JPH0256506B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0256506B2 JPH0256506B2 JP14802584A JP14802584A JPH0256506B2 JP H0256506 B2 JPH0256506 B2 JP H0256506B2 JP 14802584 A JP14802584 A JP 14802584A JP 14802584 A JP14802584 A JP 14802584A JP H0256506 B2 JPH0256506 B2 JP H0256506B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacer
- working fluid
- flow path
- regenerator
- stirling engine
- 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
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery 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
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/057—Regenerators
-
- 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
-
- 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
- F02G2257/00—Regenerators
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)
- Temperature-Responsive Valves (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
り、その中でも特に熱効率の向上に関するもので
ある。
り、その中でも特に熱効率の向上に関するもので
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の中にHe、H2等の作動流体を封入し
密閉容器１の中をデイスプレーサ２およびピスト
ン３を上下に運動させていた。この場合デイスプ
レーサ２の位置の位相角はピストン３の位置の位
相角より少し大きめにしている。
密閉容器１の中にHe、H2等の作動流体を封入し
密閉容器１の中をデイスプレーサ２およびピスト
ン３を上下に運動させていた。この場合デイスプ
レーサ２の位置の位相角はピストン３の位置の位
相角より少し大きめにしている。
このデイスプレーサ２の上下運動により、作動
流体は膨張空間４、流路５、加熱器６、再生器
７、冷却器８、流路９、圧縮空間１０の中を流動
しながら熱交換し、ピストン３の運動とも相まつ
て膨張空間４および圧縮空間１０の中に圧力変動
を生ぜしめ、この圧力変動によりピストン３を動
作する。このようにして加熱器６から作動流体に
与えられた熱の一部はピストン３に対する仕事に
変り、一部は冷却器８を通して外へ捨てられるの
である。またデイスプレーサ２は主としてデイス
プレーサロツド１１を介して外部から駆動される
ものである。
流体は膨張空間４、流路５、加熱器６、再生器
７、冷却器８、流路９、圧縮空間１０の中を流動
しながら熱交換し、ピストン３の運動とも相まつ
て膨張空間４および圧縮空間１０の中に圧力変動
を生ぜしめ、この圧力変動によりピストン３を動
作する。このようにして加熱器６から作動流体に
与えられた熱の一部はピストン３に対する仕事に
変り、一部は冷却器８を通して外へ捨てられるの
である。またデイスプレーサ２は主としてデイス
プレーサロツド１１を介して外部から駆動される
ものである。
このようなスターリング機関では、例えば負荷
との関係から、デイスプレーサ２の上下運動の振
幅が増減することがある。すなわち再生器７を通
過する作動流体の平均流速が変化する。つまり平
均流速が変化すると、それによつて再生器マトリ
ツクスとの平均熱伝達率と圧力損失が変化する。
との関係から、デイスプレーサ２の上下運動の振
幅が増減することがある。すなわち再生器７を通
過する作動流体の平均流速が変化する。つまり平
均流速が変化すると、それによつて再生器マトリ
ツクスとの平均熱伝達率と圧力損失が変化する。
このように、平均流速が増加すると平均熱伝達
率は増えるが、圧力損失も増える、逆に平均流速
が減少すると平均熱伝達率は減少し、圧力損失も
減少する。
率は増えるが、圧力損失も増える、逆に平均流速
が減少すると平均熱伝達率は減少し、圧力損失も
減少する。
機関の熱効率を上げるには平均熱伝達率を上げ
圧力損失を下げるのが良い。
圧力損失を下げるのが良い。
したがつて再生器７の流路断面積はある定まつ
たデイスプレーサ２の振幅に対して最適値が存在
するのである。
たデイスプレーサ２の振幅に対して最適値が存在
するのである。
しかし従来のスターリング機関では、再生器７
の流路断面積が一定であるため、デイスプレーサ
２の振幅がずれると、再生器７の流路断面積が最
適値からずれ、そのために熱効率がそのデイスプ
レーサ２の振幅における最適値からずれて、効率
が低下するという問題を有していた。
の流路断面積が一定であるため、デイスプレーサ
２の振幅がずれると、再生器７の流路断面積が最
適値からずれ、そのために熱効率がそのデイスプ
レーサ２の振幅における最適値からずれて、効率
が低下するという問題を有していた。
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
するものでデイスプレーサの振幅の変化に対して
熱効率の高いスターリング機関を提供するもので
ある。
するものでデイスプレーサの振幅の変化に対して
熱効率の高いスターリング機関を提供するもので
ある。
発明の構成
本発明のスターリング機関は、デイスプレーサ
の振幅に応じて再生器の作動流体が通過する流路
の断面積を変化させる構成であり、デイスプレー
サの振幅の変化に対しても熱効率を高めることが
できる。
の振幅に応じて再生器の作動流体が通過する流路
の断面積を変化させる構成であり、デイスプレー
サの振幅の変化に対しても熱効率を高めることが
できる。
実施例の説明
第２図は本発明になるスターリング機関の一実
施例の概略の構成を示す図である。
施例の概略の構成を示す図である。
第３図は第２図AA′断面図である。
１２は密閉容器でその中にHe、H2等の作動流
体が封入されている。１３は密閉容器１２の内壁
に摺動自在に上下運動するデイスプレーサ、１４
は密閉容器１２の内壁に摺動自在に上下運動する
ピストンである。１６は膨張空間、１７は加熱
器、１８は冷却器、１９は再生器である。
体が封入されている。１３は密閉容器１２の内壁
に摺動自在に上下運動するデイスプレーサ、１４
は密閉容器１２の内壁に摺動自在に上下運動する
ピストンである。１６は膨張空間、１７は加熱
器、１８は冷却器、１９は再生器である。
２０Ａ，２０Ｂは再生器１９の流路断面積を変
化させるスライド弁、２１Ａ，２１Ｂはコイルバ
ネ、２２Ａ，２２Ｂは形状記憶合金でできたコイ
ルバネ、２３Ａ，２３Ｂは形状記憶合金でできた
コイルバネ２２Ａ，２２Ｂを間接的に加熱冷却す
るために温度を調節する温度調節装置である。
化させるスライド弁、２１Ａ，２１Ｂはコイルバ
ネ、２２Ａ，２２Ｂは形状記憶合金でできたコイ
ルバネ、２３Ａ，２３Ｂは形状記憶合金でできた
コイルバネ２２Ａ，２２Ｂを間接的に加熱冷却す
るために温度を調節する温度調節装置である。
１５はデイスプレーサロツド、２４は再生器マ
トリクスの独立した１本の流路である。
トリクスの独立した１本の流路である。
以下に作用について述べる。
デイスプレーサ１３とピストン１４は上下運動
している。
している。
このときデイスプレーサ１３の位置の位相角は
ピストン１４の位置の位相角より少し大き目にな
つている。
ピストン１４の位置の位相角より少し大き目にな
つている。
このデイスプレーサ１３の上下運動により、作
動流体は加熱器１７、再生器１９、冷却器１８、
の中を流動しながら熱交換し、ピストン１４の運
動とも相まつて膨張空間１６および圧縮空間２５
の中に圧力変動を生ぜしめる。
動流体は加熱器１７、再生器１９、冷却器１８、
の中を流動しながら熱交換し、ピストン１４の運
動とも相まつて膨張空間１６および圧縮空間２５
の中に圧力変動を生ぜしめる。
この圧力変動はピストン１４に対して仕事をす
る。このようにして加熱器１７から作動流体に与
えられた熱の一部はピストン１４に対する仕事に
変り、一部は冷却器１８を通して外へ捨てられる
のである。ところで、例えば負荷が変動した場合
など、デイスプレーサ１３の振幅が変わるが、こ
の場合に熱効率を最大にする再生器１９の流路断
面積も変わる。
る。このようにして加熱器１７から作動流体に与
えられた熱の一部はピストン１４に対する仕事に
変り、一部は冷却器１８を通して外へ捨てられる
のである。ところで、例えば負荷が変動した場合
など、デイスプレーサ１３の振幅が変わるが、こ
の場合に熱効率を最大にする再生器１９の流路断
面積も変わる。
このようなとき、本発明においては、最適な流
路断面積にすることができる。
路断面積にすることができる。
即ち、デイスプレーサ１３の振幅が増加すると
温度調節装置２３Ａ，２３Ｂは、デイスプレーサ
１３の振幅の増加を検出して、コイルバネ２２
Ａ，２２Ｂを冷却する、コイルバネ２２Ａ，２２
Ｂは形状記憶合金でできており、形状記憶合金は
低温で軟かく、形状回復温度以上の高温で硬く強
いので、温度の低下に伴つて、コイルバネ２１
Ａ，２１Ｂが及す圧縮力によつて圧縮され、スラ
イド弁２０Ａ，２０Ｂは左右に開く、また逆に、
デイスプレーサ１３の振幅が減少すると温度調節
装置２３Ａ，２３Ｂはデイスプレーサ１３の振幅
の減少を検出して、コイルバネ２２Ａ，２２Ｂを
加熱する。そうするとコイルバネ２２Ａ，２２Ｂ
の温度は上り、コイルバネ２１Ａ，２１Ｂによつ
て及ほされている圧縮力に打勝つて形状回復し、
スライド弁２０Ａ，２０Ｂを閉じる方向に移動さ
せる。このようにして、デイスプレーサ１３の振
幅に応じて常に高い熱効率を誰持できるものであ
る。
温度調節装置２３Ａ，２３Ｂは、デイスプレーサ
１３の振幅の増加を検出して、コイルバネ２２
Ａ，２２Ｂを冷却する、コイルバネ２２Ａ，２２
Ｂは形状記憶合金でできており、形状記憶合金は
低温で軟かく、形状回復温度以上の高温で硬く強
いので、温度の低下に伴つて、コイルバネ２１
Ａ，２１Ｂが及す圧縮力によつて圧縮され、スラ
イド弁２０Ａ，２０Ｂは左右に開く、また逆に、
デイスプレーサ１３の振幅が減少すると温度調節
装置２３Ａ，２３Ｂはデイスプレーサ１３の振幅
の減少を検出して、コイルバネ２２Ａ，２２Ｂを
加熱する。そうするとコイルバネ２２Ａ，２２Ｂ
の温度は上り、コイルバネ２１Ａ，２１Ｂによつ
て及ほされている圧縮力に打勝つて形状回復し、
スライド弁２０Ａ，２０Ｂを閉じる方向に移動さ
せる。このようにして、デイスプレーサ１３の振
幅に応じて常に高い熱効率を誰持できるものであ
る。
発明の効果
本発明によれば再生器の作動流体が通過する流
路の断面積を変化させる構成としているのでスタ
ーリング機関の熱効率を向上するという効果があ
る。
路の断面積を変化させる構成としているのでスタ
ーリング機関の熱効率を向上するという効果があ
る。
第１図は従来のスターリング機関の概略の構成
図、第２図は本発明の一実施例によるスターリン
グ機関の概略の構成図、第３図は第２図のAA′断
面図である。 １……密閉容器、２……デイスプレーサ、３…
…ピストン、６……加熱器、８……冷却器、７…
…再生器、１２……密閉容器、１３……デイスプ
レーサ、１４……ピストン、１７……加熱器、１
８……冷却器、１９……再生器、２０Ａ，２０Ｂ
……スライド弁、２２Ａ，２２Ｂ……形状記憶合
金でできたコイルバネ、２１Ａ，２１Ｂ……コイ
ルバネ、２３Ａ，２３Ｂ……温度調節装置、２４
……再生器マトリクスの独立した１本の流路。
図、第２図は本発明の一実施例によるスターリン
グ機関の概略の構成図、第３図は第２図のAA′断
面図である。 １……密閉容器、２……デイスプレーサ、３…
…ピストン、６……加熱器、８……冷却器、７…
…再生器、１２……密閉容器、１３……デイスプ
レーサ、１４……ピストン、１７……加熱器、１
８……冷却器、１９……再生器、２０Ａ，２０Ｂ
……スライド弁、２２Ａ，２２Ｂ……形状記憶合
金でできたコイルバネ、２１Ａ，２１Ｂ……コイ
ルバネ、２３Ａ，２３Ｂ……温度調節装置、２４
……再生器マトリクスの独立した１本の流路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 密閉容器と、この密閉容器内に封入された
He、H2等の作動流体と、前記密閉容器を高温の
作動流体の存在する膨張空間と低温の作動流体の
存在する圧縮空間とに隔てるように設けられたデ
イスプレーサと、膨張空間と圧縮空間とを連通す
る流路と、前記流路に膨張空間から圧縮空間に向
かつて順次設けられた加熱器・再生器・冷却器
と、密閉容器に対して相対運動するように圧縮空
間に面して設けられたピストンと、前記デイスプ
レーサの振幅に応じて前記再生器の作動流体が通
過する流路の断面積を変化させる手段とを有する
スターリング機関。 ２ 再生器の作動流体が通過する流路の断面積を
変化させる構成として再生器の流路断面積を変化
させるスライド弁と、このスライド弁を温度変化
により作動させる形状記憶合金でできたコイルバ
ネを有する特許請求の範囲第１項記載のスターリ
ング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14802584A JPS6125955A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | スタ−リング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14802584A JPS6125955A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6125955A JPS6125955A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0256506B2 true JPH0256506B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=15443422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14802584A Granted JPS6125955A (ja) | 1984-07-16 | 1984-07-16 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6125955A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2481345B1 (es) * | 2013-01-28 | 2015-07-15 | Deba Energy, S.L. | Motor stirling equipado con cámaras en forma de fuelles |
| SE541814C2 (en) * | 2018-01-02 | 2019-12-17 | Maston AB | Stirling engine comprising a transition flow element |
-
1984
- 1984-07-16 JP JP14802584A patent/JPS6125955A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6125955A (ja) | 1986-02-05 |
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