JPH03258901A - 円筒回転装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、タービンの一種で、水タービン、ガスター
ビンのいずれにも適用できるようにした円筒回転装置の
改良に関するものである。

〔従来の技術〕

タービンは、７各種の流体、例えば、液体、ガス、蒸気
などの有するエネルギーを取り出して有用な機械的動力
に変換する機械であって、数枚ないし数十枚の動翼を備
えた高速回転する回転部分がその主要部分となっている
機械である。

タービンには、高温、高圧の蒸気あるいはガスの有する
エネルギーを利用する蒸気タービンあるいはガスタービ
ン、高圧の圧縮空気の有するエネルギーを利用する空気
タービン、河川を流れる水流の有するエネルギーを利用
する水タービン等の各種のものがあり、それらはいずれ
も工業用の動力源として盛んに利用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のタービンには以下のような問題点があ
った。

■従来のタービンでは固定ノズルと動翼があり、固定ノ
ズルは動翼と同心のフレームに固定されているが、固定
ノズルと動翼との間に一定の距離があり、この距離が大
きくなると効率が低下し、出力に影響を及ぼす。

■従来のタービンは出力軸方向に推力が生じ機械的損失
となるので回転力を弱める一因をなしている。

■従来のタービンは高圧流体の中に出力軸及び動翼があ
るため、出力軸を外部に取り出す部分の構造に高圧流体
が外部に漏れないよう厳重なシールド装置が必要である
。

■従来のタービンでは動翼の先端とケーシング内壁との
隙間を小さくとる必要があり、また、動翼の振れとの関
係でその設計に高度な技術を要する。

この発明は、上記のような問題点に鑑み、その問題点を
解決すべく創案されたものであって、その目的とすると
ころは、効率が高く、機械的損失も少なく、構造も簡単
であり、低圧で十分作動し、水、ガス、蒸気など全ての
流体に適応できる円筒回転装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

洩上の目的を達成するために、この発明は第１図に示す
ように、円筒状高圧室１を有するケーシング２に当該高
圧室ｌに連通する導流管３を連設し、かつ同高圧室１の
両側にその中心線に沿って吸出管４，４を連設し、同吸
出管４．４内に回転軸６を挿通支承すると共に同回転軸
６に連動連結された円筒回転子７を上記高圧室１内に配
置し、かつ同円筒回転子７の周面に窓９を開口し、同円
筒回転子７の内部に当該窓９の対面側に反動面８を形成
し、上記回転軸６から外部に回転力を取り出す構成から
なるものである。

〔作用〕

以上のような構成を有するこの発明は次のように作用す
る。

すなわち、導流管３より円筒状高圧室１に送り込まれた
高圧流体は、円筒状高圧室１内に配置されている円筒回
転子７の窓から内部に入り、内部に形成された反動面８
を押圧して、円筒回転子７を回転させ、その回転力は回
転軸６を介して外部に伝達される。高圧流体は円筒回転
子７の開口された両端から吸出管４．４に流入して、排
出管５゜５を経て外部に排出される。

このように、導流管３より円筒状高圧室１に送り込まれ
る流体の圧力エネルギーを反動面８により回転エネルギ
ーに変換し、回転軸６を介して外部に回転エネルギーと
して取り出すことができるように作用する。

〔実施例〕

以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発明をより具
体的に説明する。

ここで、第１図は円筒回転装置の正断面図、第２図は第
１図のＡ−Δ矢視断面図、第３図は円筒回転子の斜視図
である。

図において、円筒状高圧室１を有するケーシング２には
高圧流体を導くための導流管３が連設されて、円筒状高
圧室１の左右両側には円筒状となっている高圧室１の中
心線に沿って吸出管４，４が連設されている。吸出管４
，４の両端部には直交方向に排出管５．５が開口され、
吸出管４．４内の流体を排出管５．５を通じて外部に排
出するようになっている。

上記吸出管４．４内には回転軸６が吸出管４゜４の中心
線上に挿通されている。この回転軸６の中央部分には円
筒回転子７が同心状に連結されている。円筒回転子７は
上記円筒状高圧室１内に配置されている。

円筒回転子７には導流管３より与えられる高圧流体の圧
力を回転力に変換するための反動面８がその内部に形成
されている。円筒回転子７はその部方向の両端が開口さ
れ、この開口された両端の内部に上記吸出管４，４の先
端側が一部挿入されている。

円筒回転子７の周面には窓９が開口されており、この窓
９の対面側の内部に上記反動面８が形成されている。反
動面８は断面方向で窓９に対してやや傾斜した状態に形
成されていて、傾斜した方向に常に回転するように保た
れている。

円筒回転子７の両側に連結されている上記回転軸６の一
方側は、ケーシング２の外部に引き出されて、外部の発
電機その他の変換装置１０に連動連結され、円筒回転子
７で得られた回転力を変換装置１０に伝動するようにな
っている。また、上記回転ｌ１ｌ１６の他方側は、軸受
１１により吸出管４に支承されている。円筒回転子７は
その両端に連結された回転軸６によって、円筒状高圧室
１内に回転自在に支持されている。

次に、上記実施例の構成に基づく作用について説明する
。

導流管３より円筒状高圧室１に送り込まれた高圧流体は
、円筒状高圧室１内に配置されている円筒回転子７の窓
９から内部に入り、円筒回転子７の内部の反動面８を押
圧する。高圧流体で反動面８が押圧されると、円筒回転
子７は一定方向に回転し、その回転力は回転軸６を介し
て外部の変換装置１０に伝達される。

このように、導流管３より円筒状高圧室１に送り込まれ
る流体の圧力エネルギーは、内部に反動面８が形成され
た円筒回転子７により回転エネルギーに変換され、回転
軸６を介して外部に回転エネルギーとして取り出すこと
ができる。

高圧流体は、円筒状高圧室１の開口された両端から、円
筒状高圧室１の両側の吸出管４．４に分かれて流入する
。そして、吸出管４．４内に流入した流体は排出管５．
５を経て外部に排出される。

このように、回転軸６は図面上左右に均等に力を受ける
ため、全体としてはいずれの方向にも推力を受けず、機
械的損失を生じ難い構造になっている。

上述のように円筒状高圧室１において流体の圧力エネル
ギーは運動エネルギーに変換されて吸出管４．４より排
出され圧力変化が著しいが、この圧力変化の最も著しい
円筒状高圧室１内に、内部に反動面８が形成された円筒
回転子７を配置しているので、効率良く回転エネルギー
を取り出すことができる。

〔発明の効果〕

辺上の記載より明らかなように、この発明に係る円筒回
転装置による利点を従来のタービンとの比較において記
すと、以下のような顕著な効果を有する。

■円筒回転子に開口した窓が流体を内部の反動面に導く
ノズルとしての作用をし、これが円筒回転子と共に回転
するため、従来の固定ノズルと動翼との距離に起因する
問題が解消され、効率を高めることができる。

■流体は円筒状高圧室から吸出管を伝い左右に分かれる
ため軸方向の推力は打消しあって殆ど生じない。

■円筒状高圧室から左右の吸出管に排出される流体は減
圧されているので、外部とシールド部分（軸受の部分）
を厳重にする必要がない。

■円筒回転子の内部に反動面を形成しているので、従来
のように、ケーシング内壁と動翼との間隙の問題がなく
、設計や構造上の難点が解消される。

そして、このような効果を有することにより、この発明
に係る円筒回転装置は、簡単な構造であり、またその構
造上機械的損失が少なく、水、ガス、蒸気などの流体の
エネルギーを効率良く回転力に変換でき、また小型化で
きるなどの効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る円筒回転装置の実施例を示すもの
であって、第１図は円筒回転装置の正断面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は円筒回転子の斜視
図である。 〔符号の説明〕 に円筒状高圧室 ３：導流管 ５：排出管 ７：円筒回転子 ９：窓 １１：軸受 ２：ケーシング ４：吸出管 ６：回転軸 ８：反動面 ｌＯ；変換装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、円筒状高圧室を有するケーシングに当該高圧室に連
   通する導流管を連設し、かつ同高圧室の両側にその中心
   線に沿って吸出管を連設し、同吸出管内に回転軸を挿通
   支承すると共に同回転軸に連動連結された円筒回転子を
   上記高圧室内に配置し、かつ同円筒回転子の周面に窓を
   開口し、同円筒回転子の内部に当該窓の対面側に反動面
   を形成し、上記回転軸から外部に回転力を取り出すこと
   を特徴とする円筒回転装置。