JPS60101251A - スタ−リング機関 - Google Patents

スタ−リング機関

Info

Publication number
JPS60101251A
JPS60101251A JP15426284A JP15426284A JPS60101251A JP S60101251 A JPS60101251 A JP S60101251A JP 15426284 A JP15426284 A JP 15426284A JP 15426284 A JP15426284 A JP 15426284A JP S60101251 A JPS60101251 A JP S60101251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
piston
regenerator
heat
sliding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15426284A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamotsu Nomaguchi
野間口 有
Michio Fujiwara
通雄 藤原
Yoshio Kazumoto
数本 芳男
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP15426284A priority Critical patent/JPS60101251A/ja
Publication of JPS60101251A publication Critical patent/JPS60101251A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot 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
    • F02G1/053Component parts or details
    • F02G1/0535Seals or sealing arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • F02G2243/02Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
    • F02G2243/04Crank-connecting-rod drives
    • F02G2243/08External regenerators, e.g. "Rankine Napier" engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2253/00Seals
    • F02G2253/03Stem seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2258/00Materials used

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は密閉した作業気体に熱エネルギーを与えてス
ターリングサイクルを行なわせて仕事を得る外熱エンジ
ンとしてのスターリング機関の改良に関するものである
〔従来技術〕
この種機関は従来からよく知られているが、最近、その
理論熱効率の高さ、無公害性、省資源の面からとみに注
目を集めている。
しかしながら、この機関に関する特許として特願昭52
−66805や実開昭52−80587に見られる様に
、高温側形成部材特に熱交換器類の構成において、構成
が簡易で、熱応力等の発生も極力小さなものが、機関の
実用化において重大な事や、高温側形成部材から低温側
形成部材への熱伝導による熱損失を軽減化し、機関の熱
効率の向上を計る工夫が必要な事がよく判る。特に再生
器での熱伝導損失も機関の熱効率の低下をもたらす重要
なものである。
以上の様にこの機関の実用化における問題点は種々ある
が、今だにこれといった手法、構成が開発されるに至っ
ていない。
〔発明の概要〕
この発明は、これら諸点にかんがみてなされたもので、
再生器の熱伝導損失が少なく熱効率の高いスターリング
機関を提供するものである。
以下第1図〜第5図に示すこの発明の一実施例について
詳細に説明する。第1図において(1)は耐熱性金属で
作られ一端が閉じられた円筒形状の第1シリンダである
。(1a)は上部に設けられた加熱装置に)から供給さ
れる加熱媒体(ここでは燃焼ガスをいう。)より第1シ
リンダ(1)の外壁部の胴の長手方向円周上に複数個突
設され、かつ第1シリンダ(1)に作用する熱応力軽減
のために長手方向に複数個の切欠部と長手方向の第1シ
リンダ(1)の壁温をほぼ一定となる様に熱交換負荷率
L1(lcaし’hr・m)を加熱装置に)に近い側か
ら下流に向って、一定にするために伝熱面積を小から大
にした吸熱フィンで、(1b)は加熱媒体から第1シリ
ンダ(1)に与えられた熱エネルギーをシリンダ内で流
動する作業気体に放熱するために、第1シリンダ(1)
の内壁の胴の長手方向円周上に複数個突設された放熱フ
ィンで第1シリンダ(1)に作用する熱応力軽減のため
に長手方向に複数個の切欠部を有した形状である。第2
図に第1図のIA−IA断面を欠測からみたシリンダ平
断面図、第8図に第2図中のIB−IIIB縦1Ill
fr面を欠測からみたシリンダ縦断面図を示し、上記第
1シリンダ(1)、吸熱フィン(1a)、放熱フィン(
1b)の構成を示した。(1c)は第1シリンダ(1)
に設けられた、つば状のシリンダフランジである。(5
)は熱伝導率の極めて良好な銅系、アルミ系の金属で円
筒形状に作られ、内壁部はメッキ等によって耐腐食、耐
摩耗処理が施こされた第2シリンダである。(5a)は
シリンダ内部の作業気体を冷却するために、第2シリン
ダ(6)の胴長手方向円周上に複数個突設された第2冷
却フインである。
(5b)は第2冷却フイン(5a)によって作業気体か
ら吸熱した熱量を冷却媒体(ここでは水)に伝える為に
冷却媒体の流れをフィン全面にわたって均一化する流動
水孔(5c)が複数個あけられた円環板形状で第2シリ
ンダ(5)の長手方向に所定の隙間を有して複数枚固着
された第1冷却フインである。(6)は第2シリンダ(
6)を所定の位置に固定するためのハウジングで少なく
とも第2シリンダ(5)より熱伝導率の悪い金属でつ(
られている。このハウジング(6)は本実施例において
は、冷却媒体の容器となる冷却水ジャケットを兼ねてお
り、(6a)、 (6b)は冷却水入口孔及び出口孔で
ある。又、第1シリンダ(1〕と第2シリンダ(5)は
図から判る様に、円筒面での固定シール方式によって、
0リング等の弾性を有した気密装置(4)によってシリ
ンダ内の気密を保つ構成で、本実施例では第1シリンダ
(1)側は単に円筒軸面、第2シリンダ(5)側には円
筒軸大面に気密装置(4)用の溝をもつ構成で、第1シ
リンダ(1)と第2シリンダ(5)の軸径は第2シリン
ダ(5)〉第1シリンダ(1)の要件及び、両軸の径差
を第1シリンダ(1)の熱応力による変形量以上とした
。(2)は第1シリンダ(1)と第2シリンダ(5)を
所定の位置、言かえれば第1シリンダ(1)とハウジン
グ(6)を所定の位置関係に保つ為の熱伝導率の悪い金
属で作られた遊動フランジで、この遊動フランジ(2)
と冷却水ジャケット(6)は固定用ボルト(3)によっ
て完全に固定し、遊動フランジ(2)と第1シリンダ(
1)は所定の隙間、即ち第1シリンダ(1)の熱応力に
よる第1シリンダフランジ(1c)部の変形量以上の隙
間を有する半固定とする。この構成によると機関運転時
は第1シリングフランジ(IC)上面部と遊動フランジ
(2)、冷却水ジャケット(6)の間でほぼ固定された
機関の構成となるが、第1シリンダ(1)の熱応力によ
る変形量を°遊動フランジ(2)又は冷却水ジャケット
(6)で拘束しないので、第1シリンダ(1)の耐久性
の向上が可能となる。
(7)は第1シリンダ(x)、”X2シリンダ(5)内
を高温の動作空間(2)と低温の動作空間(2)に仕切
り、両動作空間の容積を変えうる様に往復動作可能な第
1ピストンである。(7a)は円筒中空構造で耐熱金属
で作られ、胴部は第1シリンダ(1)の放熱フィン(1
b)と所定の熱交換可能な眉長さを有する第1ピストン
ヘッド部である。(7b)は第2シリンダ(5)の吸熱
フィン(5a)と所定の熱交換流路を有する外径及び、
所定の熱交換胴長さを有しt=円筒中空構造で、胴の上
部側から自己潤滑性材料で作られた円環状の第1摺動体
α0、気密体Q、jlを有し、その下部に複数個の流通
孔04を有し、さらに上記必要熱交換胴長さをへて最下
部に、自己潤滑性材料で作られた複数個の突設してなる
摺動面と、はぼ第1ピストン(7)の外径と等しく削り
込まれた溝からなる複数個の作業気体流路を有する円環
状の第2摺動体(6)が装着されたアルミ等の軽合金、
熱伝導率の良好な金属で作られた第1ピストンm動部で
ある。
(7C)は円筒中空形状の再生器室にステンレス、マン
ガニン等で作られた金網又はスチールウール等の充填物
が充填された再生器部で、上部の円周上lこあけられた
複数個の流通孔03を有し、シリンダ内作業気体は第1
ピストン(7)の往復動作にともない第1ピストンヘッ
ド部〔7a〕の熱交換流路、流通孔(6)、再生器室(
7c〕内、流通孔0噌、第1ピストン摺動部(7b)部
の熱交換流路で構成された流路を経て、両温の動作空間
から低温の動作空間へ、あるいは低温の動作空間から高
温の動作空間へと流動可能にJA成して、機関外への再
生器部からの熱伝導損失を程んど零となしうる。第1ピ
ストン(7)の往復動作は、駆動機構3ηと第1ピスト
ンロツドαQと第1ピストン(7)の連結を、送気ピス
トンロッド0句のたわみ等によって生じる送気ピストン
ロッドOQの中心軸の変位量及び軸の傾向き量を自在に
調節し得る自在継手装置Oqによって行なうので、第1
ピストン(7)が第2シリンダ(5)、第1シリンダ(
すに対し・て側圧等を生じる事なく、滑らかに往復動作
可能で、摺動体QO1@や気密体0ηに偏摩耗等が生ず
る事なく安定した性能、及び摺動部の摺動損失の低減が
長期にわたり得られる。
(1枠は動力ビストンたる第2ピストン、oilは第2
ピストン(l樽の摺動と気密を目的とした気密摺動体で
ある。に)は送気ピストンロッド0θの摺動と気密を目
的としだロッドパツキンである。(財)は第2ピストン
0#の下部側の空間、バッファ室で、非運転時はシリン
ダ内と同じレベルの圧力の作業気体が密閉された室であ
る。一点鎖線で示したQlは、この機関のサイクルを成
立させる為の駆動機構である。eυは第2ピストン(ト
)と第1ピストン(7)の往復運動を第2ピストン(ハ
)が所定の遅れ位相で動作させる様な機構を持つ装置で
ある。に)は燃焼筒、(財)は燃焼室、侍は第1シリン
ダ(1)の外壁頭部近ぼうに加熱装置に)からの加熱媒
体(燃料と燃焼用空気)の混合、分配を計るための混合
板で、これにょって第1シリンダ(1)頭部は加熱媒体
に直接さらされる事がなく、空気孔翰、空気孔(Ha)
の開孔割合の選択によって第1シリンダ(1)の壁温を
ほぼ均−Cζすることが可能となる。(至)は第1シリ
ンダ(1ン加熱後の加熱媒体の排気孔である。なお第4
図に第1図のIVc−ffc断面を天側からみた平断面
図を示し、第5図に摺動体(2)の構造を示す。これら
の図において第1図と同一符号は同一または相当部分を
示すのでその説明を省略する。
以上のように構成された本実施例では、シリンダ内に作
業気体を密閉可能で、第1シリンダ(1)を加熱装置I
こより加熱し、第2シリンダ(5)を冷却水に町って冷
却すると同時に駅動機構aルを何らかの始動手段によっ
て始動する事によって、機関のサイクルが成立し、熱エ
ネルギーから仕事を得るスターリング機関となる事はも
ちろん、次の様な多大な効果が期待できる。即ち第1シ
リンダの温度分布がはぼ均一となり、シリンダを構成す
る材料の選択が容易になる。又、材料の強度に有害な膨
部を与えにくい。またシリンダ胴その他に発生する熱応
力が極めて小さくなり材料の熱応力疲労による寿命の低
下を極力防げる。さらに第1シリンダから第2シリンダ
への(高温側形成物から低温側形成物への)熱伝導損失
が程んど無視できる程度となる。さらlζまた再生器を
構成する器壁がシリンダ内にあるので再生器の壁がら機
関外への熱伝導損失が無視できる程に減少され、かつ第
1ピストンの動作がスムーズで、これに装着されている
自己潤滑性材料の寿命が向上し、又摺動機械損失の低減
が出来る。
なお上記実施例では冷却媒体に水、加熱媒体に燃焼ガス
を用いたが、水のがわりに空気等、燃焼ガスのかわりに
、太陽熱その他の熱媒であってもよい事は言及する丈で
もない。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、再生器をシリンダ内に
設けたので、再生器から機関外への熱伝導損失が無視で
きるほど小さくなるので、機関の熱効率が向上される等
の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第2図は
第1図のMA −mA断面図、第8図は第2図のIII
B−IB断面図、第4図は第1図のIVC−IVC断面
図、第6図は摺動体の断面図及び正面図である。 図において、(1)は第1シリンダ、(5)は第2のシ
リンダ、(7)は第1のピストン、0ηは摺動封圧部材
、04、θ弔は連通孔である。(7c)は再生器である
。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示すものとす
る。 代理人 大岩増雄 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高温動作空間と低温動作空間を有するシリンダ内に往復
    動可能に設けられたピストン、このピストンの内部に配
    置された蓄熱部材を有する再生器、上記ピストンとシリ
    ンダとの間に配置され上記高温動作空間と低温動作空間
    とを仕切る摺動封止部材を備え、上記摺動封止部材を側
    路して上記高温動作空間と低温動作空間とを連通させる
    連通孔を上記ピストンに設けたことを特徴とするスター
    リング機関。
JP15426284A 1984-07-23 1984-07-23 スタ−リング機関 Pending JPS60101251A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15426284A JPS60101251A (ja) 1984-07-23 1984-07-23 スタ−リング機関

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15426284A JPS60101251A (ja) 1984-07-23 1984-07-23 スタ−リング機関

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17778480A Division JPS6042346B2 (ja) 1980-12-15 1980-12-15 スタ−リング機関

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60101251A true JPS60101251A (ja) 1985-06-05

Family

ID=15580340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15426284A Pending JPS60101251A (ja) 1984-07-23 1984-07-23 スタ−リング機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60101251A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997012140A1 (en) * 1995-09-29 1997-04-03 Stirling Thermal Motors, Inc. Stirling engine
JP2007285524A (ja) * 2001-04-23 2007-11-01 Igus Gmbh エネルギー案内チェーン用継手要素
CN105782448A (zh) * 2016-04-27 2016-07-20 江苏源之翼电气有限公司 热气机断桥隔热密封结构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997012140A1 (en) * 1995-09-29 1997-04-03 Stirling Thermal Motors, Inc. Stirling engine
AU728568B2 (en) * 1995-09-29 2001-01-11 Stm Power, Inc. Stirling engine
AU728568C (en) * 1995-09-29 2001-08-30 Stm Power, Inc. Stirling engine
JP2007285524A (ja) * 2001-04-23 2007-11-01 Igus Gmbh エネルギー案内チェーン用継手要素
CN105782448A (zh) * 2016-04-27 2016-07-20 江苏源之翼电气有限公司 热气机断桥隔热密封结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8181461B2 (en) Coolant penetrating cold-end pressure vessel
US4444011A (en) Hot gas engine
JPH0433986B2 (ja)
NZ334088A (en) Stirling cycle refrigerator, with expansion cylinder having integral fins
US5076058A (en) Heat transfer head for a Stirling cycle machine
JP2007270789A (ja) スターリングエンジン
JPS5938426B2 (ja) 複動四気筒スタ−リングエンジン
JPS62118046A (ja) スタ−リング機関
JPS60101251A (ja) スタ−リング機関
JPS6042346B2 (ja) スタ−リング機関
US7114334B2 (en) Impingement heat exchanger for stirling cycle machines
KR20100020500A (ko) 스터링엔진 어셈블리
JPS60101252A (ja) スタ−リング機関
EP0180621A1 (en) Stirling engine with air working fluid
JPS60101254A (ja) スタ−リング機関
US4671064A (en) Heater head for stirling engine
JPS60101255A (ja) スタ−リング機関
JPS60101253A (ja) スタ−リング機関
JPS629184A (ja) 熱交換器
GB1568057A (en) Stirling cycle engines
CN212658119U (zh) 回热式热机的换热器及回热式热机
JPH0213143B2 (ja)
JP2003287296A (ja) スターリング冷凍機
CN116480486A (zh) 斯特林发电机
JP3878924B2 (ja) スターリング冷凍機