ガスタービンに気化熱冷却


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      ガス タービに気化熱冷却 ▲Top

発電などの、ガス タービンエンジンは、高温に耐えられ強度のある材料が必要なため高価になる。

ガス タービンは燃料と空気の燃焼、膨張ガスを羽に吹きつけ回転させている。

@ この燃焼ガスの温度を下げる事により安価な材料に出来る。
A 燃焼用空気に液体の水の霧を混合して、燃焼すると水の気化熱で燃焼ガス温度が下がる。
B この時霧は気化熱を奪い蒸気爆発となり体積は1000倍以上になるため、燃焼ガスに水蒸気がプラスされ膨張ガス量が増し出力が上がる。
C
 従来の熱を回収し、燃焼時に使用する装置も要らないし、排気熱損失も減る。
D 霧の量は温度センサーとマイコン制御で自動化する。


水性ガス化反応
水性ガス化反応も、吸熱反応ですが、灼熱した石炭に水蒸気を通じると水性ガスが発生します。
石油などの炭化水素でも高温燃焼に、水蒸気を通じると(CH_2 + H_2O → CO + 2H_2)一酸化炭素と水素の混合ガス燃料、(水性ガス)が発生します。


加給に酸化剤と冷却

加給気
例えば1000ccのエンジンに強制的に1500cc分の空気とガソリンを送り込めば、1500ccのエンジンと同じ出力になります。


花火の火薬には酸化剤が使われる、
これは火薬が爆発的燃焼する為には
空気中の酸素では間に合わないからである。(酸化剤とは熱により酸素を放出する物質)


酸素(酸化剤)を使えばより小型のエンジンに出来る。
そこで(過酸化水素水)で、酸化剤と
霧の気化熱による冷却温度制御が同時に活躍する。

参考
ミクロ爆発
最近では、燃料油に水と乳化剤を加えて混合し、燃料油のみを燃焼させた場合に比べて燃焼性が向上するエマルジョン燃料の燃焼をミクロ爆発と呼んでいるらしい。
燃焼性が向上する理由
通常燃料と酸素の燃焼は不完全燃焼を起こしていると言われております。
水粒子が爆発的に気化の際、まわりを取り囲む燃料が飛散し、より細かい微粒子化が促進されます。この燃料粒子は体積あたりの空気との接触面積が飛躍的に増加するために、完全燃焼に近い燃焼をすると言っています。


           ブラウンガス (水が燃料)




     手のひらサイズのガスタービン発電機       ▲Top

2012年2月 IHIは、手のひらサイズのガスタービン発電機を開発したと発表。
発電機内蔵ガスタービンは直径約8cm×長さ12cmと手のひらサイズ。
携行型超小型ガスタービン発電機の構成
発電機内蔵ガスタービン : フォイル軸受で支えられた完全オイルフリーの超小型ガスタービンに超高速発電機を組み込んだ構造であり,設計上は定格40万rpm,最大400Wの発電能力を有している。
パッケージ : 発電機内蔵ガスタービンに冷却ファン,消音器を取り付け,燃料タンク,電装系・補機類,エンジン起動用電池を組合せてパッケージとしたもの。軸受,超高速モータや加工技術などの先端技術において,最先端の技術を持つ国内外の企業や大学が多数開発に参加し,IHIがシステムにまとめ上げた。



     超小型タービンエンジン            ▲Top


超小型タービンエンジン T32コリブリ。手のひらサイズで重さはわずか200g!
市販されているタービンエンジンでは、おそらく世界最小です。
5分間の燃料と補機類を含め重さは750gの為、電動ダクト機へのコンバートも比較的容易に出来ます。
SET内容 エンジン、ECU(Fadec)、GDT(ディスプレー)、燃料ポンプ、Fuelバルブ、パワーバッテリー、(Lipo2S 800mA)、配管、配線、始動用ブロワーファン 
  
価格 ¥380,000(税込み¥399,000)  
 Specification:
Thurast:推力 1.5kg@243,000rpm
アイドル推力 0.2kg@95,000rpm
Diameter: 直径 55mm
Length:全長 125mm
weight:重量 200g
Fuel consumption /min(max power)
EGT max 680℃
http://www.jetsetj.com/

                                  





 


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