燃气发动机的应用
喷气发动机
中大型飞机几乎都使用涡轮发动机做为动力来源,因其体积较小而输出动力大,更重要的是没有螺旋桨在高速时所会遭遇到的音障问题,因此也是一般超音速飞机的选择(只有少数机型会使用冲压式喷气发动机或火箭)。由于是使用于直接推进,以喷出高温废气的反作用力产生推进力,因此在设计上会尽量缩小涡轮段的能量转换及损耗,只输出驱动压缩机及发电机等附件所需的功。
辅助动力单元
大型飞机上除了主引擎外,通常还会装设一具小型的燃气轮机,即称为辅助动力系统(auxiliary power unit,APU),用以在主引擎尚未启动时提供液压、发电、空调等的动力需求,也可以用来启动主引擎。飞机上的APU通常是不具推进力的,而某些船舰也有称为副推进单元(auxiliary propulsion unit)的装置,但这种APU是为了在无法使用主轮机时用做备用轮机推供推进力的。
微型燃气涡轮引擎
微型燃气涡轮也可以称为:交流涡轮。
微型燃气涡轮
本质上是瞄准分布式发电和气电共生用途. 也是混和动力车的重点科技之一. 商用中从一千瓦到数十数百千瓦功率都有市场潜力.
(1)成功之处也得利于电子学的变革,包含无人运作和公用电网电脑化. 电力切换调度科技可以使得发电来源不必和电网绑死. 使得发电机可以加入涡轮构造并提供2倍的效能.因为微型燃气涡轮引擎有许多优点超越传统往复式发动机,可以产生更高能量密度效率(与重量和尺寸相关),极低的热辐射和极少的移动部件使其容易维修。还可以省下空调所需的润滑油和冷媒. 通常涡轮也能更有效降低废热消耗,同时也能省下冷却系统的耗能. 但是,活塞引擎发电机对需电量变化的反应比较快、而且活塞引擎通常比较有效率──虽然说微型燃气涡轮引擎的效率正在增加。相较于活塞引擎、微型燃气涡轮引擎的效率在低输出状态时下降更多。
(2)微型燃气涡轮引擎接受多种燃料,例如汽油、天然气、丙烷、柴油、煤油,也可以利用可再生燃料,例如E85酒精汽油、生物柴油及生物气体.另外一大好处是可以用氢为动力燃料,就像燃料电池,可以从水中分离的氢作为来源。但是缺点是易燃,使得这种便携式装置未来可能不能带上飞机或其他敏感场所。
(3) 微型燃涡机使用单段式压缩机设计,但是单段式涡轮机件比较难生产因为必须承受高温高压下运作。废热可以用来提供热水、暖气、干燥用途或吸收式冷却法──这是一种不利用电能而是热能提供冷气的方法。
(4) 典型的燃涡机效率约25 到 35%。但是连上废热发电系统(气电共生)系统时,可以提升到80%。麻省理工学院 1990年代中期开始公厘尺寸燃涡机研发专案由航太教授Alan H. Epstein带领开始研拟个人用的燃涡机可以达成所有现代电力需求,就像一些小型都市用的大型发电用燃涡机一样。 Epstein教授说商用可充电锂离子电池只约有120-150 Wh/kg能量比,麻省理工学院的公厘尺寸燃涡机已经可以达成500-700 Wh/kg能量,也有极大希望达成1200-1500 Wh/kg。
(5) 澳大利亚发明家开始研究这种微电机系统科技(MEMS)为便携式装置供电的可能性.这种系统使用氢或丁烷为燃料以达到超高速的2百万RPM转速。这种燃气涡轮引擎的制造采用芯片产业的科技,而且大多以硅为原料。这种燃气涡轮引擎可以接上发电机来提供电力。