JP2002242761A - Stirring engine and power generating method - Google Patents

Stirring engine and power generating method

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JP2002242761A
JP2002242761A JP2001041947A JP2001041947A JP2002242761A JP 2002242761 A JP2002242761 A JP 2002242761A JP 2001041947 A JP2001041947 A JP 2001041947A JP 2001041947 A JP2001041947 A JP 2001041947A JP 2002242761 A JP2002242761 A JP 2002242761A
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JP
Japan
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displacer
stirling engine
power
drive
voice coil
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Application number
JP2001041947A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadao Okazaki
忠雄 岡▲崎▼
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OHM Electric Co Ltd
Original Assignee
OHM Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in the reciprocating of a power piston in sliding contact with the inner wall of a cylinder, which results in a large mechanical drive loss, or poor efficiency in a low temperature difference. SOLUTION: Each of displacer body parts 10 and 10 comprising semilunar rotors 11b and 11b housed in a pair of housings 14 and 14 so as to be mutually reversely rotatable by shafts 12 and 12 alternately generates a pressurized state and a negative load state to drive a vibrating plate 33c in a voice coil generator 30 from both sides, and the reverse drive is performed so as to be matched to the resonance frequency of the vibrating plate 33c. Therefore, power generation can be performed while minimizing the mechanical drive loss of the vibrating plate 33c. Since a displacer drive motor 20 is driven by an output of the generated power, the mechanical link in the drive of a rotary displacer 11 is interrupted. The displacer driver motor 20 with a small mechanical drive loss is used, whereby the mechanical drive loss is further reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリングエン
ジンに関し、特に、発電出力を得るスターリングエンジ
ンと発電方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling engine, and more particularly, to a Stirling engine for obtaining a power generation output and a power generation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のスターリングエンジンでは、往復
動するディスプレーサピストンはパワーピストンから機
械的駆動力を与えられて駆動されている。スターリング
エンジンは、内部でディスプレーサピストンが周期的運
動をするディスプレーサ本体部を有しており、通常、当
該ディスプレーサ本体部に連通するシリンダ内にパワー
ピストンが配置され、同パワーピストンの往復運動の駆
動力の一部でディスプレーサピストンを駆動している。
2. Description of the Related Art In a conventional Stirling engine, a reciprocating displacer piston is driven by applying a mechanical driving force from a power piston. The Stirling engine has a displacer main body in which a displacer piston periodically moves, and a power piston is usually arranged in a cylinder communicating with the displacer main body. Drives the displacer piston.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスター
リングエンジンにおいては、パワーピストンがシリンダ
内壁に摺接して往復運動する際の機械的駆動ロスが大き
く、低温度差では効率が悪いという課題があった。本発
明は、上記課題にかんがみてなされたもので、低温度差
でも効率よく稼働し続けることが可能なスターリングエ
ンジンと発電方法の提供を目的とする。
In the above-mentioned conventional Stirling engine, there is a problem that a mechanical drive loss is large when the power piston reciprocates by sliding on the inner wall of the cylinder, and the efficiency is poor at a low temperature difference. Was. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a Stirling engine and a power generation method that can continue to operate efficiently even at a low temperature difference.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかる発明は、ディスプレーサ本体部
と、同ディスプレーサ本体部にて駆動されて発電する発
電部と、この発電出力を得て上記ディスプレーサ本体部
に駆動力を与える電動モータとを具備する構成としてあ
る。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a displacer main body, a power generation section driven by the displacer main body to generate power, and a power generation output obtained by the power generation section are obtained. An electric motor for applying a driving force to the displacer body is provided.

【0005】上記のように構成した請求項1にかかる発
明においては、ディスプレーサ本体部は発電部を駆動
し、当該発電部が発電するとその発電出力を得て電動モ
ータが上記ディスプレーサ本体部を駆動する。すなわ
ち、これまでのパワーピストンが機械的にディスプレー
サ本体部に駆動力を供給する機械的なループがなくな
り、機械的駆動ロスを低減する。また、請求項2にかか
る発明は、上記請求項1に記載のスターリングエンジン
において、上記ディスプレーサ本体部は、ロータリーデ
ィスプレーサを有する構成としてある。
In the first aspect of the present invention, the displacer main body drives the power generating section, and when the power generating section generates electric power, the electric power is output and the electric motor drives the displacer main body. . That is, there is no mechanical loop in which the power piston mechanically supplies the driving force to the displacer main body, and the mechanical driving loss is reduced. According to a second aspect of the present invention, in the Stirling engine according to the first aspect, the displacer body has a rotary displacer.

【0006】上記のように構成した請求項2にかかる発
明においては、ディスプレーサ本体部がロータリーディ
スプレーサを有し、回転運動による周期的運動をする。
また、直に回転運動することにより、ディスプレーサ自
身における機械的駆動ロスを最小限にする。さらに、請
求項3にかかる発明は、上記請求項1または請求項2の
いずれかに記載のスターリングエンジンにおいて、上記
ディスプレーサ本体部は、互いに位相を反転させた対構
造をなすとともにこの対構造で差圧を発生させる構成と
してある。
According to the second aspect of the present invention, the displacer body has a rotary displacer, and performs a periodic motion by a rotary motion.
Also, the direct rotational movement minimizes mechanical drive losses in the displacer itself. Further, according to a third aspect of the present invention, in the Stirling engine according to any one of the first and second aspects, the displacer body has a pair structure in which phases are inverted with respect to each other, and the pair structure has a difference. It is configured to generate pressure.

【0007】ディスプレーサが高温側と低温側に周期的
に往復することによって内部に充填された気体は温度に
応じて気圧差を発生させる。この気圧差は内圧が高いほ
ど大きいが、加圧充填した場合に外気圧との差が大きい
と出力を得られにくい。上記のように構成した請求項3
にかかる発明においては、ディスプレーサ本体部が互い
に位相を反転させた対構造をなしており、対の一方が加
圧状態にあれば対の他方は負圧状態となり、この対構造
で生じる差圧を取り出せば外気圧に関わらず有効に出力
を得られる。
When the displacer periodically reciprocates between the high temperature side and the low temperature side, the gas filled therein generates a pressure difference according to the temperature. This pressure difference is larger as the internal pressure is higher, but it is difficult to obtain an output if the difference between the pressure and the external pressure is large when filling is performed under pressure. Claim 3 configured as described above.
In the invention according to the invention, the displacer body has a pair structure in which the phases are inverted with each other. If one of the pair is in a pressurized state, the other of the pair is in a negative pressure state, and the differential pressure generated in this pair structure is reduced. If it is taken out, the output can be obtained effectively regardless of the outside air pressure.

【0008】さらに、請求項4にかかる発明は、上記請
求項3に記載のスターリングエンジンにおいて、上記発
電部は、ボイスコイルジェネレータを有し、上記差圧に
て駆動される構成としてある。上記のように構成した請
求項4にかかる発明においては、対構造で生じる差圧を
発電部のボイスコイルジェネレータに与えることによ
り、同ボイスコイルジェネレータは交互に発生される差
圧で往復駆動されて発電する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the Stirling engine according to the third aspect, the power generation unit has a voice coil generator and is driven by the differential pressure. In the invention according to claim 4 configured as described above, by applying the differential pressure generated in the pair structure to the voice coil generator of the power generation unit, the voice coil generator is reciprocally driven by the differential pressure generated alternately. Generate electricity.

【0009】ボイスコイルジェネレータは、可動部がダ
ンパ性を有するエッジで支持されているので変位時の機
械的駆動ロスが極めて小さく、高効率が期待できる。さ
らに、請求項5にかかる発明は、上記請求項4に記載の
スターリングエンジンにおいて、上記ボイスコイルジェ
ネレータの共振周波数と、上記対構造の回転数とが対応
する構成としてある。上記のように構成した請求項5に
かかる発明においては、ボイスコイルジェネレータの共
振周波数とディスプレーサ本体部における対構造がの回
転数とが対応しているので、ボイスコイルジェネレータ
における機械的駆動ロスは最も小さくなる。
In the voice coil generator, since the movable portion is supported by an edge having a damper property, mechanical drive loss at the time of displacement is extremely small, and high efficiency can be expected. Further, according to a fifth aspect of the present invention, in the Stirling engine according to the fourth aspect, the resonance frequency of the voice coil generator corresponds to the rotation speed of the paired structure. In the invention according to claim 5 configured as described above, since the resonance frequency of the voice coil generator corresponds to the rotation speed of the paired structure in the displacer main body, the mechanical drive loss in the voice coil generator is the least. Become smaller.

【0010】このように、ディスプレーサ本体部の出力
を電気的に回収して駆動力とする手法は必ずしも実体の
ある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能
することは容易に理解できる。このため、請求項6にか
かる発明は、互いに位相を反転させた対構造をなすディ
スプレーサ本体部にて差圧を発生させるとともに、同差
圧にてボイスコイルジェネレータを往復動駆動して電力
を発生させ、その一部を電動モータに供給して上記ディ
スプレーサ本体部への駆動源とする構成としてある。
As described above, the method of electrically recovering the output of the displacer main body to generate the driving force is not necessarily limited to a substantial device, and it can be easily understood that the method also functions as the method. For this reason, the invention according to claim 6 generates a differential pressure in the displacer body having a pair structure in which the phases are inverted with each other, and generates electric power by reciprocatingly driving the voice coil generator at the same differential pressure. Then, a part thereof is supplied to an electric motor and used as a drive source for the displacer main body.

【0011】すなわち、必ずしも実体のある装置に限ら
ず、その方法としても有効であることに相違はない。む
ろん、この場合においても、上述した最大効率とする手
法を適用可能であり、請求項7にかかる発明は、上記請
求項6に記載の発電方法において、上記ディスプレーサ
の駆動周波数と上記ボイスコイルジェネレータの共振周
波数とを一致させた構成としてある。
That is, there is no difference that the present invention is not necessarily limited to a substantial device but is also effective as a method. Of course, in this case as well, the above-described method of maximizing the efficiency can be applied. According to the invention according to claim 7, in the power generation method according to claim 6, the driving frequency of the displacer and the voice coil generator The configuration is such that the resonance frequency is matched.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、発生した
気圧差を機械的にディスプレーサ本体部へ帰還させない
ようにしたため、機械的駆動ロスを低減させることがで
き、これによって低温度差でも利用することが可能なス
ターリングエンジンを提供することができる。
As described above, according to the present invention, the generated pressure difference is not mechanically returned to the displacer main body, so that the mechanical drive loss can be reduced, thereby utilizing even a low temperature difference. And a Stirling engine capable of doing so.

【0013】また、請求項2にかかる発明によれば、ロ
ータリーディスプレーサを利用してディスプレーサ本体
部における機械的駆動ロスを低減させ、全体的な高効率
化を図ることができる。さらに、請求項3にかかる発明
によれば、対構造で差圧を発生させるようにしたため、
気体を加圧して充填しても有効に出力できる。特に、可
動部で直に外気圧との差をシールする必要が無くなり、
加圧時に生じるシール性が問題になりにくい。
Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to reduce the mechanical drive loss in the displacer main body portion by using the rotary displacer, and to improve the overall efficiency. Further, according to the third aspect of the present invention, the differential pressure is generated by the paired structure,
Even if the gas is pressurized and filled, it can output effectively. In particular, there is no need to seal the difference between the outside air pressure and the movable part directly,
The sealing property generated at the time of pressurization hardly causes a problem.

【0014】さらに、請求項4にかかる発明によれば、
ボイスコイルジェネレータを使用して発電するので、可
動部での機械的駆動ロスを極めて小さくすることができ
る。さらに、請求項5にかかる発明によれば、共振現象
を利用することによって外部から与える駆動力を最低限
とすることができる。さらに、請求項6にかかる発明に
よれば、同様の効果を奏する発電方法を提供でき、請求
項7にかかる発明によれば、最適な効率とすることがで
きる。
Further, according to the invention according to claim 4,
Since power is generated using the voice coil generator, mechanical drive loss in the movable part can be extremely reduced. Furthermore, according to the fifth aspect of the invention, the driving force given from the outside can be minimized by utilizing the resonance phenomenon. Furthermore, according to the invention according to claim 6, a power generation method having the same effect can be provided, and according to the invention according to claim 7, optimum efficiency can be achieved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態にか
かるスターリングエンジンの要部構成を概略的に示して
おり、図2は、その電気的構成を回路図により示してい
る。図1において、ディスプレーサ本体部10は、四つ
のロータリーディスプレーサ11を有しており、それぞ
れ二つずつのロータリーディスプレーサ11,11を同
軸状に連結している。ロータリーディスプレーサ11を
連結した軸12,12は互いに平行に軸支され、その一
端には同じ歯数の歯車13,13が固定されている。両
歯車13,13と噛合してこれらを同方向に回転駆動可
能なように、ディスプレーサ駆動モータ20と、その駆
動軸21に固定された駆動歯車22が備えられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a main configuration of a Stirling engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a circuit diagram of an electric configuration thereof. In FIG. 1, a displacer main body 10 has four rotary displacers 11, and two rotary displacers 11, 11 are coaxially connected. The shafts 12 connected to the rotary displacer 11 are supported in parallel to each other, and gears 13 having the same number of teeth are fixed to one end thereof. A displacer drive motor 20 and a drive gear 22 fixed to a drive shaft 21 are provided so as to mesh with the two gears 13 and rotate them in the same direction.

【0016】ディスプレーサ本体部10は、四つのロー
タリーディスプレーサ11を収容するハウジング14を
備えている。ハウジング14は各ロータリーディスプレ
ーサ11ごとに形成され、二組のハウジング14の間に
は発電部として二つの共振型ボイスコイルジェネレータ
30が備えられている。図3は、ロータリーディスプレ
ーサ11を正面図により示しており、図4は、同ロータ
リーディスプレーサ11を図3のA−A矢視断面図によ
り示している。
The displacer body 10 has a housing 14 for accommodating four rotary displacers 11. The housings 14 are formed for each rotary displacer 11, and two resonance type voice coil generators 30 are provided between the two sets of housings 14 as power generation units. 3 shows the rotary displacer 11 in a front view, and FIG. 4 shows the rotary displacer 11 in a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【0017】ロータリーディスプレーサ11は、中央部
分に円柱状の回転コア11aを有しており、この回転コ
ア11aに形成した四つの溝11a1に対して半月状の
半月ロータ11bが固定されている。また、二つのロー
タリーディスプレーサ11は同軸状に連結されるととも
に上記半月ロータ11bと軸12との固定角度が所定位
置関係となるように、回転コア11aの軸穴11a2に
は角度固定用切り溝11a3も形成されている。
The rotary displacer 11 has a columnar rotating core 11a at the center, and a semilunar rotor 11b is fixed to four grooves 11a1 formed in the rotating core 11a. Also, the two rotary displacers 11 are coaxially connected, and the shaft fixing holes 11a2 of the rotary core 11a are provided with angle fixing cut grooves 11a3 so that the fixed angle between the semicircular rotor 11b and the shaft 12 has a predetermined positional relationship. Is also formed.

【0018】ハウジング14には、個々の上記半月ロー
タ11bが回転できるように短円柱状の空間が個別に形
成され、上部と下部はそれぞれ高温側と低温側とさせる
ための熱交換機が形成され、その中間部分は断熱層を形
成している。なお、ハウジング14に対する上記半月ロ
ータ11bの回転位置をディスプレーサ本体部10の位
相と呼ぶことにする。図5は対となるディスプレーサ本
体部10,10における位相の対応関係を示すものであ
り、駆動歯車22にてそれぞれの歯車13,13が回転
駆動され、軸12,12を介してハウジング14,14
に収容された半月ロータ11bが回転するときに、両デ
ィスプレーサ本体部10,10は180度位相が反転す
る関係となっている。
A short columnar space is individually formed in the housing 14 so that each of the half moon rotors 11b can rotate, and a heat exchanger for forming a high temperature side and a low temperature side at an upper portion and a lower portion, respectively, is formed. The middle part forms a heat insulating layer. The rotational position of the half-moon rotor 11b with respect to the housing 14 will be referred to as the phase of the displacer body 10. FIG. 5 shows the correspondence of the phases in the pair of displacer main bodies 10, 10. The driving gears 22 rotate the respective gears 13, 13, and the housings 14, 14 via the shafts 12, 12.
When the half-moon rotor 11b accommodated in the main body rotates, the two displacer main bodies 10, 10 are in a relationship in which the phases are inverted by 180 degrees.

【0019】このように対となるディスプレーサ本体部
10,10は互いに反対の位相関係となり、対となるハ
ウジング14,14の間に配置されるボイスコイルジェ
ネレータ30にはそれぞれのハウジング14,14から
相反転する加圧状態と負圧状態とが供給されることにな
る。図6はボイスコイルジェネレータの概略構成を示し
ている。外形円形のカップ状をなすとともに内底面の中
央から円柱状に立設せしめた断面E型のヨーク31には
ドーナツ状の空隙31aが形成され、この空隙31aの
外周部には円環状に磁石32が配置されている。磁石3
2の極性は当該空隙31aを横切る方向に磁力線が向か
う方向としている。すなわち、ヨーク31内では中央の
凸部31bから周縁壁部31cに向かって磁力線が放射
状に横切ることになり、この空隙31a内にはコイル3
3aが収容されている。
As described above, the pair of displacer main bodies 10, 10 have a phase relationship opposite to each other, and the voice coil generator 30 disposed between the pair of housings 14, 14 has a phase relationship from the respective housings 14, 14. A reversed pressure state and a negative pressure state are supplied. FIG. 6 shows a schematic configuration of the voice coil generator. A donut-shaped space 31a is formed in a yoke 31 having an E-shaped cross section which is formed in a cylindrical shape from the center of the inner bottom surface while having a cup shape having a circular outer shape. Is arranged. Magnet 3
The polarity of 2 is a direction in which the lines of magnetic force travel in a direction crossing the gap 31a. That is, in the yoke 31, the lines of magnetic force traverse radially from the central convex portion 31b toward the peripheral wall portion 31c.
3a is accommodated.

【0020】コイル33aは空隙31aを周回するよう
に巻回されており、その内面側と外面側には円筒状の短
絡ヨーク33b1,33b2を配設してある。この短絡
ヨーク33b1,33b2はコイル33aを流れる電流
によって発生する磁力線をうち消す役目を果たし、発電
出力を高めるように作用する。コイル33aと短絡ヨー
ク33b1,33b2はともに剛性のある軽量な円形の
振動板33cに固定されており、同振動板33cは周縁
にてドーナツ状のダンパ性を有するエッジ33dを介し
てリング状の支持枠33eにて弾性支持されている。
The coil 33a is wound around the gap 31a, and has cylindrical short-circuit yokes 33b1 and 33b2 disposed on the inner and outer surfaces thereof. The short yokes 33b1 and 33b2 serve to cancel lines of magnetic force generated by the current flowing through the coil 33a, and act to increase the power generation output. The coil 33a and the short-circuit yokes 33b1 and 33b2 are both fixed to a rigid and lightweight circular diaphragm 33c. It is elastically supported by the frame 33e.

【0021】振動板33cとエッジ33dと支持枠33
eは気密的に連結され、結果として振動板33cの両面
に気密的に隔離された空間を形成する。それぞれの空間
には、対をなす上記ハウジング14,14が連結され、
上述したように対をなすディスプレーサ本体部10,1
0は位相が180度反転しているのでこの振動板33c
に対して両面から差圧を及ぼすことになる。ここで、ハ
ウジング14における高温側と低温側とで発生する気圧
差を大きなものとするために、本ディスプレーサ本体部
10には加圧気体を充填している。通常、加圧気体を充
填するとパワーピストンにおける外気との間のシール性
の確保が問題となるが、本実施例のように差圧を振動板
33cの両面に供給する構造ではパワーピストンの場合
のシール性は殆ど問題とならない。
The diaphragm 33c, the edge 33d, and the support frame 33
e is connected in an airtight manner, and as a result, forms an airtightly isolated space on both sides of the diaphragm 33c. A pair of the housings 14, 14 is connected to each space,
As described above, the pair of displacer bodies 10, 1
Since the phase of 0 is inverted by 180 degrees, this diaphragm 33c
, A differential pressure is applied from both sides. Here, in order to increase the pressure difference between the high temperature side and the low temperature side in the housing 14, the displacer main body 10 is filled with a pressurized gas. Normally, when the pressurized gas is filled, it becomes a problem to ensure the sealing performance between the power piston and the outside air. The sealing performance is hardly a problem.

【0022】ここで振動板33cはエッジ33dにて弾
性支持されているので固有の共振周波数が存在する。そ
して、この共振周波数は後述するように軸12,12の
回転数と一致するように設計してある。従って、同共振
周波数で軸12,12が回転するときに同振動板33c
は共振周波数で振動し、エッジ33dにおける機械的駆
動ロスは最小限となる。ところで、本スターリングエン
ジンの電気的回路構成は図2に示すようになっている。
まず、振動板33cとともに振動して往復運動するコイ
ル33aは、磁力線の中で振動するので発電コイルとな
り、その交流出力は整流回路34aに入力されている。
この整流回路34aの出力は、一旦、出力整合回路34
bに入力され、当該出力整合回路34bの出力がボイス
コイルジェネレータ30の出力となる。ここで、出力整
合回路34bは発電出力の一部で上記ディスプレーサ駆
動モータ20を回転駆動するため、ダイオード34cを
介してモータ制御回路34dに給電しており、当該モー
タ制御回路34dが所定の回転数となるようにディスプ
レーサ駆動モータ20に給電している。
Here, since the diaphragm 33c is elastically supported by the edge 33d, there is a unique resonance frequency. The resonance frequency is designed to coincide with the rotation speed of the shafts 12, 12, as described later. Therefore, when the shafts 12 and 12 rotate at the same resonance frequency, the vibration plate 33c
Vibrates at the resonance frequency, and the mechanical drive loss at the edge 33d is minimized. By the way, the electric circuit configuration of the present Stirling engine is as shown in FIG.
First, the coil 33a, which reciprocates by vibrating with the diaphragm 33c, vibrates in the lines of magnetic force and thus becomes a power generating coil, and its AC output is input to the rectifier circuit 34a.
The output of the rectifier circuit 34a is
b, and the output of the output matching circuit 34b becomes the output of the voice coil generator 30. Here, the output matching circuit 34b supplies power to the motor control circuit 34d via the diode 34c in order to rotationally drive the displacer driving motor 20 with a part of the power generation output. Is supplied to the displacer driving motor 20 so that

【0023】本スターリングエンジンが一旦回転運動を
開始すれば自らの発電出力でディスプレーサ駆動モータ
20を回転させて自律運転を継続するが、運転開始時に
は発電出力以外で同ディスプレーサ駆動モータ20を駆
動しなければならない。このため、起動時のための起動
電池34e1を有しており、起動押しボタン34e2を
押し下げるとダイオード34e3を介して上記モータ制
御回路34dへ起動電力を供給できるようになってい
る。また、継続運転をしているときに起動電池34e1
が消耗してしまわないように出力整合回路34bからダ
イオード34f1と抵抗34f2を介して充電電力を供
給できるようにもなっている。
Once the Stirling engine starts rotating, the autonomous operation is continued by rotating the displacer drive motor 20 with its own power output, but at the start of operation, the displacer drive motor 20 must be driven by other than the power output. Must. For this reason, a start-up battery 34e1 for starting is provided, and when the start-up push button 34e2 is depressed, start-up power can be supplied to the motor control circuit 34d via the diode 34e3. Also, when the continuous operation is being performed, the starting battery 34e1
The charging power can be supplied from the output matching circuit 34b via the diode 34f1 and the resistor 34f2 so that the power is not consumed.

【0024】このように、対をなすハウジング14,1
4に半月ロータ11b,11bを収容して軸12,12
にて互いに180度反転して回転できるようにしたディ
スプレーサ本体部10,10は、互いに加圧状態と負圧
状態を交互に発生してボイスコイルジェネレータ30に
おける振動板33cを両面から駆動し、かつ、当該反転
駆動は振動板33cの共振周波数と一致するようにして
いるため、振動板33cの機械的駆動ロスを最低限にし
て発電できる。また、その発電出力でディスプレーサ駆
動モータ20を回転駆動するようにしたため、ロータリ
ーディスプレーサ11を駆動する際の機構的リンクが途
切れているし、機械的駆動ロスの小さなディスプレーサ
駆動モータ20を使用して機械的駆動ロスを低減したた
め、結果として高効率となり、低温度差でも十分に実用
運転することが可能となった。
Thus, the paired housings 14, 1
4 houses the half moon rotors 11b, 11b and
The displacer main bodies 10, 10, which are configured to be able to rotate 180 degrees with respect to each other, alternately generate a pressurized state and a negative pressure state to drive the diaphragm 33 c of the voice coil generator 30 from both sides, and Since the inversion drive is made to match the resonance frequency of the diaphragm 33c, power can be generated with a minimum mechanical drive loss of the diaphragm 33c. In addition, since the displacer drive motor 20 is driven to rotate by the generated power, the mechanical link for driving the rotary displacer 11 is interrupted, and the displacer drive motor 20 having a small mechanical drive loss is used. As a result, high efficiency was achieved and practical operation was possible even at low temperature differences.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかるスターリングエン
ジンの要部構成を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a main configuration of a Stirling engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】同スターリングエンジンの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the Stirling engine.

【図3】ロータリーディスプレーサの正面図である。FIG. 3 is a front view of a rotary displacer.

【図4】ロータリーディスプレーサの断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a rotary displacer.

【図5】ディスプレーサ本体部の位相差を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a phase difference of a displacer main body.

【図6】ボイスコイルジェネレータの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a voice coil generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ディスプレーサ本体部 11…ロータリーディスプレーサ 11a…回転コア 11a1…溝 11a2…軸穴 11a3…溝 11b…半月ロータ 12…軸 13…歯車 14…ハウジング 20…ディスプレーサ駆動モータ 21…駆動軸 22…駆動歯車 30…共振型ボイスコイルジェネレータ 31…ヨーク 31a…空隙 31b…凸部 31c…周縁壁部 32…磁石 33a…コイル 33b1,33b2…短絡ヨーク 33c…振動板 33d…エッジ 33e…支持枠 34a…整流回路 34b…出力整合回路 34c…ダイオード 34d…モータ制御回路 34e1…起動電池 34e2…起動押しボタン 34e3…ダイオード 34f1…ダイオード 34f2…抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Displacer main body part 11 ... Rotary displacer 11a ... Rotating core 11a1 ... Groove 11a2 ... Shaft hole 11a3 ... Groove 11b ... Half moon rotor 12 ... Shaft 13 ... Gear 14 ... Housing 20 ... Displacer drive motor 21 ... Drive shaft 22 ... Drive gear 30 ... Resonant voice coil generator 31... Yoke 31a. Output matching circuit 34c Diode 34d Motor control circuit 34e1 Starting battery 34e2 Starting push button 34e3 Diode 34f1 Diode 34f2 Resistance

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディスプレーサ本体部と、 同ディスプレーサ本体部にて駆動されて発電する発電部
と、 この発電出力を得て上記ディスプレーサ本体部に駆動力
を与える電動モータとを具備することを特徴とするスタ
ーリングエンジン。
1. A displacer main body, a power generating section driven by the displacer main body to generate electric power, and an electric motor that obtains the generated output and applies a driving force to the displacer main body. Stirling engine.
【請求項2】 上記請求項1に記載のスターリングエン
ジンにおいて、上記ディスプレーサ本体部は、ロータリ
ーディスプレーサを有することを特徴とするスターリン
グエンジン。
2. The Stirling engine according to claim 1, wherein the displacer body has a rotary displacer.
【請求項3】 上記請求項1または請求項2のいずれか
に記載のスターリングエンジンにおいて、上記ディスプ
レーサ本体部は、互いに位相を反転させた対構造をなす
とともにこの対構造で差圧を発生させることを特徴とす
るスターリングエンジン。
3. The Stirling engine according to claim 1, wherein the displacer body has a pair structure in which phases are inverted with each other and generates a differential pressure with the pair structure. A Stirling engine characterized by the following.
【請求項4】 上記請求項3に記載のスターリングエン
ジンにおいて、上記発電部は、ボイスコイルジェネレー
タを有し、上記差圧にて駆動されることを特徴とするス
ターリングエンジン。
4. The Stirling engine according to claim 3, wherein the power generation unit has a voice coil generator and is driven by the differential pressure.
【請求項5】 上記請求項4に記載のスターリングエン
ジンにおいて、上記ボイスコイルジェネレータの共振周
波数と、上記対構造の回転数とが対応することを特徴と
するスターリングエンジン。
5. The Stirling engine according to claim 4, wherein a resonance frequency of the voice coil generator corresponds to a rotation speed of the paired structure.
【請求項6】 互いに位相を反転させた対構造をなすデ
ィスプレーサ本体部にて差圧を発生させるとともに、同
差圧にてボイスコイルジェネレータを往復動駆動して電
力を発生させ、その一部を電動モータに供給して上記デ
ィスプレーサ本体部への駆動源とすることを特徴とする
発電方法。
6. A differential pressure is generated in a displacer body having a paired structure in which phases are inverted with each other, and a voice coil generator is reciprocally driven by the differential pressure to generate electric power. A power generation method characterized in that the power is supplied to an electric motor and used as a drive source for the displacer body.
【請求項7】 上記請求項6に記載の発電方法におい
て、上記ディスプレーサの駆動周波数と上記ボイスコイ
ルジェネレータの共振周波数とを一致させたことを特徴
とする発電方法。
7. The power generation method according to claim 6, wherein the drive frequency of the displacer and the resonance frequency of the voice coil generator are matched.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013521434A (en) * 2010-03-05 2013-06-10 ズウミラ・テレシナ・イオクヘック Energy converter using Stirling cycle
JP2015514919A (en) * 2012-04-25 2015-05-21 ニルス カールバーグ Working cylinder for energy converter

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