JPH09151792A - フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関 - Google Patents
フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関Info
- Publication number
- JPH09151792A JPH09151792A JP33433195A JP33433195A JPH09151792A JP H09151792 A JPH09151792 A JP H09151792A JP 33433195 A JP33433195 A JP 33433195A JP 33433195 A JP33433195 A JP 33433195A JP H09151792 A JPH09151792 A JP H09151792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- low temperature
- heat exchanger
- temperature side
- high temperature
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関に
おいて、高温ディスプレーサ及び低温ディスプレーサの
挙動を阻害しないようにして機関性能を向上させる。 【解決手段】 高温側高温部熱交換器６ａ、高温側再生
器７、高温側中温部熱交換器８、低温側中温部熱交換器
９、低温側再生器１０及び低温側低温部熱交換器１１を
有し、更に、高温ディスプレーサ１及び低温ディスプレ
ーサ１９を有するフリーピストン式ヴィルミエサイクル
機関において、中温作動空間を高温部中温室１７Ａと低
温部中温室１７Ｂとに分離する中温プレート３０を設
け、前記中温プレート３０はガス通路となる開口３０ａ
を有する構造にする。
おいて、高温ディスプレーサ及び低温ディスプレーサの
挙動を阻害しないようにして機関性能を向上させる。 【解決手段】 高温側高温部熱交換器６ａ、高温側再生
器７、高温側中温部熱交換器８、低温側中温部熱交換器
９、低温側再生器１０及び低温側低温部熱交換器１１を
有し、更に、高温ディスプレーサ１及び低温ディスプレ
ーサ１９を有するフリーピストン式ヴィルミエサイクル
機関において、中温作動空間を高温部中温室１７Ａと低
温部中温室１７Ｂとに分離する中温プレート３０を設
け、前記中温プレート３０はガス通路となる開口３０ａ
を有する構造にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空調機、冷凍機等に
用いられるフリーピストン式ヴィルミエサイクル機関の
改良に関する。
用いられるフリーピストン式ヴィルミエサイクル機関の
改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフリーピストン式ヴィルミエサイ
クル機関の基本構造を示す断面正面図を図２に示し、そ
の構造、作動について説明する。高温ディスプレーサ１
は直径ａのディスプレーサピストンロッド２と直径ｂの
ディスプレーサピストンロッド３とが直列になった段違
いロッドを有し、ディスプレーサピストンロッド３の端
部はリニアアクチュエータ４により強制的に図で上、下
に駆動される。一方、円筒形のスリーブ５ａ、５ｂの外
側には図で上から順に高温側高温部熱交換器６ａ、高温
側再生器７、高温側中温部熱交換器８、低温側中温部熱
交換器９、低温側再生器１０及び低温側低温部熱交換器
１１が配設され、高温側中温部熱交換器８と低温側中温
部熱交換器９とはリング形部１２を介して一体となって
いる。更に、高温側再生器７、高温側中温部熱交換器
８、低温側中温部熱交換器９の外側にはそれぞれ高温側
円筒形シェル１３、中温側円筒形シェル１４ａ、１４ｂ
が配設され、又、低温側再生器１０及び低温側低温部熱
交換器１１の外側には低温側円筒形シェル１５が配設さ
れて外部と隔離される。高温側円筒形シェル１３の頭部
には電気ヒータ６が設けられ、暖房用として高温側中温
部熱交換器８及び低温側中温部熱交換器９から熱を取り
出し、冷房用として低温側低温部熱交換器１１から冷熱
を与えられる。搬送用媒体としては水がそれぞれの熱交
換器の外側に配置される。ここで電気ヒータ６により加
熱された高温作動空間１６及び中温作動空間１７内のヘ
リウム等の作動ガスによって、高温側中温部熱交換器８
を介して外側の水を加熱し、一方、低温作動空間１８及
び中温作動空間１７内の作動ガスは低温側中温部熱交換
器９を介して外側の水を加熱するとともに、低温側低温
部熱交換器１１を介して外側の水から熱を奪う。このと
き、前記高温ディスプレーサ１の上下運動は作動ガスを
高温作動空間１６と中温作動空間１７との間を、高温側
高温部熱交換器６ａ、高温側再生器７及び高温側中温部
熱交換器８を通って交番させる。又、低温ディスプレー
サ１９の上下運動は作動ガスを低温作動空間１８及び中
温作動空間１７の間を、低温側低温部熱交換器１１、低
温側再生器１０及び低温側中温部熱交換器９を通って交
番させる。その際高温の作動ガスと低温の作動ガスの割
合が変化することにより圧力変動を生ずるが、ディスプ
レーサピストンロッド２、３の直径ａ、ｂの違いにより
低温ディスプレーサ１９に加振力を生じ、高温ディスプ
レーサ１とはある一定の位相差を保つように低温ディス
プレーサ１９が作動する。このとき、各再生器７、１０
の蓄熱作用により各作動空間は温度が一定に保たれる。
機関としての出力は各熱交換器６ａ、８、９、１１の熱
の放出、吸収を暖房、冷房として利用するわけである。
又、２０は低温ディスプレーサ用補助機械ばね、２１は
低温作動空間１８のためのロッドシール、２２は高温デ
ィスプレーサ用機械ばね、２３は適当な圧力値に保つた
めのバッファ室、２４はバッファ室用ロッドシール、２
５は低温ディスプレーサ内ガスばね室である。
クル機関の基本構造を示す断面正面図を図２に示し、そ
の構造、作動について説明する。高温ディスプレーサ１
は直径ａのディスプレーサピストンロッド２と直径ｂの
ディスプレーサピストンロッド３とが直列になった段違
いロッドを有し、ディスプレーサピストンロッド３の端
部はリニアアクチュエータ４により強制的に図で上、下
に駆動される。一方、円筒形のスリーブ５ａ、５ｂの外
側には図で上から順に高温側高温部熱交換器６ａ、高温
側再生器７、高温側中温部熱交換器８、低温側中温部熱
交換器９、低温側再生器１０及び低温側低温部熱交換器
１１が配設され、高温側中温部熱交換器８と低温側中温
部熱交換器９とはリング形部１２を介して一体となって
いる。更に、高温側再生器７、高温側中温部熱交換器
８、低温側中温部熱交換器９の外側にはそれぞれ高温側
円筒形シェル１３、中温側円筒形シェル１４ａ、１４ｂ
が配設され、又、低温側再生器１０及び低温側低温部熱
交換器１１の外側には低温側円筒形シェル１５が配設さ
れて外部と隔離される。高温側円筒形シェル１３の頭部
には電気ヒータ６が設けられ、暖房用として高温側中温
部熱交換器８及び低温側中温部熱交換器９から熱を取り
出し、冷房用として低温側低温部熱交換器１１から冷熱
を与えられる。搬送用媒体としては水がそれぞれの熱交
換器の外側に配置される。ここで電気ヒータ６により加
熱された高温作動空間１６及び中温作動空間１７内のヘ
リウム等の作動ガスによって、高温側中温部熱交換器８
を介して外側の水を加熱し、一方、低温作動空間１８及
び中温作動空間１７内の作動ガスは低温側中温部熱交換
器９を介して外側の水を加熱するとともに、低温側低温
部熱交換器１１を介して外側の水から熱を奪う。このと
き、前記高温ディスプレーサ１の上下運動は作動ガスを
高温作動空間１６と中温作動空間１７との間を、高温側
高温部熱交換器６ａ、高温側再生器７及び高温側中温部
熱交換器８を通って交番させる。又、低温ディスプレー
サ１９の上下運動は作動ガスを低温作動空間１８及び中
温作動空間１７の間を、低温側低温部熱交換器１１、低
温側再生器１０及び低温側中温部熱交換器９を通って交
番させる。その際高温の作動ガスと低温の作動ガスの割
合が変化することにより圧力変動を生ずるが、ディスプ
レーサピストンロッド２、３の直径ａ、ｂの違いにより
低温ディスプレーサ１９に加振力を生じ、高温ディスプ
レーサ１とはある一定の位相差を保つように低温ディス
プレーサ１９が作動する。このとき、各再生器７、１０
の蓄熱作用により各作動空間は温度が一定に保たれる。
機関としての出力は各熱交換器６ａ、８、９、１１の熱
の放出、吸収を暖房、冷房として利用するわけである。
又、２０は低温ディスプレーサ用補助機械ばね、２１は
低温作動空間１８のためのロッドシール、２２は高温デ
ィスプレーサ用機械ばね、２３は適当な圧力値に保つた
めのバッファ室、２４はバッファ室用ロッドシール、２
５は低温ディスプレーサ内ガスばね室である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の図２
に示される従来のフリーピストン式ヴィルミエサイクル
機関においては、中温作動空間は高温側及び低温側の挙
動を共用し、高温側中温部熱交換器からの高温作動ガス
が低温ディスプレーサの、逆に低温側中温部熱交換器か
らの低温作動ガスが高温ディスプレーサの挙動を阻害し
て機関性能を低下させるという問題があった。
に示される従来のフリーピストン式ヴィルミエサイクル
機関においては、中温作動空間は高温側及び低温側の挙
動を共用し、高温側中温部熱交換器からの高温作動ガス
が低温ディスプレーサの、逆に低温側中温部熱交換器か
らの低温作動ガスが高温ディスプレーサの挙動を阻害し
て機関性能を低下させるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するために、高温側高温部熱交換器、高温側再生
器、高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低
温側再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高
温ディスプレーサ及び低温ディスプレーサを有するフリ
ーピストン式ヴィルミエサイクル機関において、作動ガ
スの流れが前記両ディスプレーサの挙動を阻害しないよ
うにするために、中温作動空間を高温部中温室と低温部
中温室とに分離する中温プレートを設け、前記中温プレ
ートはガス通路となる開口を有する構造にしたフリーピ
ストン式ヴィルミエサイクル機関を提供しようとするも
のである。
解決するために、高温側高温部熱交換器、高温側再生
器、高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低
温側再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高
温ディスプレーサ及び低温ディスプレーサを有するフリ
ーピストン式ヴィルミエサイクル機関において、作動ガ
スの流れが前記両ディスプレーサの挙動を阻害しないよ
うにするために、中温作動空間を高温部中温室と低温部
中温室とに分離する中温プレートを設け、前記中温プレ
ートはガス通路となる開口を有する構造にしたフリーピ
ストン式ヴィルミエサイクル機関を提供しようとするも
のである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるフリーピスト
ン式ヴィルミエサイクル機関の実施の形態について図１
を参照して説明する。図１は本発明によるフリーピスト
ン式ヴィルミエサイクル機関の実施の形態を示す断面正
面図で、図２と同じ部品には同じ符号を付し、重複を避
けて異なる点のみを説明する。高温側中温部熱交換器８
と低温側中温部熱交換器９との間（図２でリング形部１
２の位置）に中温プレート３０が設けられて固定され
る。この中温プレート３０は周辺が従来のリング形部１
２（図２参照）と同様で、中央部は低温ディスプレーサ
の上部円錐形（高温ディスプレーサの下部はこれと補完
形）に対応するような円錐形部を有する逆皿形で、中心
にディスプレーサピストンロッド２が貫通して且つ作動
ガスが自由に連通する中心開口３０ａを有する。この中
温プレート３０により中温作動空間（図２における１
７）は上側の高温部中温室１７Ａと下側の低温部中温室
１７Ｂに分離され、高温側中温部熱交換器８からの高温
部中温室１７Ａの作動ガスが直接低温ディスプレーサ１
９へ流れることがなく、又、低温側中温部熱交換器９か
らの低温作動ガスが直接高温ディスプレーサ１へ流れる
ことがなく、中心開口３０ａを介して互いに連通するだ
けで、高温部中温室１７Ａ及び低温部中温室１７Ｂはそ
れぞれほぼ一定の比較的高温及び低温を保持するので、
両ディスプレーサの挙動は理想に近くなる。
ン式ヴィルミエサイクル機関の実施の形態について図１
を参照して説明する。図１は本発明によるフリーピスト
ン式ヴィルミエサイクル機関の実施の形態を示す断面正
面図で、図２と同じ部品には同じ符号を付し、重複を避
けて異なる点のみを説明する。高温側中温部熱交換器８
と低温側中温部熱交換器９との間（図２でリング形部１
２の位置）に中温プレート３０が設けられて固定され
る。この中温プレート３０は周辺が従来のリング形部１
２（図２参照）と同様で、中央部は低温ディスプレーサ
の上部円錐形（高温ディスプレーサの下部はこれと補完
形）に対応するような円錐形部を有する逆皿形で、中心
にディスプレーサピストンロッド２が貫通して且つ作動
ガスが自由に連通する中心開口３０ａを有する。この中
温プレート３０により中温作動空間（図２における１
７）は上側の高温部中温室１７Ａと下側の低温部中温室
１７Ｂに分離され、高温側中温部熱交換器８からの高温
部中温室１７Ａの作動ガスが直接低温ディスプレーサ１
９へ流れることがなく、又、低温側中温部熱交換器９か
らの低温作動ガスが直接高温ディスプレーサ１へ流れる
ことがなく、中心開口３０ａを介して互いに連通するだ
けで、高温部中温室１７Ａ及び低温部中温室１７Ｂはそ
れぞれほぼ一定の比較的高温及び低温を保持するので、
両ディスプレーサの挙動は理想に近くなる。
【０００６】
【発明の効果】本発明によるフリーピストン式ヴィルミ
エサイクル機関は、上述のように構成され作用するの
で、高温及び低温の両ディスプレーサの挙動が理想に近
くなり、機関性能の向上が得られる。
エサイクル機関は、上述のように構成され作用するの
で、高温及び低温の両ディスプレーサの挙動が理想に近
くなり、機関性能の向上が得られる。
【図１】本発明によるフリーピストン式ヴィルミエサイ
クル機関の実施の形態を示す断面正面図である。
クル機関の実施の形態を示す断面正面図である。
【図２】従来のフリーピストン式ヴィルミエサイクル機
関の基本構造を示す断面正面図である。
関の基本構造を示す断面正面図である。
１：高温ディスプレーサ ６ａ：高温側高温部熱交換器 ７：高温側再生器 ８：高温側中温部熱交換器 ９：低温側中温部熱交換器 １０：低温側再生器 １１：低温側低温部熱交換器 １７Ａ：高温部中温室 １７Ｂ：低温部中温室 １９：低温ディスプレーサ ３０：中温プレート ３０ａ：中心開口
Claims (1)
- 【請求項１】 高温側高温部熱交換器、高温側再生器、
高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側
再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高温デ
ィスプレーサ及び低温ディスプレーサを有するフリーピ
ストン式ヴィルミエサイクル機関において、作動ガスの
流れが前記両ディスプレーサの挙動を阻害しないように
するために、中温作動空間を高温部中温室と低温部中温
室とに分離する中温プレートを設け、前記中温プレート
はガス通路となる開口を有する構造にしたことを特徴と
するフリーピストン式ヴィルミエサイクル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33433195A JPH09151792A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33433195A JPH09151792A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09151792A true JPH09151792A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=18276169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33433195A Pending JPH09151792A (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | フリーピストン式ヴィルミエサイクル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09151792A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0935063A2 (en) | 1998-02-06 | 1999-08-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Stirling machine with heat exchanger having fin structure |
| JP2003056712A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Global Cooling Bv | フリーピストン・スターリング装置の低摩擦追従シール |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP33433195A patent/JPH09151792A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0935063A2 (en) | 1998-02-06 | 1999-08-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Stirling machine with heat exchanger having fin structure |
| JP2003056712A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Global Cooling Bv | フリーピストン・スターリング装置の低摩擦追従シール |
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