JP2710784B2 - 多気筒型スターリング機関 - Google Patents
多気筒型スターリング機関Info
- Publication number
- JP2710784B2 JP2710784B2 JP63110934A JP11093488A JP2710784B2 JP 2710784 B2 JP2710784 B2 JP 2710784B2 JP 63110934 A JP63110934 A JP 63110934A JP 11093488 A JP11093488 A JP 11093488A JP 2710784 B2 JP2710784 B2 JP 2710784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- expansion
- compression
- cylinder
- pistons
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/85—Crankshafts
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、多気筒型スターリング機関に関するもので
ある。
ある。
（従来の技術） 従来、この種のスターリング機関として特開昭60−69
252号公報に示されるものがある。
252号公報に示されるものがある。
このものは、鉛直に上下動するガイドピストン及びダ
イアフラム付き膨張ピストン１本と、バンク角45〜90度
の範囲で２つの圧縮室の容積可変を同位相で行うそれぞ
れガイドピストン及びダイアフラム付きの２本の圧縮ピ
ストンとをそれぞれ独立のクランクピンを持つ１本のク
ランクシヤフトに接続して、振動の原因となる２つの圧
縮ピストンの質量中心の変動を少なくすることにより、
機械振動の発生を防止すると共に、作動流体への潤滑油
の混入を防止している。
イアフラム付き膨張ピストン１本と、バンク角45〜90度
の範囲で２つの圧縮室の容積可変を同位相で行うそれぞ
れガイドピストン及びダイアフラム付きの２本の圧縮ピ
ストンとをそれぞれ独立のクランクピンを持つ１本のク
ランクシヤフトに接続して、振動の原因となる２つの圧
縮ピストンの質量中心の変動を少なくすることにより、
機械振動の発生を防止すると共に、作動流体への潤滑油
の混入を防止している。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来の構成においては、膨張
ピストンが、同位相で容積変化がなされる両圧縮ピスト
ン間に配され、各ピストンが１本のクランクシヤフトの
それぞれ独立したクランクピンに連結されているため、
各圧縮ピストンに連結される各クランクピンには同時に
各圧縮ピストンからの力が作用し、クランクシヤフトを
その回転軸から傾けようとする，即ち、クランクシヤフ
トに垂直な軸の回りに偶力モーメントが作用する。その
ため、このモーメントはクランクシヤフトの両端を支承
しているベアリングへの偏荷重となつて、該ベアリング
を揺さぶる力となり、ベアリングの耐久性を悪化させる
と共にベアリングとハウジングとの間に隙間があると音
や振動が発生するという問題がある。
ピストンが、同位相で容積変化がなされる両圧縮ピスト
ン間に配され、各ピストンが１本のクランクシヤフトの
それぞれ独立したクランクピンに連結されているため、
各圧縮ピストンに連結される各クランクピンには同時に
各圧縮ピストンからの力が作用し、クランクシヤフトを
その回転軸から傾けようとする，即ち、クランクシヤフ
トに垂直な軸の回りに偶力モーメントが作用する。その
ため、このモーメントはクランクシヤフトの両端を支承
しているベアリングへの偏荷重となつて、該ベアリング
を揺さぶる力となり、ベアリングの耐久性を悪化させる
と共にベアリングとハウジングとの間に隙間があると音
や振動が発生するという問題がある。
それ故に、本発明は、クランクシヤフトを支承するベ
アリングに偏荷重を作用させないようにすることを、そ
の技術的課題とする。
アリングに偏荷重を作用させないようにすることを、そ
の技術的課題とする。
（課題を解決するための手段） 上記した技術的課題を解決するために講じた技術的手
段は、水平方向に互いに対向して往復動する一対の膨張
ピストン及び鉛直方向に往復動する１本の複動型の圧縮
ピストンとを備える気筒系が２組配置され、各気筒系内
における前記一対の膨張ピストンを互いに同位相で往復
動するようにクランクシャフトに連結し、各気筒系内に
おける前記圧縮ピストンを前記一対の膨張ピストンに対
し所定の位相差で往復動するように、且つ、各気筒系内
における前記一対の膨張ピストンの軸心が前記圧縮ピス
トンの軸心と同一平面になるように前記クランクシャフ
トに接続してなる多気筒型スターリング機構としたこと
である。
段は、水平方向に互いに対向して往復動する一対の膨張
ピストン及び鉛直方向に往復動する１本の複動型の圧縮
ピストンとを備える気筒系が２組配置され、各気筒系内
における前記一対の膨張ピストンを互いに同位相で往復
動するようにクランクシャフトに連結し、各気筒系内に
おける前記圧縮ピストンを前記一対の膨張ピストンに対
し所定の位相差で往復動するように、且つ、各気筒系内
における前記一対の膨張ピストンの軸心が前記圧縮ピス
トンの軸心と同一平面になるように前記クランクシャフ
トに接続してなる多気筒型スターリング機構としたこと
である。
（作用） 上記した手段によれば、膨張ピストンからクランクシ
ヤフトに作用する力は互いに相殺され、圧縮ピストンか
らの力のみがクランクシヤフトに作用することになる。
圧縮ピストンからの力は圧縮ピストンが復動型とされる
ことにより、力のかかり方の変動幅が小さく、それによ
りクランクシヤフトを支承するベアリングには偏荷重が
作用することがなくなる。
ヤフトに作用する力は互いに相殺され、圧縮ピストンか
らの力のみがクランクシヤフトに作用することになる。
圧縮ピストンからの力は圧縮ピストンが復動型とされる
ことにより、力のかかり方の変動幅が小さく、それによ
りクランクシヤフトを支承するベアリングには偏荷重が
作用することがなくなる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例として本発明を原動機として
用いた例を図面に基づき説明する。
用いた例を図面に基づき説明する。
第１図及び第２図において、スターリング機関Ｓは、
１本のクランクシヤフト１に駆動される２本の圧縮ピス
トン2,3と４本の膨張ピストン4,5,6,7を有し、水平方向
に互いに対向して相反する方向に延在する第１膨張シリ
ンダ32及び第２膨張シリンダ33と、第３膨張シリンダ34
及び第４膨張シリンダ35とが夫々直列に形成されたハウ
ジングを備えている。ハウジングには、更に鉛直方向に
延在する第１圧縮シリンダ30と第２圧縮シリンダ31とが
直列に形成されている。第１膨張シリンダ32及び第２膨
張シリンダ33と、第３膨張シリンダ34及び第４膨張シリ
ンダ35は夫々軸心が同心とされており、第１圧縮シリン
ダ30及び第２圧縮シリンダ31は夫々その軸心が、第１膨
張シリンダ32及び第２膨張シリンダ33と、第３膨張シリ
ンダ34及び第４膨張シリンダ35の夫々の軸心と直交する
ようになつている。尚、第１図において理解し易いよう
に、別個の断面で示してあるが、各組は直列に一体に形
成されている。
１本のクランクシヤフト１に駆動される２本の圧縮ピス
トン2,3と４本の膨張ピストン4,5,6,7を有し、水平方向
に互いに対向して相反する方向に延在する第１膨張シリ
ンダ32及び第２膨張シリンダ33と、第３膨張シリンダ34
及び第４膨張シリンダ35とが夫々直列に形成されたハウ
ジングを備えている。ハウジングには、更に鉛直方向に
延在する第１圧縮シリンダ30と第２圧縮シリンダ31とが
直列に形成されている。第１膨張シリンダ32及び第２膨
張シリンダ33と、第３膨張シリンダ34及び第４膨張シリ
ンダ35は夫々軸心が同心とされており、第１圧縮シリン
ダ30及び第２圧縮シリンダ31は夫々その軸心が、第１膨
張シリンダ32及び第２膨張シリンダ33と、第３膨張シリ
ンダ34及び第４膨張シリンダ35の夫々の軸心と直交する
ようになつている。尚、第１図において理解し易いよう
に、別個の断面で示してあるが、各組は直列に一体に形
成されている。
第１膨張シリンダ32（第２膨張シリンダ33）内には、
第１膨張ピストン４（第２膨張ピストン５）が軸方向に
摺動可能に嵌挿されていて、該第１膨張ピストン４（第
２膨張ピストン５）は、同シリンダ内に摺動可能に嵌挿
されたガイドピストン18（ガイドピストン20）にロツド
24（ロツド26）を介して連結されている。該ガイドピス
トン18（ガイドピストン20）は、後述するクランク機構
Ｃと連結されており、クランク機構Ｃが駆動されると、
第１膨張ピストン４とガイドピストン18及び第２膨張ピ
ストン５とガイドピストン20が、同位相で、往復動され
るようになつている。
第１膨張ピストン４（第２膨張ピストン５）が軸方向に
摺動可能に嵌挿されていて、該第１膨張ピストン４（第
２膨張ピストン５）は、同シリンダ内に摺動可能に嵌挿
されたガイドピストン18（ガイドピストン20）にロツド
24（ロツド26）を介して連結されている。該ガイドピス
トン18（ガイドピストン20）は、後述するクランク機構
Ｃと連結されており、クランク機構Ｃが駆動されると、
第１膨張ピストン４とガイドピストン18及び第２膨張ピ
ストン５とガイドピストン20が、同位相で、往復動され
るようになつている。
また、第３膨張シリンダ34（第４膨張シリンダ35）内
には、第３膨張ピストン６（第４膨張ピストン７）が軸
方向に摺動可能に嵌挿されていて、該第３膨張ピストン
６（第４膨張ピストン７）は、同シリンダ内に摺動可能
に嵌挿されたガイドピストン21（ガイドピストン23）に
ロツド27（ロツド29）を介して連結されている。該ガイ
ドピストン21（ガイドピストン23）は、後述するクラン
ク機構Ｃと連結されており、クランク機構Ｃが駆動され
ると、第３膨張ピストン４とガイドピストン21及び第４
膨張ピストン７とガイドピストン23が、互いに同位相で
あつて、且つ第１膨張ピストン４及び第２膨張ピストン
５と180゜の位相差で往復動されるようになつている。
なお、各膨張ピストン4,5,6,7の外周にはピストンリン
グＲが装着されている。
には、第３膨張ピストン６（第４膨張ピストン７）が軸
方向に摺動可能に嵌挿されていて、該第３膨張ピストン
６（第４膨張ピストン７）は、同シリンダ内に摺動可能
に嵌挿されたガイドピストン21（ガイドピストン23）に
ロツド27（ロツド29）を介して連結されている。該ガイ
ドピストン21（ガイドピストン23）は、後述するクラン
ク機構Ｃと連結されており、クランク機構Ｃが駆動され
ると、第３膨張ピストン４とガイドピストン21及び第４
膨張ピストン７とガイドピストン23が、互いに同位相で
あつて、且つ第１膨張ピストン４及び第２膨張ピストン
５と180゜の位相差で往復動されるようになつている。
なお、各膨張ピストン4,5,6,7の外周にはピストンリン
グＲが装着されている。
第１圧縮シリンダ30（第２圧縮シリンダ31）内には、
第１圧縮ピストン２（第２圧縮ピストン３）が軸方向に
摺動可能に嵌挿されていて、該第１圧縮ピストン２（第
２圧縮ピストン３）は、同シリンダ内に摺動可能に嵌挿
されたガイドピストン19（ガイドピストン22）にロツド
25（ロツド28）を介して連結されている。該ガイドピス
トン19（ガイドピストン22）は後述するクランク機構Ｃ
と連結されており、クランク機構Ｃが駆動されると、第
１膨張ピストン４及び第２膨張ピストン５（第３膨張ピ
ストン６及び第４膨張ピストン７）より90゜遅れた位相
差で往復動されるようになつている。第１圧縮ピストン
２とガイドピストン19（第２圧縮ピストン３とガイドピ
ストン22）との間には、その内周面が気密的にロツド25
（ロツド28）の外周面上を摺動する隔壁部材68（隔壁部
材69）が第１圧縮シリンダ30（第２圧縮シリンダ31）に
設けられていて、第１圧縮ピストン２（第２圧縮ピスト
ン３）の上下に夫々上側圧縮空間52及び下側圧縮空間53
（上側圧縮空間54及び下側圧縮空間55）が形成されてい
る。尚、第１膨張ピストン４、第２膨張ピストン５、第
１圧縮ピストン２が第１気筒系を構成し、第３膨張ピス
トン６、第４膨張ピストン７、第２圧縮ピストン３が第
２気筒系を構成する。
第１圧縮ピストン２（第２圧縮ピストン３）が軸方向に
摺動可能に嵌挿されていて、該第１圧縮ピストン２（第
２圧縮ピストン３）は、同シリンダ内に摺動可能に嵌挿
されたガイドピストン19（ガイドピストン22）にロツド
25（ロツド28）を介して連結されている。該ガイドピス
トン19（ガイドピストン22）は後述するクランク機構Ｃ
と連結されており、クランク機構Ｃが駆動されると、第
１膨張ピストン４及び第２膨張ピストン５（第３膨張ピ
ストン６及び第４膨張ピストン７）より90゜遅れた位相
差で往復動されるようになつている。第１圧縮ピストン
２とガイドピストン19（第２圧縮ピストン３とガイドピ
ストン22）との間には、その内周面が気密的にロツド25
（ロツド28）の外周面上を摺動する隔壁部材68（隔壁部
材69）が第１圧縮シリンダ30（第２圧縮シリンダ31）に
設けられていて、第１圧縮ピストン２（第２圧縮ピスト
ン３）の上下に夫々上側圧縮空間52及び下側圧縮空間53
（上側圧縮空間54及び下側圧縮空間55）が形成されてい
る。尚、第１膨張ピストン４、第２膨張ピストン５、第
１圧縮ピストン２が第１気筒系を構成し、第３膨張ピス
トン６、第４膨張ピストン７、第２圧縮ピストン３が第
２気筒系を構成する。
第１圧縮シリンダ30の上側圧縮空間52は、第１放熱器
36（第２放熱器37），第１蓄熱器44（第２蓄熱器45）及
び第１ヒータヘツド48（第２ヒータヘツド49）を介し
て、第１膨張シリンダ32（第２膨張シリンダ33）の先端
部と第１膨張ピストン４（第２膨張ピストン５）との間
に画成される第１膨張空間32a（第２膨張空間33a）に連
通されている。これにより、ヘリウムや水素等の作動流
体は、第１放熱器36（第２放熱器37）を通過する際、冷
却流体40（41）と熱交換しながら等温的に圧縮され、更
に第１蓄熱器44（第２蓄熱器45）への通過によつて冷却
されるようになつていて、更に該作動流体は第１ヒータ
ヘツド48（第２ヒータヘツド49）により加熱されて、第
１膨張ピストン４（第２膨張ピストン５）を押し下げる
ことにより等温的に膨張し動力を発生するようになつて
いる。また、第２圧縮シリンダ31の上側圧縮空間54も同
様に、第３放熱器38（第４放熱器39），第３蓄熱器46
（第２蓄熱器47）及び第３ヒータヘツド50（第２ヒータ
ヘツド51）を介して、第３膨張シリンダ34（第２膨張シ
リンダ35）の先端部と第３膨張ピストン６（第４膨張ピ
ストン７）との間に画成される第３膨張空間34a（第４
膨張空間35a）に連通されている。尚、第１圧縮シリン
ダ30の上側圧縮空間52は、第２圧縮シリンダ31の下側圧
縮空間55と連通されており、また第１圧縮シリンダ30の
下側圧縮空間53は第２圧縮シリンダ31の下側圧縮空間55
に連通されている。
36（第２放熱器37），第１蓄熱器44（第２蓄熱器45）及
び第１ヒータヘツド48（第２ヒータヘツド49）を介し
て、第１膨張シリンダ32（第２膨張シリンダ33）の先端
部と第１膨張ピストン４（第２膨張ピストン５）との間
に画成される第１膨張空間32a（第２膨張空間33a）に連
通されている。これにより、ヘリウムや水素等の作動流
体は、第１放熱器36（第２放熱器37）を通過する際、冷
却流体40（41）と熱交換しながら等温的に圧縮され、更
に第１蓄熱器44（第２蓄熱器45）への通過によつて冷却
されるようになつていて、更に該作動流体は第１ヒータ
ヘツド48（第２ヒータヘツド49）により加熱されて、第
１膨張ピストン４（第２膨張ピストン５）を押し下げる
ことにより等温的に膨張し動力を発生するようになつて
いる。また、第２圧縮シリンダ31の上側圧縮空間54も同
様に、第３放熱器38（第４放熱器39），第３蓄熱器46
（第２蓄熱器47）及び第３ヒータヘツド50（第２ヒータ
ヘツド51）を介して、第３膨張シリンダ34（第２膨張シ
リンダ35）の先端部と第３膨張ピストン６（第４膨張ピ
ストン７）との間に画成される第３膨張空間34a（第４
膨張空間35a）に連通されている。尚、第１圧縮シリン
ダ30の上側圧縮空間52は、第２圧縮シリンダ31の下側圧
縮空間55と連通されており、また第１圧縮シリンダ30の
下側圧縮空間53は第２圧縮シリンダ31の下側圧縮空間55
に連通されている。
第１図において、ガイドピストン18,21の右側，ガイ
ドピストン20,23の左側に位置するクランク空間Csは、
各膨張シリンダ32〜35に配設された各ダイアフラム57,5
8,60,61により、各膨張ピストン４〜７との間に画成さ
れる各バツフアー空間70〜73に各精製器63,64,66,67を
介して連通されている。また、クランク空間Csは、各圧
縮シリンダ30,31に配設された各ダイアフラム56,59によ
り各隔壁部材68,69との間に画成される各バツフアー空
間74,75と各精製器62,65を介して連通されている。これ
により、クランク空間Cs内にある汚染された流体が作動
空間内に流入して機関の停止を惹起させたりしないよう
にならしめると共に、各ダイアフラムへの圧力変動によ
る負担を軽減し、且つ各ピストンに作用する背圧とクラ
ンク空間Cs内の圧力を均等にすることにより各ピストン
の安定した往復作動が得られる。各ダイアフラム56〜61
は夫々各ロツド24〜29の外周面にその内周縁部を気密的
に嵌着されており、その外周縁部を各シリンダ30〜35の
内周壁に気密的に固定されていて、各ロツド24〜29の往
復動に追随するようになつており、各ロツド24〜29の往
復動に係わらず各バツフアー空間70〜75の容積はほぼ一
定とされている。また、第２図に示すように互いに180
゜の位相差を持つ各バツフアー空間70,72及び各バツフ
アー空間71,73を夫々連通させてやれば、より一層の圧
力変動の低減を図ることが可能である。
ドピストン20,23の左側に位置するクランク空間Csは、
各膨張シリンダ32〜35に配設された各ダイアフラム57,5
8,60,61により、各膨張ピストン４〜７との間に画成さ
れる各バツフアー空間70〜73に各精製器63,64,66,67を
介して連通されている。また、クランク空間Csは、各圧
縮シリンダ30,31に配設された各ダイアフラム56,59によ
り各隔壁部材68,69との間に画成される各バツフアー空
間74,75と各精製器62,65を介して連通されている。これ
により、クランク空間Cs内にある汚染された流体が作動
空間内に流入して機関の停止を惹起させたりしないよう
にならしめると共に、各ダイアフラムへの圧力変動によ
る負担を軽減し、且つ各ピストンに作用する背圧とクラ
ンク空間Cs内の圧力を均等にすることにより各ピストン
の安定した往復作動が得られる。各ダイアフラム56〜61
は夫々各ロツド24〜29の外周面にその内周縁部を気密的
に嵌着されており、その外周縁部を各シリンダ30〜35の
内周壁に気密的に固定されていて、各ロツド24〜29の往
復動に追随するようになつており、各ロツド24〜29の往
復動に係わらず各バツフアー空間70〜75の容積はほぼ一
定とされている。また、第２図に示すように互いに180
゜の位相差を持つ各バツフアー空間70,72及び各バツフ
アー空間71,73を夫々連通させてやれば、より一層の圧
力変動の低減を図ることが可能である。
次にクランク機構Ｃについて、説明する。第２図にお
いて、クランク機構Ｃは図示しない電動機等の駆動源に
より駆動され且つ一対のベアリング76,77を介してハウ
ジングに回転可能に支承されるクランクシヤフト１を備
えている。クランクシヤフト１には、第１クランクピン
14と、該第１クランクピン14と夫々互いに180゜の位相
差を有し、第１クランクピン14の両側に位置する第2,第
３クランクピン15,15と、第１クランクピン14と同位相
の第４クランクピン16と、該第４クランクピン16と夫々
互いに180゜の位相差を有し、第４クランクピン16の両
側に位置する第5,第６クランクピン17,17とを有してい
る。第１クランクピン14及び第2,第３クランクピン15に
は、第３図に示すように、夫々第１膨張ピストン４のコ
ンロツド13及び第１圧縮ピストン２のコンロツド９と第
２膨張ピストン５のコンロツド10が回転可能に連結され
ている。第２膨張ピストン５のコンロツド10は二股状に
なつていて、各第１クランクピン15に回転可能に連結さ
れており、第１クランクピン14に回転可能に連結される
第１膨張ピストン４のコンロツド13及び第１圧縮ピスト
ン２のコンロツド９が二股10a,10b内を揺動するように
なつている。これにより、第１膨張ピストン4,第２膨張
ピストン５及び第１圧縮ピストン２の軸心が同一平面上
になり、且つ第１膨張ピストン4,第２膨張ピストン５が
同位相で往復動し、第１圧縮ピストン２が各膨張ピスト
ン4,5より90゜遅れた位相差で往復動するように配置可
能とされている。尚、第１圧縮ピストン２のコンロツド
９は第１クランクピン14に回転可能に連結される第１膨
張ピストン４のコンロツド13に回転可能に連結されてい
る。尚、第3,第４膨張ピストン6,7のコンロツド13,11及
び第２圧縮ピストン３のコンロツド12も同様に第４クラ
ンクピン16と、第5,第６クランクピン17,17に回転可能
に連結されている。
いて、クランク機構Ｃは図示しない電動機等の駆動源に
より駆動され且つ一対のベアリング76,77を介してハウ
ジングに回転可能に支承されるクランクシヤフト１を備
えている。クランクシヤフト１には、第１クランクピン
14と、該第１クランクピン14と夫々互いに180゜の位相
差を有し、第１クランクピン14の両側に位置する第2,第
３クランクピン15,15と、第１クランクピン14と同位相
の第４クランクピン16と、該第４クランクピン16と夫々
互いに180゜の位相差を有し、第４クランクピン16の両
側に位置する第5,第６クランクピン17,17とを有してい
る。第１クランクピン14及び第2,第３クランクピン15に
は、第３図に示すように、夫々第１膨張ピストン４のコ
ンロツド13及び第１圧縮ピストン２のコンロツド９と第
２膨張ピストン５のコンロツド10が回転可能に連結され
ている。第２膨張ピストン５のコンロツド10は二股状に
なつていて、各第１クランクピン15に回転可能に連結さ
れており、第１クランクピン14に回転可能に連結される
第１膨張ピストン４のコンロツド13及び第１圧縮ピスト
ン２のコンロツド９が二股10a,10b内を揺動するように
なつている。これにより、第１膨張ピストン4,第２膨張
ピストン５及び第１圧縮ピストン２の軸心が同一平面上
になり、且つ第１膨張ピストン4,第２膨張ピストン５が
同位相で往復動し、第１圧縮ピストン２が各膨張ピスト
ン4,5より90゜遅れた位相差で往復動するように配置可
能とされている。尚、第１圧縮ピストン２のコンロツド
９は第１クランクピン14に回転可能に連結される第１膨
張ピストン４のコンロツド13に回転可能に連結されてい
る。尚、第3,第４膨張ピストン6,7のコンロツド13,11及
び第２圧縮ピストン３のコンロツド12も同様に第４クラ
ンクピン16と、第5,第６クランクピン17,17に回転可能
に連結されている。
以上の構成により、各組の３本のピストン（膨張ピス
トン２本，圧縮ピストン１本）からクランクシヤフト１
に作用する力は合力として夫々クランクシヤフト１上の
１点に集中し、更に２本の膨張ピストンからの力は等し
く且つ同位相であるため、相殺され各圧縮ピストン2,3
からの力のみがクランクシヤフト１に作用する。各圧縮
ピストン2,3からの力は、両圧縮ピストン2,3が180゜の
位相差で駆動されることにより、偶力を構成し、クラン
クシヤフト１を一方向へ押し付けるような加振力にはな
らないが、クランクシヤフト１をその回転軸から傾けよ
うとする力としてクランクシヤフト１に作用する。とこ
ろが、本実施例においては、各圧縮ピストン2,3は復動
型になつているため、通常の単動型のものよりも力のか
かり方の変動幅が小さく、それによりその力がクランク
シヤフト１を支承するベアリング76,77に偏荷重として
作用し、ベアリング76,77を揺さぶる力となり、ベアリ
ングの耐久性を悪化させると共にベアリング76,77とハ
ウジングとの間に隙間があると音や振動が発生するとい
うことが回避される。
トン２本，圧縮ピストン１本）からクランクシヤフト１
に作用する力は合力として夫々クランクシヤフト１上の
１点に集中し、更に２本の膨張ピストンからの力は等し
く且つ同位相であるため、相殺され各圧縮ピストン2,3
からの力のみがクランクシヤフト１に作用する。各圧縮
ピストン2,3からの力は、両圧縮ピストン2,3が180゜の
位相差で駆動されることにより、偶力を構成し、クラン
クシヤフト１を一方向へ押し付けるような加振力にはな
らないが、クランクシヤフト１をその回転軸から傾けよ
うとする力としてクランクシヤフト１に作用する。とこ
ろが、本実施例においては、各圧縮ピストン2,3は復動
型になつているため、通常の単動型のものよりも力のか
かり方の変動幅が小さく、それによりその力がクランク
シヤフト１を支承するベアリング76,77に偏荷重として
作用し、ベアリング76,77を揺さぶる力となり、ベアリ
ングの耐久性を悪化させると共にベアリング76,77とハ
ウジングとの間に隙間があると音や振動が発生するとい
うことが回避される。
以上のように、本発明によれば全体としての可動部の
バランスがとれ、全体の重心移動が究めて少ない低振動
の多気筒型スターリング機関を提供することができる。
バランスがとれ、全体の重心移動が究めて少ない低振動
の多気筒型スターリング機関を提供することができる。
本発明によれば、膨張ピストンからクランクシヤフト
に作用する力が互いに相殺され、圧縮ピストンからの力
のみがクランクシヤフトに作用することになり、圧縮ピ
ストンからの力は圧縮ピストンが復動型とされることに
より、力のかかり方の変動幅が小さいため、クランクシ
ヤフトを支承するベアリングには偏荷重が作用すること
がなくなつて音・振動等が惹起されることがない。ま
た、本発明によれば、各ピストンと、クランクシヤフト
が配設されるクランク空間との間に夫々ダイアフラムを
配設し、バツフア空間を画成すると共に、各バツフア空
間とクランク空間との間に精製器を配設したので、各ピ
ストンに作用する背圧とクランク空間内の圧力とが均等
となり、各ピストンの安定的作動が得られると共に、作
動空間内への油等の侵入に伴う機関の停止等を確実に防
止することができる。
に作用する力が互いに相殺され、圧縮ピストンからの力
のみがクランクシヤフトに作用することになり、圧縮ピ
ストンからの力は圧縮ピストンが復動型とされることに
より、力のかかり方の変動幅が小さいため、クランクシ
ヤフトを支承するベアリングには偏荷重が作用すること
がなくなつて音・振動等が惹起されることがない。ま
た、本発明によれば、各ピストンと、クランクシヤフト
が配設されるクランク空間との間に夫々ダイアフラムを
配設し、バツフア空間を画成すると共に、各バツフア空
間とクランク空間との間に精製器を配設したので、各ピ
ストンに作用する背圧とクランク空間内の圧力とが均等
となり、各ピストンの安定的作動が得られると共に、作
動空間内への油等の侵入に伴う機関の停止等を確実に防
止することができる。
第１図は本発明に従つた多気筒型スターリング機関の一
実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の横断面図、第
３図は本発明におけるクランク機構の概略図である。 １……クランクシヤフト、２……第１圧縮ピストン、３
……第２圧縮ピストン、４……第１膨張ピストン、５…
…第２膨張ピストン、６……第３膨張ピストン、７……
第４膨張ピストン、8,9,10,11,12,13……コンロツド、1
4……第１クランクピン、15……第2,第３クランクピ
ン、16……第４クランクピン、17……第5,第６クランク
ピン、18〜23……ガイドピストン、52,54……上側圧縮
空間、53,55……下側圧縮空間、56〜61……ダイアフラ
ム、70〜75……バツフアー空間、62〜67……精製器。
実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の横断面図、第
３図は本発明におけるクランク機構の概略図である。 １……クランクシヤフト、２……第１圧縮ピストン、３
……第２圧縮ピストン、４……第１膨張ピストン、５…
…第２膨張ピストン、６……第３膨張ピストン、７……
第４膨張ピストン、8,9,10,11,12,13……コンロツド、1
4……第１クランクピン、15……第2,第３クランクピ
ン、16……第４クランクピン、17……第5,第６クランク
ピン、18〜23……ガイドピストン、52,54……上側圧縮
空間、53,55……下側圧縮空間、56〜61……ダイアフラ
ム、70〜75……バツフアー空間、62〜67……精製器。
Claims (2)
- 【請求項１】水平方向に互いに対向して往復動する一対
の膨張ピストン及び鉛直方向に往復動する１本の複動型
の圧縮ピストンとを備える気筒系が２組配置され、各気
筒系内における前記一対の膨張ピストンを互いに同位相
で往復動するようにクランクシャフトに連結し、各気筒
系内における前記圧縮ピストンを前記一対の膨張ピスト
ンに対し所定の位相差で往復動するように、且つ、各気
筒系内における前記一対の膨張ピストンの軸心が前記圧
縮ピストンの軸心と同一平面になるように前記クランク
シャフトに接続してなる多気筒型スターリング機関。 - 【請求項２】前記各ピストンと、前記クランクシャフト
が配設されるクランク空間との間に夫々ダイアフラムを
配設し、バッファ空間を画成すると共に、前記各バッフ
ァ空間と前記クランク空間との間に精製器を配設した請
求項１記載の多気筒型スターリング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110934A JP2710784B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 多気筒型スターリング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63110934A JP2710784B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 多気筒型スターリング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01280668A JPH01280668A (ja) | 1989-11-10 |
| JP2710784B2 true JP2710784B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=14548298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63110934A Expired - Lifetime JP2710784B2 (ja) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 多気筒型スターリング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2710784B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5435136A (en) * | 1991-10-15 | 1995-07-25 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Pulse tube heat engine |
| WO2005031141A1 (en) * | 2003-10-01 | 2005-04-07 | Michael Cahill | A heat engine or heat pump |
| US8671677B2 (en) * | 2009-07-07 | 2014-03-18 | Global Cooling, Inc. | Gamma type free-piston stirling machine configuration |
| JP6407563B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2018-10-17 | Ａｄｍｉｅｘｃｏエンジン設計株式会社 | スターリング機関 |
-
1988
- 1988-05-07 JP JP63110934A patent/JP2710784B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01280668A (ja) | 1989-11-10 |
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Legal Events
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