱の波長特性を測定し、あらかしめ設定され
た波長特性と比較して両者が一致するまで不足した気体
を混入することを特徴とするタービン作動ガスの混合比
調整方法を提案するものである。
の気体を混合して密閉型ガスタービンエンジンの作動ガ
スとするものにおいて、上記作動ガスにレーザ光を照射
して吸収散乱の波長特性を測定し、あらかしめ設定され
た波長特性と比較して両者が一致するまで不足した気体
を混入することを特徴とするタービン作動ガスの混合比
調整方法を提案するものである。
〔作 用］
本発明においては、レーザ光を利用した非接触計測を行
なうので、定常運転中、サイクルに影響を与えることな
く、いつでも作動ガスの混合比を計測することができ、
かつ、その計測結果に基づいて作動ガス供給弁を開閉し
、作動ガス混合比を常に適正に維持することができる。
なうので、定常運転中、サイクルに影響を与えることな
く、いつでも作動ガスの混合比を計測することができ、
かつ、その計測結果に基づいて作動ガス供給弁を開閉し
、作動ガス混合比を常に適正に維持することができる。
したがって、近未来における宇宙空間用設備として非常
に有効である。
に有効である。
第１図は、本発明方法の一実施例に使用される太陽熱発
電用密閉型ガスタービンエンジンを示す系統図である。
電用密閉型ガスタービンエンジンを示す系統図である。
この図において、前記第２回に示されたものと同様の部
分については、冗長になるのを避けるため、同一の符号
を付けて詳しい説明を省く。
分については、冗長になるのを避けるため、同一の符号
を付けて詳しい説明を省く。
本実施例では、作動ガスの混合比を測定するのにレーザ
光を利用する。一般に、光が物質にあたると一部は透過
し、残りは吸収されたり、散乱されたりする。光の吸収
と散乱は、光と物質との相互作用により、起こる現象で
、光の吸収や散乱の強さの波長特性を測定すれば、照射
された物質の性質が判別できる。その波長特性を測定す
る輝線の光源として、 ■ 指向性が強いため、内部に手が届かない場所でも測
定可能。
光を利用する。一般に、光が物質にあたると一部は透過
し、残りは吸収されたり、散乱されたりする。光の吸収
と散乱は、光と物質との相互作用により、起こる現象で
、光の吸収や散乱の強さの波長特性を測定すれば、照射
された物質の性質が判別できる。その波長特性を測定す
る輝線の光源として、 ■ 指向性が強いため、内部に手が届かない場所でも測
定可能。
■ 位相がそろった光である。
■ 輝度が高く、微少量の物質でも測定可能。
■ 単色性が高く分光した際の分解能が高い。
等の点で有利なレーザ光を用いるのである。
レーザ光による輝線は圧力が高い程明確にあられれるの
で、本叉施例ではそのことを利用し、作動ガス圧力が最
大となる圧縮＠ （５）出口部に、レーザ発振器ａりお
よび受光部（回折格子、受光センサ等）θＪを設置する
。そして、混合ガスにレーザ光を照射した際に生じる輝
線を、回折格子により複数の周波数帯に分割し、各周波
数帯での信号強度のパターンを、あらかしめ地上試験時
に設定しメモリ０９に記憶させておいた適正混合比のパ
ターン情報と比較し、弁開度とタイミングを信号／Ｊｉ
ｉＸ部０４）でｆｉ算する。そして弁制御部０ωで情報
を信号化し、作動ガス供給弁（ｌｏａ）、 （１０ｂ）
のうちどちらか一方を開いて、ヘリウムまたはキセノン
を補充する。
で、本叉施例ではそのことを利用し、作動ガス圧力が最
大となる圧縮＠ （５）出口部に、レーザ発振器ａりお
よび受光部（回折格子、受光センサ等）θＪを設置する
。そして、混合ガスにレーザ光を照射した際に生じる輝
線を、回折格子により複数の周波数帯に分割し、各周波
数帯での信号強度のパターンを、あらかしめ地上試験時
に設定しメモリ０９に記憶させておいた適正混合比のパ
ターン情報と比較し、弁開度とタイミングを信号／Ｊｉ
ｉＸ部０４）でｆｉ算する。そして弁制御部０ωで情報
を信号化し、作動ガス供給弁（ｌｏａ）、 （１０ｂ）
のうちどちらか一方を開いて、ヘリウムまたはキセノン
を補充する。
本発明によれば、宇宙空間という人手の届かない場所に
おいて、無人でしかも太陽熱発電の出力を低下させずに
、常に適正な作動状聾を維持できるため、長期間メイン
テナンスフ１ノ文現でき、実動後の整備費を大幅に削減
できる。
おいて、無人でしかも太陽熱発電の出力を低下させずに
、常に適正な作動状聾を維持できるため、長期間メイン
テナンスフ１ノ文現でき、実動後の整備費を大幅に削減
できる。
第１図は本発明方法の一実施例に使用される太陽熱発電
用密閉型ガスタービンエンジンを示す系統図、第２図は
本発明の適用対象とな名太陽熱発電用密閉型ガスタービ
ンエンジンの一例を示す系統図である。 （１）・・・太陽熱受光部、（２）・・・タービン（３
）・・・再生熱交換器、（４）・・・冷却器。 （５）・・・圧１４１！、 （６１・・・ギ
ヤボックス（７）・・・発電機。 （８ａ）・・・ヘリウムガスポンへ （８ｂ）・・・キセノンガスポンへ、（９）・・・混合
器。 （１０ａ）、 （１０ｂ）−作動ガス供給弁。 （ｌｌａ）、 （ｌｌｂ）−作動ガス注入弁０２１・・
・レーザ発信器、０３）・・・レーザ受光部０４１・・
・信号演算部、０５）・・・メモリ。 ０６１・・・弁制御部。
用密閉型ガスタービンエンジンを示す系統図、第２図は
本発明の適用対象とな名太陽熱発電用密閉型ガスタービ
ンエンジンの一例を示す系統図である。 （１）・・・太陽熱受光部、（２）・・・タービン（３
）・・・再生熱交換器、（４）・・・冷却器。 （５）・・・圧１４１！、 （６１・・・ギ
ヤボックス（７）・・・発電機。 （８ａ）・・・ヘリウムガスポンへ （８ｂ）・・・キセノンガスポンへ、（９）・・・混合
器。 （１０ａ）、 （１０ｂ）−作動ガス供給弁。 （ｌｌａ）、 （ｌｌｂ）−作動ガス注入弁０２１・・
・レーザ発信器、０３）・・・レーザ受光部０４１・・
・信号演算部、０５）・・・メモリ。 ０６１・・・弁制御部。
Claims (1)
- 複数種類の気体を混合して密閉型ガスタービンエンジ
ンの作動ガスとするものにおいて、上記作動ガスにレー
ザ光を照射して吸収散乱の波長特性を測定し、あらかじ
め設定された波長特性と比較して両者が一致するまで不
足した気体を混入することを特徴とするタービン作動ガ
スの混合比調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215026A JPH04101024A (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | タービン作動ガスの混合比調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215026A JPH04101024A (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | タービン作動ガスの混合比調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04101024A true JPH04101024A (ja) | 1992-04-02 |
Family
ID=16665513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215026A Pending JPH04101024A (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | タービン作動ガスの混合比調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04101024A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6899629B2 (en) | 2000-12-20 | 2005-05-31 | Nok-Vibracoustic Co., Ltd | Elastic coupler |
| WO2010140565A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 三菱重工業株式会社 | 太陽熱ガスタービン及び太陽熱ガスタービン発電装置 |
| KR101005756B1 (ko) * | 2009-03-06 | 2011-01-06 | 한국항공우주연구원 | 터보펌프 가스발생기 연계시험에서의 가스발생기 혼합비 제어장치 및 그 제어방법 |
| WO2012042639A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 株式会社日立製作所 | 太陽熱利用コンバインドサイクル発電プラント |
-
1990
- 1990-08-16 JP JP2215026A patent/JPH04101024A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6899629B2 (en) | 2000-12-20 | 2005-05-31 | Nok-Vibracoustic Co., Ltd | Elastic coupler |
| KR101005756B1 (ko) * | 2009-03-06 | 2011-01-06 | 한국항공우주연구원 | 터보펌프 가스발생기 연계시험에서의 가스발생기 혼합비 제어장치 및 그 제어방법 |
| WO2010140565A1 (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 三菱重工業株式会社 | 太陽熱ガスタービン及び太陽熱ガスタービン発電装置 |
| JP5232916B2 (ja) * | 2009-06-05 | 2013-07-10 | 三菱重工業株式会社 | 太陽熱ガスタービン及び太陽熱ガスタービン発電装置 |
| WO2012042639A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 株式会社日立製作所 | 太陽熱利用コンバインドサイクル発電プラント |
| JP5399565B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-01-29 | 株式会社日立製作所 | 太陽熱利用コンバインドサイクル発電プラント |
| US9359953B2 (en) | 2010-09-30 | 2016-06-07 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combined cycle power plant with solar assisted cooling of compressor inlet air |
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