知識ベース

ソーラータービン

Caterpillar Inc.の完全子会社であるSolar Turbines Incorporatedは、陸上および沖合の発電、船舶の推進、天然ガスと石油の生産、加工、輸送用の産業用ガスタービンを設計および製造しています。

同社は、1927年にPrudden-San Diego Airplane Companyが1927年に設立され、1929年にSolar Aircraft Companyになりました。大 Throughを通じて、主に他のメーカーのコンポーネントを生産し、第二次世界大戦中に成長し、非航空機に多様化しました戦後の製品。この期間中に、彼らはジェットエンジンの部品を製造するための多くの契約を獲得しました。ガスタービンは未来の原動力であると確信し、同社は小型タービンの開発に多額の投資をしました。

タービンが主な原動力になることはありませんでしたが、小型タービンに関するソーラーの専門知識は、多くのニッチな役割を発見しました。同社は1960年初頭にInternational Harvester Companyに買収され、1963年にInternational HarvesterのSolar Divisionになりました。1973年、Solar Divisionは航空宇宙産業から撤退し、産業用タービンのみに注力しました。 1975年に、ソーラー部門のラジアルエンジンの開発と製造は、新しく設立されたラジアルエンジングループに移され、1980年にターボマック部門に改名されました。

Solar Turbines Incorporatedは、Caterpillarが1981年5月31日にInternational HarvesterからSolar DivisionおよびTurbomach Divisionの資産を購入した後、Caterpillar Tractor Co.の完全所有子会社となりました。

プルデンサンディエゴ飛行機会社

ソーラータービンのルーツは、1927年にジョージプルデンと7人のサンディエゴ地域のビジネスマンとの間に設立されたプルデン-サンディエゴ飛行機会社にあります。プルデンと彼の投資家の経営理念の違いにより、プルデンは1928年11月に会社を去りました。

ソーラーエアクラフトカンパニー

最初の製品-トライモーター飛行機

1929年3月、プルデン-サンディエゴ飛行機会社は、サンディエゴの日当たりの良い気候に言及して、その名前をソーラー航空機会社に変更しました。 Solar Aircraft Companyの主な製品は、3つのSiemens&Halskeラジアルエンジンを搭載した全金属旅客機でした。 1929年の大恐Dueにより、同社は航空機を販売することができず、3機しか製造していませんでした。

飛行機から飛行機のコンポーネントまで

大恐pressionによるトライモーター飛行機の販売の失敗により、ソーラーエアクラフトカンパニーは他のメーカー向けの部品、特にステンレス鋼製エキゾーストマニホールドなどの高温に耐えられる製造が困難な部品を製造することになりました。 1939年までに、ソーラーエアクラフトカンパニーは229人の従業員を抱えていました。第二次世界大戦中の軍事命令により急速な拡大がもたらされ、終戦までに5,000人の従業員が勤務しました。米国の飛行機の場合。

第二次世界大戦後、経営は大幅に落ち込み、経営陣は、,、フライパン、バルクミルクコンテナ、さらにはレッドウッドの家具など、他のステンレス製品の生産に多様化する計画を策定しました。第二次世界大戦直後、同社はソーラーミゼットレースカーも生産しました。高温に耐えることができる製造が困難な部品に関するソーラーの専門知識は、ジェットエンジンコンポーネントを製造する契約につながりました。ソーラーエアクラフトは、補助動力装置、機体、誘導ミサイルのロケットエンジンコンポーネントなどの用途向けに、米国軍用の完成したタービンエンジンの設計と製造を開始しました。 Solar Aircraftは、1960年初頭にInternational Harvester Companyに買収されるまで製品ラインの拡大と事業の拡大を続け、1963年にInternational HarvesterのSolar Divisionになりました。

ガスタービンの専門知識の開発

Solar Aircraft Companyの高温冶金学の専門知識により、ゼネラルエレクトリックI-40や米国海軍とウェ​​スティングハウスJ34のアフターバーナーを建設する契約を含む、最初の米国ジェットエンジンの一部の部品の製造に取り組みました。 Solar Aircraft Companyは、Allison J33、Allison J35、Avro Canada Orenda、およびBristol Olympusの契約も獲得しました。この間、エンジニアの1人であるウェンデルリードが空圧エンジンマイクロジェットコントローラーを開発し、1955年にライトブラザーズメダルを獲得し、ガスタービン、アフターバーナー、およびラムジェットに広く使用されました。このコントローラーは、1955年12月2日の「Flight」誌に記載されています。

Solar Aircraft Companyのジェットエンジン分野での仕事により、同社の社長であるEdmund Priceは、タービンが将来の主な原動力になると確信しました。ソーラーエアクラフトカンパニーは、1946年にポールピットの指揮の下にチームを編成し、米陸軍空軍のConvair B-36戦略爆撃機の補助動力装置として、小型80馬力(60 kW)軸流タービンの開発を開始しました。陸軍は最終的にこの契約をキャンセルしましたが、ソーラーエアクラフトカンパニーはすぐに1947年にアメリカ海軍から250 kWのシステムで船舶に非常用電力を供給する契約を獲得しました。 1949年に初めて稼働したT-400は、掃海艇と着陸船に電力を供給し続けました。

ソーラーは、戦略空軍の最初の632 KC-135AタンカーにAPUを提供する契約を獲得しました。

1947年、レオンウォシカとエリックバルジェは2つ目の設計ラインを設定し、ソーラーの以前の設計よりもはるかにコンパクトな遠心流システムを開発しました。元々はMPM-45として知られていましたが、ユニットは45馬力(34 kW)の「火星」として納入されました。海軍は、火星を購入して、船舶の携帯用消火ポンプに動力を供給し、T41と指定しました。 1956年、海軍はソーラーに目を向けて、小型ヘリコプターであるGyrodyne XRON-1に動力を供給するためにわずかに大きな設計を提供しました。ソーラーエアクラフトカンパニーは、海軍がT62に指定した55馬力(41 kW)の「タイタン」というわずかに大きなバージョンの火星を開発することで対応しました。海軍がジャイロダインのXRONヘリコプターの開発を放棄したとき、ソーラーエアクラフトカンパニーはタイタンを補助動力装置としてのサービスに適合させました。この補助動力装置の納入は1962年に始まりました。海軍はまた、ソーラーにタイタンを海軍がT66として指定したフリータービンバージョンに適合させましたが、この装置は使用されませんでした。 Solar Aircraft Companyは、350馬力(260 kW)のスパルタンや13.5馬力(10.1 kW)のジェミニなど、火星の基本設計の他のバージョンを設計しました。 sdw 1950年代後半、海軍は再びソーラーに目を向けました。今回は、高速ボートのエンジンとして使用される、より大きな750キロワット(1,010 hp)のユニットを目指しました。その結果、1960年に生産を開始した軸流「土星」エンジンが誕生しました。ソーラーは、あらゆる役割に1,000馬力(750 kW)のユニットを必要とする産業ユーザー向けに土星を販売し始め、世界で最も広くなりました80か国で約4800台の産業用ガスタービンを使用しました。現在、2つのアップグレードおよび強化された構成で生産されています。システムをより魅力的にするために、ソーラーは、土星と完全なユニットとして購入できるさまざまな「フロントエンド」の設計も開始しました。これらには、ガス圧縮機セット、ポンプ駆動パッケージ、および発電機セットが含まれていました。これらのユニット、特にガス圧縮機は、天然ガス産業でパイプラインのポンプユニットとして広く使用されています。

インターナショナルハーベスターのソーラー部門

土星の放出の直前に、International Harvesterは1960年初頭にSolar Aircraft Companyを購入しました。

1963年、Solar Aircraft CompanyはInternational HarvesterのSolar Divisionとして再編成されました。

次の10年間に、ソーラー部門は、土星よりも大きくも小さくも、いくつかの新しいデザインを導入しました。 1968年に最初にサービスを開始したケンタウルスは2,700馬力(2,000 kW)を供給しましたが、最新バージョンは4,700馬力(3,500 kW)を供給しました。 1973年、ソーラーは航空産業から撤退し、産業用ガスタービンにリソースを集中させました。

2つの部門に分かれた製品

1975年の春に、International HarvesterはSolar Divisionのラジアルエンジン設計を、新しく形成されたRadial Engine Groupに入れました

1980年に、ラジアルエンジングループの名前が変更され、 ターボマック部門になりました。

1977年、ソーラー部門は土星のより大きなバージョンである10,600馬力(7,900 kW)火星を導入し、以前の小型エンジンの名前を再利用しました。火星は現在、13,220馬力(9,860 kW)火星90および15,000馬力(11,000 kW)火星100として販売されています。

Caterpillar Inc.の完全子会社

Caterpillar Tractor Co.は、1981年5月31日にSolar HarvesterからSolar DivisionおよびTurbomach Divisionの資産を購入しました。新たに取得した資産は、Caterpillar Tractor Co.の完全所有子会社Solar Turbines Incorporatedとして組織されました。

購入後、CaterpillarはCaterpillar Model 5600の開発と製造をソーラータービンに割り当てました。 5600は元々、ボーイング社がボーイング551/553シリーズとして開発したもので、1966年にボーイングがガスタービン事業から撤退することを決めたときにCaterpillarが購入しました。

ターボマック事業部のサンドストランドへの売却

1985年、CaterpillarはTurbomach部門をSundstrand Corporationに売却し、遠心ガスタービンエンジン事業を終了しました。

80年代および90年代の新製品

Solar Turbines Incorporatedは、1980年代および90年代を通じて軸流産業用エンジンの新しいバージョンを導入し続け、新しい名前を導入する代わりに古い名前を再利用することがよくありました。 1997年、Solar Turbines Incorporatedは、Titan 130を発表しました。これは、オリジナルのTitanよりもはるかに大きい20,500馬力(15,300 kW)の設計です。最新モデルのTitan 250は、30,000馬力(22,000 kW)を供給します。

Solar Turbines Incorporatedは、あらゆる種類の産業用タービンの燃費を改善するための多くのプロジェクトにも関与しています。 1992年、ソーラータービンはSoLoNOxシステムを導入しました。 SoLoNOxシステムは、リーンバーン技術を使用して、NOx排出を削減します。 SoLoNOxシステムは2,000以上のタービンに後付けされており、Solar Turbineの最近の設計にはすべて、SoLoNOxを機能として装備できます。 1997年、ソーラータービンは、米国エネルギー省との実験で、Centaur 50にセラミックのホットセクション設計を導入し、Mercury 50に復熱器を導入しました。

現在の製品ライン

Solar Turbine Incorporatedの製品ラインは、現在、土星、ケンタウロス、水星、トーラス、火星、タイタンタービン、およびそれらと一緒に販売されているさまざまなアタッチメントで構成されています。現在までに、ソーラーは15,000以上のガスタービンシステムを販売しており、合計で20億時間以上の使用履歴があり、100,000年以上に相当します。

製品
発電仕様
定格電力

ISOベースロード

(MW)

発熱量

より低い暖房

値(LHV)

(Btu / kWhe)

パワーシャフト

速度(RPM)

圧力

比率

燃焼器

排気

フロー

(kg /秒)

排気

温度

(°C)

土星20 1.2 14025 1500/1800 6.7 1(年輪) 6.5 505
ケンタウロス40 3.5 12240 1500/1800 10.1 1(年輪) 19.0 445
ケンタウロス50 4.6 11630 1500/1800 10.6 1(年輪) 19.1 510
マーキュリー50 4.6 8865 1500/1800 9.9 1(年輪) 17.8 365
おうし座60 5.7 10830 1500/1800 12.4 1(年輪) 21.8 510
おうし座65 6.3 10375 1500/1800 15.1 1(年輪) 21.1 550
おうし座70 8.0 9955 1500/1800 17.6 1(年輪) 26.9 510
火星100 11.4 10365 1500/1800 17.7 1(年輪) 42.6 485
タイタン130 16.5 9695 1500/1800 17.1 1(年輪) 54.7 495
タイタン250 21.7 8775 1500/1800 24.1 1(年輪) 68.2 465
おうし座60 MPU 5.7 10830 1500/1800 12.4 1(年輪) 21.8 510
タイタン130 MPU 16.5 9695 1500/1800 17.7 1(年輪) 68.2 490
おうし座60 MPP 5.7 10830 1500/1800 12.4 1(年輪) 21.8 510
タイタン130 MPP 15.0 9695 1500/1800 17.7 1(年輪) 68.2 490

注:仕様は天然ガス燃料用です。 MPPはModular Power Plantの略です。 MPUはModular Power Unitの略です。

メカニカルドライブの仕様
定格電力

ISOベースロード

(馬力)

発熱量

より低い暖房

値(LHV)

(Btu / hp-hr)

パワーシャフト

速度(RPM)

圧力

比率

燃焼器

排気

フロー

(kg /秒)

排気

温度

(°C)

土星20 1590 10360 22300 6.7 1(年輪) 6.5 520
ケンタウロス40 4700 9100 15500 10.3 1(年輪) 18.2 450
ケンタウロス50 6130 8485 16500 10.3 1(年輪) 18.8 515
おうし座60 7700 7950 14000 12.2 1(年輪) 21.7 510
おうし座70 11150 7190 11000 16.5 1(年輪) 27.2 500
火星90 13220 7655 9500 16.3 1(年輪) 40.2 465
火星100 15900 7395 9500 17.1 1(年輪) 42.6 485
タイタン130 22490 7020 8500 16.1 1(年輪) 56.1 495
タイタン250 30000 6360 7000 24.1 1(年輪) 68.2 465

ノート

  1. ^ Caterpillar Inc 2010。
  2. ^ a b c d e f g Solar Turbines 2006。
  3. ^ a bソーラータービン2006a。
  4. ^ SolarTurbines 2006b。
  5. ^ Leyes&Fleming 1999、pp。83-84。
  6. ^ a b Leyes&Fleming 1999、p。 77。
  7. ^ a b c d e Leyes&Fleming 1999、p。 78。
  8. ^ ミサイルとロケット 、1957年3月、 v。2 、いいえ。 3、p。 11。
  9. ^ a b c d e Leyes&Fleming 1999、p。 83。
  10. ^ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1955/1955%20-%201728.html
  11. ^ a b Leyes&Fleming 1999、p。 79。
  12. ^ Leyes&Fleming 1999、p。 81。
  13. ^アンスリー1985。
  14. ^国際ターボ機械ハンドブック2017 p。 90
  15. ^国際ターボ機械ハンドブック2017 p。 98