ガスタービンエンジン

ガスタービンエンジン, by Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki?curid=3356 / CC BY SA 3.0

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熱機関 」 内燃機関 」 ガスタービンエンジン GE Hシリーズのガスタービンエンジン ガスタービンエンジン(ガスターバインとも)は、原動機の一種であり、燃料の燃焼等で生成された高温のガスでタービンを回して回転運動エネルギーを得る内燃機関である。
重量や体積の割に高出力が得られることから、現在ではヘリコプターを含むほとんどの航空機に動力源として用いられている。
また、始動時間が短く冷却水が不要なことから非常用発電設備として、さらに1990年代から大規模火力発電所においてガスタービン・蒸気タービンの高効率複合サイクル発電（コンバインドサイクル発電）として用いられている。
ガスタービンは遠心式又は軸流式の回転式圧縮機で燃焼用空気を圧縮して燃焼器に送り込み、燃料を燃焼器に吹き込んで燃焼させる。
その際に発生した高温高圧の燃焼ガスが遠心式もしくは軸流式タービンを回転させる。
タービン軸は通常、圧縮機と直結しており、圧縮機に圧縮動力を伝え、持続運転する。
燃焼ガスの熱エネルギーを全てタービンで回収して軸出力を取り出す場合と、軸出力は圧縮機の動力としてのみ用いて燃焼ガスの後方噴出により推力を得るジェットエンジンがある。
自動車、レシプロ機関を持つ航空機等に用いられるターボチャージャーも、エンジンを燃焼器とし出力軸を持たない一種のガスタービンに分類できる。
液体燃料ロケット用ターボポンプなど、液体燃料＋液体酸化剤などを燃焼室で燃やし、作動流体圧縮機を省略する（但し燃料・酸化剤注入ポンプが使われる場合はある）方式もある。
ガスタービンエンジンは連続的に圧縮・燃焼・膨張・排気する「部位」があるため、レシプロエンジン（ピストンエンジン）と異なりそれぞれの「行程」はない。
燃焼は一定圧力のもとで行われ、理論サイクルはブレイトンサイクルで近似される。
この他、作動流体で化学燃焼させず、熱交換機・原子炉・電熱等で作動流体を加熱し、熱交換機等で作動流体を冷却、又は作動流体を排気する事により稼働する、外燃式ガスタービンも理論上存在し、一部研究試作された。
また大気から空気等を吸い込みタービンを回した後再び大気に排出する形式のものを開放サイクルガスタービンと呼び、作動流体を閉じた流路に流し排気しない形式のものを密閉サイクルガスタービンと呼ぶ。
西暦150年、ヘロンが蒸気機関（アイオロスの球）を考案するが、玩具的にしか扱われず、その潜在的能力が認識されるのは何世紀もたってからである。
1500年、レオナルド・ダ・ヴィンチが暖炉で調理中のあぶり肉を回転させるためのスモークジャックの図を描いている。
これは火から上昇する熱い空気の流れで羽根車を回し、その力であぶり肉を刺した棒を回すものである。
1551年、タキ＝アルジンがスモークジャックと同じ用途の蒸気タービンを発明した。
ジョバンニ・ブランカは1629年、蒸気タービンを使った砕鉱機を開発した。
フェルディナント・フェルビーストは1678年、蒸気ジェットの力で動く車を開発した。
1791年、イギリスの技術者ジョン・バーバーが世界初の真のガスタービンの特許を取得した。
その発明の構成は今日のガスタービンと基本的に変わらない。
バーバーはこれを車の動力にしようとしたが、当時の技術では完全に動作するものを製作できなかった。
1894年（明治27年）、チャールズ・アルジャーノン・パーソンズは蒸気タービン船のアイデアで特許をとり、タービニアという実験艇を作った。
1895年（明治28年）にはパーソンズの蒸気タービンを使った発電機がケンブリッジ発電所に設置され、街灯への電力供給を行った。
1903年（明治36年）、ノルウェーのエギディアス・エリングが入力よりも出力が大きい世界初のガスタービンを完成させた（11馬力）。
1913年、ニコラ・テスラが境界層効果を利用したテスラタービンの特許を取得。
1918年（大正7年）、今日もガスタービン製造で知られているゼネラル・エレクトリックがガスタービン部門を創設した。
1920年（大正9年）、これまでの経験則的な理論から一歩進んで A. A. Griffith が翼とガス流についての理論を構築した。
1930年（昭和5年）、フランク・ホイットルがジェット推進用ガスタービンの設計で特許を取得。
日本ガスタービン学会誌19(73)では「エリングの業績を知っていたか」と問われたホイットルは「知らなかった。知っていたら開発は10年早く出来ただろう...