JPH0454062B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0454062B2
JPH0454062B2 JP58152074A JP15207483A JPH0454062B2 JP H0454062 B2 JPH0454062 B2 JP H0454062B2 JP 58152074 A JP58152074 A JP 58152074A JP 15207483 A JP15207483 A JP 15207483A JP H0454062 B2 JPH0454062 B2 JP H0454062B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
space
flow path
compression space
compression
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
JP58152074A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6043158A (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 JP15207483A priority Critical patent/JPS6043158A/ja
Publication of JPS6043158A publication Critical patent/JPS6043158A/ja
Publication of JPH0454062B2 publication Critical patent/JPH0454062B2/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)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Reciprocating Pumps (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、特にデイスクプレー
サ型のスターリング機関においては、第1図に示
すように作動流体に膨張区間1、流路2,3、再
生器6、(加熱器4、冷却器5)の作動流体側空
間、圧縮空間7,8からなる作動空間の体積をほ
ぼ一定に保つて加熱器4と冷却器5との間を往復
させ、それによつて膨張空間1および圧縮空間
7,8に圧力脈動を作りだすためにデイスプレー
サ9を設けていた。デイスプレーサ9は容器10
の内面に摺動して上下運動し、デイスプレーサ9
が上方に移動すると、膨張空間1の圧力は圧縮空
間7の圧力より高くなり、この差圧によつて膨張
空間1の作動流体は加熱器4、再生器6、冷却器
6を通つて圧縮空間7の方へ移動する。そのた
め、膨張空間1、流路2、加熱器4の中にある高
温の作動流体の体積が減少し、逆に、圧縮空間
7,8、流路3、冷却器5の中にある低温の作動
流体の体積が増加する。このデイスプレーサ9が
下死点から上死点まで移動する間は、作動空間の
体積はほぼ一定に保たれるので、作動空間の平均
温度が下がり、その結果、作動空間の平均圧力は
減少する。また逆に、デイスプレーサ9が上死点
から下死点まで移動すると、この間、作動空間の
体積はほぼ一定に保たれるので、作動空間の平均
温度は上がり、その結果、作動空間の平均圧力は
増加する。
以上のようにして、デイスプレーサ9は上下運
動し、それによつて作動空間内に圧力の脈動が発
生し、この圧力の脈動によつてピストン11は上
下運動し、その結果、作動空間の作動流体は加熱
器4から熱をもらい、冷却器5へ熱をすて、ピス
トン11に対して仕事をするのである。
ところでデイスプレーサ9と容器10の内面と
の間にはデイスプレーサ9の運動を容易にするた
めに隙間があり、したがつて膨張空間1と圧縮空
間7との間に差圧があるときに、作動流体が流路
2や流路3を通らずに、この隙間を通つて、直
接、膨張空間1と圧縮空間7の間を往来すること
になる。一方、この隙間を通つて膨張空間1と圧
縮空間7の間を往来する作動流体は再生器6を通
つていないため、隙間のない理想的な場合に比
べ、同一の出力をだすためにより多くの加熱量を
必要とし、また同一の出力をだすためにより大き
な加熱器および冷却器を必要とする。言い換える
と効率の低下と加熱器4および冷却器5の大型化
を招いていた。
なお、第1図において、12はデイスプレーサ
9に固定されているピストン、13はピストン1
2と摺動するよう設けられたシリンダ、流路14
と流路15は、ピストン12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7とガススプリング16も
連通し、これによつて圧縮空間7とガススプリン
グ16とは等しい圧力になり、これによつてピス
トン12の上下運動の運動の中心位置が常に流路
14と流路15が連通した位置になるようになつ
ている。17,18は圧縮空間7と圧縮空間8と
を連通するための流路、流路19と流路20は、
ピストン11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8とバウンス空間21も連通し、これによつ
て、圧縮空間8とバウンス空間21とは等しい圧
力になり、これによつてピストン11の上下運動
の運動中心位置が常に流路19と流路20が連通
した位置になるようになつている。
発明の目的 本発明は、従来のスターリング機関の欠点であ
るデイスプレーサと容器の内面との隙間を通つ
て、膨張空間の作動流体と圧縮空気の作動流体が
往来し、そのために熱効率の低下と機関の大型化
を招いていたという欠点を解消し、それにより、
従来以上に効率が高く、しかも小型のスターリン
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、密閉容器内に互いに連通しない2つ
の空間(膨張空間と圧縮空間)に分割するように
可とう性隔板を設けると共に、2つの空間を連通
するように流路を設け、前記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たものであ
る。
実施例の説明 以下、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は圧縮空間、31はその外周
が密閉容器22の壁に密着、固定されている可と
う性隔板、32は可とう性隔板31の内周に密
着、固定されているピストン、33は可とう性隔
板31を通つて、膨張空間28から圧縮空間29
へ移動する熱量を減らすために可とう性隔板31
に取付けられた断熱材、34はピストン32と摺
動するように設けられたシリンダ、流路35と流
路36は、ピストン32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29とガススプリング37も連通
し、これによつて圧縮空間29とガススプリング
37とは等しい圧力になり、その結果ピストン3
2の上下運動の運動の中心位置が常に流路35と
流路36との連通する位置になるようになつてい
る。38,39は圧縮空間29と圧縮空間30と
を連通するための流路、40は密閉容器22の内
面に摺動自在に設けられたピストン、流路41と
流路42は、ピストン40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30とバウンス空間43も連通
し、これによつて、圧縮空間30とバウンス空間
43とは等しい圧力になり、その結果ピストン4
0の上下運動の運動中心位置が常に流路41と流
路42との連通する位置になるようになつてい
る。
44はその一端がピストン40、他端が密閉容
器22の内壁に固定され、ピストン40の上下運
動に伴つて、ピストン40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。
また、以下、膨張空間28、再生器25、流路
26,27(加熱器23、冷却器24)の作動流
体側空間、圧縮空間29,30を作動空間と総称
する。
以下に上記構成の作用について説明する。
本発明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9
が可とう性隔板31、ピストン32、断熱材33
の構成に変つたところが異る。
そして、ピストン32は従来のFPSEのデイス
プレーサ9と同じ動きをするように構成されてお
り、ピストン40も従来のFPSEのピストン11
と同じ動きをする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おいて、ピス
トン32は上下に振動している。ピストン32が
上方に移動すると可とう性隔板31および断熱材
33もピストン32の動きに伴つて変形し、それ
によつて膨張空間28の体積は減少し圧縮空間2
9の体積は増加する。それと同時に、膨張空間2
8の圧力の方が圧縮空間29の圧力より高くな
り、そのために、膨張空間28の作動流体は圧縮
空間29の方へ移動する。これにより従来の
FPSEと同様のしくみで、作動空間の平均圧力は
減少する。このためにピストン40に働く、圧縮
空間30とバウンス空間43との差圧によつて働
く力は上向きに増加し、ピストン40は上方に引
上げられる。ところで、このようにしてピストン
32が上方に移動すると、ガススプリング37の
圧力が減少し、ガススプリング37の圧力と膨張
空間28の圧力の差圧によつてピストン32に働
く力は下向きに増加し、そのためにピストン32
は上死点を経て下方に移動する。そうすると、可
とう性隔板31および断熱材33もピツチ32の
動きに伴つて変形し、それによつて膨張空間28
の体積は増加し、圧縮空間29の体積は減少す
る。それと同時に膨張空間28の圧力の方が圧縮
空間29の圧力より低くなり、そのために、圧縮
空間29,30の作動流体は膨張空間28の方へ
移動する。これにより従来のFPSEと同様のしく
みで、作動空間の平均圧力は増加する。その結果
ピストン40に働く、圧縮空間30とバウンス空
間43との差圧によつて働く力は下向きに増加
し、ピストン40は下向きの力を受けて、上死点
を経て下方へ引下げられる。ところで、このよう
にしてピストン32が下方に移動すると、ガスス
プリング37の圧力が増加し、ガススプリング3
7の圧力と膨張空間28の圧力の差圧によつてピ
ストン32に働く力は上向きに増加し、そのため
にピストン32は下死点を経て上方に移動する。
このようにして、ピストン32は上下に振動
し、それによつて、可とう性隔板31および断熱
材33が運動し、そのために膨張空間28の体積
が増加すると同時に圧縮空間29の体積が減少し
たり、逆に膨張空間28の体積が減少すると同時
に圧縮空間29の体積が増加し、それによつて作
動空間の平均圧力が振動し、そのために、ピスト
ン40が上下に振動する。このような過程によ
り、加熱器23から作動流体に伝えられた熱は、
その一部がピストン40にその一端が固定された
負荷44に対して仕事をし、他の一部は冷却器2
4を通して作動流体から奪われる。
また上記実施例においては、従来のFPSEと異
り、デイスプレーサ9の往復運動により膨張空間
の体積を増減させるのではなく、ピストン32が
上下に運動し、それに伴つて、ピストン32に取
付けられた可とう性隔板31および断熱材33が
上下に運動し、それによつて膨張空間28の体積
が増減する。また、この可とう性隔板31の外周
は密閉容器22の壁に密着、固定されており、可
とう性隔板31の内周はピストン32に密着、固
定されている。したがつて、密閉容器22内の作
動流体は、再生器25を通らずに膨張空間28と
圧縮空間29,30との間を往来することはでき
ない。したがつて従来のFPSEの欠点であるデイ
スプレーサ9と容器10の内面との隙間を通つて
作動流体が往来するために生ずる効率の低下、加
熱器、冷却器の大型化を解消することができ、こ
のため従来のFPSEより効率がより高く、しかも
加熱器、冷却器のより小さいスターリング機関
(FPSE)を提供することができる。
また上記実施例においては、FPSEについて述
べているが、デイスプレーサ9の代りに、可とう
性隔板31、ピストン32、断熱材33を用いる
という方法は、たのスターリング機関にも適用可
能である。
発明の効果 以上述べたように本発明は、密閉容器内の作動
流体が再生器を通らずに膨張空間と圧縮空間の間
を往来するということが防がれ、これによつて従
来のスターリング機関より、より効率が高く、加
熱器、冷却器が小型の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図は本発明によるスターリン
グ機関の概略の構成を示す断面図である。 22……密閉容器、23……加熱器、24……
冷却器、25……再生器、31……可とう性隔
板、33……断熱材、32……ピストン、34…
…シリンダ、40……ピストン、44……負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 密閉容器と、密閉容器内に封入された作動流
    体と、密閉容器内を互いに連通しない膨張空間と
    圧縮空間とに分割するように設けられた可とう性
    隔板と、可とう性隔板に取付けられたピストンA
    と、ピストンAと摺動可能なように密閉容器に取
    付けられピストンAと共にその体積が変化するガ
    ススプリングを形成するように密閉容器に設けら
    れたシリンダと、膨張空間と圧縮空間とを連通す
    るように設けられた流路と、流路の膨張空間側に
    設けられた加熱器と、流路の圧縮空間側に設けら
    れた冷却器と、再生器と、圧縮空間の体積が変化
    するように圧縮空気内に出没しながら作動流体か
    ら仕事をされるピストンBとを有するスターリン
    グ機関。 2 隔板に断熱材を取付けた特許請求の範囲第1
    項記載のスターリング機関。
JP15207483A 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関 Granted JPS6043158A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15207483A JPS6043158A (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
JP15207483A JPS6043158A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6043158A JPS6043158A (ja) 1985-03-07
JPH0454062B2 true JPH0454062B2 (ja) 1992-08-28

Family

ID=15532482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15207483A Granted JPS6043158A (ja) 1983-08-20 1983-08-20 スタ−リング機関

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6043158A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03121244A (ja) * 1989-10-02 1991-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd スターリングエンジン
JP3773522B1 (ja) 2005-01-18 2006-05-10 シャープ株式会社 スターリング機関
US7269961B2 (en) * 2005-07-22 2007-09-18 Pendray John R Thermodynamic cycle apparatus and method
WO2010093666A2 (en) * 2009-02-11 2010-08-19 Stirling Biopower, Inc. Stirling engine

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
JPS56619A (en) * 1979-06-17 1981-01-07 Takeshi Fukuhara Automatically measuring water stop cock

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
JPS56619A (en) * 1979-06-17 1981-01-07 Takeshi Fukuhara Automatically measuring water stop cock

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6043158A (ja) 1985-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS58500450A (ja) 並列流熱交換器を持つスタ−リングエンジン
JPH0660770B2 (ja) 熱駆動ヒ−トポンプ
US4742679A (en) Stirling engine
JPH062971A (ja) スターリング機関一体型圧縮機
US4969807A (en) Gas compressor with buffer spaces
JPH0454062B2 (ja)
JPH03271551A (ja) スターリング機関一体型圧縮機
CA1187294A (en) Hermetic resonant piston stirling engine compressor alternator having hydraulic coupling diaphragm
US5737925A (en) Free piston Vuillermier machine
JPH1062025A (ja) ヴィルミエヒートポンプ
JPS6043157A (ja) スタ−リング機関
JPH0257215B2 (ja)
US4856283A (en) Refrigerator
JPS61152950A (ja) スタ−リング機関
JPH0256502B2 (ja)
JPH1062024A (ja) ヴィルミエヒートポンプ
JP2001207909A (ja) スターリングサイクルおよび熱交換器
JPH0257218B2 (ja)
JPS6210480A (ja) スタ−リング機関駆動圧縮機
JPH0960993A (ja) ヴィルミエヒートポンプ
JPS6196164A (ja) スタ−リングエンジン
JPS61152946A (ja) スタ−リング機関
JPH09151795A (ja) フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関
JPH05626B2 (ja)
JPH0257216B2 (ja)