蒸気タービン設計

初期熱水タービン 衝動タービン


縦軸特殊ガス蒸気タービン発電機

第1号のトータルフロー発電実験機に使っていた初期の熱水タービンが、次の図にある衝動タービンです。
衝動タービンの型式としては、高落差水力発電に使われるペルトン型タービンと同様の設計で行っていますが、
大きく違う部分は超音速ノズルと呼んでいる熱力学的遷移ノズルを設計して使うところです。

新型トータルフロー発電機


新型トータルフロー発電機

新型トータルフロー発電機を設計しました。

20kWクラスタービン発電機×2台の構成です。

タービン用発電機制御装置


タービン用発電機制御装置

タービン用発電機制御装置は次の写真のようになっています。

タービン用発電機には、安川電機さんの系統連系機能付き可変速発電機を使っていますが、その制御装置関係が上写真の盤内部品群になります。

可変速はインバーター機能を使って実現しており、系統連系装置は系統連系技術ガイドラインに沿った全ての
保護装置関係を有しています。
ただ、発電運転制御機能はないので、それは別に発電運転シーケンスを組んだシーケンサーにより集中制御されています。
よってタービン発電所は、完全自動で運転することが出来ます。
逆に、完全自動で運転出来なければ、地熱発電所としての経産省の建設許可はもらえないということになります。

電気事業法で厳しい技術基準が適用されることも、系統連系保護以外のタービン保護装置などを必要としています。

入口出口膨張率の大きい遠心型タービン羽根


入口出口膨張率の大きい遠心型タービン羽根

入口と出口で膨張率が大きい遠心型タービン羽根です。
蒸気系ではタービン入口と出口で体積の膨張率が非常に大きくなることに羽根形状を最適化していけば
遠心型タービンでは写真のような羽根になります。入口は高さの低い円筒面ですが、出口では花びらのような羽根出口から流出する円の面積となります。

気体用小型高速軸流タービン 減速機付き


気体用小型高速軸流タービンの減速機付きの全体3次元設計図です。

軸流タービン

軸流タービン

軸流タービン

分割ノズルによる流量調整を行うために、入口管から複数のノズル入口管に分岐する構造部があります。気体タービンは、単段衝動タービンです。回転数は高速になるので、発電機を回すための減速機が付いています。