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
- Prior art keywords
- 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)
- Fluid-Damping Devices (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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