JPH10252556A - ランキンサイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランキンサイクルエンジンにおいて、作動流体
の必要量の気相を常に確保して、液相の往復運動の振幅
を常時略一定として安定な駆動状態を継続するようにす
る。 【解決手段】作動流体を収容して加熱する液相加熱室１
４をシリンダ１１とは独立して形成し、液相加熱室１４
の空間部１４ｂとシリンダ１１の加熱空間部１１ａとを
第１連結管路１６を介して連結し、液相加熱室１４にて
加熱された作動流体を、シリンダ１１の内圧と液相加熱
室１４の内圧の圧力差によりシリンダ１１内へ供給す
る。作動流体は、その必要量が高温の状態でシリンダ１
１の加熱空間部１１ａへ的確に供給され、加熱空間部１
１ａで直ちに気相状態に蒸発し膨張してシリンダ１１内
の圧力を増大させ、シリンダ１１内の液相の往復運動を
繰り返し行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水、有機溶液等を
作動流体とするランキンサイクルエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】ランキンサイクルエンジンの一形式とし
て、図３に模式的に示すランキンサイクルエンジンが知
られている。このランキンサイクルエンジンは、作動流
体として水を採用しているもので、作動流体である水Ｗ
を所定量収容するシリンダ１と、シリンダ１における中
間部を冷却して冷却室１ａに構成する冷却器２と、シリ
ンダ１における冷却室１ａに隣接する上方の部位を加熱
して加熱室１ｂに構成する加熱器３を備え、作動流体の
液相界面である水Ｗの界面に作用する水蒸気の蒸気圧
を、水蒸気を加熱室１ｂで加熱膨張して増圧させるとと
もに加熱膨張した水蒸気を冷却室１ａで冷却凝縮して減
圧させることにより、水Ｗを往復運動させて、この水Ｗ
の往復運動の駆動力を取出して利用するものである。

【０００３】しかして、当該形式のランキンサイクルエ
ンジンにおいては、運転停止時における水Ｗの界面を冷
却室１ａと加熱室１ｂ間の中間部位に位置するように調
整され、かつ加熱室１ｂには水Ｗがわずかに貯溜されて
いる。この状態のランキンサイクルエンジンを運転する
には、加熱室１ｂ内に貯溜されている水Ｗを加熱して蒸
発膨張して蒸気に変化させて、シリンダ１内の蒸気圧を
増大させる。これにより、シリンダ１内の水Ｗの界面に
は蒸気の大きな圧力が付与され、水Ｗは押動されてその
界面が冷却室１ａに達する。

【０００４】シリンダ１内の水Ｗの界面が冷却室１ａに
達すると、冷却室１ａ内に侵入した蒸気は冷却凝縮して
その圧力が減少し、水Ｗは移動方向を反転して加熱室１
ｂ側へ漸次移動し、水Ｗの界面が加熱室１ｂに達する
と、加熱室１ｂ内に侵入した水Ｗが加熱膨張してその界
面には蒸気の大きな圧力が付与され、水Ｗは再度押圧さ
れて移動する。

【０００５】このランキンサイクルエンジンにおいて
は、水Ｗの往復運動が繰り返し行われ、この押復運動の
駆動力が外部に取り出されて利用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このランキ
ンサイクルエンジンにおいては、シリンダ１内での水
（液相）の質量、蒸気（気相）の容積、水（作動流体）
の粘度等を考慮して水（液相）の界面の初期位置を調整
し、加熱室内に侵入する作動流体の侵入量を適正な量に
設定しなければならない。

【０００７】しかしながら、この設定は非常に微妙な調
整であって熟練者といえども極めて難しい。作動流体の
加熱室内への侵入量が少ない場合には、作動流体の蒸発
量が少なくて液相の界面に付与される気相の圧力が設定
圧力まで上昇せず、液相の往復運動の振幅が意図した振
幅より小さくなる。これとは逆に、作動流体の加熱室内
への侵入量が多い場合には、作動流体の蒸発に大きな熱
量が必要となって加熱室内の温度が充分には上昇せず、
液相の往復運動の振幅が小さくなる。

【０００８】また、液相の往復運動の振幅が一旦小さく
なると、加熱室内に侵入する作動流体の侵入量が減少す
るとともにこの減少状態が漸次助長され、ランキンサイ
クルエンジンは最後には停止することにもなる。従っ
て、本発明の目的は、作動流体の必要量の気相を常に確
保して、液相の往復運動の振幅を常時略一定として、ラ
ンキンサイクルエンジンの安定した状態の運転を継続さ
せることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のランキンサイク
ルエンジンは、液相および気相に相変化する作動流体を
所定量収容するシリンダと、同シリンダの一端側の空間
部を加熱して同空間部を加熱空間部に構成する加熱手段
と、該シリンダの中間部を冷却して同中間部を冷却空間
部に構成する冷却手段とを備え、該作動流体の液相界面
に作用する同作動流体の気相圧力を、同気相を前記加熱
空間部で加熱膨張して増圧させるとともに加熱膨張した
前記気相を前記冷却空間部で冷却凝縮して減圧させるこ
とにより、前記作動流体の液相を往復運動させるもので
ある。

【００１０】このランキンサイクルエンジンは、前記作
動流体を収容して加熱する液相加熱室を前記シリンダと
は独立して形成するとともに、同液相加熱室と前記シリ
ンダの加熱空間部とを連結管路を介して連結して、前記
液相加熱室にて加熱された作動流体を、同液相加熱室の
内圧と前記シリンダの内圧との圧力差により、前記連結
管路を通して前記加熱空間部に供給するようにしたこと
を特徴とするものである。

【００１１】本発明に係るランキンサイクルエンジンに
おいては、前記液相加熱室と前記シリンダにおける前記
作動流体の液相収容部とを第２の連結管路を介して連結
するとともに、同第２の連結管路の途中または前記液相
加熱室に逆止弁を介装して、前記液相加熱室への前記作
動流体の補充を前記第２の連結管路を通して前記シリン
ダから行うように構成することができる。

【００１２】また、本発明のランキンサイクルエンジン
においては、前記連結管路の途中に、同連結管路の連通
路を絞る絞り手段を配設する構成、前記冷却手段とし
て、冷却媒体が循環する冷却コイルを採用して、同冷却
コイルを前記シリンダの中間部に配設する構成、前記シ
リンダにおける前記冷却コイルの先端側の部位に、前記
作動流体が流通可能な多孔板を配設する構成を採用する
ことができる。

【００１３】なお、本発明のランキンサイクルエンジン
においては、作動流体として、取扱いが簡単で安価な水
を採用することが好ましい。

【００１４】

【発明の作用・効果】このように構成したランキンサイ
クルエンジンにおいては、運転中、シリンダとは独立し
て形成した液相加熱室に収容されている作動流体を加熱
して、液相加熱室の空間部の気相圧力を略一定にしてあ
り、同気相圧力がシリンダ内の気相圧力に比較して所定
圧高い状態になると、この圧力差により、液相加熱室か
ら作動流体が高温の状態でシリンダの加熱空間部に供給
される。加熱空間部に供給された作動流体は、加熱空間
部で直ちに気相状態に蒸発し膨張して、シリンダ内の気
相圧力を増大する。

【００１５】このため、増圧された気相圧力が、シリン
ダにおける作動流体の液相界面に作用して同液相を押圧
して一方の方向へ漸次移動させる。この間、気相は断熱
膨張するとともに、液相界面が漸次移動して冷却空間部
に達すると、液相界面の近傍に位置する気相は漸次冷却
されて凝縮して気相圧力が漸次減少し、液相は最大限移
動した時点では、上記とは逆に気相を圧縮しつつ他方向
へ漸次移動し、液相が最大限移動した時点またはその近
傍の時点で、液相加熱室内の気相との圧力差により、シ
リンダの加熱空間部には、液相加熱室から高温の作動流
体が一定量、液相または液相および気相の混合した状態
で供給される。

【００１６】従って、シリンダの加熱空間部に供給され
た作動流体は、加熱空間部で直ちに気相状態に蒸発し膨
張してシリンダ内の気相圧力を増大させ、シリンダ内の
液相の上記した往復運動を繰り返し行わせる。このよう
に、このランキンサイクルエンジンにおいては、シリン
ダの加熱空間部への作動流体の供給をシリンダとは独立
して設けた液相加熱室から、液相加熱室内の気相圧力と
シリンダ内の気相圧力との圧力差により行うように構成
しているため、シリンダの加熱空間部には必要な量の作
動流体を的確に供給し得て、シリンダ内の作動流体の液
相の往復運動の振幅を常時略一定にすることができ、ラ
ンキンサイクルエンジンの駆動状態を安定にすることが
できるとともに、この安定した駆動状態を継続させるこ
とができる。この場合、シリンダの加熱空間部への作動
流体の供給には供給ポンプを必要とせず、かつ作動流体
の供給のタイミングをとるための特別のセンサーを必要
としない。

【００１７】また、当該ランキンサイクルエンジンにお
いては、作動流体を高温の状態でシリンダの加熱空間部
へ供給するように構成しているため、シリンダの加熱空
間部での作動流体の蒸発膨張が迅速かつ効率よく行わ
れ、加熱空間部での作動流体の蒸発膨張の遅延に起因す
るランキンサイクルエンジンの駆動に対する影響を防止
することができる。

【００１８】当該ランキンサイクルエンジンにおいて、
液相加熱室とシリンダにおける作動流体の液相収容部と
を第２の連結管路を介して連結するとともに、同第２の
連結管路の途中または前記液相加熱室に逆止弁を介装し
て、液相加熱室への作動流体の補充を第２の連結管路を
通してシリンダから行うように構成すれば、シリンダ内
の作動流体を液相加熱室へ、かつ液相加熱室からシリン
ダへと供給するサイクルを構成し得て、ランキンサイク
ルエンジンへの作動流体の外部からの補給が不要とな
る。

【００１９】また、当該ランキンサイクルエンジンにお
いて、液相加熱室の空間部とシリンダの加熱空間部とを
連結する連結管路の途中に、同連結管路の連通路を絞る
絞り手段を配設すれば、絞り手段による連通路の絞り度
合を適正に選定することにより、シリンダ内における作
動流体の液相の往復運動の振動状態と加熱空間部への作
動流体の供給とを適正なタイミングとすることができ
て、ランキンサイクルエンジンの運転を最大出力の運転
状態とすることができる。

【００２０】また、当該ランキンサイクルエンジンにお
いて、冷却手段として、冷却媒体が循環する冷却コイル
を採用して、同冷却コイルをシリンダの中間部に配設す
れば、作動流体の液相も好適に冷却されるため、作動流
体の液相の温度の上昇に起因するエンジン出力の継時的
な低下を防止し得て、ランキンサイクルエンジンの長時
間の安定した連続運転が可能となる。

【００２１】また、当該ランキンサイクルエンジンにお
いて、シリンダに配設した冷却コイルの先端側に、作動
流体が流通可能な多孔板を配設すれば、同多孔板が作動
流体の液相の往復運動時に生じる液相の加熱空間部の加
熱面への飛散を防止または抑制することにより、加熱空
間部での作動流体の加熱不良を防止し得て、ランキンサ
イクルエンジンの運転に対する悪影響を解消することが
できる。さらには、多孔板は、作動流体の液相および気
相を冷却するための補助機能をも発揮する。

【００２２】なお、当該ランキンサイクルエンジンにお
いては、作動流体として水を採用することが好ましく、
作動流体として水を採用することにより、ランキンサイ
クルエンジンの取扱いを容易にし、かつ同エンジンのラ
ンニングコストを低減することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明すると、図１には本発明に係る第１のランキンサイク
ルエンジンが示され、図２には本発明に係る第２のラン
キンサイクルエンジンが示されている。図１に示す第１
のランキンサイクルエンジン１０Ａは、シリンダ１１、
加熱手段１２、冷却器１３、液相加熱室１４、多孔板１
５、および第１連結管路１６を備えている。シリンダ１
１は、略Ｕ字状に屈折して形成されているもので、一端
は閉塞されかつ他端は開放されている。シリンダ１１内
には、所定量の作動流体が収容される。当該ランキンサ
イクルエンジンにおいては、作動流体として水Ｗが採用
されている。

【００２４】加熱手段１２は、熱風ダクト１２ａと、シ
リンダ１１の一端側の外周に長手方向に多数設けた加熱
フィン１２ｂと、液相加熱室１４を構成する容器本体１
４ａの外周に長手方向に多数設けた加熱フィン１２ｃを
備え、各加熱フィン１２ｂ，１２ｃは熱源から熱風ダク
ト１２ａを通して供給される熱風の熱を蓄熱して、一方
の加熱フィン１２ｂはシリンダ１１の一端側の上方空間
部を加熱すべく機能し、かつ他方の加熱フィン１２ｃは
液相加熱室１４内を加熱すべく機能する。

【００２５】従って、一方の加熱フィン１２ｂはシリン
ダ１１の上方空間部を加熱する加熱手段を構成し、シリ
ンダ１１における一端側の上方空間部を加熱空間部１１
ａに構成している。また、他方の加熱フィン１２ｃは液
相加熱室１４内を加熱する加熱手段を構成している。冷
却器１３は、パイプの一部をコイル状に巻回されて形成
されているもので、冷却コイル１３ａと、冷却コイル１
３ａに冷却媒体を給排するための導管１３ｂを備えてい
る。冷却器１３においては、冷却コイル１３ａがシリン
ダ１１内の中間部に位置するように配設されていて、冷
却コイル１３ａは導管１３ｂを通して給排される冷却媒
体の冷却作用により、シリンダ１１内の中間部を冷却す
べく機能する。従って、冷却器１３は、シリンダ１１内
の中間部を冷却空間部１１ｂに構成している。当該ラン
キンサイクルエンジン１０Ａにおいては、冷却媒体とし
て冷却水を採用している。

【００２６】液相加熱室１４は加熱容器にて構成されて
いるもので、容器本体１４ａには作動流体である水Ｗが
収容されていて、水面上に空間部１４ｂが形成されてい
る。液相加熱室１４とシリンダ１１とは第１連結管路１
６を介して連結されていて、第１連結管路１６はシリン
ダ１１の加熱空間部１１ａの上端部と液相加熱室１４の
空間部１４ｂの上端部とを連結している。第１連結管路
１６においては、その先端側にシリンダ１１の加熱空間
部１１ａに臨むノズル１６ａが設けられており、またそ
の途中にはバルブ１６ｂが介装されている。バルブ１６
ｂは、第１連結管路１６の連通路を所望の開度に絞る絞
り機能を有する。

【００２７】多孔板１５は、シリンダ１１内にて、冷却
器１３を構成する冷却コイル１３ａの上端部に設けられ
ている。多孔板１５は、金網、パンチングメタル等から
なるもので、作動流体である水Ｗおよび水蒸気を流通可
能なものであり、特に、多孔板１５は水Ｗの流通時にお
ける水Ｗの飛散を防止しまたは抑制する機能を有する。

【００２８】なお、当該ランキンサイクルエンジン１０
Ａは、駆動力の取出し手段である出力ピストン２１に駆
動的に連結されている。出力ピストン２１は、シリンダ
１１の他端側の内部にその開口部１１ｃから挿入され
て、作動流体である水Ｗの他端側水面の上方に臨んでお
り、水面との間に空間部１１ｄを形成している。出力ピ
ストン２１は、連結ロッド２２を介してフライホイール
２３に連結されている。

【００２９】このように構成したランキンサイクルエン
ジン１０Ａにおいては、運転停止時、作動流体である水
Ｗの界面は、シリンダ１１における加熱空間部１１ａと
冷却空間部１１ｂの中間（図１の１点鎖線で示す初期位
置Ｌ1）に位置し、運転中には、作動流体の気相である
水蒸気の押圧作用により、図１の実線で示す下死点Ｌ2
まで下降するとともに、降下後押圧作用に対する水Ｗの
反力により、図１の２点鎖線で示す上死点Ｌ3まで上昇
し、この往復運動を繰り返し行う。

【００３０】運転開始に当たっては、水Ｗの界面が初期
位置Ｌ1にある状態で、熱源からの熱風を熱風ダクト１
２ａを通して液相加熱室１４と、シリンダ１１の加熱空
間部１１ａに供給するとともに、熱風の供給状態を運転
中継続する。これにより、液相加熱室１４内の水Ｗが加
熱されて蒸発して液相加熱室１４の空間部１４ｂの圧力
を上昇させ、空間部１４ｂの内圧とシリンダ１１の内圧
間に所定の圧力差が生じた時点で、空間部１４ｂの水蒸
気が第１連結管路１６の連通路、およびバルブ１６ｂを
通してノズル１６ａ側に移行し、水蒸気が混在した高温
水の状態でノズル１６ａからシリンダ１１の加熱空間部
１１ａの上方へ噴出される。加熱空間部１１ａに供給さ
れた水Ｗは、加熱空間部１１ａ内で直ちに蒸発し膨張し
て、シリンダ１１の内圧を増大させる。

【００３１】このため、加熱空間部１１ａ内の増大した
圧力が、シリンダ１１における水Ｗの界面に作用して水
Ｗを押下げて、界面を下死点Ｌ2まで漸次移動させる。
この間、シリンダ１１内の蒸気は断熱膨張するが、界面
が漸次移動して冷却空間部１１ｂに達すると、界面の近
傍に位置する蒸気は漸次冷却されて凝縮してシリンダ１
１の内圧が漸次減少し、界面は下死点Ｌ2に達する。

【００３２】その後、水Ｗは、蒸気が混在する上方の空
気を圧縮しつつ上方へ押上げられて、界面が上死点Ｌ3
まで漸次移動する。界面が上死点Ｌ3に達した時点で
は、シリンダ１１の内圧と液相加熱室１４の空間部１４
ｂの内圧との間の圧力差が所定の値になって、シリンダ
１１の加熱空間部１１ａには、液相加熱室１４から高温
の水が一定量、水蒸気を混在させた状態で噴出される。

【００３３】従って、シリンダ１１の加熱空間部１１ａ
に供給された水Ｗは、加熱空間部１１ａ内で直ちに蒸発
し膨張してシリンダ１１の内圧を増大させ、シリンダ１
１内の水Ｗの上記した往復運動を繰り返し行わせる。水
Ｗのかかる往復運動は、シリンダ１１の空間部１１ｄの
空気層を介して出力ピストン２１に伝達され、出力ピス
トン２１は水Ｗの往復運動に応じて往復運動して、フラ
イホイール２３を回転させて駆動力を出力する。

【００３４】このように、当該ランキンサイクルエンジ
ン１０Ａにおいては、シリンダ１１の加熱空間部１１ａ
への水Ｗの供給をシリンダ１１とは独立して設けた液相
加熱室１４から、液相加熱室１４の内圧とシリンダ１１
の内圧との圧力差により行うように構成しているため、
シリンダ１１の加熱空間部１１ａには必要な量の水Ｗを
的確に供給し得て、シリンダ１１内の水Ｗの往復運動の
振幅を常時略一定にすることができ、ランキンサイクル
エンジン１０Ａの駆動を安定化させることができる。こ
の場合、シリンダ１１の加熱空間部１１ａへの水Ｗの供
給には供給ポンプを必要とはせず、また水Ｗの供給タイ
ミングをとるための特別のセンサーも必要としない。

【００３５】また、当該ランキンサイクルエンジン１０
Ａにおいては、水Ｗを高温の状態でシリンダ１１の加熱
空間部１１ａに噴出するように構成しているため、シリ
ンダ１１の加熱空間部１１ａでの水Ｗの蒸発膨張を迅速
かつ効率よく行うことができて、加熱空間部１１ａでの
水Ｗの蒸発膨張の遅延に起因するランキンサイクルエン
ジンの運転に対する悪影響を防止することができる。

【００３６】また、当該ランキンサイクルエンジン１０
Ａにおいては、液相加熱室１４の空間部１４ｂとシリン
ダ１１の加熱空間部１１ａとを連結する第１連結管路１
６の途中に、第１連結管路１６の連通路を絞るバルブ１
６ｂを介装しているので、バルブ１６ｂによる連通路の
開度を調整することにより、シリンダ１１における水Ｗ
の往復運動の振動状態と加熱空間部１１ａへの水Ｗの供
給とを適正にタイミングさせることができて、ランキン
サイクルエンジンの運転状態を、最大出力の運転状態に
容易にすることができる。

【００３７】また、当該ランキンサイクルエンジン１０
Ａにおいて、冷却手段として冷却コイル１３ａを有する
冷却器１３を採用して、冷却コイル１３ａをシリンダ１
１の中間部に配設して水Ｗが好適に冷却されるようにし
ているため、水Ｗの温度上昇に起因するエンジン出力の
継時的な低下を防止し得て、ランキンサイクルエンジン
の長時間の連続運転が可能となる。

【００３８】また、当該ランキンサイクルエンジン１０
Ａにおいては、シリンダ１１内に配設した冷却コイル１
３ａの上端側に、水Ｗが流通する多孔板１５を配設し
て、多孔板１５が水Ｗの往復運動時に生じる水Ｗの加熱
空間部１１ａの加熱面への飛散を防止または抑制してい
るため、加熱空間部１１ａでの水Ｗの加熱不良を防止し
得て、ランキンサイクルエンジンの運転に対する悪影響
を解消することができる。さらには、多孔板１５は、水
Ｗおよび水蒸気を冷却するための補助機能をも発揮す
る。

【００３９】なお、当該ランキンサイクルエンジン１０
Ａにおいては、出力ピストン２１と水Ｗの水面間に空間
部１１ｄを設けて空気層を介在させているため、水Ｗの
往復運動と出力ピストン２１のストロークとにわずかな
アンバランスが生じても、空気層がこのアンバランスを
緩衝して、フライホイール２３を円滑に回転させるべく
機能する。

【００４０】図２は、本発明の他の一例に係るランキン
サイクルエンジンを示すもので、当該ランキンサイクル
エンジン１０Ｂは、基本的には第１のランキンサイクル
エンジン１０Ａと同様のものであり、液相加熱室１４が
シリンダ１１の水Ｗの収容部１１ｅに第２の第２連結管
路１７にて連結されている点、多孔板１５が配設されて
いない点、および連結間路１６にバルブ１６ｂが介装さ
れていない点で、第１のランキンサイクルエンジン１０
Ａとは相違する。

【００４１】従って、当該ランキンサイクルエンジン１
０Ｂについては、ランキンサイクルエンジン１０Ａと同
一の構成部材、同一の構成部には同一の符号を付してそ
の詳細な説明を省略し、以下ではランキンサイクルエン
ジン１０Ａとの相違する点についてのみの説明にとどめ
る。ランキンサイクルエンジン１０Ｂにおいては、シリ
ンダ１１の収容部に一端を連結された第２連結管路１７
の他端が液相加熱室１４の底部に連結されていて、液相
加熱室１４の底部に設けた逆止弁１４ｃを介して液相加
熱室１４における水Ｗの滞留部に連結されている。ま
た、液相加熱室１４は、シリンダ１１内の水Ｗの界面の
初期位置Ｌ1より下方に配設されている。このため、当
該ランキンサイクルエンジン１０Ｂにおいては、液相加
熱室１４への水Ｗの補充をシリンダ１１から、第２連結
管路１７および逆止弁１４ｃを通して行うことができ、
シリンダ１１内の水Ｗを液相加熱室１４へ、かつ液相加
熱室１４からシリンダ１１へ供給するサイクルが構成さ
れて、ランキンサイクルエンジン１０Ｂへの水Ｗの外部
からの補給が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係るランキンサイクルエンジン
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の他の一例に係るランキンサイクルエン
ジンを示す概略構成図である。

【図３】従来のランキンサイクルエンジンの一例を示す
概略構成図である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ…ランキンサイクルエンジン、１１…シ
リンダ、１１ａ…加熱空間部、１１ｂ…冷却空間部、１
１ｃ…開口部、１１ｄ…空間部、１２…加熱手段、１２
ａ…熱風ダクト、１２ｂ，１２ｃ…加熱フィン、１３…
冷却器、１３ａ…冷却コイル部、１３ｂ…導管部、１４
…液相加熱室、１４ａ…容器本体、１４ｂ…空間部、１
４ｃ…逆止弁、１５…多孔板、１６，１７…連結管路、
１６ａ…ノズル、１６ｂ…バルブ、２１…出力ピスト
ン、２２…連結ロッド、２３…フライホイール、Ｗ…水
（作動流体）、Ｌ1…初期位置、Ｌ2…下死点、Ｌ3…上
死点。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液相および気相に相変化する作動流体を収
   容するシリンダと、該シリンダの一端側の空間部を加熱
   して同空間部を加熱空間部に構成する加熱手段と、該シ
   リンダの中間部を冷却して同中間部を冷却空間部に構成
   する冷却手段とを備え、該作動流体の液相界面を該加熱
   空間部に上昇させることにより該液相の一部を気相に変
   えて気相圧力を高めかつ該気相を前記加熱空間部で加熱
   膨張させて増圧させることにより該液相を下降させ、次
   に加熱膨張して該冷却空間部に達した該気相を該冷却空
   間部で冷却凝縮して該液相とすることにより該気相を減
   圧させて該液相を上昇させ、該作動流体の液相を往復運
   動させるランキンサイクルエンジンであり、 前記液相を収容して加熱する液相加熱室を前記加熱空間
   部とは独立して形成するとともに、該液相加熱室と該加
   熱空間部とを第１連結管路を介して連結し、該液相加熱
   室にて加熱された該液相を、該液相加熱室の内圧と前記
   シリンダの内圧との圧力差により、該シリンダの該加熱
   空間部に供給するようにしたことを特徴とするランキン
   サイクルエンジン。
2. 【請求項２】請求項１に記載のランキンサイクルエンジ
   ンにおいて、前記液相加熱室と前記シリンダにおける前
   記液相収容部とを第２連結管路を介して連結するととも
   に、該第２連結管路の途中または該液相加熱室に逆止弁
   を介装して、該液相加熱室への該液相の補充を該第２連
   結管路を通して該シリンダから行うようにしたランキン
   サイクルエンジン。
3. 【請求項３】請求項１に記載のランキンサイクルエンジ
   ンにおいて、前記第１連結管路の途中に、該第１連結管
   路の連通路を絞る絞り手段を配設したランキンサイクル
   エンジン。
4. 【請求項４】請求項１に記載のランキンサイクルエンジ
   ンにおいて、前記冷却手段として、冷却媒体が循環する
   冷却コイルを採用して、該冷却コイルを前記シリンダの
   前記冷却空間部に配設したするランキンサイクルエンジ
   ン。
5. 【請求項５】請求項４に記載のランキンサイクルエンジ
   ンにおいて、前記シリンダの前記冷却コイルの先端側の
   部位に、前記作動流体が流通可能な多孔板を配設したラ
   ンキンサイクルエンジン。
6. 【請求項６】請求項１，２，３，４または５に記載のラ
   ンキンサイクルエンジンにおいて、前記作動流体として
   水を採用するランキンサイクルエンジン。