JPH05231240A - 両頭斜板式スターリング機関 - Google Patents
両頭斜板式スターリング機関Info
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- JPH05231240A JPH05231240A JP4034890A JP3489092A JPH05231240A JP H05231240 A JPH05231240 A JP H05231240A JP 4034890 A JP4034890 A JP 4034890A JP 3489092 A JP3489092 A JP 3489092A JP H05231240 A JPH05231240 A JP H05231240A
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- space
- piston
- heat
- working gas
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- 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
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/02—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis with wobble-plate
-
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- 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
- F02G2258/00—Materials used
- F02G2258/10—Materials used ceramic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】スターリング機関の構造を簡易にする。
【構成・作用】前部空間Ｆａ〜Ｆｄ及び後部空間Ｒａ〜
Ｒｄを区画する両頭型のピストン１５ａ〜１５ｄにより
往復動を得るとともに、この両頭型のピストン１５ａ〜
１５ｄがシュー１４、１４を介して斜板１３と係留され
て往復動を回転運動へ変換する。
Ｒｄを区画する両頭型のピストン１５ａ〜１５ｄにより
往復動を得るとともに、この両頭型のピストン１５ａ〜
１５ｄがシュー１４、１４を介して斜板１３と係留され
て往復動を回転運動へ変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複動複数ピストン型の
スターリング機関に関し、詳しくは原動機又は冷却装置
若しくは暖房装置として採用されうる両頭斜板式スター
リング機関に関する。
スターリング機関に関し、詳しくは原動機又は冷却装置
若しくは暖房装置として採用されうる両頭斜板式スター
リング機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のスターリング機関、例えばスター
リングエンジンとして、特開平２−２０７１６４号公
報、特開平３−７４５５２号公報記載のものが知られて
いる。このスターリングエンジンでは、計４つのボアを
もつシリンダブロックに燃焼ハウジングが固定されてお
り、各ボア内には作動ピストンが往復動可能に収容され
ている。各作動ピストンにはブッシュを介してシリンダ
ブロックに対して摺動可能なピストンロッドの一端が連
結され、ピストンロッドの他端にはナットを介してそれ
ぞれガイドピストンが係留されている。各ガイドピスト
ンは別のボア内に往復動可能に収容されており、各ガイ
ドピストンにはシューを介して斜板が係留され、この斜
板には外部に出力を取り出す出力軸が固定されている。
作動ピストンを収容する各ボアは作動ピストンの両端に
よって前部空間と後部空間とに区画され、互いに９０°
の位相差をもつ前部空間と後部空間とは蓄熱材が充填さ
れた再生器を介在させて連結管により連通されている。
また、連結管の前部空間側は熱源によって加熱される燃
焼ハウジングと近接され、連結管の後部空間側は冷却水
を循環させる冷却器と近接されている。
リングエンジンとして、特開平２−２０７１６４号公
報、特開平３−７４５５２号公報記載のものが知られて
いる。このスターリングエンジンでは、計４つのボアを
もつシリンダブロックに燃焼ハウジングが固定されてお
り、各ボア内には作動ピストンが往復動可能に収容され
ている。各作動ピストンにはブッシュを介してシリンダ
ブロックに対して摺動可能なピストンロッドの一端が連
結され、ピストンロッドの他端にはナットを介してそれ
ぞれガイドピストンが係留されている。各ガイドピスト
ンは別のボア内に往復動可能に収容されており、各ガイ
ドピストンにはシューを介して斜板が係留され、この斜
板には外部に出力を取り出す出力軸が固定されている。
作動ピストンを収容する各ボアは作動ピストンの両端に
よって前部空間と後部空間とに区画され、互いに９０°
の位相差をもつ前部空間と後部空間とは蓄熱材が充填さ
れた再生器を介在させて連結管により連通されている。
また、連結管の前部空間側は熱源によって加熱される燃
焼ハウジングと近接され、連結管の後部空間側は冷却水
を循環させる冷却器と近接されている。
【０００３】このスターリングエンジンでは、前部空
間、後部空間及び連結管内にＨｅ等の作動ガスが封入さ
れ、燃焼ハウジング内で熱源を作動させつつ冷却器に冷
却水を循環させ、始動する。これにより、前部空間内及
び前部空間側の連結管内の作動ガスが熱源によって等積
加熱・等温膨張され、後部空間内及び後部空間側の連結
管内の作動ガスが冷却水によって等積冷却・等温収縮さ
れる。これにより前部空間内の作動ガスは作動ピストン
をボア内において膨張方向に移動させ、後部空間内の作
動ガスは作動ピストンをボア内において収縮方向に移動
させる。このとき、前部空間内の作動ガスは連結管を通
って後部空間内に移行され、前部空間内で加熱された作
動ガスは再生器内の蓄熱材によって熱を奪われる。ま
た、後部空間内の作動ガスは連結管を通って前部空間内
に移行され、後部空間内で冷却された作動ガスは再生器
内の蓄熱材によって熱が与えられる。かかる作動ピスト
ンの移動により、ピストンロッドがシリンダブロックを
摺動し、ガイドピストンが同方向に移動する。このた
め、斜板がシューを介して回転され、もって出力軸が回
転される。
間、後部空間及び連結管内にＨｅ等の作動ガスが封入さ
れ、燃焼ハウジング内で熱源を作動させつつ冷却器に冷
却水を循環させ、始動する。これにより、前部空間内及
び前部空間側の連結管内の作動ガスが熱源によって等積
加熱・等温膨張され、後部空間内及び後部空間側の連結
管内の作動ガスが冷却水によって等積冷却・等温収縮さ
れる。これにより前部空間内の作動ガスは作動ピストン
をボア内において膨張方向に移動させ、後部空間内の作
動ガスは作動ピストンをボア内において収縮方向に移動
させる。このとき、前部空間内の作動ガスは連結管を通
って後部空間内に移行され、前部空間内で加熱された作
動ガスは再生器内の蓄熱材によって熱を奪われる。ま
た、後部空間内の作動ガスは連結管を通って前部空間内
に移行され、後部空間内で冷却された作動ガスは再生器
内の蓄熱材によって熱が与えられる。かかる作動ピスト
ンの移動により、ピストンロッドがシリンダブロックを
摺動し、ガイドピストンが同方向に移動する。このた
め、斜板がシューを介して回転され、もって出力軸が回
転される。
【０００４】このスターリングエンジンは、複動複数ピ
ストン型のものであるが、他に１シリンダ型、２シリン
ダ型、複動型、フリーピストン型、単動２ピストン型、
複動２ピストン型等のスターリングエンジンも知られて
いる。
ストン型のものであるが、他に１シリンダ型、２シリン
ダ型、複動型、フリーピストン型、単動２ピストン型、
複動２ピストン型等のスターリングエンジンも知られて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスター
リングエンジンにおいては、前部空間及び後部空間を区
画して往復動を得る作動ピストンとともに、ピストンロ
ッドを介してこの作動ピストンの往復動を斜板の回転運
動に変換するガイドピストンをも必須のものとしてお
り、構造が複雑化されている。このため、このスターリ
ング機関では、重量化及び大型化されていた。
リングエンジンにおいては、前部空間及び後部空間を区
画して往復動を得る作動ピストンとともに、ピストンロ
ッドを介してこの作動ピストンの往復動を斜板の回転運
動に変換するガイドピストンをも必須のものとしてお
り、構造が複雑化されている。このため、このスターリ
ング機関では、重量化及び大型化されていた。
【０００６】本発明は、スターリング機関の構造を簡易
にすることを解決すべき課題とするものである。
にすることを解決すべき課題とするものである。
【０００７】
（１）第１発明の両頭斜板式スターリング機関は、上記
課題解決のため、軸方向中央に断熱材をもつとともに軸
心周りに該軸心と平行な複数のボアを有し、各該ボアの
中央に開口する斜板室が形成されたシリンダブロック
と、該シリンダブロックの両外端を閉塞する前後のハウ
ジングと、上記シリンダブロックの軸心孔内に挿嵌支承
された出力軸と、該出力軸に固着されて上記斜板室内に
回転可能に収容された斜板と、該斜板にシューを介して
係留され各該ボア内を直動する両頭形のピストンと、上
記ハウジングと該ボアと該ピストンの両ヘッドとにより
それぞれ前後対で形成され、作動ガスが封入された前部
空間及び後部空間と、該前部空間を加熱する加熱手段
と、該後部空間を冷却する冷却手段と、該前部空間と該
後部空間とを位相差を有してそれぞれ一定容積で連結
し、途中に蓄熱手段をもつ連結管とからなるという新規
な構成を採用している。 （２）第２発明の両頭斜板式スターリング機関は、上記
課題解決のため、軸方向中央に断熱材をもつとともに軸
心周りに該軸心と平行な複数のボアを有し、各該ボアの
中央に開口する斜板室が形成されたシリンダブロック
と、該シリンダブロックの両外端を閉塞する前後のハウ
ジングと、上記シリンダブロックの軸心孔内に挿嵌支承
された駆動軸と、該駆動軸に固着されて上記斜板室内に
回転可能に収容された斜板と、該斜板にシューを介して
係留され各該ボア内を直動する両頭形のピストンと、上
記ハウジングと該ボアと該ピストンの両ヘッドとにより
それぞれ前後対で形成され、作動ガスが封入された前部
空間及び後部空間と、該前部空間周囲に形成された放熱
手段と、該後部空間周囲に形成された受熱手段と、該前
部空間と該後部空間とを位相差を有してそれぞれ一定容
積で連結し、途中に蓄熱手段をもつ連結管とからなると
いう新規な構成を採用している。
課題解決のため、軸方向中央に断熱材をもつとともに軸
心周りに該軸心と平行な複数のボアを有し、各該ボアの
中央に開口する斜板室が形成されたシリンダブロック
と、該シリンダブロックの両外端を閉塞する前後のハウ
ジングと、上記シリンダブロックの軸心孔内に挿嵌支承
された出力軸と、該出力軸に固着されて上記斜板室内に
回転可能に収容された斜板と、該斜板にシューを介して
係留され各該ボア内を直動する両頭形のピストンと、上
記ハウジングと該ボアと該ピストンの両ヘッドとにより
それぞれ前後対で形成され、作動ガスが封入された前部
空間及び後部空間と、該前部空間を加熱する加熱手段
と、該後部空間を冷却する冷却手段と、該前部空間と該
後部空間とを位相差を有してそれぞれ一定容積で連結
し、途中に蓄熱手段をもつ連結管とからなるという新規
な構成を採用している。 （２）第２発明の両頭斜板式スターリング機関は、上記
課題解決のため、軸方向中央に断熱材をもつとともに軸
心周りに該軸心と平行な複数のボアを有し、各該ボアの
中央に開口する斜板室が形成されたシリンダブロック
と、該シリンダブロックの両外端を閉塞する前後のハウ
ジングと、上記シリンダブロックの軸心孔内に挿嵌支承
された駆動軸と、該駆動軸に固着されて上記斜板室内に
回転可能に収容された斜板と、該斜板にシューを介して
係留され各該ボア内を直動する両頭形のピストンと、上
記ハウジングと該ボアと該ピストンの両ヘッドとにより
それぞれ前後対で形成され、作動ガスが封入された前部
空間及び後部空間と、該前部空間周囲に形成された放熱
手段と、該後部空間周囲に形成された受熱手段と、該前
部空間と該後部空間とを位相差を有してそれぞれ一定容
積で連結し、途中に蓄熱手段をもつ連結管とからなると
いう新規な構成を採用している。
【０００８】
（１）第１発明の両頭斜板式スターリング機関を原動機
として採用する場合、それぞれ前後対の前部空間及び後
部空間並びに連結管内にＨｅ等の作動ガスを封入し、加
熱手段を作動させつつ冷却手段を作動させ、始動する。
これにより、前部空間内及び蓄熱手段よりも前部空間に
連通する側の連結管内の作動ガスが加熱手段によって等
積加熱・等温膨張され、後部空間内及び蓄熱手段よりも
後部空間に連通する側の連結管内の作動ガスが冷却手段
によって等積冷却・等温収縮される。これにより前部空
間内の作動ガスはピストンをボア内において膨張方向に
移動させ、後部空間内の作動ガスはピストンをボア内に
おいて収縮方向に移動させる。このとき、前部空間内の
作動ガスは連結管を通って後部空間内に移行され、加熱
手段によって加熱された作動ガスは蓄熱手段によって熱
を奪われる。また、後部空間内の作動ガスは連結管を通
って前部空間内に移行され、冷却手段によって冷却され
た作動ガスは蓄熱手段によって熱が与えられる。かかる
ピストンの移動により、斜板がシューを介して回転さ
れ、もって出力軸が回転される。こうして出力軸の回転
が原動力に供される。 （２）第２発明の両頭斜板式スターリング機関を冷却装
置又は暖房装置として採用する場合、それぞれ前後対の
前部空間及び後部空間並びに連結管内にＨｅ等の作動ガ
スを封入し、駆動軸を駆動する。これにより、斜板が回
転し、ピストンがシューを介してボア内を往復動する。
かかるピストンの移動により、前部空間内の作動ガスが
膨張されて熱を吸収し、後部空間内の作動ガスが圧縮さ
れて熱を放出する。このため、前部空間周囲の放熱手段
からは熱が奪われ、放熱手段が冷却される。また、後部
空間周囲の受熱手段には熱が与えられ、受熱手段が加熱
される。このとき、前部空間内の作動ガスは連結管を通
って後部空間内に移行され、放熱手段によって熱を得た
作動ガスは蓄熱手段によって熱を奪われる。また、後部
空間内の作動ガスは連結管を通って前部空間内に移行さ
れ、受熱手段によって熱を奪われた作動ガスは蓄熱手段
によって熱が与えられる。こうして放熱手段が冷却され
ることよって冷房に供され、受熱手段が加熱されること
によって暖房に供される。
として採用する場合、それぞれ前後対の前部空間及び後
部空間並びに連結管内にＨｅ等の作動ガスを封入し、加
熱手段を作動させつつ冷却手段を作動させ、始動する。
これにより、前部空間内及び蓄熱手段よりも前部空間に
連通する側の連結管内の作動ガスが加熱手段によって等
積加熱・等温膨張され、後部空間内及び蓄熱手段よりも
後部空間に連通する側の連結管内の作動ガスが冷却手段
によって等積冷却・等温収縮される。これにより前部空
間内の作動ガスはピストンをボア内において膨張方向に
移動させ、後部空間内の作動ガスはピストンをボア内に
おいて収縮方向に移動させる。このとき、前部空間内の
作動ガスは連結管を通って後部空間内に移行され、加熱
手段によって加熱された作動ガスは蓄熱手段によって熱
を奪われる。また、後部空間内の作動ガスは連結管を通
って前部空間内に移行され、冷却手段によって冷却され
た作動ガスは蓄熱手段によって熱が与えられる。かかる
ピストンの移動により、斜板がシューを介して回転さ
れ、もって出力軸が回転される。こうして出力軸の回転
が原動力に供される。 （２）第２発明の両頭斜板式スターリング機関を冷却装
置又は暖房装置として採用する場合、それぞれ前後対の
前部空間及び後部空間並びに連結管内にＨｅ等の作動ガ
スを封入し、駆動軸を駆動する。これにより、斜板が回
転し、ピストンがシューを介してボア内を往復動する。
かかるピストンの移動により、前部空間内の作動ガスが
膨張されて熱を吸収し、後部空間内の作動ガスが圧縮さ
れて熱を放出する。このため、前部空間周囲の放熱手段
からは熱が奪われ、放熱手段が冷却される。また、後部
空間周囲の受熱手段には熱が与えられ、受熱手段が加熱
される。このとき、前部空間内の作動ガスは連結管を通
って後部空間内に移行され、放熱手段によって熱を得た
作動ガスは蓄熱手段によって熱を奪われる。また、後部
空間内の作動ガスは連結管を通って前部空間内に移行さ
れ、受熱手段によって熱を奪われた作動ガスは蓄熱手段
によって熱が与えられる。こうして放熱手段が冷却され
ることよって冷房に供され、受熱手段が加熱されること
によって暖房に供される。
【０００９】したがって、第１、２発明の両頭斜板式ス
ターリング機関では、両頭型のピストンが前部空間及び
後部空間を区画するとともに、このピストンがシューを
介して斜板と係留されているため、このピストンの往復
動が直接回転運動へ変換される。このため、作動ピスト
ンとピストンロッドとガイドピストンとを採用した従来
のスターリング機関と比較して、構造が簡易化されてい
る。
ターリング機関では、両頭型のピストンが前部空間及び
後部空間を区画するとともに、このピストンがシューを
介して斜板と係留されているため、このピストンの往復
動が直接回転運動へ変換される。このため、作動ピスト
ンとピストンロッドとガイドピストンとを採用した従来
のスターリング機関と比較して、構造が簡易化されてい
る。
【００１０】
（実施例１）以下、第１発明の両頭斜板式スターリング
機関をエンジンとして具体化した実施例１を図面を参照
しつつ説明する。このスターリングエンジンでは、図１
及び図２に示すように、セラミック製断熱部材１がガス
ケット２、３を介して一対の金属製シリンダブロック
４、５の軸方向中央に対設されており、断熱部材１及び
シリンダブロック４、５には、軸心周りに軸心と平行な
計４個のボア６ａ〜６ｄ（一部図示せず）が形成され、
かつ結合部分には各ボア６ａ〜６ｄの中央に開口する斜
板室７が形成されている。各シリンダブロック４、５
は、その両外端をそれぞれガスケット８、９を介してフ
ロントハウジング１０及びリアハウジング１１により閉
塞されている。
機関をエンジンとして具体化した実施例１を図面を参照
しつつ説明する。このスターリングエンジンでは、図１
及び図２に示すように、セラミック製断熱部材１がガス
ケット２、３を介して一対の金属製シリンダブロック
４、５の軸方向中央に対設されており、断熱部材１及び
シリンダブロック４、５には、軸心周りに軸心と平行な
計４個のボア６ａ〜６ｄ（一部図示せず）が形成され、
かつ結合部分には各ボア６ａ〜６ｄの中央に開口する斜
板室７が形成されている。各シリンダブロック４、５
は、その両外端をそれぞれガスケット８、９を介してフ
ロントハウジング１０及びリアハウジング１１により閉
塞されている。
【００１１】シリンダブロック４、５の軸心孔内には、
フロントハウジング１０を貫通する出力軸１２がラジア
ル軸受及び封止装置を介して挿嵌支承されており、この
出力軸１２には、斜板室７内において回転可能に斜板１
３が固着されており、この斜板１３はスラスト軸受を介
して両シリンダブロック４、５に挟持されている。ま
た、各ボア６ａ〜６ｄには斜板１３に一対のシュー１
４、１４を介して係留された両頭形のピストン１５ａ〜
１５ｄ（一部図示せず）が往復動可能に嵌入されてい
る。各ピストン１５ａ〜１５ｄの両ヘッドは、上記ハウ
ジング１０、１１とボア６ａ〜６ｄとにより、それぞれ
前後対に前部空間Ｆａ〜Ｆｄ（一部図示せず）及び後部
空間Ｒａ〜Ｒｄ（一部図示せず）を形成している。
フロントハウジング１０を貫通する出力軸１２がラジア
ル軸受及び封止装置を介して挿嵌支承されており、この
出力軸１２には、斜板室７内において回転可能に斜板１
３が固着されており、この斜板１３はスラスト軸受を介
して両シリンダブロック４、５に挟持されている。ま
た、各ボア６ａ〜６ｄには斜板１３に一対のシュー１
４、１４を介して係留された両頭形のピストン１５ａ〜
１５ｄ（一部図示せず）が往復動可能に嵌入されてい
る。各ピストン１５ａ〜１５ｄの両ヘッドは、上記ハウ
ジング１０、１１とボア６ａ〜６ｄとにより、それぞれ
前後対に前部空間Ｆａ〜Ｆｄ（一部図示せず）及び後部
空間Ｒａ〜Ｒｄ（一部図示せず）を形成している。
【００１２】シリンダブロック４及びフロントハウジン
グ１０には、導入口１６ａから導出口１６ｂまで連通
し、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ近傍を覆う第１ジャケット１６
が加熱手段として形成されており、この第１ジャケット
１６内には加熱水蒸気が循環されるようになっている。
また、シリンダブロック５及びリアハウジング１１に
は、導入口１７ａから導出口１７ｂまで連通し、後部空
間Ｒａ〜Ｒｄ近傍を覆う第２ジャケット１７が冷却手段
として形成されており、この第２ジャケット１７内には
冷却水が循環されるようになっている。
グ１０には、導入口１６ａから導出口１６ｂまで連通
し、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ近傍を覆う第１ジャケット１６
が加熱手段として形成されており、この第１ジャケット
１６内には加熱水蒸気が循環されるようになっている。
また、シリンダブロック５及びリアハウジング１１に
は、導入口１７ａから導出口１７ｂまで連通し、後部空
間Ｒａ〜Ｒｄ近傍を覆う第２ジャケット１７が冷却手段
として形成されており、この第２ジャケット１７内には
冷却水が循環されるようになっている。
【００１３】また、フロントハウジング１０には各前部
空間Ｆａ〜Ｆｄと連通するポート１８ａ〜１８ｄ（一部
図示せず）が設けられており、リアハウジング１１には
各後部空間Ｒａ〜Ｒｄと連通するポート１９ａ〜１９ｄ
（一部図示せず）が設けられている。前部空間Ｆａは自
らを形成するボア６ａの隣のボア６ｂにおける後部空間
Ｒｂと９０°の位相差を有してポート１８ａ、１９ｂ
（図示せず）を介して連結管２０ａにより連結されてお
り、前部空間Ｆｂは自らを形成するボア６ｂの隣のボア
６ｃにおける後部空間Ｒｃと９０°の位相差を有してポ
ート１８ｂ（図示せず）、１９ｃを介して連結管２０ｂ
により連結されており、前部空間Ｆｃは自らを形成する
ボア６ｃの隣のボア６ｄにおける後部空間Ｒｄと９０°
の位相差を有してポート１８ｃ、１９ｄ（図示せず）を
介して連結管２０ｃにより連結されており、前部空間Ｆ
ｄは自らを形成するボア６ｄの隣のボア６ａにおける後
部空間Ｒａと９０°の位相差を有してポート１８ｄ（図
示せず）、１９ａを介して連結管２０ｄにより連結され
ている。各連結管２０ａ〜２０ｄの途中には蓄熱手段と
して金属メッシュ等（図示せず）が充填されている。こ
うして連通される前部空間Ｆａ及び後部空間Ｒｂの合計
容積、前部空間Ｆｂ及び後部空間Ｒｃの合計容積、前部
空間Ｆｃ及び後部空間Ｒｄの合計容積、前部空間Ｆｄ及
び後部空間Ｒａの合計容積は、いづれも同一容積であ
る。
空間Ｆａ〜Ｆｄと連通するポート１８ａ〜１８ｄ（一部
図示せず）が設けられており、リアハウジング１１には
各後部空間Ｒａ〜Ｒｄと連通するポート１９ａ〜１９ｄ
（一部図示せず）が設けられている。前部空間Ｆａは自
らを形成するボア６ａの隣のボア６ｂにおける後部空間
Ｒｂと９０°の位相差を有してポート１８ａ、１９ｂ
（図示せず）を介して連結管２０ａにより連結されてお
り、前部空間Ｆｂは自らを形成するボア６ｂの隣のボア
６ｃにおける後部空間Ｒｃと９０°の位相差を有してポ
ート１８ｂ（図示せず）、１９ｃを介して連結管２０ｂ
により連結されており、前部空間Ｆｃは自らを形成する
ボア６ｃの隣のボア６ｄにおける後部空間Ｒｄと９０°
の位相差を有してポート１８ｃ、１９ｄ（図示せず）を
介して連結管２０ｃにより連結されており、前部空間Ｆ
ｄは自らを形成するボア６ｄの隣のボア６ａにおける後
部空間Ｒａと９０°の位相差を有してポート１８ｄ（図
示せず）、１９ａを介して連結管２０ｄにより連結され
ている。各連結管２０ａ〜２０ｄの途中には蓄熱手段と
して金属メッシュ等（図示せず）が充填されている。こ
うして連通される前部空間Ｆａ及び後部空間Ｒｂの合計
容積、前部空間Ｆｂ及び後部空間Ｒｃの合計容積、前部
空間Ｆｃ及び後部空間Ｒｄの合計容積、前部空間Ｆｄ及
び後部空間Ｒａの合計容積は、いづれも同一容積であ
る。
【００１４】上記のように構成されたこのスターリング
エンジンでは、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ、後部空間Ｒａ〜Ｒ
ｄ及び連結管２０ａ〜１８ｄ内に作動ガスとしてＨｅが
封入され、第１ジャケット１６内に加熱水蒸気を循環さ
せつつ第２ジャケット１７内に冷却水を循環させ、始動
する。これにより、例えば、図１に示すように、前部空
間Ｆａ内及び前部空間Ｆａ側の連結管２０ａ内の作動ガ
スが加熱水蒸気によって等積加熱・等温膨張され、前部
空間Ｆａ内の作動ガスはピストン１５ａをボア６ａ内に
おいて膨張方向に移動させる。同時に、後部空間Ｒａ内
及び後部空間Ｒａ側の連結管２０ｄ内の作動ガスが冷却
水によって等積冷却・等温収縮され、後部空間Ｒａ内の
作動ガスはピストン１５ａをボア６ａ内において収縮方
向に移動させる。このとき、前部空間Ｆａ内の作動ガス
は連結管２０ａを通って９０°位相の進んだ後部空間Ｒ
ｂ内に移行され、前部空間Ｆａ内で加熱された作動ガス
は金属メッシュ等によって熱を奪われる。また、後部空
間Ｒａ内の作動ガスは、図２に示すように、連結管２０
ｄを通って９０°位相の遅れた前部空間Ｆｄ内に移行さ
れ、後部空間Ｒａ内で冷却された作動ガスは金属メッシ
ュ等によって熱が与えられる。こうしてピストン１５ａ
が移動し、９０°の位相差の下、他のピストン１５ｂ、
１５ｃ、１５ｄも移動する。かかるピストン１５ａ〜１
５ｄの移動により、斜板１３がシュー１４、１４を介し
て回転され、もって出力軸１２が回転される。こうして
出力軸１２の回転が原動力に供される。
エンジンでは、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ、後部空間Ｒａ〜Ｒ
ｄ及び連結管２０ａ〜１８ｄ内に作動ガスとしてＨｅが
封入され、第１ジャケット１６内に加熱水蒸気を循環さ
せつつ第２ジャケット１７内に冷却水を循環させ、始動
する。これにより、例えば、図１に示すように、前部空
間Ｆａ内及び前部空間Ｆａ側の連結管２０ａ内の作動ガ
スが加熱水蒸気によって等積加熱・等温膨張され、前部
空間Ｆａ内の作動ガスはピストン１５ａをボア６ａ内に
おいて膨張方向に移動させる。同時に、後部空間Ｒａ内
及び後部空間Ｒａ側の連結管２０ｄ内の作動ガスが冷却
水によって等積冷却・等温収縮され、後部空間Ｒａ内の
作動ガスはピストン１５ａをボア６ａ内において収縮方
向に移動させる。このとき、前部空間Ｆａ内の作動ガス
は連結管２０ａを通って９０°位相の進んだ後部空間Ｒ
ｂ内に移行され、前部空間Ｆａ内で加熱された作動ガス
は金属メッシュ等によって熱を奪われる。また、後部空
間Ｒａ内の作動ガスは、図２に示すように、連結管２０
ｄを通って９０°位相の遅れた前部空間Ｆｄ内に移行さ
れ、後部空間Ｒａ内で冷却された作動ガスは金属メッシ
ュ等によって熱が与えられる。こうしてピストン１５ａ
が移動し、９０°の位相差の下、他のピストン１５ｂ、
１５ｃ、１５ｄも移動する。かかるピストン１５ａ〜１
５ｄの移動により、斜板１３がシュー１４、１４を介し
て回転され、もって出力軸１２が回転される。こうして
出力軸１２の回転が原動力に供される。
【００１５】したがって、このスターリングエンジンで
は、両頭型のピストン１５ａ〜１５ｄが前部空間Ｆａ〜
Ｆｄ及び後部空間Ｒａ〜Ｒｄを区画するとともに、この
ピストン１５ａ〜１５ｄがシュー１４、１４を介して斜
板１３と係留されているため、このピストン１５ａ〜１
５ｄの往復動が直接回転運動へ変換される。このため、
作動ピストンとピストンロッドとガイドピストンとを採
用した従来のスターリング機関と比較して、構造が簡易
化されている。 （実施例２）以下、第２発明の両頭斜板式スターリング
機関を冷却兼暖房装置として具体化した実施例２を説明
する。
は、両頭型のピストン１５ａ〜１５ｄが前部空間Ｆａ〜
Ｆｄ及び後部空間Ｒａ〜Ｒｄを区画するとともに、この
ピストン１５ａ〜１５ｄがシュー１４、１４を介して斜
板１３と係留されているため、このピストン１５ａ〜１
５ｄの往復動が直接回転運動へ変換される。このため、
作動ピストンとピストンロッドとガイドピストンとを採
用した従来のスターリング機関と比較して、構造が簡易
化されている。 （実施例２）以下、第２発明の両頭斜板式スターリング
機関を冷却兼暖房装置として具体化した実施例２を説明
する。
【００１６】この冷却兼暖房装置は、前記出力軸１２を
駆動軸とし、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ周囲に形成された第１
ジャケット１６を放熱手段として採用し、後部空間Ｒａ
〜Ｒｄ周囲に形成された第２ジャケット１７を受熱手段
として採用した以外は、構成自体は実施例１と同様であ
り、図面を省略するとともに、実施例１と同一符号を付
して説明する。
駆動軸とし、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ周囲に形成された第１
ジャケット１６を放熱手段として採用し、後部空間Ｒａ
〜Ｒｄ周囲に形成された第２ジャケット１７を受熱手段
として採用した以外は、構成自体は実施例１と同様であ
り、図面を省略するとともに、実施例１と同一符号を付
して説明する。
【００１７】第１ジャケット１６内には常温水が循環さ
れるようになっており、この常温水は冷房を所望する室
内に設けられた図示しない第１室内器との間で循環され
る。第２ジャケット１７内にも別の常温水が循環される
ようになっており、この常温水は暖房を所望する室内に
設けられた図示しない第２室内器との間で循環される。
れるようになっており、この常温水は冷房を所望する室
内に設けられた図示しない第１室内器との間で循環され
る。第２ジャケット１７内にも別の常温水が循環される
ようになっており、この常温水は暖房を所望する室内に
設けられた図示しない第２室内器との間で循環される。
【００１８】上記のように構成されたこの冷却兼暖房装
置においては、作動ガスの封入後、駆動軸１２を駆動す
る。これにより、斜板１３が回転し、ピストン１５ａ〜
１５ｄがシュー１４、１４を介してボア６ａ〜６ｄ内を
往復動する。かかるピストン１５ａ〜１５ｄの移動によ
り、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ内の作動ガスが膨張され、後部
空間Ｒａ〜Ｒｄ内の作動ガスが圧縮される。このため、
前部空間Ｆａ〜Ｆｄ周囲の第１ジャケット１６内を循環
する常温水は、熱を奪われて冷却水となる。また、後部
空間Ｒａ〜Ｒｄ周囲の第２ジャケット１７内を循環する
常温水は、熱が与えられて温水となる。このとき、前部
空間Ｆａ〜Ｆｄ内の作動ガスは連結管２０ａ〜２０ｄを
通って後部空間Ｒａ〜Ｒｄ内に移行され、第１ジャケッ
ト１６内の常温水によって熱を得た作動ガスは金属メッ
シュ等によって熱を奪われる。また、後部空間Ｒａ〜Ｒ
ｄ内の作動ガスは連結管２０ａ〜２０ｄを通って前部空
間Ｆａ〜Ｆｄ内に移行され、第２ジャケット１７内の常
温水によって熱を奪われた作動ガスは金属メッシュ等に
よって熱が与えられる。こうして第１室内器は冷水が循
環されて冷房に供され、第２室内器は温水が循環されて
暖房に供される。
置においては、作動ガスの封入後、駆動軸１２を駆動す
る。これにより、斜板１３が回転し、ピストン１５ａ〜
１５ｄがシュー１４、１４を介してボア６ａ〜６ｄ内を
往復動する。かかるピストン１５ａ〜１５ｄの移動によ
り、前部空間Ｆａ〜Ｆｄ内の作動ガスが膨張され、後部
空間Ｒａ〜Ｒｄ内の作動ガスが圧縮される。このため、
前部空間Ｆａ〜Ｆｄ周囲の第１ジャケット１６内を循環
する常温水は、熱を奪われて冷却水となる。また、後部
空間Ｒａ〜Ｒｄ周囲の第２ジャケット１７内を循環する
常温水は、熱が与えられて温水となる。このとき、前部
空間Ｆａ〜Ｆｄ内の作動ガスは連結管２０ａ〜２０ｄを
通って後部空間Ｒａ〜Ｒｄ内に移行され、第１ジャケッ
ト１６内の常温水によって熱を得た作動ガスは金属メッ
シュ等によって熱を奪われる。また、後部空間Ｒａ〜Ｒ
ｄ内の作動ガスは連結管２０ａ〜２０ｄを通って前部空
間Ｆａ〜Ｆｄ内に移行され、第２ジャケット１７内の常
温水によって熱を奪われた作動ガスは金属メッシュ等に
よって熱が与えられる。こうして第１室内器は冷水が循
環されて冷房に供され、第２室内器は温水が循環されて
暖房に供される。
【００１９】したがって、この冷却兼暖房装置において
も、実施例１と同様に構造の簡易化の効果を奏すること
ができる。
も、実施例１と同様に構造の簡易化の効果を奏すること
ができる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の両頭斜板
式スターリング機関では、前部空間及び後部空間を区画
する両頭型のピストンにより往復動が得られるととも
に、この両頭型のピストンがシューを介して斜板と係留
されて往復動の回転運動への変換をも行なうため、構造
の簡易化を実現することができる。
式スターリング機関では、前部空間及び後部空間を区画
する両頭型のピストンにより往復動が得られるととも
に、この両頭型のピストンがシューを介して斜板と係留
されて往復動の回転運動への変換をも行なうため、構造
の簡易化を実現することができる。
【００２１】したがって、この両頭斜板式スターリング
機関では、軽量化及び小型化を実現することができる。
また、この両頭斜板式スターリング機関では、従来のも
のと比較してピストンの削減及びピストンロッドの省略
が可能であるため、部品点数の削減を実現することもで
きる。
機関では、軽量化及び小型化を実現することができる。
また、この両頭斜板式スターリング機関では、従来のも
のと比較してピストンの削減及びピストンロッドの省略
が可能であるため、部品点数の削減を実現することもで
きる。
【図１】実施例１、２に係るスターリング機関の縦断面
図である。
図である。
【図２】実施例１、２に係るスターリング機関の一部断
面の側面図である。
面の側面図である。
１…断熱部材 ６ａ〜６ｄ…ボア ７
…斜板室 ４、５…シリンダブロック １０、１１…ハウ
ジング １２…出力軸、駆動軸 １３…斜板 １
４…シュー １５ａ〜１５ｄ…ピストン Ｆａ〜Ｆｄ…前部
空間 Ｒａ〜Ｒｄ…後部空間 １６…第１ジャケット（加熱
手段、放熱手段） １７…第２ジャケット（冷却手段、受熱手段） ２０ａ
〜２０ｄ…連結管
…斜板室 ４、５…シリンダブロック １０、１１…ハウ
ジング １２…出力軸、駆動軸 １３…斜板 １
４…シュー １５ａ〜１５ｄ…ピストン Ｆａ〜Ｆｄ…前部
空間 Ｒａ〜Ｒｄ…後部空間 １６…第１ジャケット（加熱
手段、放熱手段） １７…第２ジャケット（冷却手段、受熱手段） ２０ａ
〜２０ｄ…連結管
Claims (2)
- 【請求項１】軸方向中央に断熱材をもつとともに軸心周
りに該軸心と平行な複数のボアを有し、各該ボアの中央
に開口する斜板室が形成されたシリンダブロックと、該
シリンダブロックの両外端を閉塞する前後のハウジング
と、上記シリンダブロックの軸心孔内に挿嵌支承された
出力軸と、該出力軸に固着されて上記斜板室内に回転可
能に収容された斜板と、該斜板にシューを介して係留さ
れ各該ボア内を直動する両頭形のピストンと、上記ハウ
ジングと該ボアと該ピストンの両ヘッドとによりそれぞ
れ前後対で形成され、作動ガスが封入された前部空間及
び後部空間と、該前部空間を加熱する加熱手段と、該後
部空間を冷却する冷却手段と、該前部空間と該後部空間
とを位相差を有してそれぞれ一定容積で連結し、途中に
蓄熱手段をもつ連結管とからなることを特徴とする両頭
斜板式スターリング機関。 - 【請求項２】軸方向中央に断熱材をもつとともに軸心周
りに該軸心と平行な複数のボアを有し、各該ボアの中央
に開口する斜板室が形成されたシリンダブロックと、該
シリンダブロックの両外端を閉塞する前後のハウジング
と、上記シリンダブロックの軸心孔内に挿嵌支承された
駆動軸と、該駆動軸に固着されて上記斜板室内に回転可
能に収容された斜板と、該斜板にシューを介して係留さ
れ各該ボア内を直動する両頭形のピストンと、上記ハウ
ジングと該ボアと該ピストンの両ヘッドとによりそれぞ
れ前後対で形成され、作動ガスが封入された前部空間及
び後部空間と、該前部空間周囲に形成された放熱手段
と、該後部空間周囲に形成された受熱手段と、該前部空
間と該後部空間とを位相差を有してそれぞれ一定容積で
連結し、途中に蓄熱手段をもつ連結管とからなることを
特徴とする両頭斜板式スターリング機関。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034890A JPH05231240A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 両頭斜板式スターリング機関 |
| US08/017,624 US5343704A (en) | 1992-02-21 | 1993-02-12 | Double-headed and swash plate type stirling engine |
| KR1019930002099A KR950011327B1 (ko) | 1992-02-21 | 1993-02-16 | 양두 사판식 스타링 기관 |
| TW082101127A TW226040B (ja) | 1992-02-21 | 1993-02-18 | |
| DE4305043A DE4305043A1 (en) | 1992-02-21 | 1993-02-18 | Stirling engine of double-head piston and swash plate type - has cylinder block with front and rear working gas chambers, surrounded by heat exchangers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034890A JPH05231240A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 両頭斜板式スターリング機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231240A true JPH05231240A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12426758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034890A Pending JPH05231240A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 両頭斜板式スターリング機関 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5343704A (ja) |
| JP (1) | JPH05231240A (ja) |
| KR (1) | KR950011327B1 (ja) |
| DE (1) | DE4305043A1 (ja) |
| TW (1) | TW226040B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014084095A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Hyundai Motor Company Co Ltd | 車両用スターリング冷凍機 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BG63221B1 (bg) | 1997-03-14 | 2001-06-29 | Боян БАХНЕВ | Гърбичен двигател |
| GB2338746B (en) * | 1998-06-25 | 2003-01-22 | William May Stott | Reciprocating piston engine |
| DE19840311A1 (de) * | 1998-09-04 | 2000-03-16 | Lutz Mueller | Axialkolbenmaschine |
| US7137366B2 (en) * | 2004-09-10 | 2006-11-21 | Tgs Innovations, Lp | Two-cycle swash plate internal combustion engine |
| US20090101089A1 (en) * | 2004-09-10 | 2009-04-23 | Tgs Innovations, Lp | Two-cycle swash plate internal combustion engine |
| US7469665B2 (en) * | 2004-09-10 | 2008-12-30 | Tgs Innovations Lp | Two-cycle swash plate internal combustion engine |
| US7178324B2 (en) * | 2004-09-24 | 2007-02-20 | Masami Sakita | External combustion engine |
| US8334604B1 (en) * | 2010-09-30 | 2012-12-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integrated external combustion cam engine-generator |
| US8749079B1 (en) | 2011-04-01 | 2014-06-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integrated wankel expander-alternator |
| JP2023070562A (ja) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | ヤンマーホールディングス株式会社 | スターリングエンジン |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3407593A (en) * | 1967-04-10 | 1968-10-29 | Donald A. Kelly | Reciprocating stirling cycle engine with dual wave cam drive |
| NL7410532A (nl) * | 1974-08-06 | 1976-02-10 | Philips Nv | Inrichting met tenminste drie heen- en weer- beweegbare zuigervormige lichamen. |
| FR2528109A1 (fr) * | 1982-06-04 | 1983-12-09 | Creusot Loire | Machine a cycle de stirling |
| NL8601070A (nl) * | 1985-04-25 | 1986-11-17 | Sanden Corp | Stirlingmotor. |
| JPH03502535A (ja) * | 1988-07-25 | 1991-06-13 | フセソユズニ クルガンスキ ナウチニ ツェントル“ボススタノビテルナヤ トラフマトロギア イ オルトペディア” | 手の形成的復元のための伸延装置 |
| JPH02207164A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 外燃機関用加熱装置 |
| JPH0374552A (ja) * | 1989-03-31 | 1991-03-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 回転斜板機構 |
| US4977742A (en) * | 1989-04-21 | 1990-12-18 | Stirling Thermal Motors, Inc. | Stirling engine with integrated gas combustor |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4034890A patent/JPH05231240A/ja active Pending
-
1993
- 1993-02-12 US US08/017,624 patent/US5343704A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-16 KR KR1019930002099A patent/KR950011327B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-02-18 TW TW082101127A patent/TW226040B/zh active
- 1993-02-18 DE DE4305043A patent/DE4305043A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014084095A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Hyundai Motor Company Co Ltd | 車両用スターリング冷凍機 |
| KR101405194B1 (ko) * | 2012-10-24 | 2014-06-13 | 현대자동차 주식회사 | 차량용 스털링 냉동기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR950011327B1 (ko) | 1995-09-30 |
| US5343704A (en) | 1994-09-06 |
| KR930018149A (ko) | 1993-09-21 |
| DE4305043A1 (en) | 1993-08-26 |
| TW226040B (ja) | 1994-07-01 |
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