JP5826962B1 - 凝縮室付き熱機関 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第1の実施形態の構成を示す模式図である。シリンダ11は円筒状の容器であって、シリンダ11内をピストン12が摺動しながら往復できるようになっている。シリンダ11は、第1の閉鎖端部13aと、その反対側の第2の閉鎖端部13bで閉じられていて、密閉空間が形成されている。シリンダ11内の密閉空間は、ピストン12によって、第1の閉鎖端部13aに接する第1の部分密閉空間15aと、第2の閉鎖端部13bに接する第2の部分密閉空間15bとに、気密に仕切られている。
図2は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第2の実施形態の構成を示す模式図である。この実施形態では、第1の実施形態における第1の凝縮室23a(図1)が第1の凝縮室分室231a、232aに分割されている。同様に、第1の実施形態における第2の凝縮室23b(図1)が第2の凝縮室分室231b、232bに分割されている。
図3は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第3の実施形態の構成を示す模式図であって、図1の一点鎖線Aで囲んだ部分を示す図である。この実施形態は第1の実施形態の変形であって、図1の一点鎖線Aで囲んだ部分を示す部分のみが第1の実施形態と相違する。
図4は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第4の実施形態の構成を示す模式図である。この実施形態は第1の実施形態の変形であって、第1および第2の凝縮室23a、23bとは別に冷却器40が設けられ、冷却器40内に、冷却水などが流通する伝熱管41が配置されている。伝熱管41より下方位置で、冷却器40に過冷却液取り出し部48が設けられている。
図5は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第5の実施形態の構成を示す模式図である。
図6は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第6の実施形態の構成を示す模式図である。この実施形態は第5の実施形態の変形であって、第5の実施形態のタンク26が存在しない。第1の分岐凝縮液配管251a、252aおよび第2の分岐凝縮液配管251b、252bが、合流して、加熱器ポンプ33の吸い込み側に接続されている。また、これらの分岐管の合流部から加熱器ポンプ33の吸い込み側に向かう配管から分岐して液体供給配管46が接続され、液体供給配管46が冷却器40に接続されている。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
12 ピストン
13a 第1の閉鎖端部
13b 第2の閉鎖端部
15a 第1の部分密閉空間
15b 第2の部分密閉空間
17 ピストンロッド
18 接続ロッド
19 クランク軸
20a 第1の気体供給配管
20b 第2の気体供給配管
21a 第1の排出配管
21b 第2の排出配管
22a 第1の排出弁
22b 第2の排出弁
23a 第1の凝縮室
23b 第2の凝縮室
24a、24b 伝熱管
25a 第1の凝縮液配管
25b 第2の凝縮液配管
26 タンク
27a 第1の凝縮液弁
27b 第2の凝縮液弁
28 加熱器
29 伝熱管
30a 第1の気体供給弁
30b 第2の気体供給弁
33 加熱器ポンプ
35 制御装置
40 冷却器
41 伝熱管
42 過冷却液ポンプ
42a 第1の過冷却液ポンプ
42b 第2の過冷却液ポンプ
43a 第1の過冷却液供給配管
43b 第2の過冷却液供給配管
44a 第1の過冷却液供給弁
44b 第2の過冷却液供給弁
45a、45b 噴霧ノズル
46 液体供給配管
48 過冷却液取り出し部
48a 第1の過冷却液取り出し部
48b 第2の過冷却液取り出し部
211a、212a 第1の分岐排出配管
211b、212b 第2の分岐排出配管
221a、222a 第1の分岐排出弁
221b、222b 第2の分岐排出弁
231a、232a 第1の凝縮室分室
231b、232b 第2の凝縮室分室
241a、242a、241b、242b 伝熱管
251a、252a 第1の分岐凝縮液配管
251b、252b 第2の分岐凝縮液配管
271a、272a 第1の分岐凝縮液弁
271b、272b 第2の分岐凝縮液弁
431a、432a 第1の分岐過冷却液供給配管
431b、432b 第2の分岐過冷却液供給配管
441a、442a 第1の分岐過冷却液供給弁
441b、442b 第2の分岐過冷却液供給弁
Claims (7)
- 第1の閉鎖端部と、前記第1の閉鎖端部の反対側の第2の閉鎖端部とを備えた筒状のシリンダと、
前記シリンダ内で前記第1の閉鎖端部と前記第2の閉鎖端部との間に配置されて、前記第1の閉鎖端部に接する第1の部分密閉空間と、前記第2の閉鎖端部に接する第2の部分密閉空間とを仕切りながら摺動するピストンと、
前記シリンダの前記第1の部分密閉空間に連通する位置に接続されて気体状態の作動媒体を前記第1の部分密閉空間に供給可能な第1の気体供給配管と、
前記シリンダの前記第2の部分密閉空間に連通する位置に接続されて気体状態の作動媒体を前記第2の部分密閉空間に供給可能な第2の気体供給配管と、
前記第1の気体供給配管および前記第2の気体供給配管に接続されて、作動媒体を加熱して前記第1の気体供給配管および前記第2の気体供給配管に気体状態の作動媒体を供給可能な加熱器と、
前記シリンダの前記第1の部分密閉空間に連通する位置に接続されて前記第1の部分密閉空間内の作動媒体を排出可能な第1の排出配管と、
前記シリンダの前記第2の部分密閉空間に連通する位置に接続されて前記第2の部分密閉空間内の作動媒体を排出可能な第2の排出配管と、
前記第1の排出配管に接続されて、前記第1の排出配管から排出された作動媒体を冷却して凝縮させて作動媒体の凝縮液を得る第1の凝縮室と、
前記第2の排出配管に接続されて、前記第2の排出配管から排出された作動媒体を冷却して凝縮させて作動媒体の凝縮液を得る第2の凝縮室と、
前記第1および第2の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を加圧して前記加熱器に送る加熱器ポンプと、
前記第1の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を前記加熱器ポンプに送る第1の凝縮液配管と、
前記第2の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を前記加熱器ポンプに送る第2の凝縮液配管と、
前記第1の気体供給配管および前記第2の気体供給配管にそれぞれ設けられた第1の気体供給弁および第2の気体供給弁と、
前記第1の排出配管に設けられた第1の排出弁と、
前記第2の排出配管に設けられた第2の排出弁と、
前記第1の凝縮液配管に設けられた第1の凝縮液弁と、
前記第2の凝縮液配管に設けられた第2の凝縮液弁と、
を有し、前記作動媒体が循環する密閉サイクルを構成する凝縮室付き熱機関。 - 前記第1の凝縮室は、互いに隔離された複数の第1の凝縮室分室を含み、
前記第2の凝縮室は、互いに隔離された複数の第2の凝縮室分室を含み、
前記第1の排出配管は、前記複数の第1の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第1の分岐排出配管を含み、
前記第2の排出配管は、前記複数の第2の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第2の分岐排出配管を含み、
前記第1の排出弁は、前記複数の第1の分岐排出配管それぞれに設けられた複数の第1の分岐排出弁を含み、
前記第2の排出弁は、前記複数の第2の分岐排出配管それぞれに設けられた複数の第2の分岐排出弁を含み、
前記第1の凝縮液配管は、前記複数の第1の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第1の分岐凝縮液配管を含み、
前記第2の凝縮液配管は、前記複数の第2の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第2の分岐凝縮液配管を含み、
前記第1の凝縮液弁は、前記複数の第1の分岐凝縮液配管それぞれに設けられた複数の第1の分岐凝縮液弁を含み、
前記第2の凝縮液弁は、前記複数の第2の分岐凝縮液配管それぞれに設けられた複数の第2の分岐凝縮液弁を含み、
前記第1および第2の部分密閉空間内の作動媒体が、前記ピストンが一つの方向に摺動するごとに、前記複数の第1の凝縮室分室および前記複数の第2の凝縮室分室のうちの一つに順次切り替えられて導入されて排出されるように、前記複数の第1および第2の分岐排出弁および前記複数の第1および第2の分岐凝縮液弁が切り替えられるように構成されていること、
を特徴とする請求項1に記載の凝縮室付き熱機関。 - 前記第1の凝縮室内の上部に取り付けられた第1の噴霧ノズルと、
前記第2の凝縮室内の上部に取り付けられた第2の噴霧ノズルと、
前記第1の噴霧ノズルよりも下方で前記第1の凝縮室の下部に形成された第1の過冷却液取り出し部と前記第1の噴霧ノズルとを接続する第1の過冷却液供給配管と、
前記第2の噴霧ノズルよりも下方で前記第2の凝縮室の下部に形成された第2の過冷却液取り出し部と前記第2の噴霧ノズルとを接続する第2の過冷却液供給配管と、
前記第1の過冷却液供給配管に設けられて、前記第1の過冷却液取り出し部から取り出した前記第1の凝縮室内の過冷却液状態の作動媒体を前記第1の噴霧ノズルに送る第1の過冷却液ポンプと、
前記第2の過冷却液供給配管に設けられて、前記第2の過冷却液取り出し部から取り出した前記第2の凝縮室内の過冷却液状態の作動媒体を前記第2の噴霧ノズルに送る第2の過冷却液ポンプと、
前記第1の過冷却液供給配管に設けられた第1の過冷却液供給弁と、
前記第2の過冷却液供給配管に設けられた第2の過冷却液供給弁と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項1または請求項2に記載の凝縮室付き熱機関。 - 前記第1および第2の凝縮液弁の下流側に接続されて、前記第1および第2の凝縮室で凝縮した作動媒体の凝縮液を冷却して過冷却状態の液体の作動媒体を生成する冷却器と、
前記冷却器で生成された過冷却状態の液体の作動媒体を加圧する過冷却液ポンプと、
前記過冷却液ポンプで加圧された過冷却状態の液体の作動媒体を前記第1の凝縮室に送る第1の過冷却液供給配管と、
前記過冷却液ポンプで加圧された過冷却状態の液体の作動媒体を前記第2の凝縮室に送る第2の過冷却液供給配管と、
前記第1の過冷却液供給配管に設けられた第1の過冷却液供給弁と、
前記第2の過冷却液供給配管に設けられた第2の過冷却液供給弁と、
をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の凝縮室付き熱機関。 - 前記第1および第2の凝縮室それぞれの内部に配置されて、前記第1および第2の過冷却液供給配管を通じて前記第1および第2の凝縮室に供給された過冷却状態の液体の作動媒体を前記第1および第2の凝縮室内で噴霧するための噴霧ノズル、をさらに有すること、を特徴とする請求項4に記載の凝縮室付き熱機関。
- 前記第1および第2の凝縮液弁の下流側で前記加熱器ポンプの入り口側に作動媒体を貯留するタンクをさらに有すること、を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の凝縮室付き熱機関。
- 前記作動媒体は、ブタンもしくはプロパン、またはブタンおよびプロパンの混合物であること、を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の凝縮室付き熱機関。
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