JPH0249960A - Stirling engine - Google Patents

Stirling engine

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Publication number
JPH0249960A
JPH0249960A JP5421888A JP5421888A JPH0249960A JP H0249960 A JPH0249960 A JP H0249960A JP 5421888 A JP5421888 A JP 5421888A JP 5421888 A JP5421888 A JP 5421888A JP H0249960 A JPH0249960 A JP H0249960A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
space
displacer
flow path
container
bounce
Prior art date
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Pending
Application number
JP5421888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Inota
猪田 憲一
Terumaru Harada
照丸 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5421888A priority Critical patent/JPH0249960A/en
Publication of JPH0249960A publication Critical patent/JPH0249960A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02G1/0435Hot 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 the engine being of the free piston type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a loss caused by an inflow of fluid into bounce space by respectively providing a flow path communicating with a clearance of a displacer rod from gas spring space and a flow path, provided with a check valve, communicating with the bounce space from the clearance of the displacer rod. CONSTITUTION:When a displacer 30 is, for instance, lowered, because the volume of compression space 46 decreases while the volume of expansion spacer 54 increases, helium in the inside of the compression space 46 and a cooler 28 moves passing through a regenerator 29 and a heater 27 to the expansion space 54. Here following lifting of the displacer 30, two or more flow paths 38, 40 communicate through a clearance 39, thus when a pressure in gas spring space 37 is lower than a pressure in bounce space 41, the pressure is equalized by allowing the helium to flow into the former 37 from the latter 41. When the displacer 30 is lowered, a reverse flow of the helium in the gas spring space 37 to the bounce space 41 is prevented by a check value 50, thus an increase is eliminated of a friction loss or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はスターリング・エンジンに関する。[Detailed description of the invention] Industrial applications This invention relates to Stirling engines.

従来の技術 従来、この種スターリング・エンジンとしては例えば、
第2図に示すような構造のものがある(特開昭58−4
7141号公報)これはディスプレーサ型でかつ、フリ
ーピストン型のスターリング・エンジンンの例である。
Conventional technology Conventionally, this type of Stirling engine has, for example,
There is a structure as shown in Figure 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-4
(No. 7141) This is an example of a displacer type and free piston type Stirling engine.

1は容器でその中にヘリウム、窒素などのスターリング
・エンジンの作業流体く以下ヘリウムと略称する)が封
入されている。2は作業流体を加熱する加熱器、3は作
業流体を冷却する冷却器、4は再生器である。δは容器
1の内壁と摺動しながら上下に運動するディスプレーサ
、6は容器lの内壁と摺動しながら上下に運動するピス
トン、7はピストン6に結合されたロッド、8はロッド
に結合された電機子で、固定子9と共にリニア発電機を
構成している。
Reference numeral 1 denotes a container in which working fluid of the Stirling engine (hereinafter abbreviated as helium) such as helium or nitrogen is sealed. 2 is a heater for heating the working fluid, 3 is a cooler for cooling the working fluid, and 4 is a regenerator. δ is a displacer that moves up and down while sliding on the inner wall of container 1, 6 is a piston that moves up and down while sliding on the inner wall of container 1, 7 is a rod coupled to piston 6, and 8 is coupled to the rod. This armature constitutes a linear generator together with the stator 9.

また10はディスプレーサ5の一部であるロッド、II
は容器工の一部である軸受け、12はロッド10と容器
1によって囲まれたガスばね空間、13はロッド10内
に設けられガスばね空fm12からロッド10と軸受け
11との隙間15に連通ずる流路、14は其の一端は容
器l内より隙間15に閉口し他端はバウンス空間16に
閉口する流路であり、流路13と流路14とはディスプ
レーサ5が其の運動の中心位置にあるときに一致する。
Further, 10 is a rod that is a part of the displacer 5, II
12 is a gas spring space surrounded by the rod 10 and the container 1; 13 is a gas spring space provided within the rod 10 and communicates with the gap 15 between the rod 10 and the bearing 11 from the gas spring space fm12; The flow path 14 is a flow path whose one end closes into the gap 15 from inside the container l and whose other end closes into the bounce space 16. matches when .

17はピストン6内に設けられ圧縮空間18からピスト
ン6と容器1との隙間20へ連通する流路。
Reference numeral 17 denotes a flow path provided in the piston 6 and communicating from the compression space 18 to the gap 20 between the piston 6 and the container 1.

21は其の一端は容器I内より隙間に閉口し他端はバウ
ンス空rW116に開口する流路であり、流路17と流
路21とはピストン6が其の運動の中心位置にあるとき
に一致する。
21 is a flow path whose one end closes into the gap from inside the container I and whose other end opens into the bounce air rW116. Match.

また圧縮室m1Bと圧縮空間19とは容器1に設けられ
た流通抵抗の小さな連通穴22によって連通して居り、
バウンス空間16とバウンス空間24とは電機子8に設
けられた流通抵抗の小さな複数の連通穴23によって連
通している。
Further, the compression chamber m1B and the compression space 19 communicate with each other through a communication hole 22 with small flow resistance provided in the container 1,
The bounce space 16 and the bounce space 24 communicate with each other through a plurality of communication holes 23 provided in the armature 8 and having low flow resistance.

以下作用について説明する。ディスプレーサ5が下がる
と圧縮空間19の体積は減少し膨張空間25の体積は増
加する、そのため圧縮空間19の圧力は膨張空fm25
の圧力より高くなり、この差圧によって圧縮空間19及
び冷却器3の中にある低温のヘリウムは再生器4、加熱
器2を通って膨張空間25の方へ流れていく、このとき
ヘリウムは再生器4および加熱器2によって加熱される
、そして再生器4ば逆に冷却される。この様にして低温
のヘリウムが加熱されるため圧縮空間18.19、冷却
器3、再生器4、加熱器2、膨張空間25を合わせた空
間(以下作動空間と略称する)の圧力が増加しピストン
6を引き下げる。このときピストン6はロッド7を介し
てリニアモータ8゜9に仕事をする。
The action will be explained below. When the displacer 5 is lowered, the volume of the compression space 19 decreases and the volume of the expansion space 25 increases, so that the pressure in the compression space 19 increases with the expansion air fm25.
Due to this pressure difference, the low-temperature helium in the compression space 19 and cooler 3 flows through the regenerator 4 and heater 2 toward the expansion space 25. The regenerator 4 is heated by the regenerator 4 and the heater 2, and the regenerator 4 is cooled in turn. Since the low-temperature helium is heated in this way, the pressure in the combined space of the compression space 18, 19, cooler 3, regenerator 4, heater 2, and expansion space 25 (hereinafter referred to as the working space) increases. Pull down the piston 6. At this time, the piston 6 applies work to the linear motor 8.9 via the rod 7.

一方デイスプレーサ5が下がりつづけるとガスばね空間
12の圧力が次第に増加し、遂にはディスプレーサ5は
下がるのが止まり今度は逆に上昇を始める。ディスプレ
ーサ5が上昇すると今度は圧縮空間19の体積は増加し
膨張空間25の体積は減少する、そのため膨張空間25
の圧力は圧縮空間19の圧力より高くなりこの差圧によ
って膨張空間25および加熱器2の中にある高温のヘリ
ウムは再生器4、冷却器3を通って圧縮空間19の方へ
流れていく、このときヘリウムは再生器4および冷却器
3によって冷却される。そして再生器4は逆に加熱され
る。この様にして高温の作業流体が冷却されるため作動
空間の圧力が低くなりピストン6を引き上げる。このと
きピストン6はロッド7を介してリニアモータ8,9に
仕事をする。
On the other hand, as the displacer 5 continues to fall, the pressure in the gas spring space 12 gradually increases, and finally the displacer 5 stops falling and begins to rise again. When the displacer 5 rises, the volume of the compression space 19 increases and the volume of the expansion space 25 decreases.
The pressure becomes higher than the pressure in the compression space 19, and due to this pressure difference, the high temperature helium in the expansion space 25 and the heater 2 flows through the regenerator 4 and the cooler 3 toward the compression space 19. At this time, the helium is cooled by the regenerator 4 and the cooler 3. The regenerator 4 is then heated in reverse. Since the high-temperature working fluid is cooled in this way, the pressure in the working space is lowered and the piston 6 is pulled up. At this time, the piston 6 applies work to the linear motors 8 and 9 via the rod 7.

一方デイスプレーサ5が上がりつづけるとガスばね空間
12の圧力が次第に減少し、遂にはディスプレーサ5は
上がるのが止まり今度は逆に下降を始める。
On the other hand, as the displacer 5 continues to rise, the pressure in the gas spring space 12 gradually decreases, and finally the displacer 5 stops rising and begins to descend.

以上述べたような−回りの過程に於てヘリウムは加熱器
2によって得た熱の一部をロッド7を介してリニアモー
タ8,9に対する仕事に変え、部を冷却器3に捨てるの
である。通常ディスプレーサ5の位置の位相角はピスト
ン6の位置の位相角に対して60°〜90°進んでいる
In the process described above, helium converts a part of the heat obtained by the heater 2 into work for the linear motors 8 and 9 via the rod 7, and discards the part to the cooler 3. Usually, the phase angle of the position of the displacer 5 leads the phase angle of the position of the piston 6 by 60° to 90°.

また運転中ディスプレーサ5及びピストン6の運動の中
心位置を一定に保つためには容器1内各部のlP1期閏
の平均(以下特に記述の無い限り平均とは1周期の平均
を指すものとする)圧力を等しく保つことが必要である
In addition, in order to keep the center position of the movement of the displacer 5 and the piston 6 constant during operation, it is necessary to average the lP1 phase leaps of each part in the container 1 (hereinafter, the average refers to the average of one cycle unless otherwise specified). It is necessary to keep the pressures equal.

ピストン6が其の運動の中心位置にくると流路17と流
路21とが連通ずるので圧縮空間18の圧力がバウンス
空間16の圧力と等しくなりこのためピストン6の平均
位置が一定に保たれる。
When the piston 6 reaches the center of its movement, the flow path 17 and the flow path 21 communicate with each other, so that the pressure in the compression space 18 becomes equal to the pressure in the bounce space 16, so that the average position of the piston 6 is kept constant. It will be done.

所でガスばね空間12内のヘリウムは流路13゜14が
無いと一周期を平均すると隙間15を通って圧縮空間1
9の方へ漏れるので運転時閉の経過と共にガスばね空間
12の圧力は膨張空間25の圧力及び圧縮空間19の圧
力に比べて低く成りそのためにディスプレーサ5の平均
位置は次第に低下し容器に衝突する。
However, if there is no flow path 13 or 14, the helium in the gas spring space 12 will pass through the gap 15 and enter the compression space 1 if averaged over one cycle.
As the gas spring space 12 is closed during operation, the pressure in the gas spring space 12 becomes lower than the pressure in the expansion space 25 and the pressure in the compression space 19, so that the average position of the displacer 5 gradually decreases and collides with the container. .

流路13.14はこの様なディスプレーサ5の平均位置
の低下を防いで一定に保つために設けられている。即ち
、ディスプレーサ5が其の運動の中心位置にくると流路
13と流路14とが連通するのでガスばね空間12の圧
力がバウンス空間16の圧力より低いとバウンス空間1
6のヘリウムは流路14,13を通ってガスばね空間1
2へ流入して均圧させる。なおバウンス空間16の体積
はガスばね空間12及び作動空間の体積より大きくしか
も其の圧力振幅は他の二者より小さい。
The flow paths 13 and 14 are provided to prevent such a drop in the average position of the displacer 5 and keep it constant. That is, when the displacer 5 comes to the center of its movement, the flow passages 13 and 14 communicate with each other, so that when the pressure in the gas spring space 12 is lower than the pressure in the bounce space 16, the bounce space 1
The helium of No. 6 passes through the flow channels 14 and 13 and enters the gas spring space 1.
2 and equalize the pressure. Note that the volume of the bounce space 16 is larger than the volumes of the gas spring space 12 and the working space, and its pressure amplitude is smaller than the other two.

この様に平均的にはバウンス空間16、ガスばね空間1
2.圧縮空間19、バウンス空rtl 16の順序で循
環しながらこの三つの空間の平均圧力を等しく保つ事に
依ってディスプレーサ5とピストン6の平均位置が一定
に成るようにしているのである。
In this way, on average there are 16 bounce spaces and 1 gas spring space.
2. By circulating the compression space 19 and the bounce space RTL 16 in this order and keeping the average pressure in these three spaces equal, the average positions of the displacer 5 and the piston 6 are kept constant.

発明が解決しようとする課題 しかI、/この様な構造のものでは、本来ガスばね空間
12から圧縮空間19へ漏れる分のヘリウムをバウンス
空間16からガスばね空間12へ一方向へのみ補給すれ
ばディスプレーサ5の平均位置は一定に成るものである
にも閏わらず、ガスばね空間12、隙間15を通ってガ
スばね空間12からバウンス空間16へ逆流が生じるた
め逆流が無いときに比べて流路14を通る流量の絶対値
が増加し摩擦等に依る損失が増加する。そして其の結果
エンジンの図示効率が減少する。
This is the only problem that the invention attempts to solve.In a structure like this, it is possible to replenish helium that would otherwise leak from the gas spring space 12 to the compression space 19 in only one direction from the bounce space 16 to the gas spring space 12. Even though the average position of the displacer 5 is constant, a backflow occurs from the gas spring space 12 to the bounce space 16 through the gas spring space 12 and the gap 15, so the flow path is smaller than when there is no backflow. The absolute value of the flow rate passing through 14 increases, and the loss due to friction and the like increases. As a result, the engine's indicated efficiency is reduced.

そこで本発明はガスばね空間とバウンス空間あるいは作
動空間とを連通ずる流路を通ってガスばね空間からバウ
ンス空間あるいは作動空間への流れを防止し摩擦損失等
を減少させ、以てエンジンの図示効率を増加させるよう
にすることを目的とする。
Therefore, the present invention prevents the flow from the gas spring space to the bounce space or the working space through a flow path that communicates the gas spring space with the bounce space or the working space, thereby reducing friction loss, etc., thereby increasing the indicated efficiency of the engine. The purpose is to increase the

課題を解決するための手段 そして上記課題を解決する技術的な手段はガスばね空間
からディスプレーサロッド内を通って軸受けとディスプ
レーサロッドとの隙間Sに通じる流路Bと、その一端は
軸受は側から隙間Sに通じ他端は作動空間又はバウンス
空間に通じる流路Cと、流路Cに逆止弁を設けることを
特徴とする。
Means for solving the problem and technical means for solving the above problem are a flow path B that runs from the gas spring space through the displacer rod to the gap S between the bearing and the displacer rod, and one end of the flow path B is connected to the bearing from the side. It is characterized in that it has a flow path C that communicates with the gap S and the other end communicates with the working space or the bounce space, and a check valve is provided in the flow path C.

作用 この技術的手段に依る作用は次のようになる。action The effect of this technical means is as follows.

即ち、流路Cに設けられた逆止弁はガスばね空間内のヘ
リウムのバウンス空間または作動空間への逆流を防止し
ガスばね空間から低温空間に漏れたヘリウムと同じ量の
ヘリウムをバウンス空間または作動空間からガスばね空
間へ供給するように作用するのである。
That is, the check valve provided in the flow path C prevents the helium in the gas spring space from flowing back into the bounce space or the working space, and allows the same amount of helium that leaks from the gas spring space into the low-temperature space into the bounce space or the working space. It acts to supply gas from the operating space to the gas spring space.

実施例 以下本発明の一実施例について、添付図面に基すいて説
明する。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図に於て26は容器でその中にヘリウム、窒素など
のスターリング・エンジンの作業流体(以下ヘリウムと
略称する)が封入されている。27は作業流体を加熱す
る加熱器、28は作業流体を冷却する冷却器、は29は
再生器である。3゜は容器26の内壁と摺動しながら上
下に運動するディスプレーサ、31は容器26の内壁と
摺動しながら上下に運動するピストン、32はピストン
31に結合されたロッド、33はロッド32に結合され
た電機子で、固定子34と共にリニア発電機を構成して
いる。
In FIG. 1, reference numeral 26 denotes a container in which a working fluid for the Stirling engine (hereinafter abbreviated as helium) such as helium or nitrogen is sealed. 27 is a heater for heating the working fluid, 28 is a cooler for cooling the working fluid, and 29 is a regenerator. 3° is a displacer that moves up and down while sliding on the inner wall of the container 26; 31 is a piston that moves up and down while sliding on the inner wall of the container 26; 32 is a rod connected to the piston 31; 33 is a rod 32; The combined armature and stator 34 constitute a linear generator.

また35はディスプレーサ3oの一部であるロッド、3
6は容器26の一部である軸受け、37はロッド35と
容器26によって囲まれたガスばね空間、38はロッド
35内に設けられガスばね空間37からロッド35と軸
受け36との隙間39へ連通ずる流路、40は其の一端
は容器26内より隙間39に開口し他端はバウンス空間
41に間口する流路であり、流路38と流路4oとはデ
ィスプレーサ30が其の運動の中心位置にあるときに一
致する。42はピストン31内に設けられ圧縮空間43
とピストン31と容器26との隙間45を連通する流路
、44は其の一端は容器26内より隙間45に開口し他
端はバウンス空間41に開口する流路であり、流路42
と流路44とはピストン31が其の運動の中心位置にあ
るときに一致する。
Further, 35 is a rod that is a part of the displacer 3o;
6 is a bearing which is a part of the container 26, 37 is a gas spring space surrounded by the rod 35 and the container 26, and 38 is provided in the rod 35 and communicates from the gas spring space 37 to the gap 39 between the rod 35 and the bearing 36. The communicating flow path 40 is a flow path with one end opening into the gap 39 from inside the container 26 and the other end opening into the bounce space 41. Matches when in position. 42 is a compression space 43 provided within the piston 31
A flow path 44 communicates with a gap 45 between the piston 31 and the container 26 , one end of which opens into the gap 45 from inside the container 26 and the other end opens into the bounce space 41 , and the flow path 42
and the flow path 44 coincide when the piston 31 is at the center of its movement.

また圧縮空間43と圧縮空間46とは容器26に設けら
れた流通抵抗の小さな連通穴47によって連通して居り
、バウンス空間41とバウンス空間4日とは電機子33
に設けられた流通抵抗の小さな複数の連通穴49によっ
て連通している。
The compression space 43 and the compression space 46 communicate with each other through a communication hole 47 with small flow resistance provided in the container 26, and the bounce space 41 and the bounce space 4 are connected to the armature 33.
They communicate through a plurality of communication holes 49 with low flow resistance provided in the.

更に50は逆止弁、51は流量制御弁、52はディスプ
レーサの位置検出器、53は制御装置である。
Further, 50 is a check valve, 51 is a flow control valve, 52 is a displacer position detector, and 53 is a control device.

以下作用について説明する。ディスプレーサ30が下が
ると圧縮空r:ff46の体積は減少し膨張空間54の
体積は増加する、そのため圧縮空間46の圧力は膨張空
間54の圧力より高くなり、この差圧によフて圧縮空間
46及び冷却器28の中にある低温のヘリウムは再生器
29、加熱器27を通って膨張空間54の方へ流れてい
く、このときヘリウムは再生器29および加熱器27に
よって加熱される、そして再生器29は逆に冷却される
The action will be explained below. When the displacer 30 is lowered, the volume of the compressed air r:ff46 decreases and the volume of the expansion space 54 increases, so the pressure in the compression space 46 becomes higher than the pressure in the expansion space 54, and this pressure difference causes the compression space 46 to The low temperature helium in the cooler 28 flows through the regenerator 29 and the heater 27 towards the expansion space 54, where the helium is heated by the regenerator 29 and the heater 27, and the helium is heated by the regenerator 29 and the heater 27. On the contrary, the container 29 is cooled.

この様にして低温のヘリウムが加熱されるため圧縮空r
:Y43.46. 冷却!28、g生829、加熱器2
7、膨張空間54を合わせた空間(以下作動空間と略称
する)の圧力が増加しピストン31を引き下げる。この
ときピストン31はロッド32を介してリニアモータ3
3,34に対して仕事をする。一方デイスプレーサ30
が下がりつづけるとガスばね空間37の圧力が次第に増
加し、遂にはディスプレーサ30は下がるのが止まり今
度は逆に上昇を始める。ディスプレーサ30が上昇する
と今度は圧縮空間46の体積は増加し膨張空間54の体
積は減少する、そのため膨張空間54の圧力は圧縮空間
46の圧力より高くなりこの差圧によって膨張空間54
および加熱器27の中にある高温のヘリウムは再生器2
9、冷却器28を通って圧縮空間46の方へ流れていく
、このときヘリウムは再生器29および冷却器28によ
って冷却される。そして再生器29は逆に加熱される。
Since the low-temperature helium is heated in this way, the compressed air r
:Y43.46. cooling! 28, g raw 829, heater 2
7. The pressure in the space including the expansion space 54 (hereinafter referred to as the working space) increases and the piston 31 is pulled down. At this time, the piston 31 is connected to the linear motor 3 via the rod 32.
Work on 3 and 34. On the other hand, displacer 30
As the pressure continues to decrease, the pressure in the gas spring space 37 gradually increases, and finally the displacer 30 stops decreasing and begins to increase. When the displacer 30 rises, the volume of the compression space 46 increases and the volume of the expansion space 54 decreases, so that the pressure in the expansion space 54 becomes higher than the pressure in the compression space 46, and this pressure difference causes the expansion space 54 to increase in volume.
The high temperature helium in the heater 27 is transferred to the regenerator 2.
9. The helium flows through the cooler 28 towards the compression space 46, where it is cooled by the regenerator 29 and the cooler 28. The regenerator 29 is then heated in reverse.

この様にして高温の作業流体が冷却されるため作動空間
の圧力が低くなりピストン31を引き上げる。このとき
ピストン31はロッド32を介してリニアモータ33,
34に対して仕事をする。
Since the high-temperature working fluid is cooled in this way, the pressure in the working space is lowered and the piston 31 is pulled up. At this time, the piston 31 is connected to the linear motor 33 via the rod 32.
Work against 34.

一方デイスプレーサ30が上がりつづけるとガスばね空
間37の圧力が次第に減少し、遂にはディスプレーサ3
0は上がるのが止まり今度は逆に下降を始めろ。以上述
べたような−回りの過程に於てヘリウムは加熱器27に
よって得た熱の一部をロッド32を介してリニアモータ
33.34に対する仕事に変え、一部を冷却器28に捨
てるのである。通常ディスプレーサ30の位置の位相角
はピストン31の位置の位相角に対して60”〜90°
進んでいる。
On the other hand, as the displacer 30 continues to rise, the pressure in the gas spring space 37 gradually decreases, and finally the displacer 3
0 has stopped rising and now begins to fall in the opposite direction. In the process described above, helium converts a part of the heat obtained by the heater 27 into work for the linear motors 33 and 34 via the rod 32, and a part is discarded to the cooler 28. . Usually, the phase angle of the position of the displacer 30 is 60'' to 90° with respect to the phase angle of the position of the piston 31.
It's progressing.

また従来例の所で述べたように流路38,40が無いと
運転時間の経過とともにガスばね空間37のヘリウムは
隙間39を通って圧縮空間46に漏れ、其の結果ディス
プレーサ30の平均位置は時間と共に下降しついには容
器26に衝突する。
Furthermore, as described in the conventional example, if there are no flow paths 38 and 40, helium in the gas spring space 37 will leak into the compression space 46 through the gap 39 as the operating time passes, and as a result, the average position of the displacer 30 will be It descends over time and finally collides with the container 26.

これを防いでディスプレーサ30の平均位置を目標値に
維持するために流路38,40が設けられている。即ち
ディスプレーサ30の上下運動中に流路38と流路40
とが隙間39を介して連通(ディスプレーサ30のこの
位置をセンタリング位置と略称する)するときガスばね
空間37の圧力がバウンス空間41の圧力より低いとバ
ウンス空間41からガスばね空間37ヘヘリウムが流入
し均圧する。
Flow paths 38 and 40 are provided to prevent this and maintain the average position of the displacer 30 at the target value. That is, during the vertical movement of the displacer 30, the flow path 38 and the flow path 40
When the displacer 30 is in communication with the displacer 30 through the gap 39 (this position of the displacer 30 is abbreviated as the centering position), if the pressure in the gas spring space 37 is lower than the pressure in the bounce space 41, helium flows from the bounce space 41 into the gas spring space 37. Equalize the pressure.

所でディスプレーサ30がセンタリング位置より下がっ
たときガスばね空間37のヘリウムが流路38と隙間3
9あるいは流路38を通ってバウンス空間41に逆流す
ると摩擦損失等が増大しエンジンの図示効率を低下させ
るので逆止弁50が逆流を防止している。この為逆流に
よる損失が低減されエンジンの図示効率が増加する また位置検出器52はディスプレーサ30の位置を検出
しており、制御装置53に位置の信号を送信している、
制御装置53はこの信号からディスプレーサ30の平均
位置を算出し目標値と比較し目標値より高いときは流f
t制御弁51の開度を減少させ目標値より低いときは流
量制御弁51の開度を増加させる。また制御装置53は
ディスプレーサ30の平均位置が変化しない限り流量制
御弁51の開度はできる限り小さくするように制御して
おりこの為流路40の通過流量は必要最小限にとどめら
れており、従って流路40をヘリウムが通過する事によ
る損失は最小限度に止められている。卯ち流量制御弁5
12位置検出器52.制御装置53の働きに依って流′
1s40をヘリウムが通過することに依る損失が低減さ
れて図示効率が増加するとともにディスプレーサの平均
位置を制御することが可能となるという効果もある。
However, when the displacer 30 is lowered from the centering position, the helium in the gas spring space 37 flows into the flow path 38 and the gap 3.
9 or flow path 38 into the bounce space 41, friction loss etc. will increase and the indicated efficiency of the engine will be reduced. Therefore, the check valve 50 prevents the backflow. Therefore, the loss due to backflow is reduced and the indicated efficiency of the engine is increased. Furthermore, the position detector 52 detects the position of the displacer 30 and sends a position signal to the control device 53.
The control device 53 calculates the average position of the displacer 30 from this signal and compares it with the target value, and if it is higher than the target value, the flow f is
The opening degree of the t control valve 51 is decreased, and when it is lower than the target value, the opening degree of the flow rate control valve 51 is increased. Further, the control device 53 controls the opening degree of the flow rate control valve 51 to be as small as possible unless the average position of the displacer 30 changes, so that the flow rate passing through the flow path 40 is kept to the minimum necessary. Therefore, the loss caused by helium passing through the flow path 40 is kept to a minimum. Uchi flow control valve 5
12 position detector 52. The flow depends on the operation of the control device 53.
There is also the effect that the loss due to the passage of helium through 1s40 is reduced, the illustration efficiency is increased, and the average position of the displacer can be controlled.

此の様に本実施例は従来例に加えて逆止弁50゜流量制
御弁51.位置検出器52.制御装置53が設けられて
いるため、逆止弁50が設けられていることに依って逆
流による損失が低減できエンジンの図示効率を増加でき
るという効果があり、更に逆止弁50に加えて流量制御
弁515位置検出器52.制御装置53が設けられてい
る事により流量制御弁51の開度を制御することに依っ
て流路40をヘリウムが通過することに依る損失が低減
されて図示効率が増加するとともにディスプレーサの平
均位置を制御することが可能となるという効果もある。
As described above, this embodiment has a check valve of 50 degrees and a flow control valve of 51 degrees in addition to the conventional example. Position detector 52. Since the control device 53 is provided, the provision of the check valve 50 has the effect of reducing loss due to backflow and increasing the indicated efficiency of the engine. Control valve 515 position detector 52. Since the control device 53 is provided, by controlling the opening degree of the flow rate control valve 51, the loss caused by helium passing through the flow path 40 is reduced, the indicated efficiency is increased, and the average position of the displacer is reduced. There is also the effect that it becomes possible to control.

なお本実施例では流路40は隙間39とバウンス空部と
を連通しているが、これに限らず隙間39と作動空前と
を連通してもよい。また本実施例ではエンジンの負荷と
してリニアモータを用いているが、これに限らずポンプ
、圧縮機でもよい。
In this embodiment, the flow path 40 communicates the gap 39 with the bounce space, but the present invention is not limited to this, and may communicate the gap 39 with the working space. Further, in this embodiment, a linear motor is used as the engine load, but the present invention is not limited to this, and a pump or a compressor may also be used.

発明の効果 本発明は、ガスばね空間からディスプレーサロッド内を
通って軸受けとディスプレーサロッドとの隙間に通じる
流路Bと、その一端は軸受は側から軸受けとディスプレ
ーサロッドとの隙rW1sに通じ細端は作動空前又はバ
ウンス空部に通じる流路Cと、流路Cに設けられた逆止
弁を有するスターリング・エンジンであるのでガスばね
空間から流路Cを通って作動空前又はバウンス空間に流
入する作業流体を減少させることができるのでこの流人
により発生する損失を減少させることができる。
Effects of the Invention The present invention has a flow path B which passes from the gas spring space through the inside of the displacer rod and communicates with the gap between the bearing and the displacer rod, and one end of which has a narrow end that connects from the side of the bearing to the gap rW1s between the bearing and the displacer rod. is a Stirling engine that has a flow path C leading to the working chamber or bounce space, and a check valve provided in the flow path C, so that gas flows from the gas spring space through the flow path C to the working chamber or bounce space. Since the amount of working fluid can be reduced, the loss caused by this drift can be reduced.

そのためエンジンの図示効率を増加するという効果があ
る。
This has the effect of increasing the indicated efficiency of the engine.

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

第1図は本発明の一実施例のスターリング・1目 ンジンの縦断1第2図は従来例のスターリング・エンジ
ンの縦断面図である。 26・・・・・・容器、27・・・・・・加熱器、28
・・・・・・冷却器、29・・・・・・再生器、30・
・・・・・ディスプレーサ、31・・令・・・ピストン
、32・・・−−・口・ンド、33・・・・・・電機子
、34・・・・・・固定子、35・・・・・・ロッド、
36・・・・・・軸受け、37・・・・・・ガスばね空
間、38,40・・・・・・流路、50・・・・・・逆
止弁、51・・・・・・流量制御弁、52・・・・・・
位置検出器、53・・・・・・制御装置、46.43・
・・・・・圧縮空前、41.48・・・・・・バウンス
空rrI。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 はか1名第1図 手続補正書(方式) 平成元年9月8 日 ■事件の表示 昭和63年特許願第54218  号 2発明の名称 スターリング−エンジン 補正をする者 事件との関係      特   許   出   願
   人住 所  大阪府門真市大字門真1006番地
名 称 (582)松下電器産業株式会比代表者   
 谷  井  昭  雄
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a Stirling engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a conventional Stirling engine. 26... Container, 27... Heater, 28
...Cooler, 29...Regenerator, 30.
... Displacer, 31 ... Piston, 32 ... --- Port, 33 ... Armature, 34 ... Stator, 35 ... ····rod,
36...Bearing, 37...Gas spring space, 38, 40...Flow path, 50...Check valve, 51... Flow control valve, 52...
Position detector, 53... Control device, 46.43.
...Compression sky, 41.48...Bounce sky rrI. Name of agent Patent attorney Toshio Nakao (1 person) Figure 1 Procedural amendment (method) September 8, 1989 ■Indication of case 1988 Patent Application No. 54218 2 Name of invention Stirling engine - Make amendments Relationship with the case filed by Patent Application Address 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Name (582) Representative of Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Akio Tanii

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)容器と、前記容器内に封入された作業流体と、前
記容器内の空間を作動空間とバウンス空間に分割する様
に配設され前記容器に対して運動しながら前記作動空間
内の作業流体から仕事をされるピストンと、前記作動空
間を高温の作業流体の存在する高温空間と低温の作業流
体の存在する低温空間とに分割するように前記容器の壁
に対して運動可能なように配設されたディスプレーサと
、前記高温空間と前記低温空間とを連通する流路Aと、
前記高温空間内または流路A内の高温空間側の作業流体
を加熱する加熱器と、前記低温空間内または流路A内の
低温空間側の作業流体を冷却する冷却器と、容器の一部
を成す軸受けと、ディスプレーサの一部を成すディスプ
レーサロッドと、軸受けとディスプレーサロッドとの隙
間Sと、容器とディスプレーサとで囲まれ隙間Sを介し
て前記低温空間に連通するガスばね空間と、ガスばね空
間からディスプレーサロッド内を通って隙間Sに通じる
流路Bと、その一端は軸受け側から隙間Sに通じ他端は
作動空間又はバウンス空間に通じる流路Cと、流路Cに
設けられた逆止弁を有するスターリング・エンジン。
(1) A container, a working fluid sealed in the container, and a work fluid arranged so as to divide the space inside the container into a working space and a bounce space, and working in the working space while moving with respect to the container. a piston for receiving work from a fluid and movable relative to the wall of the vessel to divide the working space into a hot space in which a hot working fluid is present and a cold space in which a cold working fluid is present; a flow path A that communicates the displacer disposed with the high temperature space and the low temperature space;
A heater that heats the working fluid in the high temperature space or on the high temperature space side of the flow path A, a cooler that cools the working fluid in the low temperature space or the low temperature space side of the flow path A, and a part of the container. a displacer rod forming a part of the displacer; a gap S between the bearing and the displacer rod; a gas spring space surrounded by the container and the displacer and communicating with the low temperature space via the gap S; A flow path B leading from the space to the gap S through the displacer rod, a flow path C having one end leading to the gap S from the bearing side and the other end leading to the operating space or the bounce space, and a flow path C provided in the opposite direction. Stirling engine with stop valve.
(2)流路Cに設けられた流通抵抗の変えられる弁を有
する請求項1に記載のスターリング・エンジン。
(2) The Stirling engine according to claim 1, further comprising a valve provided in the flow path C that can change the flow resistance.
(3)ディスプレーサの位置の信号により流通抵抗の変
えられる弁の開度を制御する制御装置を有する請求項2
に記載のスターリング・エンジン。
(3) Claim 2, further comprising a control device for controlling the opening degree of a valve whose flow resistance can be changed by a signal indicating the position of the displacer.
The Stirling engine described in.
JP5421888A 1988-03-08 1988-03-08 Stirling engine Pending JPH0249960A (en)

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JP5421888A JPH0249960A (en) 1988-03-08 1988-03-08 Stirling engine

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JP5421888A Pending JPH0249960A (en) 1988-03-08 1988-03-08 Stirling engine

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JP (1) JPH0249960A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5517048A (en) * 1993-07-23 1996-05-14 Vlsi Technology, Inc. Pad structure with parasitic MOS transistor for use with semiconductor devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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