(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のタービンの羽根軸を、溝に仕切板を設けた軸に変えたスパイラルタービンを提供する。【解決手段】ロータの外周に螺旋状の溝を掘り、溝には仕切板を等間隔に設置する。ケーシングの内壁にはロータの溝と合致する溝を設ける。ケーシングの外周に吸入口を設け、流体の排気口、又、ロータの外周に平行に複数の溝を掘ったのを特徴とするスパイラルタービンである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１）本体の外周に平行に取巻く複数の溝（５）を掘り、溝には仕切板（２）を等間隔に設け、吸入口（６）の溝の導入部は、段階的に高低さをつけた仕切板を配置、中央部の溝の導入部には段差のある仕切板を一点から前後へ対照的に複数取り付け、ケーシング（３）の内壁部はロータ本体の溝と合致する溝を設けたことを特徴とするスパイラルタービンである。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はロータに溝を掘り、溝に沿って螺旋状に仕切板を設けて作業流体の吸収力、消音、回転力の増大を計ったタービンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来のタービンは、石油、石炭、あるいは天然ガスを燃焼させて、流体をノズルから噴出させて高速流になった流体を翼に衝突させ、その衝撃力で羽根車を回転させる方法が原理である。圧縮材と同様に静翼（ノズル）と動翼（ブレード）が交互に並び、半径流タービンは流れが半径方向に流れるものであり、静翼で増速した流体がタービンインペラの外径側から流入し軸方向へ排出する。軸流タービンの側断面図を見ると理想的なタービンに見えるが、図は停止中であり高速回転になると全く様相は異なるのである。例えば羽根を少なくして羽根間の空間を多くすれば、未使用の流体が貫通することにより羽根を多くすれば流体の壁が強くなり、円盤と同様になってしまうのである。軸流タービンのブレードを円盤にして流体を吹き込むと、円盤と流体との摩擦により高速回転する。一方、流れは遠心力が発生して円盤の外周とケーシングとのすきまを通って流出するので吸収力は発生しない。従って圧力は下がらない。大形の発電所は木板に穴があくほどの高圧（１６９ｋｇ／ｃｍ２）の流体を使用するので高トルクが発生するが、反動であるから吸収力は発生しないので圧力は下がらない。従って復水器で真空にしてタービンの効率の向上を計っているのである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  軸流タービンの羽根車には、軸と一体に削り出すものと軸とは別に作り完成後軸に焼ばめして組み立てるものがあるが、小型の単段式タービンは殆んどはめこみ式であり、大型や多段式タービンは一体削り出しが採用されているが、何れも羽根車が動力エネルギーの働きにより羽根自体は作業流体のエネルギーをさえぎる形となり、ノズルから噴出する作業流体の流れ方向をせきとめているのである。この問題は羽根車が枚数を重ねる程増大する。軸流タービンにおいて最大の問題点である。作業流体のエネルギーをさえぎるため高圧で作業流体の流れも低効率となり、巨大で高価な復水器によりタービンの効率を高めている。復水器は莫大な量の冷却水を使用し、切角、高温、高圧（元はＳ６６℃、１６９ｋｇ／ｃｍ２の加熱蒸気）にした作業流体の熱エネルギーを復水器によりタービンの高効率化を計っている。復水器は莫大な熱エネルギーや水の消費量がわからなくなっているのである。復水器がなければタービンの効率を上げられない。軸流タービンでは解決できないメカニズムの問題がある。圧力を上げるため巨大なケーシングを必要とし、高価なラビリンスパッキンが必要となる。更に、連続して羽根に回転力を増大さすメカニズムであるため巨大で高価な減速機を備えなければならない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  ロータの外周に螺旋状に取り巻く溝を掘り、仕切板を等間隔に設置する。溝の吸入部は仕切板への導入部に段階的に複数の仕切板を配置する。ロータ本体は頭部、胴体部、底部の三体からなりケーシングで覆うが、胴体部の内側にはロータ本体の溝と合致する溝をつけ、ケーシングの胴体部に吸入口を取り付け、排出口は底部中央に排気口を設けたのを特長とするスパイラルタービンである。
【０００５】  またロータ本体に、平行に取り巻く複数の溝を掘り、溝には仕切板を配置し、中央部の溝の導入部には複数の仕切板を一点から前後に対照的に取り付け、ケーシング内側にはロータ本体の溝と合致する溝をつけたのを特徴とする請求項Ｉのスパイラルタービンである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】  発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。自動車用小型タービンとスパイラルタービンを比較実験したところ、タービンのノズル口に約２倍以上の圧力差が生じた。自動車用羽根式タービンのノズル口の圧力は高く、スパイラルタービンはノズル口の圧力は低い。羽根式タービンは流体の効率を低下させる。スパイラルタービンは、ノズル口周辺においてもロータの強力な吸収作用により抵抗は小さく、熱エネルギー、圧力エネルギーを回転トルクにしているスパイラルタービンである。
【作用】
【０００７】  スパイラルタービンのロータは深い溝を掘り、この溝に仕切板を設け流動抵抗の増大を計った。仕切板は強力なラビリンスパッキンとなりロータに流体を供給して回転しても軸を止めて、更に流体を供給しても排気の少ないスパイラルタービンとなる。ケーシングの停止状態の溝とロータの回転する溝は交互に重なる回転弁となり、流体はこの回転弁を介してロータに断続的に供給するので作業流体の消費量が極めて少ない強力な衝動スパイラルタービンになる。又、ロータ末端の溝が回転すると流体のすくいとり作用が生じるため、利用済みの弱い排気を抑制することにより更に排気の出にくいタービンにしてしまうのである。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は、従来の羽根式などのタービンと異なり構造はロータに溝を設け、仕切板を螺旋状に配列し、さらに排気口を外側中央にすることにより高トルクを得られる。特にロータの吸収力が強力なため、排気と共に外気を吸収する作用が働き、排気音は消去又は極端に小さくなる。本タービンを陸・海・空の内燃機関へ使用することにより、騒音問題、発電所、製鉄所等、工場からの排煙対策など経済も現状維持で使用できるスパイラルタービンである。
１．低速高トルクのタービンである。
２．作業流体の流出損失が小さい。
３．巨大な復水器、高圧に耐えられるケーシング、高価なパッキシステム、巨大な減速装置、空気分離器、低圧タービンが不要である。
４．頑丈な構造のため故障が少ない。
５．振動、騒音が極端に小さく長寿命。
６．仕切板構造のため羽根特有の金属音がないので航空機用ガスタービン、ジェットエンジン、船舶用ガスタービン、機関車用ガスタービン、など内燃機関全般の騒音問題を解決する。
７．コンバインドサイクルエンジンや油圧ポンプにも応用できる。
８．燃料電池との組み合わせ。
９．発電全般に利用可。
１０．低速でのトルクが従来のタービンより大幅に大なので低速側トルクアップ対策に有効。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】  スパイラルタービンの側断面図である。
【図２】  ロータの側面図である。
【図３】  ロータの正面図である。
【符号の説明】（１）  ロータ
（２）  仕切板
（３）  ケーシング
（４）  排気口
（５）  溝
（６）  流体の入口
【図２】
2013053613.tif 000002
【図３】
2013053613.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月18日(2011.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１】「図１」は本発明スパイラルタービンを説明するための一部側断面図である。
【図２】「図２」はケーシングと羽根部分の側面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2013053613.tif 000004
【図２】
2013053613.tif 000005