JP5045602B2 - External combustion engine - Google Patents

External combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5045602B2
JP5045602B2 JP2008204019A JP2008204019A JP5045602B2 JP 5045602 B2 JP5045602 B2 JP 5045602B2 JP 2008204019 A JP2008204019 A JP 2008204019A JP 2008204019 A JP2008204019 A JP 2008204019A JP 5045602 B2 JP5045602 B2 JP 5045602B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
working medium
combustion engine
container
heater
cooler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008204019A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010038089A (en
Inventor
真一 八束
金子　　卓
修三 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2008204019A priority Critical patent/JP5045602B2/en
Publication of JP2010038089A publication Critical patent/JP2010038089A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5045602B2 publication Critical patent/JP5045602B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

本発明は、作動媒体の蒸気の発生と液化によって生じる作動媒体の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関に関する。   The present invention relates to an external combustion engine that converts a displacement of a liquid portion of a working medium caused by generation and liquefaction of a working medium into mechanical energy and outputs the mechanical energy.

従来、この種の外燃機関が特許文献１にて開示されている。特許文献１に記載の外燃機関のように、作動媒体が流動可能に封入された容器と、作動媒体を加熱して蒸気を発生させる加熱器と、作動媒体を冷却して液化させる冷却器と、ピストンの変位を回転運動に変換するクランク機構を備える出力部とを有して構成される、いわゆる蒸気エンジンが知られている。
特開２００４−８４５２３号公報 Conventionally, this type of external combustion engine is disclosed in Patent Document 1. Like an external combustion engine described in Patent Document 1, a container in which a working medium is flowably enclosed, a heater that heats the working medium to generate steam, and a cooler that cools and liquefies the working medium A so-called steam engine is known that includes an output unit including a crank mechanism that converts a displacement of a piston into a rotational motion.
JP 2004-84523 A

特許文献１記載の外燃機関において、その出力部が有するピストンは、一端側からのみの押し出し力によって駆動されている。これに対し、高出力化を図る為に、ピストンを両端側から押し出す外燃機関が考えられる。つまり、作動媒体を流動可能に封入した容器を出力部を挟んで２つ用意し、各容器の片側端部を出力部に接続し、その反対側にそれぞれ加熱器、及び冷却器を配設し、作動媒体の液体部分が出力部のピストンを両端側から押し出すように構成された外燃機関が考えられる。   In the external combustion engine described in Patent Document 1, the piston of the output portion is driven by an extrusion force only from one end side. On the other hand, in order to increase the output, an external combustion engine that pushes out the piston from both ends can be considered. In other words, two containers enclosing the working medium in a flowable manner are prepared with the output part sandwiched between them, one end of each container is connected to the output part, and a heater and a cooler are respectively arranged on the opposite side. An external combustion engine configured such that the liquid portion of the working medium pushes out the piston of the output portion from both end sides is conceivable.

しかしながら、このように構成された外燃機関では、２つ（複数）の加熱器と、２つ（複数）の冷却器とを有する為、各加熱器、或いは各冷却器の温度帯、即ち各加熱器の加熱温度、或いは各冷却器の冷却温度が異なる場合がある。具体的には、上記構成の外燃機関が、熱量を多く有する流体である熱源を複数備える車両に用いられる場合が考えられる。その場合、例えば、２つの加熱器のうち１つは高温の排気ガスを熱源とし、他の１つは比較的低温の冷却水を熱源とすると、その２つの加熱器の温度帯は、大きく異なってしまう。この各加熱器の温度帯が異なる場合において、高温の熱源の排気ガスと熱交換することによって沸騰する作動媒体を各容器に封入すると、比較的低温の熱源の冷却水と熱交換して作動媒体を沸騰させる為には、作動媒体の封入圧を下げる必要がある。   However, since the external combustion engine configured in this manner has two (plural) heaters and two (plural) coolers, each heater or the temperature zone of each cooler, that is, each The heating temperature of the heater or the cooling temperature of each cooler may be different. Specifically, the case where the external combustion engine having the above configuration is used in a vehicle including a plurality of heat sources that are fluids having a large amount of heat is conceivable. In that case, for example, if one of the two heaters uses hot exhaust gas as the heat source and the other one uses relatively low-temperature cooling water as the heat source, the temperature zones of the two heaters differ greatly. End up. In the case where the temperature zones of the respective heaters are different, when the working medium boiling by exchanging heat with the exhaust gas of the high-temperature heat source is enclosed in each container, the working medium exchanges heat with the cooling water of the relatively low-temperature heat source. In order to boil the liquid, it is necessary to lower the sealed pressure of the working medium.

一方、上記構成の外燃機関が、作動媒体を冷却する流体である冷却流体を複数備える車両に用いられる場合も考えられる。その場合、例えば、２つの冷却器のうち１つは冷却流体を冷却水とし、他の１つは冷却流体を走行風とすると、その２つの冷却器の温度帯も、大きく異なってしまう。この各冷却器の温度帯が異なる場合において、比較的高温の冷却水と熱交換することによって液化する作動媒体を各容器に封入しても、低温の走行風と熱交換して液化させる為には、作動媒体の封入圧を下げる必要がある。   On the other hand, the external combustion engine having the above-described configuration may be used in a vehicle including a plurality of cooling fluids that are fluids for cooling the working medium. In that case, for example, if one of the two coolers uses the cooling fluid as the cooling water and the other one uses the cooling fluid as the running wind, the temperature zones of the two coolers also greatly differ. In the case where the temperature zones of the respective coolers are different, in order to liquefy by exchanging heat with the low-temperature traveling wind even if the working medium liquefied by exchanging heat with relatively high-temperature cooling water is enclosed in each container. It is necessary to lower the sealing pressure of the working medium.

これらの作動媒体の封入圧が低い容器においては、作動媒体の圧力が低い為、その容器内に封入された作動媒体が出力する仕事量が減少し、熱源から得られたエネルギを効率よく仕事量に変換できないといった問題点がある。ここで、仕事量とは、作動媒体の押圧力によって変位するピストンから得られる機械的エネルギのことである。つまり、上記構成の外燃機関では、いずれかの容器で熱源から得られる熱エネルギを効率よく機械的エネルギに変換することができないといった問題点がある。   In these containers with low working medium sealing pressure, the working medium pressure is low because the working medium pressure is low, and the work output from the working medium is reduced. There is a problem that it cannot be converted to. Here, the work amount is mechanical energy obtained from the piston displaced by the pressing force of the working medium. That is, the external combustion engine having the above-described configuration has a problem that heat energy obtained from a heat source in any of the containers cannot be efficiently converted into mechanical energy.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、複数の熱源、或いは複数の冷却流体を用いることで、各加熱器、或いは各冷却器の温度帯が異なる場合においても、高出力な外燃機関を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention uses a plurality of heat sources or a plurality of cooling fluids to provide a high-power external combustion engine even when each heater or each temperature range of each cooler is different. The purpose is to provide.

本発明は、上記の目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

請求項１に係る外燃機関は、作動媒体（１１）が液体状態で流動可能に封入された管状の第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）と、第１容器（１２、３１２）の一端部側に配置され、第１容器（１２、３１２）内の作動媒体（１１）の一部を加熱沸騰させて蒸気を発生させる第１加熱器（１４、３１４）と、第１容器（１２、３１２）の他端部と第１加熱器（１４、３１４）との間に配置され、第１容器（１２、３１２）内の蒸気を冷却して液化させる第１冷却器（１６、３１６）と、第２容器（１３、３１３）の一端部側に配置され、第２容器（１３、３１３）内の作動媒体（１１）の一部を加熱沸騰させて蒸気を発生させる第２加熱器（１５、３１５）と、第２容器（１３、３１３）の他端部と第２加熱器（１５、３１５）との間に配置され、第２容器（１３、３１３）内の蒸気を冷却して液化させる第２冷却器（１７、３１７）と、第１容器（１２、３１２）の他端部と第２容器（１３、３１３）の他端部との間に接続され、第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）内における蒸気の発生と液化によって生じる第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）内の作動媒体（１１）の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部（１８、２１８、３１８）とを備え、
出力部（１８、２１８、３１８）は、第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）のうち一方の容器側から得られた機械的エネルギの一部を、他方の容器内の作動媒体（１１）の液体部分に与えるように構成され、
作動媒体（１１）は、第１作動媒体（１１ｂ）と、第１作動媒体（１１）の沸点或いは凝縮点と異なる沸点、或いは凝縮点を有する第２作動媒体（１１ｃ）と、第１作動媒体（１１ｂ）及び第２作動媒体（１１ｃ）よりも潤滑性能に優れた第３作動媒体（１１ｄ）を含み、
第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）、及び出力部（１８、２１８、３１８）の内部空間のうち、第１容器（１２、３１２）側の内部空間に第１作動媒体（１１ｂ）が液体状態で流動可能に封入され、第２容器（１３、３１３）側の内部空間に第２作動媒体（１１ｃ）が液体状態で流動可能に封入され、出力部（１８、２１８、３１８）側の内部空間に第３作動媒体（１１ｄ）が液体状態で充満していることを特徴とする。 The external combustion engine according to claim 1 includes tubular first and second containers (12, 13, 312 and 313) in which a working medium (11) is encapsulated so as to be flowable in a liquid state, and a first container (12, A first heater (14, 314) that is disposed on one end side of the 312) and generates steam by heating and boiling a part of the working medium (11) in the first container (12, 312); A first cooler (16) is disposed between the other end of the container (12, 312) and the first heater (14, 314) and cools and liquefies the vapor in the first container (12, 312). 316) and a second container (13, 313) disposed on one end side, and a part of the working medium (11) in the second container (13, 313) is heated and boiled to generate steam. The heater (15, 315), the other end of the second container (13, 313) and the second heater (15, 315), A second cooler (17, 317) that is disposed between and cools and liquefies the vapor in the second container (13, 313); the other end of the first container (12, 312); and the second container ( 13, 313) connected to the other end of the first and second containers (12, 13, 312, 313) generated by vapor generation and liquefaction in the first and second containers (12, 13, 312, 313). 312 and 313) and an output section (18, 218, 318) for converting the displacement of the liquid portion of the working medium (11) into mechanical energy and outputting the mechanical energy.
The output section (18, 218, 318) uses a part of the mechanical energy obtained from one of the first and second containers (12, 13, 312, 313) to operate in the other container. Configured to be applied to a liquid portion of the medium (11),
The working medium (11) includes a first working medium (11b), a second working medium (11c) having a boiling point different from the boiling point or condensation point of the first working medium (11), or a condensation point, and the first working medium. (11b) and a third working medium (11d) having better lubricating performance than the second working medium (11c),
Of the internal spaces of the first and second containers (12, 13, 312, 313) and the output unit (18, 218, 318), the first working medium ( 11b) is encapsulated in a liquid state so as to be flowable, and the second working medium (11c) is encapsulated in an inner space on the second container (13, 313) side so as to be capable of flowing in a liquid state. ) Side internal space is filled with the third working medium (11d) in a liquid state .

これにより、複数の熱源、或いは複数の冷却流体を用いることで、各加熱器（１４、１５）、或いは各冷却器（１６、１７）の温度帯が異なる場合においても、各作動媒体（１１）の封入圧を下げることなく、各容器（１２、１３、３１２、３１３）に封入することが可能となる。その結果、各容器（１２、１３、３１２、３１３）内に封入された作動媒体（１１）は、熱源から得られたエネルギを効率よく仕事量に変換することができ、出力部（１８、２１８、３１８）の高出力化を図ることが可能となる。
特に、第３作動媒体（１１ｄ）は、第１作動媒体（１１ｂ）及び第２作動媒体（１１ｃ）よりも潤滑性能に優れている為、出力部（１８）の潤滑性を向上させることが可能となる。 Thereby, even when the temperature zones of the heaters (14, 15) or the coolers (16, 17) are different by using a plurality of heat sources or a plurality of cooling fluids, each working medium (11). It is possible to enclose each container (12, 13, 312, 313) without lowering the enclosure pressure. As a result, the working medium (11) enclosed in each container (12, 13, 312, 313) can efficiently convert the energy obtained from the heat source into a work amount, and the output unit (18, 218). 318), the output can be increased.
In particular, since the third working medium (11d) has better lubricating performance than the first working medium (11b) and the second working medium (11c), it is possible to improve the lubricity of the output section (18). It becomes.

請求項２に係る外燃機関は、第１容器（１２、３１２）側から出力される機械的エネルギの一部と、第２容器（１３、３１３）側から出力される機械的エネルギの一部とは、略同等であることを特徴とする。   The external combustion engine according to claim 2 includes a part of mechanical energy output from the first container (12, 312) side and a part of mechanical energy output from the second container (13, 313) side. Is substantially equivalent.

これにより、出力部（１８、２１８、３１８）は、各容器（１２、１３、３１２、３１３）からバランスよく、機械的エネルギを得ることが可能となる。ここでいう略同等とは、第２作動媒体（１１ｃ）の機械的エネルギが、第１作動媒体（１１ｂ）の機械的エネルギの０．８倍〜１．２倍であればよい。更には、第２作動媒体（１１ｃ）の機械的エネルギは、第１作動媒体（１１ｂ）の機械的エネルギと略同一が好ましい。ここでいう略同一とは、完全同一に対し加工成形上、不可避な加工誤差が含まれている。   Thereby, the output part (18, 218, 318) can obtain mechanical energy from each container (12, 13, 312, 313) with good balance. The term “substantially equivalent” here means that the mechanical energy of the second working medium (11c) may be 0.8 to 1.2 times the mechanical energy of the first working medium (11b). Furthermore, the mechanical energy of the second working medium (11c) is preferably substantially the same as the mechanical energy of the first working medium (11b). The term “substantially the same” as used herein includes processing errors that are unavoidable in terms of processing while being completely the same.

請求項３に係る外燃機関は、第１作動媒体（１１ｂ）における最大圧力と最小圧力との差である第１圧力差ΔＰ１と、第２作動媒体（１１ｃ）における最大圧力と最小圧力との差である第２圧力差ΔＰ２とが、略同等であることを特徴とする。   The external combustion engine according to claim 3 includes a first pressure difference ΔP1 that is a difference between the maximum pressure and the minimum pressure in the first working medium (11b), and a maximum pressure and a minimum pressure in the second working medium (11c). The second pressure difference ΔP2 that is the difference is substantially equal.

これにより、出力部（１８、２１８、３１８）は、各容器（１２、１３、３１２、３１３）からバランスよく、機械的エネルギを得ることが可能となる。ここでいう略同等とは、第２圧力差ΔＰ２が、第１圧力差ΔＰ１の０．８倍〜１．２倍であればよい。更には、第２作動媒体（１１ｃ）の機械的エネルギは、第１作動媒体（１１ｂ）の機械的エネルギと略同一が好ましい。ここでいう略同一とは、完全同一に対し加工成形上、不可避な加工誤差が含まれている。   Thereby, the output part (18, 218, 318) can obtain mechanical energy from each container (12, 13, 312, 313) with good balance. Here, the term “substantially equivalent” means that the second pressure difference ΔP2 may be 0.8 to 1.2 times the first pressure difference ΔP1. Furthermore, the mechanical energy of the second working medium (11c) is preferably substantially the same as the mechanical energy of the first working medium (11b). The term “substantially the same” as used herein includes processing errors that are unavoidable in terms of processing while being completely the same.

請求項４に係る外燃機関は、第１作動媒体（１１ｂ）と第３作動媒体（１１ｄ）、及び第２作動媒体（１１ｃ）と第３作動媒体（１１ｄ）とのうち少なくとも一方が、互いに分離した状態で接触していることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 4 , at least one of the first working medium (11b) and the third working medium (11d), and the second working medium (11c) and the third working medium (11d) is The contact is made in a separated state.

これにより、第１作動媒体（１１ｂ）、第２作動媒体（１１ｃ）、及び第３作動媒体（１１ｄ）の混濁を回避することと、第１作動媒体（１１）と第３作動媒体（１１ｄ）との間、第２作動媒体（１１ｃ）と第３作動媒体（１１ｄ）との間で互いに変位を伝達可能にすることとを両立することが可能となる。その結果、外燃機関の基本的作動に支障を来すことなく、作動媒体（１１）を第１作動媒体（１１ｂ）、第２作動媒体（１１ｃ）、及び第３作動媒体（１１ｄ）で構成することが可能となる。   This avoids turbidity of the first working medium (11b), the second working medium (11c), and the third working medium (11d), and the first working medium (11) and the third working medium (11d). Between the second working medium (11c) and the third working medium (11d) can be compatible with each other. As a result, the working medium (11) is composed of the first working medium (11b), the second working medium (11c), and the third working medium (11d) without hindering the basic operation of the external combustion engine. It becomes possible to do.

請求項５に係る外燃機関は、第１作動媒体（１１ｂ）と第３作動媒体（１１ｄ）、及び第２作動媒体（１１ｃ）と第３作動媒体（１１ｄ）とのうち少なくとも一方が、第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）、及び出力部（１８、２１８、３１８）の内部空間を仕切る薄板状のダイアフラム（３２、３３）によって分離されていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 5 , at least one of the first working medium (11b) and the third working medium (11d), and the second working medium (11c) and the third working medium (11d) is the first working medium (11b). It is characterized by being separated by thin plate-like diaphragms (32, 33) that partition the internal spaces of the first and second containers (12, 13, 312, 313) and the output section (18, 218, 318).

これにより、第１、第２ダイアフラム（３２、３３）によって、第１作動媒体（１１ｂ）、第２作動媒体（１１ｃ）、及び第３作動媒体（１１ｄ）の混濁を回避することと、第１作動媒体（１１）と第３作動媒体（１１ｄ）との間、第２作動媒体（１１ｃ）と第３作動媒体（１１ｄ）との間で互いに変位を伝達可能にすることとを両立することが可能となる。その結果、外燃機関の基本的作動に支障を来すことなく、作動媒体（１１）を第１作動媒体（１１ｂ）、第２作動媒体（１１ｃ）、及び第３作動媒体（１１ｄ）で構成することが可能となる。   Thus, the first and second diaphragms (32, 33) avoid turbidity of the first working medium (11b), the second working medium (11c), and the third working medium (11d), and the first It is possible to achieve both transmission of displacement between the working medium (11) and the third working medium (11d) and between the second working medium (11c) and the third working medium (11d). It becomes possible. As a result, the working medium (11) is composed of the first working medium (11b), the second working medium (11c), and the third working medium (11d) without hindering the basic operation of the external combustion engine. It becomes possible to do.

請求項６に係る外燃機関は、第１加熱器（１４、３１４）における加熱温度と、第２加熱器（１５、３１５）における加熱温度とが、異なる流体であることを特徴とする。 The external combustion engine according to claim 6 is characterized in that the heating temperature in the first heater (14, 314) and the heating temperature in the second heater (15, 315) are different fluids.

これにより、各加熱器（１４、３１４、１５、３１５）にて作動媒体（１１）と熱交換する流体、即ち熱量を多く有する流体である熱源を複数用いることが可能となる。
請求項７に係る外燃機関は、第１加熱器（１４、３１４）は、第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第２加熱器（１５、３１５）は、第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第１加熱器（１４、３１４）と第２加熱器（１５、３１５）とは、流体の流れに対し直列に接続されていることを特徴とする。 This makes it possible to use a plurality of heat sources that are fluids that exchange heat with the working medium (11) in each heater (14, 314, 15, 315), that is, fluids that have a large amount of heat.
In the external combustion engine according to claim 7 , the first heater (14, 314) is a heat exchanger for exchanging heat between the first working medium (11b) and the fluid, and the second heater (15, 315). Is a heat exchanger for exchanging heat between the second working medium (11c) and the fluid, and the first heater (14, 314) and the second heater (15, 315) are connected in series to the fluid flow. It is characterized by being connected to.

これにより、１つの熱源に対し、第１加熱器（１４、３１４）と第２加熱器（１５、３１５）との温度帯が異なるように用いることが可能となる。   This makes it possible to use the first heater (14, 314) and the second heater (15, 315) so as to be different from each other with respect to one heat source.

請求項８に係る外燃機関は、第１加熱器（１４、３１４）は、第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第２加熱器（１５、３１５）は、第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第１加熱器（１４、３１４）と第２加熱器（１５、３１５）とは、流体の流れに対し並列に接続されていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 8 , the first heater (14, 314) is a heat exchanger for exchanging heat between the first working medium (11b) and the fluid, and the second heater (15, 315). Is a heat exchanger for exchanging heat between the second working medium (11c) and the fluid, and the first heater (14, 314) and the second heater (15, 315) are in parallel with the fluid flow. It is characterized by being connected to.

これにより、１つの熱源に対し、第１加熱器（１４、３１４）と第２加熱器（１５、３１５）との温度帯が同じになるように用いることが可能となる。   Thereby, it becomes possible to use so that the temperature zone of the 1st heater (14, 314) and the 2nd heater (15, 315) may become the same to one heat source.

請求項９に係る外燃機関は、第１冷却器（１６、３１６）における冷却温度と、第２冷却器（１７、３１７）における冷却温度とは、異なっていることを特徴とする。 The external combustion engine according to claim 9 is characterized in that the cooling temperature in the first cooler (16, 316) is different from the cooling temperature in the second cooler (17, 317).

これにより、各冷却器（１６、３１６、１７、３１７）にて作動媒体（１１）と熱交換する流体、即ち作動媒体（１１）を冷却する流体である冷却流体を複数用いることが可能となる。   This makes it possible to use a plurality of fluids that exchange heat with the working medium (11) in each cooler (16, 316, 17, 317), that is, a cooling fluid that is a fluid that cools the working medium (11). .

請求項１０に係る外燃機関は、第１冷却器（１６、３１６）は、第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第２冷却器（１７、３１７）は、第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第１冷却器（１６、３１６）と第２冷却器（１７、３１７）とは、流体の流れに対し直列に接続されていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 10 , the first cooler (16, 316) is a heat exchanger for exchanging heat between the first working medium (11b) and the fluid, and the second cooler (17, 317). Is a heat exchanger for exchanging heat between the second working medium (11c) and the fluid, and the first cooler (16, 316) and the second cooler (17, 317) are in series with the fluid flow. It is characterized by being connected to.

これにより、１つの冷却流体に対し、第１冷却器（１６、３１６）と第２冷却器（１７、３１７）との温度帯が異なるように用いることが可能となる。   Accordingly, it is possible to use the first cooler (16, 316) and the second cooler (17, 317) so as to be different from each other with respect to one cooling fluid.

請求項１１に係る外燃機関は、第１冷却器（１６、３１６）は、第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第２冷却器（１７、３１７）は、第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第１冷却器（１６、３１６）と第２冷却器（１７、３１７）とは、流体の流れに対し並列に接続されていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 11 , the first cooler (16, 316) is a heat exchanger for exchanging heat between the first working medium (11b) and the fluid, and the second cooler (17, 317). Is a heat exchanger for exchanging heat between the second working medium (11c) and the fluid, and the first cooler (16, 316) and the second cooler (17, 317) are parallel to the fluid flow. It is characterized by being connected to.

これにより、１つの冷却流体に対し、第１冷却器（１６、３１６）と第２冷却器（１７、３１７）との温度帯が同じになるように用いることが可能となる。   Thereby, it becomes possible to use so that the temperature zone of the 1st cooler (16, 316) and the 2nd cooler (17, 317) may become the same with respect to one cooling fluid.

請求項１２に係る外燃機関は、第１冷却器（１６、３１６）は、第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第２加熱器（１５、３１５）は、第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、第１冷却器（１６、３１６）と第２加熱器（１５、３１５）とは、流体の流れに対し直列に接続されていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 12 , the first cooler (16, 316) is a heat exchanger for exchanging heat between the first working medium (11b) and the fluid, and the second heater (15, 315). Is a heat exchanger for exchanging heat between the second working medium (11c) and the fluid, and the first cooler (16, 316) and the second heater (15, 315) are in series with the fluid flow. It is characterized by being connected to.

これにより、第１作動媒体（１１ｂ）の熱量を、第１冷却器（１６、３１６）にて第１作動媒体（１１ｂ）と熱交換し、第２加熱器（１５、３１５）にて第２作動媒体（１１ｃ）と熱交換することで、第２作動媒体（１１ｃ）に与えることが可能となる。つまり、第１加熱器（１４、３１４）から得た熱量を、効率よく第１作動媒体（１１ｂ）、及び第２作動媒体（１１ｃ）に与えることが可能となる。   As a result, the amount of heat of the first working medium (11b) is exchanged with the first working medium (11b) by the first cooler (16, 316), and second by the second heater (15, 315). It becomes possible to give to a 2nd working medium (11c) by exchanging heat with a working medium (11c). That is, the heat quantity obtained from the first heater (14, 314) can be efficiently supplied to the first working medium (11b) and the second working medium (11c).

請求項１３に係る外燃機関は、車両に適用される請求項１２に記載の外燃機関であって、第１加熱器（１４、３１４）は、内燃機関（６、４０６）にて燃焼した排気ガスが第１作動媒体（１１ｂ）と熱交換するように配設され、第１冷却器（１６、３１６）及び第２加熱器（１５、３１５）は、内燃機関（６、４０６）を冷却する冷却水が第１作動媒体（１１ｂ）と熱交換した後、第２作動媒体（１１ｃ）と熱交換するように配設され、第２冷却器（１７、３１７）は、走行風が第２作動媒体（１１ｃ）と熱交換するように配設されていることを特徴とする。 The external combustion engine according to claim 13 is the external combustion engine according to claim 12 , which is applied to a vehicle, wherein the first heater (14, 314) burns in the internal combustion engine (6, 406). The exhaust gas is arranged to exchange heat with the first working medium (11b), and the first cooler (16, 316) and the second heater (15, 315) cool the internal combustion engine (6, 406). After the cooling water to exchange heat with the first working medium (11b), the cooling water is arranged to exchange heat with the second working medium (11c). It is arranged to exchange heat with the working medium (11c).

これにより、車両が複数有する熱源から得たエネルギを、効率よく機械的エネルギに変換して出力することが可能となる。   As a result, the energy obtained from a plurality of heat sources of the vehicle can be efficiently converted into mechanical energy and output.

請求項１４に係る外燃機関は、第１作動媒体（１１ｂ）の液体部分の変位の位相と、第２作動媒体（１１ｃ）の液体部分の変位の位相とが１８０°ずれるようになっていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to the fourteenth aspect , the phase of displacement of the liquid portion of the first working medium (11b) and the phase of displacement of the liquid portion of the second working medium (11c) are shifted by 180 °. It is characterized by that.

これにより、一方の容器側から出力される機械的エネルギを効果的に利用して、他方の容器内の作動媒体（１１）の液体部分を押し戻すことが可能となる。ここで、「第１容器（１２、３１２）内の作動媒体（１１、３１）の変位の位相と、第２容器（１３、３１３）内の作動媒体（１１、３１）の変位の位相とが１８０度ずれている」とは、厳密に１８０度ずれていることのみを意味するものではなく、作動上の誤差も含む意味である。   Thereby, it is possible to push back the liquid portion of the working medium (11) in the other container by effectively using the mechanical energy output from the one container side. Here, "the phase of displacement of the working medium (11, 31) in the first container (12, 312) and the phase of displacement of the working medium (11, 31) in the second container (13, 313)" The phrase “deviation by 180 degrees” does not mean that the deviation is strictly 180 degrees, but also includes an operational error.

請求項１５に係る外燃機関は、第１容器（１２、３１２）の他端部と第２容器（１３、３１３）の他端部とが、出力部（１８、２１８、３１８）を挟んで対向配置されていることを特徴とする。 In the external combustion engine according to claim 15 , the other end portion of the first container (12, 312) and the other end portion of the second container (13, 313) sandwich the output portion (18, 218, 318). It is arranged to face each other.

これにより、一方の容器側から出力される機械的エネルギを効果的に利用して、他方の容器内の作動媒体（１１）の液体部分を押し戻すことが可能となる。   Thereby, it is possible to push back the liquid portion of the working medium (11) in the other container by effectively using the mechanical energy output from the one container side.

請求項１６に係る外燃機関は、出力部（１８、２１８、３１８）が、第１容器（１２、３１２）の他端部と連通する第１シリンダ（１９）と、第１シリンダ（１９）に摺動可能に支持され、第１作動媒体（１１ｂ）の液体部分によって押圧される第１ピストン（２１）と、第２容器（１３、３１３）の他端部と連通する第２シリンダ（２０）と、第２シリンダ（２０）に摺動可能に支持され、第２作動媒体（１１ｃ）の液体部分によって押圧される第２ピストン（２２）と、第１、第２ピストン（２１、２２）に連結され、第１、第２ピストン（２１、２２）の直線運動を回転運動に変換するクランク機構（２３）とを有していることを特徴とする。 The external combustion engine according to claim 16 includes a first cylinder (19) in which an output portion (18, 218, 318) communicates with the other end of the first container (12, 312), and a first cylinder (19). And a second piston (20) communicating with the other end of the second container (13, 313) and a first piston (21) pressed by the liquid portion of the first working medium (11b). ), A second piston (22) slidably supported by the second cylinder (20) and pressed by the liquid portion of the second working medium (11c), and the first and second pistons (21, 22). And a crank mechanism (23) for converting linear motion of the first and second pistons (21, 22) into rotational motion.

これにより、出力部（１８、２１８、３１８）をいわゆるレシプロ形に構成できるので、出力部（１８、２１８、３１８）の構造を簡素化できる。   Thereby, since the output part (18, 218, 318) can be configured in a so-called reciprocating type, the structure of the output part (18, 218, 318) can be simplified.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における外燃機関１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態における外燃機関１０の概略構成を表す構成図である。本実施形態による外燃機関１０は、駆動対象機器、例えば、発電装置の駆動源として用いられるものであり、車両に搭載されるものである。 (First embodiment)
Hereinafter, the structure of the external combustion engine 10 in 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of an external combustion engine 10 according to the first embodiment. The external combustion engine 10 according to the present embodiment is used as a drive target device, for example, a drive source of a power generation device, and is mounted on a vehicle.

外燃機関１０は、作動媒体１１が液体状態で流動可能に封入された第１、第２容器１２、１３を備えている。第１容器１２には、第１容器１２内の作動媒体１１の一部を加熱して作動媒体１１の蒸気を発生させる第１加熱器１４、及び第１容器１２内の作動媒体１１の蒸気を冷却する第１冷却器１６が配設されている。第２容器１３には、第２容器１３内の作動媒体１１の一部を加熱して作動媒体１１の蒸気を発生させる第２加熱器１５、及び第２容器１３内の作動媒体１１の蒸気を冷却する第２冷却器１７が配設されている。   The external combustion engine 10 includes first and second containers 12 and 13 in which a working medium 11 is sealed so as to be able to flow in a liquid state. In the first container 12, the first heater 14 that generates a vapor of the working medium 11 by heating a part of the working medium 11 in the first container 12, and the steam of the working medium 11 in the first container 12. A first cooler 16 for cooling is disposed. In the second container 13, the second heater 15 that generates a vapor of the working medium 11 by heating a part of the working medium 11 in the second container 13, and the vapor of the working medium 11 in the second container 13. A second cooler 17 for cooling is disposed.

第１容器１２は、上下方向に延びる第１上下直線部１２ａと、第１上下直線部１２ａの下端部から水平方向に延びる第１水平直線部１２ｂとを有する略Ｌ字状に形成された管状の圧力容器である。第１上下直線部１２ａの上端部に第１加熱器１４が配置され、第１上下直線部１２ａの中間部、すなわち、第１加熱器１４、１５よりも下方に第１冷却器１６が配置されている。また、第１上下直線部１２ａの上端部には、作動媒体１１が気化する空間を確保するために、所定体積の気体が封入されている。   The first container 12 is a tube formed in a substantially L shape having a first vertical straight portion 12a extending in the vertical direction and a first horizontal straight portion 12b extending in the horizontal direction from the lower end of the first vertical straight portion 12a. The pressure vessel. The first heater 14 is disposed at the upper end of the first vertical straight portion 12a, and the first cooler 16 is disposed at an intermediate portion of the first vertical straight portion 12a, that is, below the first heaters 14 and 15. ing. In addition, a predetermined volume of gas is enclosed in the upper end portion of the first vertical linear portion 12a in order to secure a space for the working medium 11 to vaporize.

第２容器１３は、上下方向に延びる第２上下直線部１３ａと、第２上下直線部１３ａの下端部から水平方向に延びる第２水平直線部１３ｂとを有する略Ｌ字状に形成された管状の圧力容器である。第２上下直線部１３ａの上端部に第２加熱器１５が配置され、第２上下直線部１３ａの中間部、すなわち、第２加熱器１５よりも下方に第２冷却器１７が配置されている。また、第２上下直線部１３ａの上端部には、作動媒体１１が気化する空間を確保するために、所定体積の気体が封入されている。   The 2nd container 13 is the tubular shape formed in the substantially L shape which has the 2nd vertical straight part 13a extended in an up-down direction, and the 2nd horizontal straight line part 13b extended in a horizontal direction from the lower end part of the 2nd vertical up-and-down straight part 13a. The pressure vessel. The second heater 15 is disposed at the upper end of the second vertical straight portion 13a, and the second cooler 17 is disposed at an intermediate portion of the second vertical straight portion 13a, that is, below the second heater 15. . In addition, a predetermined volume of gas is sealed at the upper end of the second vertical straight portion 13a in order to secure a space for the working medium 11 to vaporize.

ここで、第１加熱器１４は、内燃機関（以下、エンジン６という）６の排気ガスと熱交換するものである。第１冷却器１６は、エンジン６を冷却する冷却水と熱交換するものである。第２加熱器１５は、第１冷却器１６によって加熱された冷却水と熱交換するものである。第２冷却器１７は、走行風と熱交換するものである。ここで、第１加熱器１４、及び第２加熱器１５を電気ヒータで構成してもよい。また、第１冷却器１６、及び第２加熱器１５には、冷却水が循環するようになっている。冷却水は、図１の実線で描かれた矢印で示すように、第１冷却器１６から第２加熱器１５へ流入した後、作動媒体１１の蒸気から奪った熱を放熱器７にて放熱し、冷却水を循環させるポンプ８へ流入し、再度、エンジン６を冷却するように循環している。また、エンジン６から排出された排気ガスは、図１の破線で描かれた矢印で示すように、第１加熱器１４に流入し、作動媒体１１と熱交換した後、マフラー９にて車外へ排気される。   Here, the first heater 14 exchanges heat with the exhaust gas of the internal combustion engine (hereinafter referred to as the engine 6) 6. The first cooler 16 exchanges heat with cooling water that cools the engine 6. The second heater 15 exchanges heat with the cooling water heated by the first cooler 16. The second cooler 17 exchanges heat with the traveling wind. Here, you may comprise the 1st heater 14 and the 2nd heater 15 with an electric heater. In addition, cooling water circulates in the first cooler 16 and the second heater 15. As shown by the arrows drawn with solid lines in FIG. 1, the cooling water radiates heat taken from the steam of the working medium 11 by the radiator 7 after flowing from the first cooler 16 to the second heater 15. Then, it flows into the pump 8 that circulates the cooling water, and circulates so as to cool the engine 6 again. Further, the exhaust gas discharged from the engine 6 flows into the first heater 14 and exchanges heat with the working medium 11 as shown by the arrow drawn with a broken line in FIG. Exhausted.

第１容器１２、及び第２容器１３のうち第１加熱器１４、第２加熱器１５、第１冷却器１６、及び第２冷却器１７と接触する部位は、熱伝導率に優れた材料とすることが望ましく、本例では、当該部位を銅又はアルミニウム製としている。なお、当該部位に第１加熱器１４、第２加熱器１５、第１冷却器１６、及び第２冷却器１７を一体に形成してもよい。一方、第１容器１２、及び第２容器１３のうち第１加熱器１４、第２加熱器１５、第１冷却器１６、及び第２冷却器１７と接触しない部位は、断熱性に優れた材料とすることが望ましく、本例では、当該部位をステンレス製としている。   Of the first container 12 and the second container 13, the portions that contact the first heater 14, the second heater 15, the first cooler 16, and the second cooler 17 are made of a material having excellent thermal conductivity. In this example, the part is made of copper or aluminum. In addition, you may form the 1st heater 14, the 2nd heater 15, the 1st cooler 16, and the 2nd cooler 17 in the said part integrally. On the other hand, the part which does not contact the 1st heater 14, the 2nd heater 15, the 1st cooler 16, and the 2nd cooler 17 among the 1st container 12 and the 2nd container 13 is material excellent in heat insulation. In this example, the part is made of stainless steel.

第１容器１２、及び第２容器１３のうち第１水平直線部１２ｂ、及び第２水平直線部１３ｂ側の端部同士の間には、作動媒体１１の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部１８が接続されている。出力部１８は、第１、第２シリンダ１９、２０、第１、第２ピストン２１、２２、クランク機構２３、及びクランクハウジング２４で構成されている。第１シリンダ１９は、第１水平直線部１２ｂと連通しており、第２シリンダ２０は、第２水平直線部１３ｂと連通している。第１シリンダ１９の内径と第２シリンダ２０の内径とは、略同一である。ここでいう略同一とは、完全同一に対し加工成形上、不可避な加工誤差が含まれている。第１ピストン２１は、第１シリンダ１９に摺動可能に支持されており、第２ピストン２２は、第２シリンダ２０に摺動可能に支持されている。第１ピストン２１の移動量と第２ピストン２２の移動量とは、略同一である。クランク機構２３は、第１、第２ピストン２１、２２に連結されており、クランクハウジング２４は、クランク機構２３を収納している。   Between the ends of the first container 12 and the second container 13 on the first horizontal straight line portion 12b and the second horizontal straight line portion 13b side, the displacement of the working medium 11 is converted into mechanical energy and output. The output unit 18 is connected. The output unit 18 includes first and second cylinders 19 and 20, first and second pistons 21 and 22, a crank mechanism 23, and a crank housing 24. The first cylinder 19 is in communication with the first horizontal straight line portion 12b, and the second cylinder 20 is in communication with the second horizontal straight line portion 13b. The inner diameter of the first cylinder 19 and the inner diameter of the second cylinder 20 are substantially the same. The term “substantially the same” as used herein includes processing errors that are unavoidable in terms of processing while being completely the same. The first piston 21 is slidably supported by the first cylinder 19, and the second piston 22 is slidably supported by the second cylinder 20. The movement amount of the first piston 21 and the movement amount of the second piston 22 are substantially the same. The crank mechanism 23 is connected to the first and second pistons 21 and 22, and the crank housing 24 houses the crank mechanism 23.

クランクハウジング２４の内部空間は、第１、第２シリンダ１９、２０と連通している。また、クランクハウジング２４の内部空間には、作動媒体１１が液体状態で充満している。クランク機構２３は、第１、第２ピストン２１、２２と連結された第１、第２ロッド２５、２６と、回転軸２７とを有している。クランク機構２３の回転軸２７は、クランクハウジング２４に対して回転可能に支持されている。本例では、回転軸２７の端部をクランクハウジング２４の図示しない貫通孔からクランクハウジング２４外部に突出させており、回転軸２７の外周面とクランクハウジング２４の貫通孔の内周面との間に図示しないシール機構を設けている。回転軸２７は、駆動対象機器（例えば、発電装置）に連結されている。   The internal space of the crank housing 24 communicates with the first and second cylinders 19 and 20. In addition, the working medium 11 is filled in the internal space of the crank housing 24 in a liquid state. The crank mechanism 23 includes first and second rods 25 and 26 connected to the first and second pistons 21 and 22, and a rotating shaft 27. The rotation shaft 27 of the crank mechanism 23 is supported so as to be rotatable with respect to the crank housing 24. In this example, the end of the rotating shaft 27 protrudes from the through hole (not shown) of the crank housing 24 to the outside of the crank housing 24, and between the outer peripheral surface of the rotating shaft 27 and the inner peripheral surface of the through hole of the crank housing 24. Is provided with a sealing mechanism (not shown). The rotating shaft 27 is connected to a drive target device (for example, a power generation device).

次に、上記構成における外燃機関１０の基本的な作動を説明する。まず、第１容器１２においては、第１上下直線部１２ａ内の作動媒体１１の液面１１ａが最も上昇しており、第１上下直線部１２ａの上端部、すなわち、第１加熱器１４が配置された部位に位置している（以下、このときの作動媒体１１の液面１１ａの位置を上死点という）。また、第１ピストン２１は、クランク機構２３から最も離れた状態になっている。一方、第２容器１３においては、第２上下直線部１３ａ内の作動媒体１１の液面１１ａが最も下降しており、第２上下直線部１３ａの中間部、すなわち、第２冷却器１７が配置された部位に位置している（以下、このときの作動媒体１１の液面１１ａの位置を下死点という）。作動媒体１１の液面１１ａの上方には、作動媒体１１の蒸気が蓄積されている。また、第２ピストン２２は、クランク機構２３に最も近づいた状態になっている。   Next, the basic operation of the external combustion engine 10 having the above configuration will be described. First, in the 1st container 12, the liquid level 11a of the working medium 11 in the 1st up-and-down straight part 12a is rising most, and the upper end part of the 1st up-and-down straight part 12a, ie, the 1st heater 14, is arranged. (Hereinafter, the position of the liquid surface 11a of the working medium 11 at this time is referred to as top dead center). Further, the first piston 21 is in a state farthest from the crank mechanism 23. On the other hand, in the second container 13, the liquid surface 11 a of the working medium 11 in the second vertical straight portion 13 a is the lowest, and an intermediate portion of the second vertical straight portion 13 a, that is, the second cooler 17 is disposed. (Hereinafter, the position of the liquid surface 11a of the working medium 11 at this time is referred to as a bottom dead center). Above the liquid surface 11 a of the working medium 11, the vapor of the working medium 11 is accumulated. Further, the second piston 22 is in a state closest to the crank mechanism 23.

この状態において、第１容器１２において、第１加熱器１４が作動媒体１１を加熱して気化させると、第１上下直線部１２ａの上端部に高温、高圧の作動媒体１１の蒸気が蓄積されて、第１上下直線部１２ａ内の作動媒体１１の液面１１ａを押し下げる。すると、蒸気が第１上下直線部１２ａ内の作動媒体１１の液面１１ａを押し下げるので、作動媒体１１の液体部分が出力部１８側に押し出され、作動媒体１１の液体部分が第１ピストン２１をクランク機構２３側（図１の右方側）に押圧して押し出す。これにより、クランク機構２３が図１における時計回り方向に回転する。一方、第２容器１３においては、作動媒体１１の液面１１ａの上方に蓄積された蒸気が第２冷却器１７により冷却されて液化するとともに、クランク機構２３の回転によって第２ピストン２２は、クランク機構２３から遠ざかる方向（図１の右方側）に押し戻される。その結果、作動媒体１１の液体部分は、第２上下直線部１３ａの上端部側に押し戻される。   In this state, when the first heater 14 heats and vaporizes the working medium 11 in the first container 12, the vapor of the high-temperature and high-pressure working medium 11 is accumulated at the upper end portion of the first vertical straight portion 12 a. Then, the liquid level 11a of the working medium 11 in the first vertical straight part 12a is pushed down. Then, the steam pushes down the liquid surface 11a of the working medium 11 in the first vertical linear portion 12a, so that the liquid part of the working medium 11 is pushed out to the output part 18 side, and the liquid part of the working medium 11 pushes the first piston 21. It pushes and pushes to the crank mechanism 23 side (right side of FIG. 1). As a result, the crank mechanism 23 rotates in the clockwise direction in FIG. On the other hand, in the second container 13, the vapor accumulated above the liquid surface 11 a of the working medium 11 is cooled and liquefied by the second cooler 17, and the second piston 22 is cranked by the rotation of the crank mechanism 23. It is pushed back in the direction away from the mechanism 23 (right side in FIG. 1). As a result, the liquid portion of the working medium 11 is pushed back to the upper end portion side of the second vertical linear portion 13a.

次に、第１容器１２において作動媒体１１の液面１１ａが下死点まで押し下げられるとともに、第２容器１３において作動媒体１１の液面１１ａが上死点まで押し上げられると、第１容器１２においては蒸気が第１冷却器１６により冷却されて液化する。このため、作動媒体１１の液体部分を出力部１８側に押し出す力が消滅する。これと同時に、第２容器１３においては、第２加熱器１５により作動媒体１１が加熱されて作動媒体１１の蒸気が発生し、作動媒体１１の液体部分が出力部１８側に押し出され、作動媒体１１の液体部分が第２ピストン２２をクランク機構２３側に押圧して押し出す。これにより、クランク機構２３が図１における時計回り方向に回転する。すると、クランク機構２３の回転によって第１ピストン２１がクランク機構２３から遠ざかる方向（図２の左方側）に押し戻され、作動媒体１１の液体部分が第１上下直線部１２ａの上端部側に押し戻される。そして、第１容器１２において作動媒体１１の液面１１ａが上死点まで押し上げられるとともに、第２容器１３において作動媒体１１の液面１１ａが下死点まで押し下げられる。   Next, when the liquid level 11 a of the working medium 11 is pushed down to the bottom dead center in the first container 12 and the liquid level 11 a of the working medium 11 is pushed up to the top dead center in the second container 13, The vapor is cooled by the first cooler 16 and liquefied. For this reason, the force which pushes the liquid part of the working medium 11 to the output part 18 side disappears. At the same time, in the second container 13, the working medium 11 is heated by the second heater 15 to generate the vapor of the working medium 11, and the liquid portion of the working medium 11 is pushed out to the output unit 18 side. The liquid portion 11 pushes the second piston 22 toward the crank mechanism 23 to push it out. As a result, the crank mechanism 23 rotates in the clockwise direction in FIG. Then, the rotation of the crank mechanism 23 causes the first piston 21 to be pushed back in the direction away from the crank mechanism 23 (left side in FIG. 2), and the liquid portion of the working medium 11 is pushed back to the upper end portion side of the first vertical linear portion 12a. It is. Then, the liquid level 11a of the working medium 11 is pushed up to the top dead center in the first container 12, and the liquid level 11a of the working medium 11 is pushed down to the bottom dead center in the second container 13.

こうした動作は、第１加熱器１４、第２加熱器１５、第１冷却器１６、及び第２冷却器１７の作動を停止させるまで繰り返し実行され、その間、第１、第２容器１２、１３内の作動媒体１１の液体部分は、周期的に変位（いわゆる自励振動）して、第１、第２ピストン２１、２２を往復駆動させ、クランク機構２３の回転軸２７を連続的に回転させることになる。これにより、作動媒体１１の液体部分の自励振動を回転軸２７の回転運動として取り出すことができる。   Such an operation is repeatedly performed until the operations of the first heater 14, the second heater 15, the first cooler 16, and the second cooler 17 are stopped, during which the inside of the first and second containers 12 and 13 is performed. The liquid portion of the working medium 11 is periodically displaced (so-called self-excited vibration), and the first and second pistons 21 and 22 are driven to reciprocate to continuously rotate the rotating shaft 27 of the crank mechanism 23. become. Thereby, the self-excited vibration of the liquid portion of the working medium 11 can be extracted as the rotational motion of the rotary shaft 27.

上記の説明からわかるように、第１、第２容器１２、１３のうち一方の容器側から得られる機械的エネルギの一部を利用して、他方の容器内の作動媒体１１の液体部分を押し戻すことができる。また、第１、第２容器１２、１３間において、作動媒体１１の液体部分の自励振動の位相が１８０°ずれることとなる。すなわち、一方の容器で作動媒体１１の液面１１ａが上死点にあるとき、他方の容器では作動媒体１１の液面１１ａが下死点にある。このため、一方の容器側から出力される機械的エネルギを効果的に利用して、他方の容器内の作動媒体１１の液体部分を押し戻すことができる。   As can be seen from the above description, a part of the mechanical energy obtained from one of the first and second containers 12 and 13 is used to push back the liquid portion of the working medium 11 in the other container. be able to. In addition, the phase of the self-excited vibration of the liquid portion of the working medium 11 is shifted by 180 ° between the first and second containers 12 and 13. That is, when the liquid level 11a of the working medium 11 is at the top dead center in one container, the liquid level 11a of the working medium 11 is at the bottom dead center in the other container. For this reason, it is possible to push back the liquid portion of the working medium 11 in the other container by effectively utilizing the mechanical energy output from the one container side.

ここで、本実施形態では、作動媒体１１を複数の作動媒体で構成しており、具体的には、３種類の作動媒体１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで構成している。３種類の作動媒体は、第１作動媒体１１ｂ、第１作動媒体１１より同じ圧力において沸点及び凝縮点が低い第２作動媒体１１ｃ、及び第１、第２作動媒体１１ｂ、１１ｃよりも潤滑性能に優れた第３作動媒体１１ｄである。本実施形態では、第１作動媒体１１ｂとして水を用い、第２作動媒体１１ｃとして冷媒（Ｒ１３４ａ）を用い、第３作動媒体１１ｄとして油を用いている。   Here, in the present embodiment, the working medium 11 is composed of a plurality of working media, specifically, three kinds of working media 11b, 11c, and 11d. The three types of working media have a lubricating performance higher than that of the first working medium 11b, the second working medium 11c having a lower boiling point and condensation point at the same pressure as the first working medium 11, and the first and second working media 11b and 11c. This is an excellent third working medium 11d. In the present embodiment, water is used as the first working medium 11b, refrigerant (R134a) is used as the second working medium 11c, and oil is used as the third working medium 11d.

外燃機関１０は、第１作動媒体１１ｂと第３作動媒体１１ｄとを分離する為に、第１容器１２の第１水平直線部１２ｂに第１ダイアフラム３２を配設している。また、第２作動媒体１１ｃと第３作動媒体１１ｄとを分離する為に、第２容器１３の第２水平直線部１３ｂに第２ダイアフラム３３を配設している。第１ダイアフラム３２は、第１ダイアフラムケース３４に収納され、第２ダイアフラム３３は、第２ダイアフラムケース３５に収納されている。   In the external combustion engine 10, a first diaphragm 32 is disposed on the first horizontal linear portion 12b of the first container 12 in order to separate the first working medium 11b and the third working medium 11d. Further, a second diaphragm 33 is disposed on the second horizontal straight portion 13b of the second container 13 in order to separate the second working medium 11c and the third working medium 11d. The first diaphragm 32 is housed in the first diaphragm case 34, and the second diaphragm 33 is housed in the second diaphragm case 35.

第１ダイアフラム３２によって第１容器１２の内部空間は、第１加熱器１４及び第１冷却器１６側の空間と、出力部１８側の空間とに区画されている。同様に、第２ダイアフラム３３によって第２容器１３の内部空間は、第２加熱器１５及び第２冷却器１７側の空間と、出力部１８側の空間とに区画されている。すなわち、外燃機関１０の内部空間は、第１ダイアフラム３２よりも第１加熱器１４及び第１冷却器１６側の空間と、第２ダイアフラム３３よりも第２加熱器１５及び第２冷却器１７側の空間と、第１、第２ダイアフラム３２、３３間の空間の３つの空間に区画されている。   The internal space of the first container 12 is partitioned by the first diaphragm 32 into a space on the first heater 14 and first cooler 16 side, and a space on the output unit 18 side. Similarly, the internal space of the second container 13 is partitioned by the second diaphragm 33 into a space on the second heater 15 and second cooler 17 side and a space on the output unit 18 side. That is, the internal space of the external combustion engine 10 is a space closer to the first heater 14 and the first cooler 16 than the first diaphragm 32 and a second heater 15 and the second cooler 17 than the second diaphragm 33. It is divided into three spaces, a space on the side and a space between the first and second diaphragms 32 and 33.

この３つの空間のうち、第１ダイアフラム３２よりも第１加熱器１４及び第１冷却器１６側の空間には、第１作動媒体１１ｂが液体状態で流動可能に封入されている。一方、第２ダイアフラム３３よりも第２加熱器１５及び第２冷却器１７側の空間には、第２作動媒体１１ｃが液体状態で流動可能に封入されている。そして、この３つの空間のうち残余の空間、すなわち、第１、第２ダイアフラム３２、３３間の空間には、第３作動媒体１１ｄが液体状態で充満されている。   Among these three spaces, the first working medium 11b is sealed in a liquid state in a space closer to the first heater 14 and the first cooler 16 than the first diaphragm 32. On the other hand, in the space closer to the second heater 15 and the second cooler 17 than the second diaphragm 33, the second working medium 11c is sealed so as to be able to flow in a liquid state. Of the three spaces, the remaining space, that is, the space between the first and second diaphragms 32 and 33 is filled with the third working medium 11d in a liquid state.

これによると、第１作動媒体１１ｂの変位を、第１ダイアフラム３２を介して第３作動媒体１１ｄに伝達することができる。また、第２作動媒体１１ｃの変位を、第２ダイアフラム３３を介して第３作動媒体１１ｄに伝達することができる。同様に、第３作動媒体１１ｄの変位を、第１ダイアフラム３２を介して第１作動媒体１１ｂに伝達することができ、第２ダイアフラム３３を介して第２作動媒体１１ｃに伝達することができる。   Accordingly, the displacement of the first working medium 11b can be transmitted to the third working medium 11d via the first diaphragm 32. Further, the displacement of the second working medium 11 c can be transmitted to the third working medium 11 d via the second diaphragm 33. Similarly, the displacement of the third working medium 11d can be transmitted to the first working medium 11b via the first diaphragm 32, and can be transmitted to the second working medium 11c via the second diaphragm 33.

このため、各作動媒体１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが自励振動するので、各作動媒体１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの自励振動を回転軸２７の回転運動として取り出すことができる。換言すれば、外燃機関１０の基本的作動に支障を来すことなく、作動媒体１１を、第１作動媒体１１ｂ、第２作動媒体１１ｃ、及び第３作動媒体１１ｄで構成することができる。そして、出力部１８内に、第１、第２作動媒体１１ｂ、１１ｃよりも潤滑性能に優れた第３作動媒体１１ｄが封入されるので、出力部１８の潤滑や圧力シールを良好に行うことができる。   For this reason, since each working medium 11b, 11c, 11d vibrates self-excited, the self-excited vibration of each working medium 11b, 11c, 11d can be taken out as a rotational motion of the rotating shaft 27. In other words, the working medium 11 can be composed of the first working medium 11b, the second working medium 11c, and the third working medium 11d without hindering the basic operation of the external combustion engine 10. And since the 3rd working medium 11d excellent in lubrication performance rather than the 1st, 2nd working medium 11b, 11c is enclosed in the output part 18, lubrication of the output part 18 and a pressure seal can be performed favorably. it can.

さらに、本実施形態では、第１作動媒体１１ｂの機械的エネルギと第２作動媒体１１ｃの機械的エネルギとは、略等しい。ここで、図２は、作動媒体１１の状態変化を示すグラフである。図２において、縦軸を作動媒体１１の圧力とし、横軸を作動媒体１１の体積とする。沸騰温度２７０度、及び凝縮温度１００度となるような圧力で容器１２に封入された水（本実施形態における第１作動媒体１１ｂ）の状態変化を実線のサイクルＡで示している。また、沸騰温度１１０度、及び凝縮温度４０度となるような圧力で容器１３に封入された冷媒（本実施形態における第２作動媒体１１ｃ）の状態変化を一点鎖線のサイクルＢで示している。そして、比較例として、沸騰温度１１０度、及び凝縮温度４０度となるような圧力で容器１３に封入された水の状態変化を破線のサイクルＣで示している。   Further, in the present embodiment, the mechanical energy of the first working medium 11b and the mechanical energy of the second working medium 11c are substantially equal. Here, FIG. 2 is a graph showing a state change of the working medium 11. In FIG. 2, the vertical axis represents the pressure of the working medium 11 and the horizontal axis represents the volume of the working medium 11. A change in the state of water (first working medium 11b in the present embodiment) sealed in the container 12 at a pressure such that the boiling temperature is 270 degrees and the condensation temperature is 100 degrees is indicated by a solid line A. Moreover, the state change of the refrigerant | coolant (2nd working medium 11c in this embodiment) enclosed with the container 13 with the pressure used as the boiling temperature of 110 degree | times and the condensation temperature of 40 degree | times is shown with the cycle B of the dashed-dotted line. As a comparative example, a change in the state of the water sealed in the container 13 at a pressure at which the boiling temperature is 110 degrees and the condensation temperature is 40 degrees is indicated by a broken line cycle C.

各サイクルＡ、Ｂ、Ｃについて説明すると、図２における各サイクルＡ、Ｂ、Ｃの左上方側の頂点Ａ１、Ｂ１、Ｃ１は、作動媒体１１の液面１１ａが上死点の位置にあり、作動媒体１１が圧力を一定に保ちながら沸騰し始める状態である。図２における右上方側の頂点Ａ２、Ｂ２、Ｃ２は、液面１１ａが下死点側へ移動し、作動媒体１１が沸騰をやめ膨張し始める状態である。図２における右下方側の頂点Ａ３、Ｂ３、Ｃ３は、作動媒体１１の液面１１ａが下死点の位置にあり、作動媒体１１が圧力を一定に保ちながら凝縮し始める状態である。図２における左下方側の頂点Ａ４、Ｂ４、Ｃ４は、液面１１ａが上死点側へ移動し、作動媒体１１が凝縮をやめ圧縮し始める状態である。また、各サイクルＡ、Ｂ、Ｃに囲まれた面積は、各サイクルＡ、Ｂ、Ｃの仕事量であり、作動媒体１１が出力する機械的エネルギである。   Explaining each cycle A, B, C, the vertexes A1, B1, C1 on the upper left side of each cycle A, B, C in FIG. 2 are at the top dead center position of the liquid surface 11a of the working medium 11, This is a state in which the working medium 11 starts to boil while keeping the pressure constant. The vertexes A2, B2, and C2 on the upper right side in FIG. 2 are in a state where the liquid surface 11a moves to the bottom dead center side, and the working medium 11 stops boiling and begins to expand. The vertexes A3, B3, and C3 on the lower right side in FIG. 2 are states in which the liquid surface 11a of the working medium 11 is at the bottom dead center position, and the working medium 11 starts to condense while keeping the pressure constant. The vertexes A4, B4, and C4 on the lower left side in FIG. 2 are in a state where the liquid surface 11a moves to the top dead center side and the working medium 11 stops condensing and starts to compress. The area surrounded by each cycle A, B, and C is the work amount of each cycle A, B, and C, and is the mechanical energy that the working medium 11 outputs.

ここで、熱源及び冷却流体の温度が高く、第１作動媒体１１ｂとして水が用いられているサイクルＡの機械的エネルギと、熱源及び冷却流体の温度が低く、作動媒体として同じく水が用いられているサイクルＣの機械的エネルギとを比較すると、極端に異なっている。具体的には、サイクルＣの機械的エネルギは、サイクルＡの機械的エネルギの１／１０以下であり、非常に小さい。出力部１８は、第１、第２容器１２、１３のうち一方の容器側から得られた機械的エネルギの一部を、第１、第２容器１２、１３のうち他方の容器内の作動媒体１１の液体部分に与えるように構成されている為、サイクルＡの機械的エネルギとサイクルＣの機械的エネルギとでは、バランスを欠いてしまう。バランスを欠いた出力部１８では、高出力化を図り難い。   Here, the heat energy of the cycle A in which the temperature of the heat source and the cooling fluid is high and water is used as the first working medium 11b, and the temperature of the heat source and the cooling fluid are low, and water is also used as the working medium. Compared to the mechanical energy of a certain cycle C, it is extremely different. Specifically, the mechanical energy of cycle C is 1/10 or less of the mechanical energy of cycle A and is very small. The output unit 18 uses a part of mechanical energy obtained from one of the first and second containers 12 and 13 as a working medium in the other of the first and second containers 12 and 13. Therefore, the mechanical energy of the cycle A and the mechanical energy of the cycle C are not balanced. In the output unit 18 lacking balance, it is difficult to achieve high output.

一方、熱源及び冷却流体の温度が高く、第１作動媒体１１ｂとして水が用いられているサイクルＡの機械的エネルギと、熱源及び冷却流体の温度が低く、作動媒体１１ｃとして冷媒（Ｒ１３４ａ）が用いられているサイクルＢの機械的エネルギとを比較すると、略同等である。ここでいう略同等とは、サイクルＢの機械的エネルギが、サイクルＡの機械的エネルギの０．８倍〜１．２倍であればよい。更には、サイクルＢの機械的エネルギは、サイクルＡの機械的エネルギと略同一が好ましい。   On the other hand, the heat energy of the cycle A in which the temperature of the heat source and the cooling fluid is high and water is used as the first working medium 11b, and the temperature of the heat source and the cooling fluid is low, and the refrigerant (R134a) is used as the working medium 11c. When compared with the mechanical energy of cycle B, which is shown in FIG. The term “substantially equivalent” here means that the mechanical energy of cycle B may be 0.8 to 1.2 times that of cycle A. Furthermore, the mechanical energy of cycle B is preferably substantially the same as the mechanical energy of cycle A.

ここで、第１シリンダ１９の内径と第２シリンダ２０の内径とは略同一であり、第１ピストン２１の移動量と第２ピストン２２の移動量とに関しても略同一である。つまり、サイクルＢの機械的エネルギが、サイクルＡの機械的エネルギと略同等である為、サイクルＢの上死点における圧力と下死点における圧力との圧力差ΔＰ２が、サイクルＡの上死点における圧力と下死点における圧力との圧力差ΔＰ１の０．８倍〜１．２倍であり、略同等であることが分かる。不等式で示すと、０．８ΔＰ１≦ΔＰ２≦１．２ΔＰ１である。   Here, the inner diameter of the first cylinder 19 and the inner diameter of the second cylinder 20 are substantially the same, and the movement amount of the first piston 21 and the movement amount of the second piston 22 are also substantially the same. That is, since the mechanical energy of cycle B is substantially equal to the mechanical energy of cycle A, the pressure difference ΔP2 between the pressure at the top dead center of cycle B and the pressure at the bottom dead center is the top dead center of cycle A. It is 0.8 to 1.2 times the pressure difference ΔP1 between the pressure at and the pressure at the bottom dead center. In inequality, 0.8ΔP1 ≦ ΔP2 ≦ 1.2ΔP1.

要するに、水という同じ作動媒体１１ｂを、熱源、或いは冷却流体に応じて、沸点、或いは凝縮点の異なる状態で封入すると、各々の作動媒体１１が出力する機械的エネルギのバランスを欠いてしまう。つまり、沸点、或いは凝縮点を低下させる為に、封入圧を低くして各容器１２、１３に封入してしまうと、その作動媒体１１の出力である機械的エネルギも低下してしまう。しかし、本実施形態において、第１作動媒体１１ｂとして水を用い、第２作動媒体１１ｃとして冷媒（Ｒ１３４ａ）を用いることで、各々の作動媒体１１の圧力差ΔＰ１、ΔＰ２を略同等にできる。また、第１作動媒体１１ｂが出力する機械的エネルギと、第２作動媒体１１ｃが出力する機械的エネルギとを略同等にすることができる。その結果、作動媒体１１は、各熱源から得られたエネルギを効率よく、かつバランスよく仕事量に変換することができる為、出力部１８の高出力化を図ることが可能となる。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、出力部１８をいわゆるレシプロ形に構成しているが、第２実施形態は、図３に示すように、出力部２１８をいわゆるロータリー形に構成している。図３は、第２実施形態における外燃機関２１０の概略構成図である。第２実施形態を含む以下の各実施形態において、既に説明した実施形態と同一、又は相当する構成については、同一符号を付し、その重複説明を省略する。 In short, if the same working medium 11b, which is water, is sealed in a state with different boiling points or condensing points depending on the heat source or the cooling fluid, the balance of mechanical energy output from each working medium 11 is lost. That is, if the sealing pressure is lowered and the containers 12 and 13 are sealed in order to reduce the boiling point or the condensation point, the mechanical energy that is the output of the working medium 11 is also decreased. However, in the present embodiment, by using water as the first working medium 11b and using the refrigerant (R134a) as the second working medium 11c, the pressure differences ΔP1 and ΔP2 of the respective working media 11 can be made substantially equal. Further, the mechanical energy output from the first working medium 11b and the mechanical energy output from the second working medium 11c can be made substantially equal. As a result, the working medium 11 can efficiently convert the energy obtained from each heat source into a work amount in a balanced manner, so that the output of the output unit 18 can be increased.
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the output unit 18 is configured as a so-called reciprocating type. In the second embodiment, as shown in FIG. 3, the output unit 218 is configured as a so-called rotary type. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the external combustion engine 210 in the second embodiment. In each of the following embodiments including the second embodiment, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those of the already described embodiments, and the duplicate description thereof is omitted.

具体的には、出力部２１８は、偏心回転するルーローの三角形を用いたローター３６と、ローター３６に適合するペリトロコイド曲線を用いたローターハウジング３７とを有している。すなわち、ローター３６はローターハウジング３７に収納され、ローターハウジング３７の内部空間はローター３６によって３つの可変容積室に区画される。この３つの可変容積室には、油である第３作動媒体１１ｄが液体状態で充満している。   Specifically, the output unit 218 includes a rotor 36 that uses a Rouleau triangle that rotates eccentrically, and a rotor housing 37 that uses a peritrochoidal curve that fits the rotor 36. That is, the rotor 36 is accommodated in the rotor housing 37, and the inner space of the rotor housing 37 is partitioned into three variable volume chambers by the rotor 36. The three variable volume chambers are filled with a third working medium 11d, which is oil, in a liquid state.

ローターハウジング３７の内壁面のうち図３の紙面に対して垂直な内壁面は、第１、第２窪み部３７ａ、３７ｂを有する繭形状を形成しており、第１窪み部３７ａには第１ポート３８が開口し、第２窪み部３７ｂには第２ポート３９が開口している。ここで、第１窪み部３７ａに第１ポート３８が開口しているとは、厳密に第１窪み部３７ａに第１ポート３８が開口していることのみを意味するものではなく、第１窪み部３７ａの近傍部位に第１ポート３８が開口していることをも含む意味のものである。同様に、第２窪み部３８ａに第２ポート３９が開口しているとは、厳密に第２窪み部３８ａに第２ポート３９が開口していることのみを意味するものではなく、第２窪み部３８ａの近傍部位に第２ポート３９が開口していることをも含む意味のものである。   Among the inner wall surfaces of the rotor housing 37, the inner wall surface perpendicular to the paper surface of FIG. 3 forms a bowl shape having first and second depressions 37a and 37b, and the first depression 37a has a first depression. The port 38 is opened, and the second port 39 is opened in the second depression 37b. Here, the opening of the first port 38 in the first depression 37a does not strictly mean that the first port 38 is opened in the first depression 37a, but the first depression 38a. This also means that the first port 38 is open in the vicinity of the portion 37a. Similarly, the opening of the second port 39 in the second depression 38a does not mean strictly that the second port 39 is opened in the second depression 38a, but the second depression 39a. This also means that the second port 39 is open in the vicinity of the portion 38a.

第１、第２ポート３８、３９はそれぞれローターハウジング３７を貫通する穴によって構成されており、第１ポート３８は第１容器１２の第１水平直線部１２ｂ側の端部と連通し、第２ポート３９は第２容器１３の第２水平直線部１３ｂ側の端部と連通している。   The first and second ports 38 and 39 are each formed by a hole penetrating the rotor housing 37, and the first port 38 communicates with the end portion of the first container 12 on the first horizontal linear portion 12 b side, The port 39 communicates with the end of the second container 13 on the second horizontal linear portion 13b side.

第１、第２ポート３８、３９は、ローターハウジング３７の内壁面において、第１、第２窪み部３７ａ、３７ｂを起点としてローターハウジング３７の内壁面の繭形状に沿う方向の両方向（図３では上下方向）に延びる形状で開口しており、本実施形態では、ローター３６の回転角にして約６０°の範囲にわたって開口している。ここで、図示を省略しているが、第１、第２ポート３８、３９は、ローターハウジング３７の内壁面であって図３の紙面に対して垂直な内壁面のうち、図３の紙面垂直方向における中央部のみに開口している。   The first and second ports 38 and 39 are formed on the inner wall surface of the rotor housing 37 in both directions (in FIG. 3) along the flange shape of the inner wall surface of the rotor housing 37 starting from the first and second recessed portions 37a and 37b. In the present embodiment, the rotation angle of the rotor 36 is opened over a range of about 60 °. Here, although not shown, the first and second ports 38 and 39 are inner wall surfaces of the rotor housing 37 and are perpendicular to the paper surface of FIG. Opened only in the center in the direction.

ローター３６の３つ頂点部にはそれぞれアペックスシール４０が配置されており、ローター３６はアペックスシール４０を介してローターハウジング３７の内壁面に摺動する。ローター３６の中心には貫通穴３６ａが形成されている。この貫通穴３６ａには、エキセントリックシャフト４１の偏心部４１ａが図示しないベアリング機構を介して組み付けられている。また、貫通穴３６ａには、ローターハウジング３７に固定された固定ギヤ４２と噛み合うインターナルギヤ３６ｂが形成されている。   Apex seals 40 are respectively disposed at the three apex portions of the rotor 36, and the rotor 36 slides on the inner wall surface of the rotor housing 37 via the apex seal 40. A through hole 36 a is formed at the center of the rotor 36. The eccentric portion 41a of the eccentric shaft 41 is assembled in the through hole 36a via a bearing mechanism (not shown). Further, an internal gear 36b that meshes with a fixed gear 42 fixed to the rotor housing 37 is formed in the through hole 36a.

固定ギヤ４２は、ローター３６をローターハウジング３７のペリトロコイド曲線に沿って回転させるためのものであり、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂと同軸上に配置されている。インターナルギヤ３６ｂと固定ギヤ４２は３：２の比で噛み合っている。これにより、エキセントリックシャフト４１の回転数とローター３６の回転数との比は３：１となる。エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂはローターハウジング３７に対して回転可能に支持されている。本例では、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂの端部をローターハウジング３７の図示しない貫通孔からクランクハウジング２４外部に突出させ、回転軸４１ｂの外周面とローターハウジング３７の貫通孔の内周面との間に図示しないシール機構を設けている。ここで、周知のマグネットカップリング方式によってエキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂをローターハウジング３７に対して回転可能に支持してもよい。また、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂは、駆動対象機器（例えば、発電装置）に連結されている。ここで、本例では、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂが水平方向と平行になるように出力部２１８を配置しているが、エキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂが上下方向と平行になるように出力部２１８を配置してもよい。   The fixed gear 42 is for rotating the rotor 36 along the peritrochoidal curve of the rotor housing 37, and is arranged coaxially with the rotation shaft 41 b of the eccentric shaft 41. The internal gear 36b and the fixed gear 42 are meshed at a ratio of 3: 2. As a result, the ratio between the rotational speed of the eccentric shaft 41 and the rotational speed of the rotor 36 is 3: 1. The rotational shaft 41 b of the eccentric shaft 41 is supported so as to be rotatable with respect to the rotor housing 37. In this example, the end of the rotary shaft 41b of the eccentric shaft 41 is protruded from the through hole (not shown) of the rotor housing 37 to the outside of the crank housing 24, and the outer peripheral surface of the rotary shaft 41b and the inner peripheral surface of the through hole of the rotor housing 37 are A sealing mechanism (not shown) is provided between the two. Here, the rotation shaft 41b of the eccentric shaft 41 may be supported so as to be rotatable with respect to the rotor housing 37 by a known magnet coupling method. Further, the rotation shaft 41b of the eccentric shaft 41 is connected to a drive target device (for example, a power generation device). Here, in this example, the output unit 218 is arranged so that the rotation shaft 41b of the eccentric shaft 41 is parallel to the horizontal direction, but the output is performed so that the rotation shaft 41b of the eccentric shaft 41 is parallel to the vertical direction. The part 218 may be arranged.

本実施形態における外燃機関２１０の作動については、第１容器１２内に封入された水である第１作動媒体１１ｂ、及び第２容器１３内に封入された冷媒（Ｒ１３４ａ）である第２作動媒体１１ｃの液体部分が、周期的に変位（いわゆる自励振動）して、ローター３６を回転駆動させ、エキセントリックシャフト４１を回転させている。これにより、作動媒体１１の自励振動をエキセントリックシャフト４１の回転軸４１ｂの回転運動として取り出すことができる。   Regarding the operation of the external combustion engine 210 in the present embodiment, the first operation medium 11b that is water sealed in the first container 12 and the second operation that is refrigerant (R134a) sealed in the second container 13 are used. The liquid portion of the medium 11c is periodically displaced (so-called self-excited vibration), the rotor 36 is driven to rotate, and the eccentric shaft 41 is rotated. Thereby, the self-excited vibration of the working medium 11 can be extracted as the rotational motion of the rotating shaft 41b of the eccentric shaft 41.

上記の説明からわかるように、本実施形態では、出力部１８をいわゆるロータリー形に構成しているので、上記第１実施形態のように出力部１８をレシプロ形に構成する場合と比較して、出力部１８の構造を簡素化できるとともに、出力部１８の体格を小型化できる。
（第３実施形態）
上記第１実施形態では、出力部１８のクランク機構２３に、第１、第２ピストン２１、２２に連結された第１、第２ロッド２５、２６と、回転軸２７とを用いて、第１、第２ピストン２１、２２の往復運動を回転運動に変換して出力している。しかし、第３実施形態は、図４に示すように、出力部３１８いわゆる斜板型の膨張器が用いられている。図４は、第３実施形態における外燃機関３１０の概略構成図である。 As can be seen from the above description, in the present embodiment, since the output unit 18 is configured as a so-called rotary type, as compared with the case where the output unit 18 is configured in a reciprocal type as in the first embodiment, While simplifying the structure of the output part 18, the physique of the output part 18 can be reduced in size.
(Third embodiment)
In the first embodiment, the first and second rods 25 and 26 connected to the first and second pistons 21 and 22 and the rotating shaft 27 are used for the crank mechanism 23 of the output unit 18. The reciprocating motion of the second pistons 21 and 22 is converted into a rotational motion and output. However, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, an output unit 318 so-called swash plate type inflator is used. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the external combustion engine 310 in the third embodiment.

外燃機関３１０は、車両に搭載されている。外燃機関３１０は、作動媒体１１が封入された容器を複数備えている。複数の容器のうち、図４に示す第１容器３１２ａ、第２容器３１２ｂ、第３容器３１３ａ、及び第４容器３１３ｂについて説明する。第１容器３１２ａの一端側には、熱源を排気ガスとする第１加熱器３１４ａと、冷却流体をエンジン６を冷却する冷却水とする第１冷却器３１６ａとが配設され、他端側は、第１シリンダ３１９ａの一端側に接続されている。第１シリンダ３１９ａの内部には、第１ダイアフラム３３２ａが設けられている。   The external combustion engine 310 is mounted on the vehicle. The external combustion engine 310 includes a plurality of containers in which the working medium 11 is enclosed. Among the plurality of containers, the first container 312a, the second container 312b, the third container 313a, and the fourth container 313b shown in FIG. 4 will be described. A first heater 314a that uses exhaust gas as a heat source and a first cooler 316a that uses cooling fluid as cooling water for cooling the engine 6 are disposed on one end side of the first container 312a. The first cylinder 319a is connected to one end side. A first diaphragm 332a is provided inside the first cylinder 319a.

第２容器３１２ｂの一端側には、熱源を第１加熱器３１４ａを通過した排気ガスとする第２加熱器３１４ｂと、冷却流体を第１冷却器３１６ａを通過した冷却水とする第２冷却器３１６ｂとが配設され、他端側は、第２シリンダ３１９ｂの一端側に接続されている。第２シリンダ３１９ｂの内部には、第２ダイアフラム３３２ｂが設けられている。   On one end side of the second container 312b, a second heater 314b that uses exhaust gas that has passed through the first heater 314a as a heat source and a second cooler that uses cooling fluid as cooling water that has passed through the first cooler 316a. 316b is disposed, and the other end is connected to one end of the second cylinder 319b. A second diaphragm 332b is provided inside the second cylinder 319b.

第３容器３１３ａの一端側には、熱源を第２冷却器３１６ｂを通過した冷却水とする第３加熱器３１５ａと、冷却流体を走行風とする第３冷却器３１７ａとが配設され、他端側は、第３シリンダ３２０ａの一端側に接続されている。第３シリンダ３２０ａの内部には、第２ダイアフラム３３３ａが設けられている。   On one end side of the third container 313a, a third heater 315a that uses the heat source as cooling water that has passed through the second cooler 316b, and a third cooler 317a that uses the cooling fluid as running air are disposed. The end side is connected to one end side of the third cylinder 320a. A second diaphragm 333a is provided inside the third cylinder 320a.

第４容器３１３ｂの一端側には、熱源を第３加熱器３１５ａを通過した冷却水とする第４加熱器３１５ｂと、冷却流体を走行風とする第４冷却器３１７ｂとが配設され、他端側は、第４シリンダ３２０ｂの一端側に接続されている。第４シリンダ３２０ｂの内部には、第４ダイアフラム３３３ｂが設けられている。   On the one end side of the fourth container 313b, a fourth heater 315b that uses the heat source as cooling water that has passed through the third heater 315a and a fourth cooler 317b that uses the cooling fluid as running air are disposed. The end side is connected to one end side of the fourth cylinder 320b. A fourth diaphragm 333b is provided inside the fourth cylinder 320b.

第１シリンダ３１９ａと第４シリンダ３２０ｂとは連通しており、内部に第１ピストン３２１を摺動可能に支持している。第２シリンダ３１９ｂと第３シリンダ３２０ａとは連通しており、内部に第２ピストン３２２を摺動可能に支持している。   The first cylinder 319a and the fourth cylinder 320b communicate with each other, and the first piston 321 is slidably supported therein. The second cylinder 319b and the third cylinder 320a communicate with each other, and a second piston 322 is slidably supported therein.

第１容器３１２ａ、及び第２容器３１２ｂ内には、第１作動媒体１１ｂとして水が封入されており、第３容器３１３ａ、及び第４容器３１３ｂ内には、第２作動媒体１１ｃとして冷媒（Ｒ１３４ａ）が封入されており、残余の空間には、油が封入されている。   Water is sealed as the first working medium 11b in the first container 312a and the second container 312b, and a refrigerant (R134a) is used as the second working medium 11c in the third container 313a and the fourth container 313b. ) And oil is sealed in the remaining space.

出力部３１８は、第１ピストン３２１及び第２ピストン３２２に連結されたクランク機構３２３が有する回転軸３２７を回転させて、複数の熱源から得られた機械的エネルギを出力している。このように、外燃機関３１０は、複数の容器を用いて構成されていてもよい。また、複数のピストンを用いて構成されていてもよい。また、複数のダイアフラムは、各容器ではなく、各シリンダ内に設けられていてもよい。これによって、外燃機関の更なる高出力化を図ることが可能となる。本実施形態の第１、第２容器３１２は、第１実施形態の第１容器１２に相当する。本実施形態の第３、第４器３１３は、第１実施形態の第２容器１３に相当する。本実施形態の第１、第２加熱器３１４は、第１実施形態の第１加熱器１４に相当する。本実施形態の第３、第４加熱器３１５は、第１実施形態の第２加熱器１５に相当する。本実施形態の第１、第２冷却器３１６は、第１実施形態の第１冷却器１６に相当する。本実施形態の第３、第４冷却器３１７は、第１実施形態の第２冷却器１７に相当する。
（他の実施形態）
上記各実施形態では、第１、第２容器１２、１３を１本の管状に形成しているが、第１、第２容器１２、１３を複数本の分岐管状に形成してもよい。例えば、第１、第２容器１２、１３の第１、第２上下直線部１２ａ、１３ａを複数本に分岐させてもよい。 The output unit 318 rotates the rotating shaft 327 included in the crank mechanism 323 connected to the first piston 321 and the second piston 322, and outputs mechanical energy obtained from a plurality of heat sources. Thus, the external combustion engine 310 may be configured using a plurality of containers. Moreover, you may be comprised using the some piston. The plurality of diaphragms may be provided in each cylinder instead of each container. This makes it possible to further increase the output of the external combustion engine. The first and second containers 312 of this embodiment correspond to the first container 12 of the first embodiment. The third and fourth devices 313 in the present embodiment correspond to the second container 13 in the first embodiment. The first and second heaters 314 of the present embodiment correspond to the first heater 14 of the first embodiment. The third and fourth heaters 315 of the present embodiment correspond to the second heater 15 of the first embodiment. The first and second coolers 316 in the present embodiment correspond to the first cooler 16 in the first embodiment. The third and fourth coolers 317 of the present embodiment correspond to the second cooler 17 of the first embodiment.
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the first and second containers 12 and 13 are formed in a single tubular shape, but the first and second containers 12 and 13 may be formed in a plurality of branched tubular shapes. For example, the first and second upper and lower straight portions 12a and 13a of the first and second containers 12 and 13 may be branched into a plurality.

また、上記各実施形態では、第１、第２容器１２、１３の第１、第２上下直線部１２ａ、１３ａが上下方向に延びているが、第１加熱器１４、１５によって発生した作動媒体１１の蒸気が出力部１８まで流動しない構成であればよく、例えば、第１、第２上下直線部１２ａ、１３ａが上下方向に対して傾斜した方向または水平方向に延びていてもよい。   In each of the above embodiments, the first and second upper and lower straight portions 12 a and 13 a of the first and second containers 12 and 13 extend in the vertical direction, but the working medium generated by the first heaters 14 and 15. For example, the first and second straight upper and lower straight portions 12a and 13a may extend in a direction inclined with respect to the vertical direction or in the horizontal direction.

また、上記第２実施形態では、第１、第２ポート３８、３９が、ローターハウジング３７の内壁面のうち図３の紙面に対して垂直な内壁面に開口しているが、第１、第２ポート３８、３９の開口部位は第１、第２窪み部３７ａ、３８ａの近傍部位であればよく、例えば、ローターハウジング３７の内壁面のうち図３の紙面と平行な内壁面であって、第１、第２窪み部３７ａ、３８ａの近傍部位に開口するようにしてもよい。   In the second embodiment, the first and second ports 38 and 39 open on the inner wall surface of the rotor housing 37 perpendicular to the paper surface of FIG. The opening portions of the two ports 38 and 39 may be in the vicinity of the first and second recess portions 37a and 38a. For example, the inner wall surface of the rotor housing 37 is an inner wall surface parallel to the paper surface of FIG. You may make it open in the vicinity site | part of the 1st, 2nd hollow parts 37a and 38a.

また、上記第１実施形態では、第１、第２ピストン２１、２２にクランク機構２３を連結して、第１、第２ピストン２１、２２の往復運動をクランク機構２３によって回転運動に変換して出力するようになっているが、第１、第２ピストン２１、２２同士を直接連結して、第１、第２ピストン２１、２２の往復運動を回転運動に変換することなく、往復運動のままで出力するようにしてもよい。   In the first embodiment, the crank mechanism 23 is connected to the first and second pistons 21 and 22, and the reciprocating motion of the first and second pistons 21 and 22 is converted into rotational motion by the crank mechanism 23. The first and second pistons 21 and 22 are directly connected to each other, and the reciprocating motion of the first and second pistons 21 and 22 is not converted into the rotational motion, and the reciprocating motion is maintained. You may make it output with.

また、上記各実施形態では、外燃機関１０、２１０、３１０は、車両用として用いられている。しかし、図５に示すような設置式のものでもよい。図５は、他の実施形態におけるコジェネシステム４０５に適用された外燃機関４１０の概略構成図である。コジェネシステム４０５とは、いわゆる熱伝併給システムであり、内燃機関４０６などで発電した電気を供給した上で、その廃熱を利用して熱を供給するシステムである。図５における外燃機関４１０は、ガスタービン式のコジェネシステム４０５に用いられ、発電用ガスタービンエンジン４０６で発電し、排出される排気を第１加熱器１４へ流入させ、作動媒体１１を蒸発させる。そして、第１加熱器１４から流出した排気を、蒸気吸収冷凍機４０９にて冷熱の生成や、暖房の利用などに用いている。第１冷却器１６の冷却流体は水であり、第１冷却器１６から流出した水は、第２加熱器１５へ流入する。そして、第２加熱器１５から流出した水は、ポンプ８へ流入して、再度、第１冷却器１６へ向かって流出されている。外燃機関４１０は、このような構成を具備することによって、設置式のコジェネシステム４０５にも適用することができ、上記第１実施形態の外燃機関１０と同様の効果を得ることが可能となる。   Moreover, in each said embodiment, the external combustion engines 10, 210, and 310 are used for vehicles. However, an installation type as shown in FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an external combustion engine 410 applied to a cogeneration system 405 according to another embodiment. The cogeneration system 405 is a so-called heat transfer system that supplies electricity using the waste heat after supplying electricity generated by the internal combustion engine 406 or the like. An external combustion engine 410 in FIG. 5 is used in a gas turbine type cogeneration system 405, generates electric power from a power generation gas turbine engine 406, causes exhaust exhaust to flow into the first heater 14, and evaporates the working medium 11. . Then, the exhaust gas flowing out from the first heater 14 is used in the vapor absorption refrigerator 409 to generate cold heat, use heating, or the like. The cooling fluid of the first cooler 16 is water, and the water flowing out from the first cooler 16 flows into the second heater 15. And the water which flowed out from the 2nd heater 15 flows in into the pump 8, and is flowing out toward the 1st cooler 16 again. By providing such a configuration, the external combustion engine 410 can be applied to the installation type cogeneration system 405, and the same effect as the external combustion engine 10 of the first embodiment can be obtained. Become.

また、上記各実施形態では、第１作動媒体１１ｂが出力する機械的エネルギと、第２作動媒体１１ｃが出力する機械的エネルギが略同等である。しかし、これらが出力する機械的エネルギは、略同等でなくてもよい。例えば、駆動周波数を調整させて、各出力のバランスをとればよい。   In the above embodiments, the mechanical energy output from the first working medium 11b and the mechanical energy output from the second working medium 11c are substantially equal. However, the mechanical energy output by these may not be substantially equal. For example, the drive frequency may be adjusted to balance each output.

また、上記第１実施形態では、第１作動媒体１１ｂにおける最大圧力と最小圧力との差である第１圧力差ΔＰ１と、第２作動媒体１１ｃにおける最大圧力と最小圧力との差である第２圧力差ΔＰ２とは、略同等である。しかし、これらの圧力差は、略同等でなくてもよい。例えば、各シリンダ１９、２０の内径を調整して、各機械的エネルギのバランスをとればよい。また、例えば、各ピストン２１、２２の移動量を調整して、各機械的エネルギのバランスをとればよい。   In the first embodiment, the first pressure difference ΔP1 that is the difference between the maximum pressure and the minimum pressure in the first working medium 11b and the second pressure that is the difference between the maximum pressure and the minimum pressure in the second working medium 11c. The pressure difference ΔP2 is substantially equivalent. However, these pressure differences may not be substantially equal. For example, the inner diameters of the cylinders 19 and 20 may be adjusted to balance the mechanical energy. Further, for example, the amount of movement of each piston 21 and 22 may be adjusted to balance each mechanical energy.

また、上記第１実施形態では、各作動媒体１１を仕切るダイアフラム３２、３３を備えている。しかし、ダイアフラム３２、３３は、必ずしも備えている必要はない。また、作動媒体１１を２種類の作動媒体で構成していてもよい。例えば、各作動媒体１１の重さを利用して仕切る構成を用いてもよい。具体的には、第１作動媒体１１ｂとして水を、第２作動媒体１１ｃとして油を用いて構成する。その場合においても、水と油とは、混濁を回避し分離した状態で接触し、互いに変位を伝達することが可能である。   Moreover, in the said 1st Embodiment, the diaphragms 32 and 33 which partition each working medium 11 are provided. However, the diaphragms 32 and 33 are not necessarily provided. Further, the working medium 11 may be composed of two types of working medium. For example, a configuration in which the weight of each working medium 11 is used for partitioning may be used. Specifically, water is used as the first working medium 11b and oil is used as the second working medium 11c. Even in that case, water and oil can contact each other in a separated state while avoiding turbidity, and can transmit displacement to each other.

また、上記第１、第２実施形態では、第２加熱器１５にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体が、第１冷却器１６にて第１作動媒体１１ｂと熱交換した流体である。しかし、第２加熱器１５にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、第１冷却器１６にて第１作動媒体１１ｂと熱交換する流体と別の流体でもよい。また、第２加熱器１５にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、第１加熱器１４にて第１作動媒体１１ｂと熱交換した流体であってもよい。また、第１冷却器１６にて第１作動媒体１１ｂと熱交換する流体は、第２冷却器１７にて第２作動媒体１１ｃと熱交換した流体であってもよい。   In the first and second embodiments, the fluid that exchanges heat with the second working medium 11 c in the second heater 15 is fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b in the first cooler 16. . However, the fluid that exchanges heat with the second working medium 11 c in the second heater 15 may be a fluid that is different from the fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b in the first cooler 16. The fluid that exchanges heat with the second working medium 11 c by the second heater 15 may be a fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b by the first heater 14. The fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b in the first cooler 16 may be a fluid that exchanges heat with the second working medium 11 c in the second cooler 17.

また、上記第１実施形態は、第１加熱器１４にて第１作動媒体１１ｂと熱交換する流体は、内燃機関６にて燃焼した排気ガスであり、第１冷却器１６にて第１作動媒体１１ｂと熱交換し、第２加熱器１５にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、内燃機関６を冷却する冷却水であり、第２冷却器１７にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、走行風である。しかし、例えば、第１加熱器１４にて第１作動媒体１１ｂと熱交換し、第２加熱器１５にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、内燃機関６にて燃焼した排気ガスであり、第２冷却器１７にて第２作動媒体１１ｃと熱交換し、第１冷却器１６にて第１作動媒体１１ｂと熱交換する流体は、内燃機関６を冷却する冷却水であってもよい。また、例えば、第１加熱器１４にて第１作動媒体１１ｂと熱交換し、第２加熱器１５にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、内燃機関６にて燃焼した排気ガスであり、第１冷却器１６にて第１作動媒体１１ｂと熱交換する流体は、内燃機関６を冷却する冷却水であり、第２冷却器１７にて第２作動媒体１１ｃと熱交換する流体は、走行風であってもよい。   In the first embodiment, the fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b in the first heater 14 is exhaust gas combusted in the internal combustion engine 6, and the first cooler 16 performs the first operation. The fluid that exchanges heat with the medium 11b and exchanges heat with the second working medium 11c by the second heater 15 is cooling water that cools the internal combustion engine 6, and the second cooler 17 and the second working medium 11c. The fluid for heat exchange is traveling wind. However, for example, the fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b in the first heater 14 and heat exchange with the second working medium 11 c in the second heater 15 is exhaust gas burned in the internal combustion engine 6. The fluid that exchanges heat with the second working medium 11 c in the second cooler 17 and heat exchange with the first working medium 11 b in the first cooler 16 is cooling water that cools the internal combustion engine 6. Good. Further, for example, the fluid that exchanges heat with the first working medium 11 b by the first heater 14 and heat exchange with the second working medium 11 c by the second heater 15 is exhaust gas burned in the internal combustion engine 6. The fluid that exchanges heat with the first working medium 11b in the first cooler 16 is cooling water that cools the internal combustion engine 6, and the fluid that exchanges heat with the second working medium 11c in the second cooler 17 is It may be a running wind.

本発明の第１実施形態における外燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the external combustion engine in 1st Embodiment of this invention. 作動媒体の状態変化を示すグラフである。It is a graph which shows the state change of a working medium. 第２実施形態における外燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the external combustion engine in 2nd Embodiment. 第３実施形態における外燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the external combustion engine in 3rd Embodiment. 他の実施形態における外燃機関の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the external combustion engine in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

６…内燃機関、１１…作動媒体、１１ｂ…第１作動媒体、１１ｃ…第２作動媒体、１１ｄ…第３作動媒体、１２…第１容器、１３…第２容器、１４…第１加熱器、１５…第２加熱器、１６…第１冷却器、１７…第２冷却器、１８…出力部、１９…第１シリンダ、２０…第２シリンダ、２１…第１ピストン、２２…第２ピストン、２３…クランク機構、２４…クランクハウジング、３２…第１ダイアフラム、３３…第２ダイアフラム、２１８…出力部、３１２…第１容器、３１３…第２容器、３１４…第１加熱器、３１５…第２加熱器、３１６…第１冷却器、３１７…第２冷却器、３１８…出力部、４０６…内燃機関。   6 ... Internal combustion engine, 11 ... Working medium, 11b ... First working medium, 11c ... Second working medium, 11d ... Third working medium, 12 ... First container, 13 ... Second container, 14 ... First heater, DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... 2nd heater, 16 ... 1st cooler, 17 ... 2nd cooler, 18 ... Output part, 19 ... 1st cylinder, 20 ... 2nd cylinder, 21 ... 1st piston, 22 ... 2nd piston, DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Crank mechanism, 24 ... Crank housing, 32 ... 1st diaphragm, 33 ... 2nd diaphragm, 218 ... Output part, 312 ... 1st container, 313 ... 2nd container, 314 ... 1st heater, 315 ... 2nd Heater, 316 ... 1st cooler, 317 ... 2nd cooler, 318 ... Output part, 406 ... Internal combustion engine.

Claims (16)

作動媒体（１１）が液体状態で流動可能に封入された管状の第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）と、
前記第１容器（１２、３１２）の一端部側に配置され、前記第１容器（１２、３１２）内の前記作動媒体（１１）の一部を加熱沸騰させて蒸気を発生させる第１加熱器（１４、３１４）と、
前記第１容器（１２、３１２）の他端部と前記第１加熱器（１４、３１４）との間に配置され、前記第１容器（１２、３１２）内の前記蒸気を冷却して液化させる第１冷却器（１６、３１６）と、
前記第２容器（１３、３１３）の一端部側に配置され、前記第２容器（１３、３１３）内の前記作動媒体（１１）の一部を加熱沸騰させて蒸気を発生させる第２加熱器（１５、３１５）と、
前記第２容器（１３、３１３）の他端部と前記第２加熱器（１５、３１５）との間に配置され、前記第２容器（１３、３１３）内の前記蒸気を冷却して液化させる第２冷却器（１７、３１７）と、
前記第１容器（１２、３１２）の他端部と前記第２容器（１３、３１３）の他端部との間に接続され、前記第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）内における前記蒸気の発生と液化によって生じる前記第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）内の前記作動媒体（１１）の液体部分の変位を機械的エネルギに変換して出力する出力部（１８、２１８、３１８）とを備え、
前記出力部（１８、２１８、３１８）は、前記第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）のうち一方の容器側から得られた前記機械的エネルギの一部を、他方の容器内の前記作動媒体（１１）の液体部分に与えるように構成され、
前記作動媒体（１１）は、第１作動媒体（１１ｂ）と、前記第１作動媒体（１１）の沸点或いは凝縮点と異なる沸点、或いは凝縮点を有する第２作動媒体（１１ｃ）と、前記第１作動媒体（１１ｂ）及び前記第２作動媒体（１１ｃ）よりも潤滑性能に優れた第３作動媒体（１１ｄ）を含み、
前記第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）、及び前記出力部（１８、２１８、３１８）の内部空間のうち、前記第１容器（１２、３１２）側の内部空間に前記第１作動媒体（１１ｂ）が液体状態で流動可能に封入され、前記第２容器（１３、３１３）側の内部空間に前記第２作動媒体（１１ｃ）が液体状態で流動可能に封入され、前記出力部（１８、２１８、３１８）側の内部空間に前記第３作動媒体（１１ｄ）が液体状態で充満していることを特徴とする外燃機関。 Tubular first and second containers (12, 13, 312, 313) in which a working medium (11) is encapsulated in a liquid state to be flowable;
A first heater that is disposed on one end side of the first container (12, 312) and generates steam by heating and boiling a part of the working medium (11) in the first container (12, 312). (14, 314),
It arrange | positions between the other end part of the said 1st container (12,312) and the said 1st heater (14,314), and cools and liquefies the said vapor | steam in the said 1st container (12,312). A first cooler (16, 316);
A second heater that is arranged on one end side of the second container (13, 313) and generates steam by heating and boiling a part of the working medium (11) in the second container (13, 313). (15, 315),
The second container (13, 313) is disposed between the other end of the second container (13, 313) and the second heater (15, 315), and the steam in the second container (13, 313) is cooled and liquefied. A second cooler (17, 317);
Connected between the other end of the first container (12, 312) and the other end of the second container (13, 313), the first and second containers (12, 13, 312, 313) An output for converting the displacement of the liquid portion of the working medium (11) in the first and second containers (12, 13, 312, 313) generated by the generation and liquefaction of the vapor into mechanical energy and outputting the mechanical energy Part (18, 218, 318),
The output unit (18, 218, 318) is configured to transfer a part of the mechanical energy obtained from one of the first and second containers (12, 13, 312, 313) to the other container. Configured to provide a liquid portion of the working medium (11) in a
The working medium (11) includes a first working medium (11b), a second working medium (11c) having a boiling point different from the boiling point or condensation point of the first working medium (11), or a condensation point, and the first working medium (11c) . Including a first working medium (11b) and a third working medium (11d) having better lubricating performance than the second working medium (11c),
Of the internal spaces of the first and second containers (12, 13, 312 and 313) and the output unit (18, 218 and 318), the first container (12, 312) side has an inner space. One working medium (11b) is sealed in a liquid state so as to be flowable, and the second working medium (11c) is sealed in a liquid state so as to be flowable in an internal space on the second container (13, 313) side, and the output An external combustion engine characterized in that the third working medium (11d) is filled in an internal space on the side of the section (18, 218, 318) in a liquid state . 前記第１容器（１２、３１２）側から出力される前記機械的エネルギの一部と、前記第２容器（１３、３１３）側から出力される前記機械的エネルギの一部とは、略同等であることを特徴とする請求項１記載の外燃機関。   A part of the mechanical energy output from the first container (12, 312) side and a part of the mechanical energy output from the second container (13, 313) side are substantially equal. The external combustion engine according to claim 1, wherein the external combustion engine is provided. 前記第１作動媒体（１１ｂ）における最大圧力と最小圧力との差である第１圧力差ΔＰ１と、前記第２作動媒体（１１ｃ）における最大圧力と最小圧力との差である第２圧力差ΔＰ２とは、略同等であることを特徴とする請求項１又は２に記載の外燃機関。   A first pressure difference ΔP1 which is a difference between the maximum pressure and the minimum pressure in the first working medium (11b) and a second pressure difference ΔP2 which is a difference between the maximum pressure and the minimum pressure in the second working medium (11c). The external combustion engine according to claim 1, wherein the engine is substantially equivalent. 前記第１作動媒体（１１ｂ）と前記第３作動媒体（１１ｄ）、及び前記第２作動媒体（１１ｃ）と前記第３作動媒体（１１ｄ）とのうち少なくとも一方は、互いに分離した状態で接触していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の外燃機関。 At least one of the first working medium (11b) and the third working medium (11d) and the second working medium (11c) and the third working medium (11d) are in contact with each other in a separated state. The external combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the external combustion engine is provided. 前記第１作動媒体（１１ｂ）と前記第３作動媒体（１１ｄ）、及び前記第２作動媒体（１１ｃ）と前記第３作動媒体（１１ｄ）とのうち少なくとも一方は、前記第１、第２容器（１２、１３、３１２、３１３）、及び前記出力部（１８、２１８、３１８）の内部空間を仕切る薄板状のダイアフラム（３２、３３）によって分離されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の外燃機関。 At least one of the first working medium (11b), the third working medium (11d), and the second working medium (11c) and the third working medium (11d) is the first and second containers. (12,13,312,313), and claims 1, characterized in that it is separated by a diaphragm (32, 33) lamellar partitioning the inner space of the output unit (18,218,318) 4 External combustion engine as described in any one of these . 前記第１加熱器（１４、３１４）における加熱温度と、前記第２加熱器（１５、３１５）における加熱温度とは、異なっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の外燃機関。 The heating temperature in the first heater (14, 314), said the heating temperature in the second heater (15,315), any one of the claims 1, characterized in that different 5 The listed external combustion engine. 前記第１加熱器（１４、３１４）は、前記第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第２加熱器（１５、３１５）は、前記第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第１加熱器（１４、３１４）と前記第２加熱器（１５、３１５）とは、前記流体の流れに対し直列に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の外燃機関。 The first heater (14, 314) is a heat exchanger that exchanges heat between the first working medium (11b) and a fluid,
The second heater (15, 315) is a heat exchanger that exchanges heat between the second working medium (11c) and the fluid,
The said 1st heater (14, 314) and the said 2nd heater (15, 315) are connected in series with respect to the flow of the said fluid, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. External combustion engine described in 1. 前記第１加熱器（１４、３１４）は、前記第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第２加熱器（１５、３１５）は、前記第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第１加熱器（１４、３１４）と前記第２加熱器（１５、３１５）とは、前記流体の流れに対し並列に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の外燃機関。 The first heater (14, 314) is a heat exchanger that exchanges heat between the first working medium (11b) and a fluid,
The second heater (15, 315) is a heat exchanger that exchanges heat between the second working medium (11c) and the fluid,
The said 1st heater (14,314) and the said 2nd heater (15,315) are connected in parallel with respect to the flow of the said fluid, The any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. External combustion engine described in 1. 前記第１冷却器（１６、３１６）における冷却温度と、前記第２冷却器（１７、３１７）における冷却温度とは、異なっていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の外燃機関。 A cooling temperature in the first cooler (16 316), the second cooler and the cooling temperature in (17,317), any one of the claims 1, characterized in that different 8 The listed external combustion engine. 前記第１冷却器（１６、３１６）は、前記第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第２冷却器（１７、３１７）は、前記第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第１冷却器（１６、３１６）と前記第２冷却器（１７、３１７）とは、前記流体の流れに対し直列に接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の外燃機関。 The first cooler (16, 316) is a heat exchanger that exchanges heat between the first working medium (11b) and a fluid,
The second cooler (17, 317) is a heat exchanger that exchanges heat between the second working medium (11c) and the fluid,
The said 1st cooler (16,316) and the said 2nd cooler (17,317) are connected in series with respect to the flow of the said fluid, The any one of Claim 1 to 8 characterized by the above-mentioned. External combustion engine described in 1. 前記第１冷却器（１６、３１６）は、前記第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第２冷却器（１７、３１７）は、前記第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第１冷却器（１６、３１６）と前記第２冷却器（１７、３１７）とは、前記流体の流れに対し並列に接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の外燃機関。 The first cooler (16, 316) is a heat exchanger that exchanges heat between the first working medium (11b) and a fluid,
The second cooler (17, 317) is a heat exchanger that exchanges heat between the second working medium (11c) and the fluid,
The said 1st cooler (16,316) and the said 2nd cooler (17,317) are connected in parallel with respect to the flow of the said fluid, The any one of Claim 1 to 7 characterized by the above-mentioned. External combustion engine described in 1. 前記第１冷却器（１６、３１６）は、前記第１作動媒体（１１ｂ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第２加熱器（１５、３１５）は、前記第２作動媒体（１１ｃ）と流体とを熱交換させる熱交換器であり、
前記第１冷却器（１６、３１６）と前記第２加熱器（１５、３１５）とは、前記流体の流れに対し直列に接続されていることを特徴とする請求項６記載の外燃機関。 The first cooler (16, 316) is a heat exchanger that exchanges heat between the first working medium (11b) and a fluid,
The second heater (15, 315) is a heat exchanger that exchanges heat between the second working medium (11c) and the fluid,
The external combustion engine according to claim 6, wherein the first cooler (16, 316) and the second heater (15, 315) are connected in series to the fluid flow. 車両に適用される請求項１２に記載の外燃機関であって、
前記第１加熱器（１４、３１４）は、内燃機関（６、４０６）にて燃焼した排気ガスが前記第１作動媒体（１１ｂ）と熱交換するように配設され、
前記第１冷却器（１６、３１６）及び前記第２加熱器（１５、３１５）は、前記内燃機関（６、４０６）を冷却する冷却水が前記第１作動媒体（１１ｂ）と熱交換した後、前記第２作動媒体（１１ｃ）と熱交換するように配設され、
前記第２冷却器（１７、３１７）は、走行風が前記第２作動媒体（１１ｃ）と熱交換するように配設されていることを特徴とする外燃機関。 The external combustion engine according to claim 12 , which is applied to a vehicle,
The first heater (14, 314) is arranged so that the exhaust gas combusted in the internal combustion engine (6, 406) exchanges heat with the first working medium (11b),
The first cooler (16, 316) and the second heater (15, 315) are configured so that cooling water for cooling the internal combustion engine (6, 406) exchanges heat with the first working medium (11b). , Arranged to exchange heat with the second working medium (11c),
The external combustion engine, wherein the second cooler (17, 317) is arranged so that traveling wind exchanges heat with the second working medium (11c). 前記第１作動媒体（１１ｂ）の液体部分の変位の位相と、前記第２作動媒体（１１ｃ）の液体部分の変位の位相とが１８０°ずれるようになっていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の外燃機関。 The phase of the displacement of the liquid part of the first working medium (11b) and the phase of the displacement of the liquid part of the second working medium (11c) are shifted by 180 °. The external combustion engine as described in any one of thru | or 13 . 前記第１容器（１２、３１２）の他端部と前記第２容器（１３、３１３）の他端部とが、前記出力部（１８、２１８、３１８）を挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の外燃機関。 The other end portion of the first container (12, 312) and the other end portion of the second container (13, 313) are opposed to each other with the output portion (18, 218, 318) interposed therebetween. The external combustion engine according to any one of claims 1 to 14 , wherein the external combustion engine is characterized. 前記出力部（１８、２１８、３１８）は、前記第１容器（１２、３１２）の他端部と連通する第１シリンダ（１９）と、
前記第１シリンダ（１９）に摺動可能に支持され、前記第１作動媒体（１１ｂ）の液体部分によって押圧される第１ピストン（２１）と、
前記第２容器（１３、３１３）の他端部と連通する第２シリンダ（２０）と、
前記第２シリンダ（２０）に摺動可能に支持され、前記第２作動媒体（１１ｃ）の液体部分によって押圧される第２ピストン（２２）と、
前記第１、第２ピストン（２１、２２）に連結され、前記第１、第２ピストン（２１、２２）の直線運動を回転運動に変換するクランク機構（２３）とを有していることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の外燃機関。 The output section (18, 218, 318) includes a first cylinder (19) communicating with the other end of the first container (12, 312),
A first piston (21) slidably supported by the first cylinder (19) and pressed by a liquid portion of the first working medium (11b);
A second cylinder (20) communicating with the other end of the second container (13, 313);
A second piston (22) slidably supported by the second cylinder (20) and pressed by a liquid portion of the second working medium (11c);
A crank mechanism (23) connected to the first and second pistons (21, 22) for converting linear motion of the first and second pistons (21, 22) into rotational motion; The external combustion engine according to any one of claims 1 to 15 , wherein the external combustion engine is characterized in that:
JP2008204019A 2008-08-07 2008-08-07 External combustion engine Expired - Fee Related JP5045602B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008204019A JP5045602B2 (en) 2008-08-07 2008-08-07 External combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008204019A JP5045602B2 (en) 2008-08-07 2008-08-07 External combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010038089A JP2010038089A (en) 2010-02-18
JP5045602B2 true JP5045602B2 (en) 2012-10-10

Family

ID=42010888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008204019A Expired - Fee Related JP5045602B2 (en) 2008-08-07 2008-08-07 External combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5045602B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8513852B2 (en) 2007-09-17 2013-08-20 Robert Bosch Gmbh Commutation device and electric machine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101594388B1 (en) * 2013-10-21 2016-02-18 노영규 Engine using phase transformation of water
JP6237354B2 (en) * 2014-03-07 2017-11-29 株式会社デンソー Heat recovery power generation system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179842A (en) * 1984-09-28 1986-04-23 Aisin Seiki Co Ltd Liquid type stirling engine
JPS61207862A (en) * 1985-03-13 1986-09-16 Aisin Seiki Co Ltd Liquid type stirling engine
JPH07145754A (en) * 1993-11-25 1995-06-06 Naoji Isshiki Sterling cycle device with liquid in its level inside
JPH09126051A (en) * 1995-10-31 1997-05-13 Aisin New Hard Kk One-way generating device for liquid piston engine
JPH10252556A (en) * 1997-03-17 1998-09-22 Aisin Seiki Co Ltd Rankine cycle engine
JP4140544B2 (en) * 2004-03-26 2008-08-27 株式会社デンソー Waste heat utilization equipment
JP2007023885A (en) * 2005-07-15 2007-02-01 Leben Hanbai:Kk Stirling engine using liquefied substance for working gas
JP4835452B2 (en) * 2007-02-05 2011-12-14 株式会社デンソー External combustion engine
JP4434286B2 (en) * 2008-03-06 2010-03-17 株式会社デンソー External combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8513852B2 (en) 2007-09-17 2013-08-20 Robert Bosch Gmbh Commutation device and electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010038089A (en) 2010-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6568169B2 (en) Fluidic-piston engine
US4444011A (en) Hot gas engine
JP4835452B2 (en) External combustion engine
US5214923A (en) Vuilleumier heat pump
JP4246202B2 (en) Multistage Stirling engine
KR19980042401A (en) Stirling Cycle Engine
JP5045602B2 (en) External combustion engine
JP2006200431A (en) Engine system
JP2005054640A (en) Stirling engine
JP2009144598A (en) External combustion engine
WO2019012490A1 (en) Double-acting stirling engines with optimal parameters and waveforms
US20130305703A1 (en) Integrated Heat and Stirling Engine
JP2010144518A (en) Rotary stirling engine
JP2017503969A (en) Variable volume transfer shuttle capsule and valve mechanism
JP4342566B2 (en) Heat engine
JP2000136753A (en) V-arranged stirling equipment
JP5467462B2 (en) Low temperature differential force transducer
JP4997462B2 (en) Stirling regenerative external combustion system and refrigerator system using the same
US10072608B2 (en) Stirling engine
JP2000146336A (en) V-shaped two-piston stirling equipment
US20240151215A1 (en) Devices and methods for converting thermal, mechanical and/or electrical energy quantities
JP2005076557A (en) Stirling engine
JP2009287490A (en) Sterling engine using reciprocating flow turbine
NO20110247A1 (en) Bellows heat exchanger by heating machine, heat pump, expander or compressor
RU2225532C1 (en) Unit for using environmental heat energy

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111206

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120619

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120702

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees