JPH0481502A

JPH0481502A - タービンおよびこれを用いるターボチャージャー

Info

Publication number: JPH0481502A
Application number: JP2401147A
Authority: JP
Inventors: Yasuro Nakanishi; 中　西　靖　郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-09
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1992-03-16

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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、タービンおよびこれを用いるターボチャージ
ャーに関し、ことにノズルから噴出する作業流体によっ
て回転駆動されるロータを備え、小型の蒸気り−ビン、
ガスタービンおよびターボチャージャーとしても使用す
ることができるタービンおよびこれを用いるターボチャ
ージャーに関する。［０００２］

【従来の技術】

タービンは、一般に、ケーシングと、ケーシング内に回
転可能に軸支され、円周上に多数の羽根を供えたロータ
とからなり、ケーシングに設けられたノズルから高速ガ
スを羽根に向って側方より噴出させ、ロータを高速回転
させるようになっている。　かかるタービンの各羽根は
、凹状をなして正トルクを発生させる面と負トルクを発
生させる面とからなっているので、両トルクによって相
殺されたトルクが発生するようになる。［０００３］従って、このような従来のタービンにおいては、大きな
回転力を得るために、強度上の問題から限度があるが、
できるだけ大きな外径の羽根が取り付けられたロータを
高速回転させ、これを減速機で減速して、低速高トルク
の出力を得ている。　このような従来のタービンは、大
型で、必要な補助装置も多く、高コストであった。［０００４］このため、小型、低コストのタービンとするために、上
気従来のタービンをそのまま小型化しても、十分な回転
力を得られていなかった。　さらに、ケーシングと多数
の羽根との間にはスペースが存在するので、未使用の作
業流体の流出が避けられず、回転力を高めることが困難
であった。［０００５］上述する従来のタービンを改良するためにＵＳＰ　４７
７３８１８には、内周面にらせん溝ヲ有するケーシング
と、外周面にらせん溝を有するロータとからなってらせ
ん状の流れが形成され、ロータのらせん溝には一定間隔
で羽根が設けられるタービンが提案されている。［０００６］この改良タービンは、小型であっても、低速高トルクの
出力が得られるカミケーシング内円周面に溝が形成され
ているため、蒸気などの作業流体が前記らせん溝を流れ
て排出され、ロータの回転に何ら寄与せず効率の低下を
招いていた。さらに、このらせん溝を流れる作業流体は、ロータの回
転数が増す程遠心力作用で多くなり、タービン効率の低
下をもたらすという問題もある。　また、作業流体がケ
ーシング内周の溝を流れると、特に遠心力の作用でこの
溝に押し付けられて流れると摩擦損失を増大させ、ター
ビン効率のさらなる低下をもたらしていた［０００７］

【発明が解決しようとする課題】

本発明の主目的は、上気従来技術の問題点を解消し、低
圧もしくは低速または少量の作業流体であっても、高効
率、高能率でカリ低速高トルクの回転力を得ることので
きるタービンを提供するにある。［０００８］また、本発明の他の目的は、上記主目的に加え、作業流
体がタービン内に導入された後、ロータとケーシングと
の間から漏れ、ロータの羽根（フィンまたはブレード）
に回転力を付与しない作業流体の量を低減し、効率よく
作業流体のエネルギをロータの回転力に変換することの
できるタービンを提供することにある。［０００９］また、本発明の他の目的は、上記主目的である高効率、
低速高トルクを簡単な構造で、かつ低コストで実現でき
るタービンを提供することにある。［００１０］また、本発明の他の目的は、上記主目的に加え組み立て
が容易なタービンを提供することにある。［００１１］また、本発明の他の目的は、内燃機関の低回転時であっ
ても、高回転時であっても、効率よく過給することが可
能なように常に効率よく回転可能なターボチャージャー
を提供することにある。［００１２］また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、排気浄化
も行なうことができるターボチャージャーを提供するこ
とにある。［００１３］

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ケ
ーシングと、このケーシング内に回転可能に軸支される
ロータと、このロータの外周に適当な間隔で突設される
多数の羽根と、この羽根に隣接して前記ロータ外周の円
周上に形成される流路と、前記ケーシングに形成され、
作業流体を前記流路に導入する入口および前記流路を流
れる作業流体を外部に排出する出口とから構成されるタ
ービンを提供することにある。［００１４］前記ロータには前記羽根をその間に内在させる１組の仕
切りがその外周の両端部に突設されるのが好ましい。ま
た、前記流路には、前記作業流体の流れの向きを羽根に
向けるためのガイドが配置されるのが好ましい。また、
前記羽根は、２列をなし、その間に前記流路が形成され
るのが好ましい。また、前記ケーシングの内周には、ら
せん状の溝（流路）を有するのが好ましい。また、前記
ケーシングの溝（流路）の幅は、その先端に向って狭く
なるのが好ましい。［００１５］また、本発明の第２の態様は、ケーシングと、このケー
シング内に回転可能に軸支されるロータと、このロータ
の外周にらせん状に突設される仕切りと、この仕切り間
のロータ外周に適当間隔で突設される多数の羽根と、こ
の羽根に隣接して前記ロータ外周の円周上にらせん状に
形成される流路と、前記ケーシングに形成され、作業流
体を流路に導入するための入口および前記流路を流れる
作業流体を外部に排出する排出口とから構成されるター
ビンを提供することにある。［００１６］前記羽根は、前記仕切りに対して傾斜しているのが好ま
しい。また、前記羽根の一方の側面は、前記仕切りに固
着されるのが好ましい。また、前記羽根は、前記仕切り
間に１列配されてなるのが好ましい。また、前記羽根は
、前記仕切り間に２列配されてなるのが好ましい。また
、前記羽根は、前記仕切り間に１列配され、前記流路は
前記羽根の両側に設けられるのが好ましい。また、前記
ロータの前記作業流体が排出される側には、前記作業流
体を回転方向と逆向きに排出するように案内する案内板
が設けられるのが好ましい。［００１７］また、前記仕切りおよび羽根が、前記ロータの先端に向
って縮径し、前記ケーシングが前記仕切りおよび羽根に
応じて縮径してなるのが好ましい。［００１８］また、前記導入口は、前記ケーシングの長手方向の中央
に設けられ、前記排出口は前記ケーシングの長手方向の
両端に設けられ、前記ロータの外周に突設される仕切り
はその長手方向の中央から両端に向けて互いに逆らせん
状をなすのが好ましい。［００１９］また、前記導入口は前記ケーシングの長手方向の両端に
設けられ、前記排出口は前記ケーシングの長手方向の中
央に設けられ、前記ロータの外周に突設される仕切りは
その長手方向の両端から中央に向けて互いに逆らせん状
をなすのが好ましい。また、前記ロータを管状とし、さ
らにこのロータの内周にらせん状の仕切りを突設し、こ
の仕切りの間のロータ内周に適当な間隔で多数の羽根を
突設し、この羽根に隣接して前記ロータ内周の円周上に
流路を形成するのが好ましい。［００２０１また、前記ケーシングが密閉構造であるのが好ましい。また、前記ケーシングの内周には、さらに前記ロータに
突設されたらせん状の仕切りに対して逆らせんをなす仕
切りによって形成される流路を有するのが好ましい。ま
た、前記ケーシングの流路の幅は、前記ロータに沿って
前記ケーシングの先端に向って漸次狭くなるのが好まし
い。［００２１］また、本発明の第３の態様は、回転可能に軸支されるロ
ータと、ロータの外周にらせん状に突設される仕切りと
、仕切り上に嵌合して固定され、ロータと一体化される
環状のケーシングと、ロータ、仕切りおよびケーシング
のうち、少なくとも一か所に固定され、ロータ外周に適
当間隔で設けられる羽根と羽根の上下および左右の少な
くとも一か所に隣接してロータ外周の円周上にらせん状
に形成される流路と、ロータの一側にロータと適宜のク
リアランスを存して配置され、口−タとケーシングとの
間を側方より囲う側板と、側板に形成される作業流体導
入用の入口および前記作業流体排出用の出口とから構成
されるタービンを提供するものである。［００２２］また、本発明の第４の態様は、一対の円板と、両円板を
適宜の間隔を存して連結するらせん状の仕切りにより形
成される渦巻状の通路と、円板と仕切りの少なくとも一
か所に中心に向って適当間隔で固定される羽根と、羽根
の上下および左右の少なくとも一か所に隣接し、通路に
沿って形成される流路と、両円板のうちの一方の円板の
軸心部に流路に連通して形成される作業流体排出用ある
いは導入用の開口と、他方の円板の軸心部に固着される
回転軸とから構成されるタービンを提供するものである
。前記態様のタービンはケーシングに嵌合し、ケーシン
グ内を回転するのが好ましい。［００２３］また、本発明の第５の態様は、ケーシングと、このケー
シングの内周に沿って突設される仕切りと、この仕切り
間のケーシング内周に適当な間隔で設けられる複数の凹
部と、前記ケーシング内に回転可能に軸支されるロータ
と、このロータの外周に沿って突設される仕切りと、こ
の仕切り間のロータ外周に適当な間隔で設けられる複数
の凹部によって形成される複数の羽根と、前記ケーシン
グに形成され、作業流体を前記ケーシング内に導入する
導入口および前記作業流体を前記［００２４］前記ケーシングの仕切りおよび前記ロータの仕切りがと
もにらせん状であるのが好ましい。また、前記ケーシン
グの仕切りと前記ロータの仕切りとが互いに逆らせん状
をなすのが好ましい。また、前記ケーシングの流路の幅
は、その先端に向って狭くなるのが好ましい。また、前
記ケーシングには、さらに、前記複数の羽根に前記作業
流体を吹き付けるための複数のノズルを有するのが好ま
しい・［００２５］また、前記ケーシングの隣り合う仕切りの間に形成され
る流路の幅と前記ロー夕の仕切りの幅が同じであるのが
好ましい。また、前記ケーシングの仕切りと前記ロータ
の仕切りとが同一形状であるのが好ましい。また、前記
ロータの隣り合う仕切りに対応するケーシングの２つの
仕切りの間に複数の仕切りを設けるよう構成したのが好
ましい。［００２６］また、本発明の第６の態様は、ケーシングと、このケー
シング内に回転可能に軸支されるロータと、このロータ
の外周に沿って一定間隔で逆方向に屈曲する流路を形成
するために前記ロータ外周に突設される仕切りと、前記
ケーシングに形成され、作業流体を前記流路に導入する
ための導入口および前記流路を流れる作業流体を外部に
排出する排出口とから構成されるタービンを提供するも
のである［００２７］前記流路カミジクザグであるのが好ましい。また、前記
流路が、波形であるのが好ましい。また、前記流路が、
前記ロータ外周に沿ってらせん状に形成されるのが好ま
しい。また、前記仕切りと前記流路が同形であるのが好
ましい。［００２８］また、前記ケーシングの内周には、さらにこの内周に沿
って溝状の流路を形成する仕切りを有するのが好ましく
、前記ケーシングの流路カミ前記ケーシングの内周に沿
って一定間隔で逆方向に屈曲する流路であるのが好まし
い。また、前記ケーシングの流路および仕切りの形状が
前記ロータの流路および仕切りと同一形状であるのが好
ましい。また、前記ケーシングの流路および前記ロータ
の流路とが互いに逆らせん状をなすのが好ましい。［００２９］また、本発明の第７の態様は、ドラムと、このドラムの
少なくとも一方の側面中心に連結される支持軸と、前記
ドラムの外周を被包し、前記支持軸に軸支されるケーシ
ングと、このケーシングの内周に突設される仕切りと、
この仕切り間のケーシング内周に適当間隔で突設される
羽根と、この羽根に隣接して前記ケーシング内周の円周
上に形成される流路と、前記支持軸を通り前記ドラムに
形成され、作業流体を前記流路に導入する導入口および
前記流路に流れる作業流体を外部に排出する出口とから
構成されるタービンを提供するものである。前記仕切り
および流路が前記ケーシング内周においてらせん状をな
すのが好ましい。［００３０１また、本発明の第８の態様は、内燃機関の排気ガスを作
業流体とする上記各態様のタービンと、前記ロータの回
転軸の他端に取り付けられるブロワと、このブロワを被
包し、充填気を吸入する吸入口および排出する排出口を
有するブロワケーシングとから構成されるターボチャー
ジャーを提供するものである。［００３１］前記タービンの流路を構成する部分の一部または全部を
触媒材料、触媒を付着させた材料および触媒を含む材料
の１種または２種以上の材料で構成するのが好ましい。［００３２］

【発明の作用】

本発明の第１の態様のタービンにおいて、ケーシング内
に回転可能に軸支されるロータには、その外周に多数の
羽根と、羽根に隣接する流路とが設けられ、作業流体が
流路を流れる間、その一部が次々と各羽根に順次光たり
、各羽根を押し動かしてロータを回転させる。一つ一つ
の羽根に加わる力は小さくても作業流体が多数の羽根に
当たることにより大きな力となり大きな回転トルクを生
ずる。ロータを回転させる負荷が大きくなると、羽根の
抵抗が大きくなり大きな回転トルクを生ずる。回転でき
ない程の負荷がかかると、作業流体は流路を通って排出
口より排出される。［００３３］本発明の第２の態様のタービンでは、ロータ外周にらせ
ん状に突設される仕切りによってらせん状の流路を形成
し、流路内に多数の羽根が設けられる。このタービンに
おいて作業流体はロータの周りを数回転して排出され、
これにより作業流体の持つ運動エネルギーが有効利用さ
れる。［００３４］上記各タービンでは、ケーシングは内周に何らの加工を
必要とせず、しかも流路の断面の約１／４しか構成しな
いので、ケーシングと接する作業流体はきわめて少なく
、そのためケーシングとの摩擦損失が少なくなり、作業
流体の有する運動エネルギーの多くがロータの回転に寄
与するようになる。［００３５］さらに本態様の別の例のタービンではロータ外周に一方
向に旋回するらせん溝が、ケーシング内周に逆方向に旋
回するらせん溝が形成され、ロータ外周のらせん溝には
羽根が設けられる。このタービンにおいては、作業流体
がケーシングのらせん溝を通って導入側に戻るため静圧
を上昇させるとともにケーシングのらせん溝を通って排
出される作業流体が少なくなるか或いはほとんどなくな
り、作業流体が有効利用される結果、ロータの回転力が
増す。［００３６］本発明の第３の態様のタービンでは、ロータとケーシン
グがらせん溝の仕切りによって連結され一体化されると
ともにその一側にロータとケーシングとの間のスペース
を側方より囲う固定板が設けれら、固定板にはスペース
内に作業流体を噴出するノズルが設けられる。このター
ビンにおいては、ケーシングがロータと一体をなしてい
るためケーシングとの摩擦抵抗によりロータの回転力が
増す。［００３７］上記各タービンのうち、らせん状の流路が形成されるも
のでは、ケーシングを開口部が底より広いシリンダー状
に形成し、ケーシングに嵌挿される軸状あるいは筒状の
ロータ外周に奥になって丈が漸次短くなるらせん状の仕
切りが形成される。そしてロータを嵌挿後蓋が閉じられ
る。このタービンでは、組付けおよび修繕あるいは点検
に際しての取り外しが容易となり、また流路が奥の排出
側に向って漸次狭くなり、圧下低下をもたらさない。［００３８］さらに本発明の第４の態様のタービンでは、一対の円板
がらせん状の仕切りによって連結され、これにより形成
される渦巻状の流路内に多数の羽根が設けられる。そし
て一方の円板の軸心に回転軸が固着され、他方の円板の
軸心にノズルまたは排出口が設けられる。このタービン
においては、外周の流路端に設けたノズルより導入され
た作業流体が渦巻状に流れて軸心部の排出口より排出さ
れるかあるいは軸心部に設けたノズルより導入された作
業流体が外周の流路端に設けた排出口より排出される。いずれにしても導入されて排出されるまでの間作業流体
が流路内の各羽根に当たり、ロータを回転させる。［００３９］本発明の第５の態様のタービンでは、ケーシング内周お
よびロータ外周に円周方向に鋸歯状、歯車状、波状ある
いは湾曲した凹凸が設けられるとともにケーシングには
凹部によってスペースが形成される箇所にノズルが設け
られ、ロータの凸部がケーシングの凸部に一致すると、
凹部によって形成されるスペース内に導入された作業流
体の圧力が高まりロータを回転させる。ロータの凸部が
ケーシングの凸部より離れ、凹部に一致すると、ロータ
外周に排出口に繋がる流路が形成される。［００４０］本態様の別の例のタービンは、ケーシング内周およびロ
ータ外周に凹凸がらせん状に形成される。この場合、ロ
ータが一回転するごとに一度ケーシング側の流路とロー
タ側の流路が一致し、ロータ凸部がケーシングの凸部に
１ないし数か所で一致する。この場合にはしたがって隣
接する各流路ごとにもノズルが設けられる。［００４１］さらに本発明の第６の態様のタービンでは、ケーシング
内周にジグザク状あるいは波状の凸部が、ロータ外周に
ジグザク状あるいは波状の凹部が形成され、ロータの回
転により凹部が凸部により塞がれたときケーシング内に
導入された作業流体の圧力が高まり、凹部が凸部より離
れたとき作業流体が凹部内に流入してロータを回転させ
る。［００４２］本態様の別の例のタービンでは、ジグザク状あるいは波
状の凸部がケーシング内周に、凹部がロータ外周にそれ
ぞれらせん状に形成される。このタービンではロータが
一回転するごとに一度ロータ側の凹部がケーシング側の
凸部で塞がれ、ロータ側の凹部とケーシング側の凹部と
で圧力差を生じる。ロータの回転によりロータ側の凹部
とケーシング側の凹部とが連通ずると高圧側の作動流体
がロータ側の凹部に流入しロータを回転させる。［００４３］上記各タービンでは、ロータがケーシング内で回転する
ようにしであるが、本発明の第７の態様のタービンでは
ケーシングが固定のロータ（ドラム）の周りを回転する
ようにされる。この場合には羽根がケーシング内周に取
り付けられ、ドラムに設けたノズルより作業流体が導入
される。［００４４］以上述べた各タービンで用いられる作業流体としては通
常、空気、スチーム、燃焼ガスあるいは排気ガスが使用
されるが、これ以外にフロンガス、水その他任意の流体
を用いることができる。［００４５］上記各タービンの好適な用途の一つとして、本発明の第
８の態様のターボチャージャーが挙げられるが、この場
合作業流体は排気ガスとなる。ターボチャージャーとし
て用いる場合、排気ガス中の一酸化炭素ＣＯ１未燃炭化
水素ＨＣ１窒素酸化Ｎｉ、マンガンＭｎなど遷移金属の
酸化物、銅とニッケルの合金等の触媒を流路の一部もし
くは全体に配設したり、ロータ外周、羽根、ハウジング
内周の作業流体と接触する部分を上記触媒で形成するか
あるいは上記部分の表面に触媒層を形成するのが望まし
い。［００４６］

【実施例】

以下に、本発明に係るタービンおよびターボチャージャ
ーの各態様について添付の図面に示す好適実施例に基づ
いて具体的に説明する。［００４７］図１は、本発明に係るタービンの一具体的実施例の縦断
面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。［００４８］これらの図に示すように、本発明の第１の態様のタービ
ン１０は、断面が略Ｃ形をなすケーシング１１内に断面
が略Ｃ形のロータ１２を配し、このロータ１２を回転軸
１３によってケーシング１１に回転可能に軸支したもの
で、ロータ外周には図１〜図３に示されるように、その
左右に２列の羽根（フィンまたはブレード）１４が周方
向に一定間隔で、しかも左右の羽根が互い違いとなるよ
うにして突設され、中央部は作業流体が通過する流路１
５となっている。［００４９］図示例のように、ケーシング１１の一方の側面が開放さ
れている場合にはロータ１２の端部の外周に仕切り１６
を設けるのが好ましい。これは羽根１４とケーシング１
１との間から作業流体が漏れるのを防止できるからであ
る。図示例では仕切り１６に羽根１４を固定または固着
することができ、羽根１４の強度を上げることができる
のでさらに好ましい。さらに、ロータ１２の両端部に、
羽根１４を内在させるように仕切りを設けるのがよいが
、図１中のケーシング１１の開放されている側面に蓋が
設けられ、ケーシング１１が密閉されている場合には設
けなくてもよい。［００５０］そしてこの流路１５にはケーシング１１の内周面より突
設されるＶ形のガイド１７が１個配置されている（図３
参照）。このガイド１７は、図示例では１個配置されて
いるが、ケーシングの周方向に一定間隔で複数配置され
ていてもよく、作業流体を左右に振り分け、左右のフィ
ンに当てる機能を有するほか逆方向からの作業流体の流
れを阻止する逆流止めとして機能をも併せて有している
。

【００５月ケーシング１１には作業流体導入用の導入口（以下、ノ
ズルという）１８、同排出口１９および図示していない
がケーシングを冷却するための冷却水を通す孔ケーシン
グ内の作業流体の圧力および流速を調整するためのバル
ブに繋がる孔等が設けられている。ノズル１８および排
出口１９を設ける位置は特に制限的ではないが、作業流
体が羽根１４に対して十分に仕事をするように配置する
のがよい。また、ノズル１８および排出口１９は、ロー
タ１２の接線方向に向けられるようにするのが望ましい
。［００５２］なお、ノズル１８の開口は、ガイド１６の尖った側の先
端より上流側であればケーシング１１の周面のいずれに
設けてもよいが、流路１５に対向するように図示例では
ケーシング１１の長手方向の中央に設けるのが好ましい
。また、ケーシング１１の周面に対し、図示例では、１
個のノズル１８を設けているカミ所定の間隔で複数のノ
ズルを設けてもよい。［００５３］また、排出口１９の設置位置も、ガイド１６の後端より
下流側であれば、ケーシング１１の周面のいずれに設け
てもよいが、排出口１９の開口部は、羽根１４に対して
仕事をしてロータ１２の回転力にエネルギを変換した後
の作業流体を流出させることができるように羽根１４に
対向するように設けるのがよい。図示例では２列の羽根
１４からなるので、ケーシング１１の同じ周面にこれら
の羽根列に対向して２個の排出口１９を設けるのがよい
が、どちらか一方でもよい。また、排出口１９を設ける
ためのケーシングの周面位置は、図示例では１か所であ
るが、特に限定的ではなく、ノズル１８同様に、所定の
間隔で複数箇所であってもよい。［００５４］上記具体例では、流路１５がロータ１２の中央部に、そ
の両側に２列の羽根１４が設けられているが、図４（ａ
）に示すようにロータ１２の両端部に仕切り１６を設は
ロータ１２の中央部に羽根１４を突設するとともにその
両側の仕切り１６との間の空間を流路１５としてもよい
し、図４（ｂ）に示すように一側に仕切り１６に側面を
固定しつつ羽根１４を突設するとともに他側の仕切り１
６との間の空間を流路としてもよい。これらの場合はガ
イド１７はＶ形に代えて流れに対し傾斜する傾斜板状の
ガイドが使用される。［００５５１図示する具体例の羽根１４は全てが平坦で同一サイズを
なし、しかも流れに対して直交し、かつ左右の羽根が互
い違いとなっているカミ長短あるいは大小の羽根より構
成してもよいし、各羽根はＶ形に屈折あるいは湾曲して
いてもよく、また流れに対して前後に傾斜させてもよい
。また、羽根をオリフィス状に形成する場合には、中央
部、一端部または両端部に流路を設けず、各羽根のオリ
フィス状開口を流路とするものであってもよい。また、
図示例では、流れに対する大きな抵抗が得られ易いよう
に羽根１４が左右で互い違いとなっているが、左右の羽
根が並ぶようにすなわち左右の羽根を並列して設けても
よい。［００５６］なお、上記実施例においては、必要に応じてケーシング
１の側面を格子状にして冷気が流通できるようにしても
よいし、さらにこれとともにロータの冷却効果を上げる
ためにロータ１１の外側面に羽根を突設してもよい。ま
た、ケーシング１の内周面に溝を設けてもよいし、この
溝をらせん状としてもよいし、この溝の幅を先端に行く
に従って狭くしてもよい。本態様のタービンを多段にす
ることにより、さらに高性能のタービンとすることがで
きる。［００５７］図５および図６に示す本発明の第２の態様のタービン２
０は、ケーシング２１内に配置されるロータ２２の外周
面にらせん状の仕切り２３を突設してらせん状の通路を
形成し、その−側に羽根２４を一定間隔で取り付は他側
を流路２５としたもので、ロータの排出側には作業流体
がロータ２２の回転方向と逆向きに排出されるように案
内するガイド２６が各羽根ごとに設けられている。図示
例では、ガイド２６は複数設けられているカミ　１個の
み設けてもよい。［００５８］以下の説明においては、本態様のタービンは、らせん状
の仕切りを有し、この仕切り間に複数の羽根が突設され
ることを除けば、図１〜図３に示す第１の態様のタービ
ンと基本的に同様の構成を有するので、異なる部分につ
いて説明し、同様な構成についての詳細な説明は省略す
る。［００５９］また、作業流体導入用の導入口２７および作業流体の排
出口２８がロータ２２の接線方向に向けてケーシング２
１の適当な位置に設けられている。　図示例においては
、導入口２７は図５のケーシング２１の長手方向の右側
の端部に、排出口２８のその反対側の端部に設けられて
いる。導入口２７および排出口２８の形成位置は、ロー
タ２２の外周に設けられる羽根２４および流路２５の形
状などに応じて適宜選択すればよい。［００６０］ロータ２２は、回転軸２９によりケーシング２１に軸受
２９ａを介して軸支されている。［００６１］ここで、本発明においては羽根２４の仕切り２３に対す
る取り付は位置および方向さらに流路２５の形成方法は
、特に制限的ではなく、例えば図７（ａ）〜図７　（ｄ
）にロータ２２の外周および仕切り２３に沿って展開し
て示すような種々のものが適用できる。図７（ａ）に示
すように、羽根２４は１列で仕切り２３に対して傾斜し
て仕切り２３に取り付けられ、羽根列の片側を流路とし
てもよいし図示１−ないが逆方向に傾斜して取り付けら
れていてもよいし、垂直に取り付けられていてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、羽根２４を仕切り２３
の間の中央に配置し、その両側を流路２５としてもよい
し、図７（Ｃ）に示すように両側の仕切り２３から所定
の間隔で互い違いに仕切り２３間の中央を越えて延在す
る羽根を設け、流路２５が屈曲し、ジクザグになるよう
にしてもよい。また図７（ｄ）に示すように両側の仕切
り２３から２列の羽根２４を設け、その中央部を流路２
５とするものであってもよい。［００６２］本態様の別の具体的実施例の一つとしては、図８に示す
ように、ケーシング３１がコーン型をなし、先端が縮径
し、このケーシング３１内に配置されるロータ３２の外
周上に突設される仕切り３３および羽根３４がロータ３
２の先端に向って縮径したコーン型をなす、このコーン
型タービン３０を挙げることができる。このコーン型タービン３０では、ケーシング３１とロー
タ３２の仕９１Ｊす３３（オよび羽根３４）とが先端に
向って縮径しているので、組み立てやすい。従って、ケ
ーシング３１とロータ３２、特に仕切り３３との間の間
隔を可能なかぎり小さくでき、作業流体の漏れを少なく
でき、作業流体の利用効率を高めることができる。［００６３１また、コーン型タービン３０においては、流路３５は先
端に向って縮径する仕切り３３および羽根３４との間に
形成されるので、先端に向うほど自然に流路が狭くなる
ことになり、はとんどの作業流体がロータ３２の方に誘
導され羽根３４に仕事をし、回転に寄与する。また、作
業流体の導入口および排出口の設置位置は特に制限的で
はないが、導入口３６は大径側に、排出口３７は小径側
に設けるのがよい。従って、ロータ３２の回転に使用さ
れない未使用作業流体を極めて少なくすることができる
。［００６４］また、本態様の別の具体的実施例としては、図９に示す
タービン４０のようにケーシング４１の長手方向の中央
に作業流体の導入口（ノズル）４６を設け、その両端側
にそれぞれ作業流体の排出口４７．４７を設け、ロータ
４２の外周上に突設される仕切り４３を導入口４６に対
応する位置、すなわちロータ４２の長手方向の中央位置
から両端部に向けて逆らせんとし、その仕切り間に所定
間隔で羽根４４を設け、仕切り４３と羽根４４との間を
流路４５とするものを挙げることができる。［００６５］このタービン４０では、流路４５が、ロータ４２の中心
から両端部に向って逆らせん（逆ねじ）になっているの
で従来のようにロータの回転に寄与しない未使用作業流
体がケーシングから漏れるのを防ぐことができる。［００６６］図９に示すタービン４０において、導入口４６を排出口
とし排出口４７．４７を導入口としてもよいカミ未使用
作業流体の漏れ防止の点からは、導入口はケーシングの
長手方向の中央部分に設けるのが好ましい。［００６７］また、図１０に示すタービン５０は、本態様のタービン
の別の具体的実施例である。このタービン５０は、ロー
タ５２が管状をなし、ロータ５２の外周に突設されるら
せん状仕切り５３およびその仕切り５２の間に所定間隔
で設けられる羽根５４および仕切り５３と羽根５４との
間に形成されるらせん状の流路を有しているだけでなく
、これらのらせん状仕切り５３、羽根５４およびらせん
状流路５５をロータ５２の内周にも有するものである。ケーシング５１は、ロータ５２を内包するように袋構造
を有し、フランジ５１ａによってロータ５２の出力軸５
８を軸受け５９を介して軸支するように構成される。［００６８】作業流体の導入口（ノズル）５６は、ケーシング５１の
側端に設けられ、ロータ５２の先端からロータ５２の外
周および内周の流路５５．５５の両方に作業流体を流す
ように構成されている。作業流体の排出口５７，５７．
は、ロータ５２の基端側の外周側と内周側に対応するケ
ーシング５１に設けられる。［００６９］作業流体の導入口５６および排出口５７は、ロータ５２
の内外周の流路５５゜５５に作業流体を分配でき、これ
らの流路５５．５５から作業流体を排出できれば、図示
のものに限定されるものではない。［００７０］このタービン５０は、ロータ５２の内外両面の流路５５
．５５を使用するものであるので、２倍の作業流体をロ
ータ５２の回転力として使うことができるので効率が良
くなり、コンパクトで高性能化することができる。この
タービン５０を上述のタービンと同様に多段とすること
により、さらにコンパクトで高効率化および高出力化が
はかれる。［００７１］本態様の別の具体的実施例には、図１１に示すタービン
６０のように、ロータ６２の外周に突設されたらせん状
の仕切り６３と、この仕切り６３の間に所定間隔で設け
られた羽根との間に形成される流路６５に対応してケー
シング６１の内周に突設される逆らせん（逆ねじ）状の
仕切り６８との間に形成される流路（ケーシング６１の
溝）６９を有するものであってもよい。このタービン６
０のケーシング６１にはフランジ６１ａを有し、ケーシ
ング６１には作業流体の導入口６６と排出口６７とがそ
れぞれ両端部に設けられている。［００７２］このタービン６０ではロータ６２の流路６５とケーシン
グ６１の流路（溝）６９とが互いに逆らせんとなってい
るため、ノズル６６から入った作業流体はケーシングの
流路６９を通って反対側へ流出しようとするが、ロータ
６２に入った作業流体はその流路６５が流路６９と逆に
なっているため逆の方向へ流れる。このため圧力が上り
作業流体はケーシング６１の流路６９を流れ、羽根６４
を押動しロータ６２を回転させ、ロータ６２の流路６５
に入り、再びケーシング６１の流路６９に入ることを繰
り返し、ロータ６２を回転する能力を増すことになるの
で、トルクが増加することになる。これは、ロータとケ
ーシングの流路とが同一方向である際に、先端から作業
流体を吸い込んで羽根に反トルクが作用して高トルクが
得られない従来のタービンとの大きな差異である。［００７３］また、ロータ６２の流路６５と逆らせん（逆ねじ）にな
ったケーシング６１の流路６９はラビリンスシールの役
目もはたすので、ロータ６２とケーシング６１との間か
ら流出する作業流体を減少させることができるので、高
効率化という効果もある。［００７４］もちろん、このタービン６０においても上述の各タービ
ンにおいても、フランジ６１ａと反対側のケーシング６
１の端面にフランジを設けて、密閉型とし、作業流体の
漏れを防止し、高効率化を図ることもできる。［００７５］なお、上記各タービンにおけるロータの仕切りおよびケ
ーシングの仕切りは、−条のらせんであってもよいし、
複数条のらせんからなるものであってもよい。上記態様のタービンにおいて、ケーシングの流路の幅を
先端に行くに従って狭くして、作業流体の効率をさらに
上げるようにしてもよい。もちろん、本態様の各タービ
ンを多段として高性能化してもよい。［００７６］図１２、図１３および図１４に示す本発明の第３の態様
のタービン７０は、筒状のケーシング７１とロータ７２
とをらせん状の仕切り７３により連結してらせん状の通
路を形成し、該通路内に一定間隔で羽根７４を取り付け
、ケーシング７１およびロータ７２との間にそれぞれ流
路７５および流路７６を形成してなるもので、ロータ７
２とケーシング７１が一体となって回転するようになっ
ており、流路の入口側にはロータ７２と適度なりリアラ
ンスを存し、回転軸７７を軸支する固定板７８が設けら
れている。固定板７８には作業流体を流路内に噴出する
図示しない導入口（ノズル）が設けられ、流路の出口側
には図示しない排出口が設けられている。［００７７］図１５に示す本発明の第４の態様のタービン８０は、一
対の円板状側板８１゜８１をらせん状の仕切り８２によ
り連結して二条の渦巻状通路を形成し、その−側に羽根
（フィン）８３を一定間隔で突設するとともに他側を流
路８４として構成し、一方の側板８１の軸心に通路と連
通ずる排出口８５を設けたもので、ケーシング８６に嵌
合し、ケーシング内で回転するようにしである。図中８
７は導入口である。［００７８］本実施例においては、渦巻状の通路を側板と、仕切りに
よって形成しているが別の実施例では断面が円形、矩形
その他任意形状チューブを渦巻状に巻込んで一体的に連
結することにより形成される。［００７９］図１６および図１７に示す本発明の第５の態様のタービ
ン９０では、ロータ９２の外周に鋸歯状の凹凸（凸部（
羽根）９３、凹部９４）が形成される。ケーシング９１
には内周にＶ溝９５がロータ９２の凹部９４に対応して
形成されるとともに内部に導入口９７に接続される環状
のダクト９８が形成され、排出口９９を備えたＶ溝を除
く各■溝９５ごとにダクト９８からノズル１００を介し
て作業流体が噴出できるようにしである。また、タービ
ン９０が密閉型の場合は、ロータ９２を円筒状として、
ロータ９２の凹部９４に内部と連通するロータノズル１
０１を各凹部９４毎に設けてもよい。［００８０１こうすることにより、ロータ９２の回転により作業流体
が圧縮されて反動力としてロータノズル１０１から噴出
し、ロータ９２の内部は高圧となり、ロータ９２とケー
シング９１との間に流路が形成された時には、作業流体
は逆に内部がら流路に作業流体が噴出してロータ９２の
回転力を増し、より高効率とすることができる。［００８１］このタービンにおいて、ロータ９２が回転し、ロータ９
２の凸部９３がケーシング内周の■溝９５により形成さ
れる凸部９６と合致したとき（図１６）■溝９５と凹部
９４によって形成されるスペース内に充満する作業流体
の静圧が増大しロータ９２を回転させる。ロータ９２の
凸部９３がケーシングの凸部９６より外されると（図１
７）　排出口９９に繋がる流路が形成され、作業流体が
排出される。［００８２］また、図１８に示す本態様の他の具体的実施例では、ロ
ータ９２の外周に仕切り１０２をらせん状に設けるとと
もに、ケーシング９１にもらせん状の仕切り１０３を設
け、いずれもらせん状の仕切りの間に凹凸を設ける構成
であってもよい。また、この両方のらせん状の仕切りを
互いに逆らせんとしてもよい。［００８３］図１９および図２０に示すタービン１１０は、ロータ１
１２の外周に仕切り１１３によってらせん状の通路を形
成し、この通路に沿ってロータ１１２の外周に鋸歯状の
凹凸（凸部（羽根）１１４、凹部１１５）を形成したも
ので、ケーシング１１１にも■溝１１６がらせん状の仕
切り１１８の間に上記通路と同一ピッチで形成されてい
る。このタービンでは、ロータ１１２が一回転するごと
に一度ケーシング１１１とロータ１１２側の通路が一致
し、ケーシング１１１の各凸部１１７とロータの凸部１
１４が一致しうるようになる。［００８４］図１９および図２０の両上半図はロータ１゛１２の凸部
１１４がケーシング１１１の凸部１１４から外れてロー
タ１１２とケーシング１１１の間に流路を形成した状態
を示し、図１９および図２０の両下半図は、両者が一致
し、流路が閉じられ、作業流体によりロータ１１２の凸
部１１４に回転力が付与される状態を示す［００８５］ここで、本態様においては、ロータの外周およびケーシ
ングに形成される凹凸の形状および数は特に制限的でな
く、図示例のように鋸歯状に限定されず、例えば、波形
などのなめらかな凹凸などの種々の凹凸も適用すること
ができる。また本態様において、ロータの仕切りの幅と
、ケーシングの流路（仕切りの間隔）を同じにして、ロ
ータの一回転毎に流路同志が重なり、またロータの仕切
りとケーシングの流路とが重なるようにしてもよい。［００８６］また、ケーシングの流路（仕切りの間隔）を狭くして、
ロータの流路（仕切りの間隔）の間にケーシングの流路
を複数設け、ロータの仕切りとケーシングの仕切りの重
なる回数を増加させ、ラビリンスシール効果を増大させ
ることができる。これらの場合、ロータおよびケーシン
グの仕切りの幅は同じにするのがよい。［００８７］図２１に示す本発明の第６の態様のタービン１２０は、
ロータ１２２の外周面にジグザグ状の溝仕切り１２３を
設け、そのジグザグ状の流路（溝）１２４を内周方向に
形成したもので、ケーシング１２１には内周に溝１２４
と同サイズのジグザグ状の凸部１２５と凸部１２５の両
側に流路（溝）１２６が設けられ、導入口（ノズル）１
２７により導入された作業流体が各流路１２４，１２６
を通り、排出口１２８よりそれぞ゛れ排出されるように
なっており、またロータ１２２の回転により流路１２４
が凸部１２５によく塞がれあるいは開放されるようにな
っている。［００８８］ここでロータ側の流路１２４が凸部１２５により塞がれ
ると、流路１２６と流路１２４で圧力差を生ずる。流路
１２４が凸部１２５より外れると流路１２６と流路１２
４が連通し、流路１２４内に流入した作業流体でロータ
１２２が回転する。また、図２１に示すタービン１２０
は、ロータ１２２の外周にジグザグ状の仕切り１２３お
よび流路１２４をらせん状に形成し、またケーシング１
２１内周にも流路１２４と同サイズのジグザグ状の凸部
１２５と凸部１２５間に流路１２６を形成し、ロータ１
２２が一回転すると、−変流路１２４と凸部１２５が一
致し、流路１２４が凸部１２５で塞がれるようになって
いる。［００８９］本態様において、ロータ１２２に形成される仕切り１２
３および流路１２４のパターンは、図２２（ａ）および
図２２（ｂ）のようにジグザグ状であってもよいし、図
２２（ｃ）および図２２（ｄ）のようになめらかな波形
であってもよい。また、図２２（ａ）および図２２（ｃ
）のように仕切り１２３の幅と流路１２４の幅とが異な
っていてもよいし、図２２（ｂ）および図２２（ｄ）の
ように仕切り１２３の幅と流路１２４の幅とを一致させ
てもよい。ケーシング１２１の凸部１２５および流路１
２６のパターンはロータ１２２のパターンと同一とすれ
ばよい。［００９０］図２１に示す例では、ケーシング１２１の内周にもジク
ザク状の流路１２６を形成しているカミ本態様のタービ
ンはこれに限定されるわけではなく、ケーシングの内周
に流路となる溝がなくてもよいし、流路がある場合も、
その流路となる溝が屈曲していなくてもよいし、らせん
状流路であってもよいし、逆らせん状流路であってもよ
い。また流路の幅は一定であっても、先端に行くほど狭
くなってもよい。［００９１］本発明の第７の態様に示すタービン１５０は、上記各態
様のタービンとは逆にロータをケーシング内で回転させ
る代りに、図２５に示すようにロータをドラム１５２と
して固定し、このドラムの回りに仕切り１５３、羽根１
５４および流路１５５を形成したケーシングロータ１５
１を回転させるものである。［００９２］このタービン１５０ではドラム１５２の側に入口ノズル
１５６を設け、ケーシングロータ１５１の外側を排出口
１５７とし、ドラム１５２の外周には正または逆のらせ
ん流路１５８が形成される。また、ケーシングロータ１
５１に固着される回転軸１５９はベアリング１６０を介
してドラム１５２およびドラム１５２を固定支持してい
る支持フレーム１６１に軸支される。［００９３］図２３に示す本発明の第８の態様のターボチャージャー
１３０は、ケーシング１３１内で回転するロータ１３２
の外周にらせん状の仕切り１３３を突設し、この仕切り
１３３の間に羽根１３４を設け、羽根１３４と仕切り１
３３との間に流路１３５を形成するとともに、ケーシン
グ１３１に自動車等のエンジン（内燃機関）の排気管に
連通ずる導入口（ノズル）１３６および排出口１３７を
形成したタービン１３８と、タービン１３８のロータ１
３２の回転軸１３９の一端に取り付けられるブロワ−１
４０とブロワ−１４０のケーシング１４５とケーシング
１４５に形成される軸方向の空気やチャージの導入口１
４１およびラジアル方向に設けられエンジンの吸気管に
連通ずる供給口１４２からなる。［００９４］タービン１３８のケーシング１３１とブロワ−１４０の
ケーシング１４５とは一体であってもよい。また回転軸
１３９は少なくとも軸受１４３によって軸支される。［００９５］このターボチャージャー１３０に用いられるタービンは
図示例のものに限定されず、上述した本発明の各態様の
タービンのいずれも用いることができる。［００９６］本発明のタービン１３８は、低圧、低速、低流量の作業
流体でも効率よく、高トルク回転を行うので、エンジン
の低回転時にも、十分に過給を行うことができる。また
、ターボチャージャーの過給のタイムラグも少なくする
ことができる。一方、エンジンの高速回転時にも、高圧、高速、高流量
の作業流体によりタービン１３８は高速かつ高出力回転
を行うので、十分な過給を行うことができる。［００９７］従って、従来のターボチャージャーに比べて、低圧用高
圧用の２つのターボチャージャーを搭載して２つを使い
分ける必要がないし、また、特に使い分けたい場合は、
低圧用または高圧用の１つを本発明のターボチャージャ
ーとし、他を従来型トしてもよいし、両方に本発明のタ
ーボチャージャーを用いてもよい。ターボチャージャー
の性能は、流路１３５の大きさ、羽根１３４の形状、寸
法および数によって調整すればよい。［００９８］また、本発明のターボチャージャー１３０においては、
タービン１３８の構成材料、特に、仕切り１３３、羽根
１３４、ロータ１３２の外周面、ケーシング１３１の内
周面などの作業流体となる排気ガスと接触する部分の材
料を排気処理触媒作用を有する材料で構成しておくのが
よい。［００９９］例えば、これらの触媒材料としては白金（ｐｔ）　　ロ
ジウム（Ｒｈ）　　ルテニウム（Ｒｕ）　　パラジウム
（Ｐｄ）などの重金属、銅とニッケルの合金、銅（ＣＵ
）　　クロム（Ｃｒ　）　　ニッケル（Ｎｉ）　　マン
ガン（Ｍ　ｎ　）などの遷移金属の酸化物、粒状のアル
ミナに銅やクロムの酸化物を担持させた触媒などを挙げ
ることができる。［０１００］上述の構成部分を上述の材料で直接構成してもよいカミ
図２４に示すように、粒状触媒１４４を流路１３５の該
当箇所に配置し、あるいは埋め込むあるいは排気ガスと
接触する部分に配置するようにしてもよい。［０１０１］このようにすることにより、エンジン排ガスの浄化のみ
ならず、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）　未燃炭化水素
（ＨＣ）の燃焼による燃焼熱をタービン１３８のエネル
ギとして使うことができるので、ターボチャージャーの
過給効率を挙げることもできる。［０１０２］上述の例のように、排気処理触媒作用を有する材料を構
成材料とするタービンは排気タービンにも適用可能であ
る。［０１０３］（実験例）図５に示す本発明の第２の態様のタービンと同様な鋼製
のタービンを製作し、コンプレッサーによって圧縮した
ゲージ圧５　、　２　ｋｇ／ｃｍ２Ｇの加圧空気を用い
て、このタービンの回転速度およびトルクの計測を行っ
た。タービンの寸法ロータの外径１１４ｍｍ、幅４３ｍｍ流路　ピッチ１２ｍｍ３まわりらせんケーシングの内周−流路（溝）なし［０１０４］回転速度計測結果圧力　Ｋｇ／Ｃｍ２Ｇ０．５１１回転数　ｒｐｍ　　　　２７００　　４０００４００Ｏ
ｒｐｍ超の計測は行わなかった。［０１０５］トルク計測結果図２６に示す機構を用いて、タービン１７０の回転軸１
７１を押圧板１７４により支持棒１７２に押し付けて、
支持棒１７２にモーメントを与え、回転軸１７１の中心
から５０ｃｍ離れた場所で荷重計１７３により支持棒１
７２の押圧力を測定することにより、タービンの軸トル
クを測定した。［０１０６］この時のタービンを駆動する作業流体の圧力および流量
は以下の通りであった［０１０７］コンプレッサ圧力５　、　２ｋｇ／ｃｍ　、加圧空気流
量０．　５２８Ｎｍ３／ｍｉｎ回転数　ｒｐｍ　　　　
０　　　３００　　１５００　　３０００トルク　ｇ−
ｃｍ　　　　２０００　　１８５０　　１８００　　１
６００［０１０８］

【発明の効果】

本発明は以上のように構成され、次のような効果を奏す
る。［０１０９］本発明のタービンによれば、ロータ外周面とケーシング
内周面にらせん溝を形成シタ前述のタービンと比べ、作
業流体の大半がロータ側を流れ、ケーシングとの摩擦抵
抗が少ないため作業流体の持つエネルギーがロータの回
転に有効に利用され、回転トルクを増すことができるば
かりでなくケーシング側にらせん溝などの加工をする必
要がないため構造が簡単となり、コストを低減させるこ
とができる。［０１１０１本発明のタービンにおいては、作業流体がロータ上を数
回転して排出されうるようになるため、羽根との摩擦抵
抗が増し、作業流体の持つエネルギーをより有効に利用
することができる。［０１１１］本発明のタービンにおいて、ガイドを設けることにより
、作業流体の流れが羽根に向けられ、羽根による摩擦抵
抗が増大するとともに作業流体の逆流を防止することも
できる。［０１１２］本発明のタービンによれば、ケーシングがロータと一体
化されているためケーシングとの摩擦抵抗がロータの回
転に寄与し、ロータの回転力を増し、効率をより向上さ
せることができる。［０１１３］本発明のタービンによれば、作業流体との摩擦抵抗が全
てロータの回転力に寄与し、作業流体の持つエネルギー
を有効利用することができる。［０１１４］本発明のタービンにおいて案内板を設けたものは、ロー
タの回転力が増し、またタービンの冷却効果をもたらす
ことができる。［０１１５］本発明のタービンによれば、回転する外側のケーシング
に研削、研摩、切断用丸刃その他各種の回転体を直接取
り付けて回転駆動させることができる。［０１１６］本発明のタービンによれば、導入された作業流体を効率
よく使用でき、そのエネルギーを効率よくロータの回転
力に変換できる。［０１１７］本発明のタービンにおいては、作業流体の導入管と排出
管のバルブを切り換えるだけで排出口から作業流体を導
入し、導入口から作業流体を排出することにより、容易
に逆回転させることができる。［０１１８］本発明のターボチャージャーによれば、エンジンの低回
転時にも十分に過給、でき、また効率よく過給できると
ともに、排気浄化を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタービンの一実施例の縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。

【図３】図１に示すタービンに用いられるロータの正面図である
。

【図４】本発明に係るタービンに用いられるロータの別の実施例
（ａ）および（ｂ）部分断面図である。

【図５】本発明に係るタービンの別の実施例の縦断面図である。

【図６】図５の横断面図である。

【図７】本発明に用いられるロータの外周に突設される羽根の種
々の取付状態（ａ）（ｂ）、（Ｃ）および（ｄ）を示す
、ロータ外周に沿う展開図である。

【図８】本発明に係るタービンの別の実施例の縦断面図である。

【図９】本発明に係るタービンの別の実施例の縦断面図である。

【図１０１本発明に係るタービンの別の実施例の縦断面図である。【図１月本発明に係るタービンの別の実施例の縦断面図である。【図１２】本発明に係るタービンの別の実施例の部分縦断面図であ
る。

【図１３】図１２の横断面図であ。

【図１４】図１３のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図１５】本発明のタービンの他の実施例の横断面図である。

【図１６】本発明のタービンの他の実施例の一つの作動状態を示す
横断面図である。

【図１７】図１６に示すタービンの別の作動状態の横断面図である
。

【図１８】本発明のタービンの他の実施例の縦断面図である。

【図１９】本発明のタービンの他の実施例の異なる作動状態の説明
のために上半図と下半図とを合わせて示す縦断面図であ
る。

【図２０１図１９の横断面図である。【図２１】本発明のタービンの他の実施例の縦断面図である。

【図２２】それぞれ異なる仕切りおよび流路のパターン（ａ）　　
　（ｂ）　　　（Ｃ）および（ｄ）を示す線図である。

【図２３】本発明に係るターボチャージャーの一実施例の縦断面図
である。

【図２４】本発明のターボチャージャーに用いられる羽根の一実施
例の模式的構造図である。

【図２５】本発明のタービンの他の実施例の縦断面図である。

【図２６】本発明の実施例で用いたトルク計測機の説明図である。

【符号の説明】

１０．２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９
０，１１０，１２０゜１３８．１５０　　タービン１１．２１，３１，４１，５１，６１，７１，８６，９
１，１１１，１２１゜１３１．１４１　　ケーシング１２．２２，３２，４２，５２，６２，７２，９２，１
１２，１２２゜１３２　ロータ１４．２４，３４，４４，５４，６４，７４，８３，１
３４，１５４　　羽根１５．２５，３５，４５，５５，
６５，６９，７５，７６．８４，１２４゜１２６．１３
５，１５５，１５８　　流路１６．２３，３３，４３，
５３，６３，６８，７３，８２，１０２，１０３゜１１
８．１２３，１３３，１５３　　仕切り１８．２７，３
６，４６，５６，６６．８７，９７，１００，１０１゜
１２７．１３６，１４２，１５２　　導入口（ノズル）
１９．２８，３７，４７，５７，６７．８５，９９，１
２８，１３７　　排出口９３．９６，１１４，１１７，
１２５　　凸部９４．９５，１１５，１１６　　凹部（
Ｖ溝）１３０　ターボチャージャー１４０　ブロワ− １４４粒状触媒

【書類名】

【図１】図面

【図２】

【図３】

【図４】＜ａ＞（ｂ）

【図５】酎

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】Ｃ’−

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図２０】

【図２１】

【図２２】（ａ）（Ｃ）（ｂ）（ｄ）

【図２３】Ｎ才

【図２４】

【図２５】

【図２６】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングと、このケーシング内に回転可
能に軸支されるロータと、このロータの外周に適当な間
隔で突設される多数の羽根と、この羽根に隣接して前記
ロータ外周の円周上に形成される流路と、前記ケーシン
グに形成され、作業流体を前記流路に導入する入口およ
び前記流路を流れる作業流体を外部に排出する出口とか
ら構成されるタービン。
【請求項２】ケーシングと、このケーシング内に回転可
能に軸支されるロータと、このロータの外周にらせん状
に突設される仕切りと、この仕切り間のロータ外周に適
当間隔で突設される多数の羽根と、この羽根に隣接して
前記ロータ外周の円周上にらせん状に形成される流路と
、前記ケーシングに形成され、作業流体を流路に導入す
るための入口および前記流路を流れる作業流体を外部に
排出する排出口とから構成されるタービン。
【請求項３】前記ロータの前記作業流体が排出される側
には、前記作業流体を回転方向と逆向きに排出するよう
に案内する案内板が設けられる請求項２に記載のタービ
ン。
【請求項４】前記仕切りおよび羽根が、前記ロータの先
端に向って縮径し、前記ケーシングが前記仕切りおよび
羽根に応じて縮径してなる請求項２または３に記載のタ
ービン。
【請求項５】前記導入口は、前記ケーシングの長手方向
の中央に設けられ、前記排出口は前記ケーシングの長手
方向の両端に設けられ、前記ロータの外周に突設される
仕切りはその長手方向の中央から両端に向けて互いに逆
らせん状をなす請求項２〜４のいずれかに記載のタービ
ン。
【請求項６】前記ロータを管状とし、さらにこのロータ
の内周にらせん状の仕切りを突設し、この仕切りの間の
ロータ内周に適当な間隔で多数の羽根を突設し、この羽
根に隣接して前記ロータ内周の円周上に流路を形成した
請求項２〜５のいずれかに記載のタービン。
【請求項７】前記ケーシングの内周には、さらに前記ロ
ータに突設されたらせん状の仕切りに対して逆らせんを
なす仕切りによって形成される流路を有する請求項２〜
６に記載のタービン。
【請求項８】回転可能に軸支されるロータと、ロータの
外周にらせん状に突設される仕切りと、仕切り上に嵌合
して固定され、ロータと一体化される環状のケーシング
と、ロータ、仕切りおよびケーシングのうち、少なくと
も一か所に固定され、ロータ外周に適当間隔で設けられ
る羽根と羽根の上下および左右の少なくとも一か所に隣
接してロータ外周の円周上にらせん状に形成される流路
と、ロータの一側にロータと適宜のクリアランスを存し
て配置され、ロータとケーシングとの間を側方より囲う
側板と、側板に形成される作業流体導入用の入口および
前記作業流体排出用の出口とから構成されるタービン。
【請求項９】一対の円板と、両円板を適宜の間隔を存し
て連結するらせん状の仕切りにより形成される渦巻状の
通路と、円板と仕切りの少なくとも一か所に中心に向っ
て適当間隔で固定される羽根と、羽根の上下および左右
の少なくとも一か所に隣接し、通路に沿って形成される
流路と、両円板のうちの一方の円板の軸心部に流路に連
通して形成される作業流体排出用あるいは導入用の開口
と、他方の円板の軸心部に固着される回転軸とから構成
されるタービン。
【請求項１０】ケーシングと、このケーシングの内周に
沿って突設される仕切りと、この仕切り間のケーシング
内周に適当な間隔で設けられる複数の凹部と、前記ケー
シング内に回転可能に軸支されるロータと、このロータ
の外周に沿って突設される仕切りと、この仕切り間のロ
ータ外周に適当な間隔で設けられる複数の凹部によって
形成される複数の羽根と、前記ケーシングに形成され、
作業流体を前記ケーシング内に導入する導入口および前
記作業流体を前記ケーシング外へ排出する排出口とから
構成されるタービン。
【請求項１１】前記ケーシングの仕切りおよび前記ロー
タの仕切りがともにらせん状である請求項１０に記載の
タービン。
【請求項１２】前記ケーシングの仕切りと前記ロータの
仕切りとが互いに逆らせん状をなす請求項１０に記載の
タービン。
【請求項１３】ケーシングと、このケーシング内に回転
可能に軸支されるロータと、このロータの外周に沿って
一定間隔で逆方向に屈曲する流路を形成するために前記
ロータ外周に突設される仕切りと、前記ケーシングに形
成され、作業流体を前記流路に導入するための導入口お
よび前記流路を流れる作業流体を外部に排出する排出口
とから構成されるタービン。
【請求項１４】前記流路が、前記ロータ外周に沿ってら
せん状に形成される請求項１３に記載のタービン。
【請求項１５】前記ケーシングの内周には、さらにこの
内周に沿って一定間隔で逆方向に屈曲するらせん状流路
を形成する仕切りを有する請求項１４に記載のタービン
。
【請求項１６】ドラムと、このドラムの少なくとも一方
の側面中心に連結される支持軸と、前記ドラムの外周を
被包し、前記支持軸に軸支されるケーシングと、このケ
ーシングの内周に突設される仕切りと、この仕切り間の
ケーシング内周に適当間隔で突設される羽根と、この羽
根に隣接して前記ケーシング内周の円周上に形成される
流路と、前記支持軸を通り前記ドラムに形成され、作業
流体を前記流路に導入する導入口および前記流路に流れ
る作業流体を外部に排出する出口とから構成されるター
ビン。
【請求項１７】前記仕切りおよび流路が前記ケーシング
内周においてらせん状をなす請求項１６に記載のタービ
ン。
【請求項１８】請求項１ないし１７のいずれかに記載の
内燃機関の排気ガスを作業流体とするタービンと、前記
ロータの回転軸の他端に取り付けられるブロワと、この
ブロワを被包し、充填気を吸入する吸入口および排出す
る排出口を有するブロワケーシングとから構成されるタ
ーボチャージャー。
【請求項１９】前記タービンの流路を構成する部分の一
部または全部を触媒材料、触媒を付着させた材料および
触媒を含む材料の１種または２種以上の材料で構成する
請求項１８に記載のターボチャージャー。