JPH06173762A - 熱ガス機関 - Google Patents
熱ガス機関Info
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- JPH06173762A JPH06173762A JP32424792A JP32424792A JPH06173762A JP H06173762 A JPH06173762 A JP H06173762A JP 32424792 A JP32424792 A JP 32424792A JP 32424792 A JP32424792 A JP 32424792A JP H06173762 A JPH06173762 A JP H06173762A
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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
- 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
-
- 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
- F02G2243/30—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders
- F02G2243/34—Regenerative displacers having their cylinders at right angle, e.g. "Robinson" engines
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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
- F02G2244/00—Machines having two pistons
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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
- F02G2244/00—Machines having two pistons
- F02G2244/02—Single-acting two piston engines
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 外部に対する軸出力を増大させる熱ガス機関
を提供する。 〔構成〕 作動ガスを封入する高温室４と高温側中温室
５を区画する高温側ディスプレーサ３を配設する高温側
シリンダ１と、低温室７と低温側中温室８を区画する低
温側ディスプレーサ６を配設する低温側シリンダ２と、
この各シリンダを往復運動させるリンク機構と、前記高
温室４と高温側中温室５をつなぐガス流路に配置の高温
側熱交換器１０と高温側再生器１１及び中温側熱交換器
１２と、低温室７と低温側中温室８をつなぐガス流路に
配置の低温側熱交換器１４と低温側再生器１５及び中温
側熱交換器１６とから成る熱ガス機関において、高温室
側に補助シリンダ１９を設け、この補助ピストン１８と
高温側ディスプレーサ３のピストンロッドを連繋し、前
記高温室４と補助シリンダ１９の補助室２０を連通し、
ピストン往復動で容積変化量を中温部より大きくする。
を提供する。 〔構成〕 作動ガスを封入する高温室４と高温側中温室
５を区画する高温側ディスプレーサ３を配設する高温側
シリンダ１と、低温室７と低温側中温室８を区画する低
温側ディスプレーサ６を配設する低温側シリンダ２と、
この各シリンダを往復運動させるリンク機構と、前記高
温室４と高温側中温室５をつなぐガス流路に配置の高温
側熱交換器１０と高温側再生器１１及び中温側熱交換器
１２と、低温室７と低温側中温室８をつなぐガス流路に
配置の低温側熱交換器１４と低温側再生器１５及び中温
側熱交換器１６とから成る熱ガス機関において、高温室
側に補助シリンダ１９を設け、この補助ピストン１８と
高温側ディスプレーサ３のピストンロッドを連繋し、前
記高温室４と補助シリンダ１９の補助室２０を連通し、
ピストン往復動で容積変化量を中温部より大きくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は空調機，冷凍機等に用
いるＶＭ（ブルマイヤ）サイクル使用の熱ガス機関に関
するものである。
いるＶＭ（ブルマイヤ）サイクル使用の熱ガス機関に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、低温熱源，中温熱源及び高温熱
源の間で動作する機関で、高温熱源から得た熱エネルギ
（熱仕事）によって低温熱源から吸熱し、中温熱源への
放熱を行う最も基本的な機関としてＶＭ機関がある。こ
のＶＭ機関は、高温及び低温の二つのディスプレーサ
（作動ガスを移動させるもの）を有し、それぞれのディ
スプレーサが関与する領域によって高温部と低温部に分
割される。この高温部と低温部においては、ディスプレ
ーサの移動によって作動ガスの掃気が生じ、この掃気に
よる容積変化に相当する部分を作動室と定義すれば、各
部には二つの作動室が存在し、これらの作動室の内の一
つは中温熱源と同等の温度レベルにあり、中温室と呼
ぶ。同様に、高温熱源と同等の温度レベルにある作動室
を高温室、低温熱源と同等の温度レベルにある作動室を
低温室と呼ぶ。幾何学的に求められるこれらの作動室の
仕事は、それぞれの容積変化と作動空間（機関全体）内
の一様な圧力変動によって、高温室では膨脹仕事、高温
側の中温室では圧縮仕事、また低温室では膨脹仕事、低
温側の中温室では圧縮仕事となる。このＶＭ機関の場合
では、三つの熱源間の熱移動を生じるだけの機関である
ため、動作原理上、高温部及び低温部における二つの掃
気容積は一致し、高温部の膨脹仕事と圧縮仕事、及び低
温部の膨脹仕事と圧縮仕事の絶対量はそれぞれ等しくな
る。
源の間で動作する機関で、高温熱源から得た熱エネルギ
（熱仕事）によって低温熱源から吸熱し、中温熱源への
放熱を行う最も基本的な機関としてＶＭ機関がある。こ
のＶＭ機関は、高温及び低温の二つのディスプレーサ
（作動ガスを移動させるもの）を有し、それぞれのディ
スプレーサが関与する領域によって高温部と低温部に分
割される。この高温部と低温部においては、ディスプレ
ーサの移動によって作動ガスの掃気が生じ、この掃気に
よる容積変化に相当する部分を作動室と定義すれば、各
部には二つの作動室が存在し、これらの作動室の内の一
つは中温熱源と同等の温度レベルにあり、中温室と呼
ぶ。同様に、高温熱源と同等の温度レベルにある作動室
を高温室、低温熱源と同等の温度レベルにある作動室を
低温室と呼ぶ。幾何学的に求められるこれらの作動室の
仕事は、それぞれの容積変化と作動空間（機関全体）内
の一様な圧力変動によって、高温室では膨脹仕事、高温
側の中温室では圧縮仕事、また低温室では膨脹仕事、低
温側の中温室では圧縮仕事となる。このＶＭ機関の場合
では、三つの熱源間の熱移動を生じるだけの機関である
ため、動作原理上、高温部及び低温部における二つの掃
気容積は一致し、高温部の膨脹仕事と圧縮仕事、及び低
温部の膨脹仕事と圧縮仕事の絶対量はそれぞれ等しくな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の機関に
おいては、ディスプレーサを駆動するためのロッドが装
着され、これによる体積変化によって両部の掃気容積に
差が生じるが、ロッドの体積変化を当該の作動室容積変
化に加えれば、上記のように両部の掃気容積はそれぞれ
一致する。なお、低温及び高温ディスプレーサの位相は
９０°に限定されるものではなく、両シリンダの内径に
ついても同一である必要はない。
おいては、ディスプレーサを駆動するためのロッドが装
着され、これによる体積変化によって両部の掃気容積に
差が生じるが、ロッドの体積変化を当該の作動室容積変
化に加えれば、上記のように両部の掃気容積はそれぞれ
一致する。なお、低温及び高温ディスプレーサの位相は
９０°に限定されるものではなく、両シリンダの内径に
ついても同一である必要はない。
【０００４】本発明は上記実情に鑑み、高温部の掃気容
積に着眼し、中温室よりも高温室の掃気容積を意図的に
大きくすることによって、外部に対する軸出力の増大を
可能と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。
積に着眼し、中温室よりも高温室の掃気容積を意図的に
大きくすることによって、外部に対する軸出力の増大を
可能と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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、作動ガスが封
入された高温側シリンダ及び低温側シリンダと、この高
温側シリンダ内を高温室と高温側中温室とに区画する高
温側ディスプレーサと、前記低温側シリンダ内を低温室
と低温側中温室とに区画する低温側ディスプレーサと、
この高温側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサが
それぞれロッド及びリンク機構を介して連結された回転
軸と、前記高温室と高温側中温室とをつなぐガス流路に
配置された作動ガス加熱用の高温側熱交換器、高温側再
生器及び中温側熱交換器と、前記低温室と低温側中温室
とをつなぐガス流路に配置された低温側熱交換器、低温
側再生器及び中温側熱交換器とから成る熱ガス機関にお
いて、前記高温室に補助シリンダを設け、この補助シリ
ンダ内に前記高温側ディスプレーサのロッドと連繋して
往復動する補助ピストンを設けたものである。
入された高温側シリンダ及び低温側シリンダと、この高
温側シリンダ内を高温室と高温側中温室とに区画する高
温側ディスプレーサと、前記低温側シリンダ内を低温室
と低温側中温室とに区画する低温側ディスプレーサと、
この高温側ディスプレーサ及び低温側ディスプレーサが
それぞれロッド及びリンク機構を介して連結された回転
軸と、前記高温室と高温側中温室とをつなぐガス流路に
配置された作動ガス加熱用の高温側熱交換器、高温側再
生器及び中温側熱交換器と、前記低温室と低温側中温室
とをつなぐガス流路に配置された低温側熱交換器、低温
側再生器及び中温側熱交換器とから成る熱ガス機関にお
いて、前記高温室に補助シリンダを設け、この補助シリ
ンダ内に前記高温側ディスプレーサのロッドと連繋して
往復動する補助ピストンを設けたものである。
【０００６】また、作動ガスが封入された高温側シリン
ダ及び低温側シリンダと、この高温側シリンダ内を高温
室と高温側中温室とに区画する高温側ディスプレーサ
と、前記低温側シリンダ内を低温室と低温側中温室とに
区画する低温側ディスプレーサと、この高温側ディスプ
レーサ及び低温側ディスプレーサがそれぞれロッド及び
リンク機構を介して連結された回転軸と、前記高温室と
高温側中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス
加熱用の高温側熱交換器と高温側再生器及び中温側熱交
換器と、前記低温室と低温側中温室とをつなぐガス流路
に配置された低温側熱交換器と低温側再生器及び中温側
熱交換器とから成る熱ガス機関において、前記高温側シ
リンダは前記高温室部分を前記高温側中温室部分よりも
大径シリンダとした段付き形状を有し、前記高温側ディ
スプレーサは前記大径シリンダ内を往復動する部分を大
径ディスプレーサとした段付き形状を有するものであ
る。
ダ及び低温側シリンダと、この高温側シリンダ内を高温
室と高温側中温室とに区画する高温側ディスプレーサ
と、前記低温側シリンダ内を低温室と低温側中温室とに
区画する低温側ディスプレーサと、この高温側ディスプ
レーサ及び低温側ディスプレーサがそれぞれロッド及び
リンク機構を介して連結された回転軸と、前記高温室と
高温側中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス
加熱用の高温側熱交換器と高温側再生器及び中温側熱交
換器と、前記低温室と低温側中温室とをつなぐガス流路
に配置された低温側熱交換器と低温側再生器及び中温側
熱交換器とから成る熱ガス機関において、前記高温側シ
リンダは前記高温室部分を前記高温側中温室部分よりも
大径シリンダとした段付き形状を有し、前記高温側ディ
スプレーサは前記大径シリンダ内を往復動する部分を大
径ディスプレーサとした段付き形状を有するものであ
る。
【０００７】
【作用】上記のような構成のため、クランク機構の回転
に連動する高温側ディスプレーサと低温側ディスプレー
サがそれぞれ所定の位相差をもって往復運動をすれば、
シリンダ内に封入された作動ガスは高温室と低温室では
膨脹を、高温側の中温室と低温側の中温室では圧縮がな
され、この高温側の中温室と低温側の中温室でのガス圧
縮時に放熱をし、この放熱を各中温室に連通する熱交換
器を経て暖房使用とし、低温室の膨脹時の吸熱で冷房使
用とする。この場合、高温室には容積変化量を大きくす
るために補助シリンダと補助ピストンを備えているた
め、低温室での吸熱のときに圧力降下量が減少し、吸熱
量が減少する。これに対応して、圧力上昇量が減少し、
低温側中温室での放熱量も減少する。高温室での吸熱量
は高温室における掃気容積の増大に係わらず一定である
ため、外部に対する軸出力が増大する。
に連動する高温側ディスプレーサと低温側ディスプレー
サがそれぞれ所定の位相差をもって往復運動をすれば、
シリンダ内に封入された作動ガスは高温室と低温室では
膨脹を、高温側の中温室と低温側の中温室では圧縮がな
され、この高温側の中温室と低温側の中温室でのガス圧
縮時に放熱をし、この放熱を各中温室に連通する熱交換
器を経て暖房使用とし、低温室の膨脹時の吸熱で冷房使
用とする。この場合、高温室には容積変化量を大きくす
るために補助シリンダと補助ピストンを備えているた
め、低温室での吸熱のときに圧力降下量が減少し、吸熱
量が減少する。これに対応して、圧力上昇量が減少し、
低温側中温室での放熱量も減少する。高温室での吸熱量
は高温室における掃気容積の増大に係わらず一定である
ため、外部に対する軸出力が増大する。
【０００８】また、高温側シリンダにあってシリンダ径
を高温室部分が高温側中温室部分より大径とする段付き
形状とし、高温側ディスプレーサ側も対応する段付きデ
ィスプレーサとすることにより、高温側ディスプレーサ
の往復動ごとに高温室の容積変化量は高温側中温室の容
積変化量より大きくなり、軸出力は増大する。
を高温室部分が高温側中温室部分より大径とする段付き
形状とし、高温側ディスプレーサ側も対応する段付きデ
ィスプレーサとすることにより、高温側ディスプレーサ
の往復動ごとに高温室の容積変化量は高温側中温室の容
積変化量より大きくなり、軸出力は増大する。
【０００９】
【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。
すれば、次の通りである。
【００１０】図１は高温側シリンダ内の中温室下部に補
助シリンダと補助ピストンを備えた熱ガス機関の実施例
を示し、１は高温側シリンダで、２は低温側シリンダで
あり、これら二つのシリンダは直角をなすように配置さ
れている。この高温側シリンダ１内にはピストンとなる
高温側ディスプレーサ３を配設しシリンダを高温室４と
高温側中温室５に区画しており、また低温側シリンダ２
内には低温側ディスプレーサ６を配設しシリンダを低温
室７と低温側中温室８に区画している。９は前記高温室
４と高温側中温室５とをつなぐ高温側ガス通路で、該高
温側ガス通路９には作動ガス加熱用の高温側熱交換器１
０、高温側再生器１１及び高温部中温側熱交換器１２を
順次配設してある。１３は低温室７と低温側中温室８を
つなぐ低温側ガス流路で、該低温側ガス流路１３には低
温側熱交換器１４、低温側再生器１５及び低温部中温側
熱交換器１６を配設している。また、前記高温側中温室
５と低温側中温室８とは連通路１７にて連通している。
１８は高温側中温室５の下方に臨むクランク室３２に形
成した補助シリンダ１９に備える補助ピストンで、該補
助ピストン１８のピストンロッドは高温側ディスプレー
サ３の中温室挿通の高温側ピストンロッド２５とに共用
した構成とし、且つ補助ピストン１８で区画された補助
シリンダ１９の補助室２０と高温側シリンダ４の高温室
５を、高温側ピストンロッド２５に貫通した高温室連通
路３３をもって連通する構成とし、高温室５の掃気容積
を高温側中温室５の掃気容積より実質的に大きく設定す
る。また、補助ピストン１８の下端と、低温側ディスプ
レーサ６に設けた低温側中温室８を挿通する低温側ピス
トンロッド２６の端を、クランク室３２に設置した回転
軸に取り付けたクランク機構３１に二方向のリンクを介
して連結し、それぞれ往復運動を行うようにしている。
２２は高温側ディスプレーサ３の外周に装着の高温側ピ
ストンシールであり、２３は低温側ディスプレーサ６の
外周に装着の低温側ピストンシールであり、２４は補助
ピストン１８の外周に装着した補助ピストンシールであ
る。２８は高温側ロッドシールでり、２９は低温側ロッ
ドシールを示す。
助シリンダと補助ピストンを備えた熱ガス機関の実施例
を示し、１は高温側シリンダで、２は低温側シリンダで
あり、これら二つのシリンダは直角をなすように配置さ
れている。この高温側シリンダ１内にはピストンとなる
高温側ディスプレーサ３を配設しシリンダを高温室４と
高温側中温室５に区画しており、また低温側シリンダ２
内には低温側ディスプレーサ６を配設しシリンダを低温
室７と低温側中温室８に区画している。９は前記高温室
４と高温側中温室５とをつなぐ高温側ガス通路で、該高
温側ガス通路９には作動ガス加熱用の高温側熱交換器１
０、高温側再生器１１及び高温部中温側熱交換器１２を
順次配設してある。１３は低温室７と低温側中温室８を
つなぐ低温側ガス流路で、該低温側ガス流路１３には低
温側熱交換器１４、低温側再生器１５及び低温部中温側
熱交換器１６を配設している。また、前記高温側中温室
５と低温側中温室８とは連通路１７にて連通している。
１８は高温側中温室５の下方に臨むクランク室３２に形
成した補助シリンダ１９に備える補助ピストンで、該補
助ピストン１８のピストンロッドは高温側ディスプレー
サ３の中温室挿通の高温側ピストンロッド２５とに共用
した構成とし、且つ補助ピストン１８で区画された補助
シリンダ１９の補助室２０と高温側シリンダ４の高温室
５を、高温側ピストンロッド２５に貫通した高温室連通
路３３をもって連通する構成とし、高温室５の掃気容積
を高温側中温室５の掃気容積より実質的に大きく設定す
る。また、補助ピストン１８の下端と、低温側ディスプ
レーサ６に設けた低温側中温室８を挿通する低温側ピス
トンロッド２６の端を、クランク室３２に設置した回転
軸に取り付けたクランク機構３１に二方向のリンクを介
して連結し、それぞれ往復運動を行うようにしている。
２２は高温側ディスプレーサ３の外周に装着の高温側ピ
ストンシールであり、２３は低温側ディスプレーサ６の
外周に装着の低温側ピストンシールであり、２４は補助
ピストン１８の外周に装着した補助ピストンシールであ
る。２８は高温側ロッドシールでり、２９は低温側ロッ
ドシールを示す。
【００１１】即ち、この実施例では、高温側シリンダ内
の中温室下部にピストンロッドを共用して補助シリンダ
１９と補助ピストン１８（図１ではクロスヘッドガイド
を兼用している）を設けたものであり、補助ピストン１
８の上側にできる作動室（高温室と同位相）を高温室４
に連通し容積変化量を増大している。補助シリンダ内径
及び補助ピストン外径は適切な値に設定され、高温室４
と補助室２０は連通している。
の中温室下部にピストンロッドを共用して補助シリンダ
１９と補助ピストン１８（図１ではクロスヘッドガイド
を兼用している）を設けたものであり、補助ピストン１
８の上側にできる作動室（高温室と同位相）を高温室４
に連通し容積変化量を増大している。補助シリンダ内径
及び補助ピストン外径は適切な値に設定され、高温室４
と補助室２０は連通している。
【００１２】次にこの作用を説明すると、モータ等にて
回転されるクランク機構３１が回転すれば、これに連動
する位相を９０°ずらした高温側ディスプレーサ３と低
温側ディスプレーサ６がそれぞれ高温側シリンダ１と低
温側シリンダ２に対して往復運動する。
回転されるクランク機構３１が回転すれば、これに連動
する位相を９０°ずらした高温側ディスプレーサ３と低
温側ディスプレーサ６がそれぞれ高温側シリンダ１と低
温側シリンダ２に対して往復運動する。
【００１３】ここにおいて、図２の第１行程では、両デ
ィスプレーサ３，６の動作によって、低温側中温室８が
作動ガスで満たされるとともに、高温側中温室５にある
作動ガスの移動が生じる。これに伴って、機関内の作動
ガス圧力が上昇し、温度上昇した高温側中温室５のらの
作動ガスは高温部中温側熱交換器１２を通過するときに
に暖房に寄与する熱を外部に放出する。
ィスプレーサ３，６の動作によって、低温側中温室８が
作動ガスで満たされるとともに、高温側中温室５にある
作動ガスの移動が生じる。これに伴って、機関内の作動
ガス圧力が上昇し、温度上昇した高温側中温室５のらの
作動ガスは高温部中温側熱交換器１２を通過するときに
に暖房に寄与する熱を外部に放出する。
【００１４】第２行程では、両ディスプレーサ３，６の
作動ガスによって、高温室４が作動ガスで満たされろと
ともに、低温側中温室８にある作動ガスの移動が生じ
る。これに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに上昇
し、温度上昇した低温側中温室８からの作動ガスは低温
部中温側熱交換器１６を通過するときに暖房に寄与する
熱を外部に放出する。
作動ガスによって、高温室４が作動ガスで満たされろと
ともに、低温側中温室８にある作動ガスの移動が生じ
る。これに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに上昇
し、温度上昇した低温側中温室８からの作動ガスは低温
部中温側熱交換器１６を通過するときに暖房に寄与する
熱を外部に放出する。
【００１５】第３行程では、両ディスプレーサ３，６の
作動によって、低温室７が作動ガスで満たされるととも
に、高温室４にある作動ガスの移動が生じる。これに伴
って、機関内の作動ガス圧力は低下し、温度降下した高
温室４からの作動ガスは高温側熱交換器１０を通過する
ときに機関を駆動するための熱を外部から吸収する。
作動によって、低温室７が作動ガスで満たされるととも
に、高温室４にある作動ガスの移動が生じる。これに伴
って、機関内の作動ガス圧力は低下し、温度降下した高
温室４からの作動ガスは高温側熱交換器１０を通過する
ときに機関を駆動するための熱を外部から吸収する。
【００１６】更に、第４行程では、両ディスプレーサ
３，６の作動によって、高温側中温室５が作動ガスで満
たされるとともに、低温室７にある作動ガスの移動が生
じる。これに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに低
下し、温度降下した低温室７からの作動ガスは低温側熱
交換器１４を通過するときに冷房に寄与する熱を外部か
ら吸収するものとなる。
３，６の作動によって、高温側中温室５が作動ガスで満
たされるとともに、低温室７にある作動ガスの移動が生
じる。これに伴って、機関内の作動ガス圧力はさらに低
下し、温度降下した低温室７からの作動ガスは低温側熱
交換器１４を通過するときに冷房に寄与する熱を外部か
ら吸収するものとなる。
【００１７】いま、この掃気容積の変化を、更に図２に
示す作動空間内の容積Ｖと圧力Ｐの関係で詳述すると、
高温室４の掃気容積が高温側中温室５の掃気容積より増
大しているため、低温室７での吸熱のときに圧力降下量
が減少し（行程４の実線、なお点線は従来タイプの変化
量を示す）、吸熱量ＱC は減少する。これに対応して、
行程２における圧力上昇量が減少し（実線）、低温側中
温室８での放熱量ＱMlも減少する。このとき、高温室４
での吸収熱ＱH は高温室４における掃気容積の増大に係
わらず一定であるため、外部に対する軸出力は増大す
る。
示す作動空間内の容積Ｖと圧力Ｐの関係で詳述すると、
高温室４の掃気容積が高温側中温室５の掃気容積より増
大しているため、低温室７での吸熱のときに圧力降下量
が減少し（行程４の実線、なお点線は従来タイプの変化
量を示す）、吸熱量ＱC は減少する。これに対応して、
行程２における圧力上昇量が減少し（実線）、低温側中
温室８での放熱量ＱMlも減少する。このとき、高温室４
での吸収熱ＱH は高温室４における掃気容積の増大に係
わらず一定であるため、外部に対する軸出力は増大す
る。
【００１８】図３に示す他の実施例は、高温及び低温側
シリンダとは別に設けられた補助シリンダと補助ピスト
ンを持つものである。即ち、直角にずれた配置の高温側
シリンダ１と低温側シリンダ２とは別に補助ピストン１
８を備えた補助シリンダ１９を設置する。この補助シリ
ンダ１９の補助室２０と高温側シリンダ１の高温室４と
を高温室連通路３３で連絡し容積変化量を増大する構成
とする。図中、２４は補助ピストン１８の外周に装着し
た補助ピストンシールで、２７は補助ピストンロッドを
示す。本実施例の場合には、前記第１の実施例と同様に
補助シリンダ内径及び補助ピストン外径は適切な値に選
定され、また、高温室４の容積変化量を増大するように
ピストン位相差は設定される。
シリンダとは別に設けられた補助シリンダと補助ピスト
ンを持つものである。即ち、直角にずれた配置の高温側
シリンダ１と低温側シリンダ２とは別に補助ピストン１
８を備えた補助シリンダ１９を設置する。この補助シリ
ンダ１９の補助室２０と高温側シリンダ１の高温室４と
を高温室連通路３３で連絡し容積変化量を増大する構成
とする。図中、２４は補助ピストン１８の外周に装着し
た補助ピストンシールで、２７は補助ピストンロッドを
示す。本実施例の場合には、前記第１の実施例と同様に
補助シリンダ内径及び補助ピストン外径は適切な値に選
定され、また、高温室４の容積変化量を増大するように
ピストン位相差は設定される。
【００１９】図４の実施例は、高温側シリンダ１及び高
温側ディスプレーサ３の高温室部分を中温室部分よりも
大きくして、高温室の容積を中温室よりも増大させたも
のである。即ち、高温側シリンダ１の形状を、高温室部
分が高温側中温室部分よりも大径シリンダ１ａとした段
付き形状にすると共に、高温側ディスプレーサ３も前記
大径シリンダ内を往復動する部分を大径ディスプレーサ
３ａとする段付き形状とし、高温室４の容積を中温室５
の容積よりも大きくしたものである。このときは、高温
室部にピストンシール２２ａを追加するものであり、両
ピストンシール間にできる空間はクランク室３２と連
通、或いは大気開放にする。また、本実施例の場合には
高温室４の容積変化量を大きくするのみならず、高温室
４の容積変化量を小さくすることも可能であり、両者は
同様の効果が期待できる。２１はクランク室連通路であ
る。
温側ディスプレーサ３の高温室部分を中温室部分よりも
大きくして、高温室の容積を中温室よりも増大させたも
のである。即ち、高温側シリンダ１の形状を、高温室部
分が高温側中温室部分よりも大径シリンダ１ａとした段
付き形状にすると共に、高温側ディスプレーサ３も前記
大径シリンダ内を往復動する部分を大径ディスプレーサ
３ａとする段付き形状とし、高温室４の容積を中温室５
の容積よりも大きくしたものである。このときは、高温
室部にピストンシール２２ａを追加するものであり、両
ピストンシール間にできる空間はクランク室３２と連
通、或いは大気開放にする。また、本実施例の場合には
高温室４の容積変化量を大きくするのみならず、高温室
４の容積変化量を小さくすることも可能であり、両者は
同様の効果が期待できる。２１はクランク室連通路であ
る。
【００２０】図５は、各部位における作動ガス温度をサ
イクル中一定とし、各作動室の容積は正弦波状に変化す
るものと仮定した簡易的な計算によって求めた機関性能
を示すものである。図５から明らかなように、高温室の
容積変化量を中温室よりも大きくすることによって、軸
出力は増大する。
イクル中一定とし、各作動室の容積は正弦波状に変化す
るものと仮定した簡易的な計算によって求めた機関性能
を示すものである。図５から明らかなように、高温室の
容積変化量を中温室よりも大きくすることによって、軸
出力は増大する。
【００２１】図中、ＱC : 低温室の吸熱量、 ＱM
1：低温側中温室の放熱量 ＱH : 高温室の吸熱量、 ＱMh：高温側中温室の放
熱量 ＶH : 高温室の掃気容積、 ΔＶ：増分容積 Ｗ ：外部に対する軸出力
1：低温側中温室の放熱量 ＱH : 高温室の吸熱量、 ＱMh：高温側中温室の放
熱量 ＶH : 高温室の掃気容積、 ΔＶ：増分容積 Ｗ ：外部に対する軸出力
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、高温部の
掃気容積に着眼し、中温室よりも高温室の掃気容積を意
図的に大きくすることによって、外部に対する軸出力の
増大が可能となる熱ガス機関を提供し得るものである。
掃気容積に着眼し、中温室よりも高温室の掃気容積を意
図的に大きくすることによって、外部に対する軸出力の
増大が可能となる熱ガス機関を提供し得るものである。
【図１】本発明の実施例を示す熱ガス機関の概略図であ
る。
る。
【図２】同熱ガス機関のサイクル基本行程図である。
【図３】第２の実施例の熱ガス機関の概略図である。
【図４】第３の実施例の熱ガス機関の概略図である。
【図５】本発明による効果の機関性能図である。
１ 高温側シリンダ ２ 低温側シリンダ ３ 高温側ディスプレーサ ４ 高温室 ５ 高温側中温室 ６ 低温側ディスプレーサ ７ 低温室 ８ 低温側中温室 ９ 高温側ガス流路 １０ 高温側熱交換器 １１ 高温側再生器 １２ 高温部中温側熱交換器側 １３ 低温側ガス流路 １４ 低温側熱交換器 １５ 低温側再生器 １６ 低温部中温側熱交換器 １７ 連通路 １８ 補助ピストン １９ 補助シリンダ ２０ 補助室 ２１ クランク室連通路 ３１ クランク機構 ３２ クランク室 ３３ 低温室連通路
Claims (2)
- 【請求項１】 作動ガスが封入された高温側シリンダ及
び低温側シリンダと、この高温側シリンダ内を高温室と
高温側中温室とに区画する高温側ディスプレーサと、前
記低温側シリンダ内を低温室と低温側中温室とに区画す
る低温側ディスプレーサと、この高温側ディスプレーサ
及び低温側ディスプレーサがそれぞれロッド及びリンク
機構を介して連結された回転軸と、前記高温室と高温側
中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス加熱用
の高温側熱交換器、高温側再生器及び中温側熱交換器
と、前記低温室と低温側中温室とをつなぐガス流路に配
置された低温側熱交換器、低温側再生器及び中温側熱交
換器とから成る熱ガス機関において、前記高温室に補助
シリンダを設け、この補助シリンダ内に前記高温側ディ
スプレーサのロッドと連繋して往復動する補助ピストン
を設けたことを特徴とする熱ガス機関。 - 【請求項２】 作動ガスが封入された高温側シリンダ及
び低温側シリンダと、この高温側シリンダ内を高温室と
高温側中温室とに区画する高温側ディスプレーサと、前
記低温側シリンダ内を低温室と低温側中温室とに区画す
る低温側ディスプレーサと、この高温側ディスプレーサ
及び低温側ディスプレーサがそれぞれロッド及びリンク
機構を介して連結された回転軸と、前記高温室と高温側
中温室とをつなぐガス流路に配置された作動ガス加熱用
の高温側熱交換器と高温側再生器及び中温側熱交換器
と、前記低温室と低温側中温室とをつなぐガス流路に配
置された低温側熱交換器と低温側再生器及び中温側熱交
換器とから成る熱ガス機関において、前記高温側シリン
ダは前記高温室部分を前記高温側中温室部分よりも大径
シリンダとした段付き形状を有し、前記高温側ディスプ
レーサは前記大径シリンダ内を往復動する部分を大径デ
ィスプレーサとした段付き形状を有していることを特徴
とする熱ガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324247A JP3022012B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 熱ガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324247A JP3022012B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 熱ガス機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06173762A true JPH06173762A (ja) | 1994-06-21 |
| JP3022012B2 JP3022012B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18163677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4324247A Expired - Lifetime JP3022012B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 熱ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022012B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988004310A1 (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Thermoplastic polyester resin composition |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4324247A patent/JP3022012B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988004310A1 (en) * | 1986-12-08 | 1988-06-16 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Thermoplastic polyester resin composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3022012B2 (ja) | 2000-03-15 |
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