JP6771226B2 - タービンブレード連続燃焼内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、加圧空気と気化燃料の燃焼ガス爆風を密閉内蔵したタービンブレードに当て回転エネルギーとして取り出す内燃機関に関する。

燃焼ガス正面通過型のジエットエンジンが一般的である。

特開平８−１７７５２１

現在の内燃機関は部品点数多く高度に複雑化し遠隔地の故障等の場合に対処が困難である。シリンダーピストン、クランクシャフト、バルブ等 摩擦抵抗ロスが避けられず、又慣性往復運動による慣性動力のロスが有る。又、重量が重くなり各種金属、油、他複合部品多く資源のムダ使いがある。海洋の船舶回転翼航空機のエンジン故障は生命存続の危険がある。

従来の発想によらない気化燃料燃焼ガスの連続爆風を外殻に対して偏芯軸に取り付けた内蔵タービンブレード空間に吹き付け、更に外殻との隙間空間に放射着火させ暴爆燃焼ガスのエネルギーを回転エネルギーとして取り出す。回転運動は燃料切断時迄も慣性運動により回転する。燃焼時排気ガスは連続放出しながら回転を続ける。本発明の内燃機関は、比較的部品点数が少なく、構造が簡易で高耐久性が望める。潤滑油不要の為、本体の方向性無しで設置出来、応用分野が広く、使用分野にもよるが冷却装置が無くても駆動出来る。単独回転運動の為、摩擦係数及び慣性エネルギーロスが非常に少なく、燃料エネルギー対発生動力エネルギーの比率が高効率の内燃機関である。

本発明によれば、エンジン停止時は単純回転による連続燃焼の為、再始動性が極めて良好である。また、排気ガス浄化が比較的し易く、各分野での多種容量の量産化が出来、化石燃料の節約が図れ地球温暖化対策に寄与するものである。更にノズル変換すれば各種燃料油の他、気体燃料も使用出来る。新たな製作工程及び金属研究、加工技術の競争による経済の活性化が期待される。

本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関の正面内部透過図である。 本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関の側面内部透過図である。 本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関の燃料噴射部の側面内部透過図である。 本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関の燃料噴射部の正面内部拡大図である。

図１及び図２は、本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関のそれぞれ正面内部透過図及び側面内部透過図である。これらの図において、本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関は、気体・燃焼ガスがタービンブレ−ド正面から後方に通過する事により回転力を得る捻転型である従来のタービンブレ−ドとは異なり、図１及び図２の燃焼室外殻４に、若干センタ−回転軸を偏芯させて自由に回転する偏芯パワ−出力シャフト７を備える。更に、回転方向３６０°の中で放射線状に溶融接続して一体化され、回転方向に弓なり形状に反った複数の偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２を内蔵し、両端を耐熱メタル28で支持されており、そのタービンブレ−ド２の先端と燃焼室外殻４内面に形成された隙間からの燃焼ガス噴出を反動力の回転力として取り出し、ピニオンギヤ23及びピニオンギヤ大24を経て回転方向26を得る構造である。

図１及び図２において、燃焼室外殻４と燃焼室１内の偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２を固定する偏芯パワ−出力シャフト７の中心基底部に向けて、燃焼室外殻４の外側中心部に加圧燃料・加圧空気吸入口カバ−２２を貫通して接続した加圧燃料・空気吸入パイプ１９が、同円状に加圧燃料・加圧空気吸入口カバ−８の内部迄貫通した分岐接続加圧燃料・空気吸入パイプ５を有している。図に示すタ−ビン回転時外周ライン１３の通り、偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２の回転接触面から僅かな間隙を有した非接触面位置に配置する構造である。

加圧・吸入方向１０から接続した加圧燃料・空気吸入パイプ５は、偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２方向に分岐配置され、二重構造でパイプの中心部を通り外部依存の磁気式燃料加圧ポンプから加圧供給された燃料をタービンブレードと同数の連続噴射ノズル（点火栓付き）３を通し噴出された気化燃料と加圧空気が同時に噴出・瞬時混合され、バッテリ−電源とする高電圧発生装置を介し接続される図４の３３に表す露出電極間で放電プラズマにより連続点火され、燃焼ガスが送り込まれる燃焼室１を有している。

偏芯パワ−出力シャフト７に全周基底部溶融接続固定されて、偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２間に放電点火され送出され、燃料・空気混合燃焼ガスが中心部より爆発伝播膨張し、全ての偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２間と近接する燃焼室外殻４との僅かな空間燃焼ガス通路１４を燃焼ガスエネルギ−が噴出し、その爆風方向１２の反動力で、偏芯取り付けタ−ビンブレ−ド２が回転方向１１の回転力を発生し、その力を固定されている偏芯パワ−出力シャフト７に伝え外部に回転力を発生する。燃焼室外殻４内に発生した燃焼後の排気ガス９は、その回転により移動し、燃焼室外殻４の狭い空間を過ぎ、偏芯の為に出来ているわずかに広い低圧空間位置に到達すると、燃焼室外殻４に接続固定されているエキゾ−ストライン６を通して外気に放出される。

図３及び図４は燃料連続噴射ノズル(点火栓付き）ノズルコ−ン本体３の詳細図であり、それぞれ本発明のタービンブレード連続燃焼内燃機関の燃料噴射部の側面内部透過図及び正面内部拡大図である。これらの図において、加圧燃料通路３１を中心部に備える加圧燃料・空気吸入パイプ５は二重構造を備え、ノズルコ−ン本体３２の最奥部に配置される噴射ノズル口２９で加圧燃料通路３１から送出される燃料を気化噴出し燃料微粒子３６となり、外部に依存する電源の外部バッテリ−低圧電源をON/OFF制御回路付き高圧トランスを経て絶縁体３４に固定される露出電極＋-３３間を通過し、瞬時に高電圧連続放電により発生する放電プラズマ３５により着火された燃焼ガスは、燃料連続噴射ノズル(点火栓付き）３ から内部に放射され、図１及び図２に示す偏芯タービンブレ−ド２の稼動空間に到達し、急激な火炎膨張により偏芯タービンブレ−ド２が回転運動を起こす。

車両に積載し、電気自動車との主機エンジンとして組合せ、航続距離の延長を図る。船舶に利用し遠隔地域での安全航行に寄与する。回転翼式航空機に採用し、その安定した駆動能力を生かし、トラブル時に安全に不時着陸を可能とする。発電所、各種工場の静音特性を生かし安定した動力源として活用する。
水素ガス、メタンガス等の気体燃料も使え、多岐の燃料消費が図られ、国力の安定化に寄与する。

1 燃焼室
2 偏芯タービンブレード
3 燃料連続噴射ノズル(点火栓付き）
4 燃焼室 外殻
5 加圧燃料・空気吸入パイプ
6 エキゾーストライン
7 偏芯パワー出力シャフト
8 燃料吸入口カバー
9 排気ガス
10 加圧吸気・燃料吸入方向
11 回転方向
12 爆風方向
13 タービン回転時外周ライン
14 燃焼済み排気ガス通路
15 燃焼室
16 偏芯タービンブレード
17 燃焼ガス 通路
18 燃焼室 外殻
19 加圧燃料・加圧空気吸入パイプ
20 エキゾーストライン
21 偏芯パワー出力シャフト
22 加圧燃料・加圧空気吸入口カバ
23 ピニオンギヤ 小
24 ピニオンギヤ 大
25 最終出力シャフト
26 回転方向
27 排気ガス
28 耐熱メタル
29 加圧燃料ノズル口
30 加圧空気吸気通路
31 加圧燃料通路
32 噴射ノズルコ−ン
33 高圧連続放電 露出電極 + -
34 絶縁材
35 高圧連続プラズマ放電
36 燃料微粒子着火燃焼ガス

Claims (2)

1. 円筒形の燃焼室と、該燃焼室を貫通し外部で２つの耐熱メタルにより支持され、燃焼室の中心軸から偏芯した偏芯パワ
   ー出力シャフトと、該偏芯パワー出力シャフトの周面に、偏芯パワー出力シャフトの回転方向に対し弓なりに反って設
   けられた複数のタービンブレードと、前記燃焼室に加圧燃料・加圧空気を送り込むための加圧燃料・空気吸入パイプと、
   高電圧電極を有する前記タービンブレードと同数の燃料噴射ノズルと、燃料燃焼後の排気ガスを排するためのエギゾー
   ストラインとを備えたことを特徴とするタービンブレード連続燃焼内燃機関。
2. 前記複数の燃料噴射ノズルは、加圧燃料通路を中心部に有する二重構造の加圧空気吸気通路を備えたノズルコ−ン本体の最奥部に配置される噴射ノズルであって、加圧燃料通路から送出される燃料を気化噴出し、露出電極+と露出電極−間に印加される高電圧により発生する放電プラズマにより燃焼ガスに着火することを特徴とする請求項1に記載のタービンブレード連続燃焼
   内燃機関。

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