JPH0454265A - Heat engine - Google Patents

Heat engine

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Publication number
JPH0454265A
JPH0454265A JP16531090A JP16531090A JPH0454265A JP H0454265 A JPH0454265 A JP H0454265A JP 16531090 A JP16531090 A JP 16531090A JP 16531090 A JP16531090 A JP 16531090A JP H0454265 A JPH0454265 A JP H0454265A
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JP
Japan
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piston
cylinder
working fluid
electromagnet
low temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP16531090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Hisamori
洋一 久森
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP16531090A priority Critical patent/JPH0454265A/en
Publication of JPH0454265A publication Critical patent/JPH0454265A/en
Pending legal-status Critical Current

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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

Abstract

PURPOSE:To acquire a small size and simply structured heat engine by storing a piston made of a material of large coefficient of linear expansion or of a shape memorizing alloy in a cylinder heated or cooled on both sides, simultaneously arranging a permanent magnet or an electromagnet on their opposite surface and using one cylinder. CONSTITUTION:When cycling starts, a piston 4 is drawn to a low temperature side space in a cylinder l as a drive magnet 5 attached on the side surface of the piston 4 is attracted by an electromagnet 3 installed on a low temperature part of the cylinder l. Consequently, working fluid in the cylinder l contains a large amount of high temperature gas and gas pressure in the system is high. Subsequently, when polarity of the electromagnet 3 is changed over, the piston 4 is moved to a high temperature side by a magnetic reaction force, and the working fluid in the system is annealed while passing through a regenerator 2 and gathered in the low temperature side space. Consequently, low temperature gas increases in the working fluid in the cylinder l and the gas pressure in the system becomes low. And, as the piston 4 which makes contact with the cylinder l on its high temperature side has high coefficient of linear expansion, the piston 4 expands and compresses the working fluid in the system.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分計〕 この発明は、弁機構を持たず内部に高圧ガスを内蔵し、
熱源と磁石により駆動される熱機関に関するものである
[Detailed description of the invention] [Industrial usage meter] This invention has no valve mechanism and contains high pressure gas inside.
It concerns a heat engine driven by a heat source and a magnet.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

弁を持たず、高圧の作動ガスを密閉し閉じたサイクルを
持つ従来の熱機関として、ここではスターリングエンジ
ンを取り上げる。第8図にスターリングエンジンの構成
を示す。
Here, we will focus on the Stirling engine, which is a conventional heat engine that does not have valves and has a closed cycle sealed with high-pressure working gas. Figure 8 shows the configuration of the Stirling engine.

図において、4は熱源である燃焼器であり、ヒータ管5
に熱を加える。7は金網などの材料からなる蓄熱材であ
る再生器、6は冷却水が流れることにより・熱を奪うク
ーラ、8は膨張ピストン、9は動力ビストンであり、そ
れぞれ適当な位相角を保ちクランク機構によりクランク
軸10につながっている。
In the figure, 4 is a combustor that is a heat source, and a heater pipe 5
add heat to. 7 is a regenerator that is a heat storage material made of a material such as a wire mesh, 6 is a cooler that removes heat by flowing cooling water, 8 is an expansion piston, and 9 is a power piston, each of which maintains an appropriate phase angle and operates a crank mechanism. It is connected to the crankshaft 10 by.

次にその動作について説明する。第9図において、動力
ビストン9が膨張ピストン8に対して位相差を保って動
くようにしておくと、クランク軸10の回転にともない
膨張シリンダ容積Weと動力シリンダ容積Toはそれぞ
れ第9図のaとbのように変化する。エンジン内には一
部量励の作動ガスが封入されており、高温部と低温部に
あるガスはそれぞれが外部から等温的に加熱(湿度Th
)及び冷却<S度TO)されているとする。いま、気体
定数を8.ヒータ管5、再生器7、クーラ6の容積をそ
れぞれTh、Vrlvlとし、再生器7の平均湿度を<
Tr)に代表させれば、エンジン内の圧力Pはボイルー
シャルルの法則と質量保存則により P=MDR/((マ1−トvh)//Th+Vr/(T
r)+C%’c +v1)/TO)で与えられ、第9図
の0のごとく変化する。そして、膨張シリンダーと圧縮
シリンダーのWIs図を描くと、それぞれ第1θ図のa
、bのようになり、線図の囲む面積が−それぞれ膨張仕
事輪、圧縮仕事狗となり、これらの差Wr = We 
−Weを1サイクル当りの仕事として外部に取り出しう
る0そうして1サイクルの間に高温のガスは低温部側へ
移動し再び戻ってくる。このガスの往復による熱損失を
なくそうとするのが再生器7である0 (発明が解決しようとするII!題) 従来のスターリングエンジンは、以上のように独立した
2個のシリンダーを備えているため、構造が複雑となり
、設置スペースも大きなものが必要であった。
Next, its operation will be explained. In FIG. 9, if the power piston 9 moves with a phase difference with respect to the expansion piston 8, as the crankshaft 10 rotates, the expansion cylinder volume We and the power cylinder volume To will become a in FIG. and b. A partially excited working gas is sealed inside the engine, and the gases in the high-temperature and low-temperature regions are heated isothermally from the outside (humidity Th
) and cooling <S degrees TO). Now, the gas constant is 8. The volumes of the heater tube 5, regenerator 7, and cooler 6 are respectively Th and Vrlvl, and the average humidity of the regenerator 7 is <
If represented by
r)+C%'c+v1)/TO), and changes as shown in 0 in FIG. Then, if we draw the WIs diagrams of the expansion cylinder and the compression cylinder, a in Figure 1θ, respectively.
, b, and the area enclosed by the diagram is the expansion work wheel and compression work wheel, respectively, and the difference between these Wr = We
-We can be extracted to the outside as work per cycle 0 Then, during one cycle, the high temperature gas moves to the low temperature side and returns again. The regenerator 7 attempts to eliminate heat loss due to the reciprocation of this gas.0 (Problem II! that the invention aims to solve) The conventional Stirling engine is equipped with two independent cylinders as described above. This made the structure complicated and required a large installation space.

この発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、小形で構造簡単な熱機関を提供しようとするも
のである。
The present invention was made to solve these problems, and aims to provide a heat engine that is small and has a simple structure.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る熱機関は、シリンダーの片側全加熱し、
他方を冷却し、シリンダー内に高圧のガスを封入し、ピ
ストンに線膨張係数の著しく大きい材料または形状記憶
合金を用い、シリンダーの一端にピストン駆動用の電磁
石を備え、ヒストンの一端にも永久磁石または電磁石を
もたせ、シリンダー両端の湿度の違いによりピストンが
伸縮することにより生み出される内部に封入した作動流
体の圧力変化と、磁力吸引と反発によりピストンを駆動
し、仕事を生み出すものである。
The heat engine according to this invention fully heats one side of the cylinder,
The other is cooled, high-pressure gas is sealed in the cylinder, the piston is made of a material with a significantly large coefficient of linear expansion or a shape memory alloy, and one end of the cylinder is equipped with an electromagnet for driving the piston, and one end of the histone is also equipped with a permanent magnet. Alternatively, it is equipped with an electromagnet, and the piston is driven by the change in pressure of the working fluid sealed inside the cylinder, which is created by the expansion and contraction of the piston due to the difference in humidity at both ends of the cylinder, as well as magnetic attraction and repulsion, thereby producing work.

〔作用〕[Effect]

この発明における熱機関のピストンは、シリンダーの高
温側にふれるとその熱により膨張し〔記憶した形状に戻
り〕、シリンダーの低温側に移動すると熱を奪われ収縮
し、シリンダー内に容積変化を起こし、ピストンが移動
することによりシリンダー内の作業流体の高温部と低温
部の割合が変わることによる圧力変化と組み合わされて
仕事が発生する〇 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を園について説明する。第1
図←おいて、1は片側が高温に加熱され、他方が冷却さ
れたシリンダー 2はシリンダー1内に設けられた高温
から低温まで熱分布を持つ金網などの材料からなる蓄熱
材であ、る再生器、3は低温側のシリンダー1壁に取り
付けられた電磁石、4は線膨張係数の著しく大きい材料
を用いたピストン、5はピストン端面に設けられた永久
磁石または電磁石からなる駆動用磁石である。この図で
は、シリンダーlを加熱!る熱源や、冷却する冷熱源な
どは図示していない。
When the piston of the heat engine in this invention touches the high-temperature side of the cylinder, it expands due to the heat (returns to its memorized shape), and when it moves to the low-temperature side of the cylinder, it loses heat and contracts, causing a change in volume within the cylinder. When the piston moves, work is generated in combination with a pressure change due to a change in the ratio of high temperature and low temperature parts of the working fluid in the cylinder. explain. 1st
In the figure, 1 is a cylinder heated to a high temperature on one side and cooled on the other. 2 is a heat storage material made of a material such as a wire mesh that has heat distribution from high to low temperatures and is installed inside cylinder 1. 3 is an electromagnet attached to the wall of the cylinder 1 on the low temperature side; 4 is a piston made of a material with a significantly large coefficient of linear expansion; and 5 is a driving magnet, which is a permanent magnet or an electromagnet, and is provided on the end surface of the piston. In this figure, the cylinder l is heated! A heat source for cooling and a cold source for cooling are not shown.

この熱機関の仕事の取り出し方法の一例を第8図に示す
。図において、14は出力取出用のシリンダーであり、
6は出力を取り出すための出力ビストン、7は出力ビス
トン6に連結され、シリンダー1に設けられた軸シール
8によりシールされたピストンピンド、9はピストンリ
ッド7をコネクティングロッドlOに連結させるピスト
ンピン、11は出力ビストン6の往復により回転するク
ランク軸、認はこのクランク軸Uを両端で回転自在に支
持する軸受、困は回転運動を慣性力として蓄えるフライ
ホイールである。
An example of a method for extracting work from this heat engine is shown in FIG. In the figure, 14 is a cylinder for output output;
6 is an output piston for taking out the output; 7 is a piston pin connected to the output piston 6 and sealed by a shaft seal 8 provided in the cylinder 1; 9 is a piston pin that connects the piston lid 7 to the connecting rod IO; Reference numeral 11 denotes a crankshaft which rotates due to the reciprocation of the output piston 6, bearings which rotatably support the crankshaft U at both ends, and a flywheel which stores rotational motion as inertial force.

次に第1図と第2図を用いて、このサイクルの説明を行
なう。第2図のPVii図の■の状態からサイクルが始
まるとすると、ピストン4はピストン端面につけられた
駆動用磁石5が、シリンダー1の低温部に取り付けられ
た電磁石3により引かれ、シリンダー内の低温側空間に
よっている。そのため・シリンダー内の動作流体は、高
温ガスの量が多く、県内のガス圧力は高くなっている。
Next, this cycle will be explained using FIGS. 1 and 2. Assuming that the cycle starts from the state (■) in the PVii diagram of Figure 2, the piston 4 is moved by the driving magnet 5 attached to the end face of the piston being pulled by the electromagnet 3 attached to the low temperature part of the cylinder 1, It depends on the side space. As a result, the working fluid inside the cylinder contains a large amount of high-temperature gas, and the gas pressure within the prefecture is high.

次に、■の状態に移る過程を説明する。電磁石3の極性
を切り替えると、ピストン4は磁力の反力により高温側
に移動し、県内の動作流体は再生器2を通過しながら除
冷され、低温側空間に集まる。この時、ピストン4の周
方向とシリンダー1の間はこの図では図示されていない
が、ピストンリングや瞭関シールによりシールされてお
り、ピストン4の周方向からの漏れはない。
Next, the process of moving to state (2) will be explained. When the polarity of the electromagnet 3 is switched, the piston 4 is moved to the high temperature side by the reaction force of the magnetic force, and the working fluid in the prefecture is slowly cooled while passing through the regenerator 2 and collects in the low temperature side space. At this time, although not shown in this figure, the space between the circumferential direction of the piston 4 and the cylinder 1 is sealed by a piston ring or a seal, and there is no leakage from the circumferential direction of the piston 4.

この結果、シリンダー1内の動作流体は、低温ガスの方
が多くなり、系内のガス圧力は低くなる。
As a result, the working fluid in the cylinder 1 is made up of low-temperature gas, and the gas pressure in the system becomes low.

(第2図のPVii図の■の状態、すなわち系内の体積
は一定のまま、圧力が低下する。)干して■の状態を説
明すると、高温側シリンダー1に接触したピストン4は
高い線膨張係数を持つため、膨張し、系内の動作流体を
圧縮し、系内の圧力が上昇する。すなわち、系内の動作
流体は等温のまま体積が小さくなり、圧力が上昇する。
(The state of ■ in the PVii diagram in Figure 2, that is, the pressure decreases while the volume inside the system remains constant.) To explain the state of ■ after drying, the piston 4 in contact with the high-temperature side cylinder 1 has a high linear expansion. Because it has a coefficient, it expands and compresses the working fluid in the system, increasing the pressure in the system. In other words, the volume of the working fluid in the system decreases while remaining at an isothermal temperature, and the pressure increases.

(第2図のPV+W図の■の状態) 次に■の状態を説明する。電磁石3の磁性を再び切り替
えると、磁力の吸引力と・作動ガスを圧縮していること
も手伝って、ピストン4は、素早くシリンダー1の低温
側に移動し・動作流体は再び再生器2を通過し加熱され
、シリンダー内の動作流体は、高温ガスの量が多くなり
、系内の圧力は更に高くなる。すなわち、系内の動作流
体は、■の体積と同じまま圧力が上昇する。(第2図の
PvIIIrgJ)■ノ状態) そして、低温側シリンダー1に接触したピストン4は・
収縮し系内の動作流体ご膨張させ、系内の圧力が低下し
、■の状態に戻る。
(Status ■ in the PV+W diagram of FIG. 2) Next, the condition ■ will be explained. When the magnetism of the electromagnet 3 is switched again, the piston 4 quickly moves to the cold side of the cylinder 1 due to the attraction force of the magnetic force and the fact that the working gas is compressed.The working fluid passes through the regenerator 2 again. The working fluid inside the cylinder is heated, and the amount of high-temperature gas increases, which further increases the pressure within the system. That is, the pressure of the working fluid in the system increases while the volume remains the same as in (2). (PvIIIrgJ in Fig. 2)) Then, the piston 4 in contact with the low-temperature side cylinder 1...
The system contracts and the working fluid in the system expands, reducing the pressure in the system and returning to state (■).

この繰り返しにより、サイクルを構成し、第2図のpv
m図に囲まれた面積に相当する仕事を発生する。
By repeating this, a cycle is constructed, and the pv
It generates work equivalent to the area surrounded by the m diagram.

ここで、この熱機関が理想化された状態でどれくらいの
仕事を発生することができるか計算する。
Now calculate how much work this heat engine can generate under ideal conditions.

ただしこの計算は、適当に各部の形状を定めたので、最
適化されておらず、また非常に理想化された状態で計算
しているので、あくまでも概算であるO いま、ピストン4の材質をテフロン+グラファイトとし
、ピストン4の直径を1L長さを200鱈とする。高温
側の湿度’l1ll 100 C1低温側の湿度!ro
L80Dとし、シリンダ−1内部の充填圧力をlQMp
aとし、再生器2は円筒形とし、そのボア径を2(II
とする。作動流体を・水とする。
However, this calculation is not optimized because the shape of each part was determined appropriately, and it is calculated in a highly idealized state, so it is only an approximation. +graphite, and the diameter of the piston 4 is 1L, and the length is 200mm. Humidity on the high temperature side'l1ll 100 C1 Humidity on the low temperature side! ro
L80D, filling pressure inside cylinder 1 is lQMp
a, the regenerator 2 is cylindrical, and its bore diameter is 2 (II
shall be. The working fluid is water.

このピストン4の熱膨張による変位は1.76111と
なるので、ストロークを1.8fiに設定する。この機
関のサイクルが、等容圧縮、等温圧縮、等容膨張、等温
膨張と変化すると仮定し、再生器2の効率を100%と
仮定し、ピストン4の往復による摩擦損失がないとした
とき、この機関より1ストロークにつき0.09Jの仕
事が得られ、1秒間に四ストロークの運動が達成できれ
ば、1.8Wの動力を得ることができる。そのため、あ
らかじめ100Cぐらいの排熱などの熱源を利用し、こ
の機関の高温側に当てれば、磁石に投入するエネルギー
(ピストン4の摩擦仕事により決まる)が、機関から得
られる動力より小さいければ正の仕事をする。機関を最
適設計すれば、低質な熱源を利用した機関が実現できる
Since the displacement of the piston 4 due to thermal expansion is 1.76111, the stroke is set to 1.8fi. Assuming that the cycle of this engine changes from isovolume compression, isothermal compression, isovolume expansion, and isothermal expansion, assuming that the efficiency of the regenerator 2 is 100%, and assuming that there is no friction loss due to the reciprocation of the piston 4, This engine produces 0.09 J of work per stroke, and if four strokes per second can be achieved, 1.8 W of power can be obtained. Therefore, if you use a heat source such as exhaust heat of about 100C and apply it to the high temperature side of this engine, the energy input to the magnet (determined by the frictional work of the piston 4) is smaller than the power obtained from the engine. do the work of If the engine is designed optimally, an engine that uses a low-quality heat source can be realized.

次に、この熱機関の仕事の取り出し方法の一例を第8図
について説明する。シリンダー1の低温側空間を、出力
取出用シリンダー14の出力ビストン6が駆動される部
屋に連結し、出力ビストン6はクランク機構(7〜U)
に連結されているので、低温側空間で発生する圧力変化
が、出力ビストン6に伝わり、出力ビストン6を押し上
げ、フライホイール詔の回転エネルギーにより、出力ビ
ストン6は元の位置に戻る。このようにして、熱機関で
発生した仕事を回転力に変換する。
Next, an example of a method for extracting work from this heat engine will be explained with reference to FIG. The low-temperature side space of the cylinder 1 is connected to a room in which the output piston 6 of the output extraction cylinder 14 is driven, and the output piston 6 is connected to a crank mechanism (7 to U).
Since the pressure change occurring in the low temperature side space is transmitted to the output piston 6, the output piston 6 is pushed up, and the output piston 6 returns to its original position due to the rotational energy of the flywheel. In this way, the work generated by the heat engine is converted into rotational force.

上記実施例では、ピストン4の材質をテフロン+グラフ
ァイトとし、ピストン4を細長いものにすることにより
熱膨張による変形ストローク量を増やし、径方向の膨張
によるシールの不完全さを押さえていたが、第7図に示
すように心材nに線膨張係数の高い材料を用い、ピスト
ン部材田に線膨張係数の低い材料を用い、シリンダー1
とのシールに例えばピストンリングUをピストン部材田
外履部に設けることによりシールを行ない、熱膨張によ
るピストンのストロークを稼げばより高性能な機関が実
現できる。そのとき、熱伝導をよくするため、心材4が
ピストン部材田の端面まで貫通し、直接高温側と低温側
のシリンダー1に接触するように構成する。このことが
、ピストンの膨張反応時間を向上させるために必要であ
る〇なお、上記例では仕事の取り出し方法としてクラン
ク機構を用いたが、第4図に示すようにピストンロッド
7の軸端に磁石巧を設け、該磁石氏の7N’)にコイル
16’F設ければ、シリンダー1の低温側空間で発生す
る圧力変化が、出力ビストン6に伝わり、出力ビストン
6を押し上げ、ピストンロフト7もそれにともない押し
上げられ、コイル正中を磁石じが往復するのでコイル正
に電流が流れ、リニア発電機として作動し、電気の仕事
として仕事を取り出すことができる。また、第4図では
ピストンロッド7の軸端に磁石を取り付けたが・ピスト
ンロッドの方にコイル正を取り付け、周りを磁石虎で囲
んでもよい。さらに、第6図に示すよウニシリンダー1
の一部に圧力素子を取り付け、該熱機関の圧力変動によ
り、圧力素子rから発生する電流を整流する事により(
整流回路は図示していない)、電気の仕事として取り出
すことができる0なお、第1図のピストン4は、上記実
施例では線膨張係数の著しく高い材料で裏作したが、第
6図に示すようにピストンmを形状記憶合金で製作し、
この形を高温時に戻るように記憶させておき、その後プ
レスにより圧縮して低温時のピストン形状に成形し、ピ
ストン加がシリンダー1の高温部に接触すると元の形状
に戻り、作動流体を圧縮するようにすれば、同様の効果
が得られる。
In the above embodiment, the material of the piston 4 is Teflon + graphite, and by making the piston 4 elongated, the amount of deformation stroke due to thermal expansion is increased, and the incompleteness of the seal due to expansion in the radial direction is suppressed. As shown in Figure 7, a material with a high coefficient of linear expansion is used for the core material n, a material with a low coefficient of linear expansion is used for the piston member field, and the cylinder 1
For example, by providing a piston ring U on the outer shoe of the piston member, a higher-performance engine can be realized by increasing the stroke of the piston due to thermal expansion. At this time, in order to improve heat conduction, the core material 4 is configured to penetrate to the end face of the piston member field and directly contact the cylinder 1 on the high temperature side and the low temperature side. This is necessary to improve the expansion reaction time of the piston. In the above example, a crank mechanism was used as a method for extracting work, but as shown in Fig. 4, a magnet is attached to the shaft end of the piston rod 7. If a coil 16'F is installed on the magnet's 7N'), the pressure change generated in the low temperature side space of the cylinder 1 will be transmitted to the output piston 6, pushing up the output piston 6, and the piston loft 7 will also move accordingly. As a result, the coil is pushed up and the magnet moves back and forth in the middle of the coil, causing current to flow through the coil, which operates as a linear generator, allowing work to be extracted as electrical work. Furthermore, although a magnet is attached to the shaft end of the piston rod 7 in FIG. 4, a coil may be attached to the piston rod and surrounded by a magnet. Furthermore, as shown in Fig. 6, the sea urchin cylinder 1
By attaching a pressure element to a part of the heat engine and rectifying the current generated from the pressure element r due to pressure fluctuations in the heat engine
The rectifier circuit is not shown), which can be taken out as electrical work.In addition, the piston 4 in FIG. 1 was made of a material with a significantly high coefficient of linear expansion in the above embodiment, but as shown in FIG. The piston m is made of shape memory alloy,
This shape is memorized so that it will return to its original shape at high temperatures, and then compressed using a press to form the piston shape at low temperatures.When the piston contacts the high temperature part of cylinder 1, it returns to its original shape and compresses the working fluid. If you do this, you can get the same effect.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれば、一つのピストンで仕事
が発生するサイクルが構成でき、機構が簡単な熱機関を
得ることができる。
As described above, according to the present invention, a cycle in which work is generated by one piston can be configured, and a heat engine with a simple mechanism can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例及びその動作態様を示す路
線断面図、第2図は第1図のもの一圧力と体積の関係を
示すPV線図、第8図、第4図、第6図はそれぞれ第1
図のもの一仕事の取り出し方法を示す路線断面図、第6
図は形状記憶合金でピストンを製作する方法1示す外観
図、第7図は第1図のものに使用されるピストンの他の
例を示すもので、イは路線断面図、口、八はシリンダー
と組み合わせた路線断面図、第8図は従来の熱機関であ
るスターリングエンジンを示す略1[#面図、第9図は
この従来装置の容積変化と圧力変化をクランク角ごとに
プロットした図、第10図は各シリンダのPV線図であ
る。 図中、1はシリンダー、2は再生器、3は電磁石、4は
ピストン、5は駆動用電磁石、2Dは形状記憶合金のピ
ストン、22は心材、器はピストン部材、必はピストン
リングである。 なお図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Fig. 1 is a line cross-sectional view showing an embodiment of the present invention and its operating mode, Fig. 2 is a PV diagram showing the relationship between pressure and volume of Fig. 1, Fig. 8, Fig. 4, Fig. Figure 6 is the first
Figure 6: Route cross-sectional diagram showing the method for extracting work.
The figure is an external view showing method 1 of manufacturing a piston with shape memory alloy, Figure 7 is another example of the piston used for the one in Figure 1, A is a cross-sectional view, the opening is, and 8 is a cylinder. Figure 8 is a cross-sectional view of a Stirling engine, which is a conventional heat engine, and Figure 9 is a diagram plotting the volume change and pressure change of this conventional device for each crank angle. FIG. 10 is a PV diagram of each cylinder. In the figure, 1 is a cylinder, 2 is a regenerator, 3 is an electromagnet, 4 is a piston, 5 is a driving electromagnet, 2D is a shape memory alloy piston, 22 is a core material, the container is a piston member, and the piston ring is required. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一端が高温に加熱され、他端が常温もしくは低温に冷却
され、内部が分子量の小さなガス(内部作動流体)によ
り高圧に加圧されたシリンダーを持ち、該シリンダーは
ピストンを内蔵し、このピストンが往復可能な部屋と、
ピストンの往復により内部作動流体が流れることにより
高温から低温に湿度勾配を持つ再生器を内蔵する部屋と
にわかれ、該ピストンは線膨張係数の著しく大きな材料
または形状記憶合金からなり、一端に永久磁石または電
磁石からなる駆動用磁石を持ち、該ピストンの駆動用磁
石と相対するシリンダー一端には、運動の方向を決める
電磁石を備えたことを特徴とする熱機関。
It has a cylinder whose one end is heated to a high temperature, the other end is cooled to room temperature or a low temperature, and whose interior is pressurized to a high pressure by a gas with a small molecular weight (internal working fluid).The cylinder has a built-in piston, and this piston is A round-trip room and
The reciprocation of the piston causes the internal working fluid to flow, creating a chamber containing a regenerator that has a humidity gradient from high temperature to low temperature. Alternatively, a heat engine characterized in that it has a driving magnet made of an electromagnet, and an electromagnet that determines the direction of movement is provided at one end of the cylinder opposite to the driving magnet of the piston.
JP16531090A 1990-06-22 1990-06-22 Heat engine Pending JPH0454265A (en)

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