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Dec 13, 2023

FusionFlight マイクロタービン発電機は、非常に小さなパッケージに電力を詰め込みます

Di Mike Brezonick, 22 dicembre 2022 Una delle ricerche più durature degli ingegneri è quella di

マイク・ブレゾニック著 2022年12月22日

エンジニアにとっての永続的な探求の 1 つは単純なものです。それは、最小、最軽量のパッケージで最大のパワーを提供する方法です。 今回、テキサスの企業は、工具箱とほぼ同じスペースを占有しながら、8 kW を供給できる発電機システムを開発しました。

昨年末に発売された FusionFlight の ARC マイクロタービン発電機は、もともと本質的にドローンの代替電源として考案されました。 しかし、同社 CEO のアレックス・テイツ氏は、その高い出力重量比とコンパクトな寸法により、他の多くの会場にも適していることが明らかになりました。

「もともとARCは、重いリチウム電池に代わる大型電動ドローン用に開発されました」とテイツ氏は語った。 「これにより、ドローンは灯油燃料の高いエネルギー密度を利用し、航続距離と耐久性を大幅に向上させることができます。

「その後、ARC が大型燃料航空機の補助電源装置 (APU) として、または自然災害時の非常用電源としても優れた用途があることが明らかになりました。」

ARC 発電機は、最大動作速度 130,000 rpm の 2 ステージ マイクロタービンをベースとしています。これは、オルタネーターが扱うには高すぎる入力速度です。

「ARC は 2 つの方法を利用して回転数を下げます」と Taits 氏は言います。 「まず、第 2 段タービンが第 1 段タービンから切り離され、大幅な減速が実現します。そこから、最先端のギアボックスを使用して rpm が最終値まで下がります。液体燃料はこのギアボックスを通って循環し、動作中は低温に保ってください。」

ギアボックスは、軽量で高性能の三相ブラシレス オルタネーターに出力し、パワー エレクトロニクスとともに、8 kW の 25 ～ 84 V DC 電力を 2 つの M6 端子接続に供給します。 より高い電力要件の場合は、複数の発電機を並列接続できると同社は述べています。

さらに、FusionFlight は、標準的な家庭用機器など、さまざまな種類の AC 負荷を駆動する降圧レギュレータおよび昇圧レギュレータやインバータなど、数種類の外部電子モジュールを提供します。 タイツ氏によると、インバーターは充電器と組み合わせて電気自動車のレンジエクステンダーとしても使用できるという。

このユニットには、小型リン酸鉄リチウム電池で駆動されるブラシレススターターモーターが組み込まれています。 ARC が動作速度に達すると、内蔵の充電器回路を使用してバッテリーが再充電されます。

ARC のコンポーネントは、長さ 20.7 インチ、幅 10.6 インチ、高さ 6.61 インチ (510 mm x 270 mm x 168 mm) のアルミニウムとカーボンファイバーの筐体にパッケージされており、重量は 9 kg (20.7 ポンド) です。 。

ARC 発電機には独自の一体型燃料タンクはありませんが、代わりに、ユーザーの遠隔燃料タンクから燃料を引き出すポンプと供給ポートと戻りポートを組み込んだオンボード燃料モジュールを使用します。 「これにより、さまざまな用途に高度に適応できる非常にコンパクトな発電機を構築できるようになります」とTaits氏は述べました。

FusionFlight では、5 ～ 105 ガロンのサイズの燃料タンクも提供しています。 (20～400L)。 このユニットは、内部潤滑用に 5% のターボ オイルを混合したディーゼル、灯油、Jet-A などのさまざまな液体燃料で動作できます。

ARC マイクロタービンには一体型の制御機能はなく、すべての操作機能には、有線で取り外した制御装置またはアプリを介してアクセスできます (以下の FusionFlight のビデオを参照)。 「Bluetooth アプリはタービンのあらゆる側面を制御します。これには、自動始動シーケンス、スロットリング、自動クールダウンのほか、燃料のプライミングや診断などの他のすべての機能が含まれます。」とテイツ氏は述べました。

ARC の最も注目すべき側面の 1 つは、100 dB(A) という重大な音響放射を生成することです。 「騒音レベルは確かに高いです」とテイツ氏は指摘した。 「しかし、ARC の元のアプリケーションは主に航空機に関係していたので、これは大きな問題ではありませんでした。停電中に自宅で ARC を使用することは、騒音のせいで可能性は低いと思われますが、現在、騒音レベルを軽減する方法を開発しており、いくつかの方法を検討しています。吸気/排気ダクトとアクティブ ノイズ キャンセリングを含むパス

また、ユニットは動作中にかなりの熱を発生します。 「特別に設計された排気管は、実際にタービンの排気と大気を混合して、温度を約 500 °C (932 °F) まで下げます」とテイツ氏は述べています。 「まだ誰も触れられないほど熱くなっていますが、ARC は遠隔から実行できるため、これが安全上の問題であるとは考えていません。

「当社では、お客様の特定の用途や安全要件を満たすカスタム排気ダクト ソリューションも提供しています。」

ARC マイクロタービン発電機の販売は、ダラスの本社から FusionFlight を通じて直接処理されます。