JPS61101656A - 熱機関駆動型冷凍機 - Google Patents
熱機関駆動型冷凍機Info
- Publication number
- JPS61101656A JPS61101656A JP22353284A JP22353284A JPS61101656A JP S61101656 A JPS61101656 A JP S61101656A JP 22353284 A JP22353284 A JP 22353284A JP 22353284 A JP22353284 A JP 22353284A JP S61101656 A JPS61101656 A JP S61101656A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- heat
- power piston
- refrigerant
- heat engine
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- 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
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot 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
- F02G1/0435—Hot 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 the engine being of the free piston type
-
- 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
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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。
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
ものである〇
従来例の構成とその問題点
従来の熱機関で駆動される冷凍機、例えば第１図にその
概略の断面図に於て示すようなフリーピストンスターリ
ング機関（以下、ＦＰＳＥと略称する）駆動型冷凍機に
於ては、密閉容器１内にＨｅ 、 Ｈ２等の作動媒体が
封入されている。
概略の断面図に於て示すようなフリーピストンスターリ
ング機関（以下、ＦＰＳＥと略称する）駆動型冷凍機に
於ては、密閉容器１内にＨｅ 、 Ｈ２等の作動媒体が
封入されている。
作動媒体は加熱器２に於て加熱され、冷却器３に於て冷
却される。また蓄熱用の再生器４が設けられている。
却される。また蓄熱用の再生器４が設けられている。
一方、密閉容器１内にはディスプレーサ５とパワーピス
トン６が密閉容器１内に摺動自在に設けられている。デ
ィスプレーサ６とパワーピストン６とは摺動自在である
ように構成されており、ガススプリング７を形成してい
る。パワーピストン６内には円筒空間が形成されており
、この円筒空間内に摺動自在に運動するピストン１２が
設けられている。
トン６が密閉容器１内に摺動自在に設けられている。デ
ィスプレーサ６とパワーピストン６とは摺動自在である
ように構成されており、ガススプリング７を形成してい
る。パワーピストン６内には円筒空間が形成されており
、この円筒空間内に摺動自在に運動するピストン１２が
設けられている。
この円筒空間の上端と下端には吸入室８，９と吐吐出弁
１４．１５が設けらＪとている。また、バネ１６，１了
が設けられている。
１４．１５が設けらＪとている。また、バネ１６，１了
が設けられている。
さらに吸入室８．９は流路１８、パワーピストン６に接
触することなく巻回するように設けられたスプリングチ
ューブ１９、吸入液ｒＫ−ｉ管２０に通じており、吐出
室１０．１１は流路２１、パワーピストン６に接触する
ことなく巻回するように設けられたスプリングチューブ
２２、吐出接続管２３に通じている。
触することなく巻回するように設けられたスプリングチ
ューブ１９、吸入液ｒＫ−ｉ管２０に通じており、吐出
室１０．１１は流路２１、パワーピストン６に接触する
ことなく巻回するように設けられたスプリングチューブ
２２、吐出接続管２３に通じている。
以上のような従来のＦＰＳＥ駆動型冷凍機の作用は以下
に示す通りである。
に示す通りである。
即ち、ディスプレーサ５とパワーピストン６は従来のロ
ンビック型スターリング機関とほぼ同じように上下に連
動している。
ンビック型スターリング機関とほぼ同じように上下に連
動している。
このときの連動はディスプレーサ６の位置の位相角度が
パワーピストン６の位置の位相角度に対して４０°から
９０°進むように構成されている。
パワーピストン６の位置の位相角度に対して４０°から
９０°進むように構成されている。
このような、パワーピストン６とディスプレーサ６の連
動によυ、作動媒体は膨張空間２４と圧縮空間２５０間
を往復し、膨張空間２４から圧縮空間２５の方へ流れる
ときは、作動媒体は再生器４および冷却器３で冷却され
、逆に圧縮空間２６から膨張空間２４の方へ流れるとき
は、作動媒体は再生器４および加熱器２で加熱されるの
である。
動によυ、作動媒体は膨張空間２４と圧縮空間２５０間
を往復し、膨張空間２４から圧縮空間２５の方へ流れる
ときは、作動媒体は再生器４および冷却器３で冷却され
、逆に圧縮空間２６から膨張空間２４の方へ流れるとき
は、作動媒体は再生器４および加熱器２で加熱されるの
である。
この結果、パワーピストン６の運動とも関連して圧縮空
間２５に圧力波が発生し、この圧力波によってパワーピ
ストン６は作動媒体から仕事をされるのである。またカ
ススプリング７．２６はパワーピストン６およびディス
プレーサ５の運動を適切にする為に設けられているっ 以上のようにしてパワーピストン６とディスプレーサ６
が運動すると、パワーピストン６とパワーピストンθ内
に設けられたピスト／１２との間に相対運動が生じる。
間２５に圧力波が発生し、この圧力波によってパワーピ
ストン６は作動媒体から仕事をされるのである。またカ
ススプリング７．２６はパワーピストン６およびディス
プレーサ５の運動を適切にする為に設けられているっ 以上のようにしてパワーピストン６とディスプレーサ６
が運動すると、パワーピストン６とパワーピストンθ内
に設けられたピスト／１２との間に相対運動が生じる。
ところで、ピスト／１２は、その質量とバネ１６．１７
を適切に選ぶことによってパワーピストン６が運動して
も、ピストン１２は密閉容器１に対してほとんど動かな
いように構成されている。
を適切に選ぶことによってパワーピストン６が運動して
も、ピストン１２は密閉容器１に対してほとんど動かな
いように構成されている。
したがってこのＦＰＳＥ駆動型冷凍機に於ては、密閉容
器１に対してピストン１２がほぼ静止しており、パワー
ピストン６とディスプレーサ６のみが密閉容器１に対し
て運動している。
器１に対してピストン１２がほぼ静止しており、パワー
ピストン６とディスプレーサ６のみが密閉容器１に対し
て運動している。
以上のようなパワーピストン６とディスプレーサ５の運
動によって、ピストン７、吸入弁１２１１３、吐出弁１
４，１５、吸入室８，９、吐出室１０．１１からなる圧
縮機は吸入接続管２Ｑから低圧の冷媒ガスを吸入し、圧
縮して高圧の冷媒ガスにして吐出管２３から吐出する。
動によって、ピストン７、吸入弁１２１１３、吐出弁１
４，１５、吸入室８，９、吐出室１０．１１からなる圧
縮機は吸入接続管２Ｑから低圧の冷媒ガスを吸入し、圧
縮して高圧の冷媒ガスにして吐出管２３から吐出する。
ところで流路１８と吸入接続管２Ｑとはスプリングチュ
ーブ１９で接続され、また流路２１と吐出接続管２３と
はスプリングチューブ２２で接続されている。このスプ
リングチューブ１９，２２！運転中パワーピストン６が
運動しても他の部品に接触することがないように構成さ
れている。しかしながら疲労により破壊することがあっ
た。このためにＦＰＳＥＩ！［動型冷凍機全体の信頼性
を損うことになっていた。
ーブ１９で接続され、また流路２１と吐出接続管２３と
はスプリングチューブ２２で接続されている。このスプ
リングチューブ１９，２２！運転中パワーピストン６が
運動しても他の部品に接触することがないように構成さ
れている。しかしながら疲労により破壊することがあっ
た。このためにＦＰＳＥＩ！［動型冷凍機全体の信頼性
を損うことになっていた。
発明の目的
本発明は上記従来の熱機関で駆動される冷凍（幾の欠点
であるスプリングチューブの成環を防止し、もって信頼
性の高い熱機関を提供することを目的とするものである
。
であるスプリングチューブの成環を防止し、もって信頼
性の高い熱機関を提供することを目的とするものである
。
発明の構成
本発明は上記目的を達成するため、熱機関の運動するピ
ストンと同一速度で運動するような蒸発器または凝縮器
を備えてなるものである。
ストンと同一速度で運動するような蒸発器または凝縮器
を備えてなるものである。
実施例の説明
第２図は本発明の一実施例であるＦＰＳＥ駆動型冷凍機
の概略の晧面図であり、第３図は第２図のＡ−Ａ’矢視
図である。
の概略の晧面図であり、第３図は第２図のＡ−Ａ’矢視
図である。
第２図、第３図に於て、２８は密閉容器、２９は加熱器
、３０は冷却器、３１は再生器、３２はディスプレーサ
、３３はパワーピスト／、３４はガススプリング、３６
は膨張空間、３６は圧ゐ空間、３７はガススプリング、
３８はピストン、３９゜４０はスプリング、４１．４２
は吸入弁、４３゜４４は吐出弁、４５．４６は吸入室、
４７ 、４８は吐出室であり、以上は従来し１ｊと同じ
動きをしている。
、３０は冷却器、３１は再生器、３２はディスプレーサ
、３３はパワーピスト／、３４はガススプリング、３６
は膨張空間、３６は圧ゐ空間、３７はガススプリング、
３８はピストン、３９゜４０はスプリング、４１．４２
は吸入弁、４３゜４４は吐出弁、４５．４６は吸入室、
４７ 、４８は吐出室であり、以上は従来し１ｊと同じ
動きをしている。
次に吐出室４７．４８は流路６０で合流し、パワ−ピス
トン３３内に設けられた熱又換器６２をノケって膨張弁
６９に連通し、さらにパワーピストン３３内に設けられ
た熱交換器６１を介して流路４９に通じ、さらに吸入室
４５．４６に通じている。
トン３３内に設けられた熱又換器６２をノケって膨張弁
６９に連通し、さらにパワーピストン３３内に設けられ
た熱交換器６１を介して流路４９に通じ、さらに吸入室
４５．４６に通じている。
また室間６３は流路６４，５６を介して空間５８に連通
し、空間６１は流路５３．５５を介して空間６７に連通
している。しかし空間６１と６３とは長方形断面のピス
トン６２によって分離されていて連通して居らず、空間
５７と５８も長方形断面のピストン６２によって分離さ
れていて連通していない。
し、空間６１は流路５３．５５を介して空間６７に連通
している。しかし空間６１と６３とは長方形断面のピス
トン６２によって分離されていて連通して居らず、空間
５７と５８も長方形断面のピストン６２によって分離さ
れていて連通していない。
また流路５６には熱交換器６６が、流路５５には熱交換
器６４がそれぞれ取付けられている。
器６４がそれぞれ取付けられている。
また、ピストン３３は熱交換器５１．５２の近く以外は
熱を伝えにくい材料で構成されている。
熱を伝えにくい材料で構成されている。
次に本実施例の作用について説明すると、従来１７１４
と同じ作用で、密閉容器２８に対してピストン３８はほ
ぼ静止しており、パワーピストン３３およびディスプレ
ーサ３２が密閉容器２８に対して上下に運動している。
と同じ作用で、密閉容器２８に対してピストン３８はほ
ぼ静止しており、パワーピストン３３およびディスプレ
ーサ３２が密閉容器２８に対して上下に運動している。
一方、ピストン３８、吸入弁４１，４２、吐出弁４３．
４４は圧縮機を構成しており、密閉容器２８とパワーピ
ストン３３との相対運動により吸入室４．５．４６にあ
る低温低圧の気相の冷媒は圧縮されて高温高圧の気相の
冷媒となり、吐出室４７゜４８に入る。そして流路５０
を逝って熱交換器５２に入り、ここで冷却されてイ疑縮
し、高圧の液相となり、さらに次に膨張弁５９を通って
低温低圧となり次に熱交換器６１に入って加熱され、蒸
発して低温低圧の気相となり、流路４９より再び吸入室
４５．４６に入る。
４４は圧縮機を構成しており、密閉容器２８とパワーピ
ストン３３との相対運動により吸入室４．５．４６にあ
る低温低圧の気相の冷媒は圧縮されて高温高圧の気相の
冷媒となり、吐出室４７゜４８に入る。そして流路５０
を逝って熱交換器５２に入り、ここで冷却されてイ疑縮
し、高圧の液相となり、さらに次に膨張弁５９を通って
低温低圧となり次に熱交換器６１に入って加熱され、蒸
発して低温低圧の気相となり、流路４９より再び吸入室
４５．４６に入る。
ところで、パワーピストン３３が上下に運動すると空間
６３の体積が増加減少する、この為、空間６３と６８と
の間ヲ仕復する流れが生じる。°この流れによって熱交
換器５２で冷媒から放出された熱は熱機関の作動媒体に
移動し、移動した熱は熱交換器６５に於て熱媒体に移動
する。
６３の体積が増加減少する、この為、空間６３と６８と
の間ヲ仕復する流れが生じる。°この流れによって熱交
換器５２で冷媒から放出された熱は熱機関の作動媒体に
移動し、移動した熱は熱交換器６５に於て熱媒体に移動
する。
同様に熱交換器６４で熱媒体から熱機関の作動媒体に移
動した熱は、熱交換器５１で冷媒に与えられる。またパ
ワーピストン３３は熱交換器５１゜５２の近く以外は熱
を伝えにくい材料で構成されているのでパワーピストン
３３の中で熱交換器５１と５２が又換する熱量は少い。
動した熱は、熱交換器５１で冷媒に与えられる。またパ
ワーピストン３３は熱交換器５１゜５２の近く以外は熱
を伝えにくい材料で構成されているのでパワーピストン
３３の中で熱交換器５１と５２が又換する熱量は少い。
以上のようにして、結局ＦＰＳＨの出力によって冷媒圧
縮機が駆動され、その結果、熱交換器６４を流れるｔ、
″ｂ媒体は冷却され、熱交換器６５を流れる熱媒体は加
熱されることになるのである。
縮機が駆動され、その結果、熱交換器６４を流れるｔ、
″ｂ媒体は冷却され、熱交換器６５を流れる熱媒体は加
熱されることになるのである。
ところで、本実施例に於ては従来例に於けるようにスプ
リングチューブ１９．２９’ｉ用いていないのでスプリ
ングチューブ１９．２９の疲労破壊によるＦＰＳＥ、あ
動型冷媒機全体の信頼性の低下をなくすことができめと
いう効果がある。
リングチューブ１９．２９’ｉ用いていないのでスプリ
ングチューブ１９．２９の疲労破壊によるＦＰＳＥ、あ
動型冷媒機全体の信頼性の低下をなくすことができめと
いう効果がある。
発明の効果
以上述へたように、本発明によれば熱機関で、駆動され
る冷凍機の信頼性を向上させることができる。
る冷凍機の信頼性を向上させることができる。
第１図は従来のフリーピストンスターリング機関、１枢
動型冷凍機の概略断面図、第２図は本発明の一実施例を
示すフリーピストンスターリング機関駆動型冷凍機の概
略断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ’矢視図である。 ２８ ・・・密閉容器、２９・・・・・加熱器、３ｏ・
・・・・冷却器、３２・・・・・・ディスプレーサ、３
３・・ ・・パワーピストン、３８・・・・・ピストン
、４１ ．４２・・・・・吸入弁、４３．４４・・・・
吐出弁、５９・・・・膨張弁、５１．５２．６４．６５
・・・・・熱交換器、６２・・・・・・ピストン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ｑ／ｆ 第３図 に９
動型冷凍機の概略断面図、第２図は本発明の一実施例を
示すフリーピストンスターリング機関駆動型冷凍機の概
略断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ’矢視図である。 ２８ ・・・密閉容器、２９・・・・・加熱器、３ｏ・
・・・・冷却器、３２・・・・・・ディスプレーサ、３
３・・ ・・パワーピストン、３８・・・・・ピストン
、４１ ．４２・・・・・吸入弁、４３．４４・・・・
吐出弁、５９・・・・膨張弁、５１．５２．６４．６５
・・・・・熱交換器、６２・・・・・・ピストン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ｑ／ｆ 第３図 に９
Claims (4)
- （１）運動する第１ピストンを有する熱機関と、この第
１ピストンから仕事をされて運動する第２ピストンと、
この第２ピストンと同一速度で運動する様に第１ピスト
ンに取付けられた蒸発器または凝縮器を備えた熱機関、
駆動型冷凍機。 - （２）熱機関をスターリング機関をもって構成した特許
請求の範囲第１項記載の熱機関、駆動型冷凍機。 - （３）蒸発器および凝縮器を備え、この蒸発器と凝縮器
との間の熱の移動を防止する手段を設けた特許請求の範
囲第１項記載の熱機関駆動型冷凍機。 - （４）蒸発器又は凝縮器は熱機関の作動媒体と熱交換す
る手段を設けた特許請求の範囲第１項記載の熱機関駆動
型冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22353284A JPS61101656A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 熱機関駆動型冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22353284A JPS61101656A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 熱機関駆動型冷凍機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101656A true JPS61101656A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH0256501B2 JPH0256501B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=16799624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22353284A Granted JPS61101656A (ja) | 1984-10-24 | 1984-10-24 | 熱機関駆動型冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61101656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110975375A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 重庆华彬伟玻璃有限公司 | 剪刀水回收装置 |
-
1984
- 1984-10-24 JP JP22353284A patent/JPS61101656A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110975375A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 重庆华彬伟玻璃有限公司 | 剪刀水回收装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256501B2 (ja) | 1990-11-30 |
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