JPH04101025A - タービンエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は小型小馬力のタービンエンジンに関する。

（従来の技術） 軸流型ガスタービンはケーシング内で作用ガスを圧縮さ
せて着火し、その爆発燃焼ガスをタービン軸の羽根に連
続して作用させる形式を一般とする。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来形式の軸流ガスタービンはケース内で作用ガス
の圧縮と爆発を行うため大型化され、従って大馬力用と
して利用されるもので、その使用取扱いにも特別の技能
を要し、例えば家庭用の小エンジンとして利用するに多
くの不便がった。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記に鑑み、一般家庭内においても小動力源と
して利用できるようにした小型エンジンを提供すること
を目的とし、タービンとこれに作用させる燃料ガスの発
生装置とを別体として夫々小型に構成し、該タービンと
ガス供給装置を接続して簡便に使用できるようにしたも
ので、一端、をガス吹出口とし他端を排気口としたケー
シング内に、周面に羽根を有するタービン軸を位置させ
て回転自在に支持し、吹込みガス圧によるタービン軸の
回転を減速歯車機構を経て出力軸に伝動させるようにし
た軸流ガスタービンと、クランク機構で往復動するピス
トンを備えたシリンダの先端部を発火栓を備えた燃料ガ
ス圧縮室として、該圧縮室に燃料気化器に連通ずる吸気
口と別に噴気口とを設けると共に、該圧縮室内に前記吸
気口と噴気口とを交互に開閉する回動弁を設けた燃料ガ
ス発生装置とから成り、軸流ガスタービンにおけるケー
シングのガス吹出口と燃料ガス発生装置における圧縮室
の噴気口とを連管で連通させ、且つ前記クランク機構と
吸噴気口の開閉用回動弁とを軸流ガスタービンの出力伝
動機構に連動させたことを特徴とする。

（作　用） 本発明によるタービンエンジンは、燃料ガス発生装置で
クランク機構によるピストンの復動において吸気口から
気化器を経た燃料ガスをシリンダ先端部の圧縮室内に吸
入し、次いてピストンの往動により該吸入した燃料ガス
を圧縮し、その終期に発火栓により圧縮燃料ガスに着火
爆発させて、該爆発ガスを噴気口から連管を経て軸流ガ
スタービンのケーシング吹出口より噴出させることによ
りケーシング内のタービン軸の羽根に作用するエネルギ
ーによりタービン軸を回転させるもので、その回転は減
速歯車機構を経て出力軸を伝動されると共に該出力伝動
機構に連通させて燃料ガス発生装置のクランク機構を作
動し、またシリンダ先端部圧縮室内の回動弁を同期連動
させてその回転により吸気口と噴気口を交互に開閉作動
させて燃料ガスの吸気と圧縮爆発による噴気の２サイク
ルを繰返し行ないつつタービンを連続運転させる。

（実施例） 本発明の実施例を図面について説明する。

本発明によるタービンエンジンは軸流ガスタービンと、
これに作用ガスとして使用する燃料ガス発生装置とから
成る。軸流ガスタービンＡは第４図で示すように一端を
燃料ガスの吹出口２とし他端を排気口３としたケーシン
グ１内に、周面に羽根５を設けたタービン軸４を位置さ
せて回転自在に支持させた。

タービン軸４はガス流入側の先端部を漸次小径とした円
錐形とし、これに従いケーシングｌも該円錐形状に沿わ
せてガスの流入を円滑にし、図示例において該タービン
軸４は垂直方向として、その基端部を器筐６内で垂直軸
受（７）により回転自在に軸支した。

尚、タービン軸４の羽根５は、上流側では先細円錐形状
で配置されると共に吹出し燃料ガスの初期圧が高いため
タービン軸４の回転に対し有効に作動するが、吹出し燃
料ガスの作用圧は徐々に低下する傾向にあるから下流側
即ち図示例においてタービン軸４の下部における羽根５
は中間に適当な間隔を存して数段に配設し、該間隔位置
にはケーシングｌ側に固着した羽根８を設け、該固定羽
根８は上部タービン軸４の羽根５に作用して螺旋状に流
下するガスを軸流方向に変向させて次の回転用羽根５に
対し有効に作用圧を加えるように該固定羽根８を数段に
設けた。従ってケーシング１は内面に固定羽根８を設け
た数個の部材１′を交えた複数の部材を重合し、これら
を長い連続ボルトｌａで連続して所定長さとし、又ター
ビン軸４において各固定羽根８に隣接する羽根５はター
ビン軸４に装着固定した軸筒４′に設けてタービンの組
立を行うようにし、多段式に形成されるケーシング１の
外周にはひだ状の放熱板９を設け、該ケーシング下部の
排気口３は数本の排気管３′で大気に開口した。

かくてケーシングｌの吹出口２から高圧の燃料ガスを噴
気させることによりタービン軸４は高速回転し、これを
２段の減速歯車機構１０によって中間軸１１に伝動し、
該中間軸１１の傘歯車１２に噛合う傘歯車１３により出
力軸１４として取出すようにした。

次に上記軸流ガスタービンへの作動用燃料ガスの発生装
置Ｂを第６図乃至第８図によって説明する。

クランク機構１５によって往復動するピストン１Ｂを備
えたシリンダ１７の先端部を密閉して圧縮室１８を形成
し、該圧縮室１８内に気口２０を有する回動弁１９を内
接して設けて第８図で矢示方向に回動させるようにし、
圧縮室１８には燃料気化器２３に連通させた吸気口２１
と後記するよう前記タービンＡに連通させる噴気口２２
を形成し、更に圧縮室１８の内面には内周方向に沿い適
宜長さに亘って吸気口２１に連なる吸気路２１ａを形成
した。

２４は気化器２３のエア吸込口に設けたフィルタ、２５
は圧縮室１８に延設した発火栓を示す。

第８図で示すように同図ａ−ｄまでは回動弁１９の気口
２０が吸気口２１または吸気路２１ａと連通するためピ
ストン１６の復動作用によって圧縮室１９内に燃料ガス
が吸込まれ、ｅ　−ｆ間は圧縮室１９内の燃料ガスはピ
ストン１６の往動作用によって圧縮され、その終期に発
火栓２５による着火か行われ、ｇ−ｈにおいて爆発燃料
ガスは一挙に吸気口２２から噴気するもので、ピストン
１６の往復動２サイクルの繰返えして噴気口２２から高
圧燃料ガスを連続的に噴出させるようにした。

該噴気口２２は連管２６で軸流ガスタービンＡを構成す
るケーシング１の吹出口２に接続して、噴気燃料ガスを
該タービンＡの作動用に使用する。

尚、上記燃料ガス発生装置Ｂのクランク機構１５は軸流
ガスタービンＡにおける出力機構中の中間軸１２の傘歯
車１２から水平軸２７を介し、更に傘歯車機構２８を経
て垂直方向の連動軸２９を駆動させ、更に該連動軸２９
の中間部から傘歯車機構３０を介して水平方向のクラン
ク軸３１を駆動させ、また該連動軸２９の上端部で平歯
車３２．３３により回動弁１９を回動させてクランク機
構１５と同期作動を行わせるようにした。

（発明の効果） 本発明によるときは、軸流ガスタービンと、該タービン
に使用する燃料ガスの発生装置を別体として夫々別個に
製作し、これを接続して使用するので、設計上小型で小
馬力のエンジンを得られ、特に燃料ガス発生装置は燃料
ガスの吸、排をクランク機構によるピストンの往復動に
よる回動弁の連続回転作動で制御するので、振動と騒音
なく円滑に運転し得られ、製作、組立も至極簡略で廉価
に得られ家庭用の小動力源として取扱い易く使用便利な
エンジンを提供し得たＡ・・・軸流ガスタービン Ｂ・・・燃料ガス発生装置 ｌ・・・タービンのケーシング ２・・・燃料ガス吹出口 ３・・・ガス排気口 ５・・・羽　根 １４・・・出力軸 １６・・・圧縮室 ２１・・・吸気口 ２４・・・気化器 ２Ｂ・・・連　管 ４・・・タービン軸 ＩＯ・・・減速歯車機構 １５・・・クランク機構 １９・・・回動弁 ２２・・・噴気口 ２５・・・発火栓 図面は本発明の実施例を示し、第１図は正面図、第２図
は側面図、第３図は平面図、第４図はタービン部を截断
した側面図、第５図は第４図のｖ−ｖ線断面図、第６図
は一部の平面図、第７図は燃料ガス発生装置の裁断側面
図、第８図ａ乃至ｉは第７図の■−■線で截断した回動
弁の作動を示す裁断平面図である。

特　　許　　出　　願　　人　　　中 間　　　　　上　　　　　　　中 代　　　　　理−人　　　北 津 津 村 博 正 欣 外３名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一端をガス吹出口とし他端を排気口としたケーシング内
   に、周面に羽根を有するタービン軸を位置させて回転自
   在に支持し、吹込みガス圧によるタービン軸の回転を減
   速歯車機構を経て出力軸に伝動させるようにした軸流ガ
   スタービンと、クランク機構で往復動するピストンを備
   えたシリンダの先端部を発火栓を備えた燃料ガス圧縮室
   として、該圧縮室に燃料気化器に連通する吸気口と別に
   噴気口とを設けると共に、該圧縮室内に前記吸気口と噴
   気口とを交互に開閉する回動弁を設けた燃料ガス発生装
   置とから成り、軸流ガスタービンにおけるケーシングの
   ガス吹出口と燃料ガス発生装置における圧縮室の噴気口
   とを連管で連通させ、且つ前記クランク機構と吸噴気口
   の開閉用回動弁とを軸流ガスタービンの出力伝動機構に
   連動させたことを特徴とするタービンエンジン。