JP2000110513A

JP2000110513A - 高効率推進システム

Info

Publication number: JP2000110513A
Application number: JP10316767A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hatanaka; 武史畑中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-04-18

Abstract

(57)【要約】【目的】次世代動力や超低燃費車に利用可能な高効
率推進システムを提供することを目的とする。【構成】この発明の高効率推進システムにおいて、
低沸点の混合有機溶媒からなる作動流体をクローズドシ
ステム（１２）内に封入し、クローズドシステムに蒸発
器（１４）、推進装置（６０）に連結された高効率蒸気
タービン（５０、５０’）および冷却手段（６８）を配
置し、低温エネルギーで作動流体を高圧蒸気に変換して
蒸気タービンを駆動し、タービン排気を冷却手段により
凝縮液化して蒸発器に圧送してサイクルを繰り返すこと
によりことにより、クリーン燃料の使用を可能として有
害排出物を少なくし、同時に低燃費を実現するようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は二輪車、トラック、バ
ス、乗用車、農機、重機、建機、船舶、航空機または宇
宙船等の移動体用の推進システムに関し、とくに、次世
代の推進システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，１５７，０１１号および
同第４，４１４，８０５号にはエンジンの排気熱を有効
利用して熱効率を向上させた車輌用の推進システムが開
示されている。この推進システムにおいて、エンジンで
は燃料が常時消費されるため、燃費が大きく、大量の有
害排気物を排出していた。

【０００３】米国特許第５，５８４，１７４号にはエン
ジンブレーキの回生エネルギーをフライホイールパワー
タービンに蓄積することにより運転効率を改善した車輌
用推進システムが開示されている。この推進システムに
おいて、エンジンで燃料が連続的に消費されるため、１
リットル当たりの走行距離を改善することができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動体用推進シ
ステムでは燃費が大きく、有害排出物を大量に排出して
いた。とくに、省資源と温暖化対策をめざして米国やヨ
ーロッパにおいて、次世代動力や超低燃費車の開発が国
を挙げて進められているが、従来の推進システムの改善
では、実現が困難であり、新コンセプトの推進システム
が望まれていた。

【０００５】本発明は次世代動力や超低燃費車に利用可
能な新コンセプトの高効率推進システムを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本願第１の発明は、低沸
点の混合有機溶媒からなる作動流体を封入したクローズ
ドシステムと、作動流体を加熱して高圧蒸気を発生させ
る蓄熱材および蓄熱材を加熱する加熱手段ならびに蓄熱
材の温度を検出して温度信号を出力する温度センサーを
備えた蒸発器と、高圧蒸気により駆動される蒸気タービ
ンと、蒸気タービンにより駆動される推進装置と、ター
ビン排気を冷却液化して蒸発器に循環させる冷却手段
と、温度信号に応答して加熱手段を間欠運転することに
より蓄熱材を予め定められた温度領域に制御する制御装
置とを備えた高効率推進システムである。

【０００７】本願第２の発明は、低沸点作動流体を封入
したクローズドシステムと、作動流体を加熱して高圧蒸
気を発生させる蒸発器と、蒸発器を加熱する加熱手段
と、高圧蒸気により駆動される蒸気タービンと、蒸気タ
ービンにより駆動される推進装置と、タービン排気を凝
縮液化して蒸発器に循環させる冷却手段とを備え、蒸気
タービンが高圧蒸気を速度エネルギーに変換する噴射ノ
ズルと、噴射ノズルに連通していて高速蒸気の旋回流を
発生させる旋回流発生手段を備えたラジアル面を有する
ステータと、旋回流発生手段に対面する複数のタービン
動翼をラジアル面に備えたタービンロータとを備える高
効率推進システムである。

【０００８】

【作用】本発明の高効率推進システムにおいて、低沸点
の混合有機溶媒を作動流体としてクローズドシステムに
封入し、クローズドシステムに高効率の蒸気タービン
と、蒸発器および冷却手段とを配置し、蒸発器で作動流
体を高圧蒸気に変換し、高圧蒸気により蒸気タービンを
駆動し、蒸気タービンにより推進装置を駆動し、タービ
ン排気を冷却手段により凝縮液化して蒸発器に循環さ
せ、蒸発器に蓄熱材と加熱手段を設け、加熱手段を制御
装置により間欠運転することにより、移動体で超低燃費
を実現できるようにしたものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明について図面を用いて詳細に説
明する。図１は移動体としての車輌１に適用した高効率
推進システム１０の系統図を示す。推進システム１０は
７５〜９５重量％のメチルアルコールと５〜２５重量％
のアンモニアとの低沸点混合有機溶媒からなる作動流体
を封入したクローズドシステム１２を備える。混合有機
溶媒は好ましくは１２重量％のアンモニアを混合したメ
チルアルコールが良い。この場合、沸点は約５０℃、融
点は−８５℃、１７５℃で４０ａｔｍ、２０５℃で８０
ａｔｍ、２１５℃で１００ａｔｍ、２６０℃で２６０ａ
ｔｍの高圧蒸気となるため、寒冷地でも使用可能であ
る。クローズドシステム１２には作動流体を加熱して高
圧蒸気を発生する蒸発器１４が配置される。図２に示さ
れるように、蒸発器１４はハウジング１６と、その内側
に収納された断熱材１８を備える。断面材１８の内側に
は蒸発管２０を加熱するための蓄熱材２２が配置され
る。蓄熱材２２は円筒ケーシング２４と、複数の煙管２
６と、円筒ケーシング２４と煙管２６間のスペースに収
納された蓄熱セラミックボール２８と、熱媒３０が充填
される。蓄熱セラミックボール２８と熱媒３０は固体の
マグネシアに液体の硝酸ナトリウムに代えても良い。こ
の場合、蓄熱量は水の６０倍となる。蒸発管２０はイン
レット２０ａと、アウトレット２０ｂと、蓄熱材２２の
外周に巻回された加熱コイル２０ｃと、センタ加熱コイ
ル２０ｄとを備える。蒸発器１４は燃焼室３２と、バー
ナー３４からなる加熱手段と、ブロワー３６およびＣＮ
Ｇ、ＬＰＧ、メタノール、アルコール等の燃料タンク３
８とを備える。燃料の供給は制御弁４０により行なわ
れ、燃焼室３２には点火プラグ４２が配置される。燃焼
室３２の燃焼ガスは煙管２６を通過しながら蓄熱材２２
を加熱し、排気口１６ａの高温廃熱は再生器４４で作動
流体の予熱に利用される。実際の使用において、蒸発器
１４は横置きで使用される。

【００１０】図１において、蒸発器１４で生成された高
圧蒸気はアウトレット２０ｂから調圧弁４６を介して蒸
気タービン５０に供給され、推進装置６０を駆動する。
排気ポート５２ｂのタービン排気は凝縮器６４および昇
圧ポンプ６６からなる冷却手段６８により凝縮液化され
て、再生器４４で予熱された後、蒸発器１４に圧送され
る。凝縮器６４には冷却水６４ａがラジエータ７２で冷
却されてから冷却水ポンプ７０によって循環される。ラ
ジエータは冷却ファン７４により冷却される。蒸発器１
４には温度センサ８４および圧力センサ８６が設置さ
れ、それぞれ温度信号および圧力信号を制御装置８０に
出力する。制御装置８０には入力装置８１から設定温
度、設定圧力等に関する入力データがインプットされ
る。制御装置８０はこれら信号に応答してブロワー３
６、制御弁４０、点火プラグ４２および調圧弁４６を制
御する。

【００１１】図４において、蒸気タービン５０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５２ａ、５２ａ’と排気ポート５２ｂを有するター
ビンハウジング５２を備える。タービンハウジング５２
は円筒部材５２ｃと、フロントプレート５２ｄおよびフ
レーム５２ｅを備える。円筒部材５２ｃ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５３、
５４が固定支持される。円筒部材５２ｃの内側において
ステータ５３、５４に対向して回転円板からなるタービ
ンロータ５５が回転可能に支持される。タービンロータ
５５は出力軸５６に圧入されたハブ５５ａと軸流ファン
５５ｂを備える。ハブ５５ａの両側にはスリーブ５７、
５８が配置され、スリーブ５７はステータ５４により固
定支持され、スリーブ５８はベアリングサポート５９に
より固定支持される。出力軸５６はフロントプレート５
２ｄに支持されたベアリングＢ１とベアリングサポート
５９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５９はフレーム５２ｅとス
テータ５３の間に固定支持され、排気ポート５２ｂに連
通する連通口５９ａ、５９ｂを有する。

【００１２】図５において、ステータ５３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５３ａ、５３ｂ
および連絡通路５３ｃを備える。第１段および第２段旋
回流発生手段５３ａ、５３ｂは同心的な環状通路からな
り、第１段環状通路５３ａの入口側は噴射ノズル５２ａ
に連通し、出口側は連絡通路５３ｃを介して第２段環状
通路５３ｂに連通する。ステータ５３は中央開口部５３
ｄを備え、第２段環状通路５３ｂは連絡通路５３ｅを介
して中央開口部５３ｄと連通する。第１段および第２段
環状通路５３ａ、５３ｂ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５３ｆ、５３ｇを備え
る。図４において、案内翼５３ｆ、５３ｇの頂部はステ
ータ５３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５３ｈが形成されていて、中央
開口部５３ｄと連通口５９ａ、５９ｂと連通される。

【００１３】図４において、ステータ５４のラジアル面
はステータ５３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５４ａ、５４ｂと、これらの環状通路
５４ａ、５４ｂ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５４ｆ、５４ｇを有する。
第１段環状通路５４ａは第２段環状通路５４ｂと連通
し、第２段環状通路５４ｂはステータ５４の中央開口部
５４ｄと連通する。ステータ５４の旋回流方向はステー
タ５３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５４ａ、５４ｂは形成される。

【００１４】図４、図６において、タービンロータ５５
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５５ｃ、５５ｄを備える。環状案内溝
５５ｃ、５５ｄ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５５ｅ、
５５ｆを有する。タービンロータ５５の環状案内溝５５
ｃ、５５ｄはそれぞれ隣接したステータ５３、５４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５５ｅ、５５ｆ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５５への回転エネ
ルギーは周方向に与えられる。

【００１５】図４〜図７において、噴射ノズル５２ａに
流入した作動流体の高速流Ａ１はステータ５３の第１段
環状通路５３ａを旋回流となって流れ、連絡通路５３ｃ
を経て第２段環状通路５３ｂで旋回流が生ずる。第２段
環状通路５３ｂの出口側で旋回流は排気となって連絡通
路５３ｅ、中央開口部５３ｄ、ラジアル通路５３ｈおよ
び連通口５９ａ、５９ｂを経て排気ポート５２ｂから排
出される。上記工程において、図５に示されるように、
高速流Ａ１はステータ５３の案内翼５３ｆによって偏向
流Ａ２となってタービン動翼５５ｃに衝突してタービン
ロータ５５を矢印Ｂ方向に移動させる。タービン動翼５
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５３の案内翼５３ｆにより再びタービン動翼５
５ｃの方向に案内される。このように噴射ノズル５２ａ
から第１段環状通路５３ａおよび第２段環状通路５３ｂ
を通過する旋回流は案内翼５３ｆ、５３ｇおよびタービ
ン動翼５５ｅ、５５ｆで流れ方向が偏向されながらター
ビン動翼５５ｅ、５５ｆに直接衝突して回転エネルギー
を与える。図７（ａ）および図７（ｂ）はステータ５３
に対するタービンロータ５５のそれぞれ異なる相対位置
関係を示す。図４において、タービンロータ５５の両側
のラジアル面の複数のタービン動翼５５ｅ、５５ｆ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
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５５ｅ、５５ｆに衝突した旋回流は案内溝５５ｃ、
５５ｄの壁でかこまれた通路を流れてステータ５３の案
内翼５５ｅ、５５ｆ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５５は低速高トルクで
回転される。

【００１６】図８、図９はそれぞれ図５、図６のステー
タおよびタービンロータの変形例を示し、類似部品につ
いては図５、図６の符号にシングルまたはダブルアポス
トロフィが付してある。図８の変形例において、ステー
タ５３’の旋回流発生手段は円筒ケーシング５２ｃ’の
渦巻形噴射ノズル５２ａ’と中央開口部５３ｄ’に連通
する第１、第２スパイラル旋回通路５３ａ’、５３ａ”
からなる。図９の変形例において、タービンロータ５
５’はステータ５３’のスパイラル旋回通路５３ａ’、
５３ａ”と同一の軌道上にそれぞれ形成された第１、第
２スパイラル案内溝５５ｃ’、５５ｃ”とこれらの中に
配置されたタービン動翼５５ｅ’、５５ｅ”を備える。
スパイラル旋回通路５３ａ’、５３ａ”および第１、第
２スパイラル案内溝５５ｃ’、５５ｃ”はそれぞれ図４
と同様に半円状断面もしくはＵ字状断面を有する。ター
ビン動翼５５ｅ’、５５ｅ”は放射状に形成されたリブ
状の形状を有するが、図７に示されるように、円弧状の
作用面５５ｅに類似した形状を備えても良い。

【００１７】図８、図９において、噴射ノズル５２ａ’
の蒸気噴流Ｄは第１、第２スパイラル旋回通路５３
ａ’、５３ａ”に流入してスパイラル旋回流Ｃ１、Ｃ２
を発生させる。このとき、スパイラル旋回通路５３
ａ’、５３ａ”の壁面は案内翼として機能し、スパイラ
ル旋回流Ｃ１、Ｃ２の１部は遠心力によりスパイラル旋
回通路５３ａ’、５３ａ”の壁面により案内されてター
ビンロータ５５’のタービン動翼５５ｅ’、５５ｅ”に
周方向に衝突する。タービン動翼５５ｅ’、５５ｅ”に
衝突した旋回流は隣接した案内溝５５ｃ’、５５ｃ”を
経てスパイラル旋回通路５３ａ’、５３ａ”の旋回流と
混合もしくは合流する。このことが繰り返されて複数の
タービン動翼５５ｅ’、５５ｅ”に同時に旋回流が衝突
するため、タービンロータ５５’は大きなトルクで回転
される。なお、タービン動翼５５ｅ’、５５ｅ”に衝突
するときに旋回流はタービン動翼５５ｅ’、５５ｅ”に
隣接する案内溝５５ｃ’、５５ｃ”の側壁により拘束さ
れて、蒸気漏れがないため、速度エネルギーの損失が少
なくなり、タービンの流量当たりの出力・効率が飛躍的
に向上する。

【００１８】図１０において、制御装置８０は入力装置
８１に接続された入力インターフェース８０ａとＲＡＭ
８０ｂ、ＣＰＵ８０ｃ、ＲＯＭ８０ｄ、出力インターフ
ェース８０ｅ、および制御器８０ｆを備える。入力装置
８１は温度Ｔ１、Ｔ２に相当する入力データと、圧力設
定値に相当する入力データを入力インターフェース８０
ａを通じてＲＡＭ８０ｂに入力する。温度センサ８４の
温度信号と圧力センサ８６の圧力信号は入力インターフ
ェース８０ａを介してＣＰＵ８０ｃに供給される。出力
インターフェース８０ｅにはリレーＲＬを駆動するため
のトランジスタＴＲが接続され、リレーＲＬは制御回路
８５の電源８３にブロワー３６、制御弁４０および点火
プラグ４２を間欠的に接続する。さらに、出力インター
フェース８０ｅには比例積分形の制御器８０ｆが接続さ
れており、これは調圧弁４６を制御する。

【００１９】図１、図１０、図１１において、時間ｔ_０
において、ドライブ信号Ｄ１によりリレーＲＬがクロー
ズされると、制御回路８５によりブロワー３６、制御弁
４０および点火プラグ４２がオンにされ、バーナ３４か
らなる加熱手段が蓄熱材２２をＴ０からＴ２まで加熱す
る。このとき、蒸発器１４内の作動流体は５０℃以上に
て気化されて高圧蒸気が発生し、この高圧蒸気は調圧弁
４６を経てタービン５０に供給され、タービン５０を駆
動する。液相の作動流体は再生器４４で予熱された後、
蒸発器１４の蓄熱材２２によって高圧蒸気に変換され
る。時間ｔ_１において、蓄熱材２２の温度がＴ２に達す
ると、ＲＡＭ８０ｂに入力された設定温度値と温度セン
サ８４からの温度信号の偏差値はゼロとなるため、ＣＰ
Ｕ８０ｃはオフ指令信号を出力し、出力インターフェー
ス８０ｅを介してトランジスタＴＲをオフにする。この
とき、ブロワー３６、制御弁４０および点火プラグ４２
はオフにされるため、オフ期間中に燃料や電気エネルギ
ーは消費されない。時間ｔ_１からｔ_２の期間中に蒸発器
１４は蓄熱材２２の蓄熱エネルギーにより作動流体を加
熱蒸発させる。時間ｔ_２において、蒸発器１４の蓄熱材
２２の温度がＴ１に達すると、出力インターフェース８
０ｅからドライブ信号Ｄ２が出力され、蓄熱材２２は再
び加熱される。図１１において、時間ｔ_４、ｔ_５の期間
において、ドライブ信号Ｄ３が出力される。このよう
に、蒸発器１４の加熱バーナ３４は蓄熱材２２の温度を
予め定められたＴ１およびＴ２の範囲内になるように間
欠運転される。圧力センサ８６からの圧力検出値は入力
インターフェース８０ａを介してＣＰＵ８０ｃに供給さ
れ、圧力偏差値がプラスのときは制御器８０ｆを介して
調圧弁４６の開度を絞るように制御し、偏差値がマイナ
スのときは調圧弁４６の開度を大きくする方向に操作す
る。このように、調圧弁４６は温度Ｔ１およびＴ２の期
間内において、蒸気タービン５０へ供給される高圧蒸気
の値を常に一定になるように調整する。

【００２０】図１において、蒸気タービン５０の出力軸
５６は推進装置６０のゼネレータ／モータ９０に接続さ
れる。ゼネレータ／モータ９０はパワーコントロール／
インバータ９２を介してバッテリ９４およびモータ／ゼ
ネレータ９６に電気的に接続される。モータ／ゼネレー
タ９６はオート・トランスミッション９８を介して車輪
１００等の推進手段に連結される。起動時にはゼネレー
タ／モータ９０はバッテリ９４からの電力でモータとし
て機能する。通常運転時にはゼネレータ／モータ９０は
発電機として機能し、パワーコントロール／インバータ
９２を介してモータ／ゼネレータ９６を駆動し、車輪１
００を駆動する。車輌の減速時に車輪１００からの回生
ブレーキはモータ／ゼネレータ９６を発電機として機能
させ、パワーコントロール／インバータ９２を介してバ
ッテリ９４を充電する。この時、蒸発器１４の加熱手段
３４および制御弁４０は制御装置８０によりオフされて
燃料の消費は停止される。しかしながら、加熱手段がオ
フされた場合でも、蓄熱材２２の蓄熱により高圧蒸気は
継続的に生成されるため、蒸気タービン５０の運転を継
続してゼネレータ／モータ９０を発電させて、パワーコ
ントロール／インバータ９２を介してバッテリ９４を充
電する。このように、減速時にはゼネレータ／モータ９
０およびモータ／ゼネレータ９６の双方からバッテリ９
４に電気が蓄えられる。車輌の最高出力時にはゼネレー
タ／モータ９０からの電力とバッテリ９４との電力によ
りモータ／ゼネレータ９６を駆動する。この結果、蒸気
タービンは超低燃費で安定した回転数で駆動されるた
め、有害排出物も少なくなる。しかも、蓄熱材の加熱に
は圧縮天然ガス、液化天然ガス、あるいはメタノールな
どのクリーン燃料も利用できるため、排出ガスの大幅な
クリーン化が可能となる。なお、蒸気タービンの入口側
と吐出側はクローズドシステムに連結されているためタ
ービン騒音が極めて低い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高効率推
進システムでは低沸点混合有機溶媒をクローズドシステ
ムに封入して、クローズドシステムに高効率の蒸気ター
ビン、蒸発器および冷却手段を配置して低温エネルギー
で高圧蒸気を発生させ、これにより蒸気タービンを駆動
することにより、小型軽量、低コスト、低騒音ならびに
低燃費を実現可能とし、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高効率推進システムの系統図であ
る。

【図２】図１の蒸発器の１例を示す断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。

【図４】図１の蒸気タービンの断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線の断面図である。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。

【図７】図４のステータとタービンロータとの相対位置
を示す図である。

【図８】図５のステータの変形例を示す平面図である。

【図９】図６のタービンロータの変形例を示す平面図で
ある。

【図１０】図１の制御装置の内部構成を示すブロック図
である。

【図１１】図１の蒸発器の温度制御範囲とドライブ信号
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１車輌２４円筒ケーシ
ング１０推進システム２６煙管１２クローズドシステム２８蓄熱ボー
ル１４蒸発器３０熱媒１６ハウジング３２燃焼室１８断熱材３４バーナ２０蒸発管３６ブロワー２２蓄熱材３８燃料タン
ク４０制御弁６８冷却手段４２点火プラグ７０冷却水ポ
ンプ４４再生器７２ラジエー
タ４６調圧弁８０制御装置５０蒸気タービン８１入力装置５２タービンハウジング８４温度セン
サー５２ａ、５２ａ’ 噴射ノズル８６圧力セン
サー５３ステータ９０ゼネレー
タ／モータ５４ステータ９２パワーコ
ントロール５５タービンロータ９４バッテリ５６出力軸９６モータ／
ゼネレータ６０推進装置９８オートマ
チックトランスミッ６４凝縮器ション６６昇圧ポンプ１００推進手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低沸点の混合有機溶媒からなる作動流体を
封入したクローズドシステムと、作動流体を加熱して高
圧蒸気を発生させる蓄熱材および蓄熱材を加熱する加熱
手段ならびに蓄熱材の温度を検出して温度信号を出力す
る温度センサーを備えた蒸発器と、高圧蒸気により駆動
される蒸気タービンと、蒸気タービンにより駆動される
推進装置と、タービン排気を冷却液化して蒸発器に循環
させる冷却手段と、温度信号に応答して加熱手段を間欠
運転することにより蓄熱材を予め定められた温度領域に
制御する制御装置とを備えた高効率推進システム。
【請求項２】請求項１において、混合有機溶媒が７５〜
９５重量％のメチルアルコールと５〜２５重量％のアン
モニアからなる高効率推進システム。
【請求項３】請求項１または２において、蒸気タービン
が蒸発器に連通していて高圧蒸気を速度エネルギーに変
換するノズル手段と、高速蒸気の旋回流を生じさせる旋
回流発生手段を備えたラジアル面を有するステータと、
ステータ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、案内溝手段に配置された複数のタ
ービン動翼を備える高効率推進システム。
【請求項４】請求項３において、旋回流発生手段がステ
ータのラジアル面に形成された環状旋回通路と、環状旋
回通路内に形成された複数の案内翼とを備える高効率推
進システム。
【請求項５】請求項３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ようにラジアル面に形成
されていて案内翼として機能するスパイラル旋回通路を
備え、タービンロータがスパイラル旋回通路に対面する
案内溝手段を備え、案内溝手段に複数のタービン動翼が
形成されている高効率推進システム。
【請求項６】請求項３において、冷却手段が冷却水によ
り蒸気タービンの排気を冷却液化する凝縮器と、液相の
作動流体を蒸発器に圧送する昇圧ポンプと、冷却水を冷
却するラジエータと、凝縮器とラジエータとの間で冷却
水を循環する冷却水ポンプを備えた高効率推進システ
ム。
【請求項７】請求項１または２において、蒸発器と冷却
手段との間に配置された再生器を備え、再生器が蒸発器
の廃熱により液相の作動流体を加熱する高効率推進シス
テム。
【請求項８】請求項１または２において、推進装置が蒸
気タービンにより駆動されるゼネレータ／モータと、ゼ
ネレータ／モータにより駆動されるモータ／ゼネレータ
と、モータ／ゼネレータに連結された推進手段と、ゼネ
レータ／モータおよびモータ／ゼネレータに接続された
パワーコントロール手段と、パワーコントロール手段に
接続されたバッテリとを備え、推進装置の減速時に同時
にゼネレータ／モータおよびモータ／ゼネレータにより
バッテリを充電する高効率推進システム。
【請求項９】低沸点作動流体を封入したクローズドシス
テムと、作動流体を加熱して高圧蒸気を発生させる蒸発
器と、蒸発器を加熱する加熱手段と、高圧蒸気により駆
動される蒸気タービンと、蒸気タービンにより駆動され
る推進装置と、タービン排気を凝縮液化して蒸発器に循
環させる冷却手段とを備え、蒸気タービンが高圧蒸気を
速度エネルギーに変換する噴射ノズルと、噴射ノズルに
連通していて高速蒸気の旋回流を発生させる旋回流発生
手段を備えたラジアル面を有するステータと、旋回流発
生手段に対面する複数のタービン動翼をラジアル面に備
えたタービンロータとを備える高効率推進システム。
【請求項１０】請求項９において、蒸発器が加熱手段に
より加熱される蓄熱材と、クローズドシステムに連通し
ていて蓄熱材に接触している蒸発管と、蓄熱材を予め定
められた温度領域になるよう加熱手段を間欠運転する制
御装置を備える高効率推進システム。