JP2000110502A - タービンおよびガスタービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 作動流体のエネルギー損失を少なくして、
高効率、小型軽量、低コストのタービンおよびガスター
ビンを提供することを目的とする。 【構 成】 この発明のタービンおよびガスタービンに
おいて、噴射ノズル（２ａ、２ａ’、２ａ”、２
ａ”’、１２、１４２）を備えたタービンハウジング
（２、１２、１１０）内にステータ（３、４、４’、１
０、１６、１８、１４６、１４８、１５０）を固定支持
し、ステータに対向してタービンロータ（５、５’、２
０、１５２、１５４）を配置し、ステータのラジアル面
に作動流体の高速旋回流を発生させ、これを直接タービ
ンロータのラジアル面に作用させることによりタービン
ロータを低速高トルクで回転駆動するようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は蒸気タービンに利用さ
れるタービンおよびガスタービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の蒸気タービンおよび米国特許第
５，３７６，８２７号および同第５，６１１，１９７号
に開示されているガスタービンでは流量当たりの出力・
効率が低いため、ノズルを取り付けた仕切板と回転羽根
を取り付けた回転円板が軸方向に交互に配列された多段
列構造が採用されている。この構造では仕切板の配置に
より必然的に軸方向寸法が大きくなり、しかも、回転円
板が数万回転の高速で回転するため、回転羽根の周速が
非常に高くなり、大容量機では回転羽根には数百トンの
遠心力がかかって、強度上および寿命上の問題が大き
い。さらに、出力軸が高速で回転するため、大きな減速
機を必要とし、装置全体の製造コストが高価となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のタービンおよび
ガスタービンでは流量当たりの出力・効率が低く、寸法
重量が大きく、製造コストが高く、騒音が大きかった。

【０００４】本発明は仕切板を不要とし、回転円板の外
周への回転羽根の取り付けを不要にできる新規構造を採
用して高効率小型軽量、低製造コストおよび低騒音のタ
ービンおよびガスタービンを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本題第１の発明は、作動
流体噴射ノズルと排気ポートを有するタービンハウジン
グと、タービンハウジング内に配置されたステータ手段
と、タービンハウジング内でステータ手段に対向するよ
うに配置されたタービンロータとを備え、ステータ手段
のラジアル面が噴射ノズルと排気ポートに連通していて
複数の案内翼を有する旋回流発生手段を備え、タービン
ロータのラジアル面が旋回流発生手段に対面する案内溝
手段と案内溝手段内に配置されて案内翼に対面する複数
のタービン動翼を備えるタービンである。

【０００６】本願第２の発明は、時計方向および反時計
方向に作動流体をそれぞれ噴出するための第１および第
２噴射ノズル手段と排気ポートを有するタービンハウジ
ングと、タービンハウジング内に軸方向に間隔をおいて
配置された第１および第２ステータ手段と、第１および
第２ステータ手段にそれぞれ対向して配置された第１お
よび第２タービンロータと、第１および第２タービンロ
ータに同心的に連結されてそれぞれ時計方向および反時
計方向に回転する第１および第２出力軸とを備え、第１
および第２ステータ手段がそれぞれ第１および第２噴射
ノズルと排気ポートに連通していてそれぞれ時計方向お
よび反時計方向の旋回流を発生させる旋回流発生手段を
備え、第１および第２タービンロータがそれぞれ第１お
よび第２ステータ手段の旋回流発生手段に対向する案内
溝手段と案内溝手段に間隔をおいて配置された複数のタ
ービン動翼を備えるタービンである。

【０００７】本願第３の発明は、作動流体噴射ノズルと
排気ポートを有するタービンハウジングと、タービンハ
ウジングに配置されたステータと、タービンハウジング
内でステータに対向するように配置されたタービンロー
タとを備え、ステータのラジアル面が外周から中心部へ
延びていて噴射ノズルと排気ポートに連通するスパイラ
ル旋回流発生通路を備え、タービンロータのラジアル面
がスパイラル旋回流発生通路に対向するスパイラル案内
溝を備え、スパイラル案内溝が間隔をおいて配列された
複数のタービン動翼を有するタービンである。

【０００８】本願第４の発明は、圧縮空気を供給するた
めのコンプレッサと、圧縮空気と燃料との混合気を燃焼
させて高圧ガスを生成するコンバスターと、高圧ガスを
高速ガスに変換するノズル手段と、高速ガスの旋回流を
ラジアル面に発生させる旋回流発生手段を有するステー
タと、ステータのラジアル面に対向して配置されたター
ビンロータとを備え、タービンロータが旋回流発生手段
の軌道に沿って形成された案内溝手段と案内溝手段に間
隔をおいて配列された複数のタービン動翼を有するガス
タービンである。

【０００９】

【作用】本発明のタービンおよびガスタービンにおい
て、ステータおよびタービンロータの対向するラジアル
面にそれぞれ旋回流発生手段および動翼を配置して、タ
ービンロータのラジアル面で周方向に回転力を与えるこ
とにより流量当たりの出力・効率を飛躍的に向上させ、
小型軽量化、低コスト化ならびに低騒音化を図るように
したものである。

【００１０】

【実施例】以下、本願第１の発明について図面を用いて
詳細に説明する。図１において、タービン１は作動流体
の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換する噴射ノズ
ル２ａ、２ａ’と排気ポート２ｂを有するタービンハウ
ジング２を備える。タービンハウジング２は円筒部材２
ｃと、フロントプレート２ｄおよびフレーム２ｅを備え
る。円筒部材２ｃには軸方向に間隔をおいて配置された
固定円板からなるステータ３、４が固定支持される。円
筒部材２ｃの内側においてステータ３、４に対向して回
転円板からなるタービンロータ５が回転可能に支持され
る。タービンロータ５は出力軸６に圧入されたハブ５ａ
と軸流ファン５ｂを備える。ハブ５ａの両側にはスリー
ブ７、８が配置され、スリーブ７はステータ４により固
定支持され、スリーブ８はベアリングサポート９により
固定支持される。出力軸６はフロントプレート２ｄに支
持されたベアリングＢ１とベアリングサポート９に支持
されたベアリングＢ２により回転可能に支持される。ベ
アリングサポート９はフレーム２ｅとステータ３の間に
固定指示され、排気ポート２ｂに連通する連通口９ａ、
９ｂを有する。

【００１１】図２において、ステータ３はそのラジアル
面において外周から中心部へ延びていて軸方向に開口す
る第１段および第２段旋回流発生手段３ａ、３ｂおよび
連絡通路３ｃを備える。第１段および第２段旋回流発生
手段３ａ、３ｂは同心的な環状通路からなり、第１段環
状通路３ａの入口側は噴射ノズル２ａに連通し、出口側
は連絡通路３ｃを介して第２段環状通路３ｂに連通す
る。ステータ３は中央開口部３ｄを備え、第２段環状通
路３ｂは連絡通路３ｅを介して中央開口部３ｄと連通す
る。第１段および第２段環状通路３ａ、３ｂはそれぞれ
旋回流の流れ方向に等間隔で配列された複数の案内翼３
ｆ、３ｇを備える。図１において案内翼３ｆ、３ｇの頂
部はステータ３のラジアル面から凹んでいるが、ラジア
ル面と同一平面に位置するように形成しても良い。ステ
ータ３の背面にはラジアル通路３ｈが形成されていて、
中央開口部３ｄと連通口９ａ、９ｂと連通される。

【００１２】図１において、ステータ４のラジアル面は
ステータ３と同様に同心的に形成された第１段および第
２段環状通路４ａ、４ｂと、これら環状通路４ａ、４ｂ
内にそれぞれ等間隔で配列されて円弧状作用面を有する
複数の案内翼４ｆ、４ｇを有する。第１段環状通路４ａ
は第２段環状通路４ｂと連通し、第２段環状通路４ｂは
ステータ４の中央開口部４ｄと連通する。ステータ４の
旋回流方向はステータ３の旋回流方向と同一となるよう
に第１段および第２段環状通路４ａ、４ｂは形成され
る。

【００１３】図１、図３において、タービンロータ５の
両側のラジアル面は同心的に形成された第１段および第
２段環状案内溝５ｃ、５ｄを備える。環状案内溝５ｃ、
５ｄはそれぞれ周方向に等間隔に配列されていて円弧状
作用面を有する複数のタービン動翼５ｅ、５ｆを有す
る。タービンロータ５の環状案内溝５ｃ、５ｄはそれぞ
れ隣接したステータ３、４の第１段、第２段の旋回流発
生通路と同一径の軌道上に形成される。動翼５ｅ、５ｆ
の頂部は放射方向に配列されており、このため、タービ
ンロータ５への回転エネルギーは周方向に与えられる。

【００１４】図１〜図４において、噴射ノズル２ａに流
入した作動流体高速流Ａ１はステータ３の第１段環状通
路３ａを旋回流となって流れ、連絡通路３ｃを経て第２
段環状通路３ｂで旋回流が生ずる。第２段環状通路３ｂ
の出口側で旋回流は排気となって連絡通路３ｅ、中央開
口部３ｄ、ラジアル通路３ｈおよび連通口９ａ、９ｂを
経て排気ポート２ｂから排出される。上記工程におい
て、図４に示されるように、高速流Ａ１はステータ３の
案内翼３ｆによって偏向流Ａ２となってタービン動翼５
ｃに衝突してタービンロータ５を矢印Ｂ方向に移動させ
る。タービン動翼５ｃに衝突した旋回流はタービン動翼
の曲面壁によって方向が変えられ、偏向流Ａ３となり、
この偏向流Ａ３はステータ３の案内翼３ｆにより再びタ
ービン動翼５ｃの方向に案内される。このように噴射ノ
ズル２ａから第１段環状通路３ａおよび第２段環状通路
３ｂを通過する旋回流は案内翼３ｆ、３ｇおよびタービ
ン動翼５ｅ、５ｆで流れ方向が偏向されながらタービン
動翼５ｅ、５ｆに直接衝突して回転エネルギーを与え
る。図４（ａ）および図４（ｂ）はステータ３に対する
タービンロータ５のそれぞれ異なる相対位置関係を示
す。図１において、タービンロータ５の両側のラジアル
面の複数のタービン動翼５ｅ、５ｆには複数の旋回流が
同時に衝突するため、タービンロータ５には大きな回転
力が与えられる。このとき、タービン動翼５ｅ、５ｆに
衝突した旋回流は案内溝５ｃ、５ｄの壁でかこまれた通
路を流れてステータ３の案内翼５ｅ、５ｆの方向に偏向
されるため、タービン動翼の側壁からの漏れ蒸気を防ぐ
ことができ、タービンの流量当たりの出力・効率を飛躍
的に向上させることができる。しかも、タービンロータ
５は低速高トルクで回転される。

【００１５】図５は本願第２発明によるタービン１’を
示し、図１の実施例と同一部品には同一符号が用いられ
る。図５において、タービン１’は第１ステータ３、第
２ステータ４’および第３ステータ１０と、第１タービ
ンロータ５および第２タービンロータ５’とを備える。
第１タービンロータ５は第１、第３ステータ３、１０間
に配置されてハブ５ａを介して第１出力軸６に連結され
る。第２タービンロータ５’は第２、第３ステータ
４’、１０間に配置されてハブ５ａ’を介して第２出力
軸６’に連結される。ステータ３の環状通路３ａ、３ｂ
とステータ１０の環状通路１０ａ、１０ｂならびに噴射
ノズル２ａ、２ａ’は出力軸側から見て反時計方向の旋
回流を発生させるように形成され、出力軸６を矢印ｃｃ
で示すように反時計方向に駆動する。これに対して、ス
テータ４’の環状通路４ａ’、４ｂ’とステータ１０の
環状通路１０ａ’、１０ｂ’ならびに噴射ノズル２
ａ”、２ａ”’は出力軸側から見て時計方向の旋回流を
発生させるように形成され、出力軸６’を矢印ｃで示す
ように時計方向に駆動する。第３ステータ１０の中心部
には中央開口部１０ｄを備え、その内径は第１、第２ス
テータの中央開口部３ｄ、４ｄ’と同じである。出力軸
６’と出力軸６との間にはベアリングＢ３、Ｂ４が配置
され、出力軸６’の外周はベアリングＢ１を介してフロ
ントプレート２ｄにより支持されている。出力軸６の中
間部にはスリーブＳが圧入されていて、その端部はベア
リングＢ２により支持されている。このように第１、第
２タービンロータ５、５’は互いに反対方向に回転駆動
されるため、タービン１’はヘリコプターのプロペラや
他の航空機の二重反転用ターボプロップならびに船舶の
二重反転プロペラの駆動用に適する。

【００１６】図６は本願第３発明によるタービン１１の
断面図を示す。図６において、タービン１１は噴射ノズ
ル１２を有するタービンハウジング１４を備える。ター
ビンハウジング１４は固定円板からなる第１、第２ステ
ータ１６、１８と、第２ステータ１８を保持するフロン
トプレート２６と、第１ステータ１６を保持するフレー
ム２４と、ステータ１６とフレーム２４間に保持された
ポンプハウジング３６とを備える。ステータ１６、１８
間には回転円板からなるタービンロータ２０が配置され
てハブ２０ｄを介して出力軸２２に連結される。図６、
図７において、ステータ１６のラジアル面は噴射ノズル
１２と連通していてステータ１６のラジアル面で高速の
スパイラル旋回流を発生させるためのスパイラル旋回流
発生通路１６ａ、１６ｂを備える。スパイラル通路１６
ａ、１６ｂは軸方向に開口していて、ステータ１６の外
周から中心部の中央開口部１６ｃに延びている。スパイ
ラル通路１６ａ、１６ｂは連続的な案内翼の機能を備え
ていて、高速の旋回流の遠心力により、旋回流の１部は
案内翼を飛び出してタービンロータ２０に作用する。図
６、図８に示すように、タービンロータ２０の両側のラ
ジアル面はステータ１６のスパイラル通路１６ａ、１６
ｂのスパイラル軌道と同一の軌道上にそれぞれ形成され
たスパイラル案内溝２０ａ、２０ｂと、スパイラル案内
溝２０ａ、２０ｂ内に等間隔で配列された複数のタービ
ン動翼２０ｃを備える。図８で明らかなように、タービ
ン動翼２０ｃは放射状に配列されていて周方向の旋回流
が放射状のタービン動翼２０ｃに直接衝突するようにな
っている。タービン動翼２０ｃの作用面は直線的なもの
として図示されているが、実際の使用例においては図４
に示すように、タービン動翼２０ｃの作用面を効率的な
曲面形状にして、タービン動翼２０ｃに衝突した作動流
体をステータのスパイラル通路にスムーズに偏向させる
ようにしても良い。図８において、タービンロータ２０
は出力軸２２に圧入されたハブ２０ｄと、軸流ファン２
０ｅと中央開口部２０ｆを備える。図６において、ステ
ータ１８のラジアル面はスパイラル通路１８ａ、１８ｂ
と中央開口部１８ｃを備える。スパイラル通路１８ａ、
１８ｂに対応して、タービンロータ２０はスパイラル案
内溝２０ａ、２０ｂと、スパイラル案内溝２０ａ、２０
ｂ内に形成された複数のタービン動翼２０ｃを備える。
図１おいて、中央開口部１８ｃ、２０ｆ、１６ｃはステ
ータ１６のラジアル通路３４およびポンプハウジング３
６のアキシャル通路４０を経て排気ポート４２と連通す
る。

【００１７】図６において、第１、第２ステータ１６、
１８はタービンハウジング１２にそれぞれ固定されたフ
レーム２４およびフロントプレート２６によりタービン
ロータ２０と同心的に保持される。フロントプレート２
６はベアリング２８を支持する。ベアリング２８とター
ビンロータ２０のハブ２０ｄとの間にはスリーブ３０が
配置される。中央開口部１６ｃの内側にはスリーブ３２
が配置される。ステータ１６ｃは中央開口部１６ｃから
半径方向に延びるラジアルポート３４を備える。フレー
ム２４は内側にポンプハウジング３６を保持し、ポンプ
ハウジング３６と第１ステータ１６との間に中間板３８
が支持される。ポンプハウジング３６にはラジアルポー
ト３４に連通するアキシャルポート４０と排気ポート４
２が設けられている。ポンプハウジング３６には高圧ポ
ンプ４４が配置される。高圧ポンプ４４は偏心チャンバ
４４ａと、出力軸２２に連結されたロータ４４ｂと、ロ
ータベーン４４ｃと、偏心チャンバ４４ａに連通するイ
ンレット４４ｄおよびアウトレット４４ｅとを備える。
高圧ポンプ４４はタービン１１がランキンサイクルで利
用されるときに液相の作動流体を蒸発器（図示せず）に
圧送する機能を有する。ポンプハウジング３６はベアリ
ング４６を支持する。

【００１８】図７、図８において、噴射ノズル１２の高
速流Ｄは噴流Ｄ１、Ｄ２としてそれぞれスパイラル通路
１６ａ、１６ｂに流入してスパイラル旋回流となる。ス
パイラル旋回流の一部は遠心力によりスパイラル通路１
６ａ、１６ｂから飛び出してタービンロータ２０のター
ビン動翼２０に直接周方向に衝突してタービンロータ２
０に回転エネルギーを与える。このとき、タービンロー
タ２０の案内溝２０ａ、２０ｂはステータ１６、１８の
スパイラル通路１６ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂとター
ビンロータ２０の１回転毎に一致し、低速高トルクで駆
動される。タービンロータ２０の両ラジアル面の複数の
タービン動翼２０ｃには同時に高エネルギーの旋回流が
直接衝突し、しかも、このとき、タービン動翼２０ｃの
側面の壁は案内溝２０ａ、２０ｂによって閉ざされてい
るため、再度ステータ１６、１８の旋回流と混合しなが
ら回転エネルギーの交換を行なう。したがって、タービ
ンの流量当たりの出力・効率が飛躍的に向上する。

【００１９】図９は本願第４発明によるガスタービンを
示し、図１のタービン１をガスタービンに応用した実施
例を示し、図１、図２と同一部品については同一符号が
用いられる。図９において、ガスタービン５０はタービ
ンハウジング２の外側に設けられたコンバスタ５２を備
える。コンバスタ５２は中央部の点火領域５４ａを備え
た燃焼室５４と、渦流発生部材５６とを備える。燃料室
５４は燃料噴射ノズル５８と、圧縮空気のエアインレッ
ト６０とを備える。燃料噴射ノズル５８はゲート制御弁
６２および燃料ポンプ６４を介して燃料タンク６５に接
続される。エアインレット６０はコンプレッサー６６の
出口側に接続され、コンプレッサー６６は出力軸６によ
り増速機（図示せず）を介して駆動され、圧縮空気７０
はエアインレット６０を介して燃料室５４内に給送す
る。圧縮空気７０は燃料噴射ノズル５８により噴出され
た燃料と混合されて混合気が生成される。このとき、燃
料室５４内に流入した圧縮空気の一部は点火領域から吐
出できずに渦流発生部材５６に衝突して渦流７２を生成
し、これにより燃料と圧縮空気が均一に混合気化されて
ガス状の混合気が生成される。ガス状混合気は点火プラ
グ７４により点火されて高圧燃焼ガスが燃焼室５４で発
生する。高圧燃焼ガスはコンバスタ５２のアウトレット
５６ａからステータ３の噴射ノズル２ａを経て旋回流発
生通路３ａ、３ｂに高速の旋回流として流入し、前述の
如く、タービンロータを駆動する。

【００２０】図１０は本願第５発明によるガスタービン
１００を示す。ガスタービン１００はタービンハウジン
グ１１０と、圧縮空気を生成するためのコンプレッサ１
３２と、ディフューザ１３４と、ディフューザ１３４を
介して圧縮空気が供給される環状コンバスタ１３６を備
える。コンバスタ１３６には燃料ノズル１３８を介して
燃料が供給されて圧縮空気と混合される。混合気は点火
プラグ１４０で点火されてコンバスタ１３６内に高圧ガ
スが発生する。コンバスタ１３６は複数の噴射ノズル１
４２、１４４を備える。ガスタービン１００は第１、第
２ステータ１４６、１４８と、その中央部に配置された
第３ステータ１５０を備える。ステータ１４６、１４
８、１５０はそれぞれ高圧ガスの旋回流を起こすための
図７と同一形状のスパイラル通路１４６ａ、１４８ａ、
１５０ａと中央開口部１４６ｂ、１４８ｂ、１５０ｂを
備える。第１タービンロータ１５２が第１、第３ステー
タ１４６、１５０間にサンドイッチされるように配置さ
れる。第１タービンロータ１５２は両サイドのラジアル
面にスパイラル状に形成された案内溝１５２ａと複数の
タービン動翼１５２ｂおよび中央開口部１５２ｃを備え
る。第２タービンロータ１５４は第２、第３ステータ１
４８、１５０間にサンドイッチされるように配置され
る。第２タービンロータ１５４は両サイドのラジアル面
にスパイラル状に形成された案内溝１５４ａとタービン
動翼１５４ｂおよび中央開口部１５４ｃを備える。第
１、第２タービンロータ１５２、１５４の案内溝１５２
ａ、１５４ａを形成するスパイラルは対向するステータ
のスパイラル通路と一致するように形成される。第１、
第２タービンロータ１５２、１５４は出力軸１５６に連
結されてこれを駆動する。中央開口部１４６ｂ、１４８
ｂ、１５２ｃ、１５４ｃは排気ポート１５８に連通す
る。出力軸１５６は増速機１６０を介してコンプレッサ
１３２に連結され、増速した速度でコンプレッサ１３２
を駆動する。

【００２１】図１０において、増速機１６０で増速され
て回転するコンプレッサ１３２により圧縮空気がコンバ
スタ１３６に供給され、燃料と混合されて点火プラグ１
４０により着火され、高圧ガスが生成される。高圧ガス
は噴射ノズル１４２、１４４を介してステータ１４６、
１４８、１５０のスパイラル通路１４６ａ、１４８ａ、
１５０ａに高速で噴射される。高圧ガスは旋回流となっ
てスパイラル通路１４６ａ、１４８ａ、１５０ａを高速
で通過し、中央開口部１４６ｂ、１４８ｂ、１５２ｃ、
１５４ｃを経て排気ポート１５８により外部へ排気され
る。旋回流には遠心力が働いているため、その一部が第
１、第２タービンロータ１５２、１５４の両面の案内溝
およびタービン動翼にほとんど同時に衝突してタービン
ロータ１５２、１５４に回転エネルギーを与える。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のタービン
およびガスタービンにおいて、ステータのラジアル面に
作動流体の高速旋回流を発生させ、複数のタービン動翼
をラジアル面に有するタービンロータをステータのラジ
アル面に対向して配置することにより、複数のタービン
動翼に同時に旋回流を衝突させて大きな回転エネルギー
をタービンロータに与え、さらに、タービン動翼の側面
を案内溝の壁によりかこまれた通路の間で旋回流を流す
ことにより回転エネルギーの伝達効率を上げて流量当た
りの出力・効率を飛躍的に向上させることができる。し
かも、タービンおよびガスタービンにおいてノズルを支
持する仕切板を不要とし、回転円板の外周への回転羽根
の取り付けを不要としたため、小型軽量、低コスト、低
騒音のタービンおよびガスタービンの実現が可能とな
り、実用上の貢献が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１発明のタービンの断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線から見たタービンの平
面図である。

【図４】図１のステータとタービンロータとの相対位置
関係の変化を示す図である。

【図５】本願第２発明のタービンの断面図である。

【図６】本願第３発明のタービンの断面図である。

【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線から見たステータの平
面図である。

【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの断面図である。

【図９】本願第４発明のガスタービンの断面図である。

【図１０】本願第５発明のガスタービンの概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１ タービン ２２ 出力軸 ２ タービンハウジング ２４ フレー
ム ３ ステータ ２６ フロン
トプレート ４、４’ステータ ３６ ポンプ
ハウジング ５、５’タービンロータ ３８ 中間板 ６、６’出力軸 ４２ 排気ポ
ート ７ スリーブ ５０ ガスタ
ービン ８ スリーブ ５２ コンバ
スタ ９ ベアリングサポート ５４ 燃焼室 １０ ステータ ５６ 渦流
発生部材 １１ タービン ６２ ゲー
トコントロールバルブ １２ 噴射ノズル ６４ 燃料
ポンプ １４ タービンハウジング ６５ 燃料
タンク １６ ステータ ６６ コン
プレッサ １８ ステータ ６８ 増速
機 ２０ タービンロータ １００ ガス
タービン １４６ 第１ステータ １５４ 第
２タービンロータ １４８ 第２ステータ １５６ 出
力軸 １５０ 第３ステータ １６０ ギ
ヤ手段 １５２ 第１タービンロータ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動流体噴射ノズルと排気ポートを有する
   タービンハウジングと、タービンハウジング内に配置さ
   れたステータ手段と、タービンハウジング内でステータ
   手段に対向するように配置されたタービンロータとを備
   え、ステータ手段のラジアル面が噴射ノズルと排気ポー
   トに連通していて複数の案内翼を有する旋回流発生手段
   を備え、タービンロータのラジアル面が旋回流発生手段
   に対面する案内溝手段と案内溝手段内に配置されて案内
   翼に対面する複数のタービン動翼を備えるタービン。
2. 【請求項２】請求項１において、案内翼とタービン動翼
   がそれぞれステータ手段およびタービンロータにおいて
   軸方向に面するように形成されているタービン。
3. 【請求項３】請求項１または２において、ステータ手段
   およびタービンロータがそれぞれ中心部に互いに連通す
   る中央開口部を備え、中央開口部が排気ポートに連通し
   ているタービン。
4. 【請求項４】請求項３において、タービンロータが中心
   部に軸流ファンを備えているタービン。
5. 【請求項５】請求項１または２において、ステータ手段
   の旋回流発生手段が同心的に形成されていて互いに連通
   する複数の環状通路を備え、タービンロータの案内溝手
   段が複数の環状通路にそれぞれ対向する複数の環状案内
   溝を備えているタービン。
6. 【請求項６】請求項１または２において、ステータ手段
   が固定円板からなり、タービンロータが回転円板からな
   るタービン。
7. 【請求項７】請求項１または２において、ステータ手段
   がタービンハウジング内に軸方向に間隔をおいて同心的
   に配置された第一および第２ステータを備え、タービン
   ロータが第１および第２ステータ間で回転可能に支持さ
   れているタービン。
8. 【請求項８】時計方向および反時計方向に作動流体をそ
   れぞれ噴出するための第１および第２噴射ノズル手段と
   排気ポートを有するタービンハウジングと、タービンハ
   ウジング内に軸方向に間隔をおいて配置された第１およ
   び第２ステータ手段と、第１および第２ステータ手段に
   それぞれ対向して配置された第１および第２タービンロ
   ータと、第１および第２タービンロータに同心的に連結
   されてそれぞれ時計方向および反時計方向に回転する第
   １および第２出力軸とを備え、第１および第２ステータ
   手段がそれぞれ第１および第２噴射ノズルと排気ポート
   に連通していてそれぞれ時計方向および反時計方向の旋
   回流を発生させる旋回流発生手段を備え、第１および第
   ２タービンロータがそれぞれ第１および第２ステータ手
   段の旋回流発生手段に対向する案内溝手段と案内溝手段
   に間隔をおいて配置された複数のタービン動翼を備える
   タービン。
9. 【請求項９】請求項８において、タービンハウジング内
   で第１および第２タービンロータ間において配置された
   第３ステータ手段を備え、第３ステータ手段の両ラジア
   ル面にそれぞれ第１および第２噴射ノズル手段に連通し
   ていて時計方向および反時計方向の旋回流を発生させる
   旋回流発生手段を備え、第１および第２タービンロータ
   が第３ステータ手段の旋回流発生手段に対面する案内溝
   手段と案内溝手段に配列された複数のタービン動翼を備
   えるタービン。
10. 【請求項１０】請求項９において、第１、第２および第
    ３ステータ手段ならびに第１および第２タービンロータ
    がそれぞれ中心部に互いに連通する中央開口部を備え、
    中央開口部が排気ポートに連通しているタービン。
11. 【請求項１１】請求項１０において、第１および第２タ
    ービンロータがそれぞれ中心部に軸流ファンを備えてい
    るタービン。
12. 【請求項１２】作動流体噴射ノズルと排気ポートを有す
    るタービンハウジングと、タービンハウジングに配置さ
    れたステータと、タービンハウジング内でステータに対
    向するように配置されたタービンロータとを備え、ステ
    ータのラジアル面が外周から中心部へ延びていて噴射ノ
    ズルと排気ポートに連通するスパイラル旋回流発生通路
    を備え、タービンロータのラジアル面がスパイラル旋回
    流発生通路に対向するスパイラル案内溝を備え、スパイ
    ラル案内溝が間隔をおいて配列された複数のタービン動
    翼を有するタービン。
13. 【請求項１３】請求項１２において、スパイラル旋回流
    発生通路とスパイラル案内溝がそれぞれ同一軌道上に形
    成されているタービン。
14. 【請求項１４】請求項１２または１３において、ステー
    タおよびタービンロータがそれぞれ中心部に互いに連通
    する中央開口部を備え、中央開口部が排気ポートに連通
    しているタービン。
15. 【請求項１５】請求項１２または１３において、ステー
    タが固定円板からなり、タービンロータが回転円板から
    なるタービン。
16. 【請求項１６】圧縮空気を供給するためのコンプレッサ
    と、圧縮空気と燃料との混合気を燃焼させて高圧ガスを
    生成するコンバスターと、高圧ガスを高速ガスに変換す
    るノズル手段と、高速ガスの旋回流をラジアル面に発生
    させる旋回流発生手段を有するステータと、ステータの
    ラジアル面に対向して配置されたタービンロータとを備
    え、タービンロータが旋回流発生手段の軌道に沿って形
    成された案内溝手段と案内溝手段に間隔をおいて配列さ
    れた複数のタービン動翼を有するガスタービン。
17. 【請求項１７】請求項１６において、旋回流発生手段が
    環状道路からなり、案内溝手段が環状案内溝からなるガ
    スタービン。
18. 【請求項１８】請求項１７において、環状通路が間隔を
    おいて配列された複数の案内翼を備え、案内翼がタービ
    ン動翼に対面しているガスタービン。
19. 【請求項１９】請求項１６において、旋回流発生手段
    が、ステータの外周から中心部に延びるスパイラル通路
    からなり、案内溝手段がスパイラル道路に対面するスパ
    イラル案内溝からなるガスタービン。