JPS6316159A - フリ−ピストン式スタ−リング機関 - Google Patents
フリ−ピストン式スタ−リング機関Info
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- JPS6316159A JPS6316159A JP15903186A JP15903186A JPS6316159A JP S6316159 A JPS6316159 A JP S6316159A JP 15903186 A JP15903186 A JP 15903186A JP 15903186 A JP15903186 A JP 15903186A JP S6316159 A JPS6316159 A JP S6316159A
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- Japan
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- displacer
- space
- stirling engine
- gas
- free piston
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- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
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- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02G1/0435—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 the engine being of the free piston type
-
- 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
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- F02G1/053—Component parts or details
-
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- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
- F02G2243/30—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders
- F02G2243/38—External regenerators having parallel cylinders, e.g. "Heinrici" engines
-
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- 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
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- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2280/00—Output delivery
- F02G2280/50—Compressors or pumps
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ディスプレーサ駆動方式のフリーピストン式
スターリング機関のディスプレーサ駆動部の改良に関す
る。
スターリング機関のディスプレーサ駆動部の改良に関す
る。
従来の技術
一般Ｋ、外燃機関であるスターリング機関ハ、高効率性
、多燃料性、静粛性等の多くの特徴を備えておシ、スタ
ーリング機関を構成上で大別すると、ディスプレーサと
動力ビストンが共にクランク機構等で拘束されていない
フリーピストン式スターリング機関とクランク機構等に
ディスプレーサと動力ビストンを連結したスターリング
機関（（以下、機械式スターリング機関と称す）とがあ
る。
、多燃料性、静粛性等の多くの特徴を備えておシ、スタ
ーリング機関を構成上で大別すると、ディスプレーサと
動力ビストンが共にクランク機構等で拘束されていない
フリーピストン式スターリング機関とクランク機構等に
ディスプレーサと動力ビストンを連結したスターリング
機関（（以下、機械式スターリング機関と称す）とがあ
る。
発明が解決しようとする問題点
機械式スターリング機関では、コンロッドやクランク軸
で出力を取出す為、摺動部に大きな力がかかり機械損失
が多く、またクランク軸等の機構部も大きくなる。一方
、フリーピストン式スターリング機関は、一般に動力ビ
ストンがクランク軸やコンロノドで拘束されていない為
、機械損失が少ないという利点がある。しかし、ディス
プレーサもピストンもフリーの場合、負荷変動に対する
制御が複雑になる。
で出力を取出す為、摺動部に大きな力がかかり機械損失
が多く、またクランク軸等の機構部も大きくなる。一方
、フリーピストン式スターリング機関は、一般に動力ビ
ストンがクランク軸やコンロノドで拘束されていない為
、機械損失が少ないという利点がある。しかし、ディス
プレーサもピストンもフリーの場合、負荷変動に対する
制御が複雑になる。
問題点を解決する為の手段
本発明は、クランク機構あるいはこれに和尚する機構に
よりディスプレーサを駆動し、ディスプレーサと同軸上
にディスプレーサの直径より小さい直径で形成する空間
を備えた構成としたことを特徴とするフリーピストン式
スターリング機関である。
よりディスプレーサを駆動し、ディスプレーサと同軸上
にディスプレーサの直径より小さい直径で形成する空間
を備えた構成としたことを特徴とするフリーピストン式
スターリング機関である。
作用
本発明は、ディスプレーサはクランク機構等で拘束され
ている為、負荷変動による制御も周波数を変える等容易
で、ディスプレーサと同軸上にガス空間を設けることに
より、加熱、冷却することで生じる作動ガスの圧力変動
を利用でき、ディスプレーサを駆動する動力を少なく、
駆動装置も小型化できる。
ている為、負荷変動による制御も周波数を変える等容易
で、ディスプレーサと同軸上にガス空間を設けることに
より、加熱、冷却することで生じる作動ガスの圧力変動
を利用でき、ディスプレーサを駆動する動力を少なく、
駆動装置も小型化できる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図において、ハウシング１に固定された固定子巻線
２に電力を供給するとロータ３が回転し、ロータ３が固
定されているクランク軸４も回転する。クランク軸４が
回転するとコネクティングロッド５を介してディスプレ
ーサロッド６及びディスプレーサ７は上下に往復動する
。ディスプレーサ７が上下に往復動すると、スターリン
グ機関内部に封入されているヘリウム等の作動ガスが、
加熱器８．再生器９．冷却器１０を通って高温空間１１
及び低温空間１２の間を往復する。
２に電力を供給するとロータ３が回転し、ロータ３が固
定されているクランク軸４も回転する。クランク軸４が
回転するとコネクティングロッド５を介してディスプレ
ーサロッド６及びディスプレーサ７は上下に往復動する
。ディスプレーサ７が上下に往復動すると、スターリン
グ機関内部に封入されているヘリウム等の作動ガスが、
加熱器８．再生器９．冷却器１０を通って高温空間１１
及び低温空間１２の間を往復する。
例えば、ディスプレーサ７が上方に移動すると、高温空
間１１内にある作動ガスは加熱器８を通シ、再生器９で
ガス自身の持っている熱を蓄熱し、冷却器１０で冷却さ
れて低温空間１２側に移動する。
間１１内にある作動ガスは加熱器８を通シ、再生器９で
ガス自身の持っている熱を蓄熱し、冷却器１０で冷却さ
れて低温空間１２側に移動する。
この時、動力ビストン１３の上方側の空間にある作動ガ
スは低温空間側にある割合が多くなり作動ガスの圧力は
下がシ、動力ビストン１３を引き上げる。逆に、ディス
プレーサ７が下方に移動すると、低温空間１２内にある
作動ガスは冷却器１０を通シ、再生器９に蓄熱された熱
を吸収して加熱器８で加かされ高温空間１１側に移動す
る。この時、動力ビストン１３の上方側の空間の作動ガ
スは高温空間１１側にある割合が多くなシ、作動ガス圧
力は上昇し、動力ビストン１３を下方に押し下げる。こ
れを繰り返すことにより動カビストン１３は負荷１４に
打ち勝って上下に往復動する。
スは低温空間側にある割合が多くなり作動ガスの圧力は
下がシ、動力ビストン１３を引き上げる。逆に、ディス
プレーサ７が下方に移動すると、低温空間１２内にある
作動ガスは冷却器１０を通シ、再生器９に蓄熱された熱
を吸収して加熱器８で加かされ高温空間１１側に移動す
る。この時、動力ビストン１３の上方側の空間の作動ガ
スは高温空間１１側にある割合が多くなシ、作動ガス圧
力は上昇し、動力ビストン１３を下方に押し下げる。こ
れを繰り返すことにより動カビストン１３は負荷１４に
打ち勝って上下に往復動する。
又、ディスプレーサ７と同軸上にガス空間１６を設けて
おり、ディスプレーサ７と動力ビストン１３がある位相
差で動くことによって生じる作動ガスの圧力変動が、ガ
ス空間１６の直径で形成される断面積に働く為、ディス
プレーサ７は作動ガスにより駆動力を与えられる。よっ
て、ディスプレーサ７を駆動する為の固定子巻線には少
ない動力で済む。なお、本実施例では、ガス空間１６と
してガスバネ空間として動くような小空間の例を図示し
ているが、ディスプレーサ７が動作中でも大略平均圧と
なるような大きい空間でもよいことは無論である。
おり、ディスプレーサ７と動力ビストン１３がある位相
差で動くことによって生じる作動ガスの圧力変動が、ガ
ス空間１６の直径で形成される断面積に働く為、ディス
プレーサ７は作動ガスにより駆動力を与えられる。よっ
て、ディスプレーサ７を駆動する為の固定子巻線には少
ない動力で済む。なお、本実施例では、ガス空間１６と
してガスバネ空間として動くような小空間の例を図示し
ているが、ディスプレーサ７が動作中でも大略平均圧と
なるような大きい空間でもよいことは無論である。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
第２図は、他の実施例のスターリング機関の要部縦断面
図である。なお、説明を簡単にする為に、第１図と共通
する素子には第１図と同一番号を付している。この実施
例では、ガス空間１６をバネ作用を持つガス空間として
構成しディスプレーサ７が上下動するほぼ中心位置で、
通路１６と通路１７が連通し、通路１７がそのスターリ
ング機関における作動ガス封入圧力の大略平均圧の空間
、たとえばクランク室に連結するごとにより、ガス空間
１６の平均圧力を機関内部に封入されている作動ガスの
平均圧力とをほぼ同じに出来る。この場合、ガス空間１
５の容積を適当に選べば、コネクティングロッド等に、
かかる力を低減でき、摺動抵抗を減らすこともできる。
図である。なお、説明を簡単にする為に、第１図と共通
する素子には第１図と同一番号を付している。この実施
例では、ガス空間１６をバネ作用を持つガス空間として
構成しディスプレーサ７が上下動するほぼ中心位置で、
通路１６と通路１７が連通し、通路１７がそのスターリ
ング機関における作動ガス封入圧力の大略平均圧の空間
、たとえばクランク室に連結するごとにより、ガス空間
１６の平均圧力を機関内部に封入されている作動ガスの
平均圧力とをほぼ同じに出来る。この場合、ガス空間１
５の容積を適当に選べば、コネクティングロッド等に、
かかる力を低減でき、摺動抵抗を減らすこともできる。
本実施例では述べていないが、ガス空間１５の容積を可
変にすることも、負荷変動に対応するのに有効であるこ
とは無論である。
変にすることも、負荷変動に対応するのに有効であるこ
とは無論である。
発明の効果
本発明は、フリーピストン型スターリング機関において
、クランク機構やこれに相当する機構によりディスプレ
ーサを駆動し、ディスプレーサと同軸上にガス空間を備
えることにより、制御も容易で・ディスプレーサを駆動
する為の外部動力も少なくでき、その為に小型で制御性
の良いスターリング機関を得ることができる。
、クランク機構やこれに相当する機構によりディスプレ
ーサを駆動し、ディスプレーサと同軸上にガス空間を備
えることにより、制御も容易で・ディスプレーサを駆動
する為の外部動力も少なくでき、その為に小型で制御性
の良いスターリング機関を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例のフリーピストン式スターリ
ング機関の概略縦断面図、第２図は本発明の異なる実施
例の要部縦断面図である。 ２°・・・・・固定子巻線、３・・・・・・ロータ、４
・・・・・・クランク軸、６・・・・・コネクティング
ロッド、了・・・・・ディスプレーサ、１３・・・・・
・動力ビストン、１６．１７・・・・・・通路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ／ハ？７濁りり
ング機関の概略縦断面図、第２図は本発明の異なる実施
例の要部縦断面図である。 ２°・・・・・固定子巻線、３・・・・・・ロータ、４
・・・・・・クランク軸、６・・・・・コネクティング
ロッド、了・・・・・ディスプレーサ、１３・・・・・
・動力ビストン、１６．１７・・・・・・通路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ／ハ？７濁りり
Claims (2)
- （１）シリンダ内の空間をクランク機構あるいはこれに
相当する機構により駆動されるディスプレーサによって
高温空間と低温空間とに分割し、前記高温空間と前記低
温空間との間に、加熱器、再生器および冷却器を配した
側路を形成し、前記ディスプレーサと同軸上にディスプ
レーサの直径より小さい直径で形成するガス空間を備え
たフリーピストン式スターリング機関。 - （２）ガス空間をディスプレーサの往復動のほぼ中心位
置に配し、前記ガス空間と作動ガス空間における平均圧
力を持つ空間と連通される通路を備えた特許請求の範囲
第１項記載のフリーピストン式スターリング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159031A JP2718920B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | フリーピストン式スターリング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159031A JP2718920B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | フリーピストン式スターリング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316159A true JPS6316159A (ja) | 1988-01-23 |
| JP2718920B2 JP2718920B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=15684744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159031A Expired - Lifetime JP2718920B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | フリーピストン式スターリング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718920B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02127758U (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-22 | ||
| US5345765A (en) * | 1990-04-17 | 1994-09-13 | Esd Engines Limited | Stirling engines |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168249A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPS6043157A (ja) * | 1983-08-20 | 1985-03-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPS60243351A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61159031A patent/JP2718920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59168249A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-21 | Sanyo Electric Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPS6043157A (ja) * | 1983-08-20 | 1985-03-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPS60243351A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02127758U (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-22 | ||
| US5345765A (en) * | 1990-04-17 | 1994-09-13 | Esd Engines Limited | Stirling engines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2718920B2 (ja) | 1998-02-25 |
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