JP2002071137A - 超小型ガスタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】携帯用パソコン、携帯用通信端末および各種デ
ジタル機器類と共に旅行カバン、アタッシュケース等に
収納して持ち運びができ、かつ現有の最高性能のバッテ
リー電源と比べ、少なくとも十倍から数十倍の長時間に
わたり連続発電が可能な超小型ガスタービン発電装置を
提供することを目的とする。又、燃料電池の補助電源と
しても適用可能なものとする。 【解決手段】中空円盤または変形中空円盤の両面の中心
部から軸が延出して両端支持された回転軸の一方を中空
軸として円盤の空間部と連通し、端面を大気開放とし、
もう一方の回転軸の軸心から供給した燃料が、円盤最外
周部近傍で、中空回転円盤内で遠心圧縮された空気と混
合して燃焼し、生成した燃焼ガスを円盤の周方向に噴出
させて円盤を回転せしめるとともに、円盤状永久磁石を
担持した鋼製円盤を回転軸に一体的に取付け、円盤状永
久磁石に対面して静止部に固定した導電体からなる巻線
コイルから電気を取出すようにしたことを特徴とする超
小型ガスタービン発電装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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；

【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；

【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。

【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；

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示す組立断面図である。

【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。

【００５１】

【図３】本発明の実施の形態に係る組立断面図である。

【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。

【００５３】

【符号の説明】

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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空部分内部に案内翼を持つ中空円盤又は
   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。
2. 【請求項２】外気が、空気もしくは酸化剤を含む酸化性
   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。
3. 【請求項３】燃焼器が白金、金、バナジウム、銅、マン
   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。
4. 【請求項４】軸受に転がり軸受、滑り軸受、磁気軸受、
   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。
5. 【請求項５】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。
6. 【請求項６】巻線コイル群の両端から得られる単相もし
   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。
7. 【請求項７】巻線コイル群の両端から得られる単相もし
   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。