JP2008133824A - Stirling system and freezer system using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Stirling system materializing great simplification and improvement of durability by storing a high temperature expansion mechanism part and a low temperature compression mechanism part, and a drive shaft common for both mechanism parts in a hermetic vessel. <P>SOLUTION: The Stirling system 10 has the high temperature expansion mechanism part 24 and the low temperature compression mechanism part 44, and the drive shaft 14 common for the both mechanism parts for constructing Stirling cycle stored in the hermetic vessel 12. An inside of the hermetic vessel 12 is partitioned to the high temperature expansion mechanism part 24 side and the low temperature compression mechanism part 44 side by a bulkhead 16. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、密閉容器内にスターリングサイクルを構成するための高温膨張機構部、及び、低温圧縮機構部を収納して成るスターリングシステム及びそれを用いた冷凍機システムに関するものである。  The present invention relates to a high-temperature expansion mechanism for configuring a Stirling cycle in a closed container, a Stirling system that houses a low-temperature compression mechanism, and a refrigerator system using the Stirling system.

従来、外燃機関であるスターリングエンジン(スターリングサイクル)は、一例としてシリンダ内に往復動するディスプレーサピストンを設けている。そして、シリンダ内に封入した高圧作動ガスを、燃焼ガスなどの加熱源にて加熱される加熱部と、冷却水にて用いた冷熱源により冷却される冷却部との間で往復させている。これにより、シリンダ内に作動ガスの圧力差を生じさせ、この圧力差をディスプレーサピストンと90度の位相で連動するパワーピストンを介して動力として取り出すように構成したものが提案されている(特許文献1参照)。  Conventionally, a Stirling engine (Stirling cycle) that is an external combustion engine is provided with a displacer piston that reciprocates in a cylinder as an example. The high-pressure working gas sealed in the cylinder is reciprocated between a heating unit heated by a heating source such as a combustion gas and a cooling unit cooled by a cooling heat source used in cooling water. Accordingly, there has been proposed a configuration in which a pressure difference of the working gas is generated in the cylinder, and this pressure difference is extracted as power through a power piston interlocked with the displacer piston at a phase of 90 degrees (Patent Literature). 1).

このようなピストン式(往復動型)機構のスターリングシステムが主流であるなか、回転式機構(ロータリー式)を備えたスターリングシステムの簡略化が検討された。この簡略化の一例として、ヴァンケル型機構の応用が学術的に検討された。
特開2006−275018
While such a piston type (reciprocating) type Stirling system is mainstream, simplification of a Stirling system equipped with a rotary type mechanism (rotary type) was studied. As an example of this simplification, the application of the Wankel type mechanism was studied academically.
JP 2006-275018 A

しかしながら、スターリングシステムは、現在主流の内燃機関エンジンとは異なり、高効率性、燃料や熱源の多様性、静粛性及び排気の清浄性等優れた特性があるが、前者のスターリングサイクルは、外部との熱の授受や内部の熱交換、高圧作動ガス使用などから機構全体が複雑、且つ、重量が重くなる傾向にあった。また、耐久性や応答性にも多くの改良の余地があり、コストも高価で市場競争力に欠けていた。このため、スターリングシステムの簡略化やコストの低減が望まれていた。  However, unlike the current mainstream internal combustion engine, the Stirling system has excellent characteristics such as high efficiency, diversity of fuels and heat sources, quietness, and cleanliness of exhaust. The whole mechanism tended to be complicated and heavy due to the transfer of heat, internal heat exchange, and the use of high-pressure working gas. In addition, there is a lot of room for improvement in durability and responsiveness, the cost is expensive, and the market is not competitive. For this reason, simplification of the Stirling system and cost reduction have been desired.

また、後者のヴァンケル型機構の駆動部は、クランク機構から回転機構に簡略化されるものの、肝心の流体作動機構の、作動容積等の特性がなじまず、且つ、構造が一体的でなく、熱システムとしても複雑となるため実用化されていなかった。  The drive part of the latter Wankel type mechanism is simplified from the crank mechanism to the rotation mechanism, but the characteristics of the essential fluid operation mechanism such as the operation volume are not compatible, the structure is not integral, Since the system is complicated, it has not been put into practical use.

本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、高温膨張機構部及び低温圧縮機構部と、両機構部共通の駆動軸とを密閉容器内に収納して大幅な簡略化と耐久性の向上を図ったスターリングシステム及びそれを用いた冷凍機システムを提供することを目的とする。  The present invention has been made to solve the problems of the related art, and includes a high temperature expansion mechanism section, a low temperature compression mechanism section, and a drive shaft common to both mechanism sections in a sealed container. It is an object of the present invention to provide a Stirling system and a refrigerator system using the same that are simplified and improved in durability.

即ち、本発明のスターリングシステムは、スターリングサイクルを構成するための高温膨張機構部、及び、低温圧縮機構部と、両機構部共通の駆動軸とを密閉容器内に収納すると共に、該密閉容器内を隔壁により、高温膨張機構部側と低温圧縮機構部側とに仕切ったことを特徴とする。  That is, the Stirling system of the present invention accommodates a high-temperature expansion mechanism part for constituting a Stirling cycle, a low-temperature compression mechanism part, and a drive shaft common to both mechanism parts in the sealed container, and the inside of the sealed container. Is divided into a high-temperature expansion mechanism part side and a low-temperature compression mechanism part side by a partition wall.

また、請求項2の発明のスターリングシステムは、上記において、スターリングサイクルの性能特性を制御する制御機構と、発電機、若しくは、電動機とを、密閉容器内の低温圧縮機構部側において駆動軸に直結したことを特徴とする。  Further, the Stirling system of the invention of the second aspect is characterized in that, in the above, the control mechanism for controlling the performance characteristics of the Stirling cycle and the generator or the electric motor are directly connected to the drive shaft on the low-temperature compression mechanism section side in the sealed container. It is characterized by that.

また、請求項3の発明のスターリングシステムは、請求項1又は請求項2において、スターリングサイクルを構成するための加熱器、冷却器、及び、再生熱交換器を、密閉容器内、若しくは、密閉容器外において当該密閉容器と一体化したことを特徴とする。  A Stirling system according to a third aspect of the present invention is the Stirling system according to the first or second aspect, wherein the heater, the cooler, and the regenerative heat exchanger for constituting the Stirling cycle are placed in a sealed container or a sealed container. It is characterized by being integrated with the sealed container outside.

また、請求項4の発明のスターリングシステムは、請求項1乃至請求項3の何れかにおいて、密閉容器内における摺動部を潤滑するための潤滑剤の圧導機構と、密閉容器外に吐出された作動ガスから潤滑剤を分離し、密閉容器内に返送する返送機構とを備えたことを特徴とする。  According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a Stirling system according to any one of the first to third aspects, wherein the lubricant pressure guide mechanism for lubricating the sliding portion in the sealed container and the outside of the sealed container are discharged. And a return mechanism for separating the lubricant from the working gas and returning it to the sealed container.

また、請求項5の発明の冷凍機システムは、請求項1乃至請求項4において、駆動軸を駆動する電動機を備え、スターリングサイクルを逆サイクルで機能させることを特徴とする。  A refrigerator system according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that, in any of the first to fourth aspects, the electric motor that drives the drive shaft is provided, and the Stirling cycle functions in the reverse cycle.

以上詳述した如く本発明によれば、スターリングシステムを構成するための高温膨張機構部、及び、低温圧縮機構部と、両機構部共通の駆動軸とを密閉容器内に収納すると共に、該密閉容器内を隔壁により、高温膨張機構部側と低温圧縮機構部側とに仕切ったので、例えば、請求項2の如く、スターリングサイクルの性能特性を制御する制御機構と、発電機、若しくは、電動機とを、密閉容器内の低温圧縮機構部側において駆動軸に直結すれば、動力伝達の応答性を極めて向上させることができる。また、高温膨張機構部、及び、低温圧縮機構部を密閉容器内に収納しているので、制御機構や発電機或いは電動機などが外部から直接衝撃を受けることもなく、風雨も避けることができる。これにより、傷や風雨でそれらの制御機構、発電機、若しくは、電動機の腐食を確実に防止することができるので、スターリングシステムの耐久性を大幅に向上させることができるようになる。  As described above in detail, according to the present invention, the high-temperature expansion mechanism part for constituting the Stirling system, the low-temperature compression mechanism part, and the drive shaft common to both mechanism parts are housed in the sealed container, and the sealed Since the inside of the container is divided into a high-temperature expansion mechanism part side and a low-temperature compression mechanism part side by a partition wall, for example, as in claim 2, a control mechanism that controls performance characteristics of a Stirling cycle, a generator, or an electric motor Can be directly connected to the drive shaft on the low temperature compression mechanism portion side in the hermetic container, the responsiveness of power transmission can be greatly improved. Further, since the high-temperature expansion mechanism and the low-temperature compression mechanism are housed in the sealed container, the control mechanism, the generator, the electric motor, and the like are not directly impacted from the outside, and wind and rain can be avoided. Thereby, since corrosion of those control mechanisms, generators, or electric motors can be reliably prevented by scratches or wind and rain, the durability of the Stirling system can be greatly improved.

特に、高温膨張機構部、及び、低温圧縮機構部を密閉容器内に収納しているので、スターリングシステムの大幅な簡略化と耐久性を確保することができる。これにより、スターリングシステムのコンパクト化を図ることができるので、例えば、従来のスターリングシステムよりも大幅な軽量化を図ることが可能となる。従って、生産性を極めて向上させることが可能になると共に大幅にコストを低減させることができ、総じてスターリングシステムの市場競争力を大幅に向上させることができるようになるものである。  In particular, since the high-temperature expansion mechanism and the low-temperature compression mechanism are housed in a sealed container, the Stirling system can be greatly simplified and durable. Thereby, since the Stirling system can be made compact, for example, it becomes possible to achieve a significant weight reduction compared to the conventional Stirling system. Therefore, productivity can be greatly improved and costs can be significantly reduced, and the market competitiveness of the Stirling system can be greatly improved as a whole.

また、請求項3の発明によれば、請求項1又は請求項2において、スターリングサイクルを構成するための加熱器、冷却器、及び、再生熱交換器を、密閉容器内、若しくは、密閉容器外において当該密閉容器と一体化したので、スターリングシステムを何処にでも容易に運搬することができ、また、何処にでも容易に設置することが可能になる。これにより、スターリングシステムの運搬性や設置性などを大幅に向上させることができて、スターリングシステムの汎用性を極めて向上させることができる。  According to the invention of claim 3, in claim 1 or claim 2, the heater, cooler, and regenerative heat exchanger for constituting the Stirling cycle are installed in the sealed container or outside the sealed container. In this case, the Stirling system can be easily transported anywhere and can be easily installed anywhere. Thereby, the transportability and installation property of the Stirling system can be greatly improved, and the versatility of the Stirling system can be greatly improved.

また、請求項4の発明によれば、請求項1乃至請求項3の何れかにおいて、密閉容器内における摺動部を潤滑するための潤滑剤の圧送機構と、密閉容器外に吐出された作動ガスから潤滑剤を分離し、密閉容器内に返送する返送機構とを備えたので、潤滑剤をスターリングサイクルの各摺動部に円滑に給油することが可能となる。また、作動ガスから潤滑剤を分離し、密閉容器内に返送する返送機構を備えているので、例えば潤滑剤が作動ガスに混じり過剰に低温圧縮機構部に流入してしまうなどといった不都合を阻止することができる。これにより、スターリングサイクルの運転を円滑に行うことが可能になり、出力低下の防止、及び、スターリングサイクルの性能劣化などを確実に防止することができる。  According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the lubricant pumping mechanism for lubricating the sliding portion in the sealed container and the operation discharged to the outside of the sealed container. Since the lubricant is separated from the gas and provided with a return mechanism for returning the lubricant into the sealed container, the lubricant can be smoothly supplied to each sliding portion of the Stirling cycle. In addition, since a return mechanism for separating the lubricant from the working gas and returning it to the sealed container is provided, for example, the lubricant is mixed with the working gas and excessively flows into the low-temperature compression mechanism. be able to. As a result, it is possible to smoothly operate the Stirling cycle, and it is possible to reliably prevent a decrease in output and performance deterioration of the Stirling cycle.

また、請求項5の発明によれば、請求項1乃至請求項4において、駆動軸を駆動する電動機を備え、スターリングサイクルを逆サイクルで機能させるので、低温圧縮機構部と高温膨張機構部の動作に伴う作動ガスの圧縮・膨張を利用して冷凍機システムを構築することができる。また、作動ガスに例えば、水素やヘリウムなどの自然作動媒体を用いれば環境性の優れた冷凍機分野にも適用することができる。従って、発電機及び冷凍機の双方を使用できて、冷凍機システムの利便性を大幅に向上させることができる。  According to a fifth aspect of the present invention, since the electric motor for driving the drive shaft is provided in the first to fourth aspects and the Stirling cycle functions in the reverse cycle, the operation of the low temperature compression mechanism and the high temperature expansion mechanism The refrigerator system can be constructed by utilizing the compression / expansion of the working gas accompanying the operation. In addition, if a natural working medium such as hydrogen or helium is used as the working gas, the working gas can be applied to the refrigerator field having excellent environmental performance. Therefore, both the generator and the refrigerator can be used, and the convenience of the refrigerator system can be greatly improved.

本発明は、エネルギー効率が悪く市場競争力に欠けていたのを改善するため、軽量化を図り生産性を向上することを主な特徴とする。エネルギー効率を高め、生産性を向上するという目的を、高温膨張機構部と低温圧縮機構部とを密閉容器内に収納するだけの簡単な構造で実現した。  The main feature of the present invention is to reduce the weight and improve the productivity in order to improve the lack of energy efficiency and lack of market competitiveness. The purpose of improving energy efficiency and improving productivity has been realized with a simple structure in which the high-temperature expansion mechanism and the low-temperature compression mechanism are housed in a sealed container.

次に、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。図1は本発明の一実施例を示すスターリングシステム10の縦断側面図(概略図)、図2は本発明の一実施例を示すスターリングシステム10の概念図である。本発明のスターリングシステム10は、図1に示すように、鋼板からなる円筒状の密閉容器12を備え、この密閉容器12の内部空間に駆動機構部(高温膨張機構部24と、低温圧縮機構部44)が配置収納されている。  Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal side view (schematic diagram) of a Stirling system 10 showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of the Stirling system 10 showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the Stirling system 10 of the present invention includes a cylindrical sealed container 12 made of a steel plate, and a drive mechanism section (a high temperature expansion mechanism section 24 and a low temperature compression mechanism section) in the inner space of the sealed container 12. 44) is stored.

高温膨張機構部24は、密閉容器12の一側(図中上側)に配設され、低温圧縮機構部44は、密閉容器12の他側(図中下側)に配設されている。両機構部24、44は、密閉容器12の長手方向に渡って設けられた共通の駆動軸14に固定され、この駆動軸14の他側(図中下側)には、圧送機構15が設けられている。圧送機構15は、予め密閉容器12内に設けられた潤滑油70供給通路から、密閉容器12の他側に貯留された潤滑油70(本発明の潤滑剤に相当)を、後述する第1ロータ28(第1ベーン30を含む)、第2ロータ48(第2ベーン50を含む)、或いは、低温圧縮機構部44などが摺動する摺動部に圧送し潤滑する。この圧送機構15は、例えば、螺旋状に彫り込まれた螺旋溝、或いは、プロペラ状のものが回転することによる遠心力で潤滑油70を第1シリンダ26、第2シリンダ46内に圧送するものである。尚、圧送機構15にて、潤滑油70を圧送する技術については、従来より周知の技術であるため、詳細な説明を省略する。  The high temperature expansion mechanism part 24 is disposed on one side (upper side in the figure) of the sealed container 12, and the low temperature compression mechanism part 44 is disposed on the other side (lower side in the figure) of the sealed container 12. Both mechanism parts 24 and 44 are fixed to a common drive shaft 14 provided in the longitudinal direction of the hermetic container 12, and a pressure feeding mechanism 15 is provided on the other side (lower side in the figure) of the drive shaft 14. It has been. The pressure feeding mechanism 15 is configured to supply a lubricating oil 70 (corresponding to the lubricant of the present invention) stored on the other side of the sealed container 12 from a lubricating oil 70 supply passage provided in the sealed container 12 in advance to a first rotor described later. 28 (including the first vane 30), the second rotor 48 (including the second vane 50), or the sliding portion on which the low-temperature compression mechanism 44 slides is lubricated and lubricated. The pumping mechanism 15 pumps the lubricating oil 70 into the first cylinder 26 and the second cylinder 46 by centrifugal force generated by, for example, a spiral groove carved in a spiral shape or a propeller-shaped member rotating. is there. In addition, since the technique of pumping the lubricating oil 70 by the pumping mechanism 15 is a well-known technique from the past, detailed description is omitted.

高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44の間には、隔壁16が設けられており、密閉容器12はこの隔壁16で高温膨張機構部24側と、低温圧縮機構部44側とに仕切られている。即ち、隔壁16の一側(図中上側)には、高温膨張機構部24が設けられ、他側(図中下側)には低温圧縮機構部44が設けられている。該隔壁16は、多孔質素材が用いられた高断熱性の断熱壁、或いは、内部に真空空間が形成された高断熱性の断熱壁にて構成され、高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44との間を好適に断熱する。低温圧縮機構部44と隔壁16の間には、当該隔壁16と所定の間隔を存して制御機構18が設けられており、低温圧縮機構部44と圧送機構15との間には、密閉容器12内面に略密接すると共に制御機構18と所定の間隔を存して発電機20が設けられている。該制御機構18の周囲には所定の空間があり、この空間に第2空間44Aが形成されている。この制御機構18は、スターリングシステム10の性能特性を好適に制御するもので、高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44との双方の、圧縮上死点の位相角を好適に調整するものである。  A partition wall 16 is provided between the high temperature expansion mechanism unit 24 and the low temperature compression mechanism unit 44, and the sealed container 12 is partitioned by the partition wall 16 into a high temperature expansion mechanism unit 24 side and a low temperature compression mechanism unit 44 side. ing. That is, the high-temperature expansion mechanism 24 is provided on one side (upper side in the drawing) of the partition wall 16 and the low-temperature compression mechanism 44 is provided on the other side (lower side in the drawing). The partition wall 16 is composed of a highly heat insulating heat insulating wall using a porous material, or a high heat insulating heat insulating wall having a vacuum space formed therein, and a high temperature expansion mechanism portion 24 and a low temperature compression mechanism portion. Insulation between the two and 44 is suitably insulated. A control mechanism 18 is provided between the low temperature compression mechanism unit 44 and the partition wall 16 with a predetermined distance from the partition wall 16, and a sealed container is provided between the low temperature compression mechanism unit 44 and the pressure feeding mechanism 15. A generator 20 is provided that is in close contact with the inner surface of the twelve inner surface and at a predetermined distance from the control mechanism 18. There is a predetermined space around the control mechanism 18, and a second space 44A is formed in this space. This control mechanism 18 suitably controls the performance characteristics of the Stirling system 10, and suitably adjusts the phase angle of the compression top dead center of both the high temperature expansion mechanism 24 and the low temperature compression mechanism 44. is there.

また、発電機20は、電動機(モータ)としても使用可能な、所謂、発電とモータとを可逆的に使用可能な発電機である。この発電機20は、スターリングシステム10の運転時(駆動軸14の回転時)には発電して電力を出力する。また、発電機20は、スターリングシステム10の始動時には、予め外部に設けられた電源を通電することにより電動機として作動し、充分な軸出力が発生した時点で自動的に発電機20に切り替わるように構成されている。係る密閉容器12内には、高温膨張機構部24、低温圧縮機構部44、制御機構18、発電機20及び潤滑油70が内封される。これにより、スターリングシステム10を簡易で且つ、最適の形状構造を実現すると共に、性能、容積、重量、耐圧気密性及び低コスト等、実用性と利便性が得られるように構成されている。尚、制御機構18については、後で詳しく説明する。  The generator 20 can also be used as an electric motor (motor), and is a so-called generator that can reversibly use power generation and a motor. The generator 20 generates power and outputs electric power when the Stirling system 10 is operated (when the drive shaft 14 is rotated). Further, when the Stirling system 10 is started, the generator 20 operates as an electric motor by energizing a power source provided in advance, and automatically switches to the generator 20 when sufficient shaft output is generated. It is configured. In the airtight container 12, the high temperature expansion mechanism 24, the low temperature compression mechanism 44, the control mechanism 18, the generator 20 and the lubricating oil 70 are enclosed. Thus, the Stirling system 10 is configured to be simple and have an optimum shape structure, and to obtain practicality and convenience such as performance, volume, weight, pressure tightness and low cost. The control mechanism 18 will be described in detail later.

ここで、以下にローリングピストン式を例にした機構部を述べる。高温膨張機構部24は、外周面が密閉容器12内面に略密接して設けられた第1シリンダ26と、この第1シリンダ26内部に回動自在に設けられた第1ロータ28とから構成されている。高温膨張機構部24は、隔壁16と第1シリンダ26、及び、第1シリンダ26の隔壁16と対向面側(図1上側)の双方に所定の容積空間を有し、この空間に第1空間24Aを形成している。第1シリンダ26には、常時先端部を第1ロータ28に当接する第1ベーン30が設けられており、第1シリンダ26内はこの第1ベーン30で高温吐出側と高温吸入側とに仕切られている。即ち、第1シリンダ26内は、第1ベーン30にて、第1ベーン30の高温側吐出口34側を高温吐出側、高温側吸入口32側を高温吸入側とに区画している(図2に図示)。  Here, the mechanism part which made the rolling piston type an example is described below. The high-temperature expansion mechanism unit 24 includes a first cylinder 26 whose outer peripheral surface is provided in close contact with the inner surface of the sealed container 12, and a first rotor 28 that is rotatably provided inside the first cylinder 26. ing. The high-temperature expansion mechanism section 24 has a predetermined volume space on both the partition wall 16 and the first cylinder 26, and the partition wall 16 and the opposed surface side (upper side in FIG. 1) of the first cylinder 26, and the first space in this space. 24A is formed. The first cylinder 26 is provided with a first vane 30 whose tip always contacts the first rotor 28. The inside of the first cylinder 26 is divided into a high temperature discharge side and a high temperature suction side by the first vane 30. It has been. That is, in the first cylinder 26, the first vane 30 partitions the high temperature side discharge port 34 side of the first vane 30 into the high temperature discharge side and the high temperature side suction port 32 side to the high temperature suction side (FIG. 2).

該第1ロータ28は、中心が駆動軸14(図2点線)のクランク軸14A(図2実線)に固定され、この駆動軸14がクランク回転することにより、第1シリンダ26内を転動する。即ち、第1シリンダ26の中心を回転軸心として、第1ロータ28はその回転軸心を中心にして第1シリンダ26内を転動する。また、第1シリンダ26には、高温吸入側に吸入する作動ガスの等温加熱を支援するための第2加熱器38A(図2に図示)が設けられている。  The center of the first rotor 28 is fixed to a crankshaft 14A (solid line in FIG. 2) of the drive shaft 14 (dotted line in FIG. 2), and the drive shaft 14 rolls in the first cylinder 26 as the crank rotates. . That is, with the center of the first cylinder 26 as the rotation axis, the first rotor 28 rolls in the first cylinder 26 around the rotation axis. Further, the first cylinder 26 is provided with a second heater 38A (shown in FIG. 2) for supporting isothermal heating of the working gas sucked into the high temperature suction side.

また、低温圧縮機構部44は、外周面が密閉容器12内面に略密接して設けられた第2シリンダ46と、この第2シリンダ46内部に回動自在に設けられた第2ロータ48とから構成されている。第2シリンダ46には、常時先端部を第2ロータ48に当接する第2ベーン50が設けられており、第2シリンダ46内はこの第2ベーン50で仕切られている。即ち、第2シリンダ46内は、第2ベーン50にて、第2ベーン50の低温側吐出口54側を低温吐出側、低温側吸入口52側を低温吸入側とに区画している(図2に図示)。該スターリングシステム10は、高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44に設けた第1ロータ28と第2ロータ48とからなる回転式機構(ローリングピストン式)にて構成されている。  The low-temperature compression mechanism 44 includes a second cylinder 46 whose outer peripheral surface is provided in close contact with the inner surface of the hermetic container 12, and a second rotor 48 that is rotatably provided inside the second cylinder 46. It is configured. The second cylinder 46 is provided with a second vane 50 whose tip always contacts the second rotor 48, and the second cylinder 46 is partitioned by the second vane 50. That is, in the second cylinder 46, the second vane 50 partitions the low-temperature side discharge port 54 side of the second vane 50 into the low-temperature discharge side and the low-temperature side suction port 52 side into the low-temperature suction side (FIG. 2). The Stirling system 10 is configured by a rotary mechanism (rolling piston type) including a first rotor 28 and a second rotor 48 provided in the high temperature expansion mechanism 24 and the low temperature compression mechanism 44.

該第2ロータ48は、駆動軸14のクランク軸14Aに固定され、この駆動軸14がクランク回転することにより、第2シリンダ46内を転動する。即ち、第2シリンダ46の中心を回転軸心として、第2ロータ48はその回転軸心を中心にして第2シリンダ46内を転動する。また、第2シリンダ46には、当該第2シリンダ46の外部から低温吸入側に吸入した作動ガスの等温冷却を支援するための第2冷却器58A(図2に図示)が設けられている。  The second rotor 48 is fixed to the crankshaft 14A of the drive shaft 14, and the drive shaft 14 rolls in the second cylinder 46 as the crank rotates. That is, with the center of the second cylinder 46 as the rotation axis, the second rotor 48 rolls in the second cylinder 46 around the rotation axis. Further, the second cylinder 46 is provided with a second cooler 58A (shown in FIG. 2) for supporting isothermal cooling of the working gas sucked from the outside of the second cylinder 46 to the low temperature suction side.

高温膨張機構部24を構成する第1シリンダ26の高温側吐出口34に中空の接続配管36が接続されており、この接続配管36は再生熱交換器60、返送機構62、及び、第1冷却器58を介して低温圧縮機構部44を構成する第2シリンダ46の低温側吸入口52に接続されている(図1の点線)。また、第2シリンダ46の低温側吐出口54に中空の接続配管56が接続されている。この接続配管56は、返送機構62、再生熱交換器60、及び、第1加熱器38を介して、高温膨張機構部24を構成する第1シリンダ26の高温側吸入口32に接続されている(図1実線)。  A hollow connection pipe 36 is connected to the high-temperature side discharge port 34 of the first cylinder 26 constituting the high-temperature expansion mechanism portion 24, and the connection pipe 36 includes the regenerative heat exchanger 60, the return mechanism 62, and the first cooling. 1 is connected to the low-temperature side suction port 52 of the second cylinder 46 constituting the low-temperature compression mechanism 44 via a container 58 (dotted line in FIG. 1). A hollow connection pipe 56 is connected to the low temperature side discharge port 54 of the second cylinder 46. The connection pipe 56 is connected to the high temperature side suction port 32 of the first cylinder 26 constituting the high temperature expansion mechanism unit 24 via the return mechanism 62, the regenerative heat exchanger 60, and the first heater 38. (Figure 1 solid line).

再生熱交換器60は、作動ガスが高温膨張機構部24側から高温で流入し通過するときは蓄熱してこれを予冷し、低温圧縮機構部44側から流れ込むときは放熱して予熱する機能を必要とする。該再生熱交換器60は、内部を互いに反対方向に通過する作動ガスの流れ(対向流)が混合することなく、熱の交換が容易なように、例えば2重配管やプレート型顕熱交換器構造等で構成されている。この場合、再生熱交換器60は、作動ガスの顕熱交換のみ行い殆ど蓄熱、放熱は行わない。係る再生熱交換器60は、メッシュ等の複雑な内部充填物は不要で、比較的小容量に構成されている。  The regenerative heat exchanger 60 has a function of storing heat and precooling when the working gas flows in and passes from the high temperature expansion mechanism section 24 side at a high temperature and preheats it by flowing when it flows from the low temperature compression mechanism section 44 side. I need. The regenerative heat exchanger 60 is, for example, a double pipe or a plate-type sensible heat exchanger so that heat exchange is easy without mixing working gas flows (opposite flows) passing through the inside in opposite directions. It consists of a structure. In this case, the regenerative heat exchanger 60 performs only sensible heat exchange of the working gas and hardly stores heat or releases heat. Such a regenerative heat exchanger 60 does not require a complicated internal packing such as a mesh, and has a relatively small capacity.

該再生熱交換器60及び返送機構62は、本発明を構成する重要要素であり、原則的に密閉容器12の外部に設けられている。即ち、スターリングシステム10は、第1シリンダ26、再生熱交換器60、返送機構62、第1冷却器58、第2シリンダ46、返送機構62、再生熱交換器60、第1加熱器38を介して第1シリンダ26に順次配管接続されて、環状の作動ガス循環回路(以降スターリングサイクルと称す)を構成している。尚、図2では、密閉容器12の外部に設けられる再生熱交換器60、返送機構62、第1加熱器38、第2加熱器38A、第1冷却器58及び第2冷却器58Aを点線で図示している。  The regenerative heat exchanger 60 and the return mechanism 62 are important elements constituting the present invention, and are provided outside the sealed container 12 in principle. That is, the Stirling system 10 passes through the first cylinder 26, the regenerative heat exchanger 60, the return mechanism 62, the first cooler 58, the second cylinder 46, the return mechanism 62, the regenerative heat exchanger 60, and the first heater 38. The first cylinder 26 is sequentially piped to form an annular working gas circulation circuit (hereinafter referred to as a Stirling cycle). In FIG. 2, the regenerative heat exchanger 60, the return mechanism 62, the first heater 38, the second heater 38A, the first cooler 58, and the second cooler 58A provided outside the sealed container 12 are indicated by dotted lines. It is shown.

そして、スターリングサイクル内には、作動ガスとして、水素ガス、ヘリウムガス、或いは窒素ガスなどの高圧作動ガスが所定量封入され、潤滑油70としてはシリコン系の油が所定量、スターリングサイクル内に封入されて使用される。スターリングサイクル内に封入された作動ガスの圧力や内容積、第1ロータ28、第2ロータ48の偏心量や、相互の位相角の差、流入及び排出熱量や温度等諸元は、予めスターリングサイクルを構成するよう選定設定される。  In the Stirling cycle, a predetermined amount of high-pressure working gas such as hydrogen gas, helium gas, or nitrogen gas is sealed as the working gas, and a predetermined amount of silicon-based oil is sealed in the Stirling cycle as the lubricating oil 70. Have been used. Specifications such as the pressure and internal volume of the working gas sealed in the Stirling cycle, the amount of eccentricity of the first rotor 28 and the second rotor 48, the difference in mutual phase angle, the amount of inflow and exhaust heat, the temperature, etc. Is selected and configured.

また、返送機構62は、作動ガスに含まれる潤滑油70を分離し、且つ、沈殿物を取り除いて密閉容器12内下部に返送するもので、例えば、ギヤポンプと、潤滑油70を吸着して作動ガスと分離を行う、潤滑油70分離機能を有したフィルターにて構成されている。即ち、返送機構62は、当該返送機構62にて作動ガスから分離した潤滑油70を、ギヤポンプにて接続配管63(図1一点鎖線)から密閉容器12下部(図1下側)へ返送する。  The return mechanism 62 separates the lubricating oil 70 contained in the working gas, removes the precipitate, and returns it to the lower part of the sealed container 12. For example, the return mechanism 62 operates by adsorbing the gear pump and the lubricating oil 70. It is composed of a filter having a function of separating lubricating oil 70 that separates from gas. In other words, the return mechanism 62 returns the lubricating oil 70 separated from the working gas by the return mechanism 62 from the connection pipe 63 (one-dot chain line in FIG. 1) to the lower part of the sealed container 12 (lower side in FIG. 1).

ここで、従来の往復動式のスターリングサイクルは、高温の高温膨張機構部(高温部)と低温の低温圧縮機構部(低温部)とを、潤滑油を含んだ作動ガスが往復動するため、一般的には細かい網目状の金属を多段に積層して形成される。これにより、再生熱交換器は、作動ガスが広い接触面積に触れ、且つ、充分な蓄熱放熱効果をなるべく最小の流体抵抗で得られるように構成されている。しかし、高温部で潤滑油が加熱されることにより変質して沈殿物が発生すると、潤滑油が低温部に行く途中通過する再生熱交換器が目詰まりを惹き起こす恐れがあった。このため、潤滑油を用いてスターリングサイクル内の潤滑やシールを充分に行うことができなかった。  Here, in the conventional reciprocating Stirling cycle, the working gas containing lubricating oil reciprocates between the high temperature high temperature expansion mechanism (high temperature portion) and the low temperature low temperature compression mechanism (low temperature portion). Generally, it is formed by laminating fine mesh-like metals in multiple stages. Thus, the regenerative heat exchanger is configured such that the working gas touches a wide contact area, and a sufficient heat storage and heat dissipation effect can be obtained with the minimum fluid resistance. However, when the lubricating oil changes in quality when heated in the high temperature part and precipitates are generated, the regenerative heat exchanger that passes on the way to the low temperature part may cause clogging. For this reason, lubrication and sealing within the Stirling cycle could not be sufficiently performed using the lubricating oil.

そこで、本発明では密閉容器12の下部に貯留された潤滑油70を各摺動部に圧送する圧送機構15を設けると共に、作動ガスと潤滑油70とを分離し、沈殿物を除去するフィルターを返送機構62に設けている。これにより、潤滑油70に発生した沈殿物を取り除き、また、スターリングサイクルの潤滑やシールを好適に行えるように構成している。そして、貯留した潤滑油70は、圧送機構15にて再度各摺動部へ圧送され、摺動部を冷却すると共に摩耗を防止する。尚、高温膨張機構部24で潤滑油70の使用が耐熱的に傷み易いなどの不都合で抑制したいときには、これを、スターリングサイクルを循環する作動ガスから分離して低温圧縮機構部44のみで用いるように返送機構62を改良することも可能である。尚、ギヤポンプにて、潤滑油70を圧送する技術については、従来より周知の技術であるため、詳細な説明を省略する。  Therefore, in the present invention, a pressure feeding mechanism 15 that pressure-feeds the lubricating oil 70 stored in the lower part of the sealed container 12 to each sliding portion is provided, and a filter that separates the working gas and the lubricating oil 70 and removes precipitates is provided. The return mechanism 62 is provided. Thus, the precipitate generated in the lubricating oil 70 is removed, and lubrication and sealing in the Stirling cycle can be suitably performed. Then, the stored lubricating oil 70 is pumped again to each sliding portion by the pumping mechanism 15 to cool the sliding portion and prevent wear. When it is desired to suppress the use of the lubricating oil 70 in the high-temperature expansion mechanism section 24 due to inconvenience such as heat resistance, it is separated from the working gas circulating in the Stirling cycle and used only by the low-temperature compression mechanism section 44. It is also possible to improve the return mechanism 62. In addition, about the technique which pumps the lubricating oil 70 with a gear pump, since it is a conventionally well-known technique, detailed description is abbreviate | omitted.

次に、スターリングシステム10の動作を説明する。尚、高温膨張機構部24は、作動ガスが第1加熱器38で加熱されて高温になり、低温圧縮機構部44は、第2冷却器58Aで冷却されて低温になる。このため、高温膨張機構部24が上方、低温圧縮機構部44が下方に位置するように密閉容器12を立てて使用するのが熱力学的に有利となるので、実施例では密閉容器12を立てた状態で説明を行う。また、制御機構18及び発電機20は、加熱されてしまうのを防止するため低温圧縮機構部44側と同一空間内に設けている。また、第1加熱器38(第2加熱器38Aを含む)の加熱源としては、例えば化石燃料、バイオマス燃料、マイクロガスタービンや燃料電池の排熱、工場排熱或いは太陽熱等が用いられ、第1冷却器58(第2冷却器58Aを含む)の冷却源としては、例えば地下水、川の水、池の水、海水、或いは、空気(常温外気)などが用いられる。即ち、加熱源により第1加熱器38及び第2加熱器38Aは加熱され、この第2加熱器38Aによって第1シリンダ26は等温加熱される。また、冷却源により、第1冷却器58及び第2冷却器58Aは冷却され、この第2冷却器58Aによって第2シリンダ46は等温冷却される。  Next, the operation of the Stirling system 10 will be described. In the high temperature expansion mechanism 24, the working gas is heated by the first heater 38 and becomes high temperature, and the low temperature compression mechanism 44 is cooled by the second cooler 58A and becomes low temperature. For this reason, it is thermodynamically advantageous to stand and use the sealed container 12 so that the high temperature expansion mechanism 24 is positioned above and the low temperature compression mechanism 44 positioned below. I will explain in the state. In addition, the control mechanism 18 and the generator 20 are provided in the same space as the low-temperature compression mechanism unit 44 side in order to prevent the control mechanism 18 and the generator 20 from being heated. Further, as a heating source of the first heater 38 (including the second heater 38A), for example, fossil fuel, biomass fuel, exhaust heat of a micro gas turbine or a fuel cell, factory exhaust heat, solar heat, or the like is used. As a cooling source for the first cooler 58 (including the second cooler 58A), for example, groundwater, river water, pond water, seawater, air (room temperature outside air), or the like is used. That is, the first heater 38 and the second heater 38A are heated by the heating source, and the first cylinder 26 is heated isothermally by the second heater 38A. Further, the first cooler 58 and the second cooler 58A are cooled by the cooling source, and the second cylinder 46 is isothermally cooled by the second cooler 58A.

また、両シリンダ26、46内面に内接して転動する両ロータ28、48は、両ベーン30、50を基点に、互いの位相角の差が約180度となるように設定されている。この場合、第1シリンダ26と第2シリンダ46は、相互に振動を打ち消し合って低振動になるように偏心方向を逆位相になるよう配設されている。尚、位相角の差が180度とは、高温膨張機構部24から作動ガスの吐出が開始されたときで、低温圧縮機構部44にて作動ガスの吸入が開始されたときである。また、第1ロータ28及び第2ロータ48は、駆動軸14で連結され、両シリンダ26、46の高温側吸入口32、低温側吸入口52及び高温側吐出口34、低温側吐出口54はそれぞれの同一側面に設けられている。  The rotors 28 and 48 that roll in contact with the inner surfaces of the cylinders 26 and 46 are set so that the phase angle difference between the rotors 28 and 48 is about 180 degrees with the vanes 30 and 50 as base points. In this case, the first cylinder 26 and the second cylinder 46 are arranged so that the eccentric directions are in opposite phases so that the vibrations cancel each other and become low vibrations. The phase angle difference of 180 degrees is when the discharge of the working gas from the high-temperature expansion mechanism unit 24 is started and when the suction of the working gas is started by the low-temperature compression mechanism unit 44. The first rotor 28 and the second rotor 48 are connected by the drive shaft 14, and the high temperature side suction port 32, the low temperature side suction port 52, the high temperature side discharge port 34, and the low temperature side discharge port 54 of both cylinders 26, 46 are Each is provided on the same side.

そして、第1加熱器38により、第1シリンダ26内(高温吸入側)に流入する作動ガスが加熱される。この第1シリンダ26は、第2加熱器38Aにより加熱されるため、作動ガスは略等温のまま膨張し、第1シリンダ26内は所定の高圧になる。この高圧の作動ガスによって、第1ロータ28は、第1シリンダ26内面に沿って時計方向に転動し(図2矢印)、接続配管56から高温吸入側に作動ガスを吸入すると共に、潤滑油70は圧送機構15にて各摺動部や第1シリンダ26及び第2シリンダ46に圧送される。このようにして、高温膨張機構部24は加熱源から駆動力を得て、駆動軸14を回転駆動する。  Then, the working gas flowing into the first cylinder 26 (on the high temperature suction side) is heated by the first heater 38. Since the first cylinder 26 is heated by the second heater 38 </ b> A, the working gas expands while maintaining a substantially constant temperature, and the first cylinder 26 has a predetermined high pressure. With this high-pressure working gas, the first rotor 28 rolls clockwise along the inner surface of the first cylinder 26 (arrow in FIG. 2), sucks the working gas from the connection pipe 56 to the high-temperature suction side, and lubricates the lubricating oil. 70 is pressure-fed by the pressure-feed mechanism 15 to each sliding part, the first cylinder 26 and the second cylinder 46. In this way, the high-temperature expansion mechanism unit 24 obtains a driving force from the heating source and rotationally drives the driving shaft 14.

第1ロータ28の転動により、第1シリンダ26内(高温吐出側)の作動ガスは、高温側吐出口34から接続配管36内に吐出される。接続配管36内に吐出された作動ガスは、矢印方向(図2の右方向矢印)に進み再生熱交換器60に流入する。再生熱交換器60に流入した作動ガスは、第2シリンダ46にて冷却された作動ガスと熱交換して冷却(予冷)される。再生熱交換器60を出た作動ガスは、返送機構62に流入し、そこで、作動ガスと潤滑油70とが分離される。潤滑油70が分離された作動ガスは、第1冷却器58に流入して冷却された後、低温側吸入口52から第2シリンダ46内(低温吸入側)に流入する。尚、圧送機構15にて圧送された潤滑油70は、高温膨張機構部24内を作動ガスと共に循環しスターリングサイクルの充分な潤滑やシールを行う。  By the rolling of the first rotor 28, the working gas in the first cylinder 26 (high temperature discharge side) is discharged from the high temperature side discharge port 34 into the connection pipe 36. The working gas discharged into the connection pipe 36 proceeds in the arrow direction (right arrow in FIG. 2) and flows into the regenerative heat exchanger 60. The working gas flowing into the regenerative heat exchanger 60 is cooled (pre-cooled) by exchanging heat with the working gas cooled in the second cylinder 46. The working gas leaving the regenerative heat exchanger 60 flows into the return mechanism 62 where the working gas and the lubricating oil 70 are separated. The working gas from which the lubricating oil 70 has been separated flows into the first cooler 58 and is cooled, and then flows into the second cylinder 46 (low temperature suction side) from the low temperature side suction port 52. The lubricating oil 70 pumped by the pumping mechanism 15 circulates in the high-temperature expansion mechanism section 24 together with the working gas to perform sufficient lubrication and sealing in the Stirling cycle.

このとき、第2シリンダ46内(低温吐出側)の作動ガスは、第2冷却器58Aで冷却される。この冷却により、作動ガスは略等温のまま圧縮し、これによって、第2シリンダ46内で作動ガスの体積が圧縮される。第2ロータ48は、第2シリンダ46内面に沿って時計方向に転動し(図2矢印)、接続配管36からは低温吸入側に作動ガスを吸入する。そして、第2シリンダ46内(低温吐出側)の作動ガスは、低温側吐出口54から接続配管56内に吐出される。接続配管56内に吐出された作動ガスは、矢印方向(図2の左方向矢印)に進み、返送機構62で作動ガスと潤滑油70が分離される。潤滑油70が分離された作動ガスは、再生熱交換器60に流入し、第1シリンダ26にて加熱された作動ガスと熱交換して加熱(予熱)される。  At this time, the working gas in the second cylinder 46 (low temperature discharge side) is cooled by the second cooler 58A. By this cooling, the working gas is compressed while being substantially isothermal, whereby the volume of the working gas is compressed in the second cylinder 46. The second rotor 48 rolls clockwise along the inner surface of the second cylinder 46 (arrow in FIG. 2), and sucks the working gas from the connection pipe 36 to the low temperature suction side. The working gas in the second cylinder 46 (low temperature discharge side) is discharged from the low temperature side discharge port 54 into the connection pipe 56. The working gas discharged into the connection pipe 56 proceeds in the direction of the arrow (left arrow in FIG. 2), and the working gas and the lubricating oil 70 are separated by the return mechanism 62. The working gas from which the lubricating oil 70 has been separated flows into the regenerative heat exchanger 60 and is heated (preheated) by exchanging heat with the working gas heated in the first cylinder 26.

そして、加熱された作動ガスは第1加熱器38で加熱された後、高温側吸入口32から第1シリンダ26内(高温吸入側)に帰還する。このようにして、高温膨張機構部24は駆動力を得て、駆動軸14を回転駆動する。係るスターリングシステム10は、全体がスターリングサイクル10内の作動ガスを基本に、再生熱交換器60、第1加熱器38、第1冷却器58など各部位を単純に機能分担させているので、根本的に簡単化されると共に、連続的な作動が得られる。再生熱交換器60内の作動ガスの流れは、往復流でなくて高温部(高温膨張機構部24)と、低温部(低温圧縮機構部44)とを接続配管36と接続配管56とに分離し、相互に熱交換が可能な対向する一方向流となるように構成している。  The heated working gas is heated by the first heater 38 and then returned from the high temperature side suction port 32 to the inside of the first cylinder 26 (high temperature suction side). In this way, the high temperature expansion mechanism unit 24 obtains a driving force and drives the drive shaft 14 to rotate. Since the entire Stirling system 10 is based on the working gas in the Stirling cycle 10 as a whole, each part such as the regenerative heat exchanger 60, the first heater 38, the first cooler 58 and the like is simply assigned a function. Simplification and continuous operation. The flow of the working gas in the regenerative heat exchanger 60 is not a reciprocating flow, but the high temperature part (high temperature expansion mechanism part 24) and the low temperature part (low temperature compression mechanism part 44) are separated into the connection pipe 36 and the connection pipe 56. And it is comprised so that it may become a unidirectional flow which can mutually heat-exchange.

即ち、スターリングシステム10は、高温膨張機構部24にて駆動力を発生して駆動軸14を駆動し、駆動軸14に固定された発電機20にて発電する。該スターリングシステム10は、高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44の何れも等温に近い状態で圧縮或いは膨張作用を行い、総体的に出力を発生する。本スターリングシステム10の駆動用熱は、外部の熱源が第1加熱器38及び第2加熱器38Aに加えられ、これが作動ガスに伝わり動力に変換された後、排熱として第1冷却器58及び第2冷却器58Aから外部に放熱される。この結果熱力学的な段階が連続的に実現されてスターリングサイクルが完結され、エンジンとして作動する。  That is, the Stirling system 10 generates a driving force by the high-temperature expansion mechanism unit 24 to drive the driving shaft 14, and generates power by the generator 20 fixed to the driving shaft 14. The Stirling system 10 compresses or expands in a state where both the high-temperature expansion mechanism unit 24 and the low-temperature compression mechanism unit 44 are nearly isothermal, and generates an overall output. The heat for driving the Stirling system 10 is supplied to the first heater 38 and the second heater 38A from an external heat source, which is transferred to the working gas and converted into power. Heat is radiated from the second cooler 58A to the outside. As a result, the thermodynamic stage is continuously realized, the Stirling cycle is completed, and the engine operates.

ここで、外燃機関であるスターリングサイクルは、熱を外部から得るため、熱伝導の関係で動力伝達の応答反応がどうしても遅くなってしまう。このスターリングサイクルが最大能力を発揮できる、理想の位相角の差は180度で、位相角の差が0度では動かないが、180度の位相角では必ずしも熱力学的に能力が100%とならない。そこで、高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44から最大出力が得られるように制御機構18にて位相角を調整できるように構成されると共に、スターリングサイクルの運転中、位相角を調整することにより駆動力を変動できるよう構成されている。  Here, since the Stirling cycle, which is an external combustion engine, obtains heat from the outside, the response reaction of power transmission is inevitably delayed due to heat conduction. This Stirling cycle can demonstrate its maximum capacity. The ideal phase angle difference is 180 degrees and the phase angle difference does not move at 0 degrees, but the thermodynamic capacity is not necessarily 100% at a phase angle of 180 degrees. . Therefore, the control mechanism 18 is configured so that the phase angle can be adjusted so that the maximum output is obtained from the high temperature expansion mechanism unit 24 and the low temperature compression mechanism unit 44, and the phase angle is adjusted during the operation of the Stirling cycle. Thus, the driving force can be varied.

即ち、前記制御機構18は、スターリングサイクルの熱力特性を変化させて性能特性を制御するため、高温膨張機構部24の第1ロータ28と、低温圧縮機構部44の第2ロータ48との回転位相差を適宜変化させる機能を有している。制御機構18の構造としては、高温膨張機構部24側の駆動軸14に設けられたギヤと、対向する低温圧縮機構部44側に設けられたギヤとの噛み合わせにより位相角を調整するものや、電磁クラッチ等で位相角を調整するものなどがあげられる。該両ロータ28、48は、前述した如き両ベーン30、50を基点に、互いの位相角の差が約180度となるように設定したが、制御機構18はこの位相角の差を自在に変化させて、スターリングサイクルの最大能力を発揮させる。  That is, the control mechanism 18 controls the performance characteristics by changing the thermodynamic characteristics of the Stirling cycle, so that the rotational position between the first rotor 28 of the high temperature expansion mechanism section 24 and the second rotor 48 of the low temperature compression mechanism section 44 is changed. It has a function of appropriately changing the phase difference. The structure of the control mechanism 18 is such that the phase angle is adjusted by meshing the gear provided on the drive shaft 14 on the high temperature expansion mechanism section 24 side with the gear provided on the opposing low temperature compression mechanism section 44 side. In addition, an electromagnetic clutch or the like that adjusts the phase angle can be used. The rotors 28 and 48 are set so that the phase angle difference between the two vanes 30 and 50 is about 180 degrees with the vane 30 and 50 as described above. However, the control mechanism 18 can freely adjust the phase angle difference. Change to show the maximum capacity of the Stirling cycle.

また、スターリングサイクルは、短時間(例えば約1分以内)に負荷が減って能力を減らしたいとき、入力(加熱、及び冷却)を半分に減らしても、残った熱の影響と、慣性により直ぐに能力を落とせない。そこで、制御機構18にて位相角の差を所定角度ずらすことにより、能力を減らすことができる。このことから、負荷変動により、発電機20の出力(パワー)を変えることもできるので、負荷の少ないときに発電量がオーバーしてしまうなどと言った不都合を防止することができる。尚、制御機構18をギヤとギヤとの噛み合わせ、電磁クラッチ等を用いて両ロータ28、48の位相角をずらす技術については、従来より周知の技術であるため、詳細な説明を省略する。  In addition, the Stirling cycle reduces the load in a short time (for example, within about 1 minute) and reduces the capacity. Even if the input (heating and cooling) is reduced by half, the effect of the remaining heat and the inertia immediately I can't lose my ability. Therefore, the ability can be reduced by shifting the phase angle difference by a predetermined angle by the control mechanism 18. From this, since the output (power) of the generator 20 can be changed due to the load fluctuation, it is possible to prevent the inconvenience that the power generation amount exceeds when the load is small. Since the technology for engaging the control mechanism 18 between gears and shifting the phase angle of the rotors 28 and 48 using an electromagnetic clutch or the like is a well-known technology, detailed description thereof is omitted.

また、本スターリングサイクルでは一方向にのみ作動ガスが流れるため、再生熱交換器60の目詰まりが惹き起こされ難くなるので、潤滑油70を用いたスターリングサイクルを安全に構築することができる。また、スターリングサイクルに潤滑油70を循環させることにより、従来より格段にシール性及び潤滑性を向上させることができる。これにより、本発明の根幹をなす第1加熱器38、第1冷却器58、及び、再生熱交換器60を、密閉容器12内、若しくは、密閉容器12外において当該密閉容器12との一体化を実現できて、大幅な簡略化を行うことができる。従って、スターリングシステム10の性能特性を大幅に向上させることができ、同時に高温膨張機構部24や、低温圧縮機構部44の機構構成部分の製作精度や材料及び表面処理等を格段に簡易化することができる。  In addition, since the working gas flows in only one direction in the Stirling cycle, clogging of the regenerative heat exchanger 60 is less likely to occur, so that a Stirling cycle using the lubricating oil 70 can be safely constructed. Further, by circulating the lubricating oil 70 in the Stirling cycle, the sealing performance and the lubricity can be remarkably improved as compared with the prior art. As a result, the first heater 38, the first cooler 58, and the regenerative heat exchanger 60, which form the basis of the present invention, are integrated with the sealed container 12 in the sealed container 12 or outside the sealed container 12. Can be realized, and significant simplification can be achieved. Therefore, the performance characteristics of the Stirling system 10 can be greatly improved, and at the same time, the manufacturing accuracy, materials, surface treatment, and the like of the high temperature expansion mechanism 24 and the low temperature compression mechanism 44 can be greatly simplified. Can do.

また、制御機構18や発電機20等を密閉容器12の低温圧縮機構部44側に収納しているので、密閉容器12外部への出力軸(駆動軸14)取り出し等の機構は不要になると共に、作動ガス漏れも防止できる。また、過熱により損傷してしまうなどと言った懸念もない。また、発電機20を第2空間44A内に設けているので、発電機20を電動機として使用した場合に、発熱分が冷却され過熱を避けることができる。この結果、制御機構18及び発電機20等を密閉容器12に密着して設ければ、密閉容器12の小型化も図れ、運搬性や設置性などを大幅に向上させることができる。  Further, since the control mechanism 18 and the generator 20 are accommodated on the low-temperature compression mechanism 44 side of the sealed container 12, a mechanism such as taking out the output shaft (drive shaft 14) to the outside of the sealed container 12 becomes unnecessary. Also, leakage of working gas can be prevented. Moreover, there is no concern that it will be damaged by overheating. Moreover, since the generator 20 is provided in the second space 44A, when the generator 20 is used as an electric motor, the amount of heat generated is cooled and overheating can be avoided. As a result, if the control mechanism 18, the generator 20, and the like are provided in close contact with the sealed container 12, the sealed container 12 can be reduced in size, and the transportability and installation properties can be greatly improved.

また、スターリングサイクルは、高温膨張機構部24側と低温圧縮機構部44側とで常に加熱と冷却、或いは、略等温膨張と略等温圧縮が行われ、第1シリンダ26と第2シリンダ46間の、略等容積移動の熱力学的サイクルが互いに助け合う形で並存する(熱再生利用の効果)ので、従来には得られなかった画期的で合理的、且つ、高効率な熱サイクルが実現できる。尚、実用的には、スターリングサイクルは、前記略等容積移動の工程部分がずれて、等圧力移動(エリクソンサイクルと呼称される)方向に変化しても、基本的な構成、システムは本発明のまま既述の優れた特性が得られるため、熱再生利用の効果はスターリングサイクル同等とみなし得る。  In the Stirling cycle, the high temperature expansion mechanism 24 and the low temperature compression mechanism 44 are always heated and cooled, or substantially isothermally expanded and substantially isothermally compressed, between the first cylinder 26 and the second cylinder 46. Because the thermodynamic cycles of approximately equal volume movement coexist in a mutually assisting manner (effect of heat recycling), it is possible to realize an innovative, rational and highly efficient thermal cycle that has not been obtained in the past. . In practice, the basic configuration and system of the Stirling cycle is the same as the present invention even if the process portion of the substantially equal volume movement shifts and changes in the direction of equal pressure movement (referred to as the Ericsson cycle). Since the above-described excellent characteristics can be obtained as it is, the effect of heat recycling can be regarded as equivalent to the Stirling cycle.

このように、本発明のスターリングサイクルは、高温膨張機構部24、及び、低温圧縮機構部44と、両機構部共通の駆動軸14とを密閉容器12内に収納している。また、密閉容器12内を隔壁16により、高温膨張機構部24側と低温圧縮機構部44側とに仕切ったので、スターリングサイクルの性能特性を制御する制御機構18と、発電機20(電動機になり得る)とを、密閉容器12内の低温圧縮機構部44側において駆動軸14に直結すれば、動力伝達の応答性を極めて向上させることができる。また、高温膨張機構部24、及び、低温圧縮機構部44を密閉容器12内に収納しているので、制御機構18や発電機20(電動機)などが外部から直接衝撃を受けることもなく、風雨も避けることができる。これにより、傷や風雨でそれら制御機構18、発電機20(電動機)の腐食などを確実に防止することができるので、スターリングサイクルの耐久性を大幅に向上させることができる。然るに本方式のスターリングサイクルでは、制御機構18にて高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44の両ロータ28、48の位相差を変化させることにより、最も簡略、且つ、応答性良く両機構部の容積変化が相互に最適なスターリングサイクル状態の生成が実現できる。但し、この制御を必要としない場合制御機構18は不要である。  As described above, in the Stirling cycle of the present invention, the high-temperature expansion mechanism 24, the low-temperature compression mechanism 44, and the drive shaft 14 common to both mechanisms are housed in the sealed container 12. Further, since the sealed container 12 is partitioned by the partition wall 16 into the high temperature expansion mechanism section 24 side and the low temperature compression mechanism section 44 side, the control mechanism 18 that controls the performance characteristics of the Stirling cycle and the generator 20 (becomes an electric motor). Can be directly connected to the drive shaft 14 on the low-temperature compression mechanism portion 44 side in the sealed container 12, the responsiveness of power transmission can be greatly improved. In addition, since the high-temperature expansion mechanism 24 and the low-temperature compression mechanism 44 are housed in the sealed container 12, the control mechanism 18, the generator 20 (electric motor), and the like are not directly impacted from the outside. Can also be avoided. As a result, corrosion of the control mechanism 18 and the generator 20 (electric motor) due to scratches and wind and rain can be reliably prevented, and the durability of the Stirling cycle can be greatly improved. However, in the Stirling cycle of this method, the control mechanism 18 changes the phase difference between the rotors 28 and 48 of the high-temperature expansion mechanism 24 and the low-temperature compression mechanism 44 so that both mechanism parts are the simplest and most responsive. It is possible to realize a Stirling cycle state in which the volume changes of each other are optimal. However, when this control is not required, the control mechanism 18 is unnecessary.

これにより、スターリングエンジンの特長である高効率性、燃料や熱源の多様性、静粛性、及び、排気の清浄性等を、駆動機構部(高温膨張機構部24と、低温圧縮機構部44)を密閉一体型にした簡略な構造で実用化することができる。また、密閉容器12を円筒形に構成しているので耐圧性、信頼性、コンパクト性を飛躍的に向上させることができ、従来の内燃機関等既存の機関で得られなかった利便性、省エネルギー性や環境調和性等を必要とするエネルギー機器応用分野全般に活用することができる。  As a result, the high efficiency, the diversity of fuels and heat sources, the quietness, the cleanliness of exhaust, etc., which are the features of the Stirling engine, can be achieved with the drive mechanism (high temperature expansion mechanism 24 and low temperature compression mechanism 44). It can be put into practical use with a simple structure which is a hermetically sealed type. Further, since the sealed container 12 is formed in a cylindrical shape, pressure resistance, reliability, and compactness can be dramatically improved, and convenience and energy saving that cannot be obtained by existing engines such as conventional internal combustion engines. And can be used in all energy equipment application fields that require environmental harmony.

特に、高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44とを密閉容器12内に収納しているので、両機構部24、44を同一外径形状に構成すれば、駆動軸14の芯出しを極めて容易に行うことができる。これにより、スターリングシステム10の組み立てを容易に行うことが可能になるので、該スターリングシステム10の大幅なコストの低減を図ることができる。また、駆動機構部を密閉容器12内に収納しているので、スターリングシステム10の大幅な簡略化と耐久性を確保することができる。また、スターリングサイクルのコンパクト化を図ることができるので、従来のスターリングサイクルよりも大幅な軽量化を図ることが可能となる。これにより、生産性を極めて向上させることが可能になると共にコストも低減させることができるので、総じてスターリングシステム10の市場競争力を大幅に向上させることができるようになるものである。  In particular, since the high-temperature expansion mechanism 24 and the low-temperature compression mechanism 44 are housed in the sealed container 12, if both the mechanisms 24 and 44 are configured to have the same outer diameter, the drive shaft 14 is extremely centered. It can be done easily. As a result, the Stirling system 10 can be easily assembled, so that the cost of the Stirling system 10 can be significantly reduced. Further, since the drive mechanism is housed in the sealed container 12, the Stirling system 10 can be greatly simplified and durable. In addition, since the Stirling cycle can be made compact, it is possible to achieve a significant weight reduction compared to the conventional Stirling cycle. As a result, productivity can be greatly improved and costs can be reduced, so that the market competitiveness of the Stirling system 10 can be greatly improved as a whole.

また、スターリングサイクルを構成するための加熱器(第1加熱器38、第2加熱器38A)、冷却器(第1冷却器58、第2冷却器58A)、及び、再生熱交換機60を、密閉容器12内、若しくは、密閉容器12外において当該密閉容器12と一体化したので、スターリングシステム10を何処にでも容易に運搬することができ、また、何処にでも容易に設置することが可能になる。これにより、スターリングシステム10の運搬性や設置性などを大幅に向上させることができて、スターリングシステム10の汎用性を極めて向上させることができる。  In addition, the heaters (first heater 38, second heater 38A), coolers (first cooler 58, second cooler 58A), and regenerative heat exchanger 60 for configuring the Stirling cycle are sealed. The Stirling system 10 can be easily transported anywhere and can be easily installed anywhere because it is integrated with the sealed container 12 inside or outside the sealed container 12. . Thereby, the transportability, installation property, etc. of the Stirling system 10 can be significantly improved, and the versatility of the Stirling system 10 can be greatly improved.

また、密閉容器12内における摺動部を潤滑するための潤滑油70の圧送機構15と、密閉容器12外に吐出された作動ガスから潤滑油70を分離し、密閉容器12内に返送する返送機構62とを備えているので、潤滑油70をスターリングサイクルの各摺動部に円滑に給油することが可能となる。また、作動ガスから潤滑油70を分離し、密閉容器12内に返送する返送機構62とを備えているので、潤滑油70が作動ガスに混じって低温圧縮機構部44に流入してしまうなどといった不都合を阻止することができる。これにより、スターリングサイクルの運転を円滑に行うことが可能になり、出力低下の防止、及び、スターリングサイクルの性能劣化などを確実に防止することができる。  Further, the pressure feeding mechanism 15 for lubricating oil 70 for lubricating the sliding portion in the sealed container 12 and the return for separating the lubricating oil 70 from the working gas discharged to the outside of the sealed container 12 and returning it to the sealed container 12. Since the mechanism 62 is provided, the lubricating oil 70 can be smoothly supplied to each sliding portion of the Stirling cycle. Further, since the lubricating oil 70 is separated from the working gas and returned to the sealed container 12, the lubricating oil 70 is mixed with the working gas and flows into the low-temperature compression mechanism 44. Inconvenience can be prevented. As a result, it is possible to smoothly operate the Stirling cycle, and it is possible to reliably prevent a decrease in output and performance deterioration of the Stirling cycle.

また、駆動軸14を駆動する電動機20を備え、スターリングサイクルを逆サイクルで機能させる(即ち、図2の駆動軸14を反時計方向に回転させ、作動ガスの流れ方向も逆転)と、低温圧縮機構部44と高温膨張機構部24の動作に伴う作動ガスの圧縮・膨張を利用して冷凍機システムを構築することができる。この場合、第1加熱器38及び第2加熱器38Aは、吸熱冷却部として作用し、外部より熱を吸収することで対象を冷却でき、第1冷却器58及び第2冷却器58Aは、放熱加熱部として作用し外部に熱を放熱する。実用的にはヒートポンプ空調、中低温チラーや超低温冷凍機に活用できる。また、作動ガスに、例えば、水素やヘリウムなどの自然作動媒体を用いれば環境性の優れた冷凍機分野にも適用することができる。これにより、発電機20及び冷凍機の双方を使用することが可能になり、スターリングサイクルの利便性を大幅に向上させることができる。  In addition, an electric motor 20 for driving the drive shaft 14 is provided, and the Stirling cycle is operated in a reverse cycle (that is, the drive shaft 14 in FIG. 2 is rotated counterclockwise and the working gas flow direction is also reversed). A refrigerator system can be constructed using the compression / expansion of the working gas accompanying the operation of the mechanism 44 and the high-temperature expansion mechanism 24. In this case, the first heater 38 and the second heater 38A act as an endothermic cooling unit, and can cool the object by absorbing heat from the outside. The first cooler 58 and the second cooler 58A It acts as a heating part and dissipates heat to the outside. Practically, it can be used for heat pump air conditioning, medium / low temperature chillers and ultra-low temperature refrigerators. Further, if a natural working medium such as hydrogen or helium is used as the working gas, the working gas can be applied to the refrigerator field having excellent environmental performance. Thereby, it becomes possible to use both the generator 20 and a refrigerator, and the convenience of a Stirling cycle can be improved significantly.

また、従来の往復動型のスターリングサイクルを大幅に凌駕する性能、コストで実用化が可能と期待できる。また、第1シリンダ26と第2シリンダ46との偏心方向を逆位相になるよう配設して、相互に振動を打ち消し合っているので、騒音レベルを大幅に低減させることができる。尚、発電機20による出力及び冷凍機システムの何れの場合も、実用サイクルでは熱力学的に理想のスターリングサイクルから若干外れて作用するが、熱再生サイクルを基本とする主旨が守られていることが本発明の骨子である。また、スターリングサイクルの構造は、既に冷凍空調用圧縮機では通称「密閉型2シリンダ式ロータリー圧縮機」として普及しているものに類似しており、その簡易性に基づく生産性の良さや低コスト性は同様に期待できる。  In addition, it can be expected that it can be put to practical use with performance and cost that far exceed the conventional reciprocating Stirling cycle. Further, since the eccentric directions of the first cylinder 26 and the second cylinder 46 are arranged in opposite phases and mutually cancel vibrations, the noise level can be greatly reduced. In both cases of the output from the generator 20 and the refrigeration system, the thermodynamically deviates slightly from the ideal Stirling cycle in the practical cycle, but the principle based on the heat regeneration cycle is observed. Is the gist of the present invention. In addition, the structure of the Stirling cycle is similar to that already known as a “sealed two-cylinder rotary compressor” for compressors for refrigeration and air conditioning, and the productivity and low cost based on its simplicity are low. Sex can be expected as well.

尚、実施例では、スターリングサイクルを構成する密閉容器12を垂直(高温膨張機構部24を上側、低温圧縮機構部44を下側)に設置したが、密閉容器12は垂直に限らず水平に設置(高温膨張機構部24と低温圧縮機構部44とが略水平に設置された状態)しても差し支えない。この場合、密閉容器12が略水平状態のときに各駆動機構部に潤滑油70を充分供給できるような構造、つまり密閉容器12が水平時に潤滑油70を汲み上げて圧送できるように、圧送機構15の下端を潤滑油70内に開口する構造に変更することが必要である。これにより、密閉容器12の姿勢の自由度が確保でき、スターリングシステム10全体をコンパクトに纏めることができる。  In the embodiment, the hermetic container 12 constituting the Stirling cycle is installed vertically (the high temperature expansion mechanism 24 is on the upper side and the low temperature compression mechanism 44 is on the lower side). (The state in which the high-temperature expansion mechanism 24 and the low-temperature compression mechanism 44 are installed substantially horizontally) is acceptable. In this case, the structure that can sufficiently supply the lubricating oil 70 to each drive mechanism when the sealed container 12 is in a substantially horizontal state, that is, the pumping mechanism 15 so that the lubricating container 70 can be pumped up and pumped when the sealed container 12 is horizontal. It is necessary to change to the structure which opens the lower end of the inside of the lubricating oil 70. Thereby, the freedom degree of the attitude | position of the airtight container 12 can be ensured, and the whole Stirling system 10 can be put together compactly.

また、高温膨張機構部24の高温側吸入口32から第1シリンダ26内に流入する作動ガスが第1加熱器38を通過した後、更に第1空間24Aを通過させて第1シリンダ26を外部から加熱した後、高温側吸入口32から第1シリンダ26内に流入させるようにしても差し支えない。  Further, after the working gas flowing into the first cylinder 26 from the high-temperature side suction port 32 of the high-temperature expansion mechanism section 24 has passed through the first heater 38, the working gas is further passed through the first space 24 </ b> A to bring the first cylinder 26 to the outside. After being heated, it may be allowed to flow into the first cylinder 26 from the high temperature side suction port 32.

同様に、低温圧縮機構部44の低温側吸入口52から第2シリンダ46内に流入した作動ガスが第1冷却器58を通過した後、更に第2空間44Aを通過させて第2シリンダ46を外面から加熱した後、低温側吸入口52から第2シリンダ46内に流入させるようにしても差し支えない。また、必要に応じて制御機構18にはフライホイール効果を持たせる回転円盤等を付加する。  Similarly, after the working gas that has flowed into the second cylinder 46 from the low temperature side suction port 52 of the low temperature compression mechanism 44 passes through the first cooler 58, the working gas is further passed through the second space 44 </ b> A to move the second cylinder 46. After heating from the outer surface, it may be allowed to flow into the second cylinder 46 from the low temperature side suction port 52. Further, a rotating disk or the like for giving a flywheel effect is added to the control mechanism 18 as necessary.

また、スターリングシステム10の回転式機構をローリングピストン式にて説明したが、スターリングシステム10はローリングピストン式に限らず、固定スクロールと揺動スクロールとからなるスクロール式の回転式機構を用いても本発明は有効である。また、スターリングシステム10の目的に沿う回転式機構(ローリングピストン式)以外に、原理的に同様に応用可能な候補として「スイングロータ式」、「マルチベーン式」場合により「ヴァンケル式」等もあげられる。これらでスターリングシステム10を構成しても本発明は有効である。  Further, the rotary mechanism of the Stirling system 10 has been described as a rolling piston type. However, the Stirling system 10 is not limited to the rolling piston type, and the present invention can be realized by using a scroll type rotary mechanism including a fixed scroll and an orbiting scroll. The invention is effective. In addition to the rotating mechanism (rolling piston type) that meets the purpose of the Stirling system 10, “swing rotor type”, “multi-vane type”, and “Wankel type” are also applicable in principle. It is done. Even if the Stirling system 10 is constituted by these, the present invention is effective.

また、実施例ではスターリングシステム10の形状や寸法などを記載したが、スターリングシステム10はそれらの要旨を逸脱しない範囲内で変更しても差し支えない。勿論本発明は、上記実施例のみに限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の様々な変更を行っても本発明は有効である。  Moreover, although the shape, dimension, etc. of the Stirling system 10 were described in the Example, the Stirling system 10 may be changed without departing from the gist thereof. Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is effective even when various other modifications are made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の一実施例を示すスターリングシステムの縦断側面図(一部概略図)である。1 is a longitudinal side view (partially schematic view) of a Stirling system showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例を示すスターリングシステムの概念図である。It is a conceptual diagram of the Stirling system which shows one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 スターリングシステム
12 密閉容器
14 駆動軸
15 圧送機構
16 隔壁
18 制御機構
20 発電機(電動機)
24 高温膨張機構部
26 第1シリンダ
28 第1ロータ
30 第1ベーン
38 第1加熱器
44 低温圧縮機構部
46 第2シリンダ
48 第2ロータ
50 第2ベーン
58 第1冷却器
60 再生熱交換器
62 返送機構
70 潤滑油
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stirling system 12 Sealed container 14 Drive shaft 15 Pumping mechanism 16 Bulkhead 18 Control mechanism 20 Generator (electric motor)
24 High temperature expansion mechanism part 26 1st cylinder 28 1st rotor 30 1st vane 38 1st heater 44 Low temperature compression mechanism part 46 2nd cylinder 48 2nd rotor 50 2nd vane 58 1st cooler 60 Regenerative heat exchanger 62 Return mechanism 70 Lubricating oil

Claims (5)

スターリングサイクルを構成するための高温膨張機構部、及び、低温圧縮機構部と、両機構部共通の駆動軸とを密閉容器内に収納すると共に、該密閉容器内を隔壁により、前記高温膨張機構部側と前記低温圧縮機構部側とに仕切ったことを特徴とするスターリングシステム。  A high-temperature expansion mechanism for configuring a Stirling cycle, a low-temperature compression mechanism, and a drive shaft common to both mechanisms are housed in a sealed container, and the inside of the sealed container is separated by a partition wall, and the high-temperature expansion mechanism A Stirling system, which is partitioned into a side and a side of the low-temperature compression mechanism. 前記スターリングサイクルの性能特性を制御する制御機構と、発電機、若しくは、電動機とを、前記密閉容器内の前記低温圧縮機構部側において前記駆動軸に直結したことを特徴とする請求項1に記載のスターリングシステム。  The control mechanism for controlling the performance characteristics of the Stirling cycle and a generator or an electric motor are directly connected to the drive shaft on the low-temperature compression mechanism section side in the sealed container. Stirling system. 前記スターリングサイクルを構成するための加熱器、冷却器、及び、再生熱交換器を、前記密閉容器内、若しくは、密閉容器外において当該密閉容器と一体化したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスターリングシステム。  The heater, the cooler, and the regenerative heat exchanger for configuring the Stirling cycle are integrated with the sealed container in the sealed container or outside the sealed container. Item 3. A Stirling system according to Item 2. 前記密閉容器内における摺動部を潤滑するための潤滑剤の圧送機構と、前記密閉容器外に吐出された作動ガスから前記潤滑剤を分離し、密閉容器内に返送する返送機構とを備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載のスターリングシステム。  A lubricant pressure feeding mechanism for lubricating the sliding portion in the sealed container, and a return mechanism for separating the lubricant from the working gas discharged to the outside of the sealed container and returning it to the sealed container. The Stirling system according to any one of claims 1 to 3, wherein the Stirling system is provided. 前記駆動軸を駆動する電動機を備え、前記スターリングサイクルを逆サイクルで機能させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のスターリング装置を用いた冷凍機システム。  The refrigerator system using the Stirling apparatus according to claim 1, further comprising an electric motor that drives the drive shaft, wherein the Stirling cycle functions in a reverse cycle.
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