JPH0942055A - スターリングエンジン - Google Patents
スターリングエンジンInfo
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- JPH0942055A JPH0942055A JP19308595A JP19308595A JPH0942055A JP H0942055 A JPH0942055 A JP H0942055A JP 19308595 A JP19308595 A JP 19308595A JP 19308595 A JP19308595 A JP 19308595A JP H0942055 A JPH0942055 A JP H0942055A
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- JP
- Japan
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- heat transfer
- temperature heat
- displacer
- high temperature
- cylinder chamber
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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
- F02G2257/00—Regenerators
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】熱伝達率を高くし交換熱量を十分に得ることが
できる高出力化の達成が可能なスターリングエンジンを
提供することにある。 【解決手段】再生器８をディスプレーサ７に内蔵するス
ターリングエンジンにおいて、加熱装置９に高温空間5a
に開口する端末が閉じられた複数本の高温伝熱管11を、
冷却装置10に低温空間5bに開口する端末が閉じられた複
数本の低温伝熱管12をそれぞれ環状に配置して設け、デ
ィスプレーサ７の高温側に再生器８と導通し各高温伝熱
管11内にガス流通狭隙g1を保持して挿入される複数本の
ガス流通導管17を、ディスプレーサ７の低温側に再生器
８と導通し各低温伝熱管12の内側にガス流通狭隙g2を保
持して挿入される複数本のガス流通導管18を再生器８内
蔵のディスプレーサ７と一体に移動できるように取付け
たことを特徴とする。
できる高出力化の達成が可能なスターリングエンジンを
提供することにある。 【解決手段】再生器８をディスプレーサ７に内蔵するス
ターリングエンジンにおいて、加熱装置９に高温空間5a
に開口する端末が閉じられた複数本の高温伝熱管11を、
冷却装置10に低温空間5bに開口する端末が閉じられた複
数本の低温伝熱管12をそれぞれ環状に配置して設け、デ
ィスプレーサ７の高温側に再生器８と導通し各高温伝熱
管11内にガス流通狭隙g1を保持して挿入される複数本の
ガス流通導管17を、ディスプレーサ７の低温側に再生器
８と導通し各低温伝熱管12の内側にガス流通狭隙g2を保
持して挿入される複数本のガス流通導管18を再生器８内
蔵のディスプレーサ７と一体に移動できるように取付け
たことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は往復運動するディス
プレーサの内部を作動ガスが通過する方式のスターリン
グエンジンに関する。
プレーサの内部を作動ガスが通過する方式のスターリン
グエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図９は従来のスターリングエンジンを概
略的に示した要部断面図であって、この従来のスターリ
ングエンジンは、回転位相が略９０度に変位する第１，
第２のクランク部１ａ，１ｂを有したクランクシャフト
からなる出力シャフト１と、この出力シャフト１の回転
駆動源となるパワーピストン２（第１のクランク部１ａ
にコンロッド２ａを介して連結されている）を摺動可能
に嵌装した第１のシリンダ室３と、この第１のシリンダ
室３と連絡管４を介して連通する内部に作動ガスを封入
した第２のシリンダ室５と、この第２のシリンダ室に嵌
装されシャフト連動の作動ロッド６（第２のクランク部
１ｂにコンロッド６ａを介して連結されている）に連結
して第２のシリンダ室５内を所定の移動ストロークで往
復運動されるディスプレーサ７と、このディスプレーサ
７に内蔵され該ディスプレーサ７の作動時に前記作動ガ
スが内部を通過する金網積層体で構成された熱授受再生
器８と、第２のシリンダ室５のディスプレーサ７上側の
室を高温空間５ａとして封入ガス温度が６００度位にな
るように加熱する高温加熱装置９と、第２のシリンダ室
５のディスプレーサ７下側の室を低温空間５ｂとして封
入ガス温度が７０度位になるように冷却する冷却装置１
０とを具備する構成となっている。
略的に示した要部断面図であって、この従来のスターリ
ングエンジンは、回転位相が略９０度に変位する第１，
第２のクランク部１ａ，１ｂを有したクランクシャフト
からなる出力シャフト１と、この出力シャフト１の回転
駆動源となるパワーピストン２（第１のクランク部１ａ
にコンロッド２ａを介して連結されている）を摺動可能
に嵌装した第１のシリンダ室３と、この第１のシリンダ
室３と連絡管４を介して連通する内部に作動ガスを封入
した第２のシリンダ室５と、この第２のシリンダ室に嵌
装されシャフト連動の作動ロッド６（第２のクランク部
１ｂにコンロッド６ａを介して連結されている）に連結
して第２のシリンダ室５内を所定の移動ストロークで往
復運動されるディスプレーサ７と、このディスプレーサ
７に内蔵され該ディスプレーサ７の作動時に前記作動ガ
スが内部を通過する金網積層体で構成された熱授受再生
器８と、第２のシリンダ室５のディスプレーサ７上側の
室を高温空間５ａとして封入ガス温度が６００度位にな
るように加熱する高温加熱装置９と、第２のシリンダ室
５のディスプレーサ７下側の室を低温空間５ｂとして封
入ガス温度が７０度位になるように冷却する冷却装置１
０とを具備する構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記のような再生器８
をディスプレーサ７に内蔵する従来のスターリングエン
ジンは、構造がシンプルで軽量化できる特徴を有する
が、高温熱源と低温熱源との熱交換が難しく、高出力化
ができないという問題があった。
をディスプレーサ７に内蔵する従来のスターリングエン
ジンは、構造がシンプルで軽量化できる特徴を有する
が、高温熱源と低温熱源との熱交換が難しく、高出力化
ができないという問題があった。
【０００４】それは、ディスプレーサ７の往復動により
作動ガスが再生器８を通過するが、その流れを熱交換に
利用できないことが原因である。ディスプレーサ７が運
動していてもシリンダ室５内の作動ガスはシリンダ側か
ら見れば停止しており、外部との熱交換において流速に
よる熱伝達率の向上は望めない。従って、作動ガスに外
部から熱エネルギーを十分に供給することができず出力
は制限されてしまう。
作動ガスが再生器８を通過するが、その流れを熱交換に
利用できないことが原因である。ディスプレーサ７が運
動していてもシリンダ室５内の作動ガスはシリンダ側か
ら見れば停止しており、外部との熱交換において流速に
よる熱伝達率の向上は望めない。従って、作動ガスに外
部から熱エネルギーを十分に供給することができず出力
は制限されてしまう。
【０００５】本発明は前記従来の問題を解消するために
なされたもので、その目的は高温熱源と低温熱源の作動
ガスに対する熱伝達率を高くすることができ、また伝熱
面積も広くとれ外部との交換熱量を十分に得ることがで
きる高出力化の達成が可能なスターリングエンジンを提
供することにある。
なされたもので、その目的は高温熱源と低温熱源の作動
ガスに対する熱伝達率を高くすることができ、また伝熱
面積も広くとれ外部との交換熱量を十分に得ることがで
きる高出力化の達成が可能なスターリングエンジンを提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明は、出力シャフト１の回転駆動源となるパワ
ーピストン２を嵌装した第１のシリンダ室３と、この第
１のシリンダ室と連通する内部に作動ガスを封入した第
２のシリンダ室５と、この第２のシリンダ室に嵌装され
シャフト連動の作動ロッド６に連結して第２のシリンダ
室５内を所定の移動ストロークで往復運動されるディス
プレーサ７と、このディスプレーサに内蔵され該ディス
プレーサの作動時に前記作動ガスが内部を通過する熱授
受再生器８と、前記第２シリンダ室５のディスプレーサ
上側の室を高温空間５ａとして加熱する高温加熱装置９
と、前記第２シリンダ室５のディスプレーサ下側の室を
低温空間５ｂとして冷却する冷却装置１０とを具備する
スターリングエンジンにおいて、前記加熱装置９に高温
空間５ａに開口する端末が閉じられた複数本の高温伝熱
管１１を、前記冷却装置１０に低温空間５ｂに開口する
端末が閉じられた複数本の低温伝熱管１２をそれぞれ環
状に配置して設け、前記ディスプレーサ７の高温側に前
記再生器８と導通し各高温伝熱管１１内にガス流通狭隙
g1を保持して挿入される複数本のガス流通導管１７を、
前記ディスプレーサ７の低温側に前記再生器８と導通し
各低温伝熱管１２の内側にガス流通狭隙g2を保持して挿
入される複数本のガス流通導管１８を再生器８内蔵のデ
ィスプレーサ７と一体に移動できるように取付けたこと
を特徴とする。
めに本発明は、出力シャフト１の回転駆動源となるパワ
ーピストン２を嵌装した第１のシリンダ室３と、この第
１のシリンダ室と連通する内部に作動ガスを封入した第
２のシリンダ室５と、この第２のシリンダ室に嵌装され
シャフト連動の作動ロッド６に連結して第２のシリンダ
室５内を所定の移動ストロークで往復運動されるディス
プレーサ７と、このディスプレーサに内蔵され該ディス
プレーサの作動時に前記作動ガスが内部を通過する熱授
受再生器８と、前記第２シリンダ室５のディスプレーサ
上側の室を高温空間５ａとして加熱する高温加熱装置９
と、前記第２シリンダ室５のディスプレーサ下側の室を
低温空間５ｂとして冷却する冷却装置１０とを具備する
スターリングエンジンにおいて、前記加熱装置９に高温
空間５ａに開口する端末が閉じられた複数本の高温伝熱
管１１を、前記冷却装置１０に低温空間５ｂに開口する
端末が閉じられた複数本の低温伝熱管１２をそれぞれ環
状に配置して設け、前記ディスプレーサ７の高温側に前
記再生器８と導通し各高温伝熱管１１内にガス流通狭隙
g1を保持して挿入される複数本のガス流通導管１７を、
前記ディスプレーサ７の低温側に前記再生器８と導通し
各低温伝熱管１２の内側にガス流通狭隙g2を保持して挿
入される複数本のガス流通導管１８を再生器８内蔵のデ
ィスプレーサ７と一体に移動できるように取付けたこと
を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１乃
至図８に従い具体的に説明する。図中１はエンジンケー
シング２０に回転自在に軸承された出力シャフトで、回
転位相が９０度に変位する第１・第２の偏心カム２１，
２２を有し、第１の偏心カム２１の側面に第２の偏心カ
ム２２と同一位相で回転する第３の偏心カム２３（シャ
フト一体の偏心カム２１，２２とは別体に構成されてい
る）を図１の如く締着固定した構成となっている。
至図８に従い具体的に説明する。図中１はエンジンケー
シング２０に回転自在に軸承された出力シャフトで、回
転位相が９０度に変位する第１・第２の偏心カム２１，
２２を有し、第１の偏心カム２１の側面に第２の偏心カ
ム２２と同一位相で回転する第３の偏心カム２３（シャ
フト一体の偏心カム２１，２２とは別体に構成されてい
る）を図１の如く締着固定した構成となっている。
【０００８】なお、前記偏心カム２１〜２３の外周に
は、リング状をなすボール軸受形の回転滑動体が図１，
図２の如く嵌着され、また前記シャフト１の内側軸部に
はバランスウエイト２４が第３の偏心カム２３に当接し
て図１の如く嵌着されている。
は、リング状をなすボール軸受形の回転滑動体が図１，
図２の如く嵌着され、また前記シャフト１の内側軸部に
はバランスウエイト２４が第３の偏心カム２３に当接し
て図１の如く嵌着されている。
【０００９】３は前記シャフト１の回転駆動源となるパ
ワーピストン２を摺動可能に嵌装した第１のシリンダ室
で、このシリンダ室３を形成する第１のシリンダブロッ
ク１３は前記ケーシング２０の上端開口部に図１，図２
の如く嵌合固定されている。
ワーピストン２を摺動可能に嵌装した第１のシリンダ室
で、このシリンダ室３を形成する第１のシリンダブロッ
ク１３は前記ケーシング２０の上端開口部に図１，図２
の如く嵌合固定されている。
【００１０】前記パワーピストン２には、第２・第３の
偏心カム２２，２３に係合する長円形状のカム係合穴２
５と、前記ケーシング２０に縦貫固定された案内杆２
７，２８に挿通される両側ガイド孔（図示せず）とを有
した鞍型状の可動ブロック２６が前記ピストン２と一体
に移動できるように嵌合固定され、この可動ブロック２
６の上下動による前記偏心カム２２，２３の回転で出力
シャフト１を一方向に回転駆動できるように構成されて
いる。
偏心カム２２，２３に係合する長円形状のカム係合穴２
５と、前記ケーシング２０に縦貫固定された案内杆２
７，２８に挿通される両側ガイド孔（図示せず）とを有
した鞍型状の可動ブロック２６が前記ピストン２と一体
に移動できるように嵌合固定され、この可動ブロック２
６の上下動による前記偏心カム２２，２３の回転で出力
シャフト１を一方向に回転駆動できるように構成されて
いる。
【００１１】５は第１のシリンダ室３と中心連絡筒１４
を介して同心的に連通接続された内部に作動ガスが封入
される第２のシリンダ室で、このシリンダ室５を形成す
る第２のシリンダブロック１５は中心連絡筒１４の外囲
部に装備される冷却装置１０の上フランジに締着固定さ
れている。なお、前記シリンダ室５に封入される作動ガ
スは本実施例の場合、ヘリウムガスを使用しているが空
気であっても良い。
を介して同心的に連通接続された内部に作動ガスが封入
される第２のシリンダ室で、このシリンダ室５を形成す
る第２のシリンダブロック１５は中心連絡筒１４の外囲
部に装備される冷却装置１０の上フランジに締着固定さ
れている。なお、前記シリンダ室５に封入される作動ガ
スは本実施例の場合、ヘリウムガスを使用しているが空
気であっても良い。
【００１２】７は第２のシリンダ室５に嵌装され、シャ
フト連動の作動ロッド６に連結して第２のシリンダ室５
内を所定の移動ストロークで往復運動されるディスプレ
ーサで、このディスプレーサ７には該ディスプレーサの
作動時に作動ガスが内部を通過する金網積層体で構成さ
れた熱授受再生器８が内蔵されている。
フト連動の作動ロッド６に連結して第２のシリンダ室５
内を所定の移動ストロークで往復運動されるディスプレ
ーサで、このディスプレーサ７には該ディスプレーサの
作動時に作動ガスが内部を通過する金網積層体で構成さ
れた熱授受再生器８が内蔵されている。
【００１３】前記ディスプレーサ７の作動ロッド６は、
中心連絡筒１４の内部を通り、パワーピストン２と可動
ブロック２６の中心孔を貫通してエンジンケーシング２
０内に図１，図２の如く垂下し、その下端部には第１の
偏心カム２１に係合する長円形状のカム係合穴２５ａを
有した可動ブロック３０が前記ケーシング２０に縦貫固
定の案内杆２９に図２の如く挿通案内されて上下動する
ように取付けられている。
中心連絡筒１４の内部を通り、パワーピストン２と可動
ブロック２６の中心孔を貫通してエンジンケーシング２
０内に図１，図２の如く垂下し、その下端部には第１の
偏心カム２１に係合する長円形状のカム係合穴２５ａを
有した可動ブロック３０が前記ケーシング２０に縦貫固
定の案内杆２９に図２の如く挿通案内されて上下動する
ように取付けられている。
【００１４】９は前記シリンダブロック１５の上端部に
装備された高温加熱装置で、この高温加熱装置９は第２
のシリンダ室５のディスプレーサ７の上側室を高温空間
５ａとして封入ガス温度が６００度位になるように加熱
するバーナ加熱式のものであって、高温空間５ａに開口
する端末（上端部）が閉じられた複数本例えば１０本の
高温伝熱管１１（この管径は実施例では１４mmとしてい
る）を図３に示す如く環状に配置して設け、この各高温
伝熱管１１にドーナツ形のフィン１１ａを多数枚嵌挿し
て間隔的に取付け、このフィン群の中心穴１６（図３明
示）の部分にバーナ火炎を噴射して高温に加熱する構成
となっている。
装備された高温加熱装置で、この高温加熱装置９は第２
のシリンダ室５のディスプレーサ７の上側室を高温空間
５ａとして封入ガス温度が６００度位になるように加熱
するバーナ加熱式のものであって、高温空間５ａに開口
する端末（上端部）が閉じられた複数本例えば１０本の
高温伝熱管１１（この管径は実施例では１４mmとしてい
る）を図３に示す如く環状に配置して設け、この各高温
伝熱管１１にドーナツ形のフィン１１ａを多数枚嵌挿し
て間隔的に取付け、このフィン群の中心穴１６（図３明
示）の部分にバーナ火炎を噴射して高温に加熱する構成
となっている。
【００１５】前記連絡筒１４の外囲部に装備される冷却
装置１０は、第２のシリンダ室５のディスプレーサ７の
下側室を低温空間５ｂとして封入ガス温度が７０度位に
なるように冷却する空冷式（前記シャフト１と連動して
回転される図示省略の冷却ファンによって空冷される形
式）のものであって、前記低温空間５ｂに開口する端末
（下端部）が閉じられた複数本例えば２４本の低温伝熱
管１２（この管径は実施例では８mmとしている）を内外
同心円の上に等間隔を存して図４の如く環状に配置して
設け、この各低温伝熱管１２にドーナツ形のフィン１２
ａを多数枚嵌挿して間隔的に取付け、この各フィン間に
ファンで送風される冷風を流して冷却する構成となって
いる。なお、この冷却装置１０は水冷式のものを適用す
ることも可能である。
装置１０は、第２のシリンダ室５のディスプレーサ７の
下側室を低温空間５ｂとして封入ガス温度が７０度位に
なるように冷却する空冷式（前記シャフト１と連動して
回転される図示省略の冷却ファンによって空冷される形
式）のものであって、前記低温空間５ｂに開口する端末
（下端部）が閉じられた複数本例えば２４本の低温伝熱
管１２（この管径は実施例では８mmとしている）を内外
同心円の上に等間隔を存して図４の如く環状に配置して
設け、この各低温伝熱管１２にドーナツ形のフィン１２
ａを多数枚嵌挿して間隔的に取付け、この各フィン間に
ファンで送風される冷風を流して冷却する構成となって
いる。なお、この冷却装置１０は水冷式のものを適用す
ることも可能である。
【００１６】前記ディスプレーサ７の高温側には、再生
器８と導通し各高温伝熱管１１内に１mm程度のガス流通
狭隙g1（図５明示）を保持して挿入される複数本例えば
１０本のガス流通導管１７（この管径は実施例では１０
mmとしている）が再生器８内蔵のディスプレーサ７と一
体に移動できるように取付けられ、また前記ディスプレ
ーサ７の低温側には再生器８と導通し各低温伝熱管１２
の内側に０．７mm程度のガス流通狭隙g2（図５明示）を
保持して挿入される複数本例えば２４本のガス流通導管
１８（この管径は実施例では６mmとしている）が再生器
８内蔵のディスプレーサ７と一体に移動できるように取
付けらている。
器８と導通し各高温伝熱管１１内に１mm程度のガス流通
狭隙g1（図５明示）を保持して挿入される複数本例えば
１０本のガス流通導管１７（この管径は実施例では１０
mmとしている）が再生器８内蔵のディスプレーサ７と一
体に移動できるように取付けられ、また前記ディスプレ
ーサ７の低温側には再生器８と導通し各低温伝熱管１２
の内側に０．７mm程度のガス流通狭隙g2（図５明示）を
保持して挿入される複数本例えば２４本のガス流通導管
１８（この管径は実施例では６mmとしている）が再生器
８内蔵のディスプレーサ７と一体に移動できるように取
付けらている。
【００１７】前記ガス流通導管１７，１８の高温伝熱管
１１及び低温伝熱管１２に対する挿入長さは、前記ディ
スプレーサ７が往復運動をすると、図５乃至図８に示す
ように互いに変化するが、高温伝熱管１１及び低温伝熱
管１２と常にオーバーラップする範囲のストロークで移
動できる長さに設定されている。
１１及び低温伝熱管１２に対する挿入長さは、前記ディ
スプレーサ７が往復運動をすると、図５乃至図８に示す
ように互いに変化するが、高温伝熱管１１及び低温伝熱
管１２と常にオーバーラップする範囲のストロークで移
動できる長さに設定されている。
【００１８】例えば、バワーピストン２とディスプレー
サ７の移動ストロークを２０mmとした場合、ガス流通導
管１７のディスプレーサ７上端面からの突出長さは５０
mm程度、ガス流通導管１８のディスプレーサ７下端面か
らの垂下長さは６５mm程度に設定され、またこのガス流
通導管１７，１８が挿入される高温伝熱管１１及び低温
伝熱管１２の長さはガス流通導管１７の突出長さ及びガ
ス流通導管１８の垂下長さよりも少し（例えば５mm位）
長く設定されて、ディスプレーサ７がどの位置に移動し
てもガス流通導管１７，１８が高温伝熱管１１及び低温
伝熱管１２と常にオーバーラップするように構成され
る。
サ７の移動ストロークを２０mmとした場合、ガス流通導
管１７のディスプレーサ７上端面からの突出長さは５０
mm程度、ガス流通導管１８のディスプレーサ７下端面か
らの垂下長さは６５mm程度に設定され、またこのガス流
通導管１７，１８が挿入される高温伝熱管１１及び低温
伝熱管１２の長さはガス流通導管１７の突出長さ及びガ
ス流通導管１８の垂下長さよりも少し（例えば５mm位）
長く設定されて、ディスプレーサ７がどの位置に移動し
てもガス流通導管１７，１８が高温伝熱管１１及び低温
伝熱管１２と常にオーバーラップするように構成され
る。
【００１９】前記のように構成されたスターリングエン
ジンの作動ガスの膨張・収縮を利用した基本的な作動原
理は、従来公知のものと同様であるので詳細な説明は省
略するが、このスターリングエンジンの作動時に図５，
図７に示すようなガス流れが生じることを以下に説明す
る。
ジンの作動ガスの膨張・収縮を利用した基本的な作動原
理は、従来公知のものと同様であるので詳細な説明は省
略するが、このスターリングエンジンの作動時に図５，
図７に示すようなガス流れが生じることを以下に説明す
る。
【００２０】図５はバワーピストン２が下降限位置、再
生器内蔵のディスプレーサ７が移動ストロークの中間位
置にある状態を示しており、この状態でディスプレーサ
７が上昇すると、高温空間５ａの高温の作動ガスは高温
伝熱管１１とガス流通導管１７との間のガス流通狭隙g1
を通り、更にガス流通導管１７の内部を通って再生器８
内に流入し、再生器８に熱を渡しながら再生器８を通過
する。
生器内蔵のディスプレーサ７が移動ストロークの中間位
置にある状態を示しており、この状態でディスプレーサ
７が上昇すると、高温空間５ａの高温の作動ガスは高温
伝熱管１１とガス流通導管１７との間のガス流通狭隙g1
を通り、更にガス流通導管１７の内部を通って再生器８
内に流入し、再生器８に熱を渡しながら再生器８を通過
する。
【００２１】そして、冷却装置１０側のガス流通導管１
８の中を通り、このガス流通導管１８と低温伝熱管１２
との間のガス流通狭隙g2を通って冷却されながら低温空
間５ｂに流入する。このようなガス流れによるガス冷却
で低温空間５ｂ内に流入した作動ガスは収縮（作動ガス
の全容積が減少する）し、パワーピストン２が上昇して
図６に示すような状態になる。
８の中を通り、このガス流通導管１８と低温伝熱管１２
との間のガス流通狭隙g2を通って冷却されながら低温空
間５ｂに流入する。このようなガス流れによるガス冷却
で低温空間５ｂ内に流入した作動ガスは収縮（作動ガス
の全容積が減少する）し、パワーピストン２が上昇して
図６に示すような状態になる。
【００２２】また、図６の状態からディスプレーサ７が
下降し始めると、低温空間５ｂの低温の作動ガスが図７
矢印で示すような経路（低温伝熱管１２とガス流通導管
１８ととの間のガス流通狭隙g2→ガス流通導管１８の内
部→再生器８の内部→ガス流通導管１７の内部→高温伝
熱管１１とガス流通導管１７との間のガス流通狭隙g1と
いうガス流れの経路）で流れ、再生器８を通過する時に
再生器８から熱を受け取り、更に高温加熱装置９で加熱
されて、高温空間５ａに流入する。そして、加熱された
作動ガスが膨張し、作動ガスの全容積が増大して、パワ
ーピストン２を図８に示すように押し下げ、出力シャフ
ト１に回転動力を発生させる。
下降し始めると、低温空間５ｂの低温の作動ガスが図７
矢印で示すような経路（低温伝熱管１２とガス流通導管
１８ととの間のガス流通狭隙g2→ガス流通導管１８の内
部→再生器８の内部→ガス流通導管１７の内部→高温伝
熱管１１とガス流通導管１７との間のガス流通狭隙g1と
いうガス流れの経路）で流れ、再生器８を通過する時に
再生器８から熱を受け取り、更に高温加熱装置９で加熱
されて、高温空間５ａに流入する。そして、加熱された
作動ガスが膨張し、作動ガスの全容積が増大して、パワ
ーピストン２を図８に示すように押し下げ、出力シャフ
ト１に回転動力を発生させる。
【００２３】
【発明の効果】本発明のスターリングエンジンによれ
ば、ディスプレーサ７の動きにより、作動ガスは高温加
熱装置９側及び冷却装置１０側の狭い隙間（高温伝熱管
１１とガス流通導管１７との間のガス流通狭隙g1及び低
温伝熱管１２とガス流通導管１８との間のガス流通狭隙
g2）を高速で流れるため、壁面の熱伝達率を高くするこ
とができる。また、同心環状に複数本配置された伝熱管
１１，１２とガス流通導管１７，１８による二重の伝熱
管により伝熱面積も広くとれ、外部との交換熱量が十分
に得られるため、再生器内蔵型スターリングエンジンの
高出力化が達成される。
ば、ディスプレーサ７の動きにより、作動ガスは高温加
熱装置９側及び冷却装置１０側の狭い隙間（高温伝熱管
１１とガス流通導管１７との間のガス流通狭隙g1及び低
温伝熱管１２とガス流通導管１８との間のガス流通狭隙
g2）を高速で流れるため、壁面の熱伝達率を高くするこ
とができる。また、同心環状に複数本配置された伝熱管
１１，１２とガス流通導管１７，１８による二重の伝熱
管により伝熱面積も広くとれ、外部との交換熱量が十分
に得られるため、再生器内蔵型スターリングエンジンの
高出力化が達成される。
【図１】本発明の一実施例による再生器内蔵型のスター
リングエンジンを示した中央縦断面図。
リングエンジンを示した中央縦断面図。
【図２】図１のＡーＡ線に沿う矢視断面図。
【図３】図１のＢーＢ線に沿う横断平面図。
【図４】図１のＣーＣ線に沿う横断平面図。
【図５】ディスプレーサが上昇する時のガス流れの状態
を示した概略的な作動説明図。
を示した概略的な作動説明図。
【図６】図５の状態からディスプレーサが上昇限位置に
移動した状態を示す概略的な作動説明図。
移動した状態を示す概略的な作動説明図。
【図７】ディスプレーサが下降する時のガス流れの状態
を示した概略的な作動説明図。
を示した概略的な作動説明図。
【図８】図７の状態からディスプレーサが下降限位置に
移動した動力発生時の状態を示す概略的な作動説明図。
移動した動力発生時の状態を示す概略的な作動説明図。
【図９】従来の再生器内蔵型のスターリングエンジンを
概略的に示した中央縦断面図。
概略的に示した中央縦断面図。
１…出力シャフト、２…パワーピストン、３…第１のシ
リンダ室、５…第２のシリンダ室、５ａ…高温空間、５
ｂ…低温空間、６…作動ロッド、７…ディスプレーサ、
８…熱授受再生器、９…高温加熱装置、１０…冷却装
置、１１…高温伝熱管、１２…低温伝熱管、１４…中心
連絡筒、g1，g2…ガス流通狭隙、１７…高温側のガス流
通導管、１８…低温側のガス流通導管。
リンダ室、５…第２のシリンダ室、５ａ…高温空間、５
ｂ…低温空間、６…作動ロッド、７…ディスプレーサ、
８…熱授受再生器、９…高温加熱装置、１０…冷却装
置、１１…高温伝熱管、１２…低温伝熱管、１４…中心
連絡筒、g1，g2…ガス流通狭隙、１７…高温側のガス流
通導管、１８…低温側のガス流通導管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香川 澄 神奈川県逗子市久木８−８−67 (72)発明者 山下 巌 茨城県つくば市下広岡670−84 (72)発明者 松尾 政弘 埼玉県蕨市北町４−２−22 (72)発明者 森谷 信次 福島県郡山市小原田２−30−10 (72)発明者 荒岡 勝政 神奈川県川崎市高津区下作延491−21 (72)発明者 平田 宏一 東京都武蔵村山市学園２−36−１ むらし の住宅６−103
Claims (4)
- 【請求項１】 出力シャフトの回転駆動源となるパワー
ピストンを嵌装した第１のシリンダ室と、この第１のシ
リンダ室と連通する内部に作動ガスを封入した第２のシ
リンダ室と、この第２のシリンダ室に嵌装されシャフト
連動の作動ロッドに連結して第２のシリンダ室内を所定
の移動ストロークで往復運動されるディスプレーサと、
このディスプレーサに内蔵され該ディスプレーサの作動
時に前記作動ガスが内部を通過する熱授受再生器と、前
記第２シリンダ室のディスプレーサ上側の室を高温空間
として加熱する高温加熱装置と、前記第２シリンダ室の
ディスプレーサ下側の室を低温空間として冷却する冷却
装置とを具備するスターリングエンジンにおいて、前記
加熱装置に前記高温空間に開口する端末が閉じられた複
数本の高温伝熱管を、前記冷却装置に前記低温空間に開
口する端末が閉じられた複数本の低温伝熱管をそれぞれ
環状に配置して設け、前記ディスプレーサの高温側に前
記再生器と導通し各高温伝熱管内にガス流通狭隙を保持
して挿入される複数本のガス流通導管を、前記ディスプ
レーサの低温側に前記再生器と導通し各低温伝熱管の内
側にガス流通狭隙を保持して挿入される複数本のガス流
通導管を再生器内蔵のディスプレーサと一体に移動でき
るように取付けたことを特徴とするスターリングエンジ
ン。 - 【請求項２】 前記ガス流通導管の高温伝熱管及び低温
伝熱管に対する挿入長さは、前記ディスプレーサが往復
運動をすると互いに変化するが、高温伝熱管及び低温伝
熱管と常にオーバーラップする範囲のストロークで移動
できる長さに設定されていることを特徴とする請求項１
に記載のスターリングエンジン。 - 【請求項３】 第１のシリンダ室と第２のシリンダ室が
中心連絡筒で同心的に連通接続され、この中心連絡筒の
外囲部に複数本の低温伝熱管を有する空冷式または水冷
式の冷却装置が装備され、前記第２のシリンダ室の上端
部に複数本の高温伝熱管を有するバーナ加熱式の高温加
熱装置が装備されていることを特徴とする請求項１に記
載のスターリングエンジン。 - 【請求項４】 低温伝熱管の管径を高温伝熱管の管径よ
りも小径とし且つ前記低温伝熱管の本数を高温伝熱管の
本数よりも多くして、内外同心円の上に等間隔を存して
環状に配設したこと、この各低温伝熱管及び各高温伝熱
管の中にそれと同本数の低温側及び高温側のガス流通導
管をガス流通狭隙を保持して挿入したことを特徴とする
請求項３に記載のスターリングエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193085A JP2704143B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | スターリングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193085A JP2704143B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | スターリングエンジン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0942055A true JPH0942055A (ja) | 1997-02-10 |
| JP2704143B2 JP2704143B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=16301983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7193085A Expired - Fee Related JP2704143B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | スターリングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704143B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050087380A (ko) * | 2004-02-26 | 2005-08-31 | 사종엽 | 로터리 방식 스털링 엔진 |
| JP2008101501A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
| CN101349215A (zh) * | 2008-08-28 | 2009-01-21 | 白坤生 | 双作用式斯特林发动机 |
| JP2009062906A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
| CN107762660A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-06 | 品孚罗特过滤设备（北京）有限公司 | 回热结构及包含该回热结构的斯特林发动机 |
| CN113513933A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-10-19 | 华中科技大学 | 一种热管、换热器及压力壳集成结构及加工工艺 |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7193085A patent/JP2704143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050087380A (ko) * | 2004-02-26 | 2005-08-31 | 사종엽 | 로터리 방식 스털링 엔진 |
| JP2008101501A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
| JP2009062906A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
| CN101349215A (zh) * | 2008-08-28 | 2009-01-21 | 白坤生 | 双作用式斯特林发动机 |
| CN107762660A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-06 | 品孚罗特过滤设备（北京）有限公司 | 回热结构及包含该回热结构的斯特林发动机 |
| CN107762660B (zh) * | 2017-11-27 | 2024-05-14 | 品孚罗特过滤设备（北京）有限公司 | 回热结构及包含该回热结构的斯特林发动机 |
| CN113513933A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-10-19 | 华中科技大学 | 一种热管、换热器及压力壳集成结构及加工工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2704143B2 (ja) | 1998-01-26 |
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