JP2005345011A - Sterling engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスターリング機関に関する。 The present invention relates to a Stirling engine.
スターリング機関は、フロンでなくヘリウム、水素、窒素などを作動ガスとして用いるので、オゾン層の破壊を招くことのない熱機関として注目を集めている。特許文献1にスターリング機関の例を見ることができる。
The Stirling engine is attracting attention as a heat engine that does not cause destruction of the ozone layer because helium, hydrogen, nitrogen or the like is used as a working gas instead of Freon. An example of a Stirling engine can be seen in
スターリング機関は、ピストン及びディスプレーサを高速で往復運動させるため、ピストン及びディスプレーサをガスベアリングでシリンダの内壁から浮かせて支持する仕組みとすることが多い。ガスベアリングで使用するガスはピストンとディスプレーサの間の圧縮空間からピストンの内部あるいはディスプレーサの内部に取り込む。取り込んだガスが圧縮空間の方に逆戻りしないよう、取り込み箇所には逆止弁が設けられている。特許文献1に記載された装置は正にこの構造を備える。
スターリング機関の内部には様々な原因で発生したごみが存在する。ごみは、例えば部品同士をはめ合わせて組み立てるとき、あるいはスターリング機関の運転時、一方又は双方の部品の表面が削られて削りくずとなるなどして発生する。ごみは作動ガスの流動に伴って機関内部を浮遊するが、それが逆止弁の弁体に付着すると、逆止弁の機能が損なわれてしまう。つまり弁体が完全には閉じなくなってガス漏れが生じ、ピストンやディスプレーサの内圧が下がる。これによりガスベアリングも機能しなくなり、ピストン及び/又はディスプレーサがシリンダに接触して摩耗したり破損したりするという問題を引き起こす。また、当然のことながらガス流動ロスによる性能低下が生じる。 Garbage generated by various causes exists inside the Stirling engine. Garbage is generated, for example, when parts are assembled to each other or when the Stirling engine is operated, and the surface of one or both parts is scraped to become shavings. Garbage floats inside the engine as the working gas flows, but if it adheres to the valve body of the check valve, the function of the check valve is impaired. That is, the valve body is not completely closed, gas leakage occurs, and the internal pressure of the piston and the displacer decreases. This also causes the gas bearing to fail, causing the problem that the piston and / or displacer contacts the cylinder and wears or breaks. Naturally, the performance is reduced due to gas flow loss.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、ピストン及び/又はディスプレーサにガスベアリング用のガスを取り込むための逆止弁を設けるスターリング機関において、逆止弁の機能がごみによって損なわれることのないようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a Stirling engine provided with a check valve for taking gas bearing gas into a piston and / or a displacer, the function of the check valve is impaired by dust. The purpose is to avoid.
本発明では、スターリング機関を次のように構成する。 In the present invention, the Stirling engine is configured as follows.
(1)動力源によって往復運動せしめられるピストンと、このピストンに対して所定の位相差をもって往復運動するディスプレーサとを備え、これらピストン及び/又はディスプレーサはガスベアリングでシリンダ内に支持されるものであり、これらピストン及び/又はディスプレーサにはガスベアリング用の作動ガスを取り込むための逆止弁が設けられているスターリング機関において、前記逆止弁の弁体の周囲をごみ防除用の壁で囲むものとする。 (1) A piston that is reciprocated by a power source and a displacer that reciprocates with a predetermined phase difference with respect to the piston are provided, and the piston and / or displacer is supported in a cylinder by a gas bearing. In the Stirling engine in which the piston and / or the displacer is provided with a check valve for taking in the working gas for the gas bearing, the periphery of the valve body of the check valve is surrounded by a dust control wall.
(2)前記のように構成されたスターリング機関において、前記ピストン及び/又はディスプレーサの側壁に形成した貫通孔に前記逆止弁を埋設し、貫通孔の内面をごみ防除用の壁として用いる。 (2) In the Stirling engine configured as described above, the check valve is embedded in a through hole formed in the side wall of the piston and / or the displacer, and the inner surface of the through hole is used as a dust control wall.
(3)前記のように構成されたスターリング機関において、前記ピストン及び/又はディスプレーサの内面に前記逆止弁を突き出させ、この逆止弁を囲む形でピストン及び/又はディスプレーサの内面にごみ防除用の壁を形成する。 (3) In the Stirling engine configured as described above, the check valve protrudes from the inner surface of the piston and / or the displacer, and the inner surface of the piston and / or displacer is used for dust control so as to surround the check valve. Form a wall.
(4)前記のように構成されたスターリング機関において、ピストン及び/又はディスプレーサと別部品であるカバーをもって前記壁を構成する。 (4) In the Stirling engine configured as described above, the wall is configured with a cover that is a separate component from the piston and / or the displacer.
(5)前記のように構成されたスターリング機関において、前記カバーの通気孔に第2の逆止弁を設ける。 (5) In the Stirling engine configured as described above, a second check valve is provided in the vent hole of the cover.
(6)前記のように構成されたスターリング機関において、前記壁により囲まれる空間の開口部をごみ防除用のフィルタで閉ざす。 (6) In the Stirling engine configured as described above, the opening of the space surrounded by the wall is closed with a dust control filter.
(1)本発明の構成では、ピストン及び/又はディスプレーサに設けた逆止弁の弁体の周囲をごみ防除用の壁で囲むから、ごみが弁体に引っかかって弁体の完全な閉塞を妨げる現象が低減する。このため、逆止弁から流入した作動ガスは圧縮空間の方に逆流することなく全量ガスベアリングに流れ、ガスベアリングは完全に機能する。 (1) In the configuration of the present invention, since the periphery of the valve body of the check valve provided in the piston and / or the displacer is surrounded by a dust control wall, the dust is caught on the valve body and prevents the valve body from being completely blocked. The phenomenon is reduced. For this reason, the working gas which has flowed in from the check valve flows to the gas bearing in its entirety without flowing back toward the compression space, and the gas bearing functions completely.
(2)ピストン及び/又はディスプレーサの側壁に形成した貫通孔に逆止弁を埋設し、貫通孔の内面をごみ防除用の壁として用いるから、構成が簡素化する。 (2) Since the check valve is embedded in the through-hole formed in the side wall of the piston and / or the displacer and the inner surface of the through-hole is used as a dust control wall, the configuration is simplified.
(3)ピストン及び/又はディスプレーサの内面に逆止弁を突き出させ、この逆止弁を囲む形でピストン及び/又はディスプレーサの内面にごみ防除用の壁を形成するから、ピストン及び/又はディスプレーサに入り込んだごみから逆止弁を保護することができる。 (3) Since a check valve is projected on the inner surface of the piston and / or displacer, and a dust control wall is formed on the inner surface of the piston and / or displacer so as to surround the check valve, the piston and / or displacer It is possible to protect the check valve from dust that enters.
(4)ピストン及び/又はディスプレーサと別部品であるカバーをもって壁を構成するから、壁の形成が容易である。 (4) Since the wall is configured with a cover that is a separate component from the piston and / or the displacer, the wall can be easily formed.
(5)カバーの通気孔に第2の逆止弁を設けるから、逆止弁の作用を一層確実なものとすることができる。 (5) Since the second check valve is provided in the vent hole of the cover, the operation of the check valve can be further ensured.
(6)壁により囲まれる空間の開口部をごみ防除用のフィルタで閉ざすから、逆止弁の弁体へのごみの接近は一層阻止され、逆止弁を機能不全に陥らせることがない。 (6) Since the opening of the space surrounded by the wall is closed with a dust control filter, the approach of dust to the valve body of the check valve is further prevented, and the check valve does not malfunction.
本発明が適用されるべきスターリング機関の構造を図1、2に基づき説明する。図1はスターリング機関の断面図、図2は図1の要部拡大図である。 The structure of a Stirling engine to which the present invention is to be applied will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of a Stirling engine, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
スターリング機関1の組立の中心となるのはシリンダ10、11である。シリンダ10、11の軸線は同一直線上に並ぶ。シリンダ10にはピストン12が挿入され、シリンダ11にはディスプレーサ13が挿入される。ピストン12及びディスプレーサ13は、スターリング機関1の運転中、後述するガスベアリングによりシリンダ10、11の内壁に接触することなく往復運動する。なおピストン12とディスプレーサ13は所定の位相差を備えて動く。
The centers of the assembly of the Stirling
ピストン12の一方の端にはカップ状のマグネットホルダ14が固定される。ディスプレーサ13の一方の端からはディスプレーサ軸15が突出する。ディスプレーサ軸15はピストン12及びマグネットホルダ14を軸線方向に自由にスライドできるように貫通する。
A cup-
シリンダ10はピストン12の動作領域にあたる部分の外側にリニアモータ20を保持する。リニアモータ20は、コイル21を備えた外側ヨーク22と、シリンダ10の外周面に接するように設けられた内側ヨーク23と、外側ヨーク22と内側ヨーク23の間の環状空間に挿入されたリング状のマグネット24と、外側ヨーク22を囲む管体25と、外側ヨーク22、内側ヨーク23、及び管体25を所定の位置関係に保持する合成樹脂製エンドブラケット26、27とを備える。マグネット24はマグネットホルダ14に固定されている。
The
マグネットホルダ14のハブの部分にはスプリング30の中心部が固定される。ディスプレーサ軸15にはスプリング31の中心部が固定される。スプリング30、31の外周部はエンドブラケット27に固定される。スプリング30、31の外周部同士の間にはスペーサ32が配置されており、これによりスプリング30、31は一定の距離を保つ。スプリング30、31は円板形の素材にスパイラル状の切り込みを入れたものであり、ディスプレーサ13をピストン12に対し所定の位相差(一般的には約90゜の位相差)をもたせて共振させる役割を果たす。
The central portion of the
シリンダ11のうち、ディスプレーサ13の動作領域にあたる部分の外側には伝熱ヘッド40、41が配置される。伝熱ヘッド40はリング状、伝熱ヘッド41はキャップ状であって、いずれも銅や銅合金など熱伝導の良い金属からなる。伝熱ヘッド40、41は各々リング状の内部熱交換器42、43を介在させた形でシリンダ11の外側に支持される。内部熱交換器42、43はそれぞれ通気性を有し、内部を通り抜ける作動ガスの熱を伝熱ヘッド40、41に伝える。伝熱ヘッド40にはシリンダ10及び圧力容器50が連結される。
伝熱ヘッド40、シリンダ10、11、ピストン12、ディスプレーサ13、ディスプレーサ軸15、及び内部熱交換器42で囲まれる環状の空間は圧縮空間45となる。伝熱ヘッド41、シリンダ11、ディスプレーサ13、及び内部熱交換器43で囲まれる空間は膨張空間46となる。
An annular space surrounded by the
内部熱交換器42、43の間には再生器47が配置される。再生器47は容器に金網などの充填材(マトリックス)を詰め込んだり、金属薄板や合成樹脂フィルムをコイル状に巻いたりして形成したものであって、作動ガスが通る空隙を内部に有する。再生器47の外側を再生器チューブ48が包む。再生器チューブ48は伝熱ヘッド40、41の間に気密通路を構成する。
A
リニアモータ20、シリンダ10、及びピストン12を筒状の圧力容器50が覆う。圧力容器50の内部はバウンス空間51となる。
A
圧力容器50の構造は次のようになっている。すなわち圧力容器50は、伝熱ヘッド40に接合されるリング状部52と、このリング状部52に接合されるドーム状部53とに2分割されている。分割面はスターリング機関1の軸線と直角であり、且つリニアモータ20を横切る位置にある。
The structure of the
リング状部52、ドーム状部53ともステンレス鋼製である。リング状部52の一端はテーパ状に絞り込まれ、伝熱ヘッド40にロウ付けされる。テーパ状の絞り込み部52aは、スターリング機関1の小型化に役立つ。リング状部52の他端と、これに向かい合うドーム状部53の開口端には、フランジ形状部54、55が配設される。
Both the ring-shaped
フランジ形状部54、55の構造を図2を用いて詳細に説明する。フランジ形状部54、55ともに、別体として成形したステンレス鋼製のリングをリング状部52とドーム状部53に熔接して形成される。熔接は隅肉熔接56である。フランジ形状部54、55の内側周方向には、フランジ形状部54側を凹とし、フランジ形状部55側を凸とするシール部材配置部57が設けられる。このシール部材配置部57にリング状のシール部材70を配置することにより、密閉を保つことができる。
The structure of the flange-shaped
フランジ形状部54、55の接合面と反対側の面は、隅肉熔接56を施したときに当接面からロウ材が流れ出ないように、凹状の段差を備えた形状に形成されている。
The surface opposite to the joint surface of the flange-shaped
フランジ形状部54、55の内周面にはそれぞれ環状溝74が形成される。環状溝74には、フランジ形状部54、55とリング状部52、ドーム状部53の間の気密を保つリング状のシール部材75が配置される。
フランジ形状部54、55は最終的には互いの端面の外側同士を熔接し、熔接部58をもって本接合される。フランジ形状部54、55の合わせ目には外側周方向に開先部59を形設し、ロウ材を盛りやすくする。
The flange-shaped
圧力容器50には振動抑制装置60が取り付けられる。振動抑制装置60は、圧力容器50に固定されるフレーム61と、フレーム61に支持された板状のスプリング62と、スプリング62に支持されたマス(質量)63とから成る。
A
ピストン12の内部は空洞80となっている。空洞80はピストン12の端面に配置される逆止弁90を介して圧縮空間45に連通する。逆止弁90の構造は後で詳しく説明する。ピストン12の外周面にはガスベアリングを形成する凹部81が同一円周上に所定の角度間隔で複数個配置されている。凹部81の底部にはピストン12を貫通する形で金属細管82が打ち込まれ、この金属細管82を通じて空洞80から凹部81に作動ガスが供給される。凹部81の環状列は1列だけでもよく、あるいはピストン12の軸線方向に間隔を置いて2列以上形成してもよい。
The interior of the
ディスプレーサ13の内部も空洞85となっている。空洞85はディスプレーサ13の端面に配置される逆止弁90を介して圧縮空間45に連通する。ディスプレーサ13の外周面にはガスベアリングを形成する凹部86が同一円周上に所定の角度間隔で複数個配置されている。凹部86の底部に打ち込まれた金属細管87を通じて空洞85から凹部86に作動ガスが供給される。
The inside of the
スターリング機関1は次のように動作する。リニアモータ20のコイル21に交流電流を供給すると外側ヨーク22と内側ヨーク23の間にマグネット24を貫通する磁界が発生し、マグネット24は軸方向に往復する。ピストン系(ピストン12、マグネットホルダ14、マグネット24、及びスプリング30)の総質量と、スプリング30のバネ定数及びバウンス空間51により構成されるガススプリングのバネ定数とにより定まる共振周波数に一致する周波数の電力を供給することにより、ピストン系は滑らかな正弦波状の往復運動を開始する。
The
ディスプレーサ系(ディスプレーサ13、ディスプレーサ軸15、及びスプリング31)にあっては、その総質量と、スプリング31のバネ定数とにより定まる共振周波数がピストン12の駆動周波数に共振するよう設定する。
In the displacer system (the
ピストン12の往復運動により、圧縮空間45では圧縮、膨脹が繰り返される。この圧力の変化に伴って、ディスプレーサ13も往復運動を行う。このとき、圧縮空間45と膨脹空間46との間の流動抵抗等により、ディスプレーサ13とピストン12との間には位相差が生じる。このようにしてフリーピストン構造のディスプレーサ13はピストン12と所定の位相差を有して同期して振動する。
By the reciprocating motion of the
上記の動作により、圧縮空間45と膨脹空間46との間にスターリングサイクルが形成される。圧縮空間45では圧縮変化が生じ、膨脹空間46では膨脹変化が生じる。このため、圧縮空間45の温度は上昇し、膨張空間46の温度は下降する。
By the above operation, a Stirling cycle is formed between the
運転中に圧縮空間45と膨張空間46の間を往復する作動ガスは、内部熱交換器42、43を通過する際に、その有する熱を内部熱交換器42、43を通じて伝熱ヘッド40、41に伝える。圧縮空間45から再生器47へ流れ込む作動ガスは高温であるため伝熱ヘッド40は加熱され、伝熱ヘッド40はウォームヘッドとなる。膨張空間46から再生器47へ流れ込む作動ガスは低温であるため伝熱ヘッド41は冷却され、伝熱ヘッド41はコールドヘッドとなる。伝熱ヘッド40より熱を大気へ放散し、伝熱ヘッド41で特定空間の温度を下げることにより、スターリング機関1は冷凍機関としての機能を果たす。
When the working gas reciprocates between the
再生器47は、圧縮空間45と膨張空間46の熱を相手側の空間には伝えず、作動ガスだけを通す働きをする。圧縮空間45から内部熱交換器42を経て再生器47に入った高温の作動ガスは、再生器47を通過するときにその熱を再生器47に与え、温度が下がった状態で膨張空間46に流入する。膨張空間46から内部熱交換器43を経て再生器47に入った低温の作動ガスは、再生器47を通過するときに再生器47から熱を回収し、温度が上がった状態で圧縮空間45に流入する。すなわち再生器47は熱の保管庫としての役割を果たす。
The regenerator 47 functions to pass only the working gas without transferring the heat of the
ピストン12とディスプレーサ13が往復運動し、作動ガスが移動すると、スターリング機関1に振動が生じる。振動抑制装置60がこの振動を抑える。
When the
圧縮空間45の中の高圧の作動ガスの一部は逆止弁90を通じてピストン12の空洞80及びディスプレーサ13の空洞85に入り込む。そして凹部81、86から噴出する。噴出する作動ガスにより、ピストン12の外周面とシリンダ10の内周面との間、またディスプレーサ13の外周面とシリンダ11の内周面の間にガスの膜が形成され、ピストン12とシリンダ10との接触、またディスプレーサ13とシリンダ11との接触が防がれる。
A part of the high-pressure working gas in the
ピストン12とディスプレーサ13のガスベアリングをそれぞれ軸線方向に間隔を置いて2個以上設ければ、往復運動時、ピストン12がシリンダ10に対して、またディスプレーサ13がシリンダ11に対して、軸線方向に傾きにくくなる。従ってピストン12とシリンダ10、またディスプレーサ13とシリンダ11との接触が確実に回避され、接触部の摩擦によるエネルギー損失、あるいは接触部の摩耗といった問題が発生しにくくなる。
If two or more gas bearings of the
ガスベアリング用の逆止弁90としてこれまで用いられてきたものの構造及び取り付け方を図12、13に示す。図12は逆止弁90の拡大断面図、図13は逆止弁を取り付けたディスプレーサの断面図である。
FIGS. 12 and 13 show the structure and mounting method of the gas bearing
逆止弁90を構成する主な要素はベース91、弁ブロック92、弁体93、及びバックアップ板94である。ベース91及び弁ブロック92は金属又は合成樹脂からなり、ベース91の中央に弁ブロック92を据える形で、図示しないビスなどにより互いに固定される。ベース91と弁ブロック92とは一体成型されるのが好ましいことは勿論である。
Main elements constituting the
ベース91と弁ブロック92には両者を貫通する通気孔95が設けられている。弁ブロック92の外側には弁体93とバックアップ板94を重ねて配置し、両者をまとめてビス96で弁ブロック92に固定する。弁体93はステンレススチールやポリエチレンなどの可撓性を有する薄板からなり、その自由端で通気孔95を閉ざす。バックアップ板94は弁体93が曲がりすぎないようにその可動域を制限するためのものであり、金属又は合成樹脂により形成される。
The
ベース91には通気孔95の入口部に大径の凹部95aが形成されている。この凹部95aにフィルタ97が挿入される。ベース91にはまた、弁ブロック92に重ならない箇所にビス通し孔98が設けられている。このビス通し孔98を突き抜けるビス99により、ベース91はディスプレーサ13(又はピストン12)に固定される。
The
図13に見られるように、ディスプレーサ13の端面に穿った穴に逆止弁90を挿入し、弁ブロック92の部分をディスプレーサ13の内面に突き出させる。その上でビス通し孔98を通したビス99をディスプレーサ13に締め込むことにより、逆止弁90をディスプレーサ13に固定する。
As can be seen in FIG. 13, the
圧縮空間45の圧力が高まると、圧縮空間45の作動ガスが弁体93を押しのけて通気孔95から空洞85に流入する。空洞85に流入した作動ガスは金属細管87を通じて凹部86に噴出し、ガスベアリングの機能が果たされる。弁体93は作動ガスが空洞85に流入した後直ちに通気孔95を閉ざすので、作動ガスは通気孔95から逆流することはできない。このため作動ガスには凹部86以外に空洞85からの出口がなく、スターリング機関1の運転が続くかぎりガスベアリングも機能を維持することになる。
When the pressure in the
さて空洞85の内部には、ディスプレーサ13の加工・組立時に発生したごみ、あるいはスターリング機関1の運転時に発生したごみが存在している。このごみは、空洞85内の作動ガスの流動により、図13の矢印Aのように逆止弁90に接近する。もしこれが弁体93と弁ブロック92の間にかみ込んだりすると、弁体93が完全には閉じなくなる。弁体93が完全に閉じず、図13の矢印Bのように空洞85から作動ガスが漏洩するとガス流動ロスによる性能低下が生じる。また、ディスプレーサ13の内圧が下がってガスベアリングが機能しなくなると、ディスプレーサ13がシリンダ11に接触して摩耗したり、破損したりするという問題を引き起こす。同様の問題がピストン12においても発生する。
In the
そこで本発明では、逆止弁90の構造あるいはその取り付け方に工夫をこらし、上記の問題が発生しないようにした。以下これを第1〜第8実施形態として図3〜11に示す。
Therefore, in the present invention, the structure of the
第1実施形態を図3、4に示す。図3は逆止弁の断面図、図4は同じく平面図である。 A first embodiment is shown in FIGS. FIG. 3 is a sectional view of the check valve, and FIG. 4 is a plan view of the same.
第1実施形態では、弁体93及びバックアップ板94の周囲をごみ防除用の壁100で囲む。壁100は閉ループをなすものであり、その内周面と弁体93の周縁との間隔は、通気孔95から空洞85に流入する作動ガスの流れを妨げない範囲でできるだけ狭くする。また壁100の高さは許される範囲で高くする。壁100は弁ブロック92に一体形成してもよく、別体のものを弁ブロック92に固定してもよい。
In the first embodiment, the periphery of the
このように弁体93の周囲を壁100で囲むことにより、弁体93へのごみの接近が阻止され、ごみが弁体93に引っかかって弁体93の完全な閉塞を妨げるようなことがなくなる。このため、逆止弁90から空洞85に流入した作動ガスは圧縮空間45の方に逆流することなく全量ガスベアリングに流れ、ガスベアリングは完全に機能する。
By enclosing the periphery of the
第2実施形態を図5に示す。図5は逆止弁の平面図である。 A second embodiment is shown in FIG. FIG. 5 is a plan view of the check valve.
第1実施形態では、弁体93もバックアップ板94も平面形状矩形であり、それに合わせて壁100も平面形状矩形に形成されていた。第2実施形態では弁体93とバックアップ板94を平面形状長円形とし、それに合わせて壁100も平面形状長円形にした。なおベース91の平面形状も長円形となっている。
In the first embodiment, the
第3実施形態を図6に示す。図6はピストンの断面図である。 A third embodiment is shown in FIG. FIG. 6 is a sectional view of the piston.
第3実施形態では、ピストン12の圧縮空間45側の側壁12aを肉厚にし、これに貫通孔12bを設けた。貫通孔12bにピストン12の外側から逆止弁90を挿入し、ビス99で固定した。これにより逆止弁90は貫通孔12bに埋設された形になる。逆止弁90は図12に示す従来型のものであって、壁100は有していない。その代わりに貫通孔12bの内面を壁として用いることとし、壁100と同程度まで弁体93の周縁に接近させた。
In 3rd Embodiment, the
このように、ピストン12及び/又はディスプレーサ13の側壁に形成した貫通孔12bに逆止弁90を埋設し、貫通孔12bの内面をごみ防除用の壁として用いるから、構成が簡素化する。
Thus, since the
第4実施形態を図7に示す。図7はピストンの断面図である。 A fourth embodiment is shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view of the piston.
第4実施形態は第3実施形態の構造の一部に変更を加えたものである。すなわち第3実施形態の場合、逆止弁90を収めた貫通孔12bは一様な太さで空洞80に抜けていたが、第4実施形態では貫通孔12bの出口に隔壁101を形成し、その中心の小孔102を通じて貫通孔12bから空洞80に作動ガスが流入するようにした。このように隔壁101が障害物として存在するため、空洞80内のごみは一層弁体93に接近しにくくなる。
In the fourth embodiment, a part of the structure of the third embodiment is changed. That is, in the case of the third embodiment, the through
第1〜第3実施形態では、弁体93とそれを囲む壁との隙間を小さくすることによりごみの接近を阻止する。そのためには弁体93及び壁の寸法精度と、弁体93の取付精度の両方を厳しく管理する必要があるが、実際の製造・組立を考えた場合、これを実現するのは容易ではない。その点第4実施形態の構成は、隔壁101という障害物がごみを防除するので、弁体93とそれを囲む壁との隙間をゆとりをもって設計できる。
In 1st-3rd embodiment, the approach of garbage is blocked | prevented by making small the clearance gap between the
第5実施形態を図8に示す。図8はディスプレーサの断面図である。 A fifth embodiment is shown in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the displacer.
第5実施形態では、ディスプレーサ13の内面に突き出した逆止弁90を囲む形でディスプレーサ13の内面にごみ防除用の壁を形成する。弁ブロック92を包むカバー103が壁を構成する。カバー103は中心に小孔104を有し、ディスプレーサ13の側壁を突き抜けるビス99により、逆止弁90と一緒に固定される。
In the fifth embodiment, a dust control wall is formed on the inner surface of the
このように、ディスプレーサ13の内面に突き出した逆止弁90を囲む形でディスプレーサ13の内面にごみ防除用の壁を形成するから、ディスプレーサ13に入り込んだごみから逆止弁90を保護することができる。またその壁はディスプレーサ13と別部品であるカバー103により構成するから、壁の形成が容易である。
As described above, since the dust control wall is formed on the inner surface of the
第5実施形態の構成では、カバー103がごみを防除する障害物となるので、第4実施形態と同様、弁体93とそれを囲む壁との隙間をゆとりをもって設計できる。
In the configuration of the fifth embodiment, since the
第6実施形態を図9に示す。図9はディスプレーサの断面図である。 A sixth embodiment is shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the displacer.
第6実施形態は第5実施形態に次のような改良を加えたものである。すなわちカバー103の小孔104をカバー103の中心からずらし、その外側に弁体93及びバックアップ板94と同様の第2の弁体105及び第2のバックアップ板106を配置した。これにより、逆止弁90を出たところに第2の逆止弁が形成されることになり、逆止弁の作用が一層確実なものとなる。この構成をピストン12に適用しても同様の効果が得られることは勿論である。
The sixth embodiment is obtained by adding the following improvements to the fifth embodiment. That is, the
第6実施形態の構成でも、カバー103がごみを防除する障害物となるので、弁体93とそれを囲む壁との隙間をゆとりをもって設計できる。
Even in the configuration of the sixth embodiment, since the
第7実施形態を図10に示す。図10はディスプレーサの断面図である。 A seventh embodiment is shown in FIG. FIG. 10 is a sectional view of the displacer.
第7実施形態は第5実施形態に次のような改良を加えたものである。すなわち壁により囲まれる空間の開口部、この場合はカバー103の小孔104を、ごみ防除用のフィルタ107で閉ざした。フィルタ107はフィルタ97と同様のものである。空洞85の中のごみはフィルタ107により弁体93への接近を阻止され、逆止弁90を機能不全に陥らせることがない。
The seventh embodiment is obtained by adding the following improvements to the fifth embodiment. That is, the opening of the space surrounded by the wall, in this case, the
このようにカバー103とフィルタ107でごみを防除するので、弁体93とそれを囲む壁との隙間をゆとりをもって設計できる。
Thus, since dust is controlled by the
第8実施形態を図11に示す。図11はピストンの断面図である。 An eighth embodiment is shown in FIG. FIG. 11 is a sectional view of the piston.
第8実施形態は第4実施形態に次のような改良を加えたものである。すなわち壁により囲まれる空間の開口部、この場合は隔壁101の小孔102を、ごみ防除用のフィルタ107で閉ざした。フィルタ107はフィルタ97と同様のものである。空洞80の中のごみはフィルタ107により弁体93への接近を阻止され、逆止弁90を機能不全に陥らせることがない。
The eighth embodiment is obtained by adding the following improvements to the fourth embodiment. That is, the opening of the space surrounded by the wall, in this case, the
このように隔壁101とフィルタ107でごみを防除するので、弁体93とそれを囲む壁との隙間をゆとりをもって設計できる。
Thus, since dust is controlled by the
上記各実施形態において、ピストン12を例に取り上げて説明した構造はそのままディスプレーサ13に応用可能である。逆に、ディスプレーサ13を例に取り上げて説明した構造はそのままピストン12に応用可能である。また逆止弁90については、可撓性のある薄板をもって弁体93を構成する構造のみ示したが、弁体93の構造はこれに限られるものではない。平板状の蓋を圧縮コイルバネで通気孔95に押し付ける構成、あるいは外周にテーパを有する栓体を圧縮コイルバネで通気孔95に押し付ける構成なども採用可能である。
In each of the above embodiments, the structure described by taking the
なお図1において、ピストン12とディスプレーサ13はそれぞれ分割構造であるものとして描かれている。これはピストン12とディスプレーサ13の内部に逆止弁90やカバー103、フィルタ107などを設けるにあたっての便宜を考慮したものである。かかる分割構造の設計思想は、実施形態を問わず適用される。
In FIG. 1, the
以上本発明の各実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することが可能である。 Each embodiment of the present invention has been described above, but various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、フリーピストン型スターリング機関全般に利用可能である。 The present invention is applicable to all free piston type Stirling engines.
1 スターリング機関
10、11 シリンダ
12 ピストン
13 ディスプレーサ
90 逆止弁
100 壁
103 カバー
107 フィルタ
1
Claims (6)
前記逆止弁の弁体の周囲をごみ防除用の壁で囲むことを特徴とするスターリング機関。 A piston that is reciprocated by a power source and a displacer that reciprocates with a predetermined phase difference with respect to the piston are provided. These pistons and / or displacers are supported in a cylinder by gas bearings. And / or in a Stirling engine in which the displacer is provided with a check valve for taking in the working gas for the gas bearing,
A Stirling engine characterized in that the valve body of the check valve is surrounded by a dust control wall.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004165567A JP2005345011A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Sterling engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004165567A JP2005345011A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Sterling engine |
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ID=35497563
Family Applications (1)
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JP2004165567A Pending JP2005345011A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Sterling engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107366772A (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-21 | 株式会社鹭宫制作所 | Motor-driven valve |
CN108397369A (en) * | 2016-07-21 | 2018-08-14 | 陕西仙童科技有限公司 | A kind of method of oil-free lubrication Linearkompressor and gas compression |
-
2004
- 2004-06-03 JP JP2004165567A patent/JP2005345011A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107366772A (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-21 | 株式会社鹭宫制作所 | Motor-driven valve |
CN108397369A (en) * | 2016-07-21 | 2018-08-14 | 陕西仙童科技有限公司 | A kind of method of oil-free lubrication Linearkompressor and gas compression |
CN108397369B (en) * | 2016-07-21 | 2020-04-28 | 陕西仙童科技有限公司 | Oil-free lubrication linear compressor and gas compression method |
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