蒸汽渦輪發動機

相較於原由詹姆斯·瓦特發明的單級往復式蒸汽機，渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率，更接近熱力學中理想的可逆過程，並能提供更大的功率，至今它幾乎完全取代了往復式蒸汽機。渦輪蒸汽機特別適用於火力發電和核能發電，世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機所產生。 ^[1] 

燃氣－蒸汽輪機聯合循環，是把燃氣輪機和蒸氣輪機這兩種按不同熱力循環工作的熱機聯合在一起的裝置，有時也簡稱為聯合循環。為了提高熱機的效率，應該儘可能地提高熱機中的加熱温度和降低排熱温度。但蒸汽輪機和燃氣輪機的熱力循環都不能很好滿足上述要求。如把它們結合起來，以燃氣輪機的排熱來加熱蒸汽，就可以同時取得燃氣輪機加熱温度較高和蒸汽輪機排熱温度較低的雙重優點。

聯合循環的理論基礎早已建立。熱力學奠基人之一卡諾就提出過聯合循環的概念。但是直到20世紀中葉，才開始有實用的聯合循環動力裝置。發展聯合循環的關鍵是要研製出高温、高性能、大功率的燃氣輪機。為了適應石油短缺的形勢，在燃氣輪機中有效燒煤也是一項關鍵技術。世界各先進工業國家均已有定型聯合循環機組產品。其中功率最大的已超過60萬千瓦，最高熱效率已高達62.22%以上。它作為熱電並供機組使用，燃料利用率可高達80%左右，單機組最長運行時間已超過10萬小時。熱機的熱效率要提高1%都是非常困難的，而聯合循環卻只要把燃氣輪機和蒸汽輪機結合起來就可以大幅度節約能源。 ^[2] 

燃氣渦輪發動機（Gas turbine engine或Combustion turbine engine）或稱燃氣輪機，是屬於熱機的一種發動機。燃氣輪機可以是一個廣泛的稱呼，基本原理大同小異，包括渦輪噴射發動機等等都包含在內。而一般所指的燃氣渦輪發動機，通常是指用於船舶（以軍用作戰艦艇為主）、車輛（通常是體積龐大可以容納得下燃氣渦輪機的車種，例如坦克、工程車輛等）、發電機組等的。與推進用的渦輪發動機不同之處，在於其渦輪機除了要帶動傳動軸，傳動軸再連上車輛的傳動系統、船舶的螺旋槳或發電機等外，還會另外帶動壓縮機。 ^[2] 

微型燃氣渦輪也可以稱為：

微型燃氣渦輪本質上是瞄準分散式發電和氣電共生用途，也是混和動力車的重點科技之一，商用中從一千瓦到數十數百千瓦功率都有市場潛力。1950年英國路華汽車最早推出一款採用燃氣渦輪作為動力的概念車“JET1”，但並未實際量產

成功之處也得利於電子學的變革，包含無人運作和公用電網電腦化、電力切換調度科技可以使得發電來源不必和電網綁死，讓發電機可以加入渦輪構造並提供2倍的效能。因為微型燃氣渦輪發動機有許多優點超越傳統往復式發動機，可以產生更高能量密度效率（與重量和尺寸相關），極低的熱輻射和極少的移動部件使其容易維修，還可以省下空調所需的潤滑油和冷媒。通常渦輪也能更有效降低廢熱消耗，同時也能省下冷卻系統的耗能。但是，活塞發動機發電機對需電量變化的反應比較快，而且活塞發動機通常比較有效率──雖然説微型燃氣渦輪發動機的效率正在增加。相較於活塞發動機，微型燃氣渦輪發動機的效率在低輸出狀態時下降更多。

微型燃氣渦輪發動機接受多種燃料，例如汽油、天然氣、丙烷、柴油、煤油，也可以利用可再生燃料，例如E85酒精汽油、生物柴油及生物氣體。另外一大好處是可以用氫為動力燃料，就像熱門的燃料電池，可以從水中分離的氫作為來源。但是缺點是易燃，使得這種便攜式裝置未來可能不能帶上飛機或其他敏感場所。

微型燃渦機使用單段式壓縮機設計，但是單段式渦輪機件比較難生產因為必須承受高温高壓下運作。廢熱可以用來提供熱水、暖氣、乾燥用途或吸收式冷卻法（吸收式冷卻是不利用電能而是熱能提供冷氣的方法）。

典型的燃渦機效率約25%到35%。但是連上廢熱發電系統（氣電共生）系統時，可以提升到80%。

麻省理工學院1990年代中期開始毫米尺寸燃渦機研發專案由航太教授Alan H. Epstein帶領開始研擬個人用的燃渦機可以達成所有現代電力需求，就像一些小型都市用的大型發電用燃渦機一樣。 Epstein教授説商用可充電鋰離子電池只約有120-150 Wh/kg能量比，麻省理工學院的毫米尺寸燃渦機已經可以達成500-700 Wh/kg能量，也有極大希望在不久的將來達成1200-1500 Wh/kg。

澳洲發明家開始研究這種微電機系統科技（MEMS）為便攜式裝置供電的可能性，這種系統使用氫或丁烷為燃料以達到超高速的2百萬RPM轉速。這種燃氣渦輪發動機的製造採用芯片產業的科技，而且大多以硅為原料。這種燃氣渦輪發動機可以接上發電機來提供電力。2010年Jaguar推出 C-X75 Concept概念車，該車使用兩部微型燃氣渦輪取代引擎來給電動車充電，成為一種新型油電混合車，而且由於燃氣渦輪的原理別於傳統引擎，造成能使用柴油、天然氣、液化石油氣、生質柴油等多種燃料於同一部車上。 ^[1]