JP2003194430A - Stirling engine - Google Patents

Stirling engine

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JP2003194430A
JP2003194430A JP2001391429A JP2001391429A JP2003194430A JP 2003194430 A JP2003194430 A JP 2003194430A JP 2001391429 A JP2001391429 A JP 2001391429A JP 2001391429 A JP2001391429 A JP 2001391429A JP 2003194430 A JP2003194430 A JP 2003194430A
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JP
Japan
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piston
flow path
diameter
flow
flow passage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001391429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Kitamura
義之 北村
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JP2003194430A publication Critical patent/JP2003194430A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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

  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Stirling engine where the amplitude center position of a piston hardly fluctuates even when the operation state of a refrigerator is changed. <P>SOLUTION: A flow pass 1 to intercommunicate a back pressure space 19 and the internal space of the cylinder 12 is formed in the cylinder 12. Communicating flow passages 2 and 3 running from a working space 18 to the outer peripheral surface of the piston 15 are formed in a piston 15. The communicating flow passages 2 and 3 are provided with a flow passage 2 having an opening part formed in a working space 18 and the flow passage 3 having an opening part formed in the outer peripheral surface of the piston 15 and extending in a direction different from that of the flow passage 2. The size of the opening, formed in the outer peripheral surface of the piston 15, of the flow passage 3 is larger than that of the opening, formed in the internal part of the cylinder 12, of the flow passage 1. <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
に関するものであり、より具体的には、作動ガスを封入
したシリンダ内を往復運動可能に設けられたピストンお
よびディスプレーサを有するフリーピストン型のスター
リング冷凍機に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling engine, and more specifically, to a free piston type Stirling refrigerating machine having a piston and a displacer which are reciprocally movable in a cylinder containing a working gas. It is about machines.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に冷凍サイクルには、蒸気圧縮式
の冷凍サイクルが採用されている。こうした蒸気圧縮式
の冷凍サイクルには、作動媒体としての冷媒にフロンが
用いられ、フロンの凝縮、蒸発を利用して所要の冷却性
能を得るようにしている。
2. Description of the Related Art Generally, a vapor compression type refrigeration cycle is adopted as the refrigeration cycle. In such a vapor compression refrigeration cycle, Freon is used as a refrigerant as a working medium, and the required cooling performance is obtained by utilizing the condensation and evaporation of Freon.

【0003】ところが、冷媒として使用されるフロン
は、大気中に放出されると成層圏に達してオゾン層を破
壊するとの指摘がある。このため、近年、特定フロンを
対象としたフロンの使用ならびに生産が規制されてきて
いる。そこで、フロンを用いた冷凍サイクルに代わるも
のとして、逆スターリング冷凍サイクルが注目を集めて
いる。
However, it has been pointed out that CFC used as a refrigerant reaches the stratosphere and destroys the ozone layer when it is released into the atmosphere. Therefore, in recent years, the use and production of CFCs for specific CFCs have been regulated. Therefore, the reverse Stirling refrigeration cycle is drawing attention as an alternative to the refrigeration cycle using CFCs.

【0004】逆スターリング冷凍サイクルは、作動媒体
としてヘリウムガス、水素ガス、窒素ガスなどといった
地球環境に悪影響を与えないガスを採用し、逆スターリ
ングサイクルによって低温を得るようにしたものであ
る。このスターリング冷凍機は、極低温レベルの寒冷を
発生させる小型冷凍機の一種として知られている。以
下、従来のスターリング冷凍機について説明する。
The reverse Stirling refrigeration cycle employs a gas such as helium gas, hydrogen gas, and nitrogen gas that does not adversely affect the global environment as a working medium, and obtains a low temperature by the reverse Stirling cycle. This Stirling refrigerator is known as a kind of small refrigerator that produces a cryogenic level of cold. Hereinafter, a conventional Stirling refrigerator will be described.

【0005】図6は、従来のスターリング冷凍機の構成
を概略的に示す断面図である。図6を参照して、ピスト
ン15およびディスプレーサ13はシリンダ12の内周
壁面を往復摺動可能に配設されている。ピストン15お
よびディスプレーサ13は同軸上に配設され、かつシリ
ンダ12の内周にて滑らかに往復運動可能である。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing the structure of a conventional Stirling refrigerator. Referring to FIG. 6, piston 15 and displacer 13 are arranged so as to be able to slide back and forth on the inner peripheral wall surface of cylinder 12. The piston 15 and the displacer 13 are coaxially arranged and can smoothly reciprocate on the inner circumference of the cylinder 12.

【0006】シリンダ12は圧力容器11に固定支持さ
れている。ディスプレーサ13は、ピストン15の摺動
孔を貫通するディスプレーサロッド14を介してディス
プレーサ支持ばね16によって圧力容器11に弾性支持
されている。ピストン15はピストン支持ばね17によ
って圧力容器11に弾性支持されている。
The cylinder 12 is fixedly supported by the pressure vessel 11. The displacer 13 is elastically supported on the pressure vessel 11 by a displacer support spring 16 via a displacer rod 14 penetrating the sliding hole of the piston 15. The piston 15 is elastically supported by the pressure vessel 11 by a piston support spring 17.

【0007】圧力容器11とシリンダ12とによって形
成される空間はピストン15によって2分割される。1
つはピストン15のディスプレーサ13側の作動空間1
8であり、もう一方はディスプレーサ13と反対側の背
圧空間19である。この2つの空間18、19には高圧
のヘリウムガスなどの作動媒体が充填されている。
The space formed by the pressure vessel 11 and the cylinder 12 is divided into two by the piston 15. 1
One is the working space 1 on the displacer 13 side of the piston 15.
8 and the other is a back pressure space 19 on the opposite side of the displacer 13. The two spaces 18 and 19 are filled with a working medium such as high-pressure helium gas.

【0008】ピストン15はリニアモータ10によって
所定の周期で往復運動する。これにより作動媒体は作動
空間18内で圧縮・膨張される。ディスプレーサ13は
作動空間18内で圧縮・膨張する作動媒体の圧力変化に
よって駆動し、ピストン15と一般的に90°の位相差
をもって往復運動する。
The piston 15 is reciprocated by the linear motor 10 in a predetermined cycle. As a result, the working medium is compressed and expanded in the working space 18. The displacer 13 is driven by the pressure change of the working medium that is compressed / expanded in the working space 18, and reciprocates with the piston 15 with a phase difference of generally 90 °.

【0009】シリンダ12の内壁とピストン15の外壁
との間に微小隙間が存在し、ピストン15の往復運動に
よって作動空間18と背圧空間19との両空間とも圧力
変動する。また作動空間18と背圧空間19との圧力変
動の大きさおよび体積は同一でないため、作動空間18
から見た背圧空間19への作動媒体の流出量と流入量と
は同量であることはない。
There is a minute gap between the inner wall of the cylinder 12 and the outer wall of the piston 15, and the reciprocating motion of the piston 15 causes pressure fluctuations in both the working space 18 and the back pressure space 19. Further, since the magnitude and volume of pressure fluctuations in the working space 18 and the back pressure space 19 are not the same, the working space 18
The outflow amount and the inflow amount of the working medium into the back pressure space 19 viewed from above are not the same amount.

【0010】仮に作動空間18から背圧空間19への作
動媒体の流出量が流入量より多い場合、作動空間18の
圧力が次第に低下し背圧空間19の圧力が次第に高くな
り、ピストン15の往復運動の振動中心位置が作動空間
18側へ徐々に移動する。ピストン15が初期の往復運
動の振幅中心位置からずれることによって、ピストン1
5とディスプレーサ13とが衝突する問題を生じさせる
可能性がある。
If the outflow amount of the working medium from the working space 18 to the back pressure space 19 is larger than the inflow amount, the pressure in the working space 18 gradually decreases and the pressure in the back pressure space 19 gradually increases, and the piston 15 reciprocates. The vibration center position of the movement gradually moves to the working space 18 side. When the piston 15 shifts from the initial amplitude center position of the reciprocating motion, the piston 1
5 and the displacer 13 may collide with each other.

【0011】作動空間と背圧空間との作動媒体の圧力バ
ランスを保ち、ピストン振幅中心位置の変動を抑える方
法がUSP4,583,364に開示されている。この
USP4,583,364に開示された技術では、ピス
トン内部に作動媒体流路を設け、ピストンが初期の振幅
中心位置にある場合、作動空間と背圧空間とがピストン
内部の作動媒体流路によって連結される構成となってい
る。ピストンが往復運動の際、初期の振幅中心位置に通
過する毎に、作動空間と背圧空間との間で圧力の高い空
間から低い空間側へ作動媒体が流れる。これによって両
空間の圧力差が是正され、ピストン振幅中心位置が保持
される。
US Pat. No. 4,583,364 discloses a method of keeping the pressure balance of the working medium in the working space and the back pressure space and suppressing the fluctuation of the piston amplitude center position. In the technique disclosed in USP 4,583,364, the working medium flow passage is provided inside the piston, and when the piston is at the initial amplitude center position, the working space and the back pressure space are formed by the working medium flow passage inside the piston. It is configured to be connected. When the piston reciprocates, the working medium flows from the high pressure space to the low pressure space between the working space and the back pressure space each time the piston passes through the initial amplitude center position. This corrects the pressure difference between the two spaces and maintains the piston amplitude center position.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フリー
ピストン型スターリング冷凍機を運転する場合、必要と
する冷熱によって運転状態が変化する。大きな冷熱を必
要とする場合、ピストンは大振幅で往復運動する。一
方、小さな冷熱が必要な場合には、ピストンは小振幅で
往復運動する。ピストンに設ける作動流体流路を一定形
状で形成した場合、ピストンが大振幅で往復運動すると
作動空間と背圧空間との連結時間が短くなり、必要な作
動媒体重量を得られないことがある。またピストンが小
振幅で往復運動すると、作動空間と背圧空間との連結時
間が長くなり、結果、作動媒体が圧縮・膨張に関係なく
流動してしまい、冷凍機運転中の損失となってしまう。
However, when the free piston type Stirling refrigerator is operated, the operating condition changes depending on the required cold heat. When a large amount of cold heat is required, the piston reciprocates with large amplitude. On the other hand, when a small amount of cold heat is required, the piston reciprocates with a small amplitude. When the working fluid flow path provided in the piston is formed in a constant shape, the reciprocating motion of the piston with a large amplitude shortens the connection time between the working space and the back pressure space, and sometimes the required working medium weight cannot be obtained. Further, when the piston reciprocates with a small amplitude, the connection time between the working space and the back pressure space becomes long, and as a result, the working medium flows regardless of compression / expansion, resulting in loss during operation of the refrigerator. .

【0013】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、冷凍機の運転状態が変化してもピスト
ンの振幅中心位置が変動しにくいスターリング機関を提
供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a Stirling engine in which the center position of the piston amplitude does not easily fluctuate even when the operating condition of the refrigerator changes.

【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、作動ガスを封入したシリンダ内を往復運動可能に
設けられたピストンを有するフリーピストン型スターリ
ング機関において、シリンダにはシリンダ外部の背圧空
間とシリンダの内部空間とを連通する第1の流路が形成
されており、ピストンには作動空間からピストンの外周
面に通じる連通流路が形成されており、連通流路と第1
の流路とは、互いに連通することで作動空間と背圧空間
とが連通するように配置されており、連通流路は作動空
間に開口部を有する第2の流路と、ピストンの外周面に
開口部を有しかつ第2の流路と異なる方向に延びる第3
の流路とを有し、第3の流路のピストンの外周面におけ
る開口寸法は、第1の流路のシリンダ内部における開口
寸法よりも大きい。
The Stirling engine of the present invention is a free piston type Stirling engine having a piston reciprocally movable in a cylinder filled with a working gas, in which the cylinder has a back pressure space outside the cylinder. And a first flow path that communicates with the internal space of the cylinder are formed, and a communication flow path that connects the working space to the outer peripheral surface of the piston is formed in the piston.
Is arranged so that the working space and the back pressure space communicate with each other by communicating with each other, and the communicating flow path is the second flow path having an opening in the working space and the outer peripheral surface of the piston. A third opening having an opening and extending in a direction different from that of the second flow path.
And the opening size of the third flow path on the outer peripheral surface of the piston is larger than the opening size of the first flow path inside the cylinder.

【0015】本発明のスターリング機関によれば、第1
の流路の開口寸法は第3の流路の開口寸法より小さくな
っているため、ガス移動量を少なく抑えることができ
る。これにより、冷凍機サイクルに関係のない工程にお
けるガス流量を少なくすることができるため、雑損失量
の増大を防止することができる。
According to the Stirling engine of the present invention, the first
Since the opening size of the channel is smaller than the opening size of the third channel, it is possible to suppress the amount of gas movement. As a result, the gas flow rate in the process unrelated to the refrigerating machine cycle can be reduced, and the increase in miscellaneous loss can be prevented.

【0016】また、第2および第3の流路はピストンの
運動中心位置に影響し、特に第3の流路の開口部は第1
の流路の開口部と対向するため、第3の流路の開口部を
大きめに設定することで第1の流路の開口部と第3の流
路の開口部とが対向する時間を長くすることができ、そ
れによりガスの移動量をピストンが運動中心位置で運動
するように制御することが可能となる。
Further, the second and third flow passages influence the position of the center of movement of the piston, and in particular, the opening of the third flow passage has the first
Since it faces the opening of the third flow path, the opening of the third flow path is set to be large so that the time when the opening of the first flow path and the opening of the third flow path face each other is extended. It is possible to control the movement amount of the gas so that the piston moves at the movement center position.

【0017】このように第1の流路の開口寸法を小さく
することによって雑損失量の増加を防ぐことができ、第
3の流路の開口寸法を第1の流路の開口寸法より大きく
することでピストンの運動中心位置の変動を抑制するこ
とができ、実用上問題なく冷凍サイクルを行なうことが
可能となる。
By reducing the opening size of the first flow path in this way, it is possible to prevent an increase in the amount of miscellaneous loss, and to make the opening size of the third flow path larger than the opening size of the first flow path. As a result, fluctuations in the center position of the piston movement can be suppressed, and the refrigeration cycle can be performed without any practical problems.

【0018】上記のスターリング機関において好ましく
は、第3の流路の流路径は、第2の流路の流路径よりも
大きい。
In the above Stirling engine, preferably, the diameter of the third flow passage is larger than that of the second flow passage.

【0019】これにより、さらにピストンの運動中心位
置の変動を抑制することができる。上記のスターリング
機関において好ましくは、第2の流路は、ピストンの運
動方向に延びている。
As a result, it is possible to further suppress the fluctuation of the movement center position of the piston. In the above Stirling engine, preferably, the second flow path extends in the movement direction of the piston.

【0020】これにより、ピストンへの第2の流路の加
工形成が容易となる。上記のスターリング機関において
好ましくは、第3の流路は第2の流路に対して垂直方向
に延びている。
This facilitates the processing and formation of the second flow path in the piston. In the above Stirling engine, preferably, the third flow passage extends in the direction perpendicular to the second flow passage.

【0021】これにより、第3の流路をピストンに加工
形成することが容易となる。上記のスターリング機関に
おいて好ましくは、ピストンの外周面に開口した第3の
流路の開口形状は、円形状、ピストンの円周方向に広が
った形状、およびピストンの運動方向に広がった形状の
いずれかである。
As a result, it becomes easy to form the third flow path into the piston. In the above Stirling engine, preferably, the opening shape of the third flow path that is opened on the outer peripheral surface of the piston is either a circular shape, a shape spreading in the circumferential direction of the piston, or a shape spreading in the movement direction of the piston. Is.

【0022】このように、第3の流路の開口形状として
各種形状を選択することができる。上記のスターリング
機関において好ましくは、ピストンの直径が別のスター
リング機関の他のピストンの直径よりも大きい場合、ピ
ストンに設けられた第2の流路は他のピストンの第2の
流路に対応する流路の直径よりも大きい。
As described above, various shapes can be selected as the opening shape of the third flow path. In the above Stirling engine, preferably, the second flow path provided in the piston corresponds to the second flow path of the other piston when the diameter of the piston is larger than the diameter of the other piston of the other Stirling engine. Larger than the diameter of the channel.

【0023】これにより、フリーピストン型スターリン
グ機関のガス流動損失を増加させることなく、ピストン
振幅中心位置の変動が小さいスターリング冷凍機を得る
ことができる。
As a result, it is possible to obtain a Stirling refrigerator in which the fluctuation of the piston amplitude center position is small without increasing the gas flow loss of the free piston type Stirling engine.

【0024】上記のスターリング機関において好ましく
は、ピストンの直径が別のスターリング機関の他のピス
トンの直径よりも小さい場合、ピストンに設けられた第
2の流路は他のピストンの第2の流路に対応する流路の
直径よりも小さい。
In the above Stirling engine, preferably, when the diameter of the piston is smaller than the diameters of other pistons of another Stirling engine, the second flow passage provided in the piston is the second flow passage of the other piston. Is smaller than the diameter of the channel corresponding to.

【0025】これにより、フリーピストン型スターリン
グ機関のガス流動損失を増加させることなく、ピストン
振幅中心位置の変動が小さいスターリング冷凍機を得る
ことができる。
As a result, it is possible to obtain a Stirling refrigerator in which the fluctuation of the piston amplitude center position is small without increasing the gas flow loss of the free piston type Stirling engine.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(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成を概略的に示す
断面図であり、図2は図1のスターリング冷凍機におけ
る作動空間と背圧空間とを繋ぐ流路を示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of a Stirling refrigerator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a working space and back pressure in the Stirling refrigerator of FIG. It is a figure which shows the flow path which connects with space.

【0028】図1を参照して、本実施の形態のスターリ
ング冷凍機は、圧力容器11と、シリンダ12と、ディ
スプレーサ13と、ディスプレーサロッド14と、ピス
トン15と、ディスプレーサ支持ばね16、ピストン支
持ばね17と、リニアモータ10とを主に有している。
Referring to FIG. 1, the Stirling refrigerator of the present embodiment has a pressure vessel 11, a cylinder 12, a displacer 13, a displacer rod 14, a piston 15, a displacer support spring 16, and a piston support spring. 17 and the linear motor 10 are mainly included.

【0029】本実施の形態のスターリング冷凍機は、図
6に示す従来例と比較して、作動空間と背圧空間とを繋
ぐ流路が設けられている点において異なる。
The Stirling refrigerator of this embodiment is different from the conventional example shown in FIG. 6 in that a flow path connecting the working space and the back pressure space is provided.

【0030】図2を参照して、この流路は、シリンダ1
2に設けられた流路1と、ピストン15に設けられた連
通流路2、3とを有している。流路1は、背圧空間19
とシリンダ12の内部空間とを連通するようにシリンダ
12に形成されている。また連通流路2、3は、作動空
間18からピストン15の外周面に通じるようにピスト
ン15に形成されている。
Referring to FIG. 2, this flow path is formed in the cylinder 1.
2 has a flow passage 1 provided therein, and a communication flow passage 2, 3 provided in the piston 15. The flow path 1 has a back pressure space 19
Is formed in the cylinder 12 so as to communicate with the internal space of the cylinder 12. Further, the communication passages 2 and 3 are formed in the piston 15 so as to communicate with the outer peripheral surface of the piston 15 from the working space 18.

【0031】この連通流路2、3は、作動空間18に開
口部を有する流路2と、ピストン15の外周面に開口部
を有する流路3とを有している。流路2と流路3とは互
いに異なる方向に延びており、流路2はたとえばピスト
ン15の運動方向に延び、流路3はたとえば流路2の延
びる方向に対して垂直な方向に延びている。ピストン1
5の外周面における流路3の開口寸法(直径、開口面
積)L1は、シリンダ12内部における流路1の開口寸
法(直径、開口面積)L2よりも大きく設定されてい
る。
The communication channels 2 and 3 have a channel 2 having an opening in the working space 18 and a channel 3 having an opening on the outer peripheral surface of the piston 15. The flow paths 2 and 3 extend in different directions, the flow path 2 extends, for example, in the movement direction of the piston 15, and the flow path 3 extends, for example, in a direction perpendicular to the extending direction of the flow path 2. There is. Piston 1
The opening dimension (diameter, opening area) L1 of the flow path 3 on the outer peripheral surface of the channel 5 is set larger than the opening dimension (diameter, opening area) L2 of the flow path 1 inside the cylinder 12.

【0032】ピストン15の外周面における流路3の開
口部は、ピストン15の往復運動によって、シリンダ1
2の内周面における流路1の開口部と対向し、それによ
り流路1および連通流路2、3が連通し、この流路1お
よび連通流路2、3を通じて作動空間18と背圧空間1
9とが連結される。
The opening of the flow path 3 on the outer peripheral surface of the piston 15 is reciprocally moved by the piston 15 so that the cylinder 1
2 is opposed to the opening of the flow channel 1 on the inner peripheral surface of the flow channel 2, whereby the flow channel 1 and the communication flow channels 2, 3 communicate with each other, and the working space 18 and the back pressure are communicated through the flow channel 1 and the communication flow channels 2, 3. Space 1
And 9 are connected.

【0033】なお、これ以外の構成については図6に示
す従来例とほぼ同じであるため、同一の部材については
同一の符号を付し、その説明を省略する。
Since the other structures are almost the same as those of the conventional example shown in FIG. 6, the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0034】本願発明者らは、図1および2に示すスタ
ーリング冷凍機において流路1〜3の流路径を変えた場
合のピストン振幅中心位置の初期位置からのずれ量と雑
損失低減量とを調べた。その結果、以下の表1および表
2に示す結果が得られた。
The inventors of the present invention calculated the deviation amount of the piston amplitude center position from the initial position and the miscellaneous loss reduction amount when the flow path diameters of the flow paths 1 to 3 were changed in the Stirling refrigerator shown in FIGS. Examined. As a result, the results shown in Tables 1 and 2 below were obtained.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】これらの結果より、流路3の流路径を流路
1の流路径と同一にした場合よりも大きくした場合の方
がピストン振幅中心位置の初期位置からのずれ量が小さ
くなり、かつ雑損失量も小さくなることがわかった。
From these results, the amount of deviation of the piston amplitude center position from the initial position becomes smaller when the flow passage diameter of the flow passage 3 is made larger than when it is made equal to the flow passage diameter of the flow passage 1, and It was found that the amount of miscellaneous loss is also small.

【0038】上記の結果が得られた理由を以下に説明す
る。ピストン15が往復運動すると、ピストン15とシ
リンダ12との間の微小隙間(数十μm)からガスが移
動する。その際のガスの移動量は作動空間18と背圧空
間19との圧力差に比例する。
The reason why the above results are obtained will be described below. When the piston 15 reciprocates, the gas moves from a minute gap (tens of μm) between the piston 15 and the cylinder 12. The amount of gas movement at that time is proportional to the pressure difference between the working space 18 and the back pressure space 19.

【0039】また冷凍機の構造上、作動空間18の容積
は背圧空間19の容積より小さく(10分の1程度)構
成されている。よってピストン15が作動空間18方向
に移動すると作動空間18が圧縮され、作動空間18と
背圧空間19との間に圧力差P1が生じ、ピストン15
とシリンダ12との隙間を通って作動空間18から背圧
空間19にガスが移動する。ピストン15が背圧空間1
9方向に移動する場合も同様に作動空間18と背圧空間
19との間に圧力差P2が生ずる。
Due to the structure of the refrigerator, the volume of the working space 18 is smaller than the volume of the back pressure space 19 (about 1/10). Therefore, when the piston 15 moves in the direction of the working space 18, the working space 18 is compressed, and a pressure difference P1 is generated between the working space 18 and the back pressure space 19, and the piston 15
The gas moves from the working space 18 to the back pressure space 19 through the gap between the cylinder 12 and the cylinder 12. Piston 15 is back pressure space 1
When moving in 9 directions, a pressure difference P2 similarly occurs between the working space 18 and the back pressure space 19.

【0040】但し、ピストン15が背圧空間19に移動
する際は、背圧空間19の大きさのため、背圧空間19
の圧縮率は小さくなり、圧力差P2はP1より小さくな
る。よって圧力差P2によって背圧空間19から作動空
間18に移動するガスの総量は圧力差P1によって作動
空間18から背圧空間19へ移動するガスの総量よりも
少なくなる。これによって背圧空間19にはピストン1
5が往復運動する毎にガスが溜まり、これが原因となっ
てピストン15が作動空間18方向に押され、ピストン
15の運動中心位置(つまり振幅中心位置)が作動空間
18方向へシフトする。
However, when the piston 15 moves to the back pressure space 19, the size of the back pressure space 19 causes the back pressure space 19 to move.
, The pressure difference becomes smaller and the pressure difference P2 becomes smaller than P1. Therefore, the total amount of gas moving from the back pressure space 19 to the working space 18 due to the pressure difference P2 is smaller than the total amount of gas moving from the working space 18 to the back pressure space 19 due to the pressure difference P1. As a result, the piston 1 is placed in the back pressure space 19.
Each time the gas 5 reciprocates, gas accumulates, which causes the piston 15 to be pushed in the direction of the working space 18, and the movement center position of the piston 15 (that is, the amplitude center position) shifts in the working space 18 direction.

【0041】これを改善するために背圧空間19に溜ま
ったガスを適正に作動空間18に戻してやる必要があ
る。そのために流路1〜3が存在する。これらのガスの
戻りは冷凍機の動作上必要なものであるが、本来の冷凍
機サイクルの圧縮工程・等容工程・膨張工程・等容工程
には関係のないガスの流れであり、雑損失量となる。
In order to improve this, it is necessary to properly return the gas accumulated in the back pressure space 19 to the working space 18. Therefore, the channels 1 to 3 exist. Return of these gases is necessary for the operation of the refrigerator, but it is a gas flow that is not related to the original compression process, equal volume process, expansion process, and equal volume process of the refrigerator cycle, and it causes miscellaneous loss. It becomes the amount.

【0042】さらにガスの戻し量が十分でないとピスト
ン15の振幅中心位置が作動空間18方向に移動し、デ
ィスプレーサ13と衝突してしまう危険性も生ずる。よ
って、雑損失量がなるべく小さくなるように流路1〜3
の径を決定する必要がある。
Further, if the amount of gas returned is not sufficient, there is a risk that the center position of the amplitude of the piston 15 moves toward the working space 18 and collides with the displacer 13. Therefore, the flow paths 1 to 3 are designed so that the amount of miscellaneous loss is as small as possible.
It is necessary to determine the diameter of.

【0043】流路1は作動空間18と背圧空間19との
境界に位置しているため、流路1の径が大きいとガスの
移動量が多くなり、冷凍機サイクルに関係のない工程に
おけるガス流量が多くなり、雑損失量が大きくなる。流
路1は雑損失量に大きく影響するため、できる限り小さ
くする必要がある。
Since the flow passage 1 is located at the boundary between the working space 18 and the back pressure space 19, if the diameter of the flow passage 1 is large, the amount of gas movement increases, and in a process not related to the refrigerator cycle. The gas flow rate increases and the amount of miscellaneous loss increases. Since the flow path 1 greatly affects the amount of miscellaneous loss, it must be made as small as possible.

【0044】一方、流路2と流路3との径の大きさはピ
ストン15の振幅中心位置に影響を受ける。特に流路3
の開口部は流路1の開口部と対向するため、流路3の開
口部を大きめに設定し、流路1の開口部と流路3の開口
部とが対向している時間(重なっている時間)を長くし
て、ピストン15が振幅中心位置で運動するようにガス
の移動量を制御する必要がある。
On the other hand, the size of the diameters of the flow passages 2 and 3 is influenced by the center position of the amplitude of the piston 15. Especially channel 3
Since the opening of the channel 3 faces the opening of the channel 1, the opening of the channel 3 is set to be large, and the time when the opening of the channel 1 and the opening of the channel 3 face each other (overlap). It is necessary to control the amount of movement of the gas so that the piston 15 moves at the center position of the amplitude by increasing the length of time during which the gas moves.

【0045】流路1〜3をすべて同じ径で構成した場
合、ピストン15を振幅中心位置に保持するために流路
径を大きくすると、サイクルの雑損失量が増加してしま
う。また雑損失量を小さくするため流路1〜3のすべて
の流路径を小さくすると、ピストン15を振幅中心位置
に保持することが難しくなる。相反する2つの条件を満
たすためには、上述したように流路3の開口寸法L1を
流路1の開口寸法L2よりも大きくする必要がある。
When all of the flow passages 1 to 3 have the same diameter, if the flow passage diameter is increased in order to hold the piston 15 at the amplitude center position, the amount of miscellaneous loss in the cycle will increase. If the diameters of all the flow paths 1 to 3 are reduced to reduce the amount of miscellaneous loss, it becomes difficult to hold the piston 15 at the amplitude center position. In order to satisfy the two contradictory conditions, it is necessary to make the opening size L1 of the flow path 3 larger than the opening size L2 of the flow path 1 as described above.

【0046】つまり、流路1の開口寸法L2を小さくす
ることによって雑損失量の増加を防ぐことができ、かつ
流路3の開口寸法L1を大きくすることによってピスト
ン15の振幅中心位置を正規の位置に保持することが可
能となる。
That is, it is possible to prevent an increase in miscellaneous loss by reducing the opening size L2 of the flow passage 1, and increase the opening size L1 of the flow passage 3 so that the center position of the amplitude of the piston 15 becomes normal. It is possible to hold it in position.

【0047】但し、雑損失量が全く増加していないわけ
ではなく、またピストン15の振幅中心位置も全く変化
していないわけではない。流路1〜3の径を上記のよう
に設定することによって冷凍機性能を実使用レベルで落
とすことなく、かつ冷凍機が問題なく動作するというこ
とである。
However, the amount of miscellaneous loss is not increased at all, and the amplitude center position of the piston 15 is not changed at all. By setting the diameters of the flow passages 1 to 3 as described above, it is possible to operate the refrigerator without any problem, without lowering the refrigerator performance at the actual use level.

【0048】(実施の形態2)本実施の形態におけるフ
リーピストン型スターリング冷凍機においては、図1お
よび図2において流路3の流路径(直径)が流路2の流
路径(直径)より大きく設定されている。
(Embodiment 2) In the free piston type Stirling refrigerator in this embodiment, the flow passage diameter (diameter) of the flow passage 3 is larger than the flow passage diameter (diameter) of the flow passage 2 in FIGS. 1 and 2. It is set.

【0049】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、その説明
を省略する。
The rest of the configuration is almost the same as the configuration of the above-described first embodiment, and therefore its explanation is omitted.

【0050】本実施の形態では、流路3の流路径が流路
2の流路径より大きく設定されているため、さらにピス
トンの振動中心位置の初期振動中心位置からのずれをさ
らに抑制することが可能となる。
In the present embodiment, the flow path diameter of the flow path 3 is set larger than the flow path diameter of the flow path 2, so that the deviation of the vibration center position of the piston from the initial vibration center position can be further suppressed. It will be possible.

【0051】(実施の形態3)図3は、本発明の実施の
形態3におけるフリーピストン型スターリング冷凍機の
ピストンの構成を概略的に示す正面図である。図3を参
照して、本実施の形態におけるピストン15に設けられ
る流路3は、ピストン15の外周面において円周方向に
広がりをもつ楕円形の開口形状を有している。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a front view schematically showing the structure of a piston of a free piston Stirling refrigerator according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, flow path 3 provided in piston 15 in the present embodiment has an elliptical opening shape having a circumferentially widened outer peripheral surface of piston 15.

【0052】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、その説明
は省略する。
The rest of the configuration is almost the same as the configuration of the first embodiment described above, and therefore the description thereof is omitted.

【0053】また流路3は、図4に示すようにピストン
15の運動方向に広がりをもつ楕円形であってもよい。
Further, the flow path 3 may have an elliptical shape having a spread in the movement direction of the piston 15, as shown in FIG.

【0054】図3および図4に示すようにピストン15
の外周面での流路3の開口形状を楕円形とした場合で
も、この流路3の開口寸法L1が流路1の開口寸法L2
より大きければ、上述したようにスターリング冷凍機の
雑損失量を増加させることなく、ピストン15の振幅中
心位置を初期の振幅中心位置に近い状態でスターリング
冷凍機を運転することが可能となる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the piston 15
Even when the opening shape of the flow path 3 on the outer peripheral surface of the flow path 3 is elliptical, the opening size L1 of the flow path 3 is equal to the opening size L2 of the flow path 1.
If it is larger, the Stirling refrigerator can be operated with the amplitude center position of the piston 15 close to the initial amplitude center position without increasing the miscellaneous loss amount of the Stirling refrigerator as described above.

【0055】(実施の形態4)図5は、本発明の実施の
形態4におけるフリーピストン型スターリング冷凍機の
作動空間と背圧空間とを繋ぐ流路を示す図である。図5
を参照して、本実施の形態においては、流路3の延びる
方向が実施の形態1と異なる。本実施の形態の流路3
は、流路2の延びる方向(ピストン15の運動方向)と
垂直方向には延びておらず、所定の選択された角度方向
に延びている。これにより、流路3はピストン15の外
周面に斜め方向から入射して開口する。
(Fourth Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing a flow path connecting a working space and a back pressure space of a free piston Stirling refrigerator in a fourth embodiment of the present invention. Figure 5
With reference to, in the present embodiment, the extending direction of flow path 3 is different from that in the first embodiment. Flow path 3 of the present embodiment
Does not extend in a direction perpendicular to the extending direction of the flow path 2 (movement direction of the piston 15), but extends in a predetermined selected angular direction. As a result, the flow path 3 enters the outer peripheral surface of the piston 15 from an oblique direction and opens.

【0056】なお、これ以外の構成については、上述し
た実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、その説明
を省略する。
The rest of the configuration is almost the same as the configuration of the above-described first embodiment, and therefore its explanation is omitted.

【0057】本実施の形態では、流路3をピストン15
の運動方向に対して所定の角度だけ傾斜させた方向に延
ばすことによって、ピストン15の外周面における流路
3の開口寸法を流路3の実際の流路径よりも大きくする
ことができる。これにより、実施の形態1と同様、スタ
ーリング冷凍機の雑損失量を増加させることなく、かつ
ピストン15の振幅中心位置のずれを抑制しつつスター
リング冷凍機を運転させることが可能となる。
In this embodiment, the flow passage 3 is connected to the piston 15
By extending in a direction tilted by a predetermined angle with respect to the movement direction of, the opening size of the flow passage 3 in the outer peripheral surface of the piston 15 can be made larger than the actual flow passage diameter of the flow passage 3. As a result, similarly to the first embodiment, it is possible to operate the Stirling refrigerator without increasing the miscellaneous loss amount of the Stirling refrigerator and suppressing the deviation of the amplitude center position of the piston 15.

【0058】また、流路3を所定の角度で形成したこと
により、流路3の直径および流路2の直径をさらに小さ
くすることも可能となる。
Further, the diameter of the flow passage 3 and the diameter of the flow passage 2 can be further reduced by forming the flow passage 3 at a predetermined angle.

【0059】(実施の形態5)本願発明者らは、直径の
異なるピストン15の各々において流路2および3の流
路径を変えて、ピストン振幅中心位置の初期位置からの
ずれ量について調べた。その結果を表3に示す。
(Fifth Embodiment) The inventors of the present application investigated the amount of deviation of the piston amplitude center position from the initial position by changing the flow passage diameters of the passages 2 and 3 in each of the pistons 15 having different diameters. The results are shown in Table 3.

【0060】[0060]

【表3】 [Table 3]

【0061】この結果より、ピストン15の直径が変わ
った場合、流路2および流路3の直径を変更することに
よって、ピストン振幅中心位置の初期位置からのずれ量
を抑えられることがわかった。
From this result, it has been found that when the diameter of the piston 15 changes, the deviation amount of the piston amplitude center position from the initial position can be suppressed by changing the diameters of the flow paths 2 and 3.

【0062】つまり、ピストン15の直径が大きくなる
場合、流路1の直径を変更せずに流路2と流路3との直
径を大きくするだけでピストン振幅中心位置の初期位置
からのずれ量が抑えられるため、スターリング冷凍機の
雑損失量を増やすことなく、安定したスターリング冷凍
機の運転が可能になる。
That is, when the diameter of the piston 15 is increased, the amount of deviation of the piston amplitude center position from the initial position is simply increased by increasing the diameters of the flow paths 2 and 3 without changing the diameter of the flow path 1. Therefore, the stable operation of the Stirling refrigerator can be performed without increasing the amount of miscellaneous loss of the Stirling refrigerator.

【0063】また、上記とは逆に、ピストン15の直径
が小さくなる場合も、流路1の直径を変更せずに流路2
と流路3との直径を小さくするだけでピストン振幅中心
位置の初期位置からのずれ量が抑えられるため、スター
リング冷凍機の雑損失量を増やすことなく、安定したス
ターリング冷凍機の運転が可能になる。
On the contrary to the above, even when the diameter of the piston 15 is reduced, the diameter of the flow path 1 is not changed and the flow path 2 is not changed.
The amount of deviation of the piston amplitude center position from the initial position can be suppressed simply by reducing the diameters of the flow path 3 and the flow path 3, so that stable Stirling refrigerator operation can be performed without increasing miscellaneous loss of the Stirling refrigerator. Become.

【0064】このように、流路2および3の流路径をピ
ストン15の径の大きさに応じて変更することにより、
各設計に適した安定したスターリング冷凍機を得ること
ができる。
In this way, by changing the flow passage diameters of the flow passages 2 and 3 according to the diameter of the piston 15,
A stable Stirling refrigerator suitable for each design can be obtained.

【0065】今回開示された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と考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明のスターリング機関によれば、第
1の流路の開口寸法は第3の流路の開口寸法より小さく
なっているため、ガス移動量を少なく抑えることができ
る。これにより、冷凍機サイクルに関係のない工程にお
けるガス流量を少なくすることができるため、雑損失量
の増大を防止することができる。
According to the Stirling engine of the present invention, since the opening size of the first flow path is smaller than the opening size of the third flow path, the amount of gas movement can be suppressed. As a result, the gas flow rate in the process unrelated to the refrigerating machine cycle can be reduced, and the increase in miscellaneous loss can be prevented.

【0067】また、第2および第3の流路はピストンの
運動中心位置に影響し、特に第3の流路の開口部は第1
の流路の開口部と対向するため、第3の流路の開口部を
大きめに設定することで第1の流路の開口部と第3の流
路の開口部とが対向する時間を長くすることができ、そ
れによりガスの移動量をピストンが運動中心位置で運動
するように制御することが可能となる。
Further, the second and third flow paths influence the position of the center of motion of the piston, and in particular, the opening of the third flow path has the first position.
Since it faces the opening of the third flow path, the opening of the third flow path is set to be large so that the time when the opening of the first flow path and the opening of the third flow path face each other is extended. It is possible to control the movement amount of the gas so that the piston moves at the movement center position.

【0068】このように第1の流路の開口寸法を小さく
することによって雑損失量の増加を防ぐことができ、第
3の流路の開口寸法を第1の流路の開口寸法より大きく
することでピストンの運動中心位置の変動を抑制するこ
とができ、実用上問題なく冷凍サイクルを行なうことが
可能となる。
By thus reducing the opening size of the first flow path, it is possible to prevent an increase in the miscellaneous loss amount, and to make the opening size of the third flow path larger than the opening size of the first flow path. As a result, fluctuations in the center position of the piston movement can be suppressed, and the refrigeration cycle can be performed without any practical problems.

【0069】上記のスターリング機関において好ましく
は、第3の流路の流路径は、第2の流路の流路径よりも
大きい。これにより、さらにピストンの運動中心位置の
変動を抑制することができる。
In the above Stirling engine, preferably, the flow path diameter of the third flow path is larger than the flow path diameter of the second flow path. As a result, it is possible to further suppress the fluctuation of the movement center position of the piston.

【0070】上記のスターリング機関において好ましく
は、第2の流路は、ピストンの運動方向に延びている。
これにより、ピストンへの第2の流路の加工形成が容易
となる。
In the above Stirling engine, preferably, the second flow passage extends in the movement direction of the piston.
This facilitates the processing and forming of the second flow path on the piston.

【0071】上記のスターリング機関において好ましく
は、第3の流路は第2の流路に対して垂直方向に延びて
いる。これにより、第3の流路をピストンに加工形成す
ることが容易となる。
In the above Stirling engine, preferably, the third flow passage extends in the direction perpendicular to the second flow passage. This facilitates the formation of the third flow path in the piston.

【0072】上記のスターリング機関において好ましく
は、ピストンの外周面に開口した第3の流路の開口形状
は、円形状、ピストンの円周方向に広がった形状、およ
びピストンの運動方向に広がった形状のいずれかであ
る。このように、第3の流路の開口形状として各種形状
を選択することができる。
In the above Stirling engine, preferably, the opening shape of the third flow path which is opened to the outer peripheral surface of the piston is circular, the shape spreading in the circumferential direction of the piston, and the shape spreading in the moving direction of the piston. Is one of. In this way, various shapes can be selected as the opening shape of the third flow path.

【0073】上記のスターリング機関において好ましく
は、ピストンの直径が別のスターリング機関の他のピス
トンの直径よりも大きい場合、ピストンに設けられた第
2の流路は他のピストンの第2の流路に対応する流路の
直径よりも大きい。これにより、フリーピストン型スタ
ーリング機関のガス流動損失を増加させることなく、ピ
ストン振幅中心位置の変動が小さいスターリング冷凍機
を得ることができる。
In the above Stirling engine, preferably, when the diameter of the piston is larger than the diameters of other pistons of another Stirling engine, the second flow passage provided in the piston is the second flow passage of the other piston. Is larger than the diameter of the channel corresponding to. Accordingly, it is possible to obtain a Stirling refrigerator in which the fluctuation of the piston amplitude center position is small without increasing the gas flow loss of the free piston type Stirling engine.

【0074】上記のスターリング機関において好ましく
は、ピストンの直径が別のスターリング機関の他のピス
トンの直径よりも小さい場合、ピストンに設けられた第
2の流路は他のピストンの第2の流路に対応する流路の
直径よりも小さい。これにより、フリーピストン型スタ
ーリング機関のガス流動損失を増加させることなく、ピ
ストン振幅中心位置の変動が小さいスターリング冷凍機
を得ることができる。
In the above Stirling engine, preferably, when the diameter of the piston is smaller than the diameter of the other piston of the other Stirling engine, the second flow passage provided in the piston is the second flow passage of the other piston. Is smaller than the diameter of the channel corresponding to. Accordingly, it is possible to obtain a Stirling refrigerator in which the fluctuation of the piston amplitude center position is small without increasing the gas flow loss of the free piston type Stirling engine.

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

【図1】 本発明の実施の形態1におけるフリーピスト
ン型スターリング冷凍機の構成を概略的に示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a free piston type Stirling refrigerator in a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のスターリング冷凍機における作動空間
と背圧空間とを繋ぐ流路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a flow path connecting an operating space and a back pressure space in the Stirling refrigerator of FIG.

【図3】 本発明の実施の形態3におけるフリーピスト
ン型スターリング冷凍機のピストンの構成の1の例を概
略的に示す正面図である。
FIG. 3 is a front view schematically showing an example of a piston configuration of a free piston Stirling refrigerator according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態3におけるフリーピスト
ン型スターリング冷凍機のピストンの構成の他の例を概
略的に示す正面図である。
FIG. 4 is a front view schematically showing another example of the configuration of the piston of the free piston type Stirling refrigerator in the third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態4におけるフリーピスト
ン型スターリング冷凍機における作動空間と背圧空間と
を繋ぐ流路を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a flow path connecting an operating space and a back pressure space in a free piston type Stirling refrigerator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 従来のフリーピストン型スターリング冷凍機
の構成を示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional free piston Stirling refrigerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3 流路、10 リニアモータ、11 圧力容
器、12 シリンダ、13 ディスプレーサ、14 デ
ィスプレーサロッド、15 ピストン、16ディスプレ
ーサ支持ばね、17 ピストン支持ばね、18 作動空
間、19 背圧空間。
1, 2 and 3 flow paths, 10 linear motors, 11 pressure vessels, 12 cylinders, 13 displacers, 14 displacer rods, 15 pistons, 16 displacer support springs, 17 piston support springs, 18 working spaces, 19 back pressure spaces.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作動ガスを封入したシリンダ内を往復運
動可能に設けられたピストンを有するフリーピストン型
スターリング機関において、 前記シリンダには前記シリンダ外部の背圧空間と前記シ
リンダの内部空間とを連通する第1の流路が形成されて
おり、前記ピストンには作動空間から前記ピストンの外
周面に通じる連通流路が形成されており、前記連通流路
と前記第1の流路とは、互いに連通することで前記作動
空間と前記背圧空間とが連通するように配置されてお
り、 前記連通流路は、前記作動空間に開口部を有する第2の
流路と、前記ピストンの外周面に開口部を有しかつ前記
第2の流路と異なる方向に延びる第3の流路とを有し、 前記第3の流路の前記ピストンの前記外周面における開
口寸法は、前記第1の流路の前記シリンダ内部における
開口寸法よりも大きいことを特徴とする、スターリング
機関。
1. A free piston type Stirling engine having a piston provided so as to be able to reciprocate in a cylinder filled with a working gas, wherein a back pressure space outside the cylinder and an internal space of the cylinder communicate with the cylinder. A first flow path is formed, a communication flow path is formed in the piston from the working space to the outer peripheral surface of the piston, and the communication flow path and the first flow path are mutually The working space and the back pressure space are arranged so as to communicate with each other by communicating with each other, and the communication flow passage has a second flow passage having an opening in the working space and an outer peripheral surface of the piston. A third flow path having an opening and extending in a direction different from the second flow path, wherein the opening size of the third flow path in the outer peripheral surface of the piston is the first flow path. The cylinder of the road A Stirling machine characterized by being larger than the opening size inside.
【請求項2】 前記第3の流路の流路径は、前記第2の
流路の流路径よりも大きいことを特徴とする、請求項1
に記載のスターリング機関。
2. The flow path diameter of the third flow path is larger than the flow path diameter of the second flow path.
Stirling agency described in.
【請求項3】 前記第2の流路は、前記ピストンの運動
方向に延びていることを特徴とする、請求項1または2
に記載のスターリング機関。
3. The first flow path according to claim 1, wherein the second flow path extends in a movement direction of the piston.
Stirling agency described in.
【請求項4】 前記第3の流路は前記第2の流路に対し
て垂直方向に延びていることを特徴とする、請求項1〜
3のいずれかに記載のスターリング機関。
4. The first flow path, wherein the third flow path extends in a direction perpendicular to the second flow path.
The Stirling engine according to any one of 3 above.
【請求項5】 前記ピストンの前記外周面に開口した前
記第3の流路の開口形状は、円形状、前記ピストンの円
周方向に広がった形状、および前記ピストンの運動方向
に広がった形状のいずれかであることを特徴とする、請
求項1〜4のいずれかに記載のスターリング機関。
5. The opening shape of the third flow path opened on the outer peripheral surface of the piston has a circular shape, a shape expanded in the circumferential direction of the piston, and a shape expanded in the movement direction of the piston. The Stirling engine according to any one of claims 1 to 4, which is any one of the above.
【請求項6】 前記ピストンの直径が別のスターリング
機関の他のピストンの直径よりも大きい場合、前記ピス
トンに設けられた前記第2の流路は前記他のピストンの
前記第2の流路に対応する流路の直径よりも大きいこと
を特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のスター
リング機関。
6. The second flow passage provided in the piston is arranged in the second flow passage of the other piston when the diameter of the piston is larger than the diameter of another piston of another Stirling engine. Stirling engine according to any of claims 1 to 5, characterized in that it is larger than the diameter of the corresponding flow path.
【請求項7】 前記ピストンの直径が別のスターリング
機関の他のピストンの直径よりも小さい場合、前記ピス
トンに設けられた前記第2の流路は前記他のピストンの
前記第2の流路に対応する流路の直径よりも小さいこと
を特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のスター
リング機関。
7. When the diameter of the piston is smaller than the diameter of another piston of another Stirling engine, the second flow passage provided in the piston is the second flow passage of the other piston. Stirling engine according to any of claims 1 to 5, characterized in that it is smaller than the diameter of the corresponding channel.
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