JP2003166768A - Stirling engine and its operation method - Google Patents

Stirling engine and its operation method

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JP2003166768A
JP2003166768A JP2001366591A JP2001366591A JP2003166768A JP 2003166768 A JP2003166768 A JP 2003166768A JP 2001366591 A JP2001366591 A JP 2001366591A JP 2001366591 A JP2001366591 A JP 2001366591A JP 2003166768 A JP2003166768 A JP 2003166768A
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JP
Japan
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temperature difference
compression chamber
heat
stirling engine
chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001366591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Ogura
義明 小倉
Takashi Toyoda
隆 豊田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JP2003166768A publication Critical patent/JP2003166768A/en
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/001Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Stirling engine to cause no collision between a piston and a displacer even when the engine is operated on a high input condition right after a start of operation and to provide its operation method. <P>SOLUTION: The Stirling engine comprises: a piston 3 fitted in a cylinder 1 filled with working gas and driven by a drive means 7 for reciprocation; a displacer 2 fitted in the cylinder 1 and reciprocated with a phase difference with that of the piston 3; a compression chamber 4 partitioned between the piston 3 and the displacer 2; an expansion chamber 5 positioned on the opposite side to the compression chamber 4 with the displacer 2 nipped therebetween; and a heater 17 to promote a temperature difference between a working gas temperature in the compression chamber 4 and working gas temperature in the expansion chamber 5 during non-steady operation motion right after starting of operation. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、スターリング機関
に関し、特に運転開始直後のピストンおよびディスプレ
ーサの衝突を防止する機構を備えることにより、運転開
始直後から高出力に動作可能なスターリング機関および
その運転方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling engine, and more particularly to a Stirling engine capable of operating at a high output immediately after the start of operation by providing a mechanism for preventing a collision between a piston and a displacer immediately after the start of operation and a method of operating the same. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】図14は、従来の一般的なスターリング
機関の構造を説明するための概略断面図である。ここで
は、スターリング機関を用いたスターリング冷凍機を例
示して、その構造について説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 14 is a schematic sectional view for explaining the structure of a conventional general Stirling engine. Here, the structure of a Stirling refrigerator using a Stirling engine will be described as an example.

【0003】フリーピストン型スターリング冷凍機で
は、内部に円筒状の空間を有するシリンダ1内に、ピス
トン3およびディスプレーサ2を同軸上に嵌装すること
で、ピストン3とディスプレーサ2の間に圧縮室4を、
またディスプレーサ2とシリンダ1の閉塞端との間に膨
張室5をそれぞれ形成している。この圧縮室4と膨張室
5との間には再生器6が設置されており、これら圧縮室
4、膨張室5および再生器6によって閉回路が構成され
ている。
In a free piston type Stirling refrigerator, a piston 3 and a displacer 2 are coaxially fitted in a cylinder 1 having a cylindrical space therein, so that a compression chamber 4 is provided between the piston 3 and the displacer 2. To
Further, expansion chambers 5 are formed between the displacer 2 and the closed end of the cylinder 1. A regenerator 6 is installed between the compression chamber 4 and the expansion chamber 5, and the compression chamber 4, the expansion chamber 5 and the regenerator 6 form a closed circuit.

【0004】この閉回路内には、ヘリウムなどの不活性
ガスが充填されている。上記シリンダ1内に嵌装された
ピストン3は、リニアモータ7などの駆動手段によって
駆動され、シリンダ1内を軸方向に往復動する。このピ
ストン3の往復動は、上記圧縮室4内の作動ガスに周期
的な圧力変化をもたらし、圧縮に伴って上昇した背圧の
脈動により作動ガスを再生器6を介して膨張室5へと流
入させる。このときの膨張室5内への作動ガスの移動に
より、ディスプレーサ2に周期的な軸方向の振動が生じ
る。
The closed circuit is filled with an inert gas such as helium. The piston 3 fitted in the cylinder 1 is driven by driving means such as a linear motor 7 and reciprocates in the cylinder 1 in the axial direction. The reciprocating movement of the piston 3 causes a periodic pressure change in the working gas in the compression chamber 4, and the pulsation of the back pressure increased with the compression causes the working gas to flow into the expansion chamber 5 via the regenerator 6. Inflow. The movement of the working gas into the expansion chamber 5 at this time causes periodical vibration in the displacer 2.

【0005】ディスプレーサ2は、ディスプレーサロッ
ド8の一端に固定されており、さらにこのディスプレー
サロッド8の他端は、スプリング9を介して本体ケーシ
ング15に取付けられている。このディスプレーサロッ
ド8は、ピストン3に設けられた軸方向の貫通孔を貫く
ように配置されている。上述した膨張室5内部への作動
ガスの流入により生じる振動とスプリング9の弾性力と
により、ディスプレーサ2はピストン3と同じ周期で、
ある一定の位相差をもって往復動する。以上の構成およ
び動作により、上述の閉回路内に既知の熱力学的サイク
ルである逆スターリングサイクルが構成され、冷却部1
3近傍の外気が極低温に冷やされる。
The displacer 2 is fixed to one end of a displacer rod 8, and the other end of the displacer rod 8 is attached to a main body casing 15 via a spring 9. The displacer rod 8 is arranged so as to penetrate an axial through hole provided in the piston 3. Due to the vibration generated by the flow of the working gas into the expansion chamber 5 and the elastic force of the spring 9, the displacer 2 has the same cycle as the piston 3,
It reciprocates with a certain phase difference. With the above configuration and operation, the known Stirling cycle, which is a known thermodynamic cycle, is configured in the closed circuit, and the cooling unit 1
The outside air in the vicinity of 3 is cooled to an extremely low temperature.

【0006】以下、逆スターリングサイクルの原理につ
いて詳説する。ピストン3により圧縮された圧縮室4内
の作動ガスは、再生器6を経由して膨張室5へ移動する
際に、再生器6が半サイクル前に蓄えていた冷熱によっ
て予冷される。このとき、高温側内部熱交換器10によ
って取り出された圧縮室4内の熱が、放熱部11によっ
て外部へと放出される。作動ガスが膨張室5に流入する
ことで、膨張室5内の圧力上昇によってディスプレーサ
2が押し動かされ、膨張室5内の膨張が始まる。
Hereinafter, the principle of the reverse Stirling cycle will be described in detail. When the working gas in the compression chamber 4 compressed by the piston 3 moves to the expansion chamber 5 via the regenerator 6, it is pre-cooled by the cold heat stored in the regenerator 6 half a cycle before. At this time, the heat in the compression chamber 4 taken out by the high temperature side internal heat exchanger 10 is released to the outside by the heat radiating portion 11. When the working gas flows into the expansion chamber 5, the displacer 2 is pushed by the pressure increase in the expansion chamber 5, and the expansion in the expansion chamber 5 starts.

【0007】この後、膨張がある程度進んだ時点で、ピ
ストン3の復帰力によりディスプレーサ2は押し戻さ
れ、膨張室5内の作動ガスは再生器6を介して再び圧縮
室4へと移動を始める。このとき、冷却部13を介して
低温側内部熱交換器12が外部の熱を奪うことで、冷却
部13近傍の外気が冷却される。大部分の作動ガスが圧
縮室4へ戻った後には、再び圧縮室4内の作動ガスがピ
ストン3による圧縮を受けることで、次のサイクルへと
移行する。以上のような一連のサイクルが連続的に繰り
返されることにより、スターリング冷凍機から極低温が
取り出される。
After that, when the expansion has progressed to a certain extent, the displacer 2 is pushed back by the restoring force of the piston 3, and the working gas in the expansion chamber 5 starts moving to the compression chamber 4 again via the regenerator 6. At this time, the low temperature side internal heat exchanger 12 removes heat from the outside via the cooling unit 13, so that the outside air in the vicinity of the cooling unit 13 is cooled. After most of the working gas returns to the compression chamber 4, the working gas in the compression chamber 4 is compressed by the piston 3 again, and the process proceeds to the next cycle. By continuously repeating the above-described series of cycles, the cryogenic temperature is taken out from the Stirling refrigerator.

【0008】運転開始から一定時間経過後の定常運転動
作時においては、放熱部および冷却部の温度差がほぼ一
定の安定した状態となる。これに相応して、圧縮室内お
よび膨張室内の作動ガスにも一定の温度差が生じる。こ
の場合、ピストンの振幅の2乗に比例した熱出力が発生
するため、リニアモータからみた場合にピストンの往復
動は一定の負荷が与えられた状態に抑制されていること
になる。また、ディスプレーサは、このピストンの往復
動の力を受けて一定の位相差をもって往復動しているた
め、これらのバランスが保たれることにより、ピストン
とディスプレーサが衝突することはない。なおこの一定
の位相差は、約90°程度が最適であるとされている。
During a steady operation after a lapse of a certain time from the start of operation, the temperature difference between the heat radiating portion and the cooling portion is in a stable state with a substantially constant temperature. Correspondingly, a certain temperature difference also occurs in the working gas in the compression chamber and the expansion chamber. In this case, since a heat output proportional to the square of the piston amplitude is generated, the reciprocating motion of the piston is suppressed to a state in which a constant load is applied when viewed from the linear motor. Further, the displacer receives the reciprocating force of the piston and reciprocates with a constant phase difference, so that the piston and the displacer do not collide with each other by maintaining the balance between them. It is said that the optimum constant phase difference is about 90 °.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、長時間
にわたって運転を停止していた場合や、装置購入当初に
はじめて運転を開始する場合などスターリング冷凍機の
運転開始直後の非定常運転動作時においては、放熱部お
よび冷却部の温度は雰囲気温度となっており、放熱部と
冷却部の温度に殆ど温度差が生じていない。このため圧
縮室内の作動ガス温度と膨張室内の作動ガス温度との温
度差も殆ど生じていないため、ピストンは無負荷状態と
なっている。
However, during unsteady operation immediately after the start of operation of the Stirling refrigerator, such as when the operation has been stopped for a long time or when the operation is started for the first time when the apparatus is purchased, The temperature of the heat radiating part and the cooling part is the ambient temperature, and there is almost no difference in temperature between the heat radiating part and the cooling part. Therefore, there is almost no temperature difference between the working gas temperature in the compression chamber and the working gas temperature in the expansion chamber, and the piston is in the unloaded state.

【0010】この状態において、定常運転動作時と同じ
入力をスターリング冷凍機に与えた場合には、ピストン
の振り幅が定常運転時に比べて大きくなる。また、ピス
トンとディスプレーサの位相差も所望の位相差には達し
ておらず、ほぼ逆相に近い状態となっている。このた
め、何らスターリング冷凍機への入力を制御しない場合
には、ピストンとディスプレーサの衝突が起こる危険性
があった。万が一にもピストンとディスプレーサが衝突
した場合には、スターリング冷凍機の破損は避けられな
い。
In this state, when the Stirling refrigerator receives the same input as in the steady operation, the swing width of the piston becomes larger than that in the steady operation. Further, the phase difference between the piston and the displacer has not reached the desired phase difference, and is in a state of being almost in a reverse phase. Therefore, if the input to the Stirling refrigerator is not controlled, there is a risk of collision between the piston and the displacer. Should the piston and displacer collide, damage to the Stirling refrigerator is unavoidable.

【0011】また、このスターリング冷凍機を冷凍冷蔵
庫などに使用した場合には、放熱部に取付けられた外部
熱交換器(図示せず)の除霜を行なうために冷凍機の運
転を一時的に停止させる場合がある。この場合にも冷却
部の温度が上昇し、放熱部の温度が下降するため温度差
が減少してしまう。このため、運転再開時には定常運転
動作時におけるピストンの振り幅よりも大きな振り幅と
なり、ピストンとディスプレーサとが衝突する危険性が
あった。
When this Stirling refrigerator is used in a refrigerator or refrigerator, the operation of the refrigerator is temporarily suspended in order to defrost an external heat exchanger (not shown) attached to the heat radiating portion. It may be stopped. In this case as well, the temperature of the cooling unit rises and the temperature of the heat dissipation unit falls, so the temperature difference decreases. Therefore, when the operation is restarted, the swing width becomes larger than the swing width of the piston during the steady operation, and there is a risk that the piston and the displacer collide.

【0012】従来のスターリング冷凍機においては、運
転開始直後の非定常運転動作時に、リニアモータに入力
する電力を定常運転動作時に比べて低く抑えることによ
ってピストンの振り幅を抑え、ピストンとディスプレー
サの衝突を防止していた。しかし、この手法ではピスト
ンの振り幅を抑えているためにスターリング冷凍機の最
大出力運転が行なえないため急冷できず、定常運転動作
に至るまでに相当の時間を要していた。
In the conventional Stirling refrigerator, when the unsteady operation is performed immediately after the start of operation, the electric power input to the linear motor is suppressed to be lower than that in the steady operation, so that the swing width of the piston is suppressed and the piston and the displacer collide. Was prevented. However, in this method, the maximum swing operation of the Stirling refrigerator cannot be performed because the swing width of the piston is suppressed, so rapid cooling cannot be performed, and it takes a considerable time to reach the steady operation.

【0013】したがって、本発明の目的は、運転開始直
後に高い入力条件にて運転してもピストンとディスプレ
ーサとが衝突する心配のないスターリング機関およびそ
の運転方法を提供することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a Stirling engine and a method of operating the Stirling engine, in which there is no risk of collision between the piston and the displacer even when the engine is operated under high input conditions immediately after the start of operation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のスターリング機
関は、シリンダ内に嵌装され、駆動手段に駆動されて往
復動するピストンと、シリンダ内に嵌装され、ピストン
と位相差をもって往復動するディスプレーサと、ピスト
ンおよびディスプレーサの間に区画形成された圧縮室
と、ディスプレーサを挟んで圧縮室と反対側に位置する
膨張室と、圧縮室内の温度と前記膨張室内の温度との温
度差を助長する温度差助長手段とを備えている。
A Stirling engine of the present invention is fitted in a cylinder, and is reciprocated by a piston driven by a driving means and reciprocated by a piston. A displacer, a compression chamber defined between the piston and the displacer, an expansion chamber located on the opposite side of the compression chamber with the displacer interposed, and a temperature difference between the temperature inside the compression chamber and the temperature inside the expansion chamber are promoted. And a temperature difference promoting means.

【0015】本構成のように温度差助長手段を備え、運
転開始時などの非定常動作時に、この温度差助長手段を
用いて意図的に圧縮室内の作動ガス温度と膨張室内の作
動ガス温度との温度差を所定の温度差へと助長すること
によりピストンに熱負荷がかかるため、ピストンとディ
スプレーサの衝突が防止される。これにより、運転開始
直後から定常運転動作に近い条件にてスターリング機関
を動作させることが可能となる。この結果、たとえばス
ターリング機関を冷凍機関として使用した場合には、運
転開始直後から冷凍/冷蔵庫の急冷が実現可能となる。
なお、ここでいう温度差助長手段としては、圧縮室内や
膨張室内の作動ガスを圧縮・膨張させることによりその
温度を変化させる手段(たとえば、ピストンやディスプ
レーサそのもの)を含まない。
The temperature difference promoting means is provided as in the present construction, and the operating gas temperature in the compression chamber and the working gas temperature in the expansion chamber are intentionally changed by using the temperature difference promoting means at the time of unsteady operation such as the start of operation. Since a heat load is applied to the piston by promoting the temperature difference of 1 to a predetermined temperature difference, collision between the piston and the displacer is prevented. As a result, it becomes possible to operate the Stirling engine immediately after the start of operation under conditions close to the steady operation. As a result, when a Stirling engine is used as a refrigerating engine, for example, the freezing / refrigerating quenching can be realized immediately after the start of operation.
The temperature difference promoting means here does not include means for changing the temperature of the working gas in the compression chamber or the expansion chamber by compressing / expanding the working gas (for example, the piston or the displacer itself).

【0016】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、さらに温度差を検出する温度差検出手段と、温度差
検出手段によって検出された温度差が所定の温度差に達
した場合に前記温度差助長手段の動作を停止する制御手
段とを備えていることが望ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, the temperature difference detecting means for further detecting the temperature difference and the temperature difference promoting means when the temperature difference detected by the temperature difference detecting means reaches a predetermined temperature difference. It is desirable to have a control means for stopping the operation of.

【0017】本構成のように、温度差検出手段と、この
温度差検出手段によって検出された温度差情報をもとに
温度差助長手段の動作を制御する制御手段とを備えるこ
とにより、所定の温度差(定常運転動作時の温度差また
はそれに近い温度差)に達した時点で不要となった温度
差助長手段の動作を停止させることが可能となる。これ
により、定常運転動作に移行してから後に、圧縮室内と
膨張室内の温度差が過度に大きくなることが防止される
ため、効率よく動作するスターリング機関を提供するこ
とが可能となる。
As in this configuration, by providing the temperature difference detecting means and the control means for controlling the operation of the temperature difference promoting means based on the temperature difference information detected by the temperature difference detecting means, a predetermined value is provided. It becomes possible to stop the operation of the unnecessary temperature difference promoting means at the time when the temperature difference (the temperature difference during the steady operation or a temperature difference close thereto) is reached. As a result, the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber is prevented from becoming excessively large after the transition to the steady operation operation, so that it is possible to provide a Stirling engine that operates efficiently.

【0018】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、温度差助長手段が圧縮室を加熱する加熱手段からな
ることが好ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, the temperature difference promoting means preferably comprises heating means for heating the compression chamber.

【0019】本構成により、圧縮室内の作動ガスを加熱
手段によって意図的に加熱することにより、圧縮室内と
膨張室内の温度差を助長することが可能となる。なお、
この加熱手段は、圧縮室内の作動ガスがピストンやディ
スプレーサによって圧縮されることで高温になるのとは
別に、強制的に圧縮室内の作動ガス温度を上昇させるも
のである。
With this structure, the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber can be promoted by intentionally heating the working gas in the compression chamber by the heating means. In addition,
This heating means forcibly raises the temperature of the working gas in the compression chamber, in addition to the temperature of the working gas in the compression chamber being increased by being compressed by the piston and the displacer.

【0020】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、加熱手段が圧縮室の内側に配設されたヒータからな
ることが好ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, it is preferable that the heating means comprises a heater disposed inside the compression chamber.

【0021】本構成のように、圧縮室内にヒータを取付
けることにより、容易に温度差助長手段である加熱手段
を構成することが可能になる。特に圧縮室内にヒータを
設けることにより、直接圧縮室内の作動ガスを加熱する
ことが可能となるため、より短時間で定常運転動作へと
導くことが可能になる。
By installing the heater in the compression chamber as in the present construction, it becomes possible to easily construct the heating means as the temperature difference promoting means. In particular, by providing the heater in the compression chamber, it is possible to directly heat the working gas in the compression chamber, so that it becomes possible to lead to a steady operation operation in a shorter time.

【0022】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、加熱手段が圧縮室の外側に配設されたヒータからな
っていてもよい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, the heating means may be a heater arranged outside the compression chamber.

【0023】本構成のように、圧縮室外にヒータを取付
けることにより、シリンダを介して圧縮室内の作動ガス
を加熱することも可能である。本構成は、圧縮室内に直
接ヒータを設けることができない場合に特に有効であ
る。
It is possible to heat the working gas in the compression chamber through the cylinder by installing a heater outside the compression chamber as in this configuration. This configuration is particularly effective when the heater cannot be directly provided in the compression chamber.

【0024】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、圧縮室内の熱を外部に放出するための金属材料から
なる放熱部を備えており、加熱手段がこの放熱部に電圧
を印加して電流を流すことにより圧縮室内の作動ガスを
加熱する電圧印加手段であってもよい。
The Stirling engine of the present invention is provided with, for example, a heat radiating section made of a metal material for radiating the heat in the compression chamber to the outside, and the heating means applies a voltage to the heat radiating section to flow an electric current. Therefore, it may be a voltage applying means for heating the working gas in the compression chamber.

【0025】本構成のように、定常運転動作時において
圧縮室内の熱を外部へと放出するための放熱部を導電材
料とし、非定常運転動作時にこの放熱部に電圧を印加し
て電流を流すことによって放熱部を発熱させ、この熱に
より圧縮室内の作動ガスを加熱することも可能である。
本構成は、ヒータをスターリング機関内に直接設置でき
ない場合などに特に有効である。
As in this structure, the heat radiation portion for releasing the heat in the compression chamber to the outside during the steady operation is made of a conductive material, and the voltage is applied to the heat radiation portion to flow the current during the unsteady operation. As a result, it is possible to heat the heat dissipation portion and heat the working gas in the compression chamber.
This configuration is particularly effective when the heater cannot be directly installed in the Stirling engine.

【0026】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、温度差助長手段がピストンを挟んで圧縮室と反対側
に位置し圧縮室と連通する背圧室内の作動ガスを加熱す
るヒータからなることが好ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, it is preferable that the temperature difference promoting means comprises a heater for heating the working gas in the back pressure chamber which is located on the opposite side of the compression chamber with the piston interposed and communicates with the compression chamber. .

【0027】本構成のように、圧縮室内の作動ガスを加
熱するのではなく、背圧室内の作動ガスを加熱すること
によっても、圧縮室内と膨張室内との温度差を助長する
ことが可能である。これは、圧縮室と膨張室とが連通し
ているために、作動ガスの行き来があるためである。こ
の場合、背圧室内の作動ガスを加熱することが可能であ
ればヒータを設置する位置は特に限定されるものではな
く、背圧室内でも背圧室外であってもよい。
It is possible to promote the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber by heating the working gas in the back pressure chamber instead of heating the working gas in the compression chamber as in this configuration. is there. This is because the compression chamber and the expansion chamber communicate with each other, so that the working gas flows back and forth. In this case, the position where the heater is installed is not particularly limited as long as it can heat the working gas in the back pressure chamber, and it may be inside or outside the back pressure chamber.

【0028】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば温度差助長手段が圧縮室内の熱が外部へと放出されな
いように熱を蓄積する蓄熱手段からなることが望まし
い。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, the temperature difference promoting means preferably comprises a heat storage means for accumulating heat so that the heat in the compression chamber is not released to the outside.

【0029】本構成のように、蓄熱手段によって温度差
助長手段を構成することも可能である。なお、ここでい
う外部とは、スターリング機関の外部を意味している。
上述の圧縮室内の作動ガスを直接加熱する方法とは異な
り、定常運転動作時に発生した熱を蓄熱手段に蓄積させ
ておき、この熱を非定常運転動作時に利用して圧縮室内
の作動ガスを加熱することにより、より簡便な構成にて
両室の温度差を助長することが可能になる。このような
蓄熱手段を設けた場合には、装置購入当初の運転開始時
には圧縮室や膨張室のみならず蓄熱手段も雰囲気温度と
なっているためにその効果は得られないが、たとえばス
ターリング冷凍機における除霜作業時などの一時的な動
作停止に対しては特に有効である。
As in this configuration, it is possible to configure the temperature difference promoting means by the heat storage means. The term “outside” as used herein means the outside of the Stirling engine.
Unlike the above method of directly heating the working gas in the compression chamber, the heat generated during the steady operation is stored in the heat storage means, and this heat is used during the unsteady operation to heat the working gas in the compression chamber. By doing so, it becomes possible to promote the temperature difference between the two chambers with a simpler configuration. When such a heat storage means is provided, the effect cannot be obtained because not only the compression chambers and expansion chambers but also the heat storage means have the ambient temperature at the start of the operation at the time of purchase of the apparatus, but for example, a Stirling refrigerator. It is particularly effective for temporary stoppage of operations such as during defrosting work in.

【0030】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、蓄熱手段が圧縮室の外側に配設された蓄熱材からな
ることが好ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, the heat storage means is preferably made of a heat storage material arranged outside the compression chamber.

【0031】本構成のように、蓄熱手段を蓄熱材にて構
成することにより、より簡便に両室の温度差を助長する
ことが可能になる。この場合には、定常運転動作時に過
度に圧縮室内の作動ガス温度が上昇しないように、蓄熱
材を圧縮室の外部に設けておくことが好ましい。
By configuring the heat storage means with a heat storage material as in this configuration, it becomes possible to facilitate the temperature difference between the two chambers more easily. In this case, it is preferable that the heat storage material is provided outside the compression chamber so that the temperature of the working gas in the compression chamber does not rise excessively during steady operation.

【0032】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、圧縮室と外部との熱交換を行なう熱媒体を流通させ
る循環路を備えており、この循環路内に蓄熱手段が配設
されていることが好ましい。
The above Stirling engine of the present invention is provided with, for example, a circulation passage through which a heat medium for exchanging heat between the compression chamber and the outside is circulated, and the heat storage means is arranged in this circulation passage. preferable.

【0033】本構成のように、圧縮室内の作動ガスと外
部との熱交換を行なう循環路中に蓄熱手段を設けること
により、スターリング機関の運転中にこの蓄熱手段によ
って圧縮室内から外部へと放出される熱を蓄熱しておく
ことが可能となる。この後、スターリング機関を一時停
止した場合にも循環路中に設けられた蓄熱手段によって
熱が蓄熱されているため、運転再開後にこの熱が再び圧
縮室内の作動ガスと熱交換することによって、意図的に
圧縮室内の作動ガス温度を上昇させることが可能とな
る。
As in this structure, the heat storage means is provided in the circulation path for exchanging heat between the working gas in the compression chamber and the outside, so that the heat storage means releases the heat from the compression chamber to the outside during the operation of the Stirling engine. The stored heat can be stored. After this, even when the Stirling engine is temporarily stopped, the heat is stored by the heat storage means provided in the circulation path, so this heat is exchanged with the working gas in the compression chamber again after the restart of the operation. It is possible to raise the temperature of the working gas in the compression chamber.

【0034】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、循環路が分岐路を備えており、この分岐路内に蓄熱
手段が配設されていることが望ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, it is desirable that the circulation path has a branch path, and the heat storage means is disposed in this branch path.

【0035】本構成のように循環路に別途分岐路を設
け、この分岐路中に蓄熱手段を配設することにより、定
常運転動作時に熱媒体が循環する経路と、非定常運転時
に熱媒体が流通する経路とを変更することが可能となる
ため、より効率的に熱交換が行なえるようになる。
By providing a separate branch path in the circulation path and arranging the heat storage means in this branch path as in the present configuration, the path through which the heat medium circulates during steady operation and the heat medium during unsteady operation are provided. Since it is possible to change the distribution route, heat exchange can be performed more efficiently.

【0036】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、温度差助長手段が膨張室を冷却する冷却手段からな
っていることが望ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, the temperature difference promoting means preferably comprises a cooling means for cooling the expansion chamber.

【0037】本構成により、膨張室内の作動ガスを冷却
手段によって意図的に冷却することにより、圧縮室内と
膨張室内の温度差を助長することが可能となる。なお、
この冷却手段は、膨張室内の作動ガスがディスプレーサ
によって膨張されることで低温になるのとは別に、強制
的に膨張室内の作動ガス温度を下降させるものである。
With this configuration, it is possible to promote the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber by intentionally cooling the working gas in the expansion chamber by the cooling means. In addition,
This cooling means forcibly lowers the temperature of the working gas in the expansion chamber, in addition to the temperature of the working gas in the expansion chamber expanded by the displacer to lower the temperature.

【0038】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、温度差助長手段が膨張室内の熱が外部へと伝熱され
ないように熱を蓄積する蓄冷手段からなっていことが望
ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, it is desirable that the temperature difference promoting means comprises a cold storage means for accumulating heat so that the heat in the expansion chamber is not transferred to the outside.

【0039】本構成のように、蓄冷手段によって温度差
助長手段を構成することも可能である。なお、ここでい
う外部とは、スターリング機関の外部を意味している。
上述の膨張室内の作動ガスを直接冷却する方法とは異な
り、定常運転動作時に発生した冷熱を蓄冷手段に蓄積さ
せておき、この冷熱を非定常運転動作時に利用して膨張
室内の作動ガスを冷却することにより、より簡便な構成
にて両室の温度差を助長することが可能になる。このよ
うな蓄冷手段を設けた場合には、装置購入当初の運転開
始時には圧縮室や膨張室のみならず蓄冷手段も雰囲気温
度となっているためにその効果は得られないが、たとえ
ばスターリング冷凍機における除霜作業時などの一時的
な動作停止に対しては特に有効である。
As in this structure, it is possible to configure the temperature difference promoting means by the cold storage means. The term “outside” as used herein means the outside of the Stirling engine.
Unlike the above-described method of directly cooling the working gas in the expansion chamber, the cold heat generated during the steady operation operation is stored in the cold storage means, and this cold heat is used during the unsteady operation operation to cool the working gas inside the expansion chamber. By doing so, it becomes possible to promote the temperature difference between the two chambers with a simpler configuration. When such a cool storage means is provided, the effect cannot be obtained because not only the compression chamber and the expansion chamber but also the cool storage means are at the ambient temperature at the start of the operation at the time of purchase of the apparatus, but for example, a Stirling refrigerator. It is particularly effective for temporary stoppage of operations such as during defrosting work in.

【0040】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、膨張室と外部との熱交換を行なう熱媒体を流通させ
る循環路を備えており、この循環路内に蓄冷手段が配設
されていることが望ましい。
The above Stirling engine of the present invention is provided with, for example, a circulation passage through which a heat medium for exchanging heat between the expansion chamber and the outside is circulated, and the cold storage means is arranged in this circulation passage. desirable.

【0041】本構成のように、膨張室内の作動ガスと外
部との熱交換を行なう循環路中に蓄冷手段を設けること
により、スターリング機関の運転中にこの蓄冷手段によ
って膨張室内から外部へと放出される冷熱を蓄熱してお
くことが可能となる。このため、スターリング機関を一
時停止した場合にも循環路中に設けられた蓄冷手段によ
って冷熱が蓄熱されているため、運転再開後にこの冷熱
が再び圧縮室内の作動ガスと熱交換することによって、
意図的に圧縮室内の作動ガス温度を上昇させることが可
能となる。
As in this structure, by providing the cool storage means in the circulation path for exchanging heat between the working gas in the expansion chamber and the outside, the cool storage means discharges the expansion gas from the expansion chamber to the outside during operation of the Stirling engine. It becomes possible to store the stored cold heat. For this reason, even when the Stirling engine is temporarily stopped, cold heat is stored by the cold storage means provided in the circulation path, and therefore this cold heat exchanges heat with the working gas in the compression chamber again after the restart of operation,
It is possible to intentionally raise the temperature of the working gas in the compression chamber.

【0042】上記本発明のスターリング機関は、たとえ
ば、循環路が分岐路を備えており、この分岐路内に蓄冷
手段が配設されていることが好ましい。
In the above Stirling engine of the present invention, for example, it is preferable that the circulation path has a branch path, and the cold storage means is disposed in the branch path.

【0043】本構成のように循環路に別途分岐路を設
け、この分岐路中に蓄冷手段を配設することにより、定
常運転動作時に熱媒体が循環する経路と、非定常運転時
に熱媒体が流通する経路とを変更することが可能となる
ため、より効率的に熱交換が行なえるようになる。
By providing a separate branch path in the circulation path and arranging the cold storage means in the branch path as in the present configuration, the path through which the heat medium circulates during steady operation and the heat medium during unsteady operation are provided. Since it is possible to change the distribution route, heat exchange can be performed more efficiently.

【0044】本発明のスターリング機関の運転方法は、
シリンダ内に嵌装され、駆動手段に駆動されて往復動す
るピストンと、ピストンと位相差をもって往復動するデ
ィスプレーサと、ピストンおよびディスプレーサの間に
区画形成された圧縮室と、ディスプレーサを挟んで圧縮
室と反対側に位置する膨張室とを備えたスターリング機
関の運転方法であって、運転開始時に圧縮室と膨張室と
の温度差の拡大を助長し、温度差が所定の温度差に達し
た時点で温度差の拡大の助長を停止させることを特徴と
する。
The operating method of the Stirling engine of the present invention is as follows.
A piston fitted in a cylinder and reciprocated by driving means, a displacer reciprocating with a phase difference from the piston, a compression chamber defined between the piston and the displacer, and a compression chamber sandwiching the displacer. A method for operating a Stirling engine having an expansion chamber located on the opposite side of the expansion chamber, which promotes expansion of the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber at the start of operation, and when the temperature difference reaches a predetermined temperature difference. It is characterized by stopping the promotion of the temperature difference.

【0045】本運転方法を用いてスターリング機関を運
転することにより、温度差の拡大を助長させることによ
って非定常運転動作時に最大出力運転が可能となるとと
もに、定常運転動作移行後に温度差の拡大の助長を停止
させることで圧縮室と膨張室に過度の温度差が生ずるこ
とによる出力低下を防止することが可能となる。このた
め、スターリング機関の運転時において常に最大出力運
転を行なうことが可能となる。
By operating the Stirling engine using this operating method, the maximum output operation can be performed during the unsteady operation operation by promoting the expansion of the temperature difference, and the expansion of the temperature difference can be achieved after the transition to the steady operation operation. By stopping the promotion, it is possible to prevent output reduction due to excessive temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber. Therefore, it is possible to always perform the maximum output operation when the Stirling engine is operating.

【0046】上記本発明のスターリング機関の運転方法
は、たとえば、スターリング機関が、圧縮室と外部との
熱交換を行なう熱媒体が流通する流通路と、当該流通路
内の熱媒体を流動させる流動手段とをさらに備えてお
り、流動手段を停止させることにより温度差の拡大を助
長し、流動手段を動作させることにより温度差の拡大の
助長を停止させることによっても実現される。
In the method of operating the Stirling engine of the present invention, for example, the Stirling engine has a flow passage through which a heat medium for exchanging heat between the compression chamber and the outside flows, and a flow for causing the heat medium in the flow passage to flow. It is also realized by stopping the flow means to promote the expansion of the temperature difference and by operating the flow means to stop the promotion of the temperature difference expansion.

【0047】本構成のように、温度差の拡大を助長する
手段を、循環路と循環路内の熱媒体を流動させる流動手
段とから構成した場合には、非定常運転時に流動手段を
停止させておくことによって圧縮室内の作動ガスと外部
との熱交換を抑制し、圧縮室内の温度の上昇を促進させ
て圧縮室と膨張室の温度差を助長することも可能であ
る。この場合にも本運転方法のように、定常運転動作移
行後は流動手段を動作させて熱交換性能を向上させる。
When the means for promoting the expansion of the temperature difference is composed of the circulation path and the flow means for flowing the heat medium in the circulation path as in the present construction, the flow means is stopped during the unsteady operation. It is also possible to suppress the heat exchange between the working gas in the compression chamber and the outside, promote the temperature rise in the compression chamber, and promote the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber. In this case as well, like the present operating method, the heat exchange performance is improved by operating the fluidizing means after the transition to the steady operation.

【0048】上記本発明のスターリング機関の運転方法
は、たとえば、スターリング機関が、膨張室と外部との
熱交換を行なう熱媒体が流通する流通路と、当該流通路
内の熱媒体を流動させる流動手段とをさらに備えてお
り、流動手段を停止させることにより温度差の拡大を助
長し、流動手段を動作させることにより温度差の拡大の
助長を停止させることによっても実現される。
In the method of operating the Stirling engine of the present invention, for example, the Stirling engine has a flow passage through which a heat medium for exchanging heat between the expansion chamber and the outside flows, and a flow for causing the heat medium in the flow passage to flow. It is also realized by stopping the flow means to promote the expansion of the temperature difference and by operating the flow means to stop the promotion of the temperature difference expansion.

【0049】本構成のように、温度差の拡大を助長する
手段を、循環路と循環路内の熱媒体を流動させる流動手
段とから構成した場合には、非定常運転時に流動手段を
停止させておくことによって膨張室内の作動ガスと外部
との熱交換を抑制し、膨張室内の温度の下降を促進させ
て圧縮室と膨張室の温度差を助長することも可能であ
る。この場合にも本運転方法のように、定常運転動作移
行後は流動手段を動作させて熱交換性能を向上させる。
When the means for promoting the expansion of the temperature difference is composed of the circulation path and the flow means for flowing the heat medium in the circulation path as in the present construction, the flow means is stopped during the unsteady operation. It is also possible to suppress the heat exchange between the working gas in the expansion chamber and the outside, promote the decrease of the temperature in the expansion chamber, and promote the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber. In this case as well, like the present operating method, the heat exchange performance is improved by operating the fluidizing means after the transition to the steady operation.

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を参照して説明する。なお、ここでもスターリン
グ機関を用いたスターリング冷凍機を例示して説明を行
なう。また、上述の従来例にて説明した部分と同一の部
分に関しては図中同一の符号を付し、その説明は繰り返
さない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the explanation will be given here also by exemplifying a Stirling refrigerator using a Stirling engine. Further, the same parts as those described in the above-mentioned conventional example are designated by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will not be repeated.

【0051】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1におけるスターリング冷凍機の構造を説明するた
めの概略断面図である。本実施の形態におけるスターリ
ング冷凍機は、圧縮室4の内側にヒータ17を備えてい
る。このヒータ17は、スターリング冷凍機の運転開始
直後から定常運転状態に至るまでの間に、意図的に圧縮
室4内の作動ガスを加熱することが可能となるように取
付けられたものである。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in Embodiment 1 of the present invention. The Stirling refrigerator in the present embodiment includes a heater 17 inside the compression chamber 4. The heater 17 is attached so as to be able to intentionally heat the working gas in the compression chamber 4 immediately after the start of the operation of the Stirling refrigerator until the steady operation state is reached.

【0052】運転開始直後の非定常運転状態から定常運
転状態に至ったか否かを判断する手法としては、たとえ
ばスターリング冷凍機に、圧縮室4内の作動ガス温度を
検出する高温側温度検出センサ47と、膨張室5内の作
動ガス温度を検出する低温側温度検出センサ48を設
け、これら温度検出センサ47,48によって検出され
た温度情報をもとに温度差を算出し、この温度差が定常
運転時に収束する温度差に達したか否かで判断すること
が可能である。定常運転時の温度差に達した場合には、
スターリング冷凍機に設けられた制御手段(図示せず)
によりヒータ17の動作を停止させ、安定した定常運転
が実現されるようにする。
As a method for determining whether the steady state has been reached from the unsteady state immediately after the start of operation, for example, in the Stirling refrigerator, the high temperature side temperature detecting sensor 47 for detecting the working gas temperature in the compression chamber 4 is used. And a low temperature side temperature detection sensor 48 for detecting the temperature of the working gas in the expansion chamber 5, and a temperature difference is calculated based on the temperature information detected by these temperature detection sensors 47, 48. It is possible to judge whether or not the temperature difference that converges during operation has been reached. If the temperature difference during steady operation is reached,
Control means provided in the Stirling refrigerator (not shown)
Thus, the operation of the heater 17 is stopped, and stable steady operation is realized.

【0053】本実施の形態におけるスターリング冷凍機
では、圧縮室4の内側にヒータ17を備えることによ
り、運転開始直後から圧縮室4内の作動ガスを直接加熱
して、圧縮室4内の作動ガス温度を上昇させることが可
能となるため、圧縮室4内の作動ガス温度と膨張室5内
の作動ガス温度とに大きな温度差を生じさせることが可
能となる。この結果ピストン3に熱負荷がかかり、定常
運転動作に近い状態での運転が可能となる。なお、圧縮
室4内に設計上ヒータを設置できない場合には、圧縮室
4外部にヒータを設置することも可能である。たとえ
ば、図2に示したように、圧縮室4の熱を外部へと放出
する放熱部11の外側にヒータ18を取付けてもよい。
In the Stirling refrigerator according to the present embodiment, the heater 17 is provided inside the compression chamber 4 so that the working gas in the compression chamber 4 is directly heated immediately after the start of operation, and the working gas in the compression chamber 4 is directly heated. Since it is possible to raise the temperature, it is possible to cause a large temperature difference between the working gas temperature in the compression chamber 4 and the working gas temperature in the expansion chamber 5. As a result, a heat load is applied to the piston 3, and it becomes possible to operate in a state close to a steady operation operation. If the heater cannot be installed in the compression chamber 4 due to the design, it is possible to install the heater outside the compression chamber 4. For example, as shown in FIG. 2, the heater 18 may be attached to the outside of the heat radiating portion 11 that radiates the heat of the compression chamber 4 to the outside.

【0054】(実施の形態2)図3は、本発明の実施の
形態2におけるスターリング冷凍機の構造を説明するた
めの概略断面図である。本実施の形態におけるスターリ
ング冷凍機は、圧縮室4内部の作動ガスを外部へと放出
するための放熱部11が金属材料(たとえば、銅など)
からなっている。また、この放熱部11には電圧印加手
段が電気的に接続されており、この電圧印加手段によっ
て電圧が印加されて電流が流れて放熱部11が昇温す
る。なお、この放熱部11に接触する構成部品をすべて
ステンレスなどの高電気低効率の材料によって構成する
ことにより、他の部品へ電流が流れることを防止してお
くことが望ましい。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in the second embodiment of the present invention. In the Stirling refrigerator according to the present embodiment, the heat radiation portion 11 for discharging the working gas inside the compression chamber 4 to the outside is made of a metal material (for example, copper).
It consists of A voltage applying unit is electrically connected to the heat radiating unit 11, and a voltage is applied by the voltage applying unit so that a current flows and the heat radiating unit 11 is heated. It is desirable to prevent current from flowing to other parts by forming all the parts in contact with the heat dissipation part 11 with a material having high electric and low efficiency such as stainless steel.

【0055】本構成により、電圧印加手段によって放熱
部11が加熱され、この熱が圧縮室4内部の作動ガスへ
と伝熱されることにより、圧縮室4内部の作動ガス温度
を意図的に上昇させることが可能となる。上述の実施の
形態1および2のように圧縮室4の内側や外側に別途ヒ
ータを設けることができない場合に、本構成が特に有効
となる。
With this configuration, the heat radiating portion 11 is heated by the voltage applying means, and this heat is transferred to the working gas inside the compression chamber 4, whereby the working gas temperature inside the compression chamber 4 is intentionally raised. It becomes possible. This configuration is particularly effective when a separate heater cannot be provided inside or outside the compression chamber 4 as in the first and second embodiments described above.

【0056】(実施の形態3)図4は、本発明の実施の
形態3におけるスターリング冷凍機の構造を説明するた
めの概略断面図である。本実施の形態におけるスターリ
ング冷凍機では、ピストン3を挟んで圧縮室4と反対側
に位置する背圧室14を構成する本体ケーシング15の
外側にヒータ33が設置されている。通常、ピストン3
はシリンダ1内を摺動するためにわずかな隙間をもって
嵌装されている。このため、背圧室14と圧縮室4とは
この隙間を介して連通している。また、背圧室14内に
流入した作動ガスを再び圧縮室4へと戻す機構が設けら
れている場合もある。このように、背圧室14と圧縮室
4とは連通しているため、スターリング冷凍機の運転時
にはある程度作動ガスが行き来できる状態となってい
る。
(Third Embodiment) FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in the third embodiment of the present invention. In the Stirling refrigerator according to the present embodiment, the heater 33 is installed outside the main body casing 15 that forms the back pressure chamber 14 located on the opposite side of the compression chamber 4 with the piston 3 interposed therebetween. Usually piston 3
Are fitted with a slight gap for sliding in the cylinder 1. Therefore, the back pressure chamber 14 and the compression chamber 4 communicate with each other through this gap. Further, there may be a case where a mechanism for returning the working gas flowing into the back pressure chamber 14 to the compression chamber 4 again is provided. As described above, since the back pressure chamber 14 and the compression chamber 4 communicate with each other, the working gas can come and go to some extent during the operation of the Stirling refrigerator.

【0057】このため、背圧室14内の作動ガスを加熱
することにより、圧縮室4内の作動ガス温度を上昇させ
ることが可能となる。ただし、この場合は上述の実施の
形態1および2に比べて、圧縮室4内の作動ガス温度を
上昇させる効率が低いため、補助加熱手段として用いる
ことが好ましい。また、図5示したように背圧室14内
にヒータ34を設けたり、図6に示したようにスターリ
ング冷凍機の本体ケーシングから離れた部位にヒータ3
5を設置してもよい。
Therefore, by heating the working gas in the back pressure chamber 14, it becomes possible to raise the temperature of the working gas in the compression chamber 4. However, in this case, since the efficiency of raising the temperature of the working gas in the compression chamber 4 is lower than that in the first and second embodiments, it is preferable to use the auxiliary heating means. Further, as shown in FIG. 5, a heater 34 is provided in the back pressure chamber 14, or as shown in FIG. 6, the heater 3 is provided at a position away from the main body casing of the Stirling refrigerator.
5 may be installed.

【0058】(実施の形態4)図7は、本発明の実施の
形態5におけるスターリング冷凍機の構造を説明するた
めの概略断面図である。本実施の形態のスターリング冷
凍機は、圧縮室4の近傍に蓄熱材32が設置されてい
る。この蓄熱材32は、圧縮室4から放熱される熱を蓄
積する。
(Fourth Embodiment) FIG. 7 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in the fifth embodiment of the present invention. In the Stirling refrigerator of this embodiment, the heat storage material 32 is installed near the compression chamber 4. The heat storage material 32 stores the heat radiated from the compression chamber 4.

【0059】本構成により、蓄熱材32はスターリング
冷凍機の定常運転時において圧縮室4から放出される熱
をその内部に蓄積し、スターリング冷凍機の停止時にお
いてもその熱を一定時間蓄積しておくことが可能であ
る。この結果、蓄熱材32を備えていない場合に比べ、
運転停止後の圧縮室4内の温度低下は緩やかになる。こ
の間に除霜作業を行なうことにより、スターリング冷凍
機の再運転開始時における圧縮室4内の作動ガス温度は
蓄熱材32の蓄熱効果によって最小限の温度低下に抑え
られているため、従来よりも高く維持しておくことが可
能になる。この結果、圧縮室4内の作動ガスと膨張室5
内の作動ガスとの温度差がある程度確保されているた
め、運転再開直後におけるピストン3への熱負荷の付与
が可能となる。
With this structure, the heat storage material 32 accumulates the heat released from the compression chamber 4 inside the Stirling refrigerator during the steady operation of the Stirling refrigerator and accumulates the heat for a certain period even when the Stirling refrigerator is stopped. It is possible to set. As a result, compared to the case without the heat storage material 32,
The temperature decrease in the compression chamber 4 after the operation is stopped becomes gentle. By performing the defrosting operation during this period, the temperature of the working gas in the compression chamber 4 at the time of restarting the operation of the Stirling refrigerator is suppressed to a minimum temperature decrease due to the heat storage effect of the heat storage material 32. It is possible to keep it high. As a result, the working gas in the compression chamber 4 and the expansion chamber 5
Since a temperature difference with the working gas inside is secured to some extent, it is possible to apply a heat load to the piston 3 immediately after restarting the operation.

【0060】(実施の形態5)図8は、本発明の実施の
形態5におけるスターリング冷凍機の構造を説明するた
めの概略断面図である。本実施の形態におけるスターリ
ング冷凍機は、定常運転時に圧縮室4内の熱を外部に放
出する熱媒体の流通する流通路23を備えている。本実
施の形態では、この流通路23内を流通する熱媒体とし
て空気が用いられたいわゆる空冷式の流通路が構成され
ている。この場合、流通路23内に設置された流動手段
である送風ファン22によって、圧縮室4の外側に設け
られた外部熱交換器21に強制的に空気が接触させら
れ、この空気と外部熱交換器21とに熱交換を行なわせ
ることによって、圧縮室4内の熱を外部へと放出する。
(Fifth Embodiment) FIG. 8 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in the fifth embodiment of the present invention. The Stirling refrigerator in the present embodiment is provided with a flow passage 23 through which a heat medium that radiates the heat in the compression chamber 4 to the outside flows during the steady operation. In the present embodiment, a so-called air-cooled flow passage in which air is used as a heat medium flowing in the flow passage 23 is configured. In this case, the air is forced to contact the external heat exchanger 21 provided outside the compression chamber 4 by the blower fan 22 that is a flow means installed in the flow passage 23, and the air and the external heat exchange are performed. The heat in the compression chamber 4 is released to the outside by causing the vessel 21 to exchange heat.

【0061】本実施の形態におけるスターリング冷凍機
では、非定常運転時にこの送風ファン22の動作を意図
的に停止する。これにより、外部熱交換器21の熱交換
性能は低下し、圧縮室4内の作動ガス温度は送風ファン
22を動作させた場合よりもより早く定常状態の温度に
近付き、圧縮室4内と膨張室5内の温度差を所定の温度
差に迅速に導くことが可能となる。また、図9に示した
ように、流通路23内にヒータ19を設置しておき、こ
のヒータ19を非定常運転時に動作させてもよい。この
場合には送風ファンを動作させることにより、さらに効
率よく圧縮室4内の作動ガス温度を上昇させることも可
能である。
In the Stirling refrigerator according to the present embodiment, the operation of the blower fan 22 is intentionally stopped during the unsteady operation. As a result, the heat exchange performance of the external heat exchanger 21 decreases, and the temperature of the working gas in the compression chamber 4 approaches the steady-state temperature faster than when the blower fan 22 is operated, and the expansion of the working gas in the compression chamber 4 increases. It is possible to quickly lead the temperature difference in the chamber 5 to a predetermined temperature difference. Further, as shown in FIG. 9, a heater 19 may be installed in the flow passage 23 and the heater 19 may be operated during unsteady operation. In this case, it is possible to raise the temperature of the working gas in the compression chamber 4 more efficiently by operating the blower fan.

【0062】(実施の形態6)図10は、本発明の実施
の形態6におけるスターリング冷凍機の構造を説明する
ための概略断面図である。本実施の形態におけるスター
リング冷凍機は、定常運転時に圧縮室4内の熱を外部に
放出する熱媒体の流通する循環路24を備えている。本
実施の形態では、この循環路24内を流通する熱媒体と
して液体が用いられたいわゆる液冷式の循環路が構成さ
れている。この場合、圧縮室4の外側に設けられた放熱
部11に流動手段である循環ポンプ27によって強制的
に液体を接触させることにより、この液体と放熱部との
熱交換を行なわせ、圧縮室4内の熱を外部へと放出す
る。
(Sixth Embodiment) FIG. 10 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in the sixth embodiment of the present invention. The Stirling refrigerator according to the present embodiment includes a circulation path 24 through which a heat medium that radiates the heat in the compression chamber 4 to the outside flows during steady operation. In the present embodiment, a so-called liquid cooling type circulation path is used in which a liquid is used as the heat medium flowing through the circulation path 24. In this case, the liquid is forcibly brought into contact with the heat radiating portion 11 provided outside the compression chamber 4 by the circulation pump 27, which is a flow means, to cause heat exchange between the liquid and the heat radiating portion. The heat inside is released to the outside.

【0063】本実施の形態におけるスターリング冷凍機
では、非定常運転時にこの循環ポンプ27の動作を意図
的に停止する。これにより、放熱部11と熱媒体との熱
交換効率は低下し、圧縮室4内の熱は室内に残存する。
この結果、圧縮室4内の温度は循環ポンプ27を動作さ
せた場合よりも、より早く定常状態の温度に近付き、圧
縮室4内と膨張室5内の温度差を所定の温度差により迅
速に導くことが可能となる。
In the Stirling refrigerator according to the present embodiment, the operation of the circulation pump 27 is intentionally stopped during the unsteady operation. As a result, the heat exchange efficiency between the heat radiating portion 11 and the heat medium decreases, and the heat in the compression chamber 4 remains in the room.
As a result, the temperature in the compression chamber 4 approaches the temperature in the steady state sooner than in the case where the circulation pump 27 is operated, and the temperature difference between the compression chamber 4 and the expansion chamber 5 is swiftly increased by the predetermined temperature difference. It is possible to lead.

【0064】また、図10に示したように、循環路24
中に外部放熱器26に加えて蓄熱手段であり保温性能を
有するリザーブタンク25を設けることも考えられる。
このリザーブタンク25は、スターリング機関の動作に
よって一時停止時(たとえば、除霜作業時など)におい
てもなお熱が蓄積された状態となっており、スターリン
グ機関の運転再開時にこの熱を利用して圧縮室4内の作
動ガスを迅速に昇温させてもよい。
Further, as shown in FIG.
In addition to the external radiator 26, it may be possible to provide a reserve tank 25, which is a heat storage means and has heat retention performance.
The reserve tank 25 is in a state where heat is still accumulated even during a temporary stop (for example, during defrosting work) due to the operation of the Stirling engine, and this heat is used to compress the heat when the operation of the Stirling engine is restarted. The working gas in the chamber 4 may be quickly heated.

【0065】さらに、図11に示したように、この循環
路24に分岐路28を設け、分岐路中に蓄熱材29を設
置しておくことも考えられる。この場合、定常運転時に
は外部冷却器26のある循環路と分岐路28の双方に熱
媒体を流通させておき、非定常運転時においては切換え
器30によってこの分岐路28にのみに熱媒体を流通さ
せることにより、蓄熱材29に蓄積された熱によって圧
縮室4内の作動ガス温度が運転停止後(たとえば、除霜
作業時など)も保たれるため、運転再開時までの間、圧
縮室4内の作動ガス温度と膨張室5内の作動ガス温度と
の温度差を長時間にわたって保持しておくことが可能に
なる。
Further, as shown in FIG. 11, it is conceivable to provide a branch passage 28 in the circulation passage 24 and install a heat storage material 29 in the branch passage. In this case, the heat medium is circulated in both the circulation path with the external cooler 26 and the branch path 28 during the steady operation, and the heat medium is circulated only in the branch path 28 by the switch 30 during the unsteady operation. By doing so, the temperature of the working gas in the compression chamber 4 is maintained by the heat accumulated in the heat storage material 29 even after the operation is stopped (for example, during defrosting work). The temperature difference between the working gas temperature inside and the working gas temperature inside the expansion chamber 5 can be maintained for a long time.

【0066】(実施の形態7)図12は、本発明の実施
の形態7におけるスターリング冷凍機の構造を説明する
ための概略断面図である。本実施の形態におけるスター
リング冷凍機は、定常運転時に膨張室5内の冷熱を冷凍
/冷蔵庫42に伝熱するための熱媒体の流通する循環路
45を備えている。本実施の形態では、この循環路45
内を流通する熱媒体として液体を用いたいわゆる液冷式
の流通路を備えている。この場合、膨張室5の外側に設
けられた外部熱交換器43に循環ポンプ44によって強
制的に液体を接触させて冷却部13と液体との熱交換を
行なわせ、膨張室5内の冷熱を冷凍/冷蔵庫42へと伝
熱する。
(Embodiment 7) FIG. 12 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in Embodiment 7 of the present invention. The Stirling refrigerator in the present embodiment is provided with a circulation path 45 through which a heat medium for transferring the cold heat in expansion chamber 5 to freezer / refrigerator 42 during steady operation flows. In the present embodiment, this circulation path 45
A so-called liquid-cooling type flow passage using a liquid as a heat medium flowing therein is provided. In this case, the external heat exchanger 43 provided outside the expansion chamber 5 is forced to come into contact with the liquid by the circulation pump 44 to cause heat exchange between the cooling unit 13 and the liquid, and the cold heat in the expansion chamber 5 is removed. Heat is transferred to the freezer / refrigerator 42.

【0067】本実施の形態におけるスターリング冷凍機
では、非定常運転時にこの循環ポンプ44の動作を意図
的に停止する。これにより、外部熱交換器43の熱交換
性能は低下し、膨張室5内の冷熱は蓄積される。この結
果、膨張室5内の温度は循環ポンプ44を動作させた場
合よりもより早く定常状態の温度に近付き、圧縮室4内
と膨張室5内の温度差を所定の温度差により迅速に導く
ことが可能となる。
In the Stirling refrigerator according to the present embodiment, the operation of the circulation pump 44 is intentionally stopped during the unsteady operation. As a result, the heat exchange performance of the external heat exchanger 43 deteriorates, and the cold heat in the expansion chamber 5 is accumulated. As a result, the temperature in the expansion chamber 5 approaches the temperature in the steady state sooner than when the circulation pump 44 is operated, and the temperature difference between the compression chamber 4 and the expansion chamber 5 is quickly guided by the predetermined temperature difference. It becomes possible.

【0068】(実施の形態8)図13は、本発明の実施
の形態8におけるスターリング冷凍機の構造を説明する
ための概略断面図である。本実施の形態におけるスター
リング機関は、膨張室5の冷熱を取出すために外部熱交
換器46に接続された循環路37を備えている。循環路
37内には送風ファン36が設けられており、これによ
って循環路内を空気が流通する。また循環路37中には
分岐路38が設けられており、分岐路38中に蓄冷材3
9が設置されている。
(Embodiment 8) FIG. 13 is a schematic sectional view for explaining the structure of a Stirling refrigerator in Embodiment 8 of the present invention. The Stirling engine according to the present embodiment includes a circulation path 37 connected to an external heat exchanger 46 to take out cold heat of the expansion chamber 5. A blower fan 36 is provided in the circulation path 37, whereby air circulates in the circulation path. A branch path 38 is provided in the circulation path 37, and the cool storage material 3 is provided in the branch path 38.
9 are installed.

【0069】この場合、定常運転時には冷凍/冷蔵庫4
2および分岐路38の双方に空気を流通させる。これに
より、スターリング冷凍機の動作時に蓄冷材39に蓄積
された冷熱によって膨張室5内の作動ガス温度が運転停
止後も保たれる。この後、運転再開時には切換え器40
によって分岐路38側にのみ空気が流通するようにする
ことで、蓄冷材39に蓄積された冷熱によって意図的に
膨張室5が冷却される。この結果、圧縮室4の作動ガス
温度と膨張室5の作動ガス温度との温度差を意図的に助
長することが可能となる。
In this case, the freezer / refrigerator 4 is operated during steady operation.
Air is circulated in both the 2 and the branch passage 38. Thereby, the temperature of the working gas in the expansion chamber 5 is maintained by the cold heat accumulated in the regenerator material 39 during the operation of the Stirling refrigerator even after the operation is stopped. After this, when restarting the operation, the switch 40
By allowing air to flow only to the side of the branch passage 38, the expansion chamber 5 is intentionally cooled by the cold heat accumulated in the regenerator material 39. As a result, the temperature difference between the working gas temperature of the compression chamber 4 and the working gas temperature of the expansion chamber 5 can be intentionally promoted.

【0070】上述の実施の形態については、圧縮室内の
作動ガス温度と膨張室内の作動ガス温度との温度差を助
長する温度差助長手段として、いくつかの具体例を挙げ
て説明したが、特にこれに限られるものではない。スタ
ーリング機関の運転開始直後から定常運転状態に達する
までの間に意図的に両室内の作動ガス温度の温度差を助
長する手段であればどのようなものでもあってもよい。
また、上述の実施の形態に示した具体的な温度助長手段
を互いに組合わせて使用することも可能である。
In the above-mentioned embodiment, some specific examples have been described as the temperature difference promoting means for promoting the temperature difference between the working gas temperature in the compression chamber and the working gas temperature in the expansion chamber. It is not limited to this. Any means may be used as long as it intentionally promotes the temperature difference between the working gas temperatures in the two chambers from immediately after the start of the operation of the Stirling engine until the steady operation state is reached.
It is also possible to use the specific temperature promoting means shown in the above-mentioned embodiment in combination with each other.

【0071】さらには、流通路内を流れる熱媒体として
は、空気や液体である場合が多いが、特に限定されるも
のではなく、どのような熱媒体であってもよい。
Further, although the heat medium flowing in the flow passage is often air or liquid, it is not particularly limited and any heat medium may be used.

【0072】また、上記実施の形態すべてにおいて、ス
ターリング機関の応用例であるスターリング冷凍機を例
示して説明を行なったが、特にこれに限定されるもので
はない。
Further, in all of the above embodiments, the Stirling refrigerator, which is an application example of the Stirling engine, has been described as an example, but the present invention is not limited to this.

【0073】したがって、今回開示した上記各実施の形
態はすべての点で例示であって、制限的なものではな
い。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定
され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範
囲内でのすべての変更を含むものである。
Therefore, the above-described embodiments disclosed this time are exemplifications in all respects, and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the claims, and includes the meaning equivalent to the description of the claims and all modifications within the scope.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明により、運転開始直後の非定常運
転時に、圧縮室内の作動ガス温度と膨張室内の作動ガス
温度との温度差を助長することによってピストンの往復
動に熱負荷が加えられるため、定常運転時により近い状
態でスターリング機関を運転することが可能となる。こ
れにより、運転開始直後から高い入力電圧でピストンを
駆動することが可能となるとともに、ピストンおよびデ
ィスプレーサの衝突を防止することが可能となる。
According to the present invention, during unsteady operation immediately after the start of operation, a thermal load is applied to the reciprocating motion of the piston by promoting the temperature difference between the working gas temperature in the compression chamber and the working gas temperature in the expansion chamber. Therefore, it becomes possible to operate the Stirling engine in a state closer to that during steady operation. As a result, the piston can be driven with a high input voltage immediately after the start of operation, and the collision between the piston and the displacer can be prevented.

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

【図1】 本発明の実施の形態1におけるスターリング
冷凍機の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1における他の例のスタ
ーリング冷凍機の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of another example of a Stirling refrigerator in the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態2におけるスターリング
冷凍機の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態3における他の例のスタ
ーリング冷凍機の概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of another example of a Stirling refrigerator in the third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態3におけるさらに他の例
のスターリング冷凍機の概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a Stirling refrigerator of still another example according to Embodiment 3 of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態3におけるスターリング
冷凍機の概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態4におけるスターリング
冷凍機の概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態5におけるスターリング
冷凍機の概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態5における他の例のスタ
ーリング冷凍機の概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of another example of a Stirling refrigerator in the fifth embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態6におけるスターリン
グ冷凍機の概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態6における他の例のス
ターリング冷凍機の概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a Stirling refrigerator of another example in Embodiment 6 of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態7におけるスターリン
グ冷凍機の構成を説明するための模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a configuration of a Stirling refrigerator in a seventh embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施の形態8におけるスターリン
グ冷凍機の構成を説明するための模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the configuration of a Stirling refrigerator in the eighth embodiment of the present invention.

【図14】 従来の一般的なスターリング冷凍機の概略
断面図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view of a conventional general Stirling refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ、2 ディスプレーサ、3 ピストン、4
圧縮室、5 膨張室、6 再生器、7 リニアモー
タ、8 ディスプレーサロッド、9 スプリング、10
高温側内部熱交換器、11 放熱部、12 低温側内
部熱交換器、13冷却部、14 背圧室、15 本体ケ
ーシング、17〜19 ヒータ、20スターリング冷凍
機、21 外部熱交換器、22 送風ファン、23 流
通路、24 循環路、25 リザーブタンク、26 外
部冷却器、27 循環ポンプ、28 分岐路、29 蓄
熱材、30 切換え器、32 蓄熱材、33〜35 ヒ
ータ、36 送風ファン、37 循環路、38 分岐
路、39 蓄冷材、40切換え器、42 冷凍/冷蔵
庫、43 外部熱交換器、44 循環ポンプ、45循環
路、46 外部熱交換器、47 高温側温度検出セン
サ、48 低温側温度検出センサ。
1 cylinder, 2 displacer, 3 piston, 4
Compression chamber, 5 expansion chamber, 6 regenerator, 7 linear motor, 8 displacer rod, 9 spring, 10
High temperature side internal heat exchanger, 11 Heat dissipation part, 12 Low temperature side internal heat exchanger, 13 Cooling part, 14 Back pressure chamber, 15 Main body casing, 17-19 heater, 20 Stirling refrigerator, 21 External heat exchanger, 22 Blower Fan, 23 circulation passage, 24 circulation passage, 25 reserve tank, 26 external cooler, 27 circulation pump, 28 branch passage, 29 heat storage material, 30 switcher, 32 heat storage material, 33 to 35 heater, 36 blower fan, 37 circulation Passage, 38 branch passage, 39 cold storage material, 40 switching device, 42 freezer / refrigerator, 43 external heat exchanger, 44 circulation pump, 45 circulation passage, 46 external heat exchanger, 47 high temperature side temperature detection sensor, 48 low temperature side temperature Detection sensor.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダ内に嵌装され、駆動手段に駆動
されて往復動するピストンと、 前記シリンダ内に嵌装され、前記ピストンと位相差をも
って往復動するディスプレーサと、 前記ピストンおよびディスプレーサの間に区画形成され
た圧縮室と、 前記ディスプレーサを挟んで前記圧縮室と反対側に位置
する膨張室と、 前記圧縮室内の温度と前記膨張室内の温度との温度差を
助長する温度差助長手段とを備えた、スターリング機
関。
1. A piston fitted in a cylinder and reciprocating driven by driving means; a displacer fitted in the cylinder reciprocating with a phase difference from the piston; and between the piston and the displacer. A compression chamber partitioned and formed, an expansion chamber located on the opposite side of the compression chamber with the displacer interposed, and a temperature difference promoting means for promoting a temperature difference between the temperature inside the compression chamber and the temperature inside the expansion chamber. A Stirling engine equipped with.
【請求項2】 前記温度差を検出する温度差検出手段
と、前記温度差検出手段によって検出された温度差が所
定の温度差に達した場合に前記温度差助長手段の動作を
停止する制御手段とをさらに備えた、請求項1に記載の
スターリング機関。
2. A temperature difference detecting means for detecting the temperature difference, and a control means for stopping the operation of the temperature difference promoting means when the temperature difference detected by the temperature difference detecting means reaches a predetermined temperature difference. The Stirling engine according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記温度差助長手段が、前記圧縮室を加
熱する加熱手段からなる、請求項1または2に記載のス
ターリング機関。
3. The Stirling engine according to claim 1, wherein the temperature difference promoting means is a heating means for heating the compression chamber.
【請求項4】 前記加熱手段が、前記圧縮室の内側に配
設されたヒータからなる、請求項3に記載のスターリン
グ機関。
4. The Stirling engine according to claim 3, wherein the heating means comprises a heater disposed inside the compression chamber.
【請求項5】 前記加熱手段が、前記圧縮室の外側に配
設されたヒータからなる、請求項3に記載のスターリン
グ機関。
5. The Stirling engine according to claim 3, wherein the heating means comprises a heater arranged outside the compression chamber.
【請求項6】 前記圧縮室内の熱を外部に放出するため
の金属材料からなる放熱部を備え、前記加熱手段がこの
放熱部に電圧を印加して電流を流す電圧印加手段であ
る、請求項3に記載のスターリング機関。
6. A heat radiating section made of a metal material for radiating heat in the compression chamber to the outside, wherein the heating means is a voltage applying means for applying a voltage to the heat radiating section to flow a current. The Stirling engine described in 3.
【請求項7】 前記温度差助長手段が、前記ピストンを
挟んで前記圧縮室と反対側に位置し前記圧縮室と連通す
る背圧室を加熱するヒータからなる、請求項1または2
に記載のスターリング機関。
7. The temperature difference promoting means comprises a heater for heating a back pressure chamber which is located on the opposite side of the compression chamber with the piston interposed therebetween and which communicates with the compression chamber.
Stirling agency described in.
【請求項8】 前記温度差助長手段が、前記圧縮室内の
熱が外部へと放出されないように熱を蓄積する蓄熱手段
からなる、請求項1または2に記載のスターリング機
関。
8. The Stirling engine according to claim 1, wherein the temperature difference promoting unit is a heat storage unit that stores heat so that the heat in the compression chamber is not released to the outside.
【請求項9】 前記蓄熱手段が、前記圧縮室の外側に配
設された蓄熱材からなる、請求項8に記載のスターリン
グ機関。
9. The Stirling engine according to claim 8, wherein the heat storage means is made of a heat storage material arranged outside the compression chamber.
【請求項10】 前記圧縮室と外部との熱交換を行なう
熱媒体を流通させる循環路を備え、前記循環路内に前記
蓄熱手段が配設された、請求項8に記載のスターリング
機関。
10. The Stirling engine according to claim 8, further comprising a circulation path for circulating a heat medium for exchanging heat between the compression chamber and the outside, wherein the heat storage means is disposed in the circulation path.
【請求項11】 前記循環路が分岐路を備えており、こ
の分岐路内に前記蓄熱手段が配設された、請求項10に
記載のスターリング機関。
11. The Stirling engine according to claim 10, wherein the circulation path includes a branch path, and the heat storage means is disposed in the branch path.
【請求項12】 前記温度差助長手段が、前記膨張室を
冷却する冷却手段からなる、請求項1または2に記載の
スターリング機関。
12. The Stirling engine according to claim 1, wherein the temperature difference promoting unit is a cooling unit that cools the expansion chamber.
【請求項13】 前記温度差助長手段が、前記膨張室内
の熱が外部へと伝熱されないように熱を蓄積する蓄冷手
段からなる、請求項1または2に記載のスターリング機
関。
13. The Stirling engine according to claim 1, wherein the temperature difference promoting unit is a cool storage unit that stores heat so that the heat in the expansion chamber is not transferred to the outside.
【請求項14】 前記膨張室と外部との熱交換を行なう
熱媒体を流通させる循環路を備え、前記循環路内に前記
蓄冷手段が配設された、請求項13に記載のスターリン
グ機関。
14. The Stirling engine according to claim 13, further comprising: a circulation passage through which a heat medium for exchanging heat between the expansion chamber and the outside is circulated, and the cool storage means is disposed in the circulation passage.
【請求項15】 前記循環路が分岐路を備えており、こ
の分岐路内に前記蓄冷手段が配設された、請求項14に
記載のスターリング機関。
15. The Stirling engine according to claim 14, wherein the circulation path includes a branch path, and the cool storage means is disposed in the branch path.
【請求項16】 シリンダ内に嵌装され、駆動手段に駆
動されて往復動するピストンと、前記ピストンと位相差
をもって往復動するディスプレーサと、前記ピストンお
よびディスプレーサの間に区画形成された圧縮室と、前
記ディスプレーサを挟んで前記圧縮室と反対側に位置す
る膨張室とを備えたスターリング機関の運転方法であっ
て、 運転開始時に、前記圧縮室と前記膨張室との温度差の拡
大を助長し、前記温度差が所定の温度差に達した時点で
前記温度差の拡大の助長を停止させる、スターリング機
関の運転方法。
16. A piston fitted in a cylinder and reciprocating driven by a driving means, a displacer reciprocating with a phase difference from the piston, and a compression chamber defined between the piston and the displacer. A method for operating a Stirling engine including an expansion chamber located on the opposite side of the compression chamber with the displacer interposed therebetween, wherein the temperature difference between the compression chamber and the expansion chamber is increased at the start of operation. A method for operating a Stirling engine, wherein the promotion of expansion of the temperature difference is stopped when the temperature difference reaches a predetermined temperature difference.
【請求項17】 前記スターリング機関は、前記圧縮室
と外部との熱交換を行なう熱媒体が流通する流通路と、
前記流通路内の熱媒体を流動させる流動手段とをさらに
備え、 前記流動手段を停止させることにより前記温度差の拡大
を助長し、前記流動手段を動作させることにより前記温
度差の拡大の助長を停止させる、請求項16に記載のス
ターリング機関の運転方法。
17. The Stirling engine includes a flow passage through which a heat medium for exchanging heat between the compression chamber and the outside flows,
A flow means for flowing the heat medium in the flow passage is further provided, and the expansion of the temperature difference is promoted by stopping the flow means, and the expansion of the temperature difference is promoted by operating the flow means. The method of operating a Stirling engine according to claim 16, which is stopped.
【請求項18】 前記スターリング機関は、前記膨張室
と外部との熱交換を行なう熱媒体が流通する流通路と、
前記流通路内の熱媒体を流動させる流動手段とをさらに
備え、 前記流動手段を停止させることにより前記温度差の拡大
を助長し、前記流動手段を動作させることにより前記温
度差の拡大の助長を停止させる、請求項16に記載のス
ターリング機関の運転方法。
18. The Stirling engine comprises a flow passage through which a heat medium for exchanging heat between the expansion chamber and the outside flows,
A flow means for flowing the heat medium in the flow passage is further provided, and the expansion of the temperature difference is promoted by stopping the flow means, and the expansion of the temperature difference is promoted by operating the flow means. The method of operating a Stirling engine according to claim 16, which is stopped.
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