JP2018066297A - Stirling engine - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、外燃機関であるスターリングエンジンに関するものである。 The present invention relates to a Stirling engine that is an external combustion engine.
従来から、外部からの熱による温度差に基づく作動流体の収縮・膨張により動力を出力する外燃機関として、スターリングエンジンなどが知られている。スターリングエンジンは、作動流体を圧縮空間と膨張空間との間を交互に移動させ、熱交換器による作動流体の膨張と収縮とを繰り返すことで、ピストンを駆動させて、外部からの熱を動力に変換している(特許文献1及び2参照)。このようなスターリングエンジンには、圧縮空間と膨張空間とを別シリンダに構成するアルファ型や、ディスプレーサピストン及びパワーピストンを共に同一シリンダに収容するベータ型や、ディスプレーサピストン及びパワーピストンを別シリンダに収容するガンマ型などが知られている。
Conventionally, a Stirling engine or the like is known as an external combustion engine that outputs power by contraction and expansion of a working fluid based on a temperature difference caused by heat from the outside. The Stirling engine alternately moves the working fluid between the compression space and the expansion space and repeats the expansion and contraction of the working fluid by the heat exchanger, thereby driving the piston and using the heat from the outside as power. Conversion is performed (see
また、スターリングエンジンは、パワーピストンの往復運動を回転運動に変換するクランク機構などの出力取り出し装置を備えており、外部に回転動力を出力している。引用文献1のスターリングエンジンは、ピストン下方にクロスヘッド機構による出力取り出し装置を設け、ディスプレーサピストンとパワーピストンが内設されるシリンダ(作動空間)と、クランク機構のクランク軸が軸支されるクランク室(バッファ空間)とを同一ケース内の上下で分室した構成となる。引用文献2のスターリングエンジンは、ディスプレーサピストンとパワーピストンが内設されるシリンダ(作動空間)下方のクランクケース(バッファ空間)内に、スコッチ・ヨーク機構による出力取り出し装置を配設している。
Further, the Stirling engine includes an output extraction device such as a crank mechanism that converts the reciprocating motion of the power piston into a rotational motion, and outputs rotational power to the outside. The Stirling engine of the cited
特許文献1のスターリングエンジンは、軸受などの摺動部分に潤滑油を供給する湿式潤滑方式を採用しており、引用文献2のスターリングエンジンは、摺動部分をグリース封入部品や油含侵部品などで構成する無給油潤滑方式を採用している。特許文献1における湿式潤滑方式の場合、バッファ空間内の潤滑油の飛沫が作動空間に侵入し、作動流体と熱交換する熱交換器での目詰まりなどが発生する恐れがある。一方、特許文献2における無給油潤滑方式の場合、高出力化したときに、軸受などの摺動部分における耐荷重を増加させる必要があり、摺動部分における面圧を下げるため、出力取り出し装置が大型化してしまい、エンジン全体の小型化が困難である。
The Stirling engine of
本願発明は、上記のような現状を検討して改善を施したスターリングエンジンを提供することを技術的課題としている。 This invention makes it a technical subject to provide the Stirling engine which considered the above present conditions and improved.
本願発明は、シリンダ内を往復動するピストンと、前記シリンダ内の作動流体の収縮及び膨張を促す熱交換器と、前記ピストンによる往復動力を回転動力に変換する出力取り出し装置とを備え、前記熱交換器により前記シリンダ内の作動流体の収縮と膨張を交互に繰り返して前記ピストンを往復動させるスターリングエンジンであって、前記出力取り出し装置が、クランクケースに内装されたクランクボックス内に設置されて、前記クランクケース内に、前記クランクボックス外側の第1バッファ空間と、前記クランクボックス内側の第2バッファ空間とが形成されており、前記第1バッファ空間と前記第2バッファ空間がブリーザを介して連通するとともに、前記ブリーザと前記第2バッファ空間とを連通させるボックス連結部にオリフィスが形成されるものである。 The present invention includes a piston that reciprocates in a cylinder, a heat exchanger that promotes contraction and expansion of the working fluid in the cylinder, and an output extraction device that converts reciprocating power generated by the piston into rotational power. A Stirling engine that reciprocates the piston by alternately repeating contraction and expansion of the working fluid in the cylinder by an exchanger, wherein the output takeout device is installed in a crank box built in a crankcase, A first buffer space outside the crankbox and a second buffer space inside the crankbox are formed in the crankcase, and the first buffer space and the second buffer space communicate with each other via a breather. In addition, an orifice is connected to the box connecting portion that connects the breather and the second buffer space. In which There are formed.
上記スターリングエンジンにおいて、前記ブリーザは、前記第2バッファ空間と連通する第1分室と、前記第1バッファ空間と連通する第2分室とで分室されるとともに、前記第1及び第2分室がオリフィスを形成する連通口で連通しており、前記ブリーザは、前記ボックス連結部が最下部に設けられて、前記クランクボックス内に封入された潤滑油の油面より高い位置に設置されるとともに、前記第1分室がピストンの往復動による容積変化量よりも大きい容積量を有するものとしてもよい。 In the Stirling engine, the breather is divided into a first compartment communicating with the second buffer space and a second compartment communicating with the first buffer space, and the first and second compartments have orifices. The breather is connected to the communication port to be formed, and the breather is installed at a position higher than the oil level of the lubricating oil sealed in the crank box, with the box connecting portion provided at the lowermost portion, The one-minute chamber may have a volume amount larger than the volume change amount due to the reciprocating motion of the piston.
上記スターリングエンジンにおいて、前記第1分室が、連通穴を備えた仕切り板により、前記第2分室と連通する最終処理室を含む2室以上の処理室で分室されており、前記最終処理室以外の前記処理室の総容積が前記容積変化量以上であるものとしてもよい。 In the Stirling engine, the first compartment is divided into two or more treatment chambers including a final treatment chamber communicating with the second compartment by a partition plate provided with a communication hole, and other than the final treatment chamber. The total volume of the processing chamber may be greater than or equal to the volume change amount.
上記スターリングエンジンにおいて、前記最終処理室以外の処理室が2室以上であるものとしてもよい。 In the Stirling engine, two or more processing chambers other than the final processing chamber may be provided.
上記スターリングエンジンにおいて、前記第1分室が、連通穴を備えた仕切り板により、前記ボックス連結部と連通する初期処理室と、前記第2分室と連通する最終処理室と、前記初期処理室と前記最終処理室の間の中間処理室とで分室されており、前記初期処理室、前記中間処理室、及び前記最終処理室それぞれの容積が、前記容積変化量の半分以上であるものとしてもよい。 In the Stirling engine, the first compartment has an initial processing chamber that communicates with the box connecting portion, a final processing chamber that communicates with the second compartment, and an initial processing chamber and a partition plate each having a communication hole. The chambers may be divided into intermediate processing chambers between the final processing chambers, and the volumes of the initial processing chamber, the intermediate processing chamber, and the final processing chamber may be half or more of the volume change amount.
上記スターリングエンジンにおいて、前記ブリーザは、前記ボックス連結部により前記クランクボックスと連結した内側ケースが、前記ボックス連結部の外周側で開口したケース連結部により前記クランクケースと連結した外側ケースで覆う二重管構造を有し、前記ボックス連結部が、前記ケース連結部と前記クランクケースとの連結部分から前記クランクケース内部に突設されて、前記クランクボックスと連結されており、前記内側ケースが、前記ボックス連結部と逆側の最上部に前記第1及び第2分室の連通口を有しているものとしてもよい。 In the Stirling engine, the breather includes a double case in which an inner case connected to the crank box by the box connecting portion is covered by an outer case connected to the crank case by a case connecting portion opened on an outer peripheral side of the box connecting portion. A box structure, wherein the box connecting portion protrudes from the connecting portion between the case connecting portion and the crankcase into the crankcase and is connected to the crankbox, and the inner case is It is good also as what has the communicating port of the said 1st and 2nd compartment in the uppermost part on the opposite side to a box connection part.
本願発明によると、クランクケースをクランクボックスが内在する二重構造として、クランクボックス内に潤滑油を封入させることで、クランクケース内におけるクランクボックス外側のバッファ空間へ潤滑油が混入することを未然に防止できる。従って、シリンダ内の作動空間への潤滑油の浸入をより確実に防ぐことができ、シリンダにおける作動空間や熱交換器などへの潤滑油の付着などによる故障や駆動上の不具合を抑制できる。 According to the present invention, the crankcase has a double structure in which the crankbox is contained, and the lubricating oil is enclosed in the crankbox so that the lubricating oil is mixed into the buffer space outside the crankbox in the crankcase. Can be prevented. Therefore, it is possible to more reliably prevent the lubricant from entering the working space in the cylinder, and it is possible to suppress failure due to adhesion of the lubricating oil to the working space or the heat exchanger in the cylinder, or driving problems.
本願発明によると、潤滑油の油面より高い位置に設置されるブリーザにおいて、第1分室がピストンの往復動による容積変化量よりも大きい容積量を有するため、第1分室内に流入する作動流体から潤滑油を分離して第2分室へ送ることができる。従って、第2分室に連通した第1バッファ空間への潤滑油の浸入を抑制して、シリンダ内の作動空間や熱交換器への潤滑油の浸入を確実に防いで、スターリングエンジンにおける駆動上の不具合や機械的な破損を未然に防止できる。 According to the present invention, in the breather installed at a position higher than the oil level of the lubricating oil, since the first compartment has a volume amount larger than the volume change amount due to the reciprocating motion of the piston, the working fluid flowing into the first compartment The lubricating oil can be separated from the fuel and sent to the second compartment. Accordingly, the ingress of the lubricating oil into the first buffer space communicating with the second compartment is suppressed, and the intrusion of the lubricating oil into the working space in the cylinder and the heat exchanger is surely prevented, so that the driving in the Stirling engine can be prevented. Troubles and mechanical damage can be prevented.
本願発明によると、ピストンがクランクケース側に移動し、クランクボックス内の第2バッファ空間における作動流体が掃気されると、第1分室における最終処理室以外の処理室の総容積が作動流体の掃気量以上となるため、第2バッファ空間からの作動流体が最終処理室前段の処理室内に滞留しやすくなる。従って、作動流体に混入する潤滑油が最終処理室前段の処理室内で作動流体と分離されやすくなり、最終処理室への潤滑油の流入量が抑制され、ブリーザから第1バッファ空間へ流入する作動流体に対する潤滑油の混入を防げる。 According to the present invention, when the piston moves to the crankcase side and the working fluid in the second buffer space in the crankbox is scavenged, the total volume of the processing chambers other than the final processing chamber in the first compartment is the scavenging of the working fluid. Therefore, the working fluid from the second buffer space tends to stay in the processing chamber before the final processing chamber. Therefore, the lubricating oil mixed in the working fluid is easily separated from the working fluid in the processing chamber upstream of the final processing chamber, the amount of the lubricating oil flowing into the final processing chamber is suppressed, and the operation of flowing into the first buffer space from the breather. Prevents lubricant from entering the fluid.
本願発明によると、第1分室において、最終処理室までの処理室を構成する仕切り板が邪魔板として作用し、最終処理室へ到達する潤滑油量を低減できる。また、第2バッファ空間から第1分室に作動流体が流入されたとき、作動流体の掃気量以上の容積を有する初期処理室及び中間処理室を通過することで、仕切り板で潤滑油を遮断して、最終処理室への潤滑油の流入量を十分に低減できる。 According to the present invention, in the first compartment, the partition plate constituting the processing chamber up to the final processing chamber acts as a baffle plate, and the amount of lubricating oil reaching the final processing chamber can be reduced. Further, when the working fluid flows into the first compartment from the second buffer space, the partition plate separates the lubricating oil by passing through the initial processing chamber and the intermediate processing chamber having a volume equal to or larger than the scavenging amount of the working fluid. Thus, the amount of lubricating oil flowing into the final treatment chamber can be sufficiently reduced.
本願発明によると、内側ケース内の第1分室が、第2バッファ空間から流入する作動流体とともに混入するミスト状の潤滑油を分離させる潤滑油分離室として機能させた上で、連通口をボックス連結部から離れた位置に設けることで、第1分室に流入した潤滑油が連通口に到達しにくくなり、第2分室へ流れる作動流体に対する潤滑油の混入を抑制できる。従って、シリンダ内の作動空間や熱交換器への潤滑油の浸入を確実に防止できることとなり、スターリングエンジンにおける駆動上の不具合や機械的な破損を未然に防げる。 According to the present invention, the first branch chamber in the inner case functions as a lubricating oil separation chamber that separates the mist-like lubricating oil mixed with the working fluid flowing in from the second buffer space, and the communication port is connected to the box. By providing at a position away from the section, the lubricating oil that has flowed into the first compartment is unlikely to reach the communication port, and mixing of the lubricating oil into the working fluid flowing into the second compartment can be suppressed. Accordingly, it is possible to reliably prevent the lubricant from entering the working space in the cylinder and the heat exchanger, and to prevent driving problems and mechanical damage in the Stirling engine.
1.スターリングエンジンの全体構成
以下に、本願発明を具備したスターリングエンジンの全体構成について、図面に基づいて説明する。図1は、スターリングエンジンの側面断面を示す概略図であり、図2は、スターリングエンジンの正面断面を示す概略図である。なお、以下では、ベータ型スターリングエンジンを例に挙げて説明する。
1. Overall Configuration of Stirling Engine Hereinafter, the overall configuration of a Stirling engine equipped with the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a side cross-section of a Stirling engine, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a front cross-section of the Stirling engine. In the following description, a beta type Stirling engine will be described as an example.
図1及び図2に示す如く、スターリングエンジン1は、空気、ヘリウムガス、又は水素などの作動流体が封入されたシリンダ2内に、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4を内装している。シリンダ2は、一端を開口する一方で他端を閉塞した構成で有り、閉塞端部側にディスプレーサピストン3を配置する一方、開口端部側にパワーピストン4を配置している。シリンダ2内には、膨張空間5が、閉塞端部とディスプレーサピストン3との間に、圧縮空間6が、ディスプレーサピストン3とパワーピストン4との間に、それぞれ形成されている。なお、シリンダ2内の膨張空間5と圧縮空間6とを合わせて、作動空間と呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
スターリングエンジン1は、シリンダ2内の作動空間における作動流体の温度を昇降させる熱交換器7が配設されている。熱交換器7は、膨張空間5と連通して外部からの入熱により作動流体を加熱するヒータ8と、圧縮空間6と連通して外部への放熱により作動流体を冷却するクーラ9とを、多孔質状の蓄熱材であるマトリクスを内蔵する再生器10を介して連結した構成を有する。ディスプレーサピストン3がシリンダ2の開口端部側に向けて移動すると、ヒータ8で加熱された作動流体が膨張空間5に流入することで、作動流体の温度が上昇する。一方、ディスプレーサピストン3がシリンダ2の閉塞端部側に向けて移動すると、クーラ9で冷却された作動流体が圧縮空間6に流入することで、作動流体の温度が低下する。従って、熱交換器7とシリンダ2内の作動空間との間で作動流体が順逆に流れることで、シリンダ2の作動空間における内圧が変化し、パワーピストン4の往復動を促す。
The
ヒータ8は、外部の加熱媒体との伝熱面積を広くするべく、例えば、細管群や集熱フィンなどで構成されており、内部を通過する作動流体が加熱媒体からの熱を受けて昇温する。クーラ9も同様に、外部の冷却媒体との伝熱面積を広くするべく、例えば、細管群や放熱フィンなどで構成されており、内部を通過する作動流体が冷却媒体へ熱を放出して降温する。再生器10は、例えば、金属繊維や金網を積層させたものや、作動流体の流路をハニカム形状などで配列させたものや、綿状金属繊維を内包させたものなどで構成されており、蓄熱式熱交換器として機能する。すなわち、再生器10は、ヒータ8からクーラ9に高温の作動流体が流れる際には、作動流体の熱を蓄熱する一方で、クーラ9からヒータ8に低温の作動流体が流れる際には、蓄熱した熱を作動流体に放熱する。
The heater 8 is composed of, for example, a group of thin tubes and heat collecting fins to increase the heat transfer area with the external heating medium, and the working fluid passing through the inside receives the heat from the heating medium to raise the temperature. To do. Similarly, in order to increase the heat transfer area with the external cooling medium, the
スターリングエンジン1は、シリンダ2の開口端部側には、パワーピストン4の往復動作を回転動作に変換して回転動力を出力する出力取り出し装置11を備える。出力取り出し装置11は、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4それぞれと連結したクランク軸12をクランクケース13内に軸支させている。そして、クランク軸12の一端側が出力軸となり、クランクケース13内で、フライホイール14を介して発電機15の入力軸16と連結されている。また、シリンダ2内におけるパワーピストン4より開口端部側の空間17aと、クランクケース13内の空間17b,17cとにより、バッファ空間(パワーピストン4の背面空間)17を形成している。
The
ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4は、出力取り出し装置11のクランク軸12と接続することで、シリンダ2内を互いに所定の位相差で往復動する。なお、本実施形態では、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4の往復動作における位相差を90°としている。
The
2.出力取り出し装置の構成例
スターリングエンジン1における出力取り出し装置11の構成について、図1〜図5を参照して、以下に説明する。図1〜図5に示す如く、出力取り出し装置11は、クランクケース13内部に固定されたクランクボックス50内に設けられている。出力取り出し装置11は、ディスプレーサピストン3に合わせて往復動するディスプレーサヨーク(往復動部)51のクランク軸案内溝(貫通溝)51aに固定されたプレート51cと、パワーピストン4に合わせて往復動するパワーピストンヨーク(往復動部)52,53のクランク軸案内溝(貫通溝)52a,53aに固定されたプレート52c,53cのそれぞれに、軸受57〜59を介してクランク軸12のクランクピン54〜56が嵌合わされたスコッチ・ヨーク機構で構成されている。
2. Configuration Example of Output Extraction Device The configuration of the
図1〜図5に示す如く、クランクボックス50は、クランクケース13内で連結支持されており、クランクケース13に挿入されたシリンダ2と連結するとともに、クランク軸12を軸支している。クランクケース13は、シリンダ2の一部が挿入されるとともに、シリンダ2の挿入部分と連結して、クランクボックス50全体を覆っている。すなわち、クランクケース13とクランクボックス50とにより二重構造とされたケーシング内部に、出力取り出し装置11が設置されている。クランク軸12は、クランクボックス50を貫通して、クランクケース13内のフライホイール14と連結している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
図4に示す如く、ディスプレーサヨーク51は、その中央部分に、クランク軸12及びディスプレーサピストン3それぞれの軸方向に対して交差する方向(横方向)に長いクランク軸案内溝51aが設けられている。ディスプレーサヨーク51におけるクランク軸案内溝51aを挟んだ両側部には、ディスプレーサピストン3の軸方向に沿う方向(縦方向)に、往復動案内穴(貫通穴)51bが穿設されている。そして、ディスプレーサヨーク51の往復動案内穴51bには、ロータリブッシングなどの直動軸受63を介して、クランクボックス50に固定されたガイド軸60が挿入されている。ディスプレーサヨーク51は、一端がディスプレーサピストン3と連結したロッド66の他端と連結しており、ディスプレーサピストン3の往復動に合わせて、ディスプレーサピストン3と同一方向(縦方向)で往復動する。
As shown in FIG. 4, the
図5に示す如く、パワーピストンヨーク52(53)は、その中央部分に、横方向に長いクランク軸案内溝52a(53a)が設けられており、クランク軸案内溝52a(53a)を挟んだ両側部に、往復動案内穴(貫通穴)52b(53b)が縦方向に穿設されている。そして、パワーピストンヨーク52(53)の往復動案内穴52b(53b)には、直動軸受64(65)を介して、クランクボックス50に固定されたガイド軸61(62)が挿入されている。パワーピストンヨーク52(53)は、一端がパワーピストン4と連結したブリッジ67の他端と連結しており、パワーピストン4の往復動に合わせて縦方向で往復動する。
As shown in FIG. 5, the power piston yoke 52 (53) is provided with a crank
図3〜図5に示す如く、パワーピストン4及びブリッジ67の中心には、パワーピストン4の軸方向に沿う方向(縦方向)に貫通穴4a,67aが設けられており、ディスプレーサピストン3と連結したロッド66が貫装されている。ロッド66は、パワーピストン4及びブリッジ67と相対的に移動可能であるとともに、パワーピストン4におけるロッド66の挿入部分にメカニカルシールなどによる動的シール機構(図示省略)が構成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, through
図2〜図5に示す如く、クランク軸12は、ブリッジ67とパワーピストンヨーク52,53を介して連結したクランクピン55,56の間に、ロッド66とディスプレーサヨーク51を介して連結したクランクピン54を設けており、同位相のクランクピン55,56に対して所定の位相差(例えば、90°)でクランクピン54が取り付けられている。クランクボックス50におけるシリンダ2との連結部分には、ブリッジ67が嵌挿されるブリッジ挿入穴68が設けられている。クランクボックス50のブリッジ挿入穴68は、シリンダ2とクランクボックス50との連結部分に構成されており、ブリッジ67のシリンダ2側部分がブリッジ挿入穴68に対して挿脱するようにして、ブリッジ67がパワーピストン4に合わせて往復動する。シリンダ2内におけるパワーピストン4より開口端部側の第3バッファ空間17aにおける、パワーピストン4の往復動に伴う容積変化による内圧の変動を低減する為に、第3バッファ空間17aと第1バッファ空間17bとの間に連通口17dを設けている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ディスプレーサピストン3は、クランク軸12の回転動力で往復動し、作動流体が膨張空間5と圧縮空間6の間を行き来して、作動空間の内圧が変化する。この圧力変化によりパワーピストン4が往復動し、その往復動力がブリッジ67を介してパワーピストンヨーク52,53に伝達される。これにより、パワーピストンヨーク52,53がそれぞれ、ガイド軸61,62のそれぞれに沿って縦方向に往復動する。そして、パワーピストンヨーク52,53それぞれの往復動により、クランク軸案内溝52a,53aそれぞれをクランクピン55,56それぞれが回転しながら横方向に往復することで、クランク軸12が回転する。従って、パワーピストン4の往復動力を受けた出力取り出し装置11は、スコッチ・ヨーク機構により回転動力に変換してクランク軸12より出力し、フライホイール14及び入力軸16を介して発電機15を回転させる。
The
図1〜図5に示す如く、本実施形態のスターリングエンジン1は、出力取り出し装置11における摺動部分に潤滑油を供給させる湿式潤滑方式を採用している。クランクボックス50は、潤滑油を貯留するオイルタンクとして構成されており、クランク軸12の貫通部分だけでなく、シリンダ2とクランクボックス50との連結部分における、ブリッジ挿入穴68へのブリッジ67の挿入部分や貫通穴67aへのロッド66の挿入部分などに、オイルシール(図示省略)が設けられている。すなわち、クランクボックス50は、貯留させた潤滑油を外部に漏出しないように密封構造を有し、クランクケース13内には、クランクボックス50外側の第1バッファ空間17bと、クランクボックス50内側の第2バッファ空間17cとが形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
すなわち、クランクケース13がクランクボックス50を内在させた二重構造を有し、クランクボックス50内に潤滑油を封入させることで、クランクケース13内における第1バッファ空間17bへ潤滑油が混入することを未然に防止できる。従って、第1バッファ空間17bから連通口17dを経由して、第3バッファ空間17aすなわちシリンダ2内部への潤滑油の浸入をより確実に防ぐことができ、シリンダ2における作動空間や熱交換器7などへの潤滑油の付着などによる故障や駆動上の不具合を抑制できる。
That is, the
図1及び図3に示す如く、クランクケース13内の第1バッファ空間17bは、ブリーザ32を介してクランクボックス50内の第2バッファ空間17cと連通している。ブリーザ32は、クランクボックス50内に貯留された潤滑油の油面より上方となる位置でクランクケース13に固定されている。また、ブリーザ32は、第2バッファ空間17cと連通する第1分室35と、第1バッファ空間17bと連通する第2分室36とで分室されており、第1分室35及び第2分室36が連通口37により連通している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
このように構成することで、ブリーザ32内に侵入した潤滑油が第1分室35で作動流体から分離され、作動流体のみが第2分室36を通じてクランクケース13の第1バッファ空間17bに流れ込む。従って、第1バッファ空間17bへの潤滑油の浸入を確実に防止でき、シリンダ2における作動空間や熱交換器7などへの潤滑油の付着による目詰まりなどに基づく駆動上の不具合や機械的な破損を未然に防げる。また、ブリーザ32は、クランクボックス50と連結するボックス連結部44の開口面積を小さくすることでオリフィスを形成し、クランクボックス50からの潤滑油の侵入を抑制できる構成を有している。更に、第1分室35と第2分室36との連通口37についても、開口面積の小さいオリフィスによって構成する。
With this configuration, the lubricating oil that has entered the
ブリーザ32は、オリフィスを構成するボックス連結部44によりクランクボックス50と連結した内側ケース71を、ボックス連結部44の外周側で開口したケース連結部38によりクランクケース13と連結した外側ケース72で覆う二重管構造を有する。ブリーザ32は、ケース連結部38及びボックス連結部44による二重の開口部を最下部に設けており、クランクケース13及びクランクボックス50と連結される。ボックス連結部44は、ケース連結部38とクランクケース13との連結部分からクランクケース13内部に突設されて、クランクボックス50と連結されている。内側ケース71は、ボックス連結部44と逆側の最上部に連通口37を有しており、内側ケース71内部の第1分室35と、内側ケース71と外側ケース72の間の第2分室36と連通させる。
The
ブリーザ32における内側ケース71(第1分室35)は、その容積が、パワーピストン4の往復動によるバッファ空間17における容積変化量よりも大きくなるように構成されている。そして、連通口37を設ける内側ケース71最上部が、ボックス連結部44に対して十分に高い位置となるように、内側ケース71が構成されている。これにより、潤滑油を含む作動流体が、クランクボックス50内の第2バッファ空間17cからボックス連結部44を通じて第1分室35内に流入すると、潤滑油が連通口37まで到達することなく作動流体から分離されるため、第2分室36及びケース連結部38を通じて、作動流体のみをクランクケース13内の第1バッファ空間17bに流入できる。
The inner case 71 (first compartment 35) in the
図1〜図3に示す如く、クランクボックス50における潤滑油量を確認すべく、油面計46がクランクケース13外側に設置されている。従って、スターリングエンジン1の停止時において、油面計46内における潤滑油の油面位置を確認することで、クランクケース13内部のクランクボックス50内の潤滑油量を確認できる。このとき、油面計46の油面位置が所定位置より低い場合、クランクボックス50内の潤滑油量が必要最低量から不足していることだけでなく、クランクボックス50内の潤滑油の一部がクランクケース13に漏下していることを認識できる。
As shown in FIGS. 1 to 3, an
また、図1〜図3に示す如く、クランクボックス50からクランクケース13に漏下した潤滑油を検知するべく、クランクケース13における底部45の最下部に、漏油検知部47が設けられている。クランクケース13の底部45は、クランクボックス50から漏下した潤滑油が漏油検知部47の設置箇所に向かって流れるように、漏油検知部47の設置箇所を最下部として傾斜させた形状を有する。これにより、スターリングエンジン1の駆動時において、漏油検知部47に流入した潤滑油を検出して、クランクボックス50内の潤滑油の一部がクランクケース13に漏下していることを認識できる。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, an oil
図1〜図3に示す如く、パワーピストンヨーク52,53及びブリッジ67それぞれの変形を防止する変形防止部材91が、パワーピストンヨーク52,53とブリッジ67との連結部分に設置されている。ディスプレーサピストン3、パワーピストン4、ディスプレーサヨーク51、パワーピストンヨーク52,53、ロッド66、及びブリッジ67などは、その往復運動に基づく慣性力によるスターリングエンジン1各部への荷重を低減させるべく、比重の軽いアルミなどの軽金属材料又は軽金属合金材料で構成されている。これに対して、変形防止部材91は、パワーピストンヨーク52,53やブリッジ67を構成する金属材料と比べて比重の大きい鉄などによる金属材料で構成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
上記変形防止部材91を設けることで、シリンダ2における圧縮空間6が高圧となり、パワーピストン4を通じてブリッジ67及びパワーピストンヨーク52,53それぞれへの荷重が大きくなったとしても、高剛性材料で構成された変形防止部材91によりブリッジ67及びパワーピストンヨーク52,53などの変形を抑制できる。従って、パワーピストンヨーク52,53のクランク軸案内溝52a,53aに摺接している軸受58,59における異常摩耗や剥離(フレーキング)を防止できる。
By providing the
また、ガイド軸61,62に対する直動軸受64,65の相対位置の位置ずれも抑制されるため、ガイド軸61,62と直動軸受64,65との間隙(クリアランス)を適正に維持でき、ガイド軸61,62及び直動軸受64,65における異常摩耗や剥離を防止できる。更に、変形防止部材91を軽金属材料又は軽金属合金材料と比べて線膨張係数(熱膨張係数)の小さい金属材料で構成することで、ブリッジ67及びパワーピストンヨーク52,53における熱変形をも抑制できる。
Further, since the displacement of the relative positions of the
3−1.ブリーザの第1例
出力取り出し装置11に設置されたブリーザ32の第1例について、図6を参照して、以下に説明する。図6に示す如く、本例のブリーザ32は、第2バッファ空間17cと連通する第1分室35と、第1バッファ空間17bと連通する第2分室36とで分室されるとともに、第1及び第2分室35,36がオリフィスを形成する連通口37で連通している。ブリーザ32は、ボックス連結部44が最下部に設けられて、クランクボックス50内に封入された潤滑油の油面より高い位置に設置されるとともに、第1分室35がピストンの往復動による容積変化量よりも大きい容積量を有する。
3-1. First Example of Breather A first example of the
潤滑油の油面より高い位置に設置されるブリーザ32において、第1分室35がピストンの往復動による容積変化量よりも大きい容積量を有するため、第1分室35内に流入する作動流体から潤滑油を分離して第2分室36へ送ることができる。従って、第2分室36に連通した第1バッファ空間17bへの潤滑油の浸入を抑制して、シリンダ2内の作動空間や熱交換器7への潤滑油の浸入を確実に防いで、スターリングエンジン1における駆動上の不具合や機械的な破損を未然に防止できる。
In the
ブリーザ32は、ボックス連結部44によりクランクボックス50と連結した内側ケース71を、ボックス連結部44の外周側で開口したケース連結部38によりクランクケース13と連結した外側ケース72で覆う二重管構造を有している。ボックス連結部44が、ケース連結部38とクランクケース13との連結部分からクランクケース13内部に突設されて、クランクボックス50と連結されている。内側ケース71が、ボックス連結部44と逆側の最上部に第1及び第2分室35,36の連通口37を有している。
The
このように構成することで、内側ケース71内の第1分室35が、第2バッファ空間17cから流入する作動流体とともに混入するミスト状の潤滑油を分離させる潤滑油分離室として機能する。そして、連通口37をボックス連結部44から離れた位置に設けることにより、第1分室35に流入した潤滑油が連通口37に到達しにくくなり、第2分室36へ流れる作動流体に対する潤滑油の混入を抑制できる。
With this configuration, the
内側ケース71内に形成される第1分室35が、連通穴74を備えた仕切り板73により処理室41,42に分室されている。そして、第2バッファ空間17cと連通する初期処理室42の容積が、パワーピストン4の往復動による容積変化量以上である。パワーピストン4がクランクケース13側に移動し、クランクボックス50内の第2バッファ空間17cにおける作動流体が掃気されると、ブリーザ32の第1分室35の初期処理室42が作動流体の掃気量以上であるため、第2バッファ空間17cからの作動流体が初期処理室42内に滞留しやすくなる。
The
従って、作動流体に混入する潤滑油が初期処理室42内で作動流体と分離されやすくなり、最終処理室41への潤滑油の流入量が抑制され、ブリーザ32から第1バッファ空間17bへ流入する作動流体に対する潤滑油の混入を防げる。このとき、第2分室36と連通する最終処理室41の容積が、パワーピストン4の往復動による容積変化量の半分以上とすることで、第2分室36への潤滑油の流入量を更に低減できる。
Accordingly, the lubricating oil mixed in the working fluid is easily separated from the working fluid in the
クランクボックス50と連結するボックス連結部44の開口面積を小さくすることでオリフィスを形成するとともに、第1分室35と第2分室36との連通口37、及び仕切り板73の連通穴74についても、開口面積の小さいオリフィスによって構成する。このとき、ケース連結部38の開口部と連通穴74とが互いにオフセットした位置に配置されるとともに、連通口37と連通穴74とが互いにオフセットした位置に配置されることで、第2分室36への潤滑油の浸入が防がれる。
An orifice is formed by reducing the opening area of the
すなわち、連通穴74及び連通口37がオリフィスを構成しており、作動流体の流れに沿って千鳥状(オフセット配置)に配置されることで、仕切り板73及び内側ケース71が、第1分室35から第2分室36へ流れる作動流体の遮蔽壁となり、混入された潤滑油の分離を促進させる。従って、第1バッファ空間17bには、潤滑油の混入のない作動流体を、ブリーザ32を介して流入させることができる。
That is, the
3−2.ブリーザの第2例
次いで、出力取り出し装置11に設置されたブリーザ32の第2例について、図7を参照して、以下に説明する。図7に示す如く、本例のブリーザ32は、第1分室35が、連通穴74を備えた仕切り板73により、第2分室36と連通する最終処理室41を含む3室の処理室41〜43で分室されている。最終処理室41以外の処理室42,43の総容積が、パワーピストン4の往復動による容積変化量以上である。このように構成することで、最終処理室41までの処理室42,43を構成する仕切り板73が邪魔板として作用し、最終処理室41へ到達する潤滑油量を低減できる。
3-2. Second Example of Breather Next, a second example of the
すなわち、第1分室35が、連通穴74を備えた仕切り板73により、ボックス連結部44と連通する初期処理室42と、第2分室36と連通する最終処理室41と、初期処理室42と最終処理室41の間の中間処理室43とで分室されている。そして、初期処理室42、中間処理室43、及び最終処理室41それぞれの容積が、パワーピストン4の往復動による容積変化量の半分以上である。
That is, the
これにより、第2バッファ空間17cから第1分室35に作動流体が流入されたとき、作動流体の掃気量以上の容積を有する初期処理室42及び中間処理室43を通過することで、仕切り板73で潤滑油を遮断して、最終処理室41への潤滑油の流入量を十分に低減できる。更に、初期処理室42、中間処理室43、及び最終処理室41それぞれを同等の容積で構成するものとすることで、各処理室41〜43を構成する部品を共通化できるとともに、各処理室41〜43を積層するようにして簡単に組み付けられる。
Thus, when the working fluid flows into the
本例においても、連通穴74及び連通口37がオリフィスを構成しており、作動流体の流れに沿って千鳥状(オフセット配置)に配置されることで、仕切り板73及び内側ケース71が、第1分室35から第2分室36へ流れる作動流体の遮蔽壁となり、混入された潤滑油の分離を促進させる。すなわち、ケース連結部38の開口部と連通穴74とがオフセット配置されるとともに、最終処理室41における連通口37と連通穴74とがオフセット配置された上で、更に、中間処理室43の初期処理室42側及び最終処理室41側(上下)に設けた2枚の仕切り板73の連通穴74がオフセット配置される。
Also in this example, the
なお、本例のブリーザ32は、第1分室35内の各処理室41〜43の容積が同等とすることに限るものではなく、図8(a)のように、第2バッファ空間17cから第1バッファ空間17bに向かう作動流体の流れに沿って、仕切り板73の間隔を狭め、初期処理室42、中間処理室43、最終処理室41の順番に容積が小さくなるものとしてもよい。このとき、初期処理室42と中間処理室43との総容積を、パワーピストン4の往復動による容積変化量以上とすることで、最終処理室41へ流入する作動流体に対する潤滑油の混入量を十分に低減できる。
In addition, the
また、本例のブリーザ32は、第1分室35を3室に分離する構成で限定されるものではなく、図8(b)に示す如く、中間処理室43を2室以上として、第1分室35を4室以上で分室するものしても構わない。このとき、初期処理室42と複数の中間処理室43との総容積を、パワーピストン4の往復動による容積変化量以上とすることで、各処理室41〜43を仕切る仕切り板73の枚数が多くなるため、最終処理室41に潤滑油が到達し難くなる。そのため、最終処理室41へ流入する作動流体に対する潤滑油の混入量を十分に低減でき、最終処理室41の容積を小さくしたとしても、第1バッファ空間17bへの潤滑油の流入を防止でき、ブリーザ32を小型化できる。
In addition, the
3−3.ブリーザの第3例
次いで、出力取り出し装置11に設置されたブリーザ32の第3例について、図9を参照して、以下に説明する。図9に示す如く、本例のブリーザ32は、ボックス連結部44の開口部や仕切り板73の連通穴74に、潤滑油の流入を遮断させる邪魔板76(潤滑油トラップ)を設ける。これにより、第2バッファ空間17cからの作動流体がブリーザ32に流入したとき、第2バッファ空間17cから初期処理室42への流入時、初期処理室42から中間処理室43への流入時、及び中間処理室43から最終処理室41への流入時のそれぞれにおいて、邪魔板76により潤滑油の通過が遮断される。
3-3. Third Example of Breather Next, a third example of the
従って、邪魔板76の設置によってより確実に潤滑油の分離を促進できるため、第1分室35の容積を上記第1例及び第2例に比べて小さくすることができ、ブリーザ32をコンパクトに構成することができる。なお、本例では、上記第2例と同様、中間処理室43を設けた構成としたが、上記第1例のように、中間処理室43のない構成としても構わない。
Accordingly, since the separation of the lubricating oil can be more reliably promoted by the installation of the
3−4.ブリーザの第4例
次いで、出力取り出し装置11に設置されたブリーザ32の第4例について、図10を参照して、以下に説明する。図10に示す如く、本例のブリーザ32は、第1分室35と第2分室36との連通口37に濾網77を有する。これにより、連通口37を通過する作動流体が濾網77を通過することで、作動流体に混入しているミスト状の潤滑油が濾網77に付着して作動流体から分離されるため、作動流体のみを第2分室36へ流入させることができる。なお、本例における濾網77は、ボックス連結部44の開口部や仕切り板73の連通穴74に設けるものであってもよい。
3-4. Fourth Example of Breather Next, a fourth example of the
4.油面計の構成
出力取り出し装置11に設置された油面計46について、図3を参照して、以下に説明する。図3に示す如く、クランクボックス50に両端を接続する流路81,82上の油面計46が、クランクケース13外側に設けられている。クランクボックス50内の潤滑油の油面よりも低い位置でクランクボックス50と連通する下側流路81と、クランクボックス50内の潤滑油の油面よりも高い位置でクランクボックス50と連通する上側流路82とに、油面計46が接続されている。
4). Oil Level Gauge The
クランクボックス50の底面に、下側流路81と連通する下部口83を設けるとともに、クランクボックス50の底面より立設された側壁の内、潤滑油の油面より高い位置に、上側流路82と連通する上部口84を設けている。下側流路81及び上側流路82は、クランクケース13を貫通してクランクケース13の外側に導出され、クランクボックス50内の潤滑油の油面(スターリングエンジン1停止時の油面)を視認可能とする油面計46に接続される。これにより、油面計46内の潤滑油の油面を視認することで、クランクボックス50内の潤滑油の油面を確認することができる。従って、クランクボックス50内の潤滑油の過不足を確認できるだけでなく、クランクボックス50からクランクケース13への潤滑油の漏下を確認できる。
A
クランクボックス50内において、上側流路82との連通部分に邪魔板85が設けられている。すなわち、邪魔板85が、上部口84下方から上部口84を覆うようにして、クランクボックス50の側壁より延設されている。これにより、スターリングエンジン1の駆動中に攪拌された潤滑油が、上側流路82を通じて油面計46に侵入することを防止する。従って、油面計46に上側流路82を通じて潤滑油が逆流することを防止でき、例えば、上側流路82における潤滑油付着による管路詰まりなどによる、油面計46の計測異常を防ぐことができ、クランクボックス50内の油面位置を正常に測定可能とする。
In the
なお、本実施形態では、クランクボックス50内に邪魔板85を設けることで、ミスト状となる潤滑油が上側流路82へ侵入することを防止するものとしたが、図11に示す如く、ブリーザ32に上側流路82を連通させる構造としても構わない。すなわち、上側流路82をブリーザ32の第2分室36と連通させることにより、潤滑油の混入がない作動流体が上側流路82に流れることとなり、上側流路82への潤滑油の侵入による油面計46の計測異常を防ぐことができる。
In the present embodiment, the
5−1.漏油検知部の第1例
出力取り出し装置11に設置された漏油検知部47の第1例について、図3を参照して、以下に説明する。図3に示す如く、本例の漏油検知部47は、クランクケース13内の潤滑油を貯留する油貯留部86で構成されており、クランクケース13の底部45の最下部に設けられている。油貯留部86は外部から目視可能に構成されており、油貯留部86内の潤滑油量を確認することで、クランクボックス50からの潤滑油の漏下を認識できる。従って、クランクボックス50内の潤滑油不足だけでなく、オイルシールの劣化などを含むスターリングエンジン1における各部品の異常を検知できるため、スターリングエンジン1を停止させて、スターリングエンジン1の破損を防止できる。
5-1. First Example of Oil Leak Detection Unit A first example of the oil
5−2.漏油検知部の第2例
次いで、出力取り出し装置11に設置された漏油検知部47の第2例について、図12及び図13を参照して、以下に説明する。図12に示す如く、本例の漏油検知部47は、油貯留部86に対する潤滑油の漏下を検知する漏油量センサ87を有しており、コントローラ29が、漏油量センサ87からの信号に基づいて、運転停止用配管18における均圧弁20及び作動空間開放弁22の開閉を制御する。漏油量センサ87は、光学センサなどで構成されており、油貯留部86内の潤滑油の油面を測定するなどして、油貯留部86内の潤滑油量を測定する。
5-2. Second Example of Oil Leak Detection Unit Next, a second example of the oil
運転停止用配管18は、シリンダ2内の作動空間とバッファ空間17とを連通させるバイパス流路19に均圧弁20を設置するとともに、シリンダ2内の作動空間と連通して大気開放させる作動空間開放流路21に作動空間開放弁22を設置している。バイパス流路19は、シリンダ2内の圧縮空間6とクランクケース13における第1バッファ空間17bとを連通させている。このとき、バイパス流路19は、ブリーザ32の外側ケース72と接続することで、第2分室36を通じて第1バッファ空間17bと連通している。そして、作動空間開放流路21は、バイパス流路19における均圧弁20と圧縮空間6との間から分岐するようにして設けられている。
The
図13に示す如く、コントローラ29は、スターリングエンジン1を通常停止させる場合は、均圧弁20を開くことにより、バイパス流路19により圧縮空間6と第1バッファ空間17bとを連通させる。これにより、シリンダ2内の作動空間の圧力とバッファ空間17の圧力が同圧となるようにして、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4の往復動作を停止させる。また、コントローラ29は、スターリングエンジン1を緊急停止させる場合、まず、均圧弁20を開くことにより、バイパス流路19により圧縮空間6と第1バッファ空間17bとを連通させる。その後、圧縮空間6と第1バッファ空間17bの圧力が近づくと、コントローラ29は、作動空間開放弁22を開き、作動空間開放流路21を通じて、圧縮空間6内の作動流体を外部に放出させて、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4の往復動作を停止させる。
As shown in FIG. 13, when the
漏油量センサ87は、油貯留部86における潤滑油の貯留量を検出し、コントローラ29に検出信号を送信する。従って、コントローラ29は、クランクボックス50内の潤滑油不足だけでなく、オイルシールの劣化などを含むスターリングエンジンにおける各部品の異常を自動的に検知できる。また、コントローラ29は、漏油量センサ87の検出信号に基づいて、油貯留部86の潤滑油量が所定量を超えたことを確認すると、スターリングエンジン1を緊急停止させる。従って、漏油量センサ87からの信号に基づいて、クランクボックス50からの潤滑油の漏下量が多量であると判断した場合に、スターリングエンジン1を自動的に停止でき、スターリングエンジンの破損を防止できる。
The oil
5−3.漏油検知部の第3例
次いで、出力取り出し装置11に設置された漏油検知部47の第3例について、図14を参照して、以下に説明する。図14に示す如く、本例の漏油検知部47は、クランクケース13から油貯留部86への潤滑油の漏油速度を検知する漏油速度センサ88を有して、コントローラ29が、漏油速度センサ88からの信号に基づいて、運転停止用配管18における均圧弁20及び作動空間開放弁22の開閉を制御する。漏油速度センサ88は、光学センサなどによる複数の漏油検出センサ89a,89bを異なる高さ位置に設置して構成されており、漏油検出センサ89a,89bにおける潤滑油の測定タイミングにより油貯留部86への潤滑油の漏油速度を測定する。
5-3. Third Example of Oil Leak Detection Unit Next, a third example of the oil
本例のコントローラ29は、漏油速度センサ88の検出信号に基づいて、油貯留部86の潤滑油の漏油速度が所定速度より速くなったことを確認すると、まず、均圧弁20を開くことにより、バイパス流路19により圧縮空間6と第1バッファ空間17bとを連通させる。その後、圧縮空間6と第1バッファ空間17bの圧力が近づくと、コントローラ29は、作動空間開放弁22を開き、作動空間開放流路21を通じて、圧縮空間6内の作動流体を外部に放出させて、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4の往復動作を停止させる。従って、漏油速度センサ88からの信号に基づいて、クランクボックス50からの潤滑油の漏下量が多量であると判断した場合に、スターリングエンジン1を自動的に緊急停止して、スターリングエンジンの破損を防止できる。
When the
(別実施形態)
上述の実施形態におけるスターリングエンジン1は、シリンダ2の下方に出力取り出し装置11を設けた構成とし、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4を始めとする往復運動部が鉛直方向(縦方向)に往復動するものとしたが、シリンダ2側方に出力取り出し装置11を設けて、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4を始めとする往復運動部が水平方向(横方向)に往復動するものとしてもよい。以下では、シリンダ2側方に出力取り出し装置11を設けた別実施形態のスターリングエンジン1について、図15を参照して説明する。
(Another embodiment)
The
図15に示す如く、本実施形態のスターリングエンジン1は、出力取り出し装置11を内装するクランクボックス50をクランクケース13で内装しており、クランクケース13の底部45が、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4のピストン軸と平行な面となる。本実施形態においても、クランクボックス50内の潤滑油の油面より高い位置にブリーザ32が設置されるとともに、クランクケース13の底部45に漏油検知部47が設置される。また、クランクケース13外側に油面計46が設けられており、下側流路81がクランクケース13の底部45を貫通してクランクボックス50の底面の下部口83に連通し、上側流路82がクランクケース13の側壁を貫通してクランクボックス50の側壁の上部口84に連通している。
As shown in FIG. 15, in the
なお、本願発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願
発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ベータ型のスターリングエンジンに基づいて説明したが、アルファ型やガンマ型などといった他の形式のスターリングエンジンであっても構わない。また、出力取り出し装置においても、上記実施形態におけるスコッチ・ヨーク機構に限定されるものではなく、クロスヘッド機構など別の構成であっても構わない。
In addition, the structure of each part in this invention is not limited to embodiment of illustration, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, although the above embodiment has been described based on a beta type Stirling engine, other types of Stirling engines such as an alpha type and a gamma type may be used. Further, the output take-out device is not limited to the Scotch / yoke mechanism in the above-described embodiment, and may have another configuration such as a crosshead mechanism.
1 スターリングエンジン
2 シリンダ
3 ディスプレーサピストン
4 パワーピストン
5 膨張空間
6 圧縮空間
7 熱交換器
11 出力取り出し装置
12 クランク軸
13 クランクケース
17 バッファ空間
17b 第1バッファ空間
17c 第2バッファ空間
32 ブリーザ
35 第1分室
36 第2分室
37 連通口
38 ケース連結部
41 最終処理室
42 初期処理室
43 中間処理室
44 ボックス連結部
45 底部
46 油面計
47 漏油検知部
50 クランクボックス
71 内側ケース
72 外側ケース
73 仕切り板
74 連通穴
76 邪魔板
77 濾網
81 下側流路
82 上側流路
83 下部口
84 上部口
85 邪魔板
86 漏油貯留部
87 漏油量センサ
88 漏油速度センサ
89a 漏油検出センサ
89b 漏油検出センサ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記出力取り出し装置が、クランクケースに内装されたクランクボックス内に設置されて、前記クランクケース内に、前記クランクボックス外側の第1バッファ空間と、前記クランクボックス内側の第2バッファ空間とが形成されており、
前記第1バッファ空間と前記第2バッファ空間がブリーザを介して連通するとともに、前記ブリーザと前記第2バッファ空間とを連通させるボックス連結部にオリフィスが形成されることを特徴とするスターリングエンジン。 A piston that reciprocates in the cylinder; a heat exchanger that promotes contraction and expansion of the working fluid in the cylinder; and an output extraction device that converts reciprocating power generated by the piston into rotational power. A Stirling engine that reciprocates the piston by alternately repeating contraction and expansion of the working fluid in the cylinder,
The output take-out device is installed in a crank box built in a crankcase, and a first buffer space outside the crankbox and a second buffer space inside the crankbox are formed in the crankcase. And
The Stirling engine, wherein the first buffer space and the second buffer space communicate with each other through a breather, and an orifice is formed at a box connecting portion that communicates the breather with the second buffer space.
前記ブリーザは、前記ボックス連結部が最下部に設けられて、前記クランクボックス内に封入された潤滑油の油面より高い位置に設置されるとともに、前記第1分室がピストンの往復動による容積変化量よりも大きい容積量を有することを特徴とする請求項1に記載のスターリングエンジン。 The breather is divided into a first compartment that communicates with the second buffer space and a second compartment that communicates with the first buffer space, and the first and second compartments are communication ports that form orifices. Communicated,
In the breather, the box connecting portion is provided at the lowermost portion, and is installed at a position higher than the oil level of the lubricating oil sealed in the crank box, and the first compartment has a volume change caused by a reciprocating motion of a piston. The Stirling engine according to claim 1, wherein the Stirling engine has a volume amount larger than the amount.
前記ボックス連結部が、前記ケース連結部と前記クランクケースとの連結部分から前記クランクケース内部に突設されて、前記クランクボックスと連結されており、
前記内側ケースが、前記ボックス連結部と逆側の最上部に前記第1及び第2分室の連通口を有していることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載のスターリングエンジン。
The breather has a double tube structure in which an inner case connected to the crank box by the box connecting portion is covered by an outer case connected to the crank case by a case connecting portion opened on an outer peripheral side of the box connecting portion. ,
The box connecting portion is protruded from the connecting portion between the case connecting portion and the crankcase to the inside of the crankcase, and is connected to the crankbox,
The Stirling according to any one of claims 2 to 5, wherein the inner case has a communication port for the first and second compartments at an uppermost portion opposite to the box connecting portion. engine.
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