JPH0718351B2 - タービンエンジン - Google Patents

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焼ガス
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焼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、次いで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
機構を経て出力軸に伝達されると共に該出力伝動機構に
連通させて燃焼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Ａ
と、これに作用ガスとして使用する燃焼ガス発生装置Ｂ
とから成る。軸流ガスタービンＡは第４図で示すように
一端を燃焼ガスの吹出口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１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焼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
焼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１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1a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１の吹出口２から高圧の燃焼ガスを噴
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Ａの作動用燃焼ガス発生装置
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16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に臨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による着火が
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
繰返えしで噴気口22から高圧の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、上記燃焼ガス発生装置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
に使用する燃焼ガス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ものであり、燃焼ガス発
生装置は、圧縮機と燃焼機を兼ねるので、設計上小型で
小馬力を得るに適するエンジンを簡単に得られ、吸気口
と噴気口との開閉制御は共通一個の回動弁で制御させる
ようにしたため、振動と騒音がなく、しかも該クランク
機構と該回動弁とを軸流ガスタービンの出力伝動機構に
連動させて制御させるので、円滑に運転させることがで
き、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
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

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截断側面
図、第８図ａ乃至ｉは第７図のVIII-VIII線で截断した
回動弁の作動を示す截断平面図である。 Ａ……軸流ガスタービン Ｂ……燃焼ガス発生装置 １……タービンのケーシング ２……燃料ガス吹出口 ３……ガス排気口、４……タービン軸 ５……羽根、10……減速歯車機構 14……出力軸、15……クランク機構 16……圧縮室、19……回動弁 21……吸気口、22……噴気口 24……気化器、25……発火栓 26……連管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   焼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焼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。