JP2020153304A - engine - Google Patents

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真人 北崎
Masato Kitazaki
真人 北崎
小林 将
Susumu Kobayashi
将 小林
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Abstract

To provide an engine which enables a quantity of hydraulic oil in a crank case to be accurately confirmed while the engine is in operation.SOLUTION: An engine comprises: a crank case 13 which has a hydraulic oil storage section 13a; first and second communication holes 133 and 134 which communicate an inside of the crank case with an outside thereof; a hydraulic oil passage 135 which connects the first and second communication holes and allows hydraulic oil to flow thereinto through the first communication hole with motion of a displacer piston yoke 51; a flowmeter 137 which measures a flow rate of the hydraulic oil flowing into the hydraulic oil passage; a hydraulic quantity detection section which can detect that a quantity of the hydraulic oil in the hydraulic oil storage section is equal to or lower than a predetermined quantity by calculating the same on the basis of the flow rate when an engine rotation speed is equal to or higher than a predetermine rotation speed; and an operation execution section which controls the engine rotation speed to be equal to or higher than the predetermined rotation speed when the same is lower than the predetermined rotation speed and executes predetermined operation when the hydraulic quantity detection section detects that the quantity of hydraulic oil is equal to or lower than the predetermined quantity.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジンに関する。 The present invention relates to an engine.

下記特許文献1には、ディスプレーサピストン及びパワーピストンを同一シリンダに収めるスターリングエンジンにおいて、ディスプレーサピストン及びパワーピストンと連結されるクランク軸をクランクケースに密閉し、クランクケース内に潤滑油を溜める構成が開示されている。さらに、パワーピストンの往復動によるクランクケース内の圧力変動を利用して開閉する給油弁と油戻し弁を設けて潤滑油を循環させる構成が開示されている。 The following Patent Document 1 discloses a configuration in which a Stirling engine in which a display support piston and a power piston are housed in the same cylinder, a crankshaft connected to the display support piston and the power piston is sealed in a crankcase, and lubricating oil is stored in the crankcase. Has been done. Further, a configuration is disclosed in which a lubrication valve and an oil return valve that open and close by utilizing the pressure fluctuation in the crankcase due to the reciprocating movement of the power piston are provided to circulate the lubricating oil.

しかし、スターリングエンジンは、作動ガスとして不活性ガスを密閉している関係上、クランクケースの内圧が通常のエンジンより高く、このような静圧が高い状態では油圧スイッチによる潤滑油の油量検知が困難である。そして、焼却炉の煙道に据え付けて廃熱によってスターリングエンジンを運転する状況では、廃熱の供給を受ける期間、常に運転状態となるため、運転中における潤滑油の油量検知が必須である。また、この油量検知は、エンジン回転数に影響を受けないようにする必要がある。 However, since the Stirling engine seals an inert gas as a working gas, the internal pressure of the crankcase is higher than that of a normal engine, and in such a high static pressure state, the amount of lubricating oil can be detected by the hydraulic switch. Have difficulty. In a situation where the Stirling engine is operated by waste heat by installing it in the flue of an incinerator, it is always in an operating state during the period when the waste heat is supplied, so it is essential to detect the amount of lubricating oil during operation. In addition, this oil amount detection needs to be unaffected by the engine speed.

しかし、特許文献1は、エンジン運転中におけるクランクケース内の潤滑油の油量を確認する構成、制御について一切開示していない。 However, Patent Document 1 does not disclose any configuration or control for confirming the amount of lubricating oil in the crankcase during engine operation.

特開昭62−203968号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-20396

そこで、本発明は上記課題に鑑み、エンジン運転中におけるクランクケース内の潤滑油の油量を精度よく確認することができるエンジンを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an engine capable of accurately confirming the amount of lubricating oil in the crankcase during engine operation.

本発明のエンジンは、往復動するピストンと、
前記ピストンの往復動により回転可能なクランク軸と、
前記ピストンと前記クランク軸とを連結する連結部材と、
前記クランク軸を軸支するとともに、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有するクランクケースと、
前記潤滑油貯留部に形成され、前記クランクケースの内外を連通する第1連通孔と、
前記潤滑油貯留部から離れた位置に形成され、前記クランクケースの内外を連通する第2連通孔と、
前記第1連通孔と前記第2連通孔を前記クランクケースの外で接続し、前記連結部材の運動により前記第1連通孔から前記潤滑油が流入する潤滑油経路と、
前記潤滑油経路に流入した前記潤滑油の流量を計測する流量計測装置と、
エンジン回転数が所定回転数以上の場合に、前記流量に基づいて前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量を計算し、前記油量が所定量以下であることを検知可能な油量検知部と、
前記エンジン回転数が前記所定回転数より低い場合、前記エンジン回転数が前記所定回転数以上となるように制御され、前記油量検知部により前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量が所定量以下であると検知されたとき、所定の動作を実行する動作実行部と、を備えるものである。
The engine of the present invention has a reciprocating piston and
A crankshaft that can rotate by the reciprocating movement of the piston,
A connecting member that connects the piston and the crankshaft,
A crankcase that supports the crankshaft and has a lubricating oil storage portion that stores lubricating oil.
A first communication hole formed in the lubricating oil storage portion and communicating with the inside and outside of the crankcase,
A second communication hole formed at a position away from the lubricating oil storage portion and communicating with the inside and outside of the crankcase,
A lubricating oil path in which the first communication hole and the second communication hole are connected outside the crankcase and the lubricating oil flows in from the first communication hole due to the movement of the connecting member.
A flow rate measuring device that measures the flow rate of the lubricating oil that has flowed into the lubricating oil path, and
When the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed, the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage section is calculated based on the flow rate, and the oil amount detection unit capable of detecting that the amount of oil is equal to or lower than the predetermined amount. When,
When the engine speed is lower than the predetermined speed, the engine speed is controlled to be equal to or higher than the predetermined speed, and the oil amount detection unit increases the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage unit to a predetermined amount. It is provided with an operation execution unit that executes a predetermined operation when it is detected to be the following.

本発明のエンジンにおいて、前記潤滑油の温度を計測する油温計測装置と、
前記油温計測装置で計測された潤滑油の温度に応じて、前記油量検知部により計算された前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量を補正する油量補正部と、を備えるものでもよい。
In the engine of the present invention, an oil temperature measuring device for measuring the temperature of the lubricating oil and
Even those provided with an oil amount correction unit that corrects the oil amount of the lubricating oil in the lubricating oil storage unit calculated by the oil amount detection unit according to the temperature of the lubricating oil measured by the oil temperature measuring device. Good.

本発明のエンジンにおいて、電磁弁を介して前記クランクケースと接続された潤滑油補給タンクを備え、
前記動作実行部は、前記油量検知部により前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量が所定量以下であると検知されたとき、前記電磁弁を開き、前記クランクケースに前記潤滑油補給タンクから潤滑油を流入させるものでもよい。
The engine of the present invention includes a lubricating oil supply tank connected to the crankcase via a solenoid valve.
When the operation executing unit detects that the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage unit is equal to or less than a predetermined amount by the oil amount detecting unit, the operation executing unit opens the solenoid valve and puts the lubricating oil supply tank in the crankcase. Lubricating oil may flow in from.

本発明のエンジンにおいて、前記クランクケースの内面であって前記第1連通孔の周囲に立設され、前記ピストンが下死点に位置するときに、前記連結部材の少なくとも一部を収容する筒状部材と、
前記筒状部材の側面に形成され、前記筒状部材の内外を連通する少なくとも一つの側面孔と、を備えるものでもよい。
In the engine of the present invention, a tubular shape that is erected on the inner surface of the crankcase and around the first communication hole and accommodates at least a part of the connecting member when the piston is located at the bottom dead center. Parts and
It may be provided with at least one side hole formed on the side surface of the tubular member and communicating inside and outside the tubular member.

本発明のエンジンにおいて、前記クランク軸の一端側に連結されるモータ発電機を備え、
前記エンジン回転数が前記所定回転数より低い場合、前記モータ発電機は、前記エンジン回転数が前記所定回転数となるように力行動作を行うものでもよい。
The engine of the present invention includes a motor generator connected to one end side of the crankshaft.
When the engine speed is lower than the predetermined speed, the motor generator may perform power running operation so that the engine speed becomes the predetermined speed.

本発明によれば、ピストンと連動して動く連結部材の運動により潤滑油経路に流入した潤滑油の流量を計測し、この流量から潤滑油貯留部の潤滑油の油量を計算することで、エンジンの運転中において油量検知を行うことができる。また、エンジン回転数が低い場合においても、エンジン回転数が所定回転数以上となるように制御されることで、油量検知部が油量を正確に検知可能となる。 According to the present invention, the flow rate of the lubricating oil that has flowed into the lubricating oil path due to the movement of the connecting member that moves in conjunction with the piston is measured, and the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage portion is calculated from this flow rate. The amount of oil can be detected while the engine is running. Further, even when the engine speed is low, the oil amount detection unit can accurately detect the oil amount by controlling the engine speed to be equal to or higher than the predetermined speed.

第1実施形態に係るスターリングエンジンの側面断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the side cross section of the Stirling engine which concerns on 1st Embodiment. 図1のスターリングエンジンの正面断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the front cross section of the Stirling engine of FIG. 図1のスターリングエンジンの一部を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the part of the Stirling engine of FIG. 1 enlarged. スターリングエンジンの制御構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control composition of a Stirling engine. 流量と保油量を関連付けたマップを示す図である。It is a figure which shows the map which associated the flow rate and the oil retention amount. エンジン起動時から運転中における油量検知の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the oil amount detection from the start of an engine to the operation. 油量検知動作の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the oil amount detection operation. エンジン停止時における油量検知の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the oil amount detection at the time of engine stop. 流量と保油量を関連付けたマップの温度依存を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of the map which associated the flow rate and the oil retention amount. 第2実施形態に係るスターリングエンジンの側面断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the side cross section of the Stirling engine which concerns on 2nd Embodiment.

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、スターリングエンジン1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1の正面断面を示す概略図である。また、図3は、図1のスターリングエンジン1の一部を拡大して示す模式図である。なお、以下では、β型のスターリングエンジン1を例に挙げて説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view showing a side cross section of the Stirling engine 1, and FIG. 2 is a schematic view showing a front cross section of the Stirling engine 1. Further, FIG. 3 is a schematic view showing an enlarged part of the Stirling engine 1 of FIG. In the following, the β-type Stirling engine 1 will be described as an example.

図1及び図2に示すように、スターリングエンジン1は、空気、ヘリウムガス、水素等の作動ガスが封入されたシリンダ2の内部に、ディスプレーサピストン3及びパワーピストン4がそれぞれ往復動可能に収容されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the Stirling engine 1, the displacer piston 3 and the power piston 4 are reciprocally housed inside a cylinder 2 in which working gases such as air, helium gas, and hydrogen are sealed. ing.

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、閉塞端部とディスプレーサピストン3との間に膨張空間5が形成され、ディスプレーサピストン3とパワーピストン4との間に圧縮空間6が形成されている。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。 The cylinder 2 has a configuration in which one end is opened while the other end is closed, and the displacer piston 3 is arranged on the closed end side, while the power piston 4 is arranged on the open end side. In the cylinder 2, an expansion space 5 is formed between the closed end portion and the display support piston 3, and a compression space 6 is formed between the display support piston 3 and the power piston 4. The expansion space 5 and the compression space 6 in the cylinder 2 are collectively referred to as an operating space.

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ガス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ガスを加熱するヒータ8と、圧縮空間6と連通して外部への放熱により作動ガスを冷却するクーラ9と、ヒータ8とクーラ9とを連結する再生器10とを備えている。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で加熱された作動ガスが膨張空間5に流入することで、作動ガスの温度が上昇する。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で冷却された作動ガスが圧縮空間6に流入することで、作動ガスの温度が低下する。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ガス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 Stirling engine 1 is provided with a heat exchanger 7 that raises and lowers the temperature of the working gas in the working space in the cylinder 2. The heat exchanger 7 includes a heater 8 that communicates with the expansion space 5 and heats the working gas by heat input from the outside, a cooler 9 that communicates with the compression space 6 and cools the working gas by heat radiation to the outside, and a heater. The regenerator 10 for connecting the 8 and the cooler 9 is provided. When the displacer piston 3 moves toward the open end side of the cylinder 2, the working gas heated by the heater 8 flows into the expansion space 5, and the temperature of the working gas rises. On the other hand, when the displacer piston 3 moves toward the closed end side of the cylinder 2, the working gas cooled by the cooler 9 flows into the compression space 6, and the temperature of the working gas drops. Therefore, the working gas flows forward and backward between the heat exchanger 7 and the working space in the cylinder 2, so that the internal pressure in the working space of the cylinder 2 changes, and the reciprocating movement of the power piston 4 is promoted.

ヒータ8は、一端部が膨張空間5に連通し、他端部が再生器10の一端部に連通している。ヒータ8は、焼却炉等で発生する排ガスの熱を受けることで、内部を通過する作動ガスを加熱する。図1及び図2では、管状のヒータ8を2個のみ示しているが、実際には多数のヒータ8が設けられている。 One end of the heater 8 communicates with the expansion space 5, and the other end communicates with one end of the regenerator 10. The heater 8 heats the working gas passing through the inside by receiving the heat of the exhaust gas generated in the incinerator or the like. Although only two tubular heaters 8 are shown in FIGS. 1 and 2, a large number of heaters 8 are actually provided.

再生器10の他端部はクーラ9に連通している。また、クーラ9は圧縮空間6に連通している。クーラ9内には作動ガスと熱交換可能に冷却水が流れており、この熱交換によって作動ガスを冷却する。 The other end of the regenerator 10 communicates with the cooler 9. Further, the cooler 9 communicates with the compression space 6. Cooling water flows in the cooler 9 so as to be heat exchangeable with the working gas, and the working gas is cooled by this heat exchange.

再生器10及びクーラ9は、シリンダ2の外周部に配置されている。再生器10は、例えば、金属繊維や金網を積層させたものや、作動ガス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に高温の作動ガスが流れる際には、作動ガスの熱を蓄熱する一方で、クーラ9からヒータ8に低温の作動ガスが流れる際には、蓄熱した熱を作動ガスに放熱する。 The regenerator 10 and the cooler 9 are arranged on the outer peripheral portion of the cylinder 2. The regenerator 10 is composed of, for example, one in which metal fibers and wire nets are laminated, one in which the flow paths of working gas are arranged in a honeycomb shape, and one in which cotton-like metal fibers are included. Functions as a heat storage type heat exchanger. That is, the regenerator 10 stores heat of the working gas when the high-temperature working gas flows from the heater 8 to the cooler 9, while the regenerator 10 stores heat when the low-temperature working gas flows from the cooler 9 to the heater 8. The generated heat is dissipated to the working gas.

スターリングエンジン1は、シリンダ2の開口端部側に、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を介してモータ発電機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とにより、バッファ空間17を形成している。 The Stirling engine 1 is provided with an output extraction device 11 on the open end side of the cylinder 2 that converts the reciprocating motion of the power piston 4 into a rotary motion and outputs rotary power. The output take-out device 11 pivotally supports a crankshaft 12 connected to each of the displacer piston 3 and the power piston 4 in the crankcase 13. Then, one end side of the crankshaft 12 serves as an output shaft, which is connected to the input shaft 16 of the motor generator 15 via the flywheel 14 in the crankcase 13. Further, a buffer space 17 is formed by a space 17a on the opening end side of the power piston 4 in the cylinder 2 and a space 17b in the crankcase 13.

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 displacer piston 3 and the power piston 4 reciprocate in the cylinder 2 with a predetermined phase difference by connecting to the crankshaft 12 of the output extraction device 11. In the present embodiment, the phase difference in the reciprocating operation of the display piston 3 and the power piston 4 is 90 °.

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ピストンヨーク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。 The output take-out device 11 includes a plate 51c fixed to the crankshaft guide groove (through groove) 51a of the displacer piston yoke 51 that reciprocates according to the display piston 3, and a power piston yoke that reciprocates according to the power piston 4. Crankpins 54 to 56 of the crankshaft 12 are fitted to the plates 52c and 53c fixed to the crankshaft guide grooves (through grooves) 52a and 53a of the reciprocating parts) 52 and 53 via bearings 57 to 59, respectively. It is composed of a scotch yoke mechanism.

図2に示すように、ディスプレーサピストンヨーク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。ディスプレーサピストンヨーク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、ディスプレーサピストンヨーク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、クランクケース13に固定されたガイド軸60が挿入されている。ディスプレーサピストンヨーク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. 2, the display support piston yoke 51 is provided with a long crankshaft guide groove 51a in the central portion thereof in a direction (lateral direction) intersecting the axial directions of the crankshaft 12 and the display support piston 3. There is. Reciprocating guide holes (through holes) 51b are bored in the displayer piston yoke 51 on both sides of the crankshaft guide groove 51a in the axial direction (longitudinal direction) of the displayer piston 3. A guide shaft 60 fixed to the crankcase 13 is inserted into the reciprocating guide hole 51b of the displacer piston yoke 51 via a linear motion bearing 63 such as a rotor rib bushing. The display support piston yoke 51 is connected to the other end of the rod 66 whose one end is connected to the display support piston 3, and reciprocates in the same direction (vertical direction) as the display support piston 3 in accordance with the reciprocating movement of the display support piston 3.

図2に示すように、パワーピストンヨーク52は、その中央部分に、横方向に長いクランク軸案内溝52aが設けられており、クランク軸案内溝52aを挟んだ両側部に、往復動案内穴(貫通穴)52b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の往復動案内穴52bには、直動軸受64を介して、クランクケース13に固定されたガイド軸61が挿入されている。パワーピストンヨーク52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。パワーピストンヨーク53は、パワーピストンヨーク52と同様の形状をしているため、詳細な説明は省略する。 As shown in FIG. 2, the power piston yoke 52 is provided with a crankshaft guide groove 52a long in the lateral direction in the central portion thereof, and reciprocating guide holes (reciprocating guide holes) are provided on both sides of the crankshaft guide groove 52a. (Through hole) 52b is bored in the vertical direction. A guide shaft 61 fixed to the crankcase 13 is inserted into the reciprocating guide hole 52b of the power piston yoke 52 via a linear motion bearing 64. The power piston yoke 52 is connected to the other end of the bridge 67 whose one end is connected to the power piston 4, and reciprocates in the vertical direction in accordance with the reciprocating movement of the power piston 4. Since the power piston yoke 53 has the same shape as the power piston yoke 52, detailed description thereof will be omitted.

図1及び図2に示すように、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. 1 and 2, through holes 4a and 67a are provided at the centers of the power piston 4 and the bridge 67 in the direction (longitudinal direction) along the axial direction of the power piston 4, and the display piston 3 and the display piston 3 are provided. The connected rod 66 is pierced. The rod 66 is movable relative to the power piston 4 and the bridge 67, and a dynamic sealing mechanism (not shown) such as a mechanical seal is configured at the insertion portion of the rod 66 in the power piston 4.

図1に示すように、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とディスプレーサピストンヨーク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。クランクケース13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。クランクケース13のブリッジ挿入穴68は、シリンダ2とクランクケース13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、シリンダ2内のバッファ空間17aとクランクケース13内のバッファ空間17bとの間に連通口17dを設けている。 As shown in FIG. 1, the crankshaft 12 is connected between the bridge 67 and the crank pins 55 and 56 connected via the power piston yokes 52 and 53, and the crank pin 54 connected via the rod 66 and the displacer piston yoke 51. Is provided, and the crank pin 54 is attached to the crank pins 55 and 56 having the same phase with a predetermined phase difference (for example, 90 °). A bridge insertion hole 68 into which the bridge 67 is inserted is provided in the connecting portion of the crankcase 13 with the cylinder 2. The bridge insertion hole 68 of the crankcase 13 is formed in a connecting portion between the cylinder 2 and the crankcase 13, so that the cylinder 2 side portion of the bridge 67 is inserted and removed from the bridge insertion hole 68. Reciprocates according to the power piston 4. In order to reduce the fluctuation of the internal pressure due to the volume change due to the reciprocating movement of the power piston 4 in the buffer space 17a on the opening end side of the power piston 4 in the cylinder 2, the buffer space 17a in the cylinder 2 and the inside of the crankcase 13 A communication port 17d is provided between the buffer space 17b and the buffer space 17b.

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、作動ガスが膨張空間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を介してモータ発電機15を回転させる。モータ発電機15の回転により発電する。 The displacer piston 3 reciprocates with the rotational power of the crankshaft 12, and the working gas moves back and forth between the expansion space 5 and the compression space 6, so that the internal pressure of the working space changes. Due to this pressure change, the power piston 4 reciprocates, and the reciprocating power is transmitted to the power piston yokes 52 and 53 via the bridge 67. As a result, the power piston yokes 52 and 53 reciprocate in the vertical direction along the guide shafts 61 and 62, respectively. Then, the reciprocating motion of the power piston yokes 52 and 53 causes the crankshafts 12 to rotate by reciprocating in the lateral direction while the crankpins 55 and 56 rotate in the crankshaft guide grooves 52a and 53a, respectively. Therefore, the output take-out device 11 that receives the reciprocating power of the power piston 4 converts it into rotational power by the Scotch yoke mechanism and outputs it from the crankshaft 12, and transmits the motor generator 15 via the flywheel 14 and the input shaft 16. Rotate. Power is generated by the rotation of the motor generator 15.

クランクケース13は、出力取り出し装置11における摺動部分に供給するための潤滑油を貯留する潤滑油貯留部13aを備える。潤滑油貯留部13aは、スターリングエンジン1の設置姿勢によって決定され、クランクケース13内の鉛直方向下部に相当する。 The crankcase 13 includes a lubricating oil storage unit 13a for storing lubricating oil to be supplied to a sliding portion of the output extraction device 11. The lubricating oil storage portion 13a is determined by the installation posture of the Stirling engine 1 and corresponds to the lower portion in the vertical direction in the crankcase 13.

クランクケース13の内面であって潤滑油貯留部13aには、内筒131(筒状部材に相当)が立設されている。内筒131は、図1に示すようにディスプレーサピストン3の軸方向に沿う方向(縦方向)に延びている。内筒131は、ディスプレーサピストン3又はパワーピストン4が下死点に位置するときに、ディスプレーサピストンヨーク51又はパワーピストンヨーク52,53の少なくとも一部を収容するように構成されている。すなわち、ディスプレーサピストンヨーク51又はパワーピストンヨーク52,53が本発明の連結部材に相当する。本実施形態では、内筒131は、ディスプレーサピストンヨーク51の一部を収容するように配置されている。内筒131の側面131aは、ディスプレーサピストンヨーク51とパワーピストンヨーク52,53の間に配置される。 An inner cylinder 131 (corresponding to a tubular member) is erected on the inner surface of the crankcase 13 and in the lubricating oil storage portion 13a. As shown in FIG. 1, the inner cylinder 131 extends in a direction (longitudinal direction) along the axial direction of the displacer piston 3. The inner cylinder 131 is configured to accommodate at least a part of the displacer piston yoke 51 or the power piston yokes 52, 53 when the displacer piston 3 or the power piston 4 is located at the bottom dead center. That is, the displacer piston yoke 51 or the power piston yokes 52, 53 correspond to the connecting member of the present invention. In the present embodiment, the inner cylinder 131 is arranged so as to accommodate a part of the displacer piston yoke 51. The side surface 131a of the inner cylinder 131 is arranged between the displacer piston yoke 51 and the power piston yokes 52 and 53.

内筒131の側面131aには、内筒131の内外を連通する少なくとも一つの側面孔132が形成されている。側面孔132は、潤滑油を内筒131内に吸入する吸入孔として機能する。 At least one side hole 132 that communicates with the inside and outside of the inner cylinder 131 is formed on the side surface 131a of the inner cylinder 131. The side hole 132 functions as a suction hole for sucking lubricating oil into the inner cylinder 131.

内筒131に囲まれたクランクケース13の内面には、クランクケース13の内外を連通する第1連通孔133が形成されている。第1連通孔133は、潤滑油をクランクケース13の外へ排出する排出孔として機能する。 A first communication hole 133 that communicates with the inside and outside of the crankcase 13 is formed on the inner surface of the crankcase 13 surrounded by the inner cylinder 131. The first communication hole 133 functions as a discharge hole for discharging the lubricating oil to the outside of the crankcase 13.

ディスプレーサピストン3が下死点まで移動する区間、すなわちディスプレーサピストンヨーク51が第1連通孔133に接近する方向へ移動する区間では、内筒131内の潤滑油の圧力が高まり、図3に示すように第1連通孔133から潤滑油がクランクケース13の外へ排出される。一方、ディスプレーサピストン3が上死点まで移動する区間、すなわちディスプレーサピストンヨーク51が第1連通孔133から離隔する方向へ移動する区間では、内筒131内の潤滑油の圧力が下がり、内筒131内に潤滑油が流入する。このとき、内筒131の側面131aに側面孔132を設けているため、図3に示すように潤滑油が側面孔132から内筒131内に流入しやすい。 In the section where the display piston 3 moves to the bottom dead center, that is, in the section where the display piston yoke 51 moves in the direction approaching the first communication hole 133, the pressure of the lubricating oil in the inner cylinder 131 increases, as shown in FIG. Lubricating oil is discharged from the first communication hole 133 to the outside of the crankcase 13. On the other hand, in the section where the display support piston 3 moves to the top dead center, that is, in the section where the display support piston yoke 51 moves in the direction away from the first communication hole 133, the pressure of the lubricating oil in the inner cylinder 131 drops, and the inner cylinder 131 Lubricating oil flows into the inside. At this time, since the side hole 132 is provided on the side surface 131a of the inner cylinder 131, the lubricating oil easily flows into the inner cylinder 131 from the side hole 132 as shown in FIG.

第1連通孔133の開口面積は、側面孔132の総開口面積よりも大きいことが好ましい。第1連通孔133の開口面積が側面孔132の総開口面積よりも小さいと、ディスプレーサピストンヨーク51が第1連通孔133に接近する方向へ移動し、内筒131内の潤滑油の圧力が高まった場合に、第1連通孔133ではなく側面孔132から潤滑油がクランクケース13の外へ排出されやすくなる。 The opening area of the first communication hole 133 is preferably larger than the total opening area of the side hole 132. When the opening area of the first communication hole 133 is smaller than the total opening area of the side hole 132, the displacer piston yoke 51 moves in the direction approaching the first communication hole 133, and the pressure of the lubricating oil in the inner cylinder 131 increases. In this case, the lubricating oil is likely to be discharged to the outside of the crankcase 13 from the side hole 132 instead of the first communication hole 133.

クランクケース13の内面であって潤滑油貯留部13aから離れた位置には、クランクケース13の内外を連通する第2連通孔134が形成されている。すなわち、第2連通孔134は、クランクケース13内の潤滑油の油面よりも鉛直方向で高い位置に設けられている。第2連通孔134は、第1連通孔133から排出された潤滑油をクランクケース13に戻す戻し孔として機能する。 A second communication hole 134 that communicates with the inside and outside of the crankcase 13 is formed on the inner surface of the crankcase 13 at a position away from the lubricating oil storage portion 13a. That is, the second communication hole 134 is provided at a position higher in the vertical direction than the oil level of the lubricating oil in the crankcase 13. The second communication hole 134 functions as a return hole for returning the lubricating oil discharged from the first communication hole 133 to the crankcase 13.

第1連通孔133と第2連通孔134は、クランクケース13の外に設けられた潤滑油経路135で接続されている。第1連通孔133から排出された潤滑油は、潤滑油経路135を介して第2連通孔134へ流れる。潤滑油経路135には、第1連通孔133から第2連通孔134に向かう方向を順方向とする逆止弁136が設けられている。逆止弁136を設けることにより、潤滑油経路135内の潤滑油が第1連通孔133側へ逆流することを防止できる。 The first communication hole 133 and the second communication hole 134 are connected by a lubricating oil path 135 provided outside the crankcase 13. The lubricating oil discharged from the first communication hole 133 flows to the second communication hole 134 via the lubricating oil path 135. The lubricating oil path 135 is provided with a check valve 136 whose forward direction is from the first communication hole 133 to the second communication hole 134. By providing the check valve 136, it is possible to prevent the lubricating oil in the lubricating oil path 135 from flowing back to the first communication hole 133 side.

また、潤滑油経路135には、逆止弁136よりも第2連通孔134側に流量計137(流量計測装置に相当)が設けられている。流量計137は、潤滑油経路135に流入した潤滑油の流量を計測することができる。これにより、潤滑油経路135を介して循環するクランクケース13内の潤滑油の有無を確認することができる。なお、流量計137としては、例えばタービン流量計を用いることができる。 Further, the lubricating oil path 135 is provided with a flow meter 137 (corresponding to a flow rate measuring device) on the second communication hole 134 side of the check valve 136. The flow meter 137 can measure the flow rate of the lubricating oil that has flowed into the lubricating oil path 135. This makes it possible to confirm the presence or absence of lubricating oil in the crankcase 13 that circulates through the lubricating oil path 135. As the flow meter 137, for example, a turbine flow meter can be used.

また、潤滑油経路135には、逆止弁136と流量計137の間に温度センサ138(油温計測装置に相当)が設けられている。温度センサ138は、潤滑油経路135内の潤滑油の温度を計測する。 Further, in the lubricating oil path 135, a temperature sensor 138 (corresponding to an oil temperature measuring device) is provided between the check valve 136 and the flow meter 137. The temperature sensor 138 measures the temperature of the lubricating oil in the lubricating oil path 135.

スターリングエンジン1を制御する制御装置70は、油量検知部71と、記憶部72と、動作実行部73と、モータ制御部74と、を備えている。 The control device 70 that controls the Stirling engine 1 includes an oil amount detection unit 71, a storage unit 72, an operation execution unit 73, and a motor control unit 74.

油量検知部71は、エンジン回転数が所定回転数以上の場合に、流量計137で計測された潤滑油の流量に基づいて、潤滑油貯留部13aの潤滑油の油量(保油量ともいう)を計算し、計算した保油量が所定量以下であることを検知可能となっている。「所定量」とは、焼付き等の不具合を起こさない保油量である。具体的には、油量検知部71は、記憶部72に予め記憶されている流量と保油量を関連付けたマップから、流量に関連付けられた保油量を取得する。図5に示すように保油量によって、計測される流量が異なっており、流量を計測することで保油量の計算が可能である。 When the engine rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed, the oil amount detection unit 71 increases the amount of lubricating oil (both oil retention amount) of the lubricating oil storage unit 13a based on the flow rate of the lubricating oil measured by the flow meter 137. It is possible to detect that the calculated oil retention amount is less than or equal to the predetermined amount. The "predetermined amount" is an oil retention amount that does not cause problems such as seizure. Specifically, the oil amount detection unit 71 acquires the oil retention amount associated with the flow rate from the map associated with the flow rate and the oil retention amount stored in advance in the storage unit 72. As shown in FIG. 5, the measured flow rate differs depending on the oil retention amount, and the oil retention amount can be calculated by measuring the flow rate.

しかし、図5に示すように、エンジン回転数によって保油量に対する流量の大きさが異なっている。これは、エンジン低回転時には、ディスプレーサピストンヨーク51の下降速度が遅く、潤滑油が潤滑油経路135に圧送される速度が遅くなり、潤滑油の流量が少なくなるためと考えられる。 However, as shown in FIG. 5, the magnitude of the flow rate with respect to the oil retention amount differs depending on the engine speed. It is considered that this is because when the engine speed is low, the descending speed of the displacer piston yoke 51 is slow, the speed at which the lubricating oil is pumped into the lubricating oil path 135 is slowed down, and the flow rate of the lubricating oil is reduced.

ところで、流量計137には不感域が存在し、小さい流量を検知しにくいため、エンジン低回転時には適切に流量を計測できず、保油量を正しく計算できない可能性がある。そのため、本発明の油量検知部71は、エンジン回転数が所定回転数以上の場合に、流量に基づいて保油量を計算するようにしている。 By the way, since the flow meter 137 has a dead zone and it is difficult to detect a small flow rate, the flow rate cannot be measured appropriately when the engine speed is low, and the oil retention amount may not be calculated correctly. Therefore, the oil amount detection unit 71 of the present invention calculates the oil retention amount based on the flow rate when the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed.

モータ制御部74は、モータ発電機15を制御するものであり、エンジン回転数が所定回転数より低い場合、モータ発電機15を力行制御する。これにより、モータ発電機15は、エンジン回転数が所定回転数となるように力行動作を行う。 The motor control unit 74 controls the motor generator 15, and when the engine speed is lower than the predetermined speed, the motor generator 15 is power-run controlled. As a result, the motor generator 15 performs power running operation so that the engine speed becomes a predetermined speed.

動作実行部73は、油量検知部71により潤滑油貯留部13aの潤滑油の油量(保油量)が所定量以下であると検知されたとき、所定の動作を実行する。所定の動作とは、例えばアラームの発報、潤滑油の補給、エンジンの停止等である。本実施形態では、動作実行部73は、モニターやスピーカ等の報知装置80に報知の実行を指令する。 When the oil amount detecting unit 71 detects that the oil amount (oil retention amount) of the lubricating oil in the lubricating oil storage unit 13a is equal to or less than a predetermined amount, the operation executing unit 73 executes a predetermined operation. The predetermined operation is, for example, an alarm issuance, lubricating oil is replenished, an engine is stopped, or the like. In the present embodiment, the operation execution unit 73 commands the notification device 80, such as a monitor or a speaker, to execute the notification.

次に、上記のスターリングエンジン1の油量検知方法について説明する。図6は、エンジン起動時から運転中における油量検知の一例を示すフローチャートである。図7は、油量検知動作の一例を示すグラフである。 Next, the method for detecting the amount of oil in the Stirling engine 1 will be described. FIG. 6 is a flowchart showing an example of oil amount detection from the start of the engine to the operation. FIG. 7 is a graph showing an example of the oil amount detection operation.

ステップS101において、エンジン起動信号がオンされると、モータ発電機15の力行動作によってエンジンが起動される。 When the engine start signal is turned on in step S101, the engine is started by the power running operation of the motor generator 15.

ステップS102において、モータ発電機15の力行動作によって、エンジン回転数を保油量検知モード設定回転数Nd(所定回転数に相当)とする。エンジン回転数は保油量検知モード設定回転数NdにTd秒間保持される。 In step S102, the engine speed is set to the oil retention amount detection mode set speed Nd (corresponding to a predetermined speed) by the power running operation of the motor generator 15. The engine speed is held for Td seconds at the oil retention detection mode set speed Nd.

ステップS103において、エンジン回転数Neを計測するとともに、油温を計測する。エンジン回転数Neは、モータ発電機15、又は不図示の回転数計測装置で計測される。油温は、温度センサ138で計測される。 In step S103, the engine speed Ne is measured and the oil temperature is measured. The engine speed Ne is measured by the motor generator 15 or a speed measuring device (not shown). The oil temperature is measured by the temperature sensor 138.

ステップS104において、流量計137で計測された流量に基づいて保油量Qを算出する。また、ステップS104において、タイマーTをリセットする。 In step S104, the oil retention amount Q is calculated based on the flow rate measured by the flow meter 137. Further, in step S104, the timer T is reset.

ステップS105において、保油量Qが保油量下限値Qc(所定量に相当)以下であるか否かを判定する。ステップS105において保油量Qが保油量下限値Qc以下であるとき、ステップS106において、油量低下を示すアラームを発報する。 In step S105, it is determined whether or not the oil retention amount Q is equal to or less than the oil retention lower limit value Qc (corresponding to a predetermined amount). When the oil retention amount Q is equal to or less than the oil retention lower limit value Qc in step S105, an alarm indicating a decrease in oil amount is issued in step S106.

一方、ステップS105において保油量Qが保油量下限値Qcよりも大きいとき、ステップS107において、発電運転を継続する。 On the other hand, when the oil retention amount Q is larger than the oil retention lower limit value Qc in step S105, the power generation operation is continued in step S107.

ステップS108において、エンジン回転数Neが保油量検知モード設定回転数Nd以上であるか否かを判定する。ステップS108においてエンジン回転数Neが保油量検知モード設定回転数Nd以上であるとき、ステップS103に戻る。 In step S108, it is determined whether or not the engine speed Ne is equal to or higher than the oil retention detection mode set speed Nd. When the engine speed Ne is equal to or higher than the oil retention detection mode set speed Nd in step S108, the process returns to step S103.

一方、ステップS108においてエンジン回転数Neが保油量検出モード設定回転数Ndより低いとき、ステップS109において、タイマーカウントを開始する。 On the other hand, when the engine speed Ne is lower than the oil retention detection mode set speed Nd in step S108, the timer count is started in step S109.

その後、ステップS110において、タイマーTが保油量検知インターバルTcに達したか否かを判定する。タイマーTが保油量検知インターバルTcに達したとき、S102に戻って保油量検知モードを開始する。一方、タイマーTが保油量検知インターバルTcに達していないとき、S107に戻って発電運転を継続する。 After that, in step S110, it is determined whether or not the timer T has reached the oil retention amount detection interval Tc. When the timer T reaches the oil retention detection interval Tc, the process returns to S102 to start the oil retention detection mode. On the other hand, when the timer T has not reached the oil retention amount detection interval Tc, the process returns to S107 and the power generation operation is continued.

図8は、エンジン停止時における油量検知の一例を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of oil amount detection when the engine is stopped.

ステップS201において、エンジン停止信号がオンされると、ステップS202において、エンジンが停止される。 When the engine stop signal is turned on in step S201, the engine is stopped in step S202.

ステップS203において、T2秒後にモータ発電機15の力行動作によってエンジンが再起動される。 In step S203, the engine is restarted by the power running operation of the motor generator 15 after T2 seconds.

ステップS204において、モータ発電機15の力行動作によって、エンジン回転数を保油量検知モード設定回転数Nd(所定回転数に相当)とする。エンジン回転数は保油量検知モード設定回転数NdにTd秒間保持される。 In step S204, the engine speed is set to the oil retention amount detection mode set speed Nd (corresponding to a predetermined speed) by the power running operation of the motor generator 15. The engine speed is held for Td seconds at the oil retention detection mode set speed Nd.

ステップS205において、エンジン回転数Neを計測するとともに、油温を計測する。 In step S205, the engine speed Ne is measured and the oil temperature is measured.

ステップS206において、流量計137で計測された流量に基づいて保油量Qを算出する。また、ステップS206において、タイマーTをリセットする。 In step S206, the oil retention amount Q is calculated based on the flow rate measured by the flow meter 137. Further, in step S206, the timer T is reset.

ステップS207において、保油量Qが保油量下限値Qc(所定量に相当)以下であるか否かを判定する。ステップS207において保油量Qが保油量下限値Qc以下であるとき、ステップS208において、油量低下を示すアラームを発報する。 In step S207, it is determined whether or not the oil retention amount Q is equal to or less than the oil retention lower limit value Qc (corresponding to a predetermined amount). When the oil retention amount Q is equal to or less than the oil retention lower limit value Qc in step S207, an alarm indicating a decrease in the oil amount is issued in step S208.

一方、ステップS207において保油量Qが保油量下限値Qcよりも大きいとき、ステップS209において、エンジン停止信号がオンされる。その後、ステップS210において、エンジンが停止される。 On the other hand, when the oil retention amount Q is larger than the oil retention lower limit value Qc in step S207, the engine stop signal is turned on in step S209. Then, in step S210, the engine is stopped.

ところで、潤滑油の流量は、温度に依存する。具体的には、温度が低下すると粘性が増加するため流量は少なくなる傾向にある。図9は、流量と保油量を関連付けたマップの温度依存を示す図である。図9に示すように、低温時は、同じ保油量であっても高温時よりも流量計137で計測される流量が少なくなる。これにより、低温時に基準温度時のマップを用いると、保油量を過小評価してしまう。そのため、制御装置70は、温度センサ138で計測された潤滑油の温度に応じて、油量検知部71により計算された潤滑油貯留部13aの潤滑油の油量を補正する油量補正部75を備えることが好ましい。 By the way, the flow rate of the lubricating oil depends on the temperature. Specifically, as the temperature decreases, the viscosity increases, so the flow rate tends to decrease. FIG. 9 is a diagram showing the temperature dependence of the map associating the flow rate with the oil retention amount. As shown in FIG. 9, at low temperature, the flow rate measured by the flow meter 137 is smaller than that at high temperature even if the amount of oil retained is the same. As a result, if a map at a reference temperature is used at a low temperature, the amount of oil retained will be underestimated. Therefore, the control device 70 corrects the oil amount of the lubricating oil in the lubricating oil storage unit 13a calculated by the oil amount detecting unit 71 according to the temperature of the lubricating oil measured by the temperature sensor 138. It is preferable to provide.

[第2実施形態]
第1実施形態では、油量が低下した場合、油量低下を示すアラームを発報するのみであったが、自動的に潤滑油を補給するようにしてもよい。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, when the amount of oil decreases, only an alarm indicating the decrease in the amount of oil is issued, but the lubricating oil may be automatically replenished.

図10は、スターリングエンジン1に潤滑油補給タンク139が設けられている例を示す。第1実施形態と第2実施形態において、同じ符号は同じ機能を有するため、説明を省略する。 FIG. 10 shows an example in which the Stirling engine 1 is provided with the lubricating oil supply tank 139. Since the same reference numerals have the same functions in the first embodiment and the second embodiment, the description thereof will be omitted.

潤滑油補給タンク139は、クランクケース13の内部へと供給する潤滑油を貯留する。潤滑油補給タンク139は、クランクケース13の外側に設けられ、供給路140によりクランクケース13に接続されている。供給路140は、クランクケース13の上部に接続されている。供給路140には、供給路140内の流路を開閉可能な電磁弁141が設けられている。通常時、電磁弁141は閉じられている。 The lubricating oil supply tank 139 stores the lubricating oil supplied to the inside of the crankcase 13. The lubricating oil supply tank 139 is provided on the outside of the crankcase 13 and is connected to the crankcase 13 by a supply path 140. The supply path 140 is connected to the upper part of the crankcase 13. The supply path 140 is provided with a solenoid valve 141 capable of opening and closing the flow path in the supply path 140. Normally, the solenoid valve 141 is closed.

動作実行部73は、油量検知部71により潤滑油貯留部13aの潤滑油の油量が所定量以下であると検知されたとき、電磁弁141を開き、クランクケース13に潤滑油補給タンク139から潤滑油を流入させる。 When the operation executing unit 73 detects that the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage unit 13a is equal to or less than a predetermined amount by the oil amount detecting unit 71, the operation executing unit 73 opens the solenoid valve 141 and puts the lubricating oil supply tank 139 in the crankcase 13. Lubricating oil flows in from.

また、例えば保油量下限値Qcを第1下限値と第1下限値よりも低い第2下限値との2つ設定しておき、保油量が第1下限値に達したときにアラームを発報し、保油量が第2下限値に達したときに、上記の動作を実行して自動的に潤滑油を補給するように構成してもよい。 Further, for example, the lower limit value Qc of the oil retention amount is set as the first lower limit value and the second lower limit value lower than the first lower limit value, and an alarm is issued when the oil retention amount reaches the first lower limit value. When the alarm is issued and the oil retention amount reaches the second lower limit value, the above operation may be executed to automatically replenish the lubricating oil.

[他の実施形態]
(1)第1実施形態では、油量が低下した場合、油量低下を示すアラームを発報するのみであったが、エンジンを停止するようにしてもよい。エンジンの停止は、例えば、圧縮空間6とクランクケース13の内部とに連通する不図示の連通経路と、連通経路の流路を開閉可能な不図示の開閉弁とを設けておき、動作実行部73が開閉弁に開指令を送信して開閉弁を閉状態から開状態にすることで、作動空間(膨張空間5と圧縮空間6)内の作動ガスを連通経路を介してバッファ空間17b(クランクケース13)内へ移動させることで可能である。また、例えば保油量下限値Qcを第1下限値と第1下限値よりも低い第2下限値との2つ設定しておき、保油量が第1下限値に達したときにアラームを発報し、保油量が第2下限値に達したときに、エンジンを停止するように構成してもよい。
[Other Embodiments]
(1) In the first embodiment, when the amount of oil decreases, only an alarm indicating the decrease in the amount of oil is issued, but the engine may be stopped. To stop the engine, for example, a communication path (not shown) that communicates with the compression space 6 and the inside of the crank case 13 and an on-off valve (not shown) that can open and close the flow path of the communication path are provided, and an operation execution unit is provided. 73 sends an open command to the on-off valve to change the on-off valve from the closed state to the open state, so that the working gas in the working space (expansion space 5 and compression space 6) is passed through the communication path to the buffer space 17b (crank). It is possible by moving it into the case 13). Further, for example, the lower limit value Qc of the oil retention amount is set as the first lower limit value and the second lower limit value lower than the first lower limit value, and an alarm is issued when the oil retention amount reaches the first lower limit value. The engine may be configured to stop when an alarm is issued and the oil retention amount reaches the second lower limit value.

(2)前述の第1及び第2実施形態では、ディスプレーサピストンヨーク51及びパワーピストンヨーク52,53が鉛直方向に往復動するようにスターリングエンジン1を配置し、シリンダ2の下方に出力取り出し装置11を設ける例を示したが、ディスプレーサピストンヨーク51及びパワーピストンヨーク52,53が水平方向に往復動するようにスターリングエンジン1を配置し、シリンダ2の側方に出力取り出し装置11を設けるようにしてもよい。 (2) In the first and second embodiments described above, the Stirling engine 1 is arranged so that the displacer piston yoke 51 and the power piston yokes 52 and 53 reciprocate in the vertical direction, and the output take-out device 11 is located below the cylinder 2. The Stirling engine 1 is arranged so that the displacer piston yoke 51 and the power piston yokes 52 and 53 reciprocate in the horizontal direction, and the output take-out device 11 is provided on the side of the cylinder 2. May be good.

また、前述の第1及び第2実施形態では、β型のスターリングエンジン1に基づいて説明したが、α型やγ型等の他の形式のスターリングエンジンであっても構わない。さらに、エンジンの一例としてスターリングエンジン1を示したが、エンジンとしては、これに限定されず、クランクケース内に潤滑油を貯留する構造のエンジンであればよい。 Further, in the first and second embodiments described above, the description is based on the β-type Stirling engine 1, but other types of Stirling engines such as α-type and γ-type may be used. Further, although the Stirling engine 1 is shown as an example of the engine, the engine is not limited to this, and any engine having a structure for storing lubricating oil in the crankcase may be used.

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, it should be considered that the specific configuration is not limited to these embodiments. The scope of the present invention is shown not only by the description of the above-described embodiment but also by the scope of claims, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 スターリングエンジン
3 ディスプレーサピストン
4 パワーピストン
12 クランク軸
13 クランクケース
13a 潤滑油貯留部
15 モータ発電機
51 ディスプレーサピストンヨーク
52 パワーピストンヨーク
53 パワーピストンヨーク
70 制御装置
71 油量検知部
73 動作実行部
74 モータ制御部
75 油量補正部
131 内筒
132 側面孔
133 第1連通孔
134 第2連通孔
135 潤滑油経路
137 流量計
138 温度センサ
139 潤滑油補給タンク
141 電磁弁

1 Sterling engine 3 Displacer piston 4 Power piston 12 Crankshaft 13 Crankcase 13a Lubricating oil storage 15 Motor generator 51 Displacer piston yoke 52 Power piston yoke 53 Power piston yoke 70 Control device 71 Oil amount detector 73 Operation execution unit 74 Motor Control unit 75 Oil amount correction unit 131 Inner cylinder 132 Side hole 133 1st communication hole 134 2nd communication hole 135 Lubricating oil path 137 Flow meter 138 Temperature sensor 139 Lubricating oil replenishment tank 141 Electromagnetic valve

Claims (5)

往復動するピストンと、
前記ピストンの往復動により回転可能なクランク軸と、
前記ピストンと前記クランク軸とを連結する連結部材と、
前記クランク軸を軸支するとともに、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部を有するクランクケースと、
前記潤滑油貯留部に形成され、前記クランクケースの内外を連通する第1連通孔と、
前記潤滑油貯留部から離れた位置に形成され、前記クランクケースの内外を連通する第2連通孔と、
前記第1連通孔と前記第2連通孔を前記クランクケースの外で接続し、前記連結部材の運動により前記第1連通孔から前記潤滑油が流入する潤滑油経路と、
前記潤滑油経路に流入した前記潤滑油の流量を計測する流量計測装置と、
エンジン回転数が所定回転数以上の場合に、前記流量に基づいて前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量を計算し、前記油量が所定量以下であることを検知可能な油量検知部と、
前記エンジン回転数が前記所定回転数より低い場合、前記エンジン回転数が前記所定回転数以上となるように制御され、前記油量検知部により前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量が所定量以下であると検知されたとき、所定の動作を実行する動作実行部と、を備えるエンジン。
A reciprocating piston and
A crankshaft that can rotate by the reciprocating movement of the piston,
A connecting member that connects the piston and the crankshaft,
A crankcase that supports the crankshaft and has a lubricating oil storage portion that stores lubricating oil.
A first communication hole formed in the lubricating oil storage portion and communicating with the inside and outside of the crankcase,
A second communication hole formed at a position away from the lubricating oil storage portion and communicating with the inside and outside of the crankcase,
A lubricating oil path in which the first communication hole and the second communication hole are connected outside the crankcase and the lubricating oil flows in from the first communication hole due to the movement of the connecting member.
A flow rate measuring device that measures the flow rate of the lubricating oil that has flowed into the lubricating oil path, and
When the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed, the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage section is calculated based on the flow rate, and the oil amount detection unit capable of detecting that the amount of oil is equal to or lower than the predetermined amount. When,
When the engine speed is lower than the predetermined speed, the engine speed is controlled to be equal to or higher than the predetermined speed, and the oil amount detection unit increases the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage unit to a predetermined amount. An engine including an operation execution unit that executes a predetermined operation when it is detected to be the following.
前記潤滑油の温度を計測する油温計測装置と、
前記油温計測装置で計測された潤滑油の温度に応じて、前記油量検知部により計算された前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量を補正する油量補正部と、を備える、請求項1に記載のエンジン。
An oil temperature measuring device that measures the temperature of the lubricating oil,
A claim that includes an oil amount correction unit that corrects the oil amount of the lubricating oil in the lubricating oil storage unit calculated by the oil amount detection unit according to the temperature of the lubricating oil measured by the oil temperature measuring device. Item 1. The engine according to item 1.
電磁弁を介して前記クランクケースと接続された潤滑油補給タンクを備え、
前記動作実行部は、前記油量検知部により前記潤滑油貯留部の潤滑油の油量が所定量以下であると検知されたとき、前記電磁弁を開き、前記クランクケースに前記潤滑油補給タンクから潤滑油を流入させる、請求項1又は2に記載のエンジン。
A lubricating oil supply tank connected to the crankcase via a solenoid valve is provided.
When the operation executing unit detects that the amount of lubricating oil in the lubricating oil storage unit is equal to or less than a predetermined amount by the oil amount detecting unit, the operation executing unit opens the electromagnetic valve and puts the lubricating oil supply tank in the crankcase. The engine according to claim 1 or 2, wherein the lubricating oil is introduced from the engine.
前記クランクケースの内面であって前記第1連通孔の周囲に立設され、前記ピストンが下死点に位置するときに、前記連結部材の少なくとも一部を収容する筒状部材と、
前記筒状部材の側面に形成され、前記筒状部材の内外を連通する少なくとも一つの側面孔と、を備える、請求項1〜3の何れか1項に記載のエンジン。
A tubular member which is an inner surface of the crankcase and is erected around the first communication hole and accommodates at least a part of the connecting member when the piston is located at the bottom dead center.
The engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one side hole formed on a side surface of the tubular member and communicating inside and outside the tubular member.
前記クランク軸の一端側に連結されるモータ発電機を備え、
前記エンジン回転数が前記所定回転数より低い場合、前記モータ発電機は、前記エンジン回転数が前記所定回転数となるように力行動作を行う、請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジン。



A motor generator connected to one end side of the crankshaft is provided.
The method according to any one of claims 1 to 4, wherein when the engine speed is lower than the predetermined speed, the motor generator performs power running operation so that the engine speed becomes the predetermined speed. engine.



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