JP5804555B2 - Steam engine - Google Patents
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Description
本発明は、廃熱などを利用して動力を得ることのできる蒸気機関に関する。 The present invention relates to a steam engine capable of obtaining power using waste heat or the like.
従来、動力源の一つである内燃機関は、様々な分野において広く用いられている。 Conventionally, an internal combustion engine which is one of power sources has been widely used in various fields.
特に近年では、環境への配慮や燃料の節約を目的として、種々の燃費向上手段が提案されている。 Particularly in recent years, various means for improving fuel efficiency have been proposed for the purpose of environmental consideration and fuel saving.
例えば、シリンダ内での燃料の燃焼を改善することにより、燃費の向上を図ったエンジンが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, an engine that improves fuel consumption by improving the combustion of fuel in a cylinder has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
これまでに種々の改良がなされ、エンジンの燃費向上が図られてきたが、更なる燃費向上手段が求められている。 Various improvements have been made so far to improve the fuel efficiency of the engine. However, further means for improving the fuel efficiency are required.
一方、燃焼に伴って発生する熱については、未だ利用検討の余地が残されていた。 On the other hand, there is still room for studying the heat generated by combustion.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできる蒸気機関を提供する。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: The steam engine which can obtain motive power using a thermal energy is provided.
上記従来の課題を解決するために、本発明に係る蒸気機関では、分岐させた高熱流体を流動させる第1の流路及び第2の流路と、前記第1の流路に設けられ、同第1の流路を流動する高熱流体と作動流体との間で熱交換を行って前記作動流体を過熱液とする作動流体加熱室と、前記第2の流路に配設された発動機本体部と、を備え、前記発動機本体部は、前記第2の流路を流動する高熱流体の熱により加熱される伝熱面部に面したフラッシュ空間と、前記第1の流路を流動する高熱流体により前記作動流体加熱室にても低圧である前記フラッシュ空間内において過熱液の一部を蒸気化し膨張させてフラッシュワークを生起し前記発動機本体部を発動させると共に、蒸気化しない液滴状の残部の過熱液を前記伝熱面部に衝突させ熱交換機能により沸騰させボイリングワークにより膨張した蒸気として前記発動機本体部を発動させるインジェクタと、を有することとした。 In order to solve the above-described conventional problems, the steam engine according to the present invention is provided in the first flow path and the second flow path for flowing the branched high-temperature fluid, and the first flow path. A working fluid heating chamber in which heat is exchanged between the high-temperature fluid flowing in the first flow path and the working fluid to use the working fluid as a superheated liquid, and a motor body disposed in the second flow path And the motor main body includes a flash space facing a heat transfer surface heated by heat of a high-temperature fluid flowing in the second flow path, and a high heat flowing in the first flow path. A part of superheated liquid is vaporized and expanded in the flash space, which is at a low pressure even in the working fluid heating chamber by a fluid, to generate a flashwork and activate the motor main body, and droplets that are not vaporized The remaining superheated liquid collides with the heat transfer surface part to An injector for triggering the mover main body portion as vapor inflated by boiling workpiece boiled, was to have.
また、前記フラッシュ空間内に発生した湿り飽和蒸気は外部に排出するとともに、液化装置を通して液化した前記作動流体となし、同液化された作動流体は、加圧ポンプにより前記作動流体加熱室の熱交換器を通して高圧かつ高温状態の前記過熱液となして、前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して噴出させることにも特徴を有する。 Further, the wet saturated steam generated in the flash space is discharged to the outside and is made into the working fluid liquefied through a liquefaction device, and the liquefied working fluid is heat exchanged in the working fluid heating chamber by a pressure pump. It is also characterized in that the superheated liquid is in a high pressure and high temperature state through a vessel and is ejected through the injector into the flash space.
また、前記発動機本体部は、シリンダ内にピストンを摺動自在に配置し、ピストンにクランクシャフトを連動連結して、ピストンの往復摺動にクランクシャフトの回転動作を連動させたものであり、前記第2の流路に前記シリンダを前記高熱流体の熱を受熱可能に配置するとともに、前記シリンダと同シリンダ内で往復摺動するピストンとを熱交換機能を有する前記伝熱面部とし、前記シリンダと上死点近傍にある前記ピストンで閉塞される前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して高圧かつ高温状態の前記過熱液を噴出することで前記フラッシュワークと前記ボイリングワークとを生起させて前記ピストンを発動させることにも特徴を有する。 In addition, the engine main body portion is configured such that the piston is slidably disposed in the cylinder, the crankshaft is interlocked with the piston, and the rotational movement of the crankshaft is interlocked with the reciprocating sliding of the piston. The cylinder is disposed in the second flow path so as to receive heat of the high-temperature fluid, and the cylinder and a piston that reciprocates within the cylinder serve as the heat transfer surface portion having a heat exchange function, and the cylinder The flash work and the boiling work are generated by ejecting the superheated liquid in a high pressure and high temperature state through the injector into the flash space closed by the piston near the top dead center, and the piston is activated. It also has a feature.
また、前記発動機本体部は、ローターハウジング内にローターを回動自在に配置し、ローターにエキセントリックシャフトを挿通して、ローターの回転運動にエキセントリックシャフトの回転動作を連動させたものであり、前記第2の流路に前記ローターハウジングを前記高熱流体の熱を受熱可能に配置するとともに、前記ローターハウジングと同ローターハウジング内で回転運動するローターとを熱交換機能を有する前記伝熱面部とし、前記ローターハウジングと前記ローターとで閉塞される前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して高圧かつ高温状態の前記過熱液を噴出することで前記フラッシュワークと前記ボイリングワークとを生起させて前記ローターを発動させることにも特徴を有する。 Further, the motor main body portion is configured such that a rotor is rotatably disposed in a rotor housing, an eccentric shaft is inserted into the rotor, and the rotational motion of the eccentric shaft is interlocked with the rotational motion of the rotor, The rotor housing is disposed in a second flow path so as to be able to receive the heat of the high-temperature fluid, and the rotor housing and the rotor that rotates in the rotor housing serve as the heat transfer surface portion having a heat exchange function, Injecting the superheated liquid in a high-pressure and high-temperature state through the injector into the flash space closed by the rotor housing and the rotor, causing the flashwork and the boiling work to occur, and activating the rotor Also has features.
本発明によれば、分岐させた高熱流体を流動させる第1の流路及び第2の流路と、前記第1の流路に設けられ、同第1の流路を流動する高熱流体と作動流体との間で熱交換を行って前記作動流体を過熱液とする作動流体加熱室と、前記第2の流路に配設された発動機本体部と、を備え、前記発動機本体部は、前記第2の流路を流動する高熱流体の熱により加熱される伝熱面部に面したフラッシュ空間と、前記第1の流路を流動する高熱流体により前記作動流体加熱室にても低圧である前記フラッシュ空間内において過熱液の一部を蒸気化し膨張させてフラッシュワークを生起し前記発動機本体部を発動させると共に、蒸気化しない液滴状の残部の過熱液を前記伝熱面部に衝突させ熱交換機能により沸騰させボイリングワークにより膨張した蒸気として前記発動機本体部を発動させるインジェクタと、を有することとしたため、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできる蒸気機関を提供することができる。 According to the present invention, the first flow path and the second flow path for flowing the branched hot fluid, and the operation with the high heat fluid provided in the first flow path and flowing in the first flow path. A working fluid heating chamber for exchanging heat with the fluid and using the working fluid as a superheated liquid, and a motor main body disposed in the second flow path, wherein the motor main body is The flash space facing the heat transfer surface heated by the heat of the hot fluid flowing in the second flow path, and the working fluid heating chamber at a low pressure by the hot heat fluid flowing in the first flow path. In the flash space, a part of the superheated liquid is vaporized and expanded to generate a flashwork and activate the engine main body, and the remaining superheated liquid droplet that does not vaporize collides with the heat transfer surface. Steam that has been boiled by the heat exchange function and expanded by the boiler work The mover due to a have an injector which trigger the body portion, it is possible to provide a steam engine that utilizes thermal energy to enable you to obtain power as.
また、前記フラッシュ空間内に発生した湿り飽和蒸気は外部に排出するとともに、液化装置を通して液化した前記作動流体となし、同液化された作動流体は、加圧ポンプにより前記作動流体加熱室の熱交換器を通して高圧かつ高温状態の前記過熱液となして、前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して噴出させることとしたため、作動流体を循環利用することができる。 Further, the wet saturated steam generated in the flash space is discharged to the outside and is made into the working fluid liquefied through a liquefaction device, and the liquefied working fluid is heat exchanged in the working fluid heating chamber by a pressure pump. Since the superheated liquid is in a high-pressure and high-temperature state through the container and is ejected through the injector into the flash space, the working fluid can be circulated and used.
また、前記発動機本体部は、シリンダ内にピストンを摺動自在に配置し、ピストンにクランクシャフトを連動連結して、ピストンの往復摺動にクランクシャフトの回転動作を連動させたものであり、前記第2の流路に前記シリ ンダを前記高熱流体の熱を受熱可能に配置するとともに、前記シリンダと同シリンダ内で往復摺動するピストンとを熱交換機能を有する前記伝熱面部とし、前記シリンダと上死点近傍にある前記ピストンで閉塞される前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して高圧かつ高温状態の前記過熱液を噴出することで前記フラッシュワークと前記ボイリングワークとを生起させて前記ピストンを発動させることとしたため、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるピストン型の蒸気機関を提供することができる。 In addition, the engine main body portion is configured such that the piston is slidably disposed in the cylinder, the crankshaft is interlocked with the piston, and the rotational movement of the crankshaft is interlocked with the reciprocating sliding of the piston. The cylinder is disposed in the second flow path so as to be able to receive the heat of the high-temperature fluid, and the cylinder and a piston that reciprocates in the cylinder are used as the heat transfer surface portion having a heat exchange function, The flash work and the boiling work are generated by ejecting the superheated liquid in a high pressure and high temperature state through the injector into the flash space closed by the cylinder and the piston near the top dead center. Because it was activated, it is possible to provide a piston-type steam engine that can obtain power using thermal energy. The
また、前記発動機本体部は、ローターハウジング内にローターを回動自在に配置し、ローターにエキセントリックシャフトを挿通して、ローターの回転運動にエキセントリックシャフトの回転動作を連動させたものであり、前記第2の流路に前記ローターハウジングを前記高熱流体の熱を受熱可能に配置するとともに、前記ローターハウジングと同ローターハウジング内で回転運動するローターとを熱交換機能を有する前記伝熱面部とし、前記ローターハウジングと前記ローターとで閉塞される前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して高圧かつ高温状態の前記過熱液を噴出することで前記フラッシュワークと前記ボイリングワークとを生起させて前記ローターを発動させることとしたため、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるバンケル型のロータリー蒸気機関を提供することができる。 Further, the motor main body portion is configured such that a rotor is rotatably disposed in a rotor housing, an eccentric shaft is inserted into the rotor, and the rotational motion of the eccentric shaft is interlocked with the rotational motion of the rotor, The rotor housing is disposed in a second flow path so as to be able to receive the heat of the high-temperature fluid, and the rotor housing and the rotor that rotates in the rotor housing serve as the heat transfer surface portion having a heat exchange function, Injecting the superheated liquid in a high-pressure and high-temperature state through the injector into the flash space closed by the rotor housing and the rotor to cause the flashwork and the boiling work to be activated, thereby activating the rotor; So, use heat energy to get power It can provide a Wankel rotary steam engine.
本発明は、シリンダ内にピストンを摺動自在に配置し、ピストンにクランクシャフトを連動連結して、ピストンの往復摺動にクランクシャフトの回転動作を連動させたピストン蒸気機関であって、高熱体の熱を受熱可能としたシリンダを配置するとともに、シリンダとシリンダ内で往復摺動するピストンを熱交換機能を有する伝熱面部となして、これら伝熱面部を高熱体により加熱し、シリンダと上死点近傍にあるピストンで閉塞されるフラッシュ空間内にインジェクタを通して高圧かつ高温状態の過熱液となした作動流体を噴出することで、過熱液の飽和圧力よりも低圧である空間内において一定割合の過熱水を蒸気となすとともに、蒸気が膨張してピストンを発動させ、蒸気化しない過熱液は、液滴状にてフラッシュ空間を形成する伝熱面部の内面に衝突して沸騰されるとともに蒸気になり、蒸気が膨張してピストンを発動させることを特徴とする蒸気機関を提供するものである。なお、本明細書において、このような蒸気機関を「ピストン蒸気機関」とも言う。 The present invention relates to a piston steam engine in which a piston is slidably disposed in a cylinder, a crankshaft is interlocked with the piston, and the rotational movement of the crankshaft is interlocked with the reciprocating sliding of the piston. A cylinder that can receive the heat of the cylinder is arranged, and the piston that slides back and forth in the cylinder is used as a heat transfer surface part having a heat exchange function. By ejecting the working fluid that has become high-pressure and high-temperature superheated liquid through the injector into the flash space closed by the piston in the vicinity of the dead center, a certain percentage of the space is at a lower pressure than the superheated liquid saturation pressure. Superheated water turns into steam, and the steam expands and activates the piston, and the superheated liquid that does not vaporize forms a flash space in the form of droplets. Becomes steam while being boiled by colliding with the inner surface of the part, in which the steam to provide a steam engine, characterized in that to trigger the piston expands. In the present specification, such a steam engine is also referred to as a “piston steam engine”.
また、本発明は、ローターハウジング内にローターを回動自在に配置し、ローターにエキセントリックシャフトを挿通して、ローターの回転運動にエキセントリックシャフトの回転動作を連動させた蒸気機関であって、高熱体の熱を受熱可能としたローターハウジングを配置するとともに、ローターハウジングとローターハウジング内で回転運動するローターを熱交換機能を有する伝熱面部となして、これら伝熱面部を高熱体により加熱し、ローターハウジングとローターとで閉塞されるフラッシュ空間内にインジェクタを通して高圧かつ高温状態の過熱液となした作動流体を噴出することで、過熱液の飽和圧力よりも低圧である空間内において一定割合の過熱水を蒸気となすとともに、蒸気が膨張してローターを発動させ、蒸気化しない過熱液は、液滴状にてフラッシュ空間を形成する伝熱面部の内面に衝突して沸騰されるとともに蒸気になり、蒸気が膨張してローターを発動させることを特徴とする蒸気機関を提供するものでもある。なお、本明細書において、このような蒸気機関を「バンケル型ロータリー蒸気機関」とも言う。 The present invention also relates to a steam engine in which a rotor is rotatably disposed in a rotor housing, an eccentric shaft is inserted into the rotor, and the rotational motion of the eccentric shaft is linked to the rotational motion of the rotor. A rotor housing that can receive the heat of the rotor, and the rotor housing and the rotor that rotates in the rotor housing serve as a heat transfer surface portion having a heat exchanging function, and these heat transfer surface portions are heated by a high-temperature body, and the rotor A certain amount of superheated water in the space that is lower than the saturation pressure of the superheated liquid is ejected through the injector into the flash space closed by the housing and the rotor. The steam expands and activates the rotor to prevent vaporization. Provided a steam engine characterized in that the liquid collides with the inner surface of the heat transfer surface portion that forms a flash space in the form of droplets, boils and becomes steam, and the steam expands to activate the rotor But there is. In the present specification, such a steam engine is also referred to as a “Bankel rotary steam engine”.
すなわち、換言するならば、高熱体の熱によって加熱されたシリンダやローターハウジング内に、高温・高圧の作動流体である過熱液インジェクションし、過熱液の飽和圧力よりも低圧である空間内において一定割合の過熱水を蒸気とするフラッシュワークと、フラッシュワークにて蒸気化しなかった過熱液が伝熱面部に付着し、瞬時に沸騰して蒸気化されるボイリングワークとを生起させてピストンやローターを発動させることにより動力を得る蒸気機関であるとも言える。 That is, in other words, superheated liquid injection, which is a high-temperature and high-pressure working fluid, is injected into a cylinder or rotor housing that is heated by the heat of a high-temperature body, and a certain ratio is obtained in a space that is lower than the saturation pressure of the superheated liquid. The piston and rotor are activated by generating a flash work that uses the superheated water of steam and a superheated liquid that has not been vaporized by the flash work, and a boiling work that instantly boils and vaporizes. It can be said that it is a steam engine that obtains power by making it happen.
ここで高熱体は、シリンダやローターハウジング内にインジェクションした過熱液でフラッシュワークとボイリングワークとを生起させることが可能な熱エネルギーを有するものであれば特に限定されるものではない。 Here, the high heat body is not particularly limited as long as it has thermal energy capable of generating flash work and boiling work with superheated liquid injected into the cylinder or rotor housing.
付言すれば、フラッシュワークが行われたシリンダやローターハウジング内の圧力下で、後述の気化膨張行程の間に液滴として飛散した過熱液の全てを、ボイリングワークにて蒸気化可能な熱量を伝熱面部に持たせることが可能なものであれば良い。 In other words, under the pressure in the cylinder or rotor housing where the flash work was performed, all of the superheated liquid splashed as droplets during the vaporization and expansion stroke described below is transferred to the amount of heat that can be vaporized by the boiler work. What is necessary is just to be able to give to a hot surface part.
このような高熱体としては、例えば、高温のガスや液体などの流体や、高熱を発する装置類とすることができる。 As such a high heat body, for example, a fluid such as high-temperature gas or liquid, or a device that generates high heat can be used.
高温の流体を高熱体とする場合には、ピストン蒸気機関を構成するシリンダや、バンケル型ロータリー蒸気機関を構成するローターハウジングを、高熱流体が流動する高熱流路内に配置することで受熱可能としても良い。またこのとき、シリンダやローターハウジングの表面積を大きくすることで、高熱流体との接触面積を拡大し、受熱効率を向上させるようにしても良い。 When a high-temperature fluid is used as a high-temperature body, it is possible to receive heat by arranging the cylinder that constitutes the piston steam engine and the rotor housing that constitutes the Wankel-type rotary steam engine in the high-heat flow path through which the high-temperature fluid flows. Also good. At this time, by increasing the surface area of the cylinder or the rotor housing, the contact area with the high heat fluid may be expanded to improve the heat receiving efficiency.
また、この高熱流体は、廃熱流体を用いることとしても良い。廃熱流体を利用することにより、廃熱を動力に変換することができ、廃熱の有効利用を行うことができる。 In addition, the high heat fluid may be a waste heat fluid. By using the waste heat fluid, the waste heat can be converted into power, and the waste heat can be effectively used.
また、高熱を発する装置類を高熱体とする場合、具体的な一例を挙げると、内燃機関を高熱体とする場合には、内燃機関とピストン蒸気機関とを一つのシリンダブロックで一体的に構成したり、バンケル型の内燃機関とバンケル型ロータリー蒸気機関とをサイドハウジングを介して一体的に並設することで、内燃機関にて発せられた熱をシリンダブロックやサイドハウジングで伝搬させて、蒸気機関に受熱させることもできる。 In addition, when a device that generates high heat is a high heat body, a specific example is given. When an internal combustion engine is a high heat body, the internal combustion engine and the piston steam engine are integrally configured by one cylinder block. Or by arranging a Wankel-type internal combustion engine and a Wankel-type rotary steam engine together side by side through the side housing, the heat generated by the internal combustion engine is propagated through the cylinder block or the side housing, The engine can also receive heat.
シリンダ内やローターハウジング内へインジェクションする作動流体は、インジェクション後に回収して、再びインジェクションに供するようにしても良い。 The working fluid that is injected into the cylinder or the rotor housing may be recovered after the injection and used again for the injection.
すなわち、フラッシュワークやボイリングワークによりフラッシュ空間内に発生した湿り蒸気は、ピストンやローターの発動後にシリンダやローターハウジング外へ排出し、液化装置を通して液化して、再び作動流体としてインジェクションしても良い。このような構成とすることにより、作動流体を循環利用することができる。 That is, the wet steam generated in the flash space by the flash work or the boiler work may be discharged outside the cylinder or rotor housing after the piston or rotor is activated, liquefied through the liquefaction device, and injected again as the working fluid. With such a configuration, the working fluid can be circulated and used.
また、インジェクションに供する作動流体は、気液間で相転移してフラッシュワークやボイリングワークを生起することが可能な流体であれば特に限定されるものではなく、利用する高熱体の温度に応じて適宜選択することができる。 The working fluid to be used for injection is not particularly limited as long as it is a fluid that can cause a flash work or a boiling work by phase transition between gas and liquid, depending on the temperature of the hot body to be used. It can be selected appropriately.
特に、作動流体を水とした場合には、安価に、且つ、万一漏出した場合であっても安全にピストン蒸気機関を駆動させることができる。 In particular, when the working fluid is water, the piston steam engine can be driven safely at low cost even if it leaks.
〔第1実施形態〕
以下、第1実施形態に係る蒸気機関としてのピストン蒸気機関Aについて、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係るピストン蒸気機関Aの構成を示した概念図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a piston steam engine A as a steam engine according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a piston steam engine A according to the first embodiment.
第1実施形態に係るピストン蒸気機関Aは、高熱体として、内燃機関1からの排出される高温の廃熱流体としての排ガスを利用するものである。また、作動流体には水を用いている。 The piston steam engine A according to the first embodiment uses exhaust gas as a high-temperature waste heat fluid discharged from the internal combustion engine 1 as a high temperature body. Further, water is used as the working fluid.
内燃機関1より排出された排ガスは、作動流体を加熱する第1ガス流路2と、発動機部3を加熱する第2ガス流路4とに分岐される。第1ガス流路2と第2ガス流路4は、いずれも廃熱流体が流動する高熱流路の一部として機能するものである。
The exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is branched into a first
第1ガス流路2の中途部には、熱交換器5が配設された作動流体加熱室6が設けられている。
A working
熱交換器5には、ポンプ7によって加圧された水(作動流体)が供給されており、排ガスと水との間で熱交換を行って、高温高圧の水である過熱液を生成する。熱交換器5によって生成された過熱液は、後述の発動機部3に配設されたインジェクタ8に供給される。
Water (working fluid) pressurized by the
作動流体加熱室6を経た排ガスは、その後大気中へ放出される。
The exhaust gas that has passed through the working
一方、第2ガス流路4へ分岐された排ガスは、発動機部3に至る。発動機部3は、発動機本体部9と、同発動機本体部9の上部を気密状に覆う排ガス案内ケース10とで構成している。
On the other hand, the exhaust gas branched into the second gas flow path 4 reaches the
発動機本体部9は、クランクケース11と、シリンダ12と、シリンダヘッド13を備えている。
The
クランクケース11には、クランクシャフト14が納められており、同クランクシャフト14の端部はクランクケース11外へ突出させて、動力を取出す出力軸(図示せず)としている。
A
また、クランクシャフト14には、コネクティングロッド15を介してピストン16が連動連結されており、シリンダ12内でのピストン16の上下動により、クランクシャフト14が回動されるよう構成している。
In addition, a
シリンダヘッド13には、シリンダ12の上部開口に対向して形成された凹部17が形成されている。この凹部17は、シリンダ12内で摺動するピストン16が上死点近傍に到達した際にフラッシュ空間として機能する部位である。
The
また凹部17の内周面には、過熱液をフラッシュ空間内にインジェクションするためのインジェクタ8が設けられている。
Further, an
インジェクタ8の上部にはソレノイド8aが配設されており、図示しない制御部によって電力が供給されることにより、ソレノイド8aが励磁されて、フラッシュ空間内への過熱液のインジェクションが行われる。
A
また、シリンダヘッド13の上部には、フラッシュ空間内で生じた湿り飽和蒸気を排出するための蒸気排出流路19が形成されており、同蒸気排出流路19のフラッシュ空間側の開口部には、この開口部を開閉自在に閉塞するバルブ20が配置されている。
In addition, a
このバルブ20は、同バルブ20の基部に配設されているバルブスプリング21によって閉塞側に付勢されており、同じくバルブ20の基部側に配置されたカム22により、所定のタイミングで付勢力に抗して押圧されて蒸気排出流路19の開口部を開放する。
The
蒸気排出流路19より発動機部3の外部へ排出された湿り飽和蒸気は、液化装置としての凝縮器30に至る。凝縮器30では、所定の冷媒(本第1実施形態では外気)と熱交換が行われ、蒸気を凝集させて液化して作動流体とする。
The wet saturated steam discharged from the
凝縮器30にて得られた作動流体は、所定量の作動流体を貯留する貯留タンク31に送られる。なお、貯留タンク31に貯留されている作動流体は、再びポンプ7によって熱交換器5へ加圧しながら送給され過熱液となる。
The working fluid obtained in the
すなわち、作動流体は、貯留タンク31→ポンプ7→熱交換器5→インジェクタ8→フラッシュ空間→蒸気排出流路19→凝縮器30→貯留タンク31のように循環させるようにしている。
That is, the working fluid is circulated in the following manner:
発動機部3の説明に戻り、シリンダ12とシリンダヘッド13の側面部にはフィン23が設けられており、排ガスの熱を効率良く受熱可能としている。
Returning to the description of the
排ガス案内ケース10は第2ガス流路4の一部を構成するシリンダヘッド13及びシリンダ12の上部を気密状に収容する箱状の部材であり、内燃機関1から排出された排ガスを流入させる導入口10aと、排出する排出口10bとを備えている。
The exhaust
排ガス案内ケース10は、発動機本体部9のシリンダヘッド13及びシリンダ12の上部を覆っており、同排ガス案内ケース10内に導入された排ガスは、シリンダ12及びシリンダヘッド13に設けられたフィン23によって熱交換が行われることとなり、熱が奪われた排ガスは排出口10bを介して大気中へ放出される。
The exhaust
次に、上述の構成を備えるピストン蒸気機関Aの動きについて説明する。 Next, the movement of the piston steam engine A having the above-described configuration will be described.
貯留タンク31に貯留されている水は、まずポンプ7によって所定圧力に加圧しながら熱交換器5へ送給される。
The water stored in the
熱交換器5では、内燃機関1より排出された排ガスとの熱交換が行われ、高温高圧(例えば、350℃、170bar)の過熱液としてインジェクタ8へ送給される。
In the heat exchanger 5, heat exchange with the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is performed, and the high-temperature and high-pressure (for example, 350 ° C., 170 bar) superheated liquid is supplied to the
一方、第2ガス流路4に分岐された排ガスは、排ガス案内ケース10内でフィン23により熱交換が行われ、シリンダヘッド13やシリンダ12、ピストン16を所定温度(例えば、350℃)に加熱する。
On the other hand, the exhaust gas branched into the second gas flow path 4 is heat-exchanged by the
このような状態において、まず、インジェクタ8から過熱液がフラッシュ空間内にインジェクションされると、圧力差によって過熱液の一部が瞬時に膨張してフラッシュワークが行われる。
In such a state, first, when superheated liquid is injected from the
また、これとほぼ同時に、飛散した過熱液の微細な液滴が、加熱されたシリンダ12の内壁面やピストン16の上面(以下、これらの面を総称して伝熱面部という。)に衝突して沸騰されボイリングワークが行われる。
At almost the same time, the fine droplets of the superheated liquid that has been scattered collide with the heated inner wall surface of the
これらフラッシュワークとボイリングワークが生起されることにより、フラッシュ空間内が高圧状態となってピストン16は押し下げられ、コネクティングロッド15を介してクランクシャフト14の回動が行われ駆動力が発生する(気化膨張行程)。
When the flash work and the boiling work are generated, the pressure in the flash space becomes high, the
次に、クランクシャフト14に設けられたカウンターウェイト14aの慣性力により、コネクティングロッド15を介してピストン16の押し上げ動作が行われる。このとき、バルブ20は開放され、フラッシュ空間内の湿り飽和蒸気は、蒸気排出流路19を介して発動機部3外へ排出される(蒸気排出行程)。
Next, the
ピストン16が上死点近傍に達するとバルブ20は蒸気排出流路19を閉塞し、再びフラッシュ空間内へ過熱液のインジェクションが行われることとなる。
When the
このように、気化膨張行程と蒸気排出行程とが繰り返し行われることで、排ガスの熱を利用した動力変換が行われることとなる。 Thus, the power conversion using the heat of exhaust gas is performed by repeatedly performing the vaporization expansion process and the steam discharge process.
また、蒸気排出行程にて排出された湿り飽和蒸気は凝縮器30に送られ、液体に相転移させて貯留タンク31にて貯留される。
In addition, the wet saturated steam discharged in the steam discharge process is sent to the
このように、本第1実施形態に係るピストン蒸気機関Aによれば、排ガスの熱を受熱可能としたシリンダ12を配置するとともに、シリンダ12とシリンダ12内で往復摺動するピストン16を熱交換機能を有する伝熱面部となして、これら伝熱面部を排ガスにより加熱し、シリンダ12と上死点近傍にあるピストン16で閉塞されるフラッシュ空間内にインジェクタ8を通して高圧かつ高温状態の過熱液となした水を噴出することで、過熱液の飽和圧力よりも低圧である空間内において一定割合の過熱水を蒸気となすとともに、蒸気が膨張してピストン16を発動させ、蒸気化しない過熱液は、液滴状にてフラッシュ空間を形成する伝熱面部の内面に衝突して沸騰されるとともに蒸気になり、蒸気が膨張してピストンを発動させることとしたため、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるピストン蒸気機関を提供することができる。
Thus, according to the piston steam engine A according to the first embodiment, the
ピストン蒸気機関Aによって得られた動力は、内燃機関1の補助動力として使用しても良く、また、独立した動力源として使用しても良い。 The power obtained by the piston steam engine A may be used as auxiliary power for the internal combustion engine 1 or may be used as an independent power source.
例えば前者であれば、ピストン蒸気機関Aのクランクシャフト14より伸延する出力軸からの動力を、内燃機関1の出力軸からの動力に足し併せることで、ピストン蒸気機関Aを内燃機関1の補助動力機関として利用することができる。また後者であれば、発電機等を駆動させるための動力としての利用が考えられる。
For example, in the former case, the power from the output shaft extending from the
〔第2実施形態〕
次に、第2の実施形態に係る蒸気機関としてのピストン蒸気機関Bについて図2を参照しながら説明する。本第2の実施形態に係るピストン蒸気機関Bは、前述のピストン蒸気機関Aと略同様の構成を備えているが、燃料混合気の供給管路40と点火プラグ42とを設け、内燃機関の発動サイクルに引き続き、前述の気化膨張行程及び蒸気排出行程を行うようにした点で構造を異にしている。
[Second Embodiment]
Next, a piston steam engine B as a steam engine according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The piston steam engine B according to the second embodiment has substantially the same configuration as that of the piston steam engine A described above, but is provided with a fuel
換言すれば、通常の内燃機関において、前述の気化膨張行程及び蒸気排出行程を行えるようにしてピストン蒸気機関としての機能を持たせた点に特徴を有している。なお、図2では、前述の発動機部3に該当する発動機部43での動きを中心に説明し、作動流体の循環機構については、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。また、本第2実施形態では、4ストロークエンジンをベースとした6ストロークのピストン蒸気機関Bについて説明する。すなわち、内燃機関としての4行程と、ピストン蒸気機関としての2行程とが行われる。
In other words, an ordinary internal combustion engine is characterized in that it has a function as a piston steam engine by performing the above-described vaporization expansion stroke and steam discharge stroke. In FIG. 2, the movement in the
ピストン蒸気機関Bでは、まず図2(a)に示すように、燃料供給バルブ41を開放し、供給管路40からガソリン等の気化燃料と空気とを所定の割合で混合した燃料混合気をシリンダ52内に取り込む吸入行程を行う。
In the piston steam engine B, first, as shown in FIG. 2A, the
次に、図2(b)に示すように、シリンダ52内でピストン56を上昇させて、吸入した燃料混合気を圧縮する圧縮行程を行う。
Next, as shown in FIG. 2B, the
次いで、図2(c)に示すように、シリンダヘッド53に配設した点火プラグ42をスパークさせて、圧縮した燃料混合気に点火し、爆発力によってピストン56を押し下げる燃焼膨張行程を行う。
Next, as shown in FIG. 2C, the
本燃焼膨張行程が行われることにより、クランクシャフト54が回動し、駆動力が発生することとなる。また、この燃焼膨張行程によって、シリンダ52の内壁及びピストン56の上壁が加熱されて高熱体として機能することとなる。
When the main combustion expansion stroke is performed, the
次に、慣性によってピストン56を上昇させ、排気バルブ60を開放して、燃焼ガスをシリンダ52外に押し出す排気行程を行う。
Next, the
次に、燃焼ガスが排出された後のフラッシュ空間内にインジェクタ8から過熱液をインジェクションし、フラッシュワークとボイリングワークとを生起させ、フラッシュ空間内を高圧状態としてピストン56を押し下げる気化膨張行程を行う。
Next, superheated liquid is injected from the
すなわち、高熱体としてのシリンダ52の内壁及びピストン56の上壁が、伝熱面部としても機能することにより、ボイリングワークが生起される。
That is, the inner wall of the
この気化膨張行程が行われることにより、クランクシャフト54が回動し、駆動力が更に発生することとなる。
By performing this vaporization expansion stroke, the
そして、慣性によってピストン56が上昇し、排気バルブ60を開放して、湿り飽和蒸気は外部に排出されることとなる(蒸気排出行程)。なお、この時の湿り飽和蒸気は、前述の実施形態と同様に凝縮させて回収しても良く、また、そのまま大気中に排出しても良い。
Then, the
このように、上述の吸入行程→圧縮行程→燃焼膨張行程→排気行程→気化膨張行程→蒸気排出行程が行われることにより、内燃機関の機能を備えながらも、同内燃機関にて発生した熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるピストン蒸気機関として機能させることができる。 In this way, the above-described intake stroke → compression stroke → combustion / expansion stroke → exhaust stroke → vaporization / expansion stroke → steam exhaust stroke is performed, so that the heat energy generated in the internal combustion engine is provided while having the function of the internal combustion engine. It can be made to function as a piston steam engine which can obtain motive power using.
〔第3実施形態〕
次に、第3の実施形態に係る蒸気機関としてのバンケル型ロータリー蒸気機関Cについて図3を参照しながら説明する。なお、図3では、第1実施形態における発動機部3に該当する発動機部63での動きを中心に説明し、作動流体の循環機構については、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。また、前述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a Wankel type rotary steam engine C as a steam engine according to a third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the movement in the
バンケル型ロータリー蒸気機関Cの発動機部63は、発動機本体部69と、同発動機本体部69の周囲を気密状に覆う排ガス案内ケース(図示省略)とで構成しており、内燃機関より排出された排ガスを発動機本体部69の周囲に案内して発動機本体部69を加熱可能に構成している。
The
発動機本体部69は、内周面がまゆ型のトロコイド曲線状に形成されたローターハウジング72を備えている。
The motor
ローターハウジング72の中心部には、エキセントリックシャフト74が納められており、同エキセントリックシャフト74の端部(紙面奥行き方向端部)は図示しないサイドハウジング外へ突出させて、動力を取出す出力軸(図示せず)としている。
An
また、エキセントリックシャフト74には、略三角形状のローター76が回動自在に配設されており、ローターハウジング72内でのローター76の回動により、エキセントリックシャフト74が回動されるよう構成している。
The
ローター76には、三角形の辺にあたる部位に凹部77がそれぞれ形成されている。この凹部77は、ローター76が図3(d)で示す位置(位相)に到達した際にフラッシュ空間として機能する部位である。
In the
また、ローター76が図3(d)で示す位置(位相)の凹部77のに対向するローターハウジング72の内周面には、過熱液をフラッシュ空間内にインジェクションするためのインジェクタ8が、先端を内部に露出させた状態で設けられている。
Further, an
また、ローターハウジング72には、フラッシュ空間の内圧を調整する空気を吸入させるための吸入流路71と、フラッシュ空間内で生じた湿り飽和蒸気を排出するための蒸気排出流路79とが形成されている。
Further, the
蒸気排出流路79より発動機部63の外部へ排出された湿り飽和蒸気は、前述の液化装置としての凝縮器30に送られ、蒸気を凝集させて液化して再び作動流体として利用される。
The wet saturated steam discharged from the
ローターハウジング72の外周面部にはフィン83が設けられており、内燃機関から排出された排ガスの熱を効率良く受熱可能としている。
次に、上述の構成を備えるバンケル型ロータリー蒸気機関Cの動きについて説明する。なお、ここでは説明の便宜上、ローター76の各辺に設けられた各凹部77のうちの1つに着目して説明するが、既知のロータリー内燃機関と同様、以下に説明する動作等はローター76の各辺において位相を異ならせて行われる。
Next, the movement of the Wankel type rotary steam engine C having the above-described configuration will be described. Here, for convenience of explanation, description will be made by paying attention to one of the
バンケル型ロータリー蒸気機関Cでは、まず図3(a)に示すように、吸入流路71から空気をローターハウジング72内に取り込む吸入行程を行う。
In the Wankel-type rotary steam engine C, first, as shown in FIG. 3A, an intake stroke for taking air from the
次に、図3(b)及び図3(c)に示すように、ローター76がリーディング方向に回動すると、ローターハウジング72の内周面とローター76の一辺とで囲まれる空間が徐々に狭隘となり、吸入した空気を圧縮する圧縮行程が行われる。
Next, as shown in FIGS. 3B and 3C, when the
次いで、図3(d)に示すように、ローター76の凹部77がインジェクタ8の対向位置近傍となった際に形成されるフラッシュ空間内に、インジェクタ8から過熱液をインジェクションし、フラッシュワークとボイリングワークとを生起させ、フラッシュ空間内を高圧状態としてローター76をリーディング方向に回転させる気化膨張行程を行う。
Next, as shown in FIG. 3 (d), superheated liquid is injected from the
すなわち、ローターハウジング72の内壁やローター76が、伝熱面部として機能することにより、ボイリングワークが生起される。
That is, the inner wall of the
この気化膨張行程が行われることにより、図3(e)に示すように、エキセントリックシャフト74が回動し、駆動力が発生することとなる。
By performing this vaporization expansion stroke, as shown in FIG. 3E, the
そして、ローター76が更に回動し、ローターハウジング72の内周面とローター76の一辺とで囲まれる空間が蒸気排出流路79の位置に至ると、図3(e)及び図3(f)に示すように、湿り飽和蒸気は蒸気排出流路79を介して外部に排出されることとなる(蒸気排出行程)。なお、本第3実施形態では、この時の湿り飽和蒸気を凝縮させて回収することとしたが、そのまま大気中に排出しても良い。
Then, when the
このように、上述の吸入行程→圧縮行程→気化膨張行程→蒸気排出行程が行われることにより、内燃機関より排出された排ガスの熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるバンケル型ロータリー蒸気機関として機能させることができる。 In this way, the above-described suction stroke → compression stroke → vaporization / expansion stroke → steam exhaust stroke is performed, and thus, a Wankel type rotary steam engine that can obtain power using the thermal energy of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. Can function as.
また、本第3実施形態に係るバンケル型ロータリー蒸気機関Cは、次のような利点が挙げられる。 Further, the Wankel type rotary steam engine C according to the third embodiment has the following advantages.
すなわち、実際にバンケル型ロータリー蒸気機関Cを駆動させるにあたり、エキセントリックシャフト74の潤滑と、フラッシュ空間の潤滑とを分離することができるため、第1及び第2実施形態にて示したピストン方式よりも潤滑に有利である。
That is, in actually driving the Wankel type rotary steam engine C, the lubrication of the
また、フラッシュ空間の表面積がピストン方式に比して大きいため、ローターハウジング72表面のフィン83から得た熱で駆動する蒸気機関の場合、バンケル型ロータリー蒸気機関の方が有利であるものと考えられる。
In addition, since the surface area of the flash space is larger than that of the piston system, in the case of a steam engine driven by heat obtained from the
また、インジェクションした過熱液を回収するに際し、ローターハウジング72は、特にバルブ等を設ける必要なく穿孔するだけで良いため、機構的に極めて簡便とすることができる。また、このときローターハウジング72の下側に、排出するためのドレイン孔を形成することができれば、排出がより容易となる。
Further, when recovering the injected superheated liquid, the
さらに、過熱液を噴射するインジェクタとは別個に、潤滑用のオイルを吸入行程中に噴射するインジェクタを容易に配置することができ、潤滑性能をより向上させることができる。 Further, separately from the injector that injects the superheated liquid, an injector that injects lubricating oil during the intake stroke can be easily arranged, and the lubricating performance can be further improved.
このように、上述した各ポイントにおいて、バンケル型ロータリー蒸気機関は、レシプロ型蒸気機関に比して有利であるものと考えられる。 Thus, in each point mentioned above, it is thought that a Wankel type | mold rotary steam engine is advantageous compared with a reciprocating steam engine.
なお、バンケル型ロータリー蒸気機関Cによって得られた動力は、前述のピストン蒸気機関Aと同様、内燃機関の補助動力として使用しても良く、また、独立した動力源として使用しても良いのは勿論である。 The power obtained by the Wankel type rotary steam engine C may be used as auxiliary power for the internal combustion engine as well as the piston steam engine A described above, or may be used as an independent power source. Of course.
上述してきたように、本実施形態に係るピストン蒸気機関A及びピストン蒸気機関Bでは、シリンダ(例えばシリンダ12,52)内にピストン(例えばピストン16,56)を摺動自在に配置し、ピストンにクランクシャフト(例えばクランクシャフト14,54)を連動連結して、ピストンの往復摺動にクランクシャフトの回転動作を連動させたピストン蒸気機関であって、高熱体(例えば、排ガスやシリンダ52やピストン56)の熱を受熱可能としたシリンダを配置するとともに、シリンダとシリンダ内で往復摺動するピストンを熱交換機能を有する伝熱面部となして、これら伝熱面部を高熱体により加熱し、シリンダと上死点近傍にあるピストンで閉塞されるフラッシュ空間内にインジェクタ(例えば、インジェクタ8)を通して高圧かつ高温状態の過熱液となした作動流体(例えば、水)を噴出することで、過熱液の飽和圧力よりも低圧である空間内において一定割合の過熱水を蒸気となすとともに、蒸気が膨張してピストンを発動させ(例えば、フラッシュワーク)、蒸気化しない過熱液は、液滴状にてフラッシュ空間を形成する伝熱面部の内面に衝突して沸騰されるとともに蒸気になり、蒸気が膨張してピストンを発動させる(例えば、ボイリングワーク)こととしたため、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるピストン型の蒸気機関を提供することができる。
As described above, in the piston steam engine A and the piston steam engine B according to the present embodiment, a piston (for example, the
また、本実施形態に係るバンケル型ロータリー蒸気機関Cでは、ローターハウジング(例えば、ローターハウジング72)内にローター(例えば、ローター76)を回動自在に配置し、ローターにエキセントリックシャフト(例えば、エキセントリックシャフト74)を挿通して、ローターの回転運動にエキセントリックシャフトの回転動作を連動させた蒸気機関であって、高熱体(例えば、内燃機関から排出された排ガス)の熱を受熱可能としたローターハウジングを配置(例えば、排ガス案内ケース内に配設された発動機本体部69)するとともに、ローターハウジングとローターハウジング内で回転運動するローターを熱交換機能を有する伝熱面部となして、これら伝熱面部を高熱体により加熱し、ローターハウジングとローターとで閉塞されるフラッシュ空間内にインジェクタ(例えば、インジェクタ8)を通して高圧かつ高温状態の過熱液となした作動流体を噴出することで、過熱液の飽和圧力よりも低圧である空間内において一定割合の過熱水を蒸気となすとともに、蒸気が膨張してローターを発動させ(例えば、フラッシュワーク)、蒸気化しない過熱液は、液滴状にてフラッシュ空間を形成する伝熱面部の内面に衝突して沸騰されるとともに蒸気になり、蒸気が膨張してローターを発動させる(例えば、ボイリングワーク)こととしたため、熱エネルギーを利用して動力を得ることのできるバンケル型ロータリー蒸気機関を提供することができる。
In the Wankel-type rotary steam engine C according to the present embodiment, a rotor (for example, the rotor 76) is rotatably disposed in a rotor housing (for example, the rotor housing 72), and an eccentric shaft (for example, an eccentric shaft) is disposed on the rotor. 74) is a steam engine in which the rotational motion of the eccentric shaft is linked to the rotational motion of the rotor, and the rotor housing capable of receiving the heat of a high-temperature body (for example, exhaust gas discharged from the internal combustion engine). Arrangement (for example, the motor
最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 Finally, the description of each embodiment described above is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. For this reason, it is a matter of course that various modifications can be made in accordance with the design and the like as long as they do not depart from the technical idea according to the present invention other than the embodiments described above.
例えば、第1実施形態では、内燃機関1の高温排ガスを高熱体として利用したが、これに限定されるものではなく、工場の高温排気ダクトにピストン蒸気機関を取り付けて動力を得るようにしても良い。また、このことは第3実施形態におけるバンケル型ロータリー蒸気機関Cについても同様である。 For example, in the first embodiment, the high-temperature exhaust gas from the internal combustion engine 1 is used as a high-temperature heat body. However, the present invention is not limited to this, and a piston steam engine may be attached to a high-temperature exhaust duct in a factory to obtain power. good. The same applies to the Wankel rotary steam engine C in the third embodiment.
1 内燃機関
2 第1ガス流路
4 第2ガス流路
8 インジェクタ
10 排ガス案内ケース
12 シリンダ
13 シリンダヘッド
14 クランクシャフト
15 コネクティングロッド
16 ピストン
17 凹部
19 蒸気排出流路
20 バルブ
21 バルブスプリング
23 フィン
30 凝縮器
31 貯留タンク
63 発動機部
69 発動機本体部
71 吸入流路
72 ローターハウジング
74 エキセントリックシャフト
76 ローター
77 凹部
79 蒸気排出流路
83 フィン
A ピストン蒸気機関
B ピストン蒸気機関
C バンケル型ロータリー蒸気機関
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記第1の流路に設けられ、同第1の流路を流動する高熱流体と作動流体との間で熱交換を行って前記作動流体を過熱液とする作動流体加熱室と、
前記第2の流路に配設された発動機本体部と、を備え、
前記発動機本体部は、
前記第2の流路を流動する高熱流体の熱により加熱される伝熱面部に面したフラッシュ空間と、
前記第1の流路を流動する高熱流体により前記作動流体加熱室にて高圧かつ高温状態とした前記過熱液を噴出し、同過熱液の飽和圧力よりも低圧である前記フラッシュ空間内において過熱液の一部を蒸気化し膨張させてフラッシュワークを生起し前記発動機本体部を発動させると共に、蒸気化しない液滴状の残部の過熱液を前記伝熱面部に衝突させ熱交換機能により沸騰させボイリングワークにより膨張した蒸気として前記発動機本体部を発動させるインジェクタと、を有することを特徴とする蒸気機関。 A first flow path and a second flow path for flowing the branched hot fluid;
A working fluid heating chamber that is provided in the first flow path and exchanges heat between the high-temperature fluid flowing in the first flow path and the working fluid to use the working fluid as a superheated liquid;
A motor main body disposed in the second flow path,
The motor body is
A flash space facing the heat transfer surface heated by the heat of the hot fluid flowing in the second flow path;
The superheated liquid that is in a high pressure and high temperature state in the working fluid heating chamber is ejected by a high temperature fluid flowing in the first flow path, and the superheated liquid is discharged in the flash space that is lower in pressure than the saturation pressure of the superheated liquid. A part of the steam is expanded and vaporized to generate a flash work and activate the engine main body, and the remaining superheated liquid that does not evaporate collides with the heat transfer surface and boils by a heat exchange function. A steam engine comprising: an injector that activates the engine main body as steam expanded by a workpiece ;
同液化された作動流体は、加圧ポンプにより前記作動流体加熱室の熱交換器を通して高圧かつ高温状態の前記過熱液となして、前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して噴出させることを特徴とする請求項1に記載の蒸気機関。 The wet saturated steam generated in the flash space is discharged to the outside, and the working fluid liquefied through a liquefier is provided.
The liquefied working fluid is converted into the high-temperature and high-temperature superheated liquid through a heat exchanger of the working fluid heating chamber by a pressurizing pump, and jetted through the injector into the flash space. Item 4. The steam engine according to Item 1 .
前記第2の流路に前記シリンダを前記高熱流体の熱を受熱可能に配置するとともに、前記シリンダと同シリンダ内で往復摺動するピストンとを熱交換機能を有する前記伝熱面部とし、
前記シリンダと上死点近傍にある前記ピストンで閉塞される前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して高圧かつ高温状態の前記過熱液を噴出することで前記フラッシュワークと前記ボイリングワークとを生起させて前記ピストンを発動させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蒸気機関。 The engine main body is configured such that a piston is slidably disposed in a cylinder, a crankshaft is linked to the piston, and a rotational movement of the crankshaft is linked to the reciprocating sliding of the piston.
The cylinder is disposed in the second flow path so as to be able to receive heat of the high-temperature fluid, and the piston that reciprocates and slides in the cylinder is used as the heat transfer surface portion having a heat exchange function.
The piston and the boiling work are generated by ejecting the superheated liquid in a high-pressure and high-temperature state through the injector into the flash space closed by the piston near the cylinder and the top dead center. The steam engine according to claim 1, wherein the steam engine is activated .
前記第2の流路に前記ローターハウジングを前記高熱流体の熱を受熱可能に配置するとともに、前記ローターハウジングと同ローターハウジング内で回転運動するローターとを熱交換機能を有する前記伝熱面部とし、
前記ローターハウジングと前記ローターとで閉塞される前記フラッシュ空間内に前記インジェクタを通して高圧かつ高温状態の前記過熱液を噴出することで前記フラッシュワークと前記ボイリングワークとを生起させて前記ローターを発動させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蒸気機関。 The motor main body is configured such that a rotor is rotatably disposed in a rotor housing, an eccentric shaft is inserted into the rotor, and the rotational motion of the eccentric shaft is linked to the rotational motion of the rotor.
The rotor housing is disposed in the second flow path so as to be able to receive the heat of the high-temperature fluid, and the rotor housing and the rotor that rotates in the rotor housing serve as the heat transfer surface portion having a heat exchange function,
Causing the flash work and the boiling work to be generated by injecting the superheated liquid in a high-pressure and high-temperature state through the injector into the flash space closed by the rotor housing and the rotor, thereby activating the rotor. The steam engine according to claim 1 or 2 , characterized in that .
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