(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンのための切替可能なソーラー加熱装置であって、コンプレッサと、前記ガスタービンのコンプレッサ段（１）とタービン段（３）との間に設けられているソーラー加熱装置（５．１，５．２）を選択的にバイパスするための弁（４）と、を有するソーラー加熱装置において、
前記弁は、前記コンプレッサ段に接続可能なコンプレッサ接続部（Ｋ）と、前記タービン段に接続可能なタービン接続部（Ｔ）と、前記ソーラー加熱装置の入力部に接続可能なソーラー流入接続部（Ｅ）と、前記ソーラー加熱装置の出力部に接続可能なソーラー流出接続部（Ａ）と、を互いに一体的に有して成る四方弁として形成されており、
前記弁は調整可能な蓋（４．１；４．１’）を有しており、当該蓋は回動自在に前記弁（４）内に設けられており、
前記調整可能な蓋（４．１；４．１’）は、第１切替位置において、前記コンプレッサ接続部（Ｋ）を前記ソーラー流入接続部（Ｅ）に接続し、かつ、前記ソーラー流出接続部（Ａ）を前記タービン接続部（Ｔ）に接続するとともに、前記コンプレッサ接続部（Ｋ）を前記タービン接続部（Ｔ）に対して遮断し、かつ、前記ソーラー流入接続部（Ｅ）を前記ソーラー流出接続部（Ａ）に対して遮断し、第２切替位置において、前記コンプレッサ接続部（Ｋ）を前記タービン接続部（Ｔ）に接続するとともに、前記コンプレッサ接続部（Ｋ）を前記ソーラー流入接続部（Ｅ）に対して遮断し、および／または前記ソーラー流出接続部（Ａ）を前記タービン接続部（Ｔ）に対して遮断し、
前記調整可能な蓋（４．１；４．１’）は、少なくとも一つの第３選択可能な切替位置において、前記コンプレッサ接続部（Ｋ）を前記ソーラー流入接続部（Ｅ）および前記タービン接続部（Ｔ）に接続し、かつ、前記ソーラー流出接続部（Ａ）を前記タービン接続部（Ｔ）に接続し、および／または前記ソーラー流入接続部（Ｅ）を前記ソーラー流出接続部（Ａ）に対して遮断することを特徴とするソーラー加熱装置。
【請求項２】
前記弁は、４／２切替弁として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のソーラー加熱装置。
【請求項３】
コンプレッサ接続部（Ｋ）とタービン接続部（Ｔ）とはともに、ほぼ９０°の角を成すことを特徴とする請求項１または２に記載のソーラー加熱装置。
【請求項４】
少なくとも一つのコンプレッサ段（１）と、少なくとも一つのタービン段（３）と、タービン段とコンプレッサ段との間に設けられた、請求項１から３のいずれか一項に記載の切替可能なソーラー加熱装置と、を有するガスタービン。
【請求項５】
前記コンプレッサ段と前記コンプレッサ接続部との間に、前記ソーラー流入接続部と前記ソーラー流出接続部との間に、および／または前記タービン接続部（Ｔ）と前記タービン段（３）との間に、それぞれ少なくとも一つの外部燃焼室（２）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のガスタービン。
【請求項６】
前記コンプレッサ段と前記コンプレッサ接続部との間に、前記ソーラー流入接続部（Ｅ）と前記ソーラー流出接続部（Ａ）との間に、および／または前記タービン接続部と前記タービン段との間に、それぞれ少なくとも一つのソーラーヒータ（５．１，５．２）が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のガスタービン。
【請求項７】
前記コンプレッサ段と前記タービン段（１，３）との間に、コンプレッサ段とタービン段との間に設けられている前記ソーラー加熱装置（５．１，５．２）を選択的にバイパスするための唯一の弁（４）が設けられていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項８】
前記弁を、請求項３に記載の第１切替位置または第２切替位置に選択的に移動させるための制御装置を特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項９】
前記制御装置は、前記弁を、請求項４に記載の第３切替位置に選択的に移動させるために形成されていることを特徴とする請求項８に記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記弁は、前記制御装置を介して、前記ソーラー加熱装置の加熱出力に応じて調整可能であることを特徴とする請求項８または９に記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも一つのコンプレッサ段と少なくとも一つのタービン段とを有するガスタービンのための切替可能なソーラー加熱装置と、このような切替可能なソーラー加熱装置を有するガスタービンと、に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのタービン段において、ガスのエントロピーは機械エネルギーに変換される。それに先立ってガスのエントロピーは、コンプレッサにおける単段または多段の圧縮と燃料の燃焼とによって相応に高められる。
【０００３】
例えば特許文献１および特許文献２から、請求項１のおいて書き部に記載の付加的かつ切替可能なソーラー加熱装置が知られている。当該装置によって、ガスは、燃焼室に供給される前に、ソーラー加熱装置によって予熱され得る。当該燃焼室内に燃料が噴射され、燃料と圧縮かつ予熱されたガスとから成る混合物が燃焼される。このようにしてガスのエントロピーは太陽エネルギーによって環境に優しい方法で高められ、そのようにしてガスタービンの出力が高められるか、もしくは当該ガスタービンの燃費が低減され、このような方法で環境への負荷が緩和される。
【０００４】
不都合な天気の条件において、ソーラー加熱装置を有効に使用できないとき、あるいは保守整備および修理作業に際して、ソーラー加熱装置を迂回して、ガスをコンプレッサから直接タービンに導き、ソーラー加熱装置内で長い配管による大きな圧力損失が生じないようにするために、特許文献２では、ソーラー加熱装置の前と後とに、二つの別個の３／２切替弁が設けられている。当該切替弁は、選択的にソーラー加熱装置またはバイパスを介して、コンプレッサとタービンを連結する。特許文献１ではこのために、３個の２／２切替弁がソーラー加熱装置の供給部および排出部と、バイパス部に設けられている。二つの解決法は、構造および制御技術の上で比較的大きなコストを必要とし、ガスにおける圧力損失を増大させるという不利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許発明第２９４８３０６号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９６５１６４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、切替可能なソーラー加熱装置を有するガスタービンを改良し、前記の不利点の少なくとも一つを軽減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１のおいて書き部に記載の切替可能なソーラー加熱装置は、当該請求項１の特徴部に記載の特徴によって改良される。請求項７はこのようなソーラー加熱装置を有するガスタービンに対して保護を求めており、従属請求項は有利なさらなる構成を記載している。
【０００８】
本発明に係るガスタービンは、ガスを圧縮するための一つまたは複数のコンプレッサ段と、ガスのエントロピーを機械的出力に変換するための一つまたは複数のタービン段と、を有している。当該ガスタービンの少なくとも一つの、好ましくは最後のコンプレッサ段と少なくとも一つの、好ましくは最初のタービン段との間には、ソーラー加熱装置が設けられている。ソーラー加熱装置は一般に、一つまたは複数のソーラーヒータを含んでおり、当該ソーラーヒータにおいてガスは太陽エネルギーによって加熱される。当該加熱は例えば直接的に行われる。すなわち、好適に比較的長く、かつ、例えば何度も曲げられた通路を介してガスがガイドされ、当該通路の壁が太陽熱放射によって加熱される。同様に間接的なソーラーヒータも可能である。当該間接的なソーラーヒータでは、例えば熱交換媒体が太陽熱放射によって加熱され、続いてガスに熱が排出されるか、あるいは、当該間接的なソーラーヒータでは、太陽電池において作られた電流によって、ガスが電気的に加熱される。このように間接的に作用するソーラーヒータは、好適に、太陽熱放射を捕捉するための平面の最適な設置、あるいは、太陽エネルギーの中間的蓄積部の形成を可能にする。
【０００９】
不都合な天気の条件の場合、特に曇天または夜に、ガスはソーラー加熱装置によって限られた程度でしか加熱され得ない。その一方で、ガスが貫流するソーラー加熱装置の流路は、熱交換を向上させるために規則的な長さで、大きな表面を有して形成されており、それによって不利なことに、タービン段に流入する前に、ガスの圧力損失を生じさせ、熱の損失も生じさせる。このようなエントロピーの損失を回避するために、弁が設けられており、当該弁によってソーラー加熱装置を選択的にバイパスし、ガスはソーラー加熱装置を貫流することなく、コンプレッサ段からタービン段へガイドされ得る。
【００１０】
本発明によれば当該弁は四方弁として形成されており、従って４個の接続部を有している。すなわち、コンプレッサ段に接続可能なコンプレッサ接続部と、タービン段に接続可能なタービン接続部と、ソーラー加熱装置の入口に接続可能なソーラー流入接続部と、ソーラー加熱装置の出口に接続可能なソーラー流出接続部と、である。
【００１１】
このような四方弁によって、第１切替位置において、コンプレッサ接続部をソーラー流入接続部に接続するとともに、ソーラー流出接続部をタービン接続部に接続することができる。それによってガスはコンプレッサからソーラー加熱装置を貫流し、当該ソーラー加熱装置において太陽熱によって加熱され、続いてタービン段に流入することができる。弁は第２切替位置において、コンプレッサ接続部をタービン接続部に接続し、それによってガスがコンプレッサからタービン段へと流れ、その際、ソーラー加熱装置を貫流しないことが可能となる。
【００１２】
前記切替位置のうちの一つまたは両方において、弁の連結されていない接続部同士の間で流れを許容してもよい。しかしながら第１切替位置において、コンプレッサ接続部はタービン接続部に対して、および／またはソーラー流入接続部はソーラー流出接続部に対して遮断されており、第２切替位置において、コンプレッサ接続部はソーラー流入接続部に対して遮断され、かつ、ソーラー流出接続部はタービン接続部に対して遮断されているのが好ましい。これによって、コンプレッサからのほぼ全てのガスは第１切替位置において、ソーラー加熱装置を貫流し、第２切替位置においてソーラー加熱装置を迂回する。第２切替位置において好適に、ソーラー流入接続部とソーラー流出接続部とは互いに接続されており、それによって、４個の接続部は交差スイッチのように選択的に互いに連結されるとともに、ガスタービンと分離され、かつ、ソーラー加熱装置を備える閉鎖された回路が形成される。
【００１３】
このような四方弁は、好適に、二方弁または三方弁を２個またはそれ以上用いる既知の解決方法に対して、構成および回路技術に関するコストと圧力損失とを低減させる。圧力損失は弁が追加されるごとに増大する。
【００１４】
しかしながら本発明に係る四方弁は特に、第１切替位置と第２切替位置との切り替えを行う際に生じる圧力損失と油圧衝撃とを低減させることができる。本発明に係る四方弁では、交差スイッチのように二つの接続部がそれぞれ交互に結合されるためである。これに対して既知の、二方弁または三方弁では一つの接続部が完全に遮断されるために逆流が生じる。例えば第１切替位置から第２切替位置への切り替えが行われると、ソーラー加熱装置を貫流したばかりのガスは、回路においてソーラー流出接続部とソーラー流入接続部とが連結されることによって、新たにソーラー加熱装置に流入することができる。これに対して、二方弁または三方弁では、遮断された接続部において唐突にストップするので、ソーラー加熱装置において油圧衝撃を生じさせ、弁に高い負荷をかける。第２切替位置においてさらに、回路内でソーラー流入接続部とソーラー加熱装置とソーラー流出接続部とを流れるガスは、摩擦損失および切替損失を別にして、なお運動エネルギーを保持しており、それによって、急に第１切替位置に戻った場合、ガスの加速は低減し、それによって油圧衝撃も低減させることができる。
【００１５】
本発明に係る四方弁のさらなる有利点は以下の通りである。すなわち、二方弁または三方弁において切り替えを行う際に生じるような、完全に遮断された接続部が閉塞することは、好適な実施の形態において各接続部が常に他の接続部と連結されているとき、回避され得る。
【００１６】
好適な実施の形態において弁は少なくとも一つの第３切替位置に切替可能である。当該第３切替位置において、コンプレッサ接続部はソーラー流入接続部およびタービン接続部に接続されており、ソーラー流出接続部もタービン接続部に接続されている。こうしてコンプレッサ段から来るガスは、コンプレッサ接続部から、弁の位置と圧力および温度の状況とに応じて応分に割り振られて、ソーラー流入接続部およびそれによってソーラー加熱装置に、あるいは、直接タービン接続部に流入することができる。このように混合運転において、意図的に一部のガスのみを太陽熱によって加熱することができる。
【００１７】
このとき異なる第３切替位置において、コンプレッサ接続部、ソーラー流入接続部、ソーラー流出接続部および／またはタービン接続部の水力直径は異なっていてよく、それによって太陽熱によって加熱されるガスと直接タービンにガイドされるガスとの配分が異なり得る。このとき、第３切替位置を不連続に設けることも、水力直径を連続的に変化させることもできる。好適な実施の形態において、第３切替位置の少なくとも一つにおいて、ソーラー流入接続部はソーラー流出接続部に対して遮断されており、それによって、ソーラー加熱装置内の二次的な流れを回避している。
【００１８】
好適な実施の形態において、弁を切り替えるために、調整可能な蓋が回動自在に弁内に設けられている。これによって構造的に簡単かつ堅牢な解決と良好な密閉あるいは電気式回転モータなどを介する容易な制御とが、可能になる。
【００１９】
一つまたは複数の第３切替位置が選択可能である実施の形態に対して代替的に、弁は４／２切替弁として形成されていてもよい。本願において「ｘ／ｙ切替弁」とは、通常、ｘ個の接続部と、個々の接続部を連結することによって規定されるｙ個の切替位置とを有する弁を表している。従って例えば４／２切替弁とは、４個の接続部と、ちょうど２個の選択可能な切替位置、すなわち第１切替位置と第２切替位置と、を有する弁である。所定の切替位置を２個だけ有する弁は構造的により単純かつ安全に構成され得る。
【００２０】
特に好適な実施の形態において、コンプレッサ接続部とタービン接続部とが成す角は、約４５°から約１３５°の範囲にあり、好ましくはほぼ９０°である。
【００２１】
図１に示されているような従来技術によるガスタービンにおいて、ガスはコンプレッサ１から径方向に排出され、径方向に高圧タービン３Ａに向かって流れる。このためにガスはコンプレッサ１を出てから屈曲部４０において９０°方向転換され、外部燃焼室２に供給され、当該外部燃焼室からガスは、燃料を添加するとともにガス・燃料混合物を燃焼させた後に、高圧タービン３Ａに流入する。コンプレッサ接続部とタービン接続部とがともに成す角が、約４５°から１３５°の範囲にあり、特にほぼ９０°であるとき、本願に係る弁を従来の屈曲部４０の代わりに取り付けることができる。これによって既存のガスタービンに、切替可能なソーラー加熱装置を後から装備することが容易になり、さらにコンプレッサ接続部とタービン接続部とが成す角に対する予角領域（図１の左上）にバイパス可能なソーラー加熱装置を配置するために最適な場所が提供される。好適にコンプレッサ接続部とソーラー流入接続部とが、ソーラー流入接続部とソーラー流出接続部とがおよび／またはソーラー流出接続部とタービン接続部とがともに成す角は、それぞれ、約４５°から約１３５°の範囲にあり、特にほぼ９０°である。これらの４個の接続部の中心線は好適に全てほぼ同一の平面にある。
【００２２】
熱的理由と構造的理由と保守整備および取り付けに関する技術的な理由とから、コンプレッサ段とタービン段との間に、一つまたは複数の外部燃焼室を設けることは有利であり得る。当該外部燃焼室は、ガスタービンケーシングの外部に設けられている。好適な実施の形態において、少なくとも一つのこのような外部燃焼室は、タービン接続部とタービン段との間に設けられており、それによってガスはまずソーラー加熱装置によって予熱され、続いて燃焼室において燃料の燃焼によってさらに加熱される。付加的または代替的に、一つまたは複数の外部燃焼室をソーラー加熱装置の前および／または内部に設けることもできる。特にソーラー流入接続部とソーラー流出接続部との間に設けられている燃焼室は、ソーラー加熱装置と共に四方弁によって、選択的にバイパスされ得る。
【００２３】
ソーラー流出接続部とソーラー流入接続部との間に設けられているソーラー加熱装置は、複数のソーラーヒータを有してもよい。当該複数のソーラーヒータは、出力、構造形式などが異なっていてよい。例えば太陽熱放射によって加熱される壁部による熱交換を介して、ガスが予熱される直接的ソーラーヒータと、それに続いて、太陽電池によって得られる電流を介してガスがさらに加熱される間接的ソーラーヒータと、が設けられていてよい。
【００２４】
付加的または代替的に、コンプレッサ段とコンプレッサ接続部との間におよび／またはタービン接続部とタービン段との間に、すなわち、弁を用いてバイパス可能なソーラー加熱装置の前もしくは後に、一つまたは複数のソーラーヒータが設けられてもよい。例えば、直接的ソーラーヒータは多くの場合、十分な熱交換のために長いガス通路を必要とし、それによって相応の摩擦損失を生じさせ、太陽エネルギーがない場合は、熱損失を生じさせるが、当該直接的ソーラーヒータは、バイパス可能なソーラー加熱装置内に設けられてもよく、ソーラー電流によって作動される浸漬ヒーターとしての、間接的なさらなるソーラーヒータは、生じさせる圧力損失および熱損失が比較的少なく、バイパス可能なソーラー加熱装置の後であり、かつ、燃焼室の直前に設けられてもよい。それによって燃焼室に至る途中の熱損失を小さく保つ。
【００２５】
上記の通り、コンプレッサ段とタービン段との間における本発明に係る四方弁は、コンプレッサ段とタービン段との間に設けられたソーラー加熱装置の選択的なバイパスを、好適に唯一の弁を介して実現することを可能にする。
【００２６】
ソーラー加熱装置の作動および停止は例えば手動または自動で、特に制御装置を介して行われる。当該制御装置はソーラー加熱装置の加熱出力に応じて、弁を第１切替位置または第２切替位置、あるいは場合によって第３切替位置に調整する。
【００２７】
さらなる有利点および特徴は、従属請求項と実施の形態に記載されている。当該実施の形態に関して、部分的に概略化して以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る改良前の、従来技術によるガスタービンの長手方向断面を示す図である。
【図２】図１に示すガスタービンを改良するための、本発明の実施の形態による切替可能なソーラー加熱装置を示す図である。
【図３Ａ】本発明のさらなる実施の形態によるソーラー加熱装置の四方弁を示す図である。
【図３Ｂ】本発明のさらなる実施の形態によるソーラー加熱装置の四方弁を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、従来技術によるガスタービンを長手方向断面において示している。上記の通り、ガスは多段のコンプレッサ１において圧縮され、続いて屈曲部４０において９０°方向を変えられてから、外部燃焼室２に流入する。当該外部燃焼室において、ガスには燃料が供給され、ガス・燃料混合物が燃焼される。熱い排ガスは径方向に高圧タービン３Ａに流入し、当該高圧タービンから続いて設けられている有効出力タービン３Ｂに流入する。これらのタービンにおいて、ガスのエントロピーの一部は機械的な仕事に変換され、当該機械的な仕事は、ある部分が同一の軸上で運転中のコンプレッサ１を駆動するために用いられ、またある部分が発電機など（図示せず）を駆動するために用いられる。
【００３０】
このような既存のガスタービンは、屈曲部４０を、本発明の実施の形態による切替可能なソーラー加熱装置に置き換えることによって、本発明に係るガスタービンに改造することができる。従って以下において、図２および図３を参照しながら、このようなソーラー加熱装置をより詳しく説明する。ソーラー加熱装置以外のガスタービンは、その他の点で構造的に等しいので説明は割愛する。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態による切替可能なソーラー加熱装置を示す。当該ソーラー加熱装置は、４／２切替弁を有しており、この４／２切替弁は、コンプレッサ１の最終段に接続されているコンプレッサ接続部Ｋと、タービン３の第一タービン段に接続されているタービン接続部Ｔと、ソーラー加熱装置５．１，５．２の入力部に接続されているソーラー流入接続部Ｅと、ソーラー加熱装置の出力部に接続されているソーラー流出接続部Ａと、を有して成る。４個の接続部Ｋ，Ｅ，ＡおよびＴは全て、ほぼ図２の図面の平面に設けられており、前記の順序で互いにそれぞれ９０°を成している。
【００３２】
弁４の内部には、回動自在な蓋４．１が設けられており、当該蓋は、制御装置によって制御可能な電気モータ（図示せず）を介して、図２において実線で示されている第１切替位置と図２において点線で示されている第２切替位置とに調整可能である。
【００３３】
第１切替位置において、蓋４．１はコンプレッサ接続部Ｋをタービン接続部Ｔに対して遮断し、かつ、ソーラー流入接続部Ｅをソーラー流出接続部Ａに対して遮断しており、それによって、全てのガスはコンプレッサ１からコンプレッサ接続部Ｋと当該コンプレッサ接続部に接続されている、もしくは連通しているソーラー流入接続部Ｅとを介して、ソーラー加熱装置の第１ソーラーヒータ５．１にガイドされる。当該第１ソーラーヒータとこれに続く第２ソーラーヒータ５．２とにおいて、ガスは太陽熱によって加熱され、その後ソーラー流出接続部Ａと当該ソーラー流出接続部に接続されている、もしくは連通しているタービン接続部Ｔとを介して、外部燃焼室２に流入し、当該外部燃焼室において燃焼され、それによって熱い排ガスがガスタービン３を駆動する。
【００３４】
ソーラー加熱装置５．１，５．２のソーラー加熱出力が小さくなりすぎると、制御装置はこれを例えば、ソーラー流入接続部Ｅとソーラー流出接続部Ａとにおいて検出される温度を比較して確認することができる。電気モータは、蓋４．１を第２切替位置（図２において点線で示されている）に移動させる。当該第２切替位置において、このように交差スイッチとして機能する弁４の蓋４．１は、逆にコンプレッサ接続部Ｋをソーラー流入接続部Ｅに対して遮断し、かつ、ソーラー流出接続部Ａをタービン接続部Ｔに対して遮断する一方で、コンプレッサ接続部Ｋはタービン接続部Ｔと連通し、かつ、ソーラー流入接続部Ｅとソーラー流出接続部Ａとは互いに連通している。これによって全てのガスが、コンプレッサ１から直接、燃焼室２に供給されるとともに、ソーラー加熱装置５．１，５．２をバイパスする。ソーラー流出接続部Ａとソーラー流入接続部Ｅとが互いに接続されていることによって、切り替えの際にソーラー加熱装置５．１，５．２内にあるガスは、閉鎖されてしまった回路において、再びソーラー加熱装置内に戻り、当該ガスの熱と運動エネルギーおよび圧力エネルギーとは、摩擦および熱交換による損失を除いて保持される。これは一方で、第１切替位置から第２切替位置に移動させる際に弁４、特に蓋４．１の負荷を低減させる。このときガスは突然に減速される必要がないからである。また一方で、当該ガスは、損失による冷却もしくは減速が強くなりすぎていない限り、第１切替位置に戻る際にそれほど強く加熱および加速される必要はない。ソーラー加熱装置５．１，５．２の閉じた回路はまた、回路内にあるガスをソーラーヒータ５．１，５．２によって加熱することによって、ある種の太陽エネルギー貯蔵部を実現させる。
【００３５】
図２に示す実施の形態の弁４が４／２切替弁としてちょうど二つの切替位置を有しているのに対して、以下に図３Ａおよび図３Ｂを参照しながら説明するさらなる実施の形態による四方弁は、さらに第３切替位置の制御を実現させる。二つの実施の形態の弁はその他の点では構造的に同様であるため、以下において上記の実施の形態との相違点のみを詳細に説明し、その他の点については上記の実施の形態の説明を参照すべきものとする。
【００３６】
さらなる実施の形態の四方弁４の蓋４．１’は、一切れのケーキの形に形成されており、それによって図３Ａに示されている第１切替位置と、蓋４．１’を数学的に正の方向に４５°回動させて得られる、図３Ｂに示されている第３切替位置と、その間にある個々の位置において、ソーラー流入接続部Ｅはソーラー流出接続部Ａに対して遮断されている。これに対して、図３Ｂに示されている第３切替位置を越えて、数学的に正の方向にさらに回動させるとき、特に図３Ａに示されている第１切替位置に対して、数学的に正の方向に１８０°回動させた第２切替位置において、ソーラー流入接続部Ｅとソーラー流出接続部Ａとは互いに接続されている。
【００３７】
第１切替位置（図３Ａ）では、図２に関してすでに述べたように、蓋４．１’はコンプレッサ接続部Ｋをタービン接続部Ｔに対して遮断しており、それによって、ガスはコンプレッサ１から完全にソーラー加熱装置５．１，５．２を介してガイドされる。第２切替位置では、同様にすでに述べたように、蓋４．１’は、コンプレッサ接続部Ｋをソーラー流入接続部Ｅに対して遮断し、かつ、ソーラー流出接続部Ａをタービン接続部Ｔに対して遮断する。これによって、全てのガスが、コンプレッサ１から直接燃焼室２に供給されるとともに、ソーラー加熱装置５．１，５．２をバイパスする。
【００３８】
これに対して、図３Ｂに示されている第３切替において、コンプレッサ接続部Ｋは、ソーラー流入接続部Ｅともタービン接続部Ｔとも接続されており、タービン接続部Ｔはソーラー流出接続部Ａと連通している。コンプレッサ１を出たガスはこのように、蓋４．１’が第１位置に対して有する０°（図３Ａ）から４５°（図３Ｂ）の角度位置に応じて、応分に割り振られてソーラー加熱装置５．１，５．２に流入するか、または直接タービン接続部Ｔに流入する。このようにして混合運転において、意図的にガスの一部のみを太陽熱によって加熱することができる。このときコンプレッサ接続部、ソーラー流入接続部、ソーラー流出接続部および／またはタービン接続部の水力直径は、蓋４．１’を回動させることによって簡単に変えられ、それによって太陽熱によって加熱されるガスと直接タービンにガイドされるガスとの配分を異ならせる。これらの全ての第３切替位置では、ソーラー流入接続部はソーラー流出接続部に対して遮断されており、それによってソーラー加熱装置内の二次的な流れを回避している。
【符号の説明】
【００３９】
１  コンプレッサ（段）、２  （外部）燃焼室、３  ガスタービン、３Ａ，３Ｂ  タービン（段）、４  四方弁、４．１，４．１’  蓋、４０  屈曲部、５．１，５．２  ソーラーヒータ、Ａ  ソーラー流出接続部、Ｅ  ソーラー流入接続部、Ｋ  コンプレッサ接続部、Ｔ  タービン接続部
【図１】
0005253583.tif 000002
【図２】
0005253583.tif 000003
【図３Ａ】
0005253583.tif 000004
【図３Ｂ】
0005253583.tif 000005