JP4985828B2 - Heat engine - Google Patents

Heat engine Download PDF

Info

Publication number
JP4985828B2
JP4985828B2 JP2010145018A JP2010145018A JP4985828B2 JP 4985828 B2 JP4985828 B2 JP 4985828B2 JP 2010145018 A JP2010145018 A JP 2010145018A JP 2010145018 A JP2010145018 A JP 2010145018A JP 4985828 B2 JP4985828 B2 JP 4985828B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic fluid
heat
boiler
wick
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010145018A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011099662A (en
Inventor
倫央 郷古
正裕 浅野
敦資 坂井田
富一 石川
圭司 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2010145018A priority Critical patent/JP4985828B2/en
Priority to US12/897,233 priority patent/US9371744B2/en
Priority to DE102010037946A priority patent/DE102010037946A1/en
Priority to CN201010549422.6A priority patent/CN102032004B/en
Publication of JP2011099662A publication Critical patent/JP2011099662A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4985828B2 publication Critical patent/JP4985828B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

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)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)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)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)に対して隔てられていて液溜め室(157a)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、
ボイラー部(11)は、外部熱源(3)と熱的に接続され且つ作動液導入用部材(17)に当接する伝熱部材(152)を有し、
作動液導入用部材(17)は伝熱部材(152)を介して外部熱源(3)から受熱し、
伝熱部材(152)のうち作動液導入用部材(17)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、
伝熱部材(152)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)の上面部に重ねられ、
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、
ボイラー部(11)は、蒸発室(156)の水平方向側に液溜め室(157a)を形成し、
伝熱部材(152)のうち貫通孔(172)と重合する部位よりも液溜め室(157a)側に位置する部位には、伝熱部材(152)の内部における水平方向の熱伝導を抑制する断熱溝(152a)が形成され、
断熱溝(152a)は、伝熱部材(152)のうち外部熱源(3)側に位置する外側面を外部熱源(3)から離れる方向へ凹状に窪ませた形状からなり、
伝熱部材(152)は、断熱溝(152a)よりも液溜め室(157a)の反対側に位置する部位(152b)が外部熱源(3)から受熱し、
作動液導入用部材(17)のうち断熱溝(152a)よりも液溜め室(157a)側に位置する、水平方向における端面(171)は、液溜め室(157a)の作動液(14)が流入する流入口を構成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 a liquid reservoir chamber (157a) for storing the hydraulic fluid (14) supplied to the evaporation chambers (156, 308) is 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;
Condensing unit is recirculated to the condensed steam that has passed through the output unit (12), condensed working fluid (14) a liquid reservoir chamber (157 a) and (13),
Disposed boiler unit (11), a reservoir chamber and (157 a) of the hydraulic fluid (14) operating fluid introduction member for supplying a suction to the evaporation chamber (156,308) to a capillary force (17) liquid Prepared,
Evaporation chamber (156,308) is adapted to a higher pressure than they are separated to the liquid reservoir chamber (157 a) liquid reservoir chamber (157 a),
The hydraulic fluid introduction member (17)
(2σ / r) · cos θ> PH-PL
Boiler unit (11) has a heat transfer member (15 2) abutting on and hydraulic fluid introducing member are thermally connected to an external heat source (3) (17),
Hydraulic fluid introducing member (17) is heat from an external heat source (3) via a heat transfer member (15 2),
The site abuts the hydraulic fluid introducing member (17) of the heat transfer member (15 2), to exhaust the vapor generated from the hydraulic fluid introducing member (17) to the outside of the hydraulic fluid introducing member (17) An exhaust passage (21) is formed for
The heat transfer member (152 ) 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 portion of the heat transfer member (152 ) ,
A through hole (172) penetrating the front and back is formed in a portion located inside the evaporation chamber (156) of the hydraulic fluid introduction member (17),
The boiler section (11) forms a liquid storage chamber (157a) on the horizontal direction side of the evaporation chamber (156),
In the portion of the heat transfer member (152) located closer to the liquid reservoir chamber (157a) than the portion overlapping the through hole (172), horizontal heat conduction inside the heat transfer member (152) is suppressed. A heat insulating groove (152a) is formed;
The heat insulating groove (152a) has a shape in which the outer surface located on the external heat source (3) side of the heat transfer member (152) is recessed in a direction away from the external heat source (3),
In the heat transfer member (152), the portion (152b) located on the opposite side of the liquid reservoir chamber (157a) from the heat insulating groove (152a) receives heat from the external heat source (3) ,
Of the hydraulic fluid introduction member (17) , the horizontal end surface (171) located closer to the liquid reservoir chamber (157a) than the heat insulating groove (152a) is filled with the hydraulic fluid (14) in the liquid reservoir chamber (157a). It is characterized in that an inflow port is formed.

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)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 chamber (156,308), PL is the pressure of the liquid reservoir chamber (157 a).

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)との圧力差よりも大きくなるので、低圧の液溜め室(157a)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). becomes larger than the pressure difference between the low pressure liquid reservoir chamber (157 a) and, actuating the supply of hydraulic fluid to the high pressure of the evaporation chamber (156,308) (14) from the low pressure liquid reservoir chamber (157 a) This can be performed by utilizing the capillary force of the liquid 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、伝熱部材(152)のうち作動液導入用部材(17)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。
また、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。
また、作動液導入用部材(17)が作動液(14)を水平方向に吸引するので、作動液導入用部材(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、作動液導入用部材(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。
また、伝熱部材(152)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。
また、伝熱部材(152)のうち外部熱源(3)側に位置する外側面を外部熱源(3)から離れる方向へ凹状に窪ませることで断熱溝(152a)を形成するとともに、伝熱部材(152)の上面部に重ねられた平板状の作動液導入用部材(17)のうち断熱溝(152a)よりも液溜め室(157a)側に位置する、水平方向における端面(171)によって、液溜め室(157a)の作動液の流入口を構成している。
これによれば、伝熱部材(152)のうち断熱溝(152a)よりも液溜め室(157a)側に位置する部分への熱伝導を断熱溝(152a)によって抑制することができるので、水平方向に延びる平板状の作動液導入用部材(17)のうち液溜め室(157a)側の部位、すなわち、作動液の流入口部分の受熱が抑制される。このため、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。
Further, exhaust the site in contact with the hydraulic fluid introducing member (17) of the heat transfer member (15 2), the vapor generated from the hydraulic fluid introducing member (17) to the outside of the hydraulic fluid introducing member (17) Since the exhaust passage (21) for this purpose is formed, it is possible to prevent the steam from staying inside the working fluid introduction member (17) and hindering the suction of the working fluid (14).
Moreover, since the heat receiving area of the hydraulic fluid introduction member (17) can be secured large, the hydraulic fluid (14) sucked by the hydraulic fluid introduction member (17) can be effectively heated.
Further, since the hydraulic fluid introduction member (17) sucks the hydraulic fluid (14) in the horizontal direction, the hydraulic fluid introduction member (17) is affected by gravity when sucking the hydraulic fluid (14). Can be suppressed. For this reason, the hydraulic fluid (14) in the liquid reservoir chamber (157a) can be reliably supplied to the evaporation chamber (156) by the hydraulic fluid introduction member (17).
Further, the upper so can be released quickly to the side, for steam working fluid introducing member of the heat transfer member (15 2) hydraulic fluid introducing member a heated and vaporized steam from the through-hole (172) (17) (17) It can suppress staying in and hindering attraction | suction of a hydraulic fluid (14).
Further, the heat transfer member (152) has a heat insulating groove (152a) formed by recessing the outer surface located on the side of the external heat source (3) in a concave shape in a direction away from the external heat source (3). The horizontal end face (171) located on the liquid reservoir chamber (157a) side of the heat insulating groove (152a) of the flat plate-like hydraulic fluid introduction member (17) superimposed on the upper surface portion of (152), It constitutes the working fluid inlet of the liquid reservoir chamber (157a).
According to this, since the heat conduction to the portion of the heat transfer member (152) located closer to the liquid reservoir chamber (157a) than the heat insulation groove (152a) can be suppressed by the heat insulation groove (152a), horizontal In the plate-shaped working fluid introduction member (17) extending in the direction, heat receiving at a portion on the liquid reservoir chamber (157a) side , that is, an inlet portion of the working fluid is suppressed. For this reason, it can further suppress that vapor | steam stagnates in the hydraulic-fluid introduction member (17), and prevents the suction | inhalation of hydraulic-fluid (14).

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、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 2, in the heat engine according to claim 1, 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3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、伝熱部材(152)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 3, in the heat engine described in claim 1, the heat transfer member (152 ) includes an exhaust passage forming member (23) that forms the exhaust passage (21), and a remaining portion. Divided into members (152) constituting the part of
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)のうち伝熱部材(152)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 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) includes the heat transfer member (152) of the hydraulic fluid introduction member (17 ). And a heat transfer plate (19) for transferring 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.

請求項に記載の発明では、請求項1ないしのいずれか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 the invention according to claim 5 , in the heat engine according to any one of claims 1 to 4 , a boiler part case (30) that houses the 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.

請求項に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つ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 a sixth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to fifth aspects, 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、請求項に記載の発明のように、請求項1ないし6のいずれか1つ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 7 , in the heat engine according to any one of claims 1 to 6 , the through hole (172) is a plate of the working fluid introduction member (17). What is necessary is just to be formed in the groove shape extended in a surface direction.

また、請求項に記載の発明のように、請求項1ないし6のいずれか1つ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。 Further, as in the invention according to claim 8 , in the heat engine according to any one of claims 1 to 6, a large number of through holes (172) may be dispersedly formed.

請求項に記載の発明では、請求項1ないしのいずれか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。
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 a ninth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to eighth 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).
The hydraulic fluid introduction member (17) that satisfies the relationship of the mathematical expression can be easily configured.

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10に記載の発明では、請求項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 10 , in the heat engine according to claim 9 , 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11に記載の発明では、請求項10に記載の熱機関において、作動液導入用部材(17)は、荷重付与手段(161)よりも蒸発室(156)側まで延び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 hydraulic fluid introducing member (17) extends from the load applying means (161) to the evaporation chamber (156) side. And

これにより、作動液導入用部材(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。   Thereby, the hydraulic fluid (14) in the liquid reservoir chamber (157a) can be reliably supplied to the evaporation chamber (156) by the hydraulic fluid introduction member (17).

請求項12に記載の発明では、請求項1ないし11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。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to eleventh aspects, the hydraulic fluid introduction member (17) is made of a material woven with at least resin fibers. Features.

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 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7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 7th 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 of this 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(樹脂繊維)の編み込み素材で形成されている。また、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 stainless wire and aramid fiber (resin fiber). Moreover, 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と熱的に接続されており、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 thermally connected to 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 this 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. ing. 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。   Further, in this embodiment, since the wick 17 is compressed by applying a load to the wick 17 by the cylindrical wall portion 161 that is a part of the partition wall 16, the load that compresses the wick 17 by applying a load to the wick 17. The configuration can be simplified as compared with the case where the 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 this embodiment, since the wick 17 extends to the evaporation chamber 156 side from the cylindrical wall portion 161, the wick 17 is arranged only between the cylindrical wall portion 161 and the bottom wall portion 152 of the case 15. Compared with the case where it exists, the hydraulic fluid 14 of the liquid storage chamber 157a can be reliably supplied to the evaporation chamber 156.

また、本形態では、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。   Further, in the present embodiment, the horizontal end surface 171 of the wick 17 constitutes an inflow port through 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 becomes. 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 this 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 portion. Heat can be received from the heating element 3 via 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 this 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, vapor evaporated by being heated by the bottom wall portion 152 from the through hole 172. It is possible to quickly escape 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 this 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, and the bottom The inner portion 152b of the circumferential heat insulating groove 152a in the 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、上述の本発明の前提となる形態におけるケース15の底壁部152に排気通路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に当接する当接部に形成された溝22によって構成されている。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。
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 5, the exhaust passage 21 is formed in the bottom wall portion 152 of the case 15 according to the above-described embodiment of the present invention. Specifically, the exhaust passage 21 is configured by a groove 22 formed in a contact portion that contacts the wick 17 in the bottom wall portion 152. 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.

図5の例では、溝21は、同心円状の複数の円形溝と、この円形溝同士を放射状に繋ぐ複数の直線溝とで構成されている。   In the example of FIG. 5, the groove 21 includes a plurality of concentric circular grooves and a plurality of linear grooves that connect the circular grooves radially.

これによると、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。   According to this, the vapor of the working fluid 14 evaporated from the lower surface of the wick 17 reaches the through hole 172 of the wick 17 through the exhaust passage 21, and the vapor that has reached the through hole 172 of the wick 17 exhausts to the upper side of the wick 17. Is done.

このように、ケース15の底壁部152に排気通路21が形成されていることにより、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る。このため、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。   As described above, by forming the exhaust passage 21 in the bottom wall portion 152 of the case 15, it is possible to easily escape the vapor evaporated from the lower surface of the wick 17 to the upper side of the wick 17. For this reason, the discharge | release of the vapor | steam of the working fluid 14 becomes good and can improve an output by extension.

また、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。   Further, 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.

なお、溝22のパターンは、図6に示すように種々変形が可能である。例えば図6(a)に示すように、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。   The pattern of the groove 22 can be variously modified as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 6A, the pattern of the groove 22 can be a combination of one circular groove and two or more types of linear grooves that intersect the circular groove radially.

例えば図6(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6(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. 6B, 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. 6C and 6D, the pitch of the linear grooves can be appropriately modified.

(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7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. 7, 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7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. 7 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8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. However, in the third embodiment, 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8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. 8, the plate 19 is divided into a plurality of sectors, and a gap with 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9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, the boiler unit 11 is in the boiler unit case 30 as shown in FIG. 9. 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9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 the example of FIG. 9, the boiler part case 30 and the reflux part case 31 are configured 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10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. 10, 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11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. 11, 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10、図11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. 10 and 11, 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10、図11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 addition, in the example of FIG. 10, FIG. 11, the plate 19 is comprised with the 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)
上記各実施形態では、ウィック17が1枚の平板状ウィックで構成されているが、本第6実施形態では、図12に示すように、ウィック17は、複数枚の平板状ウィック(平板状作動液導入用部材)40、41が積層されて構成されている。本例では、平板状ウィック40、41の各々は、ステンレスワイヤとアラミド繊維(樹脂繊維)の編み込み素材で形成されている。平板状ウィック40、41の各々は、RAB(アラミドの繊維とロックウール粒子の混合体)で形成されていてもよい。
(Sixth embodiment)
In each of the above embodiments, the wick 17 is composed of a single flat plate wick. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 12, the wick 17 includes a plurality of flat plate wicks (flat plate operation). (Liquid introduction member) 40 and 41 are laminated. In this example, each of the flat wicks 40 and 41 is formed of a braided material of a stainless wire and an aramid fiber (resin fiber). Each of the flat plate-like wicks 40 and 41 may be formed of RAB (a mixture of aramid fibers and rock wool particles).

本実施形態では、平板状ウィック40、41は、互いに外径が同一になっていて、外周縁部が隔壁16の筒状壁部161の外周面に揃えられて積層されている。   In the present embodiment, the flat wicks 40 and 41 have the same outer diameter and are laminated such that the outer peripheral edge is aligned with the outer peripheral surface of the cylindrical wall 161 of the partition wall 16.

これによると、液溜め室157aの作動液14は各平板状ウィック40、41に吸引されて各平板状ウィック40、41の中心側へと流れる。平板状ウィック40、41のうちケース15の底壁部152に隣接する平板状ウィック40の中心部では、作動液14が底壁部152から加熱されて蒸発する。   According to this, the hydraulic fluid 14 in the liquid storage chamber 157 a is sucked into the flat plate wicks 40 and 41 and flows to the center side of the flat plate wicks 40 and 41. In the central part of the flat wick 40 adjacent to the bottom wall 152 of the case 15 among the flat wicks 40 and 41, the hydraulic fluid 14 is heated from the bottom wall 152 and evaporates.

すると、平板状ウィック40の中心部には、平板状ウィック40の径方向外側から水平方向に作動液14が供給されるのみならず、他の平板状ウィック41の中心部から上下方向にも作動液14が供給される。このため、作動液14の供給性が向上し、ひいては出力を向上できる。   Then, the hydraulic fluid 14 is not only supplied to the central portion of the flat plate wick 40 from the radial outside of the flat plate wick 40 in the horizontal direction but also operates vertically from the central portion of the other flat plate wick 41. Liquid 14 is supplied. For this reason, the supply property of the hydraulic fluid 14 is improved, and as a result, the output can be improved.

(第7実施形態)
上記第6実施形態では、平板状ウィック40、41の外周縁部が隔壁16の筒状壁部161の外周面に揃えられているが、本第7実施形態では、図13に示すように、平板状ウィック40、41、42のうちケース15の底壁部152に隣接する平板状ウィック40の外周側部位40aが筒153の内周面まで拡大されている。
(Seventh embodiment)
In the sixth embodiment, the outer peripheral edge portions of the flat plate wicks 40 and 41 are aligned with the outer peripheral surface of the cylindrical wall portion 161 of the partition wall 16, but in the seventh embodiment, as shown in FIG. Of the flat wicks 40, 41, 42, the outer peripheral side portion 40 a of the flat wick 40 adjacent to the bottom wall portion 152 of the case 15 is expanded to the inner peripheral surface of the tube 153.

これによると、平板状ウィック40の外周側部位40aは、底壁部152のうち液溜め室157aに面する部位に重ねられて液溜め室157aを断熱することとなるので、液溜め室157aで作動液14が蒸発することを抑制できる。このため、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、ひいては出力を向上できる。   According to this, the outer peripheral side portion 40a of the flat plate wick 40 is overlapped with the portion of the bottom wall 152 facing the liquid reservoir chamber 157a to insulate the liquid reservoir chamber 157a. It can suppress that the working fluid 14 evaporates. For this reason, the working fluid 14 in the liquid reservoir chamber 157a can be reliably supplied to the evaporation chamber 156, and thus the output can be improved.

なお、本実施形態に対して、上記第1、第2実施形態と同様に排気通路21を設ければ、上記第1、第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   If the exhaust passage 21 is provided in the present embodiment as in the first and second embodiments, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.

(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.

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 (12)

外部熱源(3)から供給される熱で作動液(14)を加熱して前記作動液(14)の蒸気を発生させる蒸発室(156、308)、および前記蒸発室(156、308)に供給される前記作動液(14)を溜める液溜め室(157a)が形成されたボイラー部(11)と、
前記蒸発室(156、308)で発生した前記蒸気が流通し、前記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、
前記出力部(12)を通過した前記蒸気を凝縮させ、凝縮した前記作動液(14)を前記液溜め室(157a)に還流させる凝縮部(13)と、
前記ボイラー部(11)内に配置され、前記液溜め室(157a)の前記作動液(14)を毛管力で吸引して前記蒸発室(156、308)に供給する作動液導入用部材(17)とを備え、
前記蒸発室(156、308)は、前記液溜め室(157a)に対して隔てられていて前記液溜め室(157a)よりも高圧になっており、
前記作動液導入用部材(17)は、
(2σ/r)・cosθ>PH−PLの関係を満たすように構成され、
前記ボイラー部(11)は、前記外部熱源(3)と熱的に接続され且つ前記作動液導入用部材(17)に当接する伝熱部材(152)を有し、
前記作動液導入用部材(17)は前記伝熱部材(152)を介して前記外部熱源(3)から受熱し、
前記伝熱部材(152)のうち前記作動液導入用部材(17)に当接する部位には、前記作動液導入用部材(17)から発生した前記蒸気を前記作動液導入用部材(17)の外部に排気するための排気通路(21)が形成され、
前記伝熱部材(152)は、水平方向に延びる上面部を有し、
前記作動液導入用部材(17)は、平板状に形成されて前記伝熱部材(152)の上面部に重ねられ、
前記作動液導入用部材(17)のうち前記蒸発室(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、
前記ボイラー部(11)は、前記蒸発室(156)の水平方向側に前記液溜め室(157a)を形成し、
前記伝熱部材(152)のうち前記貫通孔(172)と重合する部位よりも前記液溜め室(157a)側に位置する部位には、前記伝熱部材(152)の内部における水平方向の熱伝導を抑制する断熱溝(152a)が形成され、
前記断熱溝(152a)は、前記伝熱部材(152)のうち前記外部熱源(3)側に位置する外側面を前記外部熱源(3)から離れる方向へ凹状に窪ませた形状からなり、
前記伝熱部材(152)は、前記断熱溝(152a)よりも前記液溜め室(157a)の反対側に位置する部位(152b)が前記外部熱源(3)から受熱し、
前記作動液導入用部材(17)のうち前記断熱溝(152a)よりも前記液溜め室(157a)側に位置する、水平方向における端面(171)は、前記液溜め室(157a)の前記作動液(14)が流入する流入口を構成することを特徴とする熱機関。
但し、σは前記作動液(14)の表面張力、rは前記作動液導入用部材(17)内の空隙の円相当半径、θは前記作動液導入用部材(17)に対する前記作動液(14)の濡れ角、PHは前記蒸発室(156、308)の圧力、PLは前記液溜め室(157a)の圧力である。
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 part (11) in which a liquid reservoir chamber (157a) 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;
Condensing unit is recirculated to condense the steam which has passed through the output unit (12), condensed the hydraulic fluid (14) to said fluid reservoir chamber (157 a) and (13),
Wherein arranged in the boiler section (11), said fluid reservoir chamber (157 a) the working fluid (14) a hydraulic fluid introducing member supplied to the evaporation chamber (156,308) and sucked by the capillary force of ( 17)
The evaporation chamber (156,308) is adapted to a higher pressure than the fluid reservoir chamber (157 a) the solution has been separated with respect to the reservoir chamber (157 a),
The hydraulic fluid introduction member (17)
(2σ / r) · cos θ> PH-PL
The boiler unit (11), the having an external heat source (3) and thermally connected to and in contact with the heat transfer member to the hydraulic fluid introducing member (17) (15 2),
Said hydraulic fluid introducing member (17) is heat from said external heat source (3) via the heat transfer member (15 2),
The heat transfer member to the abutting portion to the hydraulic fluid introducing member (17) of (15 2), said hydraulic fluid introducing member (17) the hydraulic fluid introducing member said steam generated from (17) An exhaust passage (21) for exhausting to the outside of the
The heat transfer member (152 ) 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 portion of the heat transfer member (152 ) ,
A through hole (172) penetrating the front and back is formed in a portion located inside the evaporation chamber (156) of the hydraulic fluid introduction member (17),
The boiler section (11) forms the liquid reservoir chamber (157a) on the horizontal side of the evaporation chamber (156),
A portion of the heat transfer member (152) located closer to the liquid reservoir chamber (157a) than a portion overlapping with the through hole (172) has a horizontal heat inside the heat transfer member (152). A heat insulating groove (152a) for suppressing conduction is formed,
The heat insulating groove (152a) has a shape in which an outer surface located on the external heat source (3) side of the heat transfer member (152) is recessed in a direction away from the external heat source (3),
In the heat transfer member (152), a portion (152b) located on the opposite side of the liquid reservoir chamber (157a) from the heat insulation groove (152a) receives heat from the external heat source (3) ,
The horizontal end surface (171) of the hydraulic fluid introduction member (17) located on the liquid reservoir chamber (157a) side of the heat insulating groove (152a ) is the operation of the liquid reservoir chamber (157a). A heat engine characterized in that it constitutes an inlet into which liquid (14) flows.
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). wetting angle), PH pressure of the evaporation chamber (156,308), PL is the pressure of the fluid reservoir chamber (157 a).
前記排気通路(21)は、前記伝熱部材(152)に形成された溝(22)によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱機関。   The heat engine according to claim 1, wherein the exhaust passage (21) includes a groove (22) formed in the heat transfer member (152). 前記伝熱部材(152)は、前記排気通路(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、
前記排気通路形成部材(23)は、前記残余の部位を構成する部材(152)と前記作動液導入用部材(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、
前記排気通路(21)は、前記網状部材または前記複数の玉状部材が形成する空隙によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱機関。
The heat transfer member (15 2), the exhaust passage forming member for forming an exhaust passage (21) (23), is formed by dividing into a member constituting a portion of the residual (152),
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 1, wherein the exhaust passage (21) is configured by a gap formed by the mesh member or the plurality of ball members.
前記ボイラー部(11)は、前記作動液導入用部材(17)のうち前記伝熱部材(152)と反対側の面に重ねられ、前記外部熱源(3)からの熱を前記作動液導入用部材(17)に伝える伝熱板(19)を有していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱機関。 The boiler section (11) is overlapped on the surface of the hydraulic fluid introduction member (17) opposite to the heat transfer member (152 ), and heat from the external heat source (3) is introduced into the hydraulic fluid. The heat engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising a heat transfer plate (19) for transmitting to the structural member (17). 前記ボイラー部(11)を収容するボイラー部ケース(30)と、
前記出力部(12)および前記凝縮部(13)を収容する還流部ケース(31)と、
前記ボイラー部(11)の前記蒸発室(308)と前記出力部(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、
前記凝縮部(13)と前記ボイラー部(11)の前記液溜め室(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、
前記ボイラー部ケース(30)および前記還流部ケース(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請求項1ないしのいずれか1つに記載の熱機関。
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 4 .
前記貫通孔(172)は、前記排気通路(21)と連通していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の熱機関。 The heat engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the through hole (172) communicates with the exhaust passage (21). 前記貫通孔(172)は、前記作動液導入用部材(17)の板面方向に延びる溝状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱機関。 The heat engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the through hole (172) is formed in a groove shape extending in a plate surface direction of the hydraulic fluid introduction member (17). . 前記貫通孔(172)は多数個分散して形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の熱機関。 The heat engine according to any one of claims 1 to 6, wherein a plurality of the through holes (172) are formed in a dispersed manner. 前記ボイラー部(11)は、前記作動液導入用部材(17)内の空隙が縮小するように前記作動液導入用部材(17)に荷重を付与する荷重付与手段(161)を有し、
前記作動液導入用部材(17)は、前記荷重付与手段(161)から前記荷重が付与された状態で前記ボイラー部(11)内に保持されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の熱機関。
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.
The said hydraulic fluid introduction member (17) is hold | maintained in the said boiler part (11) in the state to which the said load was provided from the said load provision means (161), The Claim 1 thru | or 8 characterized by the above-mentioned. The heat engine as described in any one.
前記ボイラー部(11)は、前記蒸発室(156)と前記液溜め室(157a)とを隔てる隔壁(16)を有し、
前記隔壁(16)は、前記作動液導入用部材(17)に前記荷重を付与するように前記ボイラー部(11)内に配置され、
前記荷重付与手段(161)は、前記隔壁(16)で構成されていることを特徴とする請求項に記載の熱機関。
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 9 , wherein the load applying means (161) comprises the partition wall (16).
前記作動液導入用部材(17)は、前記荷重付与手段(161)よりも前記蒸発室(156)側まで延びていることを特徴とする請求項10に記載の熱機関。 The heat engine according to claim 10 , wherein the hydraulic fluid introduction member (17) extends to the evaporation chamber (156) side with respect to the load applying means (161). 前記作動液導入用部材(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請求項1ないし11のいずれか1つに記載の熱機関。 The heat engine according to any one of claims 1 to 11 , wherein the hydraulic fluid introduction member (17) is made of a material woven with at least resin fibers.
JP2010145018A 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine Expired - Fee Related JP4985828B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010145018A JP4985828B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine
US12/897,233 US9371744B2 (en) 2009-10-05 2010-10-04 Heat engine
DE102010037946A DE102010037946A1 (en) 2009-10-05 2010-10-04 heat engine
CN201010549422.6A CN102032004B (en) 2009-10-05 2010-10-08 Heat engine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009231419 2009-10-05
JP2009231419 2009-10-05
JP2010145018A JP4985828B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011099662A JP2011099662A (en) 2011-05-19
JP4985828B2 true JP4985828B2 (en) 2012-07-25

Family

ID=44190975

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010145018A Expired - Fee Related JP4985828B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine
JP2010145017A Expired - Fee Related JP4947196B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine
JP2010145016A Expired - Fee Related JP4947195B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010145017A Expired - Fee Related JP4947196B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine
JP2010145016A Expired - Fee Related JP4947195B2 (en) 2009-10-05 2010-06-25 Heat engine

Country Status (1)

Country Link
JP (3) JP4985828B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6238809A (en) * 1985-08-13 1987-02-19 Daido Steel Co Ltd Power plant by temperature difference
JP2953367B2 (en) * 1995-12-29 1999-09-27 日本電気株式会社 LSI cooling system
US6601643B2 (en) * 2001-04-27 2003-08-05 Samsung Electronics Co., Ltd Flat evaporator
WO2003073032A1 (en) * 2002-02-26 2003-09-04 Mikros Manufacturing, Inc. Capillary evaporator
JP2007095762A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible heat pipe
JP2008153423A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Yaskawa Electric Corp Vapor chamber, and electronic device using it
JP2008267743A (en) * 2007-04-24 2008-11-06 Denso Corp Cooling device and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011099660A (en) 2011-05-19
JP2011099662A (en) 2011-05-19
JP4947196B2 (en) 2012-06-06
JP4947195B2 (en) 2012-06-06
JP2011099661A (en) 2011-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6203277B2 (en) Condenser, method of using a condenser, method of manufacturing a condenser and heat pump
US4240257A (en) Heat pipe turbo generator
JP2023075231A (en) Evaporator with integrated heat recovery
DK200800386A (en) Liquid evaporator with vapor compression
JP4985828B2 (en) Heat engine
US3670495A (en) Closed cycle vapor engine
JP5211883B2 (en) Steam generation system
JP2007071419A (en) Steam generating system
JP2009150625A (en) Steam generation system
KR102034777B1 (en) Loop Type Heat Pipe
JP5057569B2 (en) Evaporative air conditioner
JP5594378B2 (en) Heat engine
JP5447314B2 (en) Heat engine
CN103097662A (en) Liquid ring rotating casing steam turbine and method of use thereof
JP5353846B2 (en) Heat engine
JP3832496B1 (en) Jet steam engine
ES2895485T3 (en) adsorption device, heating device, motor vehicle
JP2007285531A (en) Heat exchange tube, evaporator and heat pump
JP2012197781A (en) Heat engine
CN100459839C (en) Support column with porous structure
KR101383859B1 (en) Two drum type marine boiler
JP2005337336A (en) Liquefied gas evaporating device
JPS6332170A (en) Thermal pump
TWI325485B (en)
JP5952140B2 (en) External combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110927

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120314

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120403

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120416

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4985828

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees