JPS59200044A - スタ−リングエンジン - Google Patents

スタ−リングエンジン

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JPS59200044A
JPS59200044A JP7361683A JP7361683A JPS59200044A JP S59200044 A JPS59200044 A JP S59200044A JP 7361683 A JP7361683 A JP 7361683A JP 7361683 A JP7361683 A JP 7361683A JP S59200044 A JPS59200044 A JP S59200044A
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JP
Japan
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gas
cylinder
displacer
wall surface
displacer cylinder
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Pending
Application number
JP7361683A
Other languages
English (en)
Inventor
Ikuo Hori
堀 育雄
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Individual
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Publication date
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Publication of JPS59200044A publication Critical patent/JPS59200044A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスターリングエンジンに関し、一層詳細には、
ディスプレーサ−シリンダー内に供給するガス全加熱、
冷却するガス加熱器およびガス冷却器内部の死空間を無
クシ、出力の増大を図ったスターリングエンジンの改良
に関するものである。
従来周知のスターリングエンジンのうち、ディスプレー
サ−型スターリングエンジンは、例えば第1図に示され
るように高圧ガスが封入されたディスプレーサ−シリン
ダー1o内にディスプレーサ−ピストン12が摺動自在
に収容され、ディスプレーザーシリンダー10の片側の
空間部分が順にガス管14、ガス加熱器16、再生熱交
換器1&ガス冷却器20およびガス管14を介してディ
スプレーサ−シリンダー10の反対側の空間部分内部と
連通され、かつ、ガス冷却量20に近いディスプレーサ
−シリンダー10側内の空間部分がガス管14を介して
パワーピストン22が収容されたパワーシリンダー24
の片側の空間部分へと連通された構造を成し、ディスプ
レーサ−シリンダー10、ガス加熱器16、ガス冷却器
20、再生熱交換器18等の内部に高圧ガスを封入した
空間部分全体の容積を一定に保ち、ガス加熱器16やガ
ス冷却器20を用いて上記空間内のガスを交互に暖めた
シ冷却したりすることによりディスプレーサ−シリンダ
ー10内のガスの圧力を変化させ、このガス圧の変化を
パワーシリンダー24内のパワーピストン22に伝えて
該パワーピストン22を動作させ、パワーピストンに連
結されているクランク軸26を回転させるものである。
しかして、上記のディスプレーサ−型スターリングエン
ジンの出力を増大させるには、ディスプレーサ−シリン
ダー10内等に封入される高圧ガスのガス圧を上げるこ
と、ディスプレ、−サージリング−10内のディスプレ
ーサ−ピストン12の行程容積を大きくすること等の他
に、死空間を減らすこと、つまシ、ディスプレーサ−シ
リンダー10内の空間部分以外の高圧ガスが封入されて
いるガス管14、ガス加熱器16、再生熱交換器18゜
ガス冷却器20の内部空間の容積を少なくするととがス
ターリングエンジンの出力の増大に大きく寄与すること
が理論上知られているが、ディスプレーサ−シリンダー
10内の高圧ガスを交互に暖めたシ冷却したりする際の
温度差の比率はできるたけ大きくすることがスターリン
グエンジンの熱効率やその出力を上昇させるのに有効で
あシ、ガス加熱器16やガス冷却器20内のガス流通径
路の空間部分を狭めることは該空間部分内を通してガス
を加熱したシ冷却する際のガス加熱器 16やガス冷却
器20の熱伝達効率を落すので、ガス     ゞ加熱
器16やガス冷却器20内のガス流通路である死空間部
分の容積を減することは従来構造のスターリングエンジ
ンでは不可能であった。
本発明は、上述の点に鑑み為されたもので、その目的は
、ガス加熱器やガス冷却器の熱伝達効率を落さずにガス
加熱器やガス冷却器内部等の死空間を極少に抑えて出力
の増大を図れる、ディスプレーサ−ピストンを収容した
ディスプレーサ−シリンダー、ガス加熱器、ガス冷却器
等から成るスターリ・ングエンジンにおいて、ディスプ
レーサ−ピストンが摺接する内壁面以外のディスプレー
サ−シリンダーの高温ガス側および低温ガス側の適宜範
囲の各内壁面に凹凸を設けると共に、高温ガス側および
低温ガス側に対向するディスプレーサ−シリンダー内の
ディスプレーサ−ピストンの洛外壁面に前記のディスプ
レーサ−シリンダーの各内壁面の凹凸と暗合し、かつ、
ディスプレーサ−シリンダー内に収容したディスプレー
サ−ピストンの摺動方向にディスプレーサ−ピストンを
抜差可能な凹凸を設け、さらに、内壁面に凹凸を設けた
高温ガス側のディスプレーサ−シリンダーの外壁面部分
にディスプレーサ−シリンダー内のガスをディスプレー
サ−シリンダーの壁面を介して加熱するガス加熱器を、
また、内壁面に凹凸を設けた低温ガス側のディスプレー
サ−シリンダーの外壁面部分にディスプレーサ−シリン
ダー内のガスをディスプレーサ−シリンダーの壁面を介
して冷却するガス冷却器を設けたことを特徴とするスタ
ー’IJングエンジンを提供することにある。
以下、図面に従って本発明の詳細な説明する。
第2図には、本発明に係るディスプレーサ−型スターリ
ングエンジンが示され、従来の第1図のディスプレーサ
−型スターリングエンジンと同一部材には同一符号を付
し説明を省略する。
本発明のディスプレーザー型スターリングエンジンは、
高圧ガスが封入されたディスプレーサ−シリンダー10
の片側の空間部分がガス加熱器16、ガス冷却器20を
介さずに順にガス管14、再生熱交換器18、ガス管1
4のみを介してディスプレーサ−シリンダー10の反対
側の空間部分内部に連通され、ディスプレーサ−シリン
ダー10内のディスプレーサ−ピストン12が摺接する
内壁面以外の例えばディスズ1/−ザー/リンダ−10
の上下両端の内壁面部分に例えば断面鋸刃状の凹凸28
が設けられ、それと共にテイスプレーザーシリンダー1
0の上記凹凸28が設けられた内壁面と対向するディス
ズレーザーシリンダー1o内のディスプレーザーピスト
ン12の上下の各外壁面に前記のディスプレーサ−シリ
ンダーの各内壁面の凹凸28と晴合し、かつ、ディスプ
レーサ−シリンダー内に収容したディスプレーザーピス
トン12の摺動方向にディスプレーサ−ピストン12を
抜差可能な凹凸3oが設けられている。
また、ディスプレーサ−シリンダー10の内壁表面に凹
凸を設けた高温ガス側のディスフッ−サージ’J 7タ
ー 10の外壁面部分には、ディスズレーザーシリンダ
ー1o内の高圧ガスをディスプレーサ−シリンダー10
の壁面を介して加熱するガス加熱器16が付設され、デ
ィスプレーサ−シリンダー10の内壁面に凹凸を設けた
低温ガス側のディスプレーサ−シリンダー10の外壁面
部分には、ディスプレーサ−シリンダー10内の高圧ガ
スをディスプレーザーシリンダー10の壁面を介して冷
却するガス冷却器20が付設されている。
本発明のスターリングエンジンは以上の構成から成シ、
このスターリングエンジンを作動するには、ディスプレ
ーサ−シリンダー10.ガス管1屯再生熱交換器18等
の内部に高圧ガスを封入してその空間部分全体の容積を
一定に保ち、ディスプレーザーシリンダー10の外壁面
に付設したガス加熱器16およびガス冷却器20を用い
て上記空間内のガスを交互に暖めたり冷却したりし、デ
ィスプレーサ−シリンダー10内の圧力を変化させ、こ
のガス圧の変化をディスプレーサ−シリンダー10外部
に設けたパワーシリンダー内のパワーピストン22に伝
達してパワーピストンを動かし、パワーピストン22に
連結されているクランク軸26を回転させる。
なお、上述実施例において、ディスプレーサ−シリンダ
ー10の上下の各内壁面、および、これに合せてディス
プレーザーピストン12の上下の各外壁面に設ける凹凸
28は例えば第3図に示す同心円を描いた波紋状のもの
、あるいは、第4図に示す円錐台形状の突起を散点状に
設けたもの等のディスプレーサ−シリンダー10内のガ
スのディスプレーサ−シリンダー10の内壁面への接触
面積ができるだけ広く、該壁面を介してのディスプレー
サ−シリンダー10の外壁のガス加熱器16およびガス
冷却器20とディスズレーザーシリンダー10内のガス
との熱交換効率が高いものが良く、該凹凸28自体をガ
ス加熱器16およびガス冷却器20の各熱交換部位とす
ることが望せしい。
まだ、上述実施例では、本発明に係るディスプレーサ−
型スターリングエンジンについて述べだが、他の例えば
、第5図に示す、L型スターリングエンジン等において
も、そのガス加熱器16やガス冷却器20′ff再生熱
交換器18を含むガス流通回路部分から取シ除き、高温
ガス側および低温側のそれぞれのディスプレーサ−シリ
ンダー10の内壁面とディスプレーサ−ピストン12の
外壁[有]に凹凸28を設けると共に、高圧ガス側のデ
ィスプレーサ−シリンダー10の外壁面にガス加熱器1
6を、また低温側のディスプレーザーシリンダー10の
外壁面にガス冷却器20を付設して本発明に係るスター
リングエンジンを構成することが可能である。
以上のように、本発明に係るスターリングエンジンは、
ディスプレーサ−シリンダー外部のガス流通回路部分か
らガス加熱器およびガス冷却器が完全に除去されている
ので、既述の死空間を極少に抑えられ、スターリングエ
ンジンの出力の増大が図れる。
また、ガス加熱器およびガス冷却器の熱交換部位が直接
ディスプレーサ−シリンダーの壁面となっており、かつ
、該壁面には凹凸が設けられて加熱、冷却すべきガスの
熱交換部位への接触面積が極力広げられていて、熱効率
良くスターリングエンジンを作動させることができる。
さらに、ディスプレーサ−シリンダー内のディスプレー
サ−ピストンの外壁面には、ディスプレ−サージリンダ
−の内壁面の凹凸に暗合する凹凸が設けられているので
、従来のものと比べてディスプレーサ−シリンダーの内
壁面に設けた凹凸の高さ分デイスクレーザーピストンの
行程容積を減する必要がなく、従来のスターリングエン
ジンをその出力を落さずにそのまま本発明のスターソン
グエンジンに改良できる等の著効を奏する。
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のディスプレーザー型スターリングエンジ
ンの概略構成図、第2図は本発明のディスプレーザー型
スターリングエンジンの概略構成図、第3図および第4
図はそれぞれディスプレーサ−シリンダーの内壁面に設
ける凹凸の斜視図、第5図は従来のLvスクーリングエ
ンジンの概略構成図である。 10・・・・・・・・ディスプレーサ−シリンダニ、1
2・・・・・・・・・ディスプレーサ−ピストン、14
・・・・・・ガス管。 16・・・・・・・・ガス加熱器、18・・・・・・・
再生熱交換器。 20・・・・・・・・・ガス冷却器、22・・・・・・
・・・パワーピストン。 24・・・・・・・・・パワーシリンダー、26・・・
・・・・・・クランク軸。 28・・・・・・・・・凹凸、30・・・・・・凹凸。 特許出願人 堀 育雄 第  1  図 6 第2図 6 第  3  図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ディスプレーサ−ピストンを収容したディスプレー
    ザーシリンダー、ガス加熱器、ガス冷却器等から成るス
    ターリングエンジンにおいて、ディスプレーサ−ピスト
    ンが摺接する内壁面以外のディスプレーサ−シリンダー
    の高温ガス側および低温ガス側の適宜範囲の各内壁面に
    凹凸を設けると共に、高温ガス側および低温ガス側に対
    向するディスプレーザーシリンダー内のディスプレーサ
    −ピストンの各外壁面に前記のディスプレーサ−シリン
    ダーの各内壁面の凹凸と噛合し、かつ、ディスプレーサ
    −シリンダー内に収容したディスプレーザーピストンの
    摺動方向にディスプレーサ−ピストンを抜差可能力凹凸
    を設け、さらに、内壁面に凹凸を設けた高温ガス側のデ
    ィスプレーサ−シリンダーの外壁面部分にディスプレー
    サ−シリンダー内のガスをディスプレーサ−シリンダー
    の壁面を介し°て加熱するガス加熱器を、2まだ、内壁
    面に凹凸を設けた低温ガス側のディスプレーサ−シリン
    ダーの外壁面部分にディスプレーサ−シリンダー内のガ
    スをディスプレーザーシリンダーの壁面を介して冷却す
    るガス冷却器を設けたことを特徴とするスターリングエ
    ンジン。
JP7361683A 1983-04-26 1983-04-26 スタ−リングエンジン Pending JPS59200044A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219439A (ja) * 1984-04-13 1985-11-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スタ−リング機関
GB2499336A (en) * 2013-04-19 2013-08-14 Vilis Ivars Lietuvietis Interior heat exchanger for reciprocating gas compressor
CN103334904A (zh) * 2013-07-02 2013-10-02 肖波 活塞式等温气体压缩机
RU2817323C1 (ru) * 2023-06-02 2024-04-15 Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации Ступень поршневого компрессора

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5452244A (en) * 1977-08-12 1979-04-24 Keller Arnulf A Travelling piston machine* particularly thermal gas machine or compressor

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