(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
前記容器（１１）内の前記作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
前記加熱器（１３）で加熱されて気化した前記作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
前記蒸気の体積変動によって生じる前記作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、前記容器（１１）と連通する圧力調整用容器（１６）と、
前記圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を調整する圧力調整手段（１９）と、
前記内部圧力（Ｐｔ）が前記容器のうち前記作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での前記作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）よりも大きいときには前記内部圧力（Ｐｔ）を低下させ、前記内部圧力（Ｐｔ）が前記飽和蒸気圧（Ｐｓ１）よりも小さいときには前記内部圧力（Ｐｔ）を上昇させるように前記圧力調整手段（１９）を制御する制御手段（２１）とを備えていることを特徴とする外燃機関。
【請求項２】
作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
前記容器（１１）内の前記作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
前記加熱器（１３）で加熱されて気化した前記作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
前記蒸気の体積変動によって生じる前記作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、前記容器（１１）と連通する圧力調整用容器（１６）と、
前記圧力調整用容器（１６）と前記容器（１１）との連通部（１７）に配置された絞り手段（３０）と、
前記圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を調整する圧力調整手段（１９、３２、４６、５５）と、
前記圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも大きいときには前記内部圧力（Ｐｔ）を低下させ、前記内部圧力（Ｐｔ）が前記目標値（Ｐｃ０）よりも小さいときには前記内部圧力（Ｐｔ）を上昇させるように前記圧力調整手段（１９、３２、４６、５５）を制御する制御手段（２１）とを備えていることを特徴とする外燃機関。
【請求項３】
前記制御手段（２１）が、前記容器のうち前記作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での前記作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）と、前記容器のうち前記作動液体（１２）の蒸気が液化する被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）での前記作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ２）との中間値を前記目標値（Ｐｃ０）として設定することを特徴とする請求項２に記載の外燃機関。
【請求項４】
前記圧力調整手段が、前記圧力調整用容器（１６）内で往復運動するピストン機構（１９）で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の外燃機関。
【請求項５】
前記圧力調整用容器（１６）には、気体（１００）が前記圧力調整用液体（１８）とともに封入されていることを特徴とする請求項４に記載の外燃機関。
【請求項６】
前記圧力調整手段が、前記圧力調整用容器（１６）から前記圧力調整用液体（１８）を吸入するとともに前記圧力調整用容器（１６）へ前記圧力調整用液体（１８）を吐出するポンプ機構（３２）で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の外燃機関。
【請求項７】
前記圧力調整手段が、前記圧力調整用液体（１８）を加熱して気化させる加熱手段（４６、５５）で構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の外燃機関。
【請求項８】
前記圧力調整用液体（１８）のうち少なくとも一部分が沸騰状態に維持されるように前記圧力調整用容器（１６）および前記加熱手段（４６、５５）が構成されていることを特徴とする請求項７に記載の外燃機関。
【請求項９】
前記加熱手段（４６）が、前記圧力調整用容器（１６）の外面に配置された電気ヒータ（４６ａ）と、前記電気ヒータ（４６ａ）の温度を調整する温度調整器（４７）とで構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の外燃機関。
【請求項１０】
前記制御手段（２１）が、少なくとも前記電気ヒータ（４６ａ）に入力される電力量（Ｑ３）と、前記電気ヒータ（４６ａ）によって加熱される前の前記圧力調整用容器（１６）の温度と、前記圧力調整用液体（１８）の蒸気圧曲線とに基づいて前記内部圧力（Ｐｔ）を算出することを特徴とする請求項９に記載の外燃機関。
【請求項１１】
前記加熱手段（５５）が、高温ガスを熱源として前記圧力調整用液体（１８）を加熱する圧力調整用加熱器（５３）と、前記制御手段（２１）によって制御され、前記高温ガスの流量（ｍｇ）を調整する流量調整手段（５４）とで構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の外燃機関。
【請求項１２】
前記制御手段（２１）が、少なくとも前記圧力調整用容器（１６）を加熱する前の前記高温ガスの温度（Ｔｇｉ）と、前記圧力調整用容器（１６）を加熱した後の前記高温ガスの温度（Ｔｇｏ）と、前記流量（ｍｇ）と、前記容器のうち前記作動液体（１２）の蒸気が液化する被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）と、前記圧力調整用液体（１８）の蒸気圧曲線とに基づいて前記内部圧力（Ｐｔ）を算出することを特徴とする請求項１１に記載の外燃機関。
【請求項１３】
作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
前記容器（１１）内の前記作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
前記加熱器（１３）で加熱されて気化した前記作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
前記蒸気の体積変動によって生じる前記作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、前記容器（１１）と連通する圧力調整用容器（１６）と、
前記圧力調整用液体（１８）を加熱して気化させる加熱手段（５３）と、
前記圧力調整用容器（１６）と前記容器（１１）との連通部（１７）に配置された絞り手段（３０）とを備え、
前記圧力調整用液体（１８）のうち少なくとも一部分が沸騰状態に維持されるように前記圧力調整用容器（１６）および前記加熱手段（５３）が構成されており、
さらに、前記圧力調整用容器（１６）のうち前記圧力調整用液体（１８）が気化する高温部（４８）の温度（Ｔｈ）が、前記容器のうち前記作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）と、前記容器のうち前記作動液体（１２）の蒸気が液化する被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）との中間値になる熱抵抗をもつように、前記圧力調整用容器（１６）が構成されていることを特徴とする外燃機関。
【請求項１４】
前記加熱手段（５３）の熱源が高温ガスであることを特徴とする請求項１３に記載の外燃機関。
【請求項１５】
前記高温ガスが、前記容器のうち前記作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の熱源としても用いられていることを特徴とする請求項１４に記載の外燃機関。
【請求項１６】
前記加熱手段（５３）が前記被加熱部（１１ａ）よりも前記高温ガスの流れ方向下流側に配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の外燃機関。
【請求項１７】
前記被加熱部（１１ａ）の熱を前記加熱手段（５６）に伝導する熱伝導手段（６１）を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の外燃機関。
【請求項１８】
前記圧力調整用容器（１６）には、前記圧力調整用液体（１８）が気化すると前記圧力調整用容器（１６）の容積を増加させる容積調整機構（７０、７２、７３）が設けられていることを特徴とする請求項７ないし１７のいずれか１つに記載の外燃機関。
【請求項１９】
前記容積調整機構は、前記圧力調整用容器（１６）内に配置され、前記圧力調整用液体（１８）が気化すると圧縮して体積が減少する塊状弾性部材（７０）で構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の外燃機関。
【請求項２０】
前記圧力調整用容器（１６）内の空間を、前記圧力調整用液体（１８）が封入される第１空間と、気体（７２ｂ）が封入される第２空間とに仕切る仕切板（７２ａ）が、前記圧力調整用容器（１６）内に摺動可能に配置されており、
前記圧力調整用液体（１８）が気化すると、前記仕切板（７２ａ）が前記第２空間側に押圧され、前記気体（７２ｂ）が圧縮されるようになっており、
前記容積調整機構（７２）が前記仕切板（７２ａ）と前記気体（７２ｂ）とで構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の外燃機関。
【請求項２１】
前記圧力調整用容器（１６）内の空間を、前記圧力調整用液体（１８）が封入される第１空間と、弾性部材（７４）が封入される第２空間とに仕切る仕切板（７２ａ）が、前記圧力調整用容器（１６）内に摺動可能に配置されており、
前記圧力調整用液体（１８）が気化すると、前記仕切板（７２ａ）が前記第２空間側に押圧され、前記弾性部材（７４）が圧縮されるようになっており、
前記容積調整機構（７３）が前記仕切板（７２ａ）と前記弾性部材（７４）とで構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の外燃機関。
【請求項２２】
前記圧力調整用容器（１６）には、前記圧力調整用液体（１８）が気化すると前記圧力調整用液体（１８）の温度を低下させる温度調整機構（７５）が設けられていることを特徴とする請求項７ないし１７のいずれか１つに記載の外燃機関。
【請求項２３】
作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
前記容器（１１）内の前記作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
前記加熱器（１３）で加熱されて気化した前記作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
前記蒸気の体積変動によって生じる前記作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、前記容器（１１）と連通する複数の圧力調整用容器（３７、３８）と、
前記複数の圧力調整用容器（３７、３８）内をそれぞれ異なる圧力に加圧する加圧手段（４１、４２）と、
前記複数の圧力調整用容器（３７、３８）と前記容器（１１）との連通部（３９、４０）をそれぞれ開閉する複数の開閉弁（４３、４４）と、
前記容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）が目標値（Ｐｃ０）よりも低いときには前記複数の圧力調整用容器（３７、３８）のうち前記内部圧力（Ｐｔ）が前記目標値（Ｐｃ０）よりも高くかつ前記目標値（Ｐｃ０）に最も近い圧力調整用容器の前記連通部のみを開け、前記平均値（Ｐｃａ）が前記目標値（Ｐｃ０）よりも高いときには前記複数の圧力調整用容器（３７、３８）のうち前記内部圧力（Ｐｔ）が前記目標値（Ｐｃ０）よりも低くかつ前記目標値（Ｐｃ０）に最も近い圧力調整用容器の前記連通部のみを開けるように、前記複数の開閉弁（４３、４４）を制御する制御手段（２１）とを備えていることを特徴とする外燃機関。
【請求項２４】
前記圧力調整用液体（１８）が前記作動液体（１２）と同一液体であることを特徴とする請求項１ないし２３のいずれか１つに記載の外燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動液体の蒸気の体積変動によって生じる作動液体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。
【背景技術】
【０００２】
従来、外燃機関の一つとして、容器内に作動液体を封入し、容器内の作動液体の一部を被加熱部で加熱して気化させると共に、その気化した作動液体の蒸気を被冷却部で冷却して液化させることで、作動液体の蒸気の体積変動によって生じる作動液体の変位を機械的エネルギに変換して出力するように構成されたものが特許文献１にて開示されている。
【０００３】
この従来技術では、容器の内部圧力を検出する圧力センサと、容器のうち作動液体が気化する被加熱部の温度を検出する温度センサと、容器内の作動液体を大気中に排出するバルブと、バルブの開閉制御をおこなう制御装置とを備えている。
【０００４】
そして、容器の内部圧力が被加熱部の温度での作動液体の飽和蒸気圧以上になったときに容器内の作動液体の一部を大気中に排出して作動液体の体積を減少させることにより、容器の内部圧力が作動液体の飽和蒸気圧を超えないように制御している。
【０００５】
これにより、容器の内部圧力が作動液体の飽和蒸気圧を超えて一部の蒸気が凝縮・液化することを抑制して、外燃機関の出力および効率の低下を抑制している（後述の図３（ｃ）を参照）。
【特許文献１】特開２００５−３３０９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本発明者の実験によると、容器の内部圧力のピーク値が作動液体の飽和蒸気圧より低く、かつ、作動液体の飽和蒸気圧にできるだけ近いときに外燃機関の出力および効率が最も高くなることがわかった（後述の図３（ｂ）を参照）。
【０００７】
しかし、この従来技術では、一度減少させた作動液体の体積を再び増加させることができないので、被加熱部の温度が上昇して作動液体の飽和蒸気圧が上昇すると容器の内部圧力のピーク値が作動液体の飽和蒸気圧よりも低くなり過ぎて外燃機関の出力および効率が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
また、この従来技術では、被加熱部の温度あるいは容器のうち作動液体の蒸気が液化する被冷却部の温度が変動すると、作動液体の温度が変動するので熱膨張および熱収縮によって作動液体の体積が変動するが、このように作動液体の体積が変動すると外燃機関の出力および効率が低下してしまうという問題がある（後述の図５を参照）。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、容器の内部圧力のピーク値の変動、作動液体の飽和蒸気圧の変動、あるいは作動液体の体積変動に伴う外燃機関の性能（出力および効率）の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
容器（１１）内の作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
加熱器（１３）で加熱されて気化した作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
蒸気の体積変動によって生じる作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、容器（１１）と連通する圧力調整用容器（１６）と、
圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を調整する圧力調整手段（１９）と、
内部圧力（Ｐｔ）が容器のうち作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）よりも大きいときには内部圧力（Ｐｔ）を低下させ、内部圧力（Ｐｔ）が飽和蒸気圧（Ｐｓ１）よりも小さいときには内部圧力（Ｐｔ）を上昇させるように圧力調整手段（１９）を制御する制御手段（２１）とを備えていることを第１の特徴とする。
【００１１】
これによると、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）よりも大きいときには内部圧力（Ｐｔ）を低下させ、内部圧力（Ｐｔ）が飽和蒸気圧（Ｐｓ１）よりも小さいときには内部圧力（Ｐｔ）を上昇させるように、制御手段（２１）が圧力調整手段（１９）を制御するので、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）のピーク値（Ｐｔ１）を被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）に近づけることができる。
【００１２】
そして、容器（１１）が圧力調整用容器（１６）と連通しているので、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）を圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）に追従させることができる。
【００１３】
このため、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）のピーク値（Ｐｃ１）を被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）に近づけることができる。この結果、外燃機関の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧（Ｐｓ１）の変動や容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）のピーク値（Ｐｃ１）の変動に伴う外燃機関の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【００１４】
また、本発明は、作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
容器（１１）内の作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
加熱器（１３）で加熱されて気化した作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
蒸気の体積変動によって生じる作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、容器（１１）と連通する圧力調整用容器（１６）と、
圧力調整用容器（１６）と容器（１１）との連通部（１７）に配置された絞り手段（３０）と、
圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を調整する圧力調整手段（１９、３２、４６、５５）と、
圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも大きいときには内部圧力（Ｐｔ）を低下させ、内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも小さいときには内部圧力（Ｐｔ）を上昇させるように圧力調整手段（１９、３２、４６、５５）を制御する制御手段（２１）とを備えていることを第２の特徴とする。
【００１５】
これによると、圧力調整用容器（１６）と容器（１１）との連通部（１７）に絞り手段（３０）を配置しているので、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の周期的な変動に追従して変動することを抑制して、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）とほぼ等しい圧力で安定させることができる。
【００１６】
そして、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも大きいときには圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を低下させ、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも小さいときには圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を上昇させるように、制御手段（２１）が圧力調整手段（１９、３２、４６、５５）を制御するので、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を目標値（Ｐｃ０）に近づけることができる。
【００１７】
すると、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）が圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）に追従するので、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）を目標値（Ｐｃ０）に近づけることができる。この結果、飽和蒸気圧（Ｐｓ１）の変動や容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）のピーク値（Ｐｃ１）の変動に伴う外燃機関の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【００１８】
本発明は、具体的には、制御手段（２１）が、容器のうち作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）と、容器のうち作動液体（１２）の蒸気が液化する被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ２）との中間値を目標値（Ｐｃ０）として設定する。
【００１９】
これにより、目標値（Ｐｃ０）を理想平均値（Ｐｃｉ）（後述の図３（ａ）を参照）に近い値に設定できるので、外燃機関の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧（Ｐｓ１）の変動や容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）のピーク値（Ｐｃ１）の変動に伴う外燃機関の性能（出力および効率）の低下をより防止できる。
【００２０】
また、本発明は、具体的には、圧力調整手段を圧力調整用容器（１６）内で往復運動するピストン機構（１９）で構成できる。
【００２１】
本発明は、より具体的には、前記圧力調整用容器（１６）には、気体（１００）が前記圧力調整用液体（１８）とともに封入されている。
【００２２】
これによると、周知のように気体の圧縮率は液体の圧縮率よりも高いので、前記圧力調整用容器（１６）内に前記圧力調整用液体（１８）のみが充満している場合と比較して、ピストン機構（１９）の変位量に対する圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）の変化量を抑制することができる。このため、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）の微調整を容易化できる。
【００２３】
また、本発明は、具体的には、圧力調整手段を圧力調整用容器（１６）から圧力調整用液体（１８）を吸入するとともに圧力調整用容器（１６）へ圧力調整用液体（１８）を吐出するポンプ機構（３２）で構成できる。
【００２４】
また、本発明は、具体的には、圧力調整手段を圧力調整用液体（１８）を加熱して気化させる加熱手段（４６、５５）で構成できる。
【００２５】
なお、この場合においては、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を圧力センサ等によって直接検出してもよいし、温度センサ等によって検出される加熱手段（４６、５５）の温度と圧力調整用液体（１８）の蒸気圧曲線とに基づいて圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を算出してもよい。
【００２６】
本発明は、より具体的には、圧力調整用液体（１８）のうち少なくとも一部分が沸騰状態に維持されるように圧力調整用容器（１６）および加熱手段（４６、５５）が構成されている。
【００２７】
これによると、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を圧力調整用液体（１８）の飽和蒸気圧と同一圧力に維持できるので、圧力調整用液体（１８）の温度を調整することによって圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を所望の圧力に確実に調整することができる。
【００２８】
また、本発明は、より具体的には、加熱手段（４６）を圧力調整用容器（１６）の外面に配置された電気ヒータ（４６ａ）と、電気ヒータ（４６ａ）の温度を調整する温度調整器（４７）とで構成できる。
【００２９】
本発明は、より具体的には、制御手段（２１）が、少なくとも電気ヒータ（４６ａ）に入力される電力量（Ｑ３）と、電気ヒータ（４６ａ）によって加熱される前の圧力調整用容器（１６）の温度と、圧力調整用液体（１８）の蒸気圧曲線とに基づいて内部圧力（Ｐｔ）を算出する。
【００３０】
これによると、圧力センサや温度センサを用いることなく圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を算出できるので、圧力センサを圧力調整用容器（１６）内に挿入したり、電気ヒータ（４６ａ）によって加熱されて高温になる部位に温度センサを配置する必要がない。
【００３１】
このため、圧力調整用容器（１６）内の圧力調整用液体（１８）が圧力センサ部から洩れるという不具合や、温度センサが電気ヒータ（４６ａ）の高熱によって損傷するという不具合を回避できる。
【００３２】
また、本発明は、より具体的には、加熱手段（５５）を高温ガスを熱源として圧力調整用液体（１８）を加熱する圧力調整用加熱器（５３）と、制御手段（２１）によって制御され、高温ガスの流量（ｍｇ）を調整する流量調整手段（５４）とで構成できる。
【００３３】
本発明は、より具体的には、制御手段（２１）が、少なくとも圧力調整用容器（１６）を加熱する前の高温ガスの温度（Ｔｇｉ）と、圧力調整用容器（１６）を加熱した後の高温ガスの温度（Ｔｇｏ）と、流量（ｍｇ）と、容器のうち作動液体（１２）の蒸気が液化する被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）と、圧力調整用液体（１８）の蒸気圧曲線とに基づいて内部圧力（Ｐｔ）を算出するようにしてもよい。
【００３４】
また、本発明は、作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
容器（１１）内の作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
加熱器（１３）で加熱されて気化した作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
蒸気の体積変動によって生じる作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、容器（１１）と連通する圧力調整用容器（１６）と、
圧力調整用液体（１８）を加熱して気化させる加熱手段（５３）と、
圧力調整用容器（１６）と容器（１１）との連通部（１７）に配置された絞り手段（３０）とを備え、
圧力調整用液体（１８）のうち少なくとも一部分が沸騰状態に維持されるように圧力調整用容器（１６）および加熱手段（４６、５５）が構成されており、
さらに、圧力調整用容器（１６）のうち圧力調整用液体（１８）が気化する高温部（４８）の温度（Ｔｈ）が、容器のうち作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）と、容器のうち作動液体（１２）の蒸気が液化する被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）との中間値になる熱抵抗をもつように、圧力調整用容器（１６）が構成されていることを第３の特徴とする。
【００３５】
これによると、圧力調整用容器（１６）と容器（１１）との連通部（１７）に絞り手段（３０）を配置しているので、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）とほぼ等しい圧力で安定させることができる。
【００３６】
また、圧力調整用液体（１８）のうち少なくとも一部分が沸騰状態に維持されるので、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を圧力調整用液体（１８）の飽和蒸気圧と同一圧力に維持できる。このため、圧力調整用液体（１８）の温度を調整することによって圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を所望の圧力に確実に調整することができる。
【００３７】
そして、高温部（４８）の温度（Ｔｈ）が被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）と被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）との中間値になるので、圧力調整用液体（１８）の温度を被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）と被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）との中間値にすることができる。
【００３８】
このため、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を常に被加熱部（１１ａ）の温度（Ｔ１）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ１）と、被冷却部（１１ｂ）の温度（Ｔ２）での作動液体（１２）の飽和蒸気圧（Ｐｓ２）との中間値にすることができる。換言すれば、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）を常に理想平均値（Ｐｃｉ）に近づけることができる。
【００３９】
すると、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）が圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）に追従するので、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）を常に理想平均値（Ｐｃｉ）に近づけることができる。
【００４０】
この結果、簡素な構造にて外燃機関の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、コストの上昇を抑制しつつ、飽和蒸気圧（Ｐｓ１）の変動や容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）のピーク値（Ｐｃ１）の変動に伴う外燃機関の性能（出力および効率）の低下をより防止できる。
【００４１】
本発明は、具体的には、加熱手段（５３）の熱源を高温ガスにしてもよい。
【００４２】
本発明は、より具体的には、高温ガスを、容器のうち作動液体（１２）が気化する被加熱部（１１ａ）の熱源としても用いれば、エネルギー効率を向上することができる。
【００４３】
また、本発明は、より具体的には、加熱手段（５６）を被加熱部（１１ａ）よりも高温ガスの流れ方向下流側に配置すれば、エネルギー効率をより向上することができる。
【００４４】
また、本発明は、具体的には、被加熱部（１１ａ）の熱を加熱手段（５６）に伝導する熱伝導手段（６１）を備えてもよい。
【００４５】
本発明は、具体的には、圧力調整用容器（１６）には、圧力調整用液体（１８）が気化すると圧力調整用容器（１６）の容積を増加させる容積調整機構（７０、７２、７３）が設けられている。
【００４６】
これによると、圧力調整用液体（１８）が気化して圧力調整用液体（１８）の蒸気（５０）の体積が膨張すると、圧力調整用容器（１６）の容積が増加するので、蒸気（５０）の体積膨張を吸収することができる。このため、圧力調整用容器（１６）内に圧力調整用液体（１８）が気化するために必要な空間を確保できるので、蒸気（５０）の体積膨張によって圧力調整用液体（１８）の気化が妨げられることを回避できる。
【００４７】
さらに、蒸気（５０）の体積膨張を吸収することにより、圧力調整用容器（１６）と容器（１１）の間での圧力調整用液体（１８）もしくは作動液体（１２）の流出入を抑制することができる。このため、このような圧力調整用液体（１８）の流出入によって圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）が大幅に変動することを抑制できるので、圧力調整用容器（１６）の内部圧力（Ｐｔ）の大幅な変動によって外燃機関の動作が不安定になることを防止できる。
【００４８】
本発明は、より具体的には、容積調整機構を、圧力調整用容器（１６）内に配置され、圧力調整用液体（１８）が気化すると圧縮して体積が減少する塊状弾性部材（７０）で構成できる。
【００４９】
また、本発明は、より具体的には、圧力調整用容器（１６）内の空間を、圧力調整用液体（１８）が封入される第１空間と、気体（７２ｂ）が封入される第２空間とに仕切る仕切板（７２ａ）が、圧力調整用容器（１６）内に摺動可能に配置されており、
圧力調整用液体（１８）が気化すると、仕切板（７２ａ）が第２空間側に押圧され、気体（７２ｂ）が圧縮されるようになっており、
容積調整機構（７２）を仕切板（７２ａ）と気体（７２ｂ）とで構成できる。
【００５０】
また、本発明は、より具体的には、圧力調整用容器（１６）内の空間を、圧力調整用液体（１８）が封入される第１空間と、弾性部材（７４）が封入される第２空間とに仕切る仕切板（７２ａ）が、圧力調整用容器（１６）内に摺動可能に配置されており、
圧力調整用液体（１８）が気化すると、仕切板（７２ａ）が第２空間側に押圧され、弾性部材（７４）が圧縮されるようになっており、
容積調整機構（７３）を仕切板（７２ａ）と弾性部材（７４）とで構成してもよい。
【００５１】
また、本発明は、具体的には、圧力調整用容器（１６）には、圧力調整用液体（１８）が気化すると圧力調整用液体（１８）の温度を低下させる温度調整機構（７５）が設けられている。
【００５２】
これによると、圧力調整用液体（１８）が気化して圧力調整用液体（１８）の蒸気（５０）の体積が膨張すると、圧力調整用液体（１８）の温度が低下して圧力調整用液体１８が熱収縮する。このため、蒸気（５０）の体積膨張を吸収することができる。
【００５３】
また、本発明は、作動液体（１２）が流動可能に封入された容器（１１）と、
容器（１１）内の作動液体（１２）を加熱して気化させる加熱器（１３）と、
加熱器（１３）で加熱されて気化した作動液体（１２）の蒸気を冷却して液化させる冷却器（１４）とを備え、
蒸気の体積変動によって生じる作動液体（１２）の変位を機械的エネルギに変換して出力する外燃機関であって、
圧力調整用液体（１８）が封入され、容器（１１）と連通する複数の圧力調整用容器（３７、３８）と、
複数の圧力調整用容器（３７、３８）内をそれぞれ異なる圧力に加圧する加圧手段（４１、４２）と、
複数の圧力調整用容器（３７、３８）と容器（１１）との連通部（３９、４０）をそれぞれ開閉する複数の開閉弁（４３、４４）と、
容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）が目標値（Ｐｃ０）よりも低いときには複数の圧力調整用容器（３７、３８）のうち内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも高くかつ目標値（Ｐｃ０）に最も近い圧力調整用容器の連通部のみを開け、平均値（Ｐｃａ）が目標値（Ｐｃ０）よりも高いときには複数の圧力調整用容器（３７、３８）のうち内部圧力（Ｐｔ）が目標値（Ｐｃ０）よりも低くかつ目標値（Ｐｃ０）に最も近い圧力調整用容器の連通部のみを開けるように、複数の開閉弁（４３、４４）を制御する制御手段（２１）とを備えていることを第４の特徴とする。
【００５４】
これにより、容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）の平均値（Ｐｃａ）を目標値（Ｐｃ０）に近づけることができるので、飽和蒸気圧（Ｐｓ１）の変動や容器（１１）の内部圧力（Ｐｃ）のピーク値（Ｐｃ１）の変動に伴う外燃機関の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【００５５】
本発明は、具体的には、圧力調整用液体（１８）が作動液体（１２）と同一液体であってもよい。
【００７４】
また、本発明は、具体的には、圧力調整用容器（１６、３７、３８）には、気体（１００）が圧力調整用液体（１８）とともに封入されている。
【００７５】
なお、この欄およ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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図１は本発明に係る外燃機関１０及び発電機１からなる発電装置の概略構成を表す構成図である。
【００７７】
図１に示す如く、本実施形態の外燃機関１０は、永久磁石が埋設された可動子２を振動変位させることによって起電力を発生する発電機１を駆動するためのものであり、作動液体（本実施形態では水）１２が流動可能に封入された容器１１と、容器１１内の作動液体１２を加熱して気化する加熱器１３と、加熱器１３にて加熱されて気化した作動液体１２の蒸気を冷却する冷却器１４とを備える。
【００７８】
本実施形態の加熱器１３は高温ガス（例えば、自動車の排気ガス）と熱交換するものであるが、加熱器１３を電気ヒータで構成してもよい。また、本実施形態の冷却器１４には冷却水が循環するようになっている。図示を省略しているが、冷却水が作動液体１２の蒸気から奪った熱を放熱する放熱器が、冷却水の循環回路中に配置されている。
【００７９】
容器１１のうち加熱器１３と接触する部位である被加熱部１１ａ及び冷却器１４と接触する部位である被冷却部１１ｂは熱伝導率に優れた材料とすることが望ましく、本実施形態では、被加熱部１１ａ及び被冷却部１１ｂを銅又はアルミニウム製としている。
【００８０】
一方、容器１１のうち被加熱部１１ａと被冷却部１１ｂとの中間部１１ｃを断熱性に優れたステンレス製としている。なお、容器１１のうち被冷却部１１ｂよりも発電機１側の部位も断熱性に優れたステンレス製としている。
【００８１】
そして、容器１１は、屈曲部１１ｄが最下部に位置するように第１、２直線部１１ｅ、１１ｆを有する略Ｕ字状に形成されたパイプ状の圧力容器であり、容器１１のうち屈曲部１１ｄを挟んで水平方向一端側（紙面右側）の第１直線部１１ｅには、加熱器１３が冷却器１４より上方側に位置するように加熱器１３及び冷却器１４が設けられている。
【００８２】
図示を省略しているが、作動液体１２が気化する空間を確保するために、第１直線部１１ｅの上端部には所定体積の気体が封入されている。この気体は例えば空気であってもよいし、作動液体１２の純粋な蒸気でもよい。
【００８３】
一方、容器１１のうち屈曲部１１ｄを挟んで水平方向他端側（紙面左側）の第２直線部１１ｆの上端部には、作動液体から圧力を受けて変位するピストン１５がシリンダ部１５ａに摺動可能に配置されている。
【００８４】
なお、ピストン１５は可動子２のシャフト２ａに連結されており、可動子２を挟んでピストン１５と反対側には、可動子２をピストン１５側に押圧する弾性力を発生させる弾性手段をなすバネ３が設けられている。
【００８５】
容器１１のうち屈曲部１１ｄは、容器１１の内部圧力（以下、この圧力を容器内圧力と呼ぶ。）Ｐｃを調整する圧力調整用容器１６と連絡配管１７を介して連通している。なお、連絡配管１７は本発明における連通部に該当するものである。
【００８６】
この圧力調整用容器１６内には圧力調整用液体１８および気体１００が充満している。本実施形態では、圧力調整用容器１６を屈曲部１１ｄよりも上方に配置しており、圧力調整用液体１８を作動液体１２と同様に水としている。
【００８７】
気体１００としては圧力調整用液体１８に難溶性を示す気体を用いるのが好ましく、本例では、気体１００として、水に難溶性を示すヘリウムを用いている。なお、圧力調整用容器１６内を圧力調整用液体１８のみで充満させてもよい。
【００８８】
この圧力調整用容器１６および連絡配管１７は断熱性に優れた材料とすることが望ましく、本実施形態では、圧力調整用液体１８を水としているので、圧力調整用容器１６および連絡配管１７をステンレス製としている。
【００８９】
圧力調整用容器１６の内部圧力（以下、この圧力を調整容器内圧力と呼ぶ。）Ｐｔを調整する圧力調整手段をなすピストン機構１９が圧力調整ピストン１９ａと電動アクチュエータ１９ｂとで構成されている。
【００９０】
圧力調整ピストン１９ａは圧力調整用容器１６内の上端部に配置されており、この圧力調整ピストン１９ａは圧力調整用容器１６外部の電動アクチュエータ１９ｂによって上下方向に往復駆動されるようになっている。
【００９１】
次に、本実施形態における電子制御部の概要を説明すると、制御装置２１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されるものであり、本発明における制御手段に該当するものである。
【００９２】
制御装置２１には、ピストン機構１９の制御のために、被加熱部１１ａの温度（以下、この温度を被加熱部温度と呼ぶ。）Ｔ１を検出する被加熱部温度センサ２２、調整容器内圧力Ｐｔを検出する調整容器内圧力センサ２３から検出信号が入力される。制御装置２１はこの各センサ２２、２３からの検出信号に基づいて電動アクチュエータ１９ｂを駆動制御するようになっている。
【００９３】
次に、上記構成における作動を図２に基づいて説明する。加熱器１３及び冷却器１４を動作させると、まず加熱器１３により被加熱部１１ａ内の作動液体（水）１２が加熱されて気化し、被加熱部１１ａ内に高温・高圧の作動液体１２の蒸気が蓄積されて、第１直線部１１ｅ内の作動液体１２の液面を押し下げる。すると、容器１１内に封入された作動液体１２は、第１直線部１１ｅから第２直線部１１ｆ側に変位して、発電機１側のピストン１５を押し上げる。
【００９４】
また、容器１１の第１直線部１１ｅ内の作動液体１２の液面が被冷却部１１ｂまで下がり、被冷却部１１ｂ内に作動液体１２の蒸気が進入すると、この蒸気が冷却器１４により冷却されて液化されるため、第１直線部１１ｅ内の作動液体１２の液面を押し下げる力が消滅し、第１直線部１１ｅ側の液面が上昇する。この結果、作動液体１２の蒸気の膨張によって一旦押し上げられた発電機１側のピストン１５は下降する。
【００９５】
そして、こうした動作は、加熱器１３及び冷却器１４の動作を停止させるまで繰り返し実行され、その間、容器１１内の作動液体１２は周期的に変位（いわゆる自励振動）して、発電機１の可動子２を上下動させることになる。
【００９６】
ところで、本発明者は実験および解析を通じて、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１と外燃機関１０の性能（出力および効率）との関係について次のような知見を得ている。
【００９７】
図３（ａ）は外燃機関１０の一状態におけるＰＶ線図を示すものである。このＰＶ線図の横軸は、容器１１とピストン１５とで囲まれた空間の容積（以下、この容積をピストン容積と呼ぶ。）であり、このピストン容積はピストン１５の往復運動に伴い変動する。後述する図３（ｂ）、（ｃ）に示すＰＶ線図の横軸も同様である。
【００９８】
図３（ａ）は、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低く、かつ、飽和蒸気圧Ｐｓ１にできるだけ近くなっている状態におけるＰＶ線図である。このとき、外燃機関１０は１周期当たりの仕事量が最も大きくなって、外燃機関１０の性能（出力および効率）が最も高くなる理想的な状態になっている。
【００９９】
一方、図３（ｂ）は、ピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも著しく低いときのＰＶ線図を示している。この状態では、１周期当たりの仕事量が小さくなるので、外燃機関１０の性能（出力および効率）が低下する。
【０１００】
また、図３（ｃ）は、ピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも高いときのＰＶ線図を示している。つまり、被加熱部温度Ｔ１が高くなると、ピストン１５が下死点（図１では最上位置）に位置してピストン容積が最大となっている状態でも、加熱器１２内には高温の蒸気が存在するようになる。
【０１０１】
このとき、ピストン１５が下死点から上死点（図１では最下位置）に向かって移動し、ピストン容積が減少すると、作動液体１２の蒸気が圧縮されて容器内圧力Ｐｃが上昇し、また、作動液体１２が被加熱部１１ａに進入して加熱されて気化するので、容器内圧力Ｐｃがさらに上昇する。この結果、ピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１を超えてしまう。
【０１０２】
このようにピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも高い状態では、ピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも高くなるために作動液体１２の蒸気の一部が凝縮して液化してしまう。このため、ピストン１５を下降させる仕事、換言すれば、マイナスの仕事をしてしまうので、外燃機関１０の性能（出力および効率）が低下してしまう。
【０１０３】
したがって、外燃機関１０の性能（出力および効率）を最も引き出すためには、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１を常に被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低く、かつ、飽和蒸気圧Ｐｓ１にできるだけ近くなっている状態に維持すればよいのである。
【０１０４】
しかし、周知のように、被加熱部温度Ｔ１が変動すると作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１が変動する（後述の図７を参照）。また、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１は、被加熱部温度Ｔ１および被冷却部１１ｂの温度（以下、この温度を被冷却部温度と呼ぶ。）Ｔ２の変動や、容器１１からの作動液体１２の洩れに伴い変化する。
【０１０５】
すなわち、加熱器１３の熱源である高温ガスの温度および冷却器１４を循環する冷却水の温度の低下により被加熱部温度Ｔ１および被冷却部温度Ｔ２が低下して液相の作動液体１２の温度が低下すると液相の作動液体１２が熱収縮して液相の作動液体１２の体積が減少する。また、容器１１から作動液体１２が少しずつ洩れることによっても液相の作動液体１２の体積が減少する。
【０１０６】
液相の作動液体１２の体積が減少すると、図４（ａ）に示すように、ピストン１５が上死点（図１では最下位置）に位置してピストン容積が最小となっている状態でも、液相の作動液体１２が被加熱部１１ａ内に十分に進入できなくなる。
【０１０７】
このため、被加熱部１１ａ内における作動液体１２の気化が抑制されてしまうので、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が低下する。
【０１０８】
一方、被加熱部温度Ｔ１および被冷却部温度Ｔ２が上昇すると液相の作動液体１２が熱膨張して液相の作動液体１２の体積が増加する。液相の作動液体１２の体積が増加すると、図４（ｂ）に示すように、ピストン１５が下死点（図１では最上位置）に位置してピストン容積が最大となっている状態でも、作動液体１２の蒸気が被冷却部１１ｂ内に十分に進入できなくなる。
【０１０９】
このため、被冷却部１１ｂ内における作動液体１２の蒸気の液化が抑制されてしまうので、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が上昇する。
【０１１０】
図５は、作動液体１２の体積と外燃機関１０の効率との関係を示すグラフである。なお、図示を省略しているが、作動液体１２の体積と外燃機関１０の出力との関係も図５と同様である。
【０１１１】
図５からわかるように、作動液体１２の体積が所定の体積Ｖ１になっているとき、外燃機関１０の性能（出力および効率）が最も高くなる。なお、このときのＰＶ線図は図３（ａ）のようになっている。
【０１１２】
一方、作動液体１２の体積が所定の体積Ｖ１より小さい体積Ｖ２になっているときにはＰＶ線図が図３（ｂ）のようになり、外燃機関１０の性能（出力および効率）が低下する。また、作動液体１２の体積が所定の体積Ｖ１より大きい体積Ｖ３になっているときにはＰＶ線図が図３（ｃ）のようになり、外燃機関１０の性能（出力および効率）が低下する。
【０１１３】
そこで、本実施形態では、外燃機関１０の運転時に、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低く、かつ、飽和蒸気圧Ｐｓ１にできるだけ近くなるように、被加熱部温度Ｔ１の変動に応じて容器内圧力Ｐｃを調整することによって、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制する。
【０１１４】
図６は、本実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。まず、被加熱部温度Ｔ１と図７に示す作動液体１２の蒸気圧曲線とに基づいて、被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１を算出する。
【０１１５】
そして、調整容器内圧力Ｐｔのピーク値Ｐｔ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低いときには、電動アクチュエータ１９ｂが圧力調整ピストン１９ａを押し出して圧力調整用容器１６の容積を減少させる。これにより圧力調整用液体１８が圧縮されて調整容器内圧力Ｐｔが上昇するので、調整容器内圧力Ｐｔのピーク値Ｐｔ１も上昇する。
【０１１６】
一方、調整容器内圧力Ｐｔのピーク値Ｐｔ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも高いときには、電動アクチュエータ１９ｂが圧力調整ピストン１９ａを引き込んで圧力調整用容器１６の容積を増加させる。これにより圧力調整用液体１８が膨張して調整容器内圧力Ｐｔが低下するので、ピーク値Ｐｔ１も低下する。
【０１１７】
ここで、容器１１は圧力調整用容器１６と連絡配管１７を介して連通しているので、容器内圧力Ｐｃが調整容器内圧力Ｐｔに追従する。このため、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１を被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１に近づけることができる。
【０１１８】
この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０１１９】
ところで、周知のように液体の圧縮率は気体の圧縮率よりも低いので、圧力調整用容器１８内が圧力調整用液体１８のみで充満されていると、圧力調整ピストン１９ａの変位量に対する調整容器内圧力Ｐｔの変化量が大きくなりすぎて、調整容器内圧力Ｐｔの微調整がしづらい。
【０１２０】
そこで、本実施形態では、圧力調整用容器１８に圧力調整用液体１８のみならず、圧力調整用液体１８よりも圧縮率が高い気体１００を封入しているので、圧力調整ピストン１９ａの変位量に対する調整容器内圧力Ｐｔの変化量を抑制することができる。このため、調整容器内圧力Ｐｔの微調整を容易化できる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を作動液体１２と同じ水にしているが、圧力調整用液体１８として作動液体１２よりも圧縮率が低い液体、例えば液体金属等を用いてもよい。
【０１２２】
この場合には、圧力調整用液体１８を作動液体１２と同一液体にする場合よりも調整容器内圧力Ｐｔの微調整がしづらいというデメリットがあるものの、圧力調整ピストン１９ａの変位量を小さくできるので、外燃機関１０の体格を小型化できるというメリットがある。
【０１２３】
なお、圧力調整用液体１８として液体金属を用いる場合には、液体金属の比重が作動液体（水）１２の比重よりも重いので、圧力調整用容器１６を屈曲部１１ｄよりも下方に配置することによって圧力調整用液体１８が作動液体１２と混合してしまうことを回避するのがよい。
【０１２４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１を飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低く、かつ、飽和蒸気圧Ｐｓ１にできるだけ近くすることにより飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止しているが、本第２実施形態では、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａを目標値Ｐｃ０に近づけることにより飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制する。
【０１２５】
ここで、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａとは、作動液体１２が１周期、自励振動する間における容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａのことを言い、目標値Ｐｃ０とは、外燃機関１０の性能（出力および効率）が最も高くなる理想的な状態における容器内圧力Ｐｃの平均値（図３（ａ）を参照。以下、この平均値を理想平均値と呼ぶ。）Ｐｃｉに近似した値のことを言う。
【０１２６】
図８は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、連絡配管１７には容器内圧力Ｐｃが圧力調整用容器１６内に伝播するのを抑制する絞り部３０が形成されている。この絞り部３０では連絡配管１７の流路径が縮小されている。このため、調整容器内圧力Ｐｔが容器内圧力Ｐｃの周期的な変動に追従して変動することが抑制されるので、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａとほぼ等しい圧力で安定する。
【０１２７】
また、制御装置２１には、目標値Ｐｃ０を設定するために、被冷却部１１ｂの温度（以下、この温度を被冷却部温度と呼ぶ。）Ｔ２を検出する被冷却部温度センサ３１からの検出信号が入力される。
【０１２８】
図９は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、被冷却部温度Ｔ２と図７に示す作動液体１２の蒸気圧曲線とに基づいて、被冷却部温度Ｔ２での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ２を算出する。なお、被冷却部温度Ｔ２での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ２は、容器内圧力Ｐｃの１周期中の最低値Ｐｃ２（図３（ａ）〜（ｃ）を参照）と同一値になる。
【０１２９】
次に、被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１と被冷却部温度Ｔ２での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ２とに基づいて目標値Ｐｃ０を算出する。本実施形態では、目標値Ｐｃ０を被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１と被冷却部温度Ｔ２での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ２との中間値、より具体的には略平均値としている。
【０１３０】
そして、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも低いときには、電動アクチュエータ１９ｂが圧力調整ピストン１９ａを押し出して圧力調整用容器１６の容積を減少させる。これにより圧力調整用液体１８が圧縮されて調整容器内圧力Ｐｔが上昇する。
【０１３１】
一方、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも高いときには、圧力調整ピストン１９ａを引き込んで圧力調整用容器１６の容積を減少させる。これにより圧力調整用液体１８が膨張して調整容器内圧力Ｐｔが低下する。
【０１３２】
すると、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａも調整容器内圧力Ｐｔに追従するので、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０に近づく。換言すれば、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが理想平均値Ｐｃｉに近づく。
【０１３３】
この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０１３４】
ところで、上記第１実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔのピーク値Ｐｔ１を検出しているが、調整容器内圧力Ｐｔがピーク値Ｐｔ１になる時間はごく短時間である。このため、調整容器内圧力Ｐｔを検出する調整容器内圧力センサ２３のセンシング周期が非常に短くなってしまう。
【０１３５】
これに対して、本実施形態では、上述のように調整容器内圧力Ｐｔが容器内圧力Ｐｃに追従して変動することなく、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａとほぼ等しい圧力で安定するようになっている。このため、調整容器内圧力Ｐｔを検出する調整容器内圧力センサ２３のセンシング周期を上記第１実施形態と比較して長くすることができる。
【０１３６】
この結果、調整容器内圧力Ｐｔの検出を上記第１実施形態と比較して容易化できるので、外燃機関１０の性能（出力および効率）を上記第１実施形態と比較して容易に向上できる。
【０１３７】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、圧力調整用容器１６の容積を増減することにより調整容器内圧力Ｐｔを目標値Ｐｃ０に近づけているが、本第３実施形態では、図１０に示すように、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８の体積を増減することにより調整容器内圧力Ｐｔを目標値Ｐｃ０に近づける。
【０１３８】
図１０は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第２実施形態に対して、圧力調整手段をピストン機構１９の代わりにポンプ機構３２で構成している。このポンプ機構３２はポンプ３２ａ、吸入側配管３３、吐出側配管３４、吸入側開閉弁３５および吐出側開閉弁３６で構成されている。
【０１３９】
圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を吸入して内部に貯留するとともに、内部に貯留した圧力調整用液体１８を圧力調整用容器１６へ吐出するポンプ３２ａは、吸入側配管３３および吐出側配管３４を介して圧力調整用容器１６に接続されている。
【０１４０】
吸入側配管３３には吸入側開閉弁３５が配置されており、吸入側開閉弁３５が開くと圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８がポンプ３２ａによって吸入されポンプ３２ａ内部に貯留されるようになっている。
【０１４１】
吐出側配管３４には吐出側開閉弁３６が配置されており、吐出側開閉弁３６が開くとポンプ３２ａ内部に貯留された圧力調整用液体１８が圧力調整用容器１６へ吐出されるようになっている。この両開閉弁３５、３６の開閉制御は制御装置２１によって行われる。
【０１４２】
図１１は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも低いときには、吸入側開閉弁３５を閉じるとともに吐出側開閉弁３６を開いて作動液体１２の体積を増加させる。これにより調整容器内圧力Ｐｔが上昇する。
【０１４３】
一方、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも高いときには、吸入側開閉弁３５を開くとともに吐出側開閉弁３６を閉じて圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８の体積を減少させる。これにより調整容器内圧力Ｐｔが低下する。
【０１４４】
すると、上記第２実施形態と同様に、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０に近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０１４５】
なお、本実施形態では、上記第２実施形態と同様に、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａを目標値Ｐｃ０に近づけることにより飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止しているが、上記第１実施形態と同様に、絞り部３０を廃止して、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１を飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低く、かつ、飽和蒸気圧Ｐｓ１にできるだけ近くすることにより飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止してもよい。
【０１４６】
（第４実施形態）
上記第３実施形態では、１つの圧力調整用容器１６を用いて容器内圧力Ｐｃを調整しているが、本第４実施形態では、図１２に示すように、２つの圧力調整用容器３７、３８を用いて容器内圧力Ｐｃを調整する。
【０１４７】
図１２は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第３実施形態における圧力調整用容器１６の代わりに、２つの圧力調整用容器３７、３８をそれぞれ連絡配管３９、４０を介して配置している。
【０１４８】
２つの圧力調整用容器３７、３８には２つの圧力調整用容器３７、３８内をそれぞれ異なる圧力に加圧するポンプ４１、４２がそれぞれ接続され、２つの連絡配管３９、４０にはそれぞれ開閉弁４３、４４が配置されている。この２つの開閉弁４３、４４の開閉制御は制御装置２１によって独立して行われる。
【０１４９】
また、本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔを検出する調整容器内圧力センサ２３が廃止されており、その代わりに、容器内圧力Ｐｃを検出する容器内圧力センサ４５からの検出信号が制御装置２１に入力されるようになっている。
【０１５０】
２つの圧力調整用容器３７、３８のうち一方の圧力調整用容器３７の内部圧力は、ポンプ４１によって常に目標値Ｐｃ０よりも高い圧力まで加圧されており、他方の圧力調整用容器３８の内部圧力は、ポンプ４２によって常に目標値Ｐｃ０よりも低い圧力まで加圧されている。
【０１５１】
図１３は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０よりも低いときには、一方の圧力調整用容器３７側の開閉弁４３を開くとともに他方の圧力調整用容器３８側の開閉弁４４を閉じる。これにより容器内圧力Ｐｃが上昇する。
【０１５２】
一方、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０よりも高いときには、一方の圧力調整用容器３７側の開閉弁４３を閉じるとともに他方の圧力調整用容器３８側の開閉弁４４を開く。これにより容器内圧力Ｐｃが低下する。
【０１５３】
すると、上記第３実施形態と同様に、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０に近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０１５４】
なお、本実施形態では２つの圧力調整用容器３７、３８内を別個のポンプ４１、４２によってそれぞれ異なる圧力に加圧しているが、２つの圧力調整用容器３７、３８内を単一のポンプによってそれぞれ異なる圧力に加圧するようにしてもよい。
【０１５５】
また、本実施形態ではそれぞれ異なる圧力に加圧された２つの圧力調整用容器３７、３８を用いているが、それぞれ異なる圧力に加圧された３つ以上の圧力調整用容器を用いてもよい。
【０１５６】
この場合には、３つ以上の圧力調整用容器にそれぞれ開閉弁を設け、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０よりも低いときには３つ以上の圧力調整用容器のうち調整容器内圧力が目標値Ｐｃ０よりも低くかつ目標値Ｐｃ０に最も近い圧力調整用容器の開閉弁のみを開け、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０よりも低いときには３つ以上の圧力調整用容器のうち調整容器内圧力が目標値Ｐｃ０よりも高くかつ目標値Ｐｃ０に最も近い圧力調整用容器の開閉弁のみを開けるようにすればよい。
【０１５７】
（第５実施形態）
上記第２実施形態では、圧力調整用容器１６の容積を増減することにより調整容器内圧力Ｐｔを目標値Ｐｃ０に近づけており、上記第３実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８の体積を増減することにより調整容器内圧力Ｐｔを目標値Ｐｃ０に近づけている。これに対して、本第５実施形態では、図１４に示すように、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を気化させることにより調整容器内圧力Ｐｔを目標値Ｐｃ０に近づける。
【０１５８】
図１４は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第２実施形態に対して、圧力調整手段をピストン機構１９の代わりに圧力調整用液体１８を加熱して気化させる加熱手段４６で構成している。
【０１５９】
この加熱手段４６は、圧力調整用容器１６のうち連絡配管１７から離れる側（図１１では上端側）の部位の外面に密着配置された電気ヒータ４６ａと、この電気ヒータ４６ａの温度を調整する温度調整器４７とで構成されている。
【０１６０】
そして、制御装置２１が温度調整器４７を制御することにより、電気ヒータ４６ａから圧力調整用液体１８に与えられる熱量Ｑ１が調整される。
【０１６１】
本実施形態では、圧力調整用容器１６内が圧力調整用液体１８のみで充満しているが、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０１６２】
図１５は、電気ヒータ４６ａによって圧力調整用容器１６が加熱されているときの圧力調整用容器１６の温度勾配を示すグラフである。図１２に示すように、圧力調整用容器１６は、連絡配管１７から離れる側の高温部４８が、温度勾配が無視できるほど小さく、連絡配管１７に近い側の低温部４９が高温部４８から離れるにつれて温度が低下するような温度勾配が生じる熱伝導構造を有している。なお、図１２において、温度Ｔｈは高温部４８の温度（以下、この温度を高温部温度と呼ぶ。）である。
【０１６３】
また、温度Ｔｃは低温部４９の連絡配管１７側端部における温度（以下、この温度を低温部温度と呼ぶ。）であり、被冷却部温度Ｔ２とほぼ同一温度（正確には、被冷却部温度Ｔ２よりもわずかに高い温度）になっている。したがって、被冷却部温度Ｔ２は圧力調整用液体１８の沸点以下になっている。
【０１６４】
電気ヒータ４６ａにより高温部４８内の圧力調整用液体１８が加熱されて気化し、高温部４８内に高温・高圧の蒸気５０が蓄積されて、高温部４８内の圧力調整用液体１８の液面を押し下げる。
【０１６５】
一方、低温部４９では高温部４８から離れるにつれて温度が低下するので、圧力調整用液体１８の液面が低温部４９まで押し下げられることなく、常に高温部４８内に位置している。これにより、圧力調整用液体１８が常に高温部４８に接触するので、圧力調整用容器１６が常に沸騰状態に維持される。このため、調整容器内圧力Ｐｔを常に高温部温度Ｔｈでの圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧と同一圧力に維持できる。
【０１６６】
図１３は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも低いときには、温度調整器４７が電気ヒータ４６ａの温度を上昇させて圧力調整用容器１６の高温部温度Ｔｈを上昇させる。これにより圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧が上昇するので調整容器内圧力Ｐｔが上昇する。
【０１６７】
一方、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも高いときには、温度調整器４７が電気ヒータ４６ａの温度を低下させて圧力調整用容器１６の高温部温度Ｔｈを低下させる。これにより圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧が低下するので調整容器内圧力Ｐｔが低下する。
【０１６８】
すると、上記第２、第３実施形態と同様に、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０に近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０１６９】
なお、本例では、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。
【０１７０】
（第６実施形態）
上記第５実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔを調整容器内圧力センサ２３で検出しているが、本第６実施形態では、調整容器内圧力センサ２３を廃止して、調整容器内圧力Ｐｔを高温部温度Ｔｈに基づいて算出する。
【０１７１】
図１７は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔの算出のために、高温部温度Ｔｈを検出する高温部温度センサ５１からの検出信号が制御装置２１に入力される。
【０１７２】
図１８は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、高温部温度Ｔｈと圧力調整用液体１８の蒸気圧曲線（図７を参照）とに基づいて、高温部温度Ｔｈでの圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧を算出する。上記第５実施形態で述べたように、調整容器内圧力Ｐｔは高温部温度Ｔｈでの圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧に等しいので、調整容器内圧力Ｐｔを算出できる。
【０１７３】
本実施形態では、高温部温度センサ５１を圧力調整用容器１６の外部に配置可能であり、上記第５実施形態のように調整容器内圧力センサ２３を圧力調整用容器１６内に挿入配置する必要がない。このため、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８が調整容器内圧力センサ２３部から洩れるという不具合を回避できる。
【０１７４】
なお、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。また、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０１７５】
（第７実施形態）
上記第６実施形態では、高温部温度Ｔｈを高温部温度センサ５１によって直接検出しているが、本第７実施形態では、高温部温度センサ５１を廃止して、高温部温度Ｔｈを電気ヒータ４６ａに入力される電力量Ｑ２に基づいて算出する。
【０１７６】
図１９は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔの算出のために、電気ヒータ４６ａに入力される電力量Ｑ２を検出する電力量センサ５２からの検出信号が制御装置２１に入力される。
【０１７７】
周知のごとく、高温部温度Ｔｈは次の数式（１）により算出される。
【０１７８】
Ｔｈ＝Ｑ１／（ｍ・Ｃｐ）−Ｔ０…（１）
ここで、Ｑ１は電気ヒータ４６ａから圧力調整用液体１８に与えられる熱量（ｋＪ）、ｍは圧力調整用容器１６の質量（ｋｇ）、Ｃｐは圧力調整用容器１６の比熱（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）、Ｔ０は電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度（Ｋ）である。
【０１７９】
本実施形態では、電気ヒータ４６ａから圧力調整用液体１８に与えられる熱量Ｑ１は電気ヒータ４６ａに入力される電力量Ｑ２とほぼ等しく、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０は被冷却部温度Ｔ２とほぼ等しい。そこで、本実施形態では、数式（１）において、電気ヒータ４６ａから圧力調整用液体１８に与えられる熱量Ｑ１の代わりに電気ヒータ４６ａに入力される電力量Ｑ２を用い、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０の代わりに被冷却部温度Ｔ２を用いることによって高温部温度Ｔｈを算出する。
【０１８０】
本実施形態では、電力量センサ５２を高温部４８から離れた部位に配置可能であり、上記第７実施形態のように高温部４８に高温部温度センサ５１を配置する必要がない。このため、高温部４８の高熱によってセンサが損傷するという不具合を回避できる。
【０１８１】
なお、本実施形態では、高温部温度Ｔｈを上記数式（１）により算出しているが、適宜係数を用いて上記数式（１）を補正して高温部温度Ｔｈを算出してもよい。
【０１８２】
また、本実施形態では、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０の代わりに被冷却部温度Ｔ２を用いているが、必ずしも被冷却部温度Ｔ２を用いる必要はない。例えば、容器１１のうち被加熱部１１ａおよび被冷却部１１ｂ以外の部位の温度や、圧力調整用容器１６近傍の雰囲気温度等、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０に近似する温度を電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０の代わりに用いてもよい。
【０１８３】
なお、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。また、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０１８４】
（第８実施形態）
上記第７実施形態では、電気ヒータ４６ａによって圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を気化させているが、本第８実施形態では、図２０に示すように、高温ガスを熱源として圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を気化させる。
【０１８５】
図２０は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第７実施形態に対して、電気ヒータ４６ａと電力量センサ５２とで構成される加熱手段４６の代わりに、圧力調整用加熱器５３と調整弁５４とで構成される加熱手段５５を配置している。なお、調整弁５４は本発明における流量調整手段に該当するものである。
【０１８６】
高温ガスと熱交換して圧力調整用容器１６を加熱する圧力調整用加熱器５３は圧力調整用容器１６のうち連絡配管１７から離れる側の端部（図２０では上端部）に配置されている。したがって、圧力調整用容器１６のうち圧力調整用加熱器５３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い。
【０１８７】
本実施形態では、加熱器１３を加熱した後の高温ガスによって圧力調整用加熱器５３を加熱するようになっている。より具体的には、高温ガス配管５６の上流側に加熱器１３が挿入され、下流側に圧力調整用加熱器５３が挿入されている。この高温ガス配管５６には、加熱器１３と圧力調整用加熱器５３の中間部で分岐するバイパス配管５７が設けられている。
【０１８８】
高温ガス配管５６のうちバイパス配管５７の分岐部には、圧力調整用加熱器５３側に流れる高温ガスとバイパス配管５７を流れる高温ガスとの流量割合を調整する調整弁５４が配置されている。この調整弁５４の開度は制御装置２１によって制御されるようになっている。
【０１８９】
また、本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔの算出のために、圧力調整用加熱器５３側を流れる高温ガス流量（質量流量）ｍｇを検出する流量センサ５８、圧力調整用容器１６を加熱する前の高温ガス温度Ｔｇｉを検出する加熱前ガス温度センサ５９、および、圧力調整用容器１６を加熱した後の高温ガス温度Ｔｇｏを検出する加熱後ガス温度センサ６０からの検出信号が制御装置２１に入力される。
【０１９０】
本実施形態では、高温ガスの有する熱量のうち一部の熱量が加熱器１３の熱源として消費されたのち、高温ガスの残余の熱量が圧力調整用加熱器５３の熱源として用いられる。したがって、高温ガスから圧力調整用容器１６に与えられる熱量Ｑ３は、上記第７実施形態における電気ヒータ４６ａから圧力調整用液体１８に与えられる熱量Ｑ１に相当する。
【０１９１】
周知のごとく、高温ガスから圧力調整用容器１６に与えられる熱量Ｑ３は次の数式（２）により算出され、高温部温度Ｔｈは次の数式（３）により算出される。
【０１９２】
Ｑ３＝ｍｇ・Ｃｇｐ・（Ｔｇｉ−Ｔｇｏ）…（２）
Ｔｈ＝Ｑ３／（ｍ・Ｃｐ）−Ｔ０…（３）
ここで、Ｃｇｐは高温ガスの比熱（ｋＪ／ｋｇ・Ｋ）である。また、上記第７実施形態と同様に、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０の代わりに被冷却部温度Ｔ２を用いることによって高温部温度Ｔｈを算出する。
【０１９３】
図２１は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、上記数式（２）、（３）により算出された圧力調整用容器１６の高温部温度Ｔｈと図７に示す作動液体１２の蒸気圧曲線とに基づいて、高温部温度Ｔｈでの圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧を算出することにより、調整容器内圧力Ｐｔを算出する。
【０１９４】
そして、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも低いときには、調整弁５４の開度を増加させて圧力調整用加熱器５３側を流れる高温ガス流量ｍｇを増加させる。これにより圧力調整用容器１６の高温部温度Ｔｈが上昇して調整容器内圧力Ｐｔが上昇する。
【０１９５】
一方、調整容器内圧力Ｐｔが目標値Ｐｃ０よりも高いときには、調整弁５４の開度を減少させて圧力調整用加熱器５３側を流れる高温ガス流量ｍｇを減少させる。これにより圧力調整用容器１６の高温部温度Ｔｈが低下して調整容器内圧力Ｐｔが低下する。
【０１９６】
すると、上記第５〜第７実施形態と同様に、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０に近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０１９７】
本実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を気化させる熱源として、加熱器１３の熱源である高温ガスの残余の熱量を利用することができる。このため、排熱を有効利用することができるので、外燃機関１０全体としてエネルギー効率を向上することができる。
【０１９８】
なお、本実施形態では、高温ガスから圧力調整用容器１６に与えられる熱量Ｑ３および高温部温度Ｔｈを数式（２）、（３）により算出しているが、適宜係数を用いて数式（２）、（３）を補正して高温ガスから圧力調整用容器１６に与えられる熱量Ｑ３および高温部温度Ｔｈを算出してもよい。
【０１９９】
また、本実施形態では、高温部温度Ｔｈを高温ガスの流量、温度等から算出しているが、上記第６実施形態と同様に高温部温度Ｔｈを高温部温度センサ５１によって直接検出してもよい。
【０２００】
また、本実施形態では、調整容器内圧力Ｐｔを高温部温度Ｔｈに基づいて算出しているが、上記第５実施形態と同様に調整容器内圧力Ｐｔを調整容器内圧力センサ２３によって直接検出してもよい。
【０２０１】
また、本実施形態では、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０の代わりに被冷却部温度Ｔ２を用いているが、必ずしも被冷却部温度Ｔ２を用いる必要はない。例えば、被加熱部１１ａ以外の容器１１の温度や、圧力調整用容器１６近傍の雰囲気温度等、電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０に近似する温度を電気ヒータ４６ａによって加熱される前の圧力調整用容器１６の温度Ｔ０の代わりに用いることができる。
【０２０２】
なお、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。また、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０２０３】
（第９実施形態）
上記第２〜第８実施形態では、制御装置２１、各種センサ等を用いることによって、調整容器内圧力Ｐｔを理想平均値Ｐｃｉ（図３（ａ）を参照）に近づけるように調整しているが、本第９実施形態では、制御装置２１、各種センサ等を用いることなく、調整容器内圧力Ｐｔを理想平均値Ｐｃｉに近づけるように調整する。
【０２０４】
図２２は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第８実施形態に対して、制御装置２１、被加熱部温度センサ２２、被冷却部温度センサ３１、調整弁５４、バイパス配管５７、流量センサ５８、加熱前ガス温度センサ５９および加熱後ガス温度センサ６０を廃止している。
【０２０５】
図２３は本実施形態の圧力調整用容器１６における熱抵抗モデルを示している。図２３において、Ｔｇｉは上記第８実施形態で述べた圧力調整用容器１６を加熱する前の高温ガス温度、Ｔｈは上記第５実施形態で述べた高温部温度、Ｔｃは上記第５実施形態で述べた低温部温度、Ｒｇｉは圧力調整用容器１６を加熱する前の高温ガスと圧力調整用容器１６の高温部４８との間の熱抵抗、および、Ｒｈは圧力調整用容器１６の高温部４８と低温部４９の下端部（圧力調整用容器１６の出口部）との間の熱抵抗を示している。
【０２０６】
図２３からわかるように、圧力調整用容器１６は、高温ガスによって加熱されると、常に高温部温度Ｔｈが圧力調整用容器１６を加熱する前の高温ガス温度Ｔｇｉより小さく、かつ、低温部温度Ｔｃより大きくなる（Ｔｃ＜Ｔｈ＜Ｔｇｉ）ような熱抵抗を持つ構造を持っている。
【０２０７】
さらに、上記第７実施形態で述べたように、圧力調整用加熱器５３を加熱器１３よりも高温ガスの流れ方向下流側に配置しているので、常に高温部温度Ｔｈが被加熱部温度Ｔ１より小さくなる。また、上記第５実施形態で述べたように、低温部温度Ｔｃは被冷却部温度Ｔ２よりもわずかに高い温度になっている。このため、高温部温度Ｔｈは常に被加熱部温度Ｔ１より小さく、かつ、被冷却部温度Ｔ２より大きくなる（Ｔ２＜Ｔｈ＜Ｔ１）。
【０２０８】
ここで、圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧が理想平均値Ｐｃｉと等しくなるときの圧力調整用液体１８の温度を理想温度Ｔｉとしたとき、高温部温度Ｔｈが理想温度Ｔｉとほぼ等しくなるように熱抵抗Ｒｇｉおよび熱抵抗Ｒｈを設定することにより、常に調整容器内圧力Ｐｔが理想平均値Ｐｃｉとほぼ等しくなる。
【０２０９】
すると、上記第２〜第８実施形態と同様に、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが理想平均値Ｐｃｉに近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０２１０】
本実施形態では制御装置２１、各種センサ等を用いることなく容器内圧力Ｐｃを理想平均値Ｐｃｉに近くすることができるので、外燃機関１０の構造を簡素化でき、この結果、外燃機関１０のコストを低減することができる。
【０２１１】
なお、本実施形態では、圧力調整用加熱器５３を加熱器１３よりも高温ガスの流れ方向下流側に配置しているが、必ずしもこのような配置に限定されるものではなく、圧力調整用容器１６が上述のような熱抵抗を持つ構造になっていれば、圧力調整用加熱器５３を加熱器１３よりも高温ガスの流れ方向上流側に配置してもよい。
【０２１２】
なお、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。また、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０２１３】
（第１０実施形態）
上記第９実施形態では、圧力調整用容器１６を高温ガスによって加熱しているが、本第１０実施形態では、図２４に示すように、圧力調整用容器１６を加熱器１３からの熱伝導によって加熱する。
【０２１４】
図２４は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態の圧力調整用容器１６は、上記第９実施形態と同様の熱抵抗を持つ構造になっている。そして、本実施形態では、加熱器１３の熱を圧力調整用加熱器５３に伝達する高温側熱伝達部６１が配置されている。これにより、圧力調整用加熱器５３の熱源が加熱器１３の熱源と同一になる。
【０２１５】
上記のような構成においても、上記第９実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０２１６】
なお、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。また、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０２１７】
（第１１実施形態）
上記第１０実施形態では、低温部温度Ｔｃが被冷却部温度Ｔ２よりもわずかに高い温度になっているが、本第１１実施形態では、図２５に示すように、低温部温度Ｔｃを被冷却部温度Ｔ２により近づける。
【０２１８】
図２５は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、圧力調整用容器１６のうち連絡配管１７に近い側の端部（図２０では下端部）には圧力調整用冷却器６２が配置されている。そして、この圧力調整用冷却器６２から被冷却部１１ｂ側に熱を伝達する低温側熱伝達部６３が配置されている。
【０２１９】
これにより、圧力調整用容器１６の出口部（低温部４９の下端部）が冷却器１４を循環する冷却水によって冷却される。したがって、圧力調整用容器１６のうち圧力調整用冷却器６２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い。
【０２２０】
本実施形態では、圧力調整用容器１６の出口部（低温部４９の下端部）が被冷却部温度Ｔ２と同等の温度まで冷却されるので、低温部温度Ｔｃを確実に圧力調整用液体１８の沸点以下に維持することができる。
【０２２１】
このため、圧力調整用液体１８の液面を確実に高温部４８内に位置させることができるので、圧力調整用液体１８を確実に高温部４８に接触させることができ、圧力調整用容器１６を確実に沸騰状態に保つことができる。この結果、調整容器内圧力Ｐｔを確実に高温部温度Ｔｈでの圧力調整用液体１８の飽和蒸気圧に等しくすることができる。
【０２２２】
なお、高温部４８内の蒸気５０は純粋な圧力調整用液体１８の蒸気であってもよいし、圧力調整用液体１８の蒸気と別の気体（例えば空気）とが混在した蒸気であってもよい。また、上記第１、第２実施形態と同様に、圧力調整用容器１６内に気体１００を封入してもよい。
【０２２３】
（第１２実施形態）
上記第５〜第１１実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８を気化させることにより容器内圧力Ｐｃを制御しているが、本第１２実施形態では、図２６に示すように、圧力調整用液体１８を気化すると圧力調整用容器１６の容積を増加させる容積調整機構７０を備えている。
【０２２４】
図２６は本実施形態による圧力調整用容器１６の拡大断面図である。本実施形態による圧力調整用容器１６は上記第５〜第１１実施形態の圧力調整用容器１６に対して適用可能である。容積調整機構をなす弾性部材７０は圧力調整用容器１６内のうち低温部４９側（図２６では下方側）部位に配置されている。この弾性部材７０は、ゴム等の弾性材料にて形成された中空球状体７０ａと、中空球状体の内部に封入された圧縮率の高い気体（例えば、空気、ヘリウム等）７０ｂとから構成されている。なお、弾性部材７０をゴム等の弾性材料にて内部が詰まった球状に形成してもよい。
【０２２５】
圧力調整用容器１６内部であって弾性部材７０の上方には、圧力調整用容器１６内壁に固定され、弾性部材７０が高温部４８側に移動してしまうことを防止する網状部材７１が配置されている。
【０２２６】
本実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８が気化して蒸気５０の体積が膨張すると、弾性部材７０が圧縮するので、蒸気５０の体積膨張を吸収することができる。このため、圧力調整用容器１６内に圧力調整用液体１８が気化するために必要な空間を確保できるので、蒸気５０の体積膨張によって圧力調整用液体１８の気化が妨げられることを回避できる。
【０２２７】
さらに、弾性部材７０が蒸気５０の体積膨張を吸収することにより、圧力調整用容器１６と容器１１の間での圧力調整用液体１８もしくは作動液体１２の流出入を抑制することができる。このため、このような圧力調整用液体１８の流出入によって調整容器内圧力Ｐｔが大幅に変動することを抑制できるので、調整容器内圧力Ｐｔの大幅な変動によって外燃機関１０の動作が不安定になることを防止できる。
【０２２８】
また、本実施形態では、弾性部材７０が高温部４８側に移動してしまうことを防止する網状部材７１が配置されているので、弾性部材７０を構成するゴム等の弾性材料が高温部４８の高熱によって溶融してしまうことを回避できる。
【０２２９】
（第１３実施形態）
上記第１２実施形態では、容積調整機構を弾性部材７０によって構成しているが、本第１３実施形態では、図２７に示すように、容積調整機構７２を圧力調整用容器１６内に配置された仕切板７２ａと仕切板７２ａによって圧縮される気体７２ｂとによって構成している。
【０２３０】
図２７は本実施形態による圧力調整用容器１６の拡大断面図である。本実施形態では、上記第１２実施形態に対して、弾性部材７０および網状部材７１を廃止している。一方、本実施形態では、仕切板７２ａが圧力調整用容器１６内において圧力調整用容器１６内壁と摺動自在に配置されている。この仕切板７２ａによって圧力調整用容器１６内空間は圧力調整用液体１８が存在する側の空間と、圧縮率の高い気体（例えば、空気、ヘリウム等）７３が封入される側の空間とに仕切られる。
【０２３１】
本実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８が気化して体積が膨張すると、圧力調整用液体１８が仕切板７２ａを押圧し、仕切板７２ａが気体７２ｂを圧縮するので、蒸気５０の体積膨張を吸収することができる。
【０２３２】
この結果、上記第１２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２３３】
（第１４実施形態）
上記第１３実施形態では、容積調整機構７２を圧力調整用容器１６内に配置された仕切板７２ａと仕切板７２ａによって圧縮される気体７２ｂとによって構成しているが、本第１４実施形態では、図２８に示すように、容積調整機構７３を圧力調整用容器１６内に配置された仕切板７２ａと仕切板７２ａによって圧縮される弾性部材７４とによって構成している。
【０２３４】
図２８は本実施形態による圧力調整用容器１６の拡大断面図である。本実施形態では、仕切板７２ａによって仕切られる圧力調整用容器１６内空間のうち圧力調整用液体１８が存在する側の空間と反対側の空間、すなわち、上記第１３実施形態では気体７２ｂが封入される側の空間に弾性部材７４を配置している。
【０２３５】
そして、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８が気化して体積が膨張すると、圧力調整用液体１８が仕切板７２ａを押圧し、仕切板７２ａが弾性部材７４を圧縮するので、蒸気５０の体積膨張を吸収することができる。
【０２３６】
この結果、上記第１３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２３７】
（第１５実施形態）
上記第１２〜第１４実施形態では、気化による蒸気５０の体積膨張を吸収する容積調整機構を備えているが、本第１５実施形態では、図２９に示すように、圧力調整用液体１８が気化すると圧力調整用液体１８の温度を低下させる温度調整機構を備えている。
【０２３８】
図２９は本実施形態による圧力調整用容器１６の拡大断面図である。本実施形態では、上記第１２実施形態に対して、弾性部材７０および網状部材７１を廃止している。一方、本実施形態では、温度調整機構をなす温度調整器７５が圧力調整用容器１６内のうち低温部４９側（図２９では下方側）部位に配置されている。
【０２３９】
この温度調整器７５は、圧力調整用液体１８を加熱して熱膨張させるヒータ部７５ａと、圧力調整用液体１８を冷却して熱収縮させるクーラ部７５ｂとから構成されている。温度調整器７５のヒータ部７５ａとクーラ部７５ｂのオンオフ制御は、調整容器内圧力センサ２３が検出する調整容器内圧力Ｐｔに基づいて制御装置２１によって行われる。
【０２４０】
本実施形態では、圧力調整用容器１６内の圧力調整用液体１８が気化して体積が膨張すると、クーラ部７５ｂが作動して圧力調整用液体１８を冷却する。これにより圧力調整用液体１８が熱収縮するので、気化による蒸気５０の体積膨張を吸収することができる。
【０２４１】
一方、圧力調整用容器１６内の蒸気５０が液化して蒸気５０の体積が減少すると、ヒータ部７５ａが作動して圧力調整用液体１８を加熱する。これにより圧力調整用液体１８が熱膨張するので、液化による蒸気５０の体積減少を吸収することができる。
【０２４２】
このため、上記第１２〜第１４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２４３】
（第１６実施形態）
上記第２、第３、第５〜第１５実施形態では、連絡配管１７に流路径を縮小した絞り部３０を形成しているが、本第１６実施形態では、図３０に示すように、絞り部３０を廃止して、連絡配管１７にメッシュ部材７６を配置している。
【０２４４】
図３０は本実施形態による連絡配管１７部の拡大断面図である。本例ではメッシュ部材７６を金属により成形している。このメッシュ部材７６により連絡配管１７部での流路抵抗を大きくすることができるので、絞り部３０を形成する場合と同様に、容器内圧力Ｐｃが圧力調整用容器１６内に伝播するのを抑制する効果を得ることができる。
【０２４５】
（第１７実施形態）
上記第１６実施形態では、連絡配管１７にメッシュ部材７６を配置しているが、本第１７実施形態では、図３１に示すように、メッシュ部材７６を廃止して、オリフィス７７を配置している。
【０２４６】
図３１は本実施形態による連絡配管１７部の拡大断面図である。オリフィス７７により連絡配管１７部での流路抵抗を大きくすることができるので、上記第１６実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０２４７】
（第１８実施形態）
上記第２、第３、第５〜第１７実施形態では、圧力調整用容器１６を配置して、調整容器内圧力Ｐｔを調整することによって飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止しているが、本第１８実施形態では、図３２に示すように、圧力調整用容器１６を廃止して、容器１１の容積を調整することによって飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制する。
【０２４８】
図３２は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第２実施形態に対して、圧力調整用容器１６、連絡配管１７、ピストン機構１９を廃止している。
【０２４９】
一方、本実施形態では、容器１１のうち屈曲部１１ｄに水平方向に伸縮可能な蛇腹状の伸縮部７８を形成している。この伸縮部７８を伸縮させる電動アクチュエータ７９が容器１１に連結されている。なお、電動アクチュエータ７９は本発明における伸縮駆動機構に該当するものである。
【０２５０】
電動アクチュエータ７９の制御は、被加熱部温度センサ２２が検出する被加熱部温度Ｔ１、被冷却部温度センサ３１が検出する被冷却部温度Ｔ２および容器内圧力センサ４５が検出する容器内圧力Ｐｃに基づいて制御装置２１によって行われるようになっている。
【０２５１】
図３３は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０よりも低いときには、伸縮部７８が縮むように電動アクチュエータ７９を制御することにより容器内圧力Ｐｃを上昇させる。
【０２５２】
一方、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０よりも高いときには、伸縮部７８が伸びるように電動アクチュエータ７９を制御することにより容器内圧力Ｐｃを低下させる。
【０２５３】
これにより、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａが目標値Ｐｃ０に近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０２５４】
なお、本実施形態では、容器内圧力Ｐｃの平均値Ｐｃａを目標値Ｐｃ０に近づけているが、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１を飽和蒸気圧Ｐｓ１に近づけるようにしてもよい。
【０２５５】
（第１９実施形態）
上記第１８実施形態では、容器１１の容積を調整することによって飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止しているが、本第１９実施形態では、図３４に示すように、作動液体１２の温度を調整することによって飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制する。
【０２５６】
図３４は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第１８実施形態に対して、伸縮部７８、電動アクチュエータ７９および被冷却部温度センサ３１を廃止している。一方、本実施形態では、作動液体１２の温度を一定に維持する温度調整器８０が容器１１のうち被加熱部１１ａおよび被冷却部１１ｂ以外の部位に配置されている。
【０２５７】
この温度調整器８０は、作動液体１２を加熱するヒータ部８０ａと、作動液体１２を冷却するクーラ部８０ｂとから構成されている。温度調整器８０のヒータ部８０ａとクーラ部８０ｂのオンオフ制御は、被加熱部温度センサ２２が検出する被加熱部温度Ｔ１と容器内圧力センサ４５が検出する容器内圧力Ｐｃとに基づいて制御装置２１によって行われる。
【０２５８】
図３５は、本実施形態における容器内圧力Ｐｃの制御の概要を示すブロック線図である。本実施形態では、被加熱部温度Ｔ１と図７に示す作動液体１２の蒸気圧曲線とに基づいて、被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１を算出する。
【０２５９】
そして、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも高いときには、クーラ部８０ｂが作動して作動液体１２を冷却する。これにより作動液体１２が熱収縮するので容器内圧力Ｐｃが低下して容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１も低下する。
【０２６０】
一方、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が飽和蒸気圧Ｐｓ１よりも低いときには、ヒータ部８０ａが作動して作動液体１２を加熱する。これにより作動液体１２が熱膨張するので容器内圧力Ｐｃが上昇して容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１も上昇する。
【０２６１】
これにより、容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１が被加熱部温度Ｔ１での作動液体１２の飽和蒸気圧Ｐｓ１に近づく。この結果、外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけることができるので、飽和蒸気圧Ｐｓ１の変動や容器内圧力Ｐｃのピーク値Ｐｃ１の変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を防止できる。
【０２６２】
（第２０実施形態）
上記第各実施形態では、容器内圧力Ｐｃを調整することによって外燃機関１０の運転状態を常に理想的な状態に近づけているが、本第２０実施形態では、作動液体１２の温度の変動に合わせて容器１１の容積を調整することによって作動液体１２の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下（図５を参照）を抑制する。
【０２６３】
図３６は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第１９実施形態に対して、温度調整器８０、制御装置２１、被加熱部温度センサ２２および容器内圧力センサ４５を廃止している。
【０２６４】
一方、本実施形態では、容器１１の屈曲部１１ｄ内空間を、作動液体１２が自励振動によって流動する流動空間８１と、容器１１の容積を調整するための容器容積調整空間８２とに分割している。
【０２６５】
より具体的には、流動空間８１は屈曲部１１ｄ内で水平方向に延びる隔壁８３よりも第１、２直線部１１ｅ、１１ｆに近い側（図３４の上方側）に形成されている。容器容積調整空間８２は隔壁８３よりも第１、２直線部１１ｅ、１１ｆから離れる側（図３４の下方側）に形成されている。隔壁８３の中央部には流動空間８１と容器容積調整空間８２とを連通する連通部８４が形成されている。
【０２６６】
したがって、容器容積調整空間８２の容積を調整することにより容器１１全体の容積を調整される。容器容積調整空間８２の容積を調整する容積調整機構８５は、第１、第２仕切り板８６、８７、連結部８８、第１、第２気体８９、９０および伝熱部９１によって構成されている。
【０２６７】
第１仕切り板８６と第２仕切り板８７は容器容積調整空間８２内にて水平方向に対向するように配置され、連結部８８によって互いに連結されている。第１、第２仕切り板８６、８７の外周端部は容器１１の内壁および隔壁８３に対して一体に摺動可能になっており、第１、第２仕切り板８６、８７によって容器容積調整空間８２が３つの空間に仕切られている。
【０２６８】
すなわち、容器容積調整空間８２は、第１仕切り板８６と第２仕切り板８７との間の第１空間９２と、第１仕切り板８６に対して第１空間９２の反対側の第２空間９３と、第２仕切り板８７に対して第１空間９２の反対側の第３空間９４とに仕切られている。
【０２６９】
容器容積調整空間８２が面する容器１１の壁面であって、第１、第２仕切り板８６、８７と直交する方向（図３４の左右方向）に伸びる壁面９５は第３空間９４側が第２空間９３側よりも低くなる階段形状を有している。このため、第１、第２仕切り板８６、８７と平行な平面における容器容積調整空間８２の断面積は、第３空間９４側の断面積Ａ３が第２空間９３側の断面積Ａ２よりも大きくなっている。
【０２７０】
これにより、第１、第２仕切り板８６、８７が第３空間９４側に水平に摺動すると第１空間９２の容積が増加して、容器１１全体の容積が増加する。一方、第１、第２仕切り板８６、８７が第２空間９３側に水平に摺動すると第１空間９２の容積が減少して、容器１１全体の容積が減少する。
【０２７１】
ところで、第１空間９２は連通部８４によって流動空間８１と連通しているので、第１空間９２には作動液体１２が充満している。一方、第２空間９３には圧縮率の高い第１気体（例えば、空気、ヘリウム等）８９が封入され、第３空間９４には圧縮率の高い第２気体（例えば、空気、ヘリウム等）９０が封入されている。
【０２７２】
第２空間９３の第１気体８９の温度は伝熱部９１によって被冷却部温度Ｔ２に追従するようになっている。このため、被冷却部温度Ｔ２が上昇すると、第１気体８９の温度も上昇して第１気体８９が熱膨張する。すると、第１気体８９が第１仕切り板８６を押圧するので、第１、第２仕切り板８６、８７が第３空間９４側に水平に摺動して、第２仕切り板８７が第２気体９０を圧縮する。これにより、容器１１全体の容積が増加する。
【０２７３】
これとは逆に、被冷却部温度Ｔ２が低下すると、第１気体８９の温度も低下して第１気体８９が熱収縮する。すると、第２気体９０が第２仕切り板８７を押圧するので、第１、第２仕切り板８６、８７が第２空間９３側に水平に摺動して、第１仕切り板８６が第１気体８９を圧縮する。これにより、容器１１全体の容積が減少する。
【０２７４】
ところで、上述の図４（ａ）、（ｂ）および図５で示したように、作動液体１２の体積が変動すると外燃機関１０の性能（出力および効率）が低下してしまう。
【０２７５】
そこで、本実施形態では、被冷却部温度Ｔ２の変動に伴う作動液体１２の体積変動に合わせて容器１１の容積が調整されるようになっている。すなわち、被冷却部温度Ｔ２が上昇すると作動液体１２の温度が上昇して作動液体１２の体積が熱膨張によって増加するが、容積調整機構８５によって容器１１全体の容積が増加する。
【０２７６】
一方、被冷却部温度Ｔ２が低下すると作動液体１２の温度が低下して作動液体１２の体積が熱収縮によって減少するが、容積調整機構８５によって容器１１全体の容積が減少する。
【０２７７】
このため、作動液体１２の体積と容器１１の容積との相対的な関係を最適な状態に維持できるので、作動液体１２の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制できる。
【０２７８】
ところで、第２気体９０が第２仕切り板８７を押圧する力Ｆ３は次の数式（４）で表され、容器内圧力Ｐｃが第２仕切り板８７を押圧する力の最大値Ｆｍａｘは次の数式（５）で表される。
【０２７９】
Ｆ３＝Ａ３・Ｐ３…（４）
Ｆｍａｘ＝ΔＡ・Ｐｍａｘ…（５）
ここで、Ｐ３は第２仕切り板８７が第２気体９０から受ける圧力、ΔＡは第３空間９４の断面積Ａ３と第２空間９３の断面積Ａ２との差（ΔＡ＝Ａ３−Ａ２）、そして、Ｐｍａｘは容器内圧力Ｐｃの１周期中の最大値である。
【０２８０】
第２気体９０が第２仕切り板８７を押圧する力Ｆ３が容器内圧力Ｐｃが第２仕切り板８７を押圧する力の最大値Ｆｍａｘよりも小さい、もしくは、ほぼ等しいと、容器内圧力Ｐｃの周期的な変動によって第１、第２仕切り板８６、８７が動いてしまい、容器内圧力Ｐｃを大幅に変動させてしまう。このため、作動液体１２の自励振動を妨げてしまう。
【０２８１】
そこで、本実施形態では、第２気体９０が第２仕切り板８７を押圧する力Ｆ３が、容器内圧力Ｐｃが第２仕切り板８７を押圧する力の最大値Ｆｍａｘよりも大きくなるように（Ｆ３＞Ｆｍａｘ）、第２仕切り板８７が第２気体９０から受ける圧力Ｐ３、第３空間９４の断面積Ａ３および第２空間９３の断面積Ａ２を設定している。
【０２８２】
これにより、容器内圧力Ｐｃの周期的な変動によって第１、第２仕切り板８６、８７が動いて作動液体１２の自励振動を妨げてしまうことを防止している。
【０２８３】
ところで、本実施形態では制御装置２１、各種センサ等を用いることなく作動液体１２の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制できるので、外燃機関１０の構造を簡素化でき、コストを低減することができる。
【０２８４】
なお、本実施形態では、第３空間９４に第２気体９０を封入しているが、第３空間９４に上記第１４実施形態の弾性部材７４（図２８を参照）と同様の弾性部材を配置して、第２空間９３の第１気体８９が熱膨張すると第２仕切り板８７が弾性部材を圧縮するようにしてもよい。
【０２８５】
（第２１実施形態）
上記第２０実施形態では、作動液体１２の温度の変動に合わせて容器１１の容積を調整することにより作動液体１２の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制しているが、本第２１実施形態では、作動液体の体積変動を抑制することによって作動液体の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制する。
【０２８６】
図３７は本実施形態による発電装置の概略構成を表す構成図である。本実施形態では、上記第１９実施形態に対して、容器容積調整空間８２、容積調整機構８５をなす第１、第２仕切り板８６、８７、連結部８８、第１、第２気体８９、９０および伝熱部９１等を廃止している。
【０２８７】
一方、本実施形態では、容器１１内に第１作動液体９６と、第１作動液体９６と比較して線膨張係数が小さくかつ第１作動液体９６に不溶な第２作動液体９７とが流動可能に封入されている。本例では、第１作動液体９６として水を、第２作動液体９７として水銀を用いている。
【０２８８】
より具体的には、容器１１のうち被加熱部１１ａ内に第２作動液体９７が被加熱部１１ａの容積と同程度の体積だけ封入されており、容器１１のうち被加熱部１１ａ以外の部位に第１作動液体９６が封入されている。
【０２８９】
本実施形態では、第１作動液体９６を水としている。また、本実施形態では、被加熱部１１ａが第１直線部１１ｅの上端部に配置されているので、第２作動液体９７として第１作動液体９６よりも比重が小さい液体を用いる。
【０２９０】
図３８は、被冷却部温度Ｔ２と作動液体の体積との関係を本実施形態と比較例１、２と比較して示したグラフである。ここで、比較例１は作動液体を第１作動液体９６のみにした例であり、比較例２は作動液体を第２作動液体９７のみにした例である。
【０２９１】
図３８に示すように、本実施形態では、被加熱部１１ａ内に第１作動液体９６とは別の第２作動液体９７を封入することにより、比較例１と比較して、被冷却部温度Ｔ２の変動に伴う作動液体の体積変動を抑制することができる。
【０２９２】
これにより、作動液体１２の温度変動に伴う作動液体１２の体積変動を抑制することができるので、作動液体１２の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下を抑制することができる。
【０２９３】
本実施形態では、上記第２０実施形態のような容積調整機構８５が不要であるので、外燃機関１０の構造をより簡素化でき、コストをより低減することができる。
【０２９４】
なお、比較例２のように作動液体を第２作動液体９７のみにすれば、被冷却部温度Ｔ２の変動に伴う容器１１内の流体の体積変動をより抑制することができるので、作動液体１２の体積変動に伴う外燃機関１０の性能（出力および効率）の低下をより抑制することができる。
【０２９５】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、本発明を発電装置の駆動源に適用した場合について説明したが、本発明の外燃機関は、発電装置以外の駆動源としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２９６】
【図１】本発明の第１実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態による外燃機関の動作特性を説明する説明図である。
【図３】第１実施形態による外燃機関のＰＶ線図であり、（ａ）は理想的な状態を示し、（ｂ）は容器内圧力のピーク値が飽和蒸気圧よりも低い状態を示し、（ｃ）は容器内圧力のピーク値が飽和蒸気圧よりも高い状態を示している。
【図４】従来の蒸気エンジンで生じる問題を説明する説明図であり、（ａ）は作動液体１２の体積が減少した状態を示し、（ｂ）は作動液体１２の体積が増加した状態を示している。
【図５】作動液体の体積と外燃機関の効率との関係を示すグラフである。
【図６】第１実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図７】作動液体の蒸気圧曲線を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図９】第２実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図１０】本発明の第３実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図１１】第３実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図１２】本発明の第４実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図１３】第４実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図１４】本発明の第５実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図１５】本発明の第５実施形態による圧力調整用容器の温度勾配を示すグラフである。
【図１６】第５実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図１７】本発明の第６実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図１８】第６実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図１９】本発明の第７実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図２０】本発明の第８実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図２１】第８実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図２２】本発明の第９実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図２３】第９実施形態における圧力調整用容器の熱抵抗モデル図である。
【図２４】本発明の第１０実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図２５】本発明の第１１実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図２６】本発明の第１２実施形態による圧力調整用容器の拡大断面図である。
【図２７】本発明の第１３実施形態による圧力調整用容器の拡大断面図である。
【図２８】本発明の第１４実施形態による圧力調整用容器の拡大断面図である。
【図２９】本発明の第１５実施形態による圧力調整用容器の拡大断面図である。
【図３０】本発明の第１６実施形態による連絡配管部の拡大断面図である。
【図３１】本発明の第１７実施形態による連絡配管部の拡大断面図である。
【図３２】本発明の第１８実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図３３】第１８実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図３４】本発明の第１９実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図３５】第１９実施形態における制御の概要を示すブロック線図である。
【図３６】本発明の第２０実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図３７】本発明の第２１実施形態を示す発電装置の概略構成図である。
【図３８】第２１実施形態における被冷却部温度と作動液体の体積との関係を比較例１、２と比較して示すグラフである。
【符号の説明】
【０２９７】
１１…容器、１１ａ…被加熱部、１１ｂ…被冷却部、１２…作動液体、１３…加熱器、
１４…冷却器、１６…圧力調整用容器、１８…圧力調整用液体、
１９…ピストン機構（圧力調整手段）、２１…制御装置（制御手段）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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