JPS5857014A - 相変化を直接利用した外燃型熱サイクル機関 - Google Patents
相変化を直接利用した外燃型熱サイクル機関Info
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- JPS5857014A JPS5857014A JP15292981A JP15292981A JPS5857014A JP S5857014 A JPS5857014 A JP S5857014A JP 15292981 A JP15292981 A JP 15292981A JP 15292981 A JP15292981 A JP 15292981A JP S5857014 A JPS5857014 A JP S5857014A
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- JP
- Japan
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- piston
- pressure chamber
- steam
- pressure
- chamber
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- Granted
Links
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- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B29/00—Machines or engines with pertinent characteristics other than those provided for in preceding main groups
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は純粋な流体がある一定の温度領域で示す蒸発と
凝縮という相変化に伴う蒸気圧の変動を直接、仕事とし
て外部に取り出す熱サイクル機関に関する。
凝縮という相変化に伴う蒸気圧の変動を直接、仕事とし
て外部に取り出す熱サイクル機関に関する。
一般に、あらかじめ十分に真空排気された容器内に一定
血の単一種の純粋な流体（これを作動流体と呼ぶ）を封
入し、これを密閉すると、容器内は液体とその蒸気のみ
で満たされた、いわゆる気液二相の状態になる。ここで
容器を外部より加熱し、液体の温度を上げると、それに
相応して蒸気圧も上昇する。液体が蒸発して容器内の蒸
気量が増加するからである。逆にこれを外部から冷却す
ると蒸気は気化時に奪った潜熱を冷却面を介して外界に
放出して、凝縮し、液体に戻る。従って容器内の蒸気圧
も降下する。流体がこのような蒸発・凝縮の相変化を起
す場合、その温度レベルと潜熱の大きさ、蒸気圧の大き
さなどとの関係はその流体に特徴的な物性値として与え
られるものである。
血の単一種の純粋な流体（これを作動流体と呼ぶ）を封
入し、これを密閉すると、容器内は液体とその蒸気のみ
で満たされた、いわゆる気液二相の状態になる。ここで
容器を外部より加熱し、液体の温度を上げると、それに
相応して蒸気圧も上昇する。液体が蒸発して容器内の蒸
気量が増加するからである。逆にこれを外部から冷却す
ると蒸気は気化時に奪った潜熱を冷却面を介して外界に
放出して、凝縮し、液体に戻る。従って容器内の蒸気圧
も降下する。流体がこのような蒸発・凝縮の相変化を起
す場合、その温度レベルと潜熱の大きさ、蒸気圧の大き
さなどとの関係はその流体に特徴的な物性値として与え
られるものである。
本発明の作動原理は所定の温度に加熱してもなおかつ容
器内に液体相が残存するように、ある一定量の作動流体
を封入した密閉容器の一部を加熱） することにより定常的に蒸気を生成する一方で、周期的
にこの蒸気を冷却して凝縮・液化させ、蒸気圧の上昇と
降下を交互に生ぜしめ、高圧時にピストンに仕事を与え
、低圧時にピストンを復帰させる、というサイクルを作
り、定常的に仕事を取り出すことにある。
器内に液体相が残存するように、ある一定量の作動流体
を封入した密閉容器の一部を加熱） することにより定常的に蒸気を生成する一方で、周期的
にこの蒸気を冷却して凝縮・液化させ、蒸気圧の上昇と
降下を交互に生ぜしめ、高圧時にピストンに仕事を与え
、低圧時にピストンを復帰させる、というサイクルを作
り、定常的に仕事を取り出すことにある。
本発明の主要な構成は以下のようである。
図ｌ１ｌ）において、１は圧力室でその−に半分は常に
外界から冷却され、下半分は常に加熱されている状態に
ある＋２は外界から断熱され、圧力室に直結したシリン
ダ室であり、３のピストンヲ介して外界に仕事が伝達さ
れる。４は圧力室内に封入された作動流体の液相部を示
し、圧力室内の他の部分およびシリンダ室はその蒸気で
占められ、いわゆ気液二相の状態になっている。５は熱
シャツ′ターと呼ばれ、断熱材で出来た上下部の底面を
持たない薄肉の中空円筒である。この熱シャッターは圧
力室内を壁面に接触することなく、滑らかに−Ｌ下し、
圧力室の冷却部を蒸気に曝したり、遮蔽したりする役割
を持つ。この熱ンヤッターの存在は圧力室内の蒸気流路
に何の障害にならず、従ってこの部分で仕事の発生は起
らない。なお、この発明の構成で図２のように圧力室の
冷却部と加熱部の間に断熱部を挿入したり、あるいは図
３のようにンステムを横型にしたものも機能上は全く同
じであるから、それらも図１に代表させることが出来る
。またピストンに伝達された仕事を外界に取り出す代り
にその場で発電機構に直結させて電力として取り出すこ
とも可能であるし、ピストンや熱シャッターの移動法も
電磁気的な力によるものやリンク機構など種々の手段が
考えられてよい。
外界から冷却され、下半分は常に加熱されている状態に
ある＋２は外界から断熱され、圧力室に直結したシリン
ダ室であり、３のピストンヲ介して外界に仕事が伝達さ
れる。４は圧力室内に封入された作動流体の液相部を示
し、圧力室内の他の部分およびシリンダ室はその蒸気で
占められ、いわゆ気液二相の状態になっている。５は熱
シャツ′ターと呼ばれ、断熱材で出来た上下部の底面を
持たない薄肉の中空円筒である。この熱シャッターは圧
力室内を壁面に接触することなく、滑らかに−Ｌ下し、
圧力室の冷却部を蒸気に曝したり、遮蔽したりする役割
を持つ。この熱ンヤッターの存在は圧力室内の蒸気流路
に何の障害にならず、従ってこの部分で仕事の発生は起
らない。なお、この発明の構成で図２のように圧力室の
冷却部と加熱部の間に断熱部を挿入したり、あるいは図
３のようにンステムを横型にしたものも機能上は全く同
じであるから、それらも図１に代表させることが出来る
。またピストンに伝達された仕事を外界に取り出す代り
にその場で発電機構に直結させて電力として取り出すこ
とも可能であるし、ピストンや熱シャッターの移動法も
電磁気的な力によるものやリンク機構など種々の手段が
考えられてよい。
従って図１、図２、図３に描かれているピストンや熱シ
ャッターの８棒（ロット６）は図面の分り易さを意図し
たためのものであり、その取付方向や位置、さらには８
棒の必要性の有無も含めて、この熱サイクル機関の機能
の本質には無関係であることも明らかであろう。
ャッターの８棒（ロット６）は図面の分り易さを意図し
たためのものであり、その取付方向や位置、さらには８
棒の必要性の有無も含めて、この熱サイクル機関の機能
の本質には無関係であることも明らかであろう。
本発明のサイクルは次の順序で行われる。
図１−（１）では熱シャッターが最上限に位置し、圧力
室の冷却部を完全に遮蔽しく冷却部全閉の状態）、加熱
による高圧蒸気は有効に上部のシリンダ室に伝達されピ
ストンを上方に押し上げ（図１１２１）、外部に仕事を
する。
室の冷却部を完全に遮蔽しく冷却部全閉の状態）、加熱
による高圧蒸気は有効に上部のシリンダ室に伝達されピ
ストンを上方に押し上げ（図１１２１）、外部に仕事を
する。
図１−１３）では熱シャッターが下降を始め、蒸気は冷
却され、凝縮し始める。ピストンは未だ最上部付近に止
まっている。
却され、凝縮し始める。ピストンは未だ最上部付近に止
まっている。
図１−＋４１では熱シャッターは最下限に移動し、圧力
室内の蒸気は最大限に冷却を受け（冷却部全開の状態）
、蒸気の速やかな凝縮・液化が進行し蒸気圧は最低にな
る。この間、ピストンはシリンダ室を降下し、最下部に
位置する（図１−（５１）。
室内の蒸気は最大限に冷却を受け（冷却部全開の状態）
、蒸気の速やかな凝縮・液化が進行し蒸気圧は最低にな
る。この間、ピストンはシリンダ室を降下し、最下部に
位置する（図１−（５１）。
図１−＋６）では熱シャ゛“ツタ−が上昇し、冷却部を
再び遮蔽し始める。ピストンは最下部に位置したままで
ある。そして、図１ｉ１１の状態に戻る。
再び遮蔽し始める。ピストンは最下部に位置したままで
ある。そして、図１ｉ１１の状態に戻る。
このように熱シャッターとピストンはほぼ９０°の位相
差で同期しながら、上下に移動を繰り返すことにより、
サイクルを形成し継続的に仕事を取り出すことができる
。この時、熱シャッターは前述のごとく自らは何ら仕事
をしないから、熱ンヤ。
差で同期しながら、上下に移動を繰り返すことにより、
サイクルを形成し継続的に仕事を取り出すことができる
。この時、熱シャッターは前述のごとく自らは何ら仕事
をしないから、熱ンヤ。
ターの移動に要する外部からの仕事は、ピストンから取
り出される仕事に比べて十分に小さいものとなる。
り出される仕事に比べて十分に小さいものとなる。
この発明の利点は
（１）作動流体の種類を選択することにより、さらには
その流体の使用温度領域を適当に設定することにより、
任意の大きさの動力を得るエンジンが可能であること、 （２）相変化は極めて速やかに起り、また小さい温度変
化でも起るので、既存の熱機関に比べても低温度熱機関
になり得ること、 （３）一種の外燃機関であるから、これの加熱手段とし
ては多種多様の燃料あるいは熱源を利用できること、 などが挙げられる。 以上のごとく、本発明を下敷にし
て実際上、個々の目的や仕様に応じたエンジンを設計・
開発し、各部分の改良を重ねることにより、゛高効率か
つ経済的な省エネルギー型外燃エンソンの出現が可能で
ある。
その流体の使用温度領域を適当に設定することにより、
任意の大きさの動力を得るエンジンが可能であること、 （２）相変化は極めて速やかに起り、また小さい温度変
化でも起るので、既存の熱機関に比べても低温度熱機関
になり得ること、 （３）一種の外燃機関であるから、これの加熱手段とし
ては多種多様の燃料あるいは熱源を利用できること、 などが挙げられる。 以上のごとく、本発明を下敷にし
て実際上、個々の目的や仕様に応じたエンジンを設計・
開発し、各部分の改良を重ねることにより、゛高効率か
つ経済的な省エネルギー型外燃エンソンの出現が可能で
ある。
図１、図２、図３はいずれも本発明の概念図を示してお
り、図１−＋１１〜（６）はそのサイクルの進行順序を
示している。 なお、同図中、矢印は移動の方向を示すものである。 １・・・・・・圧力室、 ２・・・・・シリン
ダ室、３・ ・ピストン、 ４・・・・・・作動
液体、５・・・・熱ンヤッター、 ６・・・・８棒（
口・ノド）６３− ［１２ 図３
り、図１−＋１１〜（６）はそのサイクルの進行順序を
示している。 なお、同図中、矢印は移動の方向を示すものである。 １・・・・・・圧力室、 ２・・・・・シリン
ダ室、３・ ・ピストン、 ４・・・・・・作動
液体、５・・・・熱ンヤッター、 ６・・・・８棒（
口・ノド）６３− ［１２ 図３
Claims (1)
- 一・定量の純粋流体を気液二相の状態で封入した密閉容
器の一部を加熱し、他部を冷却するシステムにおいて、
容器内に設けた熱シャッターを移動させることにより冷
却部を、開閉し、よって容器内に相変化に伴う蒸気圧の
変動を生ぜしめ、この圧力差異を仕事として取り出す外
燃型サイクル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15292981A JPS5938404B2 (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 相変化を直接利用した外燃型熱サイクル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15292981A JPS5938404B2 (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 相変化を直接利用した外燃型熱サイクル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857014A true JPS5857014A (ja) | 1983-04-05 |
| JPS5938404B2 JPS5938404B2 (ja) | 1984-09-17 |
Family
ID=15551224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15292981A Expired JPS5938404B2 (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | 相変化を直接利用した外燃型熱サイクル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938404B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125777A (ja) * | 1983-12-11 | 1985-07-05 | Tsutae Takeda | ヒ−トパイプ式往復運動熱機関 |
| JPH0822020B2 (ja) * | 1984-06-12 | 1996-03-04 | アールシーエー トムソン ライセンシング コーポレイシヨン | 長方形−平坦映像管用ガルウイング歪修正偏向回路 |
| US6976360B1 (en) | 2004-03-05 | 2005-12-20 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7415824B2 (en) | 2004-05-20 | 2008-08-26 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7424802B2 (en) | 2004-05-19 | 2008-09-16 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7493760B2 (en) | 2006-03-17 | 2009-02-24 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7698892B2 (en) | 2006-03-22 | 2010-04-20 | Denso Corporation | External combustion engine |
| US7779632B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-08-24 | Denso Corporation | External combustion engine |
| US7987670B2 (en) | 2008-03-06 | 2011-08-02 | Denso Corporation | External combustion engine |
| US8171730B2 (en) | 2008-03-06 | 2012-05-08 | Denso Corporation | External combustion engine |
| JP2013238183A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Denso Corp | 外燃機関 |
-
1981
- 1981-09-29 JP JP15292981A patent/JPS5938404B2/ja not_active Expired
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125777A (ja) * | 1983-12-11 | 1985-07-05 | Tsutae Takeda | ヒ−トパイプ式往復運動熱機関 |
| JPH0822020B2 (ja) * | 1984-06-12 | 1996-03-04 | アールシーエー トムソン ライセンシング コーポレイシヨン | 長方形−平坦映像管用ガルウイング歪修正偏向回路 |
| US6976360B1 (en) | 2004-03-05 | 2005-12-20 | Denso Corporation | Steam engine |
| DE102005009088B4 (de) * | 2004-03-05 | 2016-01-28 | Denso Corporation | Dampfmaschine |
| DE102005022846B4 (de) * | 2004-05-19 | 2015-12-17 | Denso Corporation | Dampfmaschine |
| US7424802B2 (en) | 2004-05-19 | 2008-09-16 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7905090B2 (en) | 2004-05-19 | 2011-03-15 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7415824B2 (en) | 2004-05-20 | 2008-08-26 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7493760B2 (en) | 2006-03-17 | 2009-02-24 | Denso Corporation | Steam engine |
| US7698892B2 (en) | 2006-03-22 | 2010-04-20 | Denso Corporation | External combustion engine |
| US7779632B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-08-24 | Denso Corporation | External combustion engine |
| US8171730B2 (en) | 2008-03-06 | 2012-05-08 | Denso Corporation | External combustion engine |
| US7987670B2 (en) | 2008-03-06 | 2011-08-02 | Denso Corporation | External combustion engine |
| JP2013238183A (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-28 | Denso Corp | 外燃機関 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5938404B2 (ja) | 1984-09-17 |
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