JPH0684745B2

JPH0684745B2 - 熱エンジン

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Publication number: JPH0684745B2
Application number: JP57185315A
Authority: JP
Inventors: マルカム・ビツクネル・マツキニス
Original assignee: PAIROTSUKUSU Ltd
Current assignee: PAIROTSUKUSU Ltd
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: JPS58135346A; US4621497A; DE3239021A1; DE3239021C2; FR2515253A1; GB2107793B; GB2107793A; FR2515253B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、熱エンジンに関し、特に効率的な熱力学的サ
イクルで作動する熱エンジンに関する。

（従来技術）本発明の背景として、いわゆる理想的な熱力学的サイク
ルの簡単な説明を以下にする。

技術分野において良くしられているように、オットーサ
イクル、ディーゼルサイクル、及び混合サイクルは、す
べて、サイクル中の最高温度と最低温度に基くカルノサ
イクルの効率よりも小さい熱力学的効率を有する。

カルノサイクルは、サイクルの平均有効圧力が非常に小
さいので、作動流体として完全ガスを用いる往復エンジ
ンの基礎として特別に魅力的でない。これは、第1a図に
おける圧力−体積線図上のサイクルの細い外観から明ら
かである。

この欠点を受けない、カルノの効率を有する他のサイク
ルがある。２つの定容積工程と２つの等温工程とからな
るサイクルは、スターリングサイクルである（第1b図参
照）。工程２−３の間に供給される熱は、工程４−１の
間に捨てられる熱に量的に等しい。流体の温度は、これ
ら２つの工程の間、同じ限界値の間で変動する。それ
故、捨てられた熱Q₄₁をQ₂₃として作動流体へ戻すことが
理論的に可能である。理想的には、この熱の移送は、熱
交換器内において可逆的に達成することができる。

完全な熱交換器にあっては、サイクル中外部の源から加
えられる熱のみが、等温工程３−４の間に（即ち、T_aに
おいて）移送される熱であり、外部の流しへ捨てられる
熱のみが、等温工程１−２の間に（即ち、T_bにおいて）
移送される熱量である。従って、このサイクルの効率は
（T_a−T_b）／T_aである。このサイクルの平均有効圧力
は、カルノサイクルの平均有効圧力よりはるかに大き
く、オットサイクルの平均有効圧力に匹敵する。

同様なサイクルであるエリクソンサイクルは、２つの定
圧工程と２つの等温工程とからなる（第1c図参照）。こ
の場合、一方の定圧工程の間に捨てられる熱は、熱交換
器を経て他方の定圧工程の間に作動流体へ戻され、再び
このサイクルは、カルノサイクルの効率を有する。

本発明は、スターリングサイクル、エリクソンサイクル
及びカルノサイクルのような又は類似の可逆熱力学的サ
イクルで作動する熱エンジンである。

（発明の目的）本発明の目的は、効率的な熱力学的サイクルで作動する
比較的に単純な効果的な熱エンジンを提供することであ
る。

本発明のより具体的な目的は、機械的な動力源として又
は冷凍等の熱ポンプとして作動しうるように、効率的な
熱力学的サイクルで可逆的に作動しうる熱エンジンを提
供することである。

（発明の構成）本発明は、室を画成する内壁と、内壁の周りに配置された熱伝達表
面とを有する閉じられたケース；室内に回転可能に装着され、且つディスプレーサと内壁
との間に作動空間を画成するディスプレーサであって、
大容積の上記作動空間は、ディスプレーサが室内で回転
するとき室の内壁の周りを動かされ、使用中の作動空間
は熱伝達表面と協働し従って熱力学的パラメータの変化
を受けるように収容された作動流体を含んでいること；
及びディスプレーサが室内で回転するとき、作動空間と流体
連通し上記作動空間より小容積の補助空間の体積を所定
の方法で周期的に増減させるように作用する体積変更手
段；を包含する熱エンジンである。

運転中、熱伝達表面は、作動空間の移動の経路の周りで
異なる温度に維持されるように配列されるのが好まし
い。熱エンジンのケースは、好ましくは、ケースの異な
る部分の間又はその部分へ及びその部分から熱を伝達
し、それによって熱伝達表面の異なる部分の間又はその
部分へ又はその部分から熱を伝達するように作用する熱
交換器手段を包含する。

好ましい構造において、室は、一般的に円筒形であり、
ディスプレーサは、室を通して延びる中心軸線の周りに
回転するように装着されている。熱伝達表面は、室の壁
からほぼ半径方向内側に突出し、ほぼ円周方向に延びる
熱伝達表面部分により少なくとも部分的に画成すること
ができる。熱伝達表面部分を通しての円周方向の熱の伝
達を妨げるために、各熱伝達表面部分を、各円周方向に
隣接する熱伝達表面部分から少なくとも部分的に絶縁す
ることができる。これは、隣接する熱伝達表面部分間に
半径方向の間隙スロットを設けることにより達成するこ
とができる。

ディスプレーサは、ディスプレーサの円周からほぼ半径
方向外側へ突出し、円周方向に延びるディスプレーサ表
面部分を備え、このディスプレーサ表面部分は、ディス
プレーサがケースの室の内部でケースと近接するよう
に、上記デイスプレーサ表面部分が熱伝達表面部分に対
しほぼ相補的である。作動空間は、前記半径方向外側に
延びるディスプレーサ表面部分を備えていないディスプ
レーサの外側表面の一部と室の内側との間に画成される
のが好ましい。

１つの可能な実施態様において、体積変更手段は、ディ
スプレーサ内のシリンダの内部に往復運動しうるように
装着されたピストンを包含し、シリンダの一端は、作動
空間の位置でディスプレーサの外側表面へ開放され、そ
れによってシリンダ内部でのピストンの往復運動が作動
空間の体積を変える。然しながら、作動空間の体積を変
えるために、２つ以上のピストン／シリンダの組合せを
ディスプレーサ内及び／又は室の内壁の内に設けること
ができる、ということが理解されるであろう。

好ましい実施態様において、ピストンは、ディスプレー
サの回転の軸線から片寄りした主クランク点へ結合装置
により連結され、ディスプレーサが回転するときピスト
ンがシリンダ内で往復運動するようになっている。一層
望ましい熱力学的サイクルを達成するために、熱エンジ
ンは、主クランク点へ連結から生ずるピストンの主運動
にある運動を重ねるように作用する重ねクランク機構
（a superimposing crank mechanism）を更に包含する
ことができ、重ねクランク機構は、ピストンをそこへ連
結する副クランク点を含み、ディスプレーサが回転し続
けている間ほぼ一定の体積の作動空間がピストンの移動
の２つの限界で一時的に維持されるようなピストンの移
動を生じさせるように、副クランク点は、ディスプレー
サの回転中、主クランク点に関して周期的に移動可能で
ある。

（実施例）本発明の実施態様を、添付図面を参照して以下に説明す
る。

第２図と第３図に示す実施態様において、熱エンジン
は、室を画成する内壁11を有する閉じられたケース10を
包含する。熱伝達表面13は、内壁の周りに配置されてい
る。閉じられた外側ケース10は、シールされた容器を画
成し且つ遭遇する温度と圧力で作用するのに適当ないか
なる材料から作ることもできる。図示されているよう
に、ケース10は、室12がほぼ円筒形となるように、ほぼ
ドラム形とすることができ、熱伝達表面13は、円筒形室
12の周りにほぼ円筒方向に配列されている。

熱伝達表面13は、室の内壁11からほぼ半径方向内側に突
出し、ほぼ円周方向に延びる熱伝達表面部分14により少
なくとも部分的に画成される。各熱伝達表面部分14は、
熱伝達表面部分を通しての円周方向の熱の伝達を防ぐた
めに、一つの熱伝達表面部分において隣接する他の熱伝
達表面部分14から少なくとも部分的に絶縁されている。
これは、第２図に示すように、相隣接する熱伝達表面部
分14の間でほぼ半径方向に向けられた隔壁15により達成
される。ケース10の壁11もまた熱伝達表面となる。

熱エンジンは、また、室12の内部に回転可能に装着され
たディスプレーサ20を包含し、該ディスプレーサ20と内
壁11との間に作動空間21を画成する。作動空間21は、デ
ィスプレーサ20が室12内で回転するとき、室の内壁11の
周りで移動させられる。作動空間は、使用中、熱力学的
パラメータの変化を受けるようになった作動流体を包含
している。熱伝達表面13は、作動空間21内の作動流体へ
及び作動流体からの熱の流れを容易にするように、作動
空間21の移動の経路の周りで異なる温度に維持されるよ
うに配列されている。例えば、熱伝達表面13を有する室
12の周囲は、全周にわたって、低い温度から高い温度ま
での異なる温度に露出される。

作動空間21内の作動流体は、ヘリウム又は水素のような
ガスでよく、好ましくは作動ガスは、大気圧より高い圧
力を有する。作動液体は、熱エンジンの熱力学的サイク
ルの全体を通して種々の圧力と温度にさらされる。

ディスプレーサ20は、室12を通して延びる中心軸線の周
りに回転するように装着される。第３図に最もよく示す
ように、ディスプレーサ20は、ケースの内壁11を通して
軸線方向に突出する支持軸22、23上で回転可能であり、
ケース10の内側と外側の間の流体圧力の差により軸22、
23上に生じた力が釣合うように、２本の軸22、23の横断
面積は、軸がケースの壁11を通して突出する所で等しく
なっている。勿論、適当な軸受とシールが軸22、23のた
めに設けられるのが普通であるが、これらは図面に示し
ていない。

もしも望むならば、ディスプレーサ20は、ディスプレー
サ20の角速度の変動を最少にするためフライホイールと
して機能するように、比較的大きい質量をもたせてもよ
い。

ケース10は、ケース10の異なる部分の間又はその部分へ
及びその部分から熱を伝達し、それによって熱伝達表面
13の異なる部分の間又はその部分へ及びその部分から熱
を伝達するように作用する熱交換器手段25を包含する。
熱エンジンには、多数の従来の熱交換器を設けることが
できる。例えば、熱交換器手段25は、熱の伝達を行うよ
うに、その中で循環されるように配置された熱伝達流体
を含む。二者択一的に（又は追加的に）、本発明による
熱エンジンを一般的には２つ包含する熱エンジン配置を
設けることができ、２つの熱エンジンは、異なる方向に
作動し、２つの熱エンジンの間に熱交換的熱伝達が生ず
るように、相互に隣接して装着される。即ち、２つの熱
エンジンは、熱伝達の目的で相互に最も接近している熱
交換から最も利益を受け得る２つのケース10の夫々の部
分と相並んで装着されることになるであろう。

他の可能な熱交換器は、実際の作動流体を作動空間21へ
移動させたり、作動空間21から移動させたりするための
手段や、実際の作動流体をエンジンのある部分から他の
部分に移動させるための手段を包含する。この場合に
は、熱交換器は、溝又は管から成るものでよく、作動流
体の循環を促進するための圧送手段を含むのが好まし
い。

第２図と第３図に示すディスプレーサ20は、ディスプレ
ーサ20の周囲からほぼ半径方向外側へ突出する円周方向
に延びるディスプレーサ表面部分27を備え、このディス
プレーサ表面部分27は、ディスプレーサ20がケースの室
の内部でケースと近接するように、上記デイスプレーサ
表面部分が熱伝達表面部分13に対しほぼ相補的となって
いる。第３図に最もよく示すように、表面部分27は、ケ
ース10の表面部分14と噛み合う環状リングの一般的な形
をしている。ディスプレーサ20は、使用中ケース10内で
回転し、動力はディスプレーサを介して熱エンジンへ伝
達され、また熱エンジンから伝達される。例えば、軸22
は、動力取出軸又は入力軸を包含することができる。

作動空間21は、ディスプレーサ20の外側表面であって、
半径方向の外側に延びるディスプレーサ表面部分27を備
えていない部分28と、室12の内壁11との間に画成され
る。即ち、部分28は、ディスプレーサの周囲において、
体積の除去すなわち減少された環状リングを有するセグ
メント又は区分により構成され、ディスプレーサ20が回
転するとき、作動空間21の作動流体が、室12の周囲を、
異なる温度帯域を通して運ばれるようになっている。

熱エンジンは、また、ディスプレーサ20が室12内で回転
するとき、所定の方法で作動空間21の体積を周期的に変
えるように作用する体積変更手段30をも包含する。図面
に示されている体積変更手段30は、ディスプレーサ20内
のシリンダ32の内部で往復運動しうるように装着された
ピストン31を包含し、シリンダ32の一端は、作動空間21
の部分28でディスプレーサ20の外側表面へ開き、それに
よってシリンダ32内のピストン31の往復運動が作動空間
21の体積を変える。この構成にあっては、ピストン31と
シリンダ32は、ディスプレーサ20が室12内で回転すると
きディスプレーサ20によって周りを支持される。

シリンダ32内のピストン31の位置は、ディスプレーサ20
が回転するときピストンを往復運動させるように作用す
る機械組立体により決定される。第２図と第３図に示す
機械組立体は、連結装置33を包含し、ピストン31は、デ
ィスプレーサ20の回転の軸線から片寄りした主クランク
点34へ連結装置33により連結され、ディスプレーサ20が
回転するときピストン31がシリンダ32内を往復運動する
ようになっている。連結装置33は、特に、クランクアー
ム35（以下、主クランク35と言う）と、主クランク35と
ピストン31との間の連結ロッド36とを包含する。主クラ
ンク35は、ケース10の外へ軸線方向に延びるクランク軸
37へ結合されている。主クランク35と連結ロッド36との
間で偏心して配置されたクランクピンが主クランク点34
を画成する。

主クランク点34は、ケース10の固定した位置に保持さ
れ、ディスプレーサ20が回転するとき、ピストン31はシ
リンダ32内で往復運動し、ディスプレーサ20の一回転で
１サイクルを完了する。エンジンの運転中、主クランク
点34は、適所に固定されることが期待されるけれども、
主クランク点34は、エンジンの運転サイクルの性質の選
択的な変更と調節を可能ならしめるように、選択的に動
かし得ることが好ましい。運転サイクルのこの変更は、
クランク軸37の角度の調節によって達成し得る。勿論、
熱エンジンの効率、動力出力等の選択的な変更を達成す
るため、エンジンの運転中に主クランク点34の位置を変
えることが望ましい。

第４図と第５図は、本発明による熱エンジンの可能な第
２の実施態様を示しているが、第２図と第３図において
用いた同じ参照数字を、対応する構成要素に対して使用
した。第４図と第５図の熱エンジンは、主クランク点34
への結合から生ずるピストン31の主運動にある運動を重
ねるように作用する重ねクランク機構40を包含する。重
ねクランク機構40は、ピストン31をそこへ結合する副ク
ランク点41を含み、副クランク点41は、ディスプレーサ
20の回転中、主クランク点34に関して相対的に移動可能
である。この重ね移動は、ディスプレーサ20が回転し続
ける間、ほぼ一定の体積の作動空間21をピストン31の移
動の２つの限界において一時的に維持するようなピスト
ン31の移動を生じさせることができる。第４図と第５図
から容易に理解しうるように、主クランク点34へのピス
トン31の連結は、シリンダ32内のピストン31のほぼ正弦
波の主往復運動を生じさせ、副クランク点41へのピスト
ン31の連結は、比較的低い振幅のほぼ正弦波の副往復運
動を生じさせる。好ましくは、理想的な熱力学的サイク
ル、特にスターリングサイクルに近いエンジン運転サイ
クルを生じさせるために、副往復運動の周波数は主往復
運動の周波数の３倍に等しくする。

第４図と第５図に示されている特定の重ねクランク機構
40は、主クランク点34を通過する軸線の周りに回転する
ように装架されたギヤホイール42を包含する。ピストン
31は、ギヤホイール42上で半径方向に変位された点によ
り構成される副クランク点41へ連結されている。ギヤホ
イール42は、ディスプレーサ20上に装着された円形ギヤ
ホイール又はラック43と噛み合い、ディスプレーサ20が
１回転を完了する間にギヤホイール42が３回転を完了す
るようになっている。

第２図は第３図の主クランク35の場合のように、円形ギ
ヤホイール又はラック43は、エンジンの運転中、ディス
プレーサ20上の適所に固定されることが期待される。然
しながら、円形ギヤラック43は、エンジンの運転サイク
ルの性質の選択的な変更と調節を可能ならしめるよう
に、ディスプレーサ20に関して選択的に回転可能である
ことが好ましい。特に、ギヤ43の回転は、主クランク35
により与えられるピストン31の主振動の位相に関して、
ギヤホイール42の回転により与えられる重ね移動の位相
を相対的に変えるであろう。従って、第４図と第５図に
示す熱エンジンの好ましい実施態様は、熱エンジンがそ
れに基いて運転している熱力学的サイクルの性質の相当
な変更を可能ならしめる。

第２図〜第５図を参照して説明した構造の配列に対し、
種々の追加と修正を施しうることが理解されるであろ
う。例えば、ディスプレーサ20の内側の体積は、体積変
更手段30のための緩衝帯域をピストン31の背後に構成
し、それ故、体積変更手段上の力は、作動空間21内に含
まれる作動流体の平均サイクル圧力と作動空間21内に現
存する瞬間的な作動流体圧力との間の圧力の差に一層密
接に関係する。ディスプレーサ20の内側の体積は、作動
空間21から良くシールされることが好ましい。

熱の伝達を改良するための他の選択的な変更態様は、作
動空間21内の作動流体の循環を促進することによって、
作動流体へ及び作動流体からの熱の伝達を改善するよう
に作用するファン又はブロア手段（図示せず）を設ける
ことを包含する。ファン又はブロア手段は、ディスプレ
ーサ20内に装着することができる。好ましくは、ファン
又はブロア手段は、例えば一対のギヤによって、室12内
のディスプレーサ20の回転により駆動され、一方のギヤ
はファン又はブロアと関連づけられ、他方のギヤはケー
ス10上に設けられる。ファン又はブロア手段は、作動空
間21内の作動流体の循環速度を増大させる。

上記ファン又はブロア手段は、第６図及び第７図に示す
熱エンジンの実施例に示されている。このファン又はブ
ロア手段は、ディスプレーサ20に回転可能に取付けられ
た軸52に固定された複数のファン部材51を有する。リン
グギヤ54がケース10の側面上であってディスプレーサ20
の回転軸線のまわりの位置に配置されている。軸52上の
第22歯車53がリングギヤ54と噛み合っている。以上の構
成において、ディスプレーサ20がケース10に対し回転す
ると、ファン部材51が駆動されて、作動流体を循環させ
る。

第４図と第５図に示すギヤホイール42それ自体は、副ク
ランク点41を与えるが、然し別の小クランクを設けて、
その小クランクへ連結ロッド36を連結し、小クランクを
ギヤ42により駆動することができることが理解されるで
あろう。また、小クランクギヤ42は、主クランク35の何
れの側に装着することもできる。所望により、連結ロッ
ド36の重ね移動を達成するために、回転動力を伝達する
ためのプーリ又は他の装置をギヤ配置の代りに用いても
よい。

本発明による熱エンジンを２つ以上一緒に結合しうるこ
とが理解されるであろう。これらの熱エンジンは、必ず
しも共通の熱力学的サイクルで運転する必要はない。２
つ以上の熱エンジンを、逆サイクルで運転することがで
きる。この特定の配置は、冷却又は熱ポンプ作用の目的
で用いることができる。

例えば、スターリングサイクルに極めて類似したサイク
ルで本発明による熱エンジンを運転するために、外側ケ
ースは、４つの別々の熱移送帯域へ分割される（第1b図
参照）。４つの帯域は、大きさを等しくすることができ
る。第１帯域は低温帯域（第1b図の１−２）であり、次
は加熱帯域（２−３）であり、次は高温帯域（３−４）
であり、最後は冷却帯域（４−１）である。作動空間21
に対する体積変更手段30は、作動空間21が帯域２−３を
通過するとき空間21の体積を最少にし、作動空間21が帯
域４−１を通過するとき体積を最大にするように設定さ
れる。体積は、帯域１と２の間で減少し、帯域３と４の
間で増大する。

エリクソンサイクルに極めて類似するサイクルで熱エン
ジンを運転するために、外側ケース20は、同じ４つの熱
移送帯域へ分割される（第1c図参照）。作動空間21に対
する体積変更手段30は、作動空間21が第1c図の帯域２−
１を通過するとき圧力を最大にし、作動空間21が第1c図
の帯域４−１を通過するとき圧力を最小にするように設
定される。

もしも熱エンジンが、第1b図又は第1c図に与えられた
１、２、３、４の順序の熱力学的条件に従うならば、そ
のときは、動力が、熱エンジンから供給されるであろ
う。もしも熱エンジンが、順序１、４、３、２の条件に
従うならば、そのときは、動力が熱エンジンにより消費
されるであろう。

熱エンジンの第２の好ましい形態において説明した、副
クランク点41を与えるギヤ42により構成された小クラン
クは、真の一定圧力条件又は一定容積条件に極めて近似
することを可能とし、この条件は、理想的な熱力学的サ
イクルの或る帯域に対して要求されうるものである。

スターリングサイクルの場合、主クランクが、第1b図の
帯域２−３の中間の作動空間にあって、頂部死点にある
とき、小クランクを底部死点に設定することができる。
そのとき、主クランクが底部死点にあるとき、小クラン
クも底部死点にあり、作動空間は帯域４−１の中途にあ
る。

エリクソンサイクルの場合、作動空間を帯域２に位置決
めして、小クランクと主クランクを頂部死点に設定する
ことができる。作動空間が第1c図の地点４にあるとき、
両者は底部死点にある。

小クランクと主クランクの長さの比率は、これらのほぼ
一定の体積帯域の精度を決定する。典型的には、この比
率は約0.134である。

上述のように、主クランクと小クランクの角度位置は、
異なる外側ケース温度帯域とディスプレーサの夫々に関
して変更可能である。それは、熱移送過程の時間の遅
れ、動力の出力又は消費の変動、又は異なる熱力学的サ
イクルを可能とする。

（発明の効果）本発明によれば、熱エンジンが運転されるとき、真の可
逆熱力学的サイクルに非常に近い熱力学的熱エンジンサ
イクルで運転し得るように、比例させ且つ調節すること
ができる。二者択一的に、広範囲の熱力学的サイクルが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第1a図、第1b図、第1c図は、カルノサイクル、スターリ
ングサイクル、及びエリクソンサイクルの熱力学的サイ
クルに対する圧力／体積線図を示す。第２図は、本発明の好ましい第１実施態様による熱エン
ジンの概略断面側面図である。第３図は、第２図のIII-III線に沿ってとられた、第２
図の熱エンジンの断面図である。第４図は、本発明による熱エンジンの第２実施態様の概
略断面側面図である。第５図は、第４図のV-V線に沿った図である。第６図は、作動流体の循環を促進するためのファンまた
はブロア手段を組込んだ熱エンジンの部分断面図であ
る。第７図は、第６図の線VII-VIIに沿った断面図である。 10……ケース 11……内壁 13……熱伝達表面 20……ディスプレーサ 21……作動空間 30……体積変更手段 15……隔壁 27……ディスプレーサ表面部分 31……ピストン 32……シリンダ 34……主クランク点 40……重ねクランク機構 41……副クランク点 42……ギヤホイール 43……円形ギヤラック 22,23……支持軸 33……連結装置 35……主クランク 36……連結ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−98844（ＪＰ，Ａ) 特公昭36−21904（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室を画成する内壁と、内壁の周りに配置さ
れた熱伝達表面とを有する閉じられたケース；室内に回転可能に装着され、且つディスプレーサと内壁
との間に作動空間を画成するディスプレーサであって、
大容積の上記作動空間は、ディスプレーサが室内で回転
するとき室の内壁の周りを動かされ、使用中の作動空間
は熱伝達表面と協働し従って熱力学的パラメータの変化
を受けるように収容された作動流体を含んでいること；
及びディスプレーサが室内で回転するとき、作動空間と流体
連通し上記作動空間より小容積の補助空間の体積を所定
の方法で周期的に増減させるように作用する体積変更手
段；を包含する熱エンジン。
【請求項２】熱伝達表面が、作動空間の移動の径路の周
りに異なる温度で維持されるように配列されているこ
と、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱エン
ジン。
【請求項３】ケースが、熱交換手段を包含し、前記熱交
換手段が、ケースの異なる部分の間又は異なる部分の方
へ及び異なる部分から熱を伝達し、それによって熱伝達
表面の間又は熱伝達表面の方へ及び熱伝達表面から熱を
伝達するように作用すること、を特徴とする特許請求の
範囲第２項に記載の熱エンジン。
【請求項４】熱交換手段が、熱の伝達を行うようにその
中で循環される熱伝達流体を包含すること、を特徴とす
る特許請求の範囲第３項に記載の熱エンジン。
【請求項５】２つの上記熱エンジンを包含し、２つの熱
エンジンは、対向方向に運転されるように作動可能であ
ると共に、熱交換的な熱伝達が２つの熱エンジンの間で
生ずるように互いに隣接して装着されていること、を特
徴とする特許請求の範囲第３項に記載の熱エンジン。
【請求項６】室がほぼ円筒形であり、ディスプレーサ
が、室を通して延びる中心軸線の周りに回転しうるよう
に装架されていること、を特徴とする特許請求の範囲第
２項に記載の熱エンジン。
【請求項７】熱伝達表面が、室の壁からほぼ半径方向内
側に突出するほぼ円周方向に延びる熱伝達表面部分によ
り少なくとも部分的に画成されていること、を特徴とす
る特許請求の範囲第６項に記載の熱エンジン。
【請求項８】各前記熱伝達表面部分が、熱伝達表面部分
を通しての円周方向の熱伝達を妨げるように、各円周方
向に隣接する熱伝達表面部分から少なくとも部分的に絶
縁されていること、を特徴とする特許請求の範囲第７項
に記載の熱エンジン。
【請求項９】ディスプレーサが、円周方向に延びるディ
スプレーサ表面部分を備え、ディスプレーサ表面部分
は、ディスプレーサの円周からほぼ半径方向外側へ突出
すると共に、ディスプレーサがケースの室の内部でケー
スと近接するように、上記ディスプレーサ表面部分が熱
伝達表面部分と互いに補助的であること、を特徴とする
特許請求の範囲第７項に記載の熱エンジン。
【請求項１０】前記作動空間が、前記半径方向外側に延
びるディスプレーサ表面部分が備えていないディスプレ
ーサの外側表面の一部と、室の内壁との間に画成されて
いること、を特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の
熱エンジン。
【請求項１１】体積変更手段が、ディスプレーサ内のシ
リンダの内部に往復運動可能に装架されたピストンを包
含し、シリンダの一端が、作動空間の場所でディスプレ
ーサの外側表面へ開き、それによってシリンダ内のピス
トンの往復運動が作動空間の体積を変えること、を特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の熱エンジン。
【請求項１２】ピストンが、ディスプレーサの回転軸線
から片寄りした主クランク点へ結合配置により連結さ
れ、ディスプレーサが回転するときピストンがシリンダ
内を往復運動するようになっていること、を特徴とする
特許請求の範囲第11項に記載の熱エンジン。
【請求項１３】主クラクン点は、エンジンの運動中適所
に固定されるが、然し運転サイクルの性質の選択的な変
更と調節を可能とするように選択的に移動され得るこ
と、を特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の熱エン
ジン。
【請求項１４】主クランク点への結合から生ずるピスト
ンの主運動にある運動を重ねるように作用する重ねクラ
ンク機構を更に包含し、重ねクランク機構は、ピストン
をそこへ結合する副クランク点を含み、副クランク点
は、ディスプレーサが回転し続ける間ほぼ一定の体積の
作動空間がピストンの移動の２つの限界において一時的
に維持されるようなピストンの移動を生じさせるよう
に、ディスプレーサの回転の間主クランク点に関して周
期的に移動可能であること、を特徴とする特許請求の範
囲第12項に記載の熱エンジン。
【請求項１５】主クランク点へのピストンの連結が、シ
リンダ内のピストンのほぼ正弦波の主往復運動を生じさ
せ、副クランク点へのピストンの結合は、主往復運動の
周波数の３倍に等しい周波数の比較的に低い振幅のほぼ
正弦波の副往復運動の重なりを生じさせ、理想的な熱力
学サイクルに非常に近いエンジン運動サイクルを生じさ
せるようになっていること、を特徴とする特許請求の範
囲第14項に記載の熱エンジン。
【請求項１６】重ねクランク機構は、主クランク点を通
過する軸線の周りに回転するように装架されたギヤホイ
ールを含み、ピストンは、ギヤホイール上で半径方向に
変位された点により構成される副クランク点へ結合さ
れ、ギヤホイールは、ディスプレーサが１回転を完了す
る間にギヤホイールが３回転を完了するようにディスプ
レーサ上に装架された円形ギヤホイールと噛み合うこ
と、を特徴とする特許請求の範囲第15項に記載の熱エン
ジン。
【請求項１７】円形ギャラックは、エンジンの運転中デ
ィスプレーサ上の適所に固定されるが、然し運転サイク
ルの性質の選択的な変更と調節を可能ならしめるよう
に、ディスプレーサに関して選択的に回転され得るこ
と、を特徴とする特許請求の範囲第16項に記載の熱エン
ジン。
【請求項１８】ディスプレーサの内側の容積が、体積変
更手段のための緩衝領域を構成し、それ故、体積変更手
段上の力が、作動空間内に含まれた作動流体の平均サイ
クル圧力と作動空間内に現存する瞬間的作動流体圧力と
の間の圧力差に一層密接に関係するようになっているこ
と、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱エン
ジン。
【請求項１９】作動空間内の作動流体の循環を促進する
ように作用するファン又はブロア手段を更に包含し、そ
れによって作動流体へ及び作動流体からの熱の伝達を改
善すること、を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の熱エンジン。
【請求項２０】ファン又はブロア手段が、室の内部のデ
ィスプレーサの回転により駆動されること、を特徴とす
る特許請求の範囲第19項に記載の熱エンジン。
【請求項２１】ディスプレーサは、ケースの壁の対向側
を通して軸線方向に突出する２本の支持軸上で回転可能
であり、２本の支持軸の横断面積は、ケースの内側と外
側との間の流体圧力の差により軸上に及ぼされる力が釣
合うように、軸がケースの壁を通して突出する場所で等
しい断面積であること、を特徴とする特許請求の範囲第
６項に記載の熱エンジン。
【請求項２２】ディスプレーサが、ディスプレーサの角
速度の変動を最少にするためのフライホイールとして機
能すること、を特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
の熱エンジン。