JP2782938B2 - フリーピストンスターリングエンジン - Google Patents
フリーピストンスターリングエンジンInfo
- Publication number
- JP2782938B2 JP2782938B2 JP2254265A JP25426590A JP2782938B2 JP 2782938 B2 JP2782938 B2 JP 2782938B2 JP 2254265 A JP2254265 A JP 2254265A JP 25426590 A JP25426590 A JP 25426590A JP 2782938 B2 JP2782938 B2 JP 2782938B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- free piston
- displacer
- rod
- chamber
- stirling engine
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、リニア発電機を駆動するためのフリーピス
トンスターリングエンジンに関する。
トンスターリングエンジンに関する。
（従来の技術） 第１図を参照して、フリーピストンスターリングエン
ジンの概要を説明する。
ジンの概要を説明する。
シリンダ内を往復動するディスプレーサ４によりシリ
ンダ内に膨脹室11と圧縮室12とを画定し、両室11、12を
ヒータ１、再生器２及びクーラ３を介して連通させる。
作動空間にヘリウムガス等の媒体を封入する、ヒータ１
を、多層熱シールド５で囲まれた燃焼室内に位置させ
る。ディスプレーサ４にロッド10を連結し、ロッド10を
往復動可能とさせる。
ンダ内に膨脹室11と圧縮室12とを画定し、両室11、12を
ヒータ１、再生器２及びクーラ３を介して連通させる。
作動空間にヘリウムガス等の媒体を封入する、ヒータ１
を、多層熱シールド５で囲まれた燃焼室内に位置させ
る。ディスプレーサ４にロッド10を連結し、ロッド10を
往復動可能とさせる。
対のパワーピストン即ちフリーピストン６を、ロッド
10の往復動方向に対して交差する方向に配す。フリーピ
ストン６の一端は、圧縮室12に通じる作動室18となって
おり、他端はバッファー室９となっている。バッファー
室９を作るカバー19の中央突出部をフリーピストン６の
中央開口に摺動自在に挿入し、フリーピストン６内にガ
スばね８を作る。かくして、フリーピストン６は、作動
室18とバッファー室９間で往復動可能自在とさせ、フリ
ーピストン６まわりにリニア発電機７を取付け、圧縮ガ
スの作動室18内への周期的供給によりフリーピストン６
を往復動させ、リニア発電機７により発電を行なう。
10の往復動方向に対して交差する方向に配す。フリーピ
ストン６の一端は、圧縮室12に通じる作動室18となって
おり、他端はバッファー室９となっている。バッファー
室９を作るカバー19の中央突出部をフリーピストン６の
中央開口に摺動自在に挿入し、フリーピストン６内にガ
スばね８を作る。かくして、フリーピストン６は、作動
室18とバッファー室９間で往復動可能自在とさせ、フリ
ーピストン６まわりにリニア発電機７を取付け、圧縮ガ
スの作動室18内への周期的供給によりフリーピストン６
を往復動させ、リニア発電機７により発電を行なう。
フリーピストンスターリングエンジンの運転に際して
は、ロッド10とは直交する方向に配した回転式モータの
回転トルクを、ヨークカム機構を介して、ロッド10に伝
達させ、ディスプレーサ４を往復動させる。一方、多層
熱シールド５により囲まれた燃焼室内での燃焼熱をヒー
タ１を介してヘリウムの如き作動ガスを加熱し、高温・
高圧ガスを膨脹室11内で等温膨脹させ、次いで、作動ガ
スを圧縮室12内で等温圧縮させてディスプレーサ４を往
復させる。圧縮された作動ガスは作動室18内に出入り
し、フリーピストン６を強制的に往復動させ、リニア発
電機７を作動させる。
は、ロッド10とは直交する方向に配した回転式モータの
回転トルクを、ヨークカム機構を介して、ロッド10に伝
達させ、ディスプレーサ４を往復動させる。一方、多層
熱シールド５により囲まれた燃焼室内での燃焼熱をヒー
タ１を介してヘリウムの如き作動ガスを加熱し、高温・
高圧ガスを膨脹室11内で等温膨脹させ、次いで、作動ガ
スを圧縮室12内で等温圧縮させてディスプレーサ４を往
復させる。圧縮された作動ガスは作動室18内に出入り
し、フリーピストン６を強制的に往復動させ、リニア発
電機７を作動させる。
（本発明が解決しようとする課題） 回転式のモータは、ロッドの直下に配することができ
ないので、モータ用ハウジングをロッドの長手方向とは
直交する部分に配置する。しかし、この配置は、スター
リングエンジンを大型化させる欠点を有する。
ないので、モータ用ハウジングをロッドの長手方向とは
直交する部分に配置する。しかし、この配置は、スター
リングエンジンを大型化させる欠点を有する。
それ故に、本発明は、ディスプレーサに結合されたロ
ッドまわりの空間を利用することで、従来技術の欠点を
解消させることを、解決すべき課題とする。
ッドまわりの空間を利用することで、従来技術の欠点を
解消させることを、解決すべき課題とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、前述した課題を解決するために、基本的に
は、ディスプレーサに結合されたロッドまわりに、リニ
アモータを配し、これに通電させることでロッドを往復
動可能とする手段を用いる。
は、ディスプレーサに結合されたロッドまわりに、リニ
アモータを配し、これに通電させることでロッドを往復
動可能とする手段を用いる。
より具体的には、本発明は、シリンダ内に膨張室と圧
縮室とを画定するディスプレーサと、膨張室と圧縮室と
を連通させる空間に配されたヒータ、再生器及びクーラ
とディスプレーサに連結されたロッドと、ロッドまわり
に配されたリニアモータと、ディスプレーサの動きに追
従して往復動するフリーピストンと、フリーピストンの
一端に位置し且つ圧縮室に通じる作動室と、フリーピス
トンの他端に配されたバッファー室と、及びフリーピス
トンまわりのリニア発電機よりなり、ロッドにヨークカ
ム機構を設けているフリーピストンスターリングエンジ
ンを提供する。
縮室とを画定するディスプレーサと、膨張室と圧縮室と
を連通させる空間に配されたヒータ、再生器及びクーラ
とディスプレーサに連結されたロッドと、ロッドまわり
に配されたリニアモータと、ディスプレーサの動きに追
従して往復動するフリーピストンと、フリーピストンの
一端に位置し且つ圧縮室に通じる作動室と、フリーピス
トンの他端に配されたバッファー室と、及びフリーピス
トンまわりのリニア発電機よりなり、ロッドにヨークカ
ム機構を設けているフリーピストンスターリングエンジ
ンを提供する。
（作用） スターリングエンジン作動に際しては、ロッドまわり
に配されたコイルに通電し、ロッドに固定した永久磁石
に推力を発生させ、ロッドを往復動させる。同時に、太
陽熱や燃焼熱を受けた作動ガスが等温膨脹・圧縮をな
し、ディスプレーサを往復動させ、リニア発電機を運転
させる。ディスプレーサの往復動が定常状態に入って
も、リニアモータへの通電を継続し、ディスプレーサの
往復動を助勢させる。
に配されたコイルに通電し、ロッドに固定した永久磁石
に推力を発生させ、ロッドを往復動させる。同時に、太
陽熱や燃焼熱を受けた作動ガスが等温膨脹・圧縮をな
し、ディスプレーサを往復動させ、リニア発電機を運転
させる。ディスプレーサの往復動が定常状態に入って
も、リニアモータへの通電を継続し、ディスプレーサの
往復動を助勢させる。
（実施例） 第２図に本発明の要旨を示すが、スターリングエンジ
ンを構成する他の部分は、第１図に示す例と同じなので
その説明は省略する。
ンを構成する他の部分は、第１図に示す例と同じなので
その説明は省略する。
ディスプレーサ４に結合されたロッド10まわりに対の
永久磁石14A、14Bを固定し、これら永久磁石14A、14Bま
わりに、コイル15を配す。これらがリニアモータ13を構
成する。永久磁石14A、14Bは、第３図に示すように、内
側がＳ極と外側がＮ極のもの14A、及びその逆のもの14B
を用いるとよい。
永久磁石14A、14Bを固定し、これら永久磁石14A、14Bま
わりに、コイル15を配す。これらがリニアモータ13を構
成する。永久磁石14A、14Bは、第３図に示すように、内
側がＳ極と外側がＮ極のもの14A、及びその逆のもの14B
を用いるとよい。
ロッド10にヨークカム機構16を取付け、このヨークカ
ム機構16にフライホイール17を組合せる。フライホイー
ル17の回転中心に対して、ヨークカム機構16の作用点は
オフセットされており、このオフセット量により、ロッ
ド10とディスプレーサ４の往復動のためのストロークが
規定される。フライホイール17の慣性力は、ディスプレ
ーサ４の往復動を助勢し、リニアモータ13への通電を省
略する。
ム機構16にフライホイール17を組合せる。フライホイー
ル17の回転中心に対して、ヨークカム機構16の作用点は
オフセットされており、このオフセット量により、ロッ
ド10とディスプレーサ４の往復動のためのストロークが
規定される。フライホイール17の慣性力は、ディスプレ
ーサ４の往復動を助勢し、リニアモータ13への通電を省
略する。
フリーピストンスターリングエンジンの始動に際して
は、コイル15へ交番通電し、永久磁石14A、14Bによる推
力によりロッド10を往復動させる。ロッド10のストロー
クは、ヨークカム機構16により規定される。又、フライ
ホイール17の慣性力が、ロッド10の往復動を助勢し、コ
イル15への通電量を節約できる。
は、コイル15へ交番通電し、永久磁石14A、14Bによる推
力によりロッド10を往復動させる。ロッド10のストロー
クは、ヨークカム機構16により規定される。又、フライ
ホイール17の慣性力が、ロッド10の往復動を助勢し、コ
イル15への通電量を節約できる。
一方、多層熱シールド５で囲まれた室内で例えば、太
陽熱又は燃焼熱が作動ガスに伝熱され、作動ガスの等温
膨脹・圧縮を可能にし、リニアモータが、ディスプレー
サ４を往復動させる。ヨークカム機構16がディスプレー
サ４の往復動ストロークを規定する。ディスプレーサ４
の往復動のためにリニアモータ13への通電を継続する。
ディスプレーサ４の定常運転は作動室18内へ定圧供給を
可能にし、フリーピストン６の動きを安定化し、リニア
発電機７の発電を一定とする。
陽熱又は燃焼熱が作動ガスに伝熱され、作動ガスの等温
膨脹・圧縮を可能にし、リニアモータが、ディスプレー
サ４を往復動させる。ヨークカム機構16がディスプレー
サ４の往復動ストロークを規定する。ディスプレーサ４
の往復動のためにリニアモータ13への通電を継続する。
ディスプレーサ４の定常運転は作動室18内へ定圧供給を
可能にし、フリーピストン６の動きを安定化し、リニア
発電機７の発電を一定とする。
（効果） 本発明では、ロッドまわりにリニアモータを配してい
るので、スターリングエンジンのコンパクト化が可能で
ある。また、ディスプレーサの往復動ストロークを規定
しているので、作動ガスの圧縮によりリニア発電機の動
きを安定化させ得る。
るので、スターリングエンジンのコンパクト化が可能で
ある。また、ディスプレーサの往復動ストロークを規定
しているので、作動ガスの圧縮によりリニア発電機の動
きを安定化させ得る。
第１図はフリーピストンスターリングエンジンの一例の
断面図、第２図は本発明の一例の部分詳細図、第３図は
永久磁石部の斜視図である。 図中:4……ディスプレーサ、６……フリーピストン、７
……リニア発電機、10……ロッド、11……膨脹室、12…
…圧縮室、13……リニアモータ、14……永久磁石、15…
…コイル、16……ヨークカム機構。
断面図、第２図は本発明の一例の部分詳細図、第３図は
永久磁石部の斜視図である。 図中:4……ディスプレーサ、６……フリーピストン、７
……リニア発電機、10……ロッド、11……膨脹室、12…
…圧縮室、13……リニアモータ、14……永久磁石、15…
…コイル、16……ヨークカム機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−210247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−141647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−210379（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02G 1/043
Claims (2)
- 【請求項１】シリンダ内に膨張室と圧縮室とを画定する
ディスプレーサと、膨張室と圧縮室とを連通させる空間
に配されたヒータ、再生器及びクーラとディスプレーサ
に連結されたロッドと、ロッドまわりに配されたリニア
モータと、ディスプレーサの動きに追従して往復動する
フリーピストンと、フリーピストンの一端に位置し且つ
圧縮室に通じる作動室と、フリーピストンの他端に配さ
れたバッファー室と、及びフリーピストンまわりのリニ
ア発電機よりなり、ロッドにヨークカム機構を設けてい
るフリーピストンスターリングエンジン。 - 【請求項２】ヨークカム機構にフライホールを結合させ
ている請求項（１）のフリーピストンスターリングエン
ジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254265A JP2782938B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | フリーピストンスターリングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254265A JP2782938B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | フリーピストンスターリングエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04134173A JPH04134173A (ja) | 1992-05-08 |
| JP2782938B2 true JP2782938B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17262576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2254265A Expired - Lifetime JP2782938B2 (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | フリーピストンスターリングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782938B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030060469A (ko) * | 2002-01-09 | 2003-07-16 | 학교법인 포항공과대학교 | 직선 왕복운동 내연기관에 의해 직접 구동되는 선형발전기시스템 |
| WO2005003688A1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-01-13 | Tiax Llc | Capacitive position sensor and sensing methodology |
| JP4766239B2 (ja) * | 2005-10-13 | 2011-09-07 | Ｔｄｋ株式会社 | セラミック電子部品及びその製造方法 |
| JP6194643B2 (ja) * | 2013-06-03 | 2017-09-13 | いすゞ自動車株式会社 | フリーピストンスターリングエンジン |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58141647A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-23 | Sanyo Electric Co Ltd | フリ−ピストン型スタ−リング発電機 |
| JPS58210379A (ja) * | 1982-05-29 | 1983-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱機関で駆動する往復圧縮機 |
| JPS62210247A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 外部加熱による熱機関 |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2254265A patent/JP2782938B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04134173A (ja) | 1992-05-08 |
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