JPS5938426B2 - 複動四気筒スタ−リングエンジン - Google Patents
複動四気筒スタ−リングエンジンInfo
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- JPS5938426B2 JPS5938426B2 JP55082211A JP8221180A JPS5938426B2 JP S5938426 B2 JPS5938426 B2 JP S5938426B2 JP 55082211 A JP55082211 A JP 55082211A JP 8221180 A JP8221180 A JP 8221180A JP S5938426 B2 JPS5938426 B2 JP S5938426B2
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- Japan
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- cylinder
- cooling
- heating
- heat storage
- heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/50—Double acting piston machines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/50—Double acting piston machines
- F02G2244/52—Double acting piston machines having interconnecting adjacent cylinders constituting a single system, e.g. "Rinia" engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2255/00—Heater tubes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複動囲気筒スターリングエンジンに関するも
のである。
のである。
特に、本発明は、エンジンの作動ガスを加熱する加熱手
段と:エンジンの4つのシリンダが固着されているエン
ジンブロックと:それぞれのシリンダ内に配設され各シ
リンダの内部を上部高温空間と下部低温空間とに分割し
ているピストンと:上部蓄熱器とこの蓄熱器に連結され
た下部冷却器とを有し各シリンダに接続された蓄熱/冷
却装置と:各シリンダに接続され、各シリンダの上部高
温空間から加熱手段を介して蓄熱/冷却装置の蓄熱器ま
で延びている加熱管機構と;各シリンダの蓄熱/冷却装
置に接続され、蓄熱器の内部から冷却器を介して隣接す
るシリンダの底部低温空間まで延びている冷却管機構と
;を備え、これらのシリンダ、加熱管機構、蓄熱/冷却
装置および冷却管機構が完全に閉じたシステムを形成し
、各ピストンの動作により、作動ガスがシリンダの上部
高温空間と隣接するシリンダの下部低温空間との間を前
後に連続的に移動する複動囲気筒スターリングエンジン
に関するものである。
段と:エンジンの4つのシリンダが固着されているエン
ジンブロックと:それぞれのシリンダ内に配設され各シ
リンダの内部を上部高温空間と下部低温空間とに分割し
ているピストンと:上部蓄熱器とこの蓄熱器に連結され
た下部冷却器とを有し各シリンダに接続された蓄熱/冷
却装置と:各シリンダに接続され、各シリンダの上部高
温空間から加熱手段を介して蓄熱/冷却装置の蓄熱器ま
で延びている加熱管機構と;各シリンダの蓄熱/冷却装
置に接続され、蓄熱器の内部から冷却器を介して隣接す
るシリンダの底部低温空間まで延びている冷却管機構と
;を備え、これらのシリンダ、加熱管機構、蓄熱/冷却
装置および冷却管機構が完全に閉じたシステムを形成し
、各ピストンの動作により、作動ガスがシリンダの上部
高温空間と隣接するシリンダの下部低温空間との間を前
後に連続的に移動する複動囲気筒スターリングエンジン
に関するものである。
複動スターリングエンジンにおいて、シリンダおよびピ
ストンは高温側と低温側との間で加熱ガスを前後に移動
させ、機械的な仕事を駆動軸に伝達する。
ストンは高温側と低温側との間で加熱ガスを前後に移動
させ、機械的な仕事を駆動軸に伝達する。
複動スターリングエンジンのピストンは熱力学的に共働
しており、それぞれのピストンは2つのサイクルにおい
て同時に作動しており、ピストンの上部高温側は隣接す
るピストンの下部低温側と共働している。
しており、それぞれのピストンは2つのサイクルにおい
て同時に作動しており、ピストンの上部高温側は隣接す
るピストンの下部低温側と共働している。
このことは、スターリングエンジンは共働するピストン
をそれぞれ有する少な(とも3つのシリンダを備えてい
なければならないことを意味している。
をそれぞれ有する少な(とも3つのシリンダを備えてい
なければならないことを意味している。
最適な効果は四から大気筒において得られる。
作動ガスは1つのシリンダ内のピストン上方の高温空間
と、隣接するシリンダ内のピストン下方の低温空間との
間を連続的に前後に移動されるものである。
と、隣接するシリンダ内のピストン下方の低温空間との
間を連続的に前後に移動されるものである。
これらの空間の間において、作動ガスは加熱手段、蓄熱
器及び冷却器を通過する。
器及び冷却器を通過する。
加熱手段内において作動ガスに熱が与えられる。
蓄熱器は、作動ガスが低温側から高温側に移動するとき
に作動ガスに熱を与え、作動ガスが反対方向に移動する
ときに熱を貯蔵する。
に作動ガスに熱を与え、作動ガスが反対方向に移動する
ときに熱を貯蔵する。
冷却器は作動ガスの圧縮行程において生じる熱を吸収す
る。
る。
それにより、作動ガスの温度は高温側及び低温側におい
てほぼ一定に保たれるものとする。
てほぼ一定に保たれるものとする。
複動囲気筒スターリングエンジンは以下の要件を満足し
なげればならない。
なげればならない。
(1)シリンダの上部高温空間と蓄熱器との間の接続部
は、適当な熱伝達表面積が得られる状態で加熱手段内に
配置されていなげればならない。
は、適当な熱伝達表面積が得られる状態で加熱手段内に
配置されていなげればならない。
(2)各シリンダの下部低温空間と冷却器との間の接続
部は短い長さでなげればならない。
部は短い長さでなげればならない。
すなわち、これらの接続部の体積はシリンダの体積に適
切に比例していなげればならないとともに、それぞれの
長さは互いに等しくなげればならない。
切に比例していなげればならないとともに、それぞれの
長さは互いに等しくなげればならない。
(3)4つのピストン下方ドは公知の技術に基く簡略な
構造で例えば周知のクランクシャフトのような単一の部
材によって機械的に連結されていなければならない。
構造で例えば周知のクランクシャフトのような単一の部
材によって機械的に連結されていなければならない。
(4)シリンダ及び蓄熱/冷却装置の構造は簡単で小型
のものが望ましい。
のものが望ましい。
シリンダの高温空間と低温空間との間を容易に区分でき
なげればならない。
なげればならない。
(5)機械的出力伝達の摩擦損失は低く押さえられなけ
ればならず、このため可動部品の数及びベアリング面は
最小限にしなげればならない。
ればならず、このため可動部品の数及びベアリング面は
最小限にしなげればならない。
特開昭55−78142号公報は上述した要求を満たす
複動囲気筒スターリングエンジンを開示している。
複動囲気筒スターリングエンジンを開示している。
このスターリングエンジンは、シリンダおよび蓄熱/冷
却装置の配置に関して、第2図及び第3図に概略的に示
すごとく特に好適な幾何学的構成を有している。
却装置の配置に関して、第2図及び第3図に概略的に示
すごとく特に好適な幾何学的構成を有している。
これらのシリンダは一列に配列され、各シリンダ間の距
離は互いに等しくなっている。
離は互いに等しくなっている。
蓄熱/冷却装置はシリンダの外側に配置されているとと
もに中間の2つのシリンダの中心点を通過し、かつシリ
ンダの配列直線に直交する中心軸を有する円上に一様に
離間して配列されている。
もに中間の2つのシリンダの中心点を通過し、かつシリ
ンダの配列直線に直交する中心軸を有する円上に一様に
離間して配列されている。
このようなスターリングエンジンはガス状、液体状ある
いはある程度まで粉砕された粉状燃料のみを使用するこ
とができる回転的に対称な燃焼器を有している。
いはある程度まで粉砕された粉状燃料のみを使用するこ
とができる回転的に対称な燃焼器を有している。
このエンジンの加熱管はこの燃焼器内に配列されていな
げればならず、この場合シリンダと蓄熱器との間の配管
構造が比較的複雑に成ってしまう。
げればならず、この場合シリンダと蓄熱器との間の配管
構造が比較的複雑に成ってしまう。
そこで、シリンダおよび蓄熱/冷却装置の配置に関して
上述した構成あるいは他の幾何学的構成を有していると
ともに、気体状、液体状、粉末状燃料に限らず固体燃料
蓄熱燃料をも使用可能な、つまりあらゆる種類の熱エネ
ルギーを使用可能な加熱手段を備え、かつシリンダと蓄
熱器との間の配管構造が簡単なスターリングエンジンの
提供が望まれている。
上述した構成あるいは他の幾何学的構成を有していると
ともに、気体状、液体状、粉末状燃料に限らず固体燃料
蓄熱燃料をも使用可能な、つまりあらゆる種類の熱エネ
ルギーを使用可能な加熱手段を備え、かつシリンダと蓄
熱器との間の配管構造が簡単なスターリングエンジンの
提供が望まれている。
この目的のために、周期的な媒体の蒸発及び凝縮が熱伝
達に用いられるいわゆる公知のヒートパイプ(第4図)
を加熱手段として用いることが可能である。
達に用いられるいわゆる公知のヒートパイプ(第4図)
を加熱手段として用いることが可能である。
ヒートパイプは原理的に3つの部分に分割できる。
すなわち熱が供給される蒸発部、熱が発散される凝縮部
及び媒体が一方向に気体状となって搬送されまた反対方
向においては液体状となって搬送される伝達部とに分げ
られる。
及び媒体が一方向に気体状となって搬送されまた反対方
向においては液体状となって搬送される伝達部とに分げ
られる。
ヒートパイプはその内部にいわゆる灯芯な備えており、
この灯芯は毛細管現象により液体を伝達可能な多孔性材
料から成っている。
この灯芯は毛細管現象により液体を伝達可能な多孔性材
料から成っている。
熱が蒸発部に供給されると、灯芯によって蒸発部に搬送
された液体は蒸発し、その結果「冷壁原理」によって気
体が迅速に凝縮部に搬送され、そこで熱は気体が凝縮す
るように発散される。
された液体は蒸発し、その結果「冷壁原理」によって気
体が迅速に凝縮部に搬送され、そこで熱は気体が凝縮す
るように発散される。
凝縮した液体は灯芯によって蒸発部へ搬送され、そこに
おいて再び蒸発等をする。
おいて再び蒸発等をする。
ヒートパイプ内の媒体を適当に選択することにより、ス
ターリングエンジンに適切な700〜900℃の作動温
度においてほぼ等温状態を形成することができる。
ターリングエンジンに適切な700〜900℃の作動温
度においてほぼ等温状態を形成することができる。
この温度において、ヒートパイプ内における温度差は約
5℃である。
5℃である。
最適な媒体は純粋なナトリウム、あるいはナトリウムと
他の物質の共晶物である。
他の物質の共晶物である。
ヒートパイプに熱を供給するための熱源及び燃料は適当
な作動温度を維持できるものであれば自由に選択可能で
ある。
な作動温度を維持できるものであれば自由に選択可能で
ある。
ヒートパイプ内における熱伝達は、迅速かつ熱損失がほ
とんどない状態で行われ熱源の位置の選択自由度は非常
に大きいものである。
とんどない状態で行われ熱源の位置の選択自由度は非常
に大きいものである。
。スターリングエンジンが加熱手段として上述のタイプ
のヒートパイプを有し、エンジンの加熱管がヒートパイ
プの凝縮部に配設されたとすると、等温状態がエンジン
の高温空間において得られるとともに、加熱管内におけ
るエンジンの作動ガスの内部流パターンは、流れの損失
が低下してエンジンの出力及び効率が向上するように改
良され、また固体燃料用の熱源及び熱を貯蔵した温水蓄
熱器をも加熱手段の加熱に用いることが可能となる。
のヒートパイプを有し、エンジンの加熱管がヒートパイ
プの凝縮部に配設されたとすると、等温状態がエンジン
の高温空間において得られるとともに、加熱管内におけ
るエンジンの作動ガスの内部流パターンは、流れの損失
が低下してエンジンの出力及び効率が向上するように改
良され、また固体燃料用の熱源及び熱を貯蔵した温水蓄
熱器をも加熱手段の加熱に用いることが可能となる。
温水蓄熱器を使用するとエンジンに空気を送る必要がな
くなりエンジンは排気ガスを出すことなしに作動するこ
とが可能となる。
くなりエンジンは排気ガスを出すことなしに作動するこ
とが可能となる。
スターリングエンジンとヒートパイプとを組合せる場合
、ある種の要件が満されなげればならない。
、ある種の要件が満されなげればならない。
エンジンの加熱管をおおうヒートパイプは、スターリン
グエンジンに適した700〜900℃の作動温度まで加
熱される液状あるいは気体状の媒体を収容しているため
、この媒体を密封するエンクロージャは、気密に形成さ
れていなくてはならない。
グエンジンに適した700〜900℃の作動温度まで加
熱される液状あるいは気体状の媒体を収容しているため
、この媒体を密封するエンクロージャは、気密に形成さ
れていなくてはならない。
エンジンのシリンダと蓄熱器とはそれぞれ加熱管によっ
て連結されるため、ヒートパイプの壁には加熱管を通す
ための複数の開口を形成しな(てはならず、これらの開
口について特に困難な問題カ存在している。
て連結されるため、ヒートパイプの壁には加熱管を通す
ための複数の開口を形成しな(てはならず、これらの開
口について特に困難な問題カ存在している。
製造及びメインテナンスの観点から加熱手段、すなわち
ヒートパイプは適当な様式に分割されることが望ましい
。
ヒートパイプは適当な様式に分割されることが望ましい
。
エンジン□ の高温部はかなり膨張するものでありその
低温部もまたある程度膨張するものであるため熱膨張に
対する考慮もはられれなければならない。
低温部もまたある程度膨張するものであるため熱膨張に
対する考慮もはられれなければならない。
このことは、加熱手段が分割されている場合にもいえる
ことである。
ことである。
本発明の目的は上述した要求を満たし特に熱膨張に関す
る問題を解決した複動開気筒スターリングエンジンを提
供せんとするものである。
る問題を解決した複動開気筒スターリングエンジンを提
供せんとするものである。
この目的は、スターリングエンジンの加熱手段を形成す
る2つの分割された加熱ユニットのうちの1つを形成す
る加熱器?’a 、 7’b : 7“a、7“bと:
加熱器内に延出して加熱器に密閉に連結され、それぞれ
がエンジンブロックBに固着された底部シリンダ部1′
a〜1’dに一体的に連結されてエンジンの4つのシリ
ンダ1a〜1dのうちの2つを形成した2つの上部シリ
ンダ部1’a〜1’dと;前記2つのシリンダと関連し
、その蓄熱器4a〜4dが加熱器まで延びて密閉的にか
つ固着的に加熱器に連結され、冷却器5a〜5dに固着
的に連結され、かつその冷却器がエンジンブロックに固
着された下部シリンダ部1“a〜1“dのそれぞれに固
着され各冷却器管機構8’a 〜B’d ; 8”a
−ff’dを下部シリンダ部に連結する2つの蓄熱/冷
却装置3a〜3dと:前記2つのシリンダのそれぞれに
対応し加熱器内に位置し、前記2つの上部シリンダ部を
各蓄熱器に連結する2つの加熱管機構6′a〜6’d
; 6“a〜6“dと:各冷却管機構に包含された複数
個のフレキシブルな第1の冷却管8′a□〜8′d1:
す′a1〜8“dlとを具備し、前記2つの蓄熱/冷却
装置において前記冷却管が固着的に各蓄熱器に連結され
ており、前記蓄熱器の内部から各冷却器に延びており蓄
熱器に連結固着され蓄熱器の壁部を貫通して突出してい
ることを特徴とする複動開気筒スターリングエンジンを
提供することによって達成されるものである。
る2つの分割された加熱ユニットのうちの1つを形成す
る加熱器?’a 、 7’b : 7“a、7“bと:
加熱器内に延出して加熱器に密閉に連結され、それぞれ
がエンジンブロックBに固着された底部シリンダ部1′
a〜1’dに一体的に連結されてエンジンの4つのシリ
ンダ1a〜1dのうちの2つを形成した2つの上部シリ
ンダ部1’a〜1’dと;前記2つのシリンダと関連し
、その蓄熱器4a〜4dが加熱器まで延びて密閉的にか
つ固着的に加熱器に連結され、冷却器5a〜5dに固着
的に連結され、かつその冷却器がエンジンブロックに固
着された下部シリンダ部1“a〜1“dのそれぞれに固
着され各冷却器管機構8’a 〜B’d ; 8”a
−ff’dを下部シリンダ部に連結する2つの蓄熱/冷
却装置3a〜3dと:前記2つのシリンダのそれぞれに
対応し加熱器内に位置し、前記2つの上部シリンダ部を
各蓄熱器に連結する2つの加熱管機構6′a〜6’d
; 6“a〜6“dと:各冷却管機構に包含された複数
個のフレキシブルな第1の冷却管8′a□〜8′d1:
す′a1〜8“dlとを具備し、前記2つの蓄熱/冷却
装置において前記冷却管が固着的に各蓄熱器に連結され
ており、前記蓄熱器の内部から各冷却器に延びており蓄
熱器に連結固着され蓄熱器の壁部を貫通して突出してい
ることを特徴とする複動開気筒スターリングエンジンを
提供することによって達成されるものである。
本発明による2つのエンジンユニットかう構成される複
動開気筒スターリングエンジンにおいて、それぞれの蓄
熱器及び各シリンダの上部シリンダ部は加熱ユニットに
連結されており、それぞれの冷却器は各蓄熱器に弾性的
に連結されているとともに各シリンダの下部シリンダ部
に固着的に連結されている。
動開気筒スターリングエンジンにおいて、それぞれの蓄
熱器及び各シリンダの上部シリンダ部は加熱ユニットに
連結されており、それぞれの冷却器は各蓄熱器に弾性的
に連結されているとともに各シリンダの下部シリンダ部
に固着的に連結されている。
冷却器および蓄熱器は互いに弾性的に接続されていると
ともに、冷却器内の冷却管は柔軟に形成されるため、熱
膨張が吸収され、エンジンの作動媒体および冷却媒体の
密閉に対する要求は同時に満足される。
ともに、冷却器内の冷却管は柔軟に形成されるため、熱
膨張が吸収され、エンジンの作動媒体および冷却媒体の
密閉に対する要求は同時に満足される。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
本発明に係るエンジンの形態は、シリンダと蓄熱/冷却
装置との位置関係に関して第2図および第3図に示すよ
うな幾何学的構造を有するスターリングエンジンと関連
して説明する。
装置との位置関係に関して第2図および第3図に示すよ
うな幾何学的構造を有するスターリングエンジンと関連
して説明する。
明らかなことではあるが、本発明は上記幾何学構造を有
するスターリングエンジンに限定されるものではない。
するスターリングエンジンに限定されるものではない。
本発明に係る複動開気筒スターリングエンジンを詳細に
説明する前に、まず複動開気筒スターリングエンジンの
機能に関する原理について第1図を参照して説明する。
説明する前に、まず複動開気筒スターリングエンジンの
機能に関する原理について第1図を参照して説明する。
第1図には、4つのシリンダ1a、1b、Ic、1aと
、これらに対応するピストン2a、2b、2c及び2d
が示されている。
、これらに対応するピストン2a、2b、2c及び2d
が示されている。
蓄熱/冷却装置3a、3b 、3c及び3dもまたそれ
ぞれのシリンダIa、1b、1c及び1dに対応してい
る。
ぞれのシリンダIa、1b、1c及び1dに対応してい
る。
この蓄熱/冷却装置3 a 。3b、3c及び3dは、
上部の蓄熱器4 a 24 b。
上部の蓄熱器4 a 24 b。
4c及び4dと下部の冷却器5a、5b、5c及び5d
とを有し、両者はそれぞれ互に連通している。
とを有し、両者はそれぞれ互に連通している。
シリンダ1a〜1dは各ピストン2a〜2dの上方に上
部高温空間を有し、各ピストン2a〜2dの下方に下部
低温空間を有している。
部高温空間を有し、各ピストン2a〜2dの下方に下部
低温空間を有している。
シリンダ1a、1b、lc及び1dの高温空間は加熱管
機構6 a t 6 b 、6 c及び6dを介してそ
れぞれ各蓄熱器4a〜4dに連通している。
機構6 a t 6 b 、6 c及び6dを介してそ
れぞれ各蓄熱器4a〜4dに連通している。
各加熱管機構6a〜6dは加熱手段T内へ上方に延出し
ている。
ている。
各シリンダIa、Ib、Ic及び1dの冷却器5a、5
b、5c及び5dはそれぞれ冷却管機構8 a y 8
b 、8 c及び8dを介して隣接するシリンダ1b
>1c、ld及び1aの低温空間に連通している。
b、5c及び5dはそれぞれ冷却管機構8 a y 8
b 、8 c及び8dを介して隣接するシリンダ1b
>1c、ld及び1aの低温空間に連通している。
このようにシリンダ1a〜1d、加熱管機構6a〜6d
、蓄熱/冷却装置3a〜3d及び冷却管機構8a〜8d
は、全体として閉じたシステムを形成しており、このシ
ステム内には作動ガスとして通常水素あるいはヘリウム
が収容されている。
、蓄熱/冷却装置3a〜3d及び冷却管機構8a〜8d
は、全体として閉じたシステムを形成しており、このシ
ステム内には作動ガスとして通常水素あるいはヘリウム
が収容されている。
作動ガスはシリンダ1a〜1dの高温空間と隣接するシ
リンダの低温空間との間を各ピストン2a〜2dによっ
て連続的に前後に移動される。
リンダの低温空間との間を各ピストン2a〜2dによっ
て連続的に前後に移動される。
加熱手段7内部の加熱管機構6a〜6dにおいて、熱が
作動ガスに供給されている。
作動ガスに供給されている。
作動ガスが低温空間から高温空間に動(とき、蓄熱器4
a〜4dは作動ガスに熱を与え、また作動ガスが高温空
間から低温空間に動くとき、蓄熱器は熱を保存する。
a〜4dは作動ガスに熱を与え、また作動ガスが高温空
間から低温空間に動くとき、蓄熱器は熱を保存する。
冷却器5a〜5dは作動ガスの圧縮行程において発生す
る熱を吸収するものである。
る熱を吸収するものである。
従って作動ガスの温度は高温側と低温側においてほぼ一
定に保持されている。
定に保持されている。
第2図に示すシリンダの配置において、4つのシリンダ
1a〜1dは一直線上に配設されており、隣接するシリ
ンダ間の距離は互いに等しくなっている。
1a〜1dは一直線上に配設されており、隣接するシリ
ンダ間の距離は互いに等しくなっている。
4つの蓄熱/冷却装置3a〜3dは、1つの円上に一様
に分布して配置されており、この円の軸は、2つの中間
のシリンダ1bと1cとの中間点を通り、かつ前記直線
に直交している。
に分布して配置されており、この円の軸は、2つの中間
のシリンダ1bと1cとの中間点を通り、かつ前記直線
に直交している。
各冷却器5a、5b、5c及び5dは冷却管機構8’a
、 s’b 、 8’c及び8’dを介してそれぞれ
各隣接するシリンダ1c、1a、1d及び1bの低温空
間に連通している。
、 s’b 、 8’c及び8’dを介してそれぞれ
各隣接するシリンダ1c、1a、1d及び1bの低温空
間に連通している。
この4つの冷却管機構8′a〜8’dはほぼ等しい長さ
になっている。
になっている。
それぞれのシリンダ1a、1b、1c、1aの高温空間
は加熱管機構6’a j 6’b 26’c及び6’d
を介してそれぞれ蓄熱器4a〜4dに連通している。
は加熱管機構6’a j 6’b 26’c及び6’d
を介してそれぞれ蓄熱器4a〜4dに連通している。
各加熱管機構6’a〜6’dは加熱手段の内部へ上方に
延長している。
延長している。
第3図に示すシリンダの配置と第2図に示すシリンダの
配置の違いは、蓄熱/冷却装置3b及び3cが異なる場
所に配置されていることであり、冷却器5a、5b、5
c及び5dはシリンダlc。
配置の違いは、蓄熱/冷却装置3b及び3cが異なる場
所に配置されていることであり、冷却器5a、5b、5
c及び5dはシリンダlc。
1a、Id及び1 、b (第2図)に連結されるかわ
りに、冷却管機構8“a、8“b、8“C及び8“dを
介してシリンダIb、Ici、1a及び1c(第3図)
にそれぞれ連結されている。
りに、冷却管機構8“a、8“b、8“C及び8“dを
介してシリンダIb、Ici、1a及び1c(第3図)
にそれぞれ連結されている。
ここで、加熱管機構6′a〜6’d及び6“a〜6“d
と冷却管機構8’a〜8’d及び8”a〜8“dは第2
図及び第3図において概略的に示されているだけである
ことは言うまでもない。
と冷却管機構8’a〜8’d及び8”a〜8“dは第2
図及び第3図において概略的に示されているだけである
ことは言うまでもない。
このように、これらの図は、異なる機構における容管を
意図しているものではないとともに、各要素間において
これらの配管機構がどのように配設されているかを示す
ものでもなく、ただそれぞれの要素が互いに低温空間及
び高温空間に連結していることを示しているものである
。
意図しているものではないとともに、各要素間において
これらの配管機構がどのように配設されているかを示す
ものでもなく、ただそれぞれの要素が互いに低温空間及
び高温空間に連結していることを示しているものである
。
第2図及び第3図から明らかなように、熱力学的サイク
ルがひきおこされる一連のシリンダ、すなわち「爆発順
序」は第2図の配置においてはa−b −d −cであ
り、第3図の配置においてはa−cd−bである。
ルがひきおこされる一連のシリンダ、すなわち「爆発順
序」は第2図の配置においてはa−b −d −cであ
り、第3図の配置においてはa−cd−bである。
これらの順序をとることにより、周知のクランクシャフ
トを使用することが可能となる。
トを使用することが可能となる。
第2図及び第3図に示すシリンダの配置は、上記円上に
おける蓄熱/冷却装置の配列順序を変更することにより
、またシリンダ1a〜1dに対して冷却器5a〜5dを
別の順序で連結することにより種々変更可能である。
おける蓄熱/冷却装置の配列順序を変更することにより
、またシリンダ1a〜1dに対して冷却器5a〜5dを
別の順序で連結することにより種々変更可能である。
このように、周知のクランクシャフトを利用可能な別の
「爆発順序」は実現され得るものである。
「爆発順序」は実現され得るものである。
第2図および第3図において、それぞれのエンジンの加
熱手段γ′a、7′b及びγa、γ“bはそれぞれ一点
鎖線で示されており、これらの加熱手段は2つの同一な
加熱ユニツ) 7’a t 7’b及び7“a。
熱手段γ′a、7′b及びγa、γ“bはそれぞれ一点
鎖線で示されており、これらの加熱手段は2つの同一な
加熱ユニツ) 7’a t 7’b及び7“a。
7″bから構成されており、それぞれ別体の加熱ユニッ
トを形成している。
トを形成している。
本発明によれば、加熱器7’a 、 7’b及び7“a
、γb“はそれぞれ1つのエンジンユニット9’a 、
9’b 、 9“a及び9“bに備えられている。
、γb“はそれぞれ1つのエンジンユニット9’a 、
9’b 、 9“a及び9“bに備えられている。
それぞれの1組のエンジンユニットは2つの同一なエン
ジンユニットから構成されている。
ジンユニットから構成されている。
それぞれのエンジンユニットを構成している要素は、そ
れぞれの加熱手段に対応する一点鎖線によって第2図及
び第3図に示される部分である。
れぞれの加熱手段に対応する一点鎖線によって第2図及
び第3図に示される部分である。
各加熱ユニットは、媒体の周期的な蒸発及び凝縮が熱伝
達に利用されるいわゆるヒートパイプの凝縮部に相当し
ている。
達に利用されるいわゆるヒートパイプの凝縮部に相当し
ている。
第4図を参照してヒートパイプ10について詳細に説明
する。
する。
両端が閉塞したヒートパイプ10は、原理的には3つの
部分に分割されている、すなわち、いかなる形態の熱源
(図示せず)からの熱をもヒートパイプに供給する蒸発
部11と、熱が発散される凝縮部12と、周囲絶縁部1
3を有する伝達部14とを備えこの伝達部14内におい
て媒体が一方向に(第4図で右側へ)気体状で搬送され
、また反対方向へ(第4図で左側へ)液体状で搬送され
る。
部分に分割されている、すなわち、いかなる形態の熱源
(図示せず)からの熱をもヒートパイプに供給する蒸発
部11と、熱が発散される凝縮部12と、周囲絶縁部1
3を有する伝達部14とを備えこの伝達部14内におい
て媒体が一方向に(第4図で右側へ)気体状で搬送され
、また反対方向へ(第4図で左側へ)液体状で搬送され
る。
ヒートパイプ10の内部にはその全長にわたっていわゆ
る灯芯15が設けられており、この灯芯は毛細管現象に
より液体を搬送することのできる多孔性材料から形成さ
れている。
る灯芯15が設けられており、この灯芯は毛細管現象に
より液体を搬送することのできる多孔性材料から形成さ
れている。
熱が蒸発部11に供給されると、灯芯15によって蒸発
部に移された液体が蒸発し、その結果「冷壁原理」によ
って生じた気体が凝縮部12へ急速に搬送され、この凝
縮部で熱が発散し気体が凝縮する。
部に移された液体が蒸発し、その結果「冷壁原理」によ
って生じた気体が凝縮部12へ急速に搬送され、この凝
縮部で熱が発散し気体が凝縮する。
この凝縮液体は灯芯15によって蒸発部11へ搬送され
、蒸発部で再び蒸発する。
、蒸発部で再び蒸発する。
上述のように、各加熱器7’a 、7’b 、7“a。
7“bはヒートパイプの凝縮部に対応しているものであ
る。
る。
各加熱器7’a 、 ?’b 、 7“a、7“bは断
熱伝達部14’a 、14’b 、14’a及び14“
bを介して蒸発部(第2図及び第3図においては図示せ
ず)にそれぞれ連通している。
熱伝達部14’a 、14’b 、14’a及び14“
bを介して蒸発部(第2図及び第3図においては図示せ
ず)にそれぞれ連通している。
これらの加熱器も断熱されている。
ヒートパイプ内の媒体を適当に選ぶことによって、スタ
ーリングエンジンに適した700〜900℃の作動温度
においてほぼ等温状態を得ることかで;きる。
ーリングエンジンに適した700〜900℃の作動温度
においてほぼ等温状態を得ることかで;きる。
媒体として、純粋なナトリウムあるいはナトリウムと他
の物質の共晶物等が適している。
の物質の共晶物等が適している。
加熱器は各エンジンユニットの他の要素の上方に配設さ
れている。
れている。
各エンジンユニットの熱管機構6’a〜6’d 、 6
//a〜6“dは以下に詳述するように、エンジンの作
動ガスを加熱するための熱を受けとめるためにそれぞれ
の加熱器内に配設されている。
//a〜6“dは以下に詳述するように、エンジンの作
動ガスを加熱するための熱を受けとめるためにそれぞれ
の加熱器内に配設されている。
次に、本発明に係るエンジンユニットについて、第5図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第5図は、第3図におゆる線V−■に沿った断面図であ
り、第3図のシリンダ配置のエンジンユニットを示して
いる。
り、第3図のシリンダ配置のエンジンユニットを示して
いる。
エンジンユニット9“bの加熱器7“bが第5図に示さ
れている。
れている。
前述したように、加熱器7“bはヒートパイプの凝縮部
に対応しており、毛細管現象によって液体を搬送するこ
とができるとともにヒートパイプの灯芯15を形成して
いる多孔性材料の内部ライニングを有している。
に対応しており、毛細管現象によって液体を搬送するこ
とができるとともにヒートパイプの灯芯15を形成して
いる多孔性材料の内部ライニングを有している。
また、加熱器γ“bは適当な外部断熱材(図示せず)を
有している。
有している。
シリンダ1cはエンジンユニット9“bの一部テある上
部シリンダ部1′cとエンジンブロックBに形成されて
いるとともにエンジンユニット9“bには含まれない下
部シリンダ部1“Cとに分割されている。
部シリンダ部1′cとエンジンブロックBに形成されて
いるとともにエンジンユニット9“bには含まれない下
部シリンダ部1“Cとに分割されている。
上部シリンダ部1”cは加熱器γ′b内へ延出し、密閉
的かつ固着的に加熱器の底壁に溶接されている。
的かつ固着的に加熱器の底壁に溶接されている。
上部シリンダ部1′cは下部フランジ16を有し、下部
シリンダ部1“Cは上部フランジ11を有し、これらの
シリンダ部は、ボルト18によって一体的に連結されて
いる。
シリンダ部1“Cは上部フランジ11を有し、これらの
シリンダ部は、ボルト18によって一体的に連結されて
いる。
フランジ16と17との間には、適当なシール部材が挿
入されている。
入されている。
エンジンユニットの9″bの一部である蓄熱/冷却装置
3dの蓄熱器4dは、加熱器7“b内に延びており、上
部シリンダ部1’cと同様な方法で加熱器の底壁に固着
されている。
3dの蓄熱器4dは、加熱器7“b内に延びており、上
部シリンダ部1’cと同様な方法で加熱器の底壁に固着
されている。
蓄熱器4dは下部フランジ19を有し、ベルト21によ
って金属性の底盤20に固定されている。
って金属性の底盤20に固定されている。
これらのボルト21は、フランジ19とシール部材(図
示せず)とを介して底盤20に延びている。
示せず)とを介して底盤20に延びている。
蓄熱/冷却装置3dの冷却器5dは、金属性材料から成
るベローズ22によって底盤20に弾性的に連結されて
おり、とのベローズ22は冷却器5dおよび底盤20に
密閉的に溶接されている。
るベローズ22によって底盤20に弾性的に連結されて
おり、とのベローズ22は冷却器5dおよび底盤20に
密閉的に溶接されている。
はぼ同一な長さを有する複数個のフレキシブルな第1の
冷却管8“dl は、第5図において一点鎖線で3本略
図的に示されているが、これらの冷却管は蓄熱器4dの
内部から底盤20を密閉的に貫通して冷却器5d内を延
び、更に冷却器の側壁を密閉的に貫通して冷却器5dの
外側壁に画成された平坦な表面23dに開口している。
冷却管8“dl は、第5図において一点鎖線で3本略
図的に示されているが、これらの冷却管は蓄熱器4dの
内部から底盤20を密閉的に貫通して冷却器5d内を延
び、更に冷却器の側壁を密閉的に貫通して冷却器5dの
外側壁に画成された平坦な表面23dに開口している。
これらのフレキシブルな第1の冷却管8“dlは底盤2
0と冷却器5dの壁部とに溶接され、冷却管機構8“d
の第1の部分を形成している。
0と冷却器5dの壁部とに溶接され、冷却管機構8“d
の第1の部分を形成している。
環状の連結部材24dは、この連結部材24dの端部に
溶接された端盤25を備えており、端盤25を貫通して
密閉的に延びる第2の冷却管8“d2を複数個収容して
いる。
溶接された端盤25を備えており、端盤25を貫通して
密閉的に延びる第2の冷却管8“d2を複数個収容して
いる。
第2の冷却管8“d2のうちの3つが、第5図において
一点鎖線により概略的に示されている。
一点鎖線により概略的に示されている。
これらの第2の冷却管8“d2は冷却管機構8“dの第
2の部分を形成している。
2の部分を形成している。
連結部材24dは冷却器5dの平面23dおよび底部シ
リンダ部1“Cの外側壁の平面27cに固着されたフラ
ンジ26を有し、第2の冷却管8“d2と平面27cに
形成された開口28とを介してフレキシブルな第1の冷
却管8“d□を底部シリンダ部1“Cの内部へ接続して
いる。
リンダ部1“Cの外側壁の平面27cに固着されたフラ
ンジ26を有し、第2の冷却管8“d2と平面27cに
形成された開口28とを介してフレキシブルな第1の冷
却管8“d□を底部シリンダ部1“Cの内部へ接続して
いる。
連結部材24dは、それぞれフランジ26と中間シール
部材(図示せず)とを介して連結面、つまり平面23d
及び27cに延びるボルト(図示せず)によって冷却器
5dと底部シリンダ部1“Cとに固着されている。
部材(図示せず)とを介して連結面、つまり平面23d
及び27cに延びるボルト(図示せず)によって冷却器
5dと底部シリンダ部1“Cとに固着されている。
冷却器5dは、主にエンジンの作動ガスを冷却するため
の冷媒、通常は水が通る入口29および出口30を有し
ている。
の冷媒、通常は水が通る入口29および出口30を有し
ている。
この冷却は、冷媒が約60°〜80℃の温度にするよう
になされ、このことにより冷媒を加熱の目的に用いるこ
とが可能となる。
になされ、このことにより冷媒を加熱の目的に用いるこ
とが可能となる。
また、冷却器5d内には、水バックルプレート31が設
けられている。
けられている。
連結部材24dは、エンジンの作動流体を二次的に冷却
のための冷媒、通常水が通る入口32と出口33とを有
している。
のための冷媒、通常水が通る入口32と出口33とを有
している。
この二次的な冷却は、より低い温度約20℃で冷媒によ
り行なわれる。
り行なわれる。
このことはスターリングサイクルにおいて熱力学的温度
降下が増大され、よりよい効率が得られることを意味し
ている。
降下が増大され、よりよい効率が得られることを意味し
ている。
シリンダ1cの高温空間は、このシリンダの加熱管機構
6“Cを形成している複数個の加熱管を介して同一なエ
ンジンユニット9“b(第3図参照)に包含されている
蓄熱器4cの内部に連通している。
6“Cを形成している複数個の加熱管を介して同一なエ
ンジンユニット9“b(第3図参照)に包含されている
蓄熱器4cの内部に連通している。
これらの加熱管は、第5図において、一点鎖線で概略的
に示されている。
に示されている。
同様に、蓄熱器4dの内部は、同一なエンジンユニット
g/d(第3図参照)の加熱管機構6“dを形成してい
るとともに第5図においては略図的に3本の一点鎖線で
示されている複数個の加熱管を介してシリンダ1dの高
温空間へ連通している。
g/d(第3図参照)の加熱管機構6“dを形成してい
るとともに第5図においては略図的に3本の一点鎖線で
示されている複数個の加熱管を介してシリンダ1dの高
温空間へ連通している。
これらの加熱管は、各シリンダ及び蓄熱器内に密閉的に
延び、それぞれ溶接によって固着されている。
延び、それぞれ溶接によって固着されている。
第3図におけるシリンダの配置において、シリンダ1d
と蓄熱器4dとの間の距離はシリンダ1cと蓄熱器4c
との間の距離よりも短い。
と蓄熱器4dとの間の距離はシリンダ1cと蓄熱器4c
との間の距離よりも短い。
しかしながら、加熱器としてヒートパイプを利用するこ
とにより得られる自由度によって、2つの加熱管機構6
“C及び6“dにおける加熱管は簡単に同一な長さにす
ることができる。
とにより得られる自由度によって、2つの加熱管機構6
“C及び6“dにおける加熱管は簡単に同一な長さにす
ることができる。
例えば第5図に示すように、加熱管機構6“dの加熱管
の「エクステンション」が略図的に示されている。
の「エクステンション」が略図的に示されている。
加熱器内における加熱管の配置においては以下の要件が
満たされなければならない。
満たされなければならない。
加熱管は熱伝達に充分な表面積を有するように充分な長
さを持たなげればならず、また形状は簡略なものでなげ
ればならない。
さを持たなげればならず、また形状は簡略なものでなげ
ればならない。
さらに、全ての加熱管は、互いに同一な長さにすべきで
ある。
ある。
エンジンユニット9“a及び9“bは同一なものであり
、互いに連結され、エンジンユニット9“aの冷却器5
bはエンジンブロックBに形成されたシリンダ1dの底
部シリンダ部1“dに連結部材24bによって連結され
、一方エンジンユニット9“bの冷却器5cはエンジン
ブロックBに形成されたシリンダ1aの底部シリンダ■
1“aに連結部材24cを介して連結されている。
、互いに連結され、エンジンユニット9“aの冷却器5
bはエンジンブロックBに形成されたシリンダ1dの底
部シリンダ部1“dに連結部材24bによって連結され
、一方エンジンユニット9“bの冷却器5cはエンジン
ブロックBに形成されたシリンダ1aの底部シリンダ■
1“aに連結部材24cを介して連結されている。
また、エンジンユニット9′aの冷却器5aおよびエン
ジンユニット9“bの冷却器5dはそれぞれ、エンジン
ブロックBに形成されたシリンダ1b及び1cの下部シ
リンダ部1“b及び1“Cにそれぞれ連結部材24a及
び24d(第6図参照)を介して連結されている。
ジンユニット9“bの冷却器5dはそれぞれ、エンジン
ブロックBに形成されたシリンダ1b及び1cの下部シ
リンダ部1“b及び1“Cにそれぞれ連結部材24a及
び24d(第6図参照)を介して連結されている。
上述したように、第2図及び第3図に図示されたシリン
ダの配置は、蓄熱/冷却装置3b及び3cが異なる位置
に配置されている点において異なり、また第2図におい
て冷却器5 a 25 b 。
ダの配置は、蓄熱/冷却装置3b及び3cが異なる位置
に配置されている点において異なり、また第2図におい
て冷却器5 a 25 b 。
5c及び5dはシリンダ1c、1a、1d及び1bに連
結されており、第3図においてはそれぞれシリンダ1b
、1d、1a及び1cに連結されている。
結されており、第3図においてはそれぞれシリンダ1b
、1d、1a及び1cに連結されている。
このことは同一な形状を有し、対応するエンジンユニッ
ト9“a及び9“bとしてそれぞれ同一な上部シリンダ
部と同一な蓄熱/冷却装置と同一な加熱器7’a及びγ
′bを有するエンジンユニット9′a及ヒ9′bがエン
ジンユニツ)9”a及び9“bと加熱器7“a及びγ“
bとに比較して異なる設計であることを示している。
ト9“a及び9“bとしてそれぞれ同一な上部シリンダ
部と同一な蓄熱/冷却装置と同一な加熱器7’a及びγ
′bを有するエンジンユニット9′a及ヒ9′bがエン
ジンユニツ)9”a及び9“bと加熱器7“a及びγ“
bとに比較して異なる設計であることを示している。
エンジンユニツ) 9’a 。9’bおよび加熱器7′
a、γ′bは、他の点においではエンジンユニット9“
a、9“bおよび加熱器7“a。
a、γ′bは、他の点においではエンジンユニット9“
a、9“bおよび加熱器7“a。
7“bに全く対応しているものであるため、これらの要
素についての詳しい説明は省略する。
素についての詳しい説明は省略する。
第2図及び第7図から理解されるように、冷却55a及
び5dとこれらと対応するシリンダ1c及び1bとの間
の距離は、それぞれ冷却器5b及び5cとこれらと対応
するシリンダ1a及び1dとの間の距離よりも長(なっ
ている。
び5dとこれらと対応するシリンダ1c及び1bとの間
の距離は、それぞれ冷却器5b及び5cとこれらと対応
するシリンダ1a及び1dとの間の距離よりも長(なっ
ている。
第1のフレキシブルな冷却管8’a 1.8’b ]
、8’c 128’d 1と第2の冷却管8′a2,8
′b2,8′c2,8′d2とを有する冷却管機構8’
a 、 s’b 、 8’c及び8’dがそれぞれ互い
に同一な長さになるように、エンジンユニット9’a
、9’bにおけるように、全ての連結部材24a〜24
dが直線上に設けられているわけではな(、連結部材2
4b及び24cは湾曲している。
、8’c 128’d 1と第2の冷却管8′a2,8
′b2,8′c2,8′d2とを有する冷却管機構8’
a 、 s’b 、 8’c及び8’dがそれぞれ互い
に同一な長さになるように、エンジンユニット9’a
、9’bにおけるように、全ての連結部材24a〜24
dが直線上に設けられているわけではな(、連結部材2
4b及び24cは湾曲している。
このため、冷却i5b及び5cの連結面23b及び23
cはそれぞれ対応する底部シリンダ部1“a及び1“d
の連結面27a及び27dと対抗する位置には設けられ
ていない。
cはそれぞれ対応する底部シリンダ部1“a及び1“d
の連結面27a及び27dと対抗する位置には設けられ
ていない。
エンジンユニット9’a及び9′bは同一なものであり
、互いに連結されている。
、互いに連結されている。
エンジンユニット9’aの冷却器5aは連結部材24a
によってエンジンブロックBに形成されたシリンダ1c
の底部シリンダ部1“Cに連結されており、またエンジ
ンユニツ)9’bの冷却器5dは連結部材24dによっ
てエンジンブロックBに形成されたシリンダ1bの底部
シリンダ部1“bに連結されている。
によってエンジンブロックBに形成されたシリンダ1c
の底部シリンダ部1“Cに連結されており、またエンジ
ンユニツ)9’bの冷却器5dは連結部材24dによっ
てエンジンブロックBに形成されたシリンダ1bの底部
シリンダ部1“bに連結されている。
各エンジンユニットのこれらの領域において、エンジン
ユニット9′aの冷却器5bとエンジンユニツト9′b
の冷却55cはそれぞれエンジンブロックBに形成され
たシリンダ1a及び1dの底部シリンダ部1“a及び1
“dに連結部材24b及び24cによって連結されてい
る。
ユニット9′aの冷却器5bとエンジンユニツト9′b
の冷却55cはそれぞれエンジンブロックBに形成され
たシリンダ1a及び1dの底部シリンダ部1“a及び1
“dに連結部材24b及び24cによって連結されてい
る。
第1図は、複動囲気筒スターリングエンジンの作動原理
を示す概略図、第2図は、スウェーデン特許公開公報/
%414328によるスターリングエンジンのシリンダ
の配置を示す概略平面図、第3図は、スウェーデン特許
公開公報4414328によるスターリングエンジンの
シリンダの配置を示す概略平面図、第4図は公知のヒー
トパイプの断面図、第5図は、第3図におげろ線V−■
に沿った断面を示す本発明の一実施例に係るエンジン装
置の断面図、第6図は、第3図に示すシリンダ配置を有
するエンジンユニットにおけるシリンダと冷却器管との
間の連結部材を示す図、第7図は、第2図に示すシリン
ダ配置を有するエンジンユニットにおけるシリンダと冷
却器との間の連結部材を示す図である。 1a、1b、1c、1d・・・・・・シリンダ、2a。 2b 、2c 、2d・”ピストン、3a 、3b 。 3 c 、 3 d・”・−・蓄熱/冷却装置、4a
、4b 。 4 c 、 4 d・・・・−・蓄熱器、5 a )
5 b 、5 c 、5 d・・・・−・冷却器、6a
、6b、6c、6a・・・・−・加熱管機構、7 a
、 7 b−・・加熱手段、8a、8b。 8o、8d・・・・・・冷却管機構、9a、9b、9c
。 9d・・・・・・エンジンユニット、10・・・・・叱
−トパイプ、11・・・・・・蒸発部、12・・・・・
・凝縮部、13・・・・・・周囲絶縁部、14a、14
b・・・・・・断熱伝達部、15・・・・・・灯芯、2
4・−・・・・連結部材、1’a〜1’d・・“・・・
上部シリンダ、1“a〜1“d・・・・・・底部シリン
ダ、6’a〜6’d、σ′a〜6〃b・・・・・・加熱
管機構、γ′a。 7’b 、 7“a、γ“b−−−−−・加熱手段、8
′a〜8′d。 8“a〜8“d・・・・−・冷却管機構。
を示す概略図、第2図は、スウェーデン特許公開公報/
%414328によるスターリングエンジンのシリンダ
の配置を示す概略平面図、第3図は、スウェーデン特許
公開公報4414328によるスターリングエンジンの
シリンダの配置を示す概略平面図、第4図は公知のヒー
トパイプの断面図、第5図は、第3図におげろ線V−■
に沿った断面を示す本発明の一実施例に係るエンジン装
置の断面図、第6図は、第3図に示すシリンダ配置を有
するエンジンユニットにおけるシリンダと冷却器管との
間の連結部材を示す図、第7図は、第2図に示すシリン
ダ配置を有するエンジンユニットにおけるシリンダと冷
却器との間の連結部材を示す図である。 1a、1b、1c、1d・・・・・・シリンダ、2a。 2b 、2c 、2d・”ピストン、3a 、3b 。 3 c 、 3 d・”・−・蓄熱/冷却装置、4a
、4b 。 4 c 、 4 d・・・・−・蓄熱器、5 a )
5 b 、5 c 、5 d・・・・−・冷却器、6a
、6b、6c、6a・・・・−・加熱管機構、7 a
、 7 b−・・加熱手段、8a、8b。 8o、8d・・・・・・冷却管機構、9a、9b、9c
。 9d・・・・・・エンジンユニット、10・・・・・叱
−トパイプ、11・・・・・・蒸発部、12・・・・・
・凝縮部、13・・・・・・周囲絶縁部、14a、14
b・・・・・・断熱伝達部、15・・・・・・灯芯、2
4・−・・・・連結部材、1’a〜1’d・・“・・・
上部シリンダ、1“a〜1“d・・・・・・底部シリン
ダ、6’a〜6’d、σ′a〜6〃b・・・・・・加熱
管機構、γ′a。 7’b 、 7“a、γ“b−−−−−・加熱手段、8
′a〜8′d。 8“a〜8“d・・・・−・冷却管機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エンジンの作動ガスを加熱するための加熱手段7’
a 、?’b ;γ′a、γbと:エンジンの4つのシ
リンダ1a〜1dが固着されているエンジンブロックB
と:各シリンダ内に配設され、各シリンダの内部を上部
高温空間と下部低温空間とに分割したピストン2a〜2
dと;蓄熱器4a〜4dと蓄熱器に連結された冷却器5
a〜5dとを有し、各シリンダに接続された蓄熱/冷却
装置3a〜3dと:各シリンダに接続され、各シリンダ
の上部高温空間から加熱手段を介して上記蓄熱/冷却装
置の蓄熱器へ延びた加熱管機構6’a〜6′d;61/
a−s// aと:各シリンダの蓄熱/冷却装置に接
続され蓄熱器の内部から冷却器を通って隣接するシリン
ダの下部低湿空間内に延びた冷却管機構8’ a 〜8
’d ; 8”a −8”dと;を備え、上記シリンダ
、加熱管機構、蓄熱/冷却装置および冷却管機構は完全
に閉じたシステムを形成しており、上記システム内にお
いて、上記作動ガスが上記ピストンの動作により各シリ
ンダの上部高温空間と隣接するシリンダの下部低湿空間
との間を連続的に前後に移動する複動囲気筒スターリン
グエンジンにおいて; 上記加熱手段は2つの分離した加熱ユニットを有し、各
加熱ユニットは加熱装置7’a 、 7’b :γ′a
、γ′bから構成され:上記各シリンダは、上記エンジ
ンブロックBに固定された下部シリンダ部1“a〜1“
dと、上記加熱装置内に延出しこの加熱装置に密閉的に
固定されているとともに下部シリンダ部に連結された上
部シリンダ部1’a〜1′dと、を有し、これら上部シ
リンダ部は2個づつそれぞれの加熱装置に固定されてお
り;上記蓄熱/冷却装置3a〜3dは、それぞれシリン
ダに接続され、各蓄熱器4a〜4dは上記加熱装置内に
延出してこの加熱装置に密閉的に接続されているととも
に各冷却器5a〜5dに弾性的に接続され、上記各冷却
器は上記下部シリンダ部1“a〜1“dに連結されて上
記冷却管機構8’a〜8′d:8“a〜8“dを下部シ
リンダ部に接続し:上記加熱管機構6′a〜6’d :
ff’a −F;’ dは上記シリンダに接続されて
いるとともに上記加熱装置内に位置して、上記上部シリ
ンダ部を各蓄熱器に接続しており;上記各冷却管機構は
、複数のフレキシブルな第1の冷却管8’a 、〜8’
d 、 ; 8“a1〜g′d1を有し、これらの冷却
管は上記各蓄熱/冷却装置内において各蓄熱器に固定さ
れ蓄熱器内から上記冷却器へ延び、冷却器の壁を貫通し
てこの冷却器に固定されていることを特徴とする複動囲
気筒スターリングエンジン。 2 上記フレキシブルな第1の冷却管8′a1〜8’d
、;8“a 1〜8” d 、は上記各冷却管機構8′
a〜8’d : 8”a −g’dの第1の部分を形成
しており;上記各冷却器5a〜5dには上記冷却管機構
の第20部分を形成した複数の第2の冷却管8′a2〜
8’d、 2 z Ff a 2〜8’ d 2を有
する連結部材24a〜24dが接続され、これら第2の
冷却管は各冷却器および上記下部シリンダ部に固定され
上記第1の冷却管を下部シリンダ部に接続していること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複動囲気筒ス
ターリングエンジン。 3 上記各冷却器5a〜5dは作動ガスを冷却するため
の冷媒が通る入口29と出口30とを有し:上記各連結
部材24a〜24dは作動ガスを2次的に冷却するため
の冷媒が通る入口32及び出口33を有していることを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の複動囲気筒ス
ターリングエンジン。 4 上記蓄熱器4a〜4dはベローズ手段22によって
各冷却器5a〜5dに弾性的に連結されていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか
1項に記載の複動囲気筒スターリングエンジン。 5 上記加熱装置?’a 、 7’b : 7“a 、
7“b+’L熱伝達のために周期的な媒体の蒸発及び凝
縮が利用されるヒートパイプを有していることを特徴と
する特許請求の範囲第1項ないし第4項のいづれか1項
に記載の複動囲気筒スターリングエンジン。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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SE79053781 | 1979-06-19 |
Publications (2)
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---|---|
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-
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- 1980-06-19 JP JP55082211A patent/JPS5938426B2/ja not_active Expired
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