JP3046621B2 - スターリングエンジン - Google Patents

スターリングエンジン

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JP3046621B2 JP3507007A JP50700791A JP3046621B2 JP 3046621 B2 JP3046621 B2 JP 3046621B2 JP 3507007 A JP3507007 A JP 3507007A JP 50700791 A JP50700791 A JP 50700791A JP 3046621 B2 JP3046621 B2 JP 3046621B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスターリングエンジンに関する。スターリン
グエンジンを引用して、ここではスターリングサイクル
に似たサイクルで作動するが、古典的なスターリングサ
イクルの各々の相を或程度オーバーラップおよび併合し
たエンジンを含める。
本発明は特に、しかし限定することではなく、多シリ
ンダー複動形式のスターリングエンジンに応用できる。
この形式のエンジンは、ピストンによって分けられた各
各のシリンダーの一端すなわち通常は上端に高温作動室
を、また他端に低温作動室を有する。これらの各々の高
温および低温作動室はそれぞれ他のシリンダーの低温ま
たは高温作動室に連結される。このようにして4つの閉
じた作動容積が確立されるのであり、それぞれの内部に
は必要な作動流体が永久的に封じ込められる。通常の潤
滑剤はこの作動容積内では一般に使用することはできな
い。何故ならば、潤滑剤は炭化し、また炭化付着物が伝
熱性能を阻害することになるからである。
この形式の設計は、シリンダー内をスライドシールを
介して延在し、クロスヘッドベアリング内を通り、典型
的には通常のクランク駆動装置を介してシャフトに連結
されている軸線方向のピストンロッドをしばしば組み付
けている。この性質のスライドシールには大きな摩擦お
よび摩耗の問題があり、そのようなシールによっては摩
耗の補償を達成するのが困難である。ピストンロッドに
よって縮小された有効ピストン面積も不利となる。
スライドシールに代わる回転ダイヤフラムシールのよ
うな代替例あるいは簡単なクランク機構を有する加圧さ
れるクランクケースの使用は、他の問題を生じる。例え
ば、スライドシールに関する信頼性のような問題、およ
びクランクケース容積を減少させるにおいて重量が過大
である問題である。
本願(WO91/16533号として公開された)と同時に出願
された本出願人のPCT/GB91/00599号特許出願において、
往復運動のスターリングエンジンを記載した。これにお
いて、ピストンと主シャフトとの連結は、両端間で枢動
可能とされ、シリンダー壁を通して延在されて、一端で
ピストンに連結され、他端で主シャフトに連結されたレ
バーアームが含んでいる。
本発明の目的はこのようなレバーアームに有効なシー
ル構造を提供することである。
本発明によれば、駆動部材と、シリンダーと、シリン
ダー内を往復運動するピストンと、両端の間のピボット
ベアリングの回りを枢動でき且つシリンダー壁を通して
延在するレバーアームを含んでいるピストンおよび駆動
部材の間の連結と、レバーアームの領域にてシリンダー
から圧力が逃げるのを防止するガスシール構造とを含
み、このシールは、レバーアーム上に中心を枢動軸線に
一致させた部分球状シート、この部分球状シートにシー
ル接触する部分球状シール面を有する環状シール部材
と、このシール部材をシートにシール係合させるように
押圧する手段とを含むようなスターリングエンジンが提
供される。
このピストンベアリングは、レバーアームを通り、両
端でピボットハウジングに取り付けられたピボットピン
を含むのが好ましい。
ピボットと駆動部材との間の連結がレバーアームの枢
動運動の限界を定めるのが好ましく、また、シール面の
幅は、レバーアームがその枢動運動の限界間を移動する
ときに、球状シートの対応する球状部分の動きよりも大
きく、これによりシート面の特別な環状面積部分が形成
され、これがシール面と係合し常に係合状態に保持され
るようになされるのが好ましい。
シール部材は可動シールホルダーに担持され、このホ
ルダーは固定キャリヤに支持されてエンジンのガス圧に
よって押圧され、ばねで補償可能とされて、シールシー
トに係合するようになされるのが好ましい。
この環状シール部材はそれ自体の軸線の回りに回転し
て、シール面回りに均等に摩耗を分散させるように構成
されることができる。この回転は、レバーアームの動き
からラチェットホイールと係合する爪を開始、このホイ
ールが減速ギヤを介してシール部材を駆動するようにし
て、駆動されることができる。
本発明の実施例が添付図面を参照してここで説明され
る。添付図面において、 第1図は、本発明による4シリンダーエンジンの図解
的な横断面図; 第2図は、このエンジンの一部を非常に詳しく示して
おり;そして 第3図は、第2図の部分の改良を示している。
第1図は4シリンダーエンジンの図解的な横断面図で
あって、その中の2つのシリンダーを示している。この
エンジンのレイアウトは2つのシリンダーの2つのバン
クを組み付けており、各バンクからの1つのシリンダー
が示されている。これらはシリンダー2および3として
参照される。シリンダー2と同じバンクの他のシリンダ
ーはシリンダー1として参照され、シリンダー3と同じ
バンクの他のシリンダーはシリンダー4として参照され
る。シリンダー2は典型的なものである。これは主ボア
ー11を有し、この中を一体ディスプレーサ13を有するピ
ストン12が往復運動する。このピストンは下方へ向けて
延在するピストン本体チューブ14を組み付けており、こ
のチューブは固定筒状ピストンガイド15を取り囲んでい
て、ピストン12がシリンダー11の内面ではなくガイド15
によってガイドされるようにしている。このシリンダー
はピストンの全体径に相当する上部大径と、ピストン本
体チューブの直径よりも僅かに大きい下部小径とを有し
ている。ほぼ垂直なリンク18がピボットピン16および19
を介してピストンをレバーアーム21に連結している。こ
れらのレバーアームはそれぞれピストンガイド15および
ピストン本体チューブ14のスロット22および23を通され
ている。
レバーアームは固定ピボット24およびクランク状の伸
長部25を有している。連結ロッド26はクランク状伸長部
25をクランクシャフト27に相互連結している。このよう
にしてピストン12の往復運動がクランクシャフト27の回
転運動に伝えられる。
上部室すなわち高温作動室28はディスプレーサ13の上
方のシリンダー内に形成されている。ピストン12より下
方の空間は閉じられていて、下部室すなわち低温作動室
29を形成している。各々の低温作動室はクランクケース
30に対してシールされ、クランクケースが加圧されない
ように、また、その内部の部品が従来のように潤滑でき
るようにしている。アーム21のためのシール構造は第2
図を参照して説明される。
シリンダーボアー31内で往復運動可能なシリンダー3
のピストン32の機械的構造は、シリンダー2の鏡像関係
の構造とされている。ピストン32は、ピストン12および
32の往復運動の間に90゜の位相の違いを与えるようにク
ランクピン構造でクランクシャフト27に連結されてい
る。
図示したように、シリンダー2の低温室29はガス通路
34によってシリンダー3の高温室33に連結されている。
この連結は、高温室33に隣接した冷却器35、再生器36お
よび加熱器37を経て行われる。実際に加熱はシリンダー
の上部上側に導かれる燃焼ガスによって行われ、また、
冷却器は冷媒として水を使用する。矢印は高温室と低温
室との間の作動流体の流れを示している。ガス通路34に
よって、低温室29および高温室33は1つの閉じた作動容
積となるように一体化されており、この容積内で作動ガ
スはスターリングエンジンサイクルに応じて広い範囲で
作動する。
シリンダー2はクランクシャフト27の軸線方向へ十分
な距離だけオフセットされ、隣接するレバーアーム、連
結ロッドおよびクランクシャフト連結部の間にクリアラ
ンスを許容する。他の2つのシリンダー1および4はシ
リンダー2および3のそれぞれ後方に配置され、図示さ
れていない。それら互いに同様に僅かにオフセットさ
れ、シリンダー1および2、2および3、3および4、
そしてまたおよび1の間に90゜の位相角度を与えるよう
に適当な角度でクランクピンセットによってクランクシ
ャフトに連結される。シリンダー2は行程中央にて示さ
れ、シリンダー3は上死点(TDC)で示されている。一
般にガス通路34に対応して全部で4つのガス通路があ
り、それぞれが1つのシリンダーの低温室を隣接するシ
リンダーの高温室に連結する。何れの場合も、各各の対
をなす相互連結された室間には同じ90゜の位相角度が与
えられているのである。
4シリンダーで、90゜の位相角度で、高温および低温
作動室を相互連結するこの一般的な構造は、スターリン
グエンジンレイアウトの良く知られた形態であり、リニ
ア(Rinia)レイアウトとして知られている。従ってこ
れ以上の詳しい作動の説明はここで記載しない。第2図
は第1図と同様であるが、レイアウトの幾つかの細部が
相違するエンジンの1つのシリンダーの詳細を示してい
る。
エンジンのシリンダーはステンレススチールシリンダ
ーライナー41で主として構成されている。このライナー
の内面は、ピストンシール45がスライドする面を形成し
ている。このシリンダーは閉じたステンレススチールス
ピニング42によって加熱器ヘッドへと上方に延在してい
る。このスピニングは加熱器ヘッドライナーを形成して
いる。使用において、熱が加熱器ヘッドに絶えず付与さ
れ、作動流体が加熱されて、ピストン上方の空間は高温
作動室となる。同様に、ピストン下方の領域は、例えば
ライナー41を取り囲む水冷却器によって絶えず冷却され
る。更に、加熱および冷却構造の更に詳細な説明は、第
1図におけるのと同様とされる。ライナーの内面はピス
トンまたはそのピストンに担持されたディスプレーサと
接触しない。ライナー41自体は主鋳造体43に担持され、
この鋳造体は外側シリンダーを形成し、また、エンジン
のクランクケースの一部を形成している。
ピストン44はシリンダー内を往復運動するように配置
されているが、ガイドのためにシリンダーと直接に接触
することはない。ピストンおよびシリンダーの間のスラ
イドシールはピストンリング組立体45で構成されてい
る。
ピストンの主構造部材は、従来のピストンよりも実質
的にかなり長い鋳造アルミニウム合金のピストン本体チ
ューブ46である。このピストン本体チューブ46は上部外
側フランジ47を備えており、その上に外環状溝の中にピ
ストンリング45を担持したステンレススチールの外側ピ
ストン本体48が取り付けられている。外側ピストン本体
48はフランジ47に対して両部材の間の相互固定スピゴッ
ト(spigot)、保持リング49、そしてフランジ47および
保持リング49を通るボルト51によって固定されている。
保持リング49は他の部材を所定位置に保持するのであ
り、これらは後で説明される。
固定筒状ピストンガイド52は軸線方向にシリンダー内
を延在している。これは下端にて、以下に説明されるよ
うに鋳造体43で形成されたクランクケースに固定されて
いる。ピストンガイド52は下部外側フランジ53を備えて
いる。このフランジはクランクケースに対してスピゴッ
ト連結部を形成し、スタッド54をリング状に配置してク
ランクケースに固定されている。ピストンガイド52の下
端は外側フランジ付き蓋部材50によって閉じられてお
り、この部材はクランクケースに対してボルト55で固定
されている。これらのボルトはフランジ53を通ってお
り、従ってピストンガイド52の更に別の固定手段を形成
している。ボルト54および55の別個のセットを備えて、
蓋部材50より前にピストンガイド52が取り付けられて、
エンジンの他の部品の組立を補助することができる。
このピストンはピストンガイド52上をスライド移動す
るようにガイドさせる。このガイドは、ピストン本体チ
ューブ46の中に延在されるのである。
ピストンチューブ本体の内側は凹部を形成しており、
この凹部は上端にて後で説明するように閉じられてい
る。ピストン本体チューブ46の内面は下部環状ベアリン
グパッド56を担持しており、また、上部ベアリングパッ
ト58を担持するベアリングパッドキャリヤ57を支持して
いる。これらのベアリングパッドは典型的にポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)含浸青銅とされる。ピストン
ガイド52は典型的には無電解ニッケル/PTFEメッキされ
たマイルドスチールとされて、パッド56および58のため
のベアリング面を形成する。これらのパッドは無潤滑油
状態で十分に作動する。
上側ベアリングパッドキャリヤ57はピストン本体チュ
ーブの上端にて保持リング49によってスピゴットに固定
されている。
ピストン44はまたステンレススチールシートをプレス
およびスピニングして形成されたディスプレーサクラウ
ン組立体を組み付けている。これは従来のスターリング
エンジン技術であり、クラウンディスプレーサ組立体の
一部だけが示されている。この図面はドーム形の頂部を
有する筒状ディスプレーサクラウン61の一部を示してい
る。一連の全フランジ付き隔壁62および中央開口フラン
ジ付き隔壁63は、ディスプレーサクラウンより上方から
ピストン本体内部への熱伝達を抑制し、また、ディスプ
レーサクラウンを補強するように作用する。軽量断熱材
のブロックが隣接隔壁の間に配置されて支持されること
ができる。ディスプレーサクラウン61自体は外側ピスト
ン本体48に取り付けられ、スポット溶接で固定される。
ディスプレーサクラウン組立体の上部は、ピストン本
体チューブ46の上端上方でピストンの直径を横断して、
ピストン内部の凹部を閉じている。これによりこのチュ
ーブの内部は下端で開口し且つ上端で閉じられた凹部と
なされている。
スターリングエンジンが機能するためには、上述で凹
部と参照した内部容積を含むピストン下方の自由容積が
合理的に最小に保持されねばならない。このために、ド
ーム状の筒状内側のフィルター部材64がピストンに取り
付けられてその一部を形成し、また、ピストン本体チュ
ーブ46の内側を下方へ延在される。フィルター部材64は
ステンレススチールスピニングであり、更にスパン部材
65によって所定位置に取り付けられる。このスパン部材
は保持リング49によってピストン本体チューブ46に固定
される。部材64および65はまたピストンを通る下方への
熱伝達を抑制する助けをなす。
説明するかぎりにおいて、ピストン44はシリンダー41
内を軸線方向に自由にスライドでき、また、下部および
上部ベアリングパッド56および58によって軸線方向に延
在するピストンガイド52上でのスライドをガイドされ
る。このガイド機構はシリンダー41からピストン外面を
離して保持する。
ピストンリング45はピストンのスライドシールとして
だけ作用し、ピストンのガイドとしては作用しない。上
部パッド58の十分上方ではディスプレーサクラウンが横
方向に支持されていないことから、このパッドとピスト
ンガイドとの間のほぼ一定したスライド嵌合がピストン
位置に特に重要となる。
クランクシャフト71は主ケーシング43に形成されたク
ランクケース内に取り付けられ、図示していないベアリ
ングにて軸線72の回りに回転されるようになされる。ク
ランクシャフトは従来のオフセットクランクピン73を有
している。ピストンおよびクランクシャフトを連結する
主部材はレバーアーム74および連結ロッド75である。
レバーアーム74は開口76を通して延在しており、開口
はシリンダー壁に効果的に備えられている。このレバー
アーム74は、ピボットピン77の回りで枢動可能に取り付
けられ、ピボットピン77の両端は、主ケーシング43にボ
ルト79により固定されるピボットハウジング78により、
固定される。レバーアーム74の外端はピン80によって連
結ロッド75に連結され、このようにしてクランクシャフ
トの回転がレバーアーム74の往復枢動運動に伝えられ
る。
レバーアーム74の内端はシリンダー41の中へ延在し、
シリンダー軸線上に実質的に位置される。挿入および往
復運動のクリアランスを形成するために、ピストン本体
チューブ46はスロット81を備えており、ピストンガイド
52はスロット82を備えている。レバーアーム74は上部ピ
ストンピボットピン83にて終端しており、このピンはレ
バーアームをピストンリンク84に連結している。このリ
ンクはレバーアーム74の両側にピボットピンのアンカー
を備えるためにフォーク形状とされている。下部ピスト
ンピボットピン85はピストンリンクの下端を通過し、ま
た、ピストンガイド52のスロット86を通過して、ピスト
ン本体チューブ46のボアー(図示せず)にて終端してい
る。このようにして、ピストン44はレバーアームと往復
運動するように連結され、リンク84はシリンダーに対す
るレバーアーム74の運動における半径方向成分をまかな
うのである。
従来の潤滑はクランクシャフトおよび連結ロッドベア
リングに使用でき、また、ピボットピン77の回りのレバ
ーアーム74の枢動運動に使用できる。潤滑剤通路もレバ
ーアーム74およびリンク84に備えられ、ピボットピン83
および85に潤滑剤を供給する。この代わりにピボットピ
ン83および85は乾燥潤滑技術を使用できる。
気密シールがレバーアーム74の枢動運動に組み付けら
れている。レバーアーム自体は部分球シールシート91を
担持しており、このシールシートは中心をレバーアーム
の枢動軸線の中心に一致させてレバーアームに取り付け
られる。固定環状シールキャリヤ92は鋳造体43に取り付
けられ、可動シールホルダー93を担持している。可動シ
ールホルダーは環状シール部材94を担持している。この
シール部材は部分的な球状面を対応するシールシート面
91と接触される。環状ばね95は波形ワッシャーの形状を
しており、シールホルダー93およびシール部材94を外方
向へ押圧するように配置されてシート91とのシール接触
を形成する。一連のO−リング96、97および98は更にシ
ール組立体の部材間にシールを形成する。シール部材自
体は、PTFE/青銅複合材の高度に不浸透性の種類で作ら
れており、この代わりにポリイミド樹脂やPTFE/ポリイ
ミド混合材とされることもできる。シールシートは丸い
ステンレススチール面を有することができ、または、PT
FEおよび金属を無電解メッキされることができる。セラ
ミックシートシールが代替できる。
シールは、球状ベアリング面に摩耗が生じたときにシ
ール部材およびシールホルダーがシールシートに接触さ
れて保持されるように自己調整される。シールは、シリ
ンダー内圧がシールホルダーに作用して、シール部材お
よびシールシートの間のベアリング圧力を増大させるこ
と、また、シールホルダーを摩耗をまかなう方向へ移動
させることの両方を果たす用に配置される。摩耗を有効
にまかなうことは可能である。何故ならば、利用される
移動は摩耗面に垂直な成分を有するからである。ばね95
はシール目的のために初期接触を確立する。
第3図は、第2図に対応するシール部材94がゆっくり
回転されてシール部材の摩耗を均等化させるように改良
されたエンジンの一部を示す破断図である。シート91は
周速は、レバーアーム74の運動面に近い領域におけるシ
ール部材に関しての方が、シール部材の周縁回りの90゜
位置におけるよりも格段に大きいということを表明しな
ければならない。
この回転を与える機構は次の通りである。駆動リング
105がピボットハウジング78の周縁に機械加工した環状
凹部内に取り付けられる。この駆動リング105はリング
状に配置されたラチェット歯106およびその外面の1つ
のスクロール開始ギヤ107と協働する。ピボットピン77
のピボット109に取り付けられた爪108はばね110によっ
てラチェット歯と係合状態に保持される。
レバーアーム74の往復運動はこのようにしてエンジン
の各回転ごとに1つのラチェット歯の距離だけ駆動リン
グ105を割り出す。スクロールギヤ107はギヤ111および
それと一緒に回転されるように取り付けられているウォ
ームギヤ112を駆動する。ウェームギヤ112は更にギヤ11
3を駆動する。このギヤはピボットハウジング78内を延
在しピニオンギヤ115を有するシャフト114を有し、この
ピニオンギヤは外側シールキャリヤ92の周縁回りの対応
する外側ギア歯と係合する。レバーアームの凹部はギヤ
113のためのクリアランスを形成する。この改良によ
り、シールホルダー93はシートキャリヤ92と係合され、
これは両部材が一緒に回転するようにさせる。この結合
は例えばキー溝内ピンによって行われる。
エンジンの使用において、レバーアームの運動は駆動
リング105を割り出し、このリングは各種ギヤ部材111、
112、113および115を回転させ、レバーアームの運動に
より駆動されるシール部材94の回転を引き起こす。この
ギヤ列はシール部材94の1回転がエンジンの運転の数時
間をかけて行われるようになされなければならない。こ
れにより、シール部材の摩耗は均等化され、長寿命を与
え、また、より有効なシール作用を与える。
第2図および第3図の両方に示されたこのシール構造
の他の重要な特徴は、次の通りである。この特徴の目的
は、使用においてエンジン内部の作動ガスに曝されるシ
ールシート91の何れの部分もシールの他側の領域、すな
わちエンジンクランクケース、にいつでも露出されない
ことである。これは第3図に示されたシールの幅(A)
の寸法をレバーアームの枢動運動の限界に対して適当に
寸法決めすることで達成される。特に、シール面の幅
は、レバーアームが枢動運動限界間を移動するときのシ
ート91の対応部分の運動よりも大きくされねばならな
い。別の方法で考えれば、常にシート面上の特定の環状
面積部分がシール面と係合され、常に係合状態に保持さ
れるのである。
第2図に示されたエンジンは複動4シリンダースター
リングエンジンであり、これは第1図に示したレイアウ
トに対応するものである。1つのシリンダーのみ示され
ている。使用において、ピストン上方のシリンダー領域
は高温作動室であり、ピストン下方のシリンダー領域は
低温作動室である。このピストン下方のシリンダー領域
には、レバーアーム74にピストンを連結するための開口
76が連通しており、更に、開口76の下方でその容積が合
理的に減少されるように直径が減少している。しかしな
がら、ピストン下方の圧力はピストンの全面積部分に作
用し、実際にシリンダーを横断して延在し圧力を受ける
全面ピストンを形成する。
使用において、ピストン下方のシリンダー内作動空間
はスターリングエンジンにおける低温作動室として作動
して、作動ガスが比較的低温度となる。これは下部ベア
リングパッド56の温度を低く保持する。反対に、上部側
ベアリングパッド58はピストン下方の主低温作動室から
離れており、高温作動室からピストンを介する熱伝達に
よって、望ましくない高温度となる。この影響を軽減す
るために、低温作動流体は上側ベアリングパッドを過ぎ
て流される。パッドキャリヤ57は作動ガスが通過できる
ようにする通気穴99を有する。ピストンガイド52の上方
で、部材64および65によって形成された環状容積100は
エンジン運動の間に増減し、低温作動ガスが通気穴99を
通過するようにさせる。容積100内部の或量のガスはフ
ィルター部材64およびピストンガイド52の内面の間の環
状空隙を通して流入および流出するが、この空隙を合理
的に最小に保持することにより、通気穴を通る十分なガ
ス流量を得られる。このガスの流れはベアリングパッド
キャリヤ57およびベアリングパッド58の温度を低く保持
する。
通気穴99は非対称に形成され、空気がそれらを通して
容易に1方向へ流れて、反対方向へは流れないようにさ
れる。例えば、一端は鋭い鋭角エッジを有し、他端は丸
いエッジを有することができる。このような構造の結
果、両方向における等しい交互の流れに代えて、ベアリ
ングパッドキャリヤ57を通る冷却作動流体の正味の循環
が形成される。
図示されたこの構造は小型4シリンダーエンジンを製
造可能にする。シリンダーは、2つのシリンダーの2つ
の平行な列として、クランクシャフト72の各側に1つず
つ配置される。これらの2つのブランククランクシャフ
トの方向へ1つのブラケットにおけるシリンダー間のピ
ッチの半分に等しい距離だけ偏倚される。このことがピ
ボットハウジング78および連結ロッド75のためのクリア
ランスを他方のブランクの2つのシリンダーの下側の小
径部分の間に形成し、これにより2つのシリンダーブラ
ンクの大径部分が接近されて小型設計を可能にするので
ある。比較的長いシリンダーがピストン本体チューブお
よびピストンガイドを受け入れるために必要とされる
が、このシリンダーの下側部分は縮径されており、クラ
ンクシャフトのためのクリアランスを好ましく形成する
ことができる。従って、エンジン全体設計が行えるので
ある。
スターリングエンジンでは一般的な方法であるが、一
方のシリンダーの高温作動室は加熱および冷却設備を経
て他方のシリンダーの低温作動室と連続的に接続され
る。この他方のシリンダーは最初に注目したシリンダー
に対して適当な位相角度にて作動される。
4サイクル複動レイアウトとは別に、2つの単動シリ
ンダーが使用できる。このレイアウトは一般に第1図お
よび第2図に示されるようにできるが、1つのシリンダ
ーに上側高温室および他のシリンダーに下側低温作動室
を有する。
他の代替例は単シリンダー構造であり、補完的な下側
ピストンが主ピストンと同軸とされる。この補完的ピス
トンは、高温および低温作動室の膨張および収縮の間に
必要とされる位相角度でクランクシャフトに連結され、
同じシリンダーからの室が相互連結されてスターリング
エンジンを形成できるようになされねばならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−654(JP,A) 特開 昭61−40450(JP,A) 実開 昭58−134646(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02G 1/053 F02G 1/044 F16J 15/16

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動部材と、シリンダーと、シリンダー内
    を往復運動するピストンと、両端の間のピボットベアリ
    ングの回りを枢動でき且つシリンダー壁を通して延在す
    るレバーアームを含んでいるピストンおよび駆動部材の
    間の連結と、レバーアームの領域にてシリンダーから圧
    力が逃げるのを防止するガスシール構造とを含み、この
    シールは、レバーアーム上に中心を枢動軸線に一致させ
    た部分球状シートと、この部分球状シートにシール接触
    する部分球状シール面を有する環状シール部材と、この
    シール部材をシートにシール係合させるように押圧する
    手段とを含んでいることを特徴とするスターリングエン
    ジン。
  2. 【請求項2】請求の範囲第1項に請求されたスターリン
    グエンジンであって、このピボットベアリングは、レバ
    ーアームを通り、両端でピボットハウジングに取り付け
    られたピボットピンを含んでいることを特徴とするスタ
    ーリングエンジン。
  3. 【請求項3】請求の範囲第1項または第2項に請求され
    たスターリングエンジンであって、ピストンと駆動部材
    との間の連結がレバーアームの枢動運動の限界を定めて
    おり、また、シール面の幅は、レバーアームがその枢動
    運動の限界間を移動するときに、部分球状シートの対応
    する部分の動きよりも大きく、これによりシート面の特
    別な環状面積部分が形成され、これがシール面と係合し
    常に係合状態に保持されるようになされることを特徴と
    するスターリングエンジン。
  4. 【請求項4】請求の範囲第1項または第2項に請求され
    たスターリングエンジンであって、シール部材は可動シ
    ールホルダーに担持されていることを特徴とするスター
    リングエンジン。
  5. 【請求項5】請求の範囲第4項に請求されたスターリン
    グエンジンであって、シールホルダーは固定シールキャ
    リヤに支持されてエンジンのガス圧によって押圧されて
    シールシートに係合するようになされたことを特徴とす
    るスターリングエンジン。
  6. 【請求項6】請求の範囲第5項に請求されたスターリン
    グエンジンであって、シールキャリヤがばねで押圧され
    てシールシートに係合するようになされたことを特徴と
    するスターリングエンジン。
  7. 【請求項7】前掲項の何れか1項に請求されたスターリ
    ングエンジンであって、この機械が複動スターリングエ
    ンジンであり、レバーアームがシリンダー壁を通してそ
    の低温作動室内へ延在することを特徴とするスターリン
    グエンジン。
  8. 【請求項8】前掲項の何れか1項に請求されたスターリ
    ングエンジンであって、環状シール部材がそれ自身の軸
    線の回りに回転してシール面回りに摩耗を均等に分散さ
    せるように構成されたことを特徴とするスターリングエ
    ンジン。
  9. 【請求項9】請求の範囲第8項に請求されたスターリン
    グエンジンであって、シール部材の回転の駆動がレバー
    アームの運動からもたらされることを特徴とするスター
    リングエンジン。
  10. 【請求項10】請求の範囲第9項に請求されたスターリ
    ングエンジンであって、レバーアームの運動によって作
    動させる爪がラチェットホイールと係合し、このホイー
    ルが減速ギヤを介してシール部材を駆動することを特徴
    とするスターリングエンジン。
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