JPH1018860A - 磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全動翼ガスタービン及び全動翼蒸気タービン
を最適に実用化することを目的とする。 【解決手段】 歯車装置の歯車の歯に換えて、磁石のＮ
極およびＳ極を交互に設けて構成した着磁車装置を磁気
動力伝達装置として、通常の軸流タービンロータや軸流
圧縮機ロータを内側軸装置に含めて、通常の静翼を動翼
に置換した外側タービン動翼群や外側圧縮機動翼群を互
いに反対方向に回転する外側軸装置に含めて、内側軸装
置と外側軸装置を磁気動力伝達装置により適宜に結合す
ることにより、それぞれの回転速度比を最適に選定する
と共に、異極は引き合い同極は反発する磁石の引力及び
反発力により振動を低減して、２重反転翼間相対速度を
２倍に近づけることにより、速度限界を越える事なくタ
ービン径等を２倍にして流路断面積を４倍にして大トル
ク大出力高効率の全動翼ガスタービン及び全動翼蒸気タ
ービンの実用化を図ります。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内側動翼軸装置と
外側動翼軸装置を任意の回転比で互いに反対方向に回転
させる磁気動力伝達装置を具備して、全動翼蒸気タービ
ン及び全動翼ガスタービンを構成させた、エネルギ変換
方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平６−７４７７１号公報には、軸流
タービンの静翼及び軸流圧縮機の静翼を動翼に置換した
高バイパス比ターボファンエンジンに於いて、互いに反
対方向に回転する外側動翼軸装置と内側動翼軸装置の２
重反転回転速度を、それぞれ最適化して回転方向を減速
一致させる減速歯車装置が開示されている。即ち、減速
歯車装置を使用するため、減速歯車に固有の低効率及び
熱的損失による、大型でかつ効率の悪い潤滑油冷却器及
び潤滑油を必要とする。又、高バイパス比ターボファン
エンジン、即ち約８：１以上のバイパス比を有するター
ボファンエンジンは、重く高価なものとなり易く、出力
タービンと称せられる低速・低圧ファン駆動タービン及
び、低速軸流圧縮機のそれぞれが熱力学的出力サイクル
によって示される必要な空気力学的仕事量を達成するた
め、それぞれ多くの段数を必要とし、又、低速軸流圧縮
機は回転速度が比較的低い場合、重大な結氷の問題を生
ずる。旨の記載がある。又、特願平８−８０４０７・全
動翼タービンを含む磁気動力伝達方法及び装置の明細書
には、歯車装置の歯車の歯に換えて、磁極のＮ極及びＳ
極を交互に設けて、歯車に換えて着磁車を構成させて、
歯車装置に換えて磁気動力伝達装置を使用することを記
載している。又、特願平８−４１９９８及び特願平６−
３３０８６２の明細書には、全動翼タービン及び全動翼
圧縮機の構成について記載している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、特願平８−８０４０７の明細書に記載の減速歯車装
置等の歯車装置の歯車に換えて着磁車を使用した、磁気
動力変速装置等の磁気動力伝達装置を採用して、応力に
よるタービン速度限界を越えることなく／及び全動翼ガ
スタービンの回転出力を２重反転磁気動力伝達装置や磁
気動力減速装置等の磁気動力伝達装置を含めて伝達し
て、互いに反対方向に回転する外側軸装置と内側軸装置
の回転速度比を最適化した全動翼ガスタービンエンジン
の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法及び装置を
提供することである。本発明の他の目的は、上記同様に
減速歯車装置等の歯車装置の歯車に換えて着磁車を使用
した、磁気動力伝達装置を採用して、タービン速度限界
を越えることなく／及び全動翼蒸気タービンの回転出力
を２重反転磁気動力伝達装置等の磁気動力伝達装置を含
めて伝達して、互いに反対方向に回転する内側軸装置と
外側軸装置の回転速度比を最適化した全動翼蒸気タービ
ンの磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法及び装置
を提供することである。本発明の他の目的は、自動車を
手で押して移動する場合、ブレーキを引いた状態で押す
と非常に疲れますが仕事量は０であり、ブレーキを解除
して押すと容易に移動できます。即ち、タービンや圧縮
機に静翼があると非常な大損失となるため、全動翼ガス
タービン及び全動翼蒸気タービンを実用化するための磁
気動力伝達装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、全動翼ガスタ
ービン及び全動翼蒸気タービンの、互いに反対方向に回
転する外側軸装置と内側軸装置と必要に応じて第３の軸
装置の２軸乃至５軸の回転速度比を最適化すると共に、
潤滑油を使用しない超高速動力伝達方法及び装置とする
ため、歯車装置の歯車の歯に換えて磁極のＮ極及びＳ極
を交互に設けて着磁車及び着磁車装置として、異極は引
き合い同極は反発する、その引力及び反発力により動力
を伝達すると共に振動を抑制する磁気動力伝達装置（以
後磁気動力伝達装置と称す）を採用します。即ち磁気動
力伝達装置は、摩擦熱が極少のため潤滑油が不用なのに
加えて、磁極の数も半径方向及び軸方向に最少の重量増
大で限りなく増大可能で、複数箇所に取り付けて異極は
引き合う引力により振動の大幅抑制が可能なため、全動
翼ガスタービン及び全動翼蒸気タービンを実用化すると
共に、磁気動力伝達装置を含めることにより、軽量化し
ながら振動を抑制するエネルギ変換方法及び装置としま
す。従って、全動翼ガスタービン及び全動翼蒸気タービ
ンを実用化することにより、応力によるタービンの回転
速度限界を越えることなく翼間の相対速度を２倍に近づ
けて、構造が簡単で大出力及び／又は、回転半径を２倍
にして流路断面積を４倍にすることで大トルク大出力で
熱効率の飛躍的に良好な、全動翼ガスタービン及び全動
翼蒸気タービン用のエネルギ変換方法及び装置を提供し
ます。

【０００５】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明するが、図１の第１実施例とその
構成が略同じ部分には同一の名称又は符号を付してその
説明は省略し、特徴的な部分や説明不足部分は順次説明
する。図１の第１実施例は、通常のガスタービンロータ
を内側圧縮機動翼胴装置及び内側タービン動翼胴装置を
含む内側軸装置として、通常の軸流圧縮機及び軸流ター
ビンの静翼をそれぞれ動翼に置換して、反対回転する外
側圧縮機動翼胴装置及び外側タービン動翼胴装置を含む
外側軸装置とした、２重反転全動翼ガスタービンの全動
翼ターボジェットエンジンで、１段圧縮機動翼群１及び
奇数段圧縮機動翼群２及び終段圧縮機動翼群３を、わず
かにテーパを有する円筒形の外側動翼胴１１より半径方
向内向きに設けて外側動翼胴装置を構成し、１段タービ
ン動翼群４及び終段タービン動翼群６又は／奇数段ター
ビン動翼群５及び終段タービン動翼群６を、わずかにテ
ーパを有する円筒形の外側動翼胴１１より半径方向内向
きに設けて外側タービン動翼胴装置を構成して、１段圧
縮機動翼群１より外側軸装置を伸長して上流の磁気動力
伝達装置に結合し、終段圧縮機動翼群３及び１段タービ
ン動翼群４より外側軸装置を伸長して中間の磁気動力伝
達装置に結合して、終段圧縮機動翼群３に環状に設けた
環状の圧縮機出口７と１段タービン動翼群４に燃焼ガス
を噴射する環状に設けた環状のタービン入口ノズル８の
間に燃焼器を設けます。内側動翼胴装置及び内側タービ
ン動翼胴装置は通常の動翼をそのまま使用してもよく偶
数段圧縮機動翼群９を略円錐形に湾曲した内側動翼胴の
半径方向外向きに設けて内側動翼胴装置を構成させて、
偶数段タービン動翼群１０を略円錐形に湾曲した内側タ
ービン動翼胴の半径方向外向きに設けて内側タービン動
翼胴装置を構成させて、２段圧縮機動翼群９より内側軸
装置を伸長して上流の磁気動力伝達装置に結合すると共
に外側軸装置に枢支して、偶数終段圧縮機動翼群９及び
２段タービン動翼群１０より内側軸装置を伸長して中間
の磁気動力伝達装置に結合すると共に本体静止部に枢支
された外側軸装置に枢支して、偶数終段タービン動翼群
１０より内側軸装置を下流側に伸長して外側軸装置に枢
支して、上流の磁気動力伝達装置及び中間の磁気動力伝
達装置により振動を抑制しながら、全動翼圧縮機側内側
軸装置及び外側軸装置及び全動翼タービン側内側軸装置
及び外側軸装置の回転速度比を最適化します。

【０００６】従って下流にも磁気動力伝達装置を追加し
て／又は中間の磁気動力伝達装置のみにより同様に振動
を抑制しながら４軸の回転速度比を最適化してもよく、
上流の磁気動力伝達装置のみ又は下流の磁気動力伝達装
置のみにより振動を抑制しながら２軸に結合して外側軸
装置と内側軸装置の回転速度比を用途に合わせて最適化
して、燃焼ガスの噴流を効率良く最適化した少なくとも
１組以上の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法及
び装置とします。即ち、第１実施例は応力によるタービ
ンの速度限界を越えることなく、全動翼タービンとする
ことにより２重反転動翼間の相対速度を２倍に近づける
ことにより、ターボジェットの噴出速度を低減すること
なくタービンの動翼段数を２倍以上として大回転出力を
発生するのに加えて、圧縮機側でも仕事をしない静翼を
動翼に置換するため、応力による軸流圧縮機の速度限界
を越えることなく全動翼圧縮機とすることにより２重反
転動翼間の相対速度を２倍に近づけることにより、同一
圧縮空気圧力を得る軸流圧縮機の長さを半分以下の飛躍
的に効率の良い軸流圧縮機とするための効果に加えて振
動を低減する大きな効果があります。

【０００７】図２の第２実施例は、図１の全動翼圧縮機
の上流にファン部分を構成させて、上流の磁気動力伝達
装置及び中間の磁気動力伝達装置により振動を抑制しな
がら、全動翼圧縮機側内側軸装置及び同外側軸装置及び
全動翼タービン側内側軸装置及び同外側軸装置及び全動
翼圧縮機の上流ファン部分の５軸又は、内側軸装置及び
外側軸装置及び上流ファン部分の３軸それぞれの回転速
度比を最適化した全動翼ターボファンエンジンとしま
す。更に、外側動翼胴装置の外周にも外周ファンを適宜
に設けて、上流ファン部分と互いに反対方向に回転する
２重反転ターボファンエンジンとして、全動翼圧縮機側
内側軸装置及び外周ファンを含む外側軸装置及び全動翼
タービン側内側軸装置及び同外側軸装置及び全動翼圧縮
機の上流ファン部分の５軸又は３軸のそれぞれの回転速
度比を最適化した全動翼２重反転ターボフアンエンジン
又は全動翼ターボファンエンシン用の少なくとも１組以
上の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法及び装置
とします。例えば従来の技術として特公平６−７４７７
１号公報には、軸流タービンの静翼及び軸流圧縮機の静
翼を動翼に置換した高バイパス比ターボファンエンシン
が開示されている。即ち、減速歯車装置を使用するた
め、減速歯車に固有の低効率及び熱的損失により、大型
でかつ効率の悪い潤滑油冷却器を必要とし、出力タービ
ンと称せられる低速・低圧ファン駆動タービン及び低速
軸流圧縮機の各々がそれぞれ多くの段数を必要とするた
め重く高価なものになり易い旨の記載がある。従って減
速歯車装置に換えて潤滑油冷却器が不用な磁気動力伝達
装置を大幅に使用して、全動翼圧縮機及び全動翼タービ
ン及び各種ファンの段数及び回転数を最適化すると共に
振動も低減するものです。

【０００８】図３の第３実施例は、図１の全動翼圧縮機
の外側動翼胴装置の外周に外周プロペラを適宜に設けて
全動翼ターボプロップエンジンとして、全動翼圧縮機側
内側軸装置及び外周プロペラを含む外側軸装置及び全動
翼タービン側内側軸装置及び同外側軸装置の内外２軸乃
至４軸それぞれの回転速度比を最適化した全動翼ターボ
プロップエンジン用の少なくとも１組以上の磁気動力伝
達装置を含むエネルギ変換方法及び装置としたもので
す。又は図１の全動翼圧縮機の上流に磁気動力伝達装置
を介して上流にプロペラ部分を構成させて全動翼ターボ
プロップエンジンとして、全動翼圧縮機側内側軸装置及
び同外側軸装置及び全動翼タービン側内側軸装置及び同
外側軸装置及び全動翼圧縮機の上流プロペラ部分の３軸
乃至５軸それぞれの回転速度比を最適化した全動翼ター
ボプロップエンジン用の少なくとも１組以上の磁気動力
伝達装置を含むエネルギ変換方法及び装置としたもので
す。即ち、磁気動力伝達装置を使用して全動翼圧縮機及
び全動翼タービンの段数をそれぞれ最適化して振動を低
減すると共に、２軸乃至５軸のそれぞれの回転速度比を
最適化した全動翼ターボプロップエンジンを提供しま
す。

【０００９】図４の第４実施例は、図１の全動翼圧縮機
の上流側に磁気動力伝達装置を介して、上流に出力軸部
分及びヘリコプタロータ部分を構成させて全動翼ターボ
シャフトエンジンとして、全動翼圧縮機側内側軸装置及
び同外側軸装置及び全動翼タービン側内側軸装置及び同
外側軸装置及びヘリコプタロータ部分を含む出力軸部分
のそれぞれの回転速度比を少なくとも１組以上の（図で
は２組）磁気動力伝達装置により最適化した全動翼ター
ボシャフトエンジン用の磁気動力伝達装置を含むエネル
ギ変換方法及び装置としたものです。即ち、磁気動力伝
達装置を使用して全動翼圧縮機及び全動翼タービンの段
数をそれぞれ最適化すると共に、３軸乃至５軸のそれぞ
れの回転速度比を最適化すると共に振動を低減した全動
翼ターボシャフトエンジンを提供します。

【００１０】図５の第５実施例は、図１の全動翼タービ
ンの下流側に磁気動力伝達装置を介して下流出力軸部分
を構成させて、全動翼陸用ガスタービン又は全動翼舶用
ガスタービンとして、内側軸装置及び外側軸装置及び下
流出力軸部分の振動を低減すると共にそれぞれの回転速
度比を、少なくとも１組以上の（図は２組）磁気動力伝
達装置により最適化した全動翼陸用ガスタービンエンジ
ン又は全動翼舶用ガスタービンエンジン用の磁気動力伝
達装置を含むエネルギ変換方法及び装置としたもので
す。以上図１の全動翼ガスタービンを便宜上引用して第
２実施例から第５実施例まで説明しましたが、全動翼圧
縮機及び全動翼タービンの段数は大幅な増減が可能なこ
とは勿論であり、追加的な利点及び変型は当業者によっ
て容易であり、本発明は特定の詳細事項及び図示した実
施例に限定するものではない。

【００１１】 （請１９⇒）図６を参照して第６実施例
を説明すると、図１の全動翼タービンを全動翼蒸気ター
ビンに置換したもので、その部分の構成は略同様に構成
されて燃焼器部分が蒸気入口及び蒸気噴射口に置換され
ます。即ち、通常の蒸気タービンロータと略同様に構成
された内側タービン動翼胴装置より左右に伸びてそれぞ
れ外側ケースに枢支された内側軸装置と、従来技術の静
翼を動翼に置換するための内側軸装置の反対方向に回転
する外側動翼胴（１１）より半径方向内方に伸びる奇数
段タービン動翼群５で構成する外側タービン動翼胴装置
と、該１段タービン動翼群４及び該終段タービン動翼群
６から内側軸装置に枢支されて左右に伸びる外側軸装置
と、互いに反対方向に回転する内側タービン動翼胴装置
と外側タービン動翼胴装置との２重反転回転速度比を最
適に選定すると共に、外側軸装置の回転出力方向を内側
軸装置の回転出力方向に統一する磁気動力伝達装置を少
なくとも１組以上設けて（図６では２組）内側軸装置と
外側軸装置をそれぞれその部分で結合して、異極は引き
合い同極は反発する磁石の引力及び反発力により振動を
抑制した全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を含
むエネルギ変換方法及び装置とします。即ち、磁気動力
伝達装置を使用して全動翼蒸気タービンに最適の段数及
び２軸の回転速度比を最適化して振動を低減します。

【００１２】従来技術のタービン静翼をタービン動翼に
置換する外側タービン動翼胴装置は、外周の外側動翼胴
１１をテーパと内方に突出するやや小径の突出端部を有
する略円筒状として、その内部に半径方向内向きに多数
のタービン翼を突設して奇数段タービン動翼群５とし
て、奇数段毎に軸方向及び半径方向に分割可能な環状の
奇数段タービン動翼群５を適宜に必要段数設けて、１段
タービン動翼群４より任意の軸方向凹凸による通常の組
み立てとして終段タービン動翼群６を外側動翼胴１１に
締め付けて外側タービン動翼胴装置を構成させると共
に、偶数段タービン動翼群１０で構成された内側タービ
ン動翼胴装置と２重反転全動翼タービンを構成させま
す。全動翼タービンを収容する外側ケースの前部には、
通常の如く１段タービン動翼群４に蒸気を噴射して出力
を発生させるための多数の蒸気噴射口及び蒸気溜まり１
４をそれぞれ環状に設けて蒸気入口に連絡し、少なくと
も１組以上の磁気動力伝達装置を具備して振動を低減し
て２重反転回転速度比を最適化し、下流側後部には通常
の如く環状の排気部及び排気出口を設けます。磁気動力
伝達装置を少なくとも１組以上外側ケースの前部又は下
流側後部に設けて、内側軸装置を外側ケースの前部及び
下流側後部に枢支して、外側ケースと全動翼タービンと
の間にラビリンス気止め装置１３を含めて適宜に通常の
気止め装置を設けて、全動翼蒸気タービン用の磁気動力
伝達装置を含むエネルギ変換方法及び装置とします。

【００１３】図７を参照して第７実施例を説明すると、
図６の全動翼蒸気タービンを対向に連結して対向流全動
翼蒸気タービンにしたものです。即ち、通常のタービン
ロータと略同様に構成された内側タービン動翼胴装置及
び内側軸装置を対向に設けて、その左右両側及び中央側
に内側軸装置を延長して中央フランジ部で連結し、左右
両側を磁気動力伝達装置を含めてそれぞれ外側ケースに
枢支して、通常の蒸気タービン静翼を動翼に置換するた
め、内側軸装置の反対方向に回転する外側動翼胴１１よ
り半径方向内向きに伸びる奇数段タービン動翼群５で構
成する外側タービン動翼胴装置の、１段タービン動翼群
４及び終段タービン動翼群６から左右及び中央側に伸び
て内側軸装置に枢支されると共に磁気動力伝達装置によ
り内側軸装置に結合される外側軸装置を、少なくとも２
組以上の磁気動力伝達装置により結合して２重反転回転
速度比を最適化し、異極は引き合い同極は反発する磁石
の引力及び反発力により振動を抑制すると共に、互いに
反対方向に回転する外側軸装置の回転出力方向を内側軸
装置の回転出力方向に変換して出力を発生する、対向流
全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を含むエネル
ギ変換方法及び装置とします。

【００１４】対向流全動翼タービンを収容する外側ケー
スは、中央上部に蒸気入口を設けて環状の蒸気溜り１４
に連絡し、そこから左右に分岐させて１段タービン動翼
群４に蒸気を噴射して回転出力を発生させるため、多数
の蒸気噴射口を環状に対向にそれぞれ通常の如く設け
て、少なくとも２組以上の磁気動力伝達装置を具備して
外側軸装置と内側軸装置をそれぞれ外側ケースの下流側
左右後部に枢支して、外側ケースと対向流全動翼タービ
ンとの間にラビリンス気止め装置１３を含めて適宜に通
常の気止め装置を設けて、対向流蒸気の推力をバランス
した対向流全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を
含むエネルギ変換方法及び装置とします。即ち、磁気動
力伝達装置を含めることにより外側軸装置と内側軸装置
の２重反転回転速度比を最適化すると共に、振動を低減
して実用化を可能にします。

【００１５】図８を参照して第８実施例を説明すると、
大型発電設備のように大出力を発生させる場合は、全動
翼蒸気タービン及び対向流全動翼蒸気タービンを適宜に
高圧全動翼蒸気タービン及び中圧全動翼蒸気タービン及
び低圧全動翼蒸気タービン等として、それぞれ磁気動力
伝達装置を設けて外側軸装置の回転出力方向を内側軸装
置の回転出力方向に変換統一して、少なくとも２台以上
の串形に連結して通常の如く並列も含めて発電機等の出
力エネルギに変換すると共に、異極は引き合い同極は反
発する磁石の引力及び反発力により振動を低減する串形
連結全動翼蒸気タービン用又は串形連結対向流全動翼蒸
気タービン用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方
法及び装置とします。即ち、磁気動力伝達装置をふくめ
ることにより２重反転回転速度比を最適化すると共に、
応力によるタービンの回転速度限界を越えることなく翼
間の相対速度を２倍に近づけられるため、タービン径を
２倍にして蒸気流路断面積を４倍にすることが可能にな
り、大トルク大出力で振動の少ない大型発電設備を得る
ためにも大きな効果があります。

【００１６】図９・図１０・図１１を参照して歯車装置
の歯車の歯に換えて磁極のＮ極及びＳ極を交互に設けた
着磁車（以後Ｎ極及びＳ極を交互に設けたものを着磁車
と称し各種着磁車装置を磁気動力伝達装置とも称す）を
説明すると、互いに反対方向に回転する外側軸装置と内
側軸装置の回転速度比を最適化して、外側軸装置の回転
出力方向を内側軸装置の回転出力方向に統一する２重反
転着磁車装置を、本体静止部に枢支された内側軸装置に
外嵌する外側軸装置に固着された第１主動内着磁車の回
転により、その内周に回転自在に適宜に接近又は圧接触
する円筒外周部１６及び中空部１５を設けた複数（図は
４箇）の第１従動着磁車が回転し、その第１従動着磁車
を固着して本体静止部に枢支された支軸Ａの他端に固着
された複数の中空部１５及び円筒外周部１６を設けた第
２主動着磁車も回転し、その第２主動着磁車の回転によ
りその外周に適宜に接近又は圧接触する環状の中空部１
５及び円筒外周部１６を設けた第２従動着磁車が回転し
て、第２従動着磁車を固着した内側軸装置が回転しで、
外側軸装置との間に２重反転着磁車装置を構成した磁気
動力伝達方法及び装置とします。

【００１７】減速着磁車装置は、２重反転着磁車装置に
より内側軸装置の回転出力方向に統一された回転出力
を、内側軸装置の右端に固着されて環状の中空部１５及
び円筒外周部１６を有する第３主動着磁車の回転出力と
して、第３主動着磁車の回転によりその円筒外周１６に
適宜に接近又は圧力接触する複数の本体静止部に回転自
在に枢支された支軸Ｂに固着された中空部１５及び円筒
外周部１６を有する第３従動着磁車が回転し、その回転
により支軸Ｂの右端に固着された複数の第４主動着磁車
も回転し、その回転によりその円筒外周部１６に適宜に
接近又は圧力接触する円筒外周部１６及び環状の中空部
１５を有して第３軸装置に固着された第４従動着磁車が
回転するため、内側軸装置と第３軸装置との間に減速着
磁車装置を構成させて磁気動力伝達方法及び装置としま
す。即ち、減速着磁車装置も大幅減速の場合は、チェン
ブロックに使用されているキャプスタンギヤの外周内歯
車を固定したものと同構成の、キャプスタン減速着磁車
装置が当業者により容易に製作可能であり、又、環状の
中空部１５及び円筒外周部１６は軽量大径化を図るもの
で軽量大動力伝達を目的とした磁気動力伝達方法及び装
置を提供するものであります。

【００１８】

【発明の効果】自動車を手で押して移動する場合、通常
は比較的容易に移動できますが、ブレーキを引いて移動
すると疲労は極限まで増大します。ターボジェットエン
ジンの場合も同様に、タービン静翼は回転出力を発生し
ないのに加えて燃焼ガスの噴射速度を大幅に低減するた
め大損失となり、軸流圧縮機の場合は仕事をしない静翼
が多段に設けられるため、タービン以上に非能率な圧縮
仕事となるため、いずれの場合も静翼を全部動翼に置換
することが急務となります。従って、通常の静翼を動翼
に置換した外側圧縮機動翼胴装置及び外側タービン動翼
胴装置として、それぞれの回転速度比を最適化すると共
に応力による回転速度限界を越えることなく回転出力を
配分する手段が必須となります。しかし従来技術では歯
車装置を使用するため、低効率及び熱的損失による大型
で効率の悪い潤滑油冷却器及び非常に困難な超高速動力
伝達を必要とするため、実用化が非常に困難であった。
即ち、歯車装置に換えて磁気動力伝達装置を含めること
により、潤滑油を使用しない動力の伝達方法や超高速大
回転半径の動力伝達方法及び装置を可能にして、航空用
全動翼ガスタービンエンジン及び陸用・舶用全動翼ガス
タービンエンジン及び陸用・舶用全動翼蒸気タービンの
実用化を可能するために大きな効果があります。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気動力伝達装置を含む全動翼ターボジェット
エンジンを説明する断面図。

【図２】磁気動力伝達装置を含む全動翼ターボファンエ
ンジン及び全動翼２重反転ターボファンエンジンを説明
する断面図。

【図３】磁気動力伝達装置を含む全動翼ターボプロップ
エンジンの２例を説明する断面図。

【図４】磁気動力伝達装置を含む全動翼ターボシャフト
エンジンを説明する断面図

【図５】磁気動力伝達装置を含む全動翼陸用ガスタービ
ンエンジン及び全動翼舶用ガスタービンエンジンを説明
する断面図。

【図６】磁気動力伝達装置を含む全動翼蒸気タービンを
説明する断面図。

【図７】磁気動力伝達装置を含む対向流全動翼蒸気ター
ビンを説明する断面図。

【図８】磁気動力伝達装置を含む全動翼蒸気タービン又
は対向流全動翼蒸気タービンの連結方法を説明する図で
ある。

【図９】２重反転着磁車装置と減速着磁車装置を連結し
た磁気動力伝達装置を説明するための一部断面図であ
る。

【図１０】図９の二重反転着磁車装置を説明するための
Ａ−Λ視図及びＢ−Ｂ視図である。

【図１１】図９の減速着磁車装置を説明するためのＣ−
Ｃ視図及びＤ−Ｄ視図である。

【符号の説明】

１：１段圧縮機動翼群 ２：奇数段圧縮機動翼群
３：終段圧縮機動翼群 ４：１段タービン動翼群 ５：奇数段タービン動翼群
６：終段タービン動翼群 ７：環状の圧縮機出口
８：環状のタービン入口ノズル ９：偶数段圧縮機動翼群 １０：偶数段タービン動翼
群 １１：外側動翼胴 １３：ラビリンス気止め装
置 １４：蒸気溜まり １５環状の中空部 １６：円筒外周部

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに反対方向に回転する外側動翼胴装
   置及び内側動翼胴装置で構成する全動翼圧縮機と、 前記全動翼圧縮機の後流に設けられた燃焼器と、 前記燃焼器の後流に設けられて互いに反対方向に回転す
   る外側タービン動翼胴装置及び内側タービン動翼胴装置
   で構成する全動翼タービンと、 前記外側動翼胴装置を前記外側タービン動翼胴装置に結
   合してそれぞれ左右両側に延長する外側軸装置と、 前記内側動翼胴装置を前記内側タービン動翼胴装置に結
   合してそれぞれ左右両側に延長した内側軸装置と、 磁気動力伝達装置により前記外側軸装置と前記内側軸装
   置を結合してそれぞれの回転速度比を最適に選定して、
   全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通じ
   て適宜に分配するターボジェットエンジン用の磁気動力
   伝達装置を含むエネルギ変換装置。
2. 【請求項２】 前記全動翼圧縮機の上流にファン部分を
   構成させて、前記磁気動力伝達装置により前記外側軸装
   置と前記内側軸装置と該ファン部分を結合して、それぞ
   れの回転速度比を最適に選定して、全動翼タービンの回
   転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適宜に分配する請
   求項１に記載のターボファンエンジン用の磁気動力伝達
   装置を含むエネルギ変換装置。
3. 【請求項３】 前記全動翼圧縮機の上流にファン部分を
   構成させて／及び前記外側動翼胴装置の外周にもファン
   部分を構成させて、前記磁気動力伝達装置により前記外
   側軸装置と前記内側軸装置と前記上流ファン部分を結合
   して２重反転ファンとしてそれぞれの回転速度比を最適
   に選定して、全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝
   達装置を通じて適宜に分配する請求項１に記載の２重反
   転ターボファンエンジン用の磁気動力伝達装置を含むエ
   ネルギ変換装置。
4. 【請求項４】 前記全動翼圧縮機の上流にプロペラ部分
   を構成させて、 前記磁気動力伝達装置により前記外側軸装置と前記内側
   軸装置と前記プロペラ部分を結合して、それぞれの回転
   速度比を最適に選定して、全動翼タービンの回転出力を
   該磁気動力伝達装置を通じて適宜に分配する請求項１に
   記載のターボプロップエンジン用の磁気動力伝達装置を
   含むエネルギ変換装置。
5. 【請求項５】 前記外側動翼胴装置の外周にプロペラ部
   分を構成させて、前記磁気動力伝達装置により前記外周
   プロペラ部分を含む前記外側軸装置と前記内側軸装置を
   結合してそれぞれの回転速度比を最適に選定して、全動
   翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適
   宜に分配する請求項１に記載のターボプロップエンジン
   用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
6. 【請求項６】 前記全動翼圧縮機の上流にヘリコプタロ
   ータ部分を構成させて、前記磁気動力伝達装置により前
   記外側軸装置と前記内側軸装置と前記上流ヘリコプタロ
   ータ部分を結合してそれぞれの回転速度比を最適に選定
   して、全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置
   を通じて適宜に配分する請求項１に記載のターボシャフ
   トエンジン用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換装
   置。
7. 【請求項７】 前記全動翼タービンの下流に出力軸部分
   を構成させて、前記磁気動力伝達装置により前記外側軸
   装置と前記内側軸装置と前記下流出力軸部分を結合して
   それぞれの回転速度比を最適に選定して、全動翼タービ
   ンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適宜に配分
   する請求項１に記載の陸用ガスタービンエンジン用の磁
   気動力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
8. 【請求項８】 前記全動翼タービンの下流に出力軸部分
   を構成させて、前記磁気動力伝達装置により前記外側軸
   装置と前記内側軸装置と前記下流出力軸部分を結合して
   それぞれの回転速度比を最適に選定して、全動翼タービ
   ンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適宜に配分
   する請求項１に記載の舶用ガスタービンエンジン用の磁
   気動力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
9. 【請求項９】 前記磁気動力伝達装置を複数箇所に設け
   て全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通
   じて適宜に配分する請求項１乃至請求項８のいずれか１
   項に記載の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
10. 【請求項１０】 前記磁気動力伝達装置により前記外側
    軸装置と前記内側軸装置を結合してそれぞれの回転速度
    比を最適に調整して、全動翼タービンの回転出力を該磁
    気動力伝達装置を通じて適宜に配分することを特徴とす
    るターボジェットエンジン用の磁気動力伝達装置を含む
    エネルギ変換方法。
11. 【請求項１１】 前記磁気動力伝達装置により前記外側
    軸装置と前記内側軸装置と前記ファン部分を結合してそ
    れぞれの回転速度比を最適に調整して、全動翼タービン
    の回転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適宜に配分す
    るターボファンエンジン用の磁気動力伝達装置を含むエ
    ネルギ変換方法。
12. 【請求項１２】 前記磁気動力伝達装置により、前記外
    周ファンを含む前記外側軸装置と前記内側軸装置と前記
    上流ファン部分を結合して、該上流ファン部分と前記外
    周ファンの２重反転ファンを構成させてそれぞれの回転
    速度比を最適に調整して、全動翼タービンの回転出力を
    該磁気動力伝達装置を通じて適宜に配分することを特徴
    とする２重反転ターボファンエンジン用の磁気動力伝達
    装置を含むエネルギ変換方法。
13. 【請求項１３】 前記外側動翼胴装置の外周に外周プロ
    ペラを適宜に設けて前記磁気動力伝達装置により、前記
    外周プロペラを含む前記外側軸装置と前記内側軸装置を
    結合してそれぞれの回転速度比を最適に調整して、全動
    翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適
    宜に配分するターボプロップエンジン用の磁気動力伝達
    装置を含むエネルギ変換方法。
14. 【請求項１４】 前記磁気動力伝達装置により、前記外
    側軸装置と前記内側軸装置と前記上流プロペラ部分を結
    合してそれぞれの回転速度比を最適に調整して、全動翼
    タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を通じて適宜
    に配分するターボプロップエンジン用の磁気動力伝達装
    置を含むエネルギ変換方法。
15. 【請求項１５】 前記磁気動力伝達装置により、前記外
    側軸装置と前記内側軸装置と前記上流ヘリコプタロータ
    部分を結合してそれぞれの回転速度比を最適に調整し
    て、全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を
    通じて適宜に配分することを特徴とするターボシャフト
    エンジン用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方
    法。
16. 【請求項１６】 前記磁気動力伝達装置により前記外側
    軸装置と前記内側軸装置と前記全動翼タービンの下流出
    力軸部分を結合してそれぞれの回転速度比を最適に調整
    して、全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置
    を通じて適宜に配分することを特徴とする陸用ガスター
    ビンエンジン用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換
    方法。
17. 【請求項１７】 前記磁気動力伝達装置により、前記外
    側軸装置と前記内側軸装置と前記全動翼タービンの下流
    出力軸部分を結合してそれぞれの回転速度比を最適に調
    整して、全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装
    置を通じて適宜に配分することを特徴とする舶用ガスタ
    ービンエンジン用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変
    換方法。
18. 【請求項１８】 前記磁気動力伝達装置を複数箇所に設
    けて全動翼タービンの回転出力を該磁気動力伝達装置を
    通じて適宜に配分すると同時に振動を低減させることを
    特徴とする請求項１０乃至請求項１８のいずれか１項に
    記載の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法。
19. 【請求項１９】 通常の蒸気タービンロータと略同様に
    構成された内側タービン動翼胴装置より左右に伸びてそ
    れぞれ外側ケースに枢支された内側軸装置と、 該内側軸装置の反対方向に回転する外側動翼胴（１１）
    より半径方向内方にのびる奇数段タービン動翼群（５）
    で構成する外側タービン動翼胴装置と、 該１段タービン動翼群（４）及び該終段タービン動翼群
    （６）から伸びて内側軸装置に枢支されて左右に伸びる
    外側軸装置と、 磁気動力伝達装置を少なくとも１組以上設けて内側軸装
    置と外側軸装置を該磁気動力伝達装置により結合して外
    側軸装置の回転出力方向を内側軸装置の回転出力方向に
    統一すると共に振動を抑制した全動翼蒸気タービン用の
    磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
20. 【請求項２０】 前記外側タービン動翼胴装置の外側動
    翼胴（１１）をテーパと小径の突出端部を有する円筒状
    として、その内部に半径方向内方に多数のタービン翼を
    突設して奇数段毎に半径方向に分割可能な環状の奇数段
    タービン動翼群（５）を適宜に必要段数設けて、円板を
    含む１段タービン動翼群（４）及び終段タービン動翼群
    （６）により外側動翼胴（１１）に組み立てて成る請求
    項１９に記載の全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装
    置を含むエネルギ変換装置。
21. 【請求項２１】 前記全動翼タービンを回転出力発生容
    易に収容する外側ケースの前部には多数の蒸気噴射口を
    環状に設けて蒸気入口に連絡し、少なくとも１組以上の
    磁気動力伝達装置を具備して、下流側後部には環状の排
    気部及び排気出口を設けたことを特徴とする請求項１９
    又は請求項２０に記載の全動翼蒸気タービン用の磁気動
    力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
22. 【請求項２２】 前記磁気動力伝達装置を少なくとも１
    組以上前記外側ケースに設けて内側軸装置を該外側ケー
    スの前部及び下流側後部に枢支して、該外側ケースと前
    記全動翼タービンとの間にラビリンス気止め装置（１
    ３）を適宜に設けた請求項１９乃至請求項２１のいずれ
    か１項に記載の全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装
    置を含むエネルギ変換装置。
23. 【請求項２３】 通常の蒸気タービンロータと略同様
    に偶数段タービン動翼群（１０）で構成されて対向に連
    結された内側タービン動翼胴装置より左右及び中央側に
    伸びてそれぞれ外側ケースに枢支された内側軸装置と、 該内側タービン動翼胴装置にそれぞれ外嵌してその反対
    方向に回転する外側動翼胴（１１）（１１）より半径方
    向内向きに伸びる奇数段タービン動翼群（５）で構成す
    る外側タービン動翼胴装置と、 円板部を含む１段タービン動翼群（４）及び終段タービ
    ン動翼群（６）から左右及び中央側にそれぞれ伸びて内
    側軸装置に枢支される外側軸装置と、 磁気動力伝達装置を少なくとも２組以上具備して内側軸
    装置と外側軸装置を該磁気動力伝達装置により結合して
    振動を抑制すると共に対向２重反転回転出力を内側軸装
    置の回転出力方向に統一する対向流全動翼蒸気タービン
    用の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換装置。
24. 【請求項２４】 前記対向流全動翼タービンを収容して
    磁気動力伝達装置を具備する外側ケースの中部付近に
    は、多数の蒸気噴射口を環状に対向に設けて蒸気入口に
    連絡し、左右の下流側後部にはそれぞれ環状の排気部及
    び排気出口を設けたことを特徴とする請求項２３に記載
    の対向流全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を含
    むエネルギ変換装置。
25. 【請求項２５】 前記磁気動力伝達装置を少なくとも２
    組以上前記外側ケースに設けて内側軸装置をそれぞれ外
    側ケースの下流側左右後部に枢支して、該外側ケースと
    前記対向流全動翼タービンとの間にラビリンス気止め装
    置（１３）を適宜に設けた請求項２３又は請求項２４に
    記載の対向流全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置
    を含むエネルギ変換装置。
26. 【請求項２６】 前記全動翼蒸気タービン及び対向流全
    動翼蒸気タービンを適宜に高圧全動翼蒸気タービン及び
    中圧全動翼蒸気タービン及び低圧全動翼蒸気タービン等
    として、少なくとも２台以上串形に連結してそれぞれ磁
    気動力伝達装置により外側軸装置の回転出力を内側軸装
    置の回転出力に変換して統一することを特徴とする串形
    連結全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を含むエ
    ネルギ変換装置。
27. 【請求項２７】 前記全動翼蒸気タービン及び対向流全
    動翼蒸気タービンを適宜に高圧全動翼蒸気タービン及び
    中圧全動翼蒸気タービン及び低圧全動翼蒸気タービン等
    として、少なくとも２台以上の串形に連結してそれぞれ
    磁気動力伝達装置により外側軸装置の回転出力を内側軸
    装置の回転出力に変換して統一することを特徴とする串
    形連結全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を含む
    エネルギ変換方法。
28. 【請求項２８】前記磁気動力伝達装置により前記外側軸
    装置と前記内側軸装置を結合してそれぞれの回転速度比
    を最適に選定して、外側軸装置の回転出力を内側軸装置
    の回転出力方向に統一すると共に振動を低減することを
    特徴とする全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝達装置を
    含むエネルギ変換方法。
29. 【請求項２９】 前記外側タービン動翼胴装置を１段タ
    ービン動翼群（４）から終段タービン動翼群（６）まで
    すべて奇数段の奇数段タービン動翼群（５）等で構成す
    ることを特徴とする全動翼蒸気タービン用の磁気動力伝
    達装置を含むエネルギ変換方法。
30. 【請求項３０】 前記対向に連結して設けた内側軸装置
    を含む内側タービン動翼胴装置と反対回転する外側軸装
    置を含む外側タービン動翼胴装置で構成する、対向流全
    動翼タービンの２重反転回転速度比を最適に選定すると
    共に、外側軸装置の反対方向回転出力を内側軸装置の回
    転出力方向に統一する少なくとも２組以上の磁気動力伝
    達装置を設けて、内側軸装置と外側軸装置をそれぞれそ
    の部分で結合した対向流全動翼蒸気タービン用の磁気動
    力伝達装置を含むエネルギ変換方法。
31. 【請求項３１】 前記磁気動力伝達装置を少なくとも２
    組以上前記外側ケースに設けて内側軸装置をそれぞれ外
    側ケースの下流側左右後部に枢支して、該外側ケースと
    前記対向流全動翼タービンとの間にラビリンス気止め装
    置（１３）を適宜に設けた対向流全動翼蒸気タービン用
    の磁気動力伝達装置を含むエネルギ変換方法。
32. 【請求項３２】 互いに反対方向に回転する外側軸装置
    と内側軸装置にそれぞれ第１主動内着磁車及び第２従動
    着磁車を固着して、 第１主動内着磁車の回転により本体静止部に回転自在に
    枢支された複数の支軸Ａに固着した第１従動着磁車が回
    転し、 第１従動着磁車の回転により支軸Ａの他端に固着した第
    ２主動着磁車が回転して前記第２従動着磁車と共に内側
    軸装置を反対方向に回転させる２重反転着磁車装置とし
    て、 着磁車に中空部（１５）及び円筒外周部（１６）を設け
    て軽量化したことを特徴とする磁気動力伝達装置。
33. 【請求項３３】 互いに反対方向に回転する外側軸装置
    と内側軸装置にそれぞれ第１主動内着磁車及び第２従動
    着磁車を固着して、 第１主動内着磁車の回転により本体静止部に回転自在に
    枢支された複数の支軸Ａに固着した第１従動着磁車が回
    転し、 第１従動着磁車の回転により支軸Ａの他端に固着した第
    ２主動着磁車が回転して前記第２従動着磁車と共に内側
    軸装置を反対方向に回転させる２重反転着磁車装置とし
    て、着磁車に中空部（１５）及び円筒外周部（１６）を
    設けて軽量化したことを特徴とする磁気動力伝達方法。
34. 【請求項３４】 前記内側軸装置に第３主動着磁車を固
    着して本体静止部及び内側軸装置に回転自在に枢支され
    る第３軸装置に第４従動着磁車を固着して、 第３主動着磁車の回転により本体静止部に回転自在に枢
    支された複数の支軸Ｂに固着した第３従動着磁車が回転
    し、 第３従動着磁車の回転により支軸Ｂの他端に固着した第
    ４主動着磁車が回転して前記第４従動着磁車と共に第３
    軸装置を減速回転させる減速着磁車装置としたことを特
    徴とする磁気動力伝達装置。
35. 【請求項３５】 前記内側軸装置に第３主動着磁車を固
    着して本体静止部及び内側軸装置に回転自在に枢支され
    る第３軸装置に第４従動着磁車を固着して、 第３主動着磁車の回転により本体静止部に回転自在に枢
    支された複数の支軸Ｂに固着した第３従動着磁車が回転
    し、 第３従動着磁車の回転により支軸Ｂの他端に固着した第
    ４主動着磁車が回転して前記第４従動着磁車と共に第３
    軸装置を減速回転させる減速着磁車装置としたことを特
    徴とする磁気動力伝達方法。