JPH0213140B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0213140B2 JPH0213140B2 JP58026510A JP2651083A JPH0213140B2 JP H0213140 B2 JPH0213140 B2 JP H0213140B2 JP 58026510 A JP58026510 A JP 58026510A JP 2651083 A JP2651083 A JP 2651083A JP H0213140 B2 JPH0213140 B2 JP H0213140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature side
- working space
- piston
- low
- regenerator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment 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
- 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
- F02G1/045—Controlling
-
- 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
- F02G2243/02—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
- F02G2243/04—Crank-connecting-rod drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、スターリングサイクルまたは逆スタ
ーリングサイクルに類似したサイクルを行なう熱
力学往復動機関に関するものである。
ーリングサイクルに類似したサイクルを行なう熱
力学往復動機関に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来より、種々のガスサイクルの中に２つの等
温変化と２つの等容量変化よりなるスターリング
サイクルが知られている。これは原動機サイクル
で、その効率はカルノーサイクルと同一となり、
逆サイクルは冷凍機となる。
温変化と２つの等容量変化よりなるスターリング
サイクルが知られている。これは原動機サイクル
で、その効率はカルノーサイクルと同一となり、
逆サイクルは冷凍機となる。
第１図は、この逆スターリングサイクルに類似
したサイクルを行なう従来の冷凍機の一例を示す
もので、第１図において、１はデイスプレーサ、
２はピストンであり、このデイスプレーサ１とシ
リンダヘツド部３とで囲まれた空間が低温側作動
空間４となり、またデイスプレーサ１とピストン
２とシリンダ壁部５とで囲まれた空間が高温側作
動空間６となる。この低温側作動空間４と高温側
作動空間６とは低温側連通口７、再生器８、高温
側連通口９によつて連通している。そしてシリン
ダヘツド部３と低温側連通口７とで低温側熱交換
器を構成し、シリンダ壁部５と高温側連通口９と
で高温側熱交換器を構成しており、低温側熱交換
器で周囲空気の熱を奪い、高温側熱交換器で冷却
水１０に熱を与える。また前記デイスプレーサ１
は、デイスプレーサロツド１１、デイスプレーサ
コンロツド１２を介してクランクシヤフト１３に
連結されている。さらに前記ピストン２は、ピス
トンコンロツド１４を介してクランクシヤフト１
３に連結されている。また前記クランクシヤフト
１３は、カツプリング１５，１６を介して電動機
１７のシヤフト１８に連結されている。
したサイクルを行なう従来の冷凍機の一例を示す
もので、第１図において、１はデイスプレーサ、
２はピストンであり、このデイスプレーサ１とシ
リンダヘツド部３とで囲まれた空間が低温側作動
空間４となり、またデイスプレーサ１とピストン
２とシリンダ壁部５とで囲まれた空間が高温側作
動空間６となる。この低温側作動空間４と高温側
作動空間６とは低温側連通口７、再生器８、高温
側連通口９によつて連通している。そしてシリン
ダヘツド部３と低温側連通口７とで低温側熱交換
器を構成し、シリンダ壁部５と高温側連通口９と
で高温側熱交換器を構成しており、低温側熱交換
器で周囲空気の熱を奪い、高温側熱交換器で冷却
水１０に熱を与える。また前記デイスプレーサ１
は、デイスプレーサロツド１１、デイスプレーサ
コンロツド１２を介してクランクシヤフト１３に
連結されている。さらに前記ピストン２は、ピス
トンコンロツド１４を介してクランクシヤフト１
３に連結されている。また前記クランクシヤフト
１３は、カツプリング１５，１６を介して電動機
１７のシヤフト１８に連結されている。
この冷凍機において、冷凍能力を変化させるに
は、(1)電動機１７の回転数を変える方式、(2)デイ
スプレーサ１とピストン２との位相角を変える方
式、(3)シリンダ容積を変える方式等があるが、い
ずれの方式も構造が複雑となり、実用的でないと
いう欠点があつた。
は、(1)電動機１７の回転数を変える方式、(2)デイ
スプレーサ１とピストン２との位相角を変える方
式、(3)シリンダ容積を変える方式等があるが、い
ずれの方式も構造が複雑となり、実用的でないと
いう欠点があつた。
発明の目的
本発明は、上記従来の冷凍機に見られる欠点を
解消するもので、簡単な構造で能力制御が行える
ようにすることを目的とする。
解消するもので、簡単な構造で能力制御が行える
ようにすることを目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、高温側作
動空間と低温側作動空間との間を再生器を介さず
に連通させるバイパス路を設け、作動ガスのバイ
パス量を変化させて能力制御を行うようにしたも
のである。
動空間と低温側作動空間との間を再生器を介さず
に連通させるバイパス路を設け、作動ガスのバイ
パス量を変化させて能力制御を行うようにしたも
のである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を添付図面の第２図な
いし第５図を参考に説明する。
いし第５図を参考に説明する。
第２図は、逆スターリングサイクルの温度とエ
ントロピとの関係を示すＴ−Ｓ線図である。
ントロピとの関係を示すＴ−Ｓ線図である。
第２図に示すサイクルabcdにおいて、ａから
ｂの行程は等温膨張行程であり、ｂからｃの行程
は等容加熱行程であり、ｃからｄの行程は等温圧
縮行程であり、ｄからａの行程は等容冷却行程を
示している。
ｂの行程は等温膨張行程であり、ｂからｃの行程
は等容加熱行程であり、ｃからｄの行程は等温圧
縮行程であり、ｄからａの行程は等容冷却行程を
示している。
このサイクルにおいて、ａからｂの行程で外部
より熱を奪い（冷凍効果）、ｃからｄの行程で外
部に熱を放出する。また、ｄからａの行程では高
温の作動ガスから熱を奪い、ｂからｃの行程では
低温の作動ガスに熱を与える。実際の冷凍機で
は、ｄからａの行程では高温の作動ガスより再生
器８に熱を吸収し、ｂからｃの行程ではこの熱を
再生器８より作動ガスに与える。
より熱を奪い（冷凍効果）、ｃからｄの行程で外
部に熱を放出する。また、ｄからａの行程では高
温の作動ガスから熱を奪い、ｂからｃの行程では
低温の作動ガスに熱を与える。実際の冷凍機で
は、ｄからａの行程では高温の作動ガスより再生
器８に熱を吸収し、ｂからｃの行程ではこの熱を
再生器８より作動ガスに与える。
第３図は本発明の一実施例を示す冷凍機の縦断
面図、第４図および第５図は第３図のＡ部の拡大
図である。本実施例を説明するに当り、第１図に
示す従来のものと同一部材については同一番号で
示し詳細な説明は省略する。
面図、第４図および第５図は第３図のＡ部の拡大
図である。本実施例を説明するに当り、第１図に
示す従来のものと同一部材については同一番号で
示し詳細な説明は省略する。
第３図において、１９はバイパス路であり、こ
のバイパス路１９により高温側作動空間６と低温
側作動空間４とは再生器８を介さずに連通してい
る。したがつて作動ガスのバイパス量は調整部２
０および調整ねじ２１より調整することができ
る。
のバイパス路１９により高温側作動空間６と低温
側作動空間４とは再生器８を介さずに連通してい
る。したがつて作動ガスのバイパス量は調整部２
０および調整ねじ２１より調整することができ
る。
すなわち、第４図は作動ガスをバイパスさせな
い状態を示し、高温側作動空間６から低温側作動
空間４へ、あるいはその逆方向に流れる作動ガス
が全て再生器８を通過する場合を示している。
い状態を示し、高温側作動空間６から低温側作動
空間４へ、あるいはその逆方向に流れる作動ガス
が全て再生器８を通過する場合を示している。
一方第５図は作動ガスの一部をバイパスさせる
状態を示し、高温側作動空間６から低温側作動空
間４へ、あるいはその逆方向に流れる作動ガスの
一部が再生器８を通過しない場合を示している。
この場合、第２図においてサイクルはa′，b′，c′，
d′に類似したものとする。すなわち冷凍能力は減
少する。
状態を示し、高温側作動空間６から低温側作動空
間４へ、あるいはその逆方向に流れる作動ガスの
一部が再生器８を通過しない場合を示している。
この場合、第２図においてサイクルはa′，b′，c′，
d′に類似したものとする。すなわち冷凍能力は減
少する。
このように、作動ガスの一部をバイパスさせる
ことで冷凍能力を変化させることが可能となる。
ことで冷凍能力を変化させることが可能となる。
発明の効果
上記実施例より明らかなように、本発明の熱力
学往復動機関は高温側作動空間と低温側作動空間
との間を再生器を介さず連通させるバイパス路を
設け、作動ガスのバイパス量を変化させて能力制
御を行うため、簡単な構造で能力制御が行えるも
のである。
学往復動機関は高温側作動空間と低温側作動空間
との間を再生器を介さず連通させるバイパス路を
設け、作動ガスのバイパス量を変化させて能力制
御を行うため、簡単な構造で能力制御が行えるも
のである。
第１図は従来の熱力学往復動機関の縦断面図、
第２図は逆スターリングサイクルの温度とエント
ロピとの関係を示すＴ−Ｓ線図、第３図は本発明
の一実施例における熱力学往復動機関の縦断面
図、第４図および第５図はそれぞれ第３図Ａ部の
拡大図である。 １……デイスプレーサ（ピストン状部材）、２
……ピストン（ピストン状部材）、３……シリン
ダヘツド部（低温側熱交換器）、４……低温側作
動空間、５……シリンダ壁部（高温側熱交換器）、
６……高温側作動空間、７……低温側連通口（低
温側熱交換器）、８……再生器、９……高温側連
通口（高温側熱交換器）、１１……デイスプレー
サロツド（ピストンロツド）、１２……デイスプ
レーサコンロツド（ピストンロツド）、１３……
クランクシヤフト（駆動機構）、１４……ピスト
ンコンロツド（ピストンロツド）、１９……バイ
パス路、２０……調整部、２１……調整ねじ。
第２図は逆スターリングサイクルの温度とエント
ロピとの関係を示すＴ−Ｓ線図、第３図は本発明
の一実施例における熱力学往復動機関の縦断面
図、第４図および第５図はそれぞれ第３図Ａ部の
拡大図である。 １……デイスプレーサ（ピストン状部材）、２
……ピストン（ピストン状部材）、３……シリン
ダヘツド部（低温側熱交換器）、４……低温側作
動空間、５……シリンダ壁部（高温側熱交換器）、
６……高温側作動空間、７……低温側連通口（低
温側熱交換器）、８……再生器、９……高温側連
通口（高温側熱交換器）、１１……デイスプレー
サロツド（ピストンロツド）、１２……デイスプ
レーサコンロツド（ピストンロツド）、１３……
クランクシヤフト（駆動機構）、１４……ピスト
ンコンロツド（ピストンロツド）、１９……バイ
パス路、２０……調整部、２１……調整ねじ。
Claims (1)
- １ 作動流体がその中で熱力学的サイクルを行う
高温側作動空間と低温側作動空間を、高温側熱交
換器、再生器、低温側熱交換器を介して連通し、
さらに前記高温側作動空間と低温側作動空間内
に、それぞれ位相差をもつて往復動を行なうピス
トン状部材を設け、前記ピストン状部材をピスト
ンロツドを介して駆動機構に連結し、かつ前記高
温側作動空間と低温側作動空間とを再生器を介さ
ずに連通させるバイパス路を設け、作動ガスのバ
イパス量を変化させる調整部を設けた熱力学往復
動機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2651083A JPS59153954A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 熱力学往復動機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2651083A JPS59153954A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 熱力学往復動機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59153954A JPS59153954A (ja) | 1984-09-01 |
| JPH0213140B2 true JPH0213140B2 (ja) | 1990-04-03 |
Family
ID=12195471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2651083A Granted JPS59153954A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 熱力学往復動機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59153954A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4241580A (en) * | 1978-11-30 | 1980-12-30 | Ford Motor Company | Stirling engine |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP2651083A patent/JPS59153954A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4241580A (en) * | 1978-11-30 | 1980-12-30 | Ford Motor Company | Stirling engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59153954A (ja) | 1984-09-01 |
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