JPH0257215B2 - - Google Patents
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- JPH0257215B2 JPH0257215B2 JP27794584A JP27794584A JPH0257215B2 JP H0257215 B2 JPH0257215 B2 JP H0257215B2 JP 27794584 A JP27794584 A JP 27794584A JP 27794584 A JP27794584 A JP 27794584A JP H0257215 B2 JPH0257215 B2 JP H0257215B2
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- JP
- Japan
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- displacer
- flow path
- piston
- gas spring
- space
- Prior art date
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Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- F02G1/045—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
- 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
- F02G1/0435—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 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)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は外燃機関の一種であるスターリング機
関に関する。
関に関する。
従来の技術
従来のスターリング機関、例えばフリーピスト
ン・スターリング機関（以下FPSEと略称する）
は第２図のような構成になつていた。
ン・スターリング機関（以下FPSEと略称する）
は第２図のような構成になつていた。
すなわち密閉容器１の中にHe、H2等の作動流
体が封入されており、作動流体は加熱器２にて加
熱され、冷却器３にて冷却されている。一方デイ
スプレーサ４とピストン５は上下に振動してお
り、ピストン５は作動流体から仕事をされ、さら
にピストン５は、リニア発電機、ポンプ、圧縮機
等の負荷６に対して仕事をする。またピストン５
が上昇すると連通する空間７，８，９の圧力は増
加し、またピストン５が下降すると空間７，８，
９の圧力は減少する。デイスプレーサ４は空間７
の圧力とガスバネ１０の圧力の圧力差で駆動され
る。また通常デイスプレーサ４の位置の位相角度
はピストン５の位置の位相角度より40゜〜90゜進ん
でいる。
体が封入されており、作動流体は加熱器２にて加
熱され、冷却器３にて冷却されている。一方デイ
スプレーサ４とピストン５は上下に振動してお
り、ピストン５は作動流体から仕事をされ、さら
にピストン５は、リニア発電機、ポンプ、圧縮機
等の負荷６に対して仕事をする。またピストン５
が上昇すると連通する空間７，８，９の圧力は増
加し、またピストン５が下降すると空間７，８，
９の圧力は減少する。デイスプレーサ４は空間７
の圧力とガスバネ１０の圧力の圧力差で駆動され
る。また通常デイスプレーサ４の位置の位相角度
はピストン５の位置の位相角度より40゜〜90゜進ん
でいる。
デイスプレーサ４の上下運動により、作動流体
は空間７と空間８との間を往復し、加熱器２、再
生器１１、冷却器３にて熱交換されるものであ
る。また、ガスばね１０はデイスプレーサ７が適
当な振幅で振動し、しかもピストン５の位置の位
相角度とデイスプレーサ７の位相相角度との差が
適当になるように、そのばね定数が調節されてい
る。またデイスプレーサ４の振動の中心位置を定
めるために流路１２，１３が設けられており、デ
イスプレーサ４が上下運動しているときに流路１
２と流路１３が連通する位置にくると、ガスばね
１０は流路１２，１３を通してバウンス空間１４
と連通し、ガスばね１０の圧力はバウンス空間１
４の圧力と等しくなる。
は空間７と空間８との間を往復し、加熱器２、再
生器１１、冷却器３にて熱交換されるものであ
る。また、ガスばね１０はデイスプレーサ７が適
当な振幅で振動し、しかもピストン５の位置の位
相角度とデイスプレーサ７の位相相角度との差が
適当になるように、そのばね定数が調節されてい
る。またデイスプレーサ４の振動の中心位置を定
めるために流路１２，１３が設けられており、デ
イスプレーサ４が上下運動しているときに流路１
２と流路１３が連通する位置にくると、ガスばね
１０は流路１２，１３を通してバウンス空間１４
と連通し、ガスばね１０の圧力はバウンス空間１
４の圧力と等しくなる。
バウンス空間１４の体積はピストン５の上下運
動による体積変化に対して十分大きく、したがつ
てバウンス空間１４の圧力変化はガスばね１０の
圧力変化に比べて十分小さく、したがつて、ガス
ばね１０の圧力は、流路１２と流路１３とが連通
する度にほぼ一定の圧力になることになる。した
がつて、この流路１２，１３の働きによつて、ガ
スばね１０の平均圧力が次第に大きくなつてデイ
スプレーサ７の振動の中心位置が次第に上昇した
り、逆にガスばね１０の平均圧力が次第に小さく
なつてデイスプレーサ７の振動の中心位置が次第
に下降したりすることを防いでいる。
動による体積変化に対して十分大きく、したがつ
てバウンス空間１４の圧力変化はガスばね１０の
圧力変化に比べて十分小さく、したがつて、ガス
ばね１０の圧力は、流路１２と流路１３とが連通
する度にほぼ一定の圧力になることになる。した
がつて、この流路１２，１３の働きによつて、ガ
スばね１０の平均圧力が次第に大きくなつてデイ
スプレーサ７の振動の中心位置が次第に上昇した
り、逆にガスばね１０の平均圧力が次第に小さく
なつてデイスプレーサ７の振動の中心位置が次第
に下降したりすることを防いでいる。
発明が解決しようとする問題点
ところで、起動時にはデイスプレーサ４は重力
によつて運動可能範囲の一番下の位置にあり、こ
の位置から起動すると、流路１２は流路１３に連
通するまで上がらない所で振動する。このため、
ガスばね１０の圧力はバウンス空間１４の圧力に
等しくなることができない。
によつて運動可能範囲の一番下の位置にあり、こ
の位置から起動すると、流路１２は流路１３に連
通するまで上がらない所で振動する。このため、
ガスばね１０の圧力はバウンス空間１４の圧力に
等しくなることができない。
そしてこのような状態で運動すると、デイスプ
レーサロツド１４と軸受１５とがぶつかつたりし
て機関の信頼性が低下するという欠点があつた。
レーサロツド１４と軸受１５とがぶつかつたりし
て機関の信頼性が低下するという欠点があつた。
そこで本発明は、このような起動時に流路１２
と流路１３とが連通せず、デイスプレーサロツド
１４と軸受１５とがぶつかるのを防ごうとするも
のである。
と流路１３とが連通せず、デイスプレーサロツド
１４と軸受１５とがぶつかるのを防ごうとするも
のである。
問題点を解決するための手段
そして上記問題点を解決する本発明の技術的な
手段はバウンス空間に連通する流路に逆止弁を介
して、容器を設け、本容器とガスばねとを止弁を
介して連通する流路を設けるものである。
手段はバウンス空間に連通する流路に逆止弁を介
して、容器を設け、本容器とガスばねとを止弁を
介して連通する流路を設けるものである。
作 用
上記技術的手段により、たとえば起動時、デイ
スプレーサが下方で振動し、デイスプレーサロツ
ドと軸受とがぶつかるような時でも、止弁を開い
てガスばねの平均圧力を引上げ、それによつてデ
イスプレーサを引上げてやる。そうすると、デイ
スプレーサは適当な位置をその中心位置として振
動するようになる。
スプレーサが下方で振動し、デイスプレーサロツ
ドと軸受とがぶつかるような時でも、止弁を開い
てガスばねの平均圧力を引上げ、それによつてデ
イスプレーサを引上げてやる。そうすると、デイ
スプレーサは適当な位置をその中心位置として振
動するようになる。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづい
て説明する。
て説明する。
第１図は、本実施例のデイスプレーサ型スター
リング機関の一種であるFPSEであり、１５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。１６は作動流体を加熱する加熱器、１
７は作動流体を冷却する冷却器、１８は蓄熱作用
を有する再生器である。１９は密閉容器１５の内
壁に摺動自在に運動するデイスプレーサ、２０は
密閉容器１５の内壁に摺動自在に運動するピスト
ンである。２１はピストン２０の上下運動によつ
てピストン２０から仕事をされるリニア発電機、
ポンプ、圧縮機等の負荷である。２２はデイスプ
レーサロツド２３に設けられた流路、２４はデイ
スプレーサ１９の運動に伴つて流路２２と連通し
たときにガスばね２５とバウンス空間２６とを連
通させるための流路、２７はバウンス空間２６と
ガスばね２５とを連通する流路でその途中に、逆
止弁２８、容器２９、止弁３０が設けられてい
る。バウンス空間２６はピストン２０の上下運動
に伴つて圧力が変動するが、逆止弁２８のはたら
きで、容器２９内はバウンス空間の最高圧力にな
つている。また止弁３０を開くと、容器２９とガ
スばね２５とは連通する。
リング機関の一種であるFPSEであり、１５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。１６は作動流体を加熱する加熱器、１
７は作動流体を冷却する冷却器、１８は蓄熱作用
を有する再生器である。１９は密閉容器１５の内
壁に摺動自在に運動するデイスプレーサ、２０は
密閉容器１５の内壁に摺動自在に運動するピスト
ンである。２１はピストン２０の上下運動によつ
てピストン２０から仕事をされるリニア発電機、
ポンプ、圧縮機等の負荷である。２２はデイスプ
レーサロツド２３に設けられた流路、２４はデイ
スプレーサ１９の運動に伴つて流路２２と連通し
たときにガスばね２５とバウンス空間２６とを連
通させるための流路、２７はバウンス空間２６と
ガスばね２５とを連通する流路でその途中に、逆
止弁２８、容器２９、止弁３０が設けられてい
る。バウンス空間２６はピストン２０の上下運動
に伴つて圧力が変動するが、逆止弁２８のはたら
きで、容器２９内はバウンス空間の最高圧力にな
つている。また止弁３０を開くと、容器２９とガ
スばね２５とは連通する。
次に、この一実施例の構成における作用を説明
する。
する。
デイスプレーサ１９が上昇すると、空間３１、
加熱器１６内にある高温の作動流体は、再生器１
８、冷却器１７を通つて空間３２，３３の方へ移
動し冷却される。その結果、空間３１，３２，３
３内の圧力は減少し、ピストン２０は上昇する。
さらにデイスプレーサ１９が上昇すると、ガスば
ね２５の圧力が下がり、デイスプレーサ１９は逆
に下降する。すると今度は、空間３２，３３、冷
却器１７内にある低温の作動流体は、再生器１
８、加熱器１６を通つて空間３１の方へ移動し、
加熱される。その結果、空間３１，３２，３３内
の圧力は上昇し、ピストン２０は逆に下降する。
さらにデイスプレーサ１９が下降するとガスばね
２５の圧力が上昇し、デイスプレーサ１９は逆に
上昇する。
加熱器１６内にある高温の作動流体は、再生器１
８、冷却器１７を通つて空間３２，３３の方へ移
動し冷却される。その結果、空間３１，３２，３
３内の圧力は減少し、ピストン２０は上昇する。
さらにデイスプレーサ１９が上昇すると、ガスば
ね２５の圧力が下がり、デイスプレーサ１９は逆
に下降する。すると今度は、空間３２，３３、冷
却器１７内にある低温の作動流体は、再生器１
８、加熱器１６を通つて空間３１の方へ移動し、
加熱される。その結果、空間３１，３２，３３内
の圧力は上昇し、ピストン２０は逆に下降する。
さらにデイスプレーサ１９が下降するとガスばね
２５の圧力が上昇し、デイスプレーサ１９は逆に
上昇する。
以上のようにして、ピストン２０、デイスプレ
ーサ１９は上下に振動し、その過程で、加熱器１
６から作動流体に与えられた熱の一部は、ピスト
ン２０に対する仕事に変わり、一部は冷却器１７
で捨てられ、ピストン２０に対してなされた仕事
の一部は負荷２１に対する仕事になるのである。
ーサ１９は上下に振動し、その過程で、加熱器１
６から作動流体に与えられた熱の一部は、ピスト
ン２０に対する仕事に変わり、一部は冷却器１７
で捨てられ、ピストン２０に対してなされた仕事
の一部は負荷２１に対する仕事になるのである。
また通常デイスプレーサ１９の位置の位相角は
ピストン２０の位置の位相角に対し、40゜〜90゜進
んでいる。
ピストン２０の位置の位相角に対し、40゜〜90゜進
んでいる。
ところで、デイスプレーサ１９が上下に振動し
ている時、流路２２と空間２４とが連通すると、
ガスばね２５とバウンス空間２６とが連通する。
このためデイスプレーサ１９は上に行きすぎて密
閉容器１５の内面とぶつかつたり、また逆に下に
行きすぎてデイスプレーサロツド２３と軸受３４
とぶつかつたりすることがなく、常に流路２２，
２４の連通位置を中心に振動している。ところ
が、起動時は、デイスプレーサ１９は重力の影響
で運動可能範囲の最低位置にあるため、デイスプ
レーサ１９が振動しても、流路２２，２４が連通
する位置まで上つてこず、デイスプレーサロツド
２３と軸受３４とがぶつかる。このようなとき
は、止弁３０を開いて容器２９に蓄えられてい
る。バウンス空間２６の最高圧力を、ガスばね２
５に導入し、それによつてデイスプレーサ１９を
上方に引上げてやる。そうすると、流路２２，２
４が連通する所までデイスプレーサ１９は上昇
し、デイスプレーサ１９は、流路２２，２４の連
通位置を中心に振動するようになり、デイスプレ
ーサロツド２３と軸受３４とがぶつからなくな
る。
ている時、流路２２と空間２４とが連通すると、
ガスばね２５とバウンス空間２６とが連通する。
このためデイスプレーサ１９は上に行きすぎて密
閉容器１５の内面とぶつかつたり、また逆に下に
行きすぎてデイスプレーサロツド２３と軸受３４
とぶつかつたりすることがなく、常に流路２２，
２４の連通位置を中心に振動している。ところ
が、起動時は、デイスプレーサ１９は重力の影響
で運動可能範囲の最低位置にあるため、デイスプ
レーサ１９が振動しても、流路２２，２４が連通
する位置まで上つてこず、デイスプレーサロツド
２３と軸受３４とがぶつかる。このようなとき
は、止弁３０を開いて容器２９に蓄えられてい
る。バウンス空間２６の最高圧力を、ガスばね２
５に導入し、それによつてデイスプレーサ１９を
上方に引上げてやる。そうすると、流路２２，２
４が連通する所までデイスプレーサ１９は上昇
し、デイスプレーサ１９は、流路２２，２４の連
通位置を中心に振動するようになり、デイスプレ
ーサロツド２３と軸受３４とがぶつからなくな
る。
このように、本実施例においては、従来例の欠
点であつた起動時にデイスプレーサロツド２３と
軸受３４との衝突を防いで機関の信頼性を高めら
れるという効果がある。
点であつた起動時にデイスプレーサロツド２３と
軸受３４との衝突を防いで機関の信頼性を高めら
れるという効果がある。
発明の効果
本発明はガスばねとバウンス空間とを連通する
流路Ｕと、流路Ｕに設けられガスばねからバウン
ス空間への流動を阻止する方向に設けられた逆止
弁および弁を設けるものであるので従来例の欠点
であつた起動時にデイスプレーサロツドと軸受と
の衝突を防いで機関の信頼性を高められるという
効果がある。
流路Ｕと、流路Ｕに設けられガスばねからバウン
ス空間への流動を阻止する方向に設けられた逆止
弁および弁を設けるものであるので従来例の欠点
であつた起動時にデイスプレーサロツドと軸受と
の衝突を防いで機関の信頼性を高められるという
効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるスターリング
機関の概略構成を示す断面図、第２図は従来のス
ターリング機関の概略構成を示す断面図である。 １……密閉容器、２……加熱器、３……冷却
器、４……デイスプレーサ、５……ピストン、１
０……ガスばね、１２，１３……流路、１１……
再生器、１５……密閉容器、１６……加熱器、１
７……冷却器、１８……再生器、１９……デイス
プレーサ、２０……ピストン、２２，２４……流
路、２５……ガスばね（空間Ａ）、２６……バウ
ンス空間（空間Ｂ）、２７……流路、２８……逆
止弁。
機関の概略構成を示す断面図、第２図は従来のス
ターリング機関の概略構成を示す断面図である。 １……密閉容器、２……加熱器、３……冷却
器、４……デイスプレーサ、５……ピストン、１
０……ガスばね、１２，１３……流路、１１……
再生器、１５……密閉容器、１６……加熱器、１
７……冷却器、１８……再生器、１９……デイス
プレーサ、２０……ピストン、２２，２４……流
路、２５……ガスばね（空間Ａ）、２６……バウ
ンス空間（空間Ｂ）、２７……流路、２８……逆
止弁。
Claims (1)
- １ 密閉容器と、前記密閉容器内に封入された
He、H2等の作動流体と、密閉容器の内壁に摺動
あるいは内壁との間に隙間を介して運動可能なよ
うに配設されたデイスプレーサおよびピストン
と、密閉容器とデイスプレーサとで囲まれた膨張
空間と、密閉容器とデイスプレーサとピストンと
で囲まれた圧縮空間と、密閉容器とピストンで囲
まれたバウンス空間と、膨張空間と圧縮空間とを
連通する流路と、前記流路に設けられた作動流体
の加熱器および冷却器と、前記デイスプレーサの
一部をなすデイスプレーサロツドと、前記密閉容
器の一部をなす軸受と、前記デイスプレーサロツ
ドと軸受とで囲まれたガスばねと、その一端はガ
スばねに開口し他端は軸受とデイスプレーサロツ
ドとの隙間に開口する流路Ｓと、その一端は軸受
側から軸受とデイスプレーサロツドとの隙間に開
口し他端はバウンス空間に開口する流路Ｔと、ガ
スばねとバウンス空間とを連通する流路Ｕと、流
路Ｕに設けられガスばねからバウンス空間への流
動を阻止する方向に設けられた逆止弁および弁を
備えたスターリング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27794584A JPS61152948A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27794584A JPS61152948A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61152948A JPS61152948A (ja) | 1986-07-11 |
| JPH0257215B2 true JPH0257215B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=17590462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27794584A Granted JPS61152948A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61152948A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05161229A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-25 | Yazaki Corp | グロメット用ワイヤーハーネス挿通治具 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2590465B2 (ja) * | 1986-12-05 | 1997-03-12 | 松下電器産業株式会社 | フリ−ピストン式スタ−リング・エンジン |
| JPS63309754A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
| CN108330038A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-27 | 孝感麻糖米酒有限责任公司 | 一种多功能一体化的米处理装置 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27794584A patent/JPS61152948A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05161229A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-25 | Yazaki Corp | グロメット用ワイヤーハーネス挿通治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61152948A (ja) | 1986-07-11 |
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