GAS TURBINE と 蒸気 TURBINE

質問

素人です　かんたんに　教えてください
蒸気　TURBINEは　圧力　蒸気で　TURBINE を　まわして　発電　納得
GAS TURBINE 発電は　GASを燃やし　圧力　水蒸気を　つくり　TURBINE を　まわす　ということ
ですか？　教えてください

回答No.4

kagakusuki · ベストアンサー

ガスタービンという言葉には、広義の意味と狭義の意味があります。
　狭義の意味では、他の回答者様の御回答にある様に、燃料を燃焼させて得られた高温の燃焼ガスを使って回すタービンの事です。
　この意味でのガスタービンは、タービンを回すガスに燃焼ガスを使っているため、内燃機関の一種になります。
　この方式のガスタービンは、外部から空気を取り入れて、タービンを回した後のガスを外気中に排気し、同じガスを再利用したりはしない事から、オープンサイクルガスタービンと呼ばれます。
　普通は外気から取り入れた空気を圧縮機で圧縮し、その圧縮空気の中に燃料を吹き込んで燃焼させ、その時発生した高温の燃焼ガスをタービンの羽に当てて、タービンを回しています。
　アポロ宇宙船を月へ送ったサターンV型ロケットやスペースシャトルのメインエンジン、H-2Aロケットの1段目エンジン等、多くの液体ロケットの1段目エンジンでは、燃料や酸化剤をエンジンに送るポンプを動かすために、燃料と酸化剤を混ぜて燃焼させた時の、燃焼ガスを使って回すガスタービンが使われています。（こちらもガスを使い捨てにするオープンサイクルガスタービンです）

　広義の意味でのガスタービンは、ガス、即ち気体を使って回すタービンの全てを指します。
　例えば、循環するガスをコンプレッサーで圧縮した後、燃料を燃焼させた際の熱等の外部の熱源により、外部からガスを加熱し、温められたガスでタービンを回した後、ラジエーターを使ってガスを冷やしてから、コンプレッサーに戻す、という外燃機関のガスタービンもあります。
　この方式のガスタービンは、密閉された流路の中のガスを使って、回すタービンである事から、クローズドサイクルガスタービンと呼ばれます。
　又、循環するガスをコンプレッサーで圧縮した後、そのガスの中に燃料と酸素を吹き込んで、ガスの中で燃焼させ、得られた高温のガスを使ってタービンを回し、タービンから出た後のガスから燃焼ガスの一部を取り除き、残りの燃焼ガスを、冷却してから、コンプレッサーに戻す、という循環式でありながら内燃機関でもあるというガスタービンもあり、これをセミクローズドサイクルガスタービンと言います。

　蒸気タービンとは、何らかの液体を、外部の熱源により加熱し、発生した蒸気を使って回すタービンの事で、外燃機関になります。
　水をボイラー内で100℃を超える温度（発生した水蒸気の圧力で沸騰する温度が上昇している）にまで加熱し、発生した水蒸気を過熱器で更に加熱して温度を上げ、その高圧過熱水蒸気で高圧タービンを回し、高圧タービンを回した後の、圧力と温度が低下した水蒸気は、再熱器で加熱されて再度高温となってから、低圧タービンを回し、低圧タービンを回した後の水蒸気は、復水器で冷却して水に戻してからボイラーに戻す方式が一般的です。
　普通の蒸気タービンはクローズドサイクルですが、天然の地下水が地熱で加熱されて発生した水蒸気を使用する方式の地熱発電（別方式もあります）は、大抵はオープンサイクルの蒸気タービンが使われます。
　通常は蒸気にする液体には、水が使われる事が殆どですが、水以外の液体が使われる事もあります。
　例えば、液化天然ガスをガスに戻す際に、海水の持っている熱で温めているのですが、その時に気化した天然ガスを使って、タービンを回して発電し、省エネの足しにしている場合があり、これもオープンサイクルの蒸気タービンの一種と言えます。
　又、H-2Aロケットの2段目のエンジンは、燃料や酸化剤をエンジンに送るポンプを動かす動力源として、エンジンを冷却する事で気化した燃料の一部を、燃焼させずに、そのままタービンを回すのに使用し、タービンを回し終えた燃料ガスを燃焼させる事なく、機体外部に排気するクーラントブリードサイクルと呼ばれるロケットエンジンの方式となっていますが、このポンプを駆動するタービンの部分は、オープンサイクルの蒸気タービンの一種と言えます。
　又、蒸気タービンの熱効率を上げるために、異なる2種類の液体を使用する、バイナリーサイクル（2流体サイクル）と呼ばれる方式では、高沸点の液体を外部の熱源で加熱して得られた高温の蒸気で、高温側のタービンを回し、タービンを回し終えた高温側の蒸気の熱で、低沸点の液体を加熱し（この時、高温側の蒸気は液体に戻る）、得られた低温度の蒸気で、低温側のタービンを回し、タービンを回し終えた低温側の蒸気は、復液器で冷却されて液体に戻ります。
　バイナリーサイクルでは、水銀と水の組み合わせや、水とペンタンの組み合わせ、水とアンモニア水の組み合わせ、等々、使用する熱源の温度により、様々な組み合わせがあります。

回答No.3

Mokuzo100nenn

＞GASを燃やし　圧力　水蒸気を　つくり　TURBINE

ガスタービンは、化石燃料中の炭素を、空気中の酸素で燃焼させ、二酸化炭素を中心とした高圧・高温の燃焼ガス発生させ、この燃焼ガスの膨張圧力を開放することでタービンを回転させています。

ガスタービンのガスは、燃焼ガスのガスですね。

回答No.2

sailor

蒸気タービンは仰るとおり水を加熱して蒸気を作り高温高圧の蒸気でタービンを回していますが、ガスタービンには蒸気は使いません。ガスタービンの最も身近で目にすることのあるものはというと、ジェットエンジンですね。旅客機などに使っているジェットエンジンはガスタービンの一種なんです。

ガスタービンの中の仕組みはというと、燃料を燃やすために必用な空気を取り込んで圧縮する、コンプレッサーという部分があります。ここで吸い込んだ空気を高い圧力に圧縮していきます。十分に圧縮できたらそこに燃料を吹き込んで燃焼させますが、この時燃焼して出来たガスは高い温度で急激膨張しますから、それをタービンに当ててやれば大きな力が取り出せるとい仕組みです。タービンとコンプレッサーは同じ軸でつながっているので、燃焼で出来たガスのエネルギーの一部はコンプレッサーを回すのに使用しますが、それでもまだガスには相当なエネルギーが残っていますので、それを動力として取り出します。コンプレッサーとタービンをつなぐ軸そのものの回転を利用するものと、それとは別に出力専用のタービンをガスの出口に持った物の２種類があります。

ガスタービンの優れたところは、蒸気タービンのように水を用いないのでボイラーや復水器や冷却器などが不要で、コンパクトに出来る点と、他のエンジン等に比べ重量の割りに非常高出力な点が挙げられます。逆に欠点はある一定の回転数以外ではものすごく効率が悪く燃費が最悪になること、出力軸の回転数がかなり高速になるためそのままでは使いにくいこと、大量の吸気と大量の排気を出すため吸気や排気の処理（騒音対策）などが大変なことがありますね。

小型軽量大出力なので飛行機（国産旅客機のYS11のエンジンもガスタービンでプロペラを回すターボプロップというエンジンです）やヘリコプター（今ではほとんどがターボシャフトと呼ばれるガスタービン）や、高速船（ジェットフォイルなど）や、小規模の発電装置（コージェネレーションを含む）などに用いられて意います。

燃料がガスだからではなくタービンを回す動作流体がガスなのでガスタービンと呼ばれます。
参考URLにわかりやすい図解があります。

参考URL：

http://turbotrain.net/mechanism.htm

回答No.1

ultraCS

蒸気タービンは燃焼(核反応)による熱で蒸気を発生してその蒸気をタービンブレードに当てて回転を得るタービン。

ガスタービンは燃焼ガスを直接タービンブレードに当てて回転を得る方式で、蒸気発生機構はありません。
燃料がガスというのではありません(通常は石油の場合が多い)。