JP2000136753A

JP2000136753A - Ｖ型配列スターリング機器

Info

Publication number: JP2000136753A
Application number: JP10311803A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sekiya; 弘志関谷; Hirotaka Kakinuma; 裕貴柿沼
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍機又はエンジン用のスターリング機
器の冷凍能力又は出力を大きくするとともに振動を小さ
くしコンパクトにする。【解決手段】半密閉型のハウジング２内にモータ６及
びクランクシャフト９を設けるとともに、二つのシリン
ダーユニット１、１’が互いにＶ型に組み合わされたシ
リンダーユニットの対を取り付け、各シリンダユニット
は、圧縮ピストン２２の往復動する圧縮シリンダ１３
と、膨張ピストン２７の往復動する膨張シリンダ１４
と、圧縮ピストン及び膨張ピストンを夫々クランクシャ
フト９に連動させる連動機構と、高温側熱交換器３２
と、再生器３３及び低温側熱交換器３４とから成り、冷
凍機又はエンジンとしての機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品流通、環境試
験、医療、バイオ産業、半導体製造等の産業用、あるい
は家庭用機器等のあるゆる産業分野の冷凍、冷却に使用
できる冷凍機又は汎用の発電機に使用されるスターリン
グ機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境問題におけるフロン代替
の冷凍装置として、又従来の冷却装置より使用温度が広
範囲で、従って、冷凍庫、冷蔵庫、投げ込み式クーラー
等の業務用又は家庭用の冷熱利用機器をはじめとして、
低温液循環器、低温恒温器、恒温槽、ヒートショック試
験装置、凍結乾燥機、温度特性試験装置、血液・細胞保
存装置、コールドクーラ、その他各種の冷熱装置等のあ
らゆる産業分野の冷熱利用機器に適用可能な、コンパク
トで、しかも成績係数が高く、エネルギー効率が良好と
なる冷凍機として、スターリング冷凍機が脚光を浴びて
いる。又、あらゆる熱源が利用可能であり、熱効率が優
れ、騒音が小さい点から、環境適合エンジンとしてスタ
ーリングエンジンが新たに注目されている。

【０００３】ところで、例えば半導体産業等で利用され
る冷熱利用機器では大容量の冷凍機が必要であり、又諸
事業所で自家発電用に使用される発電機もある程度大き
な出力の発電機が必要となっている。一方、スターリン
グ冷凍機、スターリングエンジンは、高圧の作動ガスを
封入して圧縮室と膨張室との間を流動させ、その流路に
沿って、低温側熱交換器、再生器、高温側熱交換器等を
配設する基本構造からして、とかく構造が複雑でコスト
アップにつながりやすく、特に、単気筒で容量、出力を
大きくすると、機関全体の構造が大型化となり、設置ス
ペース上の問題や回転機構特有の振動の問題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のスタ
ーリング冷凍機、スターリングエンジンの大容量、大出
力化における上記問題を解決することを課題とする。そ
して、具体的には、既存の半密閉型のＶ気筒コンプレッ
サに着目して、これをスターリング機器に利用して、ス
ターリン冷凍機又はスターリングエンジンとしての機能
を有するシリンダユニットをＶ型に配設し、振動発生を
少なくするとともに、容量、出力の増大を図り、しか
も、コンパクトであり、構造が簡単でコストダウンとな
るスターリング冷凍機、スターリングエンジンを実現す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決することを目的とするものであり、半密閉型のハウジ
ングと、該ハウジング内に配設されたモータ及び該モー
タのロータに固定されたクランクシャフトと、二つのシ
リンダーユニットが互いにＶ型に組み合わされ、上記ハ
ウジングに連通して取り付けられたシリンダーユニット
の対を少なくとも一対以上備え、内部に作動ガスを密封
したＶ型配列スターリング機器において、上記シリンダ
ーユニットは、圧縮ピストンの往復動する圧縮シリンダ
と、膨張ピストンの往復動する膨張シリンダと、圧縮ピ
ストン及び膨張ピストンを夫々上記クランクシャフトに
連動させる連動機構と、高温側熱交換器と、再生器及び
低温側熱交換器とを備え、上記圧縮シリンダと膨張シリ
ンダは、上記クランクシャフトの軸方向に間隔を置いて
配設されており、上記シリンダーユニットは、冷凍機と
しての機能を有する冷凍機シリンダーユニット又はエン
ジンとしての機能を有するエンジンシリンダーユニット
のいずれかであることを特徴とするＶ型配列スターリン
グ機器を提供する。

【０００６】上記シリンダーユニットの対としては、次
のような対がある。（１）二つの冷凍機シリンダユニットが互いにＶ型に組
み合わされて成る対である。（２）冷凍機シリンダユニットとエンジンシリンダーユ
ニットが互いにＶ型に組み合わされて成る対である。こ
の場合、エンジンシリンダユニットの出力を、冷凍機シ
リンダユニットを動作させる主動力あるいはモータの補
助動力として利用できる。又、上記モータを発電機とし
て活用し、エンジンシリンダユニットの出力の一部を、
上記発電機の駆動力として利用することも可能である。
又、エンジンシリンダユニットの出力の一部を、外部へ
軸出力として取出すことも可能である。（３）二つのエンジンシリンダユニットが互いにＶ型に
組み合わされて成る対である。この場合、上記モータを
発電機として活用し、エンジンシリンダユニットの出力
を、上記発電機の駆動力として利用できる。又、エンジ
ンシリンダユニットの出力を、発電機の駆動力として利
用するとともに、外部へ軸出力として取出すことも可能
である。又、エンジンシリンダユニットの出力を全部外
部へ軸出力として取出すことも可能である。（この場合
は、発電機との軸伝達を解放する必要がある。）

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明に
係るスターリング熱機関の第１〜第３の実施例の概略を
説明する図である。図１（ａ）は、本発明に係る熱機関
の第１の実施例であるＶ型配列スターリング冷凍機を説
明する図である。Ｖ型配列スターリング冷凍機は、互い
にＶ型に配列された二つの冷凍シリンダユニットから成
るシリンダユニットの対を有し、さらにモータで駆動さ
れる一本のクランクシャフトとを備えている。各冷凍シ
リンダユニットは、互いにクランクシャフトの軸方向に
間隔を置いて配設された圧縮シリンダ及び膨張シリンダ
とを有し、これらのシリンダ内のピストンは、クランク
シャフトを介して、モータにより往復駆動される。

【０００８】図１（ｂ）は、本発明に係る熱機関の第２
の実施例であるＶ型配列冷凍機・エンジン複合機を説明
する図である。Ｖ型配列スターリング冷凍機・エンジン
複合機は、互いにＶ型に配列された冷凍シリンダユニッ
トとエンジンシリンダユニットから成るシリンダユニッ
トの対を有し、さらにモータで駆動される一本のクラン
クシャフトとを備えている。冷凍シリンダユニットとエ
ンジンシリンダユニットは、夫々互いにクランクシャフ
トの軸方向に間隔を置いて配設された圧縮シリンダ及び
膨張シリンダとを有している。

【０００９】冷凍シリンダユニットは、その圧縮シリン
ダ内の圧縮ピストン及び膨張シリンダ内の膨張ピストン
が、クランクシャフトを介してモータ及びエンジンシリ
ンダユニットの回転駆動力により往復駆動される。即
ち、エンジンシリンダユニットの出力を、冷凍機シリン
ダユニットを動作させる主動力あるいはモータの補助動
力として利用できる。又、上記モータを発電機として活
用し、エンジンシリンダユニットの出力の一部を、上記
発電機の駆動力として利用することも可能である。又、
エンジンシリンダユニットの出力の一部を、外部へ軸出
力として取出すことも可能である。本実施例の場合、必
要に応じて、クランクシャフト端部等に軸シールを介し
て外付けのフライフォイールを取り付けてもよい。

【００１０】図１（ｃ）は、本発明に係る熱機関の第３
の実施例であるＶ型配列スターリングエンジンを説明す
る図である。Ｖ型スターリングエンジンは、互いにＶ型
に配列された二つのエンジンシリンダユニットから成る
シリンダユニットの対を有し、さらに一本のクランクシ
ャフトとを備えている。各エンジンシリンダユニット
は、圧縮シリンダ及び膨張シリンダとを有し、それらの
シリンダ内のピストンは、クランクシャフトに連結し、
クランクシャフトを回転する駆動力を発生する。上記モ
ータを発電機として利用し、クランクシャフトの回転に
よりこの発電機のロータを回転して発電を行い、そのス
テータのコイル内に発生させた電流を取り出すことがで
きる。又、エンジンシリンダユニットの出力を、発電機
の駆動力として利用するとともに、外部へ軸出力として
取出すことも可能である。又、エンジンシリンダユニッ
トの出力を全部外部へ軸出力として取出すことも可能で
ある。この場合は、発電機との軸伝達を解放する必要が
ある。本実施例の場合、必要に応じて、クランクシャフ
ト端部等に軸シールを介して外付けのフライフォイール
を取り付けてもよい。

【００１１】図２及び図３は、本発明の熱機関の第１の
実施例であるＶ型配列スターリング冷凍機を説明する図
である。図２（ａ）は、Ｖ型配列スターリング冷凍機全
体の断面図（特に冷凍シリンダユニット１を含む断面
図）であり、図２（ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。
図３（ａ）は、同じくＶ型配列スターリング冷凍機全体
の断面図（特に冷凍シリンダユニット１’を含む断面
図）であり、図３（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。

【００１２】Ｖ型配列スターリング冷凍機は、ハウジン
グ２を有し、ハウジング２は、鋳物で形成されて、その
内部は半密閉状態に保持される。このハウジング２内
は、区画壁３によってモータ室４とクランク室５とに区
画されている。このモータ室４には、モータ６が配設さ
れている。このモータ６は、正逆回転可能な誘導型のモ
ータであり、ステータ７内にロータ８が回転可能に設け
られて成る。

【００１３】モータ室４とクランク室５を貫通し、モー
タ６の回転動作を往復動に変換するクランクシャフト９
が軸受１０で支持されて回転可能に配設されている。ク
ランクシャフト９の二つのクランク部１１、１２は、モ
ータ６の正転時にクランク部１２がクランク部１１より
先行して移動するように、位相差を付けて形成されてい
る。この位相差は、通常は約９０度の位相差が採用され
る。

【００１４】ハウジング２に対して、互いにＶ型に配列
された二つの冷凍シリンダユニット１、１’が設けられ
ている。図２（ｂ）の冷凍シリンダユニット１は、互い
に前後方向（クランク軸の方向）に配列された圧縮シリ
ンダ１３及び膨張シリンダ１４を有している。

【００１５】冷凍シリンダユニット１は、コンロッド１
５、１６、クロスガイドヘッド１７、１８、クロスガイ
ドライナ１９、２０を有している。コンロッド１５、１
６は、その下端がクランク部１１、１２に連結してお
り、その上端はクロスガイドヘッド１７、１８に連結し
ている。

【００１６】圧縮シリンダ１３と膨張シリンダ１４、並
びにハウジング２内には、作動ガスとして、例えば、ヘ
リウム、水素、窒素等が封入されている。圧縮シリンダ
１３は、ハウジング２にボルト等によって固定される圧
縮シリンダブロック２１を有し、この圧縮シリンダブロ
ック２１の空間内を圧縮ピストン２２が往復する。この
空間の上部空間（以下「圧縮室」という。）２３の中の
作動ガスは圧縮されて高温となる。

【００１７】圧縮ピストンロッド２４は、圧縮ピストン
２２とクロスガイドヘッド１７を連結し、圧縮シリンダ
１３とクランク室５の間をオイルシール２５を通って伸
びている。往復動する圧縮ピストン２２は上死点及び下
死点で摺動方向が反転するため、速度がゼロになり、上
死点及び下死点付近では速度が遅く単位時間当たりの容
積の変化量も小さく、下死点から上死点及び上死点から
下死点に向かって移動するときの夫々の中間点で最高速
度になり、単位時間当たりの圧縮ピストン２２の移動に
よる容積の変化量も最大となる。

【００１８】一方、膨張シリンダ１４は、膨張シリンダ
ブロック２６を有し、この膨張シリンダブロック２６の
空間内を膨張ピストン２７が往復摺動して、この空間の
上部空間（以下「膨張室」という。）２８であり、この
中の作動ガスが膨張し低温となる。膨張ピストンロッド
２９は、膨張ピストン２７とクロスガイドヘッド１８と
を連結し、膨張シリンダ１４とクランク室５との間をオ
イルシール３０を通って伸びている。膨張ピストン２７
は、圧縮ピストン２２より位相差（通常は約９０度）を
もって先行して移動する。

【００１９】膨張シリンダブロック２６には、圧縮シリ
ンダ１３の高温室２３に連通し作動ガスが流入、流出す
るマニホールド３１が設けられており、さらに放熱用熱
交換器３２、再生器３３及び冷却用熱交換器３４が互い
に順次連通して環状に配設されている。

【００２０】圧縮シリンダブロック２１の上端部近くに
は、圧縮室２３とマニホールド３１を連通する連通孔３
５が形成されており、これにより、圧縮室２３と低温室
２８は、連通孔３５、マニホールド３１、放熱用熱交換
器３２、再生器３３及び冷却用熱交換器３４を介して互
いに連通するように構成されている。

【００２１】膨張シリンダブロック２６の頂部（コール
ドヘッド３６）は、冷却用熱交換器３４を形成してい
る。このコールドヘッド３６は、いろいろな構成が考え
られるが、例えば、冷却フィン３７が形成されており、
空気、水、アルコールその他の冷熱冷媒と接触して、冷
熱冷媒の冷却を行う。

【００２２】再生器３３は、環状空間の内部に金属メッ
シュ等の再生器材料が充填されて構成されている。

【００２３】放熱用熱交換器（高温側熱交換器）３２
は、環状空間内に冷却水等の熱交換媒体用の管路が複数
配設されて成る、シェルアンドチューブ式の熱交換器等
が配設される。

【００２４】以上の冷凍シリンダユニット１の構成は、
冷凍シリンダユニット１’についても同じであり、クラ
ンク部１１には、冷凍シリンダユニット１、１’のコン
ロッド１５、１５が、互いにＶ型に配列して連結されて
いる。同様に、クランク部１２には、冷凍シリンダユニ
ット１、１’のコンロッド１６、１６が、互いにＶ型に
配列して連結されている。

【００２５】次に、上記第１の実施例のＶ型配列スター
リング冷凍機の作用を説明する。モータ６によってクラ
ンクシャフト９が正方向に回転すると、クランク室５内
のクランク部１２がクランク部１１より位相差（通常は
約９０度）をもって先行して回転する。このクランク部
１１、１２に回動自在に連結されたコンロッド１５、１
６を介して、クロスガイドヘッド１７、１８が往復動す
る。クロスガイドヘッド１７、１８の夫々に圧縮ピスト
ンロッド２４及び膨張ピストンロッド２９を介して連結
された圧縮ピストン２２及び膨張ピストン２７が、互い
に位相差（通常は約９０度）をもって往復動する。

【００２６】膨張ピストン２７が約９０度先行して上死
点付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン２２は中間付
近を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動
作を行なう。圧縮された作動ガスは、連通孔３５及びマ
ニホールド３１を通り放熱用熱交換器３２内に流入す
る。放熱用熱交換器３２内で冷却水に放熱した作動ガス
は、再生器３３で冷却され、冷却用熱交換器３４を通っ
て低温室２８内に流入する。

【００２７】圧縮ピストン２２が上死点近辺でゆっくり
と移動している時に膨張ピストン２７は急激に下死点に
向かって移動し低温室２８に流入した作動ガスは急激に
膨張し冷熱が発生する。これによりコールドヘッド３６
は冷却され低温となる。

【００２８】そして、コールドヘッド３６において、冷
却フィン３７に接する冷熱冷媒を冷却する。膨張ピスト
ン２７が下死点から上死点に移動するときには圧縮ピス
トン２２は中間位置から下死点に向かっており、作動ガ
スは低温室２８より再生器３３に流入し作動ガスの有す
る冷熱を再生器３３に蓄熱する。再生器３３に蓄熱され
た冷熱は、上記のように圧縮室２３から放熱用熱交換器
３２を通して送られてくる作動ガスを、再度冷却するた
めに再利用される。

【００２９】そして、コールドヘッド３６において冷却
された冷熱冷媒は、各種の冷熱利用機器を冷却する。例
えば、冷熱冷媒は、冷凍庫等の冷熱利用機器内の冷熱冷
媒配管に送られ、冷熱利用機器内で冷凍あるいは冷却作
用を行なう。コールドヘッド３６に循環して戻され、再
度冷却される。

【００３０】放熱用熱交換器３２で熱交換された冷却水
は、冷却水循環管路から放熱器に流れ、そこで冷却ファ
ンにより冷却され、再度放熱用熱交換器３２へと循環す
る。なお、放熱用熱交換器で加熱されて温水となったた
冷却水は温熱利用機器に循環させて利用してもよい。

【００３１】次に第２の実施例を説明する。図４は、第
２の実施例であるＶ型配列スターリング冷凍機・エンジ
ン複合機を示す図であり、図４（ａ）は、Ｖ型配列スタ
ーリング冷凍機・エンジン複合機の全体を示す断面図
（特にエンジンシリンダユニット３８を含む断面図）で
あり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図であ
る。

【００３２】このスターリングＶ型配列冷凍機・エンジ
ン複合機は、冷凍シリンダユニット１とエンジンシリン
ダユニット３８が、ハウジング２に互いにＶ型に配設さ
れて構成される。即ち、第１の実施例において、冷凍シ
リンダユニット１’に代えてエンジンシリンダユニット
３８を設けてなる構成である。

【００３３】エンジンシリンダユニット３８は、冷凍シ
リンダユニット１と略同じ構造であるが、エンジンとし
て機能する点で一部異なる。冷凍シリンダユニットは、
周囲から作動ガスが吸熱する、即ち周囲を加冷する冷却
用熱交換器３４を採用しているのに対して、エンジンシ
リンダユニット３８は、冷却用熱交換器３４の代わりに
作動ガスが積極的に熱を得る、即ち作動ガスを加熱する
加熱用熱交換器３９が設けられており、それ以外の構造
は全く同じである。エンジンシリンダユニット３８の各
部の符号は、第１の実施例の冷凍シリンダユニット１と
同じ数字を用いて説明する。

【００３４】エンジンシリンダユニット３８の膨張シリ
ンダブロック２６の頂部に設けられた加熱用熱交換器３
９は、例えば、燃焼器４０により加熱される複数の加熱
用チューブ４１から成る。この加熱用チューブ４１は、
再生器３３と膨張空間２８の間に連通するように配設
し、この中を流れる作動ガスが加熱されるように構成さ
れている。

【００３５】上記第２の実施例のＶ型配列スターリング
冷凍機・エンジン複合機の作用を説明する。図４におい
て、エンジン始動時にモータ６によってクランクシャフ
ト９が正方向に回転すると、クランク室５内のクランク
部１２が、クランク部１１に対して位相差（通常は約９
０度）を以て先行して回転する。このクランク部１１、
１２に回動自在に連結されたコンロッド１５、１６を介
して、クロスガイドヘッド１７、１８が往復動する。ク
ロスガイドヘッド１７、１８の夫々に圧縮ピストンロッ
ド２４及び膨張ピストンロッド２９を介して連結された
圧縮ピストン２２及び膨張ピストン２７が、互いに９０
度の位相差をもって往復動する。

【００３６】膨張ピストン２７が９０度先行して上死点
付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン２２は中間付近
を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動作
を行なう。圧縮された作動ガスは、連通孔３５及びマニ
ホールド３１を通り放熱用熱交換器３２を通って再生器
３３内に流入し、再生器３３内に蓄熱されている温熱に
より加熱される。

【００３７】さらに、作動ガスは、加熱用熱交換器３９
の加熱用チューブ４１内を通過して加熱され、膨張室２
８内に流入する。膨張室２８は、高温に加熱された作動
ガスにより高圧となり膨張ピストン２７が下死点に向か
って移動し、ピストン２９、コンロッド１６を介してク
ランクシャフト９を図４（ｂ）の矢印に示すように反時
計方向に回転駆動する。これにより、回転出力が生じ
る。

【００３８】そして、クランクシャフト９の回転によ
り、膨張ピストン２７が下死点から上死点に移動し、圧
縮ピストン２２は中間位置から下死点に向かい、膨張室
２８内の作動ガスは、膨張室２８より再生器３３内に流
入し、作動ガスの有する温熱が再生器３３に蓄熱され
る。さらに、作動ガスは、再生器３３から放熱用熱交換
器３２に流入し冷却水により冷却されて、圧縮室２３内
へ流入する。

【００３９】このように、エンジンシリンダユニット３
８の膨張ピストン２７はクランクシャフト９を反時計方
向に回転する回転駆動力を発生する。エンジンシリンダ
ユニット３８の出力を、冷凍機シリンダユニット３８を
動作させる主動力あるいはモータ６の補助動力として利
用できる。又、モータ６を発電機として活用し、エンジ
ンシリンダユニット３８の出力の一部を、上記発電機の
駆動力として利用することも可能である。又、エンジン
シリンダユニット３８の出力の一部を、外部へ軸出力と
して取出すことも可能である。

【００４０】なお、エンジンシリンダユニット３８によ
る回転出力の制御は、燃焼器等の加熱器の加熱度合いを
調整することにより、又は封入された作動ガスのガス圧
を調整することにより、行われる。

【００４１】次に第３の実施例を説明する。図５は、第
３の実施例であるスターリングＶ型配列エンジンを示す
図であり、図５（ａ）は、Ｖ型配列スターリングエンジ
ンの全体の断面図（特に、エンジンシリンダユニット４
２を含む断面図）であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の
Ｄ−Ｄ断面図である。

【００４２】このＶ型配列スターリングエンジンは、二
つのエンジンシリンダユニット３８、４２が、ハウジン
グ２に互いにＶ型に配設されて構成される。即ち、第３
の実施例は、第２の実施例の冷凍シリンダユニット１に
代えて、エンジンシリンダユニット４２を配列して構成
され、エンジンシリンダユニット４２は、エンジンシリ
ンダユニット３８と構造及び作用は同じである。

【００４３】エンジンシリンダユニット３８、４２を左
右一対にＶ型に配列して設けることにより、その合計の
回転出力が生じる。クランクシャフト８の回転力によ
り、モータ６（第３の実施例では発電機として活用す
る。）のロータ８を回転させ発電を行う。ステータ７に
巻装されたコイルから発電された電流が取り出される。
又、エンジンシリンダユニット３８、４２の出力を、発
電機の駆動力として利用するとともに、外部へ軸出力と
して取出すことも可能である。又、エンジンシリンダユ
ニット３８，４２の出力を全部外部へ軸出力として取出
すことも可能である。この場合は、クラッチ等を設けて
発電機として活用したモータ６との軸伝達を解放する必
要がある。

【００４４】以上の第１〜第３の実施例は、シリンダユ
ニットの対を一対設けたが、特に一対でなくても、二対
以上設け、より大きな冷凍能力又はエンジン出力を得る
ような構成としてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明のスターリング冷凍
機、スターリングエンジンでは、冷凍シリンダユニット
及びエンジンシリンダユニットの夫々を、前後方向に配
置した圧縮シリンダと膨張シリンダとを含むシリンダユ
ニットとして構成し、これらのシリンダユニットを左右
対称にして組み合わせ、シリンダユニットの夫々が一本
のクランクシャフトに連動するように、半密閉型ハウジ
ングにＶ型に配列したので、つぎのような効果が生じ
る。（１）クランクシャフトにかかる回転力が左右対称にか
かり、回転上のバランスがよく振動の発生を少なくする
ことができる。（２）Ｖ型に配列とすることにより大容量の冷凍能力、
エンジン出力が得られ。（３）半密閉型ハウジングに上記シリンダユニットをＶ
型に配列したので、作動ガスの封止構造を含め構成が簡
単でコストを低減でき、しかもコンパクトで省スペース
化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の三つの実施例の概要を説明する図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例であるＶ型配列スターリ
ング冷凍機を説明する図である。

【図３】本発明の第１の実施例であるＶ型配列スターリ
ング冷凍機を説明する図である。

【図４】本発明の第２の実施例であるＶ型配列スターリ
ング冷凍機・エンジン複合機を説明する図である。

【図５】本発明の第３の実施例であるＶ型配列スターリ
ングエンジンを説明する図である。

【符号の説明】

１、１’ 冷凍シリンダユニット２ハウジング６モータ９クランクシャフト１１、１２クランク部１３圧縮シリンダ１４膨張シリンダ２２圧縮ピストン２７膨張ピストン３２放熱用熱交換器（高温側熱交換器）３３再生器３４冷却用熱交換器（低温側熱交換器）３８、４２エンジンシリンダユニット３９加熱用熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半密閉型のハウジングと、該ハウジン
グ内に配設されたモータ及び該モータのロータに固定さ
れたクランクシャフトと、二つのシリンダーユニットが
互いにＶ型に組み合わされ、上記ハウジングに連通して
取り付けられたシリンダーユニットの対を少なくとも一
対以上備え、内部に作動ガスを密封したＶ型配列スター
リング機器において、上記シリンダーユニットは、圧縮ピストンの往復動する
圧縮シリンダと、膨張ピストンの往復動する膨張シリン
ダと、圧縮ピストン及び膨張ピストンを夫々上記クラン
クシャフトに連動させる連動機構と、高温側熱交換器
と、再生器及び低温側熱交換器とを備え、上記圧縮シリンダと膨張シリンダは、上記クランクシャ
フトの軸方向に間隔を置いて配設されており、上記シリンダーユニットは、冷凍機としての機能を有す
る冷凍機シリンダーユニット又はエンジンとしての機能
を有するエンジンシリンダーユニットのいずれかである
ことを特徴とするＶ型配列スターリング機器。
【請求項２】上記シリンダーユニットの対は、二つ
の冷凍機シリンダユニットが互いにＶ型に組み合わされ
て成る対であることを特徴とする請求項１記載のＶ型配
列スターリング機器
【請求項３】上記シリンダーユニットの対は、冷凍
機シリンダユニットとエンジンシリンダーユニットが互
いにＶ型に組み合わされて成る対であることを特徴とす
る請求項１記載のＶ型配列スターリング機器。
【請求項４】上記シリンダーユニットの対は、二つ
のエンジンシリンダユニットが互いにＶ型に組み合わさ
れて成る対であることを特徴とする請求項１記載のＶ型
配列スターリング機器。
【請求項５】上記モータを発電機として利用し、該
発電機を上記エンジンシリンダユニットにより駆動して
発電を行えることを特徴とする請求項１、３又は４記載
のＶ型配列スターリング機器。
【請求項６】上記エンジンシリンダユニットの出力
を、外部に軸出力として取出し可能としたことを特徴と
する請求項１、３又は４記載のＶ型配列スターリング機
器。