JPS60142041A - スタ−リング機関 - Google Patents

スタ−リング機関

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JPS60142041A
JPS60142041A JP25088183A JP25088183A JPS60142041A JP S60142041 A JPS60142041 A JP S60142041A JP 25088183 A JP25088183 A JP 25088183A JP 25088183 A JP25088183 A JP 25088183A JP S60142041 A JPS60142041 A JP S60142041A
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Japan
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displacer
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regenerator
piston
working media
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JPH0213145B2 (ja
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Kenichi Inota
猪田 憲一
Motohiro Takiuchi
滝内 基弘
Terumaru Harada
照丸 原田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • F02G1/053Component parts or details
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    • 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
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    • 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
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    • 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
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    • F02G2243/02Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
    • F02G2243/24Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder with free displacers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

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】 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り、特に潤
滑方法の改良に関するものである。
従来例の構成とその問題点 第1図は、従来のスターリング機関の概略の構成を示す
図である。1は密閉容器でその中に作動流体が封入され
ている。2は作動流体を加熱する為の加熱器、3は作動
流体を冷却する為の冷却器、4は再生器である。6は密
閉容器1の内壁と狭いすきまを保って密閉容器1内を上
下方向に運動可能なように設けられているディスプレー
サ、6は密閉容器の内壁に固定されている支持部品、7
はディスプレーサ5の一部分であるディスプレーサロッ
ド8が摺動しながら上下方向に運動可能なように構成さ
れている支持部品6の軸受部、9は密閉容器1の内壁と
摺動自由に上下方向に運動用能なように設けられている
ピストン、10はその一端が密閉容器1の内壁に固定さ
れ、他端、がピストン9に固定され、ピストン9の運動
によってピストン9から仕事をされる負荷である。
寸だピストン9の密閉容器1の内壁と摺動する面。
密閉容器1の内壁のピストン9と摺動する面、これら2
つの面には固体潤滑剤が塗布されている。
以下に従来例の作用について説明する。
ディスプレーサ5が下方に下がると、圧縮空間11の体
積は減少し、膨張空間12の体積は増加する。その為、
圧縮空間11の圧力は膨張空間12の圧力より高くなり
、この差圧によって、圧縮空間11および冷却器3の中
にある低温の作動流体は再生器4.加熱器2を通って膨
張空間12の方へ流れていく、このとき作動流体は再生
器4および加熱器2によって加熱される。そして再生器
4(は逆に冷却される。このようにして低温の作動流体
が加熱される為、圧縮空間11、通路13.冷却器3.
再生器4.加熱器29通路14、膨張空間12を合わせ
た作動空間の圧力が高くなり、ピストン9を引下げる。
このときピストン9は負荷10に対して仕事をする。一
方デイスプレーサ6が下が9続けるとガススプリング1
5の圧力が次第に増加し、ついには、ディスプレーサ5
は下がるのが止まり今度は逆に上昇を始める。ディスプ
レーサ5が上昇すると、今度は、圧縮空間11の体積は
増加し、膨張空間12の体積は減少する。
その為、膨張空間12の圧力は圧縮空間11の圧力より
高く在り、この差圧によって、膨張空間12”および加
熱器2の中にある高温の作動流体は再生器4.冷却器3
を通って圧縮空間11の方へ流れていく、このとき作動
流体は再生器4および冷却器3によって冷却される。そ
して再生器4は逆に加熱される。このようにして高温の
作動流体が冷却される為、作動空間の圧力が低くなり、
ピストン9を引上げる。このときピストン9は負荷10
に対して仕事をする。
一方デイスプレーサ5が上がり続けるとガススプリング
15の圧力が次第に減少し、ついには、ディスプレーサ
5は上がるのが止まり、今度は逆に下降を始める。
以上述べたような−まわりの過程に於て、作動流体は加
熱器2によって得た熱の一部を負荷10に対する仕事に
使い、また一部を冷却器3にすてるのである。
一方、構成の所で述べたようにピストン9の密閉容器1
の内壁と摺動する面、密閉容器1の内壁のピストン9と
摺動する面、これら2つの面には固体潤滑剤が塗布され
ている為ピストン9と密閉容器1の内面とは滑らかに摺
動する。
ところで、従来のスターリング機関に於ては、摺動面に
固体潤滑剤を用いていた為、長時間運転していると次第
に摩耗し、その為に、金属同志が接触するに到り、それ
によって、摩擦損失が大きくなりそれにより機関の効率
が低下した9、焼付きが生じて、摺動が不可能になった
りした。さらに固体潤滑剤の摩耗粉が、再生器4のマト
リックスの目をつまらせ、その為に再生器4での圧力降
下を増加させこれ寸だ機関の効率を低下させたり、加熱
器2に入って分解し、腐食性の物質が発生して、密閉容
器1等を腐食させたりした。
このようにして、機関の効率が低下したり、信頼性が低
下したりするという欠点があった。
発明の目的 本発明は、以上述べたような、従来のスターリング機関
の欠点を解消し、もって効率の高い、信頼性の高いスタ
ーリング機関を提供しようとするものである。
発明の構成 本発明は密閉容器内に異種の流体A、Bを個人し、密閉
容器内を摺動自在に移動する部材の摺動部において、一
方の流体を結露させることによって、摺動部材を滑かに
移動させるものである。
実施例の説明 以下、本発明の構成について説明する。第2図において
、16は密閉容器でその中に沸点の高い作動流体Aと作
動流体Aよシ沸点の低い作動流体Bが封入されている。
18は作動流体を加熱する為の加熱器、17は作動流体
を冷却する為の冷却器、19は再生器である。20は圧
縮空間、21゜22は流路、23は膨張空間、24はガ
ススプリング25は密閉容器16の内壁と狭いすき寸を
保って密閉容器16内を上下方向に運動可能なように設
けられているディスプレーサ、26は密閉容器16の内
壁に固定されている支持部品、27はディスプレーサ2
5の一部分であるディスプレーサロッド28が摺動しな
がら上下方向に運動可能なように構成されている支持部
品26の軸受部、29は密閉容器16の内壁と摺動自在
に上下方向に運動可能なように設けられているピストン
、30はその一端が密閉容器16の内壁に固定され、他
端がピストン29に固定され、ピストン29の運動によ
ってピストン29から仕事をされる圧縮機。
ポンプ等の負荷である。
31はディスプレーサロッド28と軸受部27との摺動
部の近くの軸受部27の外壁にロウ付等熱抵抗を低くす
るような方法で取付けられた管、32は軸受部27の内
壁に形成された溝部である。
また管31には冷却材が流せるようになっている。
次に動作説明を行う。密閉容器16内にはチッソN2.
ヘリウムHe等の沸点の高い作動流体Aと水H2O等の
沸点の低い作動流体Bが封入されている。密閉容器16
内の作動流体Aおよび作動流体Bが存在する空間に於て
特に述へる所以外では作動流体Aおよび作動流体Bは気
相で存在する。
才だバウンススペース底部には作動流体Bが大半を占め
る液相が存在する。ディスプレーサ25が下方に下がる
と、圧縮空間20の体積は減少し、逆に膨張空間23の
体積は増加する。その為j]ヨ縮空間20の圧力は膨張
空間23の圧力より高くなり、この差圧によって、圧縮
空間2oおよび冷却器17の中にある低温の作動流体A
と作動流体Bの混合した作動流体(以下混合作動流体と
称する)は再生器19.加熱器18を通って膨張空間2
3の方へ流れていく。このとき混合作動流体は再生器1
9および加熱器18によって加熱される。そして再生器
19は逆に冷却される。このようにして低温の混合作動
流体を加熱される為、圧縮空間20、通路21.冷却器
17.再生器19.加熱器189通路22.膨張空間2
3を合わせた作動空間の圧力が高くなり、ピストン29
を引下げる。
このときピストン29は負荷30に対して41車をする
。一方ディスプレーザ25が下がり続けるとガススプリ
ング24の圧力が次第に増加し、ついには、ディスプレ
ーサ25は下がるのが正寸り今度は逆に上昇を始める。
ディスプレーサ25が上昇すると、今度は、圧縮空間2
0の体積は増加し、膨張空間230体積は減少する。そ
の為、膨張空間23の圧力は圧縮空間20の圧力より高
くクリ、この差圧によって、膨張空間23および加熱器
18の中にある高温の混合作動流体は再生器19.冷却
器17を通って圧縮空間20の方へ流れていく、このと
き混合作動流体は再生器19および冷却器17によって
冷却される、そして再生器19は逆に加熱される。
このようにして高温の混合作動流体が冷却される為、作
動空間の圧力が低くなり、ピストン29を引上げる。こ
のときピストン29は負荷30に対して仕事をする。
一方、ディスプレーサ25が上り続けると、ガススプリ
ング24の圧力が次第に肋少し、ついには、ディスプレ
ーサ24は上がるのか正寸り、今JWは逆に下降を始め
る。
以上述べたような−まわりの過程に於て、混合作動流体
は加熱器18によって得た熱の一部を負荷に対する仕事
に変え、1だ一部を冷却器17にすてるのである。一方
、管31にはフロン、ブライン等の冷却材が流れており
、この為、この管31が数句けられた軸受部27(t−
J:冷却される。その為溝部32付近の混合作動流体は
冷却され、沸点の低い方の作動流体Bが溝部32で凝縮
して液相が生成される。そして、この液相は、」ユニ運
動するディスプレーサロッド28と軸受部27の内壁と
の間で潤滑剤として働き、摩擦係数を減少させる効果を
発揮する。
看護−趣悼す このように、従来のスターリング機関のように6固体潤
滑剤を使用していないので、運転時間の経過と共に固体
1lWl滑剤が摩耗したりすることもなくそれによって
引起される種々の不都合な現象の発生が防止できる。
その球出は、潤滑剤である液相の作動流体B←12密閉
容器16の冷却により′11;ケ部32に絶え間なく安
定して供給できるからである。しかも潤PtJf油のよ
うに、加熱器18に入って分解し、炭素ができて、再生
器19のマトリックスをつまら)1.る宿の心配もない
。なお上記害施例においては、加熱器18゜冷却器17
.再生器19.流路22.23を設けているが、これに
替えて膨張空間23内の作動流体を密閉容器16の壁の
外から加熱する加熱手段と、圧縮空間20内の作動流体
を密閉容器16の壁の外から冷却する冷却手段と、ディ
スプレーサ26の密閉容器16の内壁に面する面に取付
けられた再生器マトリックスとを設けることもできる。
1だディスプレーサ25はダイアフラムに置換えること
もできる。
なお、上記実施例においては外付になっている密閉容器
の中へ形成することもできる。またディスプレーサはダ
イヤフラムに置き換えることもできる。さらにディスプ
レーサロッドの軸受部材を省略してもよい。また封入流
体は必ずしも、2fIi入れる必要はなく、たとえば水
のみを封入しても作動する。
発明の効果 本発明においては、従来のスターリング機関のように摺
動面の潤滑に固体潤滑剤を使用せず、潤滑剤として作動
流体の液相を使用するので、運転時間が経過しても、効
率が下がらず、捷だ信頼性が高(なるという効果がある
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の一実施例のスターリング機関の概略構成
図、第2図は本発明の一実施例のスターリング機関の概
略構成図である。 16・・・・・・密閉容器、18・・・・・・加熱器、
17・・・・・冷却器、19・・・・・・再生器、25
・・・・・・ディスプレーサ、39・・・・・・ピスト
ン、30・・・・・・負荷、31・・・・・管、32・
・・・・溝部、34・・・・・・作動流体の液相部分。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名WA
1図 2 第 2 面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)密閉容器と、前記密閉容器内に封入された流体と
    、前記流体の加熱手段と、前記流体の冷却手段と、前記
    密閉容器内に設けられた軸受と、その一部が前記軸受と
    狭いすき!!、 ’c介して摺動自在に運動可能なよう
    に前記密閉容器内に設けられたディスプレーサと、前記
    軸受と前記ディスプレーサの一部との間の狭いすき寸の
    中の作動流体を冷却する手段を有するスターリング機関
  2. (2)冷却手段側近の軸受とディスプレーサのすき寸の
    一部に凹部を設けた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機関。
JP25088183A 1983-12-28 1983-12-28 スタ−リング機関 Granted JPS60142041A (ja)

Priority Applications (1)

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JP25088183A JPS60142041A (ja) 1983-12-28 1983-12-28 スタ−リング機関

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JP25088183A JPS60142041A (ja) 1983-12-28 1983-12-28 スタ−リング機関

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Publication Number Publication Date
JPS60142041A true JPS60142041A (ja) 1985-07-27
JPH0213145B2 JPH0213145B2 (ja) 1990-04-03

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ID=17214399

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JP25088183A Granted JPS60142041A (ja) 1983-12-28 1983-12-28 スタ−リング機関

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JP (1) JPS60142041A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229975A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Institute Of National Colleges Of Technology Japan スターリングエンジン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229975A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Institute Of National Colleges Of Technology Japan スターリングエンジン

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JPH0213145B2 (ja) 1990-04-03

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