JPH01280668A - Multicylinder type stirling engine - Google Patents

Multicylinder type stirling engine

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JPH01280668A
JPH01280668A JP11093488A JP11093488A JPH01280668A JP H01280668 A JPH01280668 A JP H01280668A JP 11093488 A JP11093488 A JP 11093488A JP 11093488 A JP11093488 A JP 11093488A JP H01280668 A JPH01280668 A JP H01280668A
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piston
expansion
compression
pistons
cylinder
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嘉宏 石崎
Yuji Iwata
裕司 岩田
Tatsuo Inoue
龍夫 井上
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Aisin Seiki Co Ltd
ECTI KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/85Crankshafts

Abstract

PURPOSE:To prevent an eccentric load from being exerted on the bearing of a crank shaft, by a method wherein two sets, each formed by a pair of expansion pistons and a compression piston, are provided, and each piston is coupled, in particular phase relations, to a crank shaft. CONSTITUTION:A stirling engine S is provided with two compression pistons 2 and 3 driven by a crank shaft and four expansion pistons 4-7. Four expansion cylinders 32-35 horizontally extending in a reverse direction to each other and two compression cylinders 30 and 31 extending in a vertical direction are formed in series to a housing. Connecting rods 13, 10 and 9 of the expansion pistons 4 and 5 and the compression piston 2, respectively, are coupled to a plurality of crank pins 14 and 15 mounted to a crank shaft. This constitution causes reciprocation of the expansion pistons 4 and 5 in an iso-phase and reciprocation of the compression piston 2 in a further delay phase than that in which the expansion pistons 4 and 5 is reciprocated.

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、多気筒型スターリング機関に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a multi-cylinder Stirling engine.

(従来の技術) 従来、この種のスターリング機関として特開昭60−6
9252号公報に示されるものがある。
(Prior art) Conventionally, this type of Stirling engine was
There is one shown in Japanese Patent No. 9252.

このものは、鉛直に上下動するガイドピストン及びダイ
アフラム付き膨張ピストン1本と、バンク角45〜90
度の範囲で2つの圧縮室の容積可変を同位相で行うそれ
ぞれガイドピストン及びダイアフラム付きの2木の圧縮
ピストンとをそれぞれ独立のクランクビンを持つ1本の
クランクシャフトに接続して、振動の原因となる2つの
圧縮ピストンの質量中心の変動を少なくすることにより
、機械振動の発生を防止すると共に、作動流体への潤滑
油の混入を防止している。
This one has a guide piston that moves up and down vertically, one expansion piston with a diaphragm, and a bank angle of 45 to 90.
Two compression pistons each with a guide piston and a diaphragm are connected to one crankshaft each having an independent crank bin, which changes the volume of two compression chambers in the same phase within a range of By reducing fluctuations in the centers of mass of the two compression pistons, mechanical vibrations are prevented from occurring and lubricating oil is prevented from entering the working fluid.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記した従来の構成においては、膨張ピ
ストンが、同位相で容積変化がなされる再圧縮ピストン
間に配され、各ピストンが1本のクランクシャフトのそ
れぞれ独立したクランクピンに連結されているため、各
圧縮ピストンに連結される各クランクビンには同時に各
圧縮ピストンからの力が作用し、クランクシャフトをそ
の回転軸から傾けようとする。即ち、クランクシャフト
に垂直な軸の回りに偶力モーメントが作用する。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the conventional configuration described above, the expansion piston is arranged between the recompression pistons whose volume changes in the same phase, and each piston is independent of one crankshaft. Since each crank pin connected to each compression piston is connected to a crank pin, a force from each compression piston acts simultaneously, tending to tilt the crankshaft from its axis of rotation. That is, a coupled moment acts around an axis perpendicular to the crankshaft.

そのため、このモーメントはクランクシャフトの両端を
支承しているヘアリングへの偏荷重となって、該哀アリ
ングを揺さぶる力となり、ベアリングの耐久性を悪化さ
せると共にヘアリングとハウジングとの間に隙間がある
と音や振動が発生するという問題がある。
Therefore, this moment becomes an uneven load on the hair ring that supports both ends of the crankshaft, and becomes a force that shakes the hair ring, worsening the durability of the bearing and creating a gap between the hair ring and the housing. If so, there is a problem that noise and vibration will be generated.

それ故に、本発明は、クランクシャフトを支承するヘア
リングに偏荷重を作用させないようにすることを、その
技術的課題とする。
Therefore, the technical problem of the present invention is to prevent unbalanced loads from acting on the hair ring that supports the crankshaft.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 上記した技術的課題を解決するために講した技術的手段
は、当該多気筒型スターリング機関の構成を、水平方向
に互いに対向して往復動する一対の膨張ピストンと、鉛
直方向に往復動する1本の復動型の圧縮ピストンとから
なる二組として、各組の前記膨張ピストンを互いに同位
相で往復動するようにクランクシャフトに作用的に連結
し、前記各圧縮ピストンを前記各一対の膨張ピストンに
対し所定の位相差で往復動するように且つ、前記各一対
の膨張ピストンの軸心がその軸心と同一平面になるよう
に前記クランクシャフトに作用的に接続したことである
(Means for Solving the Problems) The technical means taken to solve the above-mentioned technical problems is to change the configuration of the multi-cylinder Stirling engine to a pair of expansion pistons that reciprocate in opposition to each other in the horizontal direction. and one reciprocating compression piston that reciprocates in the vertical direction, and the expansion pistons of each set are operatively connected to the crankshaft so as to reciprocate in the same phase with each other, It acts on the crankshaft so that each compression piston reciprocates with a predetermined phase difference with respect to each pair of expansion pistons, and so that the axis of each pair of expansion pistons is in the same plane as the axis thereof. It was connected to.

(作用) 上記した手段によれば、膨張ピストンからクランクシャ
フトに作用する力は互いに相殺され、圧縮ピストンから
の力のみがクランクシャフトに作用することになる。圧
縮ピストンからの力は圧縮ピストンが復動型とされるこ
とにより、力のかかり方の変動幅が小さく、それにより
クランクシャフトを支承するヘアリングには偏荷重が作
用することがなくなる。
(Operation) According to the above means, the forces acting on the crankshaft from the expansion piston cancel each other out, and only the force from the compression piston acts on the crankshaft. Since the compression piston is of a double-acting type, the force from the compression piston has a small variation range, and as a result, an unbalanced load does not act on the hair ring that supports the crankshaft.

(実施例) 以下、本発明の一実施例として本発明を原動機として用
いた例を図面に基づき説明する。
(Example) Hereinafter, as an example of the present invention, an example in which the present invention is used as a prime mover will be described based on the drawings.

第1図及び第2図において、スターリング機関Sは、1
本のクランクシャフト1に駆動される2木の圧縮ピスト
ン2,3と4本の膨張ピストン4.5,6.7を有し、
水平方向に互いに対向して相反する方向に延在する第1
膨張シリンダ32及び第2膨張シリンダ33と、第3膨
張シリンダ34及び第4膨張シリンダ35とが夫々直列
に形成されたハウジングを備えている。ハウシングには
、更に鉛直方向に延在する第1圧縮シリンダ30と第2
圧縮シリンダ31とが直列に形成されている。第1膨張
シリンダ32及び第2膨張シリンダ33と、第3膨張シ
リンダ34及び第4膨張シリンダ35は夫々軸心が同心
とされており、第1圧縮シリンダ30及び第2圧縮シリ
ンダ31は夫々その軸心が、第1膨張シリンダ32及び
第2膨張シリンダ33と、第3膨張シリンダ34及び第
4膨張シリンダ35の夫々の軸心と直交するようになっ
ている。尚、第1図において理解し易いように、別個の
断面で示しであるが、各組は直列に一体に形成されてい
る。
In Figures 1 and 2, the Stirling engine S is 1
It has two compression pistons 2, 3 and four expansion pistons 4.5, 6.7 driven by a main crankshaft 1,
The first portions are horizontally opposite to each other and extend in opposite directions.
The expansion cylinder 32 and the second expansion cylinder 33, and the third expansion cylinder 34 and the fourth expansion cylinder 35 are each provided with a housing formed in series. The housing further includes a first compression cylinder 30 and a second compression cylinder extending vertically.
A compression cylinder 31 is formed in series. The axes of the first expansion cylinder 32 and the second expansion cylinder 33 and the third expansion cylinder 34 and the fourth expansion cylinder 35 are concentric, and the axes of the first compression cylinder 30 and the second compression cylinder 31 are concentric with each other. The center is perpendicular to the respective axes of the first expansion cylinder 32 and the second expansion cylinder 33, and the third expansion cylinder 34 and the fourth expansion cylinder 35. Although shown in separate cross sections in FIG. 1 for easy understanding, each set is integrally formed in series.

第1膨張シリンダ32 (第2膨張シリンダ33)内に
は、第1膨張ピストン4 (第2膨張ピストン5)が軸
方向に摺動可能に嵌挿されていて、該第1膨張ピストン
4(第2膨張ピストン5)は、同シリンダ内に摺動可能
に嵌挿されたガイドピストン18 (ガイドピストン2
0)にロッド24 (ロッド26)を介して連結されて
いる。該ガイドピストン18 (ガイドピストン20)
は、後述するクランク機構Cと連結されており、クラン
ク機構Cが駆動されると、第1膨張ピストン4とガイド
ピストン18及び第2膨張ピストン5とガイドピストン
20が、同位相で、往復動されるようになっている。
A first expansion piston 4 (second expansion piston 5) is fitted into the first expansion cylinder 32 (second expansion cylinder 33) so as to be slidable in the axial direction. 2 expansion piston 5) is slidably inserted into the same cylinder as the guide piston 18 (guide piston 2).
0) via a rod 24 (rod 26). The guide piston 18 (guide piston 20)
is connected to a crank mechanism C which will be described later, and when the crank mechanism C is driven, the first expansion piston 4 and the guide piston 18 and the second expansion piston 5 and the guide piston 20 are reciprocated in the same phase. It has become so.

また、第3膨張シリンダ34く第4膨張シリンダ35)
内には、第3膨張ピストン6(第4膨張ピストン7)が
軸方向に摺動可能に嵌挿されていて、該第3膨張ピスト
ン6 (第4膨張ピストン7)は、同シリンダ内に摺動
可能に嵌挿されたガイドピストン21 (ガイドピスト
ン23)にロッド27 (ロッド29)を介して連結さ
れている。該ガイドピストン21 (ガイドピストン2
3)は、後述するクランク機構Cと連結されており、ク
ランク機構Cが駆動されると、第3膨張ピストン4とガ
イドピストン21及び第4膨張ピストン7とガイドピス
トン23が、互いに同位相であって、且つ第1膨張ピス
トン4及び第2膨張ピストン5と180°の位相差で往
復動されるようになっている。なお、各膨張ピストン4
.5,6.7の外周にはピストンリングRが装着されて
いる。
Also, the third expansion cylinder 34 and the fourth expansion cylinder 35)
A third expansion piston 6 (fourth expansion piston 7) is fitted into the cylinder so as to be slidable in the axial direction. It is connected to a movably fitted guide piston 21 (guide piston 23) via a rod 27 (rod 29). The guide piston 21 (guide piston 2
3) is connected to a crank mechanism C which will be described later, and when the crank mechanism C is driven, the third expansion piston 4 and the guide piston 21 and the fourth expansion piston 7 and the guide piston 23 are in the same phase with each other. The first expansion piston 4 and the second expansion piston 5 reciprocate with a phase difference of 180 degrees. In addition, each expansion piston 4
.. A piston ring R is attached to the outer periphery of the pistons 5, 6, and 7.

第1圧縮シリンダ30 (第2圧縮シリンダ31)内に
は、第1圧縮ピストン2 (第2圧縮ピストン3)が軸
方向に摺動可能に嵌挿されていて、該第1圧縮ピストン
2 (第2圧縮ピストン3)は、同シリンダ内に摺動可
能に嵌挿されたガイドピストン19 (ガイドピストン
22)にロッド25 (ロッド28)を介して連結され
ている。該ガイドピストン19 (ガイドピストン22
)は後述するクランク機構Cと連結されており、クラン
ク機構Cが駆動されると、第1膨張ピストン4及び第2
膨張ピストン5(第3膨張ピストン6及び第4膨張ピス
トン7)より90°遅れた位相差で往復動されるように
なっている。第1圧縮ピストン2とガイドピストン19
 (第2圧縮ピストン3とガイドピストン22)との間
には、その内周面が気密的にロッド25 (ロッド28
)の外周面上を摺動する隔壁部材68(隔壁部材69)
が第1圧縮シリンダ30 (第2圧縮シリンダ31)に
設けられていて、第1圧縮ビスl−ン2(第2圧縮ピス
トン3)の上下に夫々上側圧縮空間52及び下側圧縮空
間53 (上側圧縮空間54及び下側圧縮空間55)が
形成されている。
A first compression piston 2 (second compression piston 3) is fitted into the first compression cylinder 30 (second compression cylinder 31) so as to be slidable in the axial direction. The second compression piston 3) is connected via a rod 25 (rod 28) to a guide piston 19 (guide piston 22) which is slidably fitted into the same cylinder. The guide piston 19 (guide piston 22
) is connected to a crank mechanism C which will be described later, and when the crank mechanism C is driven, the first expansion piston 4 and the second
The expansion piston 5 (the third expansion piston 6 and the fourth expansion piston 7) is reciprocated with a phase difference of 90 degrees. First compression piston 2 and guide piston 19
(The second compression piston 3 and the guide piston 22) are provided with a rod 25 (rod 28
) partition member 68 (partition member 69) sliding on the outer peripheral surface of
are provided in the first compression cylinder 30 (second compression cylinder 31), and an upper compression space 52 and a lower compression space 53 (upper A compression space 54 and a lower compression space 55) are formed.

第1圧縮シリンダ30の上側圧縮空間52は、第1放熱
器36(第2放熱器37)、第1蓄熱器44(第2蓄熱
器45)及び第1ヒータヘツド48 (第2ヒータヘツ
ド49)を介して、第1膨張シリンダ32(第2膨張シ
リンダ33)の先端部と第1膨張ピストン4(第2膨張
ピストン5)との間に画成される第1膨張空間32a 
(第2膨張空間33a)に連通されている。これにより
、ヘリウムや水素等の作動流体は、第1放熱器36 (
第2放熱器37)を通過する際、冷却流体40 (41
)と熱交換しながら等温的に圧縮され、更に第1蓄熱器
44(第2蓄熱器45)への通過によって冷却されるよ
うになっていて、更に該作動流体は第1ヒータヘツド4
8 (第2ヒータヘツド49)により加熱されて、第1
膨張ピストン4(第2膨張ピストン5)を押し下げるこ
とにより等温的に膨張し動力を発生するようになってい
る。また、第2圧縮シリンダ31の上側圧縮空間54も
同様に、第3放熱器38 (第4放熱器39)、第3蓄
熱器46 (第2蓄熱器47)及び第3ヒータヘツド5
0 (第2ヒータヘツド51)を介して、第3膨張シリ
ンダ34(第2膨張シリンダ35)の先端部と第3膨張
ピストン6(第4膨張ピストン7)との間に画成される
第3膨張空間34a (第4膨張空間35a)に連通さ
れている。尚、第■圧縮シリンダ30の上側圧縮空間5
2は、第2圧縮シリンダ31の下側圧縮空間55と連通
されており、また第1圧縮シリンダ30の下側圧縮空間
53は第2圧縮シリンダ31の下側圧縮空間55に連通
されている。
The upper compression space 52 of the first compression cylinder 30 is connected to the first heat radiator 36 (second heat radiator 37), first heat storage 44 (second heat storage 45), and first heater head 48 (second heater head 49). A first expansion space 32a defined between the tip of the first expansion cylinder 32 (second expansion cylinder 33) and the first expansion piston 4 (second expansion piston 5)
(the second expansion space 33a). As a result, the working fluid such as helium or hydrogen is transferred to the first radiator 36 (
When passing through the second radiator 37), the cooling fluid 40 (41
) is isothermally compressed while exchanging heat with the first heat storage device 44 (second heat storage device 45), and is further cooled by passing through the first heat storage device 44 (second heat storage device 45).
8 (second heater head 49), the first
By pushing down the expansion piston 4 (second expansion piston 5), it expands isothermally and generates power. Similarly, the upper compression space 54 of the second compression cylinder 31 also has a third heat radiator 38 (fourth heat radiator 39), a third heat accumulator 46 (second heat accumulator 47), and a third heater head 5.
0 (the second heater head 51), the third expansion cylinder 34 (the second expansion cylinder 35) has a third expansion defined between its tip end and the third expansion piston 6 (the fourth expansion piston 7). It communicates with the space 34a (fourth expansion space 35a). In addition, the upper compression space 5 of the No. 1 compression cylinder 30
2 communicates with the lower compression space 55 of the second compression cylinder 31, and the lower compression space 53 of the first compression cylinder 30 communicates with the lower compression space 55 of the second compression cylinder 31.

第1図において、ガイドピストン18.21の右側、ガ
イドピストン20.23の左側に位置するクランク空間
Csは、各膨張シリンダ32〜35に配設された各ダイ
アフラム57,58,60.61により、各膨張ピスト
ン4〜7との間に画成される各バッファー空間70〜7
3に各精製器63.64,66.67を介して連通され
ている。また、クランク空間Csは、各圧縮シリンダ3
0.31に配設された各ダイアフラム56,59により
各隔壁部材68.69との間に画成される各バッファー
空間74.75と各精製器62,65を介して連通され
ている。これにより、クランク空間Cs内にある汚染さ
れた流体が作動空間内に流入して機関の停止を惹起させ
たりしないようにならしめると共に、各ダイアフラムへ
の圧力変動による負担を軽減し、且つ各ピストンに作用
する背圧とクランク空間Cs内の圧力を均等にすること
により各ピストンの安定した往復作動が得られる。各ダ
イアフラム56〜61は夫々各ロッド24〜29の外周
面にその内周縁部を気密的に嵌着されており、その外周
縁部を各シリンダ30〜35の内周壁に気密的に固定さ
れていて、各ロッド24〜29の往復動に追随するよう
になっており、各ロッド24〜29の往復動に係わらず
各バッファー空間70〜75の容積はほぼ一定とされて
いる。また、第2図に示すように互いに180°の位相
差を持つ各バッファー空間70.72及び各バッファー
空間71.73を夫々連通させてやれば、より一層の圧
力変動の低減を図ることが可能である。
In FIG. 1, the crank space Cs located on the right side of the guide piston 18.21 and on the left side of the guide piston 20.23 is formed by each diaphragm 57, 58, 60.61 disposed in each expansion cylinder 32-35. Each buffer space 70-7 defined between each expansion piston 4-7
3 through respective purifiers 63, 64, 66, 67. In addition, the crank space Cs is for each compression cylinder 3.
Each diaphragm 56, 59 disposed at 0.31 mm communicates with each buffer space 74, 75 defined between each partition member 68, 69 via each purifier 62, 65. This prevents contaminated fluid in the crank space Cs from flowing into the working space and causing the engine to stop, reduces the burden on each diaphragm due to pressure fluctuations, and reduces the burden on each piston. By equalizing the back pressure acting on the piston and the pressure inside the crank space Cs, stable reciprocating operation of each piston can be obtained. Each of the diaphragms 56 to 61 has its inner circumferential edge hermetically fitted to the outer circumferential surface of each rod 24 to 29, and its outer circumferential edge is hermetically fixed to the inner circumferential wall of each cylinder 30 to 35. Thus, the reciprocating motion of each rod 24-29 is followed, and the volume of each buffer space 70-75 is substantially constant regardless of the reciprocating motion of each rod 24-29. Further, as shown in Fig. 2, if the buffer spaces 70, 72 and 71, 73, which have a phase difference of 180 degrees from each other, are made to communicate with each other, it is possible to further reduce pressure fluctuations. It is.

次にクランク機構Cについて、説明する。第2図におい
て、クランク機構Cは図示しない電動機等の駆動源によ
り駆動され且つ一対のベアリング76.77を介してハ
ウジングに回転可能に支承されるクランクシャフト1を
備えている。クランクシャフト1には、第1クランクピ
ン14と、該第1クランクピン14と夫々互いに180
°の位相差を有し、第1クランクピン14の両側に位置
する第2.第3クランクピン15,15と、第1クラン
クピン14と同位相の第4クランクピン16と、該第4
クランクピン16と夫々互いに180°の位相差を有し
、第4クランクピン16の両側に位置する第5.第6ク
ランクピン17,17とを有している。第1クランクピ
ン14及び第2、第3クランクピン15には、第3図に
示すように、夫々第1膨張ピストン4のコンロッド13
及び第1圧縮ピストン2のコンロッド9と第2膨張ピス
トン5のコンロッド10が回転可能に連結されている。
Next, the crank mechanism C will be explained. In FIG. 2, a crank mechanism C includes a crankshaft 1 driven by a drive source such as an electric motor (not shown) and rotatably supported by a housing via a pair of bearings 76 and 77. The crankshaft 1 includes a first crank pin 14, and the first crank pin 14 is 180 degrees from each other.
The second crank pin 14 has a phase difference of .degree. and is located on both sides of the first crank pin 14. the third crank pins 15, 15, the fourth crank pin 16 in the same phase as the first crank pin 14, and the fourth crank pin 15,
The fifth crank pin 16 is located on both sides of the fourth crank pin 16 and has a phase difference of 180° from each other. It has sixth crank pins 17, 17. As shown in FIG.
The connecting rod 9 of the first compression piston 2 and the connecting rod 10 of the second expansion piston 5 are rotatably connected.

第2膨張ピストン5のコンロッド10は二股状になって
いて、各第1クランクピン15に回転可能に連結されて
おり、第1クランクピン14に回転可能に連結される第
1膨張ピストン4のコンロッド13及び第1圧縮ピスト
ン2のコンロッド9が二股10a、10b内を揺動する
ようになっている。これにより、第1膨張ピストン4、
第2膨張ピストン5及び第1圧縮ピストン2の軸心が同
一平面上になり、且つ第1膨張ピストン4、第2膨張ピ
ストン5が同位相で往復動し、第1圧縮ピストン2が各
膨張ピストン4.5より90°遅れた位相差で往復動す
るように配置可能とされている。尚、第1圧縮ピストン
2のコンロッド9は第1クランクピン14に回転可能に
連結される第1膨張ピストン4のコンロッド13に回転
可能に連結されている。尚、第3.第4膨張ピストン6
.7のコンロッド13.11及び第2圧縮ピストン3の
コンロッド12も同様に第4クランクピン16と、第5
.第6クランクピン17,17に回転可能に連結されて
いる。
The connecting rod 10 of the second expansion piston 5 is bifurcated and is rotatably connected to each first crank pin 15, and the connecting rod of the first expansion piston 4 is rotatably connected to the first crank pin 14. 13 and the connecting rod 9 of the first compression piston 2 swing within the bifurcated portions 10a and 10b. As a result, the first expansion piston 4,
The axes of the second expansion piston 5 and the first compression piston 2 are on the same plane, and the first expansion piston 4 and the second expansion piston 5 reciprocate in the same phase, and the first compression piston 2 is connected to each expansion piston. 4.5, it can be arranged to reciprocate with a phase difference of 90° behind that of 4.5. Note that the connecting rod 9 of the first compression piston 2 is rotatably connected to the connecting rod 13 of the first expansion piston 4, which is rotatably connected to the first crank pin 14. In addition, 3rd. Fourth expansion piston 6
.. 7 connecting rod 13.11 and the connecting rod 12 of the second compression piston 3 are similarly connected to the fourth crank pin 16 and the fifth
.. It is rotatably connected to the sixth crank pins 17, 17.

以上の構成により、各組の3本のピストン(膨張ピスト
ン2本、圧縮ピストン1本)からクランクシャフト1に
作用する力は合力として夫々クランクシャフト1上の1
点に集中し、更に2本の膨張ピストンからの力は等しく
且つ同位相であるため、相殺され各圧縮ピストン2.3
からの力のみがクランクシャフト1に作用する。各圧縮
ピストン2,3からの力は、両圧縮ピストン2.3が1
80°の位相差で駆動されることにより、偶力を構成し
、クランクシャフト1を一方向へ押し付けるような加振
力にはならないが、クランクシャフト1をその回転軸か
ら傾けようとする力としてクランクシャフト1に作用す
る。ところが、本実施例においては、各圧縮ピストン2
,3は復動型になっているため、通常の単動型のものよ
りも力のかかり方の変動幅が小さく、それによりその力
がクランクシャフト1を支承するベアリング76゜77
に偏荷重として作用し、ベアリング76.77を揺さぶ
る力となり、ベアリングの耐久性を悪化させると共にベ
アリング76.77とハウジングとの間に隙間があると
音や振動が発生するということが回避される。
With the above configuration, the forces acting on the crankshaft 1 from each set of three pistons (two expansion pistons, one compression piston) are applied to each of the three pistons on the crankshaft 1 as a resultant force.
In addition, the forces from the two expansion pistons are equal and in phase, so they cancel each other out, and each compression piston 2.3
Only the force from is acting on the crankshaft 1. The force from each compression piston 2.3 is equal to
By being driven with a phase difference of 80 degrees, it forms a couple, and although it does not become an excitation force that pushes the crankshaft 1 in one direction, it acts as a force that tries to tilt the crankshaft 1 from its rotation axis. It acts on the crankshaft 1. However, in this embodiment, each compression piston 2
, 3 are double-acting types, so the variation in the way the force is applied is smaller than that of normal single-acting types, and as a result, the force is transferred to the bearing 76°77 that supports the crankshaft 1.
This prevents the bearing from acting as an unbalanced load, becoming a force that shakes the bearing 76, 77, deteriorating the durability of the bearing, and causing noise and vibration if there is a gap between the bearing 76, 77 and the housing. .

以上のように、本発明によれば全体としての可動部のバ
ランスがとれ、全体の重心移動が究めて少ない低振動の
多気筒型スターリング機関を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a multi-cylinder Stirling engine in which the movable parts as a whole are balanced and the movement of the entire center of gravity is extremely small and the vibrations are low.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、膨張ピストンからクランクシャフトに
作用する力は互いに相殺され一圧縮ピス1−ンからの力
のみがクランクシャフトに作用することになり、圧縮ピ
ストンからの力は圧縮ピストンが復動型とされることに
より、力のかかり方の変動幅が小さいため、クランクシ
ャフトを支承するヘアリングには偏荷重が作用すること
がなくなって音・振動等が惹起されることがない。また
、本発明によれば、各ピストンと、クランクシャフトが
配設されるクランク空間との間に夫々ダイアフラムを配
設し、バッファ空間を画成すると共に、各バッファ空間
とクランク空間との間に精製器を配設したので、各ピス
トンに作用する背圧とクランク空間内の圧力とが均等と
なり、各ピストンの安定的作動が得られると共に、作動
空間内への油等の侵入に伴う機関の停止等を確実に防止
することができる。
According to the present invention, the forces acting on the crankshaft from the expansion piston cancel each other out, so that only the force from one compression piston acts on the crankshaft, and the force from the compression piston causes the compression piston to move backward. Since it is a molded type, the range of variation in the way force is applied is small, so there is no unbalanced load acting on the hair ring that supports the crankshaft, and no noise or vibrations are caused. Further, according to the present invention, a diaphragm is disposed between each piston and the crank space in which the crankshaft is disposed to define a buffer space, and between each buffer space and the crank space. Since the purifier is installed, the back pressure acting on each piston and the pressure in the crank space are equalized, ensuring stable operation of each piston and preventing engine damage due to oil etc. entering the working space. Stops, etc. can be reliably prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に従った多気筒型スターリング機関の一
実施例を示す縦断面図、第2図は第1図の横断面図、第
3図は本発明におけるクランク機構の概略図である。 ■・・・クランクシャフト、2・・・第1圧縮ピストン
、3・・・第2圧縮ピストン、4・・・第1膨張ピスト
ン、5・・・第2膨張ピストン、6・・・第3膨張ピス
トン、7・・・第4膨張ピストン、8,9,10,11
,12.13 ・ ・ ・コンロッド、14・・・第1
クランクビン、15・・・第2.第3クランクピン、1
6・・・第4クランクピン、17・・・第5.第6クラ
ンクピン、18〜23・ ・ ・ガイドピストン、52
,54・・・上側圧縮空間、53.55・・・下側圧縮
空間、56〜61・・・ダイアフラム、70〜75・・
・バッファー空間、62〜67・・・精製器。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a multi-cylinder Stirling engine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram of the crank mechanism in the present invention. . ■... Crankshaft, 2... First compression piston, 3... Second compression piston, 4... First expansion piston, 5... Second expansion piston, 6... Third expansion Piston, 7... Fourth expansion piston, 8, 9, 10, 11
,12.13 ・ ・Conrod, 14...1st
Crank bottle, 15...2nd. 3rd crank pin, 1
6...4th crank pin, 17...5th crank pin. 6th crank pin, 18-23... Guide piston, 52
, 54... Upper compression space, 53.55... Lower compression space, 56-61... Diaphragm, 70-75...
- Buffer space, 62-67...purifier.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多気筒型スターリング機関において、水平方向に
互いに対向して往復動する一対の膨張ピストンと、鉛直
方向に往復動する1本の復動型の圧縮ピストンとから成
る二組として、各組の前記膨張ピストンを互いに同位相
で往復動するようにクランクシャフトに作用的に連結し
、前記各圧縮ピストンを前記各一対の膨張ピストンに対
し所定の位相差で往復動するように且つ、前記各一対の
膨張ピストンの軸心がその軸心と同一平面になるように
前記クランクシャフトに作用的に接続してなる多気筒型
スターリング機関。
(1) In a multi-cylinder Stirling engine, each set consists of a pair of expansion pistons that reciprocate in opposition to each other in the horizontal direction, and a double-acting compression piston that reciprocates in the vertical direction. The expansion pistons are operatively connected to a crankshaft so as to reciprocate in phase with each other, and each compression piston is reciprocated with respect to each pair of expansion pistons with a predetermined phase difference; A multi-cylinder Stirling engine in which a pair of expansion pistons are operatively connected to the crankshaft so that their axes lie on the same plane.
(2)前記各ピストンと、前記クランクシャフトが配設
されるクランク空間との間に夫々ダイアフラムを配設し
、バッファ空間を画成すると共に、前記各バッファ空間
と前記クランク空間との間に精製器を配設した請求項1
記載の多気筒型スターリング機関。
(2) A diaphragm is disposed between each of the pistons and a crank space in which the crankshaft is disposed to define a buffer space, and a diaphragm is provided between each of the buffer spaces and the crank space. Claim 1 in which a container is provided
The described multi-cylinder Stirling engine.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5435136A (en) * 1991-10-15 1995-07-25 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Pulse tube heat engine
WO2005031141A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 Michael Cahill A heat engine or heat pump
JP2012533018A (en) * 2009-07-07 2012-12-20 グローバル・クーリング・インク Configuration of gamma-type free piston Stirling engine
JP2015232404A (en) * 2014-05-15 2015-12-24 正裕 宮内 Stirling engine

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