JP2003184649A - ２サイクル熱ガス機関 - Google Patents
２サイクル熱ガス機関Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単純な構造でありながら高い出力密度をもた
らし、様々な分野で柔軟に使用でき、耐久性のある作動
を可能にするアルファ型の２サイクル熱ガス機関を提供
すること。 【解決手段】 膨張シリンダー部材３内に膨張ピストン
２を、圧縮シリンダー部材５内に圧縮ピストン４を有す
る２サイクル熱ガス機関において、該膨張ピストン２と
圧縮ピストン４を共通の軸６に沿って、前後に並んで作
動するように配置し、膨張ピストン２のピストンロッド
９を圧密状態で通路８内を通して圧縮ピストン４内及び
圧縮ピストン４のピストンロッド１０を通って伸びてお
り、圧縮ピストン４のピストンロッド１０は、圧縮シリ
ンダー部材５の開口部１１から外側に通されている。連
結ロッド１２及び１３は、それぞれ膨張ピストン２のピ
ストンロッド９、圧縮ピストン４のピストンロッド１０
に結合され、それによりピストンロッド９及び１０はク
ランクシャフト１４に連結されている。
らし、様々な分野で柔軟に使用でき、耐久性のある作動
を可能にするアルファ型の２サイクル熱ガス機関を提供
すること。 【解決手段】 膨張シリンダー部材３内に膨張ピストン
２を、圧縮シリンダー部材５内に圧縮ピストン４を有す
る２サイクル熱ガス機関において、該膨張ピストン２と
圧縮ピストン４を共通の軸６に沿って、前後に並んで作
動するように配置し、膨張ピストン２のピストンロッド
９を圧密状態で通路８内を通して圧縮ピストン４内及び
圧縮ピストン４のピストンロッド１０を通って伸びてお
り、圧縮ピストン４のピストンロッド１０は、圧縮シリ
ンダー部材５の開口部１１から外側に通されている。連
結ロッド１２及び１３は、それぞれ膨張ピストン２のピ
ストンロッド９、圧縮ピストン４のピストンロッド１０
に結合され、それによりピストンロッド９及び１０はク
ランクシャフト１４に連結されている。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、熱ガス機関の分野
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スターリング原理に従って作動するホッ
トエアエンジンは、最も初期の熱機関の１つである。ス
ターリング型又はそれに類する熱ガス機関の効率は、原
則的には蒸気機関、ディーゼル機関、あるいはオットー
気化器機関の効率を上回っている。熱ガス機関は、シリ
ンダー内の燃焼を必要とすることなく、作動ガス加熱器
に熱を供給する。高効率であることに加え、再生燃料を
使用でき、また連続燃焼を提供できるから、環境上の高
エネルギー効率を保証するものである。
トエアエンジンは、最も初期の熱機関の１つである。ス
ターリング型又はそれに類する熱ガス機関の効率は、原
則的には蒸気機関、ディーゼル機関、あるいはオットー
気化器機関の効率を上回っている。熱ガス機関は、シリ
ンダー内の燃焼を必要とすることなく、作動ガス加熱器
に熱を供給する。高効率であることに加え、再生燃料を
使用でき、また連続燃焼を提供できるから、環境上の高
エネルギー効率を保証するものである。
【０００３】スターリング原理に従って作動する熱ガス
機関にはアルファ型、ベータ型、ガンマ型があることが
知られている。アルファ型では、作動ガスの総量が膨張
ピストン及び圧縮ピストンの動きに影響される。ベータ
型とガンマ型では、ディスプレーサが定容スペース内を
動き、ガスの総量は作動ピストンのみの影響を受ける。
熱ガス機関は効率的なエネルギー変換をもたらすにもか
かわらず、機械エネルギーの生成に広く利用されるには
到っていない。
機関にはアルファ型、ベータ型、ガンマ型があることが
知られている。アルファ型では、作動ガスの総量が膨張
ピストン及び圧縮ピストンの動きに影響される。ベータ
型とガンマ型では、ディスプレーサが定容スペース内を
動き、ガスの総量は作動ピストンのみの影響を受ける。
熱ガス機関は効率的なエネルギー変換をもたらすにもか
かわらず、機械エネルギーの生成に広く利用されるには
到っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、単純な構
造を持ち、様々な応用分野で柔軟に使用でき、また耐久
性のある作動を可能にするアルファ型の改良型２サイク
ル熱ガス機関を提供することが、本発明の目的である。
造を持ち、様々な応用分野で柔軟に使用でき、また耐久
性のある作動を可能にするアルファ型の改良型２サイク
ル熱ガス機関を提供することが、本発明の目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明に従
えば、膨張シリンダー部材に膨張ピストンを、圧縮シリ
ンダー部材に圧縮ピストンを包含する２サイクル熱ガス
機関において、この膨張ピストンと圧縮ピストンが共通
の軸に沿って配置されることにより達成される。
えば、膨張シリンダー部材に膨張ピストンを、圧縮シリ
ンダー部材に圧縮ピストンを包含する２サイクル熱ガス
機関において、この膨張ピストンと圧縮ピストンが共通
の軸に沿って配置されることにより達成される。
【０００６】従来技術の機関と比較して本発明により得
られる本質的優位性は、単純な構造でありながら高い出
力密度をもたらすアルファ型の２サイクル熱ガス機関用
の機関構造が提供されることにある。本発明で提案する
機関は、ベータ型との構造的類似点を備え、これをアル
ファ型の複動機関の利点と組み合わせている。ピストン
は、直列式に作動することで細長い歯車伝動装置が可能
になり、それに応じたクランクケースが構築される。両
連結ロッドのクロステール又は部分的なレールスライド
が同一のガイドを共有できるようにする。
られる本質的優位性は、単純な構造でありながら高い出
力密度をもたらすアルファ型の２サイクル熱ガス機関用
の機関構造が提供されることにある。本発明で提案する
機関は、ベータ型との構造的類似点を備え、これをアル
ファ型の複動機関の利点と組み合わせている。ピストン
は、直列式に作動することで細長い歯車伝動装置が可能
になり、それに応じたクランクケースが構築される。両
連結ロッドのクロステール又は部分的なレールスライド
が同一のガイドを共有できるようにする。
【０００７】シリンダー部材の内側では、温度が同じで
あるため、熱流は誘発されない。これはシリンダー部材
の壁にもピストンにも当てはまる。そのため、等温条件
に非常に近い状態が実現される。
あるため、熱流は誘発されない。これはシリンダー部材
の壁にもピストンにも当てはまる。そのため、等温条件
に非常に近い状態が実現される。
【０００８】本発明のもう１つの利点は、ピストンロッ
ドを通すためのシリンダー壁の開口部が冷却端、すなわ
ち圧縮シリンダー部材にあり、密封が容易であることで
ある。
ドを通すためのシリンダー壁の開口部が冷却端、すなわ
ち圧縮シリンダー部材にあり、密封が容易であることで
ある。
【０００９】さらに、膨張ピストンと圧縮ピストンとの
位相差が任意に調節可能である。膨張量は、圧縮量に関
連して変わりうる。
位相差が任意に調節可能である。膨張量は、圧縮量に関
連して変わりうる。
【００１０】また、膨張ピストンと圧縮ピストンが対称
関係にあることを、自由ピストンの配列に好都合に活用
できる。このように、耐圧性があって完全な圧密性を備
えた機関を構築することができる。
関係にあることを、自由ピストンの配列に好都合に活用
できる。このように、耐圧性があって完全な圧密性を備
えた機関を構築することができる。
【００１１】本発明に従って設計された熱ガス機関でも
たらされる２つの対向したサイクルでは、サイクルの短
絡による制御の遂行が可能であり、歯車伝動装置に圧力
がかかっていないときでも、この２つの対向するサイク
ルのためにピストン力は小さい。
たらされる２つの対向したサイクルでは、サイクルの短
絡による制御の遂行が可能であり、歯車伝動装置に圧力
がかかっていないときでも、この２つの対向するサイク
ルのためにピストン力は小さい。
【００１２】本発明の好ましい更なる改良によれば、膨
張ピストンと圧縮ピストンが前後に並んで作動するよう
に配置される。これにより、両方のピストン及びそのそ
れぞれに対応するシリンダー部材に同じ設計直径を与え
ることが可能になる。
張ピストンと圧縮ピストンが前後に並んで作動するよう
に配置される。これにより、両方のピストン及びそのそ
れぞれに対応するシリンダー部材に同じ設計直径を与え
ることが可能になる。
【００１３】本発明の別の態様では、圧縮シリンダー部
材内の圧縮ピストンの底部端に形成される第一のガスチ
ャンバーと膨張シリンダー部材内の膨張ピストンの底部
端に形成される第一のガスチャンバーが、第一の加熱
器、第一の再生器、第一の冷却器を通じて互いに伝達し
あい、圧縮シリンダー部材内の圧縮ピストンの上部端に
形成される第二のガスチャンバーと膨張シリンダー部材
内の膨張ピストンの上部端に形成される第二のガスチャ
ンバーが、第二の加熱器、第二の再生器、第二の冷却器
を通じて互いに伝達しあう。この配列では、２つのガス
サイクルが１８０°の位相差で同一方向に作用してい
る。２つのシリンダー部材の熱分離のために、各ガスサ
イクルについて加熱器から膨張シリンダー部材までの作
動ガス連結ラインの一部を所定の直径の直管で構成し、
パルス管として作動させることができる。
材内の圧縮ピストンの底部端に形成される第一のガスチ
ャンバーと膨張シリンダー部材内の膨張ピストンの底部
端に形成される第一のガスチャンバーが、第一の加熱
器、第一の再生器、第一の冷却器を通じて互いに伝達し
あい、圧縮シリンダー部材内の圧縮ピストンの上部端に
形成される第二のガスチャンバーと膨張シリンダー部材
内の膨張ピストンの上部端に形成される第二のガスチャ
ンバーが、第二の加熱器、第二の再生器、第二の冷却器
を通じて互いに伝達しあう。この配列では、２つのガス
サイクルが１８０°の位相差で同一方向に作用してい
る。２つのシリンダー部材の熱分離のために、各ガスサ
イクルについて加熱器から膨張シリンダー部材までの作
動ガス連結ラインの一部を所定の直径の直管で構成し、
パルス管として作動させることができる。
【００１４】本発明の好ましい態様では、膨張シリンダ
ー部材と圧縮シリンダー部材の間に通路が形成され、膨
張ピストンのピストンロッドが圧密結合でかかる通路を
通って延びるように配置されることにより、熱ガス機関
の小型な構造に寄与する。この配置は、圧縮シリンダー
部材と膨張シリンダー部材の油圧分離の確立、ならびに
必要に応じて熱分離の確立に役立つ。
ー部材と圧縮シリンダー部材の間に通路が形成され、膨
張ピストンのピストンロッドが圧密結合でかかる通路を
通って延びるように配置されることにより、熱ガス機関
の小型な構造に寄与する。この配置は、圧縮シリンダー
部材と膨張シリンダー部材の油圧分離の確立、ならびに
必要に応じて熱分離の確立に役立つ。
【００１５】本発明の有利な態様では、膨張シリンダー
部材の少なくとも一部と圧縮シリンダー部材の少なくと
も一部を包含した連結部材内に通路が形成され、通路内
で膨張ピストンのピストンロッドを圧密状態で支えるこ
とが容易になる。この設計により、１個の連結部材の中
で通路を提供できる。
部材の少なくとも一部と圧縮シリンダー部材の少なくと
も一部を包含した連結部材内に通路が形成され、通路内
で膨張ピストンのピストンロッドを圧密状態で支えるこ
とが容易になる。この設計により、１個の連結部材の中
で通路を提供できる。
【００１６】本発明の好ましい変形例では、膨張ピスト
ンのピストンロッドを圧縮ピストンの穴から可動式に差
し込むようにし、それによって熱ガス機関の小型な構造
をさらに高めることができる。これにより、膨張ピスト
ンから歯車伝動装置にピストン力を伝達することが可能
になる。
ンのピストンロッドを圧縮ピストンの穴から可動式に差
し込むようにし、それによって熱ガス機関の小型な構造
をさらに高めることができる。これにより、膨張ピスト
ンから歯車伝動装置にピストン力を伝達することが可能
になる。
【００１７】本発明のさらなる好ましい展開において
は、膨張ピストンのピストンロッドが圧縮ピストン内を
可動式に通ることにより、圧縮ピストンを膨張ピストン
のピストンロッドに沿って動かすことが可能になる。
は、膨張ピストンのピストンロッドが圧縮ピストン内を
可動式に通ることにより、圧縮ピストンを膨張ピストン
のピストンロッドに沿って動かすことが可能になる。
【００１８】本発明のさらなる好ましい変形例では、ピ
ストンロッドが圧縮シリンダー部材のケーシングの穴を
可動式に通るようにすることができる。このようにし
て、膨張ピストンのピストンロッドが圧縮シリンダー部
材の区域にある外側に延び、たとえば連結ロッドとつな
ぐこともできる。
ストンロッドが圧縮シリンダー部材のケーシングの穴を
可動式に通るようにすることができる。このようにし
て、膨張ピストンのピストンロッドが圧縮シリンダー部
材の区域にある外側に延び、たとえば連結ロッドとつな
ぐこともできる。
【００１９】本発明のさらなる展開においては、圧縮ピ
ストンに取り付けられたピストンロッドに穴が設けら
れ、膨張ピストンのピストンロッドがそこを通って延び
るようにすることで、熱ガス機関の省スペース設計がも
たらされる。
ストンに取り付けられたピストンロッドに穴が設けら
れ、膨張ピストンのピストンロッドがそこを通って延び
るようにすることで、熱ガス機関の省スペース設計がも
たらされる。
【００２０】本発明の有利な態様では、圧縮ピストンに
取り付けられたピストンロッドが圧密状態で圧縮シリン
ダー部材のケーシングの開口部を通ることで、圧縮ピス
トンのピストンロッドと膨張ピストンのピストンロッド
が共に圧縮シリンダー部材から出ていくようにすること
ができる。
取り付けられたピストンロッドが圧密状態で圧縮シリン
ダー部材のケーシングの開口部を通ることで、圧縮ピス
トンのピストンロッドと膨張ピストンのピストンロッド
が共に圧縮シリンダー部材から出ていくようにすること
ができる。
【００２１】本発明の望ましい態様では、圧縮ピストン
に空洞部が形成され、その空洞内で膨張ピストンのピス
トンロッドに固定された緩衝ピストンが移動可能にし、
それにより空洞内に２つの緩衝チャンバーが定義される
ため、圧縮ピストンの動きと膨張ピストン及びそのピス
トンロッドの動きとの直接連結が得られる。
に空洞部が形成され、その空洞内で膨張ピストンのピス
トンロッドに固定された緩衝ピストンが移動可能にし、
それにより空洞内に２つの緩衝チャンバーが定義される
ため、圧縮ピストンの動きと膨張ピストン及びそのピス
トンロッドの動きとの直接連結が得られる。
【００２２】空洞内に２つの緩衝チャンバーが形成され
る本発明のさらなる展開においては、空洞内での膨張ピ
ストンとそれに取り付けられた緩衝ピストンの動きが２
つの緩衝チャンバー内でガス圧縮／ガス膨張をもたら
し、圧縮ピストンの動きを引き起こすことで、膨張ピス
トンのピストンロッドと圧縮ピストンの間の出力伝達ギ
アを不要にすることができる。緩衝チャンバーの一部が
小さくなると、その内側で余剰圧力が生成され、圧縮ピ
ストンを押す働きをする。同時に、緩衝チャンバーの他
の部分が拡大され、その内側で負圧が生成されて圧縮ピ
ストンを引っ張る働きをする。２つの緩衝チャンバー部
分の圧力差から生じた力が所定の圧縮力を超えたときに
は、常に圧縮ピストンの動きが生じる。
る本発明のさらなる展開においては、空洞内での膨張ピ
ストンとそれに取り付けられた緩衝ピストンの動きが２
つの緩衝チャンバー内でガス圧縮／ガス膨張をもたら
し、圧縮ピストンの動きを引き起こすことで、膨張ピス
トンのピストンロッドと圧縮ピストンの間の出力伝達ギ
アを不要にすることができる。緩衝チャンバーの一部が
小さくなると、その内側で余剰圧力が生成され、圧縮ピ
ストンを押す働きをする。同時に、緩衝チャンバーの他
の部分が拡大され、その内側で負圧が生成されて圧縮ピ
ストンを引っ張る働きをする。２つの緩衝チャンバー部
分の圧力差から生じた力が所定の圧縮力を超えたときに
は、常に圧縮ピストンの動きが生じる。
【００２３】本発明のさらなる好ましい展開において
は、圧縮シリンダー部材を越えて延びている膨張ピスト
ンのピストンロッドの一部が、圧縮シリンダー部材の外
側に取り付けられた延長スリーブ内部の密閉スペースで
受けとめられるため、膨張ピストンのピストンロッドが
圧縮シリンダー部材から圧密状態で通ることが容易にな
る。膨張ピストンのピストンロッドが圧縮シリンダー部
材のケーシングを圧密状態で通るのと比較して、延長ス
リーブを単純な方法で密閉してシリンダー部材に取り付
ける方が容易である。膨張ピストンのピストンロッドの
うち圧縮シリンダーを越えて延びている部分に永久磁石
を固定することは、延長スリーブを取り巻く外側の可動
磁気部品との磁気結合を得るため、あるいは延長スリー
ブを取り巻く外側の固定コイルを備えたリニア発電機を
得るための１つの可能性である。
は、圧縮シリンダー部材を越えて延びている膨張ピスト
ンのピストンロッドの一部が、圧縮シリンダー部材の外
側に取り付けられた延長スリーブ内部の密閉スペースで
受けとめられるため、膨張ピストンのピストンロッドが
圧縮シリンダー部材から圧密状態で通ることが容易にな
る。膨張ピストンのピストンロッドが圧縮シリンダー部
材のケーシングを圧密状態で通るのと比較して、延長ス
リーブを単純な方法で密閉してシリンダー部材に取り付
ける方が容易である。膨張ピストンのピストンロッドの
うち圧縮シリンダーを越えて延びている部分に永久磁石
を固定することは、延長スリーブを取り巻く外側の可動
磁気部品との磁気結合を得るため、あるいは延長スリー
ブを取り巻く外側の固定コイルを備えたリニア発電機を
得るための１つの可能性である。
【００２４】本発明の望ましい実施例では、膨張ピスト
ンのピストンロッドの末端が圧縮ピストンの空洞内で受
けとめられ、膨張シリンダー部材及び圧縮シリンダー部
材がリニアガイド手段内で可動式に支えられている。そ
のため、中空の圧縮ピストンには圧密のピストンロッド
開口部が膨張ピストンに面する側の１ヶ所しかない。膨
張シリンダー部材と圧縮シリンダー部材を包含するシリ
ンダーは、リニアガイド手段で動くように支えることが
できる。膨張ピストンが動くと、シリンダーは共振し始
め、完全な圧密性を維持したまま外側への作用を果たす
ことができる。この実施例では、加熱器、再生器、冷却
器がシリンダーと共に動くため、加熱器及び冷却器にお
ける熱伝達の向上を活用できる。
ンのピストンロッドの末端が圧縮ピストンの空洞内で受
けとめられ、膨張シリンダー部材及び圧縮シリンダー部
材がリニアガイド手段内で可動式に支えられている。そ
のため、中空の圧縮ピストンには圧密のピストンロッド
開口部が膨張ピストンに面する側の１ヶ所しかない。膨
張シリンダー部材と圧縮シリンダー部材を包含するシリ
ンダーは、リニアガイド手段で動くように支えることが
できる。膨張ピストンが動くと、シリンダーは共振し始
め、完全な圧密性を維持したまま外側への作用を果たす
ことができる。この実施例では、加熱器、再生器、冷却
器がシリンダーと共に動くため、加熱器及び冷却器にお
ける熱伝達の向上を活用できる。
【００２５】本発明の望ましい実施例では、圧縮ピスト
ンに空洞を設け、膨張ピストンのピストンロッドをその
空洞に通すことができる。空洞内では、磁気的手段を備
えた磁気ピストンが膨張ピストンのピストンロッド上に
配列される。この磁気的手段がさらなる磁気的手段と相
互作用し、磁気的手段とさらなる磁気的手段の対向部分
が同じような磁気極性を持つ。そのため、緩衝ピストン
による油圧駆動が圧縮ピストンの移相磁気駆動によって
置き換えられる。磁気ピストンは圧縮ピストン内で密閉
する必要はない。こうして磁気駆動が得られる。圧縮ピ
ストンの駆動は膨張ピストンを介して直接作用される。
膨張ピストンのピストンロッドで正味仕事量を利用する
ことができ、従来の伝導装置は不要である。こうした磁
気的手段とさらなる磁気的手段により、圧縮ピストンの
中に緩衝ピストンが含まれる前記の実施例と比べて、膨
張ピストンと圧縮ピストンの間で要求される位相差の調
節が容易になる。これは、磁気手段とさらなる磁気的手
段の対向部分の距離が非常に小さくなったときに限り、
反発力が圧縮ピストンを動かすほどの水準に達するため
である。必要とされる圧縮圧は、磁気的手段とさらなる
磁気的手段の適切な選択により調節可能である。
ンに空洞を設け、膨張ピストンのピストンロッドをその
空洞に通すことができる。空洞内では、磁気的手段を備
えた磁気ピストンが膨張ピストンのピストンロッド上に
配列される。この磁気的手段がさらなる磁気的手段と相
互作用し、磁気的手段とさらなる磁気的手段の対向部分
が同じような磁気極性を持つ。そのため、緩衝ピストン
による油圧駆動が圧縮ピストンの移相磁気駆動によって
置き換えられる。磁気ピストンは圧縮ピストン内で密閉
する必要はない。こうして磁気駆動が得られる。圧縮ピ
ストンの駆動は膨張ピストンを介して直接作用される。
膨張ピストンのピストンロッドで正味仕事量を利用する
ことができ、従来の伝導装置は不要である。こうした磁
気的手段とさらなる磁気的手段により、圧縮ピストンの
中に緩衝ピストンが含まれる前記の実施例と比べて、膨
張ピストンと圧縮ピストンの間で要求される位相差の調
節が容易になる。これは、磁気手段とさらなる磁気的手
段の対向部分の距離が非常に小さくなったときに限り、
反発力が圧縮ピストンを動かすほどの水準に達するため
である。必要とされる圧縮圧は、磁気的手段とさらなる
磁気的手段の適切な選択により調節可能である。
【００２６】さらなる磁気的手段は、少なくとも部分的
には圧縮ピストンの前端面の区域に配置することがで
き、熱ガス機関の小型化に資する。
には圧縮ピストンの前端面の区域に配置することがで
き、熱ガス機関の小型化に資する。
【００２７】圧縮ピストンの油圧駆動も磁気駆動も、圧
縮力を伝導装置で伝達する必要がないため、機械駆動よ
りも有利である。これは、膨張ピストンのピストンロッ
ドから正味仕事量を利用することが可能であることを意
味している。
縮力を伝導装置で伝達する必要がないため、機械駆動よ
りも有利である。これは、膨張ピストンのピストンロッ
ドから正味仕事量を利用することが可能であることを意
味している。
【００２８】本発明の有利な改良では、膨張シリンダー
部材の加熱に使用されるエネルギーの効率的な活用のた
めの用意がなされる。これは、燃焼チャンバーと作動ガ
ス用熱伝達面を備えた一体構造型コンポーネントとして
設計された円筒形基本ボディを含む小型加熱器によって
実現される。作動ガス用熱伝達面は、円筒形基本ボディ
の表面層に螺旋形に設けられる。この螺旋形の表面設計
は、熱流のためにも省スペースにも好ましい熱伝達条件
づくりに役立つ。この螺旋の進路を閉じて、円筒形基礎
ボディに焼きばめししてガス管連結が施されるスリーブ
によって作動ガス連結を提供することができる。また、
燃焼チャンバーを定義する内側スリーブの一方の端を閉
じて、底部で煙道ガスの螺旋形進路の定義部分を固定せ
ず、煙道ガスの向きを逸らすためのチャンバーを提供す
ることができる。
部材の加熱に使用されるエネルギーの効率的な活用のた
めの用意がなされる。これは、燃焼チャンバーと作動ガ
ス用熱伝達面を備えた一体構造型コンポーネントとして
設計された円筒形基本ボディを含む小型加熱器によって
実現される。作動ガス用熱伝達面は、円筒形基本ボディ
の表面層に螺旋形に設けられる。この螺旋形の表面設計
は、熱流のためにも省スペースにも好ましい熱伝達条件
づくりに役立つ。この螺旋の進路を閉じて、円筒形基礎
ボディに焼きばめししてガス管連結が施されるスリーブ
によって作動ガス連結を提供することができる。また、
燃焼チャンバーを定義する内側スリーブの一方の端を閉
じて、底部で煙道ガスの螺旋形進路の定義部分を固定せ
ず、煙道ガスの向きを逸らすためのチャンバーを提供す
ることができる。
【００２９】都合の良いことに、燃焼空気用及び煙道ガ
ス用のそれぞれの熱伝達面は、円筒形基本ボディの表面
区域で螺旋形にすることができる。
ス用のそれぞれの熱伝達面は、円筒形基本ボディの表面
区域で螺旋形にすることができる。
【００３０】本発明のさらなる開発では、２つの作動ガ
スに小型加熱器を利用することができる。その場合、作
動ガス用熱伝達面は、第一の作動ガス用としての１つの
作動ガス用螺旋と、第二の作動ガス用として第一の螺旋
とは油圧分離された少なくとももう１つの作動ガス用螺
旋で構成される。このようにして、上述の熱ガス機関実
施例の作動に単一の小型加熱器を利用することができ
る。
スに小型加熱器を利用することができる。その場合、作
動ガス用熱伝達面は、第一の作動ガス用としての１つの
作動ガス用螺旋と、第二の作動ガス用として第一の螺旋
とは油圧分離された少なくとももう１つの作動ガス用螺
旋で構成される。このようにして、上述の熱ガス機関実
施例の作動に単一の小型加熱器を利用することができ
る。
【００３１】小型加熱器の製造は、作動ガス用熱伝達面
が円筒形基本ボディの外周上に形成される本発明のもう
ひとつの改良によって容易になる。
が円筒形基本ボディの外周上に形成される本発明のもう
ひとつの改良によって容易になる。
【００３２】本発明のさらに別の改良に従って燃焼空気
用熱伝達面を円筒形基本ボディの外周上に設けること
で、小型加熱器の省スペース設計にさらに寄与すること
となる。
用熱伝達面を円筒形基本ボディの外周上に設けること
で、小型加熱器の省スペース設計にさらに寄与すること
となる。
【００３３】円筒形基本ボディの表面の最適利用は、煙
道ガス用熱伝達面が円筒形基本ボディの内周上に形成さ
れるという本発明のさらなる望ましい開発によって保証
される。
道ガス用熱伝達面が円筒形基本ボディの内周上に形成さ
れるという本発明のさらなる望ましい開発によって保証
される。
【００３４】本発明のもう１つの改良の場合、作動ガス
用熱伝達面を燃焼チャンバー周囲の区域に設け、燃焼空
気用熱伝達面を円筒形基本ボディの燃焼チャンバーの上
の区域に設けて、燃焼チャンバー内で発生した熱エネル
ギーが最初に作動ガス用熱伝達面を加熱し、次いで燃焼
空気用熱伝達面を加熱する配列にすると便利である。こ
れは、燃焼チャンバー内で燃料の助けを得て生成された
熱エネルギーが熱ガス機関の作動に効率的に活用される
ことを意味している。
用熱伝達面を燃焼チャンバー周囲の区域に設け、燃焼空
気用熱伝達面を円筒形基本ボディの燃焼チャンバーの上
の区域に設けて、燃焼チャンバー内で発生した熱エネル
ギーが最初に作動ガス用熱伝達面を加熱し、次いで燃焼
空気用熱伝達面を加熱する配列にすると便利である。こ
れは、燃焼チャンバー内で燃料の助けを得て生成された
熱エネルギーが熱ガス機関の作動に効率的に活用される
ことを意味している。
【００３５】本発明のさらなる望ましい開発では、円筒
形基本ボディが、ディスク形の穴あき部品によって連結
された２つの基本ボディコンポーネントを包含してい
る。ディスク形の穴あき部品は、燃焼空気を燃焼チャン
バーに向ける連結管及び２つの基本ボディコンポーネン
ト内の煙道ガス用熱伝達面を連結する煙道ガス連結管を
包含している。この設計では、２つの基本ボディコンポ
ーネントの一方に燃焼空気用の連続的な螺旋形の熱伝達
面を設けることが可能である。この螺旋は旋削によって
形成しうるため、多大なコストを要する熱伝達面のフラ
イス削りを省くことができる。
形基本ボディが、ディスク形の穴あき部品によって連結
された２つの基本ボディコンポーネントを包含してい
る。ディスク形の穴あき部品は、燃焼空気を燃焼チャン
バーに向ける連結管及び２つの基本ボディコンポーネン
ト内の煙道ガス用熱伝達面を連結する煙道ガス連結管を
包含している。この設計では、２つの基本ボディコンポ
ーネントの一方に燃焼空気用の連続的な螺旋形の熱伝達
面を設けることが可能である。この螺旋は旋削によって
形成しうるため、多大なコストを要する熱伝達面のフラ
イス削りを省くことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】本発明について、添付の図面を参
照しながら例を挙げて説明する。図１は、シリンダーケ
ーシング１を含む２サイクル熱ガス機関を図示したもの
である。シリンダーケーシング１は、膨張シリンダー部
材３内の膨張ピストン２及び圧縮シリンダー部材５の圧
縮ピストン４を収容している。膨張ピストン２と圧縮ピ
ストン４は共通の軸６に沿って前後に配列されている。
膨張シリンダー部材３と圧縮シリンダー部材５は、通路
８を備えた連結部材７を通じて連結されている。膨張ピ
ストン２のピストンロッド９は、圧密状態で通路８内を
通っている。膨張ピストン２のピストンロッド９は、開
口部４ａを通って圧縮ピストン４内に伸びており、さら
に圧縮ピストン４及び圧縮ピストン４のピストンロッド
１０を通って伸びている。
照しながら例を挙げて説明する。図１は、シリンダーケ
ーシング１を含む２サイクル熱ガス機関を図示したもの
である。シリンダーケーシング１は、膨張シリンダー部
材３内の膨張ピストン２及び圧縮シリンダー部材５の圧
縮ピストン４を収容している。膨張ピストン２と圧縮ピ
ストン４は共通の軸６に沿って前後に配列されている。
膨張シリンダー部材３と圧縮シリンダー部材５は、通路
８を備えた連結部材７を通じて連結されている。膨張ピ
ストン２のピストンロッド９は、圧密状態で通路８内を
通っている。膨張ピストン２のピストンロッド９は、開
口部４ａを通って圧縮ピストン４内に伸びており、さら
に圧縮ピストン４及び圧縮ピストン４のピストンロッド
１０を通って伸びている。
【００３７】圧縮ピストン４のピストンロッド１０は、
圧縮シリンダー部材５の開口部１１から外側に通されて
いる。圧縮ピストン４のピストンロッド１０ならびに圧
縮シリンダー部材５から出て圧縮ピストン４で支えられ
ている膨張ピストン２のピストンロッド９の通路は圧密
である。膨張ピストン２のピストンロッド９は、ピスト
ンロッド１０の開口部１０ａを通っている。連結ロッド
１２及び１３は、それぞれ膨張ピストン２のピストンロ
ッド９、圧縮ピストン４のピストンロッド１０に結合さ
れ、それによりピストンロッド９及び１０はクランクシ
ャフト１４に連結されている。
圧縮シリンダー部材５の開口部１１から外側に通されて
いる。圧縮ピストン４のピストンロッド１０ならびに圧
縮シリンダー部材５から出て圧縮ピストン４で支えられ
ている膨張ピストン２のピストンロッド９の通路は圧密
である。膨張ピストン２のピストンロッド９は、ピスト
ンロッド１０の開口部１０ａを通っている。連結ロッド
１２及び１３は、それぞれ膨張ピストン２のピストンロ
ッド９、圧縮ピストン４のピストンロッド１０に結合さ
れ、それによりピストンロッド９及び１０はクランクシ
ャフト１４に連結されている。
【００３８】第一のガスチャンバーＧＨ１及びＧＫ１
は、圧縮ピストン４の底部端１５、膨張ピストン２の底
部端１６にそれぞれ形成される。第一のガスチャンバー
ＧＨ１及びＧＫ１は、第一の連結通路１７を通じて相互
連結され、そこを通じて互いに連通している。第一の加
熱器１８、第一の再生器１９、第一の冷却器２０は、連
結通路１７を通じて統合されている。
は、圧縮ピストン４の底部端１５、膨張ピストン２の底
部端１６にそれぞれ形成される。第一のガスチャンバー
ＧＨ１及びＧＫ１は、第一の連結通路１７を通じて相互
連結され、そこを通じて互いに連通している。第一の加
熱器１８、第一の再生器１９、第一の冷却器２０は、連
結通路１７を通じて統合されている。
【００３９】第二のガスチャンバーＧＫ２及びＧＨ２
は、圧縮ピストン４の上部端２１、膨張ピストン２の上
部端２２にそれぞれ形成され、第二の連結通路２３を通
じて相互連結されている。第二の加熱器２４、第二の再
生器２５、第二の冷却器２６は、第二の連結通路２３に
配置されている。
は、圧縮ピストン４の上部端２１、膨張ピストン２の上
部端２２にそれぞれ形成され、第二の連結通路２３を通
じて相互連結されている。第二の加熱器２４、第二の再
生器２５、第二の冷却器２６は、第二の連結通路２３に
配置されている。
【００４０】図１に示されている２サイクル熱ガス機関
では、圧縮シリンダー部材５と膨張シリンダー部材３は
熱的に分離されている。この熱的分離により、ピストン
ロッド９と１０は圧縮シリンダー部材５の区域にある熱
ガス機関の冷却端の外側まで動かすことができる。これ
により、従来技術で頻発している密閉の問題を大幅に緩
和することができる。
では、圧縮シリンダー部材５と膨張シリンダー部材３は
熱的に分離されている。この熱的分離により、ピストン
ロッド９と１０は圧縮シリンダー部材５の区域にある熱
ガス機関の冷却端の外側まで動かすことができる。これ
により、従来技術で頻発している密閉の問題を大幅に緩
和することができる。
【００４１】膨張シリンダー部材３及び膨張ピストン２
は、耐高温素材で製作し得る。この実施例の膨張シリン
ダー部材３の壁２７に形成されるヒートパイプとガスチ
ャネル（図１には示されていない）により、ガスチャン
バーＧＨ１及びＧＨ２を等温加熱することが可能であ
る。圧縮シリンダー部材５は、たとえばデュラン（登録
商標名）ガラスで製作し得る。圧縮ピストン４は好まし
くはグラファイトで製造される。
は、耐高温素材で製作し得る。この実施例の膨張シリン
ダー部材３の壁２７に形成されるヒートパイプとガスチ
ャネル（図１には示されていない）により、ガスチャン
バーＧＨ１及びＧＨ２を等温加熱することが可能であ
る。圧縮シリンダー部材５は、たとえばデュラン（登録
商標名）ガラスで製作し得る。圧縮ピストン４は好まし
くはグラファイトで製造される。
【００４２】図２は、２サイクル熱ガス機関を表す図で
あり、図１と同一機構には同じ参照番号が使用されてい
る。図１で示された２サイクル熱ガス機関の外に、圧縮
ピストン４は空洞３０を有している。膨張ピストン２の
ピストンロッド９に形成された緩衝ピストン３１は、こ
の空洞３０の内側に配置されている。緩衝ピストン３１
が空洞３０内で緩衝チャンバーＰ１とＰ２を定義してい
る。膨張ピストン２が動くと、緩衝チャンバーＰ１及び
Ｐ２の内側の作動ガスが圧縮／膨張され、その結果とし
て圧縮ピストン４が上、下にそれぞれ動く。したがっ
て、ガスチャンバーＧＨ１、ＧＨ２が、ガスチャンバー
ＧＫ１、ＧＫ２を所定の方法で先導する。磁石３２ａ−
３２ｄにより、圧縮ピストン４が圧縮シリンダー部材５
のケーシング３３にぶつからないようにされている。こ
のために、磁石３２ａと３２ｂ、３２ｃと３２ｄはそれ
ぞれ逆の磁極になっている。
あり、図１と同一機構には同じ参照番号が使用されてい
る。図１で示された２サイクル熱ガス機関の外に、圧縮
ピストン４は空洞３０を有している。膨張ピストン２の
ピストンロッド９に形成された緩衝ピストン３１は、こ
の空洞３０の内側に配置されている。緩衝ピストン３１
が空洞３０内で緩衝チャンバーＰ１とＰ２を定義してい
る。膨張ピストン２が動くと、緩衝チャンバーＰ１及び
Ｐ２の内側の作動ガスが圧縮／膨張され、その結果とし
て圧縮ピストン４が上、下にそれぞれ動く。したがっ
て、ガスチャンバーＧＨ１、ＧＨ２が、ガスチャンバー
ＧＫ１、ＧＫ２を所定の方法で先導する。磁石３２ａ−
３２ｄにより、圧縮ピストン４が圧縮シリンダー部材５
のケーシング３３にぶつからないようにされている。こ
のために、磁石３２ａと３２ｂ、３２ｃと３２ｄはそれ
ぞれ逆の磁極になっている。
【００４３】図２に従った実施例では、緩衝ピストン３
１が設けられたことにより、膨張ピストン２のピストン
ロッド９を圧縮ピストン４と結合させる歯車伝動装置を
省くことが可能になる。この結合は、緩衝ピストン３
１、ならびにそれにより定義される緩衝チャンバーＰ１
及びＰ２によって確立される。図２で、膨張ピストン２
のピストンロッド９はクロステール３４により連結ロッ
ド１３に結合される。
１が設けられたことにより、膨張ピストン２のピストン
ロッド９を圧縮ピストン４と結合させる歯車伝動装置を
省くことが可能になる。この結合は、緩衝ピストン３
１、ならびにそれにより定義される緩衝チャンバーＰ１
及びＰ２によって確立される。図２で、膨張ピストン２
のピストンロッド９はクロステール３４により連結ロッ
ド１３に結合される。
【００４４】図３は、図２の２サイクル熱ガス機関を示
しているが、膨張ピストン２のピストンロッド９の端部
４０を有しており、この端部は圧縮シリンダー部材５を
越えて延び、延長スリーブ４１で受けとめられている。
延長スリーブ４１は圧密結合で圧縮シリンダー部材５に
配置されている。電磁継手４２が膨張ピストン２のピス
トンロッド９を外側のガイドピストン４３に結合させて
おり、この外側のガイドピストンは該ガイドピストン４
３のシリンダー４４内でスライドする。そしてこのガイ
ドピストン４３は連結ロッド１３に繋がれている。ガイ
ドピストン４３は、シリンダー４４と共に潤滑され、オ
ットー気化器機関と同じように設計することができる。
しているが、膨張ピストン２のピストンロッド９の端部
４０を有しており、この端部は圧縮シリンダー部材５を
越えて延び、延長スリーブ４１で受けとめられている。
延長スリーブ４１は圧密結合で圧縮シリンダー部材５に
配置されている。電磁継手４２が膨張ピストン２のピス
トンロッド９を外側のガイドピストン４３に結合させて
おり、この外側のガイドピストンは該ガイドピストン４
３のシリンダー４４内でスライドする。そしてこのガイ
ドピストン４３は連結ロッド１３に繋がれている。ガイ
ドピストン４３は、シリンダー４４と共に潤滑され、オ
ットー気化器機関と同じように設計することができる。
【００４５】図４は、別の２サイクル熱ガス機関を示し
ているが、図１から図３と同じ機構については同じ参照
番号を使用している。図４に従った実施例では、膨張ピ
ストンのピストンロッド９の末端５０が緩衝ピストン３
１で終わっている。図１から図３に示した実施例と対比
すると、図４の熱ガス機関では、圧縮シリンダー部材５
から出た膨張ピストン２のピストンロッド９の通路は設
けられていない。したがって、シリンダーケーシング１
は完全に閉じられている。
ているが、図１から図３と同じ機構については同じ参照
番号を使用している。図４に従った実施例では、膨張ピ
ストンのピストンロッド９の末端５０が緩衝ピストン３
１で終わっている。図１から図３に示した実施例と対比
すると、図４の熱ガス機関では、圧縮シリンダー部材５
から出た膨張ピストン２のピストンロッド９の通路は設
けられていない。したがって、シリンダーケーシング１
は完全に閉じられている。
【００４６】圧縮シリンダー部材５には、拡張部分５１
が設けられており、リニアガイド手段の部品５２で可動
式に支えられている。拡張部分５１は連結ロッド１３を
介してクランクシャフト１４に連結されている。リニア
ガイド手段のもう１つの部品５３は、連結部材７の範囲
に位置している。リニアガイド手段により、シリンダー
ケーシング１の直線運動が保証されている。第一の冷却
器１８、第一の再生器１９、第一の加熱器２０、第二の
冷却器２４、第二の再生器２５、及び第二の加熱器２６
はすべて、シリンダーケーシング１と共に動く。圧縮ピ
ストン４の動きを開始させるパルスの伝達は、図２及び
図３で示した実施例の言及部分で説明したとおり、緩衝
チャンバーＰ１及びＰ２でのガス圧縮によって保証され
ている。
が設けられており、リニアガイド手段の部品５２で可動
式に支えられている。拡張部分５１は連結ロッド１３を
介してクランクシャフト１４に連結されている。リニア
ガイド手段のもう１つの部品５３は、連結部材７の範囲
に位置している。リニアガイド手段により、シリンダー
ケーシング１の直線運動が保証されている。第一の冷却
器１８、第一の再生器１９、第一の加熱器２０、第二の
冷却器２４、第二の再生器２５、及び第二の加熱器２６
はすべて、シリンダーケーシング１と共に動く。圧縮ピ
ストン４の動きを開始させるパルスの伝達は、図２及び
図３で示した実施例の言及部分で説明したとおり、緩衝
チャンバーＰ１及びＰ２でのガス圧縮によって保証され
ている。
【００４７】図５は、シリンダーケーシング１００、圧
縮シリンダー部材１０１、及び膨張シリンダー部材１０
２を含む２サイクル熱ガス機関の別の実施例を図示した
ものである。圧縮シリンダー部材１０１は、圧縮シリン
ダー１０３を収容している。膨張ピストン１０４は膨張
シリンダー部材１０２内で支えられている。圧縮シリン
ダー部材１０１及び膨張シリンダー部材１０２は連結部
材１０５により結合されており、連結部材１０５内では
膨張ピストン１０４のピストンロッド１０６が圧密状態
で支えられている。シール１０７が密閉効果を確立して
いる。
縮シリンダー部材１０１、及び膨張シリンダー部材１０
２を含む２サイクル熱ガス機関の別の実施例を図示した
ものである。圧縮シリンダー部材１０１は、圧縮シリン
ダー１０３を収容している。膨張ピストン１０４は膨張
シリンダー部材１０２内で支えられている。圧縮シリン
ダー部材１０１及び膨張シリンダー部材１０２は連結部
材１０５により結合されており、連結部材１０５内では
膨張ピストン１０４のピストンロッド１０６が圧密状態
で支えられている。シール１０７が密閉効果を確立して
いる。
【００４８】図１から図４に従った実施例と同様に、第
一及び第二のガスチャンバーＧＨ１とＧＫ１、及びＧＨ
２とＧＫ２はそれぞれ圧縮ピストン１０３及び膨張ピス
トン１０４の一方の端で定義される。連結部１０８、１
０９、１１０、１１１がそれぞれ各ガスチャンバーに設
けられている。図１から図４の説明の中で明らかにした
とおり、加熱器、再生器、冷却器（図５には示されてい
ない）は連結部１０８から１１１までの間に位置してい
る。膨張ピストン１０４は、ピストン固定ナット１１２
によってピストンロッド１０６上に保持されている。引
っ張りバネ１１４がこのナットとピストン締付け板１１
３の間に取り付けられている。もう１つのピストン締付
け板１１５は留めピン１１６によりピストンロッド１０
６上で保持されている。
一及び第二のガスチャンバーＧＨ１とＧＫ１、及びＧＨ
２とＧＫ２はそれぞれ圧縮ピストン１０３及び膨張ピス
トン１０４の一方の端で定義される。連結部１０８、１
０９、１１０、１１１がそれぞれ各ガスチャンバーに設
けられている。図１から図４の説明の中で明らかにした
とおり、加熱器、再生器、冷却器（図５には示されてい
ない）は連結部１０８から１１１までの間に位置してい
る。膨張ピストン１０４は、ピストン固定ナット１１２
によってピストンロッド１０６上に保持されている。引
っ張りバネ１１４がこのナットとピストン締付け板１１
３の間に取り付けられている。もう１つのピストン締付
け板１１５は留めピン１１６によりピストンロッド１０
６上で保持されている。
【００４９】図５で説明されている熱ガス機関が図１か
ら図４に従った実施例と異なる点は、圧縮ピストン１０
３の磁気駆動である。この磁気駆動は複数の磁気的手段
１２１、１２２、１２３で構成されている。こうした複
数の磁気的手段１２１、１２２、１２３はそれぞれディ
スク形の極板１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２
ｂ、１２３ａ、１２３ｂを配置している。極板１２２ｂ
と１２３ａなど相互に向かい合った極板は同じ磁極を持
ち、向かい合った極板が相互に動き始めると反発力が作
用するようになっている。ただし、原則として、そうし
た反発力は向かい合った極板が実際に近づくまでは大き
な影響を引き起こさない。この実施例を図２から図４で
説明した実施例と比較すると、磁気駆動装置を設けるこ
とにより、圧縮ピストン１０３に関して緩衝ピストン３
１を密閉する必要がなくなる。圧縮ピストン１０３の動
きは緩衝チャンバーＰ１及びＰ２内のガスの圧縮によっ
て生じるのではなく（図２から図４を参照）、向かい合
った極板の間で作用している磁気反発によって生じるた
めである。同様に極板１２０ａ、１２４ａを処理する磁
気的手段１２０、１２４は、圧縮ピストン１０３が圧縮
シリンダー部材１０１にぶつかるのを防止するために設
けられている。
ら図４に従った実施例と異なる点は、圧縮ピストン１０
３の磁気駆動である。この磁気駆動は複数の磁気的手段
１２１、１２２、１２３で構成されている。こうした複
数の磁気的手段１２１、１２２、１２３はそれぞれディ
スク形の極板１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２
ｂ、１２３ａ、１２３ｂを配置している。極板１２２ｂ
と１２３ａなど相互に向かい合った極板は同じ磁極を持
ち、向かい合った極板が相互に動き始めると反発力が作
用するようになっている。ただし、原則として、そうし
た反発力は向かい合った極板が実際に近づくまでは大き
な影響を引き起こさない。この実施例を図２から図４で
説明した実施例と比較すると、磁気駆動装置を設けるこ
とにより、圧縮ピストン１０３に関して緩衝ピストン３
１を密閉する必要がなくなる。圧縮ピストン１０３の動
きは緩衝チャンバーＰ１及びＰ２内のガスの圧縮によっ
て生じるのではなく（図２から図４を参照）、向かい合
った極板の間で作用している磁気反発によって生じるた
めである。同様に極板１２０ａ、１２４ａを処理する磁
気的手段１２０、１２４は、圧縮ピストン１０３が圧縮
シリンダー部材１０１にぶつかるのを防止するために設
けられている。
【００５０】磁石１２０から１２４は、棒磁石を環状に
配置した磁気ドラムによって具体化されうる。ピストン
ロッド１０６の周りの各シール１０７、１２６、１２
７、１２８は、各磁石１２０、１２１、１２２、１２
３、１２４の付近に設けられ、ピストンロッド１０６が
圧密結合で磁石１２０、１２１、１２２、１２３、１２
４を通るようになっている。このように、シール１０
７、１２６、１２７、１２８が２つのサイクルを互いに
分離している。磁石１２２はピストンロッド１０６に固
定されている。シール１０７、１２６、１２７、１２８
は、例えばテフロン（登録商標）などで製造される。膨
張ピストン１０４のピストンロッド１０６は、Ｖ４Ａ鋼
など導電率の低い非磁気素材で製造される。シリンダー
部材は複数部分から成る部材であり、その各部はボルト
で締められた連結部１２９、１３０、１３１、１３２に
よって結合されている。
配置した磁気ドラムによって具体化されうる。ピストン
ロッド１０６の周りの各シール１０７、１２６、１２
７、１２８は、各磁石１２０、１２１、１２２、１２
３、１２４の付近に設けられ、ピストンロッド１０６が
圧密結合で磁石１２０、１２１、１２２、１２３、１２
４を通るようになっている。このように、シール１０
７、１２６、１２７、１２８が２つのサイクルを互いに
分離している。磁石１２２はピストンロッド１０６に固
定されている。シール１０７、１２６、１２７、１２８
は、例えばテフロン（登録商標）などで製造される。膨
張ピストン１０４のピストンロッド１０６は、Ｖ４Ａ鋼
など導電率の低い非磁気素材で製造される。シリンダー
部材は複数部分から成る部材であり、その各部はボルト
で締められた連結部１２９、１３０、１３１、１３２に
よって結合されている。
【００５１】図５には、膨張ピストン１０３のストロー
クＳ１の長さが図示されている。膨張ピストン１０３の
ストロークＳ１のこの長さは、圧縮ピストン１０３の中
空部の長さＨ１及び圧縮シリンダー部材１０１の中空部
の長さＨ２を変えることによって、圧縮ピストン１０４
のストロークＳ２の長さより大きく又は小さく、あるい
は等しくなるよう調節することができる。こうした手段
により、機関の圧縮比及び圧縮ピストン１０３の不連続
ピストン運動に影響することが可能である。
クＳ１の長さが図示されている。膨張ピストン１０３の
ストロークＳ１のこの長さは、圧縮ピストン１０３の中
空部の長さＨ１及び圧縮シリンダー部材１０１の中空部
の長さＨ２を変えることによって、圧縮ピストン１０４
のストロークＳ２の長さより大きく又は小さく、あるい
は等しくなるよう調節することができる。こうした手段
により、機関の圧縮比及び圧縮ピストン１０３の不連続
ピストン運動に影響することが可能である。
【００５２】図６は、圧縮シリンダー部材２０１及び膨
張シリンダー部材２０２を含む２サイクル熱ガス機関２
００を示している。冷却器２０３の軸２０４はもう１つ
の冷却器２０６の軸２０５とほぼ並行に延びている。冷
却器２０３の軸２０４と冷却器２０６の軸２０５は、圧
縮シリンダー部材２０１及び膨張シリンダー２０２の軸
２０７とほぼ直角に延びている。再生器２０９の軸２０
８は、もう１つの再生器２１１の軸２１０及び圧縮シリ
ンダー部材２０１の軸２０７とほぼ平行に延びている。
図６はまた、前後に配置されている２つの加熱器コイル
２１２及び２１３も示している。低出力機関では、２つ
の加熱器コイル２１２及び２１３は、単管状加熱器又は
二重円筒管状加熱器によって具体化され得る。これによ
り、２つの連続した加熱器コイル２１２及び２１３の中
に配列された単一のバーナーにより機関の両サイクルの
ガスチャンバーを加熱することが可能になる。こうし
て、それ以外の方法では必要となる第二のバーナーを省
くことができる。
張シリンダー部材２０２を含む２サイクル熱ガス機関２
００を示している。冷却器２０３の軸２０４はもう１つ
の冷却器２０６の軸２０５とほぼ並行に延びている。冷
却器２０３の軸２０４と冷却器２０６の軸２０５は、圧
縮シリンダー部材２０１及び膨張シリンダー２０２の軸
２０７とほぼ直角に延びている。再生器２０９の軸２０
８は、もう１つの再生器２１１の軸２１０及び圧縮シリ
ンダー部材２０１の軸２０７とほぼ平行に延びている。
図６はまた、前後に配置されている２つの加熱器コイル
２１２及び２１３も示している。低出力機関では、２つ
の加熱器コイル２１２及び２１３は、単管状加熱器又は
二重円筒管状加熱器によって具体化され得る。これによ
り、２つの連続した加熱器コイル２１２及び２１３の中
に配列された単一のバーナーにより機関の両サイクルの
ガスチャンバーを加熱することが可能になる。こうし
て、それ以外の方法では必要となる第二のバーナーを省
くことができる。
【００５３】図７は、如何なる熱ガス機関とも組み合わ
せて使用できる小型加熱器３００を示している。これ
は、この小型加熱器３００が、図１から図６を参照して
図示され説明された２サイクル熱ガス機関との使用に限
らず有益であることを意味している。螺旋形の結合が機
関の形状に適応可能であれば、ベータ型及びガンマ型の
機関での使用も有益である。
せて使用できる小型加熱器３００を示している。これ
は、この小型加熱器３００が、図１から図６を参照して
図示され説明された２サイクル熱ガス機関との使用に限
らず有益であることを意味している。螺旋形の結合が機
関の形状に適応可能であれば、ベータ型及びガンマ型の
機関での使用も有益である。
【００５４】小型加熱器３００は、燃焼空気連結部３０
２、第一の作動ガス連結部３０３、第二の作動ガス連結
部３０４、第一の作動ガス出口３０５を備えた円筒形ス
リーブ５００を含んでいる。第二の作動ガス出口は小型
加熱器３００の裏側に位置している（図７では見えな
い）。バーナー３０７は、小型加熱器３００の下端３０
６に連結される。
２、第一の作動ガス連結部３０３、第二の作動ガス連結
部３０４、第一の作動ガス出口３０５を備えた円筒形ス
リーブ５００を含んでいる。第二の作動ガス出口は小型
加熱器３００の裏側に位置している（図７では見えな
い）。バーナー３０７は、小型加熱器３００の下端３０
６に連結される。
【００５５】図８は、図７に従った小型加熱器３００を
図７のＡ−Ａ’線断面正面図である。燃焼空気３０９の
螺旋構成の熱伝達面は、円筒形基本ボディ３０１の外周
３０８上にチャネルの形で提供されている。燃焼空気３
０９の螺旋形の熱伝達面は燃焼空気連結部３０２と通じ
ている。燃焼空気は、燃焼空気連結部３０２を通って燃
焼空気用の螺旋形熱伝達面に、また連結管３１０を通っ
て燃焼チャンバー３１１に流れる。燃焼チャンバー３１
１では燃料がバーナー３０７によって燃焼され、燃焼熱
エネルギーが生成されている。ブロアを燃焼空気連結部
の上流に連結して、燃焼空気を所定の圧力で導入するこ
ともできる。燃焼チャンバー３１１内での燃焼により生
じる煙道ガス又は排気ガスは、燃焼チャンバー３１１の
下端にある偏向チャンバープレート３１２により、通路
沿いに形成され円筒形基本ボディ３０１の内周３１４に
沿って螺旋状に延びる煙道ガス用螺旋形熱伝達面３１３
に伝達される。煙道ガス用螺旋形熱伝達面３１３に沿っ
て流れる煙道ガスは、最終的に煙突３１５に達する。煙
突３１５まで進む過程で、煙道ガスはまず、円筒形基本
ボディ３０１の外周３０８上で同じように設けられてい
る作動ガス用熱伝達面３１６及び３１７に沿って作動ガ
スを加熱する。煙道ガス用熱伝達面３１３に沿ったそれ
から先の経路では、煙道ガスは燃焼空気用熱伝達面３０
９を加熱する。図９は、図７で示されている小型加熱器
３００の平面図である。
図７のＡ−Ａ’線断面正面図である。燃焼空気３０９の
螺旋構成の熱伝達面は、円筒形基本ボディ３０１の外周
３０８上にチャネルの形で提供されている。燃焼空気３
０９の螺旋形の熱伝達面は燃焼空気連結部３０２と通じ
ている。燃焼空気は、燃焼空気連結部３０２を通って燃
焼空気用の螺旋形熱伝達面に、また連結管３１０を通っ
て燃焼チャンバー３１１に流れる。燃焼チャンバー３１
１では燃料がバーナー３０７によって燃焼され、燃焼熱
エネルギーが生成されている。ブロアを燃焼空気連結部
の上流に連結して、燃焼空気を所定の圧力で導入するこ
ともできる。燃焼チャンバー３１１内での燃焼により生
じる煙道ガス又は排気ガスは、燃焼チャンバー３１１の
下端にある偏向チャンバープレート３１２により、通路
沿いに形成され円筒形基本ボディ３０１の内周３１４に
沿って螺旋状に延びる煙道ガス用螺旋形熱伝達面３１３
に伝達される。煙道ガス用螺旋形熱伝達面３１３に沿っ
て流れる煙道ガスは、最終的に煙突３１５に達する。煙
突３１５まで進む過程で、煙道ガスはまず、円筒形基本
ボディ３０１の外周３０８上で同じように設けられてい
る作動ガス用熱伝達面３１６及び３１７に沿って作動ガ
スを加熱する。煙道ガス用熱伝達面３１３に沿ったそれ
から先の経路では、煙道ガスは燃焼空気用熱伝達面３０
９を加熱する。図９は、図７で示されている小型加熱器
３００の平面図である。
【００５６】図１０、図１１、図１２は、もう１つの小
型加熱器４００を示している。図７、図８、図９で使用
されたのと類似の部品は同じ参照番号で示されている。
図１０から図１２に従った実施例では、円筒形基本ボデ
ィ３０１が２つの基本ボディコンポーネント４０１及び
４０２で構成されているが、これらは図１０では見えな
い。この２つの基本ボディコンポーネント４０１と４０
２は、穴あき部品４０３を通じて連結されている。図１
１に示すとおり、穴あき部品４０３には燃焼空気連結通
路４０４があり、その中を通って燃焼空気が燃焼空気用
螺旋形熱伝達面３０９から燃焼チャンバー３１１に流入
する。このように、図１０から図１２に従った実施例の
燃焼空気用連結通路４０４は、図８の連結通路３１０の
機能を果たしている。２つの内側スリーブ５１０及び５
１１は、基本ボディコンポーネント４０１及び４０２の
内周３１４上に取り付けられている。図１２は、図１０
に示されている小型加熱器の平面図である。
型加熱器４００を示している。図７、図８、図９で使用
されたのと類似の部品は同じ参照番号で示されている。
図１０から図１２に従った実施例では、円筒形基本ボデ
ィ３０１が２つの基本ボディコンポーネント４０１及び
４０２で構成されているが、これらは図１０では見えな
い。この２つの基本ボディコンポーネント４０１と４０
２は、穴あき部品４０３を通じて連結されている。図１
１に示すとおり、穴あき部品４０３には燃焼空気連結通
路４０４があり、その中を通って燃焼空気が燃焼空気用
螺旋形熱伝達面３０９から燃焼チャンバー３１１に流入
する。このように、図１０から図１２に従った実施例の
燃焼空気用連結通路４０４は、図８の連結通路３１０の
機能を果たしている。２つの内側スリーブ５１０及び５
１１は、基本ボディコンポーネント４０１及び４０２の
内周３１４上に取り付けられている。図１２は、図１０
に示されている小型加熱器の平面図である。
【００５７】１００〜５００ｒｐｍの回転速度で作動し
ている低出力熱ガス機関用には、単管状加熱器を使用す
ることが可能である。図７から図９で示した小型加熱器
３００も図１０から図１２の別の小型加熱器４００も、
この単管状加熱器に分類される。単管状加熱器を使用す
る主な理由は、加熱器のコストがすでに製作済みの熱ガ
ス機関の全体的なシステムコストに決定的な影響を与え
るためである。
ている低出力熱ガス機関用には、単管状加熱器を使用す
ることが可能である。図７から図９で示した小型加熱器
３００も図１０から図１２の別の小型加熱器４００も、
この単管状加熱器に分類される。単管状加熱器を使用す
る主な理由は、加熱器のコストがすでに製作済みの熱ガ
ス機関の全体的なシステムコストに決定的な影響を与え
るためである。
【００５８】小型加熱器３００及び別の小型加熱器４０
０の熱伝達面の螺旋構成は、単管状加熱器の設計に適し
ている。現在の状況では、小型加熱器３００及び４００
を耐熱金属で製造することは有利な解決策の１つである
が、ただし高温負荷容量、耐引火性、結合部の十分な密
閉性の要件が満たされることが条件である。
０の熱伝達面の螺旋構成は、単管状加熱器の設計に適し
ている。現在の状況では、小型加熱器３００及び４００
を耐熱金属で製造することは有利な解決策の１つである
が、ただし高温負荷容量、耐引火性、結合部の十分な密
閉性の要件が満たされることが条件である。
【００５９】小型加熱器３００及び別の小型加熱器４０
０の円筒形基本ボディ３０１は、螺旋形熱伝達面も包含
する鋳型で生産することができる。熱伝達面を構成する
ことになる螺旋形チャネルの適切な壁厚と鋳型勾配を考
慮に入れなければならない。作動温度が６００℃を超え
ないのであれば、ＳｉＭｏ合金の球状黒鉛鋳鉄を充填金
属として使用することも便利な解決策の１つであろう。
円筒形基本ボディ３０１製作のもうひとつの可能性は、
旋削又はフライス削りをして、内周及び／又は外周３１
４、３０８に螺旋形チャネルを作ることである。その場
合、耐熱性のある円筒形の中空鋼を使用することができ
る。外側スリーブ５００は、外周３０８に設けられたら
線形熱伝達面を閉じるように焼きばめされる。内側スリ
ーブ５１１についても、煙道ガス用熱伝達面３１３を被
うように焼きばめされる。スリーブ５００は、連結部３
０２から３０５と共に焼きばめされる。焼きばめができ
るのは、小型加熱器３００でも別の小型加熱器４００で
もバーナー３０７の熱が常に内側から供給されるためで
ある。まず内側スリーブ５１０が、次いで円筒形基本ボ
ディ３０１が、そして最後に外側スリーブ５００が膨張
するという事実を考慮して、圧密が確保される。冷却は
外側から内側に向かって生じるため、螺旋形熱伝達面の
密閉に関する限り、同じくこれも重要でない。
０の円筒形基本ボディ３０１は、螺旋形熱伝達面も包含
する鋳型で生産することができる。熱伝達面を構成する
ことになる螺旋形チャネルの適切な壁厚と鋳型勾配を考
慮に入れなければならない。作動温度が６００℃を超え
ないのであれば、ＳｉＭｏ合金の球状黒鉛鋳鉄を充填金
属として使用することも便利な解決策の１つであろう。
円筒形基本ボディ３０１製作のもうひとつの可能性は、
旋削又はフライス削りをして、内周及び／又は外周３１
４、３０８に螺旋形チャネルを作ることである。その場
合、耐熱性のある円筒形の中空鋼を使用することができ
る。外側スリーブ５００は、外周３０８に設けられたら
線形熱伝達面を閉じるように焼きばめされる。内側スリ
ーブ５１１についても、煙道ガス用熱伝達面３１３を被
うように焼きばめされる。スリーブ５００は、連結部３
０２から３０５と共に焼きばめされる。焼きばめができ
るのは、小型加熱器３００でも別の小型加熱器４００で
もバーナー３０７の熱が常に内側から供給されるためで
ある。まず内側スリーブ５１０が、次いで円筒形基本ボ
ディ３０１が、そして最後に外側スリーブ５００が膨張
するという事実を考慮して、圧密が確保される。冷却は
外側から内側に向かって生じるため、螺旋形熱伝達面の
密閉に関する限り、同じくこれも重要でない。
【００６０】小型加熱器３００及び別の小型加熱器４０
０では、如何なる種類の熱ガス機関にも使用できる小型
構造の加熱器を製作することが可能である。前記の設計
では費用効率の良い生産が可能である。さらに、有利な
熱伝達条件が提供され、圧力損失も少なくなる。図７か
ら図１２を参照して説明した作動ガス用熱伝達面の実施
例では、少なくとも２つの作動ガスチャンバーを単一の
バーナーで加熱することが可能である。高温鋳造の利用
も可能である。小型加熱器３００及び別の小型加熱器４
００が、それぞれ図７及び図８、図１０及び図１１で説
明されているような上向きに使用される場合、煙道ガス
は煙突に直接通すことができる。
０では、如何なる種類の熱ガス機関にも使用できる小型
構造の加熱器を製作することが可能である。前記の設計
では費用効率の良い生産が可能である。さらに、有利な
熱伝達条件が提供され、圧力損失も少なくなる。図７か
ら図１２を参照して説明した作動ガス用熱伝達面の実施
例では、少なくとも２つの作動ガスチャンバーを単一の
バーナーで加熱することが可能である。高温鋳造の利用
も可能である。小型加熱器３００及び別の小型加熱器４
００が、それぞれ図７及び図８、図１０及び図１１で説
明されているような上向きに使用される場合、煙道ガス
は煙突に直接通すことができる。
【００６１】図１３は、機械６００に連結された２サイ
クル熱ガス機関５００を図示したものである。類似の部
品を指し示すときには、図１から図５の参照番号が使用
される。２つのダイヤフラム一次側６０１、６０２は、
２つのガス管６１０、６１１により２サイクル熱ガス機
関５００の作動ガスと空力学的に通じており、作動ガス
の圧力変動によって振動する。２つのダイヤフラム二次
側６０３、６０４は、ポンプ作動チャンバーとして設計
されている。このように、正圧によって少なくとも１つ
の出口弁６０７が開き、少なくとも１つの入口弁６０６
が閉じられ、負圧のときには少なくとも１つの出口弁６
０７が閉じ、少なくとも１つの入口弁６０６が開かれる
ことから、このダイヤフラムが液体６０５を送り出す。
クル熱ガス機関５００を図示したものである。類似の部
品を指し示すときには、図１から図５の参照番号が使用
される。２つのダイヤフラム一次側６０１、６０２は、
２つのガス管６１０、６１１により２サイクル熱ガス機
関５００の作動ガスと空力学的に通じており、作動ガス
の圧力変動によって振動する。２つのダイヤフラム二次
側６０３、６０４は、ポンプ作動チャンバーとして設計
されている。このように、正圧によって少なくとも１つ
の出口弁６０７が開き、少なくとも１つの入口弁６０６
が閉じられ、負圧のときには少なくとも１つの出口弁６
０７が閉じ、少なくとも１つの入口弁６０６が開かれる
ことから、このダイヤフラムが液体６０５を送り出す。
【００６２】この応用例で好都合なのは、２サイクル熱
ガス機関５００が、２つの作動ガスチャンバーによって
１８０°の位相差で空力学的に分離された２つのダイヤ
フラム６０８及び６０９又は変形可能面に振動をもたら
す機関であることである。このようにして、仕事量を２
倍にすることができ、パルスの平滑化が得られる。
ガス機関５００が、２つの作動ガスチャンバーによって
１８０°の位相差で空力学的に分離された２つのダイヤ
フラム６０８及び６０９又は変形可能面に振動をもたら
す機関であることである。このようにして、仕事量を２
倍にすることができ、パルスの平滑化が得られる。
【００６３】２サイクル熱ガス機関５００は、力の機械
的な伝達によって作動するのではなく、機関の作動ガス
の圧力変動を利用して少なくとも１つのダイヤフラムに
振動を引き起こすものである。そのダイヤフラムの一次
側が作動ガスの影響を受け、かかるダイヤフラムは機械
又は駆動手段に属しているか、あるいは発電機の圧電面
に組み込まれている。好ましくは、機械６００は、ダイ
ヤフラム一次側が機関の作動ガスと空力学的に連結され
た複動ダイヤフラムポンプであってもよく、その場合、
機関の作動ガスの圧力変動がダイヤフラムの振動を引き
起こす。
的な伝達によって作動するのではなく、機関の作動ガス
の圧力変動を利用して少なくとも１つのダイヤフラムに
振動を引き起こすものである。そのダイヤフラムの一次
側が作動ガスの影響を受け、かかるダイヤフラムは機械
又は駆動手段に属しているか、あるいは発電機の圧電面
に組み込まれている。好ましくは、機械６００は、ダイ
ヤフラム一次側が機関の作動ガスと空力学的に連結され
た複動ダイヤフラムポンプであってもよく、その場合、
機関の作動ガスの圧力変動がダイヤフラムの振動を引き
起こす。
【００６４】２サイクル熱ガス機関５００に関連して、
発電機が関係するときには圧電変換器の変形可能面と機
関の作動ガスを空力学的に連結させて、変形可能面が圧
力変動によって円筒形に変形するようにすると有益であ
る。
発電機が関係するときには圧電変換器の変形可能面と機
関の作動ガスを空力学的に連結させて、変形可能面が圧
力変動によって円筒形に変形するようにすると有益であ
る。
【００６５】図１３を参照して説明した２サイクル熱ガ
ス機関５００の実際の応用例は、図１から図６で説明し
た機関についても提供し得る。
ス機関５００の実際の応用例は、図１から図６で説明し
た機関についても提供し得る。
【００６６】前記の明細書、特許請求の範囲、及び図面
で開示した本発明の特徴は、個別にも如何なる組合せに
おいても本発明を様々な実施例で実行するために必要不
可欠と考えられる。
で開示した本発明の特徴は、個別にも如何なる組合せに
おいても本発明を様々な実施例で実行するために必要不
可欠と考えられる。
【００６７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来技術の機関と比較すると単純な構造でありながら高い
出力密度をもたらすアルファ型の２サイクル熱ガス機関
用の機関構造が提供され、膨張ピストンと圧縮ピストン
が対称関係にあることで、自由ピストンの配列に好都合
に活用できるようになるとともに、シリンダー部材の内
側では温度が同じであるため熱流は誘発されないので等
温条件に非常に近い状態が実現される。また、本発明に
よれば、ピストンロッドを通すためのシリンダー壁の開
口部が冷却端、すなわち圧縮シリンダー部材にあり、密
封が容易となり、さらに、膨張ピストンと圧縮ピストン
との位相差が任意に調節可能となる。加えて、本発明に
よれば耐圧性があって完全な圧密性を備えた機関を構築
することができるようになる。
来技術の機関と比較すると単純な構造でありながら高い
出力密度をもたらすアルファ型の２サイクル熱ガス機関
用の機関構造が提供され、膨張ピストンと圧縮ピストン
が対称関係にあることで、自由ピストンの配列に好都合
に活用できるようになるとともに、シリンダー部材の内
側では温度が同じであるため熱流は誘発されないので等
温条件に非常に近い状態が実現される。また、本発明に
よれば、ピストンロッドを通すためのシリンダー壁の開
口部が冷却端、すなわち圧縮シリンダー部材にあり、密
封が容易となり、さらに、膨張ピストンと圧縮ピストン
との位相差が任意に調節可能となる。加えて、本発明に
よれば耐圧性があって完全な圧密性を備えた機関を構築
することができるようになる。
【図１】図１は、２サイクル熱ガス機関の断面を図示し
たものである。
たものである。
【図２】図２は、圧縮ピストンに空洞を設けた２サイク
ル熱ガス機関の断面を図示したものである。
ル熱ガス機関の断面を図示したものである。
【図３】図３は、図２の２サイクル熱ガス機関で、膨張
ピストンのピストンロッドの端が延長スリーブで受けと
められるものを示している。
ピストンのピストンロッドの端が延長スリーブで受けと
められるものを示している。
【図４】図４は、リニアガイドを備えた２サイクル熱ガ
ス機関の断面を図示したものである。
ス機関の断面を図示したものである。
【図５】図５は、磁気駆動を備えた２サイクル熱ガス機
関の断面を図示したものである。
関の断面を図示したものである。
【図６】図６は、螺旋式加熱器の軸がシリンダーの軸と
平行に延びている２サイクル熱ガス機関の断面を図示し
たものである。
平行に延びている２サイクル熱ガス機関の断面を図示し
たものである。
【図７】図７は、小型加熱器を示している。
【図８】図８は、図７の小型加熱器を図７のＡ−Ａ’線
の断面で示している。
の断面で示している。
【図９】図９は、図７の小型加熱器を上面から見た図を
示している。
示している。
【図１０】図１０は、別の小型加熱器を示している。
【図１１】図１１は、図１０の小型加熱器を図１０のＢ
−Ｂ’線の断面で示している。
−Ｂ’線の断面で示している。
【図１２】図１２は、図１０の小型加熱器を上面から見
た図を示している。
た図を示している。
【図１３】図１３は、２サイクル熱ガス機関を図示した
ものである。
ものである。
２、１０４ 膨張ピストン
３、１０２ 膨張シリンダー部材
４、１０３ 圧縮ピストン
５、１０１ 圧縮シリンダー部材
６ 共通の軸
８ 通路
９、１０６ ピストンロッド
１５ 圧縮ピストンの底部端
１６ 膨張ピストンの底部端
１８ 第一の加熱器
１９ 第一の再生器
２０ 第一の冷却器
２１ 圧縮ピストンの上部端
２２ 膨張ピストンの上部端
２４ 第二の加熱器
２５ 第二の再生器
２６ 第二の冷却器
ＧＨ１、ＧＫ１ 第一のガスチャンバー
ＧＨ２、ＧＫ２ 第二のガスチャンバー
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ２５Ｂ 9/14 ５１０ Ｆ２５Ｂ 9/14 ５２０Ｂ
５２０ ５２０Ｚ
Ｆ０４Ｂ 43/06 Ｂ
(31)優先権主張番号 １０２４０７５０．９
(32)優先日 平成14年８月29日(2002．8．29)
(33)優先権主張国 ドイツ（ＤＥ）
Claims (27)
- 【請求項１】膨張シリンダー部材（３；１０２）内に膨
張ピストン（２；１０４）を、圧縮シリンダー部材
（５；１０１）内に圧縮ピストン（４；１０３）を有す
る２サイクル熱ガス機関において、該膨張ピストン
（２；１０４）と圧縮ピストン（４；１０３）が共通の
軸（６）に沿って配置されていることを特徴とする２サ
イクル熱ガス機関。 - 【請求項２】前記膨張ピストン（２；１０４）及び圧縮
ピストン（４；１０３）は前後に並んで作動するように
配置されていることを特徴とする請求項１に記載の２サ
イクル熱ガス機関。 - 【請求項３】それぞれ圧縮シリンダー部材（５）内の圧
縮ピストン（４）の底部端（１５）及び膨張シリンダー
部材（３）内の膨張ピストン（２）の底部端（１６）に
形成される第一のガスチャンバー（それぞれＧＨ１、Ｇ
Ｋ１）が、第一の加熱器（１８）、第一の再生器（１
９）及び第一の冷却器（２０）を通じて互いに連通し、
それぞれ圧縮シリンダー部材（５）内の圧縮ピストン
（４）の上部端（２１）及び膨張シリンダー部材（３）
内の膨張ピストン（２）の上部端（２２）に形成される
第二のガスチャンバー（それぞれＧＨ２、ＧＫ２）が、
第二の加熱器（２４）、第二の再生器（２５）、及び第
二の冷却器（２６）を通じて互いに連通していることを
特徴とする請求項１又は２に記載の２サイクル熱ガス機
関。 - 【請求項４】通路（８）が膨張シリンダー部材（３）及
び圧縮シリンダー部材（５）の間に形成され、膨張ピス
トン（２）のピストンロッド（９；１０６）が圧密結合
で該通路（８）を通って延びて配置されていることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２サイクル熱
ガス機関。 - 【請求項５】通路（８）が膨張シリンダー部材（３；１
０２）の少なくとも一部及び圧縮シリンダー部材（５；
１０１）の少なくとも一部を含む連結部材（７；１０
５）内に形成されていることを特徴とする請求項４に記
載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項６】膨張ピストン（２；１０４）のピストンロ
ッド（９；１０６）が圧縮ピストン（４；１０３）の穴
（４ａ）を通して圧縮ピストン（４；１０３）内に可動
式に差し込まれていることを特徴とする請求項１〜５の
いずれかに記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項７】膨張ピストン（２；１０４）のピストンロ
ッド（９；１０６）が圧縮ピストン（４；１０３）内を
可動式に通されていることを特徴とする請求項６に記載
の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項８】膨張ピストン（２；１０４）のピストンロ
ッド（９；１０６）が圧縮シリンダー部材（５；１０
１）のケーシングの穴（１１）を可動式に通されている
ことを特徴とする請求項７に記載の２サイクル熱ガス機
関。 - 【請求項９】圧縮ピストン（４）に取り付けられたピス
トンロッド（１０）に開口部（１０ａ）が設けられてお
り、該開口部を膨張ピストン（２）のピストンロッド
（９）が通されていることを特徴とする請求項７又は８
に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項１０】圧縮ピストン（４）に取り付けられたピ
ストンロッド（１０）が圧密結合で圧縮シリンダー部材
（５）のケーシングの穴（１１）を通されていることを
特徴とする請求項８又は９に記載の２サイクル熱ガス機
関。 - 【請求項１１】請求項６に記載の２サイクル熱ガス機関
において、圧縮ピストン（４；１０３）が空洞（３０）
を包含しており、その空洞内で膨張ピストン（２；１０
４）のピストンロッド（９）に固定された緩衝ピストン
（３１）が可動式に配列され、それにより空洞（３０）
内に２つの緩衝チャンバー（Ｐ１、Ｐ２）が定義されて
いることを特徴とする２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項１２】空洞（３０）内に２つの緩衝チャンバー
（Ｐ１、Ｐ２）が形成され、該空洞（３０）内での膨張
ピストン（２；１０４）とこれに固定された緩衝ピスト
ン（３１）の動きが、結果として２つの緩衝チャンバー
（Ｐ１、Ｐ２）内で作動ガスの圧縮／膨張をもたらし、
圧縮ピストン（４；１０３）の動きを引き起こすことを
特徴とする請求項１１に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項１３】圧縮シリンダー部材（５）を越えて延び
ている膨張ピストン（２）のピストンロッド（９）の一
部（４０）が延長スリーブ（４１）内部の密閉スペース
で受け入れられており、該延長スリーブ（４１）は圧縮
シリンダー部材（５）の外側に取り付けられていること
を特徴とする請求項１１又は１２に記載の２サイクル熱
ガス機関。 - 【請求項１４】作動ガスの圧力変動が、少なくとも１つ
のダイヤフラムの一次側が該作動ガスによって影響を及
ぼされて、該ダイヤフラムの振動を引き起こすために用
いられ、前記ダイヤフラムが機械又は駆動手段に属して
いるか、又は発電機の圧電面となされていることを特徴
とする請求項１〜１３のいずれかに記載の２サイクル熱
ガス機関。 - 【請求項１５】前記機械が複動ダイヤフラムポンプ（６
００）であり、そのダイヤフラムの一次側（６０１、６
０２）が空力学的に作動ガスと連結されており、その圧
力変動がダイヤフラム（６０８、６０９）の振動を引き
起こすことを特徴とする請求項１４に記載の２サイクル
熱ガス機関。 - 【請求項１６】ダイヤフラムポンプ（６００）のダイヤ
フラム二次側がポンプ作動チャンバーとして設計され、
ダイヤフラムが正圧のときに少なくとも１つの出口弁
（６０７）を閉じ、少なくとも１つの入口弁（６０６）
を開くことによって液体を送出することを特徴とする請
求項１５に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項１７】膨張ピストン（２）のピストンロッド
（９）の末端が圧縮ピストン（４）の空洞（３０）内で
受けとめられ、圧縮シリンダー部材（５）及び膨張シリ
ンダー部材（３）がリニアガイド手段（５２、５３）内
で可動式に支えられていることを特徴とする請求項１１
又は１２に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項１８】圧縮ピストン（１０３）が空洞（３０）
を包含し、該空洞の内側では磁気的手段（１２２）を備
えた磁気ピストンが膨張ピストン（１０４）のピストン
ロッド（１０６）に取り付けられ、磁気的手段（１２
２）がさらなる磁気的手段（１２１、１２３）と相互作
用し、該磁気的手段（１２２）とさらなる磁気的手段
（１２１、１２３）の対向部分（１２１ｂ、１２２ａ、
１２２ｂ、１２３ａ）が同じ磁気極性を有することを特
徴とする請求項６に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項１９】さらなる磁気的手段（１２２、１２３）
が少なくとも部分的に圧縮ピストン（１０３）の前端面
の区域に配置されていることを特徴とする請求項１８に
記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項２０】燃焼チャンバー（３１１）と作動ガス用
熱伝達面を備えた一体構造型コンポーネントとして設計
された円筒形基本ボディ（３０１）を含んでおり、かか
る作動ガス用熱伝達面が円筒形基本ボディ（３０１）の
表面層に螺旋形で形成されている小型加熱器（３００；
４００）を備えていることを特徴とする請求項１〜１９
のいずれかに記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項２１】燃焼空気用及び煙道ガス用のそれぞれの
熱伝達面が円筒形基本ボディ（３０１）の表面区域で螺
旋構成になっていることを特徴とする請求項２０に記載
の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項２２】作動ガス用の熱伝達面が第一の作動ガス
用の作動ガス螺旋と第二の作動ガス用の前記作動ガス螺
旋とは空力学的に分離された少なくとも１つの別の作動
ガス螺旋を包含していることを特徴とする請求項２０又
は２１に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項２３】作動ガス用熱伝達面が円筒形基本ボディ
（３０１）の外周（３０８）上に設けられていることを
特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の２サイ
クル熱ガス機関。 - 【請求項２４】燃焼空気用熱伝達面が円筒形基本ボディ
（３０１）の外周（３０８）上に設けられていることを
特徴とする請求項２１〜２３のいずれかに記載の２サイ
クル熱ガス機関。 - 【請求項２５】煙道ガス用熱伝達面が円筒形基本ボディ
（３０１）の内周（３１４）上に設けられていることを
特徴とする請求項２１〜２４のいずれかに記載の２サイ
クル熱ガス機関。 - 【請求項２６】燃焼チャンバー（３１１）の周辺の区域
にある作動ガス用熱伝達面と円筒形基本ボディ（３０
１）の燃焼チャンバー（３１１）の上の区域にある燃焼
空気用熱伝達面が、燃焼チャンバー（３１１）内で発生
した熱エネルギーが最初に作動ガス用熱伝達面を加熱
し、次いで燃焼空気用熱伝達面を加熱するように配列さ
れていることを特徴とする請求項２１〜２５のいずれか
に記載の２サイクル熱ガス機関。 - 【請求項２７】円筒形基本ボディ（３０１）が、ディス
ク形の穴あき部品（４０３）によって連結された２つの
基本ボディコンポーネント（４０１；４０２）を包含
し、かかるディスク形の穴あき部品（４０３）は燃焼空
気を燃焼チャンバー（３１１）に向ける連結管（４０
４）及び２つの基本ボディコンポーネント（４０１；４
０２）内の煙道ガス用熱伝達面を連結する煙道ガス連結
管（４０５）を包含していることを特徴とする請求項２
０〜２６のいずれかに記載の２サイクル熱ガス機関。
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