WO2010021007A1 - エンジン - Google Patents

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WO2010021007A1
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ヨン セン キム
黒沢勲治
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株式会社築地製作所
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/026Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves with two or more rotary valves, their rotational axes being parallel, e.g. 4-stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/024Belt drive
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Eight ports (P11 to P18) for introducing and discharging steam to and from the cylinder chambers 211 to 214 are formed on the end surface of the cylinder chamber formed on the lower surface (first surface) of the first block 301.
  • the A first port P11 and a fourth port P14 are formed on the end surface of the cylinder chamber 211 (first piston housing chamber), and a second port is formed on the end surface of the cylinder chamber 212 (second piston housing chamber) that forms a pair with the cylinder chamber 211.
  • P12 and a third port P13 are formed.
  • the diameters of the fluid passages need to be appropriate lengths, and the separation distance between the valves 311 and 312 is also the same. It is necessary to set an appropriate length according to the diameter.
  • the separation distance between the valves 311 and 312 is equal to the separation distance between two ports (P21 and P24, P22 and P23, P25 and P28, P26 and P27) communicating with the same cylinder chamber on the upper surface of the first block 301. ing.
  • a discharge path (first fluid discharge path) is formed. At this time, a steam discharge path (first fluid discharge path) from the cylinder chamber 214 to the first discharge port PD3 via the port P17, port P27, port P37, fluid path FC7, port P47, and port P57 is also formed. .
  • the valve 312 When the valve 312 is in the fourth rotational position (FIG. 11A), steam from the cylinder chamber 211 to the second discharge port PD2 through the port P14, port P24, port P34, fluid path FC4, port P44, and port P54.
  • a discharge path (second fluid discharge path) is formed. At this time, a steam discharge path (second fluid discharge path) from the cylinder chamber 213 to the second discharge port PD4 via the port P18, port P28, port P38, fluid path FC8, port P48, and port P58 is also formed. .
  • the flow path used for introducing the steam and the flow path used for discharging the steam are formed in separate valves (311, 312). The effect that it can be spread is produced. Hereinafter, this point will be described.
  • the diameter of the flow path formed in the valve can be increased, the supply efficiency of steam can be improved and the output can be increased.
  • the third port P13 and the fourth port P14 are parallel to the axes of the valves 311 and 312 in a region where the distance from the axis of the valve 312 is shorter than the distance from the axis of the valve 311 (that is, the right half region in FIG. 8C). Arranged. With this arrangement, the two steam introduction paths connecting the ports P11 and P12 and the fluid paths FC1 and FC2 do not intersect with the two steam discharge paths connecting the ports P13 and P14 and the fluid paths FC3 and FC4. . Therefore, the structure of the flow path connecting the cylinder chambers 211 and 212 and the valves 311 and 312 is simplified, and processing is facilitated.

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Abstract

【課題】蒸気の供給効率を向上して出力を高めることができるエンジンを提供する。 【解決手段】バルブ311,312を一方向へ連続的に回転させながら、2つのシリンダ収容室211,212へ交互に蒸気を導入し、駆動軸151の回転力を発生できる。そのため、バルブの回転を止めたり、回転方向を切り替えたりする場合に比べて、バルブの慣性エネルギーの損失を極めて小さくすることできるので、エンジンの効率を高めることができる。また、2本のバルブ311,312を用いることで、シリンダ室211,212への蒸気の導入や排出を行うためのポートを大きくすることができるので、蒸気の供給効率が良くなり、出力を高めることができる。  

Description

エンジン
 本発明は、動作流体の導入と排気を交互に繰り返すことによって動力を発生するエンジンに係り、例えば、動作流体の導入と排気に応じて発生させたピストンの直線運動を駆動軸の回転運動へ効率的に変換するエンジンに関するものである。
 一般に蒸気機関は、シリンダへ高圧の蒸気を供給してピストンを直線運動させ、その直線運動をクランク機構によって回転運動に変換し、駆動軸を回転させる。また、クランク機構に設けられたフライホイールの慣性力によってピストンの直線運動の向きを逆転させ、シリンダから蒸気を排出する。
 しかしながら、上記のような従来の蒸気機関では、クランク機構においてピストンの進行方向を逆転する際にエネルギー損失が生じるため、直線運動を効率よく回転運動に変換できないという問題がある。また、シリンダより排出される蒸気を大気中へ放出すると、駆動軸の回転が脈動的になるという問題がある。更に、フライホイールによって装置の重量が増加するという問題や、クランク機構によって装置の構成が複雑になるという問題もある。
 本願出願人は、上記の問題を解決すべく、下記の特許文献1,2においてダブルシリンダー型のエンジンを開示した。このエンジンでは、2つのシリンダの後室が連結パイプによって導通されており、両シリンダの前室には動作流体が交互に導入される。2つのシリンダの各ピストンが往復運動すると、これに連動して2つのラックが交互に往復運動し、当該2つのラックに噛み合う歯車が双方向に回転する。この双方向の回転運動が一方向の回転運動として駆動軸に伝達される。
 上記の構成によれば、ピストンの運動方向を逆転する際の損失がクランク機構に比べて非常に小さくなる。また、一方のシリンダに導入される蒸気の圧力を利用して他方のシリンダから蒸気を排出するため、駆動軸の回転が脈動的になることを防止できる。更に、フライホイールやクランク機構が不要になるため、装置の軽量化と簡易化を図ることができる。
特許第3886992号明細書 特許第4019098号明細書
 ところで特許文献2に開示される発明は、2つのシリンダへ交互に動作流体を供給するための手段として、円柱状の回転式バルブを設けている。バルブは、各シリンダに対する動作流体の導入路と排出路を有する。これらの流路は、バルブの回転軸に対してほぼ垂直に形成される。2つのシリンダは、このバルブにつながる動作流体の導入ポートと排出ポートをそれぞれ有する。バルブが所定の回転位置にあるとき、一方のシリンダの導入ポートがバルブの流体導入路とつながり、他方のシリンダの排出ポートがバルブの流体排出路とつながる。バルブが別の所定の回転位置にあるとき、一方のシリンダの排出ポートがバルブの流体排出路とつながり、他方のシリンダの導入ポートがバルブの流体導入路とつながる。これにより、バルブを一方向へ連続的に回転させながら、2つのシリンダへ交互に動作流体を供給し、駆動軸の回転力を発生させる。バルブが一方向へ連続的に回転するため、バルブの回転を止めたり、回転方向を切り替えたりする方式に比べて、バルブの慣性エネルギーの損失が小さくなり、エンジンの効率が高いという利点がある。
 しかしながら、特許文献2に開示される発明では、同一のシリンダに対する動作流体の導入路と排出路が共通の回転式バルブに形成されている。そのため、流体導入路と流体排出路はバルブの回転軸方向に離間して形成されており、シリンダに形成される導入ポートと排出ポートもこの回転軸方向に離間して形成されている。その結果、導入ポート及び排出ポートの径をあまり太くすることができず、動作流体の供給効率を高めにくいという不利益がある。
 本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動力源となる動作流体を効率良く供給でき、高い出力が得られるエンジンを提供することにある。
 本発明の第1の観点に係るエンジンは、第1ポート及び第2ポートへ交互に動作流体が導入されることにより動力を発生し、前記第1ポートへ動作流体が導入されると第3ポートから動作流体を排出し、前記第2ポートへ動作流体が導入されると第4ポートから動作流体を排出する動力発生部と、外周の曲面を貫通する第1流体路及び第2流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第1バルブと、外周の曲面を貫通する第3流体路及び第4流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第2バルブと、前記第1バルブ及び前記第2バルブを収容するバルブ収容部と、前記動力発生部において発生した動力により前記第1バルブ及び前記第2バルブをそれぞれ一方向に回転駆動するバルブ駆動部とを備える。前記バルブ収容部は、動作流体が導入される第1導入ポート及び第2導入ポートと、動作流体が排出される第1排出ポート及び第2排出ポートと、前記第1バルブが第1の回転位置にあるとき、前記第1流体路を介して前記第1導入ポートと前記第1ポートとを連通する第1流体導入路と、前記第1バルブが第2の回転位置にあるとき、前記第2流体路を介して前記第2導入ポートと前記第2ポートとを連通する第2流体導入路と、前記第2バルブが第3の回転位置にあるとき、前記第3流体路を介して前記第1排出ポートと前記第3ポートとを連通する第1流体排出路と、前記第2バルブが第4の回転位置にあるとき、前記第4流体路を介して前記第2排出ポートと前記第4ポートとを連通する第2流体排出路とを有する。前記バルブ駆動部は、前記第1バルブが前記第1の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第3の回転位置にあり、前記第1バルブが前記第2の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第4の回転位置にあるように前記第1バルブ及び前記第2バルブを回転駆動する。
 好適には、前記第1バルブ及び前記第2バルブは、互いの円柱軸が平行になるように保持されてよい。前記第1ポート、前記第2ポート、前記第3ポート及び前記第4ポートは、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸を通る平面に対して平行な同一の平面に配置されてよい。前記第1ポートと前記第2ポートは、前記第1バルブの円柱軸との距離が前記第2バルブの円柱軸との距離より短い領域において、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行に配列されてよい。前記第3ポートと前記第4ポートは、前記第2バルブの円柱軸との距離が前記第1バルブの円柱軸との距離より短い領域において、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行に配列されてよい。
 好適には、前記動力発生部は、前記第1ポート及び前記第4ポートが形成された端面を持ち、往復運動する第1ピストンを収容する第1ピストン収容室と、前記第2ポート及び前記第3ポートが形成された端面を持ち、往復運動する第2ピストンを収容する第2ピストン収容室とを有してよい。前記第1ピストン収容室における前記端面の中心点、並びに、前記第2ピストン収容室における前記端面の中心点は、それぞれ前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸から等しい距離にあってよい。
 好適には、前記第1ポート及び前記第4ポートは、前記第1ピストン収容室における前記端面の中心点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ってよい。前記第2ポート及び前記第3ポートは、前記第2ピストン収容室における前記端面の中心点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ってよい。
 好適には、前記バルブ収容部は、前記第1ポート、前記第2ポート、前記第3ポート及び前記第4ポートから前記第1バルブ及び前記第2バルブまでの各流体路が形成された第1ブロックと、前記第1バルブ及び前記第2バルブの収容室がそれぞれ形成された第2ブロックと、前記第1バルブ及び前記第2バルブから前記第1導入ポート、前記第2導入ポート、前記第1排出ポート及び前記第2排出ポートまでの各流体路が形成された第3ブロックとを有してよい。
 好適には、前記第1ブロックは、前記第1ポート、前記第2ポート、前記第3ポート及び前記第4ポートが形成された第1の面と、前記第1流体路、前記第2流体路、前記第3流体路及び前記第4流体路に通じる4つのポートが形成され、前記第1の面と平行な第2の面とを有してよい。前記第2の面において前記第1流体路及び前記第4流体路に通じる2つのポートは、前記第1シリンダ室の前記端面の中心点を通り前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列されてよく、当該中心点を通る当該端面の垂線と前記第2の面との交点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ってよい。前記第2の面において前記第2流体路及び前記第3流体路に通じる2つのポートは、前記第2シリンダ室の前記端面の中心点を通り前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列されてよく、当該中心点を通る当該端面の垂線と前記第2の面との交点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ってよい。
 好適には、前記第1流体導入路は、前記第2の面において前記第1流体路に通じるポートと前記第1ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含んでよい。前記第2流体導入路は、前記第2の面において前記第2流体路に通じるポートと前記第2ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含んでよい。前記第1流体排出路は、前記第2の面において前記第3流体路に通じるポートと前記第3ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含んでよい。前記第2流体排出路は、前記第2の面において前記第4流体路に通じるポートと前記第4ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含んでよい。
 好適には、前記第2の面において前記第1流体路及び前記第2流体路に通じる2つのポートは、前記第1バルブの円柱軸を通り前記第2の面に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列されてよい。前記第2の面において前記第3流体路及び前記第4流体路に通じる2つのポートは、前記第2バルブの円柱軸を通り前記第2の面に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列されてよい。
 好適には、前記第1ブロックは、前記第2の面に形成される前記4つのポートから前記第1の面へ垂直に貫通する4つの貫通孔を有してよい。前記4つの貫通孔に挿通され、前記第1ブロックと前記動力発生部とを連結固定する4つの連結具を備えてよい。
 好適には、前記第3ブロックは、前記第1流体路、前記第2流体路、前記第3流体路及び前記第4流体路に通じる4つのポートが形成された第3の面と、前記第1導入ポート及び前記第2導入ポートが形成され、前記第3の面と垂直な第4の面と、前記第1排出ポート及び前記第2排出ポートが形成され、前記第4の面と平行な第5の面とを有してよい。前記第1流体導入路は、前記第3の面において前記第1流体路に通じるポートと前記第1導入ポートとを連通する流体路を含んでよい。前記第2流体導入路は、前記第3の面において前記第2流体路に通じるポートと前記第2導入ポートとを連通する流体路を含んでよい。前記第1流体排出路は、前記第3の面において前記第3流体路に通じるポートと前記第1排出ポートとを連通する流体路を含んでよい。前記第2流体排出路は、前記第3の面において前記第4流体路に通じるポートと前記第2排出ポートとを連通する流体路を含んでよい。
 本発明の第2の観点に係るエンジンは、第1ポート及び第2ポートへ交互に動作流体が導入されることにより動力を発生し、前記第1ポートへ動作流体が導入されると前記第2ポートから動作流体を排出し、前記第2ポートへ動作流体が導入されると前記第1ポートから動作流体を排出する動力発生部と、外周の曲面を貫通する第1流体路及び第2流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第1バルブと、外周の曲面を貫通する第3流体路及び第4流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第2バルブと、前記第1バルブ及び前記第2バルブを収容するバルブ収容部と、前記動力発生部において発生した動力により前記第1バルブ及び前記第2バルブをそれぞれ一方向に回転駆動するバルブ駆動部とを備える。前記バルブ収容部は、動作流体が導入される第1導入ポート及び第2導入ポートと、動作流体が排出される第1排出ポート及び第2排出ポートと、前記第1バルブが第1の回転位置にあるとき、前記第1流体路を介して前記第1導入ポートと前記第1ポートとを連通する第1流体導入路と、前記第1バルブが第2の回転位置にあるとき、前記第2流体路を介して前記第2導入ポートと前記第2ポートとを連通する第2流体導入路と、前記第2バルブが第3の回転位置にあるとき、前記第3流体路を介して前記第1排出ポートと前記第2ポートとを連通する第1流体排出路と、前記第2バルブが第4の回転位置にあるとき、前記第4流体路を介して前記第2排出ポートと前記第1ポートとを連通する第2流体排出路とを有する。前記バルブ駆動部は、前記第1バルブが前記第1の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第3の回転位置にあり、前記第1バルブが前記第2の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第4の回転位置にあるように前記第1バルブ及び前記第2バルブを回転駆動する。
 好適には、前記第1ポートは、前記第1ピストン収容室における前記端面の中心点を中心とする形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ってよい。前記第2ポートは、前記第2ピストン収容室における前記端面の中心点を中心とする形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ってよい。
 本発明によれば、動作流体の導入路と排出路にそれぞれ別のバルブを用いることによって、動力発生部における動作流体の導入ポート及び排出ポートの径を太くすることができるので、動作流体の供給効率を向上し、出力を高めることができる。
図1は、本発明の実施形態に係るエンジンの斜視図である。 図2は、図1に示すエンジンにおけるギヤ部、シリンダ部及びバルブ駆動部の分解図である。 図3は、図1に示すエンジンにおけるギヤ部及びシリンダ部の断面図である。 図4は、バルブ部の斜視図である。 図5は、バルブ部の分解図である。 図6は、図4における鎖線X1-X2’に沿ってバルブ部を縦方向に切断した断面を示す図である。 図7Aは、第3ブロックに当接する面からみた第2ブロックの斜視図である。図7Bは、第1ブロックに当接する面からみた第2ブロックの斜視図である。 図8Aは、第2ブロックに当接する面(第2の面)からみた第1ブロックの外観の一例を示す図である。図8Bは、第1ブロックを図8Aの鎖線X3-X3’に沿って縦方向に切断した断面の一例を示す図である。図8Cは、シリンダ本体に当接する面(第1の面)からみた第1ブロックの外観の一例を示す図である。 図9Aは、上側からみた第3ブロックの斜視図である。図9Bは、下側(第2ブロックに当接する面)からみた第3ブロックの斜視図である。 図10Aは、図4の鎖線X1-X1’に沿って縦方向に切断したエンジンの断面を模式的に表した図であり、第1バルブが第1の回転位置にある場合を示す。図10Bは、図4の鎖線X2-X2’に沿って縦方向に切断したエンジンの断面を模式的に表した図であり、第2バルブが第3の回転位置にある場合を示す。 図11Aは、図4の鎖線X1-X1’に沿って縦方向に切断したエンジンの断面を模式的に表した図であり、第1バルブが第2の回転位置にある場合を示す。図11Bは、図4の鎖線X2-X2’に沿って縦方向に切断したエンジンの断面を模式的に表した図であり、第2バルブが第4の回転位置にある場合を示す。 図12は、本発明の一変形例に係る第1ブロックの外観の一例を示す図である。
符号の説明
 100…ギヤ部、111~114…ラック、121~124…ピニオン、151…駆動軸、200…シリンダ部、211~214…シリンダ室、211A~214A,211B~212B…圧力室、221~224…ピストン、300…バルブ部、301…第1ブロック、302…第2ブロック、303…第3ブロック、311,312…バルブ、401,402…配管、500…バルブ駆動部、P11~P18,P21~P28,P31~P38,P41~P48,P51~P58…ポート、PN1~PN4…蒸気導入ポート、PD1~PD4…蒸気排出ポート、FC1~FC8…バルブの流路、TH1~TH8…貫通孔、U1,U2…バルブ収容室
 以下、本発明の一実施形態に係るエンジンについて、図面を参照して説明する。
 図1は、本実施形態に係るエンジンの斜視図である。図1においては、要部を理解し易くするため、外部の一部を切り欠いて内部を図解している。
 図1に示すエンジンは、ギヤ部100と、シリンダ部200と、バルブ部300と、配管401,402と、バルブ駆動部500とを有する。図1の例では、ギヤ部100が最も下に配置されており、その上にシリンダ部200、バルブ部300が順に積み重ねられている。
 ギヤ部100及びシリンダ部200を含むユニットは、本発明における動力発生部の一実施形態である。
 バルブ駆動部500は、本発明におけるバルブ駆動部の一実施形態である。
 図2は、図1に示すエンジンにおけるギヤ部100、シリンダ部200及びバルブ駆動部500の分解図である。
 図3は、図1に示すエンジンにおけるギヤ部100及びシリンダ部200の断面図であり、後述するピストン221~224の配列方向に沿った断面を示す。
[ギヤ部100]
 ギヤ部100は、後述する4つのピストン(221~224)の往復運動を駆動軸151の一方向の回転運動に変換する。
 ギヤ部100は、外枠をなす筐体の構成要素として、底板101と、上板102と、正面板103と、背面板104と、左側板105と、右側板106を有する。また、ギヤ部100は、ピストンの往復運動を回転運動に変換するギヤ機構の構成要素として、ラック111~114と、ピニオン121~126と、駆動軸151と、軸受部161,162と、ガイドローラ部141~147を有する。
 図1,図2に示すように、6枚の板体(101~106)によってギヤ部100の直方体状の筐体が形成される。正面板103、背面板104、左側板105及び右側板106は、底板101と上板102に対して垂直に固定される。底板101と上板102、正面板103と背面板104、並びに左側板105と右側板106は、それぞれ直方体の対向する面を構成する。
 左側板105及び右側板106には、駆動軸151を挿通するための孔がそれぞれ形成される。軸受部161,162は、この2つの孔に嵌め込まれており、駆動軸151の両端を回転自在に保持する。
 駆動軸151は、ピニオン121,122,123,124を共通に軸支し、各ピニオンの双方向の回転を一方向の回転に変換する。駆動軸151の回転は、不図示の負荷(例えば発電モータ等)に伝達される。駆動軸151は、例えば各ピニオンの一方向の回転のみを伝達する一方向クラッチベアリングを構成する。すなわち駆動軸151は、ピニオンが一定の方向(例えば図1の反時計回りの方向)に回転する場合にこれと係合して回転するが、ピニオンが逆方向に回転する場合は係合しない。後者の場合、ピニオンは駆動軸151へ回転力を伝達することなく空回りする。
 ラック111,112,113,114は、それぞれピニオン121,122,123,124と噛み合う。
 図1,図2の例において、ラック111,112,113,114は縦長の直方体であり、その縦に延びた一側面部に歯が刻設され、これがピニオン121,122,123,124と噛み合う。ラック111,112,113,114が長手方向に往復運動することにより、これと噛み合うピニオン121,122,123,124がそれぞれ回転する。
 またラック111,112,113,114は、この順番で駆動軸151の軸線方向と平行に並んでいる。各ラックの長手方向は、駆動軸151の軸線方向と垂直な方向に向いている。
 ラック111及び112の互いに隣接する側面部には、ピニオン125と噛み合う歯がそれぞれ刻設される。ピニオン125は、ラック111及び112の間に挟まれており、両ラックを互いに逆向きに往復運動させる。
 ラック113及び114の互いに隣接する側面部には、ピニオン126と噛み合う歯がそれぞれ刻設される。ピニオン126は、ラック113及び114の間に挟まれており、両ラックを互いに逆向きに往復運動させる。
 ガイドローラ141~147は、各ラックの往復運動の軌道を案内する。
 ラック111,112,113,114は、それぞれピニオン121,122,123,124とガイドローラ141,142,143,144との間に挟まれる。ガイドローラ141,142,143,144は、ラック111,112,113,114の歯面と反対側の面に当接しており、駆動軸151から離れる方向へのラックの動きを規制するとともに、ラックの往復運動に応じてラックの側面を転がる。ガイドローラ141,142,143,144は、背面板104上に並んで配置される。
 ガイドローラ147は、ラック112及び113の互いに隣接する側面部に挟まれており、図の横方向(駆動軸151の軸線方向)への両ラックの動きを規制するとともに、両ラックの往復運動に応じて両ラックの側面を転がる。
 ガイドローラ145は、ピニオン125と噛合するラック111の歯面と反対側の面に当接しており、ピニオン125の軸から離れる方向へのラック111の動きを規制するとともに、ラック111の往復運動に応じてラック111の側面を転がる。
 ガイドローラ146は、ピニオン126と噛合するラック114の歯面と反対側の面に当接しており、ピニオン126の軸から離れる方向へのラック114の動きを規制するとともに、ラック114の往復運動に応じてラック114の側面を転がる。
 上板102には、後述するピストンロッド231~234を挿通するための4つの孔131,132,133,134が形成される。孔131,132,133,134は、駆動軸151の軸線方向に対して平行に並んで形成される。
[シリンダ部200]
 シリンダ部200は、バルブ部300より供給される高圧の蒸気の力に応じてピストン(221~224)を往復運動させる。
 シリンダ部200は、例えば図1,図2に示すように、シリンダ室(ピストン収容室)211~214が形成されたシリンダ本体201と、ピストン221~224と、ピストンロッド231~234と、ロッド案内部241~244とを有する。
 シリンダ本体201は、ほぼ直方体の形状を有しており、その底面がギヤ部100の上板102に接合され、その上面が後述するバルブ部300の底面に接合される。シリンダ本体201の底面の縁には、当該本体をギヤ部100の上板102に固定するためのボルトを取り付ける段差が設けられている。また、シリンダ本体201の上面の縁にも、バルブ部300を当該本体に固定するためのボルトを取り付ける段差が設けられている。
 図1の例において、シリンダ室211~214は、シリンダ本体201の上面と底面とを貫通する円筒状の空間として形成される。シリンダ室211,212,213,214には、それぞれピストン221,222,223,224が収容される。
 シリンダ室211(第1ピストン収容室)とシリンダ室212(第2ピストン収容室)は対を成しており、シリンダ本体201内に隣接して形成されている。シリンダ室211は、ピストン221によって上面側の圧力室211A(第1圧力室)と底面側の圧力室211B(第2圧力室)とに区分される。シリンダ室212は、ピストン222によって上面側の圧力室212A(第3圧力室)と底面側の圧力室212B(第4圧力室)とに区分される。
 圧力室211B及び212B(第2圧力室と第4圧力室)の間には、両者を連通する孔41(連通部)が設けられている。孔41は、例えば図3に示すように、圧力室211Bと212Bの間の隔壁を部分的に切り欠いて形成される。
 シリンダ室213(第1ピストン収容室)とシリンダ室214(第2ピストン収容室)も上記と同様に対を成しており、シリンダ本体201内に隣接して形成されている。シリンダ室213は、ピストン223によって上面側の圧力室213A(第1圧力室)と底面側の圧力室213B(第2圧力室)とに区分される。シリンダ室214は、ピストン224によって上面側の圧力室214A(第3圧力室)と底面側の圧力室214B(第4圧力室)とに区分される。
 圧力室213B及び214B(第2圧力室及び第4圧力室)の間には、両者を連通する孔42(連通部)が設けられている。孔42は、例えば図3に示すように、圧力室213Bと214Bの間の隔壁を部分的に切り欠いて形成される。
 シリンダ室211,212,213,214の底面には、それぞれギヤ部100の筐体の孔131,132,133,134が配置される。ロッド案内部241,242,243,244は、それぞれ孔131,132,133,134に嵌め込まれており、シリンダ室211,212,213,214の底面側の終端壁を形成する。
 ピストンロッド231,232,233,234は、それぞれピストン221,222,223,224の底面側に連結されており、各ピストンに連動して上下に往復運動する。ロッド案内部241,242,243,244は、ピストンロッド231,232,233,234の上下の往復運動を案内する。ピストンロッド231,232,233,234は、ロッド案内部241,242,243,244を通ってギヤ部100の筐体内に貫入する。筐体内に貫入したピストンロッド231,232,233,234の一端部は、それぞれラック111,112,113,114の長手方向の一端部に連結される。ピストンロッド231,232,233,234が上下に往復運動すると、これに連動してラック111,112,113,114も上下に往復運動する。
[バルブ部300]
 バルブ部300は、対を成すシリンダ室(211及び212,213及び214)に対して高圧蒸気の導入と排出を交互に繰り返す。すなわち、バルブ部300は、シリンダ室211及び212のペアに対しては、シリンダ室211へ蒸気を導入するとともにシリンダ室212から蒸気を排出する動作と、シリンダ室212へ蒸気を導入するとともにシリンダ室211から蒸気を排出する動作とを交互に繰り返す。また、バルブ部300は、シリンダ室213及び214のペアに対しては、シリンダ室213へ蒸気を導入するとともにシリンダ室214から蒸気を排出する動作と、シリンダ室214へ蒸気を導入するとともにシリンダ室213から蒸気を排出する動作とを交互に繰り返す。
 図4は、バルブ部300の斜視図である。
 図5は、バルブ部300の分解図を示す図である。
 図6は、図4における鎖線X1-X1’に沿ってバルブ部300を縦方向に切断した断面を示す図である。
 バルブ部300は、例えば図4~図6に示すように、円柱状のバルブ311及び312と、第1ブロック301と、第2ブロック302と、第3ブロック303と、バルブカバー321~324と、オイルシールカバー331~334を有する。
 バルブ311は、本発明における第1バルブの一実施形態である。
 バルブ312は、本発明における第2バルブの一実施形態である。
 第1ブロック301は、本発明における第1ブロックの一実施形態である。
 第2ブロック302は、本発明における第2ブロックの一実施形態である。
 第3ブロック303は、本発明における第3ブロックの一実施形態である。
 第1ブロック301、第2ブロック302及び第3ブロックを含むユニットは、本発明におけるバルブ収容部の一実施形態である。
 バルブ311,312は、外周の曲面を貫通するように形成された4つの流体路をそれぞれ有する(図5参照)。
 バルブ311に形成される4つの流体路(FC1,FC2,FC5,FC6)は、シリンダ室211~214へ蒸気を導入する経路の一部を構成する。バルブ312に形成される4つの流体路(FC4,FC3,FC8,FC7)は、シリンダ室211~214から蒸気を排出する経路の一部を構成する。
 流体路FC1,FC2,FC5,FC6は、この順番でバルブ311の軸線方向に並んで形成される。第1流体路FC1はシリンダ室211へ蒸気を導入し、第2流体路FC2はシリンダ室212へ蒸気を導入し、第1流体路FC5はシリンダ室213へ蒸気を導入し、第2流体路FC6はシリンダ室214へ蒸気を導入する。
 流体路FC4,FC3,FC8,FC7は、この順番でバルブ312の軸線方向に並んで形成される。第4流体路FC4はシリンダ室211から蒸気を排出し、第3流体路FC3はシリンダ室212から蒸気を排出し、第4流体路FC8はシリンダ室213から蒸気を排出し、第3流体路FC7はシリンダ室214から蒸気を排出する。
 各流体路(FC1~FC8)は、軸線(円柱軸)に対して垂直にバルブ311,312を貫通する。
 第1流体路FC1及び第2流体路FC2はバルブ311において互いに垂直な方向に延び、第1流体路FC5及び第2流体路FC6もバルブ311において互いに垂直な方向に延びる。
 第4流体路FC4及び第3流体路FC3はバルブ312において互いに垂直な方向に延び、第4流体路FC8及び第3流体路FC7もバルブ312において互いに垂直な方向に延びる。
 バルブ311,312の両端には、軸線方向に突き出た小径の軸が形成される。
 図7は、第2ブロック302の斜視図である。図7Aは第3ブロック303に当接する面からみた図であり、図7Bは第1ブロック301に当接する面からみた図である。
 第2ブロック302は、例えば図7に示すように、ほぼ直方体の形状を有する。第1ブロック301に当接する面の縁には、第2ブロック302を第1ブロック301に固定するためのボルトを取り付ける段差が設けられている。
 第2ブロック302は、バルブ311,312を収容するための円柱状のバルブ収容室U1,U2を有する。バルブ収容室U1,U2は、バルブ311,312の軸線がシリンダ室211~214の配列方向と平行になるようにバルブ311,312を収容する。バルブ311,312は、バルブ収容室U1,U2によって、互いの軸線が平行になるように保持される。第2ブロック302の長手方向の両側面には、バルブ収容室U1,U2の貫通孔が形成される。
 バルブカバー321及び322は、バルブ収容室U1の両端の貫通孔を塞ぐとともに、バルブ311の両端に突き出た小径の軸を回転自在に保持する。バルブカバー323及び324は、バルブ収容室U2の両端の貫通孔を塞ぐとともに、バルブ312の小径の軸を回転自在に保持する。
 バルブカバー321~324は、例えばバルブ311,312の軸を支える軸受けとオイルシールを含んでいる。オイルシールカバー331~334は、オイルシールが収容されるバルブカバー321~324の内部のスペースを外側から塞いで、オイルシールをバルブカバー321~324に固定する。
 第2ブロック302は、第1ブロック301と当接する下側の面にポートP31~P38を有し(図7B参照)、第3ブロック302と当接する上側の面にポートP41~P48を有する(図7A参照)。これらのポートが形成される第2ブロック302の下面と上面は、バルブ311及び312の軸線を通る平面に対して平行な面になっている。
 ポートP31,P32,P35,P36は、バルブ311の軸線を通り第2ブロック302の下面に対して垂直な面と当該第2ブロック302の下面との交線に、この順番で配列される。ポートP34,P33,P38,P37は、バルブ312の軸線を通り第2ブロック302の下面に対して垂直な面と当該第2ブロック302の下面との交線に、この順番で配列される(図7B)。
 ポートP41,P42,P45,P46は、バルブ311の軸線を通り第2ブロック302の上面に対して垂直な面と当該第2ブロック302の上面との交線に、この順番で配列される。ポートP44,P43,P48,P47は、バルブ312の軸線を通り第2ブロック302の上面に対して垂直な面と当該第2ブロック302の上面との交線に、この順番で配列される(図7A)。
 ポートP31は、バルブ311の第1流体路FC1を介してポートF41に繋がり、ポートP32はバルブ311の第2流体路FC2を介してポートF42に繋がり、ポートP35はバルブ311の第1流体路FC5を介してポートF45に繋がり、ポートP36はバルブ311の第2流体路FC6を介してポートF46に繋がる。バルブ311の流体路FC1,FC2,FC5,FC6を介して第2ブロック302を貫通するこの4本の流体路は、バルブ311の軸線と垂直に交わる。
 ポートP34はバルブ312の第4流体路FC4を介してポートF44に繋がり、ポートP33はバルブ312の第3流体路FC3を介してポートF43に繋がり、ポートP38はバルブ312の第4流体路FC8を介してポートF48に繋がり、ポートP37はバルブ312の第3流体路FC7を介してポートF47に繋がる。バルブ312の流体路FC4,FC3,FC8,FC7を介して第2ブロック302を貫通するこの4本の流体路は、バルブ312の軸線と垂直に交わる。
 図8は、第1ブロック301の外観の一例を示す図である。
 図8Aは、第1ブロック301を上側の面、すなわち第2ブロック302に当接する面(第2の面)からみた図である。
 図8Bは、第1ブロック301を鎖線X3-X3’に沿って縦方向に切断した断面を示す図である。
 図8Cは、第1ブロック301を下側の面、すなわちシリンダ本体201に当接する面(第1の面)からみた図である。
 第1ブロック301は、上述したシリンダ本体201と第2ブロック302との間に挟まれた矩形の板体であり、シリンダ本体201のシリンダ室211~214と第2ブロック302のポートP31~P38とを連通する8本の流体路を有する。
 第1ブロック301は、シリンダ室211~214を上側から塞いでいる。第1ブロック301の下側の面(第1の面)は、シリンダ室211~214の上側の端面を兼ねている。図8Cにおいて点線で囲まれた領域は、シリンダ室211~214の円形の端面を表す。ピストン221~224は、それぞれシリンダ室211~214の端面の中心点を通る垂線に沿って往復運動する。シリンダ室211~214の端面の中心点は、それぞれバルブ311及び312の軸線から等距離の位置にある。
 第1ブロック301の下面(第1の面)に形成されるシリンダ室の端面には、シリンダ室211~214への蒸気の導入と排出を行うための8つのポート(P11~P18)が形成される。
 シリンダ室211(第1ピストン収容室)の端面に第1ポートP11と第4ポートP14が形成され、このシリンダ室211と対をなすシリンダ室212(第2ピストン収容室)の端面に第2ポートP12と第3ポートP13が形成される。
 また、シリンダ室213(第1ピストン収容室)の端面に第1ポートP15と第4ポートP18が形成され、このシリンダ室213と対をなすシリンダ室214(第2ピストン収容室)の端面に第2ポートP16と第3ポートP17が形成される。
 第1ポートP11,P15及び第2ポートP12,P16は、シリンダ室へ蒸気を導入し、第3ポートP13,P17及び第4ポートP14,P18は、シリンダ室から蒸気を排出する。
 シリンダ室へ蒸気を導入する第1ポートP11,P15及び第2ポートP12,P16は、バルブ311の軸線との距離がバルブ312の軸線との距離より短い領域(すなわち図8Cにおける左半分の領域)に形成される。この4つのポートP11,P12,P15,P16は、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。
 シリンダ室から蒸気を排出する第3ポートP13,P17及び第4ポートP14,P18は、バルブ312の軸線との距離がバルブ311の軸線との距離より短い領域(すなわち図8Cにおける右半分の領域)に形成される。この4つのポートP14,P13,P18,P17は、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。
 同一のシリンダ室の端面に形成される2つのポート(P11及びP14、P12及びP13、P15及びP18、P16及びP17)は、当該端面の中心点に対して互いに点対称の関係にある横長の形状を持つ。横長の形状は、バルブ311,312の軸線に対して平行に延びている(図8C)。
 第1ブロック301の上側の面(第2の面)には、ポートP11~P18に連通するポートP21~P28が形成される(図8A)。ポートP21~P28は、第2ブロック302の下面に形成されたポートP31~P38と接合する。
 シリンダ室へ蒸気を導入するポートP21,P22,P25,P26は、バルブ311の軸線との距離がバルブ312の軸線との距離より短い領域(すなわち図8Aにおける左半分の領域)に形成されており、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。
 シリンダ室から蒸気を排出するポートP24,P23,P28,P27は、バルブ312の軸線との距離がバルブ311の軸線との距離より短い領域(すなわち図8Aにおける右半分の領域)に形成されており、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される
 同一のシリンダ室に連通する2つのポート(P21及びP24、P22及びP23、P25及びP28、P26及びP27)は、当該シリンダ室の端面の中心点を通りバルブ311,312の軸線に対して垂直な面と、第1ブロック301の上面(第2の面)との交線に配置される。この2つのポートは、当該中心点を通る当該端面の垂線と第1ブロック301の上面(第2の面)との交点に対して互いに点対称の関係にある横長の形状を持つ。横長の形状は、バルブ311,312の軸線に対して平行に延びている(図8A)。
 シリンダ室へ蒸気を導入するポートP21,P22,P25,P26は、バルブ311の軸線を通り第1ブロック301の上面(第2の面)に対して垂直な面と当該第1ブロック301の上面(第2の面)との交線に配列される。
 シリンダ室から蒸気を排出するポートP24,P23,P28,P27は、バルブ312の軸線を通り第1ブロック301の上面(第2の面)に対して垂直な面と当該第1ブロック301の上面(第2の面)との交線に配列される。
 第1ブロック301の下側の面(第1の面)に形成されるポート(P11~P18)と上側の面(第2の面)に形成されるポート(P21~P28)は、直線的に形成された8本の流体路によって繋がっている。すなわち、第1ブロック301は、ポートP11とP21、ポートP12とP22、ポートP13とP23、ポートP14とP24、ポートP15とP25、ポートP16とP26、ポートP17とP27、並びに、ポートP18とP28をそれぞれ直線的に繋げる流体路を有する。
 第1ブロック301において同一のシリンダ室から延びる2つの流体路は、図8Bに示すように、第1ブロック301を縦方向に切った断面においてV字状になっている。すなわち、同一のシリンダ室から延びる2つの流体路における上面(第2の面)の2ポートの離間距離が、下面(第1の面)の2ポートの離間距離より長くなっている。
 バルブ311及び312において適度な太さの流体路(FC1~FC8)を形成するためには、それらの流体路の直径を適度な長さにする必要があり、バルブ311及び312の離間距離もその直径に合わせて適度な長さに設定する必要がある。
 一方、バルブ311及び312の離間距離は、第1ブロック301の上面において同一シリンダ室に連通する2つのポート(P21とP24、P22とP23、P25とP28、P26とP27)の離間距離と等しくなっている。
 従って、第1ブロック301において同一のシリンダ室から延びる2つの流体路は、シリンダ室の端面に形成される2つのポートの離間距離と、バルブ311及び312の離間距離との差によって、例えば図8Bに示すようにV字状に形成される。
 第1ブロック301は、上面(第2の面)に形成されるポートP21~P28から下面(第1の面)へ垂直に貫通する貫通孔TH1~TH8を有する。貫通孔TH1~TH8には、第1ブロック301とシリンダ部200とを連結固定する連結具(例えばネジ)が挿入される(不図示)。貫通孔TH1~TH8の上面(第2の面)側には、ネジの端部が上面に突出しないようにするための嵌合溝が形成される。
 図9は、第3ブロック303の斜視図である。図9Aは上側からみた図であり、図9Bは下側(第2ブロック302に当接する面)からみた図である。
 第3ブロック303は、例えば図9に示すように、直方体の形状を有する。第3ブロック303の下面には、第2ブロック302の上面のポートP41~P48と接合するポートP51~P58が形成される。また、バルブ311,312の軸線と平行な第3ブロック303の2つの側面には、蒸気の導入ポートPN1~PN4と蒸気の排出ポートPD1~PD4が形成される。
 第3ブロック303は、下面に形成されたポートP41~P48と側面に形成されたポートPN1~PN4,PD1~PD4を繋げる8本の流体路を有する。すなわち、第3ブロック303は、第1導入ポートPN1とポートP51、第2導入ポートPN2とポートP52、第1導入ポートPN3とポートP55、第2導入ポートPN4とポートP56、第1排出ポートPD1とポートP53、第2排出ポートPD2とポートP54、第1排出ポートPD3とポートP57、並びに、第2排出ポートPD4とポートP58をそれぞれ接続する流体路を有する。
 ポートP51,P52,P55,P56は、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。第1導入ポートPN1,第2導入ポートPN2,第1導入ポートPN3,第2導入ポートPN4は、ポートP51,P52,P55,P56に隣接する第3ブロック303の側面に形成されており、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。
 ポートP54,P53,P58,P57は、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。第2排出ポートPD2,第1排出ポートPD1,第2排出ポートPD4,第1排出ポートPD3は、ポートP54,P53,P58,P57に隣接する第3ブロック303の側面に形成されており、バルブ311,312の軸線と平行に、この順番で配列される。
 第3ブロック303に形成される流体路は、第3ブロック303の下面と側面を貫通していることから、例えば図6に示すように直角に曲がっている。
 バルブ部300では、バルブ311及び312の回転に応じて、導入ポートPN1~PN4からシリンダ室211~214へ蒸気を導入する流体路、並びに、シリンダ室211~214から排出ポートPD1~PD4へ蒸気を排出する流体路が形成される。
 バルブ311が第1の回転位置にあるとき(図10A)、第1導入ポートPN1から、ポートP51、ポート41、流体路FC1、ポートP31、ポートP21、ポートP11を介してシリンダ室211に至る蒸気の導入路(第1流体導入路)が形成される。このとき、第1導入ポートPN3から、ポートP55、ポート45、流体路FC5、ポートP35、ポートP25、ポートP15を介してシリンダ室213に至る蒸気の導入路(第1流体導入路)も形成される。
 バルブ311が第2の回転位置にあるとき(図11B)、第2導入ポートPN2から、ポートP52、ポート42、流体路FC2、ポートP32、ポートP22、ポートP12を介してシリンダ室212に至る蒸気の導入路(第2流体導入路)が形成される。このとき、第2導入ポートPN4から、ポートP56、ポート46、流体路FC6、ポートP36、ポートP26、ポートP16を介してシリンダ室214に至る蒸気の導入路(第2流体導入路)も形成される。
 バルブ312が第3の回転位置にあるとき(図10B)、シリンダ室212からポートP13、ポートP23、ポートP33、流体路FC3、ポートP43、ポートP53を介して第1排出ポートPD1へ至る蒸気の排出路(第1流体排出路)が形成される。このとき、シリンダ室214からポートP17、ポートP27、ポートP37、流体路FC7、ポートP47、ポートP57を介して第1排出ポートPD3へ至る蒸気の排出路(第1流体排出路)も形成される。
 バルブ312が第4の回転位置にあるとき(図11A)、シリンダ室211からポートP14、ポートP24、ポートP34、流体路FC4、ポートP44、ポートP54を介して第2排出ポートPD2へ至る蒸気の排出路(第2流体排出路)が形成される。このとき、シリンダ室213からポートP18、ポートP28、ポートP38、流体路FC8、ポートP48、ポートP58を介して第2排出ポートPD4へ至る蒸気の排出路(第2流体排出路)も形成される。
[配管401,402]
 配管401は、不図示の蒸気発生装置において発生した高圧の蒸気をバルブ部300の導入ポートPN1~PN4に導くための蒸気導入経路を形成する。配管402は、バルブ部300の排出ポートPD1~PD4から排出された蒸気を不図示の蒸気処理装置へ導くための蒸気排出経路を形成する。配管401,402は、例えば図5に示すように、第3ブロック303の側面に連結される矩形の開口部と、不図示のダクトに連結される円形の開口部を有する。
[バルブ駆動部500]
 バルブ駆動部500は、ギヤ部100の駆動軸151において発生した回転力によりバルブ311及び312をそれぞれ一方向に回転させる。
 バルブ駆動部500は、例えば図1,図2に示すように、駆動軸151に連動して回転するプーリ502と、バルブ312の軸に連動して回転するプーリ503と、両プーリの間に巻かれたタイミングベルト501と、バルブ311及び312の軸にそれぞれ固定されたギヤ504,505を有する。ギヤ504,505は互いに噛み合っている。
 駆動軸151の回転に連動してプーリ502が回転すると、その回転がタイミングベルト501を通じてプーリ503に伝わり、バルブ312が回転する。バルブ312の回転に連動してギヤ505が回転すると、これに噛み合うギヤ504へ回転力が伝わり、バルブ311が回転する。
 バルブ駆動部500は、バルブ311が第1の回転位置(図10A)にあるときバルブ312が第3の回転位置(図10B)にあり、バルブ311が第2の回転位置(図11B)にあるときバルブ312が第4の回転位置(図11A)にあるように、バルブ311及び312を回転駆動する。バルブ311及び312の回転位置が適切な関係となるように、ギヤ504,505の噛み合わせ位置が設定される。
 ここで、上述した構成を有する本実施形態に係るエンジンの動作について、図10,図11を参照して説明する。
 図10,図11は、本実施形態に係るエンジンの断面図である。
 図10A及び図11Aは鎖線X1-X1’(図4)に沿って縦方向に切断した断面を模式的に表しており、シリンダ室211における蒸気の導入と排出の様子を示す。図10Aはバルブ311が第1の回転位置にある場合を示し、図11Aはバルブ312が第4の回転位置にある場合を示す。
 図10B及び図11Bは鎖線X2-X2’(図4)に沿って縦方向に切断した断面を模式的に表しており、シリンダ室212における蒸気の導入と排出の様子を示す。図10Bはバルブ312が第3の回転位置にある場合を示し、図11Bはバルブ311が第2の回転位置にある場合を示す。
 なお、上述したエンジンでは、対を成す2組のシリンダ室(211及び212,213及び214)に関わる2系統の独立したエンジン機構が組み合わされており、各系統では同様な動作により駆動軸151の回転力を発生している。したがって以下では、シリンダ室211及び212に関わるエンジン機構についてのみ説明し、シリンダ室213及び214に関わるエンジン機構については説明を割愛する。
 まず、バルブ311が第1の回転位置(図10A)にあり、バルブ312が第3の回転位置(図10B)にあるものとする。
 バルブ311が第1の回転位置にある場合、バルブ311の流体路FC1が第2ブロック302のポートP31及びP41の間に挿入されるため、第3ブロック303の第1導入ポートPN1とシリンダ室211とを連通する第1流体導入路が形成される。第2ブロック302のポートP34及びP44はバルブ312の外周壁によって隔離されるため、シリンダ室211から蒸気を排出する経路は形成されない(図10A)。
 また、バルブ312が第3の回転位置にある場合、バルブ312の流体路FC3が第2ブロック302のポートP33及びP43の間に挿入されるため、第3ブロック303の第1排出ポートPD1とシリンダ室212とを連通する第1流体排出路が形成される。第2ブロック302のポートP32及びP42はバルブ311の外周壁によって遮断されるため、シリンダ室212へ蒸気を導入する経路は形成されない(図10B)。
 これにより、配管401から第1導入ポートPN1に供給される高圧の蒸気は、第1流体導入路を介してシリンダ室211の上側の圧力室211Aに導入される。蒸気が導入されることにより圧力室211Aが膨張すると、ピストン221は図の下方へ進む。ピストン221が下方に進むと、シリンダ室211の下側の圧力室211Bに充満した流体(空気や油など)が孔41を通って隣の圧力室212Bに流れ込み、ピストン222を上方へ押し上げる。またこのとき、ピストン221に連動してラック111が下方へ進むことにより、ピニオン125が図3の反時計方向に回転し、このピニオン125と歯合するラック112がピストン222を上方へ押し上げる。これらの力を受けてピストン222が上方に進むと、シリンダ室212の上側の圧力室212Aが収縮し、圧力室212Aに充満する蒸気が第1流体排出路を介して第1排出ポートPD1より配管401に排出される。
 ラック111が下方へ進むとともにラック112が上方へ進むことにより、ピニオン121は図1の反時計方向に回転し、ピニオン122は時計方向に回転する。ここで、駆動軸151は、反時計方向へ回転するピニオン121と係合するが、時計方向へ回転するピニオン121とは係合しない。そのため、ラック111の下方へ進む力がピニオン121を介して駆動軸151に伝達し、駆動軸151を反時計方向へ回転させる。時計方向に回転するピニオン122は、駆動軸151へ動力を伝達することなく空回りする。駆動軸151が反時計方向へ回転すると、その回転力はバルブ駆動部500を介してバルブ311,312に伝達される。図1において、バルブ311は時計方向に回転し、バルブ312は反時計方向に回転する。
 バルブ311が第1の回転位置から第2の回転位置まで、バルブ312が第3の回転位置から第4の回転位置までそれぞれ4分の1回転すると、図11に示す状態になる。
 バルブ311が第2の回転位置にある場合、バルブ311の流体路FC2が第2ブロック302のポートP32及びP42の間に挿入されるため、第3ブロック303の第2導入ポートPN2とシリンダ室212とを連通する第2流体導入路が形成される。第2ブロック302のポートP33及びP43はバルブ312の外周壁によって隔離されるため、シリンダ室212から蒸気を排出する経路は形成されない(図11B)。
 また、バルブ312が第4の回転位置にある場合、バルブ312の流体路FC4が第2ブロック302のポートP34及びP44の間に挿入されるため、第3ブロック303の第2排出ポートPD2とシリンダ室211とを連通する第2流体排出路が形成される。第2ブロック302のポートP31及びP41はバルブ311の外周壁によって遮断されるため、シリンダ室211へ蒸気を導入する経路は形成されない(図11A)。
 これにより、配管401から第2導入ポートPN2に供給される高圧の蒸気は、第2流体導入路を介してシリンダ室212の上側の圧力室212Aに導入される。蒸気が導入されることにより圧力室212Aが膨張すると、ピストン222は図の下方へ進む。ピストン222が下方に進むと、シリンダ室212の下側の圧力室212Bに充満する流体が孔41を通って隣の圧力室211Bに流れ込み、ピストン221を上方へ押し上げる。またこのとき、ピストン222に連動してラック112が下方へ進むことにより、ピニオン125が図3の時計方向に回転し、このピニオン125と歯合するラック111がピストン221を上方へ押し上げる。これらの力を受けてピストン221が上方に進むと、シリンダ室211の上側の圧力室211Aが収縮し、圧力室211Aに充満する蒸気が第2流体排出路を介して第2排出ポートPD2より配管402に排出される。
 ラック112が下方へ進むとともにラック111が上方へ進む場合、ピニオン121は図1の時計方向に回転し、ピニオン122は反時計方向に回転する。この場合、ラック112の下方へ進む力がピニオン122を介して駆動軸151に伝達し、駆動軸151を反時計方向へ回転させる。時計方向に回転するピニオン121は、駆動軸151へ動力を伝達することなく空回りする。駆動軸151が反時計方向へ回転すると、その回転力はバルブ駆動部500を介してバルブ311,312に伝達される。
 更にバルブ311が第2の回転位置から第1の回転位置まで、バルブ312が第4の回転位置から第3の回転位置までそれぞれ4分の1回転すると、前に述べた状態に戻って同様な動作が繰り返される。このようにして、駆動軸151が継続的に回転し、これに連動してバルブ311,312も回転する。
 以上述べたように、本実施形態に係るエンジンでは、外周の曲面を貫通する流体路(FC1~FC4)を有する円柱状のバルブ311,312が駆動軸151に連動して一方向に回転する。バルブ311が第1の回転位置にあり、かつ、バルブ312が第3の回転位置にあるとき、第1導入ポートPN1からバルブ311の流体路FC1を介してシリンダ室211のポートP11に蒸気が導入され、シリンダ室212のポートP13からバルブ312の流体路FC3を介して第1排出ポートPD1より蒸気が排出される。バルブ311が第2の回転位置にあり、かつ、バルブ312が第4の回転位置にあるとき、第2導入ポートPN2からバルブ312の流体路FC2を介してシリンダ室212のポートP12に蒸気が導入され、シリンダ室211のポートP14からバルブ312の流体路FC4を介して第2排出ポートPD2より蒸気が排出される。このようなバルブ311,312の動作によって、シリンダ室211及び212における蒸気の導入と排出が交互に行われると、ピストン221及び222が往復運動を行う。この往復運動は、ラック111,112とピニオン121,122によって双方向の回転運動に変換され、更に駆動軸151によって一方向の回転に変換される。
 従って、本実施形態に係るエンジンによれば、バルブ311,312を一方向へ連続的に回転させながら、2つのシリンダ室211,212へ交互に蒸気を導入し、駆動軸151の回転力を発生できる。そのため、バルブの回転を止めたり、回転方向を切り替えたりする方式に比べて、バルブの慣性エネルギーの損失を低減し、エンジンの効率を高めることができる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、蒸気の導入に用いる流路と蒸気の排出に用いる流路とを別のバルブ(311,312)に形成しているため、当該2つの流路の径を広げることができるという効果が生じる。以下、この点について説明する。
 2つの流路を同一のバルブに形成する場合、当該2つの流路を軸線方向に対して離間して配置する必要がある(特許文献2参照)。より詳しくは、2つの流路の開口部が、バルブの軸線に対して垂直な面を挟んで分離されるようにする必要がある。もし、バルブの軸線と垂直な同一の面に2つの流路の開口部が重なりを持っていると、バルブの回転に応じて、一方の流路に繋がるべきポートが他方の流路にも繋がってしまうという事態が生じ得る。そうすると、蒸気の導入や排出のタイミングを適切に設定できなかったり、蒸気圧のロスを生じたりする。
 しかしながら、2つの流路を軸線方向に離間させつつ、各流路の幅を軸線方向に広げる場合、当該2つの流路の開口部を合わせた軸線方向の幅が、シリンダ室の端面の幅より長くならざるを得ない。この場合、バルブとシリンダ室とをつなぐ流路の加工が複雑になるという問題が生じる。
 また、2つの流路を軸線と垂直な方向にあまり広げると、蒸気の導入や排出の期間が長くなり過ぎてしまい、両者のタイミングを適切に設定できないという問題が生じる。
 したがって、2つの流路を同一のバルブに形成する場合には、各流路の径をあまり長くすることができない。
 これに対し、2つの流路を別のバルブに設ければ、どのように流路を形成しても、一方の流路に繋がるべきポートが他方の流路にも繋がってしまうという事態は生じない。すなわち、2つの流路を軸線方向に離間させる必要がない。従って、上記の場合に比べてバルブに形成する流路の径を太くすることが可能になる。
 このように、本実施形態では、バルブに形成する流路の径を太くすることができるので、蒸気の供給効率を向上し、出力を高めることができる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、一方のバルブ(311)から蒸気が導入され、他方のバルブ(312)より蒸気が排出される。すなわち、蒸気の導入に用いる流路と蒸気の排出に用いる流路とが別のバルブに形成される。これにより、バルブの外周曲面とバルブ収容室との間に多少の隙間が生じていても、蒸気導入側のポートから蒸気排出側のポートへの蒸気漏れが生じ難い。従って、蒸気圧のロスを低減し、出力を高めることができる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、バルブ311及び312の軸線(円柱軸)が平行になるように保持されており、この2つの軸線を通る平面に対して平行な同一の平面にポートP11~P14が配置される。第1ポートP11及び第2ポートP12は、バルブ311の軸線との距離がバルブ312の軸線との距離より短い領域(すなわち図8Cにおける左半分の領域)において、バルブ311,312の軸線と平行に配列される。第3ポートP13及び第4ポートP14は、バルブ312の軸線との距離がバルブ311の軸線との距離より短い領域(すなわち図8Cにおける右半分の領域)において、バルブ311,312の軸線と平行に配列される。
 このような配置により、ポートP11,P12と流体路FC1,FC2とを繋ぐ2本の蒸気導入路が、ポートP13,P14と流体路FC3,FC4とを繋ぐ2本の蒸気排出路と交錯しなくなる。そのため、シリンダ室211,212とバルブ311,312とをつなぐ流路の構造が簡単になり、加工が容易になる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、シリンダ室211の端面の中心点、並びに、シリンダ室212の端面の中心点が、それぞれバルブ311及び312の軸線から等しい距離にある。
 このような対称な配置により、シリンダ室211,213とバルブ311,312との間に形成される流路の構造がより簡単になり、加工が容易になるとともに、流路の長さを短くできる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、同一のシリンダ室の端面に形成される2つのポート(P11及びP14、P12及びP13)が、当該端面の中心点に対して互いに点対称の関係にある横長の形状を持っている。シリンダ室212,212の端面に形成されるポートP11~P14がこのような対称な形状と配置を有することから、これらのポートにつながる流路の構造が簡単になり、加工が容易になる。
 また、各ポート(P11~P14)の横長の形状は、バルブ311,312の軸線に対して平行な方向に延びており、バルブ311,312に形成する流路(FC1~FC4)の開口部も、これと同じ横長の形状になっている。これにより、軸線と垂直な方向における流路(FC1~FC4)の幅を適切に設定しつつ、流路の断面積を大きくして、蒸気の供給効率を高めることができる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、第1ブロック301の上面(第2の面)に形成されるポート(P21~P24)も、バルブ311,312とシリンダ室211,212に対して対称に配置されている。すなわち、同一のシリンダ室に連通する2つのポート(P21及びP24、P22及びP23)が、当該シリンダ室の端面の中心点を通りバルブ311,312の軸線に対して垂直な面と、第1ブロック301の上面(第2の面)との交線に配置される。当該2つのポートは、当該中心点を通る当該端面の垂線と第1ブロック301の上面(第2の面)との交点に対して互いに点対称の関係にある横長の形状を持つ。この横長の形状は、流路(FC1~FC4)の開口部と同様に、バルブ311,312の軸線に対して平行な方向に延びている。ポートP21~P24がこのような対称な形状と配置を有することから、これらのポートにつながる流路の構造が簡単になり、加工が容易になる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、第1ブロック301の下面(第1の面)に形成されるポート(P11~P14)と上面(第2の面)に形成されるポート(P21~P24)とを結ぶ直線に沿って流体路が形成されている。これにより、流体路の長さが短くなり、加工が容易になるとともに、蒸気の供給効率が高くなる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、シリンダ室211,212と蒸気の導入ポート及び排出ポート(PN1,PN2,PD1,PD2)までの経路に3つのブロック(301~303)が設けられている。すなわち、第1ポートP11~第4ポートP14からバルブ311,312までの各流体路が形成された第1ブロック301と、バルブ311,312の収容室U1,U2がそれぞれ形成された第2ブロック302と、バルブ311,312から蒸気の導入ポート及び排出ポート(PN1,PN2,PD1,PD2)までの各流体路が形成された第3ブロック303とを有する。そのため、これらを1つのブロックに形成する場合に比べて流路の加工が容易になる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、バルブ311,312が収容された第2ブロック302の上に第3ブロック303が設けられている。そして、第2ブロック302と第3ブロック303の接合面に対して垂直な第3ブロック303の側面に、蒸気の導入ポート及び排出ポート(PN1,PN2,PD1,PD2)が形成される。
 高圧蒸気の導入と排出に用いる配管401,402は、図1に示すように径が太くサイズが大きくなる傾向がある。第3ブロック303の側面にこれらのポート(PN1,PN2,PD1,PD2)を設けることで取り付け面の面積を大きくできるので、大型の配管401,402であっても安定に固定できる。
 また、本実施形態に係るエンジンでは、第1ブロック301の上面(第2の面)に形成されるポートP21~P28から下面(第1の面)へ垂直に貫通する貫通孔TH1~TH8が形成される。貫通孔TH1~TH8には、第1ブロック301とシリンダ部200とを連結固定する連結具(ネジ、ボルト等)が挿入される。これにより、シリンダ部200と第1ブロック301とをより強く密着させることができるので、蒸気の漏れを防ぎ、圧力の損失を低減できる。
 また、連結具による固定に加えて、シリンダ部200と第1ブロック301との間にシール材(ガスケット)を挟み込めば、より効果的に蒸気の漏れを防ぐことができる。
 次に、本発明に係るエンジンの一変形例を説明する。
 上述の実施形態においては、シリンダ室(211,212)の端面に蒸気導入用のポート(P11,P12,P15,P16)と蒸気排出用のポート(P14,P13,P18,P17)がそれぞれ形成されている。これに対し、本変形例では、シリンダ室における蒸気の導入と排出を1つのポートで行う。
 図12は、本変形例に係る第1ブロック301の外観の一例を示す図である。
 図12Aは、第1ブロック301を上側の面からみた図である。
 図12Bは、第1ブロック301を鎖線X3-X3’に沿って縦方向に切断した断面を示す図である。
 図12Cは、第1ブロック301を下側の面からみた図である。
 図8Cと図12Cを比較して分かるように、本変形例では、シリンダ室211,212,213,214の端面にそれぞれポートP11,P12,P15,P16を設ける。各シリンダ室における蒸気の導入と排出が1つのポートで行われる。
 本変形例においてシリンダ室の端面に形成されるポート(P11,P12,P15,P16)は、図12Cに示すように、当該シリンダ室の端面の中心点を中心とする横長の形状を有している。横長の形状は、バルブ311及び312の軸線と平行な方向に延びている。
 本変形例では、各シリンダ室の端面の中心に横長形状のポート(P11,P12)を1つずつ設けているため、2つのポートを設ける場合に比べてポートの面積を大きくすることができる。これにより、蒸気の供給効率を高めることができる。
 以上、本発明の各種の実施形態を説明したが、本発明は上記の形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
 例えば、上述の実施形態では、シリンダに導入する流体として蒸気を用いる例を挙げているが、例えば油や空気などの任意の流体を用いても本発明は実現可能である。
 上述の実施形態では、2系統のエンジン機構(シリンダを4つ)を組み合わせた例を示しているが、3系統以上のエンジン機構を組み合わせてもよいし、1系統のみでもよい。
 本発明は、動作流体の導入と排気を交互に繰り返すことによって動力を発生するエンジンに広く適用可能である。

Claims (12)

  1.  第1ポート及び第2ポートへ交互に動作流体が導入されることにより動力を発生し、前記第1ポートへ動作流体が導入されると第3ポートから動作流体を排出し、前記第2ポートへ動作流体が導入されると第4ポートから動作流体を排出する動力発生部と、
     外周の曲面を貫通する第1流体路及び第2流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第1バルブと、
     外周の曲面を貫通する第3流体路及び第4流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第2バルブと、
     前記第1バルブ及び前記第2バルブを収容するバルブ収容部と、
     前記動力発生部において発生した動力により前記第1バルブ及び前記第2バルブをそれぞれ一方向に回転駆動するバルブ駆動部と
     を備え、
     前記バルブ収容部は、
      動作流体が導入される第1導入ポート及び第2導入ポートと、
      動作流体が排出される第1排出ポート及び第2排出ポートと、
      前記第1バルブが第1の回転位置にあるとき、前記第1流体路を介して前記第1導入ポートと前記第1ポートとを連通する第1流体導入路と、
      前記第1バルブが第2の回転位置にあるとき、前記第2流体路を介して前記第2導入ポートと前記第2ポートとを連通する第2流体導入路と、
      前記第2バルブが第3の回転位置にあるとき、前記第3流体路を介して前記第1排出ポートと前記第3ポートとを連通する第1流体排出路と、
      前記第2バルブが第4の回転位置にあるとき、前記第4流体路を介して前記第2排出ポートと前記第4ポートとを連通する第2流体排出路と
     を有し、
     前記バルブ駆動部は、前記第1バルブが前記第1の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第3の回転位置にあり、前記第1バルブが前記第2の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第4の回転位置にあるように前記第1バルブ及び前記第2バルブを回転駆動する、
     エンジン
  2.  前記第1バルブ及び前記第2バルブは、互いの円柱軸が平行になるように保持され、
     前記第1ポート、前記第2ポート、前記第3ポート及び前記第4ポートは、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸を通る平面に対して平行な同一の平面に配置され、
     前記第1ポートと前記第2ポートは、前記第1バルブの円柱軸との距離が前記第2バルブの円柱軸との距離より短い領域において、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行に配列され、
     前記第3ポートと前記第4ポートは、前記第2バルブの円柱軸との距離が前記第1バルブの円柱軸との距離より短い領域において、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行に配列される、
     請求項1に記載のエンジン。
  3.  前記動力発生部は、
      前記第1ポート及び前記第4ポートが形成された端面を持ち、往復運動する第1ピストンを収容する第1ピストン収容室と、
      前記第2ポート及び前記第3ポートが形成された端面を持ち、往復運動する第2ピストンを収容する第2ピストン収容室と
     を有し、
     前記第1ピストン収容室における前記端面の中心点、並びに、前記第2ピストン収容室における前記端面の中心点は、それぞれ前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸から等しい距離にある、
     請求項2に記載のエンジン。
  4.  前記第1ポート及び前記第4ポートは、前記第1ピストン収容室における前記端面の中心点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ち、
     前記第2ポート及び前記第3ポートは、前記第2ピストン収容室における前記端面の中心点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持つ、
     請求項3に記載のエンジン。
  5.  前記バルブ収容部は、
      前記第1ポート、前記第2ポート、前記第3ポート及び前記第4ポートから前記第1バルブ及び前記第2バルブまでの各流体路が形成された第1ブロックと、
      前記第1バルブ及び前記第2バルブの収容室がそれぞれ形成された第2ブロックと、
      前記第1バルブ及び前記第2バルブから前記第1導入ポート、前記第2導入ポート、前記第1排出ポート及び前記第2排出ポートまでの各流体路が形成された第3ブロックと
     を有する、
     請求項4に記載のエンジン。
  6.  前記第1ブロックは、
      前記第1ポート、前記第2ポート、前記第3ポート及び前記第4ポートが形成された第1の面と、
      前記第1流体路、前記第2流体路、前記第3流体路及び前記第4流体路に通じる4つのポートが形成され、前記第1の面と平行な第2の面と、
     を有し、
     前記第2の面において前記第1流体路及び前記第4流体路に通じる2つのポートは、前記第1シリンダ室の前記端面の中心点を通り前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列されており、当該中心点を通る当該端面の垂線と前記第2の面との交点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ち、
     前記第2の面において前記第2流体路及び前記第3流体路に通じる2つのポートは、前記第2シリンダ室の前記端面の中心点を通り前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列されており、当該中心点を通る当該端面の垂線と前記第2の面との交点に対して互いに点対称の関係にある形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持つ、
     請求項5に記載のエンジン。
  7.  前記第1流体導入路は、前記第2の面において前記第1流体路に通じるポートと前記第1ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含み、
     前記第2流体導入路は、前記第2の面において前記第2流体路に通じるポートと前記第2ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含み、
     前記第1流体排出路は、前記第2の面において前記第3流体路に通じるポートと前記第3ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含み、
     前記第2流体排出路は、前記第2の面において前記第4流体路に通じるポートと前記第4ポートとを結ぶ直線に沿って形成された流体路を含む、
     請求項6に記載のエンジン。
  8.  前記第2の面において前記第1流体路及び前記第2流体路に通じる2つのポートは、前記第1バルブの円柱軸を通り前記第2の面に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列され、
     前記第2の面において前記第3流体路及び前記第4流体路に通じる2つのポートは、前記第2バルブの円柱軸を通り前記第2の面に対して垂直な面と前記第2の面との交線に配列される、
     請求項5に記載のエンジン。
  9.  前記第1ブロックは、前記第2の面に形成される前記4つのポートから前記第1の面へ垂直に貫通する4つの貫通孔を有しており、
     前記4つの貫通孔に挿通され、前記第1ブロックと前記動力発生部とを連結固定する4つの連結具を備える、
     請求項5に記載のエンジン。
  10.  前記第3ブロックは、
      前記第1流体路、前記第2流体路、前記第3流体路及び前記第4流体路に通じる4つのポートが形成された第3の面と、
      前記第1導入ポート及び前記第2導入ポートが形成され、前記第3の面と垂直な第4の面と、
      前記第1排出ポート及び前記第2排出ポートが形成され、前記第4の面と平行な第5の面と
     を有し、
     前記第1流体導入路は、前記第3の面において前記第1流体路に通じるポートと前記第1導入ポートとを連通する流体路を含み、
     前記第2流体導入路は、前記第3の面において前記第2流体路に通じるポートと前記第2導入ポートとを連通する流体路を含み、
     前記第1流体排出路は、前記第3の面において前記第3流体路に通じるポートと前記第1排出ポートとを連通する流体路を含み、
     前記第2流体排出路は、前記第3の面において前記第4流体路に通じるポートと前記第2排出ポートとを連通する流体路を含む、
     請求項5に記載のエンジン。
  11.  第1ポート及び第2ポートへ交互に動作流体が導入されることにより動力を発生し、前記第1ポートへ動作流体が導入されると前記第2ポートから動作流体を排出し、前記第2ポートへ動作流体が導入されると前記第1ポートから動作流体を排出する動力発生部と、
     外周の曲面を貫通する第1流体路及び第2流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第1バルブと、
     外周の曲面を貫通する第3流体路及び第4流体路を有し、円柱軸において回転自在な円柱状の第2バルブと、
     前記第1バルブ及び前記第2バルブを収容するバルブ収容部と、
     前記動力発生部において発生した動力により前記第1バルブ及び前記第2バルブをそれぞれ一方向に回転駆動するバルブ駆動部と
     を備え、
     前記バルブ収容部は、
      動作流体が導入される第1導入ポート及び第2導入ポートと、
      動作流体が排出される第1排出ポート及び第2排出ポートと、
      前記第1バルブが第1の回転位置にあるとき、前記第1流体路を介して前記第1導入ポートと前記第1ポートとを連通する第1流体導入路と、
      前記第1バルブが第2の回転位置にあるとき、前記第2流体路を介して前記第2導入ポートと前記第2ポートとを連通する第2流体導入路と、
      前記第2バルブが第3の回転位置にあるとき、前記第3流体路を介して前記第1排出ポートと前記第2ポートとを連通する第1流体排出路と、
      前記第2バルブが第4の回転位置にあるとき、前記第4流体路を介して前記第2排出ポートと前記第1ポートとを連通する第2流体排出路と
     を有し、
     前記バルブ駆動部は、前記第1バルブが前記第1の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第3の回転位置にあり、前記第1バルブが前記第2の回転位置にあるとき前記第2バルブが前記第4の回転位置にあるように前記第1バルブ及び前記第2バルブを回転駆動する、
     エンジン
  12.  前記第1ポートは、前記第1ピストン収容室における前記端面の中心点を中心とする形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持ち、
     前記第2ポートは、前記第2ピストン収容室における前記端面の中心点を中心とする形状であって、前記第1バルブ及び前記第2バルブの円柱軸と平行な方向に延びた横長の形状を持つ、
     請求項11に記載のエンジン。
     
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5532995A (en) * 1978-08-28 1980-03-07 Hopkins Phillip R Rotary valve
JPS5692706U (ja) * 1979-12-19 1981-07-23
JP4019098B1 (ja) * 2006-08-10 2007-12-05 株式会社築地製作所 エンジン

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