JP4289224B2 - スターリングエンジン - Google Patents
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Description
通路(71)のうち、チェック弁(76)及びチェック弁(77)よりスターリングエンジンの外部側に設けられた開閉弁(78)と、低温側シリンダの低温側ピストン(31)と、高温側シリンダの高温側ピストン(21)とは別個に、通路(71)のうちチェック弁(76)及びチェック弁(77)との間に、加圧された作動ガスを供給可能なピストンポンプ(95)と、を備え、ピストンポンプ(95)のクランク軸が、スターリングエンジンのクランク軸と一体的に設けられており、ピストンポンプ(95)の筒内圧の位相が、圧縮空間の圧力波形と膨張空間の圧力波形との合成波であるスターリングエンジンの筒内圧(P)の位相とは逆位相となるように構成されていることを特徴としている。
図11は、本実施形態のスターリングエンジンを示す正面図である。図11に示すように、本実施形態のスターリングエンジンは、α型(2ピストン形)のスターリングエンジン10であり、二つのパワーピストン20、30を備えている。二つのパワーピストン20、30は、直列並行に配置されている。低温側パワーピストン30のピストン31は、図13に示すように、高温側パワーピストン20のピストン21に対して、クランク角で90°程度遅れて動くように位相差がつけられている。
まず、第1実施形態に係る、スターリングエンジン10の作動空間の作動流体の加圧方法、及びクランクケース41の加圧方法について説明する。
次に、図4を参照して、第2実施形態に係る、スターリングエンジン10の作動空間の作動流体の加圧方法、及びクランクケース41の加圧方法について説明する。
次に、図5から図6−2を参照して、第3実施形態に係る、スターリングエンジン10の作動空間の作動流体の加圧方法、及びクランクケース41の加圧方法について説明する。
次に、図7及び図8を参照して、第4実施形態に係る、スターリングエンジン10の作動空間の作動流体の加圧方法、及びクランクケース41の加圧方法について説明する。
次に、図9及び図10を参照して、第5実施形態に係る、スターリングエンジン10の作動空間の作動流体の加圧方法、及びクランクケース41の加圧方法について説明する。
上記実施形態と共通の構成については、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
(2)上記(1)において、スターリングエンジンの筒内圧Pが大気圧Poよりも低い場合、外部から筒内へ外気を吸入し、スターリングエンジンで圧縮すること。
(3)上記(1)において、筒内圧Pがクランクケース41の内圧Pcよりも高い場合、筒内圧Pがクランクケース41に伝わり、クランクケース41が加圧されること。クランクケース41の内圧Pcと筒内圧Pとの差圧を利用して、クランクケース41を加圧すること。
(4)上記(2)において、外気を取り込む通路は、低温側気筒へ接続すること(熱損失低減のため)。
(6)上記(3)において、筒内とクランクケース41をつなぐ通路を閉じることで、平均作動ガス圧Pmeanをクランクケース41の内圧Pcまで上昇させること。
(7)上記(2)において、筒内へ不純物が入り込むのを防ぐこと。
(9)上記(8)において、筒内圧Pが低圧のときに、外部から筒内へ外部圧を入れ、クランクケース41を加圧する装置の負担を減らすこと。
(10)上記(8)又は(9)において、外部圧+スターリングエンジンの圧縮により、クランクケース41の内圧Pcの上昇を早めること。
(12)上記(8)から(11)のいずれか一つにおいて、外部圧導入通路は、低温側気筒へ接続すること(熱損失低減のため)。
20 高温側パワーピストン
21 膨張ピストン
22 高温側シリンダ
22a 高温側シリンダの上面
30 低温側パワーピストン
31 圧縮ピストン
32 低温側シリンダ
40 駆動軸
41 クランクケース
45 冷却器
46 再生器
47 加熱器
47ta 第1端部
47tb 第2端部
50 近似直線機構
61 クランクシャフト
64a、64b 延長部
65a、65b コネクティングロッド
71 通路
72 フィルタ
73 チェック弁
75 分岐通路
76 チェック弁
77 チェック弁
78 弁
81 通路
82 チェック弁
83 弁
90 カウンタウェイト(バランスウェイト)
91 加圧ポンプ
92 タンク
95 ピストンポンプ
100 排気管
109 コネクティングロッド
200 主エンジン
CL クリアランス
Pc クランクケースの内圧
Pmean 平均作動ガス圧
Po 大気圧
Claims (1)
- 低温側シリンダの作動空間である圧縮空間と、高温側シリンダの作動空間である膨張空間とを、作動ガスが往復する2ピストン形のスターリングエンジンであって、
スターリングエンジンの外部からの流体を圧縮空間に向けて流すことが可能な通路(71)と、
通路(71)に設けられ、スターリングエンジンの外部から圧縮空間に向かう流れのみを許す、チェック弁(76)及びチェック弁(77)と、
通路(71)のうち、チェック弁(76)及びチェック弁(77)よりスターリングエンジンの外部側に設けられた開閉弁(78)と、
低温側シリンダの低温側ピストン(31)と、高温側シリンダの高温側ピストン(21)とは別個に、通路(71)のうちチェック弁(76)及びチェック弁(77)との間に、加圧された作動ガスを供給可能なピストンポンプ(95)と、
を備え、
ピストンポンプ(95)のクランク軸が、スターリングエンジンのクランク軸と一体的に設けられており、
ピストンポンプ(95)の筒内圧の位相が、圧縮空間の圧力波形と膨張空間の圧力波形との合成波であるスターリングエンジンの筒内圧(P)の位相とは逆位相となるように構成されている
ことを特徴とするスターリングエンジン。
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