JPS61171883A - 動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レシプロエンジンは往復運動のため、シリンダーは、零
と最高速を（り返して、フンロットや弁機構等は甚だ複
雑で慣性能率は全（悪く、高速にすればする程その悪性
は太き（なるが、高速にしなければ馬力が出ない等の性
質がある。

しかし、タービンは一般的に知悉されている如く、高性
能でこんな悪性は全（ない。

ただ、自動車等に使用せんと考えた場合に、−分間、拾
数万回もの回転数を車速に変える事や。

度々の動と停を行う事は甚だ困難である。しかるに本性
によれば、容易に自動車や船舶等のエンジンになり９機
械的変換に比べて格段に簡単で高性能を得るものである
。

ガス体と液体の質量を比べると９例えば空気と水の如く
、約１．０００倍である。この事は空気では１、０００
容積が水では１でよい事を意味し遥かに小さい容積に変
換できる事を示すものである。

図によって説明すると、ターボプロップエンジン、（１
）等により駆動される車軸に、ブレードを付は高圧の液
体ポンプ、（３）とし液体、（４）に高圧を加えると、
タンク（６）内の気体は圧縮されて液体はこれに流入す
る。（この時バルブ（８）は閉じている場合とす） 液流が続いて、タンク気圧はだんだん上昇するが、これ
に付けられたセンサー（７）が働いて、タービン燃料や
空気の調整を行い動力をだんだんと減じて行く、なお流
入が続いて成る一定値に達すると、燃料や空気をストッ
プし、タービンを止る。

バルブ（８）を、電磁力等で開けると液体は両面にある
。ノズル（９）より円板（１０）の両面に、はさみつけ
る如く噴射して円板を回して動力となる。

板には凹穴又は溝が全面にあり９図（１０１、外周は浅
く内周に行くに従って深＜シ、高速時の液流を大にして
エネルギー伝達を容易にしである。

ノズル（９）は１図では簡単のため１カ所示しであるが
、４カ所又はそれ以上とする物で、特に船舶等、空間が
大きい物は円板が大にできるから多数とし１円板自体も
多数にして大馬力を発生し、この軸に直接スクリューを
取付ける事もできる。

しかし自動車等は一般的に狭く９図の（２）の如くなる
べく車輪を大きくしてその中に入れる事もできる。

こうすれば、各車が駆動され４輪駆動になるから一般車
の如く、１エンジンの力を分割する要もなく複雑なミッ
ションや、デフ等必要もなくなり馬力は１車当りの４分
の１でよい事となる。

この動力配分は配管だけでよく、誠に簡単なのが液体動
力の特徴である。

この時、車輪の大きさにも限度があるが、小さい場合は
液圧を上げればよく、又液体も石粉や鉄粉を混じて数倍
−の比重とし、大馬力を伝達することも考えられる。圧
力次第では水で鉄板でも切断できる程だから、力が不足
の時は高圧にする事も一つの方法である。

デフ、の必要無いと言う事を説明するのは１図（１３１
で、バルブ（８）方向から流入する液体は同圧で分流す
るから双方の車には同圧がかかっていて直進する。もし
外力を加えて右に曲ろうとする（これが後輪で、前輪が
曲った場合など）と、右の車抵抗は強く左は弱いから左
の方へ多く流れて多回転し右に曲る。

各車輪は常に同圧を受けているから、抵抗に逆比例して
回転するもので、この事は機械的に行えば、デフ、でな
けらねば出来ない事である。

これに、弁圓を付けて之を左右にする事で双方への流れ
を変化すれば、一般車のハンドル操作と同じ役をする事
もできる。例えば弁を右にして右方への流れを小さくす
れば右に曲り反対にすれば　　を左に曲る。

本機の動作を全般的に説明すると、先づ走行を初めるに
は、バルブ（８）を開いて、ノズル（９）より液体を噴
出すると９円板ααは回転を初めて車は走り初める。

この時（９）は外周にあり流量少くても高トルクを出し
て、ゆっくり回転し、ゆるやかに発車する。

速度が増すにつれ、これに比例して流量も増すが之と共
に（９）ノズルも内周に移動されるから一層早くなる。

しかし、出力も大なるを要するから、バルブを大きく開
いて流量も大にする。この時、内周の凹穴や溝は深く大
きいから多くの液流を吸収して、益々高回転する。液体
が流出してタンク圧が下れば、センサー（７）は、ター
ビン起動を命じる。

（詳細は後述） 流量をしばれば９回転エネルギーが減少してそれだけ減
速する。も少ししぼると流量減少と共にノズル（９）は
外周に移動するから速度は落ちるが。

トルクは大となる。このような、流量とノズルの移動を
組合わして自由な速度を得る事ができる。

例えば、外周５０ｃｍを内周１０ｃｍに移動すれば速度
は５倍になる。

止る時は（９）を１円板α０）に押付、ブレーキの作用
をさす事もできるが、完全なブレーキ役が果せない時は
一般的ブレーキも併用する。

バルブを閉じると、タービンは運転しているから、タン
ク（６）の圧力は上昇して行くが、この圧力上昇に比例
して、タービンの空気や燃料の制限をセンサー（７）に
より行う。一定圧力に達すると、全面的にストップして
タービンは止る。この時タンクの気体が多い程ゆるやか
に止る。

タービンは急激な停止はできないから、タンク内の気体
が、このエネルギーを吸収して徐々に止るもので、この
停止に必要な時間は、タンク圧とタンクの大きさによっ
て自由に定められる。

タンクも、気体をためるための空間なら、小さい自動車
でも案外多く、形や所を異にすればパイプで結べばよい
から相当の空間が利用される。又この気体については、
空気は勿論であるが安全を考えて、ヘリウムやチッソ等
にする事も考えられる。

話は前に戻るが、タービンを止る切動作の時即ち、（９
）を円板に押付ける時、同時にタービンのコンプレッサ
ーを、このタービン残力で起動し圧縮空気を（２）のタ
ンク内にためて置いて、起動時に使用する。これは車停
止で、しぼられた勢力をこれに向ける事で、一種のブレ
ーキ作用にもなり、タービンをスムースに止る役も行う
、と同時に次の始動時の動力として使用する。

始動は簡単で、空圧で少し回転させれば９点火は一回で
よいから、レシプロに比べ遥かに容易である。これ等の
気体タンクは、タービンに急激な動作をさせない物で、
一種のスプリング作用となるものである。

図の（３）、　（９）、α０）等は、−例を示した物で
、その目的に応じて実験と創造により、よりよく改良さ
れるべきものである。

【図面の簡単な説明】

図は原理を説明するための物で、上は全体の機構説明図
（一部所面図）、下は部分の詳細説明図で数字は次記の
如（である。 １　タービンで、ガスタービン等 ２　コンプレッサーでタービン残力で駆動される。 ３　タービン式等で、高圧の液体ポンプ。 ４　液体で、水、油等。 ５　気体で、空気又はヘリウム、チッソ等。 ６　相当な高圧に耐えるタンク。 ７　圧力感知で、動作するセンサーで圧力計や安全弁も
保持するものとす。 ８　液体の流量を調整又は止める。バルブで電磁力等で
動作する。 ９　液体の噴出ノズルで９両面一対で動作、外周内周に
移動可なるもの。 １０　　液体の噴射を受けて動力を発生する円板で両面
に沢山な凹穴又は溝を有し、内周に至るに従って深くし
たもの。 １１　　液体の還流パイプ。 １２　　この動輪（１０）を、自動車等の車輪に付けた
所。 １３　　車輪と液流の関係、デフ、不要を説明するもの
・　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１１４　　液流を替える弁。 手続補正書（方式） 昭和６０年６月１４日 １、事件の表示 昭和６０年符　　　許願第１３２７２号λ発明の名称　
置体液体エンジン ＆　補正をする者 事件との関係特許出願人 ６、　補正により増加する発明の数　０７、補正の対象 ＆補正の内容 図面の簡単な説明の欄を次の通り訂正する。 ［第１図は本発明の一実施例を示す一部切断概要図、第
２図は第１ｖＡＩ−１線における要部断面図、第８図は
第１図ム部詳細図、第４図は車輪の駆動に利用した状態
の例示図、第５図は車輪に利用した場合の動力伝達系を
示す図である。 （１）・・タービン形エンジン　（２）・・コンプレッ
サー　（３）・・圧力ポンプ　（４）・・圧力液体　（
５）・・蓄圧器　（６）・・気体　（７）・・圧力セン
サー　（８）・・パルプ　（９）・・圧液通路　αＯ・
・ノスル　（ロ）・・動輪　（６）・・衝液部　（２）
・・動輪ケース　ａ◆・・還流パイプ　（至）・・液体
タンク　α・・・分流弁　（ロ）・・車輪」 以上 手続補正書 昭和６０年１１月１雪日 １、事件の表示 昭和６０年符　　　許願第１１１７２号λ発明の名称　
　　気体液体エンジン ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出原人 ８、補正の内容 願書中、発明の名称に「気体液体エンジン」とあるのを
、「動力装置」と訂正する。 を 明　　　　　細　　　　　書　　く計上）１、発明の名
称 動力装置 ２特許請求の範囲 タービン形エンジンで駆動される液体ポンプと、この液
体ポンプにより加圧した液体を噴射して回転動力に変換
するための動輪と、この動輪と上記液体ポンプとの間に
介在して液圧を貯蔵又は調整するための高圧気体を封入
した蓄圧タンクと、この蓄圧タンクの圧力を検出して、
上記タービン形エンジンをコントロールする制御装置と
、噴射液量制御用弁とを設けた動力装置。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用公費） この発明は車輌１船舶、その他産業機械等に使用するこ
とを目的とする動力装置に関するものである◎ （従来の技４） 車輌や船舶等の動力装置として一般的にレシプｐエンジ
ンを主流とした装置が多用されているが、これらの動力
装置は多段式変速機やクラッチ、デファレンシャルギヤ
ー（デフ）等、沢山の歯車や複雑な機構を介して、その
末端に於て動力として使用されているのが一般的である
。 しかるに、レシプロエンジンはそのピストンやコンロッ
ド、吸・排弁等、零と最高速度の繰り返しで慣性能率は
全く悪く、運動物体の保有エネルギーは、Ｅ　ＩＦ−１
７２１”　１ｐの公式から考えても、損失エネルギーは
莫大で速度の自乗にも比例する。 しかるに小型、軽量、高出力を望まれる必然性から高速
回転にせざるを得す、これ等の慣性エネルギー損失は爆
発的に大となることもうなずける。 このため、ピストンやコンジット等なるべく小さく軽く
して質量を減するよう考えられているが、これにも限度
があり騒音や振動も大きい。 尚、往復運動を回転運動に転換するための諸機構も複雑
にして一層能率を悪くしている。 このレシプｐエンジンに対し、ターメプ四ツブの如きタ
ービン形エンジン（以下タービンとす）は真円運動であ
り、運転中の慣性エネルギー損失は零である。 又、冒−タリーエンジンといえども偏心回転であり、ス
ピードが大になれば当然に相当のエネルギー損失を伴う
。 ただ、タービンは回転数が一般に高く　（１分間ｌＯ〜
１６万回転）低速にすることや急激な増減速や頻繁な停
・動が困難で、現在では飛行機やヘリコプタ−（ターメ
プロップエンジン使用）用の池、フライスラーの乗用車
等以外あまり使用されたことを聞かない。 しかし、現代自動車用として空気の過給圧をつくりエン
ジン能率を上げるため、ターボチャージャーとして沢山
使用されており全面的使用も近い。 以上の如くタービンは多方面で使用されており、特に近
来小車タービンの研究が盛んで小さく能率よい製品が沢
山生産されている。 （発明が解決しようとする問題点） このようなタービン特性の鑵点を液体動力に転換するこ
とにより、小体積大馬力のエネルギーとして動輪を直接
動かし、変速機やデフ等沢山の歯車やその機構をなくし
て高能率の動力装置を得よつとするものである。 気体と液体の質量を比べると、例えば空気と水ノ如＜、
２０６０％　１気圧下ではその容積が約９００倍である
。 このことは空気では９００容積が水では１でよいことを
意味し遥かに小容積エネルギーに変換できることを示唆
するものである０ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達するため、タービンにより駆動される液
体ポンプ（軸流多段式タービン型や、ネジ型等小容積高
圧のポンプ）で圧力液体を生成し、この圧力液体を回転
動輪に噴射してそのエネルギーを吸収せしめて動力とす
るもので、動輪と液体ポンプとの間に液圧を貯蔵して弾
力性を持たせたり、負荷変動に対し圧力調整するだめの
高圧気体を封入した蓄圧タンクとこの蓄圧タンクの圧力
を検出して、タービンをコントロールする制御装置ａｍ
ａ＊ｔｍａｇ＋ｍ＋、＝ｅ２ｔｔｅｔ°゛８６°　　　
　吏（実施例） 以下本発明を図面により説明する。 （１）　　タービンでターボプロップ等、軸出力を目的
としたタービン型エンジンである。 （２）　　コンプレッサーで、タービン（１）に付属し
、このタービンを停止しようとするときは制動作用を助
け、起動時は蓄圧エネルギーを利用してタービン（１）
　（Ｆ）　起動を容易にぜんとするもので自動的に制御
されるものである。 （３）　　液体ポンプで、軸流多段タービン形を示して
いるが、図示以外のネジ型ポンプやギヤーポンプ等、小
容積で高圧聾ポンプが使用でき、タービン（１）により
駆動して圧力液体を生成Ｔる。 （４）　　圧力液体で、水や油等が使用される。 （５）　　逆止弁で、圧力液体（４）の逆流を防止する
。 （６）蓄圧タンクで、例えば５ｏＫ９／ｄ程度に圧縮し
た気体を充して使用するもので、気体の膨張・収縮性を
利用して圧力液体（４）と共に大きなエネルギーを貯蔵
又は放出して適度な圧力を保持し、動輪の必要とするエ
ネルギーを遅滞な（送出すると共に、出力変化による圧
力変動を最小限にとどめ、後述する噴射液量制御用弁（
９）は閉じていてもタービンは運転され、８〜６分位運
転可能な程度を目標とするものであるが、この時間はタ
ンクの大きさと圧力によって定まり可成りの大きさを必
要とする。 船舶などは一般的に空間が大で目的に添うことは易いが
自動車等は離しい。 しかし、設置場所と形状を制限せず１１′ｔｌｔ個を配
管で連結すれば相当大きな空間が利用でき、大容量が得
られるものである。 （７）高圧気体で、空気、ヘリウム、チッソ等安全性気
体を使用する。 （８）圧力センサーで、気体（６）の圧力を検知して従
来公知のサーボモーター等の制御機器（図示せず）を通
じてタービンの燃料や空気供給を調整して、タービンを
自動的に運転する。 （９）　　噴射液量制御用弁で、運転者の意志により自
由にコントロールされるもので、一般的なレバ一式や電
磁式の油圧弁の如きものが使用される。 ＱＧ　　ノズルで、後述する動輪（ロ）の両側面より圧
力液体（４）を噴射して、この動輪（６）を回転させる
もので、両側面より噴射することにより噴射エネルギー
を最大限に吸収し、同時に軸方向のスラスト発生の防止
となるもので、始動初期には最外周に噴射して大トルク
を得るようにし、回転上昇即ち速度が増すと共にこれに
比例して第８図仮想線で示す如く内周に向い、最内周に
於て最高速になるようにノズルαＧの向きを動輪（ロ）
の回転数を検出する等して自動的に行うよう設備するも
のである。 図では複雑化を避けるためノズルαＱを一個のみ示した
が、実際には多数個を適当に配置するもので、これの増
減によっても出力調整ができる。 尚、ノズルαＱの動輪対向部にブレーキシュー（１０ａ
）を設けて、動輪の停止時にはこれを両面より押し付け
てディスクブレーキの役をさすこともできる。 （ロ）動輪で、圧力液体（４）のエネルギーを回転動力
に変えるもので、円板の両面に凹部や溝線等を設けて噴
射エネルギーを能率よく吸収し、最大動力に転換できる
ようにするもので、高速になるに従い大エネルギーを吸
収できるよう内周に至るに従い凹部や溝を深く又は大き
くしておく。 （２）　動輪ケースで、噴射液体の飛散を防止しこれを
液体タンク（至）に還流する・ 第４図は本発明を自動車に応用する場合の一例を示すも
ので、動輪（６）を車輪α◆の内側に納まるよう構成し
て、各々車輪毎に設置すると４輪駆動車が簡単に得られ
、一つのエンジンの力を分割する必要なく、複雑なトラ
ンスミッションやデファレンシャルキャー、クラッチ等
を不要とするものである。 又、ハンドル操作用に構成することも簡単で、前輪の左
右分流点に弁を設けて左右の液流をコントルールすれば
直ちにハンドル操作を行うことができる。 １ｇ６図は船舶等使用の場合で、空間が大きいから一軸
に対して動輪（６）を多数取り付ければ大馬力が得られ
、動輪（ロ）や蓄圧タンク（６）も大きくすることが容
易である。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　を続いて作用を説明する〇 タービン（１）は、例えば蓄圧タンク（６）内が最高の
１５０Ｋｇ／ｄで停止し、最低の８０１４／ｄで始動す
るように調整しておき、噴射液量制御用弁（９）を閉じ
て蓄圧タンク（６）内には高圧気体（７）が５０に９／
ｄに圧縮された状態で圧力液体（４）は蓄圧タンク（６
）の下方に４０％位ある如く調整されてタービン（１）
は停止状態にあり、この状態から噴射液量制御用弁（９
）を少し開いて圧力液体（４）をノズルαＱから噴射す
ると、ノズルＱＱは最外周にあって動輪（ロ）はゆっく
りと回転を始める。 この時噴射量は少くてもノズルＧＯが動輪（ロ）の外周
にあるからトルクは大である。 続いて噴射液量制御用弁（９）を徐々に開いて噴液を増
加すると、動輪（財）は徐々に速度を増すと共に、ノズ
ル叫は内周に移動されて益々増速する。 この時トルクは小さくなるが、速度が大になり動力エネ
ルギーは大になる必要から、動輪（６）の凹部や溝を深
くしたり大きくしたりして、最大限に噴液エネルギーを
吸収できるようにしてあり、ノズルＱＯが最内周に至れ
ば最高速となる。 以上の如く、運転者が噴射液量制御用弁（９）を適当に
制御すると、ノズル移動（自動的）と噴射液量の大小に
応じて自由な速度が得られるものである。 例えば、直径５０１１を内側１０ｍに移動させれば速度
は６倍となる如くである。 成る一定値（例えば８０に９／ｄ）まで圧力が低下する
と、圧力センサー（８）が働いてタービン（１）ヲ起動
させ圧力を成る一定巾（８Ｇ〜５０ＫｔＪ／ｄ（１）内
に保つよう自動的に作用する。 車を止める時、噴射液量制御用弁（９）を運転者が閉じ
ると１噴射が停止して動力はなくなるが、車は慣性で動
いている。 この時ノズル叫に付けたブレーキシュー（１０＆）を、
動輪（ロ）の両面より押し付けてディスクブレーキの作
用を行わしめる。（この時圧力液体（４）を利用すれば
簡単である） 又、噴射液量制御用弁（９）を閉じた時タービン（１）
は動いているが、蓄圧タンク（６）内の圧力が下ってお
り、タンク容積が充分であるから急激な停止をすること
なく、前記した如く漸進的に自動停止される。 このタービン（１）に、急激な動作をさせないのが蓄圧
タンク（６）の役割で、同時に圧力液体（４）に弾力性
を与える効果もある。 タービン（１）の起動は、レシプ胃等に比べ高圧縮がな
く、液体〆ンプ（３）も直径が極く小さいから大きな力
を必要上せず、小力で回転させればよく、点火も１回で
よいから簡単である。 これらの動作は運転者が行うことはなく、自動的に行わ
れるものである。 （発明の詳細な 説明の如く、タービンの長所を駆使してこの動力を渡体
動力に転換することにより、小容積大エネルギーとし、
このエネルギーを直接回転動輪に吸収動力化することに
より、慣性エネルギー損失の莫大なレシプｐエンジンや
、変速機又はデフＩａ構など不要として沢山の歯車等を
無にし、中間四スを少くすると共に騒音等減じてエネル
ギー効率を向上さすものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一例を示す一部切断概要図、第２図は
第１図１−１線における要部断面図１第８図は第１図人
部詳細図、第４図は車輪の駆動に利用した例示図、第６
図は船舶の推進に利用した例示図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 説明の如く、気体で発生した動力を液体動力に変えて駆
   動すると共に、気体の膨張収縮を利用して、特定時間内
   の動力変化を吸収、又は貯蔵するもので、この機構は同
   時に、その機器の動作や運行を甚だしく円滑にするよう
   、したものである。