(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の閉鎖端部と、前記第１の閉鎖端部の反対側の第２の閉鎖端部とを備えた筒状のシリンダと、
前記シリンダ内で前記第１の閉鎖端部と前記第２の閉鎖端部との間に配置されて、前記第１の閉鎖端部に接する第１の部分密閉空間と、前記第２の閉鎖端部に接する第２の部分密閉空間とを仕切りながら摺動するピストンと、
前記シリンダの前記第１の部分密閉空間に連通する位置に接続されて気体状態の作動媒体を前記第１の部分密閉空間に供給可能な第１の気体供給配管と、
前記シリンダの前記第２の部分密閉空間に連通する位置に接続されて気体状態の作動媒体を前記第２の部分密閉空間に供給可能な第２の気体供給配管と、
前記第１の気体供給配管および前記第２の気体供給配管に接続されて、作動媒体を加熱して前記第１の気体供給配管および前記第２の気体供給配管に気体状態の作動媒体を供給可能な加熱器と、
前記シリンダの前記第１の部分密閉空間に連通する位置に接続されて前記第１の部分密閉空間内の作動媒体を排出可能な第１の排出配管と、
前記シリンダの前記第２の部分密閉空間に連通する位置に接続されて前記第２の部分密閉空間内の作動媒体を排出可能な第２の排出配管と、
前記第１の排出配管に接続されて、前記第１の排出配管から排出された作動媒体を冷却して凝縮させて作動媒体の凝縮液を得る第１の凝縮室と、
前記第２の排出配管に接続されて、前記第２の排出配管から排出された作動媒体を冷却して凝縮させて作動媒体の凝縮液を得る第２の凝縮室と、
前記第１および第２の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を加圧して前記加熱器に送る加熱器ポンプと、
前記第１の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を前記加熱器ポンプに送る第１の凝縮液配管と、
前記第２の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を前記加熱器ポンプに送る第２の凝縮液配管と、
前記第１の気体供給配管および前記第２の気体供給配管にそれぞれ設けられた第１の気体供給弁および第２の気体供給弁と、
前記第１の排出配管に設けられた第１の排出弁と、
前記第２の排出配管に設けられた第２の排出弁と、
前記第１の凝縮液配管に設けられた第１の凝縮液弁と、
前記第２の凝縮液配管に設けられた第２の凝縮液弁と、
を有し、前記作動媒体が循環する密閉サイクルを構成する凝縮室付き熱機関。
【請求項２】
前記第１の凝縮室は、互いに隔離された複数の第１の凝縮室分室を含み、
前記第２の凝縮室は、互いに隔離された複数の第２の凝縮室分室を含み、
前記第１の排出配管は、前記複数の第１の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第１の分岐排出配管を含み、
前記第２の排出配管は、前記複数の第２の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第２の分岐排出配管を含み、
前記第１の排出弁は、前記複数の第１の分岐排出配管それぞれに設けられた複数の第１の分岐排出弁を含み、
前記第２の排出弁は、前記複数の第２の分岐排出配管それぞれに設けられた複数の第２の分岐排出弁を含み、
前記第１の凝縮液配管は、前記複数の第１の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第１の分岐凝縮液配管を含み、
前記第２の凝縮液配管は、前記複数の第２の凝縮室分室それぞれに接続された複数の第２の分岐凝縮液配管を含み、
前記第１の凝縮液弁は、前記複数の第１の分岐凝縮液配管それぞれに設けられた複数の第１の分岐凝縮液弁を含み、
前記第２の凝縮液弁は、前記複数の第２の分岐凝縮液配管それぞれに設けられた複数の第２の分岐凝縮液弁を含み、
前記第１および第２の部分密閉空間内の作動媒体が、前記ピストンが一つの方向に摺動するごとに、前記複数の第１の凝縮室分室および前記複数の第２の凝縮室分室のうちの一つに順次切り替えられて導入されて排出されるように、前記複数の第１および第２の分岐排出弁および前記複数の第１および第２の分岐凝縮液弁が切り替えられるように構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の凝縮室付き熱機関。
【請求項３】
前記第１の凝縮室内の上部に取り付けられた第１の噴霧ノズルと、
前記第２の凝縮室内の上部に取り付けられた第２の噴霧ノズルと、
前記第１の噴霧ノズルよりも下方で前記第１の凝縮室の下部に形成された第１の過冷却液取り出し部と前記第１の噴霧ノズルとを接続する第１の過冷却液供給配管と、
前記第２の噴霧ノズルよりも下方で前記第２の凝縮室の下部に形成された第２の過冷却液取り出し部と前記第２の噴霧ノズルとを接続する第２の過冷却液供給配管と、
前記第１の過冷却液供給配管に設けられて、前記第１の過冷却液取り出し部から取り出した前記第１の凝縮室内の過冷却液状態の作動媒体を前記第１の噴霧ノズルに送る第１の過冷却液ポンプと、
前記第２の過冷却液供給配管に設けられて、前記第２の過冷却液取り出し部から取り出した前記第２の凝縮室内の過冷却液状態の作動媒体を前記第２の噴霧ノズルに送る第２の過冷却液ポンプと、
前記第１の過冷却液供給配管に設けられた第１の過冷却液供給弁と、
前記第２の過冷却液供給配管に設けられた第２の過冷却液供給弁と、
をさらに有すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の凝縮室付き熱機関。
【請求項４】
前記第１および第２の凝縮液弁の下流側に接続されて、前記第１および第２の凝縮室で凝縮した作動媒体の凝縮液を冷却して過冷却状態の液体の作動媒体を生成する冷却器と、
前記冷却器で生成された過冷却状態の液体の作動媒体を加圧する過冷却液ポンプと、
前記過冷却液ポンプで加圧された過冷却状態の液体の作動媒体を前記第１の凝縮室に送る第１の過冷却液供給配管と、
前記過冷却液ポンプで加圧された過冷却状態の液体の作動媒体を前記第２の凝縮室に送る第２の過冷却液供給配管と、
前記第１の過冷却液供給配管に設けられた第１の過冷却液供給弁と、
前記第２の過冷却液供給配管に設けられた第２の過冷却液供給弁と、
をさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の凝縮室付き熱機関。
【請求項５】
前記第１および第２の凝縮室それぞれの内部に配置されて、前記第１および第２の過冷却液供給配管を通じて前記第１および第２の凝縮室に供給された過冷却状態の液体の作動媒体を前記第１および第２の凝縮室内で噴霧するための噴霧ノズル、をさらに有すること、を特徴とする請求項４に記載の凝縮室付き熱機関。
【請求項６】
前記第１および第２の凝縮液弁の下流側で前記加熱器ポンプの入り口側に作動媒体を貯留するタンクをさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の凝縮室付き熱機関。
【請求項７】
前記作動媒体は、ブタンもしくはプロパン、またはブタンおよびプロパンの混合物であること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の凝縮室付き熱機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はピストンとシリンダとを備えた熱機関に係り、特に、シリンダの外に凝縮室を備えた熱機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内で摺動するピストンを備えた熱機関において、シリンダ内の高圧側空間内に高温高圧の作動媒体を注入して、ピストンを押し動かすことにより動力を得る技術は広く知られている。さらに、その熱機関の出力を高めるために、シリンダ内の低圧側空間内に過冷却の液体状態の作動媒体を注入して、低圧側空間での気体状態の作動媒体の凝縮によるさらなる低圧化を促して出力を高める熱機関が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６２０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された技術で、シリンダ内の低圧側空間内に過冷却状態の液体の作動媒体を注入して、その低圧側空間内の気体状態の作動媒体の凝縮を起こさせるにはある程度の時間がかかる。そのため、十分に作動媒体の凝縮を起こさせるためには、ピストン動作の高速化すなわちピストンの往復にかかる時間の短縮（以下、単に「ピストン動作の高速化」と言う。）が困難となり、効率向上が困難となる。
【０００５】
この発明は、上記課題を解決するためのものであって、シリンダ内の低圧側空間内の圧力をより低下させて出力を増大するとともに、ピストン動作の高速化も容易にできる凝縮室付き熱機関を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る凝縮室付き熱機関は、第１の閉鎖端部と、前記第１の閉鎖端部の反対側の第２の閉鎖端部とを備えた筒状のシリンダと、前記シリンダ内で前記第１の閉鎖端部と前記第２の閉鎖端部との間に配置されて、前記第１の閉鎖端部に接する第１の部分密閉空間と、前記第２の閉鎖端部に接する第２の部分密閉空間とを仕切りながら摺動するピストンと、前記シリンダの前記第１の部分密閉空間に連通する位置に接続されて気体状態の作動媒体を前記第１の部分密閉空間に供給可能な第１の気体供給配管と、前記シリンダの前記第２の部分密閉空間に連通する位置に接続されて気体状態の作動媒体を前記第２の部分密閉空間に供給可能な第２の気体供給配管と、前記第１の気体供給配管および前記第２の気体供給配管に接続されて、作動媒体を加熱して前記第１の気体供給配管および前記第２の気体供給配管に気体状態の作動媒体を供給可能な加熱器と、前記シリンダの前記第１の部分密閉空間に連通する位置に接続されて前記第１の部分密閉空間内の作動媒体を排出可能な第１の排出配管と、前記シリンダの前記第２の部分密閉空間に連通する位置に接続されて前記第２の部分密閉空間内の作動媒体を排出可能な第２の排出配管と、前記第１の排出配管に接続されて、前記第１の排出配管から排出された作動媒体を冷却して凝縮させて作動媒体の凝縮液を得る第１の凝縮室と、前記第２の排出配管に接続されて、前記第２の排出配管から排出された作動媒体を冷却して凝縮させて作動媒体の凝縮液を得る第２の凝縮室と、前記第１および第２の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を加圧して前記加熱器に送る加熱器ポンプと、前記第１の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を前記加熱器ポンプに送る第１の凝縮液配管と、前記第２の凝縮室で得られた作動媒体の凝縮液を前記加熱器ポンプに送る第２の凝縮液配管と、前記第１の気体供給配管および前記第２の気体供給配管にそれぞれ設けられた第１の気体供給弁および第２の気体供給弁と、前記第１の排出配管に設けられた第１の排出弁と、前記第２の排出配管に設けられた第２の排出弁と、前記第１の凝縮液配管に設けられた第１の凝縮液弁と、前記第２の凝縮液配管に設けられた第２の凝縮液弁と、を有し、前記作動媒体が循環する密閉サイクルを構成する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冷却による作動媒体の凝縮を促進させて、シリンダ内の低圧側空間内の圧力をより低下させることにより、出力を増大でき、さらに、ピストン動作の高速化も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る凝縮室付き熱機関の第１の実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る凝縮室付き熱機関の第２の実施形態の構成を示す模式図である。
【図３】本発明に係る凝縮室付き熱機関の第３の実施形態の構成を示す模式図であって、図１の一点鎖線Ａで囲んだ部分を示す図である。
【図４】本発明に係る凝縮室付き熱機関の第４の実施形態の構成を示す模式図である。
【図５】本発明に係る凝縮室付き熱機関の第５の実施形態の構成を示す模式図である。
【図６】本発明に係る凝縮室付き熱機関の第６の実施形態の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明に係る熱機関の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第１の実施形態の構成を示す模式図である。シリンダ１１は円筒状の容器であって、シリンダ１１内をピストン１２が摺動しながら往復できるようになっている。シリンダ１１は、第１の閉鎖端部１３ａと、その反対側の第２の閉鎖端部１３ｂで閉じられていて、密閉空間が形成されている。シリンダ１１内の密閉空間は、ピストン１２によって、第１の閉鎖端部１３ａに接する第１の部分密閉空間１５ａと、第２の閉鎖端部１３ｂに接する第２の部分密閉空間１５ｂとに、気密に仕切られている。
【００１１】
ピストン１２にはピストンロッド１７が取り付けられ、ピストンロッド１７は、第２の閉鎖端部１３ｂを貫通して延びている。ピストンロッド１７が第２の閉鎖端部１３ｂを貫通する部分で第２の部分密閉空間１５ｂの気密が保たれるように構成されている。
【００１２】
ピストンロッド１７は、シリンダ１１の外側で接続ロッド１８の一端に接続され、接続ロッド１８の他端はクランク軸１９に接続されている。ピストンロッド１７、接続ロッド１８およびクランク軸１９はリンク機構を構成し、ピストン１２の往復運動をクランク軸１９の回転運動に変換できるように構成されている。クランク軸１９には、例えば発電機（図示せず）が接続されている。
【００１３】
シリンダ１１の第１の部分密閉空間１５ａに高温かつ高圧の気体状態の作動媒体を供給する第１の気体供給配管２０ａと、第１の部分密閉空間１５ａ内の作動媒体を排出する第１の排出配管２１ａとが、第１の部分密閉空間１５ａに接続されている。同様に、シリンダ１１の第２の部分密閉空間１５ｂに高温かつ高圧の気体状態の作動媒体を供給する第２の気体供給配管２０ｂと、第２の部分密閉空間１５ｂ内の作動媒体を排出する第２の排出配管２１ｂとが、第２の部分密閉空間１５ｂに接続されている。
【００１４】
第１の排出配管２１ａの下流側には、第１の排出弁２２ａを介して第１の凝縮室２３ａが接続されている。同様に、第２の排出配管２１ｂの下流側には、第２の排出弁２２ｂを介して第２の凝縮室２３ｂが接続されている。第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂ内それぞれに、例えば伝熱管２４ａ、２４ｂが配置されている。伝熱管２４ａ、２４ｂ内に冷却水を流すことにより、伝熱管２４ａ、２４ｂが冷却され、これによって、第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂ内の作動媒体が凝縮して凝縮液が生成されるように構成されている。
【００１５】
第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂの下流側には、それぞれ、第１の凝縮液配管２５ａ、第２の凝縮液配管２５ｂを介して、タンク２６が接続されている。第１の凝縮液配管２５ａおよび第２の凝縮液配管２５ｂにはそれぞれ、第１の凝縮液弁２７ａおよび第２の凝縮液弁２７ｂが設けられている。
【００１６】
タンク２６内には作動媒体が貯留され、その内部に液面が形成されるように構成されている。タンク２６内の液体状の作動媒体は、加熱器ポンプ３３によって昇圧され、加熱器２８に送られるように構成されている。
【００１７】
加熱器２８は、例えば伝熱管２９を有し、外部の熱源から作動媒体に熱が与えられ、高温かつ高圧の作動媒体が生成される。ここで、外部の熱源は、例えば燃料の燃焼によって得られる熱のほか、地熱や太陽熱などが利用できる。なお、図の例では外部の熱源で熱せられた高温加熱媒体（例えば燃焼ガス）が伝熱管２９内を通り、伝熱管２９の外側を作動媒体が流れるような構造であるが、これとは逆に、作動媒体が伝熱管内を通り、その伝熱管の外側に外部の高温加熱媒体が通るような構造（図示せず）としてもよい。
【００１８】
加熱器２８で生成された高温かつ高圧の作動媒体は、前述の第１の気体供給配管２０ａおよび第２の気体供給配管２０ｂを介して、それぞれ、第１の部分密閉空間１５ａおよび第２の部分密閉空間１５ｂに供給されるように構成されている。第１の気体供給配管２０ａおよび第２の気体供給配管２０ｂそれぞれに、第１の気体供給弁３０ａおよび第２の気体供給弁３０ｂが設けられている。
【００１９】
第１の排出弁２２ａ、第２の排出弁２２ｂ、第１の凝縮液弁２７ａ、第２の凝縮液弁２７ｂ、第１の気体供給弁３０ａ、第２の気体供給弁３０ｂの開閉などの制御を行うために、制御装置３５が設けられている。
【００２０】
第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂにおける冷熱源としては、例えば氷雪を用いることができる。すなわち、第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂの伝熱管２４ａ、２４ｂに流す冷却水（冷却材）として、氷雪を用いて冷却したほぼ０℃の冷水を用いることができる。なお、図の例では、伝熱管２４ａ、２４ｂ内を冷却材が流れ、伝熱管２４ａ、２４ｂの外側に作動媒体が存在する構造としているが、これとは逆に、伝熱管の内側を凝縮室として、その凝縮室の外側に冷却材が流れるような構造（図示せず）としてもよい。
【００２１】
この熱機関では作動媒体は、閉じた系内を相変化しながら循環する。作動媒体は、例えばブタンである。ブタンの沸点は大気圧では−０．５℃であるが、圧力を大気圧よりも若干高くすれば沸点が高くなるので、氷雪によって容易に凝縮させることができる。作動媒体としては、ブタンのほかに、プロパン、またはブタンとプロパンの混合物も利用可能である。ただし、これらの作動媒体に限定されない。
【００２２】
次に、この実施形態の凝縮室付き熱機関の動作について説明する。
【００２３】
まず、第１の気体供給弁３０ａが開、第２の気体供給弁３０ｂが閉、第１の排出弁２２ａが閉、第２の排出弁２２ｂが開、第１の凝縮液弁２７ａが閉、第２の凝縮液弁２７ｂが開の状態を考える。このとき、シリンダ１１内の第１の部分密閉空間１５ａ内に高温かつ高圧の気体状の作動媒体が流入し、ピストン１２を第２の閉鎖端部１３ｂに向けて（図１の右方向に）押す。これにより、ピストン１２が第２の閉鎖端部１３ｂに向けて移動する。
【００２４】
ピストン１２が第２の閉鎖端部１３ｂに向けて移動すると同時に、第２の部分密閉空間１５ｂ内の気体状態の作動媒体が第２の凝縮室２３ｂ内に排出される。第２の凝縮室２３ｂ内は伝熱管２４ｂによって冷却されているので作動媒体は凝縮し、その結果、第２の凝縮室２３ｂ内の圧力が低下する。第２の凝縮室２３ｂ内の圧力が低下することによって、第２の部分密閉空間１５ｂ内の圧力が低下し、ピストン１２を第２の閉鎖端部１３ｂに向けて（図１の右方向に）駆動する力の増大に寄与する。
【００２５】
第２の凝縮室２３ｂ内で生じた凝縮液は、第２の凝縮液配管２５ｂを介してタンク２６に回収され、加熱器ポンプ３３によって昇圧され、加熱器２８に送られる。加熱器２８で、作動媒体は外部の熱源によって加熱され、高温かつ高圧の気体状の作動媒体が生成される。
【００２６】
ピストン１２が第２の閉鎖端部１３ｂに向けて移動することにより、ピストン１２がピストンロッド１７および接続ロッド１８を図１の右方向に押し、クランク軸１９を、図１の時計方向に回転させる。
【００２７】
つぎに、ピストン１２が最も第２の閉鎖端部１３ｂに近づいた後に、各弁の開閉切り替えを行う。すなわち、第１の気体供給弁３０ａを閉、第２の気体供給弁３０ｂを開、第１の排出弁２２ａを開、第２の排出弁２２ｂを閉、第１の凝縮液弁２７ａを開、第２の凝縮液弁２７ｂを閉とする。すると、シリンダ１１内の第２の部分密閉空間１５ｂ内に高温かつ高圧の気体状の作動媒体が流入し、ピストン１２を第１の閉鎖端部１３ａに向けて（図１の左方向に）押し、ピストン１２が第１の閉鎖端部１３ａに向けて移動する。
【００２８】
このとき、第１の部分密閉空間１５ａ内の作動媒体は第１の凝縮室２３ａ内に排出される。第１の凝縮室２３ａ内は伝熱管２４ａによって冷却されているので作動媒体は凝縮し、その結果、第１の凝縮室２３ａ内の圧力が低下する。第１の凝縮室２３ａ内の圧力が低下することによって、第１の部分密閉空間１５ａ内の圧力が低下し、ピストン１２を第１の閉鎖端部１３ａに向けて（図１の左方向に）駆動する力の増大に寄与する。
【００２９】
このようにして、ピストン１２は往復運動し、クランク軸１９は所定の方向（上記説明では時計方向）に回転し続ける。
【００３０】
上記動作において、各弁２２ａ、２２ｂ、２７ａ、２７ｂ、３０ａ、３０ｂの開閉の切り替えのタイミングは、必ずしもピストンの移動方向が変わる時と同時が最適とは限らない。
【００３１】
例えば、第１の部分密閉空間１５ａ内の気体状態の作動媒体が第１の凝縮室２３ａ内に排出される行程の初期において、第１の排出弁２２ａが開いている必要があるが、第１の凝縮液弁２７ａが開く時期は少し遅れた方がよい。
【００３２】
この時期の直前には第１の排出弁２２ａおよび第１の凝縮液弁２７ａが閉じていて、第１の凝縮室２３ａ内の過冷却液の温度が下がっている。また、締め切った空間内で温度が低下しているので圧力が下がっている。第１の凝縮室２３ａ内の圧力が下がっているため、第１の部分密閉空間１５ａ内の気体状態の作動媒体が効率よく第１の凝縮室２３ａ内に排出されて、第１の部分密閉空間１５ａ内の圧力を下げる効果が生じる。また、第１の排出弁２２ａが開いた直後は、第１の凝縮室２３ａ内の過冷却液の温度が下がっているため、第１の部分密閉空間１５ａから第１の凝縮室２３ａ内に排出される気体状態の作動媒体の凝縮が急速に進む。
【００３３】
その後、気体状態の作動媒体が第１の凝縮室２３ａ内に流入することによって、第１の凝縮室２３ａ内の作動媒体全体の温度が次第に上昇し、圧力も上昇してくるので、適当な時期に第１の凝縮液弁２７ａを開くとよい。そのように、第１の凝縮液弁２７ａを開くタイミングを遅らせることにより、第１の部分密閉空間１５ａから第１の凝縮室２３ａ内への作動媒体の排出を効率的に行うことができ、かつ、低温の過冷却液状態の作動媒体が第１の凝縮室２３ａ内の凝縮に寄与しないままタンク２６に流出することを抑制できる。
【００３４】
一般に気体状の作動媒体が冷却されて凝縮する場合に、凝縮するための時間が必要である。
【００３５】
特許文献１に記載された技術では、シリンダ内に過冷却の液体状態の作動媒体を注入する。このため、シリンダ内での凝縮にかかる時間を考慮するとピストン動作の高速化が困難な面がある。しかし、この実施形態では、凝縮室２３ａ、２３ｂをシリンダ１１の外に設けたので、シリンダ１１から凝縮室２３ａ、２３ｂ内に作動媒体を排出する前に凝縮室２３ａ、２３ｂ内の圧力を下げておくこともでき、凝縮にかかる時間を加味したときのピストン動作の高速化を図ることができる。
【００３６】
さらに、この実施形態では、凝縮室を２個として、これらを交互に利用することにより、凝縮室が１個だけの場合に比べて、凝縮に時間をかけることができ、ピストン動作の高速化を図ることができる。
【００３７】
また、特許文献１ではシリンダ内に過冷却の液体状態の作動媒体を注入するため、シリンダを構成する構造材料の温度変化が激しく、構造材料の疲労が懸念され、また、シリンダを構成する構造材料とシリンダ内の作動媒体との間の伝熱による熱損失が比較的大きくなることが懸念される。この実施形態では、シリンダ内に過冷却の液体状態の作動媒体を注入することがないので、かかる懸念が払拭される。
【００３８】
なお、図１に示すように、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内には液面が形成され、液面が常に伝熱管２４ａ、２４ｂの上端よりも高い位置にあることが、伝熱効率を高めるために好ましいと考えられる。しかし、そのことは必須要件ではなく、伝熱管２４ａ、２４ｂの一部または全部が液面より上方になっても、この発明の効果を得ることができる。
【００３９】
［第２の実施形態］
図２は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第２の実施形態の構成を示す模式図である。この実施形態では、第１の実施形態における第１の凝縮室２３ａ（図１）が第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａに分割されている。同様に、第１の実施形態における第２の凝縮室２３ｂ（図１）が第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂに分割されている。
【００４０】
第１の排出配管２１ａは、２個の第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａに分岐していて、第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａはそれぞれ、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａに接続されている。第１の実施形態の第１の凝縮液配管２５ａ（図１）は、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａにそれぞれ接続された第１の分岐凝縮液配管２５１ａ、２５２ａに分岐している。
【００４１】
同様に、第２の排出配管２１ｂは、２個の第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂに分岐していて、第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂはそれぞれ、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂに接続されている。第１の実施形態の第２の凝縮液配管２５ｂ（図１）は、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂにそれぞれ接続された第２の分岐凝縮液配管２５１ｂ、２５２ｂに分岐している。
【００４２】
第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａには、それぞれ、第１の分岐排出弁２２１ａ、２２２ａが設けられている。また、第１の分岐凝縮液配管２５１ａ、２５２ａには、それぞれ、第１の分岐凝縮液弁２７１ａ、２７２ａが設けられている。
【００４３】
同様に、第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂには、それぞれ、第２の分岐排出弁２２１ｂ、２２２ｂが設けられている。また、第２の分岐凝縮液配管２５１ｂ、２５２ｂには、それぞれ、第２の分岐凝縮液弁２７１ｂ、２７２ｂが設けられている。
【００４４】
第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａ、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂにはそれぞれ、伝熱管２４１ａ、２４２ａ、２４１ｂ、２４２ｂが取り付けられている。
【００４５】
その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００４６】
この実施形態では、ピストン１２の往復運動による各行程で、シリンダ１１の第１の部分密閉空間１５ａ内の作動媒体は、２個の第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａのいずれか一方に排出される。また、シリンダ１１の第２の部分密閉空間１５ｂ内の作動媒体は、２個の第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂのいずれか一方に排出される。そして、行程ごとに、作動媒体の排出先が、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａ同士で、また、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂ同士で、交互に切り替えられる。
【００４７】
例えば、ピストン１２が図２の右方向、左方向、右方向、左方向へ向かって順次移動する間に、シリンダ１１から排出される作動媒体は、第２の凝縮室分室２３１ｂ、第１の凝縮室分室２３１ａ、第２の凝縮室分室２３２ｂ、第１の凝縮室分室２３２ａの順に切り替えて導入される。これにより、４個の凝縮室分室２３１ｂ、２３１ａ、２３２ｂ、２３２ａが順次１個ずつ使用されることになり、第１の実施形態に比べて、さらに凝縮に時間をかけることができ、ピストン動作の高速化を図ることができる。
【００４８】
なお、この実施形態では、第１の凝縮室２３ａと第２の凝縮室２３ｂ（図１）をそれぞれ２個の凝縮室分室に分割するものとしたが、凝縮室２３ａ、２３ｂそれぞれを３個以上の凝縮室分室に分割してもよい。凝縮室分室の数を多くすれば、それに応じて、ピストン動作の高速化を図ることができる。
【００４９】
この第２の実施形態で、第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａ、および第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂをそれぞれ、シリンダ１１に直接接続することにより第１の排出配管２１ａ、第２の排出配管２１ｂをなくしてもよい。
【００５０】
また、第１の排出配管２１ａおよび第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａの長さを短くするために、第１の分岐排出弁２２１ａと２２２ａを、シリンダ１１を径方向にはさんで対向させ、第１の凝縮室分室２３１ａと２３２ａを、シリンダ１１を径方向にはさんで対向させて配置することもできる。同様に、第２の排出配管２１ｂおよび第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂの長さを短くするために、第２の分岐排出弁２２１ｂと２２２ｂを、シリンダ１１を径方向にはさんで対向させ、第２の凝縮室分室２３１ｂと２３２ｂを、シリンダ１１を径方向にはさんで対向させて配置することもできる。
【００５１】
また、第１の実施形態の第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ（図１）それぞれを３個以上の凝縮室分室に分割する場合は、それらの凝縮室分室を、シリンダ１１を取り囲んで周方向に配列してもよい。
【００５２】
［第３の実施形態］
図３は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第３の実施形態の構成を示す模式図であって、図１の一点鎖線Ａで囲んだ部分を示す図である。この実施形態は第１の実施形態の変形であって、図１の一点鎖線Ａで囲んだ部分を示す部分のみが第１の実施形態と相違する。
【００５３】
第１の凝縮室２３ａ内の頂部近くで液面より上方の位置に噴霧ノズル４５ａが設置されている。第１の凝縮室２３ａ内の液面より下方位置に伝熱管２４ａが配置されている。第１の過冷却液供給配管４３ａが、第１の凝縮室２３ａの伝熱管２４ａより下方位置の第１の過冷却液取り出し部４８ａと噴霧ノズル４５ａとを連絡するように配置されている。第１の過冷却液供給配管４３ａには、第１の過冷却液ポンプ４２ａと第１の過冷却液供給弁４４ａとが配置されている。第１の過冷却液ポンプ４２ａは、第１の凝縮室２３ａ内の伝熱管２４ａより下方に溜まった過冷却液状態の作動媒体を、噴霧ノズル４５ａを通して第１の凝縮室２３ａ内の液面より上方に送る。
【００５４】
第１の凝縮液配管２５ａは、第１の凝縮室２３ａ内の液面より下方で、第１の過冷却液供給配管４３ａの出口より上方の位置に接続されている。
【００５５】
第２の凝縮室２３ｂに関しても、第１の凝縮室２３ａと同様に、第２の凝縮室２３ｂ内に噴霧ノズル４５ｂが設置され、第２の過冷却液取り出し部４８ｂと噴霧ノズル４５ｂとを連絡するように第２の過冷却液供給配管４３ｂが接続されている。また、第２の過冷却液供給配管４３ｂに第２の過冷却液ポンプ４２ｂと第２の過冷却液供給弁４４ｂとが配置されている。
【００５６】
この第３の実施形態で、ピストン１２が第１の閉鎖端部１３ａに向かって（図１で左方向に）移動しているとき、第１の部分密閉空間１５ａ内の気体状態の作動媒体が、第１の排出配管２１ａ、第１の排出弁２２ａを通じて、第１の凝縮室２３ａ（図３参照）の上部に排出される。第１の凝縮室２３ａ内の下部には常に過冷却液状態の作動媒体が溜められている。第１の凝縮室２３ａ内の上部に気体状態の作動媒体が排出されるときに、噴霧ノズル４５ａを通じて、第１の凝縮室２３ａ内の頂部近くに過冷却液状態の作動媒体が噴霧される。
【００５７】
これにより、第１の凝縮室２３ａ内で、気体状態の作動媒体と過冷却液状態の作動媒体が混合し、気体状態の作動媒体は急速に凝縮する。このとき、噴霧された過冷却液は加熱され、凝縮によってできた液と混ざって飽和液に近い液体となる。こうしてできた液体状の作動媒体の一部は、第１の凝縮液配管２５ａ、第１の凝縮液弁２７ａを通してタンク２６へ回収される。噴霧された過冷却液と凝縮によってできた液とが混合されてできた液体状の作動媒体のうちで第１の凝縮液配管２５ａからタンク２６へ向かわない部分は、伝熱管２４ａによってさらに冷却され、過冷却液となり、第１の過冷却液供給配管４３ａを通じて噴霧ノズル４５ａへ送られる。
【００５８】
以上説明したのが、ピストン１２が第１の閉鎖端部１３ａに向かって移動しているときの状況である。ピストン１２が第２の閉鎖端部１３ｂに向かって移動しているときは、第２の部分密閉空間１５ｂ内の気体状態の作動媒体が、第２の排出配管２１ｂ、第２の排出弁２２ｂを通じて、第２の凝縮室２３ｂの上部に排出される。第１の凝縮室２３ａの場合と同様に、第２の凝縮室２３ｂ内の噴霧ノズル４５ｂを通じて過冷却液状態の作動媒体が噴霧される。
【００５９】
この第３の実施形態によれば、第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内の液面の上方で、気体状態の作動媒体と過冷却液状態の霧状の作動媒体とが混合するので、気体状態の作動媒体は急速に凝縮する。これにより、第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内の凝縮が速やかに進行する。
【００６０】
また、この第３の実施形態において、第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内の比較的温度の低い過冷却液は伝熱管２４ａ、２４ｂの周辺で生成され、伝熱管２４ａ、２４ｂの下方に流れる。したがって、第１、第２の凝縮液配管２５ａ、２５ｂが第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂと接続される位置を伝熱管２４ａ、２４ｂよりも高い位置とすることにより、過冷却液が第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内の蒸気の凝縮に寄与しないまま第１、第２の凝縮液配管２５ａ、２５ｂを通じてタンク２６に流出するのを抑制できる。
【００６１】
また、この第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果も得られる。すなわち、凝縮室を２個として、これらを交互に利用することにより、凝縮室が１個だけの場合に比べて、凝縮に時間をかけることができ、ピストン動作の高速化を図ることができる。また、シリンダ内に過冷却の液体状態の作動媒体を注入することがないので、シリンダの構造材料の温度変化が比較的小さく、温度変動による構造材料への悪影響や熱損失が比較的小さく抑えられる。
【００６２】
以上説明した第３の実施形態は、第１の実施形態の変形として、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂそれぞれに噴霧ノズル４５ａ、４５ｂが設置され、第１および第２の過冷却液供給配管４３ａ、４３ｂが接続され、第１および第２の過冷却液ポンプ４２ａ、４２ｂと第１および第２の過冷却液供給弁４４ａ、４４ｂとが設けられているものとした。
【００６３】
この第３の実施形態の変形として、第２の実施形態における第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａおよび第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂのそれぞれに、噴霧ノズルを配置し、過冷却液供給配管を接続し、過冷却液ポンプと過冷却液供給弁とを設けてもよい（図示せず）。その場合は、図３に示す第３の実施形態による前述の効果に加えて、第２の実施形態による効果も併せて得ることができる。
【００６４】
［第４の実施形態］
図４は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第４の実施形態の構成を示す模式図である。この実施形態は第１の実施形態の変形であって、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂとは別に冷却器４０が設けられ、冷却器４０内に、冷却水などが流通する伝熱管４１が配置されている。伝熱管４１より下方位置で、冷却器４０に過冷却液取り出し部４８が設けられている。
【００６５】
冷却器４０で作動媒体の過冷却液が生成され、その過冷却液は、過冷却液取り出し部４８から取り出されて、過冷却液ポンプ４２で昇圧され、第１および第２の過冷却液供給配管４３ａ、４３ｂを介してそれぞれ、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂに供給されるように構成されている。第１および第２の過冷却液供給配管４３ａ、４３ｂにはそれぞれ、第１および第２の過冷却液供給弁４４ａ、４４ｂが設けられている。
【００６６】
第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内それぞれの上部に、噴霧ノズル４５ａ、４５ｂが配置されている。噴霧ノズル４５ａ、４５ｂは、それぞれ、第１および第２の過冷却液供給配管４３ａ、４３ｂに接続され、冷却器４０内で生成された過冷却の液体状態の作動媒体が第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内上部で噴霧されるように構成されている。
【００６７】
タンク２６と冷却器４０は液体供給配管４６で接続され、タンク２６内の液体状の作動媒体が液体供給配管４６を通して冷却器４０に供給されるように構成されている。
【００６８】
その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００６９】
この実施形態では、シリンダ１１の第１および第２の部分密閉空間１５ａ、１５ｂから排出される作動媒体はそれぞれ、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂに導入される。
【００７０】
第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内では、シリンダ１１の第１および第２の部分密閉空間１５ａ、１５ｂから排出された比較的温度の高い作動媒体が、噴霧ノズル４５ａ、４５ｂから噴霧される過冷却液状態の低温の作動媒体と混合する。これにより、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内で急速な凝縮が起こり、第１および第２の凝縮室２３ａ、２３ｂ内の圧力が低下する。このとき温度の異なる作動媒体同士が混合し、しかも噴霧が利用されるので、急速な凝縮を実現できる。
【００７１】
これにより、ピストン動作のさらなる高速化を図ることができる。
【００７２】
なお、この第４の実施形態は、過冷却液を噴霧ノズルから噴霧して蒸気と混合させる点で第３の実施形態と類似している。ただし、この第４の実施形態では、冷却水を流す伝熱管は１個あればよく、過冷却液ポンプも１台あればよいので、第３の実施形態よりも構成が簡素化されている。
【００７３】
［第５の実施形態］
図５は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第５の実施形態の構成を示す模式図である。
【００７４】
この実施形態は、第４の実施形態の変形であって、第４の実施形態における第１の凝縮室２３ａ（図４）が第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａに分割されている。同様に、第４の実施形態における第２の凝縮室２３ｂ（図４）が第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂに分割されている。
【００７５】
第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａ、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂ内上部にそれぞれ、噴霧ノズル４５ａ、４５ａ、４５ｂ、４５ｂが配置されている。
【００７６】
凝縮室の分割に伴い、第２の実施形態と同様に、第１の排出配管２１ａは、２個の第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａに分岐していて、第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａはそれぞれ、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａに接続されている。第４の実施形態の第１の凝縮液配管２５ａ（図４）は、本実施形態では、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａにそれぞれ接続された第１の分岐凝縮液配管２５１ａ、２５２ａに分岐している。
【００７７】
同様に、第２の排出配管２１ｂは、２個の第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂに分岐していて、第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂはそれぞれ、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂに接続されている。第４の実施形態の第２の凝縮液配管２５ｂ（図４）は、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂにそれぞれ接続された第２の分岐凝縮液配管２５１ｂ、２５２ｂに分岐している。
【００７８】
第１の分岐排出配管２１１ａ、２１２ａには、それぞれ、第１の分岐排出弁２２１ａ、２２２ａが設けられている。また、第１の分岐凝縮液配管２５１ａ、２５２ａには、それぞれ、第１の分岐凝縮液弁２７１ａ、２７２ａが設けられている。
【００７９】
同様に、第２の分岐排出配管２１１ｂ、２１２ｂには、それぞれ、第２の分岐排出弁２２１ｂ、２２２ｂが設けられている。また、第２の分岐凝縮液配管２５１ｂ、２５２ｂには、それぞれ、第２の分岐凝縮液弁２７１ｂ、２７２ｂが設けられている。
【００８０】
第４の実施形態の第１の過冷却液供給配管４３ａ（図４）は、本実施形態では、第１の分岐過冷却液供給配管４３１ａ、４３２ａに分岐している。同様に、第４の実施形態の第２の過冷却液供給配管４３ｂ（図４）は、第２の分岐過冷却液供給配管４３１ｂ、４３２ｂに分岐している。第１の分岐過冷却液供給配管４３１ａ、４３２ａにはそれぞれ、第１の分岐過冷却液供給弁４４１ａ、４４２ａが設けられている。同様に、第２の分岐過冷却液供給配管４３１ｂ、４３２ｂにはそれぞれ、第２の分岐過冷却液供給弁４４１ｂ、４４２ｂが設けられている。
【００８１】
第１の分岐過冷却液供給配管４３１ａ、４３２ａはそれぞれ、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａ内の噴霧ノズル４５ａに接続されている。同様に、第２の分岐過冷却液供給配管４３１ｂ、４３２ｂはそれぞれ、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂ内の噴霧ノズル４５ｂに接続されている。
【００８２】
冷却器４０で生成された作動媒体の過冷却液は、過冷却液ポンプ４２で昇圧され、第１の分岐過冷却液供給配管４３１ａ、４３２ａを介して、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａに供給される。また、第２の分岐過冷却液供給配管４３１ｂ、４３２ｂを介して、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂに供給される。
【００８３】
この実施形態では、第２の実施形態と同様に、ピストン１２の往復運動による各行程で、シリンダ１１の第１の部分密閉空間１５ａ内の作動媒体は、２個の第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａのいずれか一方に排出される。また、シリンダ１１の第２の部分密閉空間１５ｂ内の作動媒体は、２個の第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂのいずれか一方に排出される。そして、行程ごとに、作動媒体の排出先が、第１の凝縮室分室２３１ａ、２３２ａ同士で、また、第２の凝縮室分室２３１ｂ、２３２ｂ同士で、交互に切り替えられる。これにより、４個の凝縮室分室２３１ａ、２３１ｂ、２３２ａ、２３２ｂが順次１個ずつ使用されることになり、第４の実施形態に比べて、さらに凝縮に時間をかけることができ、ピストン動作の高速化を図ることができる。
【００８４】
なお、この実施形態では、第１の凝縮室２３ａと第２の凝縮室２３ｂ（図４）をそれぞれ２個の凝縮室分室に分割するものとしたが、各凝縮室２３ａ、２３ｂを３個以上の凝縮室分室に分割してもよい。凝縮室分室の数を多くすれば、それに応じて、ピストン動作の高速化を図ることができる。
【００８５】
［第６の実施形態］
図６は、本発明に係る凝縮室付き熱機関の第６の実施形態の構成を示す模式図である。この実施形態は第５の実施形態の変形であって、第５の実施形態のタンク２６が存在しない。第１の分岐凝縮液配管２５１ａ、２５２ａおよび第２の分岐凝縮液配管２５１ｂ、２５２ｂが、合流して、加熱器ポンプ３３の吸い込み側に接続されている。また、これらの分岐管の合流部から加熱器ポンプ３３の吸い込み側に向かう配管から分岐して液体供給配管４６が接続され、液体供給配管４６が冷却器４０に接続されている。
【００８６】
この実施形態では、タンク２６がないので、この凝縮室付き熱機関全体の構成部材の量を減らすことができる。
【００８７】
なお、図６に示す例では、第５の実施形態（図５）におけるタンク２６をなくす構成としたが、同様に、第１〜第４の実施形態（図１〜図４）におけるタンク２６をなくすような構成とすることも可能である。
【００８８】
［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００８９】
例えば、第１および第４の実施形態で、第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂとシリンダ１１との間をそれぞれ、第１の排出配管２１ａおよび第２の排出配管２１ｂで接続し、第１の排出配管２１ａおよび第２の排出配管２１ｂに、それぞれ第１の排出弁２２ａおよび第２の排出弁２２ｂを設けるものとした。このような構成において、第１の排出弁２２ａおよび第２の排出弁２２ｂをそれぞれ、第１の凝縮室２３ａおよび第２の凝縮室２３ｂに直接取り付ける、または、一体的に形成することも可能である。または、これらの弁をシリンダ１１と一体的に形成することも可能である。
【００９０】
また、上記説明では、各弁の開閉を制御装置３５によって制御するものとしたが、カム機構などを用いて、各弁の開閉を機械的に制御することもできる。
【００９１】
また、上記説明では、リンク機構によってピストン１２の往復運動を回転運動に変換するものとしたが、ピストン１２に磁石を取り付け、シリンダ１１の外周にコイルを巻くことによって、リンク機構を用いずに、ピストン１２の往復運動によってコイルに起電力を生じさせることにより発電を行うこともできる（特許文献１参照）。
【００９２】
また、上記説明では、ピストン１２が往復運動を行うものとしたが、ロータリーピストンを用いることもできる（特許文献１参照）。
【符号の説明】
【００９３】
１１    シリンダ
１２    ピストン
１３ａ    第１の閉鎖端部
１３ｂ    第２の閉鎖端部
１５ａ    第１の部分密閉空間
１５ｂ    第２の部分密閉空間
１７    ピストンロッド
１８    接続ロッド
１９    クランク軸
２０ａ    第１の気体供給配管
２０ｂ    第２の気体供給配管
２１ａ    第１の排出配管
２１ｂ    第２の排出配管
２２ａ    第１の排出弁
２２ｂ    第２の排出弁
２３ａ    第１の凝縮室
２３ｂ    第２の凝縮室
２４ａ、２４ｂ    伝熱管
２５ａ    第１の凝縮液配管
２５ｂ    第２の凝縮液配管
２６    タンク
２７ａ    第１の凝縮液弁
２７ｂ    第２の凝縮液弁
２８    加熱器
２９    伝熱管
３０ａ    第１の気体供給弁
３０ｂ    第２の気体供給弁
３３    加熱器ポンプ
３５    制御装置
４０    冷却器
４１    伝熱管
４２    過冷却液ポンプ
４２ａ    第１の過冷却液ポンプ
４２ｂ    第２の過冷却液ポンプ
４３ａ    第１の過冷却液供給配管
４３ｂ    第２の過冷却液供給配管
４４ａ    第１の過冷却液供給弁
４４ｂ    第２の過冷却液供給弁
４５ａ、４５ｂ    噴霧ノズル
４６    液体供給配管
４８    過冷却液取り出し部
４８ａ    第１の過冷却液取り出し部
４８ｂ    第２の過冷却液取り出し部
２１１ａ、２１２ａ    第１の分岐排出配管
２１１ｂ、２１２ｂ    第２の分岐排出配管
２２１ａ、２２２ａ    第１の分岐排出弁
２２１ｂ、２２２ｂ    第２の分岐排出弁
２３１ａ、２３２ａ    第１の凝縮室分室
２３１ｂ、２３２ｂ    第２の凝縮室分室
２４１ａ、２４２ａ、２４１ｂ、２４２ｂ    伝熱管
２５１ａ、２５２ａ    第１の分岐凝縮液配管
２５１ｂ、２５２ｂ    第２の分岐凝縮液配管
２７１ａ、２７２ａ    第１の分岐凝縮液弁
２７１ｂ、２７２ｂ    第２の分岐凝縮液弁
４３１ａ、４３２ａ    第１の分岐過冷却液供給配管
４３１ｂ、４３２ｂ    第２の分岐過冷却液供給配管
４４１ａ、４４２ａ    第１の分岐過冷却液供給弁
４４１ｂ、４４２ｂ    第２の分岐過冷却液供給弁
【要約】
【課題】熱機関で、シリンダ内の低圧側空間内の圧力をより低下させて出力を増大するとともに、ピストン動作の高速化を図る。
【解決手段】凝縮室付き熱機関は、シリンダ１１内で摺動するピストン１２と、シリンダ１１内に気体状態の作動媒体を供給する第１、第２の気体供給配管２０ａ、２０ｂと、作動媒体を加熱して気体状態の作動媒体を供給する加熱器２８と、シリンダ１１内の作動媒体を排出する第１、第２の排出配管２１ａ、２１ｂと、第１、第２の排出配管２１ａ、２１ｂから排出された作動媒体を冷却して凝縮させる第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂと、第１、第２の凝縮室２３ａ、２３ｂで得られた凝縮液を加圧して加熱器２８に送る加熱器ポンプ３３と、を有し、作動媒体が循環する密閉サイクルを構成する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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