JP2013540224A - 熱機械に関する改良 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
−共通の第1の取付具に備えられ、第1の複数のシリンダー内に形成された対向する第1の複数の穴に作用する第1の一対のディスプレーサと、
−第1の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第1のケーシングと、
−共通の第2の取付具に備えられ、第2の複数のシリンダー内に形成された対向する第2の複数の穴に作用する第2の一対のディスプレーサと、
−第2の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第2のケーシングと、
−第1及び第2の取付具を相互接続する機構であって、第1及び第2の対のディスプレーサの間の位相角を維持するように配置された機構と、
−複数のディスプレーサの取付具から離れた側の複数のシリンダー内の空間により規定される作動流体室と、を有し、
前記複数のケーシング内及び前記複数の作動流体室内の圧力を監視して比較する為の手段が備えられ、そして、前記比較の結果によって、ケーシング及び作動流体の圧力の1つ又は両方を調節する為の手段が備えられることを特徴とする熱機械を提供する。
−共通の第1の取付具に備えられ、第1の複数のシリンダー内に形成された対向する第1の複数の穴に作用する第1の一対のディスプレーサと、
−第1の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第1のケーシングと、
−共通の第2の取付具に備えられ、第2の複数のシリンダー内に形成された対向する第2の複数の穴に作用する第2の一対のディスプレーサと、
−第2の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第2のケーシングと、
−第1及び第2の取付具を相互接続する機構であって、第1及び第2の対のディスプレーサの間の位相角を維持するように配置された機構と、
−複数のディスプレーサの取付具から離れた側の複数のシリンダー内の空間により規定される作動流体室と、を有し、
前記方法において、外部熱源からの熱が、第1の一対のディスプレーサと隣接する作動流体室内の作動流体に供給され、第2の一対のディスプレーサと隣接する作動流体室内の作動流体からの熱は、外部ヒートシンクに放出され、前記複数のケーシング内及び前記複数の作動流体室内の圧力が監視されて比較され、そして、前記比較の結果によって、複数のケーシング及び複数の作動流体室の1つ又は両方の中の流体の圧力が調節されることを特徴とする方法を提供する。
・ディスプレーサの運動を制御する機構であって、ディスプレーサの基本的に正弦曲線の運動を引き起こし、それにより、機構の為のケーシング内の体積を一定に維持する機構と、
・それぞれ高温の対のディスプレーサ及び低温の対のディスプレーサの為の2つの機構の位相を調節することにより、高温及び低温の対のディスプレーサの相対位相を調節する手段と、そして、
・複数のディスプレーサの機構から離れた側の作動流体の圧力及び機構の為のケーシング内の圧力の為の監視及び制御手段と、
を有する機関に関することが理解される。
16 低温のピストン及びシリンダーの組合せ
17 接続要素
18 ピストン
18A、18B、18C、18D ピストン
19 17の中央円形開口
20 偏心機構
21 ケーシング
22 偏心部材
23 22の内側に歯が付いた穴
24 出力軸
25 24の外側に歯が付いた歯車
27 移動管
28 かさ歯車
29 駆動軸
30 かさ歯車
31 運搬装置
35 出力軸
36 出力軸
37 ねじ穴、ねじ山部分
39 止まり穴
40 スラグ
41 らせん状のリブ
42 ピストン
43A、43B 環状溝
44 弁部材
44A 送り管
44B 戻り管
46 圧力タップ
47 圧力タップ
48 圧力タップ
49 制御装置
51 圧力変換器
52 圧力変換器
53 圧力タップ
54 圧力タップ
55 3位置弁
56 低圧流体貯蔵タンク
57 高圧流体貯蔵タンク
58 ポンプ
59 圧力バイパス弁
60 管
61 管
62 軸位置エンコーダ
63 位相角作動装置
64 弁室
65 制御器
66 通路
67A、67B、67C、67D、67E 上部弁
68A、68B、68C 下部弁
70 偏心部材
71 共通軸
72 歯車
73 出力軸
74 内側に歯が付いたハブ
75 線形滑り要素
76 75の円形中央開口
78 偏心部材
79 コイル
80 外側に歯が付いた歯車
81 偏心部材
82 スタブ軸
83 出力軸
84 ケーシング
85 86の穴
86 カウンターウェイト
87 陥凹部
88 突起
90 出力軸
91 中央歯車
92 内側歯車
93 偏心部材
94 偏心部材
95 カウンターウェイト
96 カウンターウェイト
97 ピン
98 ボールレース
99 ボールレース
104 出力軸
105 出力軸
106 外側歯車
107 外側歯車
108 偏心部材
109 偏心部材
110 外側に歯が付いた歯車
111 外側に歯が付いた歯車
112 カウンターウェイト
113 カウンターウェイト
114 スタブ軸
120 ディスプレーサ
121 取付具
122 穴
123 枠
124 出力軸
125 ケーシング
126 クランクピン
127 カウンターウェイト・ウェブ
Claims (33)
- 外部熱源及び外部ヒートシンクと共に動作する熱機械であって、前記熱機械が、
−共通の第1の取付具に備えられ、第1の複数のシリンダー内に形成された対向する第1の複数の穴に作用する第1の一対のディスプレーサと、
−第1の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第1のケーシングと、
−共通の第2の取付具に備えられ、第2の複数のシリンダー内に形成された対向する第2の複数の穴に作用する第2の一対のディスプレーサと、
−第2の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第2のケーシングと、
−第1及び第2の取付具を相互接続する機構であって、第1及び第2の対のディスプレーサの間の位相角を維持するように構成された機構と、
−複数のディスプレーサの取付具から離れた側の複数のシリンダー内の空間により規定される作動流体室と、を有し、
前記複数のケーシング内及び前記複数の作動流体室内の圧力を監視して比較する為の手段が備えられ、そして、前記比較の結果によって、ケーシング及び作動流体の圧力の1つ又は両方を調節する為の手段が備えられることを特徴とする熱機械。 - 圧力を調節する手段が、ケーシング内の圧力がケーシングのシリンダーの室内の監視された圧力に対して規定の範囲内に入るように、必要に応じてケーシング内に流体を駆動するか、ケーシングから流体を引き出すように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱機械。
- 圧力を調節する手段が、ケーシング内の圧力を作用空間内の圧力より下に維持するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の熱機械。
- 第1及び第2のケーシング内の圧力を実質的に同じに維持する為の手段が備えられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の熱機械。
- 第1及び第2のケーシングが単一のケーシングに一体化されていることを特徴とする請求項4に記載の熱機械。
- 熱機械がさらに、
−共通の第3の取付具に備えられ、第3の複数のシリンダー内に形成された対向する第3の複数の穴に作用する第3の一対のディスプレーサと、
−第3の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第3のケーシングと、
−共通の第4の取付具に備えられ、第4の複数のシリンダー内に形成された対向する第4の複数の穴に作用する第4の一対のディスプレーサと、
−第4の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第4のケーシングと、
−第3及び第4の取付具を相互接続する機構であって、第3及び第4の対のディスプレーサの間の位相角を維持するように構成された機構と、
−複数のディスプレーサの取付具から離れた側の複数のシリンダー内の空間により規定される作動流体室と、を有し、
前記複数のケーシング内及び前記複数の作動流体室内の圧力を監視して比較する為の手段が備えられ、そして、前記比較の結果によって、ケーシング及び作動流体の圧力の1つ又は両方を調節する為の手段が備えられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の熱機械。 - 第1及び第3のケーシングが共通のケーシングに一体化されており、そして、第2及び第4のケーシングが更なる共通のケーシングに一体化されていることを特徴とする請求項6に記載の熱機械。
- 共通の第1及び第3のケーシング内の圧力と共通の第2及び第4のケーシング内の圧力を実質的に同じに維持する為の手段が備えられていることを特徴とする請求項7に記載の熱機械。
- 共通の第1及び第3のケーシングと共通の第2及び第4のケーシングが単一のケーシングに一体化されていることを特徴とする請求項8に記載の熱機械。
- 第1の機構が第1及び第3の対のディスプレーサと結合し、そして、第2の機構が第2及び第4の対のディスプレーサと結合し、第1及び第2の機構が同期動作の為に連結されていることを特徴とする請求項9に記載の熱機械。
- 第1及び第2の機構の相対位相を調節することにより、第1及び第3の対のディスプレーサと第2及び第4の対のディスプレーサの間の位相角を調節する為の手段が備えられていることを特徴とする請求項10に記載の熱機械。
- 複数対のディスプレーサと結合する機構が回転出力軸を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の熱機械。
- 第1及び第2の対のディスプレーサの位相を第3及び第4の対のディスプレーサに対して調節する為の手段が備えられていることを特徴とする請求項12に記載の熱機械。
- 複数の出力軸が実質的に同軸であり、そして、複数の出力軸の相対位相を調節する為の手段が、複数の出力軸の対向する端部上のそれぞれの出力歯車と、出力軸に対して実質的に半径方向面内の軸を有する該出力歯車とかみ合う更なる歯車と、を有し、そして、半径方向面内の更なる歯車の調節が複数の出力軸の間の相対角度の調節を達成することを特徴とする請求項13に記載に熱機械。
- 複数の出力軸の対向する端部が反対のねじ山を付けられ、そして、調節要素が、前記ねじ山に係合し、出力軸に対して軸方向の運動の為に配置され、それにより、複数の出力軸の間の相対角度の調節を達成することを特徴とする請求項13に記載の熱機械。
- それぞれのディスプレーサが、それぞれのシリンダー穴内の往復運動の為に配置されたピストンの形をしており、該シリンダー穴がピストンと穴の間に形成されるシールを有していることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1つに記載の熱機械。
- 第1の一対のディスプレーサが熱源と結合しており、第2の一対のディスプレーサがヒートシンクと結合していることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1つに記載の熱機械。
- 当該機構又はそれぞれの機構が、ディスプレーサの運動を実質的に正弦曲線になるように制御するように構成されていることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1つに記載の熱機械。
- 当該機構又はそれぞれの機構が、出力軸を含む偏心駆動装置を有し、ディスプレーサの為の関連する取付具が出力軸の回転に対応する往復運動を実施するように制御されることを特徴とする請求項18に記載の熱機械。
- 偏心駆動装置が、ディスプレーサの取付具に連結する外面を有する偏心部材と、偏心部材の外面に対して偏心して配置されている歯車と、偏心部材の歯車とかみ合う歯車を有する出力軸と、を有することを特徴とする請求項19に記載の熱機械。
- 偏心部材が、内側の歯を備えた穴を有しており、そして、出力軸の歯車が、該穴の内側の歯とかみ合う外側の歯を有していることを特徴とする請求項20に記載の熱機械。
- 偏心部材の歯車が、外側の歯を備えた突出する突起の形をしており、そして、出力軸の歯車が、該突起の歯とかみ合う外側の歯又は内側の歯を有していることを特徴とする請求項20に記載の熱機械。
- 偏心部材が、出力軸に備えられた外側に歯が付いた歯車とかみ合う外側に歯が付いた歯車を備えており、そして、出力軸の歯車の周りを偏心部材の歯が付いた歯車が回ることを特徴とする請求項20に記載の熱機械。
- 偏心部材が、出力軸に備えられた内側に歯が付いたリングとかみ合う外側に歯が付いた歯車を備えており、そして、出力軸のリング内を偏心部材の歯が付いた歯車が回ることを特徴とする請求項20に記載の熱機械。
- 偏心部材が、クランクケースに備えられた内側に歯が付いたリングとかみ合う外側に歯が付いた歯車を備えており、そして、偏心部材の歯が付いた歯車が、歯が付いたリングの周りを回り、出力軸を駆動することを特徴とする請求項20に記載の熱機械。
- 第1及び第3の対のディスプレーサが実質的に互いに対して90度に配置され、第2及び第4の対のディスプレーサが実質的に互いに対して90度に配置され、そして、第1及び第3の対のディスプレーサ並びに第2及び第4の対のディスプレーサにおいて、それぞれの偏心駆動機構が互いに対して180度に接続された2つの偏心部材を有し、一方の偏心部材が一方の対のディスプレーサの取付具に連結する外面を有し、他方の偏心部材が他方の対のディスプレーサの取付具に連結する外面を有することを特徴とする請求項6又は20に記載の熱機械。
- 発電機として構成される熱機械であって、該熱機械がディスプレーサの取付具に隣接して配置された電気コイルを有し、電気コイルが熱機械の動作時にEMFを発生させることを特徴とする請求項1〜26のいずれか1つに記載の熱機械。
- 外燃機関として構成されることを特徴とする請求項1〜27のいずれか1つに記載の熱機械。
- 実質的にスターリングサイクルで動作する機関として構成されることを特徴とする請求項25に記載の熱機械。
- 高温及び低温の対のディスプレーサを有するスターリング機関として構成される熱機械であって、
−ディスプレーサの運動を制御する機構であって、ディスプレーサの基本的に正弦曲線の運動を引き起こし、それにより、機構のケーシング内の体積を一定に維持する機構と、
−高温の対のディスプレーサ及び低温の対のディスプレーサのそれぞれの為の2つの機構の位相を調節することにより、高温及び低温の対のディスプレーサの相対位相を調節する手段と、そして、
−複数のディスプレーサの機構から離れた側の作動流体内の圧力、及び機構のケーシング内の圧力を監視して制御する手段と、
を有することを特徴とする請求項6に記載の熱機械。 - 外部熱源及び外部ヒートシンクを有する熱機械を運転する方法であって、前記熱機械が、
−共通の第1の取付具に備えられ、第1の複数のシリンダー内に形成された対向する第1の複数の穴に作用する第1の一対のディスプレーサと、
−第1の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第1のケーシングと、
−共通の第2の取付具に備えられ、第2の複数のシリンダー内に形成された対向する第2の複数の穴に作用する第2の一対のディスプレーサと、
−第2の一対のディスプレーサの間の体積を取り囲む第2のケーシングと、
−第1及び第2の取付具を相互接続する機構であって、第1及び第2の対のディスプレーサの間の位相角を維持するように構成された機構と、
−複数のディスプレーサの取付具から離れた側の複数のシリンダー内の空間により規定される複数の作動流体室と、を有し、
前記方法において、外部熱源からの熱が第1の一対のディスプレーサに隣接する複数の作動流体室内の作動流体に供給され、第2の一対のディスプレーサに隣接する複数の作動流体室内の作動流体からの熱が外部ヒートシンクに放出され、前記複数のケーシング内及び前記複数の作動流体室内の圧力が監視されて比較され、そして、前記比較の結果によって、複数のケーシング及び複数の作動流体室の1つ又は両方の中の流体の圧力が調節されることを特徴とする方法。 - 熱機械が、それぞれ第1及び第2の対のディスプレーサに隣接する複数の作動流体室を相互接続する移動管を含み、作動流体室内の圧力が、移動管内の圧力を監視することにより評価されることを特徴とする請求項31に記載の方法。
- ケーシング内の圧力が、作動流体室内の監視された最低圧力よりも下になるように維持されることを特徴とする請求項31又は32に記載の方法。
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