터보・일렉트릭 방식

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터보・일렉트릭 방식(터보 일렉트릭 편 깔아, turbo-electric)이란, 함선(군함・선박)의 추진 동력 전달 방법식의 하나.터빈 엔진으로 돌리는 발전기(터빈 발전기)로부터의 전력으로 전동기와 거기에 직결된 프로펠라(screw propeller, 추진기)를 돌려 배를 추진하는 방식을 가리킨다.

개요

이 방식은, 20 세기 초두로부터 주로 아메리카 합중국에서 연구・개발되고 있어 동국 해군의 뉴멕시코급 전함으로는 추진 효율의 비교 때문에, 「미시시피」, 「아이다호」에 종래의 기아드타빈(증기 터빈 엔진) 방식을 채용해, 1번함 「뉴멕시코」만이 터보・일렉트릭 방식으로 여겨져 원거리 항해하러 나와 연비를 비교했다.결과적으로 눈이 휘둥그레 지는 차이는 없었지만, 그 후도 몇개의 군함으로 채용 사례가 있어, 완성시는 세계 최대의 항공모함인 레키신톤급도 이 추진 형식이다.

터보・일렉트릭 방식의 이점은, 감속 톱니바퀴를 폐지하는 일로 보일러로부터의 증기에 의해서 도는 증기 터빈을 효율이 좋은 고속 회전으로 상시 운전할 수 있는 것, 및 프로펠라의 회전수제어를 부피가 커지는 기어박스는 아니고 간단하고 쉬운 배전반으로 실시할 수 있는 것이다.한편으로 추진 기관이 장황한 구성이 되어, 함선의 동력부가 커지는 결점을 가진다.이 방식의 또 하나의 이점은, 동력부의 레이아웃이 비교적 자유롭게 실시할 수 있는 점이다.증기 터빈 방식으로는, 터빈, 감속기, 프로펠라 샤프트는 거의 직선으로 나란해지지 않으면 안 되지만, 터보・일렉트릭 방식이라면, 터빈 발전기와 전동기의 사이는 전력 배선이므로, 비교적 자유롭게 배치할 수 있다.

최근의 함선으로는 가스 터빈 엔진의 채용예가 많지만, 가스 터빈 엔진도 저출력시의 연비 효율이 나쁘다고 하는 약점이 있다.그 때문에 저속용의 저출력 디젤 엔진과 병용 하는 경우가 있다.다만, 가스 터빈 엔진과 디젤 엔진으로는 회전수나 출력 특성이 너무 다르기 위해 , 기어로 접속해 사용하면 기어박스의 설계가 복잡하게 되는(CODAG 방식)인가, 저속시와 고속시에 바꾸어 사용하는 일(CODOG 방식)이 된다.그러나, 가스 터빈 엔진과 디젤 엔진 양쪽 모두로 추진용 전력을 만드는 통합 전기 추진 방식이나, 저속용의 디젤 엔진은 발전용으로 하는 CODLAG 방식이면 엔진 회전수의 차이는 전혀 관계 없고, 쌍방의 엔진과도 고효율이 되는 회전역으로 운전할 수 있는 동시 사용도 가능하다.또, COGLAG 방식으로는 저속・순항시는 가스 터빈 엔진에 의한 전기 추진, 고속시에는 고속용 가스 터빈 엔진을 병용 한다.

최근의 여객선의 예로는, 데크상의 장식 굴뚝(팬 네루)안에 가스 터빈 엔진과 발전기를 배치해, 배 밑바닥부의 프로펠라 포드에 전력을 공급해 추진하는 형식을 취한 것(예 「다이아몬드・프린세스」등)이 있지만, 이 경우는 발전기와 전동기가 상하에, 한편 선 각을 멀리해서 배치되어 있다.이것에 의해 항담성이 향상한다.또 선내 배치의 자유도의 향상이나, 가스 터빈 채용에 의한 배기 대책의 간이화라고 하는 메리트도 크다.또 여객선의 경우, 「여객선인것 같다」큰 굴뚝을 가지는 것으로 볼품 향상에도 연결된다.

원자력 잠수함에의 응용

증기 발생원이 원자로의 경우, 별명을 원자력 터보・일렉트릭 방식이라고 해 원자로로부터 얻은 증기에 의해 터빈을 돌려, 발전기에 의해 발전해, 그 전력으로 전동기를 돌려 프로펠라를 구동한다.터보・일렉트릭 방식으로는, 전류등의 제어에 의해 자유롭게 회전수를 가변시킬 수 있고, 감속기와 같은 톱니바퀴가 없기 때문에 소음을 현저하게 경감할 수 있는 이점이 있기 위해, 정적성에 뒤떨어지는 원자력 잠수함(원자력 잠수함)에의 응용이 시도되어 왔다.

원자력 잠수함에 있어서의 터보・일렉트릭 채용은, 역시 미국 해군의 초기의 원자력 잠수함인 타리비가 최초이다.당시부터 벌써 문제가 되어 있던 추진 기관으로부터의 방사 잡음을 억제할 수 있도록, 주된 소음원인 감속 기어를 폐지하는 일을 목적으로 하고 있었다.그렇지만, 주기를 라후트에 싣고 음향적으로 격리하는 등, 소음 억제의 기술이 진행된 일도 있어, 그레나드・P・리프스콤으로 재차 테스트되어 우수리의 것의, 이후의 채용은 없다.

터보・일렉트릭 방식을 채용하고 있는 현용 원자력 잠수함은 매우 적고, 프랑스 해군만이 모든 원자력 잠수함에 채용하고 있다.또, 중국 해군의 한형에서도 채용되고 있다.러시아 해군으로는, 벌써 노후화 해 해체된 알파형만이 터보・일렉트릭 방식을 채용하고 있었다.미국・영국 해군의 현용 원자력 잠수함은, 모두 터빈 직접 구동의 감속기 방식이다.

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2016년 12월 10일 토요일