JP4947195B2

JP4947195B2 - Heat engine

Info

Publication number: JP4947195B2
Application number: JP2010145016A
Authority: JP
Inventors: 倫央郷古; 正裕浅野; 敦資坂井田; 富一石川; 圭司岡本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP4947196B2; JP2011099660A; JP4985828B2; JP2011099662A; JP2011099661A

Description

本発明は、作動液を加熱して蒸発させ、蒸発した蒸気のエネルギーを機械的エネルギーとして取り出した後に蒸気を凝縮させて送還する熱機関に関し、排熱回収装置に用いて好適である。 The present invention relates to a heat engine that heats and evaporates a working fluid, extracts the evaporated steam energy as mechanical energy, and then condenses and returns the steam, and is suitable for use in an exhaust heat recovery apparatus.

従来、この種の熱機関は、作動液を蒸発させる蒸発部（蒸発室）が高圧になるのに対し、蒸気を凝縮（復液）させる凝縮部が低圧になるので、凝縮部で凝縮した作動液を蒸発部に送還するためにポンプ等の装置を用いるのが一般的である（例えば特許文献１）。すなわち、ポンプ等の装置を外部エネルギーを用いて駆動することよって、凝縮部の作動液を圧送して蒸発部に送還する。 Conventionally, this type of heat engine has a high pressure in the evaporation section (evaporation chamber) that evaporates the working fluid, whereas the condensing section that condenses (condensates) the steam has a low pressure. In general, a device such as a pump is used to return the liquid to the evaporation section (for example, Patent Document 1). That is, by driving a device such as a pump using external energy, the working fluid in the condensing unit is pumped and returned to the evaporating unit.

特開平８−３３８２０７号公報JP-A-8-338207

上記従来技術のごとく、凝縮部で凝縮した作動液をポンプ等の機構で蒸発室に送還する熱機関においては、作動液を加熱して蒸発させる外部エネルギー（熱エネルギー）に加えてポンプ等の装置を駆動するための外部エネルギーも必要であるので、出力効率の向上に限界がある。 In the heat engine that returns the working fluid condensed in the condensing unit to the evaporation chamber by a mechanism such as a pump as in the above prior art, a device such as a pump in addition to external energy (heat energy) that heats and evaporates the working fluid Since external energy for driving the power source is also required, there is a limit to improving the output efficiency.

本発明は上記点に鑑みて成されたものであり、外部エネルギーを極力用いることなく、凝縮部で凝縮した作動液を高圧の蒸発室へ送還することが可能な熱機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a heat engine capable of returning hydraulic fluid condensed in a condensing unit to a high-pressure evaporation chamber without using external energy as much as possible. And

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、外部熱源（３）から供給される熱で作動液（１４）を加熱して作動液（１４）の蒸気を発生させる蒸発室（１５６、３０８）、および蒸発室（１５６、３０８）に供給される作動液（１４）を溜める液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）が形成されたボイラー部（１１）と、
蒸発室（１５６、３０８）で発生した蒸気が流通し、蒸気のエネルギーを機械的エネルギーに変換して取り出す出力部（１２）と、
出力部（１２）を通過した蒸気を凝縮させ、凝縮した作動液（１４）を液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）に還流させる凝縮部（１３）と、
ボイラー部（１１）内に配置され、液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）の作動液（１４）を毛管力で吸引して蒸発室（１５６、３０８）に供給する作動液導入用部材（１７）とを備え、
蒸発室（１５６、３０８）は、液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）に対して隔てられていて液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）よりも高圧になっており、
作動液導入用部材（１７）は、
（２σ／ｒ）・ｃｏｓθ＞ＰＨ−ＰＬ
の関係を満たすように構成され、
作動液導入用部材（１７）は、液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）の作動液（１４）を吸引する吸引部（１７５）と、外部熱源（３）からの熱を受熱する受熱部（１７６）とを有し、
さらに、作動液導入用部材（１７）は、部位によって空隙の連続性が異なり、吸引部（１７５）側から受熱部（１７６）側に向かって空隙の連続性の高い部位と空隙の連続性の低い部位とが交互に現れる構造を有し、
作動液導入用部材（１７）は、外部熱源（３）から液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）に至る熱伝達経路中に介在し、外部熱源（３）から液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）の前記作動液（１４）への伝熱を抑制することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in the evaporation chamber (156), the working fluid (14) is heated by the heat supplied from the external heat source (3) to generate the vapor of the working fluid (14). 308), and a boiler section (11) in which liquid reservoir chambers (157a, 309a) for storing hydraulic fluid (14) supplied to the evaporation chambers (156, 308) are formed;
An output section (12) through which steam generated in the evaporation chamber (156, 308) flows, converts the steam energy into mechanical energy, and takes it out;
A condensing unit (13) for condensing the vapor that has passed through the output unit (12) and returning the condensed working fluid (14) to the liquid storage chambers (157a, 309a);
A hydraulic fluid introduction member (17) disposed in the boiler section (11), which sucks the hydraulic fluid (14) in the liquid reservoir chambers (157a, 309a) by capillary force and supplies it to the evaporation chamber (156, 308); With
The evaporation chambers (156, 308) are separated from the liquid storage chambers (157a, 309a) and have a higher pressure than the liquid storage chambers (157a, 309a).
The hydraulic fluid introduction member (17)
(2σ / r) · cos θ> PH-PL
Configured to satisfy the relationship
The hydraulic fluid introduction member (17) includes a suction portion (175) that sucks the hydraulic fluid (14) in the liquid reservoir chambers (157a, 309a), and a heat receiving portion (176) that receives heat from the external heat source (3). And
Further, the hydraulic fluid introduction member (17) has different continuity of the gap depending on the part, and the continuity of the gap and the part having high continuity of the gap from the suction part (175) side toward the heat receiving part (176) side. It has a structure in which low parts appear alternately,
The hydraulic fluid introduction member (17) is interposed in the heat transfer path from the external heat source (3) to the liquid reservoir chambers (157a, 309a), and the liquid reservoir chambers (157a, 309a) are disposed in the heat transfer path. It is characterized by suppressing heat transfer to the hydraulic fluid (14) .

但し、σは作動液（１４）の表面張力、ｒは作動液導入用部材（１７）内の空隙の円相当半径、θは作動液導入用部材（１７）に対する作動液（１４）の濡れ角、ＰＨは蒸発室（１５６、３０８）の圧力、ＰＬは液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）の圧力である。 Where σ is the surface tension of the hydraulic fluid (14), r is the equivalent circle radius of the void in the hydraulic fluid introduction member (17), and θ is the wetting angle of the hydraulic fluid (14) with respect to the hydraulic fluid introduction member (17). , PH is the pressure in the evaporation chambers (156, 308), and PL is the pressure in the liquid reservoir chambers (157a, 309a).

これによると、上記数式の関係を満たすように作動液導入用部材（１７）を構成することにより、作動液導入用部材（１７）の毛管力による圧力が、高圧の蒸発室（１５６、３０８）と低圧の液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）との圧力差よりも大きくなるので、低圧の液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）から高圧の蒸発室（１５６、３０８）への作動液（１４）の供給を作動液導入用部材（１７）の毛管力を利用して行うことができる。したがって、外部エネルギーを極力用いることなく、凝縮部（１３）で凝縮した作動液（１４）を高圧の蒸発室（１５６、３０８）へ送還することができる。 According to this, by configuring the hydraulic fluid introduction member (17) so as to satisfy the relationship of the above mathematical formula, the pressure due to the capillary force of the hydraulic fluid introduction member (17) is reduced to the high-pressure evaporation chamber (156, 308). And the pressure difference between the low pressure reservoir chambers (157a, 309a) and supply of the working fluid (14) from the low pressure reservoir chambers (157a, 309a) to the high pressure evaporation chambers (156, 308). Can be performed by utilizing the capillary force of the hydraulic fluid introduction member (17). Therefore, the working fluid (14) condensed in the condensing unit (13) can be returned to the high-pressure evaporation chamber (156, 308) without using external energy as much as possible.

さらに、作動液導入用部材（１７）は、吸引部（１７５）側から受熱部（１７６）側に向かって空隙の連続性の高い部位と空隙の連続性の低い部位とが交互に現れる構造を有しているので、蒸気が受熱部（１７６）側から吸引部（１７５）側へ空隙を通じて逆流することを抑制することができる。このため、蒸気の封止性を向上することができ、ひいては液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）から蒸発室（１５６、３０８）への作動液（１４）の供給性を向上できる。
また、液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）の断熱性を向上できるので、液溜め室（１５７ａ、３０９ａ）の作動液（１４）が蒸発して出力効率の低下を招くことを抑制できる。 Further, the hydraulic fluid introduction member (17) has a structure in which a portion having a high continuity of the gap and a portion having a low continuity of the gap appear alternately from the suction portion (175) side to the heat receiving portion (176) side. Since it has, it can suppress that a vapor | steam flows backward through a space | gap from the heat receiving part (176) side to the attraction | suction part (175) side. For this reason, the sealing property of vapor | steam can be improved and the supply property of the working fluid (14) from the reservoir chamber (157a, 309a) to the evaporation chamber (156, 308) can be improved.
Moreover, since the heat insulation of a liquid reservoir chamber (157a, 309a) can be improved, it can suppress that the hydraulic fluid (14) of a liquid reservoir chamber (157a, 309a) evaporates and a fall of output efficiency is caused.

具体的には、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の熱機関において、作動液導入用部材（１７）は、互いに積層された複数の繊維層を有し、
作動液導入用部材（１７）の複数の繊維層は、吸引部（１７５）側から受熱部（１７６）側に向かって積層されており、
作動液導入用部材（１７）のうち空隙の連続性が高い部位は、繊維層同士の界面部であり、
作動液導入用部材（１７）のうち空隙の連続性が低い部位は、繊維層を構成する部位であるようにすればよい。 Specifically, as in the invention according to claim 2, in the heat engine according to claim 1, the hydraulic fluid introduction member (17) has a plurality of fiber layers laminated to each other,
The plurality of fiber layers of the hydraulic fluid introduction member (17) are laminated from the suction part (175) side toward the heat receiving part (176) side,
Of the hydraulic fluid introduction member (17), the portion where the continuity of the voids is high is the interface between the fiber layers,
The site | part with low continuity of a space | gap among the hydraulic fluid introduction members (17) should just be a site | part which comprises a fiber layer.

より具体的には、作動液導入用部材（１７）の繊維層を構成する繊維としては熱可塑性樹脂繊維（より具体的にはアラミド繊維）が好ましい。 More specifically, a thermoplastic resin fiber (more specifically, an aramid fiber) is preferable as the fiber constituting the fiber layer of the hydraulic fluid introduction member (17).

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の熱機関において、作動液導入用部材（１７）は、繊維層の延びる方向と平行に板面が延びる平板状に形成され、
吸引部（１７５）は、作動液導入用部材（１７）の一方の板面で構成され、
受熱部（１７６）は、作動液導入用部材（１７）の他方の板面で構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the heat engine according to the second aspect, the hydraulic fluid introduction member (17) is formed in a flat plate shape whose plate surface extends in parallel with the direction in which the fiber layer extends,
The suction part (175) is composed of one plate surface of the hydraulic fluid introduction member (17),
The heat receiving portion (176) is configured by the other plate surface of the hydraulic fluid introduction member (17).

これにより、作動液導入用部材（１７）を形状安定性および強度を高めることができる。また、作動液導入用部材（１７）の製造も容易である。 As a result, the shape stability and strength of the hydraulic fluid introduction member (17) can be increased. In addition, the hydraulic fluid introduction member (17) can be easily manufactured.

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱機関において、ボイラー部（１１）は、作動液導入用部材（１７）の受熱部（１７６）に当接し、外部熱源（３）からの熱を作動液導入用部材（１７）に伝える伝熱部材（１５２、２３、３０２）を有し、
伝熱部材（１５２、２３、３０２）のうち受熱部（１７６）に当接する部位には、作動液導入用部材（１７）から発生した蒸気を作動液導入用部材（１７）の外部に排気するための排気通路（２１）が形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to third aspects, the boiler section (11) contacts the heat receiving section (176) of the hydraulic fluid introduction member (17). And a heat transfer member (152, 23, 302) for transferring heat from the external heat source (3) to the working fluid introduction member (17),
The steam generated from the hydraulic fluid introduction member (17) is exhausted to the outside of the hydraulic fluid introduction member (17) at a portion of the heat transfer member (152, 23, 302) that contacts the heat receiving portion (176). For this purpose, an exhaust passage (21) is formed.

これによると、伝熱部材（１５２、２３、３０２）のうち受熱部（１７６）に当接する部位に、作動液導入用部材（１７）から発生した蒸気を作動液導入用部材（１７）の外部に排気するための排気通路（２１）が形成されているので、蒸気が作動液導入用部材（１７）の内部に滞留して作動液（１４）の吸引を妨げてしまうことを回避できる。 According to this, the steam generated from the hydraulic fluid introduction member (17) is transferred to the outside of the hydraulic fluid introduction member (17) at the portion of the heat transfer member (152, 23, 302) that contacts the heat receiving portion (176). Since the exhaust passage (21) for exhausting is formed, it is possible to avoid the vapor from staying inside the working fluid introduction member (17) and hindering the suction of the working fluid (14).

具体的には、請求項５に記載の発明のように、請求項４に記載の熱機関において、排気通路（２１）は、伝熱部材（１５２）に形成された溝（２２）によって構成されていればよい。 Specifically, as in the invention according to claim 5 , in the heat engine according to claim 4 , the exhaust passage (21) is configured by a groove (22) formed in the heat transfer member (152). It only has to be.

また、請求項６に記載の発明のように、請求項４に記載の熱機関において、伝熱部材（１５２、２３）は、排気通路（２１）を形成する排気通路形成部材（２３）と、残余の部位を構成する部材（１５２）とに分割して成形され、
排気通路形成部材（２３）は、残余の部位を構成する部材（１５２）と作動液導入用部材（１７）との間に挟まれた網状部材または複数の玉状部材であり、
排気通路（２１）は、網状部材または複数の玉状部材が形成する空隙によって構成されていてもよい。 Further, as in the invention described in claim 6 , in the heat engine according to claim 4 , the heat transfer member (152, 23) includes an exhaust passage forming member (23) that forms the exhaust passage (21), and It is divided into a member (152) constituting the remaining part and molded,
The exhaust passage forming member (23) is a net-like member or a plurality of ball-like members sandwiched between the member (152) constituting the remaining portion and the hydraulic fluid introduction member (17),
The exhaust passage (21) may be constituted by a gap formed by a mesh member or a plurality of ball members.

請求項７に記載の発明では、請求項４ないし６のいずれか１つに記載の熱機関において、伝熱部材（１５２、２３、３０２）は、水平方向に延びる上面部を有し、
作動液導入用部材（１７）は、平板状に形成されて伝熱部材（１５２、２３、３０２）の上面部に重ねられ、
作動液導入用部材（１７）は、伝熱部材（１５２、２３、３０２）を介して外部熱源（３）から受熱することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the fourth to sixth aspects, the heat transfer member (152, 23, 302) has a top surface portion extending in the horizontal direction,
The hydraulic fluid introduction member (17) is formed in a flat plate shape and is superimposed on the upper surface portion of the heat transfer member (152, 23, 302).
The hydraulic fluid introduction member (17) receives heat from the external heat source (3) via the heat transfer member (152, 23, 302).

これにより、作動液導入用部材（１７）の受熱面積を大きく確保することができるので、作動液導入用部材（１７）によって吸引された作動液（１４）を効果的に加熱することができる。 Thereby, since the heat receiving area of the hydraulic fluid introducing member (17) can be secured large, the hydraulic fluid (14) sucked by the hydraulic fluid introducing member (17) can be effectively heated.

請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の熱機関において、ボイラー部（１１）は、作動液導入用部材（１７）のうち伝熱部材（１５２、２３、３０２）と反対側の面に重ねられ、外部熱源（３）からの熱を作動液導入用部材（１７）に伝える伝熱板（１９）を有していることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the heat engine according to the seventh aspect , the boiler part (11) is located on the side opposite to the heat transfer member (152, 23, 302) of the hydraulic fluid introduction member (17). It has a heat transfer plate (19) which is superposed on the surface and transmits heat from the external heat source (3) to the hydraulic fluid introduction member (17).

これにより、作動液導入用部材（１７）が上面側から加熱されることとなる。このため、作動液導入用部材（１７）の上面から作動液（１４）が蒸発するので、作動液（１４）の蒸気の放出が良くなり、ひいては出力を向上できる。 Thereby, the hydraulic fluid introduction member (17) is heated from the upper surface side. For this reason, since the hydraulic fluid (14) evaporates from the upper surface of the hydraulic fluid introduction member (17), the release of the vapor of the hydraulic fluid (14) is improved, and the output can be improved.

請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の熱機関において、ボイラー部（１１）を収容するボイラー部ケース（３０）と、
出力部（１２）および凝縮部（１３）を収容する還流部ケース（３１）と、
ボイラー部（１１）の蒸発室（３０８）と出力部（１２）とを連通する蒸気通路（３２ａ）を形成する蒸気通路形成部（３２）と、
凝縮部（１３）とボイラー部（１１）の液溜め室（３０９ａ）とを連通する循環通路（３３ａ）を形成する循環通路形成部（３３）とを備え、
ボイラー部ケース（３０）および還流部ケース（３１）は、互いに離間して配置され且つ蒸気通路形成部（３２）および循環通路形成部（３３）を介して接続されていることを特徴とする。 In invention of Claim 9 , in the heat engine as described in any one of Claim 1 thru | or 8 , the boiler part case (30) which accommodates a boiler part (11),
A reflux part case (31) for accommodating the output part (12) and the condenser part (13);
A steam passage forming portion (32) that forms a steam passage (32a) that connects the evaporation chamber (308) of the boiler portion (11) and the output portion (12);
A circulation passage forming portion (33) that forms a circulation passage (33a) that communicates between the condensation portion (13) and the liquid storage chamber (309a) of the boiler portion (11);
The boiler part case (30) and the reflux part case (31) are arranged so as to be spaced apart from each other and connected via a steam passage forming part (32) and a circulation passage forming part (33).

これによると、出力部（１２）および凝縮部（１３）がボイラー部（１１）に対して離間して配置されているので、出力部（１２）および凝縮部（１３）にボイラー部（１１）の熱が伝わりにくく、出力部（１２）および凝縮部（１３）の温度上昇が抑えられる。このため、出力部（１２）から排出される蒸気の凝集・還流性能が向上する。 According to this, since the output unit (12) and the condensing unit (13) are spaced apart from the boiler unit (11), the boiler unit (11) is connected to the output unit (12) and the condensing unit (13). It is difficult for the heat to be transmitted, and the temperature rise of the output part (12) and the condensing part (13) is suppressed. For this reason, the aggregation / refluxing performance of the steam discharged from the output section (12) is improved.

請求項１０に記載の発明では、請求項７または８に記載の熱機関において、作動液導入用部材（１７）のうち蒸発室（１５６）の内部に位置する部位には、その表裏を貫通する貫通孔（１７２）が形成されていることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the heat engine according to the seventh or eighth aspect , a portion of the working fluid introduction member (17) located inside the evaporation chamber (156) penetrates the front and back. A through hole (172) is formed.

これによると、伝熱部材（１５２、２３、３０２）で加熱されて蒸発した蒸気を貫通孔（１７２）から作動液導入用部材（１７）の上方側へ速やかに逃がすことができるので、蒸気が作動液導入用部材（１７）内に滞留して作動液（１４）の吸引を妨げてしまうことを抑制できる。 According to this, since the vapor heated and evaporated by the heat transfer member (152, 23, 302) can be quickly released from the through hole (172) to the upper side of the hydraulic fluid introduction member (17), It can be suppressed that the hydraulic fluid stays in the hydraulic fluid introduction member (17) and prevents the hydraulic fluid (14) from being sucked.

請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の熱機関において、貫通孔（１７２）は、排気通路（２１）と連通していることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the heat engine according to the tenth aspect , the through hole (172) communicates with the exhaust passage (21).

これにより、伝熱部材（１５２、２３、３０２）で加熱されて蒸発した蒸気を排気通路（２１）および貫通孔（１７２）から作動液導入用部材（１７）の上方側へ速やかに逃がすことができるので、蒸気が作動液導入用部材（１７）内に滞留して作動液（１４）の吸引を妨げてしまうことを一層抑制できる。 Thus, the vapor heated and evaporated by the heat transfer member (152, 23, 302) can be quickly released from the exhaust passage (21) and the through hole (172) to the upper side of the hydraulic fluid introduction member (17). Therefore, it is possible to further suppress the vapor from staying in the hydraulic fluid introduction member (17) and hindering the suction of the hydraulic fluid (14).

具体的には、請求項１２に記載の発明のように、請求項１０または１１に記載の熱機関において、貫通孔（１７２）は、作動液導入用部材（１７）の板面方向に延びる溝状に形成されていればよい。 Specifically, as in the invention according to claim 12 , in the heat engine according to claim 10 or 11 , the through hole (172) is a groove extending in the plate surface direction of the working fluid introduction member (17). What is necessary is just to be formed in the shape.

また、請求項１３に記載の発明のように、請求項１０または１１に記載の熱機関において、貫通孔（１７２）は多数個分散して形成されていてもよい。 As in the invention described in claim 13 , in the heat engine described in claim 10 or 11 , a large number of through holes (172) may be dispersed.

請求項１４に記載の発明では、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の熱機関において、ボイラー部（１１）は、作動液導入用部材（１７）内の空隙が縮小するように作動液導入用部材（１７）に荷重を付与する荷重付与手段（１６１）を有し、
作動液導入用部材（１７）は、荷重付与手段（１６１）から荷重が付与された状態でボイラー部（１１）内に保持されていることを特徴とする。 In a fourteenth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to thirteenth aspects, the boiler section (11) operates so that the gap in the hydraulic fluid introduction member (17) is reduced. A load applying means (161) for applying a load to the liquid introduction member (17);
The hydraulic fluid introduction member (17) is characterized in that it is held in the boiler section (11) in a state where a load is applied from the load application means (161).

これによると、荷重付与手段（１６１）が作動液導入用部材（１７）内の空隙を縮小させることにより作動液導入用部材（１７）内の空隙の円相当半径ｒを小さくすることができるので、上記数式の関係を満たす作動液導入用部材（１７）を容易に構成することができる。 According to this, since the load applying means (161) reduces the gap in the hydraulic fluid introduction member (17), the circle equivalent radius r of the gap in the hydraulic fluid introduction member (17) can be reduced. The hydraulic fluid introduction member (17) that satisfies the above mathematical relationship can be easily configured.

請求項１５に記載の発明では、請求項１４に記載の熱機関において、ボイラー部（１１）は、蒸発室（１５６）と液溜め室（１５７ａ）とを隔てる隔壁（１６）を有し、
隔壁（１６）は、作動液導入用部材（１７）に荷重を付与するようにボイラー部（１１）内に配置され、
荷重付与手段（１６１）は、隔壁（１６）で構成されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 15 , in the heat engine according to claim 14 , the boiler part (11) has a partition wall (16) separating the evaporation chamber (156) and the liquid reservoir chamber (157a),
The partition wall (16) is disposed in the boiler section (11) so as to apply a load to the hydraulic fluid introduction member (17),
The load applying means (161) is constituted by a partition wall (16).

これによると、蒸発室（１５６）と液溜め室（１５７ａ）とを隔てる隔壁（１６）が荷重付与手段としての役割をも果たすので、隔壁（１６）と別個に荷重付与手段を設ける場合と比較して構成を簡素化できる。 According to this, since the partition wall (16) separating the evaporation chamber (156) and the liquid storage chamber (157a) also serves as a load applying means, it is compared with the case where the load applying means is provided separately from the partition wall (16). Thus, the configuration can be simplified.

請求項１６に記載の発明では、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の熱機関において、作動液導入用部材（１７）は、少なくとも樹脂繊維を編み込んだ素材で構成されていることを特徴とする。 In the invention according to claim 16 , in the heat engine according to any one of claims 1 to 15 , the hydraulic fluid introduction member (17) is made of a material woven with at least resin fibers. Features.

請求項１７に記載の発明では、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の熱機関において、蒸発室（４１１ｂ）は、太陽光から得られる熱で作動液（４４）を加熱して前記作動液（４４）の蒸気を発生させ、
ボイラー部（４１）は、太陽光を蒸発室（４１１ｂ）に取り入れる太陽光取入部（４１１ｃ）を有し、
作動液導入用部材（４１２）は、太陽光取入部（４１１ｃ）から取り入れられた太陽光を受けて加熱される受熱部（４１２ｂ）を有していることを特徴とする。 In the invention according to claim 17 , in the heat engine according to any one of claims 1 to 16, the evaporation chamber (411b) heats the working fluid (44) with heat obtained from sunlight, and Generating a vapor of the hydraulic fluid (44) ;
The boiler part (41) has a sunlight intake part (411c) for taking sunlight into the evaporation chamber (411b),
The hydraulic fluid introduction member (412) has a heat receiving portion (412b) that receives and heats sunlight received from the sunlight intake portion (411c).

これによると、太陽光から機械的エネルギーを取り出す熱機関において、外部エネルギーを極力用いることなく、凝縮部（４３）で凝縮した作動液（４４）を高圧の蒸発室（４１１ｂ）へ送還することができる。このため、省エネルギー化・クリーンエネルギー化を実現することができる。 According to this, in the heat engine that extracts mechanical energy from sunlight, the working fluid (44) condensed in the condensing unit (43) can be returned to the high-pressure evaporation chamber (411b) without using external energy as much as possible. it can. For this reason, energy saving and clean energy can be realized.

さらに、作動液導入用部材（４４）は、吸引部（４１２ａ）側から受熱部（４１２ｂ）側に向かって空隙の連続性の高い部位と空隙の連続性の低い部位とが交互に現れる構造を有しているので、受熱部（４１２ｂ）から吸引部（４１２ａ）へ蒸気が逆流することを抑制することができる。このため、蒸気の封止性を向上することができ、ひいては液溜め室（４１１ａ）から蒸発室（４１１ｂ）への作動液（４４）の供給性を向上できる。 Further, the hydraulic fluid introduction member (44) has a structure in which a portion having high continuity of the gap and a portion having low continuity of the gap appear alternately from the suction portion (412a) side to the heat receiving portion (412b) side. Since it has, it can suppress that a vapor | steam flows backward from a heat receiving part (412b) to a suction part (412a). For this reason, the sealing property of vapor | steam can be improved and the supply property of the working fluid (44) from a liquid reservoir chamber (411a) to an evaporation chamber (411b) can be improved by extension.

なお、この欄およ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。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の前提となる形態における排熱回収装置の断面図である。It is sectional drawing of the waste heat recovery apparatus in the form used as the premise of this invention. 本発明の前提となる形態における排熱回収装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the waste heat recovery apparatus in the form used as the premise of this invention. 本発明の前提となる形態における排熱回収装置の内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the waste heat recovery apparatus in the form used as the premise of this invention. 本発明の前提となる形態における排熱回収装置のエンジンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the engine of the waste heat recovery apparatus in the form used as the premise of this invention. 本発明の第１実施形態における排熱回収装置の断面図である。It is sectional drawing of the waste heat recovery apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態におけるボイラー部の要部を示す断面図および平面図である。It is sectional drawing and the top view which show the principal part of the boiler part in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態におけるウィックの製造方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the manufacturing method of the wick in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における溝のパターン例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of a pattern of the groove | channel in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態におけるボイラー部の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the boiler part in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態におけるボイラー部の要部を示す平面図および断面図である。It is the top view and sectional view which show the principal part of the boiler part in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態における排熱回収装置の断面図である。It is sectional drawing of the waste heat recovery apparatus in 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態におけるボイラー部の要部を示す平面図および断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the principal part of the boiler part in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態の変形例におけるボイラー部の要部を示す平面図および断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the principal part of the boiler part in the modification of 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態における太陽熱発電機を示す斜視図および断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show the solar power generator in 6th Embodiment of this invention.

（本発明の前提となる形態）
本発明の前提となる形態を図１〜図４に基づいて説明する。本形態では、熱機関を排熱回収装置に適用している。図１は、排熱回収装置の全体構成を示す断面図である。図２は、排熱回収装置の外観を示す斜視図である。図３は、排熱回収装置の内部構造を示す斜視図である。図１〜図４中、上下の矢印は、排熱回収装置の設置状態における上下方向（天地方向）を示している。 (Form which is the premise of the present invention)
The form which becomes the premise of this invention is demonstrated based on FIGS. In this embodiment, the heat engine is applied to the exhaust heat recovery device. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the exhaust heat recovery apparatus. FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the exhaust heat recovery apparatus. FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure of the exhaust heat recovery apparatus. 1 to 4, the up and down arrows indicate the up and down direction (vertical direction) in the installed state of the exhaust heat recovery device.

本実施形態の排熱回収装置１０は、ボイラー部１１、出力部１２、および凝縮部１３に大別される。図１の例では、排熱回収装置１０で取り出された機械的エネルギーを発電に用いるために、排熱回収装置１０に発電機１が取り付けられている。図２の例では、排熱回収装置１０で取り出された機械的エネルギーでファン２を回転駆動するようになっている。 The exhaust heat recovery apparatus 10 according to the present embodiment is roughly divided into a boiler unit 11, an output unit 12, and a condensing unit 13. In the example of FIG. 1, the generator 1 is attached to the exhaust heat recovery device 10 in order to use mechanical energy extracted by the exhaust heat recovery device 10 for power generation. In the example of FIG. 2, the fan 2 is rotationally driven by the mechanical energy extracted by the exhaust heat recovery apparatus 10.

ボイラー部１１は、外部熱源から供給される熱（排熱）で作動液１４（本例では、水）を加熱して蒸発させ、作動液１４の蒸気を出力部１２に供給する。出力部１２は、ボイラー部１１から供給された蒸気のエネルギーを機械的エネルギーに変換して出力する。 The boiler unit 11 heats and evaporates the hydraulic fluid 14 (water in this example) with heat (exhaust heat) supplied from an external heat source, and supplies the vapor of the hydraulic fluid 14 to the output unit 12. The output unit 12 converts the energy of the steam supplied from the boiler unit 11 into mechanical energy and outputs the mechanical energy.

凝縮部１３は、出力部１２通過後の蒸気を凝縮して作動液１４に復液させ、復液した作動液１４をボイラー部１１に還流する。したがって、凝縮部１３を還流部と表現することもできる。 The condensing unit 13 condenses the vapor that has passed through the output unit 12 to condense it into the working fluid 14, and returns the condensed working fluid 14 to the boiler unit 11. Therefore, the condensing part 13 can also be expressed as a reflux part.

ボイラー部１１および出力部１２はケース１５内に収容されている。本例では、ケース１５は、単一の容器で構成されている。ケース１５は、外部熱源をなす発熱体３の上に載せられている。本例では、発熱体３は、工場から出る排熱によって発熱するようになっている。 The boiler unit 11 and the output unit 12 are accommodated in the case 15. In this example, the case 15 is composed of a single container. The case 15 is placed on the heating element 3 that forms an external heat source. In this example, the heating element 3 generates heat due to exhaust heat from the factory.

ケース１５は、水平方向に延びる２つの平板１５１、１５２と、２つの平板１５１、１５２の間で上下方向に延びる筒１５３とで構成されている。すなわち、平板１５１、１５２によってケース１５の上下壁部が構成され、筒１５３によってケース１５の側壁部が構成されている。 The case 15 includes two flat plates 151 and 152 that extend in the horizontal direction, and a cylinder 153 that extends in the vertical direction between the two flat plates 151 and 152. That is, the upper and lower walls of the case 15 are configured by the flat plates 151 and 152, and the side wall of the case 15 is configured by the cylinder 153.

本例では、作動液１４として水を用いているので、平板１５１、１５２および筒１５３を、耐水性に優れたステンレスで形成するのが好ましい。また、本例では、平板１５１、１５２は矩形平板状に形成され、筒１５３は円筒状に形成されている。 In this example, since water is used as the working fluid 14, the flat plates 151 and 152 and the cylinder 153 are preferably formed of stainless steel having excellent water resistance. In this example, the flat plates 151 and 152 are formed in a rectangular flat plate shape, and the tube 153 is formed in a cylindrical shape.

平板１５１、１５２と筒１５３との固定は、液密性および気密性が確保されるようになされている。図１の例では、平板１５１、１５２と筒１５３との間にシール部材１５４が介在している。なお、図２、図３の例では、筒１５３の外周側に、平板１５１、１５２同士を繋ぐ支柱１５５が配置されている。 The flat plates 151 and 152 and the tube 153 are fixed so as to ensure liquid tightness and air tightness. In the example of FIG. 1, a seal member 154 is interposed between the flat plates 151 and 152 and the cylinder 153. In the example of FIGS. 2 and 3, a support column 155 that connects the flat plates 151 and 152 is disposed on the outer peripheral side of the tube 153.

ケース１５の内部空間は、隔壁１６によって高圧室１５６と低圧室１５７とに隔てられている。隔壁１６は、ケース１５の下壁部１５２の上に配置された筒状壁部１６１と、筒状壁部１６１の上に被せられた板状壁部１６２とに分割形成されている。本例では、筒状壁部１６１は円筒状に形成され、板状壁部１６２は円板状に形成されている。 The internal space of the case 15 is separated by a partition wall 16 into a high pressure chamber 156 and a low pressure chamber 157. The partition wall 16 is divided into a cylindrical wall portion 161 disposed on the lower wall portion 152 of the case 15 and a plate-like wall portion 162 covering the cylindrical wall portion 161. In this example, the cylindrical wall part 161 is formed in a cylindrical shape, and the plate-like wall part 162 is formed in a disk shape.

高圧室１５６は、筒状壁部１６１の内側かつ板状壁部１６２の下側に形成される空間であり、作動液１４が発熱体３の熱によって加熱されて蒸発する蒸発室を構成する。したがって、高圧室１５６は、作動液１４の蒸気によって高圧になる。 The high-pressure chamber 156 is a space formed inside the cylindrical wall portion 161 and below the plate-like wall portion 162, and constitutes an evaporation chamber in which the working fluid 14 is heated by the heat of the heating element 3 to evaporate. Therefore, the high pressure chamber 156 becomes high pressure by the vapor of the working fluid 14.

低圧室１５７は、筒状壁部１６１の外側および板状壁部１６２の上側に形成される空間である。低圧室１５７には、出力部１２を流通した蒸気と、凝縮部１３で凝縮された作動液１４とが流入する。したがって、低圧室１５７は高圧室１５６よりも低圧になる。 The low pressure chamber 157 is a space formed on the outer side of the cylindrical wall portion 161 and on the upper side of the plate-like wall portion 162. The steam that has flowed through the output unit 12 and the working fluid 14 that has been condensed in the condensing unit 13 flow into the low-pressure chamber 157. Therefore, the low pressure chamber 157 has a lower pressure than the high pressure chamber 156.

隔壁１６は、蒸発室（高圧室）１５６の蒸気が冷えて凝縮しないよう、例えば耐熱樹脂のような耐熱性のある断熱素材で形成されている。 The partition wall 16 is formed of a heat-insulating material having heat resistance such as a heat-resistant resin so that the vapor in the evaporation chamber (high pressure chamber) 156 is not cooled and condensed.

低圧室１５７には出力部１２を構成するエンジン１２１が配置されている。本例では、エンジン１２１は、隔壁１６の板状壁部１６２の上側に固定されており、蒸発室１５６の蒸気をエンジン１２１に供給するための蒸気通路１６２ａが板状壁部１６２に形成されている。 An engine 121 that constitutes the output unit 12 is disposed in the low pressure chamber 157. In this example, the engine 121 is fixed to the upper side of the plate-like wall portion 162 of the partition wall 16, and a steam passage 162 a for supplying the vapor of the evaporation chamber 156 to the engine 121 is formed in the plate-like wall portion 162. Yes.

低圧室１５７のうちケース１５の筒１５３と隔壁１６の筒状壁部１６１との間に位置する空間は、蒸発室１５６に供給される作動液１４を溜める液溜め室１５７ａを構成している。つまり、液溜め室１５７ａは、蒸発室１５６の水平方向側に配置されている。 A space located between the cylinder 153 of the case 15 and the cylindrical wall portion 161 of the partition wall 16 in the low-pressure chamber 157 constitutes a liquid reservoir chamber 157 a that stores the working fluid 14 supplied to the evaporation chamber 156. That is, the liquid reservoir chamber 157 a is disposed on the horizontal direction side of the evaporation chamber 156.

ケース１５の底壁部（下壁部）１５２と隔壁１６の筒状壁部１６１との間には、作動液導入用部材に相当するウィック１７が挟み込まれている。 A wick 17 corresponding to a hydraulic fluid introduction member is sandwiched between the bottom wall portion (lower wall portion) 152 of the case 15 and the cylindrical wall portion 161 of the partition wall 16.

ここで、作動液導入用部材とは、液溜め室１５７の作動液１４を吸引する毛管力を発生する部材（毛管力発生部材）のことを定義しており、例えば多孔質セラミックや金属焼結体のような多孔質体や繊維を編み込んだ構造体である。 Here, the hydraulic fluid introduction member is defined as a member that generates a capillary force (capillary force generation member) that sucks the hydraulic fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157, for example, porous ceramic or metal sintered material. It is a structure in which a porous body such as a body or a fiber is knitted.

本例では、ウィック１７は、耐熱性を有するシート素材で形成されている。具体的には、ウィック１７は、ステンレスワイヤとアラミド繊維（熱可塑性樹脂繊維）の編み込み素材で形成されている。本例では、ウィック１７は平板状、より具体的には円板状に形成されている。 In this example, the wick 17 is formed of a heat-resistant sheet material. Specifically, the wick 17 is formed of a braided material of a stainless wire and an aramid fiber (thermoplastic resin fiber). In this example, the wick 17 is formed in a flat plate shape, more specifically in a disk shape.

ウィック１７は、平面状の底壁部１５２のうち水平方向に延びる上面部に重ねられている。底壁部１５２は発熱体３に当接しており、発熱体３からウィック１７への伝熱を担う伝熱部材の役割を果たす。これにより、ウィック１７の下面部（底壁部１５２側の平面部）１７３は、底壁部１５２を介して発熱体３から受熱する。 The wick 17 is overlaid on an upper surface portion extending in the horizontal direction in the planar bottom wall portion 152. The bottom wall portion 152 is in contact with the heating element 3 and serves as a heat transfer member that transfers heat from the heating element 3 to the wick 17. As a result, the lower surface portion (planar portion on the bottom wall portion 152 side) 173 of the wick 17 receives heat from the heating element 3 via the bottom wall portion 152.

ウィック１７の外周縁部は、ケース１５の底壁部１５２と隔壁１６の筒状壁部１６１との間に挟み込まれている。これにより、ウィック１７のうち水平方向における端面１７１は、液溜め室１５７の作動液１４が流入する流入口を構成することとなる。 The outer peripheral edge portion of the wick 17 is sandwiched between the bottom wall portion 152 of the case 15 and the cylindrical wall portion 161 of the partition wall 16. Thereby, the end surface 171 in the horizontal direction of the wick 17 constitutes an inflow port through which the working fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157 flows.

ウィック１７の中心部（筒状壁部１６１よりも中心側の部位）は、蒸発室１５６内に位置している。換言すれば、ウィック１７は、筒状壁部１６１よりも蒸発室１５６側まで延びている。 A central portion of the wick 17 (a portion closer to the center than the cylindrical wall portion 161) is located in the evaporation chamber 156. In other words, the wick 17 extends from the cylindrical wall portion 161 to the evaporation chamber 156 side.

本例では、筒状壁部１６１およびウィック１７は、ボルト１８によってケース１５の底壁部１５２に共締めされて固定されている。ボルト１８の締め込みによって、ウィック１７は、筒状壁部１６１から荷重を受けて圧縮された状態でケース１５内に保持されている。 In this example, the cylindrical wall portion 161 and the wick 17 are fastened together with the bottom wall portion 152 of the case 15 by bolts 18 and fixed. By tightening the bolt 18, the wick 17 is held in the case 15 in a state of being compressed by receiving a load from the cylindrical wall portion 161.

ウィック１７が筒状壁部１６１から荷重を受けて圧縮されることによって、ウィック１７内の空隙は、荷重を受けていない状態（ウィック１７の単体状態）に比べて縮小されている。換言すれば、筒状壁部１６１は、ウィック１７内の空隙が縮小するようにウィック１７に荷重を付与する荷重付与手段を構成している。 When the wick 17 is compressed by receiving a load from the cylindrical wall portion 161, the air gap in the wick 17 is reduced as compared with a state where the load is not received (a single state of the wick 17). In other words, the cylindrical wall portion 161 constitutes a load applying means for applying a load to the wick 17 so that the gap in the wick 17 is reduced.

ここで、ウィック１７の内部には、毛管現象によって圧力差が生じる。この毛管現象による圧力差を以下、ウィック１７の毛管力による圧力ΔＰと言う。ウィック１７の毛管力による圧力ΔＰは次の数式１で表される。 Here, a pressure difference is generated inside the wick 17 by capillary action. Hereinafter, the pressure difference due to the capillary phenomenon is referred to as a pressure ΔP due to the capillary force of the wick 17. The pressure ΔP due to the capillary force of the wick 17 is expressed by the following formula 1.

（数１）
ΔＰ＝（２σ／ｒ）・ｃｏｓθ
但し、ｒはウィック１７内の空隙の円相当半径（細管半径）、σは表面張力、θは濡れ角である。円相当半径とは、対象とする断面と同じ面積を持つ円の半径のことである。 (Equation 1)
ΔP = (2σ / r) · cos θ
However, r is the equivalent circle radius (capillary radius) of the void in the wick 17, σ is the surface tension, and θ is the wetting angle. The circle equivalent radius is a radius of a circle having the same area as the target cross section.

上述のごとく、ウィック１７は、筒状壁部１６１から荷重を受けて圧縮されてウィック１７内の空隙が縮小されている。これにより、上記数式１におけるウィック１７内の空隙の円相当半径ｒを小さくして、ウィック１７の毛管力による圧力ΔＰが、高圧室１５６の圧力ＰＨと低圧室１５７の圧力ＰＬとの圧力差（ＰＨ−ＰＬ）よりも大きくなるようにしている（ΔＰ＞ＰＨ−ＰＬ）。 As described above, the wick 17 receives the load from the cylindrical wall portion 161 and is compressed to reduce the gap in the wick 17. As a result, the equivalent circle radius r of the gap in the wick 17 in Equation 1 is reduced, and the pressure ΔP due to the capillary force of the wick 17 is the pressure difference between the pressure PH of the high pressure chamber 156 and the pressure PL of the low pressure chamber 157 ( PH-PL) (ΔP> PH-PL).

換言すれば、ウィック１７は、次の数式２の関係を満たすように構成されている。 In other words, the wick 17 is configured to satisfy the relationship of the following formula 2.

（数２）
（２σ／ｒ）・ｃｏｓθ＞ＰＨ−ＰＬ
ウィック１７の中心部には、円板状のプレート１９が載せられている。プレート１９およびウィック１７は、ボルト２０によってケース１５の底壁部１５２に共締めされて固定されている。これにより、ウィック１７の中心部の浮き上がりが防止される。 (Equation 2)
(2σ / r) · cos θ> PH-PL
A disc-shaped plate 19 is placed at the center of the wick 17. The plate 19 and the wick 17 are fastened to the bottom wall portion 152 of the case 15 by bolts 20 and fixed. This prevents the central portion of the wick 17 from being lifted.

ウィック１７およびプレート１９のうち蒸発室１５６内に位置する部位には、上下方向に延びて表裏を貫通する貫通孔１７２、１９１が所定形状で所定個数、形成されている。貫通孔１７２、１９１は、蒸発室１５６内で発生した蒸気がウィック１７およびプレート１９の上方側へ抜けるようにするための蒸気抜き孔としての役割を果たす。 A predetermined number of through-holes 172 and 191 extending in the vertical direction and penetrating the front and back are formed in portions of the wick 17 and the plate 19 located in the evaporation chamber 156. The through holes 172 and 191 serve as a steam vent for allowing steam generated in the evaporation chamber 156 to escape upward of the wick 17 and the plate 19.

換言すれば、蒸発室１５６内の作動液１４は、ケース１５の底壁部１５２からの伝熱によって蒸発すると、貫通孔１７２、１９１を通じてウィック１７およびプレート１９の上方側へ抜ける。 In other words, when the hydraulic fluid 14 in the evaporation chamber 156 evaporates due to heat transfer from the bottom wall portion 152 of the case 15, the hydraulic fluid 14 escapes to the upper side of the wick 17 and the plate 19 through the through holes 172 and 191.

底壁部１５２のうち貫通孔１７２、１９１よりも液溜め室１５７ａ側に位置する部位には、底壁部１５２内における熱伝導を抑制する断熱溝１５２ａが周状、より具体的には円周状に形成されている。 A heat insulating groove 152a that suppresses heat conduction in the bottom wall 152 is circumferential, more specifically circumferential, at a portion of the bottom wall 152 that is located closer to the liquid reservoir chamber 157a than the through holes 172 and 191. It is formed in a shape.

底壁部１５２のうち断熱溝１５２ａの内側部位１５２ｂ、すなわち断熱溝１５２ａよりも貫通孔１７２、１９１側に位置する部位は、発熱体３上に載せられて発熱体３と接触している。これに対し、底壁部１５２のうち断熱溝１５２ａの外側部位１５２ｃは、発熱体３上に載せられておらず発熱体３と接触していない。 Of the bottom wall portion 152, the inner portion 152 b of the heat insulating groove 152 a, that is, the portion located closer to the through holes 172 and 191 than the heat insulating groove 152 a is placed on the heat generating body 3 and is in contact with the heat generating body 3. On the other hand, the outer portion 152 c of the heat insulating groove 152 a in the bottom wall portion 152 is not placed on the heating element 3 and is not in contact with the heating element 3.

隔壁１６の筒状壁部１６１は、底壁部１５２のうち断熱溝１５２ａの外側部位１５２ｃの上に配置されている。 The cylindrical wall portion 161 of the partition wall 16 is disposed on the outer portion 152 c of the heat insulating groove 152 a in the bottom wall portion 152.

出力部１２のエンジン１２１は、本例では、ピストン１２２およびシリンダ１２３が振り子のように揺動する振り子式エンジンが用いられている。なお、エンジン１２１の代わりに蒸気タービン等を用いてもよい。 In this example, the engine 121 of the output unit 12 is a pendulum engine in which the piston 122 and the cylinder 123 swing like a pendulum. A steam turbine or the like may be used instead of the engine 121.

図４は、エンジン１２１を示す断面図である。シリンダ１２３は、隔壁１６の板状壁部１６２に固定されたベース１２４に対して、揺動軸１２５を中心に揺動可能に支持されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the engine 121. The cylinder 123 is supported so as to be swingable about a swing shaft 125 with respect to a base 124 fixed to the plate-like wall portion 162 of the partition wall 16.

ベース１２４には、蒸気通路１６２ａと連通する吸気路１２４ａが形成されている。吸気路１２４ａは、シリンダ１２３に吸入される蒸気が流れる流路である。また、ベース１２４には、低圧室１５７と連通する排気路１２４ｂが形成されている。排気路１２４ｂは、シリンダ１２３から排出される蒸気が流れる流路である。吸気路１２４ａの出口部および排気路１２４ｂの入口部は、ベース１２４の上面に開口している。 The base 124 is formed with an intake passage 124a that communicates with the steam passage 162a. The intake path 124 a is a flow path through which the steam sucked into the cylinder 123 flows. The base 124 is formed with an exhaust passage 124 b communicating with the low pressure chamber 157. The exhaust passage 124b is a passage through which steam exhausted from the cylinder 123 flows. An outlet portion of the intake passage 124 a and an inlet portion of the exhaust passage 124 b are open on the upper surface of the base 124.

本例では、ピストン１２２およびシリンダ１２３は水平方向に配置されており、揺動軸１２５は上下方向に配置されている。したがって、ピストン１２２およびシリンダ１２３は水平面内で揺動する。 In this example, the piston 122 and the cylinder 123 are disposed in the horizontal direction, and the swing shaft 125 is disposed in the vertical direction. Therefore, the piston 122 and the cylinder 123 swing within the horizontal plane.

シリンダ１２３の下面には、蒸気を吸入・排気するポート１２３ａが開口している。シリンダ１２３が揺動方向の一端側に位置している状態では、ポート１２３ａが吸気路１２４ａと連通する。シリンダ１２３が揺動方向の他端側に位置している状態では、ポート１２３ａが排気路１２４ｂと連通する。 On the lower surface of the cylinder 123, a port 123a for sucking and exhausting steam is opened. In a state where the cylinder 123 is located on one end side in the swinging direction, the port 123a communicates with the intake passage 124a. In a state where the cylinder 123 is located on the other end side in the swinging direction, the port 123a communicates with the exhaust passage 124b.

シリンダ１２３が揺動方向の一端側に位置してポート１２３ａが吸気路１２４ａと連通していると、シリンダ１２３内に蒸発室１５６の蒸気が流入してピストン１２２が押し出されて往動する。 When the cylinder 123 is positioned on one end side in the swinging direction and the port 123a communicates with the intake passage 124a, the steam in the evaporation chamber 156 flows into the cylinder 123 and the piston 122 is pushed out to move forward.

ピストン１２２の先端部は、ロッド１２６を介してホイールギア１２７に連結されている。図１に示すように、ホイールギア１２７は、センターギア１２８に連結されている。センターギア１２８の中心には、出力軸１２９が固定されている。これにより、ピストン１２２が押し出されるとホイールギア１２７およびセンターギア１２８を介して出力軸１２９が回転する。 The tip of the piston 122 is connected to the wheel gear 127 via the rod 126. As shown in FIG. 1, the wheel gear 127 is connected to the center gear 128. An output shaft 129 is fixed at the center of the center gear 128. Thereby, when the piston 122 is pushed out, the output shaft 129 rotates through the wheel gear 127 and the center gear 128.

また、ピストン１２２が押し出されてホイールギア１２７が回転することで、シリンダ１２３が揺動方向の他端側に向かって揺動してポート１２３ａがベース１２４の上面によって閉塞される。 Further, when the piston 122 is pushed out and the wheel gear 127 rotates, the cylinder 123 swings toward the other end side in the swinging direction, and the port 123 a is closed by the upper surface of the base 124.

ポート１２３ａが閉塞されると、ホイールギア１２７は慣性力によって回転を継続し、ホイールギア１２７の慣性力によってピストン１２２が押し戻されて復動する。この際もシリンダ１２３の揺動は継続される。そして、シリンダ１２３が揺動方向の他端側に位置してポート１２３ａが排気路１２４ｂと連通すると、シリンダ１２３内の蒸気が低圧室１５７に排出される。 When the port 123a is closed, the wheel gear 127 continues to rotate due to the inertial force, and the piston 122 is pushed back by the inertial force of the wheel gear 127 to return. At this time, the swing of the cylinder 123 is continued. When the cylinder 123 is positioned on the other end side in the swing direction and the port 123a communicates with the exhaust passage 124b, the steam in the cylinder 123 is discharged to the low pressure chamber 157.

図１、図３の例では、エンジン１２１は、シリンダ１２３が複数個設けられた複気筒エンジンを構成しているが、シリンダ１２３が１個のみ設けられた単気筒エンジンを構成していてもよい。 In the example of FIGS. 1 and 3, the engine 121 constitutes a multi-cylinder engine provided with a plurality of cylinders 123, but may constitute a single-cylinder engine provided with only one cylinder 123. .

出力部１２の出力軸１２９と発電機１の回転軸１ａとの連結は、ケース１５の上壁部１５１を介して、マグネットカップリングによってなされている。回転軸１ａの回転によってロータ１ｂが回転し、ロータ１ｂの回転によってコイル１ｃで発電される。コイル１ｃで発電された電力は、発電機１に接続された任意の電気機器４に供給される。 The output shaft 129 of the output unit 12 and the rotating shaft 1a of the generator 1 are connected by a magnet coupling via the upper wall portion 151 of the case 15. The rotor 1b is rotated by the rotation of the rotating shaft 1a, and power is generated by the coil 1c by the rotation of the rotor 1b. The electric power generated by the coil 1 c is supplied to an arbitrary electric device 4 connected to the generator 1.

図１の例では、ケース１５の上方側に凝縮部１３が配置されている。ケース１５の上壁部１５１には、出力部１２から排出された低圧室１５７の蒸気を凝縮部１３に流出させるための流出路１５１ａと、凝縮部１３で凝縮した作動液１４を低圧室１５７に還流させるための還流路１５１ｂとが形成されている。 In the example of FIG. 1, the condensing unit 13 is disposed on the upper side of the case 15. On the upper wall portion 151 of the case 15, an outflow path 151 a for allowing the vapor of the low pressure chamber 157 discharged from the output portion 12 to flow out to the condensing portion 13, and the working fluid 14 condensed in the condensing portion 13 to the low pressure chamber 157. A reflux path 151b for refluxing is formed.

凝縮部１３は、所定形状の容器で形成されており、凝縮部１３の内部空間は流出路１５１ａおよび還流路１５１ｂと連通している。流出路１５１ａを通じて凝縮部１３に流入した蒸気は、凝縮部１３にて大気中に放熱して凝縮する。つまり、凝縮部１３では、蒸気が作動液１４に復液する。凝縮部１３で復液した作動液１４は、還流路１５１ｂを通じて低圧室１５７に還流し、液溜め室１５７ａに溜まる。 The condensing part 13 is formed of a container having a predetermined shape, and the internal space of the condensing part 13 communicates with the outflow path 151a and the reflux path 151b. The steam that has flowed into the condensing unit 13 through the outflow passage 151 a dissipates heat into the atmosphere and condenses in the condensing unit 13. That is, in the condensing unit 13, the steam is returned to the working fluid 14. The working fluid 14 recovered by the condensing unit 13 is returned to the low pressure chamber 157 through the reflux path 151b and is stored in the liquid storage chamber 157a.

図１の例では、凝縮部１３における蒸気の放熱量を増大させるべく、発電機１の回転軸１ａにファン１ｄを連結し、回転軸１ａによってファン１ｄを回転させ、ファン１ｄの回転によって発生する送風空気で凝縮部１３を冷却するようになっている。 In the example of FIG. 1, the fan 1d is connected to the rotating shaft 1a of the generator 1 to increase the heat radiation amount of the steam in the condensing unit 13, and the fan 1d is rotated by the rotating shaft 1a. The condensing unit 13 is cooled by the blown air.

次に、上記構成における作動を説明する。発熱体３の熱は、ケース１５の底壁部１５２を介して蒸発室１５６内の作動液１４に伝わり、作動液１４が蒸発する。蒸発室１５６で発生した蒸気は、蒸気通路１６２ａを通じてエンジン１２１に供給される。 Next, the operation in the above configuration will be described. The heat of the heating element 3 is transmitted to the working fluid 14 in the evaporation chamber 156 via the bottom wall portion 152 of the case 15, and the working fluid 14 evaporates. The steam generated in the evaporation chamber 156 is supplied to the engine 121 through the steam passage 162a.

エンジン１２１に供給された蒸気はピストン１２２を駆動する。これにより、蒸気のエネルギーが機械的エネルギーに変換される。ピストン１２２の駆動により出力軸１２９が回転し、発電機１で発電が行われる。このようにして、発熱体３の排熱エネルギーが電気エネルギーとして回収される。 The steam supplied to the engine 121 drives the piston 122. Thereby, the energy of the steam is converted into mechanical energy. The output shaft 129 is rotated by driving the piston 122, and the generator 1 generates power. In this way, the exhaust heat energy of the heating element 3 is recovered as electric energy.

エンジン１２１内の蒸気はピストン１２２を駆動した後に排気路１２４ｂを通じて低圧室１５７に排出される。エンジン１２１から低圧室１５７に排出された蒸気は、流出路１５１ａを通じて凝縮部１３に流入し、凝縮部１３で凝縮されて作動液１４に復液する。凝縮部１３で復液した作動液１４は、還流路１５１ｂを通じて低圧室１５７に還流して液溜め室１５７ａに溜まる。 The steam in the engine 121 is discharged to the low pressure chamber 157 through the exhaust passage 124b after driving the piston 122. The steam discharged from the engine 121 to the low pressure chamber 157 flows into the condensing unit 13 through the outflow passage 151 a, is condensed in the condensing unit 13, and is returned to the working fluid 14. The working fluid 14 recovered by the condensing unit 13 returns to the low-pressure chamber 157 through the reflux path 151b and accumulates in the liquid reservoir chamber 157a.

液溜め室１５７ａに溜まった作動液１４は、ウィック１７に吸引されて蒸発室１５６に供給されて蒸発する。すなわち、ウィック１７には、液溜め室１５７ａの作動液１４を吸引する毛管力が発生するので、この毛管力を利用して、低圧の液溜め室１５７ａから高圧の蒸発室１５６に作動液１４を供給する。 The working fluid 14 accumulated in the liquid reservoir chamber 157a is sucked into the wick 17 and supplied to the evaporation chamber 156 to evaporate. That is, the wick 17 generates a capillary force that sucks the hydraulic fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157a, so that the hydraulic fluid 14 is transferred from the low-pressure reservoir chamber 157a to the high-pressure evaporation chamber 156 by using this capillary force. Supply.

より具体的には、圧力隔壁１６のあるボイラー部１１において、低温低圧の液溜め室１５７ａの還流作動液１４をウィック１７の毛管力で高圧の蒸発室１５６へ引っ張り込み、ウィック１７端に到達した作動液１４のしずくを連続的に蒸発させる。 More specifically, in the boiler section 11 having the pressure partition wall 16, the reflux working fluid 14 in the low-temperature and low-pressure reservoir chamber 157 a is pulled into the high-pressure evaporation chamber 156 by the capillary force of the wick 17 and reaches the end of the wick 17. Drops of the working fluid 14 are continuously evaporated.

ここで、上述の数式２を満たすように、ウィック１７内の空隙を小さくしてウィック１７内の空隙の円相当半径ｒを十分に小さくしているので、ウィック１７の毛管力による圧力ΔＰが、高圧室１５６の圧力ＰＨと低圧室１５７の圧力ＰＬとの圧力差（ＰＨ−ＰＬ）よりも大きくなる（ΔＰ＞ＰＨ−ＰＬ）。 Here, the air gap in the wick 17 is made small so that the circle-equivalent radius r of the air gap in the wick 17 is sufficiently small so as to satisfy the above formula 2, so the pressure ΔP due to the capillary force of the wick 17 is It becomes larger than the pressure difference (PH-PL) between the pressure PH of the high pressure chamber 156 and the pressure PL of the low pressure chamber 157 (ΔP> PH-PL).

このため、ウィック１７の毛管力が高圧室１５６の圧力ＰＨと低圧室１５７の圧力ＰＬとの圧力差（ＰＨ−ＰＬ）に打ち勝って、低圧の液溜め室１５７ａに溜まった作動液１４を高圧の蒸発室１５６に良好に吸引することができる。 For this reason, the capillary force of the wick 17 overcomes the pressure difference (PH-PL) between the pressure PH of the high-pressure chamber 156 and the pressure PL of the low-pressure chamber 157, and the hydraulic fluid 14 accumulated in the low-pressure reservoir chamber 157a The evaporation chamber 156 can be sucked well.

換言すれば、圧力隔壁１６によって液溜め室１５７ａと蒸発室１５６との間に圧力差が生じている状態において、ウィック１７を使って圧力差（ＰＨ−ＰＬ）に負けない毛管力を与えることにより低圧の液溜め室１５７ａから高圧の蒸発室１５６へ作動液１４を引っ張り込むことができる。したがって、液溜め室１５７ａの作動液１４を高圧の蒸発室１５６へ外部エネルギーを用いることなく送還することができる。 In other words, in the state where a pressure difference is generated between the liquid storage chamber 157a and the evaporation chamber 156 by the pressure partition wall 16, by using the wick 17, a capillary force that does not lose the pressure difference (PH-PL) is given. The working fluid 14 can be pulled from the low-pressure liquid reservoir chamber 157 a to the high-pressure evaporation chamber 156. Therefore, the hydraulic fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157a can be returned to the high-pressure evaporation chamber 156 without using external energy.

また、蒸発室１５６における作動液１４の蒸発量と液溜め室１５７ａからの作動液１４の移動量とが同一であるため、作動液１４の還流量制御は自律的になる。このため、作動液１４の還流量を制御するための制御機構が不要であるので、装置体格の小型化および低コスト化を図ることができる。 Further, since the evaporation amount of the working fluid 14 in the evaporation chamber 156 and the movement amount of the working fluid 14 from the liquid storage chamber 157a are the same, the recirculation amount control of the working fluid 14 becomes autonomous. For this reason, since the control mechanism for controlling the recirculation | reflux amount of the hydraulic fluid 14 is unnecessary, size reduction and cost reduction of an apparatus physique can be achieved.

また、ウィック１７内の空隙を小さくしているので、蒸発室１５６で発生した蒸気がウィック１７を通じて低圧室１５７に逆流してしまうことを防止できる。 Further, since the gap in the wick 17 is made small, it is possible to prevent the steam generated in the evaporation chamber 156 from flowing back to the low pressure chamber 157 through the wick 17.

上述のごとく、本実施形態では、ウィック１７の例として、ステンレスワイヤとアラミド繊維の編み込み素材を用いている。このようなウィック１７が単体状態（圧縮されていない状態）で内部の空隙が大きい場合、ウィック１７を圧縮して繊維を密にすることによってウィック１７内の空隙を小さくしてウィック１７内の空隙の円相当半径ｒを十分に小さくするのが好ましい。 As described above, in this embodiment, as an example of the wick 17, a braided material of stainless wire and aramid fiber is used. When the wick 17 is in a single state (uncompressed state) and the internal gap is large, the wick 17 is compressed to make the fibers dense, thereby reducing the gap in the wick 17 and the gap in the wick 17. It is preferable that the equivalent circle radius r is sufficiently small.

本実施形態では、隔壁１６の筒状壁部１６１をケース１５の底壁部１５２に対してボルト１８で締め込むことによって、筒状壁部１６１と底壁部１５２との間でウィック１７を圧縮している。このため、上記数式２の関係を満たすウィック１７を容易に構成することができる。 In the present embodiment, the wick 17 is compressed between the cylindrical wall portion 161 and the bottom wall portion 152 by tightening the cylindrical wall portion 161 of the partition wall 16 with the bolt 18 against the bottom wall portion 152 of the case 15. is doing. For this reason, the wick 17 satisfying the relationship of the mathematical formula 2 can be easily configured.

このようなウィック１７の圧縮の一具体例を挙げると、素材厚みが５ｍｍで密度が２．５ｍ／ｃｍ³、繊維径が８μｍのウィック１７を締め込んで１２％まで圧縮することで、ウィック１７の円相当半径ｒを１２μｍまで縮小させ、蒸発室１５６の圧力１０ｋＰａに打ち勝つ毛管力を起こすことができる。 One specific example of such compression of the wick 17 is that the wick 17 having a material thickness of 5 mm, a density of 2.5 m / cm ³ , and a fiber diameter of 8 μm is tightened and compressed to 12%. The equivalent circle radius r can be reduced to 12 μm, and a capillary force that overcomes the pressure of 10 kPa in the evaporation chamber 156 can be generated.

また、本実施形態では、隔壁１６の一部である筒状壁部１６１によってウィック１７に荷重を作用させてウィック１７を圧縮しているので、ウィック１７に荷重を作用させてウィック１７を圧縮する荷重付与手段を隔壁１６と別個に設ける場合と比較して構成を簡素化できる。 In the present embodiment, since the wick 17 is compressed by applying a load to the wick 17 by the cylindrical wall portion 161 which is a part of the partition wall 16, the wick 17 is compressed by applying a load to the wick 17. The configuration can be simplified as compared with the case where the load applying means is provided separately from the partition wall 16.

なお、ウィック１７内の空隙がウィック１７の単体状態（圧縮されていない状態）でも既に十分小さい場合には、ウィック１７を圧縮せずに用いても十分な毛管力を得ることができる。このようなウィック１７としては、例えば多孔焼結金属プレートが挙げられる。 If the gap in the wick 17 is already sufficiently small even when the wick 17 is in a single state (uncompressed state), a sufficient capillary force can be obtained even if the wick 17 is used without being compressed. An example of such a wick 17 is a porous sintered metal plate.

また、本実施形態では、ウィック１７が筒状壁部１６１よりも蒸発室１５６側まで延びているので、ウィック１７が筒状壁部１６１とケース１５の底壁部１５２との間にのみ配置されている場合と比較して、液溜め室１５７ａの作動液１４を蒸発室１５６に確実に供給することができる。 In the present embodiment, since the wick 17 extends to the evaporation chamber 156 side from the cylindrical wall portion 161, the wick 17 is disposed only between the cylindrical wall portion 161 and the bottom wall portion 152 of the case 15. Compared with the case where it is, the hydraulic fluid 14 of the liquid storage chamber 157a can be reliably supplied to the evaporation chamber 156.

また、本実施形態では、ウィック１７のうち水平方向における端面１７１が、液溜め室１５７ａの作動液１４が流入する流入口を構成しているので、ウィック１７が作動液１４を水平方向に吸引することとなる。このため、ウィック１７が作動液１４を吸引する際に重力の影響を受けることを抑制できる。このため、ウィック１７によって、液溜め室１５７ａの作動液１４を蒸発室１５６に確実に供給することができる。 In the present embodiment, the end surface 171 in the horizontal direction of the wick 17 constitutes an inflow port into which the hydraulic fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157a flows, so that the wick 17 sucks the hydraulic fluid 14 in the horizontal direction. It will be. For this reason, it is possible to suppress the influence of gravity when the wick 17 sucks the working fluid 14. For this reason, the hydraulic fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157 a can be reliably supplied to the evaporation chamber 156 by the wick 17.

また、本実施形態では、ウィック１７を、水平方向に延びる平板状に形成し、かつ底壁部１５２上に配置しているので、ウィック１７のうち底壁部１５２側の平面部１７３が底壁部１５２を介して発熱体３から受熱することができる。このため、ウィック１７の受熱面積を大きく確保することができるので、ウィック１７によって吸引された作動液１４を効果的に加熱することができる。 In the present embodiment, since the wick 17 is formed in a flat plate shape extending in the horizontal direction and disposed on the bottom wall portion 152, the flat portion 173 on the bottom wall portion 152 side of the wick 17 is the bottom wall. Heat can be received from the heating element 3 via the part 152. For this reason, since the heat receiving area of the wick 17 can be ensured large, the working fluid 14 sucked by the wick 17 can be effectively heated.

また、本実施形態では、ウィック１７のうち蒸発室１５６内に位置する部位に、上下方向に延びる貫通孔１７２を形成しているので、底壁部１５２で加熱されて蒸発した蒸気を貫通孔１７２からウィック１７の上方側へ速やかに逃がすことができる。このため、蒸気がウィック１７内に滞留してウィック１７の内部を加熱・乾燥させて作動液１４の吸引を妨げてしまうことを抑制できる。 Further, in the present embodiment, since a through hole 172 extending in the vertical direction is formed in a portion of the wick 17 located in the evaporation chamber 156, the vapor heated and evaporated by the bottom wall portion 152 is passed through the through hole 172. Can be quickly released to the upper side of the wick 17. For this reason, it can suppress that vapor | steam retains in the wick 17, and the inside of the wick 17 is heated and dried and the suction | inhalation of the working fluid 14 is prevented.

また、本実施形態では、底壁部１５２のうち貫通孔１７２よりも液溜め室１５７ａ側に位置する部位に、底壁部１５２内における熱伝導を抑制する周状の断熱溝１５２ａを形成し、底壁部１５２のうち周状の断熱溝１５２ａの内側部位１５２ｂを発熱体３と接触させている。 In the present embodiment, a circumferential heat insulating groove 152a that suppresses heat conduction in the bottom wall portion 152 is formed in a portion of the bottom wall portion 152 that is located closer to the liquid reservoir chamber 157a than the through hole 172, An inner portion 152b of the circumferential heat insulating groove 152a in the bottom wall portion 152 is in contact with the heating element 3.

このため、ウィック１７のうち貫通孔１７２近傍部位では受熱が良好に行われるのに対し、ウィック１７のうち貫通孔１７２から離れた部位（液溜め室１５７ａ側の部位）では受熱が抑制される。 For this reason, heat reception is performed satisfactorily in the vicinity of the through-hole 172 in the wick 17, whereas heat reception is suppressed in a portion of the wick 17 away from the through-hole 172 (portion on the liquid reservoir chamber 157a side).

その結果、底壁部１５２で加熱されて蒸発した蒸気を貫通孔１７２からウィック１７の上方側へより速やかに逃がすことができるので、蒸気がウィック１７内に滞留してウィック１７の内部を加熱・乾燥させて作動液１４の吸引を妨げてしまうことをより回避できる。 As a result, the vapor that is heated and evaporated by the bottom wall portion 152 can be more quickly released from the through hole 172 to the upper side of the wick 17, so that the steam stays in the wick 17 and heats the inside of the wick 17. It can be avoided more that the suction of the hydraulic fluid 14 is prevented by drying.

よって、ウィック１７内の作動液１４の流れが途切れないようにすることができるとともに、発熱体３の熱がケース１５に逃げるというロス（熱損失）を抑制することができる。 Therefore, the flow of the hydraulic fluid 14 in the wick 17 can be prevented from being interrupted, and loss (heat loss) in which the heat of the heating element 3 escapes to the case 15 can be suppressed.

因みに、本例では、ケース１５内を減圧することなく大気圧にし、外部熱源の温度を２３０℃にしており、作動時には、高圧室１５６の温度が１０２℃、低圧室１５７の温度が９７℃になるようにしている。 Incidentally, in this example, the inside of the case 15 is set to atmospheric pressure without reducing pressure, the temperature of the external heat source is set to 230 ° C., and the temperature of the high pressure chamber 156 is set to 102 ° C. and the temperature of the low pressure chamber 157 is set to 97 ° C. during operation. It is trying to become.

ここで、作動液１４の沸点は作動液１４の材料とケース１５内の圧力で決まるため、例えば作動液１４にアルコールを用い、ケース１５内を真空にすれば外部熱源の温度が零度以下でも適用可能である。外部熱源の温度が低い場合には、ウィック１７やボイラー部１１の構造体（ケース１５等）に耐熱性を持たせる必要はないので、ウィック１７やボイラー部１１の材料として耐熱性の低い材料（樹脂等）を用いることができる。 Here, since the boiling point of the hydraulic fluid 14 is determined by the material of the hydraulic fluid 14 and the pressure in the case 15, for example, if alcohol is used for the hydraulic fluid 14 and the inside of the case 15 is evacuated, the temperature of the external heat source can be applied below zero degree Is possible. When the temperature of the external heat source is low, it is not necessary to impart heat resistance to the structure of the wick 17 and the boiler part 11 (case 15 and the like). Therefore, a material having low heat resistance as the material of the wick 17 and the boiler part 11 ( Resin or the like).

（第１実施形態）
本第１実施形態では、図５に示すように、上記形態に対してボイラー部１１の構成が変更されている。以下、上記形態に対する変更点を説明する。 (First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the configuration of the boiler unit 11 is changed with respect to the above embodiment. Hereinafter, changes to the above embodiment will be described.

液溜め室１５７ａは、ウィック１７の上方側に配置されている。換言すれば、ケース１５の底壁部１５２と液溜め室１５７ａとの間にウィック１７が介在している。したがって、ウィック１７は、発熱体３から液溜め室１５７ａに至る熱伝達経路中に介在することとなる。 The liquid storage chamber 157 a is disposed on the upper side of the wick 17. In other words, the wick 17 is interposed between the bottom wall portion 152 of the case 15 and the liquid reservoir chamber 157a. Therefore, the wick 17 is interposed in the heat transfer path from the heating element 3 to the liquid storage chamber 157a.

図５の例では、円筒状のケース１５の下方部が残余の部位よりも拡径されており、拡径された下方部にウィック１７が配置され、ウィック１７の上方側に位置する部位（拡径されていない部位）に液溜め室１５７ａが形成されている。 In the example of FIG. 5, the lower part of the cylindrical case 15 has a larger diameter than the remaining part, the wick 17 is arranged in the lower part of the enlarged diameter, and the part (expanded) located above the wick 17. A liquid reservoir chamber 157a is formed in a portion not having a diameter.

ウィック１７は、互いに積層された複数の繊維層を有する繊維集合体（繊維層積層体）である。本例では、ウィック１７は、熱可塑性樹脂繊維であるアラミド繊維とロックウール粒子の混合体になっている。 The wick 17 is a fiber assembly (fiber layer laminate) having a plurality of fiber layers laminated to each other. In this example, the wick 17 is a mixture of aramid fibers, which are thermoplastic resin fibers, and rock wool particles.

図６は、図５のウィック１７の近傍部位を示す断面図である。ウィック１７は、積層された複数の円板状素材が一体的に接合されることによって形成されている。図６では、図示の都合上、円板状素材同士の界面部を細実線で示している。ウィック１７を構成する複数の円板状素材は、ウィック１７の吸引部１７５側からウィック１７の受熱部１７６側に向かって積層されている。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing the vicinity of the wick 17 of FIG. The wick 17 is formed by integrally joining a plurality of stacked disc-shaped materials. In FIG. 6, for convenience of illustration, the interface between the disk-shaped materials is indicated by a thin solid line. A plurality of disk-shaped materials constituting the wick 17 are laminated from the suction portion 175 side of the wick 17 toward the heat receiving portion 176 side of the wick 17.

ウィック１７の吸引部１７５とは、液溜め室１５７ａの作動液１４を吸引する部位のことである。ウィック１７の受熱部１７６とは、発熱体３からの熱を受熱する部位のことである。 The suction part 175 of the wick 17 is a part that sucks the hydraulic fluid 14 in the liquid storage chamber 157a. The heat receiving portion 176 of the wick 17 is a portion that receives heat from the heating element 3.

図５の例では、液溜め室１５７ａが蒸発室１５６の上面側に配置されているので、ウィック１７の吸引部１７５はウィック１７の上面部で構成され、ウィック１７の受熱部１７６はウィック１７の下面部で構成されている。したがって、ウィック１７を構成する複数の円板状素材はウィック１７の厚さ方向に積層されている。 In the example of FIG. 5, since the liquid reservoir chamber 157 a is disposed on the upper surface side of the evaporation chamber 156, the suction portion 175 of the wick 17 is configured by the upper surface portion of the wick 17, and the heat receiving portion 176 of the wick 17 It consists of a bottom surface. Therefore, the plurality of disk-shaped materials constituting the wick 17 are stacked in the thickness direction of the wick 17.

図示を省略しているが、ウィック１７の各繊維層は、ウィック１７の厚さ方向と直交する方向（水平方向）に延びている。換言すれば、ウィック１７の各繊維層は、ウィック１７の板面と平行に延びている。 Although not shown, each fiber layer of the wick 17 extends in a direction (horizontal direction) orthogonal to the thickness direction of the wick 17. In other words, each fiber layer of the wick 17 extends in parallel with the plate surface of the wick 17.

このようなウィック１７の製造方法の概要を図７に基づいて説明する。まず図７（ａ）に示すように板状素材Ｗ１を用意する。 An outline of a method for manufacturing such a wick 17 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 7A, a plate material W1 is prepared.

板状素材Ｗ１は、互いに積層された複数の繊維層を有する繊維集合体（繊維層積層体）であり、紙すきの手法を繰り返すことで所定の厚さに形成されている。本例では、板状素材Ｗ１は、熱可塑性樹脂繊維であるアラミド繊維とロックウール粒子の混合体になっている。また、本例では、板状素材Ｗ１として厚さ４ｍｍ程度の薄いものを用いている。 The plate-like material W1 is a fiber assembly (fiber layer laminate) having a plurality of fiber layers laminated to each other, and is formed to a predetermined thickness by repeating the paper-making method. In this example, the plate-like material W1 is a mixture of aramid fibers, which are thermoplastic resin fibers, and rock wool particles. In this example, a thin material having a thickness of about 4 mm is used as the plate-like material W1.

図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ部拡大図である。図７（ｂ）では、図示の都合上、繊維層相互間の界面を細実線で示している。図７（ｂ）に示すように、板状素材Ｗ１を構成する複数の繊維層は、板状素材Ｗ１の厚さ方向に積層されている。換言すれば、板状素材Ｗ１を構成する複数の繊維層は板状素材Ｗ１の板面と平行に延びている。 FIG.7 (b) is the A section enlarged view of Fig.7 (a). In FIG.7 (b), the interface between fiber layers is shown with the thin continuous line for convenience of illustration. As shown in FIG.7 (b), the some fiber layer which comprises the plate-shaped raw material W1 is laminated | stacked on the thickness direction of the plate-shaped raw material W1. In other words, the plurality of fiber layers constituting the plate material W1 extend in parallel with the plate surface of the plate material W1.

次いで、図７（ｃ）に示すように、板状素材Ｗ１を切断して多数の円板状素材Ｗ２を得る。このとき、多数の円板状素材Ｗ２の外径寸法を同一寸法に揃えるようにする。 Next, as shown in FIG. 7C, the plate-shaped material W1 is cut to obtain a large number of disk-shaped materials W2. At this time, the outer diameters of a large number of disk-shaped materials W2 are made to be the same.

次いで、図７（ｄ）に示すように、多数の円板状素材Ｗ２を、その厚さ方向に隙間なく積層して円板状の配列体Ｗ３を得る。 Next, as shown in FIG. 7D, a large number of disk-shaped materials W2 are stacked without gaps in the thickness direction to obtain a disk-shaped array W3.

このようにして得られた円板状の配列体Ｗ３では、その厚さ方向と直交する方向に繊維層が延びることとなる。換言すれば、平板状の配列体Ｗ３は、その板面に対して平行な方向に延びる繊維層を有することとなる。 In the disk-shaped array W3 obtained in this way, the fiber layer extends in a direction perpendicular to the thickness direction. In other words, the flat array W3 has a fiber layer extending in a direction parallel to the plate surface.

次いで、図７（ｅ）に示すように、平板状の配列体Ｗ３を治具Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３にセットして熱プレスすることにより、配列体Ｗ３の円板状素材Ｗ２同士を接合させて円板状のウィック１７を得ることができる。 Next, as shown in FIG. 7E, the plate-like material W2 of the array W3 is joined to each other by setting the flat array W3 on the jigs J1, J2 and J3 and performing hot pressing. A disk-like wick 17 can be obtained.

このようにして得られたウィック１７では、その厚さ方向と直交する方向に繊維層が延びることとなる。そして、ウィック１７の繊維層同士の界面部では、残余の部位（繊維層を構成する部位）よりも空隙の連続性が高くなる。 In the wick 17 obtained in this way, the fiber layer extends in a direction orthogonal to the thickness direction. And in the interface part of the fiber layers of the wick 17, the continuity of a space | gap becomes higher than the remaining site | part (site | part which comprises a fiber layer).

このため、ウィック１７は、その厚さ方向における空隙の連続性が、その厚さ方向と直交する方向（板面と平行な方向）における空隙の連続性よりも低くなるので、空隙の連続性の高い部位と空隙の連続性の低い部位とが厚さ方向に交互に現れる構造を有することとなる。 For this reason, the continuity of the gap in the thickness direction of the wick 17 is lower than the continuity of the gap in the direction perpendicular to the thickness direction (the direction parallel to the plate surface). It will have the structure where a high part and a part with low continuity of a space | gap appear alternately in the thickness direction.

本例では、治具Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３は、ステンレス製のリングＪ１、ステンレス製の円形プレートＪ２およびステンレス製の円柱Ｊ３で構成されている。熱プレスの加工条件としては、例えば温度：３００℃、加圧力：５０トン、プレス時間：２０分が好ましい。すなわち、各短冊状素材Ｗ２のアラミド繊維（熱可塑性樹脂）が軟化する温度で熱プレスすることによって、短冊状素材Ｗ２同士を接合させることができる。 In this example, the jigs J1, J2, and J3 are constituted by a stainless steel ring J1, a stainless steel circular plate J2, and a stainless steel cylinder J3. As processing conditions for the hot press, for example, temperature: 300 ° C., pressure: 50 tons, and press time: 20 minutes are preferable. That is, the strip-shaped materials W2 can be joined to each other by hot pressing at a temperature at which the aramid fibers (thermoplastic resin) of the strip-shaped materials W2 are softened.

プレス時間経過後、加圧力を加えて圧縮したまま冷却することによって、繊維間の空隙を縮めることができる。また、加圧力を加えて圧縮したまま冷却することによって、繊維同士の密着力を高めることができるので、ウィック１７の強度を高めることができる。 After the pressing time has elapsed, the gap between the fibers can be reduced by cooling while applying pressure and compressing. Moreover, since the contact | adhesion power of fibers can be raised by cooling with applying pressure and compressing, the intensity | strength of the wick 17 can be raised.

本例では、プレート１９の外周部がケース１５の一部を構成しており、プレート１９には、液溜め室１５７ａから吸引部１７５に吸引される作動液１４が流通する流通口１９２が形成されている。換言すれば、プレート１９は、流通口１９２を形成する流通口形成部材の役割をも果たしている。 In this example, the outer peripheral portion of the plate 19 constitutes a part of the case 15, and the plate 19 is formed with a flow port 192 through which the working liquid 14 sucked from the liquid reservoir chamber 157 a to the suction portion 175 flows. ing. In other words, the plate 19 also serves as a flow port forming member that forms the flow port 192.

流通口１９２は、ウィック１７の表裏を貫通する溝状に形成されている。本例では、流通口１９２は、ウィック１７と同心の環状溝で構成されている。 The circulation port 192 is formed in a groove shape penetrating the front and back of the wick 17. In this example, the circulation port 192 is configured by an annular groove concentric with the wick 17.

図５に示すように、ケース１５の底壁部１５２には排気通路２１が形成されている。具体的には、排気通路２１は、底壁部１５２のうちウィック１７との当接部に形成された溝２２によって構成されている。なお、変形例として、底壁部１５２とは別体に成形されたプレート状の部材に溝２２が形成されていて、このプレート状の部材が底壁部１５２とウィック１７との間に配置されているようになっていてもよい。 As shown in FIG. 5, the exhaust passage 21 is formed in the bottom wall portion 152 of the case 15. Specifically, the exhaust passage 21 is configured by a groove 22 formed in a contact portion of the bottom wall portion 152 with the wick 17. As a modification, the groove 22 is formed in a plate-like member formed separately from the bottom wall portion 152, and this plate-like member is disposed between the bottom wall portion 152 and the wick 17. It may be like that.

溝２２は、ウィック１７の貫通孔１７２と重合するように形成されている。したがって、ウィック１７の貫通孔１７２は、排気通路２１と連通している。 The groove 22 is formed so as to overlap with the through hole 172 of the wick 17. Therefore, the through hole 172 of the wick 17 communicates with the exhaust passage 21.

溝２２のパターンとしては、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように種々のパターンを用いることが可能である。例えば図８（ａ）の例のように、溝２２のパターンは、１つの円形溝と、円形溝と放射状に交差する長短２種類の複数の直線溝とを組み合わせたものにすることができる。 As the pattern of the groove 22, various patterns can be used as shown in FIGS. For example, as in the example of FIG. 8A, the pattern of the groove 22 can be a combination of one circular groove and a plurality of linear grooves of two types of long and short that radially intersect the circular groove.

例えば図８（ｂ）に示すように、溝２２のパターンは、複数の直線溝を互いに直交するように組み合わせたものにしてもよい。また、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、直線溝同士のピッチ等を適宜変形可能である。 For example, as shown in FIG. 8B, the pattern of the grooves 22 may be a combination of a plurality of linear grooves so as to be orthogonal to each other. Further, as shown in FIGS. 8C and 8D, the pitch of the linear grooves can be appropriately modified.

なお、図５の例では、ウィック１７とプレート１９との間に、蒸気漏れを防止するためのゴムシール１９ａが配置されている。ゴムシール１９ａには、プレート１９の流通口１９２と重合する環状溝が形成されている。また、図５の例では、ケース１５のうちウィック１７の側方部位には、蒸気圧測定用センサが接続される蒸気圧ポート１５８が形成されている。 In the example of FIG. 5, a rubber seal 19 a for preventing steam leakage is disposed between the wick 17 and the plate 19. The rubber seal 19 a is formed with an annular groove that overlaps with the flow port 192 of the plate 19. In the example of FIG. 5, a vapor pressure port 158 to which a vapor pressure measuring sensor is connected is formed in a side portion of the wick 17 in the case 15.

また、図５の例では、凝縮部１３がケース１５内に形成されている。すなわち、エンジン１２１から低圧室１５７に排出された蒸気は、低圧室１５７で凝縮されて作動液１４に復液する。もちろん、上記した本発明の前提となる形態と同様に、凝縮部１３が、ケース１５とは別の容器で形成されていてもよい。 In the example of FIG. 5, the condensing part 13 is formed in the case 15. That is, the steam discharged from the engine 121 to the low pressure chamber 157 is condensed in the low pressure chamber 157 and returned to the working fluid 14. Of course, the condensation part 13 may be formed with the container different from the case 15 similarly to the form used as the premise of the above-mentioned this invention.

本実施形態においても、ウィック１７内の空隙を十分に小さくして、ウィック１７の毛管力による圧力ΔＰが、高圧室１５６の圧力ＰＨと低圧室１５７の圧力ＰＬとの圧力差（ＰＨ−ＰＬ）よりも大きくなるようにしている（ΔＰ＞ＰＨ−ＰＬ）。 Also in this embodiment, the gap in the wick 17 is made sufficiently small so that the pressure ΔP due to the capillary force of the wick 17 is the pressure difference (PH−PL) between the pressure PH of the high pressure chamber 156 and the pressure PL of the low pressure chamber 157. (ΔP> PH−PL).

このため、低圧の液溜め室１５７ａに溜まった作動液１４は、ウィック１７の上面部で構成された吸引部１７５から吸引され、ウィック１７の下面部で構成された受熱部１７６に到達し、受熱部１７６で蒸発する。 For this reason, the working fluid 14 accumulated in the low-pressure liquid reservoir chamber 157 a is sucked from the suction portion 175 configured by the upper surface portion of the wick 17, reaches the heat receiving portion 176 configured by the lower surface portion of the wick 17, and receives heat Evaporates in part 176.

本実施形態によると、ウィック１７の繊維層が吸引部１７５側から受熱部１７６側に向かって積層されているので、ウィック１７内において、吸引部１７５側から受熱部１７６側に向かって空隙の連続性の高い部位と空隙の連続性の低い部位とが交互に現れることとなる。 According to this embodiment, since the fiber layer of the wick 17 is laminated from the suction part 175 side toward the heat receiving part 176 side, a continuous gap is formed in the wick 17 from the suction part 175 side toward the heat receiving part 176 side. Highly characteristic parts and low continuity parts of voids appear alternately.

このため、吸引部１７５から受熱部１７６までの空隙のつながりが複雑になるので、蒸気が受熱部１７６側から吸引部１７５側へ空隙を通じて逆流することを抑制することができ、ひいては液溜め室１５７ａから蒸発室１５６への作動液１４の供給性を向上できる。 For this reason, since the connection of the gap from the suction part 175 to the heat receiving part 176 becomes complicated, it is possible to suppress the backflow of steam from the heat receiving part 176 side to the suction part 175 side through the gap, and as a result, the liquid reservoir chamber 157a. Therefore, it is possible to improve the supply of the working fluid 14 to the evaporation chamber 156.

特に、本実施形態では、ウィック１７は、繊維層の延びる方向と板面の延びる方向とが平行な平板状に形成されているので、ウィック１７の形状安定性および強度に優れ、ウィック１７の製造も容易である。 In particular, in the present embodiment, the wick 17 is formed in a flat plate shape in which the extending direction of the fiber layer and the extending direction of the plate surface are parallel to each other. Therefore, the wick 17 is excellent in shape stability and strength, and the wick 17 is manufactured. Is also easy.

また、ウィック１７は、発熱体３から液溜め室１５７ａに至る熱伝達経路中に介在しているので、発熱体３から液溜め室１５７ａの作動液１４への伝熱をウィック１７によって抑制することができる。このため、液溜め室１５７ａの断熱性を向上できるので、液溜め室１５７ａの作動液１４が蒸発して出力効率の低下を招くことを抑制できる。 Further, since the wick 17 is interposed in the heat transfer path from the heating element 3 to the liquid storage chamber 157a, the wick 17 suppresses heat transfer from the heating element 3 to the working fluid 14 in the liquid storage chamber 157a. Can do. For this reason, since the heat insulation of the liquid storage chamber 157a can be improved, it can suppress that the working fluid 14 of the liquid storage chamber 157a evaporates and the output efficiency falls.

また、ウィック１７は平板状に形成され、その一方の板面（下方側の板面）が受熱部１７６を構成しているので、ウィック１７の受熱部１７６の面積を大きく確保でき、ひいては伝熱性を向上できる。 Further, the wick 17 is formed in a flat plate shape, and one plate surface (lower plate surface) constitutes the heat receiving portion 176, so that a large area of the heat receiving portion 176 of the wick 17 can be secured, and as a result, the heat transfer property. Can be improved.

また、ウィック１７は、製造過程において圧縮（熱プレス）され、ボイラー部１１に組み付けられた状態ではプレート１９から荷重を受けてさらに圧縮されている。それらの結果、ウィック１７の空隙が極小化されることとなるので、ウィック１７の毛管力による圧力ΔＰをより大きくすることができ、ひいては液溜め室１５７ａから蒸発室１５６への作動液１４の供給性を一層向上できる。 Further, the wick 17 is compressed (hot press) in the manufacturing process, and is further compressed by receiving a load from the plate 19 in a state where the wick 17 is assembled to the boiler unit 11. As a result, since the gap of the wick 17 is minimized, the pressure ΔP due to the capillary force of the wick 17 can be further increased. As a result, the supply of the working fluid 14 from the liquid reservoir chamber 157a to the evaporation chamber 156 is achieved. Can be further improved.

また、本実施形態では、ケース１５の底壁部１５２に排気通路２１が形成されているので、ウィック１７の下面から蒸発した作動液１４の蒸気は排気通路２１を経てウィック１７の貫通孔１７２に到達し、ウィック１７の貫通孔１７２に到達した蒸気はウィック１７の上方側に排気される。 In the present embodiment, the exhaust passage 21 is formed in the bottom wall portion 152 of the case 15, so that the vapor of the working fluid 14 evaporated from the lower surface of the wick 17 passes through the exhaust passage 21 and enters the through hole 172 of the wick 17. The vapor that reaches and reaches the through hole 172 of the wick 17 is exhausted to the upper side of the wick 17.

このため、ウィック１７の下面から蒸発した蒸気をウィック１７の上方側へ逃げ易くすることができるので、作動液１４の蒸気の放出が良くなり、ひいては出力を向上できる。 For this reason, the vapor evaporated from the lower surface of the wick 17 can be easily escaped to the upper side of the wick 17, so that the vapor of the working fluid 14 can be released and the output can be improved.

しかも、蒸気は排気通路２１を通る間にさらに加熱されて過熱蒸気となり、蒸気圧力が増えるのでエンジン推力が増す。換言すれば、出力エネルギーが増加する。ただし、排気通路２１が増えると伝熱面積が減るので、排気性と伝熱性とはトレードオフの関係にある。 Moreover, the steam is further heated while passing through the exhaust passage 21 to become superheated steam, and the steam pressure increases, so the engine thrust increases. In other words, the output energy increases. However, since the heat transfer area decreases as the number of exhaust passages 21 increases, exhaust performance and heat transfer performance are in a trade-off relationship.

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、排気通路２１が溝２２によって構成されているが、本第２実施形態では、図９に示すように、ケース１５の底壁部１５２とウィック１７との間に、排気通路を形成する排気通路形成部材２３を挟み込むことによって排気通路２１が構成されている。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, the exhaust passage 21 is constituted by the groove 22, but in the second embodiment, as shown in FIG. 9, the exhaust passage 21 is disposed between the bottom wall portion 152 of the case 15 and the wick 17. An exhaust passage 21 is configured by sandwiching an exhaust passage forming member 23 that forms the passage.

排気通路形成部材２３は、伝熱性に優れた金属等で形成されており、ケース１５の底壁部１５２からウィック１７への伝熱をも担うようになっている。換言すれば、本実施形態では、発熱体３からウィック１７への伝熱を担う伝熱部材が、底壁部１５２を構成する部材と排気通路形成部材２３とに分割して成形されている。 The exhaust passage forming member 23 is formed of a metal or the like having excellent heat conductivity, and is also responsible for heat transfer from the bottom wall portion 152 of the case 15 to the wick 17. In other words, in this embodiment, the heat transfer member responsible for heat transfer from the heating element 3 to the wick 17 is formed by being divided into the member constituting the bottom wall portion 152 and the exhaust passage forming member 23.

図９では、排気通路形成部材２３として複数の玉状部材を用いた例を示している。玉状部材としては、例えば径φ３のベアリング玉を用いることができる。排気通路形成部材２３として複数の玉状部材を用いることによって、ケース１５の底壁部１５２とウィック１７との間に、蒸気が流通可能な空隙が形成され、この空隙が排気通路２１として機能することとなる。 FIG. 9 shows an example in which a plurality of ball-shaped members are used as the exhaust passage forming member 23. As the ball-shaped member, for example, a bearing ball having a diameter of φ3 can be used. By using a plurality of ball-shaped members as the exhaust passage forming member 23, a space through which steam can flow is formed between the bottom wall portion 152 of the case 15 and the wick 17, and this space functions as the exhaust passage 21. It will be.

また、排気通路を形成する排気通路形成部材２３として網状部材を用いてもよい。網状部材としては織金網が好適であり、例えば線形０．５ｍｍのステンレスメッシュを用いることができる。 A net-like member may be used as the exhaust passage forming member 23 that forms the exhaust passage . As the mesh member, a woven wire mesh is suitable, and, for example, a linear 0.5 mm stainless mesh can be used.

織金網は、縦線と横線が一定の間隔を保ち、１本ずつ交互に交わって織られている金網である。織金網の縦線および横線は波状に屈曲している。したがって、織金網を排気通路形成部材２３として用いることによって、ケース１５の底壁部１５２とウィック１７との間に、蒸気が流通可能な空隙が形成され、この空隙が排気通路２１として機能することとなる。 A woven wire mesh is a wire mesh in which vertical lines and horizontal lines are woven by alternately crossing one by one while maintaining a constant interval. The vertical and horizontal lines of the woven wire mesh are bent in a wave shape. Therefore, by using the woven wire net as the exhaust passage forming member 23, a gap through which steam can flow is formed between the bottom wall portion 152 of the case 15 and the wick 17, and this gap functions as the exhaust passage 21. It becomes.

このように、本実施形態においても上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。 Thus, also in this embodiment, the same effect as the second embodiment can be obtained.

（第３実施形態）
上記各実施形態では、プレート１９がウィック１７の中心部の浮き上がりを防止する役割を果たしているが、本第３実施形態では、図１０に示すように、プレート１９は、発熱体３からウィック１７への伝熱を担う伝熱板としての役割をも果たす。 (Third embodiment)
In each of the above embodiments, the plate 19 plays the role of preventing the central portion of the wick 17 from being lifted. In the third embodiment, however, the plate 19 is moved from the heating element 3 to the wick 17 as shown in FIG. Also plays a role as a heat transfer plate for heat transfer.

したがって、本実施形態のプレート１９は、熱伝導性に優れた材料にて形成されている。図１０の例では、プレート１９が扇形に複数枚に分割され、扇形の分割プレート同士の間には所定間隔の隙間が設けられている。 Therefore, the plate 19 of this embodiment is formed of a material having excellent thermal conductivity. In the example of FIG. 10, the plate 19 is divided into a plurality of sectors, and a gap of a predetermined interval is provided between the sector-shaped divided plates.

これによると、発熱体３→ケース１５の底壁部１５２→ボルト２０→プレート１９→ウィック１７という熱伝導経路が形成されるので、ウィック１７が上面側から加熱されることとなる。このため、ウィック１７の上面から作動液１４が蒸発するので、作動液１４の蒸気の放出が良くなり、ひいては出力を向上できる。 According to this, since the heat conduction path of the heating element 3 → the bottom wall portion 152 of the case 15 → the bolt 20 → the plate 19 → the wick 17 is formed, the wick 17 is heated from the upper surface side. For this reason, since the hydraulic fluid 14 evaporates from the upper surface of the wick 17, the vapor | steam discharge | release of the hydraulic fluid 14 becomes good, and an output can be improved by extension.

（第４実施形態）
上記各実施形態では、ボイラー部１１および出力部１２が共通のケース１５内に収容されているが、本第４実施形態では、図１１に示すように、ボイラー部１１がボイラー部ケース３０内に収容され、出力部１２および凝縮部１３が還流部ケース３１内に収容されている。 (Fourth embodiment)
In each of the above embodiments, the boiler unit 11 and the output unit 12 are accommodated in a common case 15, but in the fourth embodiment, as shown in FIG. 11, the boiler unit 11 is in the boiler unit case 30. The output part 12 and the condensing part 13 are accommodated in the reflux part case 31.

ボイラー部ケース３０および還流部ケース３１は、互いに離間して配置され且つ蒸気通路形成部３２および循環通路形成部３３を介して接続されている。蒸気通路形成部３２は、ボイラー部１１と出力部１２とを連通する蒸気通路３２ａを形成するものである。循環通路形成部３３は、凝縮部１３とボイラー部１１とを連通する循環通路３３ａを形成するものである。 The boiler part case 30 and the reflux part case 31 are arranged so as to be separated from each other and are connected via a steam passage forming part 32 and a circulation passage forming part 33. The steam passage forming portion 32 forms a steam passage 32 a that connects the boiler portion 11 and the output portion 12. The circulation passage forming unit 33 forms a circulation passage 33 a that allows the condensing unit 13 and the boiler unit 11 to communicate with each other.

これによると、出力部１２および凝縮部１３がボイラー部１１に対して分離配置されているので、出力部１２および凝縮部１３にボイラー部１１の熱が伝わりにくく、出力部１２および凝縮部１３の温度上昇が抑えられる。このため、出力部１２から排出される蒸気の凝集・還流性能が向上する。 According to this, since the output unit 12 and the condensing unit 13 are arranged separately from the boiler unit 11, the heat of the boiler unit 11 is not easily transmitted to the output unit 12 and the condensing unit 13, and the output unit 12 and the condensing unit 13 Temperature rise is suppressed. For this reason, the aggregation / refluxing performance of the steam discharged from the output unit 12 is improved.

なお、図１１の例では、ボイラー部ケース３０および還流部ケース３１は以下のように構成されている。 In addition, in the example of FIG. 11, the boiler part case 30 and the recirculation | reflux part case 31 are comprised as follows.

ボイラー部ケース３０は、外部熱源をなす発熱体３の上に載せられている。ボイラー部ケース３０は、水平方向に延びる２つの平板３０１、３０２と、２つの平板１５１、１５２の間で上下方向に延びる筒３０３、３０４とで構成されている。すなわち、平板３０１、３０２によってボイラー部ケース３０の上下壁部が構成され、筒３０３、３０４によってボイラー部ケース３０の側壁部が構成されている。筒３０３は筒３０４の上方側に配置されている。 The boiler case 30 is placed on the heating element 3 that forms an external heat source. The boiler case 30 is composed of two flat plates 301 and 302 extending in the horizontal direction and cylinders 303 and 304 extending in the vertical direction between the two flat plates 151 and 152. That is, the upper and lower walls of the boiler part case 30 are configured by the flat plates 301 and 302, and the side walls of the boiler part case 30 are configured by the cylinders 303 and 304. The cylinder 303 is disposed above the cylinder 304.

本例では、作動液１４として水を用いているので、平板３０１、３０２および筒３０３、３０４を、耐水性に優れたステンレスで形成するのが好ましい。平板３０１、３０２および筒３０３、３０４の相互間には、シール部材３０５、３０６、３０７が介在している。平板３０２と筒３０４との間に介在しているシール部材３０７は、環板状に形成されており、筒３０４の上下方向位置を調整するスペーサとしての役割も果たす。 In this example, since water is used as the working fluid 14, the flat plates 301 and 302 and the tubes 303 and 304 are preferably formed of stainless steel having excellent water resistance. Seal members 305, 306, and 307 are interposed between the flat plates 301 and 302 and the cylinders 303 and 304. The seal member 307 interposed between the flat plate 302 and the cylinder 304 is formed in an annular plate shape, and also serves as a spacer for adjusting the vertical position of the cylinder 304.

ボイラー部ケース３０の内部空間は、隔壁３４によって高圧室３０８と低圧室３０９とに隔てられている。隔壁３４は、ボイラー部ケース３０の下壁部３０２の上に配置された筒状壁部３４１と、筒状壁部３４１の上に被せられた板状壁部３４２とに分割形成されている。本例では、筒状壁部３４１は有底円筒状に形成され、板状壁部３４２は円板状に形成されている。筒状壁部３４１の底面部は、ウィック１７の浮き上がりを防止するプレートとしての役割を果たす。 The internal space of the boiler case 30 is separated by a partition wall 34 into a high pressure chamber 308 and a low pressure chamber 309. The partition wall 34 is divided into a cylindrical wall part 341 disposed on the lower wall part 302 of the boiler part case 30 and a plate-like wall part 342 that covers the cylindrical wall part 341. In this example, the cylindrical wall portion 341 is formed in a bottomed cylindrical shape, and the plate-like wall portion 342 is formed in a disc shape. The bottom surface portion of the cylindrical wall portion 341 serves as a plate that prevents the wick 17 from being lifted.

隔壁３４は、高圧室（蒸発室）３０８の蒸気が冷えて凝縮しないよう、例えば耐熱樹脂のような耐熱性のある断熱素材で形成されている。 The partition wall 34 is formed of a heat-resistant heat-insulating material such as a heat-resistant resin so that the vapor in the high-pressure chamber (evaporation chamber) 308 is not cooled and condensed.

蒸発室３０８には蒸気通路３２ａが連通している。蒸気通路３２ａを形成する蒸気通路形成部３２は、ボイラー部ケース３０の上壁部３０１を貫通し、隔壁３４の板状壁部３４２に接続されている。蒸気通路形成部３２には、蒸気圧を測定するためのセンサ３５が配置されている。 A vapor passage 32 a communicates with the evaporation chamber 308. The steam passage forming portion 32 that forms the steam passage 32 a passes through the upper wall portion 301 of the boiler case 30 and is connected to the plate-like wall portion 342 of the partition wall 34. A sensor 35 for measuring the vapor pressure is arranged in the vapor passage forming part 32.

低圧室３０９には循環通路３３ａが連通している。循環通路３３ａを形成する循環通路形成部３３は、ボイラー部ケース３０の上壁部３０１に接続されている。 A circulation passage 33a communicates with the low pressure chamber 309. The circulation passage forming portion 33 that forms the circulation passage 33 a is connected to the upper wall portion 301 of the boiler portion case 30.

低圧室３０９のうちボイラー部ケース３０の筒３０３、３０４と隔壁３４の筒状壁部３４１との間に位置する空間は、蒸発室３０８に供給される作動液１４を溜める液溜め室３０９ａを構成している。つまり、液溜め室３０９ａは、蒸発室３０８の水平方向側に配置されている。 A space located between the tubes 303 and 304 of the boiler case 30 and the cylindrical wall portion 341 of the partition wall 34 in the low pressure chamber 309 constitutes a liquid reservoir chamber 309 a for storing the working fluid 14 supplied to the evaporation chamber 308. is doing. That is, the liquid reservoir chamber 309 a is disposed on the horizontal direction side of the evaporation chamber 308.

ボイラー部ケース３０の底壁部（下壁部）３０２と隔壁３４の筒状壁部３４１との間には、ウィック１７が挟み込まれている。ウィック１７は、筒状壁部３０１から荷重を受けて圧縮された状態でボイラー部ケース３０内に保持されている。 The wick 17 is sandwiched between the bottom wall portion (lower wall portion) 302 of the boiler case 30 and the cylindrical wall portion 341 of the partition wall 34. The wick 17 is held in the boiler case 30 in a state where the wick 17 is compressed by receiving a load from the cylindrical wall portion 301.

ボイラー部ケース３０の底壁部３０２は発熱体３と熱的に接続されているので、ウィック１７はボイラー部ケース３０の底壁部３０２を介して発熱体３から受熱することとなる。したがって、ボイラー部ケース３０の底壁部３０２は、伝熱部材の役割を果たす。 Since the bottom wall 302 of the boiler case 30 is thermally connected to the heating element 3, the wick 17 receives heat from the heating element 3 through the bottom wall 302 of the boiler case 30. Therefore, the bottom wall 302 of the boiler case 30 serves as a heat transfer member.

還流部ケース３１は、ボイラー部ケース３０の上方側に配置されている。出力部１２は、還流部ケース３１の下面中央部に取り付けられている。還流部ケース３１の下面外周側部位には、循環通路３３ａを形成する循環通路形成部３３が接続されている。凝縮部１３は、ボイラー部ケース３０の内部空間のうち出力部１２の周囲の空間によって構成されている。 The reflux part case 31 is disposed above the boiler part case 30. The output unit 12 is attached to the center of the lower surface of the reflux unit case 31. A circulation passage forming portion 33 that forms a circulation passage 33 a is connected to the outer peripheral side portion of the lower surface of the reflux portion case 31. The condensing unit 13 is configured by a space around the output unit 12 in the internal space of the boiler unit case 30.

ボイラー部ケース３０には、ファン１ｄの回転数を測定するためのセンサ３６が固定されている。 A sensor 36 for measuring the rotational speed of the fan 1d is fixed to the boiler case 30.

上記構成によると、発熱体３の熱は、ボイラー部ケース３０の底壁部３０２を介して蒸発室３０８内の作動液１４に伝わり、作動液１４が蒸発する。蒸発室３０８で発生した蒸気は、蒸気通路３２ａを通じて出力部１２に供給される。これにより、蒸気のエネルギーが機械的エネルギーに変換される。 According to the above configuration, the heat of the heating element 3 is transmitted to the hydraulic fluid 14 in the evaporation chamber 308 via the bottom wall portion 302 of the boiler unit case 30, and the hydraulic fluid 14 evaporates. The steam generated in the evaporation chamber 308 is supplied to the output unit 12 through the steam passage 32a. Thereby, the energy of the steam is converted into mechanical energy.

出力部１２から排出された蒸気は凝縮部１３にて大気中に放熱して凝縮し、凝縮部１３で凝縮した作動液１４は循環通路３３ａを通じて低圧室３０９に還流して液溜め室３０９ａに溜まる。液溜め室３０９ａに溜まった作動液１４は、ウィック１７に吸引されて蒸発室３０８に供給されて蒸発する。 Vapor discharged from the output unit 12 dissipates heat into the atmosphere at the condensing unit 13 and condenses, and the working fluid 14 condensed at the condensing unit 13 returns to the low-pressure chamber 309 through the circulation passage 33a and accumulates in the liquid storage chamber 309a. . The working fluid 14 accumulated in the liquid reservoir chamber 309a is sucked into the wick 17 and supplied to the evaporation chamber 308 to evaporate.

このように、本実施形態においても、液溜め室３０９ａの作動液１４を高圧の蒸発室３０８へ外部エネルギーを用いることなく送還することができる。 Thus, also in this embodiment, the working fluid 14 in the liquid reservoir chamber 309a can be returned to the high-pressure evaporation chamber 308 without using external energy.

図示を省略しているが、本実施形態においても、上記第１、第２実施形態と同様の排気通路２１をボイラー部ケース３０の底壁部３０２に形成することができる。これにより、ウィック１７の下面から蒸発した蒸気をウィック１７の上方側へ逃げ易くすることができ、ひいては出力を向上できる。 Although illustration is omitted, also in the present embodiment, the exhaust passage 21 similar to that in the first and second embodiments can be formed in the bottom wall portion 302 of the boiler case 30. As a result, the vapor evaporated from the lower surface of the wick 17 can be easily escaped to the upper side of the wick 17, and the output can be improved.

（第５実施形態）
本第５実施形態は、上記各実施形態におけるウィック１７の貫通孔１７２の具体的構成例を示すものである。 (Fifth embodiment)
The fifth embodiment shows a specific configuration example of the through hole 172 of the wick 17 in each of the above embodiments.

図１２の例では、ウィック１７の表裏を貫通する貫通孔１７２は、ウィック１７の板面方向に延びる溝状に形成されている。より具体的には、貫通孔１７２は、ウィック１７の中心から四方に放射状に延びる十字溝状に形成されている。 In the example of FIG. 12, the through-hole 172 that passes through the front and back of the wick 17 is formed in a groove shape extending in the plate surface direction of the wick 17. More specifically, the through hole 172 is formed in a cross groove shape extending radially from the center of the wick 17 in four directions.

図１３の変形例では、貫通孔１７２は、多数個分散して形成されている。より具体的には、貫通孔１７２は多数個の円形孔で構成されており、多数個の円形孔はウィック１７の板面に分散配置されている。 In the modification of FIG. 13, a large number of through holes 172 are dispersed. More specifically, the through-hole 172 is composed of a large number of circular holes, and the large number of circular holes are distributed on the plate surface of the wick 17.

これによると、貫通孔１７２の縁（界面）から蒸気が発生するので、蒸気量を向上することができ、ひいては出力を向上できる。特に図１２、図１３の例では、貫通孔１７２の縁（界面）の全長を長くすることができる。このため、蒸気量をより向上することができ、ひいては出力をより向上できる。 According to this, since steam is generated from the edge (interface) of the through-hole 172, the amount of steam can be improved, and the output can be improved. In particular, in the example of FIGS. 12 and 13, the entire length of the edge (interface) of the through hole 172 can be increased. For this reason, the amount of steam can be further improved, and as a result, the output can be further improved.

なお、図１２、図１３の例では、プレート１９が網板で構成されている。これにより、貫通孔１７２が広範囲にわたって形成されていても、貫通孔１７２の縁（界面）からの蒸気の放出を妨げることなく、ウィック１７の浮き上がりを防止できる。 In the examples of FIGS. 12 and 13, the plate 19 is a net plate. Thereby, even if the through-hole 172 is formed over a wide range, the wick 17 can be prevented from being lifted without hindering the release of vapor from the edge (interface) of the through-hole 172.

（第６実施形態）
本第６実施形態では、図１４に示すように熱機関を太陽熱発電機に適用している。太陽熱発電機４０は例えば住宅Ｈ１の屋根のような太陽Ｓ１からの光ＳＬが当たりやすい場所に設置され、ボイラー部４１、出力部４２、および凝縮部４３に大別される。 (Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, a heat engine is applied to a solar power generator as shown in FIG. The solar power generator 40 is installed in a place where the light SL from the sun S1 is easy to hit, such as the roof of the house H1, and is roughly divided into a boiler unit 41, an output unit 42, and a condensing unit 43.

ボイラー部４１では、作動液４４が太陽熱によって加熱されて蒸発する。出力部４２は、ボイラー部４１で蒸発した蒸気によって発電を行う。凝縮部４３は、出力部４２通過後の蒸気を凝縮させて復液させる。凝縮部４３で復液した作動液４４はボイラー部４１に還流する。 In the boiler unit 41, the hydraulic fluid 44 is heated by solar heat and evaporated. The output unit 42 generates power using the steam evaporated in the boiler unit 41. The condensing unit 43 condenses the vapor that has passed through the output unit 42 to condense it. The working fluid 44 recovered by the condensing unit 43 is returned to the boiler unit 41.

ボイラー部４１は、その外殻を形成するケース４１１と、ケース４１１内の上下方向略中央部に配置されたウィック４１２とを有している。ウィック４１２は、ケース４１１の内部空間を上下２つの空間４１１ａ、４１１ｂに区画している。 The boiler unit 41 includes a case 411 that forms an outer shell thereof, and a wick 412 that is disposed in a substantially central portion in the vertical direction in the case 411. The wick 412 divides the internal space of the case 411 into two upper and lower spaces 411a and 411b.

ケース４１１内においてウィック４１２の下方側に形成された空間４１１ａは、凝縮部４３から還流した作動液４４を溜める液溜め室を構成している。ウィック４１２の下面は、液溜め室４１１ａの作動液４４を吸引する吸引部４１２ａを構成している。 A space 411 a formed on the lower side of the wick 412 in the case 411 constitutes a liquid reservoir chamber in which the working fluid 44 refluxed from the condensing unit 43 is accumulated. The lower surface of the wick 412 constitutes a suction part 412a that sucks the hydraulic fluid 44 in the liquid storage chamber 411a.

ケース４１１内においてウィック４１２の上方側に形成された空間４１１ｂは、作動液４４が太陽熱によって加熱されて蒸発する蒸発室を構成している。 A space 411b formed above the wick 412 in the case 411 constitutes an evaporation chamber in which the working liquid 44 is heated by solar heat and evaporated.

ケース４１１の上面は、太陽光ＳＬを透過するガラス窓４１１ｃで構成されている。ガラス窓４１１ｃは、太陽光を蒸発室４１１ｂに取り入れる太陽光取入部の機能を果たす。ウィック４１２の上面は、ガラス窓４１１ｃから取り入れられた太陽光を受けて加熱される受熱部４１２ｂを構成している。 The upper surface of the case 411 includes a glass window 411c that transmits sunlight SL. The glass window 411c functions as a sunlight intake unit that takes sunlight into the evaporation chamber 411b. The upper surface of the wick 412 constitutes a heat receiving portion 412b that is heated by receiving sunlight taken in from the glass window 411c.

ウィック４１２は、その毛管力による圧力ΔＰが、高圧の蒸発室４１１ｂの圧力ＰＨと低圧の液溜め室４１１ａの圧力ＰＬとの圧力差（ＰＨ−ＰＬ）よりも大きくなるように構成されている（ΔＰ＞ＰＨ−ＰＬ）。これにより、ウィック４１２は、低圧の液溜め室４１１ａの作動液１４を毛管力によって吸引して高圧の蒸発室４１１ｂに供給することができる。 The wick 412 is configured such that the pressure ΔP due to the capillary force is larger than the pressure difference (PH−PL) between the pressure PH of the high-pressure evaporation chamber 411b and the pressure PL of the low-pressure liquid storage chamber 411a ( ΔP> PH-PL). Accordingly, the wick 412 can suck the hydraulic fluid 14 in the low-pressure reservoir chamber 411a by the capillary force and supply it to the high-pressure evaporation chamber 411b.

本例では、ウィック４４は、互いに積層された複数の繊維層を有する繊維集合体であり、熱可塑性樹脂繊維であるアラミド繊維とロックウール粒子の混合体で構成されている。上記第２実施形態と同様に、ウィック４４の各繊維層は吸引部４１２ａ側から受熱部４１２ｂ側に向かって積層されている。換言すれば、ウィック４４は、吸引部４１２ａ側から受熱部４１２ｂ側に向かって空隙の連続性の高い部位と空隙の連続性の低い部位とが交互に現れる構造を有している。 In this example, the wick 44 is a fiber assembly having a plurality of fiber layers stacked on each other, and is composed of a mixture of aramid fibers, which are thermoplastic resin fibers, and rock wool particles. Similar to the second embodiment, the fiber layers of the wick 44 are laminated from the suction part 412a side toward the heat receiving part 412b side. In other words, the wick 44 has a structure in which a portion having high continuity of the gap and a portion having low continuity of the gap appear alternately from the suction portion 412a side to the heat receiving portion 412b side.

出力部４２は、蒸発室４１１ｂと連通する蒸気通路４２１と、蒸発室４１１ｂから蒸気通路４２１に流入した蒸気で駆動される発電機４２２とを有している。発電機４２２は、蒸気のエネルギーを機械的エネルギーに変換する蒸気タービンや振り子式エンジン等の機構を備え、この機構によって変換された機械的エネルギーによって発電を行う。 The output unit 42 includes a steam passage 421 that communicates with the evaporation chamber 411b, and a generator 422 that is driven by the steam that flows into the steam passage 421 from the evaporation chamber 411b. The generator 422 includes a mechanism such as a steam turbine or a pendulum engine that converts steam energy into mechanical energy, and generates power using the mechanical energy converted by the mechanism.

凝縮部４３は、発電機４２２通過後の蒸気を凝縮させて作動液４４に復液させる冷却器４３１を有している。冷却器４３１の内部空間はボイラー部４１の液溜め室４１１ａに連通している。これにより、冷却器４３１で復液した作動液４４がボイラー部４１の液溜め室４１１ａに還流する。 The condensing unit 43 has a cooler 431 that condenses the vapor that has passed through the generator 422 and condenses it into the working fluid 44. The internal space of the cooler 431 communicates with the liquid storage chamber 411a of the boiler unit 41. Thereby, the working fluid 44 recovered by the cooler 431 is returned to the liquid storage chamber 411 a of the boiler unit 41.

本実施形態によると、高度な技術・生産設備を要する太陽電池を用いることなく、太陽エネルギーによって発電することができる。よって、省エネルギー化・クリーンエネルギー化を容易に実現することができる。 According to the present embodiment, power can be generated by solar energy without using a solar cell that requires advanced technology and production equipment. Therefore, energy saving and clean energy can be easily realized.

（他の実施形態）
なお、上記第１〜第３実施形態では、凝縮部１３をケース１５の上方側に配置しているが、これに限定されることなく、例えば凝縮部１３をケース１５の側方側に配置してもよい。また、低圧室１５７の蒸気を凝縮部１３に流出させるための流出路１５１ａ、および凝縮部１３で凝縮した作動液１４を低圧室１５７に還流させるための還流路１５１ｂの具体的構成は、凝縮部１３の配置位置に応じて適宜変更可能である。 (Other embodiments)
In the first to third embodiments, the condensing unit 13 is disposed on the upper side of the case 15. However, the present invention is not limited thereto, and for example, the condensing unit 13 is disposed on the side of the case 15. May be. The specific configuration of the outflow path 151a for allowing the vapor of the low-pressure chamber 157 to flow out to the condensing unit 13 and the recirculation path 151b for returning the working fluid 14 condensed in the condensing unit 13 to the low-pressure chamber 157 is as follows. The number can be changed as appropriate according to the arrangement position of 13.

また、上記各実施形態では、ボイラー部１１が単一のケース内に収容されているが、ボイラー部１１を複数のケース内に分割して収容し、複数のケース同士を適宜配管で接続するようにしてもよい。例えば、ボイラー部１１の液溜め室１５７ａを別個のケース内に収容し、液溜め室１５７ａと蒸発室１５６とを配管で接続してもよい。この場合には、液溜め室１５７ａと蒸発室１５６とを接続する配管内にウィック１７を配置することができる。 Moreover, in each said embodiment, although the boiler part 11 is accommodated in the single case, it divides | segments and accommodates the boiler part 11 in several cases, and connects several cases with piping suitably. It may be. For example, the liquid storage chamber 157a of the boiler unit 11 may be housed in a separate case, and the liquid storage chamber 157a and the evaporation chamber 156 may be connected by piping. In this case, the wick 17 can be disposed in a pipe connecting the liquid reservoir chamber 157a and the evaporation chamber 156.

また、上記第１実施形態では、ウィック１７は、アラミド繊維（樹脂繊維）とロックウール粒子の混合体で構成されているが、ウィック１７として、繊維を含む構造体であって、空隙が十分に小さく、耐熱性に優れた種々のものを用いることができる。 Moreover, in the said 1st Embodiment, although the wick 17 is comprised with the mixture of the aramid fiber (resin fiber) and the rock wool particle | grains, as the wick 17, it is a structure containing a fiber, Comprising: A space | gap is enough. Various types that are small and excellent in heat resistance can be used.

また、上記第１実施形態では、板状素材Ｗ１として厚み４ｍｍ程度の薄いものを用いているので、板状素材Ｗ１を多数の円板状素材Ｗ２に切断し、多数の円板状素材Ｗ２を積層して接合することで所定の厚みのウィック１７を成形しているが、板状素材Ｗ１の厚みが十分あれば、板状素材Ｗ１を円形状に切断するだけで所定の厚みのウィック１７を成形することができる。 In the first embodiment, since a thin material having a thickness of about 4 mm is used as the plate-like material W1, the plate-like material W1 is cut into a large number of disk-shaped materials W2, and a large number of disk-shaped materials W2 are obtained. The wick 17 having a predetermined thickness is formed by laminating and joining. If the thickness of the plate-like material W1 is sufficient, the wick 17 having the predetermined thickness can be formed by simply cutting the plate-like material W1 into a circular shape. Can be molded.

また、上記第１実施形態では、ウィック１７の形状が円板状になっているが、これに限らず、種々の形状に変更可能である。例えば、三角、四角等の板状であってもよいし、屈曲した柱形状であってもよい。 Moreover, in the said 1st Embodiment, although the shape of the wick 17 is disk shape, it can change into not only this but a various shape. For example, a plate shape such as a triangle or a square may be used, or a bent column shape may be used.

３発熱体（外部熱源）
１１ボイラー部
１２出力部
１３凝縮部
１４作動液
１５ケース
１６隔壁
１７ウィック（作動液導入用部材）
１９プレート（伝熱板）
２１排気通路
２３排気通路形成部材
１５２底壁部（伝熱部材）
１５２ａ断熱溝
１５６蒸発室
１５７ａ液溜め室
１６１円筒状壁部（荷重付与手段）
１７２貫通孔 3 Heating element (external heat source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Boiler part 12 Output part 13 Condensing part 14 Hydraulic fluid 15 Case 16 Partition 17 Wick (member for hydraulic fluid introduction)
19 Plate (heat transfer plate)
21 Exhaust passage 23 Exhaust passage forming member 152 Bottom wall (heat transfer member)
152a Heat insulation groove 156 Evaporation chamber 157a Reservoir chamber 161 Cylindrical wall (load applying means)
172 Through hole

Claims

The working fluid (14) is heated by the heat supplied from the external heat source (3) to generate the vapor of the working fluid (14), and is supplied to the evaporation chamber (156, 308). A boiler section (11) in which a liquid reservoir chamber (157a, 309a) for storing the hydraulic fluid (14) is formed;
An output section (12) through which the steam generated in the evaporation chamber (156, 308) flows and converts the energy of the steam to mechanical energy and takes it out;
A condensing unit (13) for condensing the vapor that has passed through the output unit (12), and refluxing the condensed working fluid (14) to the liquid storage chamber (157a, 309a);
A member for introducing hydraulic fluid that is disposed in the boiler section (11) and sucks the hydraulic fluid (14) in the liquid reservoir chambers (157a, 309a) by capillary force and supplies the hydraulic fluid (14) to the evaporation chamber (156, 308). (17)
The evaporation chambers (156, 308) are separated from the liquid reservoir chambers (157a, 309a) and have a higher pressure than the liquid reservoir chambers (157a, 309a),
The hydraulic fluid introduction member (17)
(2σ / r) · cos θ> PH-PL
Configured to satisfy the relationship
The working fluid introduction member (17) receives heat from the suction portion (175) for sucking the working fluid (14) in the liquid reservoir chamber (157a, 309a) and the heat received from the external heat source (3). Part (176),
Further, the hydraulic fluid introduction member (17) has different continuity of the gap depending on a part, and a part having a high continuity of the gap from the suction part (175) side toward the heat receiving part (176) side. Having a structure in which low-continuity portions of the voids appear alternately,
The hydraulic fluid introduction member (17) is interposed in a heat transfer path from the external heat source (3) to the liquid reservoir chambers (157a, 309a), and from the external heat source (3) to the liquid reservoir chamber (157a). , 309a) to suppress the heat transfer to the hydraulic fluid (14) .
However, (sigma) is the surface tension of the said hydraulic fluid (14), r is the circle | round | yen equivalent radius of the space | gap in the said hydraulic fluid introduction member (17), (theta) is the said hydraulic fluid (14) with respect to the said hydraulic fluid introduction member (17). ), The wetting angle, PH is the pressure in the evaporation chambers (156, 308), and PL is the pressure in the liquid reservoir chambers (157a, 309a).

The hydraulic fluid introduction member (17) has a plurality of fiber layers stacked on each other,
The plurality of fiber layers of the hydraulic fluid introduction member (17) are laminated from the suction part (175) side toward the heat receiving part (176) side,
Of the hydraulic fluid introduction member (17), the portion where the continuity of the gap is high is an interface portion between the fiber layers,
2. The heat engine according to claim 1, wherein a portion of the hydraulic fluid introduction member (17) where the continuity of the gap is low is a portion constituting the fiber layer.

The hydraulic fluid introduction member (17) is formed in a flat plate shape whose plate surface extends in parallel with the direction in which the fiber layer extends,
The suction part (175) is composed of one plate surface of the hydraulic fluid introduction member (17),
The heat engine according to claim 2, wherein the heat receiving portion (176) is configured by the other plate surface of the hydraulic fluid introduction member (17).

The boiler part (11) is in contact with the heat receiving part (176) of the hydraulic fluid introduction member (17), and transfers heat from the external heat source (3) to the hydraulic fluid introduction member (17). A thermal member (152, 23, 302);
Of the heat transfer member (152, 23, 302), the steam generated from the hydraulic fluid introduction member (17) is transferred to the hydraulic fluid introduction member (17) at a portion in contact with the heat receiving portion (176). The heat engine according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that an exhaust passage (21) for exhausting air to the outside is formed.

The heat engine according to claim 4 , wherein the exhaust passage (21) is constituted by a groove (22) formed in the heat transfer member (152).

The heat transfer member (152, 23) is divided and formed into an exhaust passage forming member (23) that forms the exhaust passage (21) and a member (152) that forms the remaining portion,
The exhaust passage forming member (23) is a net member or a plurality of ball members sandwiched between a member (152) constituting the remaining portion and the hydraulic fluid introduction member (17),
The heat engine according to claim 4 , wherein the exhaust passage (21) is configured by a gap formed by the mesh member or the plurality of ball members.

The heat transfer member (152, 23, 302) has an upper surface portion extending in the horizontal direction,
The hydraulic fluid introduction member (17) is formed in a flat plate shape and is superimposed on the upper surface of the heat transfer member (152, 23, 302),
Said hydraulic fluid introducing member (17) is any one of claims 4 to 6, characterized in that heat from the external heat source (3) through said heat transfer member (152,23,302) The listed heat engine.

The boiler section (11) is superimposed on a surface of the hydraulic fluid introduction member (17) opposite to the heat transfer member (152, 23, 302), and the heat from the external heat source (3) is 8. The heat engine according to claim 7 , further comprising a heat transfer plate (19) for transmitting the working fluid introduction member (17).

A boiler case (30) for housing the boiler part (11);
A reflux part case (31) for accommodating the output part (12) and the condensing part (13);
A steam passage forming portion (32) that forms a steam passage (32a) that connects the evaporation chamber (308) of the boiler portion (11) and the output portion (12);
A circulation passage forming portion (33) that forms a circulation passage (33a) communicating the condensing portion (13) and the liquid storage chamber (309a) of the boiler portion (11);
The boiler part case (30) and the reflux part case (31) are arranged so as to be separated from each other and connected via a steam passage forming part (32) and a circulation passage forming part (33). The heat engine according to any one of claims 1 to 8 .

Wherein the site located inside the evaporation chamber (156) of the hydraulic fluid introducing member (17), according to claim 7 or, characterized in that the through-hole penetrating the front and back (172) is formed 8. The heat engine according to 8 .

The heat engine according to claim 10 , wherein the through hole (172) communicates with the exhaust passage (21).

The heat engine according to claim 10 or 11 , wherein the through hole (172) is formed in a groove shape extending in a plate surface direction of the hydraulic fluid introduction member (17).

The heat engine according to claim 10 or 11 , wherein a large number of the through holes (172) are dispersed.

The boiler section (11) has load applying means (161) for applying a load to the hydraulic fluid introduction member (17) so that a gap in the hydraulic fluid introduction member (17) is reduced.
Said hydraulic fluid introducing member (17), of claim 1 to 13, characterized in that it is held in the said boiler part in a state in which the load is applied from the load-applying means (161) (11) The heat engine as described in any one.

The boiler part (11) has a partition wall (16) separating the evaporation chamber (156) and the liquid storage chamber (157a),
The partition wall (16) is disposed in the boiler part (11) so as to apply the load to the hydraulic fluid introduction member (17),
The heat engine according to claim 14 , wherein the load applying means (161) is constituted by the partition wall (16).

The heat engine according to any one of claims 1 to 15 , wherein the hydraulic fluid introduction member (17) is made of a material woven with at least resin fibers.

The evaporation chamber (411b) heats the hydraulic fluid (44) with heat obtained from sunlight to generate vapor of the hydraulic fluid (44) ,
The boiler part (41) has a sunlight intake part (411c) for taking the sunlight into the evaporation chamber (411b),
It said hydraulic fluid introducing member (412) is claims 1, characterized in that it has the solar light intake portion receiving portion which is heated by the sunlight which is introduced from (411c) (412b) The heat engine according to any one of 16 .