JP5035109B2 - External combustion engine - Google Patents

External combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5035109B2
JP5035109B2 JP2008131763A JP2008131763A JP5035109B2 JP 5035109 B2 JP5035109 B2 JP 5035109B2 JP 2008131763 A JP2008131763 A JP 2008131763A JP 2008131763 A JP2008131763 A JP 2008131763A JP 5035109 B2 JP5035109 B2 JP 5035109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
working medium
heated
cavity
container
combustion engine
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
JP2008131763A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009281174A (en
Inventor
明人 鳥居
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 JP2008131763A priority Critical patent/JP5035109B2/en
Publication of JP2009281174A publication Critical patent/JP2009281174A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5035109B2 publication Critical patent/JP5035109B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

本発明は、作動媒体の蒸気の体積変動によって生じる作動媒体の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関に関する。   The present invention relates to an external combustion engine that converts a displacement of a liquid portion of a working medium caused by a change in the volume of vapor of the working medium into mechanical energy and outputs the mechanical energy.

従来、この種の外燃機関が特許文献1に記載されている。この従来技術では、管状の容器内に作動媒体を液体状態で封入し、容器内の液体状態の作動媒体の一部を加熱器で加熱して気化させるとともに、その気化した作動媒体の蒸気を冷却器で冷却して液化させることで、作動媒体の蒸気の体積変動によって生じる作動媒体の液体部分(液体ピストン)の変位を機械的エネルギに変換して出力するように構成されている。   Conventionally, this type of external combustion engine is described in Patent Document 1. In this conventional technique, a working medium is sealed in a tubular container in a liquid state, and a part of the liquid working medium in the container is heated by a heater to be vaporized, and the vapor of the vaporized working medium is cooled. By cooling with a vessel and liquefying, the displacement of the liquid portion (liquid piston) of the working medium caused by the volume fluctuation of the working medium vapor is converted into mechanical energy and output.

また、この従来技術では、管状の容器が、液体状態の作動媒体が加熱されて気化する被加熱部において円盤状に拡径されている。そして、液体状態の作動媒体は、被加熱部の中心部から流入し、被加熱部の中心部から外周部に向かって広がって流れる過程で加熱されて気化するようになっている。   Moreover, in this prior art, the diameter of the tubular container is expanded in a disk shape at the heated portion where the liquid working medium is heated and vaporized. The liquid working medium flows from the central part of the heated part, and is heated and vaporized in the process of spreading from the central part of the heated part toward the outer peripheral part.

この従来技術によると、被加熱部において、被加熱部の中心部から流入した液体状態の作動媒体が被加熱部の内壁面に衝突した後に被加熱部の外周部に向かって流れることとなる。このように、液体状態の作動媒体が被加熱部の内壁面に衝突することによって、液体状態の作動媒体が撹拌されて乱流が生じるので、被加熱部の内壁面近傍の温度境界層が破壊される。その結果、被加熱部における熱交換効率を向上することができる。
特開2007−247592号公報
According to this prior art, in the heated part, the liquid working medium flowing in from the central part of the heated part collides with the inner wall surface of the heated part and then flows toward the outer peripheral part of the heated part. In this way, the liquid working medium collides with the inner wall surface of the heated part, and the liquid working medium is agitated to generate turbulent flow, so that the temperature boundary layer near the inner wall surface of the heated part is destroyed. Is done. As a result, the heat exchange efficiency in the heated part can be improved.
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-247592

しかしながら、この従来技術では、被加熱部が円盤状に拡径されているので、作動媒体が被加熱部の中心部から外周部に向かって広がって流れる。換言すれば、被加熱部の中心部から外周部に向かうにつれて作動媒体の流路断面積が増加することとなる。   However, in this prior art, since the heated portion is enlarged in a disc shape, the working medium flows from the central portion of the heated portion to the outer peripheral portion. In other words, the flow path cross-sectional area of the working medium increases from the center of the heated portion toward the outer periphery.

このため、被加熱部の中心部では外周部に比べて作動媒体が集中して流れるので、被加熱部の中心部では外周部に比べて壁面の温度が低下してしまい、被加熱部の中心部と外周部とで温度差が生じてしまう。その結果、被加熱部における熱交換効率の低下を招くという問題がある。   For this reason, since the working medium flows more concentratedly in the center of the heated part than in the outer peripheral part, the temperature of the wall surface decreases in the central part of the heated part as compared with the outer peripheral part. A temperature difference will occur between the part and the outer peripheral part. As a result, there is a problem that the heat exchange efficiency in the heated part is reduced.

なお、この問題は、被加熱部が円盤状に拡径されている外燃機関のみならず、被加熱部が円盤以外の盤状(例えば、多角形盤状)に拡径されている外燃機関においても同様に発生する。   This problem is not limited to the external combustion engine in which the heated portion is expanded in a disk shape, but also the external combustion in which the heated portion is expanded in a disk shape other than the disk (for example, a polygonal disk shape). It occurs in the same way in institutions.

本発明は上記点に鑑みて、被加熱部における熱交換効率を向上することを目的とする。   An object of this invention is to improve the heat exchange efficiency in a to-be-heated part in view of the said point.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、作動媒体(12)が液体状態で流動可能に封入された管状の容器(11)と、
容器(11)内の液体状態の作動媒体(12)の一部を加熱して気化させる加熱器(13)と、
加熱器(13)で加熱されて気化した作動媒体(12)の蒸気を冷却して液化させる冷却器(14)と、
作動媒体(12)の蒸気の体積変動によって生じる作動媒体(12)の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部(15)とを備え、
容器(11)は、作動媒体(12)が気化する被加熱部(11a)において盤状に拡径されており、
被加熱部(11a)には、作動媒体(12)が流れる微細流路を内部に有する焼結体(21)が熱伝導可能に配置され、
焼結体(21)には、微細流路よりも拡大された流路を構成する空洞(21a)が被加熱部(11a)の中心部に重合するように形成されており、
さらに、容器(11)において拡径された拡径部と管状になっている管部との接続部が拡径部の中心部であって、拡径部の中心部に空洞(21a)があることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, a tubular container (11) in which a working medium (12) is encapsulated so as to be flowable in a liquid state;
A heater (13) for heating and vaporizing a part of the liquid working medium (12) in the container (11);
A cooler (14) for cooling and liquefying the vapor of the working medium (12) heated and vaporized by the heater (13);
An output unit (15) for converting the displacement of the liquid portion of the working medium (12) caused by the volume fluctuation of the working medium (12) into mechanical energy and outputting the mechanical energy;
The diameter of the container (11) is expanded in a disk shape in the heated portion (11a) where the working medium (12) is vaporized,
In the heated part (11a), a sintered body (21) having a fine flow path through which the working medium (12) flows is disposed so as to be thermally conductive,
In the sintered body (21), a cavity (21a) that constitutes a flow path that is larger than the fine flow path is formed so as to be polymerized at the center of the heated portion (11a) .
Further, the connecting portion between the expanded diameter portion expanded in the container (11) and the tubular tube portion is the central portion of the expanded diameter portion, and the cavity (21a) is provided in the central portion of the expanded diameter portion. It is characterized by that.

これによると、被加熱部(11a)の中心部では作動媒体(12)が焼結体(21)の空洞(21a)を流れ、被加熱部(11a)の外周部では作動媒体(12)が焼結体(21)の微細流路を流れることとなる。   According to this, the working medium (12) flows through the cavity (21a) of the sintered body (21) at the center of the heated part (11a), and the working medium (12) flows at the outer peripheral part of the heated part (11a). It will flow through the fine flow path of the sintered body (21).

このため、被加熱部(11a)の中心部から外周部に向かうにつれて作動媒体(12)の流路断面積が増加することを抑制できるので、被加熱部(11a)の中心部と外周部とで温度差が生じることを抑制でき、ひいては被加熱部(11a)における熱交換の効率を向上することができる。   For this reason, since it can suppress that the flow-path cross-sectional area of a working medium (12) increases as it goes to a peripheral part from the center part of a to-be-heated part (11a), the center part and outer peripheral part of a to-be-heated part (11a) Thus, the occurrence of a temperature difference can be suppressed, and as a result, the efficiency of heat exchange in the heated portion (11a) can be improved.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の外燃機関において、空洞(21a)の平面形状は、3つ以上の滑らかな曲線で囲まれてなる星形状であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in the external combustion engine according to claim 1, the planar shape of the cavity (21a) is a star shape surrounded by three or more smooth curves. .

これにより、焼結体(21)のうち空洞(21a)に面する部位の表面積を増加させることができるので、空洞(21a)内の作動媒体(12)と焼結体(21)との接触面積を増加させることができる。このため、被加熱部(11a)における熱交換の効率をより向上することができる。   Thereby, since the surface area of the site | part which faces a cavity (21a) among sintered compacts (21) can be increased, the contact of the working medium (12) in a cavity (21a) and a sintered compact (21) The area can be increased. For this reason, the efficiency of the heat exchange in a to-be-heated part (11a) can be improved more.

具体的には、請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の外燃機関において、滑らかな曲線を円弧にすればよい。   Specifically, as in the invention according to claim 3, in the external combustion engine according to claim 2, a smooth curve may be formed into an arc.

請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の外燃機関において、空洞(21a)の平面形状は、1つ以上の三角形を円の周囲に配置してなる形状であることを特徴とする。   In the invention according to claim 4, in the external combustion engine according to claim 1, the planar shape of the cavity (21a) is a shape formed by arranging one or more triangles around a circle. To do.

これにより、焼結体(21)のうち空洞(21a)に面する部位の表面積を増加させることができるので、空洞(21a)内の作動媒体(12)と焼結体(21)との接触面積を増加させることができる。このため、被加熱部(11a)における熱交換の効率をより向上することができる。   Thereby, since the surface area of the site | part which faces a cavity (21a) among sintered compacts (21) can be increased, the contact of the working medium (12) in a cavity (21a) and a sintered compact (21) The area can be increased. For this reason, the efficiency of the heat exchange in a to-be-heated part (11a) can be improved more.

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.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図3に基づいて説明する。図1は本発明に係る外燃機関10及び発電機1からなる発電装置の概略構成を表す構成図である。図1中の上矢印は天地方向の上方、下矢印は天地方向の下方を示している。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power generation apparatus including an external combustion engine 10 and a generator 1 according to the present invention. The up arrow in FIG. 1 indicates the top and bottom direction, and the down arrow indicates the bottom and top direction.

図1に示す如く、本実施形態の外燃機関10は、永久磁石が埋設された可動子2を振動変位させることによって起電力を発生する発電機1を駆動するためのものであり、作動媒体(本実施形態では水)12が液体状態で流動可能に封入された容器11と、容器11内の作動媒体12の一部を加熱して作動媒体12の蒸気を発生させる加熱器13と、加熱器13によって発生した作動媒体12の蒸気を冷却する冷却器14とを備える。   As shown in FIG. 1, an external combustion engine 10 of this embodiment is for driving a generator 1 that generates an electromotive force by oscillating and moving a mover 2 in which a permanent magnet is embedded. (In this embodiment, water) 12 in which liquid 12 is encapsulated so as to be flowable in a liquid state, a heater 13 that heats part of the working medium 12 in the container 11 to generate vapor of the working medium 12, and heating And a cooler 14 for cooling the vapor of the working medium 12 generated by the vessel 13.

本実施形態では、加熱器13の熱源として高温ガスを用いている。また、本実施形態の冷却器14には冷却水が循環するようになっている。図示を省略しているが、冷却水が作動媒体12の蒸気から奪った熱を放熱する放熱器が、冷却水の循環回路中に配置されている。   In the present embodiment, a high temperature gas is used as the heat source of the heater 13. In addition, cooling water circulates in the cooler 14 of the present embodiment. Although not shown, a radiator that dissipates heat taken from the steam of the working medium 12 by the cooling water is disposed in the circulating circuit of the cooling water.

管状の圧力容器である容器11は、全体として略U字形状を有しており、屈曲部が最下部に位置し、両端部が鉛直方向上方側に向かって延びるように配置されている。容器11の一端部に加熱器13が配置されている。容器11の一端側の部位であって、加熱器13よりも下方側の部位に冷却器14が配置されている。   The container 11, which is a tubular pressure vessel, has a substantially U shape as a whole, and is disposed such that the bent portion is positioned at the lowermost portion and both end portions extend upward in the vertical direction. A heater 13 is disposed at one end of the container 11. A cooler 14 is disposed at a site on one end side of the container 11 and below the heater 13.

本例では、作動媒体12を水としていることから、容器11をステンレス製としている。容器11のうち加熱器13と接触する被加熱部11aおよび冷却器14と接触する被冷却部11bを熱伝導率に優れた銅又はアルミニウム製としてもよい。   In this example, since the working medium 12 is water, the container 11 is made of stainless steel. It is good also considering the to-be-heated part 11a which contacts the heater 13 among the containers 11, and the to-be-cooled part 11b which contacts the cooler 14 as the product made from copper or aluminum excellent in thermal conductivity.

容器11の他端部(被加熱部11aと反対側の端部)には、作動媒体12の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部15が配置されている。出力部15は、作動媒体12の液体部分(液体ピストン)から圧力を受けて変位するピストン16と、ピストン16を摺動可能に支持するシリンダ部17を有している。   An output unit 15 that converts the displacement of the liquid portion of the working medium 12 into mechanical energy and outputs it is disposed at the other end of the container 11 (the end opposite to the heated portion 11a). The output unit 15 includes a piston 16 that is displaced by receiving pressure from a liquid portion (liquid piston) of the working medium 12, and a cylinder unit 17 that slidably supports the piston 16.

なお、ピストン16は可動子2のシャフト2aに連結されており、可動子2を挟んでピストン16と反対側には、可動子2をピストン16側に押圧する弾性力を発生させる弾性手段をなすバネ18が設けられている。   The piston 16 is connected to the shaft 2a of the mover 2, and an elastic means for generating an elastic force that presses the mover 2 toward the piston 16 is formed on the opposite side of the piston 16 across the mover 2. A spring 18 is provided.

図2は、被加熱部11aの拡大断面図であり、図3は図2のA−A断面図である。容器11は、被加熱部11aにおいて円盤状に拡径されている。被加熱部11a内における底面部には、熱伝導率に優れた粉末(本例では、銅粉)から形成された焼結体21が熱伝導可能に接触配置されている。この焼結体21は、被加熱部11aの内径よりも若干小さい外径を有する円盤状に形成され、被加熱部11aと同軸状に配置されている。   2 is an enlarged cross-sectional view of the heated portion 11a, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The container 11 is expanded in a disk shape in the heated portion 11a. A sintered body 21 formed of a powder having excellent thermal conductivity (copper powder in this example) is disposed in contact with the bottom surface in the heated portion 11a so as to conduct heat. The sintered body 21 is formed in a disk shape having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heated portion 11a, and is disposed coaxially with the heated portion 11a.

焼結体21の内部に形成される微細空間は、作動媒体12が流れる微細流路を構成する。焼結体21の中心部には、微細流路よりも拡大された流路を構成する空洞21aが被加熱部11aの中心部と重合するように形成されている。本例では、この空洞21aの平面形状(図3に示す形状)を、3つの円弧で囲まれてなる略三つ星形状にしている。   The fine space formed inside the sintered body 21 constitutes a fine flow path through which the working medium 12 flows. At the center of the sintered body 21, a cavity 21a that forms a flow path that is larger than the fine flow path is formed so as to overlap with the center of the heated portion 11a. In this example, the planar shape of the cavity 21a (the shape shown in FIG. 3) is a substantially three-star shape surrounded by three arcs.

焼結体21の上面には、被加熱部11aの内部空間を上下に仕切る仕切板22が配置されている。この仕切板22は、被加熱部11aの内径よりも若干小さい外径を有する円盤状に形成され、被加熱部11aと同軸状に配置されている。したがって、仕切板22の外周側には、仕切板22で仕切られた上下の空間同士を連通する連通路23が形成されることとなる。   On the upper surface of the sintered body 21, a partition plate 22 that divides the internal space of the heated portion 11 a up and down is disposed. The partition plate 22 is formed in a disc shape having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the heated portion 11a, and is arranged coaxially with the heated portion 11a. Accordingly, a communication path 23 that connects the upper and lower spaces partitioned by the partition plate 22 is formed on the outer peripheral side of the partition plate 22.

被加熱部11a内において仕切板22よりも上方側の空間は、所定体積の気体が封入される気体封入部24を構成する。この気体封入部24は、加熱器13にて加熱された作動媒体12が気化するのに必要な空間である。気体封入部24に封入される気体は、例えば空気であってもよいし、作動媒体12の純粋な蒸気でもよい。   The space above the partition plate 22 in the heated part 11a constitutes a gas sealing part 24 in which a predetermined volume of gas is sealed. The gas sealing portion 24 is a space necessary for the working medium 12 heated by the heater 13 to vaporize. The gas sealed in the gas sealing part 24 may be air, for example, or pure vapor of the working medium 12.

次に、上記構成における作動を説明する。加熱器13及び冷却器14を動作させると、まず加熱器13により被加熱部11a内の作動媒体(水)12が加熱されて気化し、被加熱部11a内に高温・高圧の作動媒体12の蒸気が蓄積されて、容器11の一端側(被加熱部11a側)における作動媒体12の液面を押し下げる。すると、容器11内に封入された作動媒体12の液体部分は、容器11の一端側から他端側に変位して、発電機1側のピストン16を押し上げるとともに、バネ18を圧縮する。   Next, the operation in the above configuration will be described. When the heater 13 and the cooler 14 are operated, first, the working medium (water) 12 in the heated portion 11a is heated and vaporized by the heater 13, and the high-temperature / high-pressure working medium 12 is heated in the heated portion 11a. The vapor is accumulated, and the liquid level of the working medium 12 on one end side (the heated portion 11a side) of the container 11 is pushed down. Then, the liquid part of the working medium 12 enclosed in the container 11 is displaced from one end side to the other end side of the container 11 to push up the piston 16 on the generator 1 side and compress the spring 18.

容器11の一端側における作動媒体12の液面が被冷却部11bまで下がり、被冷却部11b内に作動媒体12の蒸気が進入すると、作動媒体12の蒸気が冷却器14により冷却されて液化されるため、作動媒体12の液面を押し下げる力が消滅し、容器11の一端側において作動媒体12の液面が上昇する。この結果、作動媒体12の蒸気の膨張によって一旦押し上げられた発電機1側のピストン16はバネ18の弾性力によって下降する。   When the liquid level of the working medium 12 at one end of the container 11 falls to the cooled part 11b and the vapor of the working medium 12 enters the cooled part 11b, the vapor of the working medium 12 is cooled and liquefied by the cooler 14. Therefore, the force that pushes down the liquid level of the working medium 12 disappears, and the liquid level of the working medium 12 rises on one end side of the container 11. As a result, the piston 16 on the generator 1 side that is once pushed up by the expansion of the vapor of the working medium 12 is lowered by the elastic force of the spring 18.

そして、こうした動作は、加熱器13及び冷却器14の動作を停止させるまで繰り返し実行され、その間、容器11内の作動媒体12の液体部分は液体ピストンとして周期的に変位(いわゆる自励振動)して、発電機1の可動子2を上下動させることになる。   Such an operation is repeatedly executed until the operations of the heater 13 and the cooler 14 are stopped, during which the liquid portion of the working medium 12 in the container 11 is periodically displaced as a liquid piston (so-called self-excited vibration). Thus, the mover 2 of the generator 1 is moved up and down.

次に、被加熱部11a内における作動媒体12の挙動を詳細に説明する。作動媒体12の蒸気が冷却器14により冷却されて液化されて、容器11の一端側における作動媒体12の液面が上昇すると、図2の矢印aのように、液体状態の作動媒体12が仕切板22に衝突する。そして、仕切板22に衝突した液体状態の作動媒体12は、図2の矢印bのように流れ方向が略90度変化して焼結体21の空洞21aを流れ、焼結体21内の微細流路に進入する。   Next, the behavior of the working medium 12 in the heated part 11a will be described in detail. When the vapor of the working medium 12 is cooled and liquefied by the cooler 14 and the liquid level of the working medium 12 on one end side of the container 11 rises, the working medium 12 in the liquid state is partitioned as indicated by an arrow a in FIG. It collides with the plate 22. Then, the working medium 12 in the liquid state colliding with the partition plate 22 changes its flow direction by approximately 90 degrees as indicated by the arrow b in FIG. Enter the flow path.

焼結体21内の微細流路に進入した液体状態の作動媒体12は、図3の矢印のように被加熱部11aの中心部から外周部に向かって広がって流れる過程で加熱されて気化する。そして、気化した作動媒体12の蒸気は、焼結体21の外周側に位置する連通路23を通じて気体封入部24に流入する。   The working medium 12 in the liquid state entering the fine flow path in the sintered body 21 is heated and vaporized in the process of flowing from the center of the heated portion 11a toward the outer periphery as indicated by the arrows in FIG. . Then, the vapor of the vaporized working medium 12 flows into the gas enclosure 24 through the communication path 23 located on the outer peripheral side of the sintered body 21.

本実施形態によると、液体状態の作動媒体12が仕切板22に衝突することで被加熱部11a内の液体状態の作動媒体12が撹拌されて乱流が生じるので、被加熱部11aにおける熱交換の効率を向上することができる。   According to the present embodiment, the liquid working medium 12 collides with the partition plate 22 and the liquid working medium 12 in the heated part 11a is agitated to generate a turbulent flow. Therefore, heat exchange in the heated part 11a Efficiency can be improved.

さらに、本実施形態によると、被加熱部11aの中心部では作動媒体12が焼結体21の空洞21aを流れ、被加熱部11aの外周部では作動媒体12が焼結体21の微細流路を流れることとなる。   Furthermore, according to this embodiment, the working medium 12 flows through the cavity 21a of the sintered body 21 at the center of the heated portion 11a, and the working medium 12 passes through the fine flow path of the sintered body 21 at the outer peripheral portion of the heated portion 11a. Will flow.

このため、被加熱部11aの中心部から外周部に向かうにつれて作動媒体12の流路断面積が増加することを抑制できるので、被加熱部11aの中心部と外周部とで温度差が生じることを抑制でき、ひいては被加熱部11aにおける熱交換の効率をより向上することができる。   For this reason, since it can suppress that the flow-path cross-sectional area of the working medium 12 increases as it goes to the outer peripheral part from the center part of the to-be-heated part 11a, a temperature difference arises by the center part and outer peripheral part of the to-be-heated part 11a. As a result, the efficiency of heat exchange in the heated portion 11a can be further improved.

しかも、焼結体21の空洞21aの平面形状を、3つの円弧で囲まれてなる略三つ星形状にしているので、焼結体21のうち空洞21aに面する部位の表面積を増加させることができるので、空洞21a内の作動媒体12と焼結体21との接触面積を増加させることができる。このため、被加熱部11aにおける熱交換の効率をより一層向上することができる。   And since the planar shape of the cavity 21a of the sintered compact 21 is made into the substantially three star shape enclosed by three circular arcs, the surface area of the site | part which faces the cavity 21a among the sintered compacts 21 is increased. Therefore, the contact area between the working medium 12 and the sintered body 21 in the cavity 21a can be increased. For this reason, the efficiency of the heat exchange in the to-be-heated part 11a can be improved further.

(第2実施形態)
上記第1実施形態では、焼結体21の空洞21aの平面形状が略三つ星形状になっているが、本第2実施形態では、図4に示すように、空洞21aの平面形状が略四つ星形状になっている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the planar shape of the cavity 21a of the sintered body 21 is substantially a three-star shape, but in the second embodiment, the planar shape of the cavity 21a is substantially as shown in FIG. It has a four-star shape.

本例では、空洞21aの略四つ星形状を、4つの二等辺三角形を円の周囲に配置してなる形状にしている。本実施形態においても、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   In this example, the substantially four-star shape of the cavity 21a is formed by arranging four isosceles triangles around a circle. Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

(他の実施形態)
(1)上記各実施形態は、空洞21aの平面形状の一例を示したものに過ぎず、これに限定されることなく、空洞21aの平面形状を種々変更することが可能である。
(Other embodiments)
(1) The above embodiments are merely examples of the planar shape of the cavity 21a, and the planar shape of the cavity 21a can be variously changed without being limited thereto.

例えば、上記第1実施形態において、空洞21aの平面形状を4つ以上の円弧で囲まれた星形状にしてもよいし、円弧以外の曲線、例えば曲率が変化する滑らかな曲線で囲まれた星形状にしてもよい。   For example, in the first embodiment, the planar shape of the cavity 21a may be a star shape surrounded by four or more arcs, or a star surrounded by a curve other than the arc, for example, a smooth curve whose curvature changes. You may make it a shape.

また、上記第2実施形態において、空洞21aの平面形状を、4つ以上の二等辺三角形を円の周囲に配置してなる形状にしてもよいし、二等辺三角形以外の三角形を円の周囲に配置してなる形状にしてもよい。   In the second embodiment, the planar shape of the cavity 21a may be a shape formed by arranging four or more isosceles triangles around the circle, or a triangle other than the isosceles triangle may be placed around the circle. You may make it the shape formed by arrangement | positioning.

(2)上記各実施形態では、被加熱部11aおよび焼結体21を円盤状にしているが、これに限定されることなく、被加熱部11aおよび焼結体21を円盤以外の盤状(例えば、多角形盤状)にしてもよい。   (2) In each of the above-described embodiments, the heated portion 11a and the sintered body 21 are formed in a disk shape, but the heated portion 11a and the sintered body 21 are not limited to this and are formed in a disk shape other than the disk ( For example, a polygonal disk shape may be used.

(3)上記各実施形態では、加熱器13と容器11とを別体に形成しているが、加熱器13と容器11のうち被加熱部11aとを一体に形成してもよい。   (3) In each of the above embodiments, the heater 13 and the container 11 are formed separately. However, the heated portion 11a of the heater 13 and the container 11 may be integrally formed.

(4)上記各実施形態では、加熱器13の熱源として高温ガスを用いているが、加熱器13を電気ヒータで構成してもよい。   (4) In each of the above embodiments, a high-temperature gas is used as a heat source for the heater 13, but the heater 13 may be configured by an electric heater.

(5)上記各実施形態では、本発明を発電装置の駆動源に適用した場合について説明したが、本発明の外燃機関は、発電装置以外の駆動源としても利用することができる。   (5) In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the drive source of the power generation apparatus has been described, but the external combustion engine of the present invention can also be used as a drive source other than the power generation apparatus.

本発明の第1実施形態を示す発電装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electric power generating apparatus which shows 1st Embodiment of this invention. 図1における被加熱部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the to-be-heated part in FIG. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 第2実施形態における被加熱部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the heated part in a 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11a 被加熱部
13 加熱器
21 焼結体
21a 空洞
11a Heated part 13 Heater 21 Sintered body 21a Cavity

Claims (4)

作動媒体(12)が液体状態で流動可能に封入された管状の容器(11)と、
前記容器(11)内の液体状態の前記作動媒体(12)の一部を加熱して気化させる加熱器(13)と、
前記加熱器(13)で加熱されて気化した前記作動媒体(12)の蒸気を冷却して液化させる冷却器(14)と、
前記作動媒体(12)の蒸気の体積変動によって生じる前記作動媒体(12)の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部(15)とを備え、
前記容器(11)は、前記作動媒体(12)が気化する被加熱部(11a)において盤状に拡径されており、
前記被加熱部(11a)には、前記作動媒体(12)が流れる微細流路を内部に有する焼結体(21)が熱伝導可能に配置され、
前記焼結体(21)には、前記微細流路よりも拡大された流路を構成する空洞(21a)が前記被加熱部(11a)の中心部に重合するように形成されており、
さらに、前記容器(11)において拡径された拡径部と管状になっている管部との接続部が前記拡径部の中心部であって、前記拡径部の中心部に前記空洞(21a)があることを特徴とする外燃機関。
A tubular container (11) in which a working medium (12) is encapsulated so as to be able to flow in a liquid state;
A heater (13) for heating and evaporating a part of the liquid working medium (12) in the container (11);
A cooler (14) for cooling and liquefying the vapor of the working medium (12) heated and vaporized by the heater (13);
An output unit (15) for converting the displacement of the liquid part of the working medium (12) caused by the volume fluctuation of the vapor of the working medium (12) into mechanical energy and outputting it.
The container (11) is expanded in a disk shape in a heated portion (11a) where the working medium (12) is vaporized,
In the heated part (11a), a sintered body (21) having a fine flow channel through which the working medium (12) flows is disposed so as to be thermally conductive,
In the sintered body (21), a cavity (21a) constituting a flow path enlarged from the fine flow path is formed so as to be polymerized in a central portion of the heated portion (11a) ,
Furthermore, the connection part of the enlarged diameter part expanded in the said container (11) and the tubular pipe part is a center part of the said enlarged diameter part, Comprising: The said cavity (in the center part of the said enlarged diameter part) An external combustion engine characterized in that there is 21a) .
前記空洞(21a)の平面形状は、3つ以上の滑らかな曲線で囲まれてなる星形状であることを特徴とする請求項1に記載の外燃機関。   2. The external combustion engine according to claim 1, wherein the planar shape of the cavity (21 a) is a star shape surrounded by three or more smooth curves. 前記滑らかな曲線が円弧であることを特徴とする請求項2に記載の外燃機関。   The external combustion engine according to claim 2, wherein the smooth curve is an arc. 前記空洞(21a)の平面形状は、1つ以上の三角形を円の周囲に配置してなる形状であることを特徴とする請求項1に記載の外燃機関。   The external combustion engine according to claim 1, wherein the planar shape of the cavity (21a) is a shape formed by arranging one or more triangles around a circle.
JP2008131763A 2008-05-20 2008-05-20 External combustion engine Expired - Fee Related JP5035109B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008131763A JP5035109B2 (en) 2008-05-20 2008-05-20 External combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008131763A JP5035109B2 (en) 2008-05-20 2008-05-20 External combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009281174A JP2009281174A (en) 2009-12-03
JP5035109B2 true JP5035109B2 (en) 2012-09-26

Family

ID=41451897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008131763A Expired - Fee Related JP5035109B2 (en) 2008-05-20 2008-05-20 External combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5035109B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5494050B2 (en) * 2010-03-15 2014-05-14 株式会社デンソー Heat engine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4305223B2 (en) * 2004-03-05 2009-07-29 株式会社デンソー Steam engine
JP4706520B2 (en) * 2006-03-17 2011-06-22 株式会社デンソー External combustion engine
JP4706522B2 (en) * 2006-03-17 2011-06-22 株式会社デンソー Steam engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009281174A (en) 2009-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4706520B2 (en) External combustion engine
JP4411829B2 (en) Steam engine
JP6237354B2 (en) Heat recovery power generation system
JP4306733B2 (en) External combustion engine
JP5035109B2 (en) External combustion engine
JP5673589B2 (en) Heat engine
JP5569328B2 (en) Heat engine
JP5169984B2 (en) Heat engine
JP4992917B2 (en) External combustion engine
JP4993019B2 (en) External combustion engine
JP4835590B2 (en) External combustion engine
JP4930386B2 (en) External combustion engine
JP4962501B2 (en) External combustion engine
JP4363254B2 (en) Steam engine
JP4337639B2 (en) Steam engine
JP4962502B2 (en) External combustion engine
JP4251222B2 (en) External combustion engine
JP4548515B2 (en) External combustion engine
JP4375114B2 (en) Steam engine
JP4962506B2 (en) External combustion engine
JP2010150956A (en) External combustion engine
JP2010174780A (en) External combustion engine
JP2009013812A (en) External combustion engine
JP2006162201A (en) Stirling engine, and stirling refrigeration warehouse
JP2010144520A (en) External combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100614

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120106

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: 20120605

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: 20120618

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees