JP2003293702A - 単翼列多段タービン - Google Patents
単翼列多段タービンInfo
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- F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
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- F02K3/068—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type being characterised by a short axial length relative to the diameter
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- F01D1/02—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines
- F01D1/12—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with stationary working-fluid guiding means and bladed or like rotor, e.g. multi-bladed impulse steam turbines with repeated action on same blade ring
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- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/08—Adaptations for driving, or combinations with, pumps
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- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/045—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor having compressor and turbine passages in a single rotor-module
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タービンの構造を単翼列のみから成るコンパ
クトな構造に構成し、多段動翼列を持つ多段タービンと
同様の効率的な動力の取出しを可能にする単翼列多段タ
ービンを提供する。 【解決手段】 供給ダクト３を通じて供給された作動流
体は、単列の動翼列２の一側から動翼列２の周方向の一
部に流入し動翼列２を通過した後、循環ダクト４ａ，４
ｂを経て、動翼列２の一側に戻る。循環ダクト４ａ，４
ｂは、排出側ダクト部６ａ，６ｂ、戻りダクト部７ａ，
７ｂ、及び流入側ダクト部８ａ，８ｂから成る。循環ダ
クト４ａ，４ｂ・・により、動翼列２の周方向に互いに
ずらせた位置にて動翼列２を再度通過する循環行程を少
なくとも一度繰り返す。動翼列２を通過する毎に作動流
体持つエネルギーが動翼列２の回転力として取り出され
る。
クトな構造に構成し、多段動翼列を持つ多段タービンと
同様の効率的な動力の取出しを可能にする単翼列多段タ
ービンを提供する。 【解決手段】 供給ダクト３を通じて供給された作動流
体は、単列の動翼列２の一側から動翼列２の周方向の一
部に流入し動翼列２を通過した後、循環ダクト４ａ，４
ｂを経て、動翼列２の一側に戻る。循環ダクト４ａ，４
ｂは、排出側ダクト部６ａ，６ｂ、戻りダクト部７ａ，
７ｂ、及び流入側ダクト部８ａ，８ｂから成る。循環ダ
クト４ａ，４ｂ・・により、動翼列２の周方向に互いに
ずらせた位置にて動翼列２を再度通過する循環行程を少
なくとも一度繰り返す。動翼列２を通過する毎に作動流
体持つエネルギーが動翼列２の回転力として取り出され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動翼列を単列で有
しながら、多段タービンとして機能する単翼列多段ター
ビンに関する。
しながら、多段タービンとして機能する単翼列多段ター
ビンに関する。
【０００２】
【従来の技術】多段タービンは、流体のエネルギーを回
転する一列の動翼列により動力に変換し、更に、圧力の
低下した流体を下流側に設置した異なる動翼列に導いて
その流体のエネルギーを動力に変換することを繰り返す
形式のタービンであり、流体が持つエネルギーを効率良
く動力に変換する装置として知られている。
転する一列の動翼列により動力に変換し、更に、圧力の
低下した流体を下流側に設置した異なる動翼列に導いて
その流体のエネルギーを動力に変換することを繰り返す
形式のタービンであり、流体が持つエネルギーを効率良
く動力に変換する装置として知られている。
【０００３】しかしながら、現在使用されている多段タ
ービンは、翼の周速度を一定とした場合、作動流体が高
圧になるときにも流体が持つエネルギーを十分に効率良
く動力に変換するには、タービンの段数、即ち、翼列数
を多くすることが必要である。多段タービンにおいて翼
列数を多くすることは、直ちに、タービンの構造を複雑
にし、製造コストを上昇させ、メンテナンスの作業性も
低下させるという問題点を生じる。
ービンは、翼の周速度を一定とした場合、作動流体が高
圧になるときにも流体が持つエネルギーを十分に効率良
く動力に変換するには、タービンの段数、即ち、翼列数
を多くすることが必要である。多段タービンにおいて翼
列数を多くすることは、直ちに、タービンの構造を複雑
にし、製造コストを上昇させ、メンテナンスの作業性も
低下させるという問題点を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、翼列数を増加
させることなく、多段タービンが行うのと同様に、流体
の持つエネルギーを十分に効率良く動力に変換させるこ
とを可能にする点で解決すべき課題がある。
させることなく、多段タービンが行うのと同様に、流体
の持つエネルギーを十分に効率良く動力に変換させるこ
とを可能にする点で解決すべき課題がある。
【０００５】この発明の目的は、前述した従来技術が持
つ不具合を解消させることであり、具体的には、タービ
ンの構造を単翼列のみから成るコンパクトな構造に構成
し、製造コストの上昇を回避し、メンテナンスの作業性
も低下させることなく、多段動翼列を持つ多段タービン
と同様の効率的な動力の取出しを可能にする単翼列多段
タービンを提供することである。
つ不具合を解消させることであり、具体的には、タービ
ンの構造を単翼列のみから成るコンパクトな構造に構成
し、製造コストの上昇を回避し、メンテナンスの作業性
も低下させることなく、多段動翼列を持つ多段タービン
と同様の効率的な動力の取出しを可能にする単翼列多段
タービンを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明による単翼列多段タービンは、単列の動翼
列の一側から前記動翼列の周方向の一部に作動流体を流
入させ、前記動翼列を通過した前記作動流体を前記動翼
列の一側に戻して前記動翼列の周方向に互いにずらせた
位置にて前記動翼列を通過させる前記作動流体の循環行
程を少なくとも一度繰り返し、前記作動流体が前記動翼
列を通過する毎に前記作動流体から動力を取り出すこと
から成っている。
め、この発明による単翼列多段タービンは、単列の動翼
列の一側から前記動翼列の周方向の一部に作動流体を流
入させ、前記動翼列を通過した前記作動流体を前記動翼
列の一側に戻して前記動翼列の周方向に互いにずらせた
位置にて前記動翼列を通過させる前記作動流体の循環行
程を少なくとも一度繰り返し、前記作動流体が前記動翼
列を通過する毎に前記作動流体から動力を取り出すこと
から成っている。
【０００７】この単翼列多段タービンによれば、作動流
体は、単列の動翼列の一側から動翼列の周方向の一部に
流入し動翼列を通過した後、動翼列の一側に戻って動翼
列の周方向に互いにずらせた位置にて動翼列を再度通過
する循環行程を少なくとも一度繰り返す。動翼列を通過
する毎に作動流体の圧力が低下するが、その低下分に見
合って流体が持つエネルギーが動翼列の回転力として取
り出される。従って、流体が持つエネルギーを効率良く
取り出すことができる。
体は、単列の動翼列の一側から動翼列の周方向の一部に
流入し動翼列を通過した後、動翼列の一側に戻って動翼
列の周方向に互いにずらせた位置にて動翼列を再度通過
する循環行程を少なくとも一度繰り返す。動翼列を通過
する毎に作動流体の圧力が低下するが、その低下分に見
合って流体が持つエネルギーが動翼列の回転力として取
り出される。従って、流体が持つエネルギーを効率良く
取り出すことができる。
【０００８】この単翼列多段タービンにおいて、前記供
給ダクトから供給され前記動翼列を通過した前記作動流
体を複数の流れに分割し、分割されたそれぞれの前記作
動流体について前記循環行程を行わせることができる。
このように、作動流体を複数の流れに分割し、分割され
たそれぞれの作動流体について循環行程を行わせること
により、少ない循環行程の繰り返し数でも、動翼列の周
方向すべて又は広い範囲の領域を利用して作動流体の循
環行程を行わせて、作動流体からの動力の取出しを行う
ことができる。
給ダクトから供給され前記動翼列を通過した前記作動流
体を複数の流れに分割し、分割されたそれぞれの前記作
動流体について前記循環行程を行わせることができる。
このように、作動流体を複数の流れに分割し、分割され
たそれぞれの作動流体について循環行程を行わせること
により、少ない循環行程の繰り返し数でも、動翼列の周
方向すべて又は広い範囲の領域を利用して作動流体の循
環行程を行わせて、作動流体からの動力の取出しを行う
ことができる。
【０００９】この単翼列多段タービンは、前記動翼列を
回転羽根の先端に取り付け、前記作動流体から前記動翼
列に取り出した前記動力によって前記回転羽根を駆動す
ることにより、前記回転羽根を有するファン又は圧縮機
に適用することができる。
回転羽根の先端に取り付け、前記作動流体から前記動翼
列に取り出した前記動力によって前記回転羽根を駆動す
ることにより、前記回転羽根を有するファン又は圧縮機
に適用することができる。
【００１０】また、この発明による単翼列多段タービン
は、単列の動翼列、前記動翼列の一側から前記動翼列の
周方向の一部に作動流体を流入させる供給ダクトと、前
記動翼列を通過した前記作動流体が排出される排出側ダ
クト部、前記動翼列の一側に戻す戻しダクト部、及び前
記戻しダクト部に接続し前記動翼列の周方向に互いにず
らせた位置にて前記作動流体を前記動翼列に供給する流
入側ダクト部を有する少なくとも一つの循環ダクトと、
最後の前記循環ダクトを通じて戻り前記動翼列を通過し
た前記作動流体を排出する排気口とから成っている。
は、単列の動翼列、前記動翼列の一側から前記動翼列の
周方向の一部に作動流体を流入させる供給ダクトと、前
記動翼列を通過した前記作動流体が排出される排出側ダ
クト部、前記動翼列の一側に戻す戻しダクト部、及び前
記戻しダクト部に接続し前記動翼列の周方向に互いにず
らせた位置にて前記作動流体を前記動翼列に供給する流
入側ダクト部を有する少なくとも一つの循環ダクトと、
最後の前記循環ダクトを通じて戻り前記動翼列を通過し
た前記作動流体を排出する排気口とから成っている。
【００１１】この単翼列多段タービンによれば、作動流
体は、単列の動翼列の一側に設けられた供給ダクトを通
じて動翼列の周方向の一部に流入し、動翼列を通過す
る。作動流体は、動翼列を通過した後、循環ダクトによ
って動翼列を通過する循環行程を少なくとも一度繰り返
す。即ち、循環ダクトの排出側ダクト部から、戻しダク
トを通じて動翼列の一側に戻り、戻しダクトに繋がる流
入側ダクトから動翼列の周方向に互いにずらせた位置に
て動翼列を通過する。最後の循環ダクトを通じて戻り動
翼列を通過した作動流体は、排気口から排出される。動
翼列を通過する毎に作動流体の圧力が低下するが、その
低下分に見合って流体が持つエネルギーが動翼列の回転
力として取り出される。従って、流体が持つエネルギー
を効率良く取り出すことができる。
体は、単列の動翼列の一側に設けられた供給ダクトを通
じて動翼列の周方向の一部に流入し、動翼列を通過す
る。作動流体は、動翼列を通過した後、循環ダクトによ
って動翼列を通過する循環行程を少なくとも一度繰り返
す。即ち、循環ダクトの排出側ダクト部から、戻しダク
トを通じて動翼列の一側に戻り、戻しダクトに繋がる流
入側ダクトから動翼列の周方向に互いにずらせた位置に
て動翼列を通過する。最後の循環ダクトを通じて戻り動
翼列を通過した作動流体は、排気口から排出される。動
翼列を通過する毎に作動流体の圧力が低下するが、その
低下分に見合って流体が持つエネルギーが動翼列の回転
力として取り出される。従って、流体が持つエネルギー
を効率良く取り出すことができる。
【００１２】この単翼列多段タービンにおいて、前記供
給ダクトから供給され前記動翼列を通過した前記作動流
体は複数の流れに分割され、分割された前記各作動流体
について前記循環ダクトを配設することができる。この
ように、作動流体を複数の流れに分割し、分割されたそ
れぞれの作動流体について循環ダクトを配設することに
より、少ない循環行程の繰り返し数でも、動翼列の周方
向すべて又は広い範囲の領域を利用して作動流体の循環
行程を行わせて、作動流体からの動力の取出しを効率良
く行うことができる。
給ダクトから供給され前記動翼列を通過した前記作動流
体は複数の流れに分割され、分割された前記各作動流体
について前記循環ダクトを配設することができる。この
ように、作動流体を複数の流れに分割し、分割されたそ
れぞれの作動流体について循環ダクトを配設することに
より、少ない循環行程の繰り返し数でも、動翼列の周方
向すべて又は広い範囲の領域を利用して作動流体の循環
行程を行わせて、作動流体からの動力の取出しを効率良
く行うことができる。
【００１３】この単翼列多段タービンは、前記動翼列を
回転羽根の先端に取り付け、前記作動流体から前記動翼
列に取り出した前記動力によって前記回転羽根を駆動す
ることにより、前記回転羽根を有するファン又は圧縮機
に適用することができる。取り出した動力を効率良くフ
ァン又は圧縮機において利用することができる。
回転羽根の先端に取り付け、前記作動流体から前記動翼
列に取り出した前記動力によって前記回転羽根を駆動す
ることにより、前記回転羽根を有するファン又は圧縮機
に適用することができる。取り出した動力を効率良くフ
ァン又は圧縮機において利用することができる。
【００１４】
【発明の実施の態様】以下、図面を参照して、この発明
による単翼列多段タービンの実施例を説明する。図１
は、この発明による単翼列多段タービンの一実施例を示
す斜視図である。単翼列多段タービン１は、図１に示す
ように、単列の動翼列２、供給ダクト３、少なくとも一
つの循環ダクト４、及び排気口５から構成されている。
単列の動翼列２は、例えば回転可能な羽根車（図示せ
ず）の周囲に取り付けられており、従来の一枚の羽根車
における翼列構造と変わるところはない。作動流体を供
給する供給ダクト３は、単翼列多段タービン１のケーシ
ング（図示せず）において一箇所に設けられており、供
給ダクト３が動翼列２の周方向に広がる範囲は全周の一
部に過ぎない。供給ダクト３から動翼列２に向かって供
給された作動流体が動翼列２を通過するときに、作動流
体が持つエネルギーの一部は、動翼列２が取り付けられ
ている羽根車の回転駆動力として取り出される。
による単翼列多段タービンの実施例を説明する。図１
は、この発明による単翼列多段タービンの一実施例を示
す斜視図である。単翼列多段タービン１は、図１に示す
ように、単列の動翼列２、供給ダクト３、少なくとも一
つの循環ダクト４、及び排気口５から構成されている。
単列の動翼列２は、例えば回転可能な羽根車（図示せ
ず）の周囲に取り付けられており、従来の一枚の羽根車
における翼列構造と変わるところはない。作動流体を供
給する供給ダクト３は、単翼列多段タービン１のケーシ
ング（図示せず）において一箇所に設けられており、供
給ダクト３が動翼列２の周方向に広がる範囲は全周の一
部に過ぎない。供給ダクト３から動翼列２に向かって供
給された作動流体が動翼列２を通過するときに、作動流
体が持つエネルギーの一部は、動翼列２が取り付けられ
ている羽根車の回転駆動力として取り出される。
【００１５】動翼列２を挟んで供給ダクト３に対向した
位置には、排出側ダクト６が配設されている。排出側ダ
クト６は、供給ダクト３から供給されて動翼列２を通過
した作動流体を受け入れるが、二つの排出側ダクト部６
ａ，６ｂに分割されている。各排出側ダクト部６ａ，６
ｂは、それぞれ戻りダクト部７ａ，７ｂに接続されてお
り、各戻りダクト部７ａ，７ｂは、流入側ダクト部８
ａ，８ｂに接続されている。排出側ダクト部６ａ、戻り
ダクト部７ａ及び流入側ダクト部８ａの組合せが一つの
ユニットとして循環ダクト４ａを構成し、排出側ダクト
部６ｂ、戻りダクト部７ｂ及び流入側ダクト部８ｂの組
合せも一つのユニットとして循環ダクト４ｂを構成して
いる。このような構成により、排出側ダクト６に排出さ
れた作動流体は、戻りダクト７ａ，７ｂを通じて、供給
ダクト３の周方向各側に離れて位置する流入側ダクト８
ａ，８ｂに分割して戻される。循環ダクト４ａ，４ｂの
流入側ダクト８ａ，８ｂは、供給ダクト３と同様の機能
を果たし、動翼列２に向かって作動流体を送り込む。流
入側ダクト部８ａ，８ｂから動翼列２に供給された作動
流体がもつエネルギーの一部が、動翼列２で取り出され
る。動翼列２を通過した作動流体は取り出された動力に
応じて圧力が低下している。
位置には、排出側ダクト６が配設されている。排出側ダ
クト６は、供給ダクト３から供給されて動翼列２を通過
した作動流体を受け入れるが、二つの排出側ダクト部６
ａ，６ｂに分割されている。各排出側ダクト部６ａ，６
ｂは、それぞれ戻りダクト部７ａ，７ｂに接続されてお
り、各戻りダクト部７ａ，７ｂは、流入側ダクト部８
ａ，８ｂに接続されている。排出側ダクト部６ａ、戻り
ダクト部７ａ及び流入側ダクト部８ａの組合せが一つの
ユニットとして循環ダクト４ａを構成し、排出側ダクト
部６ｂ、戻りダクト部７ｂ及び流入側ダクト部８ｂの組
合せも一つのユニットとして循環ダクト４ｂを構成して
いる。このような構成により、排出側ダクト６に排出さ
れた作動流体は、戻りダクト７ａ，７ｂを通じて、供給
ダクト３の周方向各側に離れて位置する流入側ダクト８
ａ，８ｂに分割して戻される。循環ダクト４ａ，４ｂの
流入側ダクト８ａ，８ｂは、供給ダクト３と同様の機能
を果たし、動翼列２に向かって作動流体を送り込む。流
入側ダクト部８ａ，８ｂから動翼列２に供給された作動
流体がもつエネルギーの一部が、動翼列２で取り出され
る。動翼列２を通過した作動流体は取り出された動力に
応じて圧力が低下している。
【００１６】この実施例では、循環ダクト４ａ，４ｂを
通じて循環され動翼列２を通過した作動流体は、それぞ
れ、更にもう一つの循環ダクト４ｃ，４ｄによって循環
される。即ち、循環ダクト４ｃは、排出側ダクト部６
ｃ、戻りダクト部７ｃ及び流入側ダクト部８ｃの組合せ
を一つのユニットとして構成されており、循環ダクト４
ｄは、排出側ダクト部６ｄ、戻りダクト部７ｄ及び流入
側ダクト部８ｄの組合せを一つのユニットとして構成さ
れている。排出側ダクト部６ｃ，６ｄは、動翼列２を挟
んで、流入側ダクト８ａ，８ｂに対向して配置されてい
る。
通じて循環され動翼列２を通過した作動流体は、それぞ
れ、更にもう一つの循環ダクト４ｃ，４ｄによって循環
される。即ち、循環ダクト４ｃは、排出側ダクト部６
ｃ、戻りダクト部７ｃ及び流入側ダクト部８ｃの組合せ
を一つのユニットとして構成されており、循環ダクト４
ｄは、排出側ダクト部６ｄ、戻りダクト部７ｄ及び流入
側ダクト部８ｄの組合せを一つのユニットとして構成さ
れている。排出側ダクト部６ｃ，６ｄは、動翼列２を挟
んで、流入側ダクト８ａ，８ｂに対向して配置されてい
る。
【００１７】図１に示す実施例では、循環ダクト４ｃ，
４ｄは、更に、それぞれ、動翼列２を挟んで循環ダクト
４ｅ（排出側ダクト部６ｅ、戻りダクト部７ｅ及び流入
側ダクト部８ｅの組合せから成る），４ｆ（排出側ダク
ト部６ｆ（図示せず）、戻りダクト部７ｆ及び流入側ダ
クト部８ｆの組合せから成る）に接続されている。循環
ダクト４ｅ，４ｆを循環した作動流体は、動翼列２を通
過するときにして動翼列２に動力を与えた後、排気口５
より排出される。
４ｄは、更に、それぞれ、動翼列２を挟んで循環ダクト
４ｅ（排出側ダクト部６ｅ、戻りダクト部７ｅ及び流入
側ダクト部８ｅの組合せから成る），４ｆ（排出側ダク
ト部６ｆ（図示せず）、戻りダクト部７ｆ及び流入側ダ
クト部８ｆの組合せから成る）に接続されている。循環
ダクト４ｅ，４ｆを循環した作動流体は、動翼列２を通
過するときにして動翼列２に動力を与えた後、排気口５
より排出される。
【００１８】このように、供給ダクト３より供給された
作動流体は、動翼列２によって動力が取り出されるが、
動翼列を通過してその後方に流出した後には、循環ダク
ト４によって周方向に異なる部分の入口に導かれて動翼
列２に流入し、再び動翼列２によって動力が取り出され
る。この循環行程を１回以上繰り返した後、作動流体は
排気口５より排出される。この循環行程を複数回繰り返
すことで、単翼列２は多段タービンと同様の作動をす
る。流体が持つエネルギー（圧力）は、動翼列２を通過
する毎に低下していくが、動翼列２の列数を増加させる
ことなく、単翼列の動翼でエネルギーの回収を効率良く
行うことができる。
作動流体は、動翼列２によって動力が取り出されるが、
動翼列を通過してその後方に流出した後には、循環ダク
ト４によって周方向に異なる部分の入口に導かれて動翼
列２に流入し、再び動翼列２によって動力が取り出され
る。この循環行程を１回以上繰り返した後、作動流体は
排気口５より排出される。この循環行程を複数回繰り返
すことで、単翼列２は多段タービンと同様の作動をす
る。流体が持つエネルギー（圧力）は、動翼列２を通過
する毎に低下していくが、動翼列２の列数を増加させる
ことなく、単翼列の動翼でエネルギーの回収を効率良く
行うことができる。
【００１９】上記の実施例では、供給ダクト３から供給
され動翼列２を通過した作動流体は、循環ダクト４ａ，
４ｂによって両側に分割したが、分割することなく、一
つの循環ダクトで動翼列２の一側に戻し、動翼列２を通
過後、更に別の循環ダクトによって戻すという循環工程
を繰り返してもよい。
され動翼列２を通過した作動流体は、循環ダクト４ａ，
４ｂによって両側に分割したが、分割することなく、一
つの循環ダクトで動翼列２の一側に戻し、動翼列２を通
過後、更に別の循環ダクトによって戻すという循環工程
を繰り返してもよい。
【００２０】図２は、この発明による単翼列多段タービ
ンの応用例を示す斜視図である。図２に示す応用例は、
図１に示すのと同様の単翼列多段タービンをファンに応
用した例である。ファンの動翼列１０先端に単翼列多段
タービン１の動翼列２が取り付けられている。作動流体
として高圧力、小流量の空気又は燃焼ガスを用いること
により、低周速のファンを駆動することができる。この
場合、作動流体の供給入口を与える供給ダクト３は、一
つではなく、周方向に隔置して配置された複数個（この
例では、２つ）を配置することができる。このとき、供
給ダクト３ａ，３ｂから供給された作動流体を左右二つ
の循環ダクト４ａ，４ａで分割し、各供給ダクト３ａ，
３ｂから分割された半分の流量毎の作動流体を最終的に
合流させて排気口５から排出してもよい。これに代え
て、供給ダクト３ａ，３ｂから供給された作動流体を分
割せずに、それぞれ循環ダクトによって一方向にのみ周
方向にずらせて循環させて、それぞれの作動流体を排気
口５から排出してもよい。
ンの応用例を示す斜視図である。図２に示す応用例は、
図１に示すのと同様の単翼列多段タービンをファンに応
用した例である。ファンの動翼列１０先端に単翼列多段
タービン１の動翼列２が取り付けられている。作動流体
として高圧力、小流量の空気又は燃焼ガスを用いること
により、低周速のファンを駆動することができる。この
場合、作動流体の供給入口を与える供給ダクト３は、一
つではなく、周方向に隔置して配置された複数個（この
例では、２つ）を配置することができる。このとき、供
給ダクト３ａ，３ｂから供給された作動流体を左右二つ
の循環ダクト４ａ，４ａで分割し、各供給ダクト３ａ，
３ｂから分割された半分の流量毎の作動流体を最終的に
合流させて排気口５から排出してもよい。これに代え
て、供給ダクト３ａ，３ｂから供給された作動流体を分
割せずに、それぞれ循環ダクトによって一方向にのみ周
方向にずらせて循環させて、それぞれの作動流体を排気
口５から排出してもよい。
【００２１】
【発明の効果】この発明による単翼列多段タービンは、
上記ように、単列の動翼列の一側から動翼列の周方向の
一部に作動流体を流入させ、動翼列を通過した作動流体
を動翼列の一側に戻して動翼列の周方向に互いにずらせ
た位置にて動翼列を再度通過させ、そうした作動流体の
循環行程を少なくとも一度繰り返して構成され、作動流
体が動翼列を通過する毎に作動流体から動力を取り出す
ことができるので、一つのタービン動翼列を多段動翼列
と同様に使用できる。その結果、単段の動翼列によっ
て、高圧力、小流量の作動流体のエネルギーを有効に動
力に変換することができる。また、個々の構成要素は従
来構造のものであり、その配列と組み合わせを変えたの
みで、多段動翼列と同様の作動が簡単な構造で得られ、
タービンの構造をコンパクトに構成し、製造コストを上
昇させることなく容易に製作可能とし、また、メンテナ
ンスの作業性も低下することがない。
上記ように、単列の動翼列の一側から動翼列の周方向の
一部に作動流体を流入させ、動翼列を通過した作動流体
を動翼列の一側に戻して動翼列の周方向に互いにずらせ
た位置にて動翼列を再度通過させ、そうした作動流体の
循環行程を少なくとも一度繰り返して構成され、作動流
体が動翼列を通過する毎に作動流体から動力を取り出す
ことができるので、一つのタービン動翼列を多段動翼列
と同様に使用できる。その結果、単段の動翼列によっ
て、高圧力、小流量の作動流体のエネルギーを有効に動
力に変換することができる。また、個々の構成要素は従
来構造のものであり、その配列と組み合わせを変えたの
みで、多段動翼列と同様の作動が簡単な構造で得られ、
タービンの構造をコンパクトに構成し、製造コストを上
昇させることなく容易に製作可能とし、また、メンテナ
ンスの作業性も低下することがない。
【図１】この発明による単翼列多段タービンの一実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】この発明による単翼列多段タービンの応用例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
１ 単翼列多段タービン
２ 動翼列
３ 供給ダクト
４ａ〜４ｆ 循環ダクト
５ 排気口
６ａ〜６ｆ 排出側ダクト部
７ａ〜７ｆ 戻りダクト部
８ａ〜８ｆ 流入側ダクト部
１０ ファン動翼
Claims (6)
- 【請求項１】 単列の動翼列の一側から前記動翼列の周
方向の一部に作動流体を流入させ、前記動翼列を通過し
た前記作動流体を前記動翼列の一側に戻して前記動翼列
の周方向に互いにずらせた位置にて前記動翼列を再度通
過させる前記作動流体の循環行程を少なくとも一度繰り
返し、前記作動流体が前記動翼列を通過する毎に前記作
動流体から動力を取り出すことから成る単翼列多段ター
ビン。 - 【請求項２】 前記供給ダクトから供給され前記動翼列
を通過した前記作動流体を複数の流れに分割し、分割さ
れたそれぞれの前記作動流体について前記循環行程を行
わせることから成る請求項１に記載の単翼列多段タービ
ン。 - 【請求項３】 前記動翼列を回転羽根の先端に取り付
け、前記作動流体から前記動翼列に取り出した前記動力
によって前記回転羽根を駆動することにより、前記回転
羽根を有するファン又は圧縮機に適用されていることか
ら成る請求項１又は２に記載の単翼列多段タービン。 - 【請求項４】 単列の動翼列、前記動翼列の一側から前
記動翼列の周方向の一部に作動流体を流入させる供給ダ
クトと、前記動翼列を通過した前記作動流体が排出され
る排出側ダクト部、前記動翼列の一側に戻す戻しダクト
部、及び前記戻しダクト部に接続し前記動翼列の周方向
に互いにずらせた位置にて前記作動流体を前記動翼列に
供給する流入側ダクト部を有する少なくとも一つの循環
ダクトと、最後の前記循環ダクトを通じて戻り前記動翼
列を通過した前記作動流体を排出する排気口とから成る
単翼列多段タービン。 - 【請求項５】 前記供給ダクトから供給され前記動翼列
を通過した前記作動流体は複数の流れに分割され、分割
された前記各作動流体について前記循環ダクトが配設さ
れていることから成る請求項４に記載の単翼列多段ター
ビン。 - 【請求項６】 前記動翼列を回転羽根の先端に取り付
け、前記作動流体から前記動翼列に取り出した前記動力
によって前記回転羽根を駆動することにより、前記回転
羽根を有するファン又は圧縮機に適用されていることか
ら成る請求項４又は５に記載の単翼列多段タービン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100541A JP3981721B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 単翼列多段タービン |
| GB0307263A GB2388408B (en) | 2002-04-02 | 2003-03-28 | Single cascade multistage turbine |
| US10/401,669 US6884021B2 (en) | 2002-04-02 | 2003-03-31 | Single cascade multistage turbine |
| FR0303998A FR2837873A1 (fr) | 2002-04-02 | 2003-04-01 | Turbine a etages multiples a une seule cascade |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100541A JP3981721B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 単翼列多段タービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003293702A true JP2003293702A (ja) | 2003-10-15 |
| JP3981721B2 JP3981721B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=19193680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002100541A Expired - Lifetime JP3981721B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 単翼列多段タービン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6884021B2 (ja) |
| JP (1) | JP3981721B2 (ja) |
| FR (1) | FR2837873A1 (ja) |
| GB (1) | GB2388408B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008019862A (ja) * | 2007-06-27 | 2008-01-31 | Matsuura Matsue | 低圧タービン駆動方法とその低圧タービン駆動装置 |
| US7540158B2 (en) | 2005-04-04 | 2009-06-02 | Japan Aerospace Exploration Agency | Multistage turbine with single blade row, and gas turbine using same |
| US8177527B2 (en) | 2007-02-06 | 2012-05-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fan driven by tip turbine |
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|---|---|---|---|---|
| US9303514B2 (en) | 2013-04-09 | 2016-04-05 | Harris Corporation | System and method of utilizing a housing to control wrapping flow in a fluid working apparatus |
| US9297387B2 (en) * | 2013-04-09 | 2016-03-29 | Harris Corporation | System and method of controlling wrapping flow in a fluid working apparatus |
| US9574563B2 (en) | 2013-04-09 | 2017-02-21 | Harris Corporation | System and method of wrapping flow in a fluid working apparatus |
| US9303533B2 (en) | 2013-12-23 | 2016-04-05 | Harris Corporation | Mixing assembly and method for combining at least two working fluids |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US842211A (en) * | 1904-03-02 | 1907-01-29 | Otto Kolb | Elastic-fluid turbine. |
| US3070349A (en) * | 1960-04-27 | 1962-12-25 | Warner L Stewart | Multistage multiple-reentry turbine |
| US3138363A (en) * | 1960-11-14 | 1964-06-23 | Aerojet General Co | Re-entry turbine |
| US3514951A (en) * | 1969-04-21 | 1970-06-02 | Edward Kolodziej | Regenerative air turbines |
| GB1324240A (en) * | 1971-04-26 | 1973-07-25 | Secr Defence | Turbines |
| JPS5549507A (en) * | 1978-10-03 | 1980-04-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Single-stage series turbine |
| DE3915697C1 (ja) * | 1989-05-13 | 1990-12-20 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De |
-
2002
- 2002-04-02 JP JP2002100541A patent/JP3981721B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-28 GB GB0307263A patent/GB2388408B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-31 US US10/401,669 patent/US6884021B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-01 FR FR0303998A patent/FR2837873A1/fr active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7540158B2 (en) | 2005-04-04 | 2009-06-02 | Japan Aerospace Exploration Agency | Multistage turbine with single blade row, and gas turbine using same |
| US8177527B2 (en) | 2007-02-06 | 2012-05-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fan driven by tip turbine |
| JP2008019862A (ja) * | 2007-06-27 | 2008-01-31 | Matsuura Matsue | 低圧タービン駆動方法とその低圧タービン駆動装置 |
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|---|---|
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| US6884021B2 (en) | 2005-04-26 |
| GB2388408A (en) | 2003-11-12 |
| JP3981721B2 (ja) | 2007-09-26 |
| GB2388408B (en) | 2004-06-09 |
| US20030185680A1 (en) | 2003-10-02 |
| GB0307263D0 (en) | 2003-05-07 |
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