JP3770260B2 - ピストン機関 - Google Patents
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Description
また、次の本発明に係るピストン機関は、前記ピストン機関において、前記ピストンの上死点における前記ピストンと前記シリンダの中心軸とのずれ量は、前記ピストンの下死点における前記ピストンと前記シリンダの中心軸とのずれ量よりも小さいことを特徴とする。このピストン機関によれば、ピストンに作用するサイドフォースを小さくして、ピストンとシリンダとの摩擦を低減できる。
ーリングエンジン以外のピストン機関や、スターリング冷凍機関に対しても本発明は適用できる。
て、黒丸で表されている連結点(例えば支点Q等)は、その軸を中心に回転するが、シリンダ2との相対位置が変化しない連結点(以下、単語の後に「支点」を付して表す)である。また、白丸で表されている連結点(第2移動連結点B等)は、その軸を中心に回転又は回動するとともに、シリンダ2との相対位置が変化する連結点(以下、単語の後に「移動連結点」を付して表す)である。
BM×MQ=AM2・・・(1)
ここで、BMは第2移動連結点Bと第3移動連結点Mとの距離を表し、MQは第3移動連結点Mと支点Qとの距離を表し、AMは第1移動連結点Aと第3移動連結点Mとの距離を表す。
向腕12と連結されている。これにより、ピストン1の往復運動(図中Z方向における運動)は、ピストン連結部材3を介してクランク軸4に伝達され、クランク軸4は、その回転軸を中心として回転する。このように、ピストン1の往復運動は、クランク軸4によって回転運動に変換される。なお、クランク軸4の回転運動をピストン1の往復運動に変換することもできる。
1が上死点位置において、直線X−Xと第1横方向腕11とのなす角θの大きさにもよるが、ピストン1が上死点又は下死点のうち少なくとも一方で、第1移動連結点Aはシリンダ2へ最も接近する。また、第1移動連結点Aと、第2移動連結点Bと、第3移動連結点Mとが直線X−X上に位置したとき、第1移動連結点Aはシリンダ2から最も遠ざかる。このように、第1移動連結点Aは直線X−X上を行程S(図5−1)で往復運動する。
なのでその説明を省略するとともに、同一の構成要素には同一の符号を付する。
そして、第1圧縮手段301で圧縮された気体は、第1吐出側逆止弁421oを介して蓄圧タンク43へ送られ、蓄圧タンク43からは第2吸入側逆止弁422iを介して第2圧縮手段302へ圧縮された気体が送られる。第2圧縮手段302でさらに圧縮された気体は、第2吐出側逆止弁422oを介してクランクケース118内へ送られ、当該ケース内を加圧する。このように、第1圧縮手段301と第2圧縮手段302とは直列に接続されて、複数段階に気体を圧縮する。
2 シリンダ
3 ピストン連結部材
4 クランク軸
5 コンロッド
10 近似直線機構
11 第1横方向腕
12 第2横方向腕
20、201、202、21、22 直線移動ガイド
20g、201g、202g、21g ガイド部
25、25' スライダピストン
26 転輪
30、301、302 圧縮手段
31 圧縮手段
100 スターリングエンジン
118 クランクケース
120 内燃機関
122 排気通路
A 第1移動連結点
B 第2移動連結点
M 第3移動連結点
Q 支点
Claims (8)
- シリンダ内を往復運動するピストンと、回転運動するクランク軸とをコンロッドで連結したピストン機関であって、
前記コンロッドと交差するとともに、前記ピストンと前記クランク軸との間で、かつ前記シリンダの中心軸からオフセットした位置に配置される支点を中心に回動可能な第1横方向腕と、
往復直線運動するとともに、前記シリンダの中心軸に対して、前記第1横方向腕の前記支点の反対側に配置される第1移動連結点と、前記ピストンと連結される第2移動連結点とを両端部に備えるとともに、前記第1横方向腕の前記支点とは反対側の端部が回動可能に連結される第3移動連結点を前記第1移動連結点と前記第2移動連結点との間に備える第2横方向腕と、
前記第1移動節点を支持して直線運動させる直線移動ガイドと、
を有することを特徴とするピストン機関。 - 前記ピストンの上死点における前記ピストンと前記シリンダの中心軸とのずれ量は、前記ピストンの下死点における前記ピストンと前記シリンダの中心軸とのずれ量よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のピストン機関。
- 前記直線移動ガイドは、筒状のガイド部と、このガイド部内を摺動するスライダピストンとで構成されるとともに、前記スライダピストンの往復運動によって前記ガイド部内の気体を圧縮する圧縮手段であることを特徴とする請求項1又は2に記載のピストン機関。
- 前記ピストンを複数有する場合には、複数の前記圧縮手段を備えるとともに、それぞれの前記圧縮手段を直列に接続して段階的に気体を昇圧することを特徴とする請求項3に記載のピストン機関。
- 後段の吐出量を前段の吐出量よりも小さくすることを特徴とする請求項4に記載のピストン機関。
- 上記ピストン機関はスターリング機関であり、ヒータと再生器とクーラーとで構成される熱交換器から送られる作動流体を前記シリンダ内に導入し、前記ピストンを駆動することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のピストン機関。
- 少なくとも前記クランク軸を内部に密封配置する筺体を備え、前記圧縮手段によって、前記筺体内部を加圧することを特徴とする請求項6に記載のピストン機関。
- 前記熱交換器の少なくとも前記ヒータが、内燃機関の排気経路に配置されて、当該内燃機関の排熱を回収することを特徴とする請求項6又は7に記載のピストン機関。
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