JPH063173B2 - スタ−リングエンジン - Google Patents
スタ−リングエンジンInfo
- Publication number
- JPH063173B2 JPH063173B2 JP58094332A JP9433283A JPH063173B2 JP H063173 B2 JPH063173 B2 JP H063173B2 JP 58094332 A JP58094332 A JP 58094332A JP 9433283 A JP9433283 A JP 9433283A JP H063173 B2 JPH063173 B2 JP H063173B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacer
- piston
- heat exchanger
- cylinder
- stirling engine
- 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
Links
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
- F02G1/0435—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 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)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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 一般にスターリング機関はディスプレーサーピストンと
パワーピストンと呼ばれる二つのピストンを有する。デ
ィスプレイサーピストンの運動によって作動気体が高温
部と低温部との間を往復することによって膨張と収縮を
くりかえし、その圧力がパワーピストンに伝えられて動
力を得る構造となっている。従来はこのディスプレイサ
ーピストンの運動は直線状の往復運動であり、ディスプ
レイサーピストンとパワーピストンとはクランクシャフ
トを介して適当な位相差を保ちながら運動するように結
合されていた。又フリーピストン型と称せられるスター
リング機関にあっては、クランクシャフトはなく空気バ
ネによって両者が結合されていた。いずれもディスプレ
イサーピストンはパワーピストンの動きによって大きく
影響され、起動困難で制御も容易でないなどの欠点があ
った。制御についてはパワーピストンの変位によって制
御された電動機、或いは他の電磁的手段によってディス
プレイサーピストンを動作させる提案もあるが、いずれ
もディスプレイサーピストンに直線往復運動を与えるも
のであって損失が大きく効率が低下して好ましいもので
はなかった。
パワーピストンと呼ばれる二つのピストンを有する。デ
ィスプレイサーピストンの運動によって作動気体が高温
部と低温部との間を往復することによって膨張と収縮を
くりかえし、その圧力がパワーピストンに伝えられて動
力を得る構造となっている。従来はこのディスプレイサ
ーピストンの運動は直線状の往復運動であり、ディスプ
レイサーピストンとパワーピストンとはクランクシャフ
トを介して適当な位相差を保ちながら運動するように結
合されていた。又フリーピストン型と称せられるスター
リング機関にあっては、クランクシャフトはなく空気バ
ネによって両者が結合されていた。いずれもディスプレ
イサーピストンはパワーピストンの動きによって大きく
影響され、起動困難で制御も容易でないなどの欠点があ
った。制御についてはパワーピストンの変位によって制
御された電動機、或いは他の電磁的手段によってディス
プレイサーピストンを動作させる提案もあるが、いずれ
もディスプレイサーピストンに直線往復運動を与えるも
のであって損失が大きく効率が低下して好ましいもので
はなかった。
発明の目的 本発明は上記従来の欠点にかんがみ、起動容易で制御性
にも優れ、かつ効率の低下も少ないスターリングエンジ
ンを提供するものである。
にも優れ、かつ効率の低下も少ないスターリングエンジ
ンを提供するものである。
発明の構成 本考案はパワーピストンを駆動させる為の気体の膨脹お
よび収縮を加熱用熱交換器および冷却用熱交換器が位置
する円筒シリンダ内を、扇形板状ディスプレーサーを回
転移動させることによって行なうスターリングエンジン
である。
よび収縮を加熱用熱交換器および冷却用熱交換器が位置
する円筒シリンダ内を、扇形板状ディスプレーサーを回
転移動させることによって行なうスターリングエンジン
である。
実施例の説明 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。第１図は本発明の実施例におけるスターリング機関
の主要部を概念的に示すものである。１は扇形板状ディ
スプレーサーピストン（以下ディスプレーサーと称す
る）、２はディスプレーサーを収容する円筒型シリンダ
ー、３１〜３４はこのシリンダ２上に配置された熱交換
器、４はディスプレーサー１を駆動するための電動機、
５はパワーピストン（以下ピストンと称する）、６はピ
ストン５を収容するシリンダ、７はピストンの位置を検
出するためのセンサ、８は磁石、９は発電コイルであ
る。
る。第１図は本発明の実施例におけるスターリング機関
の主要部を概念的に示すものである。１は扇形板状ディ
スプレーサーピストン（以下ディスプレーサーと称す
る）、２はディスプレーサーを収容する円筒型シリンダ
ー、３１〜３４はこのシリンダ２上に配置された熱交換
器、４はディスプレーサー１を駆動するための電動機、
５はパワーピストン（以下ピストンと称する）、６はピ
ストン５を収容するシリンダ、７はピストンの位置を検
出するためのセンサ、８は磁石、９は発電コイルであ
る。
第２図は円筒型シリンダ２上における熱交換器の配置を
示す図であって、３１はシリンダー２内の作動気体加熱
用熱交換器、３２はシリンダ２内の作動気体より熱を吸
収する熱交換器、３３はシリンダ２内の作動気体を冷却
するための熱交換器、３４はシリンダ２内の作動気体に
熱を与えるための熱交換器を夫々示す。熱交換器３２と
熱交換器３４とはヒートパイプによって連結され熱は３
２より３４へ流れる。
示す図であって、３１はシリンダー２内の作動気体加熱
用熱交換器、３２はシリンダ２内の作動気体より熱を吸
収する熱交換器、３３はシリンダ２内の作動気体を冷却
するための熱交換器、３４はシリンダ２内の作動気体に
熱を与えるための熱交換器を夫々示す。熱交換器３２と
熱交換器３４とはヒートパイプによって連結され熱は３
２より３４へ流れる。
第３図は円筒型シリンダ２内における扇型形状ディスプ
レーサー１を示す図であって図中矢印の向きに電動機に
よって回転せしめられる。
レーサー１を示す図であって図中矢印の向きに電動機に
よって回転せしめられる。
以上のように構成されたスターリング機関についてその
動作を説明する。まず、作動気体加熱用熱交換器３１を
加熱する。加熱方法は本実施例では都市ガス用ガス用バ
ーナを使用した、然し、電気ヒータ，石油バーナ等を使
用することも可能で、石炭，木材等の燃料を燃焼せし
め、その火炎による直接加熱でも差支えない。一方熱交
換器３３には冷却水を通水し作動気体を冷却する。起動
は電動機４によってディスプレーサー１を回転せしめる
ことによってなされる。即ち、ディスプレーサー１を第
３図矢印の方向に回転せしめると円筒型シリンダ２内の
作動気体加熱交換器３１及び冷却用熱交換器３３の空間
に移動させられることになり加熱と冷却を繰返す。この
温度変化に従ってシリンダ内の圧力は増減を繰り返すか
らこれに直結されたシリンダ６内のピストン５は上下運
動を行う。センサー７によってピストン５の位置を検出
しその信号によって電動機４の回転速度を制御しピスト
ンとディスプレーサーとを適当な位相差を保ちながら運
動せしめるように電気的に調節する。即ち第１図におい
てピストン５が上下へ向って進むときに、ディスプレー
サーは加熱用熱交換器３１の直下にあって冷却熱用交換
器３３の直下にある作動気体が冷却されると同時にピス
トン５によって圧縮されるように調節する。ディスプレ
ーサーの回転に従って作動気体は熱交換器３４の直下へ
移動し、熱交換器３２よりヒートパイプによって移動せ
しめられた熱を吸収して熱交換気器３１の直下へと移動
する。ここにおいて作動気体は高温に加熱され、その圧
力は上昇してピストン５を押し下げる。更にディスプレ
ーサーの回転に従って熱交換気３２の直下に移動した作
動気体は残余の熱を吸収されサイクルを完了する。ピス
トン５には発電コイル９が取付けてあり、これが磁石８
による磁場中で往復運動を行うため発電出力が得られる
が前述の如くディスプレーサー駆動用電動機を電気的に
制御することにより極めて容易に最大出力を得ることが
できた。このように本実施例によればピストンを起動す
るために別の起動装置を設けることなく、ディスプレー
サー駆動用電動機の運転を開始するのみで容易に機関を
起動せしめることができる。更に負荷変動に応じてディ
スプレーサー駆動用電動機を電気的に制御することによ
り容易に、常に最大出力を得ることができる。又ディス
プレーサーは直線往復運動ではなく、滑らかな回転運動
であるから、ディスプレーサー駆動用電動機の消費電力
は最小限にとどめることができる。
動作を説明する。まず、作動気体加熱用熱交換器３１を
加熱する。加熱方法は本実施例では都市ガス用ガス用バ
ーナを使用した、然し、電気ヒータ，石油バーナ等を使
用することも可能で、石炭，木材等の燃料を燃焼せし
め、その火炎による直接加熱でも差支えない。一方熱交
換器３３には冷却水を通水し作動気体を冷却する。起動
は電動機４によってディスプレーサー１を回転せしめる
ことによってなされる。即ち、ディスプレーサー１を第
３図矢印の方向に回転せしめると円筒型シリンダ２内の
作動気体加熱交換器３１及び冷却用熱交換器３３の空間
に移動させられることになり加熱と冷却を繰返す。この
温度変化に従ってシリンダ内の圧力は増減を繰り返すか
らこれに直結されたシリンダ６内のピストン５は上下運
動を行う。センサー７によってピストン５の位置を検出
しその信号によって電動機４の回転速度を制御しピスト
ンとディスプレーサーとを適当な位相差を保ちながら運
動せしめるように電気的に調節する。即ち第１図におい
てピストン５が上下へ向って進むときに、ディスプレー
サーは加熱用熱交換器３１の直下にあって冷却熱用交換
器３３の直下にある作動気体が冷却されると同時にピス
トン５によって圧縮されるように調節する。ディスプレ
ーサーの回転に従って作動気体は熱交換器３４の直下へ
移動し、熱交換器３２よりヒートパイプによって移動せ
しめられた熱を吸収して熱交換気器３１の直下へと移動
する。ここにおいて作動気体は高温に加熱され、その圧
力は上昇してピストン５を押し下げる。更にディスプレ
ーサーの回転に従って熱交換気３２の直下に移動した作
動気体は残余の熱を吸収されサイクルを完了する。ピス
トン５には発電コイル９が取付けてあり、これが磁石８
による磁場中で往復運動を行うため発電出力が得られる
が前述の如くディスプレーサー駆動用電動機を電気的に
制御することにより極めて容易に最大出力を得ることが
できた。このように本実施例によればピストンを起動す
るために別の起動装置を設けることなく、ディスプレー
サー駆動用電動機の運転を開始するのみで容易に機関を
起動せしめることができる。更に負荷変動に応じてディ
スプレーサー駆動用電動機を電気的に制御することによ
り容易に、常に最大出力を得ることができる。又ディス
プレーサーは直線往復運動ではなく、滑らかな回転運動
であるから、ディスプレーサー駆動用電動機の消費電力
は最小限にとどめることができる。
発明の効果 以上のように本発明は扇形板状回転ディスプレーサーを
用いることによって駆動のための動力を少くすると共に
電動機によりディスプレーサーを制御運転することによ
って常に最大出力を得ることができ、起動も容易にし、
その実用的効果は大なるものがある。
用いることによって駆動のための動力を少くすると共に
電動機によりディスプレーサーを制御運転することによ
って常に最大出力を得ることができ、起動も容易にし、
その実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の一実施例のスターリングエンジンの概
念図、第２図は第１図における熱交換器の配置図、第３
図は第１図におけるディスプレーサーピストンの配置図
である。 １……ディスプレーサーピストン、２……１を収容する
シリンダ、３１〜３４……熱交換器、４……ディスプレ
ーサーピストン駆動用電動機、５……パワーピストン、
６……５を収容するシリンダ、７……センサー。
念図、第２図は第１図における熱交換器の配置図、第３
図は第１図におけるディスプレーサーピストンの配置図
である。 １……ディスプレーサーピストン、２……１を収容する
シリンダ、３１〜３４……熱交換器、４……ディスプレ
ーサーピストン駆動用電動機、５……パワーピストン、
６……５を収容するシリンダ、７……センサー。
Claims (2)
- 【請求項１】扇形板状のディスプレーサを平面状に回転
可能に支持させた円筒型シリンダの中心部に連通するシ
リンダと、前記シリンダ内を上下動するパワーピストン
と、ディスプレーサ駆動用電動機と、前記円筒型シリン
ダ内に熱分布を形成するため前記円筒型シリンダに固定
した熱交換器を具備し、前記扇形板状ディスプレーサの
回転により前記熱交換器を介して、前記円筒型シリンダ
内の気体を膨張あるいは収縮させ、前記気体の膨張、収
縮により前記パワーピストンを上下動させることを特徴
とするスターリングエンジン。 - 【請求項２】パワーピストンの位置を検出するセンサー
を設け、前記センサーの出力により前記扇形板状ディス
プレーサの回転を制御することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のスターリングエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58094332A JPH063173B2 (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | スタ−リングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58094332A JPH063173B2 (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | スタ−リングエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59218345A JPS59218345A (ja) | 1984-12-08 |
| JPH063173B2 true JPH063173B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=14107323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58094332A Expired - Lifetime JPH063173B2 (ja) | 1983-05-27 | 1983-05-27 | スタ−リングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063173B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011083920A3 (ko) * | 2010-01-11 | 2011-11-10 | Shin Gook Sun | 녹생성장을 위한 회전형 스털링 엔진 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2924762A1 (fr) * | 2007-12-05 | 2009-06-12 | Pascot Philippe | Machine thermodynamique, en particulier de type stirling. |
| BRPI1000624B1 (pt) * | 2010-03-05 | 2021-02-23 | Associacao Paranaense De Cultura - Apc | conversor de energia termomecânico |
| SE537738C2 (sv) * | 2012-04-25 | 2015-10-06 | Nils Karlberg | Energiomvandlare |
| WO2015159837A1 (ja) * | 2014-04-18 | 2015-10-22 | 栗田秀實 | スターリングエンジン |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3370418A (en) | 1966-10-24 | 1968-02-27 | Donald A. Kelly | Rotary stirling cycle engines |
-
1983
- 1983-05-27 JP JP58094332A patent/JPH063173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3370418A (en) | 1966-10-24 | 1968-02-27 | Donald A. Kelly | Rotary stirling cycle engines |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011083920A3 (ko) * | 2010-01-11 | 2011-11-10 | Shin Gook Sun | 녹생성장을 위한 회전형 스털링 엔진 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59218345A (ja) | 1984-12-08 |
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