JP3043154B2 - 熱ガス機関 - Google Patents
熱ガス機関Info
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- JP3043154B2 JP3043154B2 JP3325775A JP32577591A JP3043154B2 JP 3043154 B2 JP3043154 B2 JP 3043154B2 JP 3325775 A JP3325775 A JP 3325775A JP 32577591 A JP32577591 A JP 32577591A JP 3043154 B2 JP3043154 B2 JP 3043154B2
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- Japan
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- low
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- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は低温熱源、中温熱源およ
び高温熱源の間で動作し、作動ガスが移動することによ
り、高温熱源から得た熱エネルギ（熱仕事）によって、
低温熱源から吸熱し、中温熱源への放熱を行う熱ガス機
関に関するものである。
び高温熱源の間で動作し、作動ガスが移動することによ
り、高温熱源から得た熱エネルギ（熱仕事）によって、
低温熱源から吸熱し、中温熱源への放熱を行う熱ガス機
関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱ガス機関は、高温および低温の二つの
ディスプレーサ（作動ガスを移動させるもの）を有し、
それぞれのディスプレーサが関与する領域によって、高
温部と低温部に分割される。
ディスプレーサ（作動ガスを移動させるもの）を有し、
それぞれのディスプレーサが関与する領域によって、高
温部と低温部に分割される。
【０００３】高温部と低温部においては、ディスプレー
サの作動によって作動ガスの移動が生じ、このガス移動
による容積変化に相当する部分を作動室と称すれば、各
部には二つの作動室が存在し、これらの作動室の内の一
つは中温熱源と同等の温度レベルにあり、ここでは中温
室と定義する。同様に、高温熱源と同等の温度レベルに
ある作動室を高温室、低温熱源と同等の温度レベルにあ
る作動室を低温室と定義する。
サの作動によって作動ガスの移動が生じ、このガス移動
による容積変化に相当する部分を作動室と称すれば、各
部には二つの作動室が存在し、これらの作動室の内の一
つは中温熱源と同等の温度レベルにあり、ここでは中温
室と定義する。同様に、高温熱源と同等の温度レベルに
ある作動室を高温室、低温熱源と同等の温度レベルにあ
る作動室を低温室と定義する。
【０００４】幾何学的に求められるこれらの作動室の仕
事は、それぞれの容積変化と作動空間（機関全体）内の
一様な圧力変動によって、高温室では膨張仕事、高温部
の中温室では圧縮仕事、また低温室では膨張仕事、低温
部の中温室では圧縮仕事となる。
事は、それぞれの容積変化と作動空間（機関全体）内の
一様な圧力変動によって、高温室では膨張仕事、高温部
の中温室では圧縮仕事、また低温室では膨張仕事、低温
部の中温室では圧縮仕事となる。
【０００５】かかる熱ガス機関では、三つの熱源間で熱
移動が生じるだけであるため、動作原理上、高温部およ
び低温部における二つのガス移動容積は一致し、高温部
の膨張仕事と圧縮仕事および低温部の膨張仕事と圧縮仕
事の絶対量はそれぞれ等しくなる。
移動が生じるだけであるため、動作原理上、高温部およ
び低温部における二つのガス移動容積は一致し、高温部
の膨張仕事と圧縮仕事および低温部の膨張仕事と圧縮仕
事の絶対量はそれぞれ等しくなる。
【０００６】実際の機関においては、特開昭６３−３１
１０５０号公報に示されるように、ディスプレーサを駆
動するためのロッドが設けられているが、このロッドの
体積変化を含めて考えれば、高温部と低温部のガス移動
容積はそれぞれ等しくなるように設定されているのが一
般的であった。
１０５０号公報に示されるように、ディスプレーサを駆
動するためのロッドが設けられているが、このロッドの
体積変化を含めて考えれば、高温部と低温部のガス移動
容積はそれぞれ等しくなるように設定されているのが一
般的であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記公報で提示の装置
は、高温側ディスプレーサと低温側ディスプレーサのロ
ッドの径を変えることにより、高温部と低温部とを合計
した総容積を変化させ、この変化と封入された作動ガス
の圧力変化とによって軸出力のみを増大させるようにし
たものであった。
は、高温側ディスプレーサと低温側ディスプレーサのロ
ッドの径を変えることにより、高温部と低温部とを合計
した総容積を変化させ、この変化と封入された作動ガス
の圧力変化とによって軸出力のみを増大させるようにし
たものであった。
【０００８】本発明は低温部のガス移動容積に着目し、
中温室のガス移動容積を低温室のガス移動容積よりも大
きく設定することにより、熱効率の向上を図った熱ガス
機関を提供することを目的としたものである。
中温室のガス移動容積を低温室のガス移動容積よりも大
きく設定することにより、熱効率の向上を図った熱ガス
機関を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、作動ガスが封入されたシリンダと、この
シリンダ内を高温室と中温室と低温室とに区画する高温
側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサと、高温室
と中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス加熱
用の高温側熱交換器と高温側再生器及び中温側熱交換器
と、低温室と中温室とをつなぐガス流路に配置された低
温側熱交換器と低温側再生器及び中温側熱交換器とから
成る熱ガス機関において、、前記中温室及び/又は前記
低温室にピストンを有する補助シリンダを設け、該補助
シリンダの容積を、低温側ディスプレーサの作動に応じ
て前記ピストンで変動させることにより前記中温室のガ
ス移動容積を前記低温室のガス移動容積よりも大きく設
定するようにしたものである。
決するために、作動ガスが封入されたシリンダと、この
シリンダ内を高温室と中温室と低温室とに区画する高温
側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサと、高温室
と中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス加熱
用の高温側熱交換器と高温側再生器及び中温側熱交換器
と、低温室と中温室とをつなぐガス流路に配置された低
温側熱交換器と低温側再生器及び中温側熱交換器とから
成る熱ガス機関において、、前記中温室及び/又は前記
低温室にピストンを有する補助シリンダを設け、該補助
シリンダの容積を、低温側ディスプレーサの作動に応じ
て前記ピストンで変動させることにより前記中温室のガ
ス移動容積を前記低温室のガス移動容積よりも大きく設
定するようにしたものである。
【００１０】
【作用】本発明では、上述のような熱ガス機関におい
て、前記中温室及び/又は前記高温室にピストンを有す
る補助シリンダを設け、該補助シリンダの容積を、低温
側ディスプレーサの作動に応じて前記ピストンで変動さ
せることにより前記中温室のガス移動容積が低温室のガ
ス移動容積よりも大きく設定されているため、高温室で
の行程において作動ガスの圧力の低下度合が小さくな
り、低温側熱交換器での吸熱量と低温部中温側熱交換器
での放熱量は低温側中温室におけるガス移動容積の増大
にかかわらず略一定であるため、これらの吸熱量と放熱
量の関係から冷房成績係数と暖房成績係数とが向上す
る。
て、前記中温室及び/又は前記高温室にピストンを有す
る補助シリンダを設け、該補助シリンダの容積を、低温
側ディスプレーサの作動に応じて前記ピストンで変動さ
せることにより前記中温室のガス移動容積が低温室のガ
ス移動容積よりも大きく設定されているため、高温室で
の行程において作動ガスの圧力の低下度合が小さくな
り、低温側熱交換器での吸熱量と低温部中温側熱交換器
での放熱量は低温側中温室におけるガス移動容積の増大
にかかわらず略一定であるため、これらの吸熱量と放熱
量の関係から冷房成績係数と暖房成績係数とが向上す
る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の熱ガス機関の概念図であり、
１，２は作動ガス（ヘリウムガスや水素ガス等）が封入
された高温側シリンダ及び低温側シリンダ、３は高温側
シリンダ１内を高温室４と高温側中温室５とに区画する
高温側ディスプレーサ、６は低温側シリンダ２内を低温
室７と低温側中温室８とに区画する低温側ディスプレー
サである。
１，２は作動ガス（ヘリウムガスや水素ガス等）が封入
された高温側シリンダ及び低温側シリンダ、３は高温側
シリンダ１内を高温室４と高温側中温室５とに区画する
高温側ディスプレーサ、６は低温側シリンダ２内を低温
室７と低温側中温室８とに区画する低温側ディスプレー
サである。
【００１２】９は高温室４と高温側中温室５とをつなぐ
高温側ガス流路で、作動ガス加熱用の高温側熱交換器１
０と高温側再生器１１及び高温部中温側熱交換器１２と
が配置されている。
高温側ガス流路で、作動ガス加熱用の高温側熱交換器１
０と高温側再生器１１及び高温部中温側熱交換器１２と
が配置されている。
【００１３】１３は低温室７と低温側中温室８とをつな
ぐ低温側ガス流路で、低温側熱交換器１４と低温側再生
器１５及び低温部中温側熱交換器１６とが配置されてい
る。
ぐ低温側ガス流路で、低温側熱交換器１４と低温側再生
器１５及び低温部中温側熱交換器１６とが配置されてい
る。
【００１４】１７は高温側中温室５と低温側中温室８と
を連通させる連通路である。
を連通させる連通路である。
【００１５】そして、低温側中温室８のガス移動容積が
低温室７のガス移動容積よりも大きく設定されており、
図１ではこの低温側中温室８の増分容積を既に含めたも
のとして表わしているが、この増分容積変化と低温側中
温室８の容積変化との位相は同位相に限定されるもので
はなく、また、増分容積を付加する機構を別途設けるこ
とも可能である。
低温室７のガス移動容積よりも大きく設定されており、
図１ではこの低温側中温室８の増分容積を既に含めたも
のとして表わしているが、この増分容積変化と低温側中
温室８の容積変化との位相は同位相に限定されるもので
はなく、また、増分容積を付加する機構を別途設けるこ
とも可能である。
【００１６】すなわち、本発明では、本発明による効果
を得るために低温室７と中温室５，８とにおけるサイク
ル上での作動ガス移動容積が規定される。尚、低温およ
び高温ディスプレーサ６，３の位相は９０°に限定され
るものではなく、両シリンダ１，２の内径についても同
一である必要はない。
を得るために低温室７と中温室５，８とにおけるサイク
ル上での作動ガス移動容積が規定される。尚、低温およ
び高温ディスプレーサ６，３の位相は９０°に限定され
るものではなく、両シリンダ１，２の内径についても同
一である必要はない。
【００１７】ここで、本発明におけるガス移動容積につ
いて、動作原理上、以下のとおり定義する。
いて、動作原理上、以下のとおり定義する。
【００１８】熱ガス機関は、三つの熱源（高温、中温お
よび低温）の間で作動し、主として熱源間での熱移動を
生じるものであるが、この熱移動は二つの熱的な作用
（一次熱作用、二次熱作用と称する）によって可能とな
る。すなわち、熱ガス機関を高温部（高温室４、高温側
中温室５、高温側再生器１１等）と低温部（低温室７、
低温側中温室８、低温側再生器１５等）に分離すると、
ディスプレーサ３，６動作による作動ガスの移動によっ
て、当該の熱源温度と同レベルの温度に作動ガスが変化
する場合の熱的な作用が一次熱作用（再生器１１，１５
による効果）であり、このときに、構造的に設定された
ディスプレーサ３，６の位相によりディスプレーサが静
止しているため見かけ上作動ガスの移動がない作動室内
での上記一次熱作用によって生じる作動ガスと熱源との
熱交換が二次熱作用である。
よび低温）の間で作動し、主として熱源間での熱移動を
生じるものであるが、この熱移動は二つの熱的な作用
（一次熱作用、二次熱作用と称する）によって可能とな
る。すなわち、熱ガス機関を高温部（高温室４、高温側
中温室５、高温側再生器１１等）と低温部（低温室７、
低温側中温室８、低温側再生器１５等）に分離すると、
ディスプレーサ３，６動作による作動ガスの移動によっ
て、当該の熱源温度と同レベルの温度に作動ガスが変化
する場合の熱的な作用が一次熱作用（再生器１１，１５
による効果）であり、このときに、構造的に設定された
ディスプレーサ３，６の位相によりディスプレーサが静
止しているため見かけ上作動ガスの移動がない作動室内
での上記一次熱作用によって生じる作動ガスと熱源との
熱交換が二次熱作用である。
【００１９】したがって、高温部の一次熱作用は低温部
の二次熱作用を誘起し、反対に低温部の一次熱作用は高
温部の二次熱作用を誘起する。
の二次熱作用を誘起し、反対に低温部の一次熱作用は高
温部の二次熱作用を誘起する。
【００２０】本発明におけるガス移動容積とは、このよ
うな二次熱作用を誘起する各行程での一次熱作用に関与
している作動ガス移動量のことであり、各熱源と同等の
温度レベルにある作動ガスの移動量を意味している。
うな二次熱作用を誘起する各行程での一次熱作用に関与
している作動ガス移動量のことであり、各熱源と同等の
温度レベルにある作動ガスの移動量を意味している。
【００２１】上記の説明は動作原理上での考え方であ
り、実際の機関においては、作動ガスの移動に関与する
ディスプレーサ３，６や別途補助シリンダ（後述する）
を追加する場合に必要となるピストンはおおむね正弦波
状に動作するため、作動ガスの移動や静止状態は上記説
明のように明確ではない。
り、実際の機関においては、作動ガスの移動に関与する
ディスプレーサ３，６や別途補助シリンダ（後述する）
を追加する場合に必要となるピストンはおおむね正弦波
状に動作するため、作動ガスの移動や静止状態は上記説
明のように明確ではない。
【００２２】しかし、ディスプレーサ３，６やピストン
（後述する）の動作による容積変化の位相から、それら
の容積変化がどの行程の一次熱作用に関与するかという
ことは判別可能であり、また、ガス移動容積について
は、当該の熱源と同等の温度レベルにある作動ガスの各
行程での最大容積と最小容積との差として求められる。
（後述する）の動作による容積変化の位相から、それら
の容積変化がどの行程の一次熱作用に関与するかという
ことは判別可能であり、また、ガス移動容積について
は、当該の熱源と同等の温度レベルにある作動ガスの各
行程での最大容積と最小容積との差として求められる。
【００２３】図１に示した概念図に則り、本発明の実施
例を図２に基づいて説明する。図２は低温側中温室８の
ガス移動容積を低温室７のガス移動容積よりも大きくす
るために、低温側中温室８に上述の如く増分容積を付加
する機能として、低温側中温室８にピストン１８を有す
る補助シリンダ１９を設けた第１の実施例であり、図１
と同一の構成部品は同一符号を付して説明は省略する。
例を図２に基づいて説明する。図２は低温側中温室８の
ガス移動容積を低温室７のガス移動容積よりも大きくす
るために、低温側中温室８に上述の如く増分容積を付加
する機能として、低温側中温室８にピストン１８を有す
る補助シリンダ１９を設けた第１の実施例であり、図１
と同一の構成部品は同一符号を付して説明は省略する。
【００２４】尚、上述の増分容積の大きさや位相及び補
助シリンダ１９の取付位置は図２に限定されるものでは
ない。
助シリンダ１９の取付位置は図２に限定されるものでは
ない。
【００２５】図３は図２における高温側ディスプレーサ
３と低温側ディスプレーサ６とピストン１８との作動行
程と作動空間内の概略的な圧力変動を示したもので、低
温側ディスプレーサ６の変位（第１行程）によって低温
室７内の作動ガスが低温側中温室８に移動し、作動空間
内の圧力が実線の如く上昇する。
３と低温側ディスプレーサ６とピストン１８との作動行
程と作動空間内の概略的な圧力変動を示したもので、低
温側ディスプレーサ６の変位（第１行程）によって低温
室７内の作動ガスが低温側中温室８に移動し、作動空間
内の圧力が実線の如く上昇する。
【００２６】尚、破線は補助シリンダ１９を設けない従
来の熱ガス機関の圧力を示したもので、実線で示す圧力
が破線で示す圧力よりも低くなっているのはピストン１
８が図３において左端に位置して補助シリンダ１９の内
容積分だけ低温側中温室８のガス移動容積が増えている
からであり、このときに、高温側中温室５にある作動ガ
スの温度が上昇して熱源との温度差が生じるため、高温
部中温側熱交換器１２より放出される熱量ＱMHが減少す
る。
来の熱ガス機関の圧力を示したもので、実線で示す圧力
が破線で示す圧力よりも低くなっているのはピストン１
８が図３において左端に位置して補助シリンダ１９の内
容積分だけ低温側中温室８のガス移動容積が増えている
からであり、このときに、高温側中温室５にある作動ガ
スの温度が上昇して熱源との温度差が生じるため、高温
部中温側熱交換器１２より放出される熱量ＱMHが減少す
る。
【００２７】そして、高温側ディスプレーサ３の変位
（第２行程）によって高温側中温室５から高温室４に作
動ガスが移動し、作動空間内の圧力が実線の如く上昇す
る。
（第２行程）によって高温側中温室５から高温室４に作
動ガスが移動し、作動空間内の圧力が実線の如く上昇す
る。
【００２８】このように実線の如く圧力が上昇するのは
ピストン１８が左端に位置したままであり、補助シリン
ダ１９の内容積分だけ低温側中温室８のガス移動容積が
増えているからであり、このとき、低温側中温室８にあ
る作動ガスの温度が上昇して低温部中温側熱交換器１６
から熱量ＱＭＣが放出される。この放熱量ＱＭＣと前記
の放熱量ＱＭＨとを暖房用熱源として利用することによ
り暖房することができる。
ピストン１８が左端に位置したままであり、補助シリン
ダ１９の内容積分だけ低温側中温室８のガス移動容積が
増えているからであり、このとき、低温側中温室８にあ
る作動ガスの温度が上昇して低温部中温側熱交換器１６
から熱量ＱＭＣが放出される。この放熱量ＱＭＣと前記
の放熱量ＱＭＨとを暖房用熱源として利用することによ
り暖房することができる。
【００２９】次に、低温側ディスプレーサ６の変位（第
３行程）によって低温側中温室８から低温室７に作動ガ
スが移動し、作動空間内の圧力が実線の如く低下する。
３行程）によって低温側中温室８から低温室７に作動ガ
スが移動し、作動空間内の圧力が実線の如く低下する。
【００３０】この低下度合が破線で示す圧力よりも小さ
いのは、ピストン１８が図３において左端から移行し
て、補助シリンダ１９の内容積が零になるまで変化す
る。このとき、高温室４にある作動ガスの温度が低下し
て高温側熱交換器１０で吸入される熱量ＱＨは従来の熱
ガス機関よりも減少する。
いのは、ピストン１８が図３において左端から移行し
て、補助シリンダ１９の内容積が零になるまで変化す
る。このとき、高温室４にある作動ガスの温度が低下し
て高温側熱交換器１０で吸入される熱量ＱＨは従来の熱
ガス機関よりも減少する。
【００３１】更に、高温側ディスプレーサ３の変位（第
４行程）によって高温室４の作動ガスが高温側中温室５
に移動し、作動空間内の圧力が実線の如く低下する。
４行程）によって高温室４の作動ガスが高温側中温室５
に移動し、作動空間内の圧力が実線の如く低下する。
【００３２】このように実線の如く圧力が低下するのは
ピストン１８が左端に位置したままであり、補助シリン
ダ１９の内容積が零になっているからである。
ピストン１８が左端に位置したままであり、補助シリン
ダ１９の内容積が零になっているからである。
【００３３】このとき低温室７にある作動ガスの温度が
低下して低温側熱交換器１４で熱量がＱCが吸入され、
この低温側熱交換器１４で冷却された媒体を冷房用熱源
として利用することにより冷房することができる。
低下して低温側熱交換器１４で熱量がＱCが吸入され、
この低温側熱交換器１４で冷却された媒体を冷房用熱源
として利用することにより冷房することができる。
【００３４】かかる運転時、低温側熱交換器１０での吸
熱量は低温側中温室８におけるガス移動容積の増大にか
かわらず略一定であり、高温側熱交換器１０での吸熱量
は減少するため、成績係数は向上する。
熱量は低温側中温室８におけるガス移動容積の増大にか
かわらず略一定であり、高温側熱交換器１０での吸熱量
は減少するため、成績係数は向上する。
【００３５】図４は各部位における作動ガス温度をサイ
クル中一定とし、各作動室の容積が正弦波状に変化する
ものと仮定した簡易的な計算式〔日本機械学会論文集
（Ｂ編）５７巻５４２号（１９９１−１０）、論文Ｎｏ
９１−０３７３Ａ参照〕に、本発明におけるガス移動容
積を加味して求めた機関性能であり、高温側熱交換器１
０での吸熱量ＱＨと高温部中温側熱交換器１２での放熱
量ＱＭＨは減少するが、低温側熱交換器１４での吸熱量
Ｑｃと低温部中温側熱交換器１６での放熱量ＱＭｃとは
略一定であるため、冷房成績係数ＣＯＰｃ（Ｑｃ／Ｑ
Ｈ）と暖房成績係数ＣＯＰＨ〔（ＱＭＨ＋ＱＭｃ）／Ｑ
Ｈ〕が （ＶＭｃ＋ΔＶ）／ＶＭｃ＜１ （但し、ＶＭｃは低温側中温室８のガス移動容積、ΔＶ
は補助シリンダ１９による増分容積を示す）において高
くなることがわかる。
クル中一定とし、各作動室の容積が正弦波状に変化する
ものと仮定した簡易的な計算式〔日本機械学会論文集
（Ｂ編）５７巻５４２号（１９９１−１０）、論文Ｎｏ
９１−０３７３Ａ参照〕に、本発明におけるガス移動容
積を加味して求めた機関性能であり、高温側熱交換器１
０での吸熱量ＱＨと高温部中温側熱交換器１２での放熱
量ＱＭＨは減少するが、低温側熱交換器１４での吸熱量
Ｑｃと低温部中温側熱交換器１６での放熱量ＱＭｃとは
略一定であるため、冷房成績係数ＣＯＰｃ（Ｑｃ／Ｑ
Ｈ）と暖房成績係数ＣＯＰＨ〔（ＱＭＨ＋ＱＭｃ）／Ｑ
Ｈ〕が （ＶＭｃ＋ΔＶ）／ＶＭｃ＜１ （但し、ＶＭｃは低温側中温室８のガス移動容積、ΔＶ
は補助シリンダ１９による増分容積を示す）において高
くなることがわかる。
【００３６】図５はピストン１８を有する補助シリンダ
１９を低温室７に設けて低温室７のガス移動容積を逆に
減少させることにより低温側中温室８のガス移動容積を
低温室７のガス移動容積よりも大きく設定した第２の実
施例であり、この場合には低温側ディスプレーサ６の変
位（第１行程）によって作動空間内の圧力が実線の如く
緩やかに上昇して高温部中温側熱交換器１６から放出さ
れる放熱量ＱＭＨが減少し、又、低温側ディスプレーサ
６の変位（第３行程）によって作動空間内の圧力が実線
の如く緩やかに低下して高温側熱交換器１４で吸入され
る吸熱量ＱＨが低下するが、低温部での吸熱量Ｑｃと放
熱量ＱＭｃは略一定であるため、冷房及び暖房の成績係
数が向上する。
１９を低温室７に設けて低温室７のガス移動容積を逆に
減少させることにより低温側中温室８のガス移動容積を
低温室７のガス移動容積よりも大きく設定した第２の実
施例であり、この場合には低温側ディスプレーサ６の変
位（第１行程）によって作動空間内の圧力が実線の如く
緩やかに上昇して高温部中温側熱交換器１６から放出さ
れる放熱量ＱＭＨが減少し、又、低温側ディスプレーサ
６の変位（第３行程）によって作動空間内の圧力が実線
の如く緩やかに低下して高温側熱交換器１４で吸入され
る吸熱量ＱＨが低下するが、低温部での吸熱量Ｑｃと放
熱量ＱＭｃは略一定であるため、冷房及び暖房の成績係
数が向上する。
【００３７】図６は図４と同様にして求めた機関性能で
あり、（ＶC＋ΔＶ）／ＶC＜１（但し、ＶCは低温室７
のガス移動容積を示す）において高くなることがわか
る。
あり、（ＶC＋ΔＶ）／ＶC＜１（但し、ＶCは低温室７
のガス移動容積を示す）において高くなることがわか
る。
【００３８】尚、第１の実施例においては補助シリンダ
１９を低温側中温室８に設けたが、この代わりに低温側
中温室８と連通している高温側中温室５に設けても良
い。このように、本発明は各行程での一次熱作用に関与
するガス移動容積を規定するものであり、本発明による
効果を得るための具体的な構造に限定されるものではな
い。
１９を低温側中温室８に設けたが、この代わりに低温側
中温室８と連通している高温側中温室５に設けても良
い。このように、本発明は各行程での一次熱作用に関与
するガス移動容積を規定するものであり、本発明による
効果を得るための具体的な構造に限定されるものではな
い。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、三つの熱源（高温、中
温、低温）で動作する熱ガス機関において、高温熱源か
らの吸熱を誘起する一次熱作用に関与する中温熱源の温
度レベルにある中温室のガス移動容積を低温熱源の温度
レベルにある低温室のガス移動容積よりも大きく設定し
たので、高温熱源からの吸熱行程で作動ガスの圧力低下
が減少して吸熱量が減ると共に、高温部中温側熱交換器
での放熱行程で作動ガスの圧力上昇が減少して放熱量が
減るのに対し、低温熱源からの吸熱量と低温部での中温
熱源への放熱量が中温室におけるガス移動容積の増大に
かかわらず略一定であるため、冷房及び暖房の成績係数
を向上させることができる。
温、低温）で動作する熱ガス機関において、高温熱源か
らの吸熱を誘起する一次熱作用に関与する中温熱源の温
度レベルにある中温室のガス移動容積を低温熱源の温度
レベルにある低温室のガス移動容積よりも大きく設定し
たので、高温熱源からの吸熱行程で作動ガスの圧力低下
が減少して吸熱量が減ると共に、高温部中温側熱交換器
での放熱行程で作動ガスの圧力上昇が減少して放熱量が
減るのに対し、低温熱源からの吸熱量と低温部での中温
熱源への放熱量が中温室におけるガス移動容積の増大に
かかわらず略一定であるため、冷房及び暖房の成績係数
を向上させることができる。
【図１】本発明の熱ガス機関の概念図である。
【図２】第１の実施例を示す熱ガス機関の説明図であ
る。
る。
【図３】第１の実施例における熱ガス機関の行程図であ
る。
る。
【図４】第１の実施例における機関性能図である。
【図５】第２の実施例における熱ガス機関の行程図であ
る。
る。
【図６】第２の実施例における機関性能図である。
１ 高温側シリンダ ２ 低温側シリンダ ３ 高温側ディスプレーサ ４ 高温室 ５ 高温側中温室 ６ 低温側ディスプレーサ ７ 低温室 ８ 低温側中温室 １０ 高温側熱交換器 １１ 高温側再生器 １２ 高温部中温側熱交換器 １４ 低温側熱交換器 １５ 低温側再生器 １６ 低温部中温側熱交換器 １８ ピストン １９ 補助シリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−259368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−14454（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−306261（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 9/14 510 F25B 9/14 520 F02G 1/05
Claims (1)
- 【請求項１】 作動ガスが封入されたシリンダと、この
シリンダ内を高温室と中温室と低温室とに区画する高温
側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサと、高温室
と中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス加熱
用の高温側熱交換器と高温側再生器及び中温側熱交換器
と、低温室と中温室とをつなぐガス流路に配置された低
温側熱交換器と低温側再生器及び中温側熱交換器とから
成る熱ガス機関において、前記中温室及び/又は前記低
温室にピストンを有する補助シリンダを設け、該補助シ
リンダの容積を、低温側ディスプレーサの作動に応じて
前記ピストンで変動させることにより前記中温室のガス
移動容積を前記低温室のガス移動容積よりも大きく設定
したことを特徴とする熱ガス機関。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325775A JP3043154B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 熱ガス機関 |
| US07/987,215 US5400599A (en) | 1991-12-09 | 1992-12-08 | Hot gas machine |
| DE19924241463 DE4241463A1 (en) | 1991-12-09 | 1992-12-09 | Stirling motor with three heat sources at different temperatures - has cylinder divided into high, medium and low temperature chambers, and has variable gas displacement volumes in high and medium temp. parts |
| CN92114812A CN1042256C (zh) | 1991-12-09 | 1992-12-09 | 热气机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3325775A JP3043154B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 熱ガス機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157386A JPH05157386A (ja) | 1993-06-22 |
| JP3043154B2 true JP3043154B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=18180481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3325775A Expired - Lifetime JP3043154B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-10 | 熱ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043154B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP3325775A patent/JP3043154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157386A (ja) | 1993-06-22 |
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