JP2009270459A - Multiple cylinder steam-engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多気筒蒸気エンジンに関するものである。 The present invention relates to a multi-cylinder steam engine.
大気汚染や地球温暖化などの環境問題から、クリーンエネルギーとしての太陽光線による熱を利用したり、金属溶解炉やゴミ焼却炉において無駄に廃棄されていた熱を利用して水蒸気を発生させ、その水蒸気によって発電を行う技術が知られている。すなわち、発生した高温高圧の水蒸気により蒸気タービンを回転させ、蒸気タービンと連結された発電機により発電している。
しかしながら、このような従来の技術にあっては、蒸気タービンを利用するため、圧力の高い蒸気が大量に必要となり且つ装置全体が大型化する。 However, in such a conventional technique, since a steam turbine is used, a large amount of high-pressure steam is required and the entire apparatus is enlarged.
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、水蒸気を利用した発電に利用でき且つ小型化が可能な多気筒蒸気エンジンを提供するものである。 The present invention has been made paying attention to such a conventional technique, and provides a multi-cylinder steam engine that can be used for power generation using steam and can be reduced in size.
本発明の技術的側面によれば、多気筒蒸気エンジンは、円筒側面を有する回転出力部であって断面中心を貫通する長手方向に沿った仮想軸線のまわりに回転自在に支持されるものと、前記回転出力部の側面を前記仮想軸線の回りに一周するように形成される無端のカム溝と、前記回転出力部の断面の所定の動径方向に配置され前記回転出力部と相互作用する複数のレシプロ蒸気駆動部であって、前記仮想軸線と平行な方向に往復運動するピストンロッドを有するものと、前記ピストンロッドに位置固定された係合部であって前記カム溝と係合して前記回転出力部に駆動力を付加するものと、各前記複数のレシプロ蒸気駆動部の往復運動を制御するための情報を有する制御部であって、前記回転出力部の側面を前記仮想軸線のまわりに一周するように前記制御情報の情報要素が分布して固定されるものとを具備し、前記情報要素の情報に基づいて前記複数のレシプロ蒸気駆動部を連動して往復運動させることにより前記回転出力部が連続回転することを特徴とする。 According to the technical aspect of the present invention, the multi-cylinder steam engine is a rotary output portion having a cylindrical side surface, and is rotatably supported around a virtual axis along the longitudinal direction passing through the center of the cross section. An endless cam groove formed so as to make one side of the side surface of the rotation output portion around the virtual axis, and a plurality of interacting with the rotation output portion arranged in a predetermined radial direction of a cross section of the rotation output portion A reciprocating steam drive unit having a piston rod that reciprocates in a direction parallel to the imaginary axis, and an engagement unit fixed to the piston rod and engaging the cam groove to A controller for adding a driving force to the rotation output unit, and a control unit having information for controlling the reciprocating motion of each of the plurality of reciprocating steam driving units, the side surface of the rotation output unit being arranged around the virtual axis Go around The information elements of the control information are distributed and fixed, and the rotation output unit is continuously operated by reciprocating the plurality of reciprocating steam driving units in conjunction with the information of the information elements. It is characterized by rotating.
本発明の別の技術的側面によれば、さらに、前記各レシプロ蒸気駆動部が、両端にそれぞれ供給口と排出口が隣接状態で一組ずつ形成されたシリンダと、シリンダ内で往復運動するピストンと、ピストンと一体的に結合されシリンダから外部に突出した前記ピストンロッドと、シリンダの両端でそれぞれ往復運動し、シリンダの両端の供給口と排出口をそれぞれ異なる方同士の組み合わせで交互に閉塞する一対の制御弁とを具備することを特徴とする。 According to another technical aspect of the present invention, each of the reciprocating steam driving units further includes a cylinder in which a pair of supply ports and discharge ports are formed adjacent to each other at both ends, and a piston that reciprocates in the cylinder. And the piston rod integrally connected to the piston and projecting outward from the cylinder, and reciprocating at both ends of the cylinder, respectively, and alternately closing and closing the supply port and the discharge port at both ends of the cylinder by different combinations. And a pair of control valves.
本発明のさらに別の技術的側面によれば、前記制御部の情報要素は1本の無端の制御溝であって、前記カム溝と交差しないように前記回転出力部の側面に形成され、各前記制御弁が前記制御溝と係合することにより往復運動が制御されることを特徴とする。 According to still another technical aspect of the present invention, the information element of the control unit is an endless control groove formed on a side surface of the rotation output unit so as not to intersect the cam groove, The reciprocating motion is controlled by engaging the control valve with the control groove.
本発明によれば、それぞれのレシプロ蒸気駆動部の係合部が係合するカム溝とそれぞれのレシプロ蒸気駆動部の往復運動を制御するための制御部が回転出力部に対して一体的に形成されているので、カム溝の回転方向の位置に相応した制御情報に基づいて往復運動を制御することができる。また、レシプロ蒸気駆動部の数や配置を変更しても制御部やレシプロ蒸気駆動部の制御機構を変更する必要がない。さらにトルク特性に応じたカム溝と制御部が形成された回転出力部に交換するだけで蒸気エンジンの特性を変更することができる。 According to the present invention, the cam groove with which the engaging part of each reciprocating steam drive part engages and the control part for controlling the reciprocating motion of each reciprocating steam driving part are formed integrally with the rotation output part. Thus, the reciprocating motion can be controlled based on the control information corresponding to the position of the cam groove in the rotational direction. Further, even if the number and arrangement of the reciprocating steam driving units are changed, it is not necessary to change the control unit and the control mechanism of the reciprocating steam driving unit. Furthermore, it is possible to change the characteristics of the steam engine simply by exchanging the cam groove and the rotation output section formed with the control section according to the torque characteristics.
より具体的には、本発明の技術的側面によれば、まずレシプロ蒸気駆動部により水蒸気のエネルギーを直進往復運動に変換する。密閉されたシリンダ内への水蒸気の供給・排出により、水蒸気のエネルギーを効率的に直進往復運動に変換することができ、小型化が可能である。そして、直進往復運動するピストンロッドの先端に設けられたカムフォロアを、回転出力部の側面に形成されたカム溝に係合させ、回転出力部の回転運動に変換する。カム溝とカムフォロアの係合により回転運動に変換するため、小型化が可能である。回転出力部の断面の三等分以上の等分位置にレシプロ蒸気駆動部が配置されているため、カム溝の上死点又は下死点以外の点に必ず1つ以上のカムフォロアが係合しており、そのカムフォロアにより回転出力部に一定方向への回転トルクが常に付与されるため、カムフォロアの上死点又は下死点の通過が円滑で、確実な回転運動が得られる。 More specifically, according to the technical aspect of the present invention, the energy of the water vapor is first converted into a linear reciprocating motion by the reciprocating steam driving unit. By supplying and discharging the water vapor into the sealed cylinder, the energy of the water vapor can be efficiently converted into a linear reciprocating motion, and the size can be reduced. Then, the cam follower provided at the tip of the piston rod that reciprocates linearly is engaged with the cam groove formed on the side surface of the rotation output unit, and converted into the rotation motion of the rotation output unit. Since it is converted into a rotational motion by the engagement of the cam groove and the cam follower, the size can be reduced. Since the reciprocating steam drive unit is arranged at three or more equal positions in the cross section of the rotation output unit, at least one cam follower always engages with a point other than the top dead center or bottom dead center of the cam groove. Since the cam follower always applies a rotational torque in a certain direction to the rotation output portion, the cam follower can pass through the top dead center or the bottom dead center smoothly, and a reliable rotational motion can be obtained.
本発明によれば、シリンダ内におけるピストンの両側の空間に、制御弁により供給口から水蒸気を交互に供給し且つ排出口から水蒸気を排出するため、ピストンロッドの確実な直進往復運動が得られる。 According to the present invention, since the steam is alternately supplied from the supply port to the space on both sides of the piston in the cylinder and the water vapor is discharged from the discharge port, the piston rod can be surely moved back and forth.
また、制御弁の制御を、回転出力部の側面に形成した制御溝と、制御弁と一体の制御ロッドに設けられた従動部との係合により行うため、カム溝を押すピストンロッドのカムフォロアと、ピストンの移動方向を規制する制御弁との動きを完全に同期させることができる。 In addition, since the control valve is controlled by the engagement of the control groove formed on the side surface of the rotation output part and the driven part provided on the control rod integral with the control valve, the cam follower of the piston rod that pushes the cam groove; The movement of the control valve that regulates the moving direction of the piston can be completely synchronized.
さらに、4つのレシプロ蒸気駆動部が回転出力部の断面の四等分位置にそれぞれ配置されているため、対向する一対のレシプロ蒸気駆動部同士は動きを逆にすれば良く、且つ隣接するレシプロ蒸気駆動部同士は動きを1/4変位させれば良いため、設計が容易である。 Furthermore, since the four reciprocating steam driving units are respectively arranged at the four-quarter positions in the cross section of the rotation output unit, the pair of reciprocating steam driving units facing each other need only reverse their movements, and the adjacent reciprocating steam driving units. Since the drive units need only be displaced by a quarter, the design is easy.
また、ピストンロッドのストローク中央位置でのカム溝に対する角度が45°未満であるため、水蒸気の圧力が小さくても回転出力部を確実に回転させることができる。 In addition, since the angle with respect to the cam groove at the stroke center position of the piston rod is less than 45 °, the rotation output portion can be reliably rotated even if the water vapor pressure is small.
本発明の好適な実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。尚、図1は全体の平面図(センタプーリ等は図示省略)、図2は図1の矢示DA方向から見た部分断面図(中央部分は図示省略)、図3は図2から回転出力部が90°回転した状態の部分断面図、図4は図3から回転出力部が更に90°回転した状態の部分断面図である。図2〜図4は、いずれも見ている方向は同じである。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view of the whole (the center pulley and the like are not shown), FIG. 2 is a partial sectional view as seen from the direction of the arrow DA in FIG. 1 (the central part is not shown), and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state where the rotation output portion is further rotated by 90 ° from FIG. 2 to 4 are the same viewing direction.
この実施形態の多気筒蒸気エンジンは、1つの回転出力部1と、4つのレシプロ蒸気駆動部2から構成されている。回転出力部1は上下方向に長い円柱形状で、その断面中心を貫通する軸線Xを中心にして、上下一対の軸受3により一定方向Rへ回転自在に支持されている。軸受3には図示せぬベアリング機構が設けられている。この回転出力部1の下方で、その断面の四等分位置に、それぞれ4つのレシプロ蒸気駆動部2が配置されている。
The multi-cylinder steam engine of this embodiment includes one
まず、レシプロ蒸気駆動部2の構造を説明する。4つのレシプロ蒸気駆動部2は同じ構造をしている。このレシプロ蒸気駆動部2は、後述する制御部としての制御溝22による制御弁4の制御構造以外は、一般に蒸気機関として使用されている公知の構造のものである。
First, the structure of the reciprocating
蒸気機関は爆発力を利用するエンジンに比べて駆動力が連続的に変化するため制御弁の制御がより重要である。したがって、本発明の多気筒蒸気エンジンは後述するように複数の蒸気エンジンが安定して連動するような制御構造を有する。 A steam engine has a driving force that changes continuously as compared with an engine that uses explosive force, so control of the control valve is more important. Therefore, the multi-cylinder steam engine of the present invention has a control structure in which a plurality of steam engines are stably linked as will be described later.
断面円筒状のシリンダ5の内部には上下に往復運動自在なピストン6が収納されている。ピストン6の側面にはシリンダ5の内面と摺動するピストンリング7が設けられている。
A
ピストン6には、前記回転出力部1の軸線Xと平行な状態で上方へ向けて延びるピストンロッド8が一体的に結合されている。ピストンロッド8はシリンダ5の上部に設けられた筒部9を通過してシリンダ5の上部へ突出している。筒部9の内面にはピストンロッド8を円滑に上下動させるための複数のボール10が保持されている(図9参照)。筒部9はある程度の長さを有し、ピストンロッド8を垂直に保持している。
A
シリンダ5の外側には上下方向に沿う制御通路部11が形成されている。この制御通路部11に対応するシリンダ5の側面には、上下端部に供給口12と排出口13が隣接した状態で一組ずつ形成されている。各組において、上下方向で供給口12が外側、排出口13が内側にそれぞれ位置している(図5参照)。
A
制御通路部11には2つの制御弁4が制御ロッド14にて結合された状態で収納されている。この制御ロッド14も前記回転出力部1の軸線Xと平行である。制御ロッド14は制御通路部11の上壁を貫通して上方へ突出している。制御弁4は上下一対で上下往復運動し、上方へ移動した時は、制御弁4が上方の供給口12と下方の排出口13を閉塞し、下方へ移動した時は、上方の排出口1と下方の供給口12を閉塞する。
Two
制御通路部11の上下両端部には、供給側水蒸気Aの供給パイプ15が接続され、中央部には排出側水蒸気Bの排出パイプ16が接続されている。図2〜図5において、供給側水蒸気Aは黒塗りで示され、排出側水蒸気Bは点線格子状で示されている。
A
<回転出力部>
回転出力部1は上下方向に長い円柱形状で、上下は前述ように軸受3により回転自在に支持されている。回転出力部1の上部には、上下に4本のV溝ベルト17を巻回可能なセンタプーリ18が取付けられている。このセンタプーリ18は回転出力部1と一体的に一定方向Rへ回転する。
<Rotation output part>
The
回転出力部1の四方には発電機19が支持され、その回転軸の先端プーリ20に前記V溝ベルト17がそれぞれ巻回されている。この発電機19は自動車のエンジン補機として利用される程度の大きさであり、多気筒蒸気エンジン全体の大きさとしても、横にすれば、自動車のエンジンルームに入るくらいのコンパクトさである。
A
回転出力部1の円筒状の側面には複数のレシプロ蒸気駆動部2の往復運動を回転運動に変換するためのカム溝21が形成されている。このカム溝21は、正弦曲線を修正した変形正弦曲線(図7参照)で形成され回転出力部1の動径方向の位置φ(円柱座標の偏角)に関連づけられている。従って、このカム溝21の変形正弦曲線は、無停留且つ無端の連続曲線となり、回転出力部1が一回転することにより、カム溝21に係合する部材は上下方向で一往復する。
A
また、このカム溝21は上下方向での比率を大きく拡大した状態で形成されており、図6に示すように、カム溝21のストローク中央位置における軸線X(ピストンロッド8)に対する傾斜角度θが大変に小さくなっている。この角度θは45°以下が好ましい(この実施形態では約20°)。
Further, the
<制御溝>
回転出力部1の下部には制御溝22が形成されている。すなわち、本発明によれば制御溝22とカム溝21が回転出力部1に位置固定されるように一体的に形成されている。多気筒蒸気エンジンではこの特徴は重要であり、各レシプロ蒸気駆動部が共通の回転出力部1を介して連動するように能動的に制御することによりエンジンがスムーズに始動し、安定したトルク発生を維持することができる。
<Control groove>
A
本実施形態において、制御溝は各レシプロ蒸気駆動部2の往復運動を制御するための制御情報を有する制御部であって、回転出力部1の側面を一周するように制御情報に関連づけられた制御情報要素が分布固定されている。
In the present embodiment, the control groove is a control unit having control information for controlling the reciprocating motion of each reciprocating
より詳細には、回転出力部1の動径方向の位置φに関連づけられた制御情報が回転出力部の側面に一次元的に分布し固定されている。本実施形態では制御情報要素は制御溝22およびその回転主軸方向の位置(Z)である。後述するように、動径方向の位置φに関連づけられた制御情報は制御溝22に係合する従動部24を介してレシプロ蒸気駆動部2の制御弁4に伝達されストローク位置を直接制御する。
More specifically, the control information associated with the position φ in the radial direction of the
カム溝21と係合する各カムフォロア(係合部)23を介して各レシプロ蒸気駆動部2の駆動力とピストン6の位置情報が回転出力部1に伝達され、回転出力部1に固定された制御溝22とピストンロッド8に固定された従動部24を介して当該レシプロ蒸気駆動部2のピストンの位置に最適な制御弁4の制御が行われる。
The driving force of each reciprocating
したがって、制御部としての制御溝22がカム溝21とともに回転出力部1に一体的に形成されることによりカム溝21の動径方向の位置に相応した制御情報に基づいて往復運動を制御することができる。各レシプロ蒸気駆動部に往復運動に相応した独立の制御機構を設ける方法では、回転出力部との係合状態にギャップ等の自由度があることなどにより他のレシプロ蒸気駆動部との連動が安定せず、始動時や定常運転において安定な制御が困難となる場合もあり、また、各制御弁4の制御機構が複雑になる。
Therefore, the
これに対して本発明の多気筒蒸気エンジンは回転出力部1に1つの制御部が固定され、各レシプロ蒸気駆動部2が動径位置に応じた制御情報に基づいて往復運動が制御され、各カムフォロア23を介して駆動力が回転出力部1に伝達されるため、複数のレシプロ蒸気駆動部2を簡単な構成で統一的に制御することができる。
On the other hand, in the multi-cylinder steam engine of the present invention, one control unit is fixed to the
また、カム溝21と制御部の制御情報はいずれも動径方向の位置φに関連づけられるように形成されているため、レシプロ蒸気駆動部2の数や配置を変更しても制御部を変更する必要がない。
In addition, since the control information of the
より具体的には、制御溝22はカム溝21と交差しない程度の離隔した位置に形成され無端で連続した一本の制御曲線を有する。図7に示すように制御曲線は動径方向の位置φが0°(360°)および180°の近傍において回転主軸方向(Z)に極大部分と極小部分を有する。本実施形態では制御溝の制御曲線の形状は制御弁4の位置に対応するのでカム溝21の変形正弦曲線と相似ではなく、正弦曲線から大きくはずれ、極大部分(0°、360°近傍)および極小部分(180°近傍)では停留して扁平な形状となる。
More specifically, the
すなわち、制御溝22に係合する部材の上下方向での移動が一時的に停止する部分がある。この制御溝22の上死点と下死点の変位差は前記制御弁4の上下方向での往復運動ストロークに相当し、カム溝21とは凹凸状態が上下逆の曲線状態になっている(図7参照)。この制御溝22により制御された制御弁4は、回転出力部1が一定方向Rに回転するように制御される。
That is, there is a portion where the movement of the member engaged with the
そして、4つのレシプロ蒸気駆動部2のシリンダ5から上方へ突出しているピストンロッド8の上端には水平方向に延びるカムフォロア23が取付けられ、各カムフォロア23はカム溝21の対応位置にそれぞれ係合している。カムフォロア23は回転しながらカム溝21の側壁に係合するもので、カム溝21との摺動抵抗が小さい。
Further,
また、制御通路部11から上方へ突出している制御ロッド14の上端にも水平方向に延びる従動部24が取付けられ、該従動部24の先端は制御溝22の対応位置にそれぞれ係合している。従動部24は筒部9と干渉しないように迂回した形状をしている。この従動部24の先端も回転しながら制御溝22の側壁に係合するもので、制御溝22との摺動抵抗が小さい。
A driven
次に、この実施形態の作用を説明する。図示せぬ蒸気発生装置から送られてきた供給側水蒸気Aを、供給パイプ15を介して、4つのレシプロ蒸気駆動部2に供給する。4つのレシプロ蒸気駆動部2の各制御弁4は、制御ロッド14の従動部24が制御溝22に係合することにより、ストローク位置が相違しており、例えば図2に示すように、1つのシリンダ5において、上下いずれか一方の排出口13が制御弁4により閉塞されて供給口12が開放される場合は、対向する側では逆に供給口12が制御弁4により閉塞されて排出口13が開放される。
Next, the operation of this embodiment will be described. Supply-side steam A sent from a steam generator (not shown) is supplied to the four reciprocating
従って、各シリンダ5において、供給側水蒸気Aは供給口12からシリンダ5に供給されて、ピストン6を一端側から他端側へ移動させると共に、ピストン6の他端側にある気体(排出側水蒸気B)を供給口12から排出パイプ16を介して外部へ排出する。4つのレシプロ蒸気駆動部2の各ピストン6は供給側水蒸気Aの圧力により、同時に予め設定された方向へ移動する。
Accordingly, in each
ピストン6が移動し、それと一体のピストンロッド8が移動すると、先端のカムフォロア23がカム溝21に係合しているため、回転出力部1を一定方向Rへ回転させる。回転出力部1が一定方向Rに回転すると、制御溝22に係合している従動部24を介して、制御弁4を今の状態とは反対側の方向へ移動させる。制御弁4が反対側へ移動すると、各ピストン6の上下端部において制御弁4により閉塞される供給口12及び排出口13が逆になり、供給側水蒸気Aの供給が他端側に変更になるため、ピストン6は他端側から一端側へ戻るように移動する。
When the
以下、ピストン6は上記の動作を繰り返し、ピストンロッド8は往復運動して、回転出力部1を一定方向Rへ所定の回転トルクで連続回転させる。制御弁4の制御を、回転出力部1の側面に形成した制御溝22と、制御ロッド14に設けられた従動部24との係合により行うため、カム溝21を押すピストンロッド8のカムフォロア23と、ピストン6の移動方向を制御する制御弁4との動きを完全に同期させることができ、両者の動きに狂いが生じない。
Thereafter, the
90°ずつ角度が相違した4つのピストンロッド8のカムフォロア23が、回転出力部1のカム溝21に係合しているため、対向位置にある2つのカムフォロア23がカム溝21の上死点及び下死点に位置したとしても、それ以外のカムフォロア23は必ず上死点及び下死点以外の位置にある。そのため、回転出力部1には一定方向Rへの回転トルクが常に付与され、カムフォロア23のカム溝21における上死点又は下死点の通過が円滑となり、確実な回転運動が得られる。
Since the
また、この実施形態では、ピストンロッド8のストローク中央位置でのカム溝21に対する傾斜角度θが小さいため、供給側水蒸気Aの圧力が小さくても回転出力部1を確実に回転させることができる。但し、その分、ピストンロッド8のストローク量は必を大きくする必要がある。
Moreover, in this embodiment, since the inclination angle θ with respect to the
回転出力部1が一定方向Rへ連続回転すれば、その回転トルクがV溝ベルト17を介して4つの発電機19に伝達され、各発電機19により発電を行うことができる。
If the
変更実施形態
以上の実施形態では、4つのレシプロ蒸気駆動部2を回転出力部1の断面の四等分位置にそれぞれ配置しため、対向する一対のレシプロ蒸気駆動部2同士は動きを逆にすれば良く、且つ隣接するレシプロ蒸気駆動部2同士は動きを1/4変位させれば良いため、設計が容易である。但し、レシプロ蒸気駆動部2の配置は四等分位置に限定されるものでなく、3つ又は5つ以上の等分配置にしても良い。
Modified embodiment
In the above embodiment, since the four reciprocating
図2に示す実施形態では制御部としての制御溝22は制御曲線の回転主軸方向の位置(Z)が制御情報であるとしたが、たとえば溝の深さを制御情報としてもよい。また、制御溝22に代えて動径方向の磁極(N極、S極)の分布を制御情報としてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 2, the
1 回転出力部
2 レシプロ蒸気駆動部
4 制御弁
5 シリンダ
6 ピストン
8 ピストンロッド
11 制御通路部
12 供給口
13 排出口
14 制御ロッド
19 発電機
21 カム溝
22 制御溝
23 カムフォロア
24 従動部
A 供給側水蒸気
B 排出側水蒸気
R 回転方向
X 軸線
θ 傾斜角度
φ 偏角(円柱座標)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転出力部の側面を前記仮想軸線の回りに一周するように形成される無端のカム溝と、
前記回転出力部の断面の所定の動径方向に配置され前記回転出力部と相互作用する複数のレシプロ蒸気駆動部であって、前記仮想軸線と平行な方向に往復運動するピストンロッドを有するものと、
前記ピストンロッドに位置固定された係合部であって前記カム溝と係合して前記回転出力部に駆動力を付加するものと、
各前記複数のレシプロ蒸気駆動部の往復運動を制御するための情報を有する制御部であって、前記回転出力部の側面を前記仮想軸線のまわりに一周するように前記制御情報の情報要素が分布して固定されるものとを具備し、
前記情報要素の情報に基づいて前記複数のレシプロ蒸気駆動部を連動して往復運動させることにより前記回転出力部が連続回転することを特徴とする多気筒蒸気エンジン。 A rotation output portion having a cylindrical side surface, which is rotatably supported around an imaginary axis along the longitudinal direction passing through the center of the cross section;
An endless cam groove formed so as to make a round of the side surface of the rotation output portion around the virtual axis;
A plurality of reciprocating steam drive units arranged in a predetermined radial direction of a cross section of the rotation output unit and interacting with the rotation output unit, and having a piston rod reciprocating in a direction parallel to the virtual axis; ,
An engaging portion fixed to the piston rod, which engages with the cam groove and applies a driving force to the rotation output portion;
A control unit having information for controlling reciprocating motion of each of the plurality of reciprocating steam driving units, wherein information elements of the control information are distributed so as to make a round of the side surface of the rotation output unit around the virtual axis And is fixed,
The multi-cylinder steam engine, wherein the rotation output unit continuously rotates by reciprocating the plurality of reciprocating steam driving units in conjunction with each other based on information of the information element.
前記複数のレシプロ蒸気駆動部は前記回転出力部の断面を動径方向に等分割した方向に配置されることを特徴とする請求項1記載の多気筒蒸気エンジン。 The engagement portion is a cam follower provided at the tip of the piston rod,
2. The multi-cylinder steam engine according to claim 1, wherein the plurality of reciprocating steam driving units are arranged in a direction in which a section of the rotation output unit is equally divided in a radial direction.
両端にそれぞれ供給口と排出口が隣接状態で一組ずつ形成されたシリンダと、
シリンダ内で往復運動するピストンと、
ピストンと一体的に結合されシリンダから外部に突出した前記ピストンロッドと、
シリンダの両端でそれぞれ往復運動し、シリンダの両端の供給口と排出口をそれぞれ異なる方同士の組み合わせで交互に閉塞する一対の制御弁とを具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の多気筒蒸気エンジン。 Each of the reciprocating steam driving units,
A cylinder having a pair of supply ports and discharge ports adjacent to each other at both ends;
A piston that reciprocates in a cylinder;
The piston rod integrally connected to the piston and protruding outward from the cylinder;
4. A control valve according to claim 1, further comprising a pair of control valves that reciprocate at both ends of the cylinder and alternately close the supply port and the discharge port at both ends of the cylinder in different combinations. A multi-cylinder steam engine according to claim 1.
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---|---|---|---|---|
US1352985A (en) * | 1918-04-20 | 1920-09-14 | Murphy Engineering Company | Explosive-engine |
US1918840A (en) * | 1930-04-01 | 1933-07-18 | Oliver H Eriksen | Internal combustion engine |
JPS5744701A (en) * | 1980-06-13 | 1982-03-13 | Haintsuuyoahimu Shiyumitsuto | Pinston engine |
WO1988005495A1 (en) * | 1987-01-16 | 1988-07-28 | Geelong Engine Co., Pty. Ltd. | Axial engine |
JP2004530068A (en) * | 2000-10-30 | 2004-09-30 | チャールズ ラッセル トーマス | Homogeneous charge compression ignition barrel engine |
US20060174613A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-10 | Edward Pritchard | Valve and auxiliary exhaust system for high efficiency steam engines and compressed gas motors |
-
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-
2009
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1352985A (en) * | 1918-04-20 | 1920-09-14 | Murphy Engineering Company | Explosive-engine |
US1918840A (en) * | 1930-04-01 | 1933-07-18 | Oliver H Eriksen | Internal combustion engine |
JPS5744701A (en) * | 1980-06-13 | 1982-03-13 | Haintsuuyoahimu Shiyumitsuto | Pinston engine |
WO1988005495A1 (en) * | 1987-01-16 | 1988-07-28 | Geelong Engine Co., Pty. Ltd. | Axial engine |
JP2004530068A (en) * | 2000-10-30 | 2004-09-30 | チャールズ ラッセル トーマス | Homogeneous charge compression ignition barrel engine |
US20060174613A1 (en) * | 2005-02-09 | 2006-08-10 | Edward Pritchard | Valve and auxiliary exhaust system for high efficiency steam engines and compressed gas motors |
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