JPS60125777A - ヒ−トパイプ式往復運動熱機関 - Google Patents
ヒ−トパイプ式往復運動熱機関Info
- Publication number
- JPS60125777A JPS60125777A JP58234049A JP23404983A JPS60125777A JP S60125777 A JPS60125777 A JP S60125777A JP 58234049 A JP58234049 A JP 58234049A JP 23404983 A JP23404983 A JP 23404983A JP S60125777 A JPS60125777 A JP S60125777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- heat
- section
- heat pipe
- vapor
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はあらゆる熱源からの蒸発部への熱入力によシ、
蒸発部熱源と凝縮部冷却源との温度差が微かであっても
軸方向運動量を取り出せることを特徴とした、ヒートパ
イプ式往復運動熱機関に関するものである。
蒸発部熱源と凝縮部冷却源との温度差が微かであっても
軸方向運動量を取り出せることを特徴とした、ヒートパ
イプ式往復運動熱機関に関するものである。
本発明の熱機関によシ、地球上、あるいは宇宙空間を問
わず、廃熱、地熱、太陽熱などから温度の高低、あるい
は規模の大小に係わらず有用な運動エネルギを得ること
が可能である。
わず、廃熱、地熱、太陽熱などから温度の高低、あるい
は規模の大小に係わらず有用な運動エネルギを得ること
が可能である。
従来の往復運動熱機関の代表は、産業革命の主役となっ
た蒸気機関であるが、この場合、高エントロピーな状態
にある熱源あるいは特定の燃料を必要とし、ボイラーな
どの蒸発部、作動蒸気を正確に制御する複雑な弁機構、
仕事後の蒸気を液体。
た蒸気機関であるが、この場合、高エントロピーな状態
にある熱源あるいは特定の燃料を必要とし、ボイラーな
どの蒸発部、作動蒸気を正確に制御する複雑な弁機構、
仕事後の蒸気を液体。
に戻すだめの復水器、さらにこれらを接続する配管系か
ら構成されていて、今日から見れば熱機関としては、大
規模、複雑、低効率なものである。
ら構成されていて、今日から見れば熱機関としては、大
規模、複雑、低効率なものである。
一方、近代以降から現在もなお活躍を続けている内燃機
関として、ガン１ノンエンジン、ディーゼルエンジンが
上げられるが、いずれも有限な資源として存在する炭化
物系の燃料を必要としている。
関として、ガン１ノンエンジン、ディーゼルエンジンが
上げられるが、いずれも有限な資源として存在する炭化
物系の燃料を必要としている。
ガソリンエンジンについてみてみると、燃料と空気を最
適状態に混合する複雑な気化器、吸入・圧縮・爆発・排
気の一連の行程にわたりシリンダの運動に合わせて燃料
及び燃焼ガスを正確に制御する弁機構と、これに同調し
て機能する点火装置、エンジン全体を適正な温度に保つ
ために水、あるいは空気を用いている冷却部、さらにこ
れらを継ぎ合わせる配管系統などで構成され、全体とし
て非常に複雑な熱機関であり、かついわば地上周辺でし
か使用できないものである。さらに、内燃機関の宿命と
して、今日、排気ガスによる公害及び騒音問題、また特
定の燃料しか使えないために生じる資源の枯渇問題、エ
ンジン本体及び排気ガスからの多量の廃熱による環境熱
汚染問題を引き起こしている。以上の検証より快適さを
追求した現代社会がかかえている非常に重大な諸問題の
根底にガスタービンなども含めた内燃機関があることが
明らかである。そして、よシ普遍性のある全く新しいタ
イプの熱機関の必要性が日々高まりつつある。
適状態に混合する複雑な気化器、吸入・圧縮・爆発・排
気の一連の行程にわたりシリンダの運動に合わせて燃料
及び燃焼ガスを正確に制御する弁機構と、これに同調し
て機能する点火装置、エンジン全体を適正な温度に保つ
ために水、あるいは空気を用いている冷却部、さらにこ
れらを継ぎ合わせる配管系統などで構成され、全体とし
て非常に複雑な熱機関であり、かついわば地上周辺でし
か使用できないものである。さらに、内燃機関の宿命と
して、今日、排気ガスによる公害及び騒音問題、また特
定の燃料しか使えないために生じる資源の枯渇問題、エ
ンジン本体及び排気ガスからの多量の廃熱による環境熱
汚染問題を引き起こしている。以上の検証より快適さを
追求した現代社会がかかえている非常に重大な諸問題の
根底にガスタービンなども含めた内燃機関があることが
明らかである。そして、よシ普遍性のある全く新しいタ
イプの熱機関の必要性が日々高まりつつある。
本発明は以上に述べた諸問題を全て解決し、来たる新し
い世界、及び人類の宇宙活動における原動力となろうと
するものである。
い世界、及び人類の宇宙活動における原動力となろうと
するものである。
本発明の詳細を図面について説明すると、第１図は基本
構造の断面図である。熱伝導率のよい材料で作られた容
器（１）の下部には適当な作動液（２）が適宜量封入さ
れ、一方容器内の上部にはピストン（３）が摺動可能に
はめ合わされ、かつピストンに装着されたシール（４）
で外部との気密が保たれている。
構造の断面図である。熱伝導率のよい材料で作られた容
器（１）の下部には適当な作動液（２）が適宜量封入さ
れ、一方容器内の上部にはピストン（３）が摺動可能に
はめ合わされ、かつピストンに装着されたシール（４）
で外部との気密が保たれている。
容器内部は真空にひかれており、作動液の飽和蒸気圧状
態となっている。容器の下部には、外周の適当な熱源か
ら容器に熱が流れ込むことによシ作動液が蒸気となる蒸
発部（５）があり、またこれの上部には外部へ熱を捨て
る凝縮部（６）がある。凝縮部は初期状態で第１図に示
すようにピストンによシ作動蒸気（７）と接触が断たれ
ている。また、ピストンは、常時外部の圧力及び重力で
内部に押されておシ、一定の蒸気空間を確保するだめの
ストッパ（８）につき当てられている。
態となっている。容器の下部には、外周の適当な熱源か
ら容器に熱が流れ込むことによシ作動液が蒸気となる蒸
発部（５）があり、またこれの上部には外部へ熱を捨て
る凝縮部（６）がある。凝縮部は初期状態で第１図に示
すようにピストンによシ作動蒸気（７）と接触が断たれ
ている。また、ピストンは、常時外部の圧力及び重力で
内部に押されておシ、一定の蒸気空間を確保するだめの
ストッパ（８）につき当てられている。
熱源から蒸発部へ熱が流れ込むと、作動液がたとえば水
の場合、６０℃前後の低温で局部的に沸騰し始める。い
わゆるこの核沸騰が起点となり、蒸発部と上部の凝縮部
に蒸気圧平衡の崩れが生じ、第２図に示すように液中の
蒸気柱（ツ）が瞬時に膨張し上面の作動液をピストンに
向けて吹き上げる現象を起こす。作動液がピストン内面
に衝突する運動エネルギ、及び蒸気圧エネルギにより、
ピストンは第２図のＡ方向へ持ち上げられ、この運動量
をロッド（９）で容器の外部へ取シ出す。なお最近のい
くつかの研究をみると、容器が一体形の熱サイフオン型
ヒートパイプの蒸発部上端が吹き上げ現象により容易に
破壊され吹き飛んでしまうことが報告されておシ、その
潜在的エネルギの大きさがうかがえる。
の場合、６０℃前後の低温で局部的に沸騰し始める。い
わゆるこの核沸騰が起点となり、蒸発部と上部の凝縮部
に蒸気圧平衡の崩れが生じ、第２図に示すように液中の
蒸気柱（ツ）が瞬時に膨張し上面の作動液をピストンに
向けて吹き上げる現象を起こす。作動液がピストン内面
に衝突する運動エネルギ、及び蒸気圧エネルギにより、
ピストンは第２図のＡ方向へ持ち上げられ、この運動量
をロッド（９）で容器の外部へ取シ出す。なお最近のい
くつかの研究をみると、容器が一体形の熱サイフオン型
ヒートパイプの蒸発部上端が吹き上げ現象により容易に
破壊され吹き飛んでしまうことが報告されておシ、その
潜在的エネルギの大きさがうかがえる。
ピストンの移動にともない凝縮部が露出し始め、これに
接触した作動液及び蒸気は冷却され、蒸気が凝縮を開始
する。蒸気圧が外圧よシ低くなるとピストンは下側向き
の力によシ減速し、自重による力も加わってやがて下降
運動を始める。同時に作動液はピストンとの衝突による
反動、及び重力の力で蒸発部へ環流する。なお、無重力
場では、熱機関全体の回転運動による遠心力、または加
速運動による慣性力を利用して作動液を蒸発部へ環流す
ることができる。
接触した作動液及び蒸気は冷却され、蒸気が凝縮を開始
する。蒸気圧が外圧よシ低くなるとピストンは下側向き
の力によシ減速し、自重による力も加わってやがて下降
運動を始める。同時に作動液はピストンとの衝突による
反動、及び重力の力で蒸発部へ環流する。なお、無重力
場では、熱機関全体の回転運動による遠心力、または加
速運動による慣性力を利用して作動液を蒸発部へ環流す
ることができる。
ピストンはやがて、容器内のストッパ（８）に接触して
運動を停止し、初期の状態となる。そして蒸発部への熱
の流入と、凝縮部の冷却が続く限シ以上の一連の運動が
繰シ返される。
運動を停止し、初期の状態となる。そして蒸発部への熱
の流入と、凝縮部の冷却が続く限シ以上の一連の運動が
繰シ返される。
６
第６図は、本発明の他の適用例で、ばね（褐などの弾性
力で内部の蒸気圧に対向してピストンを復帰させるもの
である。
力で内部の蒸気圧に対向してピストンを復帰させるもの
である。
第４図は本発明のさらに他の適用例で、磁石αりなどの
電磁力で、内部の蒸気圧に対向１〜てピストンを復帰さ
せるものである。また、ピストン（３）の形状をコツプ
状に変形させ、コネクティングロッド０邊等を接続する
回転支点０１）が付けられている。
電磁力で、内部の蒸気圧に対向１〜てピストンを復帰さ
せるものである。また、ピストン（３）の形状をコツプ
状に変形させ、コネクティングロッド０邊等を接続する
回転支点０１）が付けられている。
第５図は本発明のさらに他の適用例で、ピストンは従動
部α３の運動力によシ蒸気圧に対向して復帰するもので
ある。この例では、従動部α）のクラ４ ンク軸（ハ）に、本発明による熱機関をコネクティング
ロッドの形で組み込んでおυ、容器（１）にはピストン
（３）の運動範囲を規制するストッパは特に必要としな
い。
部α３の運動力によシ蒸気圧に対向して復帰するもので
ある。この例では、従動部α）のクラ４ ンク軸（ハ）に、本発明による熱機関をコネクティング
ロッドの形で組み込んでおυ、容器（１）にはピストン
（３）の運動範囲を規制するストッパは特に必要としな
い。
また動作液には、極低温領域ではヘリウムとか窒素を、
常温領域ではフレオンとか水、高温領域ではナトリウム
とか水銀など、使用する温度により種々の一物質を使い
分ければよい。
常温領域ではフレオンとか水、高温領域ではナトリウム
とか水銀など、使用する温度により種々の一物質を使い
分ければよい。
本発明の特長は次の通シである。
■ 容器、作動液などの材料選定により絶対零度附近か
ら、数千度にわたるあらゆる温度範囲、および領域で使
用することができる。
ら、数千度にわたるあらゆる温度範囲、および領域で使
用することができる。
■ 蒸発部と凝縮部の温度差が少なくても運転できる。
■ 上記によシ、太陽熱、地熱、海洋の熱、燃焼熱、摩
擦熱、その他廃熱など、熱源の形態を特に選ばない。資
源の枯渇問題もなく、無限のエネルギを引き出せること
になる。
擦熱、その他廃熱など、熱源の形態を特に選ばない。資
源の枯渇問題もなく、無限のエネルギを引き出せること
になる。
■ 全てのエネルギは終局的に熱エネルギとなるが、こ
の最終的な段階のエネルギの再利用が可能となる。
の最終的な段階のエネルギの再利用が可能となる。
ない、静かでクリーンな熱機関である。
■ 小さな容積で大量の熱を伝達する作用をさせながら
、同時に有用な運動エネルギを取り出す働きもする。
、同時に有用な運動エネルギを取り出す働きもする。
■ 非常に簡単な構造のため、コンパクト、低価格、高
信頼性の熱機関であり、メンテナンスも容易である。
信頼性の熱機関であり、メンテナンスも容易である。
■ 高度に発達した今日のピストンエン・ジンを機構的
にそのまま°置きかえることができる。
にそのまま°置きかえることができる。
第１図は本発明の基本的な断面図
第２図は第１図に示す本発明の作動原理の説明図
第６図は本発明の他の適用例
第４図は本発明のさらに他の適用例
第５図は本発明のさらに他の適用例
（１）は容器 （２）は作動液 （３）はピストン（５
）は蒸発部 （６）は凝縮部 （８）はストツノク（９
）ばばね ｌ特許出願人 武 １） 傳 第 １ 国 箋２国 第 ３ 日 １４ 口
）は蒸発部 （６）は凝縮部 （８）はストツノク（９
）ばばね ｌ特許出願人 武 １） 傳 第 １ 国 箋２国 第 ３ 日 １４ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主として、密閉容器内に作動液を入れ真空状態とし
た熱サイフオン型ヒートパイプにおいて、熱の出入りに
よる蒸発部と凝縮部の蒸気圧平衡の崩れから生ずる間欠
吹き上げ現象により、作動液及び作動蒸気が凝縮部へ向
って急激に移動するエネルギーを、前記密閉容器にはめ
合わされたピストンで軸方向運動量として取り出すもの
で、作動液、及び作動蒸気はこのあとピストンの移動で
内部に露出し′た凝縮部で冷却され、内部の蒸気圧力の
低下をきたし、これに対向する外部圧力および重力に相
当する力によりピストンは元の位置に押し戻され、同時
に作動液は重力に相当する力で蒸発部に環流し、さらに
前記の動作を繰り返すことを特徴とするヒートパイプ式
往復運動熱機関。 ２ 蒸気圧力に対向する弾性力によりピストンが復帰す
る、特許請求の範囲第１項記載のヒートパイプ式往復運
動熱機関。 ６ 蒸気圧力に対向する電磁力によりピストンが復帰す
る、特許請求の範囲第１項記載のヒートパイプ式往復運
動熱機関。 ４ 蒸気圧力に対向する従動部の慣性運動力によシピス
トンが復帰する、特許請求の範囲第１項記載のヒートパ
イプ式往復運動熱機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58234049A JPS60125777A (ja) | 1983-12-11 | 1983-12-11 | ヒ−トパイプ式往復運動熱機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58234049A JPS60125777A (ja) | 1983-12-11 | 1983-12-11 | ヒ−トパイプ式往復運動熱機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125777A true JPS60125777A (ja) | 1985-07-05 |
Family
ID=16964766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58234049A Pending JPS60125777A (ja) | 1983-12-11 | 1983-12-11 | ヒ−トパイプ式往復運動熱機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125777A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103321863A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-09-25 | 李先强 | 温差式空气能发电机 |
| CN104265501A (zh) * | 2014-09-12 | 2015-01-07 | 徐承飞 | 一种液体热机及动力输出装置 |
| CN104296568A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-21 | 东南大学 | 一种强制对流热管 |
| CN105041592A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-11 | 曹胜军 | 一种低温差热机 |
| CN106052437A (zh) * | 2016-06-25 | 2016-10-26 | 赖柱彭 | 一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔 |
| CN106091777A (zh) * | 2016-06-25 | 2016-11-09 | 赖柱彭 | 一种蒸气散热喷淋塔 |
| WO2019225844A1 (ko) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | Oh Stephen Sang Geun | 상변화 기구변형 냉각장치 |
| KR20190132902A (ko) * | 2018-09-12 | 2019-11-29 | 스티븐 상근 오 | 상변화 기구변형 냉각장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5134345A (ja) * | 1974-09-17 | 1976-03-24 | Shizuoka Seiki Co Ltd | Netsuryokikan |
| JPS5857014A (ja) * | 1981-09-29 | 1983-04-05 | 小林 康徳 | 相変化を直接利用した外燃型熱サイクル機関 |
-
1983
- 1983-12-11 JP JP58234049A patent/JPS60125777A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Cited By (10)
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| CN104265501B (zh) * | 2014-09-12 | 2016-03-02 | 徐承飞 | 一种液体热机及动力输出装置 |
| CN104296568A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-01-21 | 东南大学 | 一种强制对流热管 |
| CN104296568B (zh) * | 2014-09-22 | 2016-01-20 | 东南大学 | 一种强制对流热管 |
| CN105041592A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-11 | 曹胜军 | 一种低温差热机 |
| CN106052437A (zh) * | 2016-06-25 | 2016-10-26 | 赖柱彭 | 一种活塞式单管冷媒散热废气喷淋塔 |
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| WO2019225844A1 (ko) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | Oh Stephen Sang Geun | 상변화 기구변형 냉각장치 |
| KR20190132902A (ko) * | 2018-09-12 | 2019-11-29 | 스티븐 상근 오 | 상변화 기구변형 냉각장치 |
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