JP3071052B2 - 熱ガス機関 - Google Patents
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- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
- F02G2243/30—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders
- F02G2243/34—Regenerative displacers having their cylinders at right angle, e.g. "Robinson" engines
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- 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
- F02G2244/00—Machines having two pistons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/02—Single-acting two piston engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/85—Crankshafts
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は空調機，冷凍機等に用
いるＶＭ（ブルマイヤ）サイクル使用の熱ガス機関に関
するものである。
いるＶＭ（ブルマイヤ）サイクル使用の熱ガス機関に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、低温熱源，中温熱源及び高温熱
源の間で動作する機関で、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
放熱を行う最も基本的な機関としてＶＭ機関がある。こ
のＶＭ機関は、高温及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。この高温部と低温部においては、ディスプレ
ーサの移動によって作動ガスの掃気が生じ、この掃気に
よる容積変化に相当する部分を作動室と定義すれば、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、中温室と呼
ぶ。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
低温室と呼ぶ。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、高温室では膨脹仕事，高温
側の中温室では圧縮仕事，また低温室では膨脹仕事，低
温側の中温室では圧縮仕事となる。このＶＭ機関の場合
では、三つの熱源間の熱移動を生じるだけの機関である
ため、動作原理上、高温部及び低温部における二つの掃
気容積は一致し、高温部の膨脹仕事と圧縮仕事、及び低
温部の膨脹仕事と圧縮仕事の絶対量はそれぞれ等しくな
る。
源の間で動作する機関で、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
放熱を行う最も基本的な機関としてＶＭ機関がある。こ
のＶＭ機関は、高温及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。この高温部と低温部においては、ディスプレ
ーサの移動によって作動ガスの掃気が生じ、この掃気に
よる容積変化に相当する部分を作動室と定義すれば、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、中温室と呼
ぶ。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
低温室と呼ぶ。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、高温室では膨脹仕事，高温
側の中温室では圧縮仕事，また低温室では膨脹仕事，低
温側の中温室では圧縮仕事となる。このＶＭ機関の場合
では、三つの熱源間の熱移動を生じるだけの機関である
ため、動作原理上、高温部及び低温部における二つの掃
気容積は一致し、高温部の膨脹仕事と圧縮仕事、及び低
温部の膨脹仕事と圧縮仕事の絶対量はそれぞれ等しくな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の機関に
おいては、ディスプレーサを駆動するためのロッドが装
着され、これによる体積変化によって両部の掃気容積に
差が生じるが、ロッドの体積変化を当該の作動室容積変
化に加えれば、上記のように両部の掃気容積はそれぞれ
一致する。なお、低温及び高温ディスプレーサの位相は
９０°に限定されるものではなく、両シリンダの内径に
ついても同一である必要はない。
おいては、ディスプレーサを駆動するためのロッドが装
着され、これによる体積変化によって両部の掃気容積に
差が生じるが、ロッドの体積変化を当該の作動室容積変
化に加えれば、上記のように両部の掃気容積はそれぞれ
一致する。なお、低温及び高温ディスプレーサの位相は
９０°に限定されるものではなく、両シリンダの内径に
ついても同一である必要はない。
【０００４】本発明は上記実情に鑑み、低温部の掃気容
積に着眼し、中温室よりも低温室の掃気容積を意図的に
大きくすることによって、高温部での吸熱量を増大させ
ることにより内部的なエンジン出力を増し、外部に対す
る軸出力を発生し、中温部への放熱量及び低温部での吸
熱量の増大を可能にする熱ガス機関を提供することを目
的としたものである。
積に着眼し、中温室よりも低温室の掃気容積を意図的に
大きくすることによって、高温部での吸熱量を増大させ
ることにより内部的なエンジン出力を増し、外部に対す
る軸出力を発生し、中温部への放熱量及び低温部での吸
熱量の増大を可能にする熱ガス機関を提供することを目
的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、作動ガスが封
入された高温側シリンダ及び低温側シリンダと、この高
温側シリンダ内を高温室と高温側中温室とに区画する高
温側ディスプレーサと、前記低温側シリンダ内を低温室
と低温側中温室とに区画する低温側ディスプレーサと、
この高温側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサが
それぞれロッド及びリンク機構を介して連結された回転
軸と、前記高温室と高温側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、高温側再
生器及び中温側熱交換器と、前記低温室と低温側中温室
とをつなぐガス流路に配置された低温側熱交換器、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、前記低温側中温室に、低温室連通路により前記低
温室と連通する補助シリンダを設け、この補助シリンダ
内に低温側ディスプレーサと連繋して往復動する補助ピ
ストンを設けたものである。
入された高温側シリンダ及び低温側シリンダと、この高
温側シリンダ内を高温室と高温側中温室とに区画する高
温側ディスプレーサと、前記低温側シリンダ内を低温室
と低温側中温室とに区画する低温側ディスプレーサと、
この高温側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサが
それぞれロッド及びリンク機構を介して連結された回転
軸と、前記高温室と高温側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、高温側再
生器及び中温側熱交換器と、前記低温室と低温側中温室
とをつなぐガス流路に配置された低温側熱交換器、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、前記低温側中温室に、低温室連通路により前記低
温室と連通する補助シリンダを設け、この補助シリンダ
内に低温側ディスプレーサと連繋して往復動する補助ピ
ストンを設けたものである。
【０００６】
【０００７】
【作用】上記のような構成のため、回転軸の回転でリン
ク機構を介してピストンとなる高温側ディスプレーサと
低温側ディスプレーサがそれぞれ所定の位相差をもって
往復運動し、シリンダ内に封入された作動ガスは高温室
と低温室では膨脹を、高温側の中温室と低温側の中温室
では圧縮がなされ、該高温側の中温室と低温側の中温室
でのガス圧縮時に放熱をし、この放熱を各中温室に連通
する熱交換器を経て暖房使用とし、低温室の膨脹時の吸
熱で冷房使用とする。この場合、低温側シリンダ内の中
温室とクランク室との間に補助シリンダと補助ピストン
を設け、この補助シリンダの補助室と低温室を連通さ
せ、低温室の容積変化量を高温側中温室の容積変化量よ
り大きくしているため、高温室での吸熱のときに圧力降
下量が増大し、吸熱量が増大する。これに対応して、高
温側中温室での放熱のときに圧力上昇量が増大し、放熱
量も増大する。この結果、内部的なエンジン出力が増大
し、外部に対する軸出力が発生するとともに、低温室で
の吸熱量が増大する。
ク機構を介してピストンとなる高温側ディスプレーサと
低温側ディスプレーサがそれぞれ所定の位相差をもって
往復運動し、シリンダ内に封入された作動ガスは高温室
と低温室では膨脹を、高温側の中温室と低温側の中温室
では圧縮がなされ、該高温側の中温室と低温側の中温室
でのガス圧縮時に放熱をし、この放熱を各中温室に連通
する熱交換器を経て暖房使用とし、低温室の膨脹時の吸
熱で冷房使用とする。この場合、低温側シリンダ内の中
温室とクランク室との間に補助シリンダと補助ピストン
を設け、この補助シリンダの補助室と低温室を連通さ
せ、低温室の容積変化量を高温側中温室の容積変化量よ
り大きくしているため、高温室での吸熱のときに圧力降
下量が増大し、吸熱量が増大する。これに対応して、高
温側中温室での放熱のときに圧力上昇量が増大し、放熱
量も増大する。この結果、内部的なエンジン出力が増大
し、外部に対する軸出力が発生するとともに、低温室で
の吸熱量が増大する。
【０００８】
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例の図面に基づいて説明
すれば、次の通りである。
すれば、次の通りである。
【００１０】図１は低温側シリンダ内の中温室下部側に
補助シリンダと補助ピストンを備えた熱ガス機関の実施
例を示し、１は高温側シリンダで、２は低温側シリンダ
であり、これらは直角をなすように配置されている。こ
の高温側シリンダ１内にはピストン機構となる高温側デ
ィスプレーサ３を配しシリンダを高温室４と高温側中温
室５に区画しており、また低温側シリンダ２内には低温
側ディスプレーサ６を配しシリンダを低温室７と低温側
中温室８に区画している。９は前記高温室４と高温側中
温室５とをつなぐ高温側ガス通路で、該高温側ガス通路
９には作動ガス加熱用の高温側熱交換器１０、高温側再
生器１１及び高温部中温側熱交換器１２を配設してい
る。１３は低温室７と低温側中温室８をつなぐ低温側ガ
ス通路で、該低温側ガス通路１３に低温側熱交換器１４
と低温側再生器１５及び低温部中温側熱交換器１６を配
設している。また、高温側中温室５と低温側中温室８と
は連通路１７にて連通している。１８は低温側中温室８
の下方に設けた補助シリンダ１９に備えた補助ピストン
で、該補助ピストン１８のピストンロッドは低温側ディ
スプレーサ６の低温側ピストンロッド２６を共用した構
成とし、且つ補助ピストン１８で区画された低温側中温
室側の補助室２０と低温側ディスプレーサ６の低温室７
とは、前記低温側ピストンロッド２６に貫通する低温室
連通路３３をもって連通する構成とし、低温室７側の掃
気容積を低温側中温室８の掃気容積より実質的に大きく
している。この場合、高温側ディスプレーサ３の外周に
は高温側ピストンシール２２を装着し高温室４と中温室
５を遮断し、低温側ディスプレーサ６の外周には低温側
ピストンシール２３を装着し低温室７と低温側中温室８
を遮断し、また補助ピストン１８の外周には補助ロッド
シール３０が付き補助室２０とクランク室３２を遮断
し、且つ低温側中温室８と補助室２０間には低温側ロッ
ドシール２９を装着している。２５は高温側ディスプレ
ーサ３の下端に突設の高温側ピストンロッドで、該高温
側ピストンロッド２５の先端をクランク室３２に配設し
た回転軸端のクランク機構３１にリンクを介在して連結
している。２８は高温側ロッドシールを示す。
補助シリンダと補助ピストンを備えた熱ガス機関の実施
例を示し、１は高温側シリンダで、２は低温側シリンダ
であり、これらは直角をなすように配置されている。こ
の高温側シリンダ１内にはピストン機構となる高温側デ
ィスプレーサ３を配しシリンダを高温室４と高温側中温
室５に区画しており、また低温側シリンダ２内には低温
側ディスプレーサ６を配しシリンダを低温室７と低温側
中温室８に区画している。９は前記高温室４と高温側中
温室５とをつなぐ高温側ガス通路で、該高温側ガス通路
９には作動ガス加熱用の高温側熱交換器１０、高温側再
生器１１及び高温部中温側熱交換器１２を配設してい
る。１３は低温室７と低温側中温室８をつなぐ低温側ガ
ス通路で、該低温側ガス通路１３に低温側熱交換器１４
と低温側再生器１５及び低温部中温側熱交換器１６を配
設している。また、高温側中温室５と低温側中温室８と
は連通路１７にて連通している。１８は低温側中温室８
の下方に設けた補助シリンダ１９に備えた補助ピストン
で、該補助ピストン１８のピストンロッドは低温側ディ
スプレーサ６の低温側ピストンロッド２６を共用した構
成とし、且つ補助ピストン１８で区画された低温側中温
室側の補助室２０と低温側ディスプレーサ６の低温室７
とは、前記低温側ピストンロッド２６に貫通する低温室
連通路３３をもって連通する構成とし、低温室７側の掃
気容積を低温側中温室８の掃気容積より実質的に大きく
している。この場合、高温側ディスプレーサ３の外周に
は高温側ピストンシール２２を装着し高温室４と中温室
５を遮断し、低温側ディスプレーサ６の外周には低温側
ピストンシール２３を装着し低温室７と低温側中温室８
を遮断し、また補助ピストン１８の外周には補助ロッド
シール３０が付き補助室２０とクランク室３２を遮断
し、且つ低温側中温室８と補助室２０間には低温側ロッ
ドシール２９を装着している。２５は高温側ディスプレ
ーサ３の下端に突設の高温側ピストンロッドで、該高温
側ピストンロッド２５の先端をクランク室３２に配設し
た回転軸端のクランク機構３１にリンクを介在して連結
している。２８は高温側ロッドシールを示す。
【００１１】即ち、この実施例では、低温側シリンダ内
中温室８とクランク室３２との間に補助シリンダ１９と
補助ピストン１８（図１ではクロスヘッドガイドを兼用
している）を設けたものであり、両者によって形成され
る作動室（低温室と同位相）は低温室７の容積変化量を
増大するために用いる。ここに、補助シリンダ内径と補
助ピストン外径は適切な値に設定され、低温室７と補助
室２０は連通する。
中温室８とクランク室３２との間に補助シリンダ１９と
補助ピストン１８（図１ではクロスヘッドガイドを兼用
している）を設けたものであり、両者によって形成され
る作動室（低温室と同位相）は低温室７の容積変化量を
増大するために用いる。ここに、補助シリンダ内径と補
助ピストン外径は適切な値に設定され、低温室７と補助
室２０は連通する。
【００１２】次にこの作用を説明すると、先ずモータ等
にて回転されるクランク機構３１がクランク運動をすれ
ば、これに連結した位相を９０°ずらした高温側ディス
プレーサ３，低温側ディスプレーサ６をそれぞれ高温側
シリンダ１，低温側シリンダ２に対して往復運動させ
る。
にて回転されるクランク機構３１がクランク運動をすれ
ば、これに連結した位相を９０°ずらした高温側ディス
プレーサ３，低温側ディスプレーサ６をそれぞれ高温側
シリンダ１，低温側シリンダ２に対して往復運動させ
る。
【００１３】ここにおいて、図２の第１行程では、両デ
ィスプレーサ３，６の動作によって、低温側中温室８が
作動ガスで満たされるとともに、高温側中温室５にある
作動ガスの移動が生じる。これに伴って、機関内の作動
ガス圧力は上昇し、温度上昇した高温側中温室５からの
作動ガスは高温部中温側熱交換器１２を通過するときに
暖房に寄与する熱を外部へ放出する。
ィスプレーサ３，６の動作によって、低温側中温室８が
作動ガスで満たされるとともに、高温側中温室５にある
作動ガスの移動が生じる。これに伴って、機関内の作動
ガス圧力は上昇し、温度上昇した高温側中温室５からの
作動ガスは高温部中温側熱交換器１２を通過するときに
暖房に寄与する熱を外部へ放出する。
【００１４】第２行程では、両ディスプレーサ３，６の
動作によって、高温室４が作動ガスで満たされるととも
に、低温側中温室８にある作動ガスの移動が生じる。こ
れに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに上昇し、温
度上昇した低温側中温室８からの作動ガスは低温部中温
側熱交換器１６を通過するときに暖房に寄与する熱を外
部に放出する。
動作によって、高温室４が作動ガスで満たされるととも
に、低温側中温室８にある作動ガスの移動が生じる。こ
れに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに上昇し、温
度上昇した低温側中温室８からの作動ガスは低温部中温
側熱交換器１６を通過するときに暖房に寄与する熱を外
部に放出する。
【００１５】第３行程では、両ディスプレーサ３，６の
動作によって、低温室７が作動ガスで満たされるととも
に、高温室４にある作動ガスの移動が生じる。これに伴
って、機関内の作動ガス圧力は低下し、温度降下した高
温室４からの作動ガスは高温側熱交換器１０を通過する
ときに機関を駆動するための熱を外部から吸引する。
動作によって、低温室７が作動ガスで満たされるととも
に、高温室４にある作動ガスの移動が生じる。これに伴
って、機関内の作動ガス圧力は低下し、温度降下した高
温室４からの作動ガスは高温側熱交換器１０を通過する
ときに機関を駆動するための熱を外部から吸引する。
【００１６】第４行程では、両ディスプレーサ３，６の
動作によって、高温側中温室５が作動ガスで満たされる
とともに、低温室７にある作動ガスの移動が生ずる。こ
れに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに低下し、温
度降下した低温室７からの作動ガスは低温側熱交換器１
４を通過するときに冷房に寄与する熱を外部から吸収す
る。
動作によって、高温側中温室５が作動ガスで満たされる
とともに、低温室７にある作動ガスの移動が生ずる。こ
れに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに低下し、温
度降下した低温室７からの作動ガスは低温側熱交換器１
４を通過するときに冷房に寄与する熱を外部から吸収す
る。
【００１７】この図１の実施例では、低温シリンダ内中
温室８とクランク室３２との間に補助シリンダ１９と補
助ピストン１８を設けたものであり、両者によって形成
される作動室（低温室と同位相）と低温室７の容量変化
を増大するようにしている。
温室８とクランク室３２との間に補助シリンダ１９と補
助ピストン１８を設けたものであり、両者によって形成
される作動室（低温室と同位相）と低温室７の容量変化
を増大するようにしている。
【００１８】いま、図２の作動空間の容積Ｖと圧力Ｐの
関係に基づいて詳述すると、低温室７の掃気容積が低温
側中温室８の掃気容積より実質的に大きくしているた
め、高温室４での吸熱のときに圧力降下量が増大し（行
程３の実線、なお点線は従来タイプの変化量を示す）、
吸熱量ＱH は増大する。これに対応して、行程１に示す
ように高温側中温室５での放熱のときに圧力上昇量が増
大し、放熱量ＱMhも増大する。この結果、内部的なエン
ジン出力は増大し、外部に対する軸出力が発生するもの
とともに、低温室７での吸収熱ＱC は増大する。
関係に基づいて詳述すると、低温室７の掃気容積が低温
側中温室８の掃気容積より実質的に大きくしているた
め、高温室４での吸熱のときに圧力降下量が増大し（行
程３の実線、なお点線は従来タイプの変化量を示す）、
吸熱量ＱH は増大する。これに対応して、行程１に示す
ように高温側中温室５での放熱のときに圧力上昇量が増
大し、放熱量ＱMhも増大する。この結果、内部的なエン
ジン出力は増大し、外部に対する軸出力が発生するもの
とともに、低温室７での吸収熱ＱC は増大する。
【００１９】図３に示す他の実施例は、高温及び低温側
シリンダとは別に設けられた補助シリンダと補助ピスト
ンを持つものである。即ち直角配置の高温側シリンダ１
と低温側シリンダ２とは別に補助ピストン１８を備えた
補助シリンダ１９を設け、該補助シリンダ１９の補助室
２０と低温側シリンダ２の低温室７を低温室連通路３３
で連通し容積変化量を増大する構成である。２４は補助
ピストンシールで、２７は補助ピストンロッドを示す。
本実施例の場合には、前記第１の実施例と同様に補助シ
リンダ内径及び補助ピストン外径は適切な値に設定さ
れ、また、低温室７の容積変化量を増大するようにピス
トン位相差は設定される。
シリンダとは別に設けられた補助シリンダと補助ピスト
ンを持つものである。即ち直角配置の高温側シリンダ１
と低温側シリンダ２とは別に補助ピストン１８を備えた
補助シリンダ１９を設け、該補助シリンダ１９の補助室
２０と低温側シリンダ２の低温室７を低温室連通路３３
で連通し容積変化量を増大する構成である。２４は補助
ピストンシールで、２７は補助ピストンロッドを示す。
本実施例の場合には、前記第１の実施例と同様に補助シ
リンダ内径及び補助ピストン外径は適切な値に設定さ
れ、また、低温室７の容積変化量を増大するようにピス
トン位相差は設定される。
【００２０】図４の実施例は、低温側シリンダ及び低温
側ディスプレーサの低温室部分を中温室部分よりも大き
くし、低温室の容積を中温室よりも増大させたものであ
る。即ち、低温側シリンダ２の形状を低温室部分を低温
側中温室部分よりも大径シリンダ２ａとした段付き形状
をすると共に、低温側ディスプレーサ６も前記大径シリ
ンダ内を往復動する部分を大径ディスプレーサ６ａとし
た段付き形状としたものである。このときは、低温側ピ
ストンシール２３ａを低温室部分にも追加するものであ
り、両ピストンシール間にできる区間はクランク室３２
と連通させ、或いは大気開放にする。また、低温室７の
容積変化量を大きくするのみならず、低温側中温室８の
容積変化量を小さくすることも可能であり、両者はほぼ
同様の効果が期待できる。２１はクランク室連通路であ
る。
側ディスプレーサの低温室部分を中温室部分よりも大き
くし、低温室の容積を中温室よりも増大させたものであ
る。即ち、低温側シリンダ２の形状を低温室部分を低温
側中温室部分よりも大径シリンダ２ａとした段付き形状
をすると共に、低温側ディスプレーサ６も前記大径シリ
ンダ内を往復動する部分を大径ディスプレーサ６ａとし
た段付き形状としたものである。このときは、低温側ピ
ストンシール２３ａを低温室部分にも追加するものであ
り、両ピストンシール間にできる区間はクランク室３２
と連通させ、或いは大気開放にする。また、低温室７の
容積変化量を大きくするのみならず、低温側中温室８の
容積変化量を小さくすることも可能であり、両者はほぼ
同様の効果が期待できる。２１はクランク室連通路であ
る。
【００２１】図５は、各部位における作動ガス温度をサ
イクル中一定とし、各作動室の容積は正弦波状に変化す
るものと仮定した簡易的な計算によって求めた機関性能
を示すものである。これにより、低温室の容積変化量を
低温側中温室よりも大きくすることによって、外部に対
する軸出力が発生し、中温室での放熱量と低温室での吸
熱量は増大するものとなり、仕事量は軽減される。
イクル中一定とし、各作動室の容積は正弦波状に変化す
るものと仮定した簡易的な計算によって求めた機関性能
を示すものである。これにより、低温室の容積変化量を
低温側中温室よりも大きくすることによって、外部に対
する軸出力が発生し、中温室での放熱量と低温室での吸
熱量は増大するものとなり、仕事量は軽減される。
【００２２】図中、ＱC : 低温室の吸熱量、 ＱM
1：低温側中温室の放熱量 ＱH : 高温室の吸熱量、 ＱMh：高温側中温室の放
熱量 ＶC : 低温室の掃気容積、 ΔＶ：増分容積 Ｗ ：外部に対する軸出力
1：低温側中温室の放熱量 ＱH : 高温室の吸熱量、 ＱMh：高温側中温室の放
熱量 ＶC : 低温室の掃気容積、 ΔＶ：増分容積 Ｗ ：外部に対する軸出力
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、低温部の
掃気容積に着眼し、中温室よりも低温室の掃気容積を意
図的に大きくし、高温部での吸熱量を増大させることに
よって内部的なエンジン出力を増大させ、外部に対する
軸出力を発生し、中温部への放熱量及び低温部での吸熱
量の増大を可能にする熱サイクル機関を提供することが
できる。
掃気容積に着眼し、中温室よりも低温室の掃気容積を意
図的に大きくし、高温部での吸熱量を増大させることに
よって内部的なエンジン出力を増大させ、外部に対する
軸出力を発生し、中温部への放熱量及び低温部での吸熱
量の増大を可能にする熱サイクル機関を提供することが
できる。
【図１】本発明の実施例を示す熱ガス機関の概略図であ
る。
る。
【図２】同熱ガス機関のサイクル基本行程図である。
【図３】第２の実施例の熱ガス機関の概略図である。
【図４】第３の実施例の熱ガス機関の概略図である。
【図５】本発明による効果の機関性能図である。
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 ９ 高温側ガス流路 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側 １３ 低温側ガス流路 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 １７ 連通路 １８ 補助ピストン １９ 補助シリンダ ２０ 補助室 ２１ クランク室連通路 ３１ クランク機構 ３２ クランク室 ３３ 低温室連通路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02G 1/043 F02G 1/053 F25B 9/14 510
Claims (1)
- 【請求項１】 作動ガスが封入された高温側シリンダ及
び低温側シリンダと、この高温側シリンダ内を高温室と
高温側中温室とに区画する高温側ディスプレーサと、前
記低温側シリンダ内を低温室と低温側中温室とに区画す
る低温側ディスプレーサと、この高温側ディスプレーサ
及び低温側ディスプレーサがそれぞれロッド及びリンク
機構を介して連結された回転軸と、前記高温室と高温側
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、高温側再生器及び中温側熱交換器
と、前記低温室と低温側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、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、前記低温側中温室
に、低温室連通路により前記低温室と連通する補助シリ
ンダを設け、この補助シリンダ内に低温側ディスプレー
サと連繋して往復動する補助ピストンを設けたことを特
徴とする熱ガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324246A JP3071052B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 熱ガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324246A JP3071052B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 熱ガス機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173761A JPH06173761A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3071052B2 true JP3071052B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=18163665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4324246A Expired - Fee Related JP3071052B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 熱ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071052B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4324246A patent/JP3071052B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06173761A (ja) | 1994-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |