JP5531979B2 - Heat engine - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気の膨張によって液体ピストンを変位させ、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熱機関に関する。 The present invention relates to a heat engine that displaces a liquid piston by expansion of steam, converts the displacement of the liquid piston into mechanical energy, and outputs the mechanical energy.
従来、この種の熱機関が特許文献1に記載されている。特許文献1の従来技術では、管状の容器の一端部で蒸気を膨張させることによって、容器内に封入された液体ピストンを容器の他端部側に変位させ、この液体ピストンの変位を、容器の他端部に設けられた出力部で機械的エネルギに変換して出力し、膨張した蒸気を、容器の中間部に形成された冷却部で冷却して凝縮させることによって、液体ピストンを容器の一端部側に変位させる。
Conventionally, this type of heat engine is described in
また、この従来技術では、出力部の潤滑性を確保するために、液体ピストンのうち出力部側の部分を油で構成している。具体的には、容器の内部空間を、冷却部と出力部との間でダイヤフラムによって仕切り、ダイヤフラムよりも冷却部側の空間である第1作動室に水を封入し、ダイヤフラムよりも出力部側の空間である第2作動室に油を封入している。 Moreover, in this prior art, in order to ensure the lubricity of an output part, the part by the side of an output part among liquid pistons is comprised with oil. Specifically, the internal space of the container is partitioned by a diaphragm between the cooling unit and the output unit, water is sealed in the first working chamber, which is the space on the cooling unit side of the diaphragm, and the output unit side of the diaphragm Oil is sealed in the second working chamber, which is the space of.
容器の内部空間をダイヤフラムで仕切ることで、水と油との混濁が防止されるとともに、水と油との間で変位が伝達されるようになっている。 By partitioning the internal space of the container with a diaphragm, turbidity between water and oil is prevented, and displacement is transmitted between water and oil.
しかしながら、上記従来技術によると、第2作動室の油に溶解していた気体がガス化するなどして油中に気泡が混入すると、気泡の圧縮性により蒸気の圧力エネルギが出力部へ伝わる効率が低下し、蒸気からエネルギを回収する効率が低下してしまうという問題がある。 However, according to the above-described conventional technique, when gas dissolved in the oil in the second working chamber is gasified and bubbles are mixed in the oil, the efficiency in which the pressure energy of the steam is transmitted to the output unit due to the compressibility of the bubbles. There is a problem that the efficiency of recovering energy from steam is reduced.
本発明は上記点に鑑みて、作動室に気泡が溜まることを抑制することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to suppress the accumulation of bubbles in a working chamber.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、作動室(10、11)を形成する作動室形成部材(12)と、
作動室(10、11)を第1作動室(10)と第2作動室(11)とに仕切る仕切り部材(17)と、
第1作動室(10)に流動可能に封入された第1作動液(14)と、
第2作動室(11)に充満状態に封入された第2作動液(15)と、
第1作動室(10)のうち第2作動室(11)と反対側の部位に蒸気を供給する蒸気供給手段(121、18、19)と、
作動室形成部材(12)のうち第2作動室(11)側の端部に接続され、第2作動液(15)の変位を機械的エネルギに変換する変換機構(16)とを備え、
仕切り部材(17)は、第1作動液(14)と第2作動液(15)との間で変位が伝達されるように変形可能な部材であり、
第2作動液(15)は、第1作動液(14)と比較して潤滑性能に優れた液体であり、
さらに第2作動室(11)から第2作動液(15)を排出する排出手段(123、23、24、164b、30、31、32、36c)と、
第2作動液(15)と同種の液体を第2作動室(11)に供給する供給手段(164c、25、26、124、36d)とを備え、
供給手段が第2作動室(11)に供給する液体は、排出手段(123、23、24、164b、30、31、32、36c)によって第2作動室(11)から排出された第2作動液(15)と比較して気体の体積分率が低い液体であ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, a working chamber forming member (12) that forms the working chamber (10, 11);
A partition member (17) for partitioning the working chamber (10, 11) into a first working chamber (10) and a second working chamber (11);
A first hydraulic fluid (14) sealed in a flowable manner in the first working chamber (10);
A second hydraulic fluid (15) enclosed in a full state in the second working chamber (11);
Steam supply means (121, 18, 19) for supplying steam to a portion of the first working chamber (10) opposite to the second working chamber (11);
A conversion mechanism (16) that is connected to an end of the working chamber forming member (12) on the second working chamber (11) side and converts the displacement of the second working fluid (15) into mechanical energy;
The partition member (17) is a member that can be deformed so that displacement is transmitted between the first hydraulic fluid (14) and the second hydraulic fluid (15),
The second hydraulic fluid (15) is a liquid superior in lubrication performance compared to the first hydraulic fluid (14),
Furthermore, discharging means (123, 23, 24, 164b, 30, 31, 32, 36c) for discharging the second working fluid (15) from the second working chamber (11),
Supply means (164c, 25, 26, 124, 36d) for supplying the same type of liquid as the second hydraulic fluid (15) to the second hydraulic chamber (11),
The liquid supplied from the supply means to the second working chamber (11) is discharged from the second working chamber (11) by the discharging means (123, 23, 24, 164b, 30, 31, 32, 36c). It is characterized by being a liquid whose gas volume fraction is lower than that of the liquid (15).
これにより、第2作動室(11)の第2作動液(15)を入れ替えることができるので、第2作動室(11)に気泡が溜まることを抑制できる。 Thereby, since the 2nd hydraulic fluid (15) of a 2nd working chamber (11) can be replaced, it can suppress that a bubble accumulates in the 2nd working chamber (11).
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の熱機関において、排出手段は、作動室形成部材(12)のうち第2作動室(11)を形成する部位に形成され、第2作動室(11)に開口する排出口(123)を有し、
供給手段は、作動室形成部材(12)のうち第2作動室(11)を形成する部位に形成され、第2作動室(11)に開口する供給口(124)を有し、
排出口(123)は、供給口(124)よりも上方側に配置されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the heat engine according to the first aspect, the discharge means is formed at a portion of the working chamber forming member (12) that forms the second working chamber (11), and the second working chamber is formed. A discharge opening (123) opening into the chamber (11);
A supply means is formed in the site | part which forms a 2nd working chamber (11) among working chamber forming members (12), has a supply port (124) opened to a 2nd working chamber (11),
The discharge port (123) is arranged above the supply port (124).
これにより、第2作動室(11)の第2作動液(15)に混入した気泡を効果的に排出することができるので、第2作動室(11)に気泡が溜まることを効果的に抑制できる。 Thereby, since the air bubbles mixed in the second working fluid (15) of the second working chamber (11) can be effectively discharged, it is possible to effectively suppress the accumulation of bubbles in the second working chamber (11). it can.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の熱機関において、作動室形成部材(12)は、第2作動室(11)を構成する部位が水平方向に延びており、
排出口(123)は、第2作動室(11)の最上部に開口していることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the heat engine according to the second aspect, the working chamber forming member (12) has a portion constituting the second working chamber (11) extending in the horizontal direction,
The discharge port (123) is characterized by opening at the top of the second working chamber (11).
これにより、第2作動室(11)の第2作動液(15)に混入した気泡を一層効果的に排出することができる。 Thereby, the air bubbles mixed in the second working fluid (15) of the second working chamber (11) can be discharged more effectively.
請求項4に記載の発明では、請求項2に記載の熱機関において、作動室形成部材(12)は、第2作動室(11)を構成する部位が鉛直方向に延びており、
第2作動室(11)は、第1作動室(10)よりも下方側に配置されており、
排出口(123)は、仕切り部材(17)が最も下方側に変形したときの仕切り部材(17)の最下点よりも上方側にて第2作動室(11)に開口していることを特徴とする。
In the invention according to claim 4, in the heat engine according to claim 2, the working chamber forming member (12) has a portion constituting the second working chamber (11) extending in the vertical direction,
The second working chamber (11) is disposed below the first working chamber (10),
The discharge port (123) opens to the second working chamber (11) above the lowest point of the partition member (17) when the partition member (17) is deformed to the lowermost side. Features.
これにより、上記した請求項3に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。 Thus, the same effect as that attained by the 3rd aspect described above can be obtained.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱機関において、第2作動室(11)から排出された第2作動液(15)を脱気する脱気手段(164、36)を備え、
供給手段は、脱気手段(164、36)が脱気した第2作動液(15)を第2作動室(11)に供給することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to fourth aspects, the degassing for degassing the second hydraulic fluid (15) discharged from the second working chamber (11). Means (164, 36),
The supply means supplies the second working fluid (15) degassed by the degassing means (164, 36) to the second working chamber (11).
これにより、第2作動室(11)の第2作動液(15)を効率良く入れ替えることができる。 Thereby, the 2nd hydraulic fluid (15) of a 2nd working chamber (11) can be replaced efficiently.
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の熱機関において、脱気手段(164、36)は、第2作動室(11)から排出された第2作動液(15)を溜めるタンク室(164a、36a)を形成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 the fifth aspect, the deaeration means (164, 36) is a tank for storing the second working fluid (15) discharged from the second working chamber (11). A chamber (164a, 36a) is formed.
これにより、第2作動室(11)から排出された第2作動液(15)を効果的に脱気することができる。 Thereby, the 2nd hydraulic fluid (15) discharged | emitted from the 2nd working chamber (11) can be deaerated effectively.
請求項7に記載の発明では、請求項6に記載の熱機関において、タンク室(164a)の圧力は、大気圧より低い圧力に保持されていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is characterized in that, in the heat engine according to claim 6, the pressure in the tank chamber (164a) is maintained at a pressure lower than atmospheric pressure.
これにより、タンク室(164a)での第2作動液(15)の脱気を促進することができる。 Thereby, the deaeration of the second hydraulic fluid (15) in the tank chamber (164a) can be promoted.
請求項8に記載の発明では、請求項6または7に記載の熱機関において、タンク室(36a)に溜められた第2作動液(15)を加熱する加熱手段(37)を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the heat engine according to claim 6 or 7, further comprising heating means (37) for heating the second working fluid (15) stored in the tank chamber (36a). And
これにより、タンク室(164a)での第2作動液(15)の脱気を促進することができるので、第2作動室(11)に気泡が溜まることを効果的に抑制できる。 Thereby, since deaeration of the 2nd hydraulic fluid (15) in a tank chamber (164a) can be accelerated | stimulated, it can suppress effectively that a bubble accumulates in a 2nd hydraulic chamber (11).
請求項9に記載の発明では、請求項6ないし8のいずれか1つに記載の熱機関において、供給手段は、第2作動液(15)と同種の液体を圧送するポンプ(26)を有し、
タンク室(164a、36a)は、ポンプ(26)よりも上流側に設けられていることを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the sixth to eighth aspects, the supply means has a pump (26) that pumps the same type of liquid as the second hydraulic fluid (15). And
The tank chambers (164a, 36a) are provided on the upstream side of the pump (26).
これにより、第2作動液(15)と同種の液体を第2作動室(11)に確実に供給することができる。 Thereby, the same kind of liquid as the second working fluid (15) can be reliably supplied to the second working chamber (11).
請求項10に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱機関において、供給手段は、第2作動液(15)と同種の液体を圧送するポンプ(26)を有し、
排出手段は、第2作動室(11)から排出された第2作動液(15)が流れる排出通路(23)と、排出通路(23)を開閉する弁機構(24)とを有し、
さらにポンプ(26)および弁機構(24)の作動を制御する制御手段(27)を備えることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to eighth aspects, the supply means has a pump (26) that pumps the same kind of liquid as the second hydraulic fluid (15). And
The discharge means has a discharge passage (23) through which the second hydraulic fluid (15) discharged from the second working chamber (11) flows, and a valve mechanism (24) for opening and closing the discharge passage (23),
Furthermore, it has a control means (27) which controls operation | movement of a pump (26) and a valve mechanism (24), It is characterized by the above-mentioned.
これにより、第2作動室(11)の第2作動液(15)を確実に入れ替えることができる。 Thereby, the 2nd hydraulic fluid (15) of a 2nd working chamber (11) can be replaced reliably.
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、制御手段(27)は、所定条件を満たした場合、第2作動液(15)と同種の液体が圧送されるようにポンプ(26)を制御するとともに、排出通路(23)が開かれるように弁機構(24)を制御す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, when the control means (27) satisfies a predetermined condition, the same kind of liquid as the second hydraulic fluid (15) is pumped. The pump (26) is controlled, and the valve mechanism (24) is controlled so that the discharge passage (23) is opened.
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の熱機関において、第2作動室(11)の第2作動液(15)に混入している気泡の量を検出する気泡量検出手段(33)を備え、
所定条件は、気泡量検出手段(33)の検出結果に基づく条件であることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the heat engine according to the eleventh aspect, a bubble amount detecting means for detecting the amount of bubbles mixed in the second hydraulic fluid (15) of the second working chamber (11). 33)
The predetermined condition is a condition based on a detection result of the bubble amount detection means (33).
請求項13に記載の発明では、請求項11に記載の熱機関において、所定条件は、運転時間に基づく条件であることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the heat engine according to the eleventh aspect, the predetermined condition is a condition based on an operating time.
請求項14に記載の発明では、請求項11ないし13のいずれか1つに記載の熱機関において、変換機構(16)を停止させる停止機構(28)を備え、
制御手段(27)は、所定条件を満たした場合、変換機構(16)が停止するように停止機構(28)を制御することを特徴とする。
The invention according to
The control means (27) controls the stop mechanism (28) so that the conversion mechanism (16) stops when a predetermined condition is satisfied.
これによると、第2作動室(11)から第2作動液(15)を排出する時に第2作動室(11)での第2作動液(15)の変位(自励振動)が抑制されるので、第2作動室(11)の第2作動液(15)に混入した気泡を第2作動室(11)から排出しやすくすることができる。このため、第2作動室(11)に気泡が溜まることを効果的に抑制できる。 According to this, the displacement (self-excited vibration) of the second working fluid (15) in the second working chamber (11) is suppressed when the second working fluid (15) is discharged from the second working chamber (11). Therefore, it is possible to easily discharge the air bubbles mixed in the second working fluid (15) of the second working chamber (11) from the second working chamber (11). For this reason, it is possible to effectively suppress the accumulation of bubbles in the second working chamber (11).
請求項15に記載の発明では、請求項14に記載の熱機関において、変換機構(16)を外部から駆動する駆動機構(35)を備え、
制御手段(27)は、所定条件を満たした場合、変換機構(16)が停止するように停止機構(28)を制御し、さらに仕切り部材(17)が変換機構(16)側に凸となるように駆動機構(35)を制御することを特徴とする。
The invention according to
When the predetermined condition is satisfied, the control means (27) controls the stop mechanism (28) so that the conversion mechanism (16) stops, and the partition member (17) protrudes toward the conversion mechanism (16). The drive mechanism (35) is controlled as described above.
これによると、第2作動室(11)から第2作動液(15)を排出する時に第2作動液(15)に混入している気泡が仕切り部材(17)の下側に溜まりにくくなるので、第2作動液(15)に混入した気泡を第2作動室(11)から排出しやすくすることができる。このため、第2作動室(11)に気泡が溜まることを効果的に抑制できる。 According to this, when discharging the second working fluid (15) from the second working chamber (11), it is difficult for the air bubbles mixed in the second working fluid (15) to accumulate below the partition member (17). The air bubbles mixed in the second hydraulic fluid (15) can be easily discharged from the second working chamber (11). For this reason, it is possible to effectively suppress the accumulation of bubbles in the second working chamber (11).
請求項16に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱機関において、供給手段は、第2作動液(15)と同種の液体を圧送するポンプ(26)を有し、
排出手段は、第2作動室(11)から排出された第2作動液(15)が流れる排出通路(30)と、排出通路(30)に設けられた絞り機構(31)とを有し、
さらにポンプ(26)および弁機構(24)の作動を制御する制御手段(27)を備えることを特徴とする。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the heat engine according to any one of the first to eighth aspects, the supply means includes a pump (26) that pumps the same kind of liquid as the second hydraulic fluid (15). And
The discharge means has a discharge passage (30) through which the second hydraulic fluid (15) discharged from the second working chamber (11) flows, and a throttle mechanism (31) provided in the discharge passage (30),
Furthermore, it has a control means (27) which controls operation | movement of a pump (26) and a valve mechanism (24), It is characterized by the above-mentioned.
これにより、簡素な構成にて、第2作動室(11)の第2作動液(15)を入れ替えることができる。 Thereby, the second hydraulic fluid (15) in the second working chamber (11) can be replaced with a simple configuration.
請求項17に記載の発明では、請求項16に記載の熱機関において、変換機構(16)は、第2作動室(11)の第2作動液(15)から圧力を受けて変位する固体ピストン(161)を有し、
作動室形成部材(12)のうち第2作動室(11)側の端部は、固体ピストン(161)を収容するシリンダの役割を果たし、
固体ピストン(161)と作動室形成部材(12)の内壁との間には、排出通路および絞り機構を構成する隙間(32)が形成されていることを特徴とする。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the heat engine according to the sixteenth aspect, the conversion mechanism (16) is a solid piston that is displaced by receiving pressure from the second hydraulic fluid (15) in the second working chamber (11). (161)
The end of the working chamber forming member (12) on the second working chamber (11) side serves as a cylinder that houses the solid piston (161),
A gap (32) constituting a discharge passage and a throttle mechanism is formed between the solid piston (161) and the inner wall of the working chamber forming member (12).
これにより、排出通路および絞り機構の構成を簡素化できる。 Thereby, the structure of the discharge passage and the throttle mechanism can be simplified.
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、第1実施形態について図1に基づいて説明する。図1は本実施形態における熱機関の概略構成を表す構成図である。図2は、図1の部分拡大図である。図1、図2中の上下の矢印は、熱機関の設置状態における上下方向(鉛直方向)を示している。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a heat engine in the present embodiment. FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. The up and down arrows in FIGS. 1 and 2 indicate the up and down direction (vertical direction) in the installed state of the heat engine.
本実施形態の熱機関は、液体ピストン式蒸気エンジンとも呼ばれるものであり、駆動対象機器(図示せず)を駆動する駆動源として用いられる。 The heat engine of the present embodiment is also called a liquid piston steam engine, and is used as a drive source for driving a drive target device (not shown).
熱機関は、作動室10、11を形成する管状の容器12(作動室形成部材)と、容器12の外部にて蒸気を発生させる外部蒸発器13と、作動室10、11内の作動液14、15(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出力部16(変換機構)とを備えている。
The heat engine includes a tubular container 12 (working chamber forming member) that forms the working
本例では、容器12は、直管形状に形成され、上下方向(鉛直方向)に延びるように配置されている。出力部16は、容器12の下端部に接続されている。
In this example, the
作動室10、11は、上方側(容器12の一端側)の第1作動室10と、下方側(容器12の他端側)の第2作動室11とで構成されている。容器12の内部には、第1作動室10と第2作動室11とを仕切る膜状のダイヤフラム17(膜状部材)が設けられている。
The working
作動液14、15は、水14(第1作動液)と油15(第2作動液)とで構成されている。水14は第1作動室10に流動可能に封入されている。油15は、第2作動室11に充満状態に封入されている。第2作動室11の油15は、第1作動室10の水14よりも潤滑性能に優れた液体である。本例では、第1作動室10の作動液が水であるので、容器12をステンレス製とするのが好ましい。
The
ダイヤフラム17は、図1の実線および二点鎖線に示すように上下方向に変形可能になっている。ダイヤフラム17が上下方向に変形することによって、水14と油15との間で変位を伝達することができるようになっている。図1の実線は、ダイヤフラム17が最も下方側に凸に変形した状態を示し、図1の二点鎖線は、ダイヤフラム17が最も上方側に凸に変形した状態を示している。
The
外部蒸発器13は、水(第1作動液と同種の液体)を加熱して蒸気を発生させる。本例では、外部蒸発器13の熱源として排気ガス等の高温ガスを用いている。具体的には、外部蒸発器13は、高温ガスと水とを熱交換して水を加熱する熱交換器(図示せず)と、熱交換器に水を圧送するポンプ(図示せず)とを有している。
The
外部蒸発器13で発生した蒸気は、給気通路18、給気バルブ19および給気ポート121(蒸気供給手段)によって第1作動室10に供給されるようになっている。給気ポート121は、容器12の上端部(一端部)に形成されている。給気ポート121は、外部蒸発器13で発生した蒸気が流通する給気通路18と連通している。本例では、給気通路18は、配管部材で形成されている。給気バルブ19は、給気通路18を所定タイミングで開閉する。
The steam generated in the
第1作動室10の蒸気は、排気ポート122、排気通路20および排気バルブ21(排気手段)によって第1作動室10の外部に排出されるようになっている。排気ポート122は、容器12の上端部に形成されている。排気ポート122は、大気に開放された排気通路20と連通している。本例では、排気通路20は、配管部材で形成されている。排気バルブ21は、排気通路20を所定タイミングで開閉する。
The steam in the first working
排気通路20は、必ずしも大気に開放されている必要はない。例えば第1作動室10の蒸気が排気通路20を通じて外部蒸発器13に戻されるといった閉ループ系になっていてもよい。給気バルブ19および排気バルブ21は、例えばロータリー弁やポペット弁等で構成することができる。
The
第1作動室10のうち上方側(第2作動室11と反対側)の空間は、外部蒸発器13から供給された蒸気が膨張する膨張部101を構成している。膨張部101も外部蒸発器13と同様に高温ガスで加熱するようにすれば、膨張部101での蒸気の凝縮を抑制することができる。
The space above the first working chamber 10 (on the side opposite to the second working chamber 11) constitutes an
第1作動室10のうち膨張部101よりも下方側(第2作動室11側)に位置する空間は、膨張部101で膨張した蒸気を冷却して凝縮させる冷却部102を構成している。容器12のうち膨張部101および冷却部102を形成する部位は、複数本に分岐されていてもよい。
A space of the first working
冷却部102には冷却器22が設けられている。冷却器22には冷却水(冷却用流体)が循環するようになっている。冷却水の循環回路中には、冷却水が蒸気から奪った熱を放熱する放熱器(図示せず)が配置されている。冷却部102では、冷却器22が蒸気と冷却水とを熱交換して蒸気を冷却することによって蒸気が凝縮する。
The
出力部16は、固体ピストン161、クランクシャフト162、コネクティングロッド163およびクランクケース164を有している。固体ピストン161は、容器12の下端部(他端部)内を往復運動(往復摺動)する。換言すれば、容器12の下端部は、固体ピストン161を収容するシリンダを構成している。
The
クランクシャフト162およびコネクティングロッド163は、固体ピストン161の往復運動を回転運動に変換するクランク機構(動力変換機構)を構成しており、固体ピストン161の下方側(第1作動室10と反対側)に配置されている。
The
クランクシャフト162には、フライホイール等の慣性力発生部材(図示せず)が連結されている。なお、クランクシャフト162およびコネクティングロッド163(クランク機構)の代わりに、種々の動力変換機構を用いてもよい。
An inertia force generating member (not shown) such as a flywheel is connected to the
クランクシャフト162およびコネクティングロッド163を収容しているクランクケース164は、容器12の下端部に取り付けられている。クランクケース164内に形成されているクランク室164aには、油15(第2作動液と同種の液体)が溜められている。
A
すなわち、クランク室164aは、クランク機構162、163を収容する役割と、油15を溜めるタンク室の役割とを果たしている。
That is, the
クランク室164aでは油15が脱気されるようになっている。換言すれば、クランク室164aを形成するクランクケース164は、油15から気体を分離させる脱気手段を構成している。本例では、クランク室164aでの油15の脱気が促進されるように、クランク室164aの圧力が大気圧よりも低い圧力に保持されている。
The
図示を省略しているが、本例では、クランクシャフト162は給気バルブ19および排気バルブ21と機械的に連結されており、クランクシャフト162の回転位相と同期して給気バルブ19および排気バルブ21が駆動される。クランクシャフト162と給気バルブ19および排気バルブ21との連結には、例えばプーリ、ベルト等を用いることができる。
Although not shown, the
第2作動室11の油15は、排油口123、排油通路23、電磁弁24および油流入口164b(排出手段)によってクランク室164aに排出されるようになっている。排油口123(排出口)は、容器12の管壁を貫通する孔で構成されている。
The
排油口123は、排油通路23(排出通路)の一端部と連通している。排油通路23の他端部は、クランクケース164に形成された油流入口164b(第2作動液流入口)と連通している。本例では、排油通路23は、容器12およびクランクケース164の外部に設けられた配管部材で形成されている。電磁弁24(弁機構)は、排油通路23を開閉するものである。
The
クランク室164aの油15は、油流出口164c、給油通路25、ポンプ26および給油口124(供給手段)によって第2作動室11に供給されるようになっている。油流出口164c(第2作動液流出口)はクランクケース164に形成されている。クランク室164aは、油流出口164cを介して給油通路25(供給通路)の一端部と連通している。
The
給油通路25の他端部は、容器12に形成された給油口124(供給口)と連通している。給油口124は、容器12の管壁を貫通する孔で構成されている。本例では、給油通路25は、クランクケース164および容器12の外部に設けられた配管部材で形成されている。
The other end of the
ポンプ26は、クランク室164aの油15を第2作動室11へ圧送する。本例では、ポンプ26は給油通路25に設けられている。換言すれば、クランク室164aは、ポンプ26よりも油15の流れの上流側に設けられている。
The
容器12の排油口123は、できるだけ上方で第2作動室11に開口しているのが好ましい。本例では、排油口123はダイヤフラム17の直ぐ下方で第2作動室11に開口している。より具体的には、排油口123は、ダイヤフラム17が最も下方側に凸に変形したときのダイヤフラム17の最下点よりも上方側にて第2作動室11に開口している。
The
容器12の給油口124は、排油口123よりも下方側にて第2作動室11に開口しているのが好ましい。本例では、給油口124は、固体ピストン161の上死点(図1の二点鎖線位置)よりも上方側にて第2作動室11に開口している。
The
クランクケース164の油流出口164cは、できるだけ下方にてクランク室164aに開口しているのが好ましい。本例では、油流出口164cは、クランクケース164の底面に設けられている。クランクケース164の油流入口164bは、油流出口164cよりも上方に設けられているのが好ましい。本例では、油流出口164cは、クランクケース164の上面に設けられている。
The
電磁弁24およびポンプ26の作動は、制御装置27(制御手段)によって制御されるようになっている。制御装置27は、熱機関の運転時間を計測するタイマ27aを有している。また、制御装置27は、クランクシャフト162の回転を停止させる回転停止機構28(停止機構)の作動も制御するようになっている。
The operation of the
次に、上記構成における基本作動を説明する。以下では、第1作動室10の水14が最も上方側(膨張部101側)にきたときの位置を上死点と言い、第1作動室10の水14が最も下方側(第2作動室11側)にきたときの位置を下死点と言う。
Next, the basic operation in the above configuration will be described. Hereinafter, the position when the
第1作動室10の水14が上死点にある状態において、給気バルブ19が開かれると膨張部101に外部蒸発器13からの蒸気が給気される。膨張部101に供給された高温・高圧の蒸気が膨張することによって第1作動室10の水14が下方側(第2作動室11側)に押し出される。このときの水14の変位方向を膨張方向と表現することができる。水14が膨張方向に変位する行程を膨張行程と表現することができる。
When the
水14が下方側(第2作動室11側)に変位すると、ダイヤフラム17が下方側に凸となるように変形して第2作動室11の油15を下方側(固体ピストン161側)に押圧するので、第2作動室11の油15が下方側に変位する。換言すれば、第1作動室10の水14の変位は、ダイヤフラム17を介して第2作動室11の油15に伝達される。
When the
第2作動室11の油15が下方側に変位すると、固体ピストン161が下方側(クランクシャフト162側)に押し出されるので、クランクシャフト162が回転して機械的エネルギが出力される。クランクシャフト162が所定角度回転すると、給気バルブ19が閉じられ、膨張部101への蒸気の給気が遮断される。
When the
膨張部101で膨張した蒸気が冷却部102に進入して水14の液面が冷却部102まで下がると、冷却部102に進入した蒸気は冷却器22によって冷却されて凝縮する。これにより、水14を下方側に押し出す力が消滅するので、固体ピストン161は慣性力発生部材(図示せず)の慣性力によって上方側に押し戻される。これにより、第2作動室11の油15も上方側(第1作動室10側)に押し戻される。
When the vapor expanded in the
第2作動室11の油15が上方側に押し戻されると、ダイヤフラム17が上方側(第1作動室10側)に凸となるように変形して第1作動室10の水14を上方側(膨張部101側)に押圧するので、第1作動室10の水14が上方側に変位する。換言すれば、第2作動室11の油15の変位は、ダイヤフラム17を介して第1作動室10の水14に伝達される。このときの水14の変位方向を圧縮方向と表現することができる。水14が圧縮方向に変位する行程を圧縮行程と表現することができる。
When the
圧縮行程では、クランクシャフト162の回転によって排気バルブ21が開かれ、冷却部102で凝縮し切れなかった蒸気が排気ポート122および排気通路20から大気中に排気される。なお、排気通路20が大気に開放されておらず閉ループ系になっている場合には、冷却部102で凝縮し切れなかった蒸気が排気ポート122および排気通路20を通じて外部蒸発器13に戻されることとなる。
In the compression stroke, the
排気バルブ21が開かれてからクランクシャフト162が所定角度回転すると、排気バルブ21が閉じられる。排気バルブ21は、第1作動室10の水14が上死点に到達する少し前に閉じられるのが好ましい。クランクシャフト162がさらに所定角度回転して第1作動室10の水14が上死点に到達すると、給気バルブ19が再び開かれて膨張部101に蒸気が給気される。
When the
このような動作が繰り返し行われることで、作動室10、11の水14および油15(液体ピストン)が周期的に変位(いわゆる自励振動)して固体ピストン161を連続的に往復運動させる。このとき、摺動部(固体ピストン161の外周面および容器12の内壁面)は、第2作動室11の油15によって潤滑される。
By repeating such an operation, the
固体ピストン161が連続的に往復運動することによってクランクシャフト162が連続的に回転するので、出力を連続的に得ることができる。
Since the
熱機関の運転時間が長くなるにつれて、第2作動室11の油15に溶解していた気体がガス化するなどして第2作動室11の油15中に気泡が生じる。第2作動室11の油15中に気泡が生じると、気泡の圧縮性により蒸気の圧力エネルギが固体ピストン161へ伝わる効率が低下し、蒸気からエネルギを回収する効率が低下してしまう。
As the operating time of the heat engine becomes longer, bubbles are generated in the
そこで、本実施形態では、図3のタイムチャートに示す脱気制御を行うことによって、第2作動室11の油15中に気泡が溜まることを抑制する。具体的には、制御装置27は、タイマ27aの計測時間が所定時間以上になった場合(所定条件を満たした場合)、熱機関の運転を停止(運転OFF)させてから、ポンプ26を起動するとともに電磁弁24を開く(ポンプ・電磁弁ON)。本例では、熱機関の運転停止を回転停止機構28によって行う。
Therefore, in the present embodiment, the deaeration control shown in the time chart of FIG. 3 is performed to suppress the accumulation of bubbles in the
熱機関の運転を停止させることにより、第2作動室11の油15の往復変位(自励振動)が止まる。この状態でポンプ26が作動するとともに電磁弁24が開かれるので、クランク室164aの油15が油流出口164c、給油通路25および給油口124を通じて第2作動室11に供給されるとともに、第2作動室11の油15が排油口123、排油通路23および油流入口164bを通じてクランク室164aに排出される。このとき、第2作動室11の油15に混入している気泡もクランク室164aに排出される。
By stopping the operation of the heat engine, the reciprocating displacement (self-excited vibration) of the
第2作動室11からクランク室164aに排出された油15は、クランク室164aに一旦溜められ、クランク室164aで脱気される。このため、クランク室164aから第2作動室11に供給される油15は、第2作動室11から排出された油と比較して、気体の体積分率の低い油となる。
The
制御装置27は、ポンプ26の起動および電磁弁24の開弁後、所定の脱気時間が経過するとポンプ26を停止させるとともに電磁弁24を閉じ、さらにタイマーをリセットして熱機関の運転を再開させる。これにより、定期的に脱気制御が行われる。
The
本実施形態によると、脱気制御時には、第2作動室11から油15が排出されることに伴って第2作動室11の油15に混入している気泡も第2作動室11から排出され、クランク室164aで脱気された油15が第2作動室11に供給される。すなわち、第2作動室11において、気泡が混入して気体の体積分率が高くなった油が、気体の体積分率の低い油に入れ替えられる。このため、第2作動室11に気泡が溜まることを抑制できる。
According to the present embodiment, during the deaeration control, the air bubbles mixed in the
しかも、脱気制御時に熱機関の運転を停止させるので、第2作動室11の油15の往復変位(自励振動)を止めて気泡を排出しやすくすることができる。さらに、クランク室164aの圧力が大気圧よりも低く保持されているので、クランク室164aでの油15の脱気を促進することができる。このため、第2作動室11に気泡が溜まることを効果的に抑制できる。
Moreover, since the operation of the heat engine is stopped during the deaeration control, the reciprocating displacement (self-excited vibration) of the
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、排油通路23が容器12の外部に設けられているが、本第2実施形態では、図4に示すように、排油通路30が容器12と一体的に形成されている。具体的には、排油通路30が容器12の管壁の内部に形成されている。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
また、上記第1実施形態では、排油通路23が電磁弁24によって開閉されるが、本第2実施形態では、電磁弁24の代わりに固定絞り31(絞り機構)が設けられている。
In the first embodiment, the
本実施形態の作動を説明する。第2作動室11の油15は排油通路30を通じてクランク室164aに排出される。排油通路30に固定絞り31が設けられているので、第2作動室11の油15は、少流量でクランク室164aに排出される。
The operation of this embodiment will be described. The
制御装置27は、ポンプ26を作動させてクランク室164aの油15を第2作動室11に供給する。制御装置27は、ポンプ26による油15の圧送量が第2作動室11からの油15の排出量とほぼ同じになるようにポンプ26を制御するのが好ましい。
The
本実施形態においても、第2作動室11の油15が入れ替えられるので、第2作動室11に気泡が溜まることを抑制できる。
Also in this embodiment, since the
また、本実施形態によると、排油通路30が容器12と一体的に形成されているので、構成を簡素化できる。また、電磁弁24が設けられていないので、構成および制御を簡素化できる。
Moreover, according to this embodiment, since the
(第3実施形態)
上記第2実施形態では、排油通路30が容器12の管壁の内部に形成され、排油通路23に固定絞り31が設けられているが、本第3実施形態では、図5に示すように、固体ピストン161と容器12の管壁との間に形成された微小な隙間32が排油通路および固定絞りを構成している。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the
本実施形態によると、容器12の管壁の内部に排油通路30が形成されている上記第2実施形態と比較して、構成を一層簡素化できる。
According to this embodiment, compared with the said 2nd Embodiment in which the
(第4実施形態)
上記第1実施形態では、容器12が、直管形状に形成されて上下方向(鉛直方向)に延びるように配置されているが、本第4実施形態では、図6に示すように、容器12がL字状に屈曲した形状に形成され、容器12のうち膨張部101および冷却部102を構成する部位が上下方向に延び、容器12の残余の部位が水平方向に延びるように配置されている。これに伴い、出力部16は、容器12のうち水平方向に延びている部分の端部に接続されている。
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the
容器12の排油口123は第2作動室11の最上部に開口している。このため、第2作動室11の油15に混入している気泡を効率良く排出することができる。さらに、容器12の給油口124は第2作動室11の最下部に開口している。このため、第2作動室11の油15に混入している気泡を一層効率良く排出することができる。
The
(第5実施形態)
上記第1実施形態では、熱機関の運転時間が所定時間以上になった場合に脱気制御を行うが、本第5実施形態では、第2作動室11の油15に混入している気泡の量が所定量以上になった場合に脱気制御を行う。
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, the deaeration control is performed when the operation time of the heat engine reaches a predetermined time or more. In the fifth embodiment, the bubbles contained in the
本実施形態の具体的構成を図7に示す。容器12のうち第2作動室11を構成する部分には、気泡量検出センサ33(気泡量検出手段)が設けられている。気泡量検出センサ33の検出信号は制御装置27に入力される。
A specific configuration of this embodiment is shown in FIG. A bubble amount detection sensor 33 (bubble amount detection means) is provided in a portion of the
本例では、気泡量検出センサ33として、光の透過率を検出するセンサが用いられている。気泡量検出センサ33として、例えば光の屈折率を検出するセンサ、超音波の到達時間を検出するセンサ、静電容量を検出するセンサ等を用いてもよい。気泡量検出センサ33は、できるだけ上方に設けられているのが好ましい。
In this example, a sensor that detects the light transmittance is used as the bubble
図8(a)は、制御装置27が実行する制御処理の要部を示すフローチャートであり、図8(b)は、図8(a)のフローチャートによる作動例を示すタイムチャートである。ステップS100では、気泡量検出センサ33が容器12内の光の透過率を検出する。次いでステップS110へ進み、気泡量検出センサ33が検出した透過率が所定値以上(センサ出力ON)であるか否かを判定する。
FIG. 8A is a flowchart showing a main part of the control process executed by the
気泡量検出センサ33が検出した透過率が所定値以上であると判定した場合(YES判定の場合)、第2作動室11の油15に混入している気泡の量が所定量以上であると判断してステップS120へ進み、熱機関の運転を停止させてからポンプ26を起動するとともに電磁弁24を開く(運転OFF、ポンプ・電磁弁ON)。
When it is determined that the transmittance detected by the bubble
ステップS110において、気泡量検出センサ33が検出した透過率が所定値未満である判定した場合(NO判定の場合)、第2作動室11の油15に混入している気泡の量が所定量未満であると判断してステップS100へ戻る。
In step S110, when it is determined that the transmittance detected by the bubble
本実施形態によると、気泡量検出センサ33が検出した透過率(気泡量検出手段の検出結果)に基づいて脱気制御を行うので、第2作動室11の油15に混入している気泡の量に応じて脱気制御を行うことができる。このため、脱気制御を適格なタイミングで行うことができる。 According to the present embodiment, the deaeration control is performed based on the transmittance detected by the bubble amount detection sensor 33 (the detection result of the bubble amount detection means). Deaeration control can be performed according to the amount. For this reason, deaeration control can be performed at an appropriate timing.
(第6実施形態)
上記各実施形態では、熱機関の運転を停止させた状態で脱気制御が行われるが、本第6実施形態ではさらに、ダイヤフラム17が第2作動室11側に凸となった状態で脱気制御が行われる。
(Sixth embodiment)
In each of the above embodiments, the deaeration control is performed in a state where the operation of the heat engine is stopped. However, in the sixth embodiment, the deaeration is further performed in a state where the
本実施形態の具体的構成を図9に示す。クランクシャフト162には、クランク角センサ34とクランクシャフト駆動モータ35とが設けられている。クランク角センサ34は、クランクシャフト162の回転角(回転角度)を検出する回転角検出手段をなすものである。クランク角センサ34の検出信号は制御装置27に入力されるようになっている。
A specific configuration of this embodiment is shown in FIG. The
クランクシャフト駆動モータ35は、クランクシャフト162を外部から駆動する駆動機構をなすものである。クランクシャフト駆動モータ35の作動は、制御装置27によって制御されるようになっている。
The
図10は、制御装置27が実行する制御処理の要部を示すフローチャートである。このフローチャートは、脱気制御の開始時に実行される。まずステップS200にて、熱機関の運転を停止させる。次いでステップS210へ進み、クランクシャフト駆動モータ35を制御してクランクシャフト162を所定角度回転させる。
FIG. 10 is a flowchart showing a main part of the control process executed by the
次いでステップS220へ進み、クランク角センサ34で検出した回転角(検出回転角)が、固体ピストン161が下死点となる回転角であるか否かを判定する。検出回転角が、固体ピストン161が下死点となる回転角であると判定した場合(YES判定の場合)、ダイヤフラム17が下方側(第2作動室11側)に凸となっていると判断してステップS230へ進み、ポンプ26を起動するとともに電磁弁24を開く(ポンプ・電磁弁ON)。
Next, the process proceeds to step S220, and it is determined whether or not the rotation angle (detected rotation angle) detected by the
ステップS220において、検出回転角が、固体ピストン161が下死点となる下死点となる回転角でないと判定した場合(NO判定の場合)、ダイヤフラム17が下方側(第2作動室11側)に凸となっていないと判断してステップS210へ戻る。
In step S220, when it is determined that the detected rotation angle is not the rotation angle at which the
本実施形態によると、固体ピストン161が下死点となった状態、すなわちダイヤフラム17が下方側(第2作動室11側)に凸となった状態で脱気制御が行われることとなる。
According to this embodiment, deaeration control is performed in a state where the
このため、ダイヤフラム17が第1作動室10側(上方側)に凸となっている場合と比較して、第2作動室11の油15に混入している気泡がダイヤフラム17の直ぐ下側に溜まりにくくなるので、第2作動室11の油15に混入している気泡を一層排出しやすくすることができる。
For this reason, compared with the case where the
(第7実施形態)
上記各実施形態では、第2作動室11から排出された油15をクランク室164aで脱気するが、本第7実施形態では、図11に示すように、第2作動室11から排出された油15を脱気専用の油タンク36(脱気手段)で脱気する。
(Seventh embodiment)
In each of the above embodiments, the
油タンク36内に形成されたタンク室36aには、油15(第2作動液と同種の液体)が溜められている。本例では、油タンク36の上壁に通気孔36bが形成されており、タンク室36aの圧力が大気圧と同じになっている。
In a
油タンク36には、排油通路23と連通する油流入口36cと、給油通路25と連通する油流出口36dとが形成されている。油流入口36cは、油流出口164cよりも上方側に配置されているのが好ましい。油流出口36dは、できるだけ下方に設けられているのが好ましい。本例では、油タンク36は、ポンプ26よりも油15の流れの上流側に配置されている。
The
本実施形態の作動を説明する。制御装置27がポンプ26を起動すると、第2作動室11とタンク室36aとの間を油15が循環する。第2作動室11からタンク室36aに流入した油15は、タンク室36aに一旦溜められて脱気される。このため、タンク室36aで脱気された油15が第2作動室11に供給されることとなるので、第2作動室11に気泡が溜まることを抑制できる。
The operation of this embodiment will be described. When the
(第8実施形態)
本第8実施形態では、図12に示すように、上記第7実施形態のタンク室36aに熱交換器37(加熱手段)を設けている。熱交換器37は、外部蒸発器13から第1作動室10の膨張部101に供給される高温の蒸気と、タンク室36aの油15とを熱交換するものである。
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 12, a heat exchanger 37 (heating means) is provided in the
本実施形態によると、タンク室36aの油15が、外部蒸発器13からの高温の蒸気によって加熱されるので、タンク室36aでの油15の脱気を促進することができる。このため、油タンク36から第2作動室11に供給される油15における気体の体積分率をより低くすることができるので、第2作動室11に気泡が溜まることを一層抑制できる。
According to this embodiment, since the
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態を可能な範囲で適宜組み合わせても良いことはもちろんである。
(Other embodiments)
Of course, the above embodiments may be appropriately combined within a possible range.
また、上記各実施形態では、第2作動室11から排出された油15を脱気して第2作動室11に戻しているが、第2作動室11から排出された油15を第2作動室11に戻さずに、未使用の新しい油15を第2作動室11に供給するようにしても良い。
Moreover, in each said embodiment, although the
10 第1作動室(作動室)
11 第2作動室(作動室)
12 容器(作動室形成部材)
17 ダイヤフラム(仕切り部材)
14 第1作動液
15 第2作動液
121 給気ポート(蒸気供給手段)
18 給気通路(蒸気供給手段)
19 給気バルブ(蒸気供給手段)
16 出力部(変換機構)
123 排油口(排出口、排出手段)
23 排油通路(排出通路、排出手段)
24 電磁弁(弁機構、排出手段)
164b 油流入口(排出手段)
164c 油流出口(供給手段)
25 給油通路(供給通路、供給手段)
26 ポンプ(供給手段)
124 給油口(供給口、供給手段)
164 クランクケース(脱気手段)
164a クランク室(タンク室、脱気手段)
27 制御装置(制御手段)
28 回転停止機構(停止機構)
10 First working chamber (working chamber)
11 Second working chamber (working chamber)
12 Container (working chamber forming member)
17 Diaphragm (partition member)
14 1st
18 Air supply passage (steam supply means)
19 Supply valve (steam supply means)
16 Output unit (conversion mechanism)
123 Oil discharge port (discharge port, discharge means)
23 Oil drainage passage (discharge passage, discharge means)
24 Solenoid valve (valve mechanism, discharge means)
164b Oil inlet (discharge means)
164c Oil outlet (supply means)
25 Oil supply passage (supply passage, supply means)
26 Pump (supply means)
124 Refueling port (supply port, supply means)
164 Crankcase (deaeration means)
164a Crank chamber (tank chamber, deaeration means)
27 Control device (control means)
28 Rotation stop mechanism (stop mechanism)
Claims (17)
前記作動室(10、11)を第1作動室(10)と第2作動室(11)とに仕切る仕切り部材(17)と、
前記第1作動室(10)に流動可能に封入された第1作動液(14)と、
前記第2作動室(11)に充満状態に封入された第2作動液(15)と、
前記第1作動室(10)のうち前記第2作動室(11)と反対側の部位に蒸気を供給する蒸気供給手段(121、18、19)と、
前記作動室形成部材(12)のうち前記第2作動室(11)側の端部に接続され、前記第2作動液(15)の変位を機械的エネルギに変換する変換機構(16)とを備え、
前記仕切り部材(17)は、前記第1作動液(14)と前記第2作動液(15)との間で変位が伝達されるように変形可能な部材であり、
前記第2作動液(15)は、前記第1作動液(14)と比較して潤滑性能に優れた液体であり、
さらに前記第2作動室(11)から前記第2作動液(15)を排出する排出手段(123、23、24、164b、30、31、32、36c)と、
前記第2作動液(15)と同種の液体を前記第2作動室(11)に供給する供給手段(164c、25、26、124、36d)とを備え、
前記供給手段が前記第2作動室(11)に供給する液体は、前記排出手段によって前記第2作動室(11)から排出された前記第2作動液(15)と比較して気体の体積分率が低い液体であることを特徴とする熱機関。 A working chamber forming member (12) forming the working chamber (10, 11);
A partition member (17) for partitioning the working chamber (10, 11) into a first working chamber (10) and a second working chamber (11);
A first hydraulic fluid (14) sealed in a flowable manner in the first working chamber (10);
A second working fluid (15) enclosed in a filled state in the second working chamber (11);
Steam supply means (121, 18, 19) for supplying steam to a portion of the first working chamber (10) opposite to the second working chamber (11);
A conversion mechanism (16) that is connected to an end of the working chamber forming member (12) on the second working chamber (11) side and converts the displacement of the second working fluid (15) into mechanical energy; Prepared,
The partition member (17) is a member that can be deformed so that displacement is transmitted between the first hydraulic fluid (14) and the second hydraulic fluid (15),
The second hydraulic fluid (15) is a liquid superior in lubrication performance compared to the first hydraulic fluid (14),
Furthermore, discharge means (123, 23, 24, 164b, 30, 31, 32, 36c) for discharging the second hydraulic fluid (15) from the second working chamber (11),
Supply means (164c, 25, 26, 124, 36d) for supplying the same type of liquid as the second hydraulic fluid (15) to the second hydraulic chamber (11);
The liquid supplied to the second working chamber (11) by the supply means is a volume fraction of gas as compared with the second working fluid (15) discharged from the second working chamber (11) by the discharge means. A heat engine characterized by being a low rate liquid.
前記供給手段は、前記作動室形成部材(12)のうち前記第2作動室(11)を形成する部位に形成され、前記第2作動室(11)に開口する供給口(124)を有し、
前記排出口(123)は、前記供給口(124)よりも上方側に配置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 discharge means has a discharge port (123) formed in a portion of the working chamber forming member (12) forming the second working chamber (11) and opening into the second working chamber (11). ,
The supply means has a supply port (124) that is formed in a portion of the working chamber forming member (12) that forms the second working chamber (11) and opens into the second working chamber (11). ,
The heat engine according to claim 1, wherein the discharge port (123) is disposed above the supply port (124).
前記排出口(123)は、前記第2作動室(11)の最上部に開口していることを特徴とする請求項2に記載の熱機関。 In the working chamber forming member (12), a portion constituting the second working chamber (11) extends in the horizontal direction,
The heat engine according to claim 2, wherein the discharge port (123) opens at an uppermost portion of the second working chamber (11).
前記第2作動室(11)は、前記第1作動室(10)よりも下方側に配置されており、
前記排出口(123)は、前記仕切り部材(17)が最も下方側に変形したときの前記仕切り部材(17)の最下点よりも上方側にて前記第2作動室(11)に開口していることを特徴とする請求項2に記載の熱機関。 In the working chamber forming member (12), a portion constituting the second working chamber (11) extends in a vertical direction,
The second working chamber (11) is disposed below the first working chamber (10),
The discharge port (123) opens to the second working chamber (11) above the lowest point of the partition member (17) when the partition member (17) is deformed to the lowermost side. The heat engine according to claim 2, wherein
前記供給手段は、前記脱気手段(164、36)が脱気した前記第2作動液(15)を前記第2作動室(11)に供給することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の熱機関。 Degassing means (164, 36) for degassing the second hydraulic fluid (15) discharged from the second working chamber (11);
The said supply means supplies the said 2nd working fluid (15) which the said deaeration means (164,36) deaerated to the said 2nd working chamber (11), Any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. The heat engine as described in one.
前記タンク室(164a、36a)は、前記ポンプ(26)よりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1つに記載の熱機関。 The supply means includes a pump (26) that pumps the same kind of liquid as the second hydraulic fluid (15),
The heat engine according to any one of claims 6 to 8, wherein the tank chamber (164a, 36a) is provided upstream of the pump (26).
前記排出手段は、前記第2作動室(11)から排出された前記第2作動液(15)が流れる排出通路(23)と、前記排出通路(23)を開閉する弁機構(24)とを有し、
さらに前記ポンプ(26)および前記弁機構(24)の作動を制御する制御手段(27)を備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱機関。 The supply means includes a pump (26) that pumps the same kind of liquid as the second hydraulic fluid (15),
The discharge means includes a discharge passage (23) through which the second hydraulic fluid (15) discharged from the second working chamber (11) flows, and a valve mechanism (24) for opening and closing the discharge passage (23). Have
The heat engine according to any one of claims 1 to 8, further comprising control means (27) for controlling operations of the pump (26) and the valve mechanism (24).
前記所定条件は、前記気泡量検出手段(33)の検出結果に基づく条件であることを特徴とする請求項11に記載の熱機関。 A bubble amount detecting means (33) for detecting the amount of bubbles mixed in the second working fluid (15) of the second working chamber (11);
The heat engine according to claim 11, wherein the predetermined condition is a condition based on a detection result of the bubble amount detection means (33).
前記制御手段(27)は、前記所定条件を満たした場合、前記変換機構(16)が停止するように前記停止機構(28)を制御することを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1つに記載の熱機関。 A stop mechanism (28) for stopping the conversion mechanism (16);
The control means (27) controls the stop mechanism (28) so that the conversion mechanism (16) stops when the predetermined condition is satisfied. Heat engine described in one.
前記制御手段(27)は、前記所定条件を満たした場合、前記変換機構(16)が停止するように前記停止機構(28)を制御し、さらに前記仕切り部材(17)が前記変換機構(16)側に凸となるように前記駆動機構(35)を制御することを特徴とする請求項14に記載の熱機関。 A drive mechanism (35) for driving the conversion mechanism (16) from the outside;
The control means (27) controls the stop mechanism (28) so that the conversion mechanism (16) stops when the predetermined condition is satisfied, and the partition member (17) further controls the conversion mechanism (16). The heat engine according to claim 14, wherein the drive mechanism (35) is controlled so as to protrude toward the side.
前記排出手段は、前記第2作動室(11)から排出された前記第2作動液(15)が流れる排出通路(30)と、前記排出通路(30)に設けられた絞り機構(31)とを有し、
さらに前記ポンプ(26)および前記弁機構(24)の作動を制御する制御手段(27)を備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の熱機関。 The supply means includes a pump (26) that pumps the same kind of liquid as the second hydraulic fluid (15),
The discharge means includes a discharge passage (30) through which the second hydraulic fluid (15) discharged from the second working chamber (11) flows, and a throttle mechanism (31) provided in the discharge passage (30). Have
The heat engine according to any one of claims 1 to 8, further comprising control means (27) for controlling operations of the pump (26) and the valve mechanism (24).
前記作動室形成部材(12)のうち前記第2作動室(11)側の端部は、前記固体ピストン(161)を収容するシリンダの役割を果たし、
前記固体ピストン(161)と前記作動室形成部材(12)の内壁との間には、前記排出通路および前記絞り機構を構成する隙間(32)が形成されていることを特徴とする請求項16に記載の熱機関。 The conversion mechanism (16) has a solid piston (161) that is displaced by receiving pressure from the second hydraulic fluid (15) of the second working chamber (11),
The end of the working chamber forming member (12) on the second working chamber (11) side serves as a cylinder that houses the solid piston (161).
17. A gap (32) constituting the discharge passage and the throttle mechanism is formed between the solid piston (161) and the inner wall of the working chamber forming member (12). The heat engine described in.
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