JPS61277804A

JPS61277804A - 排ガスタ−ビン動力装置

Info

Publication number: JPS61277804A
Application number: JP12104485A
Authority: JP
Inventors: Yoshitsugu Hamada; 浜田　義次
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1986-12-08

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】く技術分野〉本発明は、船舶等において消費される電力を得るための
発電システムに係り、詳しくは舶用主機関等のエンジン
の排ガスを動力源の一部とする排ガスタービン発電シス
テムに関する。

〈従来技術〉舶用主機関（出力が数万馬力程度のもの）によって推進
器を駆動する船舶では、船内の需要電力を供給するだめ
の発電機は、従来主機関とは別の独立しだ補機間によっ
て駆動されるのが通例である。

しかし、最近船舶にあって、省エネルギーの観点から袖
機関を使用せず、効率の高い大形の舶用主機関によって
直接発電機を駆動し、しかも主機関の排ガスエネルギー
を利用する方式が採用されるようになってきた（例えば
、特開昭５７−２４４０６４および実開昭５９−１５０
９０５号）。

しかし、主機関によって発電機を、一定速度比の動力伝
達機構を介して直接駆動しようとすると。

船速の変動、即ち推進器の回転速度の変動に応じて発ｔ
ｉｔ機回転数も変り、これにより出力電力の周波数が大
きく変化する。この場合、交流発電機には、定められた
周波数で電力を供給するため特殊な周波数の調整手段が
設けられている。従来、このｖＭ幣手段として機械的に
は主機関と発電機との間に可変減速機を設けるか、或い
は電気的にけ周波数変換器を設けて、発電機出力の周波
数一定化制御を行うようにしている。

特開昭５７−２４４０６号の主機関直結タービン発電機
の制御方法においては、主機関からの排ガス中の排熱エ
ネルギーは排ガスエコノマイザ−によりセトて、蒸気エネルギーとして回に、これを発ｉｌｌ駆動蒸
気タービンの動力源としているが、蒸気発生時の熱損失
等により動力回収効率は著しく低位であり、かつ装置が
著しく大きなものとなる。また、実開昭５９−１５０９
０５号のものにあっては、排ガスタービンの翼は可変ビ
、チ式になっているが、主機関の低速運転時のような排
気ガス量の少ない場合には十分な電力が安定して得られ
ないし、停泊中の機関停止時には、全く電力が得られな
い。

〈発明の目的〉本発明は、叙上の如き、従来技術の問題点に鑑み、主機
関で本来排出される排ガス中の全エネルギーのうちの排
熱エネルギーを可及的に多く電気エネルギーとして回収
し、以って船舶において消費される・燃料の省エネルギ
ーを促進するとともに船速の如何にかかわらず、また、
発電負荷の変動にかかわらず、発電機が一定周波数の良
質な電力を安定的に供給できるようにし、さらには主機
関の停止状態においても電力の供給が可能であるように
することを目的とするものである。

〈発明の構成〉本発明の排ガスタービン動力装置は、上記目的を達成す
るために主機関の排ガスによって駆動される排ガスター
ビンのロータ軸に、ガス発生用タービンから出力を加担
付勢するようにしたものである。

また、発電機の出力及びその周波数を安定化させるため
に、上記本発明の構成において排ガスタービンのガス入
口に、ガス発生相≠＃タービンの　・燃焼ガスの熱エネ
ルギーを供給する如くしている。

ざらに、排ガスエネルギーからの運動エネルギーの回収
を円滑にし、発電機出力音一層安定にするために、上記
本発明の構成において排ガスタービンのロータ軸にガス
発生用タービンの燃焼ガスによって駆動されるタービン
の出力軸を連動連結している。

〈実　施　例〉以Ｆ、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の排ガスタービン動力装置のシステム構
成図で、同図中、符号１は主機関、２は主機関１の排ガ
ス通路１ａからの排ガスによって駆動される排ガスター
ビン、３は排ガスタービン２のロータ軸２ａに発電機駆
動軸３ａが連結された交流発電様、４はコンデンッサ、
５は燃焼器、６は燃料ポンプＰから圧送された燃料を燃
焼器５内へ噴出きせるための噴射器、８はコンプレ、す
４碑に＠するガス発生用タービン、７はガス発生タービ
ン８の燃焼ガス通路８ａ内のガスの熱エネルギー量を、
コントローラ１０の指名によって調量制御するための燃
料調量弁、１１はスタータ、１２は補機歯車箱（スター
タ１１と燃料ポンプＰを装備する）、１３は推進器、１
４は発電機３の回転速度を検出するだめの速度センサ、
　　１５はガス発生用タービンの回転速度を検出する速
閾センサ、１６は速度センサ１４．１５からの信号を受
けて発電機：うの回転速度が常に一定となるようコント
ローラ１０の指令に応じて調量弁７を開閉駆動するだめ
のアクチュエータである。

また、第２図は本発明の排ガスタービン動力装置の他の
実施例の要部構成図を示す。この第２図のものは排ガス
通路１ａとガス発生用タービン８からの燃焼ガス通路８
ａとをそれぞれ独立して構成し、第１図の排ガスタービ
ン動力装ｆｔ１ｃ対して高効率化を図ったものである。

即ちこの第２図のものは、第１図の排ガスタービン２の
ロータ軸２ａに、ガス発生用タービン８からの燃焼ガス
により駆動されるタービン１８のロータ１１１１８　ａ
　ｆ連動連結した構成となっている。

く本発明の作用）主ｌｌ関１の排ガス通路１ａからの排ガスは、排ガスタ
ービン２のガス入口側に導入され、該タービン２のロー
タ軸２ａを駆動して発電機３の駆動軸３ａを回転させ発
電機に電力を発生させる。ここて、排ガスが少なく、こ
れに比べて電力負荷が大きいときは、発電機３の回転速
度が低下中るようＫなるが、センサー４．１５の信号を
受けたコントローラー０は、アクチュエータ１Ｇに対し
て排ガスタービン２に供給するガス発４賢−ビン一％・
らのガス量を増大させるべく燃料調量弁７の開度を増大
させる指令を与える。この場合、はソ同時にガス発生用
タービン８の回転速度は上昇する。続いてガス発生用タ
ービン８が許容以上の回転速度とならないようにセンサ
ー５の信号ヲ受ケフントローラ１０は燃料制限の指令を
出す。

また、排気ガスが多く、逆に電力負荷が少ないトキハ、
コントローラ１０ｉｄ′、排ガスタービン２に供給する
ガス発Ｊ？−ビい）からのガス量を減少させるべく燃料
調量弁７の開度を減少させる。

このようにして、主機関１からの排ガスエイ、ルギーの
量如何にかかわらず、まだ如何なる電力負荷の状態にあ
っても発電機３の回転速度を一定に維持せしめることが
できる。

次に、第２図のものにあっては、ロータ軸１８ａにより
排ガスタービン２の内部において主機関１の排ガスとガ
ス発生用タービン８からの燃焼ガスとの干渉が全くなく
、排ガスタービン動力装置の効率低下を防止することが
できる。

く本発明の効果〉 ■　主機関の排ガスによって駆動される排ガスタービン
のロータ軸に、ガス発生用タービンからの出力を加担付
勢するようにしたことから、船舶用主機関の排ガスエネ
ルギーが少なくなった場合（軽負債）でも、また、これ
が全く無くなった状態（停泊時の機関停止中）でも発ｔ
ＩＬ機の回転を低ドさせず、しかも回転変動を抑え、出
力及びその周波数変動を少なくすることができる。

■　排ガスタービンのロータ軸に加担付勢される出力が
、ガス余生用＝ｐｊ＝にタービンから吐出される燃焼ガ
スのエイ・ルキーであるから、発電機の回転変動が生じ
た場合、燃焼ガスの量のコントコールがすみやかに行え
、しかも無駄な燃焼ガスの発生を少なくすることができ
る。

■　ガス発生用タービンから排ガスタービンへ供給する
動力エイ・ルギーは、主機関の排ガスのうち発車機駆勅
二イ・ルギーの不足分だけ補う程度の必要最少限とする
ことができ、船舶の省エネルギー化に寄与するところ大
である。

■　船舶の停泊中、主機関を停止しても、電力供給が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の排壷ガスタービン動力装置の実施例
に係るシステム備成図、第２図は本発明の他の実施例に
係るシステム部分変形図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）機関の排ガスによって駆動される排ガスタービン
（２）のロータ軸（２ａ）に、ガス発生用タービン（８
）から出力を加担付勢するようにしたことを特徴とする
排ガスタービン動力装置。
（２）排ガスタービン（２）のロータ軸（２ａ）に加担
付勢される出力が、ガス発生用タービン（８）から吐出
される燃焼ガスの熱エネルギーである特許請求の範囲第
１項記載の排気ガスタービン動力装置。
（３）排ガスタービン（２）のロータ軸（２ａ）に、ガ
ス発生用タービン（８）の燃焼ガスによって駆動される
タービン（１８）のロータ軸（１８ａ）を連動連結した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排ガスタ
ービン動力装置。