JP4734082B2 - Stirling generator - Google Patents

Stirling generator Download PDF

Info

Publication number
JP4734082B2
JP4734082B2 JP2005304951A JP2005304951A JP4734082B2 JP 4734082 B2 JP4734082 B2 JP 4734082B2 JP 2005304951 A JP2005304951 A JP 2005304951A JP 2005304951 A JP2005304951 A JP 2005304951A JP 4734082 B2 JP4734082 B2 JP 4734082B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
swash plate
bearing
lubricating oil
output shaft
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
JP2005304951A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007113468A (en
Inventor
勝政 荒岡
澄 香川
琢郎 武内
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2005304951A priority Critical patent/JP4734082B2/en
Publication of JP2007113468A publication Critical patent/JP2007113468A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4734082B2 publication Critical patent/JP4734082B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • General Details Of Gearings (AREA)

Description

本発明は、スターリング発電機に係り、スターリング発電機に関する。   The present invention relates to a Stirling generator, and more particularly to a Stirling generator.

従来から、スターリング機関は、省エネルギ対策の一環として見直しおよび強化がなされ、これに伴ってコジェネレーションの熱機関への適用や超電導のパルス管冷凍機への適用、あるいは可搬式スターリング発電機への改良等、熱心な研究が行われ、その成果、発展が期待されている。   Traditionally, Stirling engines have been reviewed and strengthened as part of energy conservation measures, and as a result, they have been applied to cogeneration heat engines, superconducting pulse tube refrigerators, or portable Stirling generators. Enthusiastic research such as improvement has been conducted, and the results and development are expected.

このように、期待度合の高いスターリング機関には、種々のタイプのもの、例えば原理的なもの、多気筒タイプのもの、斜板タイプのもの等がある。   Thus, there are various types of Stirling engines with a high degree of expectation, for example, a basic type, a multi-cylinder type, a swash plate type, and the like.

原理的なタイプのスターリング機関は、例えば、特許文献１に見られるように、パワーピストンを内蔵した２つのパワーシリンダ間に再生熱交換器を閉流路に構成し、再生熱交換器の一側端と一方のパワーシリンダとの間の流路に高温熱交換器を設けて作動ガスを加熱する一方、再生熱交換器の他側端と他方のパワーシリンダとの間の流路に低温熱交換器を設けて作動ガスを冷却する構成になっている。   A fundamental type of Stirling engine is, for example, as shown in Patent Document 1, in which a regenerative heat exchanger is configured in a closed flow path between two power cylinders incorporating a power piston, and one side of the regenerative heat exchanger A high-temperature heat exchanger is provided in the flow path between one end and one power cylinder to heat the working gas, while low-temperature heat exchange is performed in the flow path between the other end of the regenerative heat exchanger and the other power cylinder. A working unit is provided to cool the working gas.

このときの各パワーピストンを駆動するピストンロッドは、回転角（位相角）を約９０度ずらして出力軸となるクランク軸に接続するとともに、各パワーピストン内の作動ガスが移動−膨張−移動−圧縮を連続的に繰り返し、各パワーピストンの挙動により出力軸にエネルギ（駆動力）が取り出されている。   The piston rod that drives each power piston at this time is connected to a crankshaft serving as an output shaft with a rotation angle (phase angle) shifted by about 90 degrees, and the working gas in each power piston moves, expands, moves, and moves. Compression is continuously repeated, and energy (driving force) is extracted from the output shaft by the behavior of each power piston.

また、多気筒タイプのスターリング機関は、例えば、特許文献２に見られるように、水平方向に互いに対向配置し、往復動する一対の膨張ピストンと、鉛直方向に往復動する一つの複動型の圧縮ピストンを備え、一対の膨張ピストンを互いが同位相で往復するようクランクシャフトに接続するとともに、圧縮ピストンを一対の膨張ピストンに対し、一定の位相差で往復動させ、しかも一対の膨張ピストンの軸心が圧縮ピストンの軸心と同一平面になるようにクランクシャフトに接続させる構成にし、クラッチシャフトを軸支するベアリングへの偏荷重を抑制したものである。   A multi-cylinder type Stirling engine is, for example, as shown in Patent Document 2, a pair of expansion pistons arranged opposite each other in the horizontal direction and reciprocating, and one double-acting type reciprocating in the vertical direction. A compression piston is provided, and the pair of expansion pistons are connected to the crankshaft so as to reciprocate in the same phase, and the compression piston is reciprocated with a certain phase difference with respect to the pair of expansion pistons. The shaft center is connected to the crankshaft so that it is flush with the axis of the compression piston, and the uneven load on the bearing that supports the clutch shaft is suppressed.

また、斜板タイプのスターリング機関は、例えば、特許文献３に見られるように、回転軸の軸心に対し、交差させて斜板を設けるとともに、この斜板上にシューを設け、シュー上にガイドピストンを摺動させ、回転軸および斜面の回転力をガイドピストンに往復動の駆動力として与える構成にしたものである。   In addition, a swash plate type Stirling engine is provided with, for example, a swash plate that intersects the axis of the rotation shaft, and a shoe on the swash plate, as shown in Patent Document 3, and on the shoe. The guide piston is slid, and the rotational force of the rotating shaft and the inclined surface is applied to the guide piston as a reciprocating driving force.

このように、スターリング機関は、従来から数多くのタイプが実現しており、用途に応じて使い分けられていた。
特開平１−２４９９４８号公報（特許第２８１８１６９号） 特開平１−２８０６６８号公報（特許第２７１０７８４号） 特開平５−３１２２４２号公報（特許第３０４３９００号） In this way, many types of Stirling engines have been realized in the past, and they have been properly used depending on the application.
JP-A-1-249948 (Patent No. 2818169) JP-A-1-280668 (Japanese Patent No. 2710784) JP-A-5-312242 (Patent No. 3043900)

特許文献１〜３等に見られるスターリング機関は、運転中、騒音が極めて低く、しかも、熱効率も内燃機関に較べて比較的高い優れた外燃機関ではあるが、それでも幾つかの問題を抱えている。   Stirling engines found in Patent Documents 1 to 3 and the like are excellent external combustion engines that are extremely low in noise during operation and relatively high in thermal efficiency compared to internal combustion engines, but still have some problems. Yes.

すなわち、この種の機関は、パワーピストン内の作動ガスを高温、高圧で運転し、しかもパワーピストンの回転角（位相角）を約９０°ずらす構造であり、さらに、出力軸の回転運転をパワーピストンの往復運動に変換する構造であるため、機関全体として大型化し、かつ重量化する不具合、不都合があった。   In other words, this type of engine has a structure in which the working gas in the power piston is operated at a high temperature and a high pressure, and the rotation angle (phase angle) of the power piston is shifted by about 90 °. Since the structure is converted into the reciprocating motion of the piston, there are problems and inconveniences that increase the size and weight of the entire engine.

また、この種の機関は、構成要素を接続する機構体に大きな作用力が働くため、機械損失が多くなり、熱効率の低下を招く要因になっている。   In addition, since this type of engine has a large acting force acting on the mechanism that connects the constituent elements, the mechanical loss increases, causing a decrease in thermal efficiency.

また、斜板タイプのように、斜板上に、例えば４つのピストン軸を摺動させる、いわゆるダブルアクティングタイプでも、回転運動から往復運動に変換させる際、変換機構が複雑な方向の動きをし、この動きに伴って大きな作用力が働くため、機関全体を何らかの工夫でコンパクトにできても、耐久性に乏しく、機械損失も多くなり、熱効率の低下を招く要因になっていた。   In addition, even in the case of a so-called double-acting type in which, for example, four piston shafts are slid on the swash plate like the swash plate type, the conversion mechanism causes movement in a complicated direction when converting from rotary motion to reciprocating motion. However, since a large acting force works along with this movement, even if the entire engine can be made compact by some kind of device, it has poor durability, increases mechanical loss, and causes a decrease in thermal efficiency.

本発明は、このような背景技術に照らしてなされたもので、より一層の熱効率の向上を図るとともに、軽量、小型化の下、可搬性を図ったスターリング発電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such background art, and has an object to provide a Stirling generator that is further improved in thermal efficiency and is portable while being lightweight and downsized. .

本発明に係るスターリング発電機は、上述の目的を達成するために、電動発電機の駆動力で回転する出力軸と軸受を介して取り付けられ、かつ前記出力軸の軸中心線に対し、斜めに交差させる軸中心線を持つように配置された斜板軸と、この斜板軸と軸受を介して接続された斜板と、この斜板に接続された伝達軸と、この伝達軸をスベリ軸受を介して支持する球面軸受と、この球面軸受を収容する開口内部を有するピストンロッドと、前記斜板軸の他方に接続され、回転支持される回転軸と、前記ピストンロッドの往復移動を案内し、片方に開口が設けられた筒状のガイドと、前記出力軸、前記斜板軸、前記回転軸を軸支する軸受、前記スベリ軸受および前記球面軸受に潤滑油を供給する潤滑油通路と、供給された潤滑油を戻す循環路と、前記潤滑油通路に潤滑油を送り出す潤滑油循環ポンプとを備え、前記斜板軸は、この斜板軸の前記出力軸側の端面が前記出力軸の端面に接続され、前記スベリ軸受は、球面軸受の内径側に設けられ、前記球面軸受は、前記ピストンロッドの開口内部空間壁との間に隙間を形成しているものである。 In order to achieve the above object, the Stirling generator according to the present invention is attached via an output shaft and a bearing that are rotated by the driving force of the motor generator, and is inclined with respect to the axial center line of the output shaft. a swash plate shaft arranged to have an axial centerline to cross, the swash plate shaft and the swash plate which is connected via a bearing, and connected to transmission shaft to the swash plate, sliding bearings the transmission shaft A spherical bearing supported via a piston rod having an opening inside to accommodate the spherical bearing , a rotating shaft connected to the other of the swash plate shafts and supported for rotation, and a reciprocating movement of the piston rod. A cylindrical guide having an opening on one side, a bearing that supports the output shaft, the swash plate shaft, the rotating shaft, a lubrication oil passage that supplies lubricating oil to the sliding bearing and the spherical bearing, A circuit that returns the supplied lubricant and the front And a lubricating oil circulating pump for feeding the lubricating oil to the lubricating oil passage, the swash plate shaft, the end face of the output shaft side of the swash plate shaft is connected to an end face of said output shaft, said sliding bearing, spherical bearing The spherical bearing is formed with a gap between the opening inner space wall of the piston rod .

また、本発明に係るスターリング発電機は、上述の目的を達成するために、電動発電機の駆動力で回転する出力軸と軸受を介して取り付けられ、かつ前記出力軸の軸中心線に対し、斜めに交差させる軸中心線を持つように配置された斜板軸と、この斜板軸に軸受を介して接続されるとともに前記斜板軸の外径側に向って山形状に突き出す形状に形成された斜板と、この斜板に接続された２股軸と、この２股軸に接続されたアーム回転体と、このアーム回転体に軸受を介して取り付けられた駆動軸と、この駆動軸に軸受を介して取り付けられたピストンロッドと、前記斜板軸の他方に接続され、回転支持される回転軸と、前記ピストンロッドの往復移動を案内するガイドと、前記出力軸、前記斜板軸および前記回転軸を軸支する軸受に潤滑油を供給する潤滑油通路と、供給された潤滑油を戻す循環路と、前記潤滑油通路に潤滑油を送り出す潤滑油循環ポンプとを備え、前記アーム回転体は、アーム軸を備えるとともに、このアーム軸を前記２股軸に挿通させる構成にされ、前記アーム軸の中心点を通る横断中心線と前記駆動軸の軸中心線との間に、隙間が確保されたものである。 Further, the Stirling generator according to the present invention is attached via an output shaft and a bearing that are rotated by the driving force of the motor generator in order to achieve the above-mentioned object, and with respect to the axial center line of the output shaft, a swash plate shaft arranged to have an axial centerline to intersect diagonally, forming the swash plate axis via a bearing connected towards the outer diameter side of Rutotomoni the swash plate shaft in a shape projecting mountain shape It has been a swash plate, the swash and bifurcated shaft connected to plate, and the arm rotating member connected to the bifurcated shaft, a drive shaft which is mounted via a bearing on the arm rotating member, the drive shaft A piston rod attached to the other end of the swash plate shaft, a rotation shaft connected to the other of the swash plate shafts, and a guide for reciprocating movement of the piston rod; the output shaft; and the swash plate shaft. And lubricate the bearings that support the rotating shaft. A lubricating oil passage for feeding a circulation path for returning the supplied lubricating oil, a lubricating oil circulating pump for feeding the lubricating oil to the lubricating oil passage, wherein the arm rotating member is provided with a arm shaft, the arm shaft Is inserted through the bifurcated shaft, and a gap is secured between the transverse center line passing through the center point of the arm shaft and the shaft center line of the drive shaft .

本発明に係るスターリング発電機は、組立て構成要素をより一層少なくさせる構成にしたので、機械損失を少なくさせて熱効率をより一層向上させることができ、軽量、小型の下、可搬性を容易に実現することができる。   Since the Stirling generator according to the present invention has a configuration in which assembly components are further reduced, it is possible to further improve thermal efficiency by reducing mechanical loss, and easily realize portability under light weight and small size. can do.

以下、本発明に係るスターリング発電機の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a Stirling generator according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.

図１は、本発明に係るスターリング発電機の第１実施形態の概略全体平面図である。   FIG. 1 is a schematic overall plan view of a first embodiment of a Stirling generator according to the present invention.

本実施形態に係るスターリング発電機は、ハウジング１内に収容され、起動時、電動機として機能し、その後、発電機として機能する電動発電機２と、この電動発電機２に軸を介して接続し、回転運動を揺動運動に変える斜板装置３と、この斜板装置３の揺動運動に応動してピストン４ａ，４ｂに往復運動させるピストン装置５とを備える構成になっている。   The Stirling generator according to the present embodiment is housed in the housing 1 and functions as an electric motor at the time of start-up, and then is connected to the motor generator 2 via a shaft. The swash plate device 3 that changes the rotational motion into a swing motion and the piston device 5 that reciprocates the pistons 4a and 4b in response to the swing motion of the swash plate device 3 are provided.

電動発電機２は、ステータ６と回転子コイル７を備えた出力軸８とを組み合せて構成するとともに、出力軸８は軸受９ａ，９ｂ，９ｃを介して取り付けられ、出力軸８の軸端に設けた潤滑油循環ポンプ１０から潤滑油通路１１ａを介して軸受９ａ，９ｂ，９ｃに潤滑油を供給するようになっている。   The motor generator 2 is configured by combining a stator 6 and an output shaft 8 having a rotor coil 7, and the output shaft 8 is attached via bearings 9 a, 9 b, 9 c, and is attached to the shaft end of the output shaft 8. Lubricating oil is supplied from the provided lubricating oil circulation pump 10 to the bearings 9a, 9b, 9c through the lubricating oil passage 11a.

また、潤滑油循環ポンプ１０は、潤滑油通路１１ａおよび斜板装置３の潤滑油通路１１ｂ，１１ｃ等を介して軸受９ｄ，９ｅ等に潤滑油を供給している。なお、潤滑油循環ポンプ１０には、ハウジング１内に設けた戻り通路、油溜り等を介して潤滑油を戻す循環系（図示せず）が設けられている。   The lubricating oil circulation pump 10 supplies lubricating oil to the bearings 9d and 9e through the lubricating oil passage 11a and the lubricating oil passages 11b and 11c of the swash plate device 3. The lubricating oil circulation pump 10 is provided with a circulation system (not shown) for returning the lubricating oil through a return passage, an oil reservoir, etc. provided in the housing 1.

また、斜板装置３は、電動発電機２の出力軸８に軸受９ｄ、９ｅを介して取り付けられ、しかも出力軸８の軸中心線ＣＬ１に対し、斜めに交差させる軸中心線ＣＬ２を持つ、斜板軸２０と、この斜板軸２０と軸受９ｄ，９ｅを介して接続される板状の斜板１２と、この斜板１２の縁端に接続され、ピストン装置５のピストンロッド１３ａ，１３ｂの開口内部空間Ｅに収容される伝達軸１４と、内径側にスベリ軸受１６を設け、伝達軸１４と接続される球面軸受１５と、ピストンロッド１３の往復移動を案内し、片方に開口を設けた筒状のガイド２２と、斜板軸１２に接続させて支持する回転軸２３とを備え、出力軸８、斜板軸１２、回転軸２３の回転運動に対し、斜板１２を点Ｐ１を基点に揺動させる構成になっている。 Further, the swash plate 3 is bearing 9d to the output shaft 8 of the motor generator 2 is mounted via 9e, yet with respect to the axial center line CL 1 of the output shaft 8, the shaft axis CL 2 to cross obliquely The swash plate shaft 20, the plate-like swash plate 12 connected to the swash plate shaft 20 via the bearings 9 d and 9 e, and the piston rod 13 a of the piston device 5 connected to the edge of the swash plate 12. , 13b, a transmission shaft 14 accommodated in the inner space E of the opening, a sliding bearing 16 provided on the inner diameter side, guides the reciprocating movement of the spherical bearing 15 connected to the transmission shaft 14 and the piston rod 13, and opens to one side. And a rotating shaft 23 connected to and supported by the swash plate shaft 12, and the swash plate 12 is turned on with respect to the rotational movement of the output shaft 8, the swash plate shaft 12, and the rotating shaft 23. It has a configuration for swinging the P 1 as a base point.

なお、回転軸２３は、回転可能なように軸受９ｆ，９ｇによって支持されている。   The rotating shaft 23 is supported by bearings 9f and 9g so as to be rotatable.

一方、ピストン装置５は、シリンダ１７ａ，１７ｂのそれぞれに収容され、シール部１７を備えるピストンロッド１３ａ，１３ｂの駆動力により往復動するピストン４ａ，４ｂと、シリンダ１７ａ，１７ｂの周辺に設けられ、シリンダ１７ａ，１７ｂから高温熱交換器（図示せず）を介して供給される作動ガスを再生する再生器１８ａ，１８ｂと、再生器１８ａ，１８ｂからの作業ガスを冷却させてシリンダ１７ａ，１７ｂに再び戻す低温熱交換器１９ａ，１９ｂとを備え、作動ガス、例えばヘリウムガスの膨張、圧縮の繰返しをピストン４ａ，４ｂの往復動によって行わせている。   On the other hand, the piston device 5 is housed in each of the cylinders 17a and 17b and is provided around the pistons 4a and 4b that reciprocate by the driving force of the piston rods 13a and 13b including the seal portion 17 and the cylinders 17a and 17b. Regenerators 18a and 18b that regenerate the working gas supplied from the cylinders 17a and 17b via a high-temperature heat exchanger (not shown), and the working gas from the regenerators 18a and 18b are cooled to the cylinders 17a and 17b. Low-temperature heat exchangers 19a and 19b that return again are provided, and the expansion and compression of the working gas, for example, helium gas, is repeated by the reciprocating motion of the pistons 4a and 4b.

図２は、図１のＡ−Ａ矢視方向から見て切断したときの斜板装置３の正面図である。   FIG. 2 is a front view of the swash plate device 3 as viewed from the direction of arrows AA in FIG.

斜板装置３は、ハウジング１の横断面中央に斜板軸２０を接続した斜板１２を配置している。この斜板１２は、９０°ピッチの等配位置に振り分けて４つの伝達軸１４を備えている。   In the swash plate device 3, a swash plate 12 having a swash plate shaft 20 connected to the center of the cross section of the housing 1 is disposed. The swash plate 12 is provided with four transmission shafts 14 that are distributed at equally spaced positions of 90 ° pitch.

球面軸受１５は、ピストンロッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの開口内部空間壁との間に隙間２４を形成している。   The spherical bearing 15 forms a gap 24 between the piston rods 13a, 13b, 13c, and 13d and the inner wall of the opening.

なお、斜板１２、伝達軸１４、スベリ軸受１６、球面軸受１５、ピストンロッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、側面に開口２１を備えたガイド２２内に収容されている。   The swash plate 12, the transmission shaft 14, the sliding bearing 16, the spherical bearing 15, and the piston rods 13a, 13b, 13c, and 13d are accommodated in a guide 22 having an opening 21 on a side surface.

次に、本実施形態に係るスターリング発電機の作用を説明する。   Next, the operation of the Stirling generator according to this embodiment will be described.

斜板装置３は、電動発電機２から与えられる回転駆動力を揺動運動に変えるようになっている。すなわち、電動発電機２から出力軸８に駆動力が与えられると、出力軸８は回転し、その回転力は出力軸８に軸受９ｄ、９ｅを介して取り付けられた斜板軸２０に与えられる。   The swash plate device 3 changes the rotational driving force applied from the motor generator 2 into a swinging motion. That is, when a driving force is applied from the motor generator 2 to the output shaft 8, the output shaft 8 rotates, and the rotational force is applied to the swash plate shaft 20 attached to the output shaft 8 via the bearings 9d and 9e. .

このとき、斜板軸２０の軸中心線ＣＬ２が出力軸８の軸中心線ＣＬ１に対し、斜めになっているので、斜板１２は点Ｐ１を基点に揺動する。 At this time, the axial center line CL 2 of the swash plate shaft 20 with respect to the axial center line CL 1 of the output shaft 8, so are oblique, the swash plate 12 is swung to the point P 1 to the base point.

点Ｐ１を基点に揺動すると、揺動運動中、斜板１２の縁端に設けた４つの伝達軸１４は、軌跡「８」の字を描く。これに伴って、球面軸受１５も軌跡「８」の字を描く。この場合、球面軸受１５とピストンロッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの開口空間内部壁との間に隙間２４を形成しているので、伝達軸１４、球面軸受１５は軌跡「８」の字の挙動を行うことができる。 When swinging the point P 1 to the base point in the swing motion, four transmission shaft 14 provided on the edge of the swash plate 12 draws a character locus "8". Along with this, the spherical bearing 15 also draws the character “8”. In this case, since the gap 24 is formed between the spherical bearing 15 and the inner wall of the opening space of the piston rods 13a, 13b, 13c, and 13d, the transmission shaft 14 and the spherical bearing 15 behave in the shape of the locus “8”. It can be performed.

伝達軸１４等が軌跡「８」の字の挙動を行うと、ピストンロッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは往復運動し、ピストン４ａ，４ｂが作動ガスに対し、膨張、圧縮の仕事を繰返し行わせる。   When the transmission shaft 14 or the like behaves in the shape of the locus “8”, the piston rods 13a, 13b, 13c, and 13d reciprocate, and the pistons 4a and 4b repeatedly perform expansion and compression work on the working gas. .

このように、本実施形態に係るスターリング発電機は、電動発電機２から与えられる回転運動を揺動運動に変える斜板装置３を設けるとともに、斜板装置３に設けた伝達軸１４に軌跡「８」の字の挙動を行わせ、この挙動に対応して応動し、ピストンロッド１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに往復運動を行わせることにより、組立て構成要素をより一層少なくさせ、かつ簡素化させたので、機械損失を少なくさせて熱効率を向上させることができ、軽量、小型化の下、可搬性を容易に実現することができる。   As described above, the Stirling generator according to the present embodiment is provided with the swash plate device 3 that changes the rotational motion given from the motor generator 2 to the swing motion, and the trajectory “on the transmission shaft 14 provided on the swash plate device 3. 8 ”is made to respond, and the piston rods 13a, 13b, 13c, and 13d reciprocate in response to the behavior, thereby further reducing and simplifying the assembly components. Therefore, the thermal loss can be improved by reducing the mechanical loss, and the portability can be easily realized with light weight and downsizing.

図３は、本発明に係るスターリング発電機の第２実施形態を示す概略平面図である。   FIG. 3 is a schematic plan view showing a second embodiment of the Stirling generator according to the present invention.

なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。   In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component of 1st Embodiment, and duplication description is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る斜板装置３は、電動発電機（図示せず）の出力軸８に接続され、他端を回転軸２３に接続され、かつ出力軸８の軸中心線ＣＬ３に対して軸中心線ＣＬ４が斜めになるように設けられた斜板軸２０と、この斜板軸２０に対し、外径側に山形状に突き出し、平板で作製された斜板１２ａ，１２ｂを備えている。 The swash plate device 3 according to the present embodiment is connected to the output shaft 8 of a motor generator (not shown), the other end is connected to the rotary shaft 23, and the shaft center line CL 3 of the output shaft 8 is connected. a swash plate shaft 20 provided such that the axis center line CL 4 is slanted, the relative swash plate shaft 20 projects to the outer diameter side to the mountain shape, the swash plate 12a made of a flat plate, provided with a 12b Yes.

なお、斜板１２ａ，１２ｂは、斜板軸２０および回転軸２３に軸受２５ａを介して接続している。   The swash plates 12a and 12b are connected to the swash plate shaft 20 and the rotary shaft 23 through bearings 25a.

また、斜板装置３は、斜板１２ａ，１２ｂの山形状の先端位置に軸受２５ｂを介して２股軸２６ａ，２６ｂが取り付けられている。   Further, in the swash plate device 3, bifurcated shafts 26a and 26b are attached to the positions of the ridges of the swash plates 12a and 12b via bearings 25b.

これら２股軸２６ａ，２６ｂは、図４に示すように、アーム回転体２７に接続されている。アーム回転体２７は、軸受２５ｃを介して駆動軸２８に取り付けられている。さらに駆動軸２８は軸受２５ｄを介してピストン装置５のピストン４ａ，４ｂを往復運動させる中空のピストンロッド１３ｅに接続している。   These bifurcated shafts 26a and 26b are connected to an arm rotating body 27 as shown in FIG. The arm rotating body 27 is attached to the drive shaft 28 via a bearing 25c. Further, the drive shaft 28 is connected via a bearing 25d to a hollow piston rod 13e for reciprocating the pistons 4a and 4b of the piston device 5.

なお、中空のピストンロッド１３ｅは、ガイド２９によって保持されている。   The hollow piston rod 13e is held by a guide 29.

また、２股軸２６ａ，２６ｂは、図５に示すように、脚部３０ａ，３０ｂを貫通するアーム軸３１と、アーム軸３１に接続されたアーム回転体２７を備えている。このアーム回転体２７は、図６に示すように、筒状に形成され、アーム軸３１と筒軸が直交するように接続され、筒内には駆動軸２８を挿入させている。   Further, as shown in FIG. 5, the bifurcated shafts 26 a and 26 b include an arm shaft 31 that penetrates the leg portions 30 a and 30 b and an arm rotating body 27 that is connected to the arm shaft 31. As shown in FIG. 6, the arm rotating body 27 is formed in a cylindrical shape, is connected so that the arm shaft 31 and the cylinder axis are orthogonal to each other, and a drive shaft 28 is inserted into the cylinder.

このような構成を備える斜板装置３の作用を説明する。   The operation of the swash plate device 3 having such a configuration will be described.

図３に示すように、電動発電機の出力軸８から回転駆動力が与えられると、斜板軸２０が回転する。このとき、斜板１２ａ，１２ｂおよび２股軸２６ａ，２６ｂは、斜板軸２０の軸中心線ＣＬ４と２股軸２６ａ，２６ｂの軸中心線ＣＬ５の交点Ｏ１を基点に揺動する。 As shown in FIG. 3, when a rotational driving force is applied from the output shaft 8 of the motor generator, the swash plate shaft 20 rotates. In this case, the swash plate 12a, 12b and bifurcated shaft 26a, 26b is swung shaft axis CL 4 and 2 crotch axis 26a of the swash plate axis 20, the intersection point O 1 of the shaft axis CL 5 of 26b as a base point .

斜板１２ａ，１２ｂは、２股軸２６ａ，２６ｂが揺動すると、アーム回転体２７のアーム軸３１は、図３および図４に示すように、その中心点Ｏ２を基点に軌跡「８」の字の一部である軌跡線Ｌ上を挙動する。 Swash plate 12a, 12b is bifurcated shaft 26a, the 26b swings the arm shaft 31 of the arm rotating member 27, as shown in FIGS. 3 and 4, the locus "8" the center point O 2 to the base point It behaves on the locus line L which is a part of the character.

この場合、中心点Ｏ２が軌跡「８」の字を描けるように、アーム軸３１の中心点Ｏ１を通る横断中心線と駆動軸２８の軸中心線ＣＬ７との間を、図４に示すように、隙間Ｇを確保させている。 In this case, the distance between the transverse center line passing through the center point O 1 of the arm shaft 31 and the axis center line CL 7 of the drive shaft 28 is shown in FIG. 4 so that the center point O 2 can draw the shape of the locus “8”. As shown, the gap G is secured.

また、アーム軸３１の挙動に対応して応動する駆動軸２８は、その駆動力を中空のピストンロッド１３ｅに与えて往復動させ、ピストンロッド１３ｅの往復動駆動力によってピストン４ａ，４ｂを往復動させる。   The drive shaft 28 that responds according to the behavior of the arm shaft 31 applies the driving force to the hollow piston rod 13e to reciprocate, and the pistons 4a and 4b reciprocate by the reciprocating driving force of the piston rod 13e. Let

このように、本実施形態は、斜板装置３の斜板軸２０の軸中心線ＣＬ４と電動発電機の出力軸８の軸中心線ＣＬ３とを斜めに交差させるように配置させ、斜板軸２０に外径側に山形状に突き出した斜板１２ａ，１２ｂを備えるとともに、斜板１２ａ，１２ｂの山形状の先端に２股軸２６ａ，２６ｂを設けて回転運動を揺動運動に変え、この揺動運動によってピストンロッド１３ｅを往復動させる構成にしたことにより、組立て構成要素をより一層少なくさせ、かつ簡素化させたので、機械損失を少なくさせて熱効率を向上させることができ、軽量、小型化の下、可搬性を容易に実現することができる。 Thus, this embodiment is arranged so as to cross the axial center line CL 3 of the output shaft 8 of the axial center of the swash plate 3 of the swash plate axis 20 line CL 4 and motor generator obliquely, oblique The plate shaft 20 is provided with swash plates 12a and 12b protruding in a mountain shape on the outer diameter side, and bifurcated shafts 26a and 26b are provided at the mountain-shaped ends of the swash plates 12a and 12b to change the rotational motion into a swing motion. Since the piston rod 13e is reciprocated by this oscillating motion, the assembly components are further reduced and simplified, so that mechanical loss can be reduced and thermal efficiency can be improved. In addition, portability can be easily realized with downsizing.

本発明に係るスターリング発電機の第１実施形態を示す概略全体平面図。1 is a schematic overall plan view showing a first embodiment of a Stirling generator according to the present invention. 図１のＡ−Ａ矢視方向から見て切断したときの斜板装置の正面図。The front view of the swash plate apparatus when it sees and sees from the AA arrow direction of FIG. 本発明に係るスターリング発電機の第２実施形態を示す概略平面図。The schematic plan view which shows 2nd Embodiment of the Stirling generator which concerns on this invention. 図３の“Ｘ”部を抜き出した斜板装置の部分拡大図。FIG. 4 is a partially enlarged view of the swash plate device with the “X” portion of FIG. 3 extracted. 図４の“Ｙ”部を抜き出した２股軸とアーム回転体との組立を示す図。The figure which shows the assembly of the bifurcated shaft which extracted the "Y" part of FIG. 4, and an arm rotary body. 本発明に係るスターリング発電機に適用するアーム回転体を示す斜視図。The perspective view which shows the arm rotary body applied to the Stirling generator which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ ハウジング
２ 電動発電機
３ 斜板装置
４ａ，４ｂ ピストン
５ ピストン装置
６ ステータ
７ 回転子コイル
８ 出力軸
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ 軸受
１０ 潤滑油循環ポンプ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 潤滑油通路
１２，１２ａ，１２ｂ 斜板
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｅ ピストンロッド
１４ 伝達軸
１５ 球面軸受
１６ スベリ軸受
１７ａ，１７ｂ シリンダ
１８ａ，１８ｂ 再生器
１９ａ，１９ｂ 低温熱交換器
２０ 斜板軸
２１ 開口
２２ ガイド
２３ 回転軸
２４ 隙間
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，… 軸受
２６ ２股軸
２７ アーム回転体
２８ 駆動軸
２９ ガイド
３０ａ，３０ｂ 脚部
３１ アーム軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Motor generator 3 Swash plate apparatus 4a, 4b Piston 5 Piston apparatus 6 Stator 7 Rotor coil 8 Output shaft 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f Bearing 10 Lubricating oil circulation pump 11a, 11b, 11c Lubricating oil Passage 12, 12a, 12b Swash plate 13a, 13b, 13c, 13e Piston rod 14 Transmission shaft 15 Spherical bearing 16 Sliding bearing 17a, 17b Cylinder 18a, 18b Regenerator 19a, 19b Low temperature heat exchanger 20 Swash plate shaft 21 Opening 22 Guide 23 Rotating shaft 24 Gap 25a, 25b, 25c,... Bearing 26 Bifurcated shaft 27 Arm rotating body 28 Drive shaft 29 Guide 30a, 30b Leg 31 Arm shaft

Claims (2)

電動発電機の駆動力で回転する出力軸と軸受を介して取り付けられ、かつ前記出力軸の軸中心線に対し、斜めに交差させる軸中心線を持つように配置された斜板軸と、
この斜板軸と軸受を介して接続された斜板と、
この斜板に接続された伝達軸と、
この伝達軸をスベリ軸受を介して支持する球面軸受と、
この球面軸受を収容する開口内部を有するピストンロッドと、
前記斜板軸の他方に接続され、回転支持される回転軸と、
前記ピストンロッドの往復移動を案内し、片方に開口が設けられた筒状のガイドと、
前記出力軸、前記斜板軸、前記回転軸を軸支する軸受、前記スベリ軸受および前記球面軸受に潤滑油を供給する潤滑油通路と、
供給された潤滑油を戻す循環路と、
前記潤滑油通路に潤滑油を送り出す潤滑油循環ポンプとを備え、
前記斜板軸は、この斜板軸の前記出力軸側の端面が前記出力軸の端面に接続され、
前記スベリ軸受は、球面軸受の内径側に設けられ、
前記球面軸受は、前記ピストンロッドの開口内部空間壁との間に隙間を形成していることを特徴とするスターリング発電機。 Attached via an output shaft and a bearing for rotation by a driving force of the motor generator, and with respect to the axial center line of the output shaft, and arranged swashplate axis so as to have an axial centerline to intersect diagonally,
And it has been swash plate connected through the swash plate shaft and the bearing,
A transmission shaft connected to the swash plate;
A spherical bearing for supporting the transmission shaft via a sliding bearing,
A piston rod having an opening inside to accommodate the spherical bearing ;
A rotating shaft connected to the other of the swash plate shafts and rotatably supported;
Guide the reciprocating movement of the piston rod, a cylindrical guide provided with an opening on one side;
A lubricating oil passage that supplies lubricating oil to the output shaft, the swash plate shaft, a bearing that supports the rotating shaft, the sliding bearing, and the spherical bearing;
A circulation path for returning the supplied lubricating oil;
A lubricating oil circulation pump for sending lubricating oil to the lubricating oil passage ,
The swash plate shaft has an end surface on the output shaft side of the swash plate shaft connected to an end surface of the output shaft,
The sliding bearing is provided on the inner diameter side of the spherical bearing,
The spherical bearing has a Stirling generator , wherein a gap is formed between the spherical inner surface wall of the piston rod and the opening . 電動発電機の駆動力で回転する出力軸と軸受を介して取り付けられ、かつ前記出力軸の軸中心線に対し、斜めに交差させる軸中心線を持つように配置された斜板軸と、
この斜板軸に軸受を介して接続されるとともに前記斜板軸の外径側に向って山形状に突き出す形状に形成された斜板と、
この斜板に接続された２股軸と、
この２股軸に接続されたアーム回転体と、
このアーム回転体に軸受を介して取り付けられた駆動軸と、
この駆動軸に軸受を介して取り付けられたピストンロッドと、
前記斜板軸の他方に接続され、回転支持される回転軸と、
前記ピストンロッドの往復移動を案内するガイドと、
前記出力軸、前記斜板軸および前記回転軸を軸支する軸受に潤滑油を供給する潤滑油通路と、
供給された潤滑油を戻す循環路と、
前記潤滑油通路に潤滑油を送り出す潤滑油循環ポンプとを備え、
前記アーム回転体は、アーム軸を備えるとともに、このアーム軸を前記２股軸に挿通させる構成にされ、
前記アーム軸の中心点を通る横断中心線と前記駆動軸の軸中心線との間に、隙間が確保されたことを特徴とするスターリング発電機。 Attached via an output shaft and a bearing for rotation by a driving force of the motor generator, and with respect to the axial center line of the output shaft, and arranged swashplate axis so as to have an axial centerline to intersect diagonally,
A swash plate which is formed into a shape projecting mountain shape toward the outer diameter side of the swash plate shaft is connected via a bearing Rutotomoni the swash plate shaft,
A bifurcated shaft connected to the swash plate ;
An arm rotating body connected to the bifurcated shaft;
A drive shaft attached to the arm rotor via a bearing;
A piston rod attached to the drive shaft via a bearing ;
A rotating shaft connected to the other of the swash plate shafts and rotatably supported;
A guide for guiding the reciprocating movement of the piston rod;
A lubricating oil passage that supplies lubricating oil to a bearing that supports the output shaft, the swash plate shaft, and the rotating shaft;
A circulation path for returning the supplied lubricating oil;
A lubricating oil circulation pump for sending lubricating oil to the lubricating oil passage ,
The arm rotating body includes an arm shaft and is configured to be inserted through the bifurcated shaft.
A Stirling generator characterized in that a gap is secured between a transverse center line passing through a center point of the arm shaft and an axis center line of the drive shaft .
JP2005304951A 2005-10-19 2005-10-19 Stirling generator Expired - Fee Related JP4734082B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005304951A JP4734082B2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Stirling generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005304951A JP4734082B2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Stirling generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007113468A JP2007113468A (en) 2007-05-10
JP4734082B2 true JP4734082B2 (en) 2011-07-27

Family

ID=38095894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005304951A Expired - Fee Related JP4734082B2 (en) 2005-10-19 2005-10-19 Stirling generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4734082B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8689674B2 (en) * 2007-08-10 2014-04-08 Duke Engines Limited Axial piston machine with rotation restraint mechanism
CN103195608B (en) * 2013-04-02 2017-09-26 国建中 Stirling engine swash plate transmission device
JP6068240B2 (en) * 2013-04-15 2017-01-25 哲美 渡邉 Stirling engine generator
CN105626304B (en) * 2015-12-29 2017-07-14 西安交通大学 A kind of combustion type is axially driven the cylinder double acting Stirling engine of α types four

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03137459A (en) * 1989-08-02 1991-06-12 Stirling Thermal Motors Inc Complex star-ring cycle machine
JPH11343923A (en) * 1998-06-02 1999-12-14 Daiwa Kosan Kk Rotational motion/reciprocating motion converting device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03137459A (en) * 1989-08-02 1991-06-12 Stirling Thermal Motors Inc Complex star-ring cycle machine
JPH11343923A (en) * 1998-06-02 1999-12-14 Daiwa Kosan Kk Rotational motion/reciprocating motion converting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007113468A (en) 2007-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4252725B2 (en) Improvement of Stirling cycle machine
AU767686B2 (en) Folded guide link stirling engine
CA2228092C (en) Reciprocating machine
JP2929143B2 (en) Swing yoke device
JP2008101477A (en) Stirling engine generator
JP4734082B2 (en) Stirling generator
CN108194221B (en) Swash plate type Stirling engine
JP5388111B2 (en) Stirling engine
JP2013524078A (en) Improved internal combustion engine
JP4873647B2 (en) Stirling engine
US7458215B2 (en) Stirling engine and hybrid system with the same
CN103573375B (en) A kind of free-piston internal combustion engine generator vibration drive-type piston looling system
JP2005076557A (en) Stirling engine
CN219570281U (en) Compression assembly and Stirling refrigerator
JP3770260B2 (en) Piston engine
JP4406787B2 (en) Warm and dry air blowing type dryer using piston type air compressor
JP2006220074A (en) Crank mechanism and compressor or pump using the crank mechanism
CN215633396U (en) Slide bar hinge type swash plate heat engine
JPH11343801A (en) Reciprocating piston engine and linking mechanism
WO2007003926A1 (en) Crankshaft assembly
JP2002369487A (en) Power-generating equipment
JP2011163216A (en) Piston drive device
JP2002303464A (en) Stirling refrigerating machine
JPH0444098B2 (en)
JP2021124060A (en) Reciprocating expander and rankine cycle device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101026

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101227

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110329

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110425

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees