JPH0256503B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0256503B2
JPH0256503B2 JP58152073A JP15207383A JPH0256503B2 JP H0256503 B2 JPH0256503 B2 JP H0256503B2 JP 58152073 A JP58152073 A JP 58152073A JP 15207383 A JP15207383 A JP 15207383A JP H0256503 B2 JPH0256503 B2 JP H0256503B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacer
space
cylinder
working fluid
container
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
Application number
JP58152073A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6043157A (ja
Inventor
Kenichi Inota
Motohiro Takiuchi
Terumaru Harada
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 JP15207383A priority Critical patent/JPS6043157A/ja
Publication of JPS6043157A publication Critical patent/JPS6043157A/ja
Publication of JPH0256503B2 publication Critical patent/JPH0256503B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (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 従来のスターリング機関は、第1図に示すよう
に密閉容器1内に作動流体が封入され、加熱器2
に於て作動流体が加熱され、冷却器3に於て作動
流体が冷却される。一方デイスプレーサ4はピス
トン5がほとんど動かず、したがつて膨張空間
6、(流路7,8、加熱器2、再生器9、冷却器
3)の作動流体側空間、圧縮空間10,11から
なる作動空間の体積がほとんど変わらない状態で
下死点から上死点へ上昇する。それによつて膨張
空間6の作動流体は流路7、加熱器2、再生器
9、冷却器3、流路8を通つて圧縮空間10,1
1の方へ移動する。その為、作動空間に占める膨
張空間6、(流路7、加熱器2)の作動流体側空
間からなる高温側空間の体積は減少し、逆に圧縮
空間10,11、(流路8、冷却器3)の作動流
体側空間からなる低温側空間の体積は増加する。
しかも、この間、作動空間の体積はほとんど変わ
らないので、結局作動空間の体積はほとんど変わ
らない状態で平均温度が低下することになり、こ
の結果、作動空間の圧力が減少する。その為に圧
縮空間11とバウンス空間12との差圧によつて
ピストン5を上昇させる力は増加し、ピストン5
は上昇する。一方、デイスプレーサ4が上昇する
とガススプリング13の圧力は減少し、その為ガ
ススプリング13と膨張空間6との差圧によつて
デイスプレーサ6を下降させる力は増加し、デイ
スプレーサ4は上死点を経て下降する。
デイスプレーサ4が上死点から下死点へ下降す
ると、上昇するときとは逆に、高温側空間の体積
は増加し、低温側空間の体積は減少する。しか
も、この間、作動空間の体積はほとんど変わらな
いので、結局作動空間の体積はほとんど変わらな
い状態で平均温度が上昇することになり、この結
果、作動空間の圧力が増加する。その為に圧縮空
間11とバウンス空間12との差圧によつてピス
トン5を下降させる力は増加し、ピストン5は上
死点を経て下降する。一方、デイスプレーサ4が
下降するとガススプリング13の圧力は増加し、
その為にガススプリング13と膨張空間6との差
圧によつてデイスプレーサ4を上昇させる力は増
加し、デイスプレーサ4は下死点を経て再び上昇
する。以上のようにして、デイスプレーサ4は上
下に振動し、作動空間に圧力脈動が発生し、ピス
トン5も上下に振動する。
そして、この1サイクルの過程に於て、加熱器
2を介して作動流体に加えられた熱量の一部は冷
却器3を介して作動流体から奪われ、一部は、ピ
ストン5がリニアオルタネータ等の負荷14に対
してする仕事に変わる。
ところで、デイスプレーサ4とシリンダ15と
は摺動するので、摩擦損失を減らす為に、固体潤
滑剤を双方の摺動面にコーテイングしていた。と
ころが、これら固体潤滑剤は摩擦距離の増加とと
もに、摺動面からはがれ落ち、その為に、はがれ
落ちたものが圧縮空間10、流路8、冷却器3を
通つて再生器9に至り、再生器9の流路をつまら
せそれにより、出力、効率が低下したり、また再
生器9から加熱器2へ入り高温により分解し、容
器1等を腐蝕し、信頼性を低下させたり、またデ
イスプレーサ4とシリンダ15のすきまが広くな
りその為に出力、効率が低下する、という欠点が
あつた。
なお、第1図において、16はスプレーサ4の
側面の溝にはめ込まれ、膨張空間6と圧縮空間1
0との間で作動流体が、すきまを通つて往来する
量を減らす為に設けられているピストンリング、
17,18,19は流路で、デイスプレーサ4が
上下運動する時、ある相対位置で連通するように
設けられており、連通時、バウンス空間12とば
ね空間13も連通し、これによつてバウンス空間
12とばね空間13とは等しい圧力になり、これ
によつてデイスプレーサ4の上下運動の運動中心
位置が常に流路17と流路18が連通した位置に
なるようになつている。また流路20と流路21
はピストン5が上下運動するとき、ある相対位置
で連通するように設けられている。
発明の目的 本発明は、従来のスターリング機関の欠点を解
消し、もつて、信頼性の高いスターリング機関を
提供しようとするものである。
発明の構成 本発明は、密閉容器内に、その外面の一部がデ
イスプレーサの外面の一部と摺動するシリンダを
設けるとともに、デイスプレーサとシリンダとに
よつて囲まれる空間内に、シリンダに対してデイ
スプレーサが相対運動が可能なように、その一部
はデイスプレーサに接続され、その一部はシリン
ダに接続された、例えば皿ばね等の弾性部材を配
設したものである。
実施例の説明 以下に本発明の実施例を第2図を参照して説明
する。図において、22は密閉容器で、その中に
作動流体が封入されている。23は作動流体を加
熱する加熱器、24は作動流体を冷却する冷却
器、25は再生器、26,27は流路、28は膨
張空間、29,30,31は圧縮空間、32はデ
イスプレーサ33の側面の溝34にはめ込まれ、
膨張空間28と圧縮空間29との間で作動流体
が、すきま35を通つて往来する量を減らす為に
設けられているピストンリング、36は容器22
に固定されているシリンダ、37は圧縮空間2
9,30内に設けられ、その内周はデイスプレー
サロツド38に固定され、その外周は容器22に
固定されている皿ばねで、圧縮空間29と圧縮空
間30とを連通させるため、皿ばねには連通用穴
39が設けられている。また、ばね空間40には
その内周はデイスプレーサロツド38に固定さ
れ、その外周はシリンダ36に固定されている皿
ばね41が設けられており、皿ばね41には連通
用穴42があり、皿ばね41前後の空間を連通し
ている。また皿ばね37,41はデイスプレーサ
ロツド38の上下方向への運動に対しては小さな
抵抗しか示さないが、左右方向への運動に対して
は大きな抵抗を示し、それによつてシリンダ36
とデイスプレーサロツド38とが接触せず、しか
も運動中も常に、適切なすきまを保つように構成
されている。
穴43は圧縮空間30と圧縮空間31とを連通
する為の穴である。44は容器22の内面に摺動
自在に取付けられたピストン、45はその一端が
ピストン44、他端が容器22の壁に固定され、
ピストン44の上下運動に伴つて、ピストン44
から仕事をされる例えばリニアオルタネータ等の
負荷である。
46,47は流路で、デイスプレーサ33が上
下運動する時、ある相対位置で連通するように設
けられており、連通時、バウンス空間48とばね
空間も連通し、これによつてバウンス空間48と
ばね空間40とは等しい圧力になり、これによつ
てデイスプレーサ33の上下運動の運動中心位置
が常に流路46と流路47が連通した位置になる
ようになつている。
また流路49と流路50はピストン44が上下
運動するとき、ある相対位置で連通するように設
けられており、連通時、圧縮空間31とバウンス
空間48も連通し、これによつて、圧縮空間31
とバウンス空間48とは等しい圧力になり、これ
によつてピストン44の上下運動の運動中心位置
が常に流路49と流路50が連通した位置になる
ようになつている。
本発明になるスターリング機関は、従来のフリ
ーピストンスターリング機関(以下FPSEと略称
する)とよく似た構造を持つており、従来の
FPSEのデイスプレーサとシリンダとの潤滑が、
固体潤滑剤を用いて行われていたのに対し、2つ
の皿ばね37,41がデイスプレーサロツド38
を支持し、その為にデイスプレーサ33が上下に
運動したとき、シリンダ36とデイスプレーサロ
ツド38とは接触せず、しかも運転中も常に適切
なすきまを保つように構成されている。今まで述
べてきた本発明の構成に於て、デイスプレーサ3
3は上下に振動している。
デイスプレーサ33が上昇すると、それによつ
て膨張空間28の体積は減少し、圧縮空間29,
30の体積は増加する、それと同時に、膨張空間
28の圧力の方が圧縮空間29の圧力より高くな
り、その為に、膨張空間28の作動流体は圧縮空
間30の方へ移動する、これにより、従来の
FPSEと同様のしくみで、作動空間{膨張空間2
8、(流路26,27、加熱器23、再生器25、
冷却器24)の作動流体側空間、圧縮空間29,
30,31の総称}の平均圧力は減少する、この
為に圧縮空間31とバウンス空間48との差圧に
よつてピストン44を上昇させる力は増加し、ピ
ストン44は上昇する。一方デイスプレーサ33
が上昇するとばね空間の圧力は減少し、その為ば
ね空間40と膨張空間28との差圧によつてデイ
スプレーサ33を下降させる力は増加し、デイス
プレーサ33は上死点を経て下降する。
デイスプレーサ33が上死点から下死点へ下降
すると、上昇するときとは逆に膨張空間、(流路、
加熱器)の作動流体側空間からなる高温側空間の
体積は増加し圧縮空間29,30,31(流路2
7、冷却器24)の作動流体側空間からなる低温
側空間の体積は減少する。しかも、この間、作動
空間の体積はほとんど変わらないので、結局作動
空間の体積はほとんど変わらない状態で平均温度
が上昇することにより、この結果、作動空間の圧
力が増加する。その為に圧縮空間31とバウンス
空間48との差圧によつてピストン44を下降さ
せる力は増加し、ピストン44は上死点を経て下
降する。一方デイスプレーサ33が下降するとば
ね空間40の圧力は増加し、その為にばね空間4
0と膨張空間28との差圧によつてデイスプレー
サ33を上昇させる力は増加し、デイスプレーサ
33は下死点を経て再び上昇する。
以上のようにして、デイスプレーサ33は上下
に振動し、作動空間に圧力脈動が発生し、ピスト
ン44も上下に振動する。
そして、この1サイクルの過程に於て、加熱器
23を介して作動流体に加えられた熱量の一部は
冷却器24を介して作動流体から奪われ、一部
は、ピストン44がリニアオルタネータ等の負荷
45に対してする仕事に変わる。
ところで、本発明の構成の所で述べたように、
デイスプレーサ33の一部であるデイスプレーサ
ロツド38は2つの皿ばね37,41で支持され
ており、この皿ばね37,41はデイスプレーサ
ロツド38が上下に運動するときにはほとんど抵
抗にならず、一方左右に運動するときには大きな
抵抗となる。そして、シリンダ36とデイスプレ
ーサロツド38とは接触せず、しかも運動中も常
に、適切なすきまを保つように構成されている。
したがつて従来のスターリング機関のように、
固体潤滑剤を使用していないので、再生器をつま
らせて出力、効率を低下させたり、容器等をふし
よくさせて信頼性を低下させたりする欠点が除去
でき、もつて信頼性の高いスターリング機関を提
供することができる。
なお、本発明に於ては、皿ばね37,41を設
けているが、ピストンリング32を適切に設計す
る事により皿ばね37を省略して同等の効果を奏
せしめることも可能である。また、すきまを十分
狭くするように設計する事により、ピストンリン
グ32を省略して、本発明と同等の効果を奏せし
めることも可能である。
発明の効果 以上のように本発明は、固体潤滑剤を使用する
必要がないので、再生器をつまらせて出力、効率
を低下させたり、容器等を腐蝕させて信頼性を低
下させたりする欠点が除去でき、しかも、デイス
プレーサとシリンダとによつて囲まれる空間内に
弾性部材を配設しても連通用穴によつて作動流体
は弾性部材の両側の空間を自由に連通でき、デイ
スプレーサの動作に支障を与えることなくデイス
プレーサの自由度を拘束してシリンダとの接触を
なくすことができ、信頼性の高いスターリング機
関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスターリング機関の概略の構成
を示す断面図、第2図は本発明にかかるスターリ
ング機関の概略の構成を示す断面図である。 22……容器、23……加熱器、24……冷却
器、25……再生器、36……シリンダ、37…
…皿ばね、39……連通用穴、41……皿ばね、
42……連通用穴、44……ピストン、45……
負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 密閉容器内に作動流体を封入し、前記密閉容
    器内に、その外面の一部が密閉容器の内面と摺動
    するようにデイスプレーサを配設して、密閉容器
    内に、デイスプレーサの外面と密閉容器の内面と
    のすきまを介してのみ互いに連通する2つの空間
    を形成すると共に、前記2つの空間を連通する流
    路を設け、この流路に流路内の作動流体を加熱ま
    たは冷却する手段を設け、さらに容器内に、その
    外面の一部がデイスプレーサの外面の一部と摺動
    するシリンダを設けるとともに、デイスプレーサ
    と前記シリンダとによつて囲まれる空間内に、シ
    リンダに対してデイスプレーサが相対運動が可能
    なように、その一部はデイスプレーサに接続さ
    れ、その一部はシリンダに接続されデイスプレー
    サの外面の一部がシリンダの外面の一部に対し摺
    動方向に運動するときの方が、それ以外の方向に
    運動するときより、より小さな抵抗で動き連通用
    穴を有する弾性部材を配設したスターリング機
    関。 2 弾性部材は皿ばねをもつて構成した特許請求
    の範囲第1項記載のスターリング機関。 3 密閉容器に対してデイスプレーサが相対運動
    が可能なように、その一部はデイスプレーサに接
    続され、その一部は密閉容器に接続された弾性部
    材をデイスプレーサとシリンダとによつて囲まれ
    る空間の外に配設した特許請求の範囲第1項記載
    のスターリング機関。
JP15207383A 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関 Granted JPS6043157A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15207383A JPS6043157A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15207383A JPS6043157A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6043157A JPS6043157A (ja) 1985-03-07
JPH0256503B2 true JPH0256503B2 (ja) 1990-11-30

Family

ID=15532459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15207383A Granted JPS6043157A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6043157A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2718920B2 (ja) * 1986-07-07 1998-02-25 松下電器産業株式会社 フリーピストン式スターリング機関
JPH01142247A (ja) * 1987-11-27 1989-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd フリーピストン・スターリングエンジン
KR0131481Y1 (ko) * 1995-09-04 1998-12-15 구자홍 스터링사이클 기기의 피스톤 지지구조
JP2002130853A (ja) 2000-10-23 2002-05-09 Sharp Corp スターリングエンジン
GB0417611D0 (en) * 2004-08-06 2004-09-08 Microgen Energy Ltd A linear free piston stirling machine
CN103032202B (zh) * 2012-12-05 2014-10-15 黄护林 斯特林发动机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5537540A (en) * 1978-09-09 1980-03-15 Naoji Isshiki Airtight stirling engine
JPS5677537A (en) * 1979-11-28 1981-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hot-gas engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5537540A (en) * 1978-09-09 1980-03-15 Naoji Isshiki Airtight stirling engine
JPS5677537A (en) * 1979-11-28 1981-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Hot-gas engine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6043157A (ja) 1985-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0660770B2 (ja) 熱駆動ヒ−トポンプ
US4036018A (en) Self-starting, free piston Stirling engine
JPS58500450A (ja) 並列流熱交換器を持つスタ−リングエンジン
JPH0256503B2 (ja)
JPH05503572A (ja) スターリング・フリーピストン・クライオクーラ
US5056419A (en) Sealing device for a piston rod of a stirling engine
GR3035675T3 (en) Heat engine with moving regenerator
JPH1062025A (ja) ヴィルミエヒートポンプ
JPH0454062B2 (ja)
JP2506776B2 (ja) スタ−リング機関
JPH055479A (ja) スターリングエンジン
JPS59168249A (ja) スタ−リング機関
JPH0257214B2 (ja)
JPH0512546B2 (ja)
JPS5677537A (en) Hot-gas engine
JPS60224958A (ja) スタ−リング機関
JPH0256506B2 (ja)
JPH03121244A (ja) スターリングエンジン
JPH0257218B2 (ja)
JPS6093163A (ja) スタ−リング機関
JP2901722B2 (ja) クリアランスシール型シリンダアセンブリ
JPS62186045A (ja) スタ−リング機関
JPH0319903B2 (ja)
JPH0256502B2 (ja)
JPS62206353A (ja) スタ−リング機関駆動冷凍機