JPH0617602A

JPH0617602A - 模型用小形ギャードタービン

Info

Publication number: JPH0617602A
Application number: JP20473291A
Authority: JP
Inventors: Kosaku Wada; 耕作和田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-07-19
Filing date: 1991-07-19
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】衝動タービンと反動タービンの両方の性能を相
乗的に発揮することを特徴とし、小形軽量でありながら
非常な高速回転と強力な回転出力が得られる高性能な模
型用小形ギャードタービンを提供する。【構成】円板の円周部の内面側に略三ケ月形の羽根を回
転軸を中心とした放射線上に並列突設してタービン円板
を設け、該タービン円板を密封構成のケーシング内に、
緊密に、また回転軸をもって回転自在に設置し、流体を
高速噴射する噴射ノズルをタービン円板の接線方向（回
転方向）に向け、該円板の円周に近接して設置し、排気
口をタービン円板の内面側と相対したケーシング壁面に
開設し、上記タービン円板の回転軸を減速ギヤを介して
出力軸に連繋した、模型用小形ギャードタービン。【効果】小形軽量で極めて簡単な構成でありながら、高
速回転、高回転出力が得られ、模型用小形タービン機関
としてばかりでなく、他目的にも広く汎用し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小形軽量で極めて簡潔な
構成でありながら、非常な高速回転と強力な回転出力が
得られる小形ギャードタービンに係り、主として、模型
蒸気機関車（公園等で子供を乗せた多数の台車を牽引し
て走る小型模型機関車）、模型船舶、超小型発電機、そ
の他のエンジンとして使用して優れた性能を発揮するも
のである。

【０００２】本発明タービンは半径流タービンに属し、
また、衝動タービンと反動タービンの両機能を保有する
ものである使用流体は蒸気、高温空気、燃焼ガス、水など、タービ
ンに適する流体であれば任意である。

【０００３】

【従来の課題】各種産業用機器に使用される謂わば正式
のタービン機関としては極めて高性能なものが多々存在
する。然し乍ら、模型用として使用されるタービン機関
は、極めて小形で構造簡単なことが要求されるため、そ
の条件に適合するものは少なく、まして、小形かつ構造
簡潔であり乍ら、高速回転性能とそれに基づく強力な回
転出力を有するようなもの、例えば、模型とは言いなが
ら公園等で子供を乗せた多数の台車を牽引して楽々と走
行でき、人を乗せられる位の大きさの模型船舶を航行で
き、或いはキャンプ用などの小形発電機としても使用で
きるような高性能強力なものは未だ存在せず、よって、
そのような模型用小形タービンの開発が課題とされてき
たものである。

【０００４】

【課題を解決する手段】そこで本発明は、円板の円周部
の内面側に略三ケ月形の羽根を回転軸を中心とした放射
線上に並列突設してタービン円板を設け、

【０００５】該タービン円板を密封構成のケーシング内
に、緊密に、また回転軸をもって回転自在に設置し、

【０００６】流体を高速噴射する噴射ノズルをタービン
円板の接線方向（回転方向）に向け、該円板の円周に近
接して設置し、

【０００７】排気口をタービン円板の内面側と相対した
ケーシング壁面に開設し、

【０００８】上記タービン円板の回転軸を減速ギヤを介
して出力軸に連繋した、模型用小形ギャードタービンに
よって、上記課題を解決したものである。

【０００９】また、本発明は上記タービンに用いるター
ビン円板として、円板の円周部の内面側に略三ケ月形の
羽根を回転軸を中心とした放射線上に並列突設したもの
であり、

【００１０】羽根相互間に形成される流路の幅を、吹込
部Ｌ₁、噴出部Ｌ₃、中央部Ｌ₂の順に小に形成したも
のであり、

【００１１】また、羽根の頭部先端を放射線上に位置し
たとき、尾部先端が放射線の上方に位置するように設け
たものである、タービン円板であり、

【００１２】噴射ノズルから噴射する高速流体を羽根の
内面に衝突してタービン円板を回転する衝動タービン作
用と、

【００１３】流路の吹込部Ｌ₁に噴射された高速流体が
狭い中央部Ｌ₂で絞られたのち、膨張しつつ噴出部Ｌ₃
から反回転方向へ高速噴出してタービン円板に反力を及
ぼす反動タービン作用を同時に行うようにしたことを特
徴とする、模型用小形ギャードタービンのタービン円板
を開発して、上記課題を解決したものである。

【００１４】

【実施例】次に本発明の実施例を図面につき説明する
と、図示実施例はタービン円板として複合タービン円板
（２枚のタービン円板を背中合わせに固着一体的に構成
したもの）を使用したものであり、該複合タービンは各
タービン円板に夫々噴射ノズルと排気口を備え、噴射ノ
ズルの切換えによってタービン円板を正、逆回転切換え
できるもので、他は単独タービン円板と同じである。

【００１５】即ち、実施例は、円板１の円周部の内外両
面に略三ケ月形の羽根２（タービンブレード）を回転軸
３を中心とした放射線上に夫々並列突設して、２枚のタ
ービン円板Ａ₁、Ａ₂を背中合わせした構成の複合ター
ビン円板Ａ′を設け、

【００１６】該複合タービン円板Ａ′を密封構成のケー
シング４内に、緊密に、また回転軸３をもって回転自在
に設置し、

【００１７】流体を高速噴射する噴射ノズル５ａ、５ｂ
を各タービン円板Ａ₁、Ａ₂の接線方向（回転方向）に
向け、各タービン円板Ａ₁、Ａ₂の円周に近接して設置
し、

【００１８】排気口６ａ、６ｂを各タービン円板Ａ₁、
Ａ₂の内面側と相対したケーシング４の壁面に開設し、

【００１９】上記複合タービン円板Ａ′の回転軸３を減
速ギヤ７ａを介して出力軸８に連繋して模型用小形正逆
転ギャードタービンを構成したものである。

【００２０】また、タービン円板Ａは、詳細には、円板
１の円周部の内面側に略三ケ月形の羽根２を回転軸を中
心とした放射線Ｂ上に並列突設したものであり、

【００２１】羽根２相互間に形成される流路９の幅を、
吹込部Ｌ₁、噴出部Ｌ₃、中央部Ｌ₂の順に小（Ｌ₁＞
Ｌ₃＞Ｌ₂）に形成したものであり、

【００２２】また、羽根２の頭部２ａ先端を放射線Ｂ上
に位置したとき、尾部２ｂ先端が放射線Ｂの上方に位置
するように設けたものである。

【００２３】而して、図示例の複合タービン円板Ａ′
は、２枚の上記タービン円板Ａ₁、Ａ₂を背中合わせに
固着一体化して設けたものであるが、この例によらず、
１枚の円板１の内外面に羽根２を突設して構成すること
も可である。

【００２４】また、図示例複合タービン円板Ａ′の直径
は４０ｍｍであり、該複合タービン円板Ａ′の外周面
と、それを収めたケーシング４の内周面とのギャップは
０．５ｍｍ以下として、緊密に設置した。なお、図示例
複合タービン円板Ａ′の回転数は毎分４万回転以上であ
る。

【００２５】

【作用】噴射ノズル５ａから高速流体（例、蒸気）を噴
射すると羽根２の内面側に衝突してタービン円板Ａ
₁（即ち、複合タービン円板Ａ′）を時計方向へ回転駆
動する（衝動タービン作用）と同時に、

【００２６】流路９の広い吹込部Ｌ₁に噴射された高速
流体が狭い中央部Ｌ₂で急激に絞られたのち（加圧減
速）広い噴出部Ｌ₃へ向って膨張しつつ（減圧加速）羽
根の角度に案内されて該噴出部Ｌ₃からタービン円板Ａ
₁の反回転方向へ高速噴出し、それがタービン円板Ａ₁
に反力を及ぼして（反動タービン作用）、タービン円板
Ａ₁（即ち、複合タービン円板Ａ′）の回転駆動を強力
に助勢する。流路９を通った流体は排気口６ａから外部
に排出される。

【００２７】実施例で、複合タービン円板Ａ′の回転速
度は毎分４００００回転以上が得られ、よって、それを
減速ギヤ７ａで減速することによって、出力軸８から極
めて強力な回転出力が得られた。

【００２８】また、噴射ノズル５ａの噴射を噴射ノズル
５ｂに切り換えると、タービン円板Ａ₂（即ち、複合タ
ービン円板Ａ′）が反時計方向に回転駆動される。従っ
て、噴射ノズル５ａ、５ｂを切り換え噴射することによ
って、複合タービン円板Ａ′を正転、逆転自在に切り換
え運転し得る。

【００２９】

【効果】以上の如く、本発明は衝動タービンと反動ター
ビンの作用効果が相乗的に発揮されるため、小形軽量で
極めて簡潔な構成でありながら、非常な高速回転とそれ
による極めて強力な回転出力が得られる秀れた特徴があ
る。

【００３０】従って、各種模型用タービン機関としての
みならず、模型用以外の超小型発電機その他に広く汎用
し得るものである。

【００３１】また、複合タービン円板を設けることによ
って、タービン円板の正転、逆転を自在に切り換え運転
し得る特長もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明模型用小形ギャードタービンの実施例の
（イ）は正面図、（ロ）は平面図、（ハ）は背面図、
（ニ）は右側面図。

【図２】分解斜視図。

【図３】図１（ニ）のＣ−Ｃ拡大断面図。

【図４】図３の一部拡大説明図。

【符号の説明】

Ａ₁、Ａ₂タービン円板Ａ′ 複合タービン円板Ｂ放射線Ｌ₁吹込部Ｌ₂中央部Ｌ₃噴出部１円板２羽根２ａ頭部２ｂ尾部３回転軸４ケーシング５ａ、５ｂ噴射ノズル６ａ、６ｂ排気口７ａ減速ギヤ７ギヤボックス８出力軸９流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板の円周部の内面側に略三ケ月形の羽根
を回転軸を中心とした放射線上に並列突設してタービン
円板を設け、該タービン円板を密封構成のケーシング内に、緊密に、
また回転軸をもって回転自在に設置し、流体を高速噴射する噴射ノズルをタービン円板の接線方
向（回転方向）に向け、該円板の円周に近接して設置
し、排気口をタービン円板の内面側と相対したケーシング壁
面に開設し、上記タービン円板の回転軸を減速ギヤを介して出力軸に
連繋した、模型用小形ギャードタービン。
【請求項２】円板の円周部の内面側に略三ケ月形の羽根
を回転軸を中心とした放射線上に並列突設したものであ
り、羽根相互間に形成される流路の幅を、吹込部、噴出部、
中央部の順に小に形成したものであり、また、羽根の頭部先端を放射線上に位置したとき、尾部
先端が放射線の上方に位置するように設けたものであ
る、タービン円板であり、噴射ノズルから噴射する高速流体を羽根の内面に衝突し
てタービン円板を回転する衝動タービン作用と、流路の吹込部に噴射された高速流体が狭い中央部で絞ら
れたのち、膨張しつつ噴出部から反回転方向へ高速噴出
してタービン円板に反力を及ぼす反動タービン作用を同
時に行うようにしたことを特徴とする、模型用小形ギャードタービンのタービン円板。
【請求項３】円板の円周部の内外両面に略三ケ月形の羽
根を回転軸を中心とした放射線上に夫々並列突設して複
合タービン円板を設け、該複合タービン円板を密封構成のケーシング内に、緊密
に、また回転軸をもって回転自在に設置し、流体を高速噴射する噴射ノズルを各タービン円板の接線
方向（回転方向）に向け、各タービン円板の円周に近接
して設置し、排気口を各タービン円板の内面側と相対したケーシング
壁面に開設し、上記複合タービン円板の回転軸を減速ギヤを介して出力
軸に連繋した、請求項１の模型用小形ギャードタービ
ン。
【請求項４】２枚のタービン円板を背中合わせに固着一
体化して複合タービン円板を設けた、請求項１の模型用
小形ギャードタービン。