JP2002071137A - Micro gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用パソコン、
携帯用通信端末、ビデオカメラ、携帯用テレビなどの各
種携帯用電気電子機器を、屋内外の電源がない場所で長
時間にわたり連続使用する際に必要な電力の供給源とし
て、また燃料電池の欠点である起動からフルパワーに立
上るまでに要する時間を短縮するための補助電源を兼ね
た燃料電池予熱用熱源としての超小型ガスタービンに関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a portable personal computer,
The drawback of fuel cells as a source of power required for continuous use of various portable electrical and electronic devices such as portable communication terminals, video cameras, and portable televisions for long periods of time indoors and outdoors where there is no power supply The present invention relates to an ultra-small gas turbine as a heat source for preheating a fuel cell, which also serves as an auxiliary power source for reducing the time required from startup to full power.
【0002】[0002]
【従来の技術】携帯用パソコン、携帯用通信端末、携帯
用プリンター、携帯用ラジカセ、ビデオカメラ、携帯用
テレビ等に代表される携帯用電気機器を電源のない屋内
外で使用する際の電源は、従来から充電可能なバッテリ
ーもしくは乾電池が用いられてきた。これらの電源は、
より軽量でより多くの電気エネルギーを貯蔵するための
技術開発が進められている。2. Description of the Related Art When a portable electric device such as a portable personal computer, a portable communication terminal, a portable printer, a portable boombox, a video camera, and a portable television is used indoors and outdoors without a power supply, Conventionally, rechargeable batteries or dry batteries have been used. These power supplies
Technology is being developed to store lighter and more electrical energy.
【0003】また一方で、携帯用電気機器の消費電力を
低減するための技術開発も進み、電力消費機器の性能向
上と電源の性能向上の相乗効果により、連続使用可能時
間も大幅に伸びつつあるが、このような継続的技術進歩
があってもなお、化学的エネルギーを貯蔵して電気エネ
ルギーに変換する方式であることに変わりなく、重量当
りの発電可能な能力には限界がある。従って、電源のな
い屋内外で携帯用電気機器を長時間連続して使用する場
合は、複数の予備バッテリーもしくは多数の予備乾電池
を携帯しなければならない欠点があった。On the other hand, technological development for reducing the power consumption of portable electric equipment has been progressing, and the continuous use time has been greatly increased due to the synergistic effect of the performance improvement of the power consumption equipment and the performance of the power supply. However, even with such continuous technological progress, the method of storing chemical energy and converting it into electric energy is still the same, and the ability to generate electricity per weight is limited. Therefore, when a portable electric device is used continuously for a long time indoors and outdoors without a power source, there is a disadvantage that a plurality of spare batteries or a large number of spare batteries must be carried.
【0004】一例として、携帯用パソコン、デジタルカ
メラ及び通信端末を用いてスポーツもしくはライブショ
ウをインターネットで実況中継する場合、各々の機器に
通常内臓されているバッテリーで連続使用が可能な時間
は1〜2時間程度であり、数時間から十数時間に及ぶ実
況中継を行うには、必要な電力を長時間賄うため、重い
蓄電池もしくは発電機を別途搬入しなければならなかっ
た。As an example, when a sports or live show is broadcasted live on the Internet using a portable personal computer, a digital camera, and a communication terminal, the continuous use time of a battery usually included in each device is one to one. It takes about two hours, and in order to carry out live broadcasting for several hours to several tens of hours, a heavy storage battery or a generator had to be separately carried in order to supply necessary power for a long time.
【0005】燃料電池に関しては、次世代の車両用動力
源及び中小規模コージェネレーション用動力源として期
待され、多くの技術開発が継続して行われているが、起
動からフルパワーに立ち上げるまでに要する時間を短縮
することが大きな技術的課題の1つとなっている。現状
では、従来技術であるガソリンエンジンもしくはディー
ゼルエンジン駆動の自動車のように、スターターキーを
廻して直ちに車を発進できるだけの起動特性に優れた燃
料電池を実現するまでには至っていない。[0005] Fuel cells are expected as a power source for vehicles of the next generation and power sources for small- and medium-scale cogeneration, and many technological developments are being carried out continuously. Reducing the required time is one of the major technical issues. At present, a fuel cell having excellent start-up characteristics, such as a vehicle driven by a gasoline engine or a diesel engine, which is a conventional technology, capable of starting the vehicle immediately by turning a starter key has not yet been realized.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】インターネットの急速
な普及と、携帯用パソコン、携帯用通信端末、デジタル
カメラ及びビデオカメラ等の映像機器の普及と相俟っ
て、業務用はもとより個人用の用途についても、電源の
無い屋内外でこれらの機器を長時間にわたり使用し、か
つ必要に応じてインターネットに接続し、データの受発
信を行う頻度は今後益々増加する傾向にある。With the rapid spread of the Internet and the spread of video equipment such as portable personal computers, portable communication terminals, digital cameras and video cameras, personal use as well as business use. Also, the frequency of using these devices indoors and outdoors without a power source for a long time, connecting to the Internet as needed, and transmitting and receiving data tends to increase further in the future.
【0007】本発明の第1の目的は、携帯用パソコン、
携帯用通信端末、デジタルカメラ及びビデオカメラ等の
映像機器一式が、1個のアタッシュケースもしくは旅行
カバンに、書類や旅行用品と共に収納して持ち運びがで
き、かつ、外部電源による充電なしに十数時間から数十
時間の連続使用を可能とする超小型かつ軽量の携帯用ガ
スタービン発電装置を供給することにある。A first object of the present invention is to provide a portable personal computer,
A set of video equipment such as a portable communication terminal, digital camera, video camera, etc. can be stored in a single attache case or travel bag together with documents and travel goods, and can be carried for more than ten hours without charging with an external power supply. An object of the present invention is to provide an ultra-small and lightweight portable gas turbine power generator capable of continuous use for several tens of hours.
【0008】また燃料電池に関しては、特に車両用の場
合、従来のガソリンエンジン及びディーゼルエンジンと
の競合上、起動後数秒以内に発進可能な電力を発生させ
なければならないが、このような短時間に燃料電池が発
進に必要な電力を発生できる構成にすることは極めて難
しい。In the case of a fuel cell, especially for a vehicle, electric power that can be started within a few seconds after startup must be generated due to competition with conventional gasoline engines and diesel engines. It is extremely difficult to configure the fuel cell to generate the electric power required for starting.
【0009】本発明の第2の目的は、車両用及び定置式
燃料電池が、起動からフルパワーに至るまでの間、不足
する電力を供給するための補助電源として機能し、かつ
排気を燃料電池に導入して、燃料電池の予熱もしくは改
質ガス発生器としても機能することのできる超小型かつ
軽量の燃料電池補助電源用ガスタービン発電装置を供給
することにある。A second object of the present invention is to provide a vehicle and stationary fuel cells that function as an auxiliary power supply for supplying insufficient power from startup to full power, and that exhaust gas is supplied to the fuel cell. To provide a gas turbine power generator for a fuel cell auxiliary power supply that is small and lightweight and can also function as a fuel cell preheating or reformed gas generator.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に係る超小型ガスタービン発電装置を実現
するための手段を、基本原理を示す図1及び図2をもと
に説明する。In order to achieve the above object, means for realizing a micro gas turbine power generator according to claim 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 showing a basic principle. I do.
【0011】中空部分内部に案内翼1を持つ中空円盤又
は変形中空円盤2内部に構成される盤空間部3が連通し
た円筒状第I中空軸4と、中空円盤2の壁面に沿って中
心部から外周方向に向けて設けた燃料流路5と連通した
燃料供給孔6を中心部に有する第II軸7が、中空円盤2
の中心部の両側にそれぞれ延出した構成とし;A hollow cylindrical disk I having a guide wing 1 inside the hollow portion or a cylindrical I-shaped hollow shaft 4 communicating with a disk space 3 formed inside the deformed hollow disk 2, and a central portion along the wall surface of the hollow disk 2 A second shaft 7 having a fuel supply hole 6 at the center thereof communicating with a fuel flow path 5 provided toward the outer circumferential direction from the center of the hollow disk 2
Extending to both sides of the center of the
【0012】第I中空軸4及び第II軸7を軸受9及び1
0により支持して回転自在となし、第I中空軸4の端面
11を外気開放として盤空間部3を外気と連通せしめる
とともに、第II軸中心部の燃料供給孔6に、外部から燃
料を供給するための燃料供給管12を挿入し、燃料供給
管12と燃料供給孔6の間はシール装置13により外気
と遮断しかつ回転自在な構成となし;The first hollow shaft 4 and the second shaft 7 are mounted on bearings 9 and 1
0 to make it freely rotatable, open the end face 11 of the I-th hollow shaft 4 to the outside air to allow the board space 3 to communicate with the outside air, and supply fuel from the outside to the fuel supply hole 6 at the center of the II-th shaft. A fuel supply pipe 12 is inserted between the fuel supply pipe 12 and the fuel supply hole 6, and a seal device 13 is provided to shut off the outside air and rotate freely.
【0013】中空円盤2の壁面に沿って設けた燃料流路
5は、中空円盤2の外周部近傍に設けた燃料ノズル13
に連通し、燃料ノズル13から噴出した燃料を、盤空間
部3内で遠心圧縮された外気と混合せしめるための混合
部14、燃焼部15及び燃焼ガス噴射ノズル部16から
なる燃焼器17を、該中空円盤2の最外周部の回転対称
位置に少なくとも2以上設けるとともに、燃焼ガス噴射
ノズル部16の出口近傍のケーシング側壁18に点火プ
ラグもしくは点火用パイロットバーナ19を設け、燃焼
ガス噴射ノズル部16から噴出される燃焼ガスが、中空
円盤2の略周方向に噴出するようになしたことを特徴と
する。A fuel passage 5 provided along the wall surface of the hollow disk 2 is provided with a fuel nozzle 13 provided near the outer peripheral portion of the hollow disk 2.
And a combustor 17 comprising a mixing section 14, a combustion section 15 and a combustion gas injection nozzle section 16 for mixing the fuel ejected from the fuel nozzle 13 with the outside air centrifugally compressed in the panel space 3. At least two or more are provided at rotationally symmetric positions on the outermost peripheral portion of the hollow disk 2, and an ignition plug or an ignition pilot burner 19 is provided on a casing side wall 18 near an outlet of the combustion gas injection nozzle portion 16. The combustion gas ejected from the nozzle is ejected in a substantially circumferential direction of the hollow disk 2.
【0014】更に、周方向にN極とS極を交互に配列し
た対を少なくとも1以上持つ円盤状永久磁石20を担持
した鋼製円盤21を、第I中空軸4及び第II軸7の何れ
か一方又は両方に回転軸を一致させて一体的に取り付
け、導電体からなる巻線コイル22aを円盤状永久磁石
20に対面して、円周方向に少なくとも1以上設け、該
巻線コイル22aを静止部35に固定して該巻線コイル
22aの両端の端子23a及び24aから単相交流電気
を取出すようにするか;Further, a steel disk 21 carrying a disk-shaped permanent magnet 20 having at least one pair of N-poles and S-poles alternately arranged in the circumferential direction is attached to either the I-shaft 4 or II-shaft 7. At least one or both of the winding coils 22a made of an electric conductor are provided facing the disk-shaped permanent magnet 20 and provided at least one in the circumferential direction. Whether to fix to the stationary part 35 and take out single-phase AC electricity from the terminals 23a and 24a at both ends of the coil 22a;
【0015】又は、各々の巻線コイルをY結線もしくは
△結線で連結した巻線コイル群22bとなし、該巻線コ
イル群22bを静止部に固定して該巻線コイル群22b
の両端23b及び24bから3相交流電気を取出すよう
になしたことを特徴とする。なお、図1及び図2は第2
軸7側に1組の発電機を設けた一例を示す。Alternatively, each of the winding coils is formed into a winding coil group 22b connected by a Y connection or a △ connection, and the winding coil group 22b is fixed to a stationary portion to form the winding coil group 22b.
Characterized in that three-phase AC electricity is extracted from both ends 23b and 24b of the. FIGS. 1 and 2 show the second embodiment.
An example in which a set of generators is provided on the shaft 7 side is shown.
【0016】中空円盤2の回転により、第I中空軸4の
端面11から矢印25の方向に吸引された外気は、矢印
26の方向に流れつつ、案内翼1の作用により遠心圧縮
され、混合部14に達する。The outside air sucked in the direction of arrow 25 from the end face 11 of the I-th hollow shaft 4 by the rotation of the hollow disk 2 is centrifugally compressed by the action of the guide blade 1 while flowing in the direction of arrow 26, and Reach 14.
【0017】燃料供給管12から矢印27の方向に供給
された燃料は、シール装置13により外気と遮断されつ
つ、第2軸7の中心に設けた燃料供給孔6を通り、中空
円盤2に設けた燃料流路5内を矢印28の方向に流れつ
つ遠心圧縮され、燃料ノズル13から噴出し、混合部1
4で遠心圧縮された外気と混合しつつ燃焼部15内で連
続的に燃焼し、高温の燃焼ガスとなって燃焼ガス噴射ノ
ズル部16から矢印29の方向に亜音速もしくは超音速
で噴出する。The fuel supplied from the fuel supply pipe 12 in the direction of arrow 27 is provided on the hollow disk 2 through the fuel supply hole 6 provided at the center of the second shaft 7 while being blocked from the outside air by the sealing device 13. Centrifugally compressed while flowing through the fuel flow path 5 in the direction of arrow 28,
While being mixed with the centrifugally compressed outside air in step 4, the gas continuously burns in the combustion section 15 and becomes high-temperature combustion gas, which is ejected from the combustion gas injection nozzle section 16 in the direction of arrow 29 at subsonic or supersonic speed.
【0018】軸受9及び10により両端支持された中空
円盤2、第I中空軸4第II軸7及び発電機ディスク21
から成る回転体8は、燃焼ガス噴射ノズル部16から矢
印29の方向に噴出する燃焼ガスの反動により矢印30
の方向に回転する。The hollow disk 2 supported at both ends by bearings 9 and 10, the first hollow shaft 4, the second shaft 7, and the generator disk 21
The rotating body 8 composed of the combustion gas injection nozzle portion 16 reacts with combustion gas ejected in the
Rotate in the direction of.
【0019】回転する燃焼器17の燃焼ガス噴射ノズル
部16から相対的に矢印29の方向に速度Vで噴出した
燃焼ガスは、噴射ノズル部16の周速Uとのベクトル和
であるCの絶対速度および方向をもってディフューザー
部31に流出し、減速されてスクロール形状の排気室3
2を通り、燃焼ガス出口33から矢印34の方向に流出
する。The combustion gas ejected from the combustion gas injection nozzle section 16 of the rotating combustor 17 at a speed V in the direction of arrow 29 relatively is the absolute value of C, which is the vector sum with the peripheral speed U of the injection nozzle section 16. It flows out into the diffuser part 31 with the speed and the direction, is decelerated, and has a scroll-shaped exhaust chamber 3.
2 and flows out of the combustion gas outlet 33 in the direction of the arrow 34.
【0020】円盤状永久磁石20を担持した鋼製円盤か
ら成る発電機ディスク21は、第1中空軸4及び第2軸
7の何れか一方又は両方に回転軸を一致させて一体的に
取り付けられ、導電体からなる巻線コイル22a又は巻
線コイル群22bは、円盤状永久磁石20に対面して、
円周方向に少なくとも1以上設け、該巻線コイル22a
又は巻線コイル群22bを静止部35に固定し、該巻線
コイル22a又は巻線コイル群22bの両端に設けた端
子23a及び24aもしくは23b及び24bから電気
を取出すことにより、回転体との機械的接触部のないブ
ラシレスにするとともに、励磁のための電圧を印加する
必要のない単相交流発電機もしくは3相交流発電機とす
ることができる。A generator disk 21 made of a steel disk carrying a disk-shaped permanent magnet 20 is integrally attached to one or both of the first hollow shaft 4 and the second shaft 7 with the rotation axis coinciding. The winding coil 22a or the winding coil group 22b made of a conductor faces the disc-shaped permanent magnet 20,
The winding coil 22a is provided at least one or more in the circumferential direction.
Alternatively, the winding coil group 22b is fixed to the stationary portion 35, and electricity is taken out from the terminals 23a and 24a or 23b and 24b provided at both ends of the winding coil 22a or the winding coil group 22b, so that the mechanical connection with the rotating body is achieved. It is possible to provide a single-phase AC generator or a three-phase AC generator that does not require a contact portion and that does not need to apply a voltage for excitation.
【0021】該巻線コイル22a又は巻線コイル群22
bの両端に設けた端子23a及び24aもしくは23b
及び24bから取出される高周波の単相もしくは3相交
流電流は、図示しない交流/直流変換器を介して、直流
電気に変換して取出しても良い。The winding coil 22a or the winding coil group 22
terminals 23a and 24a or 23b provided at both ends of b
And the high-frequency single-phase or three-phase alternating current extracted from 24b may be converted into direct current through a not-shown alternating current / direct current converter and then extracted.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、図1
及び図2に基づき詳細に説明する。図1は本発明の実施
の形態に係る超小型ガスタービン発電装置の基本構造を
示す模式的正面断面図、図2は図1に示す断面A−Aに
よる平面断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic front sectional view showing a basic structure of a micro gas turbine power generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan sectional view taken along section AA shown in FIG.
【0023】中空円盤又は変形中空円盤2の内部に、半
径方向に向って案内翼1を持ち、円盤2の中心部から延
出した第I中空軸4の端面11が外気に開放され、円盤
2内部の盤空間部3が第I中空軸4の中空部分と連通し
た構造は、所謂遠心圧縮機であって、円盤2の中心部の
両側に延出した第I中空軸4及び第II軸7をそれぞれ軸
受9及び10により支持して回転自在となし、円盤2に
回転力を印加することによって、端面11から吸引され
た外気は、盤空間部3内で、案内翼1の作用により加速
され、遠心圧縮される。Inside the hollow disk or the deformed hollow disk 2, a guide blade 1 is provided in the radial direction, and an end face 11 of the I-th hollow shaft 4 extending from the center of the disk 2 is opened to the outside air. The structure in which the inner disk space 3 communicates with the hollow portion of the I-hollow shaft 4 is a so-called centrifugal compressor, in which the I-hollow shaft 4 and the II-shaft 7 extending to both sides of the center portion of the disk 2. Are supported by bearings 9 and 10, respectively, and are made rotatable. By applying a rotational force to the disk 2, the outside air sucked from the end face 11 is accelerated in the disk space 3 by the action of the guide blades 1. , Centrifuged and compressed.
【0024】一方、第II軸7には、円盤2の壁面に沿っ
て中心部から外周方向に向けて設けた燃料流路5と連通
した燃料供給孔6を軸中心部に設け、外部から気体燃料
を供給するための燃料供給管12を燃料供給孔6に挿入
し、燃料供給管12と燃料供給孔6の間はシール装置1
3により外気と遮断しかつ回転自在な構成とすることに
より、燃料ガスは外気に漏洩することなく、また、外気
を吸引することなく円盤2の壁面に沿って中心部から外
周方向に向けて設けた燃料流路5を経由して、円盤2の
最外周部にある燃料ノズル13に送気される。On the other hand, a fuel supply hole 6 communicating with a fuel flow path 5 provided from the center to the outer periphery along the wall surface of the disk 2 along the wall surface of the disk 2 is provided at the center of the second shaft 7, and gas from the outside is provided. A fuel supply pipe 12 for supplying fuel is inserted into the fuel supply hole 6, and a seal device 1 is provided between the fuel supply pipe 12 and the fuel supply hole 6.
The fuel gas is provided from the center portion to the outer peripheral direction along the wall surface of the disk 2 without leaking to the outside air and without sucking the outside air by making the structure shut off from the outside air and being rotatable by 3. The fuel is supplied to the fuel nozzle 13 at the outermost periphery of the disk 2 via the fuel flow path 5.
【0025】燃料は円盤2の壁面に設けた燃料流路5を
通過する際に、回転力により遠心圧縮されるため、燃料
の吸引ブロアもしくはポンプとしての機能も果たすこと
となるので、高圧で燃料を圧送する必要がない。Since the fuel is centrifugally compressed by the rotational force when passing through the fuel flow path 5 provided on the wall surface of the disk 2, the fuel also functions as a suction blower or a pump for the fuel. There is no need to pump.
【0026】燃料流路5を経由し、円盤2の最外周部に
ある燃料ノズル13にから噴出した気体状もしくは霧状
の燃料は、盤空間部3内で遠心圧縮された外気と、混合
部14で混合し、燃焼部15で燃焼し、高温の燃焼ガス
となって燃焼ガス噴射ノズル部16から亜音速もしくは
超音速で円盤2の略周方向に噴出する。円盤2、第I中
空軸4、第II軸から成る回転体8は、燃焼ガス噴射ノズ
ル部16から噴出する高速の燃焼ガスの反動により、矢
印30の方向に回転力を与える。The gaseous or mist-like fuel ejected from the fuel nozzle 13 at the outermost periphery of the disk 2 via the fuel flow path 5 is mixed with the outside air centrifugally compressed in the disk space 3 and the mixing part. The mixture is mixed at 14 and burned in the combustion section 15 to become high-temperature combustion gas, which is ejected from the combustion gas injection nozzle section 16 at a subsonic or supersonic speed in a substantially circumferential direction of the disk 2. The rotating body 8 including the disk 2, the I-th hollow shaft 4, and the II-shaft gives a rotational force in the direction of arrow 30 due to the reaction of the high-speed combustion gas ejected from the combustion gas injection nozzle unit 16.
【0027】燃料ガスの混合部14、燃焼部15及び燃
焼ガス噴射ノズル部16から成る燃焼器17の個数は、
回転対象位置に少なくとも2以上、好ましくは、振動に
対する安定性と単機出力増加の両方の利点を得られる3
以上とするのが良い。The number of combustors 17 comprising the fuel gas mixing section 14, the combustion section 15, and the combustion gas injection nozzle section 16 is as follows.
At least two or more at the rotation target position, and preferably, both advantages of stability against vibration and increase in single machine output can be obtained3.
It is better to do above.
【0028】また、噴射ノズル部16近傍のケーシング
側壁部18にはガスタービンを起動するための点火プラ
グもしくはパイロットバーナー19を設ける。An ignition plug or a pilot burner 19 for starting the gas turbine is provided on the casing side wall 18 near the injection nozzle 16.
【0029】円盤2、第I中空軸4及び第II軸7から成
る回転体8を支持する軸受9及び10は、転がり軸受
け、滑り軸受け、磁気軸受け、気体軸受けの何れも適用
可能であるが、軸受け周速が高速であるため、気体軸受
とりわけ動圧型気体軸受とするのが望ましい。なお、回
転体8の軸方向変位を拘束するためのスラスト軸受け3
6及び37も動圧型気体軸受けとするのが望ましい。The bearings 9 and 10 for supporting the rotating body 8 consisting of the disk 2, the hollow shaft I and the shaft II can be any of rolling bearings, sliding bearings, magnetic bearings and gas bearings. Since the bearing peripheral speed is high, it is desirable to use a gas bearing, especially a dynamic pressure type gas bearing. The thrust bearing 3 for restraining the axial displacement of the rotating body 8
It is desirable that the bearings 6 and 37 are also dynamic pressure type gas bearings.
【0030】本発明によるガスタービンに用いる燃料
は、常温で気体である必要はなく、燃料ノズル13から
気体状もしくは霧状に噴霧しうる燃料であって、酸化性
ガスと混合し点火して発熱反応を起す全ての気体状もし
くは液体状物質が燃料となり得る。燃料として適用可能
な物質の例として、気体状及び液体状炭化水素、アルコ
ール、エーテルのほか、液体及び気体水素、ヒドラジン
などがある。また、酸化性ガスとして、空気のほか、純
酸素もしくは酸素混合ガス、過酸化水素混合ガスなどが
ある。The fuel used in the gas turbine according to the present invention does not need to be a gas at normal temperature, but is a fuel that can be sprayed in a gaseous or mist form from the fuel nozzle 13 and is mixed with an oxidizing gas and ignited to generate heat. Any gaseous or liquid substance that causes a reaction can be a fuel. Examples of substances applicable as fuel include gaseous and liquid hydrocarbons, alcohols, ethers, as well as liquid and gaseous hydrogen, hydrazine, and the like. Examples of the oxidizing gas include air, pure oxygen or a mixed gas of oxygen, and a mixed gas of hydrogen peroxide in addition to air.
【0031】燃焼器は、通常のバーナー燃焼に加え、希
薄燃料に対しても失火せず安定な燃焼を維持できる触媒
燃焼器とすることがより好ましい。触媒燃焼器の材料と
して白金、銅、バナジウム、タングステン、モリブデ
ン、マンガン等の金属もしくはそれらの酸化物を基質に
コーティングしたハニカム状、格子状又は燒結品とする
のが良い。The combustor is more preferably a catalytic combustor capable of maintaining stable combustion without misfiring even with lean fuels, in addition to normal burner combustion. As a material for the catalytic combustor, it is preferable to use a honeycomb, lattice or sintered product in which a metal such as platinum, copper, vanadium, tungsten, molybdenum, manganese or an oxide thereof is coated on a substrate.
【0032】なお、ディフューザー部31に連なる排気
室32は、燃焼ガス出口33に向って断面積が周方向に
徐々に増大するスクロール形状の1例を示しているが、
必ずしもスクロール形状にする必要はなく、ディフュー
ザー部31に連なる排気室32の容積を十分に確保した
上で、周方向の全周もしくはその一部から排気するよう
にしても良い。The exhaust chamber 32 connected to the diffuser section 31 is an example of a scroll shape in which the sectional area gradually increases in the circumferential direction toward the combustion gas outlet 33.
It is not always necessary to make the scroll shape, and the exhaust may be exhausted from the entire circumference or a part thereof in the circumferential direction after a sufficient volume of the exhaust chamber 32 connected to the diffuser section 31 is secured.
【0033】本発明による超小型ガスタービンは、更
に、周方向にN極とS極を交互に配列した対を少なくと
も1以上持つ円盤状永久磁石20を担持した鋼製円盤2
1を、第1中空軸4及び第2軸7の何れか一方又は両方
に回転軸を一致させて一体的に取り付け、導電体からな
る巻線コイル22を円盤状永久磁石20に対面して、円
周方向に少なくとも1以上設け、該巻線コイル22を静
止部35に固定して該巻線コイル22のガスタービンと
発電機が一体的に結合した構成とすることにより、軽
量、コンパクトかつ安価な超小型ガスタービン発電装置
としたことを特徴とする。なお、図1に示す巻線コイル
22aは単相交流電気を取出すための巻線コイル群を示
し、巻線コイル22bはY結線もしくは△結線にて連結
された巻線コイル群を示す。The micro gas turbine according to the present invention further comprises a steel disk 2 carrying a disk-shaped permanent magnet 20 having at least one pair of circumferentially alternately arranged N poles and S poles.
1 is integrally attached to one or both of the first hollow shaft 4 and the second shaft 7 with the rotation axis coinciding, and the winding coil 22 made of a conductor faces the disk-shaped permanent magnet 20; At least one or more coils are provided in the circumferential direction, and the coil 22 is fixed to the stationary portion 35 so that the gas turbine and the generator of the coil 22 are integrally connected to each other. It is characterized in that it is a very small gas turbine power generator. In addition, the winding coil 22a shown in FIG. 1 indicates a winding coil group for extracting single-phase AC electricity, and the winding coil 22b indicates a winding coil group connected by Y connection or △ connection.
【0034】発電機が一体的に結合した本発明による超
小型ガスタービン発電機は、更に、巻線コイル群22a
から得られる単相交流電気、または、巻線コイル群22
bから得られる3相交流電気を12〜24ボルトの直流
電流に変換するための交流/直流変換器と、電力負荷の
多少に係らず出力電圧を一定に制御するための燃料流量
制御装置とを備えることにより、発電装置として必要な
全ての機能を持たせることができる。The micro gas turbine generator according to the present invention, in which the generator is integrally connected, further includes a winding coil group 22a.
Single-phase alternating current or winding coil group 22 obtained from
b) an AC / DC converter for converting the three-phase AC electricity obtained from b into a DC current of 12 to 24 volts, and a fuel flow control device for controlling the output voltage to be constant regardless of the power load. With the provision, all functions required as a power generation device can be provided.
【0035】なお、交流/直流変換器及び燃料流量制御
装置のいずれも、本発明による超小型ガスタービン発電
機を収納する同一容器内に収納することにより、利便性
を更に高めることができる。It is to be noted that the convenience can be further enhanced by housing both the AC / DC converter and the fuel flow rate control device in the same container housing the micro gas turbine generator according to the present invention.
【0036】[0036]
【実施例】図3及び図4は、基本原理を示す図1及び図
2の構造を更に発展させたもので、実際の構成により近
い構造となっている。図3は本発明の実施例に係る超小
型ガスタービン発電機の正面断面図、図4は図3に示す
断面A−Aによる平面断面図である。また、図1及び図
2に示す構造と図3及び図4に示す構造とは以下に示す
5点が異なるが、図1及び図2に示す基本原理を逸脱す
るものではない。 (1)振動に対する安定性と、単機出力の向上を目的と
して、燃焼器を円周上の回転対称位置に3個配置する構
成としたこと。 (2)燃焼器の高温による強度低下を防ぐため、燃焼器
を2重円筒構造にするとともに燃焼器壁面を冷却可能な
構造としたこと。 (3)燃料ノズルのヘッダー部を燃焼器の筒部の上流側
で、かつ、中空円盤の側壁と平行になる位置に移設して
燃焼器の短縮化を図ったこと。 (4)燃焼部に酸化触媒を配置して触媒燃焼せしめ、燃
料ガスが希薄な混合気に対しても失火せず、安定した燃
焼が得られる構成としたこと。 (5)第II軸を中空軸とし、中空軸の内面を軸受で支持
する構成として、軸方向の寸法を短縮し、よりコンパク
ト化を図ったこと。 以下に基本原理を示す図1及び図2と異なる構成の部分
について特に重点的に説明する。なお、図1及び図2と
同一の機能を有する部分には、図1及び図2と同一の記
号を付してある。3 and 4 show a further development of the structure shown in FIGS. 1 and 2 showing the basic principle, and have a structure closer to the actual structure. FIG. 3 is a front cross-sectional view of the micro gas turbine generator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan cross-sectional view along the cross section AA shown in FIG. The structure shown in FIGS. 1 and 2 is different from the structure shown in FIGS. 3 and 4 in the following five points, but does not deviate from the basic principle shown in FIGS. (1) Three combustors are arranged at rotationally symmetric positions on the circumference for the purpose of improving the stability against vibration and the output of a single unit. (2) The combustor has a double cylindrical structure and a structure capable of cooling the combustor wall in order to prevent the strength of the combustor from decreasing due to high temperature. (3) The combustor is shortened by relocating the header of the fuel nozzle upstream of the cylinder of the combustor and at a position parallel to the side wall of the hollow disk. (4) A configuration in which an oxidation catalyst is arranged in the combustion section to cause catalytic combustion, and stable combustion is obtained without misfiring even in a fuel-air-lean mixture. (5) The second shaft is a hollow shaft, and the inner surface of the hollow shaft is supported by a bearing, so that the axial dimension is shortened and the size is further reduced. In the following, a part different from those in FIGS. 1 and 2 showing the basic principle will be described with particular emphasis. Parts having the same functions as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same symbols as those in FIGS.
【0037】略三角形の断面を持ち、その頂点近傍に3
組の燃焼器17を配置した変形中空円盤2の内部に、三
角形の頂点方向に向け半径方向の案内翼1を設けて変形
中空円盤2を回転せしめることにより、盤空間部3が連
通した第I中空軸の端面11から吸引された外気は、遠
心圧縮されつつ変形中空円盤2の最外周部近傍に位置す
る混合部14に到達する。It has a substantially triangular cross section, and 3
By providing a guide vane 1 in the radial direction toward the apex of the triangle and rotating the deformed hollow disk 2 inside the deformed hollow disk 2 in which the set of combustors 17 are arranged, the first space I in which the disk space 3 communicates is provided. The outside air sucked from the end face 11 of the hollow shaft reaches the mixing section 14 located near the outermost periphery of the deformed hollow disk 2 while being centrifugally compressed.
【0038】一方、燃料供給管12に供給された燃料
は、シール装置13で外気と遮断されつつ第II軸7の中
心部に設けた燃料供給孔6を経由し、変形中空円盤2の
壁面に沿って中心部から半径方向に向けて設けた燃料流
路5を通り、燃焼器17の近傍に位置する燃料ノズル1
3から噴出する。On the other hand, the fuel supplied to the fuel supply pipe 12 passes through the fuel supply hole 6 provided at the center of the second shaft 7 while being blocked from the outside air by the sealing device 13, and is applied to the wall surface of the deformed hollow disk 2. A fuel nozzle 1 located in the vicinity of a combustor 17 through a fuel flow path 5 provided radially from a center portion along
It gushes from 3.
【0039】燃料ノズル13から噴出した燃料は、第I
中空軸の端面11から吸引され盤空間部3内で遠心圧縮
された外気と混合部14で混合し、混合気体となって触
媒燃焼部38に流入する。The fuel ejected from the fuel nozzle 13 is
It mixes with the outside air sucked from the end face 11 of the hollow shaft and centrifugally compressed in the board space part 3 in the mixing part 14, and flows into the catalytic combustion part 38 as a mixed gas.
【0040】触媒燃焼部は、耐熱金属もしくはセラミッ
クスからなる格子状又はハニカム状基質に、白金、金、
バナジウム、銅、マンガン、パラジウムから選ばれた単
一成分もしくは複合成分からなる金属もしくはそれらの
酸化物を被覆したもので、燃料濃度が極端に低い場合で
あっても失火せずに安定した燃焼が得られる利点があ
る。また、特に高負荷運転に際して、吹き消え現象を起
すことなく安定した燃焼を得ることもできる。The catalytic combustion section is composed of a lattice-like or honeycomb-like substrate made of a heat-resistant metal or ceramic, and platinum, gold,
It is coated with a metal consisting of a single component or a composite component selected from vanadium, copper, manganese, and palladium or their oxides.Stable combustion without misfiring even when the fuel concentration is extremely low. There are benefits to be gained. In addition, particularly during high-load operation, stable combustion can be obtained without blowing out.
【0041】なお、触媒燃焼を採用することにより、火
炎を保持するための燃焼部15の長さを短縮し、燃焼器
17を小型化することができるので、回転によって変形
中空円盤2に生ずる遠心応力を軽減できる利点もある。By employing the catalytic combustion, the length of the combustion section 15 for holding the flame can be shortened, and the size of the combustor 17 can be reduced. There is also an advantage that stress can be reduced.
【0042】本実施例では、燃焼器17を変形中空円盤
2の円筒殻39の内部に配置した2重殻構造とし、殻と
殻の間に冷却空気を導入するための開口部40を設ける
と共に、燃焼器17の内面をフィルム冷却するための冷
却孔41を設けたので、燃焼器17が高温に曝される部
分の温度を低減し、十分な強度が確保できる構成として
いる。In this embodiment, the combustor 17 has a double shell structure disposed inside the cylindrical shell 39 of the deformed hollow disk 2, and an opening 40 for introducing cooling air is provided between the shells. Since the cooling holes 41 for film cooling the inner surface of the combustor 17 are provided, the temperature of the portion where the combustor 17 is exposed to a high temperature is reduced, and sufficient strength can be secured.
【0043】また、本実施例では、燃焼器17を回転対
称位置に3個配置する構成としているが、図1及び図2
に示す180°対称位置に2個の燃焼器を配置する構成
に比べ、略50%の出力増加が得られる利点に加えて、
振動に対する安定性が増す利点も期待できる。In this embodiment, three combustors 17 are arranged at rotationally symmetric positions.
As compared with the configuration in which two combustors are arranged at the 180 ° symmetrical position shown in FIG.
The advantage of increased stability against vibration can also be expected.
【0044】更に、本実施例では第II軸を中空軸とし
て、中空軸の内面を軸受10で支持する構成としたの
で、図1及び図2に示すように、第II軸の外面を軸受1
0で支持する場合に比べ、更に軸方向寸法を短縮するこ
とができ、装置の小型軽量化を実現する上で大きな効果
が期待できる。Further, in the present embodiment, the second shaft is a hollow shaft and the inner surface of the hollow shaft is supported by the bearing 10, so that the outer surface of the second shaft is the bearing 1 as shown in FIGS.
Compared to the case of supporting at zero, the axial dimension can be further reduced, and a great effect can be expected in realizing the reduction in size and weight of the device.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
遠心圧縮機の最外周部近傍に燃焼器を配置し、高温の燃
焼ガスが遠心圧縮機の最外周部から略周方向に高速で噴
出せしめ、噴出した燃焼ガスの反動で遠心圧縮機を駆動
するようにしたので、従来のガスタービンのように、圧
縮機を用いて空気を圧力エネルギーに変換して外部に取
出し、燃料を加えて高温・高圧の燃焼ガスをとした後、
ガスタービンに導入して圧力エネルギーを速度エネルギ
ーに変換して動力を取出していた方式に比べ、中間の工
程が省略され、1個の回転体内部で、圧縮・燃焼及び噴
射ガスの反動による回転体の駆動が実現され、小型かつ
軽量で安価なガスタービンを得ることができる。加え
て、本発明によるガスタービンに、円盤状の超薄型交流
発電機を一体的に組付ける構成としたので、装置全体が
小型かつ軽量で安価な点に加え、ごく薄型の円盤形ガス
タービン発電装置を構成することが可能となった。As described above, according to the present invention,
A combustor is arranged near the outermost periphery of the centrifugal compressor, and high-temperature combustion gas is ejected from the outermost periphery of the centrifugal compressor at high speed in a substantially circumferential direction, and the centrifugal compressor is driven by the reaction of the ejected combustion gas. So, like a conventional gas turbine, after converting air to pressure energy using a compressor and taking it out, and adding fuel to make high-temperature, high-pressure combustion gas,
Compared to the method in which pressure energy is converted into velocity energy by introducing it into a gas turbine and power is taken out, the intermediate process is omitted, and the rotating body by compression / combustion and reaction of injected gas inside one rotating body Is realized, and a small, lightweight and inexpensive gas turbine can be obtained. In addition, since the gas turbine according to the present invention is integrally assembled with the disk-shaped ultra-thin AC generator, the entire device is small, lightweight and inexpensive, and in addition to the very thin disk-shaped gas turbine. It has become possible to construct a power generator.
【0046】本発明による超小型ガスタービン発電装置
の最も小型のものは、ビデオカセットテープと略同一寸
法である縦150mm、横190mm、高さ25mmの
容積の中に、ガスタービン本体、発電機、カセット燃料
ボンベ、直流変換器及び燃焼制御装置を収納することが
でき、カセット燃料ボンベ1本で約40Wの電力を約3
0時間にわたり連続発電が可能である。The smallest gas turbine power generating device according to the present invention has a gas turbine main body, a generator, and a gas turbine in a volume of approximately 150 mm in length, 190 mm in width and 25 mm in height, which are substantially the same dimensions as a video cassette tape. A cassette fuel cylinder, a DC converter, and a combustion control device can be housed therein.
Continuous power generation is possible for 0 hours.
【0047】このように、小型かつ軽量で長時間の連続
発電が可能となったので、スポーツ、各種イベント等の
実況映像中継のための業務用電源としての用途のほか、
ビジネス、レジャー、屋外での学術調査、軍事用途、非
常用電源など、個人及び業務レベルで、多方面にわたり
その効果が期待できる。As described above, a small and light-weight, continuous power generation for a long time is possible, so that it can be used not only as a business power source for broadcasting live video of sports, various events, etc.
It can be expected to be effective on a personal and business level, such as in business, leisure, academic research outdoors, military applications, and emergency power supplies.
【0048】更に、本発明による超小型ガスタービン発
電装置は、燃料電池とりわけ車両用燃料電池の起動特性
の向上に大きな効果が期待できる。燃料電池は化学的エ
ネルギーを電気エネルギーに変換するものであるため、
従来の車両用原動機であるガソリンエンジンまたはディ
ーゼルエンジンのように、スターターキーを廻して直ち
に発進できる状態に立ち上げることは極めて難しい。従
って、本発明によるガスタービン発電機と燃料電池との
ハイブリッド構成とすることにより、燃料電池がウオー
ミングアップするまでの間、本発明によるガスタービン
発電機が燃料電池の補助電源として機能させることで、
燃料電池の持つ最大の欠点を補うことができる。また、
ガスタービンの排気を燃料電池に供給することにより、
燃料電池のウオーミングアップ時間を短縮する副次的な
効果も期待できる。Furthermore, the micro gas turbine power generator according to the present invention can be expected to have a great effect on improving the starting characteristics of a fuel cell, especially a fuel cell for a vehicle. Fuel cells convert chemical energy into electrical energy,
It is extremely difficult to turn on the starter key and immediately start the vehicle, such as a gasoline engine or a diesel engine, which is a conventional motor for a vehicle. Therefore, by adopting a hybrid configuration of the gas turbine generator and the fuel cell according to the present invention, the gas turbine generator according to the present invention functions as an auxiliary power supply for the fuel cell until the fuel cell warms up,
The biggest disadvantage of the fuel cell can be compensated. Also,
By supplying gas turbine exhaust to the fuel cell,
A secondary effect of shortening the warm-up time of the fuel cell can also be expected.
【0049】[0049]
【図1】本発明の基本構成を示す組立断面図である。FIG. 1 is an assembled sectional view showing a basic configuration of the present invention.
【0050】[0050]
【図2】本発明の基本構成を示す図1のA−A断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing a basic configuration of the present invention.
【0051】[0051]
【図3】本発明の実施の形態に係る組立断面図である。FIG. 3 is an assembled sectional view according to the embodiment of the present invention.
【0052】[0052]
【図4】本発明の実施の形態に係る図3のA−A断面図
である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3 according to the embodiment of the present invention.
【0053】[0053]
1 案内翼 2 中空円盤又は変形中空円盤 3 盤空間部 4 第I中空軸 5 燃料流路 6 燃料供給孔 7 第II軸 8 回転体 9 第I中空軸用軸受 10 第II軸用軸受 11 中空軸4の端面 12 燃料供給管 13 燃料ノズル 14 混合部 15 燃焼部 16 燃焼ガス噴射ノズル 17 燃焼器 18 ケーシング側壁 19 点火プラグ又はパイロットバーナ 20 円盤状永久磁石 21 鋼製円盤 22a 巻線コイル(単相用) 22b 巻線コイル群(3相用) 23a 巻線コイル端子1(単相用) 23b 巻線コイル端子1(3相用) 24a 巻線コイル端子2(単相用) 24b 巻線コイル端子2(3相用) 25 外気吸入方向 26 吸入外気流れ方向 27 燃料ガス供給方向 28 燃料流れ方向 29 燃焼ガス噴出方向 30 回転方向 31 ディフューザー部 32 排気室 33 燃焼ガス出口 34 燃焼ガス流出方向 35 静止部 36 スラスト軸受(吸入側) 37 スラスト軸受(発電機側) 38 触媒燃焼部 39 円筒殻 40 開口部 41 冷却孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Guide blade 2 Hollow disk or deformed hollow disk 3 Disk space part 4 I hollow shaft 5 Fuel flow path 6 Fuel supply hole 7 II shaft 8 Rotating body 9 Bearing for I hollow shaft 10 Bearing for II shaft 11 Hollow shaft End face 4 12 Fuel supply pipe 13 Fuel nozzle 14 Mixing part 15 Combustion part 16 Combustion gas injection nozzle 17 Combustor 18 Casing side wall 19 Spark plug or pilot burner 20 Disc-shaped permanent magnet 21 Steel disc 22a Winding coil (for single phase) 22b Winding coil group (for three phases) 23a Winding coil terminal 1 (for single phase) 23b Winding coil terminal 1 (for three phases) 24a Winding coil terminal 2 (for single phase) 24b Winding coil terminal 2 (For three phases) 25 Outside air intake direction 26 Intake outside air flow direction 27 Fuel gas supply direction 28 Fuel flow direction 29 Combustion gas ejection direction 30 Rotation direction 31 Diffuser part 32 Exhaust chamber 33 Combustion gas outlet 34 Combustion gas outflow direction 35 Stationary part 36 Thrust bearing (suction side) 37 Thrust bearing (generator side) 38 Catalyst combustion part 39 Cylindrical shell 40 Opening 41 Cooling hole
Claims (7)
変形中空円盤内部に構成される盤空間部が連通した円筒
状第I中空軸と、該中空円盤の壁面に沿って中心部から
外周方向に向けて設けた燃料流路に連通した燃料供給孔
を中心部に有する第II軸が、中空円盤中心部の両側にそ
れぞれ延出した構成とし、第I中空軸及び第II軸を軸受
により支持して回転自在となし、第I中空軸の端面を外
気開放として盤空間部を外気と連通せしめるとともに、
第II軸中心部の燃料供給孔に外部から気体燃料を供給す
るための燃料供給管を挿入し、該燃料供給孔と該燃料供
給管の間はシール装置により外気と遮断しかつ回転自在
な構成となし、該中空円盤の壁面に沿って設けた燃料流
路は、該中空円盤外周部近傍に設けた燃料ノズルに連通
し、該燃料ノズルから噴出した燃料を、盤空間部内で遠
心圧縮された外気と混合せしめるための混合部、燃焼部
及び燃焼ガス噴射ノズル部からなる燃焼器を、該中空円
盤最外周部の回転対称位置に少なくとも2以上設けると
ともに、該燃焼ガス噴射ノズル部出口近傍のケーシング
側壁に点火プラグもしくは点火用パイロットバーナを設
け、該燃焼ガス噴射ノズル部から噴出される燃焼ガスが
中空円盤の略周方向に噴出するようになしたことを特徴
とする超小型ガスタービン。A hollow cylindrical disk having a guide wing inside a hollow portion or a hollow cylindrical portion formed inside a deformed hollow disk communicates with a hollow cylindrical I-shaft, and an outer peripheral portion extending from a central portion along a wall surface of the hollow disk. The second shaft having a fuel supply hole at the center communicating with the fuel flow path provided in the direction at the center is configured to extend on both sides of the center of the hollow disk, and the first hollow shaft and the second shaft are bearings. It is supported and rotatable, and the end face of the hollow shaft I is open to the outside air, allowing the space in the panel to communicate with the outside air.
A fuel supply pipe for supplying gaseous fuel from the outside is inserted into the fuel supply hole at the center of the second shaft, and the space between the fuel supply hole and the fuel supply pipe is shut off from the outside air by a sealing device and is rotatable. The fuel flow path provided along the wall surface of the hollow disk communicates with a fuel nozzle provided in the vicinity of the outer periphery of the hollow disk, and the fuel ejected from the fuel nozzle is centrifugally compressed in the disk space. At least two or more combustors each including a mixing section for mixing with outside air, a combustion section, and a combustion gas injection nozzle section are provided at rotationally symmetric positions on the outermost periphery of the hollow disk, and a casing near the combustion gas injection nozzle section exit. An ultra-small gas, wherein an ignition plug or a pilot burner for ignition is provided on a side wall, and combustion gas ejected from the combustion gas injection nozzle portion is ejected in a substantially circumferential direction of a hollow disk. Turbine.
ガスであることを特徴とする請求項1記載の超小型ガス
タービン。2. The micro gas turbine according to claim 1, wherein the outside air is air or an oxidizing gas containing an oxidizing agent.
ガン、パラジウムから成る金属もしくは金属酸化物触媒
を用いた触媒燃焼器であることを特徴とする請求項1記
載の超小型ガスタービン。3. The micro gas turbine according to claim 1, wherein the combustor is a catalytic combustor using a metal or metal oxide catalyst made of platinum, gold, vanadium, copper, manganese, or palladium.
静圧型もしくは動圧型気体軸受を用いたことを特徴とす
る請求項1記載の超小型ガスタービン。4. A rolling bearing, a sliding bearing, a magnetic bearing,
The micro gas turbine according to claim 1, wherein a hydrostatic or dynamic gas bearing is used.
少なくとも1対以上持つ円盤状永久磁石を担持した鋼製
円盤を、第1中空軸及び第2軸の何れか一方又は両方に
回転軸を一致させて一体的に取り付け、導電体からなる
巻線コイルを円盤状永久磁石に対面して、円周方向に少
なくとも1以上設け、該巻線コイルを静止部に固定し、
該巻線コイルの両端から単相交流電気を取出すようにす
るか、又は、各々の巻線コイル群をY結線もしくは△結
線した巻線コイル群となし、該巻線コイル群を静止部に
固定し、該巻線コイル群の両端から3相交流電気を取出
すようになした発電機を備えたことを特徴とする請求項
1記載の超小型ガスタービン。5. A steel disk carrying a disk-shaped permanent magnet having at least one pair of pairs of alternating N-poles and S-poles in the circumferential direction is mounted on one of the first hollow shaft and the second shaft. Attached integrally with both rotating shafts coincident with each other, provided with at least one winding coil made of a conductor facing the disk-shaped permanent magnet in the circumferential direction, fixing the winding coil to the stationary part,
Either take out single-phase AC electricity from both ends of the winding coil, or make each winding coil group into a Y-connection or △ -connection winding coil group, and fix the winding coil group to the stationary part The micro gas turbine according to claim 1, further comprising a generator configured to extract three-phase AC power from both ends of the coil group.
くは3相交流電気を、直流電流に変換するための交流/
直流変換器を備えたことを特徴とする請求項1及び請求
項5記載の超小型ガスタービン。6. An AC / DC converter for converting single-phase or three-phase AC electricity obtained from both ends of a winding coil group into a DC current.
The micro gas turbine according to claim 1, further comprising a DC converter.
くは3相交流電気の電圧及び周波数を検知して、電圧及
び周波数を一定の値に保持するための燃料流量制御装置
を備えるか、もしくは、交流/直流変換器出口端子から
得られる出力電圧を検知して、該出力電圧を一定の値に
保持するための燃料流量制御装置の何れかを備えたこと
を特徴とする請求項1、請求項5及び請求項6記載の超
小型ガスタービン。7. A fuel flow control device for detecting the voltage and frequency of single-phase or three-phase AC electricity obtained from both ends of a winding coil group and maintaining the voltage and frequency at constant values, Alternatively, a fuel flow control device for detecting an output voltage obtained from an AC / DC converter outlet terminal and maintaining the output voltage at a constant value is provided. The micro gas turbine according to claim 5.
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