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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024134848
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】ガス・スチーム併用タービン発電システム
(51)【国際特許分類】
F01D 1/00 20060101AFI20240927BHJP
F02C 7/00 20060101ALI20240927BHJP
F23R 3/00 20060101ALI20240927BHJP
【ＦＩ】
F01D1/00
F02C7/00 G
F23R3/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045254
(22)【出願日】2023-03-22
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-06-13
(71)【出願人】
【識別番号】591241970
【氏名又は名称】藤原 照家
(74)【代理人】
【識別番号】100109597
【弁理士】
【氏名又は名称】西尾 章
(72)【発明者】
【氏名】藤原 照家
(57)【要約】
【課題】逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスとスチームを動力源とする簡単な構成で発電できるガス・スチーム併用タービン発電システムを提供すること。
【解決手段】ガス・スチーム併用タービン発電システム１００は、中空円柱体のハブ７１の外周に多数のブレード７２が形成され、ハブ７１に貫装される中空円柱体の回転軸８０に軸支されるローター７０と、高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０と、ブレード７２に向けて水を噴射する水噴射機９５と、回転軸８０の回転により発電する発電機９６と、回転軸８０に連通する排気管９２と、を備え、ローター７０は全体を外カバー７４で覆われ、また、隣り合うブレード７２間のハブ７１に排気孔７３が穿設されると共に、回転軸８０に排気孔７３に連通する排気孔が穿設される。
【選択図】図２
【解決手段】ガス・スチーム併用タービン発電システム１００は、中空円柱体のハブ７１の外周に多数のブレード７２が形成され、ハブ７１に貫装される中空円柱体の回転軸８０に軸支されるローター７０と、高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０と、ブレード７２に向けて水を噴射する水噴射機９５と、回転軸８０の回転により発電する発電機９６と、回転軸８０に連通する排気管９２と、を備え、ローター７０は全体を外カバー７４で覆われ、また、隣り合うブレード７２間のハブ７１に排気孔７３が穿設されると共に、回転軸８０に排気孔７３に連通する排気孔が穿設される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空円柱体のハブの外周に多数のブレードが形成され、前記ハブに貫装される中空円柱体の回転軸に軸支されるローターと、
筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、
前記回転軸の回転により発電する発電機と、
前記回転軸に連通する排気管と、を備え、
前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブに排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記排気孔に連通する排気孔が穿設され、
前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システム。
筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、
前記回転軸の回転により発電する発電機と、
前記回転軸に連通する排気管と、を備え、
前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブに排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記排気孔に連通する排気孔が穿設され、
前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システム。
【請求項2】
２台以上の請求項１に記載のガス・スチーム併用タービン発電システムを備え、隣り合うガス・スチーム併用タービン発電システムは、一方のガス・スチーム併用タービン発電システムから排気された排気ガスが他方のガス・スチーム併用タービン発電システムのローターのブレードに吹き込まれることを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新たな発電システムに関し、詳細には、バーナーの完全燃焼ガスとスチームでローターを回転・駆動して発電するガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ガスタービンと蒸気タービンを利用する発電についての提案がある。例えば、燃料を燃焼して駆動されるガスタービンと、復水器から給水配管を介して供給された給水を前記ガスタービンの排ガスにより加熱し、蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラから蒸気配管を介して供給された蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記ガスタービンと蒸気タービンのいずれか、あるいは双方により駆動される発電機と、前記蒸気タービンで仕事をした後の蒸気を水に戻すための前記復水器とから構成されるコンバインドサイクル発電プラントであって、前記蒸気配管から分岐し、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気を前記復水器へ導くとともに減温器を備えるタービンバイパス管、前記減温器へ供給するスプレ水を貯留するためのスプレ水タンク、を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１７３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１のコンバインドサイクル発電プラントにおける蒸気タービンは、ガスタービンの排ガスで加熱して発生する蒸気で駆動するもので、蒸気を制御するための部品点数も多く構成が複雑である。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガス及び当該完全燃焼ガスで高熱化したローターのブレードに向け噴射された水が気化したスチームを動力源とする簡単な構成で発電できるガス・スチーム併用タービン発電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねて本発明に想到した。
すなわち、本発明は、中空円柱体のハブの外周に多数のブレードが形成され、前記ハブに貫装される中空円柱体の回転軸に軸支されるローターと、筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、前記回転軸の回転により発電する発電機と、前記回転軸に連通する排気管と、を備え、前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブに排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記排気孔に連通する排気孔が穿設され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。
すなわち、本発明は、中空円柱体のハブの外周に多数のブレードが形成され、前記ハブに貫装される中空円柱体の回転軸に軸支されるローターと、筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、前記回転軸の回転により発電する発電機と、前記回転軸に連通する排気管と、を備え、前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブに排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記排気孔に連通する排気孔が穿設され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。
【0007】
２台以上の上記のガス・スチーム併用タービン発電システムを備え、隣り合うガス・スチーム併用タービン発電システムは、一方のガス・スチーム併用タービン発電システムから排気された排気ガスが他方のガス・スチーム併用タービン発電システムのローターのブレードに吹き込まれることを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。この構成により、エネルギーの有効な利用ができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、バーナーの完全燃焼ガスとスチームを動力源とするガス・スチーム併用タービンとして発電できる、簡単な構成で効率性に優れた新たな発電システムを提供することができる。
【0009】
また、本発明によれば、上記の効果に加え、エネルギーのロスを低減し、より効率的な発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムの台座に支持されたローターの正面図である。
【図2】本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムの概略図である。
【図3】隣り合うブレード間のハブに穿設された排気孔を示す部分拡大図である。
【図4】２台の本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムの使用状態を示す概略図である。
【図5】本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムを構成する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの基本的な構成の概要を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されない。
【0012】
図１に示すように、ローター７０は、中空円柱体のハブ７１の外周に多数のブレード７２が形成されている。ハブ７１には、図２に示すように、中空円柱体の回転軸８０が貫装され、ハブ７１が回転軸８０に固着されているので、回転軸８０はローター７０の回転により回転する。また、ローター７０は、台座９０に固定された支持材７６により支持される外カバー７４で回転自在に全体が覆われている。外カバー７４は、一方が開口した円柱体をローター７０に被せ、円柱体の開口箇所に円板体を固定することによってローター７０の全体を覆うことができる。また、外カバー７４の縦方法の両側の中央には、回転軸８０を貫入するための貫入孔７５が穿設されている。
【0013】
隣り合うブレード７２間のハブ７１には、図３に示すように、排気ガスを排気管９３に逃がすための排気孔７３が穿設されている。また、回転軸８０には、ハブ７１の前記排気孔７３と連通する図示しない排気孔が穿設されている。
【0014】
図２に示すように、ローター７０の両側には、台座９０に固定された支持材９２に支持されるベアリングボックス９１が設けられ、回転軸８０はベアリングボックス９１に貫入されているので、円滑に回転することができる。
【0015】
次いで、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０について説明する。図５に示す逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、特許第２８３８２４１号公報に開示がある。
【0016】
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、外側燃焼筒体１に内側燃焼筒体１５を内設し、内側燃焼筒体１５内に適量の流体燃料と多量の加圧空気を供給点火し、燃焼させて内側燃焼筒体１５を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体１内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体１５に設けたガス噴出孔１０及びガス吐出孔１３より外側燃焼筒体１内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体１５を加熱して熱気化を促進し、外側燃焼筒体１５に設けたガス放出口６より外部に完全燃焼ガスとして放出し高温の熱源を得る熱気化を利用したバーナーである。以下、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０を詳細に説明する。
【0017】
外側燃焼筒体１は、筒形の周壁胴２と、下部に設けたダクト接続孔３の後方に向け突出して送風ダクト４を接続した後方側壁板５及び中央部にガス放出口６を穿設し、該ガス放出口６に連通し前方に突出するガス放出筒７を接続した前方側壁板８とからなる。
【0018】
前記の外側燃焼筒体１の周壁胴２より小径の筒状の周壁筒９は、周壁に複数のガス噴出孔１０を穿設すると共に、下側周壁前部に燃焼用給気孔１１を、また、後部に点火用給気孔１２を穿設し、周壁筒９の前方開口側の中心にガス吐出口１３を設けた蓋板１４により被蓋した内側燃焼筒体１５を構成し、周壁筒９の後端縁１６を外側燃焼筒体１の後方側壁板内壁面１７の中間上部に密着接合する。
【0019】
内側燃焼筒体１５には、周壁筒９の下側周壁前部に設けた燃焼用給気孔１１を介して内側燃焼筒体１５に連通するように送風ダクト４より適寸法小径の給気管１８の前端周縁１９を接合し、該給気管１８の他端が送風ダクト４内に臨むように取り付け、又下側周壁後部に設けた点火用給気孔１２を介し内側燃焼筒体１５に連通するように給気管１８より適寸法小径の補助給気管２０の上端周縁２１を接合し、他端が給気管１８内に臨むように取り付けられる。
【0020】
このように給気管１８及び補助給気管２０を取り付け外側燃焼筒体１の後方側壁板内壁面１７に接合した内側燃焼筒体１５を、外側燃焼筒体１の周壁胴２の前方開口部をガス放出筒７を外方にして前方側壁板８により被蓋した該周壁胴２内に後方より挿入し、内側燃焼筒体１５の蓋板１４と外側燃焼筒体１の前方側壁板８間が適間隔ｔを隔てる状態で外側燃焼筒体１の周壁胴２の後端周縁と後方側壁板５の外周縁を密着接合して外側燃焼筒体１
内に内側燃焼筒体１５を内設すると共に、内側燃焼筒体１５内に連通する燃料供給管２２と点火装置Ｓを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０が構成される。
内に内側燃焼筒体１５を内設すると共に、内側燃焼筒体１５内に連通する燃料供給管２２と点火装置Ｓを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０が構成される。
【0021】
上記の構成からなる逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、図１に示すように、支持材６１に支持されてローター７０の外カバー７４の上部に取り付けられている。
外カバー７４の上部に噴射孔７７が穿設され、当該噴射孔７７に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０のガス放出筒７が挿入されて、ブレード７２の回転方向に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスが噴射できるようになっている。
外カバー７４の上部に噴射孔７７が穿設され、当該噴射孔７７に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０のガス放出筒７が挿入されて、ブレード７２の回転方向に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスが噴射できるようになっている。
【0022】
水噴射機９５は高圧水を発生する公知の構成の装置からなる。図１に示すように、水噴射機９５は支持材９６に支持されてローター７０の外カバー７４の下部に取り付けられている。外カバー７４の下部に噴射孔７８が穿設され、当該噴射孔７８に水噴射機９５の先端が挿入されて、ブレード７２の回転方向に高圧水を噴射できるようになっている。
【0023】
図２に示すように、縦方向のローター７０の一方の側における回転軸８０には、台座９０に固定された支持材９８に支持される回転軸８０の回転で発電する公知の構成の発電機９７が設けられている。また、回転軸８０に仕切材８１が内設され、排気ガスが発電機９７内に入らないようになっている。
【0024】
図２に示すように、縦方向のローター７０の他方の側におけるベアリングボックス９１の側部に継手９４が設けられ、当該継手９４を介して排気管９３が接続されているので、排気管９３は回転軸８０に連通する。
【0025】
次いで、上記の構成のガス・スチーム併用タービン発電システム１００の作用について説明する。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、供給される加圧空気の風量や風圧の急激な変化にも吹き消えがなく、着火後１分前後で完全燃焼し、完全燃焼ガスが１０００℃前後の高温となる。また、空気にかえて純酸素を加圧して給気すれば完全燃焼ガスの温度は３０００℃前後の高温となる。シャルルの法則によれば、あらゆる気体は、圧力が一定の場合、温度が１℃上昇するごとに０℃のときの体積の２７３分の１ずつ膨張する。そのことから、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後になれば、完全燃焼ガスの圧力は一気に高まり高圧になる。
このように、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴出される完全燃焼ガスは高温・高圧であるため、完全燃焼ガスをローター７０のブレード７２に向けて噴射すれば、ローター７０を回転・駆動することができる。
また、完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後となるため、完全燃焼ガスが噴射されたブレード７２は熱破壊のおそれがある。
そこで、ブレード７２を冷却するためブレード７２に向けて水噴射機９５から水が噴射される。噴射された水は高温のブレード７２により瞬時に気化し爆発的に膨張することにより、高圧なスチームがローター７０の回転を加速させる。
すなわち、本発明のガス・スチーム併用タービン発電システム１００は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガス及び高圧のスチームを動力源として回転軸８０を回転させ、発電することができる。
また、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴射された完全燃焼ガスは排気ガスとしてハブ７１の排気孔７３及び回転軸８０の排気孔を介して排気管９３から排出される。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、供給される加圧空気の風量や風圧の急激な変化にも吹き消えがなく、着火後１分前後で完全燃焼し、完全燃焼ガスが１０００℃前後の高温となる。また、空気にかえて純酸素を加圧して給気すれば完全燃焼ガスの温度は３０００℃前後の高温となる。シャルルの法則によれば、あらゆる気体は、圧力が一定の場合、温度が１℃上昇するごとに０℃のときの体積の２７３分の１ずつ膨張する。そのことから、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後になれば、完全燃焼ガスの圧力は一気に高まり高圧になる。
このように、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴出される完全燃焼ガスは高温・高圧であるため、完全燃焼ガスをローター７０のブレード７２に向けて噴射すれば、ローター７０を回転・駆動することができる。
また、完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後となるため、完全燃焼ガスが噴射されたブレード７２は熱破壊のおそれがある。
そこで、ブレード７２を冷却するためブレード７２に向けて水噴射機９５から水が噴射される。噴射された水は高温のブレード７２により瞬時に気化し爆発的に膨張することにより、高圧なスチームがローター７０の回転を加速させる。
すなわち、本発明のガス・スチーム併用タービン発電システム１００は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガス及び高圧のスチームを動力源として回転軸８０を回転させ、発電することができる。
また、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴射された完全燃焼ガスは排気ガスとしてハブ７１の排気孔７３及び回転軸８０の排気孔を介して排気管９３から排出される。
【0026】
排気ガスが高圧を維持していればこれを活用すべく、上記の構成のガス・スチーム併用タービン発電システム１００を２台以上設置してもよい。この場合、図４に示すように、一方のガス・スチーム併用タービン発電システム１００から排気された排気ガスを排気管９３を介して他方のガス・スチーム併用タービン発電システム１００のローター７０のブレード７２に吹き込む。これにより、排気ガスでブレード７２の回転・駆動を補完することができる。また、２台目以降のガス・スチーム併用タービン発電システム１００の逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０及び水噴射機９５は、ローター７０のブレード７２に吹き込まれる排気ガスの状況に応じ適宜稼働させる。
【符号の説明】
【0027】
１ 外側燃焼筒体
２ 周壁胴
５ 後方側壁板
６ ガス放出口
７ ガス放出筒
８ 前方側壁板
９ 周壁筒
１０ ガス噴出孔
１３ ガス吐出孔
１４ 蓋板
１５ 内側燃焼筒体
６０ 逆火熱利用有酸素気化再燃焼式バーナー
７０ ローター
７１ ハブ
７２ ブレード
７３ 排気孔
７４ 外カバー
７５ 貫入孔
７７ 噴射孔
７８ 噴射孔
８０ 回転軸
８１ 仕切材
９０ 台座
９１ ベアリングボックス
９３ 排気管
９４ 継手
９５ 水噴射機
９７ 発電機
１００ ガス・スチーム併用タービン発電システム
２ 周壁胴
５ 後方側壁板
６ ガス放出口
７ ガス放出筒
８ 前方側壁板
９ 周壁筒
１０ ガス噴出孔
１３ ガス吐出孔
１４ 蓋板
１５ 内側燃焼筒体
６０ 逆火熱利用有酸素気化再燃焼式バーナー
７０ ローター
７１ ハブ
７２ ブレード
７３ 排気孔
７４ 外カバー
７５ 貫入孔
７７ 噴射孔
７８ 噴射孔
８０ 回転軸
８１ 仕切材
９０ 台座
９１ ベアリングボックス
９３ 排気管
９４ 継手
９５ 水噴射機
９７ 発電機
１００ ガス・スチーム併用タービン発電システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空円柱体のハブの外周に多数のブレードが形成され、前記ハブに貫装される中空円柱体の回転軸に軸支されるローターと、
筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、
前記回転軸の回転により発電する発電機と、
前記回転軸に連通する排気管と、を備え、
前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブにハブ排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記ハブ排気孔に連通する回転軸排気孔が穿設され、
前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記ハブ排気孔及び前記回転軸排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システム。
筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、
前記回転軸の回転により発電する発電機と、
前記回転軸に連通する排気管と、を備え、
前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブにハブ排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記ハブ排気孔に連通する回転軸排気孔が穿設され、
前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記ハブ排気孔及び前記回転軸排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システム。
【請求項2】
２台以上の請求項１に記載のガス・スチーム併用タービン発電システムを備え、隣り合うガス・スチーム併用タービン発電システムは、一方のガス・スチーム併用タービン発電システムから排気された排気ガスが他方のガス・スチーム併用タービン発電システムのローターのブレードに吹き込まれることを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新たな発電システムに関し、詳細には、バーナーの完全燃焼ガスとスチームでローターを回転・駆動して発電するガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ガスタービンと蒸気タービンを利用する発電についての提案がある。例えば、燃料を燃焼して駆動されるガスタービンと、復水器から給水配管を介して供給された給水を前記ガスタービンの排ガスにより加熱し、蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラから蒸気配管を介して供給された蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記ガスタービンと蒸気タービンのいずれか、あるいは双方により駆動される発電機と、前記蒸気タービンで仕事をした後の蒸気を水に戻すための前記復水器とから構成されるコンバインドサイクル発電プラントであって、前記蒸気配管から分岐し、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気を前記復水器へ導くとともに減温器を備えるタービンバイパス管、前記減温器へ供給するスプレ水を貯留するためのスプレ水タンク、を備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電プラントがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１７３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１のコンバインドサイクル発電プラントにおける蒸気タービンは、ガスタービンの排ガスで加熱して発生する蒸気で駆動するもので、蒸気を制御するための部品点数も多く構成が複雑である。
【0005】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガス及び当該完全燃焼ガスで高熱化したローターのブレードに向け噴射された水が気化したスチームを動力源とする簡単な構成で発電できるガス・スチーム併用タービン発電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねて本発明に想到した。
すなわち、本発明は、中空円柱体のハブの外周に多数のブレードが形成され、前記ハブに貫装される中空円柱体の回転軸に軸支されるローターと、筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、前記回転軸の回転により発電する発電機と、前記回転軸に連通する排気管と、を備え、前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブにハブ排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記ハブ排気孔に連通する回転軸排気孔が穿設され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記ハブ排気孔及び前記回転軸排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。
すなわち、本発明は、中空円柱体のハブの外周に多数のブレードが形成され、前記ハブに貫装される中空円柱体の回転軸に軸支されるローターと、筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、前記ブレードに向けて水を噴射する水噴射機と、前記回転軸の回転により発電する発電機と、前記回転軸に連通する排気管と、を備え、前記ローターは全体を外カバーで覆われ、また、隣り合うブレード間のハブにハブ排気孔が穿設されると共に、前記回転軸に前記ハブ排気孔に連通する回転軸排気孔が穿設され、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスを前記ブレードに向けて噴射して前記ローターを回転・駆動すると共に、前記完全燃焼ガスによるブレードの熱破壊を回避すべく水噴射機から前記ブレードに向けて噴射された水が瞬時に気化したスチームにより前記ローターを回転・駆動し、前記ローターを回転・駆動した完全燃焼ガスを前記ハブ排気孔及び前記回転軸排気孔を介して排気管から排気することを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。
【0007】
２台以上の上記のガス・スチーム併用タービン発電システムを備え、隣り合うガス・スチーム併用タービン発電システムは、一方のガス・スチーム併用タービン発電システムから排気された排気ガスが他方のガス・スチーム併用タービン発電システムのローターのブレードに吹き込まれることを特徴とするガス・スチーム併用タービン発電システムに関する。この構成により、エネルギーの有効な利用ができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、バーナーの完全燃焼ガスとスチームを動力源とするガス・スチーム併用タービンとして発電できる、簡単な構成で効率性に優れた新たな発電システムを提供することができる。
【0009】
また、本発明によれば、上記の効果に加え、エネルギーのロスを低減し、より効率的な発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムの台座に支持されたローターの正面図である。
【図2】本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムの概略図である。
【図3】隣り合うブレード間のハブに穿設されたハブ排気孔を示す部分拡大図である。
【図4】２台の本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムの使用状態を示す概略図である。
【図5】本実施形態に係るガス・スチーム併用タービン発電システムを構成する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの基本的な構成の概要を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されない。
【0012】
図１に示すように、ローター７０は、中空円柱体のハブ７１の外周に多数のブレード７２が形成されている。ハブ７１には、図２に示すように、中空円柱体の回転軸８０が貫装され、ハブ７１が回転軸８０に固着されているので、回転軸８０はローター７０の回転により回転する。また、ローター７０は、台座９０に固定された支持材７６により支持される外カバー７４で回転自在に全体が覆われている。外カバー７４は、一方が開口した円柱体をローター７０に被せ、円柱体の開口箇所に円板体を固定することによってローター７０の全体を覆うことができる。また、外カバー７４の縦方向の両側の中央には、回転軸８０を貫入するための貫入孔７５が穿設されている。
【0013】
隣り合うブレード７２間のハブ７１には、図３に示すように、排気ガスを排気管９３に逃がすためのハブ排気孔７３が穿設されている。また、回転軸８０には、ハブ７１の前記ハブ排気孔７３と連通する図示しない回転軸排気孔が穿設されている。
【0014】
図２に示すように、ローター７０の両側には、台座９０に固定された支持材９２に支持されるベアリングボックス９１が設けられ、回転軸８０はベアリングボックス９１に貫入されているので、円滑に回転することができる。
【0015】
次いで、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０について説明する。図５に示す逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、特許第２８３８２４１号公報に開示がある。
【0016】
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、外側燃焼筒体１に内側燃焼筒体１５を内設し、内側燃焼筒体１５内に適量の流体燃料と多量の加圧空気を供給点火し、燃焼させて内側燃焼筒体１５を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体１内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体１５に設けたガス噴出孔１０及びガス吐出孔１３より外側燃焼筒体１内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体１５を加熱して熱気化を促進し、外側燃焼筒体１５に設けたガス放出口６より外部に完全燃焼ガスとして放出し高温の熱源を得る熱気化を利用したバーナーである。以下、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０を詳細に説明する。
【0017】
外側燃焼筒体１は、筒形の周壁胴２と、下部に設けたダクト接続孔３の後方に向け突出して送風ダクト４を接続した後方側壁板５及び中央部にガス放出口６を穿設し、該ガス放出口６に連通し前方に突出するガス放出筒７を接続した前方側壁板８とからなる。
【0018】
前記の外側燃焼筒体１の周壁胴２より小径の筒状の周壁筒９は、周壁に複数のガス噴出孔１０を穿設すると共に、下側周壁前部に燃焼用給気孔１１を、また、後部に点火用給気孔１２を穿設し、周壁筒９の前方開口側の中心にガス吐出口１３を設けた蓋板１４により被蓋した内側燃焼筒体１５を構成し、周壁筒９の後端縁１６を外側燃焼筒体１の後方側壁板内壁面１７の中間上部に密着接合する。
【0019】
内側燃焼筒体１５には、周壁筒９の下側周壁前部に設けた燃焼用給気孔１１を介して内側燃焼筒体１５に連通するように送風ダクト４より適寸法小径の給気管１８の前端周縁１９を接合し、該給気管１８の他端が送風ダクト４内に臨むように取り付け、又下側周壁後部に設けた点火用給気孔１２を介し内側燃焼筒体１５に連通するように給気管１８より適寸法小径の補助給気管２０の上端周縁２１を接合し、他端が給気管１８内に臨むように取り付けられる。
【0020】
このように給気管１８及び補助給気管２０を取り付け外側燃焼筒体１の後方側壁板内壁面１７に接合した内側燃焼筒体１５を、外側燃焼筒体１の周壁胴２の前方開口部をガス放出筒７を外方にして前方側壁板８により被蓋した該周壁胴２内に後方より挿入し、内側燃焼筒体１５の蓋板１４と外側燃焼筒体１の前方側壁板８間が適間隔ｔを隔てる状態で外側燃焼筒体１の周壁胴２の後端周縁と後方側壁板５の外周縁を密着接合して外側燃焼筒体１
内に内側燃焼筒体１５を内設すると共に、内側燃焼筒体１５内に連通する燃料供給管２２と点火装置Ｓを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０が構成される。
内に内側燃焼筒体１５を内設すると共に、内側燃焼筒体１５内に連通する燃料供給管２２と点火装置Ｓを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０が構成される。
【0021】
上記の構成からなる逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、図１に示すように、支持材６１に支持されてローター７０の外カバー７４の上部に取り付けられている。
外カバー７４の上部に噴射孔７７が穿設され、当該噴射孔７７に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０のガス放出筒７が挿入されて、ブレード７２の回転方向に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスが噴射できるようになっている。
外カバー７４の上部に噴射孔７７が穿設され、当該噴射孔７７に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０のガス放出筒７が挿入されて、ブレード７２の回転方向に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガスが噴射できるようになっている。
【0022】
水噴射機９５は高圧水を発生する公知の構成の装置からなる。図１に示すように、水噴射機９５は支持材９６に支持されてローター７０の外カバー７４の下部に取り付けられている。外カバー７４の下部に噴射孔７８が穿設され、当該噴射孔７８に水噴射機９５の先端が挿入されて、ブレード７２の回転方向に高圧水を噴射できるようになっている。
【0023】
図２に示すように、縦方向のローター７０の一方の側における回転軸８０には、台座９０に固定された支持材９８に支持される回転軸８０の回転で発電する公知の構成の発電機９７が設けられている。また、回転軸８０に仕切材８１が内設され、排気ガスが発電機９７内に入らないようになっている。
【0024】
図２に示すように、縦方向のローター７０の他方の側におけるベアリングボックス９１の側部に継手９４が設けられ、当該継手９４を介して排気管９３が接続されているので、排気管９３は回転軸８０に連通する。
【0025】
次いで、上記の構成のガス・スチーム併用タービン発電システム１００の作用について説明する。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、供給される加圧空気の風量や風圧の急激な変化にも吹き消えがなく、着火後１分前後で完全燃焼し、完全燃焼ガスが１０００℃前後の高温となる。また、空気にかえて純酸素を加圧して給気すれば完全燃焼ガスの温度は３０００℃前後の高温となる。シャルルの法則によれば、あらゆる気体は、圧力が一定の場合、温度が１℃上昇するごとに０℃のときの体積の２７３分の１ずつ膨張する。そのことから、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後になれば、完全燃焼ガスの圧力は一気に高まり高圧になる。
このように、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴出される完全燃焼ガスは高温・高圧であるため、完全燃焼ガスをローター７０のブレード７２に向けて噴射すれば、ローター７０を回転・駆動することができる。
また、完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後となるため、完全燃焼ガスが噴射されたブレード７２は熱破壊のおそれがある。
そこで、ブレード７２を冷却するためブレード７２に向けて水噴射機９５から水が噴射される。噴射された水は高温のブレード７２により瞬時に気化し爆発的に膨張することにより、高圧なスチームがローター７０の回転を加速させる。
すなわち、本発明のガス・スチーム併用タービン発電システム１００は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガス及び高圧のスチームを動力源として回転軸８０を回転させ、発電することができる。
また、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴射された完全燃焼ガスは排気ガスとしてハブ７１のハブ排気孔７３及び回転軸８０の回転軸排気孔を介して排気管９３から排出される。
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０は、供給される加圧空気の風量や風圧の急激な変化にも吹き消えがなく、着火後１分前後で完全燃焼し、完全燃焼ガスが１０００℃前後の高温となる。また、空気にかえて純酸素を加圧して給気すれば完全燃焼ガスの温度は３０００℃前後の高温となる。シャルルの法則によれば、あらゆる気体は、圧力が一定の場合、温度が１℃上昇するごとに０℃のときの体積の２７３分の１ずつ膨張する。そのことから、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後になれば、完全燃焼ガスの圧力は一気に高まり高圧になる。
このように、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴出される完全燃焼ガスは高温・高圧であるため、完全燃焼ガスをローター７０のブレード７２に向けて噴射すれば、ローター７０を回転・駆動することができる。
また、完全燃焼ガスの温度が１０００℃前後あるいは３０００℃前後となるため、完全燃焼ガスが噴射されたブレード７２は熱破壊のおそれがある。
そこで、ブレード７２を冷却するためブレード７２に向けて水噴射機９５から水が噴射される。噴射された水は高温のブレード７２により瞬時に気化し爆発的に膨張することにより、高圧なスチームがローター７０の回転を加速させる。
すなわち、本発明のガス・スチーム併用タービン発電システム１００は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０の燃焼による高温・高圧の完全燃焼ガス及び高圧のスチームを動力源として回転軸８０を回転させ、発電することができる。
また、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０から噴射された完全燃焼ガスは排気ガスとしてハブ７１のハブ排気孔７３及び回転軸８０の回転軸排気孔を介して排気管９３から排出される。
【0026】
排気ガスが高圧を維持していればこれを活用すべく、上記の構成のガス・スチーム併用タービン発電システム１００を２台以上設置してもよい。この場合、図４に示すように、一方のガス・スチーム併用タービン発電システム１００から排気された排気ガスを排気管９３を介して他方のガス・スチーム併用タービン発電システム１００のローター７０のブレード７２に吹き込む。これにより、排気ガスでブレード７２の回転・駆動を補完することができる。また、２台目以降のガス・スチーム併用タービン発電システム１００の逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー６０及び水噴射機９５は、ローター７０のブレード７２に吹き込まれる排気ガスの状況に応じ適宜稼働させる。
【符号の説明】
【0027】
１ 外側燃焼筒体
２ 周壁胴
５ 後方側壁板
６ ガス放出口
７ ガス放出筒
８ 前方側壁板
９ 周壁筒
１０ ガス噴出孔
１３ ガス吐出孔
１４ 蓋板
１５ 内側燃焼筒体
６０ 逆火熱利用有酸素気化再燃焼式バーナー
７０ ローター
７１ ハブ
７２ ブレード
７３ ハブ排気孔
７４ 外カバー
７５ 貫入孔
７７ 噴射孔
７８ 噴射孔
８０ 回転軸
８１ 仕切材
９０ 台座
９１ ベアリングボックス
９３ 排気管
９４ 継手
９５ 水噴射機
９７ 発電機
１００ ガス・スチーム併用タービン発電システム
２ 周壁胴
５ 後方側壁板
６ ガス放出口
７ ガス放出筒
８ 前方側壁板
９ 周壁筒
１０ ガス噴出孔
１３ ガス吐出孔
１４ 蓋板
１５ 内側燃焼筒体
６０ 逆火熱利用有酸素気化再燃焼式バーナー
７０ ローター
７１ ハブ
７２ ブレード
７３ ハブ排気孔
７４ 外カバー
７５ 貫入孔
７７ 噴射孔
７８ 噴射孔
８０ 回転軸
８１ 仕切材
９０ 台座
９１ ベアリングボックス
９３ 排気管
９４ 継手
９５ 水噴射機
９７ 発電機
１００ ガス・スチーム併用タービン発電システム