JP4835452B2 - 外燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、作動媒体の蒸気の発生と液化によって生じる作動媒体の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関に関する。

従来、この種の外燃機関が特許文献１にて開示されている。この従来技術では、作動媒体が液体状態で流動可能に封入された管状の容器と、容器のうち一端部側に配置され、作動媒体の一部を加熱して作動媒体の蒸気を発生させる加熱器と、容器のうち加熱器よりも他端部側に配置され、作動媒体の蒸気を冷却して液化する冷却器と、容器のうち他端部に配置され、作動媒体の蒸気の発生と液化によって生じる作動媒体の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部を配置している。

出力部は、容器の他端部と連通するシリンダと、シリンダに摺動可能に支持されるピストンと、ピストンに連結されたクランク機構と、クランク機構に取り付けられたフライホイールとを有している。

これによれば、加熱器で作動媒体が加熱されて作動媒体の蒸気が発生すると、蒸気によって作動媒体の液面が出力部側へと押し下げられ、作動媒体の液体部分が出力部側へ押し出される。すると、作動媒体の液体部分が出力部のピストンを押圧して押し出す。ピストンが押し出されて変位すると、ピストンの変位がクランク機構によって回転運動に変換され、フライホイールが回転駆動される。

次に、作動媒体の蒸気が容器のうち冷却器が配置された部位に進入すると、蒸気が冷却器によって冷却されて液化する。すると、ピストンを押し出す力が消滅するので、一旦押し出されたピストンがフライホイールのイナーシャ（慣性力）のみによって押し戻され、一旦押し出された作動媒体の液体部分もピストンとともに加熱器側に押し戻される。

このような動作の繰り返しによりピストンが往復運動するので、作動媒体の蒸気の発生と液化によって生じる作動媒体の液体部分の変位が機械的エネルギに変換されて出力されることとなる。
特開２００４−８４５２３号公報

しかしながら、本発明者による詳細な検討によると、上記従来技術では、一旦押し出された作動媒体の液体部分がフライホイールのイナーシャのみによって押し戻されるので、フライホイールのイナーシャを十分に確保しようとするとフライホイールの重量が重くなってしまう。このため、例えば、外燃機関の始動と停止に時間がかかってしまう等、応答性が良くないという問題があることがわかった。

本発明は、上記点に鑑み、外燃機関の応答性を向上することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、作動媒体（１１、３１）が液体状態で流動可能に封入された管状の第１、第２容器（１２、１３）と、
第１容器（１２）の一端部側に配置され、第１容器（１２）内の作動媒体（１１）の一部を加熱して作動媒体（１１）の蒸気を発生させる第１加熱器（１４）と、
第１容器（１２）の他端部と第１加熱器（１４）との間に配置され、第１容器（１２）内の蒸気を冷却して液化させる第１冷却器（１６）と、
第２容器（１３）の一端部側に配置され、第２容器（１３）内の作動媒体（１１）の一部を加熱して作動媒体（１１）の蒸気を発生させる第２加熱器（１５）と、
第２容器（１３）の他端部と第２加熱器（１５）との間に配置され、第２容器（１３）内の蒸気を冷却して液化させる第２冷却器（１７）と、
第１容器（１２）の他端部と第２容器（１３）の他端部との間に配置され、第１、第２容器（１２、１３）内における蒸気の発生と液化によって生じる第１、第２容器（１２、１３）内の作動媒体（１１、３１）の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部（１８）とを備え、
出力部（１８）は、第１、第２容器（１２、１３）のうち一方の容器側から得られた機械的エネルギの一部を、第１、第２容器（１２、１３）のうち他方の容器内の作動媒体（１１、３１）の液体部分に与えるように構成され、
他方の容器内の作動媒体（１１、３１）の液体部分が、蒸気の発生によって出力部（１８）側に押し出された後に、機械的エネルギの一部によって元の位置に向かって押し戻されることを特徴とする。

これによると、一方の容器側から得られた機械的エネルギの一部を利用して、他方の容器内の作動媒体（１１、３１）の液体部分を押し戻すことができる。このため、フライホイールを廃止または軽量化できるので、応答性を向上することができる。

本発明は、具体的には、第１容器（１２）内の作動媒体（１１、３１）の液体部分の変位の位相と、第２容器（１３）内の作動媒体（１１、３１）の液体部分の変位の位相とが１８０°ずれるようにすればよい。

なお、本発明における「第１容器（１２）内の作動媒体（１１、３１）の変位の位相と、第２容器（１３）内の作動媒体（１１、３１）の変位の位相とが１８０°ずれている」とは、厳密に１８０°ずれていることのみを意味するものではなく、作動上の誤差も含む意味である。

また、本発明は、具体的には、第１容器（１２）の他端部と第２容器（１３）の他端部とを、出力部（１８）を挟んで対向配置すればよい。

また、本発明は、具体的には、第１容器（１２）と第２容器（１３）との間を、出力部（１８）を迂回して連通するバイパス通路（２８）と、
バイパス通路（２８）に配置され、第１、第２容器（１２、１３）のうち一方の容器から他方の容器への作動媒体（１１、３１）の流れを許容する逆止弁（２９、３０）とを備え、
一方の容器の内部圧力と他方の容器の内部圧力との差圧が所定圧力以上のときに逆止弁（２９、３０）が開弁するようになっている。

これにより、一方の容器の内部圧力が過剰になったときに、一方の容器内の作動媒体（１１、３１）を他方の容器内に逃がすことができるので、一方の容器の内部圧力を速やかに減少させることができる。このため、一方の容器の内部圧力が過剰になったときに一方の容器が破裂に至ってしまうことを防止できる。

また、本発明は、具体的には、出力部（１８）は、第１容器（１２）の他端部と連通する第１シリンダ（１９）と、
第１シリンダ（１９）に摺動可能に支持され、第１容器（１２）内の作動媒体（１１、３１）の液体部分によって押圧される第１ピストン（２１）と、
第２容器（１３）の他端部と連通する第２シリンダ（２０）と、
第２シリンダ（２０）に摺動可能に支持され、第２容器（１３）内の作動媒体（１１、３１）の液体部分によって押圧される第２ピストン（２２）と、
第１、第２ピストン（２１、２２）に連結され、第１、第２ピストン（２１、２２）の直線運動を回転運動に変換するクランク機構（２３）とを有している。

これにより、出力部（１８）をいわゆるレシプロ形に構成できるので、出力部（１８）の構造を簡素化できる。

本発明は、より具体的には、クランク機構（２３）は回転軸（２７）を有しており、
クランク機構（２３）の回転軸（２７）を駆動対象機器のみに連結すれば、フライホイールを廃止したレシプロ形の出力部（１８）が構成されることとなる。

また、本発明は、より具体的には、出力部（１８）は、クランク機構（２３）を収納するクランクハウジング（２４）を有し、
クランクハウジング（２４）の内部空間が第１、第２シリンダ（１９、２０）と連通し、
クランクハウジング（２４）の内部空間には、作動媒体（１１、３１）が液体状態で充満している。

これにより、第１、第２容器（１２、１３）のうち一方の容器内の作動媒体（１１、３１）の液体部分が一方の容器側のピストンとシリンダとの間の微少隙間からクランクハウジング（２４）内に漏洩すると、クランクハウジング（２４）内の液体状態の作動媒体（１１、３１）が他方の容器側のピストンとシリンダとの間の微少隙間から他方の容器内に流入する。

同様に、他方の容器内の作動媒体（１１、３１）の液体部分が他方の容器側のピストンとシリンダとの間の微少隙間からクランクハウジング（２４）内に漏洩すると、クランクハウジング（２４）内の液体状態の作動媒体（１１、３１）が一方の容器側のピストンとシリンダとの間の微少隙間から一方の容器内に流入する。

この結果、第１、第２容器（１２、１３）内の作動媒体（１１、３１）の液量が所定の液量に維持されるので、第１、第２容器（１２、１３）内の作動媒体（１１、３１）の液体部分がクランクハウジング（２４）内に漏洩して第１、第２容器（１２、１３）内の作動媒体（１１、３１）の液量が減少してしまうことを回避できる。

また、本発明は、具体的には、第１容器（１２）の内部空間を第１冷却器（１６）と出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第１ダイアフラム（３２）と、
第２容器（１３）の内部空間を第２冷却器（１７）と出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第２ダイアフラム（３３）とを備え、
作動媒体が第１作動媒体（１１）と、第１作動媒体（１１）よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（３１）とで構成され、
第１容器（１２）の内部空間のうち第１ダイアフラム（３２）よりも第１冷却器（１７）側の空間、及び、第２容器（１３）の内部空間のうち第２ダイアフラム（３３）よりも第２冷却器（１７）側の空間に第１作動媒体（１１）が液体状態で流動可能に封入され、
第１容器（１２）の内部空間のうち第１ダイアフラム（３２）よりも出力部（１８）側の空間、第２容器（１３）の内部空間のうち第２ダイアフラム（３３）よりも出力部（１８）側の空間、及び、クランクハウジング（２４）の内部空間に第２作動媒体（３１）が液体状態で充満している。

これによると、第１、第２ダイアフラム（３２、３３）によって、第１作動媒体（１１）と第２作動媒体（３１）との混濁を回避することと、第１作動媒体（１１）と第２作動媒体（３１）との間で互いに変位を伝達可能にすることとを両立できる。このため、外燃機関の基本的作動に支障を来すことなく、作動媒体を第１作動媒体（１１）と第２作動媒体（３１）とで構成することができる。

そして、クランクハウジング（２４）の内部空間に第１作動媒体（１１）よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（３１）が液体状態で充満しているので、レシプロ形の出力部（１８）の潤滑性を向上させることができる。

また、本発明は、具体的には、出力部（１８）は、偏心回転するルーローの三角形を用いたローター（３６）と、
ローター（３６）を収納するとともに、ローター（３６）に適合するペリトロコイド曲線で構成される内壁面を有するローターハウジング（３７）と、
ローター（３６）の偏心回転を軸周りの回転運動に変換するエキセントリックシャフト（４１）とを有し、
ローターハウジング（３７）の内壁面は、第１、第２窪み部（３７ａ、３８ａ）が形成された繭形状を有しており、
第１窪み部（３７ａ）には、ローターハウジング（３７）の内部空間と第１容器（１２）の他端部とを連通する第１ポート（３８）が開口し、
第２窪み部（３８ａ）には、ローターハウジング（３７）の内部空間と第２容器（１３）の他端部とを連通する第２ポート（３９）が開口し、
ローターハウジング（３７）の内部空間は、ローター（３６）によって３つの可変容積室に区画され、
３つの可変容積室には、作動媒体（１１、３１）が液体状態で充満している。

これにより、出力部（１８）をいわゆるロータリー形に構成できるので、上述したレシプロ形と比較して出力部（１８）の構造をより簡素化できるとともに、出力部（１８）の体格を小型化できる。

なお、本発明における「第１窪み部（３７ａ）には、第１ポート（３８）が開口している」は、厳密に第１窪み部（３７ａ）に第１ポート（３８）が開口していることのみを意味するものではなく、第１窪み部（３７ａ）の近傍部位に第１ポート（３８）が開口していることをも含む意味のものである。

同様に、本発明における「第２窪み部（３８ａ）には、第２ポート（３９）が開口している」は、厳密に第２窪み部（３８ａ）に第２ポート（３９）が開口していることのみを意味するものではなく、第２窪み部（３８ａ）の近傍部位に第２ポート（３９）が開口していることをも含む意味のものである。

本発明は、より具体的には、エキセントリックシャフト（４１）は回転軸（４１ｂ）を有しており、
エキセントリックシャフト（４１）の回転軸（４１ｂ）を駆動対象機器のみに連結すれば、フライホイールを廃止したロータリー形の出力部（１８）が構成されることとなる。

また、本発明は、より具体的には、ローター（３６）が所定の回転位置にあるときには、第１ポート（３８）と第２ポート（３９）とが、３つの可変容積室のうち１つの可変容積室を介して連通するようになっている。

これによると、ローター（３６）が所定の回転位置になったときに、出力部（１８）を介して第１、第２容器（１２、１３）が連通するので、第１、第２容器（１２、１３）の内部圧力が均圧化することができる。このため、第１容器（１１）側の出力と第２容器（１１）側の出力とのバランスを良くすることができる。

また、本発明は、より具体的には、第１容器（１２）の内部空間を第１冷却器（１６）と出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第１ダイアフラム（３２）と、
第２容器（１３）の内部空間を第２冷却器（１７）と出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第２ダイアフラム（３３）とを備え、
作動媒体が第１作動媒体（１１）と、第１作動媒体（１１）よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（３１）とで構成され、
第１容器（１２）の内部空間のうち第１ダイアフラム（３２）よりも第１冷却器（１７）側の空間、及び、第２容器（１３）の内部空間のうち第２ダイアフラム（３３）よりも第２冷却器（１７）側の空間に第１作動媒体（１１）が液体状態で流動可能に封入され、
第１容器（１２）の内部空間のうち第１ダイアフラム（３２）よりも出力部（１８）側の空間、第２容器（１３）の内部空間のうち第２ダイアフラム（３３）よりも出力部（１８）側の空間、及び、３つの可変容積室に第２作動媒体（３１）が液体状態で充満している。

これにより、外燃機関の基本的作動に支障を来すことなく、３つの可変容積室に第１作動媒体（１１）よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（３１）を液体状態で充満させることができるので、ロータリー形の出力部（１８）の潤滑性を向上させることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本実施形態による外燃機関１０の概略構成を表す構成図である。本実施形態による外燃機関１０は駆動対象機器、例えば、発電装置の駆動源として用いられるものである。

外燃機関１０は、作動媒体１１が液体状態で流動可能に封入された第１、第２容器１２、１３を備え、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の一部を加熱して作動媒体１１の蒸気を発生させる第１加熱器１４、１５と、作動媒体１１の蒸気を冷却する第１冷却器１６、１７とが第１、第２容器１２、１３にそれぞれ配置されている。本例では、作動媒体１１として水を用いているが、冷媒等を用いてもよい。

第１、第２容器１２、１３は、上下方向に延びる第１直線部１２ａ、１３ａと、第１直線部１２ａ、１３ａの下端部から水平方向に延びる第２直線部１２ｂ、１３ｂとを有する略Ｌ字状に形成された管状の圧力容器である。第１直線部１２ａ、１３ａの上端部に第１加熱器１４、１５が配置され、第１直線部１２ａ、１３ａの中間部、すなわち、第１加熱器１４、１５よりも下方に第１冷却器１６、１７が配置されている。

本実施形態の第１加熱器１４、１５は高温ガス（例えば、自動車の排気ガス）と熱交換するものであるが、第１加熱器１４、１５を電気ヒータで構成してもよい。また、本実施形態の第１冷却器１６、１７には冷却水が循環するようになっている。図示を省略しているが、冷却水が作動媒体１１の蒸気から奪った熱を放熱する放熱器が、冷却水の循環回路中に配置されている。

第１、第２容器１２、１３のうち第１加熱器１４、１５と接触する部位及び第１冷却器１６、１７と接触する部位は熱伝導率に優れた材料とすることが望ましく、本例では、当該部位を銅又はアルミニウム製としている。なお、当該部位に第１加熱器１４、１５、第１冷却器１６、１７を一体に形成してもよい。

一方、第１、第２容器１２、１３のうち第１加熱器１４、１５及び第１冷却器１６、１７と接触しない部位は断熱性に優れた材料とすることが望ましく、本例では、作動媒体１１を水としていることから当該部位をステンレス製としている。

図示を省略しているが、作動媒体１１が気化する空間を確保するために、第１直線部１２ａ、１３ａの上端部には所定体積の気体（例えば、空気）が封入されている。

第１、第２容器１２、１３のうち第２直線部１２ｂ、１３ｂ側の端部同士の間には、作動媒体の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部１８が配置されている。

出力部１８は、第１、第２容器１２、１３のうち第２直線部１２ｂ、１３ｂ側の端部と連通する第１、第２シリンダ１９、２０と、第１、第２シリンダ１９、２０に摺動可能に支持された第１、第２ピストン２１、２２と、第１、第２ピストン２１、２２に連結されたクランク機構２３と、クランク機構２３を収納するクランクハウジング２４等から構成されている。

クランクハウジング２４の内部空間は第１、第２シリンダ１９、２０と連通している。また、クランクハウジング２４の内部空間には、作動媒体１１が液体状態で充満している。クランク機構２３は、第１、第２ピストン２１、２２と連結された第１、第２ロッド２５、２６と、回転軸２７とを有している。

クランク機構２３の回転軸２７はクランクハウジング２４に対して回転可能に支持されている。本例では、回転軸２７の端部をクランクハウジング２４の図示しない貫通孔からクランクハウジング２４外部に突出させており、回転軸２７の外周面とクランクハウジング２４の貫通孔の内周面との間に図示しないシール機構を設けている。なお、周知のマグネットカップリング方式によって回転軸２７をクランクハウジング２４に対して回転可能に支持してもよい。

また、本例では、クランク機構２３の回転軸２７にフライホイールが連結されておらず、回転軸２７が駆動対象機器（例えば、発電装置）のみに連結されている。

次に、上記構成における基本的作動を図２に基づいて説明する。まず、図２の左上図に示す状態では、第１容器１２においては、第１直線部１２ａ内の作動媒体１１の液面１１ａが最も上昇しており、第１直線部１２ａの上端部、すなわち、第１加熱器１４が配置された部位に位置している（以下、このときの作動媒体１１の液面１１ａの位置を上死点と言う。）。また、第１ピストン２１はクランク機構２３から最も離れた状態になっている。

一方、第２容器１３においては、第１直線部１３ａ内の作動媒体１１の液面１１ａが最も下降しており、第１直線部１３ａの中間部、すなわち、第２冷却器１７が配置された部位に位置している（以下、このときの作動媒体１１の液面１１ａの位置を下死点と言う。）。作動媒体１１の液面１１ａの上方には、作動媒体１１の蒸気が蓄積されている。また、第２ピストン２２はクランク機構２３に最も近づいた状態になっている。

この状態において、第１容器１２において、第１加熱器１４が作動媒体（水）１１を加熱して気化させると、第１直線部１２ａの上端部に高温・高圧の作動媒体１１の蒸気が蓄積されて、第１直線部１２ａ内の作動媒体１１の液面１１ａを押し下げる。

すると、図２の右上図に示すように、蒸気が第１直線部１２ａ内の作動媒体１１の液面１１ａを押し下げるので、作動媒体１１の液体部分が出力部１８側に押し出され、作動媒体１１の液体部分が第１ピストン２１をクランク機構２３側（図２の右方側）に押圧して押し出す。これにより、クランク機構２３が図２における時計回り方向に回転する。

一方、第２容器１３においては、作動媒体１１の液面１１ａの上方に蓄積された蒸気が第２冷却器１７により冷却されて液化するとともに、クランク機構２３の回転によって第２ピストン２２がクランク機構２３から遠ざかる方向（図２の右方側）に押し戻され、作動媒体１１の液体部分が第１直線部１３ａの上端部側に押し戻される。

次に、図２の右下図に示すように、第１容器１２において作動媒体１１の液面１１ａが下死点まで押し下げられるとともに、第２容器１３において作動媒体１１の液面１１ａが上死点まで押し上げられると、第１容器１２においては蒸気が第１冷却器１６により冷却されて液化する。このため、作動媒体１１の液体部分を出力部１８側に押し出す力が消滅する。

これと同時に、第２容器１３においては、第２加熱器１５により作動媒体１１が加熱されて作動媒体１１の蒸気が発生し、作動媒体１１の液体部分が出力部１８側に押し出され、作動媒体１１の液体部分が第２ピストン２２をクランク機構２３側に押圧して押し出す。これにより、クランク機構２３が図２における時計回り方向に回転する。

すると、クランク機構２３の回転によって第１ピストン２１がクランク機構２３から遠ざかる方向（図２の左方側）に押し戻され、作動媒体１１の液体部分が第１直線部１２ａの上端部側に押し戻される。

そして、図２の左上図に示すように、第１容器１２において作動媒体１１の液面１１ａが上死点まで押し上げられるとともに、第２容器１３において作動媒体１１の液面１１ａが下死点まで押し下げられる。

こうした動作は、第１加熱器１４、１５及び第１冷却器１６、１７の作動を停止させるまで繰り返し実行され、その間、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の液体部分は周期的に変位（いわゆる自励振動）して、第１、第２ピストン２１、２２を往復駆動させ、クランク機構２３の回転軸２７を連続的に回転させることになる。これにより、作動媒体１１の液体部分の自励振動を回転軸２７の回転運動として取り出すことができる。

上記の説明からわかるように、本実施形態では、第１、第２容器１２、１３のうち一方の容器側から得られる機械的エネルギの一部を利用して、他方の容器内の作動媒体１１の液体部分を押し戻すことができる。このため、フライホイールを用いることなく作動媒体１１の液体部分を押し戻すことができるので、外燃機関１０の応答性が良好であり、例えば、外燃機関１０の始動と停止を速やかに行うことができる。

また、本実施形態では、第１、第２容器１２、１３間において、作動媒体１１の液体部分の自励振動の位相が１８０°ずれることとなる。すなわち、一方の容器で作動媒体１１の液面１１ａが上死点にあるとき、他方の容器では作動媒体１１の液面１１ａが下死点にある。このため、一方の容器側から出力される機械的エネルギを効果的に利用して、他方の容器内の作動媒体１１の液体部分を押し戻すことができる。

また、本実施形態では、出力部１８をいわゆるレシプロ形に構成しているので、出力部１８の構造が簡素である。

また、本実施形態では、出力部１８の内部空間に作動媒体１１が液体状態で充満しているので、一方の容器内の作動媒体１１の液体部分の一部が出力部１８のピストンとシリンダとの間に存在する微小隙間（クリアランス）を通じて出力部１８内に漏洩すると、その分、出力部１８内の液体状態の作動媒体１１が他方の容器内に流入することとなる。

同様に、他方の容器内の作動媒体１１の液体部分の一部が出力部１８のピストンとシリンダとの間の微小隙間から出力部１８内に漏洩すると、その分、出力部１８内の液体状態の作動媒体１１が一方の容器内に流入することとなる。

この結果、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の液量が所定の液量に維持されるので、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の液体部分が出力部１８のピストンとシリンダとの間の微小隙間から漏洩して第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の液量が減少してしまうことを回避できる。

（第２実施形態）
本第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、第１、第２容器１２、１３の内部圧力が過剰になったときに第１、第２容器１２、１３の破裂を防止する機構を追加したものである。

本実施形態は、図３に示すように、第１、第２容器１２、１３の第２直線部１２ｂ、１３ｂ同士をバイパス通路２８によって連通させる。バイパス通路２８の中間部は２本に分岐しており、分岐した２本の部分のうち一方に第１逆止弁２９が配置され、他方に第２逆止弁３０が配置されている。なお、第１、第２逆止弁２９、３０は、本発明における逆止弁に該当するものである。

第１逆止弁２９は、第１容器１２側から第２容器１３側への作動媒体１１の液体部分の流れを許容し、第１逆止弁２９の第１容器１２側の圧力と第１逆止弁２９の第２容器１３側の圧力との差圧が所定圧力以上のときに開弁するようになっている。換言すれば、第１逆止弁２９は、第１容器１２の内部圧力と第２容器１３の内部圧力との差圧が所定圧力以上のときに開弁する。

第２逆止弁３０は、第２容器１３側から第１容器１２側への作動媒体１１の液体部分の流れを許容し、第２逆止弁３０の第２容器１３側の圧力と第２逆止弁３０の第１容器１２側の圧力との差圧が所定圧力以上のときに開弁するようになっている。換言すれば、第１逆止弁２９は、第２容器１３の内部圧力と第１容器１２の内部圧力との差圧が所定圧力以上のときに開弁する。

図４は本実施形態の作動説明図であり、第２容器１３の内部圧力が過剰になった状態を示している。第２容器１３の内部圧力が過剰になり、第２容器１３側と第１容器１２側との差圧が所定圧力以上になると、第２逆止弁３０が開弁する。

これにより、図４中の矢印に示すように第２容器１３内の作動媒体１１の液体部分を第１容器１２へ逃がすことができるので、第２容器１３の内部圧力を速やかに減少させることができる。この結果、第２容器１３の内部圧力が過剰になったときに第２容器１３が破裂に至ってしまうことを防止できる。

図示を省略しているが、同様に、第１容器１２の内部圧力が過剰になると第１容器１２側と第２容器１３側との差圧が所定圧力以上になるので、第１逆止弁２９が開弁する。これにより、第１容器１２内の作動媒体１１の液体部分を第２容器１３へ逃がすことができるので、第１容器１２の内部圧力を速やかに減少させることができる。この結果、第１容器１２の内部圧力が過剰になったときに第１容器１２が破裂に至ってしまうことを防止できる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、作動媒体を１種類の作動媒体１１で構成しているが、本第３実施形態は、図５に示すように、作動媒体を第１作動媒体１１と、第１作動媒体１１よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体３１とで構成している。なお、本例では、第１作動媒体１１として水を用い、第２作動媒体３１として油を用いている。

第１作動媒体１１と第２作動媒体３１とを分離するために、第１容器１２の第２直線部１２ｂに第１ダイアフラム３２が配置され、第２容器１３の第２直線部１３ｂに第２ダイアフラム３３が配置されている。本例では、第１ダイアフラム３２をバイパス通路２８よりも第１冷却器１６側に配置し、第２ダイアフラム３３をバイパス通路２８よりも第２冷却器１７側に配置している。

第１ダイアフラム３２は第１ダイアフラムケース３４に収納され、第２ダイアフラム３３は第２ダイアフラムケース３５に収納されている。

第１ダイアフラム３２によって第１容器１２の内部空間が、第１加熱器１４及び第１冷却器１６側の空間と、出力部１８側の空間とに区画される。同様に、第２ダイアフラム３３によって第２容器１３の内部空間が、第２加熱器１５及び第２冷却器１７側の空間と、出力部１８側の空間とに区画される。

すなわち、外燃機関１０の内部空間が、第１ダイアフラム３２よりも第１加熱器１４及び第１冷却器１６側の空間と、第２ダイアフラム３３よりも第２加熱器１５及び第２冷却器１７側の空間と、第１、第２ダイアフラム３２、３３間の空間の３つの空間に区画される。

この３つの空間のうち、第１ダイアフラム３２よりも第１加熱器１４及び第１冷却器１６側の空間と、第２ダイアフラム３３よりも第２加熱器１５及び第２冷却器１７側の空間とに第１作動媒体１１を液体状態で流動可能に封入する。そして、この３つの空間のうち残余の空間、すなわち、第１、第２ダイアフラム３２、３３間の空間に、第２作動媒体３１を液体状態で充満させる。

これによると、第１作動媒体１１の変位を第１、第２ダイアフラム３２、３３を介して第２作動媒体３１に伝達することができる。同様に、第２作動媒体３１の変位を第１、第２ダイアフラム３２、３３を介して第１作動媒体１１に伝達することができる。

このため、第１、第２作動媒体１１、３１が上記各実施形態における作動媒体と同様に自励振動するので、第１、第２作動媒体１１、３１の自励振動を回転軸２７の回転運動として取り出すことができる。換言すれば、外燃機関１０の基本的作動に支障を来すことなく、作動媒体を第１作動媒体１１と第２作動媒体３１とで構成することができる。

そして、本実施形態では、出力部１８内に、第１作動媒体（水）１１よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（油）３１が封入されることとなるので、出力部１８の潤滑や圧力シールを良好に行うことができる。

なお、本例では、第１ダイアフラム３２をバイパス通路２８よりも第１冷却器１６側に配置し、第２ダイアフラム３３をバイパス通路２８よりも第２冷却器１７側に配置しているが、第１ダイアフラム３２をバイパス通路２８と出力部１８との間に配置し、第２ダイアフラム３３をバイパス通路２８と出力部１８との間に配置してもよい。

（第４実施形態）
上記第１実施形態では、出力部１８をいわゆるレシプロ形に構成しているが、本第３実施形態は、図６に示すように、出力部１８をいわゆるロータリー形に構成している。

具体的には、出力部１８は、偏心回転するルーローの三角形を用いたローター３６と、ローター３６に適合するペリトロコイド曲線を用いたローターハウジング３７とを有している。すなわち、ローター３６はローターハウジング３７に収納され、ローターハウジング３７の内部空間はローター３６によって３つの可変容積室に区画される。この３つの可変容積室には作動媒体１１が液体状態で充満している。

ローターハウジング３７の内壁面のうち図６の紙面に対して垂直な内壁面は、第１、第２窪み部３７ａ、３７ｂを有する繭形状を形成しており、第１窪み部３７ａには第１ポート３８が開口し、第２窪み部３７ｂには第２ポート３９が開口している。第１、第２ポート３８、３９はそれぞれローターハウジング３７を貫通する穴によって構成されており、第１ポート３８は第１容器１２の第２直線部１２ｂ側の端部と連通し、第２ポート３９は第２容器１３の第２直線部１３ｂ側の端部と連通している。

第１、第２ポート３８、３９は、ローターハウジング３７の内壁面において、第１、第２窪み部３７ａ、３７ｂを起点としてローターハウジング３７の内壁面の繭形状に沿う方向の両方向（図６では上下方向）に延びる形状で開口しており、本例では、ローター３６の回転角にして約６０°の範囲にわたって開口している。

なお、図示を省略しているが、第１、第２ポート３８、３９は、ローターハウジング３７の内壁面であって図６の紙面に対して垂直な内壁面のうち、図６の紙面垂直方向における中央部のみに開口している。

ローター３６の３つ頂点部にはそれぞれアペックスシール４０が配置されており、ローター３６はアペックスシール４０を介してローターハウジング３７の内壁面に摺動する。

ローター３６の中心には貫通穴３６ａが形成されている。この貫通穴３６ａには、エキセントリックシャフト４１の偏心部４１ａが図示しないベアリング機構を介して組み付けられている。また、貫通穴３６ａには、ローターハウジング３７に固定された固定ギヤ４２と噛み合うインターナルギヤ３６ｂが形成されている。

固定ギヤ４２は、ローター３６をローターハウジング３７のペリトロコイド曲線に沿って回転させるためのものであり、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂと同軸上に配置されている。

インターナルギヤ３６ｂと固定ギヤ４２は３：２の比で噛み合っている。これにより、エキセントリックシャフト４１の回転数とローター３６の回転数との比は３：１となる。

エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂはローターハウジング３７に対して回転可能に支持されている。本例では、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂの端部をローターハウジング３７の図示しない貫通孔からクランクハウジング２４外部に突出させ、回転軸４１ｂの外周面とローターハウジング３７の貫通孔の内周面との間に図示しないシール機構を設けている。なお、周知のマグネットカップリング方式によってエキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂをローターハウジング３７に対して回転可能に支持してもよい。

また、本例では、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂにフライホイールが連結されておらず、回転軸４１ｂが駆動対象機器（例えば、発電装置）のみに連結されている。

なお、本例では、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂが水平方向と平行になるように出力部１８を配置しているが、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂが上下方向と平行になるように出力部１８を配置してもよい。

次に、本実施形態における作動を図７に基づいて説明する。なお、図示の都合上、図７では左上図のみに符号を付しており、左上図以外の図では左上図と同じ構成部分の符号を省略している。

図７の左上図に示す状態におけるローター３６の回転角を０°とする。なお、本例では、ローター３６が図７における時計回り方向に回転するので、ローター３６の回転角の正方向を図７における時計回り方向とする。

ローター３６の回転角が０°のときは、第１、第２容器１２、１３において作動媒体１１の液面１１ａがともに下死点に位置している。また、３つのアペックスシール４０のうち１つのアペックスシール４０は第１ポート３８と重合しており、他の１つのアペックスシール４０は第２ポート３９と重合している。

より具体的には、１つのアペックスシール４０は第１ポート３８のうちローター３６の回転方向側の端部（図６の上端部）近傍に位置しており、他の１つのアペックスシール４０は第２ポート３９のうちローター３６の回転方向と反対側の端部（図６の上端部）近傍に位置している。

３つのアペックスシール４０のうち残余のアペックスシール４０はローターハウジング３７の繭形状の下方側の頂点部に位置している。

なお、以下では、３つのアペックスシール４０のうちいずれか１つのアペックスシール４０が第１ポート３８と重合している状態を第１ポート３８の開状態と言い、３つのアペックスシール４０のいずれもが第１ポート３８と重合していない状態を、第１ポート３８の閉状態と言う。

同様に、３つのアペックスシール４０のうちいずれか１つのアペックスシール４０が第２ポート３４の開口部３５ａと重合している状態を第２ポート３９の開状態と言い、３つのアペックスシール４０のいずれもが第２ポート３９と重合していない状態を第２ポート３９の閉状態と言う。

つまり、ローター３６の回転角が０°のときは、第１、第２ポート３８、３９がともに開状態になっている。

このように、第１、第２ポート３８、３９がともに開状態になっていると、第１、第２ポート３８、３９がローターハウジング３７内の３つの可変容積室のうち上側に位置するの可変容積室を介して連通するので、第１、第２容器１２、１３が連通することとなる。これにより、第１、第２容器１２、１３の内部圧力が均圧される。

この状態からローター３６が図７における時計回り方向に微小角度（本例では、約３°）だけ回転すると、第１のアペックスシール４０が第１ポート３８から外れ、第１ポート３８が閉状態になる。このとき、第１容器１２においては、作動媒体１１の液面１１ａの上方に蓄積された作動媒体１１の蒸気が第１冷却器１６により冷却されて液化する。

さらにローター３６が図７における時計回り方向に回転すると、第１ポート３８が閉状態になっているので、図７の矢印ａのようにローターハウジング３７内の液体状態の作動媒体１１が第１ポート３８を通じて第１容器１２内に吐出されるので、第１容器１２内の作動媒体１１の液体部分が第１加熱器１４側に押し戻される。

このとき、第２ポート３９は開状態になっているので、第２ポート３９側ではローターハウジング３７内の液体状態の作動媒体１１が図７の矢印ｂのように流れ、第２ポート３９から吐出されない。このため、第２容器１３内の作動媒体１１の液体部分が第２加熱器１５側に押し戻されることはなく、第２容器１３における作動媒体１１の液面１１ａは下死点で維持される。

ローター３６の回転角が３０°になると、第１容器１２における作動媒体１１の液面１１ａが上死点に到達する。そして、第１容器１２において作動媒体１１が加熱されて作動媒体１１の蒸気が発生して、作動媒体１１の液面１１ａが下がると、図７の矢印ｃのように第１容器１２内の作動媒体１１の液体部分が第１ポート３８を通じてローターハウジング３７内に流入し、流入する作動媒体１１の圧力によってローター３６が図７における時計回り方向に回転駆動される。

このときも、第２ポート３９は開状態になっているので、第２容器１３における作動媒体１１の液面１１ａは下死点で維持される。

図７の中央図に示すように、ローター３６の回転角が６０°になると、第１容器１２における作動媒体１１の液面１１ａが下死点に到達するので、第１、第２容器１２、１３において作動媒体１１の液面１１ａがともに下死点になる。また、ローターハウジング３７に対するローター３６の位置関係は、ローター３６の回転角が０°のときと上下対称になっており、第１、第２ポート３８、３９がともに開状態になる。

これにより、第１、第２ポート３８、３９がローターハウジング３７内の３つの可変容積室のうち下側に位置する可変容積室を介して連通するので、第１、第２容器１２、１３が連通することとなる。これにより、第１、第２容器１２、１３の内部圧力が均圧される。

さらにローター３６が図７における時計回り方向微小角度（本例では、約３°）だけ回転すると、第２ポート３９が閉状態になる。このとき、第２容器１３においては、作動媒体１１の液面１１ａの上方に蓄積された作動媒体１１の蒸気が第２冷却器１７により冷却されて液化する。

さらにローター３６が図７における時計回り方向に回転すると、第２ポート３９が閉状態になっているので、図７の矢印ｄのようにローターハウジング３７内の液体状態の作動媒体１１が第２ポート３９を通じて第２容器１３内に吐出されるので、第２容器１３内の作動媒体１１の液体部分が第２加熱器１５側に押し戻される。

このとき、第１ポート３８は開状態になっているので、第１ポート３８側ではローターハウジング３７内の液体状態の作動媒体１１が図７の矢印ｅのように流れ、第１ポート３８から吐出されない。このため、第１容器１２内の作動媒体１１が第１加熱器１４側に押し戻されることはなく、第１容器１２における作動媒体１１の液面１１ａは下死点で維持される。

ローター３６の回転角が９０°になると、第２容器１３における作動媒体１１の液面１１ａが上死点に到達する。そして、第２容器１３において作動媒体１１が加熱されて作動媒体１１の蒸気が発生して、作動媒体１１の液面１１ａが下がると、図７の矢印ｆのよう第２容器１３内の作動媒体１１の液体部分が第２ポート３９を通じてローターハウジング３７内に流入し、流入する作動媒体１１の圧力によってローター３６が図７における時計回り方向に回転駆動される。

このときも、第１ポート３８は開状態になっているので、第１容器１２における作動媒体１１の液面１１ａは下死点で維持される。

そして、図７の右下図に示すように、ローター３６の回転角が１２０°になる。この状態は、図７の左上図に示すローター３６の回転角が０°の状態と同じである。このように、ローター３６が１２０°回転する間にエキセントリックシャフト４１は３６０°回転することとなる。

そして、こうした動作は、第１加熱器１４、１５及び第１冷却器１６、１７の作動を停止させるまで繰り返し実行され、その間、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の液体部分は周期的に変位（いわゆる自励振動）して、ローター３６を回転駆動させ、エキセントリックシャフト４１を回転させることになる。これにより、作動媒体１１の自励振動をエキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂの回転運動として取り出すことができる。

上記の説明からわかるように、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、第１、第２容器１２、１３のうち一方の容器側から得られる機械的エネルギの一部を利用して、他方の容器内の作動媒体１１の液体部分を押し戻すことができるので、クランクシャフトを廃止できる。このため、外燃機関１０の応答性が良好である。

図８は、上記した本実施形態の作動をタイミング図で示したものである。図８からわかるように、第１、第２容器１２、１３間において作動媒体１１の液体部分の自励振動の位相は、ローター３６の回転角としては６０°ずれている。したがって、エキセントリックシャフト４１の回転角としては第１、第２容器１２、１３間で位相が１８０°ずれていることとなる。

本実施形態では、出力部１８をいわゆるロータリー形に構成しているので、上記第１実施形態のように出力部１８をレシプロ形に構成する場合と比較して、出力部１８の構造を簡素化できるとともに、出力部１８の体格を小型化できる。

さらに、本実施形態では、第１、第２容器１２、１３において作動媒体１１の液面１１ａがともに下死点になっているときに第１、第２ポート３８、３９をともに開状態になるので、第１、第２容器１２、１３の内部圧力を均圧化することができる。このため、第１容器１２側の出力と第２容器１１側の出力とのバランスを良くすることができる。

（第５実施形態）
図８に示す本第５実施形態は、上記第４実施形態に対して上記第３実施形態を適用したものである。これにより、出力部１８をいわゆるロータリー形に構成したものにおいても、第１、第２容器１２、１３の内部圧力が過剰になったときに一方の容器が破裂に至ってしまうことを防止できるとともに、出力部１８の潤滑や圧力シールを良好に行うことができる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、第１、第２容器１２、１３を１本の管状に形成しているが、第１、第２容器１２、１３を複数本の分岐管状に形成してもよい。例えば、第１、第２容器１２、１３の第１直線部１２ａ、１３ａを複数本に分岐させてもよい。

また、上記各実施形態では、第１、第２容器１２、１３の第１直線部１２ａ、１３ａが上下方向に延びているが、第１加熱器１４、１５によって発生した作動媒体１１の蒸気が出力部１８まで流動しない構成であればよく、例えば、第１直線部１２ａ、１３ａが上下方向に対して傾斜した方向または水平方向に延びていてもよい。

また、上記第４、第５実施形態では、第１、第２ポート３８、３９が、ローターハウジング３７の内壁面のうち図６の紙面に対して垂直な内壁面に開口しているが、第１、第２ポート３８、３９の開口部位は第１、第２窪み部３７ａ、３８ａの近傍部位であればよく、例えば、ローターハウジング３７の内壁面のうち図６の紙面と平行な内壁面であって、第１、第２窪み部３７ａ、３８ａの近傍部位に開口するようにしてもよい。

また、上記各実施形態ではフライホイールを廃止して、第１、第２容器１２、１３のうち一方の容器側から得られる機械的エネルギの一部のみを利用して、他方の容器内の作動媒体１１を押し戻しているが、上記第１〜第３実施形態の回転軸２７にフライホイールを連結し、上記第１〜第３実施形態のエキセントリックシャフト４１にフライホイールを連結し、フライホイールのイナーシャを補助的に利用して、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１を押し戻すようにしてもよい。

この場合は、フライホイールのイナーシャを補助的に利用するにすぎないので、フライホイールのイナーシャのみによって作動媒体を押し戻す上記従来技術と比較して、フライホイールを軽量化できる。このため、上記従来技術と比較して外燃機関の応答性を向上できる。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１、第２ピストン２１、２２にクランク機構２３を連結して、第１、第２ピストン２１、２２の往復運動をクランク機構２３によって回転運動に変換して出力するようになっているが、第１、第２ピストン２１、２２同士を直接連結して、第１、第２ピストン２１、２２の往復運動を回転運動に変換することなく、往復運動のままで出力するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態による外燃機関の概略構成図である。 本発明の第１実施形態による外燃機関の作動説明図である。 本発明の第２実施形態による外燃機関の概略構成図である。 本発明の第２実施形態による外燃機関の作動説明図である。 本発明の第３実施形態による外燃機関の概略構成図である。 本発明の第４実施形態による外燃機関の概略構成図である。 本発明の第４実施形態による外燃機関の作動説明図である。 本発明の第４実施形態による外燃機関の作動のタイミング図である。 本発明の第５実施形態による外燃機関の概略構成図である。

符号の説明

１１…作動媒体、１２…第１容器、１３…第２容器、１４…第１加熱器、
１５…第２加熱器、１６…第１冷却器、１７…第２冷却器、１８…出力部、
１９…第１シリンダ、２０…第２シリンダ、２１…第１ピストン、２２…第２ピストン、
２３…クランク機構、２４…クランクハウジング。

Claims (11)

1. 作動媒体（１１、３１）が液体状態で流動可能に封入された管状の第１、第２容器（１２、１３）と、
   前記第１容器（１２）の一端部側に配置され、前記第１容器（１２）内の前記作動媒体（１１）の一部を加熱して前記作動媒体（１１）の蒸気を発生させる第１加熱器（１４）と、
   前記第１容器（１２）の他端部と前記第１加熱器（１４）との間に配置され、前記第１容器（１２）内の前記蒸気を冷却して液化させる第１冷却器（１６）と、
   前記第２容器（１３）の一端部側に配置され、前記第２容器（１３）内の前記作動媒体（１１）の一部を加熱して前記作動媒体（１１）の蒸気を発生させる第２加熱器（１５）と、
   前記第２容器（１３）の他端部と前記第２加熱器（１５）との間に配置され、前記第２容器（１３）内の前記蒸気を冷却して液化させる第２冷却器（１７）と、
   前記第１容器（１２）の他端部と前記第２容器（１３）の他端部との間に配置され、前記第１、第２容器（１２、１３）内における前記蒸気の発生と液化によって生じる前記第１、第２容器（１２、１３）内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部（１８）とを備え、
   前記出力部（１８）は、前記第１、第２容器（１２、１３）のうち一方の容器側から得られた前記機械的エネルギの一部を、前記第１、第２容器（１２、１３）のうち他方の容器内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分に与えるように構成され、
   前記他方の容器内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分が、前記蒸気の発生によって前記出力部（１８）側に押し出された後に、前記機械的エネルギの一部によって元の位置に向かって押し戻され、
   前記第１容器（１２）の他端部と前記第２容器（１３）の他端部とが、前記出力部（１８）を挟んで対向配置されていることを特徴とする外燃機関。
2. 前記第１容器（１２）内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分の変位の位相と、前記第２容器（１３）内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分の変位の位相とが１８０°ずれるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の外燃機関。
3. 前記第１容器（１２）と前記第２容器（１３）との間を、前記出力部（１８）を迂回して連通するバイパス通路（２８）と、
   前記バイパス通路（２８）に配置され、前記第１、第２容器（１２、１３）のうち一方の容器から他方の容器への前記作動媒体（１１、３１）の流れを許容する逆止弁（２９、３０）とを備え、
   前記一方の容器の内部圧力と前記他方の容器の内部圧力との差圧が所定圧力以上のときに前記逆止弁（２９、３０）が開弁するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の外燃機関。
4. 前記出力部（１８）は、前記第１容器（１２）の他端部と連通する第１シリンダ（１９）と、
   前記第１シリンダ（１９）に摺動可能に支持され、前記第１容器（１２）内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分によって押圧される第１ピストン（２１）と、
   前記第２容器（１３）の他端部と連通する第２シリンダ（２０）と、
   前記第２シリンダ（２０）に摺動可能に支持され、前記第２容器（１３）内の前記作動媒体（１１、３１）の液体部分によって押圧される第２ピストン（２２）と、
   前記第１、第２ピストン（２１、２２）に連結され、前記第１、第２ピストン（２１、２２）の直線運動を回転運動に変換するクランク機構（２３）とを有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の外燃機関。
5. 前記クランク機構（２３）は回転軸（２７）を有しており、
   前記クランク機構（２３）の回転軸（２７）が駆動対象機器のみに連結されていることを特徴とする請求項４に記載の外燃機関。
6. 前記出力部（１８）は、前記クランク機構（２３）を収納するクランクハウジング（２４）を有し、
   前記クランクハウジング（２４）の内部空間が前記第１、第２シリンダ（１９、２０）と連通し、
   前記クランクハウジング（２４）の内部空間には、前記作動媒体（１１、３１）が液体状態で充満していることを特徴とする請求項４または５に記載の外燃機関。
7. 前記第１容器（１２）の内部空間を前記第１冷却器（１６）と前記出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第１ダイアフラム（３２）と、
   前記第２容器（１３）の内部空間を前記第２冷却器（１７）と前記出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第２ダイアフラム（３３）とを備え、
   前記作動媒体が第１作動媒体（１１）と、前記第１作動媒体（１１）よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（３１）とで構成され、
   前記第１容器（１２）の内部空間のうち前記第１ダイアフラム（３２）よりも前記第１冷却器（１７）側の空間、及び、前記第２容器（１３）の内部空間のうち前記第２ダイアフラム（３３）よりも前記第２冷却器（１７）側の空間に前記第１作動媒体（１１）が液体状態で流動可能に封入され、
   前記第１容器（１２）の内部空間のうち前記第１ダイアフラム（３２）よりも前記出力部（１８）側の空間、前記第２容器（１３）の内部空間のうち前記第２ダイアフラム（３３）よりも前記出力部（１８）側の空間、及び、前記クランクハウジング（２４）の内部空間に前記第２作動媒体（３１）が液体状態で充満していることを特徴とする請求項６に記載の外燃機関。
8. 前記出力部（１８）は、偏心回転するルーローの三角形を用いたローター（３６）と、
   前記ローター（３６）を収納するとともに、前記ローター（３６）に適合するペリトロコイド曲線で構成される内壁面を有するローターハウジング（３７）と、
   前記ローター（３６）の偏心回転を軸周りの回転運動に変換するエキセントリックシャフト（４１）とを有し、
   前記ローターハウジング（３７）の内壁面は、第１、第２窪み部（３７ａ、３８ａ）が形成された繭形状を有しており、
   前記第１窪み部（３７ａ）には、前記ローターハウジング（３７）の内部空間と前記第１容器（１２）の他端部とを連通する第１ポート（３８）が開口し、
   前記第２窪み部（３８ａ）には、前記ローターハウジング（３７）の内部空間と前記第２容器（１３）の他端部とを連通する第２ポート（３９）が開口し、
   前記ローターハウジング（３７）の内部空間は、前記ローター（３６）によって３つの可変容積室に区画され、
   前記３つの可変容積室には、前記作動媒体（１１、３１）が液体状態で充満していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の外燃機関。
9. 前記エキセントリックシャフト（４１）は回転軸（４１ｂ）を有しており、
   前記エキセントリックシャフト（４１）の回転軸（４１ｂ）が駆動対象機器のみに連結されていることを特徴とする請求項８に記載の外燃機関。
10. 前記ローター（３６）が所定の回転位置にあるときには、前記第１ポート（３８）と前記第２ポート（３９）とが、前記３つの可変容積室のうち１つの可変容積室を介して連通するようになっていることを特徴とする請求項８または９に記載の外燃機関。
11. 前記第１容器（１２）の内部空間を前記第１冷却器（１６）と前記出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第１ダイアフラム（３２）と、
    前記第２容器（１３）の内部空間を前記第２冷却器（１７）と前記出力部（１８）との間で仕切る薄板状の第２ダイアフラム（３３）とを備え、
    前記作動媒体が第１作動媒体（１１）と、前記第１作動媒体（１１）よりも潤滑性能に優れた第２作動媒体（３１）とで構成され、
    前記第１容器（１２）の内部空間のうち前記第１ダイアフラム（３２）よりも前記第１冷却器（１７）側の空間、及び、前記第２容器（１３）の内部空間のうち前記第２ダイアフラム（３３）よりも前記第２冷却器（１７）側の空間に前記第１作動媒体（１１）が液体状態で流動可能に封入され、
    前記第１容器（１２）の内部空間のうち前記第１ダイアフラム（３２）よりも前記出力部（１８）側の空間、前記第２容器（１３）の内部空間のうち前記第２ダイアフラム（３３）よりも前記出力部（１８）側の空間、及び、前記３つの可変容積室に前記第２作動媒体（３１）が液体状態で充満していることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の外燃機関。
    

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