(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジンに動圧空気軸受を採用する場合において、回転軸と動圧空気軸受との接触による摩耗を抑制することを目的とする。【解決手段】ガスタービンエンジン１０の運転制御装置は、バッテリーＢの充電量に基づいて、ガスタービンエンジン１０を運転させるか否かを決定する運転決定部３１と、ガスタービンエンジン１０を運転させないと決定した場合に、動圧空気軸受１５，１６にて回転軸１４を空気圧によって支持させるか否かを決定する支持決定部３２と、支持決定部３２が動圧空気軸受１５，１６にて回転軸１４を空気圧によって支持させると決定したときには、運転決定部３１がガスタービンエンジンを運転させないと決定した場合であっても、回転軸１４の回転数が回転軸支持回転数となるようにガスタービンエンジン１０を運転させる制御部３３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン及びコンプレッサに連結され、且つ、バッテリーと電気的に接続された発電機を駆動する回転軸と、前記回転軸の回転により生じる空気圧によって前記回転軸を回転自在に支持する動圧空気軸受と、を備えるガスタービンエンジンの運転制御を行う運転制御装置であって、
少なくとも前記バッテリーの充電量に基づいて、前記ガスタービンエンジンを運転させるか否かを決定する運転決定部と、
前記運転決定部が前記ガスタービンエンジンを運転させないと決定した場合に、前記動圧空気軸受にて前記回転軸を空気圧によって支持させるか否かを決定する支持決定部と、
前記ガスタービンエンジンの運転制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記運転決定部による決定結果に応じて前記ガスタービンエンジンの運転制御を行うと共に、
前記支持決定部が前記動圧空気軸受にて前記回転軸を空気圧によって支持させると決定したときには、前記運転決定部が前記ガスタービンエンジンを運転させないと決定した場合であっても、前記回転軸の回転数が回転軸支持回転数となるように前記ガスタービンエンジンを運転させる、ガスタービンエンジンの運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンの運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンジエクステンダーに関する技術文献として、特開２０１２−１４９６２８号公報が知られている。この公報には、車両に搭載されたガスタービンエンジンにより発電機を作動させ、発電機の出力を車両の駆動系に供給する技術が記載されている。また、ガスタービンに関する技術文献として、特表平１０−５００５５７号公報が知られている。この公報には、ガスタービンの軸受として空気軸受を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４９６２８号公報
【特許文献２】特表平１０−５００５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ガスタービンの回転軸を支持する軸受として、回転軸の回転により生じる空気圧によって回転軸を支持する動圧空気軸受を採用する場合がある。動圧空気軸受が採用されると、潤滑油の供給が不要となるため、ガスタービンエンジンの小型化に有利である。しかしながら、ガスタービンエンジンの停止時には回転軸と動圧空気軸受とが接触するため、回転軸と動圧空気軸受とが接触している状態で、ガスタービンエンジンが搭載される車両に振動が生じると、回転軸又は動圧空気軸受が摩耗するおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、ガスタービンエンジンに動圧空気軸受を採用する場合において、回転軸と動圧空気軸受との接触による摩耗を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るガスタービンエンジンの運転制御装置は、タービン及びコンプレッサに連結され、且つ、バッテリーと電気的に接続された発電機を駆動する回転軸と、回転軸の回転により生じる空気圧によって回転軸を回転自在に支持する動圧空気軸受と、を備えるガスタービンエンジンの運転制御を行う運転制御装置であって、少なくともバッテリーの充電量に基づいて、ガスタービンエンジンを運転させるか否かを決定する運転決定部と、運転決定部がガスタービンエンジンを運転させないと決定した場合に、動圧空気軸受にて回転軸を空気圧によって支持させるか否かを決定する支持決定部と、ガスタービンエンジンの運転制御を行う制御部と、を備え、制御部は、運転決定部による決定結果に応じてガスタービンエンジンの運転制御を行うと共に、支持決定部が動圧空気軸受にて回転軸を空気圧によって支持させると決定したときには、運転決定部がガスタービンエンジンを運転させないと決定した場合であっても、回転軸の回転数が回転軸支持回転数となるようにガスタービンエンジンを運転させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガスタービンエンジンに動圧空気軸受を採用する場合において、回転軸と動圧空気軸受との接触による摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るガスタービンエンジンの運転制御装置を備えるガスタービンエンジンシステムを示すブロック図である。
【図２】動圧空気軸受を示す断面図である。
【図３】ガスタービンエンジンの運転制御装置における制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態として、ガスタービンエンジンの車両への搭載例を示す図である。
【図５】図４に示されたガスタービンエンジンの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１に示されるように、ガスタービンエンジンシステム１は、ガスタービンエンジン１０、発電機２０及びＥＣＵ［Engine  Control  Unit］３０を備える。ガスタービンエンジンシステム１は、ガスタービンエンジン１０によって発電機２０を駆動する発電システムである。
【００１１】
ガスタービンエンジンシステム１は、例えば、バッテリーの電力を利用して電気モーターにより駆動する電気自動車に備えられている。ガスタービンエンジンシステム１は、電気自動車のバッテリーの充電量が低下した場合にバッテリーに対して電力を充電する充電システムとして機能する。すなわち、ガスタービンエンジンシステム１は、電気自動車のバッテリー充電用の発電専用エンジンシステム（レンジエクステンダー）を構成している。
【００１２】
ガスタービンエンジン１０は、例えば、一軸式のガスタービンエンジンである。ガスタービンエンジン１０は、コンプレッサ１１、燃焼器１２、タービン１３、回転軸１４及び動圧空気軸受１５，１６を備えている。
【００１３】
コンプレッサ１１は、外部から吸引された空気を圧縮する圧縮機構である。コンプレッサ１１は、回転軸１４を介してタービン１３と連結しており、タービン１３及び回転軸１４と一体に回転する。コンプレッサ１１は、圧縮空気供給流路１１ａを介して燃焼器１２に接続されている。コンプレッサ１１で圧縮された空気（圧縮空気）は、圧縮空気供給流路１１ａを介して燃焼器１２に送られる。
【００１４】
燃焼器１２は、燃料と圧縮空気を混合させて燃焼するための装置である。燃焼器１２は、ガスタービンエンジン１０の外部から供給された燃料と、コンプレッサ１１から送られた圧縮空気とを混合し、燃焼させる。燃焼器１２では、例えば、圧縮空気中に灯油等の燃料を噴霧することで連続燃焼が行われる。燃焼器１２は、燃焼ガス供給流路１２ａを介してタービン１３に接続されている。燃焼により発生した燃焼ガスは、燃焼器１２から燃焼ガス供給流路１２ａを介してタービン１３に送られる。
【００１５】
タービン１３は、燃焼ガスのエネルギー（例えば、膨張仕事）を回転軸１４の回転エネルギーに変換する機構である。ガスタービンエンジン１０では、燃焼ガスによってタービン１３が回転駆動し、タービン１３の回転により回転軸１４及びコンプレッサ１１が回転される。タービン１３は、排気流路１３ａを介してガスタービンエンジン１０の外部に接続されている。タービン１３から排出された排気ガスは、排気流路１３ａを介してガスタービンエンジン１０の外部へ排気される。
【００１６】
回転軸１４は、コンプレッサ１１及びタービン１３を連結するシャフトである。回転軸１４は、例えば、コンプレッサ１１のタービン１３と反対側に突出して発電機２０に動力を伝達可能に接続されている。すなわち、回転軸１４は、ガスタービンエンジン１０の出力軸としても機能する。なお、回転軸１４は、必ずしも出力軸として機能する必要はなく、ギア等を介して別体の出力軸に回転を伝達する構成であってもよい。即ち、回転軸１４の回転により発電機２０が発電する構成であればよい。
【００１７】
回転軸１４は、二つの動圧空気軸受１５，１６によって回転自在に支持されている。動圧空気軸受１５は、例えば、コンプレッサ１１と発電機２０との間に設けられている。動圧空気軸受１６は、例えば、コンプレッサ１１とタービン１３との間に設けられている。動圧空気軸受１５，１６の位置は、上述した位置に限られない。
【００１８】
動圧空気軸受１５，１６は、回転軸１４の回転により生じる空気圧によって回転軸を回転自在に支持する動圧型の空気軸受である。動圧空気軸受１５，１６は、例えば、同じ構成を有している。以下、動圧空気軸受１５の構成について図２を用いて説明する。図２は、動圧空気軸受１５の構成を示す断面図である。
【００１９】
図２に示されるように、動圧空気軸受１５は、例えば、スリーブ部１５ａ、トップフォイル１５ｂ、及びバンプフォイル１５ｃを備えている。スリーブ部１５ａは、動圧空気軸受１５の本体部分であり、回転停止した回転軸１４を支える十分な強度を有する円筒状の部材である。回転軸１４は、スリーブ部１５ａ内を通るように配置されている。
【００２０】
トップフォイル１５ｂは、筒状のスリーブ部１５ａの内側で回転軸１４を囲むように配置された金属製薄板である。トップフォイル１５ｂは、回転軸１４の側面と対向する軸受面を形成する。バンプフォイル１５ｃは、スリーブ部１５ａとトップフォイル１５ｂとの間に配置された金属製薄板である。バンプフォイル１５ｃは、トップフォイル１５ｂに接する山部と、スリーブ部１５ａに接する谷部と、からなる波形状を有している。トップフォイル１５ｂ及びバンプフォイル１５ｃは、回転軸１４の周方向における一端がスリーブ部１５ａに固定された固定端とされ、他端が自由端とされている。
【００２１】
このように構成された動圧空気軸受１５では、回転軸１４の回転により、回転軸１４及びトップフォイル１５ｂの間に空気が引き込まれ、その空気圧によって回転軸１４が支持される。一方で、回転軸１４の回転数が低下すると、回転軸１４及びトップフォイル１５ｂの間に生じる空気圧が不足し、回転する回転軸１４とトップフォイル１５ｂとの接触により摩耗が生じるおそれがある。なお、図２に示す動圧空気軸受１５の構成は一例である。動圧空気軸受１５、１６の構成は、図２に示す構成に限られない。回転軸１４の軸受として動圧空気軸受１５，１６を採用した場合、通常の軸受と比べて潤滑油の供給及び循環が不要となり、ガスタービンエンジンシステムの低コスト化及び小型化に有利となる。
【００２２】
発電機２０は、例えば、永久磁石を用いたＰＭ型のモータージュネレータである。永久磁石を用いたＰＭ型のモータージュネレータは、電磁石を用いる場合と比べて励磁のための電源回路等が不要となるので、発電機２０の小型化に有利である。なお、発電機２０において、永久磁石に代えて電磁石を用いてもよい。回転軸１４は、発電機２０の回転子に連結されている。これにより、発電機２０の回転子が回転軸１４と一体に回転し、発電機２０にて発電が行われる。
【００２３】
発電機２０において生じた電力は、例えば、三相交流電流として取り出される。本実施形態のように、ガスタービンエンジンシステム１が電気自動車に搭載される場合には、発電機２０の出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗは、インバータ回路（図示せず）を介して、電気自動車のメインのバッテリーＢと電気的に接続される。
【００２４】
また、発電機２０は、ガスタービンエンジン１０の始動時においてスターターとして機能する。すなわち、発電機２０は、ガスタービンエンジン１０の始動時においては、逆にバッテリーから電力を供給されることでガスタービンエンジン１０の回転軸１４を回転させ、ガスタービンエンジン１０の始動を補助する。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、ガスタービンエンジンシステム１を統括的に制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ[Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory]、ＲＡＭ[Random  Access  Memory]などを備えており、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで各種の制御を行う。即ち、ＥＣＵ３０は、ガスタービンエンジン１０の運転制御を行う運転制御装置を構成する。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、各種の制御のために、加速度センサＧから加速度情報を取得する。加速度センサＧは、車両（車体）の加速度を検出するセンサであって、車両に発生する振動を加速度として検出する。加速度センサＧは、車体に設けられる。加速度センサＧは、ＥＣＵ３０に接続され、加速度センサＧからの出力信号は、ＥＣＵ３０に入力される。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、ガスタービンエンジン１０が搭載された車両に関する各種車両情報を取得する。各種車両情報は、バッテリーＢの充電量を少なくとも含む。バッテリーＢの充電量は、例えば、ＳＯＣ（State  of  Charge）値を算出することにより、取得される。ＳＯＣ値は、バッテリーＢとインバータ回路との間に挿入された電流センサ（図示せず）からの出力信号に基づいて、すなわち、バッテリーＢとインバータ回路との間に流れる電流値に基づいて算出することができる。この場合、電流センサがＥＣＵ３０に接続され、ＥＣＵ３０が、電流センサからの出力信号に基づいて、ＳＯＣ値を算出する。
【００２８】
また、各種車両情報は、バッテリーＢの充電量以外に、車両の運行計画、道路情報及びガスタービンエンジン１０の運転履歴をさらに含んでもよい。車両の運行計画は、例えば、カーナビゲーションシステム等に設定された情報等であって、目的地までの距離の情報等を含む。道路情報は、例えば、車両の走行進路上に加減速を要するような状況が存在するか否かといった情報を含む。ガスタービンエンジン１０の運転履歴は、例えば、ガスタービンエンジン１０の前回の運転時に関する情報を含む。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、運転決定部３１、支持決定部３２及び制御部３３を有する。運転決定部３１は、少なくとも、バッテリーＢの充電量（ＳＯＣ値）に基づいて、ガスタービンエンジン１０を運転させるか否かを決定する。具体的には、運転決定部３１は、バッテリーＢの充電量が予め設定された充電開始閾値未満となったときに、ガスタービンエンジン１０を運転させることを決定する。また、運転決定部３１は、各種車両情報として、車両の運行計画をさらに取得している場合、バッテリーＢの充電量及び車両の運行計画に基づいて、ガスタービンエンジン１０を運転させるか否かを決定してもよい。具体的には、運転決定部３１は、例えば、バッテリーＢの充電量が上記充電開始閾値以上であっても、目的地までの距離を走行するために必要な充電量がバッテリーＢに蓄えられていないときに、ガスタービンエンジン１０を運転させることを決定してもよい。
【００３０】
支持決定部３２は、運転決定部３１がガスタービンエンジン１０を運転させないと決定した場合に、動圧空気軸受１５，１６にて回転軸１４を空気圧によって支持させるか否かを決定する。支持決定部３２における処理については後に詳述する。
【００３１】
制御部３３は、ガスタービンエンジン１０の運転制御を行う。ガスタービンエンジン１０の運転制御には、ガスタービンエンジン１０の始動制御、ガスタービンエンジン１０への燃料制御、及び、ガスタービンエンジン１０の停止制御等が含まれる。
【００３２】
ガスタービンエンジン１０の始動制御とは、例えば、発電機２０をスターターとして機能させて回転軸１４を回転させ、さらに、ガスタービンエンジン１０に燃料供給を行う制御である。また、ガスタービンエンジン１０の燃料制御とは、例えば、始動されたガスタービンエンジン１０に対する燃料の供給量を制御することにより、ガスタービンエンジン１０を運転させる制御である。また、ガスタービンエンジン１０の停止制御とは、例えば、ガスタービンエンジン１０に対する燃料供給を止めてガスタービンエンジン１０の回転を停止させる制御である。
【００３３】
制御部３３は、運転決定部３１においてガスタービンエンジン１０を運転させることが決定されたときに、ガスタービンエンジン１０の始動制御及び燃料制御を実施する。これにより、発電機２０が駆動され、バッテリーＢへの充電が行われる。
【００３４】
一方、運転決定部３１においてガスタービンエンジン１０を運転させないと決定された場合には、制御部３３は、ガスタービンエンジン１０を運転させるための制御（始動制御及び燃料制御）を実施しない。または、ガスタービンエンジン１０が運転されていた場合には、制御部３３は停止制御を実施する。
【００３５】
ガスタービンエンジン１０が運転されていない場合には回転軸１４が回転されないので、動圧空気軸受１５，１６において、回転軸１４を支持するために必要な空気圧が発生しない。従って、回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６とが接触することとなる。このような状態において、ガスタービンエンジン１０が搭載された車両に振動が生じると、回転軸１４又は動圧空気軸受１５，１６が摩耗するおそれがある。本実施形態におけるＥＣＵ３０は、回転軸１４と動圧空気軸受１５，１６との接触による摩耗を抑制するために、ガスタービンエンジン１０の保護運転を実施する。
【００３６】
保護運転とは、ガスタービンエンジン１０の運転が停止されている条件下であっても、回転軸１４を支持するために必要な空気圧を発生させるために、回転軸１４を回転させる運転を意味する。具体的には、保護運転では、支持決定部３２が動圧空気軸受１５，１６にて回転軸１４を空気圧によって支持させると決定したときには、運転決定部３１がガスタービンエンジン１０を運転させないと決定した場合であっても、制御部３３が、回転軸１４の回転数が回転軸支持回転数となるようにガスタービンエンジン１０を運転させる。
【００３７】
回転軸支持回転数は、動圧空気軸受１５，１６において回転軸１４を支持可能な空気圧を発生させることが可能な回転数である。回転軸支持回転数は、例えば、動圧空気軸受１５，１６が回転軸１４を支持可能な空気圧を発生する最低回転数であってもよいし、最低回転数〜最低回転数＋２０％といった範囲の回転数であってもよい。
【００３８】
具体的には、保護運転において、制御部３３は、例えば、発電機２０をスターターとしてガスタービンエンジン１０を始動させるものの、燃料の供給は行わず、回転軸１４を回転軸支持回転数で駆動する。この場合、発電機２０は、モーターとして用いられる。すなわち、燃料の供給により行われるガスタービンエンジン１０の自立運転に至らせることなく、保護運転を実現させることができる。このように、通常運転のように燃料を使用してガスタービンエンジン１０を運転するのではなく、発電機をモーターとして使用してガスタービンエンジン１０を運転することで、回転軸支持回転数で精度良く運転可能であると共に、燃料の消費を抑制できる。なお、制御部３３は、通常の運転と同様に、燃料を供給して行うガスタービンエンジン１０の自立運転により、保護運転を実現してもよい。
【００３９】
支持決定部３２は、各種車両情報に基づき、保護運転を実施することを決定する。例えば、車両の加速度が大きい場合には車両に振動が発生している可能性が高い。従って、支持決定部３２は、加速度センサＧから取得した加速度が所定値以上である場合に、保護運転を実施することを決定してもよい。
【００４０】
また、例えば、車両が加減速する場合には、車両に振動が発生する可能性が高い。従って、支持決定部３２は、例えば、各種車両情報として取得した道路情報に基づいて、車両の進路において加減速を要するような道路状況が存在することを判断した場合に、保護運転を実施することを決定してもよい。
【００４１】
また、ガスタービンエンジン１０が長時間運転されない場合に回転軸１４が固着するおそれがある。従って、回転軸１４の固着を抑制するために、支持決定部３２は、ガスタービンエンジン１０の前回の運転時から所定時間が経過したときに、保護運転を実施することを決定してもよい。
【００４２】
また、支持決定部３２は、上述した保護運転の実施のための各種条件のうちの複数の条件が成立した場合に、保護運転を実施することを決定してもよい。支持決定部３２は、一つの車両情報のみに基づき、保護運転を実施することを決定してもよい。この場合、支持決定部３２は、例えば、加速度センサＧから取得した加速度が所定値以上である場合に、保護運転を実施することを決定してもよい。
【００４３】
また、例えば、車両が加減速する場合には、車両に振動が発生する可能性が高い。従って、支持決定部３２は、例えば、各種車両情報として取得した道路情報に基づいて、車両の進路において加減速を要するような道路状況が存在することを判断した場合に、保護運転を実施することを決定してもよい。
【００４４】
次に、図３を参照して、ＥＣＵ３０によるガスタービンエンジン１０の運転制御について説明する。図３に示すフローチャートは、例えばガスタービンエンジンシステム１の制御開始から所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４５】
まず、ステップＳ１において、運転決定部３１は、ガスタービンエンジン１０を運転させるか否かを決定するために、バッテリーＢの充電量を含む車両情報を取得する。続いて、ステップＳ２において、運転決定部３１は、ステップＳ１において取得した車両情報に基づき、ガスタービンエンジン１０を運転させるか否かを決定する。ガスタービンエンジン１０を運転させると決定した場合には、処理手順はステップＳ３に進められる。一方、ガスタービンエンジン１０を運転させないと決定した場合には、処理手順はステップＳ４に進められる。
【００４６】
ステップＳ３において、制御部３３は、ガスタービンエンジン１０に燃料を供給してガスタービンエンジン１０を通常運転させる運転制御を行う（通常発電モード）。具体的には、ステップＳ３において、制御部３３は、始動制御及び燃料制御を実施して、ガスタービンエンジン１０を運転させ、発電機２０を駆動する。そして、ステップＳ３において、制御部３３は、運転決定部３１においてガスタービンエンジン１０を運転させないことが決定されると、停止制御を実施し、ガスタービンエンジン１０を停止させる。
【００４７】
一方、ステップＳ４において、支持決定部３２は、保護運転の実施を決定するための各種車両情報を取得する。続くステップＳ５において、支持決定部３２は、各種車両情報に基づき、保護運転を実施するか否かを決定する。保護運転を実施すると決定した場合には、ステップＳ６において、制御部３３は、回転軸１４の回転数が回転軸支持回転数となるようにガスタービンエンジン１０を運転させる保護運転を実施する（保護運転モード）。
【００４８】
以上、第１実施形態に係るガスタービンエンジンの運転制御装置によれば、ガスタービンエンジン１０の運転がされないときであっても、動圧空気軸受１５，１６において回転軸１４を支持可能な空気圧を発生させることが可能な回転数で動作させる保護運転が実施されるので、回転軸１４と動圧空気軸受との接触による摩耗が抑制される。
【００４９】
（第２実施形態）
図４及び図５を参照して、第２実施形態に係るガスタービンエンジンを説明する。図４は、ガスタービンエンジン１０Ａの車両への搭載例を示す図である。図４に示すように、第２実施形態に係るガスタービンエンジン１０Ａは、回転軸１４Ａがｚ軸方向に沿うように車両Ｍに搭載される。図４において、ｘ軸方向は、車両Ｍの前後方向に沿った方向であり、ｙ軸方向は、車両Ｍの横方向（車幅方向）に沿った方向であり、ｚ軸方向は、車両Ｍの上下方向（車高方向）に沿った方向である。
【００５０】
図５は、ガスタービンエンジン１０Ａの一部の構成を示す模式図である。ガスタービンエンジン１０Ａは、コンプレッサ１１Ａ、タービン１３Ａ、回転軸１４Ａ、スラスト軸受１５Ａ及びジャーナル軸受１６Ａを含む。コンプレッサ１１Ａ、タービン１３Ａ、回転軸１４Ａは、第１実施形態におけるコンプレッサ１１、タービン１３、回転軸１４と同様の機能を有する。
【００５１】
ガスタービンエンジン１０Ａでは、スラスト軸受１５Ａ及びジャーナル軸受１６Ａにより回転軸１４が支持され、ガスタービンエンジン１０Ａ内において、コンプレッサ１１Ａ及びタービン１３Ａが所定の位置に保持されている。ガスタービンエンジン１０Ａの停止時には、主としてスラスト軸受１５Ａに荷重がかかる。ガスタービンエンジン１０Ａは、発電が必要なときのみに運転するため、車両の走行時においても発電が必要な状況でなければ停止している。
【００５２】
ガスタービンエンジンが、回転軸がｙ軸方向に沿うように車両に搭載されている場合には、ガスタービンエンジンの停止時において回転軸がジャーナル軸受に線接触した状態で支持される。このような状態で車両が走行すると、車両の振動により、回転軸とジャーナル軸受との接触部分に大きな力が作用し、当該接触部分が磨耗するおそれがある。
【００５３】
本実施形態のガスタービンエンジン１０Ａでは、ガスタービンエンジン１０Ａの停止時において、ガスタービンエンジン１０Ａの荷重が、スラスト軸受１５Ａに面接触した状態で支持される。これにより、回転軸１４Ａとスラスト軸受１５Ａとの接触部分に荷重が集中することが抑制される。従って、車両Ｍの走行により車両Ｍに振動が発生する場合でも、回転軸１４Ａとスラスト軸受１５Ａとの接触部分の磨耗が抑制される。
【００５４】
また、ガスタービンエンジンは高速で回転するため、ガスタービンエンジンが、回転軸がｙ軸方向に沿うように車両に搭載されている場合、旋回時のヨー変化に対して妨げとなる力を生じさせるだけでなく、ロール及びピッチ方向への力も生じさせることとなる。すなわち、ガスタービンエンジンの運転が、車両旋回時の安定性に影響を及ぼすことがある。これに対して、本実施形態のガスタービンエンジン１０Ａは、回転軸１４Ａがｚ軸方向に沿うように車両Ｍに搭載されているので、旋回時のヨー運動に対するジャイロ効果の影響が極めて低く、さらには、ロールを抑制する方向の力を生じさせることとなる。このため、ガスタービンエンジン１０Ａが運転しているときでも、車両Ｍは安定した旋回運動を行うことが可能となる。
【００５５】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ガスタービンエンジンシステム、１０，１０Ａ…ガスタービンエンジン、１１，１１Ａ…コンプレッサ、１２…燃焼器、１３，１３Ａ…タービン、１４，１４Ａ…回転軸、１５，１６…動圧空気軸受、１５Ａ…スラスト軸受、１６Ａ…ジャーナル軸受、２０…発電機、３１…運転決定部、３２…支持決定部、３３…制御部。
【図１】
2015218711.tif 000003
【図２】
2015218711.tif 000004
【図３】
2015218711.tif 000005
【図４】
2015218711.tif 000006
【図５】
2015218711.tif 000007