JPS5939160Y2

JPS5939160Y2 - 熱ガス機関

Info

Publication number: JPS5939160Y2
Application number: JP15681782U
Authority: JP
Inventors: 見次橋本
Original assignee: サンデン株式会社
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1984-10-31
Also published as: JPS5960371U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は教材等に利用される小出力の熱ガス機関の構造
に関するもので、その目的とするところは小出力ながら
効率がよく、シかも分解組立が容易な熱ガス機関を提供
することにある。

以下図面に基づき本考案の実施例を説明する。

主に第３図、第４図を参照して、１０２は２枚の板材１
，２をシール部材８を介して重合形成した加熱器であり
、５０６は加熱器１０２同様の冷却器であり、これは冷
却筒６の底板と板材５をＯリング１３を介して重ね合わ
せて形成したものである。

このため加熱器１０２、冷却器５０６ともその合わせ目
からの作動ガスの洩れはない。

また加熱器１０２と冷却器５０６の作動ガス伝熱側壁に
は環状の溝４２，４４が刻設され、これらの溝４２．４
４は作動ガス通路の一部を形成している。

さらに加熱器１０２と冷却器５０６は間隔を介して互い
に対向し、両者間に高温膨張シリンダー３と再生器４と
が並列に配置される。

ところで高温膨張シリンダー３の加熱器１０２と冷却器
５０６に接する部分はシール部材９，１１でシールされ
ており、同様に再生器４の端面もシール部材１０゜１２
でシールされている。

また再生器４はその両開口が加熱器１０２訃よび冷却器
５０６の溝４２．４４を通じて高温膨張シリンダー３お
よび低温圧縮シリンダー７の内部に連通され、内部には
図示しないが細かいメツシュの金網が多数枚充填されて
いる。

そして冷却筒６は冷却水槽５０を含んで水冷されるよう
になっていて、冷却筒６の底板上にシール部材５６を介
して低温圧縮シリンダー７を配置しである。

さらに低温圧縮シリンダー７と前記した高温膨張シリン
ダー３とは同一軸上にあり、該低温圧縮シリンダー７の
上面にはアームサポート１４とクランフサポー）１５．
１５が設けられている。

またアームサポート１４にはティスル−サービストンア
ーム２４とパワーピストンアーム２５の一端がそれぞれ
連結ピン３０．３１で支持されクランフサポーＮ５．１
５にはクランク１７のクランク軸１８．１８が回転自在
に固定され、該クランク軸１８．１８にフライホイール
１６．１６が固定されている。

さて高温膨張シリンダー３と低温圧縮シリンダー７内に
はディスプレーサ−ピストン１９とパワーピストン２０
が配置され、両ピストン１９，２０は両シリンダー３，
７内を往復動し得るようになっている。

勿論ディスプレーサ−ピストン１９の上部に一体成型さ
れたディスプレーサ−ガイド２１はパワーピストン２０
のピストンボディ４０内を往復動し得る。

第５図をも参照するとそれぞれのピストン１９２０は連
結板２２．２３の下端に固定され、またそれぞれの連結
板２２．２３の上端は連結ピン２７．２９を介してディ
スプレーサ−ピストンアーム２４釦よびパワーピストン
アーム２５に連結されている。

このためディスプレーサ−ピストン１９と／〈ワーピス
トン２０の往復運動により両ピストンアーム２４，２５
は揺動運動する。

一方デイスプレーサーピストンアーム２４釦よびパワー
ピストンアーム１５の他端は連結ピン３２．３３を介し
て連接棒５２．５３に連結されまた該連接棒５２，５３
の他端はそれぞれベアリング３５．３５を介してクラン
ク１Ｔのクランクピン３４に連結されている。

このためクランクピン３４を固定したクランク車５８．
５９，６０゜６１は回転運動をし、同様にクランク車５
８．６１に固定したクランク軸１８．１８を介してフラ
イホイール１６．１６が回転運動する。

ここでディスプレーサ−ピストン１９には前記したよう
にディスプレーサ−ガイド２１が一体的に取付けられそ
の内部は中空になっており前記した連結板２２が貫通し
ている。

また連結板２２の下端５４は連結ピン２８がガイドボス
２６に連結固定されている。

勿論連結板２２は他の固定手段にてガイドボス２６に固
定できる。

またディスプレーサ−ピストン１９の内部即ち中空状部
５７には該ピストン１９の開口６２を通じて多数の断熱
材３８が充填されている。

第６図を参照するとディスプレーサ−ピストン１９の開
口６２周囲にはねじ部３７があり、このねじ部３７によ
って開口６２に該ピストン１９の外径より小さな外径を
有するディスプレーサ−キャンプ３６が着脱自在に螺合
される。

ここでディスプレーサ−キャップ３６の中央部には溝部
３９が刻設され、マイナスドライバーをかけられるよう
になっている。

冷却器５０６の冷却筒６の上部には冷却器カバー４６が
被せてあり、該冷却器カバー４６と冷却筒６にはそれぞ
れ継手４７．４８が設けられている。

なオ・、継手４８にはメクラキャップ４９が組付けられ
ている。

以上のような構成からなる実施例の作用について以下に
説明する。

１ず冷却器カバー４６に設けである継手４７から冷却水
を注いで冷却水槽５０に冷却水を充満させる一方、適当
な燃燃装置例えばガスバーナ５１で加熱器１０２の底面
を加熱すると高温膨張シリンダー３、加熱器１０２、再
生器４、冷却器５０６、低温圧縮シリンダー７の内部空
間に密封された空気は加熱器側で加熱され、冷却器側で
冷却される。

このときフライホイール１６．１６を手動回転するとク
ランク１７のクランクピン３４に連結されている連接棒
５２，５３が作動し、連結ピン３２゜３３に工ってそれ
ぞれ連結されているディスプレーサ−ピストンアーム２
４とパワーピストンアーム２５が揺動する。

この結果、各々のアーム２４゜２５に連結されている連
結板２２．２３が上下動し起動力が与えられ、最終的に
はディスプレーサ−ピストン１９とパワーピストン２０
は温度と圧力の周期的な変化に同期して往復運動を継続
する。

というのは起動後はディスプレーサ−ピストンアーム２
４とパワーピストンアーム２５とがある位相差（例えば
９σ）をもって揺動することで、連結板２２，２３に連
結されているディスプレーサ−ピストン１９およびパワ
ーピストン２０がそれぞれ高温膨張シリンダー３および
低温圧縮シリンダー７内を前記の位相差で往復動するた
め、内部空間に密封された作動ガスが加熱器側と冷却器
側を移動するからである。

換言すれば起動後は密封された作動ガスが加熱空間４１
、加熱器１０２の溝４２、再生器４の空間４３、冷却器
５０６の溝４４お工び冷却空間４５かもなる作動ガス通
路を往復動し、周期的にその温度と圧力が変化し、この
ことからパワーピストン２０の往復動が継続される。

なお上記したパワーピストン２０の動作原理は通常のス
ターリング機関の動作原理と全く同様である。

勿論ディスプレーグーピストン１９とパワーピストン２
０の往復動の継続にエリ連結板２２．２３を弁してアー
ム２４．２５が揺動し、連接棒５２５３を通じてクラン
ク車５８，５９，６０．６１およびフライホイール１６
．１６は回転を継続する。

さてこことこの機関の出力、効率を向上させるためには
ガスバーナ５１の燃焼加熱による熱入力が機関内部の作
動ガスに効率よく伝えられることが極めて重要である。

然るに本考案ではディスプレーサ−ピストン１９の内部
に断熱材３８を多数充填させる機造としているのでディ
スプレーサ−ピストン１９の壁を伝わっての熱伝導、即
ち加熱側（高温側）から冷却側（低温側）への直接的な
熱伝導による熱損失を軽減させることができ、あわせて
ディスプレーサ−ピストン１９の中空状部５７を通って
冷却側へ、輻射で逃げる熱損失をも大幅に軽減できる。

この結果出力、効率とも大きな機関を提供することがで
きる。

ここで高温膨張シリンダー３、再生器４は加熱器１０２
にねし止め等で固定されているのでこれらのねじ等を外
すことによって加熱器１０２から容易に取り外せること
ができ、さらにディスプレーサ−キャップ３６はディス
プレーサ−ピストン１９に螺合されているので、ディス
プレーサ−キャップ３６の溝部３９を利用してマイナス
ドライバーで容易に分解でき、このことで断熱材３８を
交換しての性能実験等ができ、したがって教材には非常
に好適である。

丑た前記ディスプレーサ−ピストン１９の開口６２に該
ピストン１９の外径Ｊ：！ｌｌ小さな外径を有するキャ
ップ３６を着脱自在に螺合しているため、キャップ３６
が高温膨張シリンダー３に片当たりすることがなく、シ
たがって、ディスプレーサ−ピストン１９の往復動が円
滑に行なわれる。

また本考案によれば連結板２２の上端５５とディスプレ
ーサ−アーム２４を連結している連結ピン２７を外すこ
とによりディスプレーサ−ピストン１９は高温膨張シリ
ンダー３から容易に下方に引き抜け、必要に応じディス
プレーサ−ピストン１９の保守、点検あるいは給油が容
易に行なえるという利点をもっている。

更に本考案によれば、連結板２２の下端５４はディスプ
レーサ−ガイド２１のガイドボス２６に連結ピン２８で
連結されているので、この連結ピン２８を取シ外せば連
結板２２は容易に交換できる。

従ってこの連結板２２の長さを適宜変えることによって
パワーピストン２０とディスプレーサ−ピストン１９間
で構成される冷却空間４５の容積とディスプレーサ−ピ
ストン１９と加熱器１０２とで構成される加熱空間４１
の容積の比率を最適なものにすることができ、機関の構
造全体を分解することなく容易に所要の出力を得ること
ができる。

また長時間ガスバーナ５１で加熱していると冷却水槽５
０内の冷却水は初期温度より上昇してきて、加熱側と冷
却側の温度差が初期より小さくなり効率の低下をきたす
。

そこで冷却筒６に取付けであるメクラキャップ４９を取
り外し冷却水を排出すると同時に冷却器カバー４６上に
設けである継手４７から新しい冷却水を補給すれば、加
熱側と冷却側の温度差は増大し、効率、出力とも初期の
性能を確保することができる。

以上のように本考案によれば分解、組立が容易で従って
保守、点検が簡単にでき、しかも出力、効率ども良好な
熱ガス機関を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による一実施例の正面図であり第２図は
同様の平面図であり、第３図は同様の右側面図であり、
第４図は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第５図は第１図
のＢ−Ｂ線断面図であり、第６図は実施例におけるディ
スプレーサ−ピストンの分解断面図である。１・・・板材、２・・・板材、３・・・高温膨張シリン
ダー４・・・再生器、５・・・板材、６・・・冷却筒、
７・・・低温圧縮シリンダー、８・・・シール部材、９
・・・シール部材、１０・・・シール部材、１１・・・
シール部材、１２・・・シール部材、１３・・・Ｏリン
グ、１４・・・アームサポート、１５・・・クランクサ
ポート、１６・・・フライホイール、１γ・・・クラン
ク、１８・・・クランク軸、１９・・・ディスプレーサ
−ピストン、２０・・・パワーピストン、２１・・・デ
ィスプレーサ−ガイド、２２・・・連結板、２３・・・
連結板、２４・・・ディスプレーサ−ピストンアーム、
２５・・・パワーピストンアーム、２６・・・ガイドボ
ス、２７・・・連結ピン、２８・・・連結ピン、２９・
・・連結ピン、３０・・・連結ピン、３１・・・連結ピ
ン、３２・・・連結ピン、３３・・・連結ピン、３４・
・・クランクピン、３５・・・ベアリング、３６・・・
ディスプレーサ−キャップ、３７・・・ネジ部、３８・
・・断熱材、３９・・・溝部、４０・・・ピストンボデ
ィ、４１・・・加熱空間、４２・・・加熱器の溝、４３
・・・再生器空間、４４・・・冷却器の溝、４５・・・
冷却空間、４６・・・冷却器カバー、４７・・・継手、
４８・・・継手、４９・・・メクラキャップ、５０・・
・冷却水槽、５１・・・ガスバーナ、５２・・・連接棒
、５３・・・連接棒、５４・・・連結板の下端、５５・
・・連結板の上端、５６・・・シール部材、５７・・・
中空状部、５８・・・クランク車、５９・・・クランク
車、６０−・・クランク車、６１・・・クランク車。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）加熱器１０２と冷却器５０６を備えたシリンダー
の低温圧縮部分７にパワーピストン２０を配置する一方
、該シリンダーの高温膨張部分３にディスプレーサ−ピ
ストン１９を配置し、これによりパワーピストン２０と
ディスプレーサ−ピストン１９がシリンダー内を往復動
し、動力を連結部材２３．２２に伝える熱ガス機関にお
いて、該ディスプレーサ−ピストン１９を中空状に底型
するとともに該ピストン１９の一端部に開口６２を設け
、該開口６２を通じて該中空状部５７に断熱材３８を充
填し、かつ前記ディスプレーサピストン１９の開口６２
に該ピストン１９の外径エリ小さな外径を有するキャッ
プ３６を着脱自在に螺合したことを特徴とする熱ガス機
関。
（２）前記ディスプレーサ−ピストン１９の動力を伝え
る連結部材２２は該ピストン１９の中空状部５７に突出
するボス２６にねじ止め固定した実用新案登録請求の範
囲第１項記載の熱ガス機関０