JP4337639B2 - 蒸気エンジン - Google Patents
蒸気エンジン Download PDFInfo
- Publication number
- JP4337639B2 JP4337639B2 JP2004170087A JP2004170087A JP4337639B2 JP 4337639 B2 JP4337639 B2 JP 4337639B2 JP 2004170087 A JP2004170087 A JP 2004170087A JP 2004170087 A JP2004170087 A JP 2004170087A JP 4337639 B2 JP4337639 B2 JP 4337639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- heat medium
- pipe
- steam engine
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
この装置では、加熱室内に封入した揮発性流体を加熱して気化させ、気化した流体を上下方向に配置した導管を通して上昇させる。そして、上昇した箇所に設けられた冷却室では気化状態の流体を冷却して液化させる。液化した流体は導管を介して下降し加熱室内に戻る。この装置では、この様にして装置内で発生する流体循環中に磁性体等の物体を配置し、それにより、当該物体の移動を誘起させる。そして、それにより外部に配置したコイルに起電力を生じさせて電気エネルギの取り出しを行う。
この蒸気エンジン500は、図3に示す構成を有している。
この加熱器504は、図4に示すように、自動車の内燃機関等から排出される排気ガス等の熱媒体が流れる流路550を備えている。加熱器504は、流路550を流れる熱媒体が有する熱エネルギを用いてループ管502内の液体を加熱する。具体的には、流路550を流れる熱媒体が、加熱器504により加熱されるループ管502の部分に触れて熱エネルギの付与を行なった上で当該ループ管502の部分を通過するよう、流路550を構成する。
まず、図4に示すように、流路550を流れる熱媒体がループ管502の部分に最初に触れる位置をAとし、この熱媒体がループ管502の部分を通過する位置をBとする。
ここで、加熱器504により加熱されるループ管502内の部分に位置する液体を熱媒体の熱エネルギによって好適に気化させるためには、図5に示すように、出口温度TBが沸騰温度Thよりも高い温度であること(TB>Th)が必要である。
つまり、この蒸気エンジンでは、加熱器における加熱により液体が気化されることで管内の流体に容積膨張が起きる一方、この気化されてなる蒸気が冷却器により冷却されて液化されることで管内の流体に容積収縮が起きる。管内では、この流体容積の膨張・収縮に応じた流動変位が起きる。
よって、この場合には、このように管内の液体が短時間のうちに気化される分だけ、管内の液体に発生する流動変位(いわゆる自励振動変位)の高周波数化を図ることができる。
よって、この場合には、このように熱エネルギが有効に使用されることになる分だけ、熱媒体と管内の液体との間の熱交換効率が向上される。
このようにすれば、第2の部分内に位置する液体が、熱媒体流路を流れる熱媒体から熱エネルギの付与を受けた後、再度熱媒体から熱エネルギの付与を受けられる第1の部分内に到達するまでの間に管の壁面等に奪われる熱エネルギの量(熱損失)を最小限に抑えることができる。
また、本発明の蒸気エンジンにおいて、第1の部分と第2の部分とのうち少なくとも一方は、熱媒体流路を流れる熱媒体との熱交換を促進させるための表面積拡大部を備えていてもよい。
なお、表面積拡大部は、熱媒体流路を流れる熱媒体との熱交換を促進させるため第1の部分と第2の部分とのうち少なくとも一方の表面積を拡大させる構成のものであれば、いかなる態様のものであってもよい。
一方、本発明の蒸気エンジンは、加熱器における加熱による液体の気化と冷却器における冷却による蒸気の液化とにより管内の液体に発生する流動変位を機械的エネルギとして取り出す出力部を備えていてもよい。
このようにすれば、例えば、内燃機関を備えた車両への蒸気エンジンの搭載が好適に実現されうる。
本実施例の蒸気エンジン1は、エンジン200(内燃機関に相当)を備えた車両に搭載されるべく構成されたものである。
第1加熱部32は、ループ管10の部分(第1の部分に相当)として構成されたものであり、当該部分の外面には、銅やアルミニウム等の熱伝導率に優れた素材からなる複数の熱交換用フィン34(表面積拡大部に相当)が設けられている。
つまり、蒸気エンジン1においては、上述したように、加熱器30における加熱により気化してなる蒸気(気体)が上方に移動し、冷却器40における冷却により液化されるという現象が起きる。
また、加熱器30は、エンジン200から排出される排気ガス(熱媒体に相当)が流れる排気管210(熱媒体流路に相当)も備えている。
具体的には、排気管210を流れる排気ガスが、第1加熱部32の外面(熱交換用フィン34)に触れて熱エネルギの付与を行なった上でこの第1加熱部32を通過した後、第2加熱部36の外面(熱交換用フィン38)に触れて熱エネルギの付与を行なった上でこの第2加熱部36を通過できるよう、排気管210は構成されている。
なお、本実施例の蒸気エンジン1では、ループ管10内でこのような温度変化や気化が適切に起きるよう、管8内に封入される液体の種類、管8内の圧力、第1加熱部32や第2加熱部36をなす材料の材質、熱交換用フィン34や熱交換用フィン38の材質や表面積、第1加熱部32内や第2加熱部36内における液体の流量、排気管210を流れる排気ガスの温度・流量などが、実験等を通じて個々の蒸気エンジン1の特性に応じて予め調整される。
この場合、排気ガスは位置P1から位置P2に流動する間に第1加熱部32の外面に熱供給を行ない、それにより第1加熱部32内に位置する液体が気化されることから、TgとTg1との関係は、Tg>Tg1となる(図2参照)。
特に、本実施例では、排気管210を流れる排気ガスの温度が、第1加熱部32の外面に触れて通過する間にTgからTg1に下がるものの、Tg1が、その後において排気ガスが触れる第2加熱部36内の液体の温度T1よりも高くなるよう構成されている。
よって、本実施例によれば、第2加熱部36内に位置する液体が、排気管210を流れる排気ガスから熱エネルギの付与を受けた後、再度排気ガスから熱エネルギの付与を受けられる第1加熱部32内に到達するまでの間にループ管10の壁面等に奪われる熱エネルギの量(熱損失)を最小限に抑えることができる。
なお、上記実施例では、排気管210を流れる排気ガスが管8における2つの異なる部分(第1加熱部32の外面と第2加熱部36の外面)を通過できるよう排気管210を構成した。しかし、排気管210を流れる排気ガスが管8における更に別の部分を通過できるよう排気管210を構成しても良い。
Claims (6)
- 液体が封入された管と、
前記管内の液体を加熱する加熱器と、
前記加熱器における加熱により液体が気化してなる蒸気を冷却する冷却器と、を有し、
前記加熱器における加熱による液体の気化と前記冷却器における冷却による蒸気の液化とにより前記管内の液体に流動変位を発生させる蒸気エンジンであって、
前記加熱器は、
熱媒体が流れる熱媒体流路を備え、
前記熱媒体流路は、
この熱媒体流路を流れる熱媒体が、前記管における第1の部分に触れて熱エネルギの付与を行なった上でこの第1の部分を通過した後、前記管における第2の部分であって、前記第1の部分内に到達する前の液体が内部に位置する第2の部分に触れて熱エネルギの付与を行なった上でこの第2の部分を通過できるよう構成されたことを特徴とする蒸気エンジン。 - 請求項1に記載の蒸気エンジンにおいて、
前記管内の液体のうち前記第2の部分の内部に位置する液体が、前記熱媒体流路を流れる熱媒体から付与される熱エネルギにより、その温度が昇温されて沸点以下の温度の液体とされ、
前記管内の液体のうち前記第1の部分の内部に位置する液体が、前記熱媒体流路を流れる熱媒体から付与される熱エネルギにより、気化されるよう構成されたことを特徴とする蒸気エンジン。 - 請求項1又は2に記載の蒸気エンジンにおいて、
前記第1の部分と前記第2の部分は、前記管において隣接した部分であることを特徴とする蒸気エンジン。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の蒸気エンジンにおいて、
前記第1の部分と前記第2の部分とのうち少なくとも一方は、前記熱媒体流路を流れる熱媒体との熱交換を促進させるための表面積拡大部を備えることを特徴とする蒸気エンジン。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の蒸気エンジンにおいて、
前記加熱器における加熱による液体の気化と前記冷却器における冷却による蒸気の液化とにより前記管内の液体に発生する流動変位を機械的エネルギとして取り出す出力部を備えたことを特徴とする蒸気エンジン。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の蒸気エンジンにおいて、
前記熱媒体流路は、内燃機関の排気管であり、前記熱媒体は、前記内燃機関から排出される排気ガスであることを特徴とする蒸気エンジン。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170087A JP4337639B2 (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 蒸気エンジン |
US11/146,174 US7185491B2 (en) | 2004-06-08 | 2005-06-06 | Steam engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004170087A JP4337639B2 (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 蒸気エンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005351104A JP2005351104A (ja) | 2005-12-22 |
JP4337639B2 true JP4337639B2 (ja) | 2009-09-30 |
Family
ID=35585790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004170087A Expired - Fee Related JP4337639B2 (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | 蒸気エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4337639B2 (ja) |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004170087A patent/JP4337639B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005351104A (ja) | 2005-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6931852B2 (en) | Steam engine | |
US7424802B2 (en) | Steam engine | |
US7493751B2 (en) | External combustion engine | |
JP4289412B2 (ja) | 外燃機関 | |
JP4285561B2 (ja) | 外燃機関 | |
US7185491B2 (en) | Steam engine | |
JP4580247B2 (ja) | エンジンシステム | |
CN100587229C (zh) | 蒸汽发动机 | |
JP5108488B2 (ja) | 毛管力利用ランキンサイクル装置 | |
JP6237354B2 (ja) | 熱回収発電システム | |
JP2007154792A (ja) | 内燃機関のエネルギ回収装置 | |
JP4363255B2 (ja) | 蒸気エンジン | |
JP4337639B2 (ja) | 蒸気エンジン | |
JP2013204569A (ja) | 熱機関 | |
JP4992917B2 (ja) | 外燃機関 | |
JP5169984B2 (ja) | 熱機関 | |
JP5035109B2 (ja) | 外燃機関 | |
JP6298369B2 (ja) | 廃熱回収装置 | |
JP4962485B2 (ja) | 外燃機関 | |
US7779632B2 (en) | External combustion engine | |
JP4548515B2 (ja) | 外燃機関 | |
JP4930386B2 (ja) | 外燃機関 | |
JP4835590B2 (ja) | 外燃機関 | |
JP2005330884A (ja) | 蒸気エンジン | |
JP4525763B2 (ja) | 外燃機関 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060829 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090609 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090622 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |