JPH04175443A - 熱ガス機関 - Google Patents
熱ガス機関Info
- Publication number
- JPH04175443A JPH04175443A JP30023090A JP30023090A JPH04175443A JP H04175443 A JPH04175443 A JP H04175443A JP 30023090 A JP30023090 A JP 30023090A JP 30023090 A JP30023090 A JP 30023090A JP H04175443 A JPH04175443 A JP H04175443A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- heat exchanger
- high temperature
- engine
- rings
- Prior art date
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- Granted
Links
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing 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
- F02G1/044—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 having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
- F02G1/0445—Engine plants with combined cycles, e.g. Vuilleumier
-
- 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
- F02G2250/00—Special cycles or special engines
- F02G2250/18—Vuilleumier cycles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はＶＭ（ブルマイヤ）サイクルを用いた熱ガス機
関に関するものである。
関に関するものである。
〈従来の技術〉
従来、この種の熱ガス機関において、ピストンとシリン
ダとの間のクリアランスをシールするリングは、第３図
に示すようにピストンａにリング溝すを設け、このリン
グ溝すにリングＣを取り付けることによって、温度レベ
ルが異なる高温室ｄと中温室ｅとに仕切っていた。
ダとの間のクリアランスをシールするリングは、第３図
に示すようにピストンａにリング溝すを設け、このリン
グ溝すにリングＣを取り付けることによって、温度レベ
ルが異なる高温室ｄと中温室ｅとに仕切っていた。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかし、このようにリングＣをピストン側に配設した構
成では、機関作動にあってピストンａが上から下に移動
すると、作動ガスは作動室ｅから中温用熱交換器ｆ−再
生熱交換器ｇ−高温用熱交換器りを経て熱交換し作動室
ｄに移動する。通常、ピストンａとシリンダｉの内壁と
の間はクリアランスｊがあるため、上記の動作の際、各
熱交換器ｆ、ｇ、ｈで熱交換し作動室ｄに移動したガス
がそのクリアランスｊのため、シリンダ壁ｉを通して中
温用熱交換器ｆと熱交換し熱損失が生じる。その結果、
高温室ｄの温度を一定に保つのに余分な熱を必要とする
。
成では、機関作動にあってピストンａが上から下に移動
すると、作動ガスは作動室ｅから中温用熱交換器ｆ−再
生熱交換器ｇ−高温用熱交換器りを経て熱交換し作動室
ｄに移動する。通常、ピストンａとシリンダｉの内壁と
の間はクリアランスｊがあるため、上記の動作の際、各
熱交換器ｆ、ｇ、ｈで熱交換し作動室ｄに移動したガス
がそのクリアランスｊのため、シリンダ壁ｉを通して中
温用熱交換器ｆと熱交換し熱損失が生じる。その結果、
高温室ｄの温度を一定に保つのに余分な熱を必要とする
。
本発明は上記実情に鑑み、ピストンのリングの位置をシ
リンダに対し特定することで、前記課題を解決する熱ガ
ス機関を提供することを目的としたものである。
リンダに対し特定することで、前記課題を解決する熱ガ
ス機関を提供することを目的としたものである。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、作動ガスが封入されたシリンダと、このシリ
ンダ内を温度が異なる二室に区画するピストンと、この
ピストンとシリンダとの間のクリアランスをシールする
リングとを備え、このリングを前記シリンダに取り付け
たものである。
ンダ内を温度が異なる二室に区画するピストンと、この
ピストンとシリンダとの間のクリアランスをシールする
リングとを備え、このリングを前記シリンダに取り付け
たものである。
〈作 用〉
上記のように、シリンダ壁にリングを取り付けることに
より機関作動中に、ピストンが往復運動しても温度が異
なる二室を仕切る位置が変化しないため、一方の室から
他方の室へクリアランスを経てシリンダ壁を通して流れ
る熱損失は低減される。
より機関作動中に、ピストンが往復運動しても温度が異
なる二室を仕切る位置が変化しないため、一方の室から
他方の室へクリアランスを経てシリンダ壁を通して流れ
る熱損失は低減される。
〈実施例〉
以下、本発明を実施例の図面に基づいて説明すれば、次
の通りである。
の通りである。
第１図、第２図はＶＭサイクル駆動方式の外燃機関を示
し、外燃式エンジン６゛の直交方向に配置した高温側シ
リンダ１０と低温□側シリンダ１１内に、該シリンダ１
０．１１を高温室１０ａと中温室１０ｂ及び低温室１１
ａと中温室１１ｂとに区画するピストンｌａ、ｌｂを配
設し、且つこのピストンｌａ、ｌｂとシリンダ１０゜１
１間とのクリアランス２ａ、２ｂには前後をシールする
リング３ａ、３ｂを２段に備える。
し、外燃式エンジン６゛の直交方向に配置した高温側シ
リンダ１０と低温□側シリンダ１１内に、該シリンダ１
０．１１を高温室１０ａと中温室１０ｂ及び低温室１１
ａと中温室１１ｂとに区画するピストンｌａ、ｌｂを配
設し、且つこのピストンｌａ、ｌｂとシリンダ１０゜１
１間とのクリアランス２ａ、２ｂには前後をシールする
リング３ａ、３ｂを２段に備える。
この場合、リング３ａ、３ｂは各シリンダ１０゜１１の
シリンダ内壁１０ｃ、１１．ｃの上部（先端部）に刻設
したリング溝４ａ、４ｂに夫々嵌着した取り付けとして
いる。また、このピストンｌａ、ｌｂのロッド７ａ、７
ｂは回転軸８の回転で駆動するクランク機構９ａ、９ｂ
に連結しである。１２はシリンダ１０の高温室１０ａに
連通する高温用熱交換器で、この先端にシリンダ１０の
外周に沿って配置した高温用再生熱交換器１３と中温用
熱交換器１４を設ける。また、低温側シリンダ１１の低
温室１１ａには、シリンダ１１の外周に沿って配置した
低温用熱交換器１５と低温用再生熱交換器１，６と中温
用熱交換器１７を設け、該中温用熱交換器１７と前記中
温用熱交換器１４は連通ダクト１８にて連通すると共に
、シリンダ１０．１１の中温室１０ｂ、ｌｌｂに連通し
ている。２０は室内に設置する室内用熱交換器で、この
一端を高温側中温用熱交換器１４に接続し、他端を低温
側中温用熱交換器１７を経て前記中温用熱交換器１４に
戻る閉サイクルとし、２１は室外に設置され低温用熱交
換器１５と接続した室外側熱交換器である。２２は外部
からの加熱器である。
シリンダ内壁１０ｃ、１１．ｃの上部（先端部）に刻設
したリング溝４ａ、４ｂに夫々嵌着した取り付けとして
いる。また、このピストンｌａ、ｌｂのロッド７ａ、７
ｂは回転軸８の回転で駆動するクランク機構９ａ、９ｂ
に連結しである。１２はシリンダ１０の高温室１０ａに
連通する高温用熱交換器で、この先端にシリンダ１０の
外周に沿って配置した高温用再生熱交換器１３と中温用
熱交換器１４を設ける。また、低温側シリンダ１１の低
温室１１ａには、シリンダ１１の外周に沿って配置した
低温用熱交換器１５と低温用再生熱交換器１，６と中温
用熱交換器１７を設け、該中温用熱交換器１７と前記中
温用熱交換器１４は連通ダクト１８にて連通すると共に
、シリンダ１０．１１の中温室１０ｂ、ｌｌｂに連通し
ている。２０は室内に設置する室内用熱交換器で、この
一端を高温側中温用熱交換器１４に接続し、他端を低温
側中温用熱交換器１７を経て前記中温用熱交換器１４に
戻る閉サイクルとし、２１は室外に設置され低温用熱交
換器１５と接続した室外側熱交換器である。２２は外部
からの加熱器である。
次にこの作用を説明すると、先ずこのシリンダ１０．１
１のシリンダ内壁１０ｃ、ｌｌｃの上部のリング溝４ａ
、４ｂにリング３ａ、３ｂを取り付け、高温室１０ａと
中温室１０ｂ及び低温室１１ａと中温室１１ｂを仕切り
、機関作−中はリング３ａ、３ｂは移動しないので、高
、 温室１０ａと中温室１０ｂ及び低温室１１ａと中温
室１１ｂは常に同じ位置で仕切られている。
１のシリンダ内壁１０ｃ、ｌｌｃの上部のリング溝４ａ
、４ｂにリング３ａ、３ｂを取り付け、高温室１０ａと
中温室１０ｂ及び低温室１１ａと中温室１１ｂを仕切り
、機関作−中はリング３ａ、３ｂは移動しないので、高
、 温室１０ａと中温室１０ｂ及び低温室１１ａと中温
室１１ｂは常に同じ位置で仕切られている。
ここで、回転軸８の回転でクランク機構９ｇ。
９ｂが回動すると、該クランク機構９ａ、９ｂにロッド
７ａ、７ｂをもって連結されたピストン１ａ、１ｂが往
復運動される。
７ａ、７ｂをもって連結されたピストン１ａ、１ｂが往
復運動される。
ここにおいて、例えばピストン１ａが上から下に移動す
ると、高温側シリンダ１０の作動ガスは中温室１０ｂか
ら高温側中温用熱交換器１４、再生熱交換器１３．高温
用熱交換器１２を経て熱交換し高温室１０ａに移動する
。この場合、従来の方法だと、ピストン１ａとシリンダ
内壁１０ｃの間はクリアランス２ａがあるため、前記動
作の際に各熱交換器１４，１３．１２で熱交換し高温室
１０ａに移動した作動ガスがそのクリアランス２ａのた
めにシリンダ壁を通して高温側中温用熱交換器１４と熱
交換するが、ピストン１ａが往復運動してもリング３ａ
が固定され高温室１０ａと中温室１０ｂの仕切り位置が
変化することなく、適性な位置で仕切っているので、シ
リンダ壁を通る熱損失は少なくなる。この熱損失の減少
は、リング３ｂによりクリアランス２ｂがシールされて
いる低温側シリンダ１１においても同様である。また、
リング３は常に中温用熱交換器１４．１７の近傍に位置
するめ、特殊な材料を必要としない。
ると、高温側シリンダ１０の作動ガスは中温室１０ｂか
ら高温側中温用熱交換器１４、再生熱交換器１３．高温
用熱交換器１２を経て熱交換し高温室１０ａに移動する
。この場合、従来の方法だと、ピストン１ａとシリンダ
内壁１０ｃの間はクリアランス２ａがあるため、前記動
作の際に各熱交換器１４，１３．１２で熱交換し高温室
１０ａに移動した作動ガスがそのクリアランス２ａのた
めにシリンダ壁を通して高温側中温用熱交換器１４と熱
交換するが、ピストン１ａが往復運動してもリング３ａ
が固定され高温室１０ａと中温室１０ｂの仕切り位置が
変化することなく、適性な位置で仕切っているので、シ
リンダ壁を通る熱損失は少なくなる。この熱損失の減少
は、リング３ｂによりクリアランス２ｂがシールされて
いる低温側シリンダ１１においても同様である。また、
リング３は常に中温用熱交換器１４．１７の近傍に位置
するめ、特殊な材料を必要としない。
ここで、暖房の機関動作では、高温側シリンダ１０の高
温室１０ａを出た作動ガスは高温側熱交換器１２て加熱
された後、再生熱交換器１３から中温用熱交換器１４に
流れ、該中温用熱交換器１４．１７から中温媒体の熱を
取り出して室内側熱交換器２０へ導き暖房をする。この
とき、低温用熱交換器１５から低温媒体の熱を取り出し
て室外側熱交換器２１へ導き室外から熱を汲みあげる。
温室１０ａを出た作動ガスは高温側熱交換器１２て加熱
された後、再生熱交換器１３から中温用熱交換器１４に
流れ、該中温用熱交換器１４．１７から中温媒体の熱を
取り出して室内側熱交換器２０へ導き暖房をする。この
とき、低温用熱交換器１５から低温媒体の熱を取り出し
て室外側熱交換器２１へ導き室外から熱を汲みあげる。
冷房時では図示していないが、流路切換弁を用いて低温
用熱交換器１５と室内側熱交換器２０とを結び、中温用
熱交換器１４゜１７と室外側熱交換器２１とを結び、室
内側熱交換器２０に低温媒体を送って冷房すると共に、
室外側熱交換器２１に高温媒体を送って媒体の熱を室外
へ排出する。
用熱交換器１５と室内側熱交換器２０とを結び、中温用
熱交換器１４゜１７と室外側熱交換器２１とを結び、室
内側熱交換器２０に低温媒体を送って冷房すると共に、
室外側熱交換器２１に高温媒体を送って媒体の熱を室外
へ排出する。
〈発明の効果〉
上述のように、本発明の熱ガス機関はピストンとシリン
ダとの間のクリアランスを仕切るリングを、シリンダ内
壁側に取り付ける固定タイプとしたことて、特殊な材料
を必要とせずに機関の熱サイクルに不必要な熱の低減、
つまり熱損失を低減し機関効率を向上させることか出来
る。
ダとの間のクリアランスを仕切るリングを、シリンダ内
壁側に取り付ける固定タイプとしたことて、特殊な材料
を必要とせずに機関の熱サイクルに不必要な熱の低減、
つまり熱損失を低減し機関効率を向上させることか出来
る。
第１図は本発明の実施例を示す熱ガス機関の概略図、第
２図は同高温側シリンダ部の断面図、第３図は従来の高
温側シリンダ部の断面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・ピストン、２ａ、２ｂ・・・クリアラ
ンス、３ａ、３ｂ・・・リング、４ａ、４ｂ・・・リン
グ溝、１０・・・高温側シリンダ、１０ａ・・・高温室
、１０ｂ・・・中温室、１０ｃ・・・シリンダ内壁、１
１・・・低温側シリンダ、１４・・・中温用熱交換器、
１７・・・中温用熱交換器。 特 許 出 願 人 東京瓦斯株式会社同
大阪瓦斯株式会社 同 東邦瓦斯株式会社 同 三洋電機株式会社 代 理 人 尾 股 行 雄第
１図 ２図 第３図 ＠発明者関谷 弘志
２図は同高温側シリンダ部の断面図、第３図は従来の高
温側シリンダ部の断面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・ピストン、２ａ、２ｂ・・・クリアラ
ンス、３ａ、３ｂ・・・リング、４ａ、４ｂ・・・リン
グ溝、１０・・・高温側シリンダ、１０ａ・・・高温室
、１０ｂ・・・中温室、１０ｃ・・・シリンダ内壁、１
１・・・低温側シリンダ、１４・・・中温用熱交換器、
１７・・・中温用熱交換器。 特 許 出 願 人 東京瓦斯株式会社同
大阪瓦斯株式会社 同 東邦瓦斯株式会社 同 三洋電機株式会社 代 理 人 尾 股 行 雄第
１図 ２図 第３図 ＠発明者関谷 弘志
Claims (1)
- １、作動ガスが封入されたシリンダと、このシリンダ内
を温度が異なる二室に区画するピストンと、このピスト
ンとシリンダとの間のクリアランスをシールするリング
とを備え、このリングを前記シリンダに取り付けたこと
を特徴とする熱ガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300230A JP2769037B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | 熱ガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2300230A JP2769037B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | 熱ガス機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175443A true JPH04175443A (ja) | 1992-06-23 |
| JP2769037B2 JP2769037B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=17882286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2300230A Expired - Lifetime JP2769037B2 (ja) | 1990-11-06 | 1990-11-06 | 熱ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769037B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105986924A (zh) * | 2015-02-04 | 2016-10-05 | 华北电力大学（保定） | 一种vm循环热泵发电装置 |
| CN106593687A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 冷热双缸外转子发动机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6398413U (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 |
-
1990
- 1990-11-06 JP JP2300230A patent/JP2769037B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6398413U (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105986924A (zh) * | 2015-02-04 | 2016-10-05 | 华北电力大学（保定） | 一种vm循环热泵发电装置 |
| CN106593687A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-04-26 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | 冷热双缸外转子发动机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2769037B2 (ja) | 1998-06-25 |
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