JPH01249948A - スターリングエンジン - Google Patents
スターリングエンジンInfo
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- JPH01249948A JPH01249948A JP7870288A JP7870288A JPH01249948A JP H01249948 A JPH01249948 A JP H01249948A JP 7870288 A JP7870288 A JP 7870288A JP 7870288 A JP7870288 A JP 7870288A JP H01249948 A JPH01249948 A JP H01249948A
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- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/45—Piston rods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はスターリングエンジンの改良に関する。
（従来の技術）
従来の２ピストン形スターリングエンジンを第２図に示
す概略断面図を参照して説明する。第２図において、エ
ンジン本体は高圧のヘリウムなどのガスが封入される高
温側シリンダ１、低温側シリンダ２及びクランク室３に
分けられている。
す概略断面図を参照して説明する。第２図において、エ
ンジン本体は高圧のヘリウムなどのガスが封入される高
温側シリンダ１、低温側シリンダ２及びクランク室３に
分けられている。
高温側シリンダー内には高温側ピストン４が、低温側シ
リンダ３内には低温側ピストン５が設けられ、これらピ
ストンはそれぞれピストンロッド６がクロスヘツド軸受
７で支持され、コネクティングロッド８を介してクラン
クシャフト９に互いに位相をずらして結合されている。
リンダ３内には低温側ピストン５が設けられ、これらピ
ストンはそれぞれピストンロッド６がクロスヘツド軸受
７で支持され、コネクティングロッド８を介してクラン
クシャフト９に互いに位相をずらして結合されている。
なお、ピストン／
シール１０及びピストンロッドシール１１によるガスシ
ールがなされている。また、クランク室内空間１２には
８１１ＩｌｆＩ油１３が収容されている。上記高圧側ピ
ストン４の上部空間が膨張空間１４で、低圧側ピストン
５の上部空間が圧縮空間１５であり、これら膨張空間１
４と圧縮空間１５との間には高温熱交換器１６、再生器
１７、低温熱交換器１８が設けられている。
ールがなされている。また、クランク室内空間１２には
８１１ＩｌｆＩ油１３が収容されている。上記高圧側ピ
ストン４の上部空間が膨張空間１４で、低圧側ピストン
５の上部空間が圧縮空間１５であり、これら膨張空間１
４と圧縮空間１５との間には高温熱交換器１６、再生器
１７、低温熱交換器１８が設けられている。
上記高濃側ピストン４は、特にピストンの上部と下部の
ガスをできるだけ熱的に遮断することが要求されるため
、内部空間１９を有する構造として上下方向に長い形状
に作製される。また、内部空間１９と下部空間２０とは
ピストン４に設けられた小さな連通孔２１を介して連通
している。この連通孔２１は内部空間１９でのガスの対
流による熱伝達を抑制するため、及び内部空間１９の圧
力をエンジンの密封ガス圧力の平均圧力程度に保つため
に設けられている。すなわち、この連通孔２１がない構
造にすると、内部空間１９にはピストン４作製時の大気
圧空気が封入されることになるため、ピストン４にはエ
ンジンの最大作動ガス圧力に耐える強度が要求される。
ガスをできるだけ熱的に遮断することが要求されるため
、内部空間１９を有する構造として上下方向に長い形状
に作製される。また、内部空間１９と下部空間２０とは
ピストン４に設けられた小さな連通孔２１を介して連通
している。この連通孔２１は内部空間１９でのガスの対
流による熱伝達を抑制するため、及び内部空間１９の圧
力をエンジンの密封ガス圧力の平均圧力程度に保つため
に設けられている。すなわち、この連通孔２１がない構
造にすると、内部空間１９にはピストン４作製時の大気
圧空気が封入されることになるため、ピストン４にはエ
ンジンの最大作動ガス圧力に耐える強度が要求される。
その結果、ピストン４の重量が増加し、エンジンの撮動
、騒音等に悪影響を与える。
、騒音等に悪影響を与える。
これに対して、連通孔２１により内部空間１９の圧力を
エンジン密封ガスの平均圧力程度にすれば、ピストン４
は密封ガスの圧力変動分に耐える強度で十分であり軽量
化が可能となるため、連通孔２１を設けるのが一般的で
ある。
エンジン密封ガスの平均圧力程度にすれば、ピストン４
は密封ガスの圧力変動分に耐える強度で十分であり軽量
化が可能となるため、連通孔２１を設けるのが一般的で
ある。
この型のエンジンにおいては、下部空間２０内のガスは
エンジン出力には寄与しないが、高温側ピストン４及び
低温側ピストン５の運動により圧力変動を生じる。この
圧力変動を小さくするために、下部中１Ｉ１２０の容積
はできるかぎり大きくとられるが、一般的にはそれでも
かなりの圧力変動が残る。
エンジン出力には寄与しないが、高温側ピストン４及び
低温側ピストン５の運動により圧力変動を生じる。この
圧力変動を小さくするために、下部中１Ｉ１２０の容積
はできるかぎり大きくとられるが、一般的にはそれでも
かなりの圧力変動が残る。
このため、ピストン４の連通孔２１を通して内部空間１
９と下部空間２０との間でガスの流動が起こり、ここで
圧力損失及びボンピング損失が生じる。こうした圧力損
失及びボンピング損失はエンジンの出力の低下につなが
っていた。
９と下部空間２０との間でガスの流動が起こり、ここで
圧力損失及びボンピング損失が生じる。こうした圧力損
失及びボンピング損失はエンジンの出力の低下につなが
っていた。
次に、従来のディスプレーサ形スターリングエンジンを
第３図に示す概略断面図を参照して説明する。第３図に
おいて、エンジン本体は高圧のヘリウムなどのガスが封
入されるシリンダ３１及び図示しないクランク！に分け
られている。シリンダ３１内にはディスプレーサ３２及
びパワーピストン３３が設けられ、ディスプレーサロッ
ド３４及びピストンロッド３５は、第２図の場合と同様
にコネクティングロッド等を介してクランク室内でクラ
ンクシャフトに互いに位相をずらして結合されている。
第３図に示す概略断面図を参照して説明する。第３図に
おいて、エンジン本体は高圧のヘリウムなどのガスが封
入されるシリンダ３１及び図示しないクランク！に分け
られている。シリンダ３１内にはディスプレーサ３２及
びパワーピストン３３が設けられ、ディスプレーサロッ
ド３４及びピストンロッド３５は、第２図の場合と同様
にコネクティングロッド等を介してクランク室内でクラ
ンクシャフトに互いに位相をずらして結合されている。
なお、ディスプレーサシール３６、ピストンシール３７
、ディスプレーサロッドシール３８によりガスシールが
なされている。上記ディスプレーサ３２の上部空間が膨
張空間１４で、下部空間が圧縮空間１５であり、これら
膨張空間１４と圧縮空１ｉ１１５との間には高温熱交換
器１６、再生器１７、低温熱交換ｆｉ１ｇが設けられて
いる。
、ディスプレーサロッドシール３８によりガスシールが
なされている。上記ディスプレーサ３２の上部空間が膨
張空間１４で、下部空間が圧縮空間１５であり、これら
膨張空間１４と圧縮空１ｉ１１５との間には高温熱交換
器１６、再生器１７、低温熱交換ｆｉ１ｇが設けられて
いる。
この型のエンジンにおいても、上述したのと周様な理由
により、ディスプレーサ３２にその内部空間３９と下部
空間すなわち圧縮空Ｆ１１５との間を連通する連通孔４
０を設けるのが一般的である。
により、ディスプレーサ３２にその内部空間３９と下部
空間すなわち圧縮空Ｆ１１５との間を連通する連通孔４
０を設けるのが一般的である。
この型のエンジンにおいては、２ピストン型のＭＰＨの
振幅で変動する。したがって、連通孔４０を通して流動
するガス流量も多くなり、圧力損失及びボンピング損失
も増加し、エンジンの出力低下も大きい。
振幅で変動する。したがって、連通孔４０を通して流動
するガス流量も多くなり、圧力損失及びボンピング損失
も増加し、エンジンの出力低下も大きい。
（発明が解決しよう、とする課題）
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、ピストン又はディスプレーサに設けられる連通孔を
通してのガス流動が原因となって生じる圧力損失及びボ
ンピング損失による出力の低下が少ないスターリングエ
ンジンを提供することを目的とする。
り、ピストン又はディスプレーサに設けられる連通孔を
通してのガス流動が原因となって生じる圧力損失及びボ
ンピング損失による出力の低下が少ないスターリングエ
ンジンを提供することを目的とする。
［発明の構成コ
（課題を解決するための手段）
本発明のスターリングエンジンは、内部空間を有するピ
ストン又はディスプレーサと他のピストンとを、クラン
ク機構により位相をずらして結合したスターリングエン
ジンにおいて、上記ピストン又はディスプレーサの内部
空間とクランク室内空間とを直接連通したことを特徴と
するものである。
ストン又はディスプレーサと他のピストンとを、クラン
ク機構により位相をずらして結合したスターリングエン
ジンにおいて、上記ピストン又はディスプレーサの内部
空間とクランク室内空間とを直接連通したことを特徴と
するものである。
（作用）
本発明のスターリングエンジンによれば、ピストン又は
ディスプレーサの内部空間とクランク室内空間とが直接
連通されており、クランク室内空間ではピストンロッド
又はディスプレーサロッドの作動に伴う容積変化による
ごくわずかな圧力変動しか生じないため、ピストン又は
ディスプレーサに設けられた流通孔を通してこれらの内
部空間−下部空間の間で流動するガスが少なくなる。
ディスプレーサの内部空間とクランク室内空間とが直接
連通されており、クランク室内空間ではピストンロッド
又はディスプレーサロッドの作動に伴う容積変化による
ごくわずかな圧力変動しか生じないため、ピストン又は
ディスプレーサに設けられた流通孔を通してこれらの内
部空間−下部空間の間で流動するガスが少なくなる。
したがって、圧力損失及びボンピング損失も小さくなり
、エンジンの出力低下を防止することができる。
、エンジンの出力低下を防止することができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。第
１図は本発明を適用した２ピストン型スターリングエン
ジンの高温側ピストンの近傍を一部省略して示す断面図
である。第１図中、第２図と同一の部材には同一番号を
付して説明する。
１図は本発明を適用した２ピストン型スターリングエン
ジンの高温側ピストンの近傍を一部省略して示す断面図
である。第１図中、第２図と同一の部材には同一番号を
付して説明する。
第１図において、高温側シリンダ１内には高温側ピスト
ン４が設けられ、ピストンロッド６がクロスヘツド軸受
７で支持され、コネクティングロッド８を介してクラン
ク室内空間１２で図示しないクランクシャフトに結合さ
れている。なお、ピストンシール１０及びピストンロッ
ドシール１１によりガスシールがなされている。また、
図示しないが、第２図の場合と同様に、ピストン４には
内部空間１９と下部空間２０とを連通ずる連通孔が設け
られている。
ン４が設けられ、ピストンロッド６がクロスヘツド軸受
７で支持され、コネクティングロッド８を介してクラン
ク室内空間１２で図示しないクランクシャフトに結合さ
れている。なお、ピストンシール１０及びピストンロッ
ドシール１１によりガスシールがなされている。また、
図示しないが、第２図の場合と同様に、ピストン４には
内部空間１９と下部空間２０とを連通ずる連通孔が設け
られている。
そして、上記ピストンロッド６の中心部には、ピストン
内部空間１９とクランク室内空間１２とを直接連通する
連通孔２２が設けられ、この連通孔２２のピストン内部
空間１９側にはフィルタ２３が設けられている。このク
イ１１．夕２３はソランク室内空間１２に収容されたＴ
Ａ′／Ｒ油がピストン内部空ＷＩＵ１９へ侵入するのを
防止するために設けられているが、潤滑油量が少ない場
合には必ずしも設ける必要はない。
内部空間１９とクランク室内空間１２とを直接連通する
連通孔２２が設けられ、この連通孔２２のピストン内部
空間１９側にはフィルタ２３が設けられている。このク
イ１１．夕２３はソランク室内空間１２に収容されたＴ
Ａ′／Ｒ油がピストン内部空ＷＩＵ１９へ侵入するのを
防止するために設けられているが、潤滑油量が少ない場
合には必ずしも設ける必要はない。
このようなスターリングエンジンでは、高温側ピストン
４の内部空間１９とクランク室内空間１２とがピストン
ロッド６に設けられた連通孔２２を介して直接連通して
いる。そして、クランク室内空間１２ではピストンロッ
ド６の作動に伴う容積変化によるごくわずかな圧力変動
しか生じないため、ピストン内部空間１９と下部空間２
０との間の流通孔を通してのガス流動は少なくなる。し
たがって、ピストン内部空間１９と下部空間２０との間
の流通孔における圧力損失及びボンピング損失も小さく
なり、エンジンの出力低下を防止することができる。
４の内部空間１９とクランク室内空間１２とがピストン
ロッド６に設けられた連通孔２２を介して直接連通して
いる。そして、クランク室内空間１２ではピストンロッ
ド６の作動に伴う容積変化によるごくわずかな圧力変動
しか生じないため、ピストン内部空間１９と下部空間２
０との間の流通孔を通してのガス流動は少なくなる。し
たがって、ピストン内部空間１９と下部空間２０との間
の流通孔における圧力損失及びボンピング損失も小さく
なり、エンジンの出力低下を防止することができる。
なお、上記実施例では本発明を２ピストン型スターリン
グエンジンに適用した場合について説明したが、ディス
プレーサ型スターリングエンジンでも、ディスプレーサ
ロッドにディスプレーサ内部空間とクランク室内空間と
を直接連通ずる連通孔を設ければ、上記実施例と同様に
エンジンの出力低下を防止することができる。
グエンジンに適用した場合について説明したが、ディス
プレーサ型スターリングエンジンでも、ディスプレーサ
ロッドにディスプレーサ内部空間とクランク室内空間と
を直接連通ずる連通孔を設ければ、上記実施例と同様に
エンジンの出力低下を防止することができる。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、ピストン又はディ
スプレーサに設けられる連通孔での圧力損失及びボンピ
ング損失を減少させてエンジン出力の低下を防止するこ
とができ、その工業的価値は大きい。
スプレーサに設けられる連通孔での圧力損失及びボンピ
ング損失を減少させてエンジン出力の低下を防止するこ
とができ、その工業的価値は大きい。
第１図は本発明の実施例における２ピストン型スターリ
ングエンジンの高温側ピストンの近傍を一部省略して示
す断面図、第２図は従来の２ピストン型スターリングエ
ンジンの断面図、第３図は従来のディスプレーサ型スタ
ーリングエンジンの断面図である。 １・・・高温側シリンダ、２・・・低温側シリンダ、３
・・・クランク室、４・・・高温側ピストン、５・・・
低温側ピストン、６・・・ピストンロッド、７・・・ク
ロスヘツド軸受、８・・・コネクティングロッド、９・
・・クランクシャフト、１０・・・ピストンシール、１
１・・・ピストンロッドシール、１２・・・クランク室
内空間、１３・・・潤滑油、１４・・・膨張空間、１５
・・・圧縮空間、１６・・・高温熱交換器、１７・・・
再生器、１８・・・低温熱交換器、１９・・・ピストン
内部空間、２０・・・下部空間、２１・・・連通孔、２
２・・・連通孔、２３・・・フィルタ、３１・・・シリ
ンダ、３２・・・ディスプレーサ、３３・・・パワーＭ
、３４・・・ディスプレーサロッド、３５・・・ピスト
ンロッド、３６・・・ディスプレーサシール、３７・・
・ピストンシール、３８・・・ディスプレーサロッドシ
ール、３９・・・ディスプレーサ内部空間、４０・・・
連通孔。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
ングエンジンの高温側ピストンの近傍を一部省略して示
す断面図、第２図は従来の２ピストン型スターリングエ
ンジンの断面図、第３図は従来のディスプレーサ型スタ
ーリングエンジンの断面図である。 １・・・高温側シリンダ、２・・・低温側シリンダ、３
・・・クランク室、４・・・高温側ピストン、５・・・
低温側ピストン、６・・・ピストンロッド、７・・・ク
ロスヘツド軸受、８・・・コネクティングロッド、９・
・・クランクシャフト、１０・・・ピストンシール、１
１・・・ピストンロッドシール、１２・・・クランク室
内空間、１３・・・潤滑油、１４・・・膨張空間、１５
・・・圧縮空間、１６・・・高温熱交換器、１７・・・
再生器、１８・・・低温熱交換器、１９・・・ピストン
内部空間、２０・・・下部空間、２１・・・連通孔、２
２・・・連通孔、２３・・・フィルタ、３１・・・シリ
ンダ、３２・・・ディスプレーサ、３３・・・パワーＭ
、３４・・・ディスプレーサロッド、３５・・・ピスト
ンロッド、３６・・・ディスプレーサシール、３７・・
・ピストンシール、３８・・・ディスプレーサロッドシ
ール、３９・・・ディスプレーサ内部空間、４０・・・
連通孔。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図
Claims (1)
- 内部空間を有するピストン又はディスプレーサと他の
ピストンとを、クランク機構により位相をずらして結合
したスターリングエンジンにおいて、上記ピストン又は
ディスプレーサの内部空間とクランク室内空間とを直接
連通したことを特徴とするスターリングエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078702A JP2818169B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | スターリングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63078702A JP2818169B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | スターリングエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249948A true JPH01249948A (ja) | 1989-10-05 |
| JP2818169B2 JP2818169B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=13669202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63078702A Expired - Fee Related JP2818169B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | スターリングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2818169B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE1850007A1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-03 | Maston AB | Stirling engine comprising pressure regulating means arranged in a working piston |
| CN110206657A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-06 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种热滞后型自由活塞斯特林发电机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5237132U (ja) * | 1975-09-08 | 1977-03-16 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63078702A patent/JP2818169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5237132U (ja) * | 1975-09-08 | 1977-03-16 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE1850007A1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-03 | Maston AB | Stirling engine comprising pressure regulating means arranged in a working piston |
| WO2019135697A1 (en) * | 2018-01-02 | 2019-07-11 | Maston AB | Stirling engine comprising pressure regulating means arranged in a working piston |
| CN110206657A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-06 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种热滞后型自由活塞斯特林发电机 |
| CN110206657B (zh) * | 2019-07-03 | 2023-12-19 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种热滞后型自由活塞斯特林发电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2818169B2 (ja) | 1998-10-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |