JPS61149552A - スタ−リングエンジン用送風装置 - Google Patents

スタ−リングエンジン用送風装置

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JPS61149552A
JPS61149552A JP27076784A JP27076784A JPS61149552A JP S61149552 A JPS61149552 A JP S61149552A JP 27076784 A JP27076784 A JP 27076784A JP 27076784 A JP27076784 A JP 27076784A JP S61149552 A JPS61149552 A JP S61149552A
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JP
Japan
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transmission system
electromagnetic clutch
crankshaft
speed transmission
blower
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JP27076784A
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JPH068622B2 (ja
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Hiroyuki Ouchi
弘之 大内
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Aisin Corp
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Aisin Seiki 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
    • 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
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • 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
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/85Crankshafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (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】 (発明の利用分野) 本発明は、スターリングエンジン用送風装置に関し、特
に詳述すれば、スターリングエンジンの駆動状態に応じ
て送風機からの燃焼用空気量を適正に維持するために利
用されるスターリングエンジン用送風装置に関する。
(従来技術とその問題点) スターリングエンジンの燃焼用空気を供給する送風機を
、スターリングエンジンのクランク軸で駆動させる従来
例を第11図に示す。外燃機関であるスターリングエン
ジン1は、燃焼室2のは輩中夫に配した燃料噴射ノズル
3を有し、このノズル3は、燃料流量制御弁4、燃料ポ
ンプ5を介して燃料タンク6に連結される。燃焼室2の
周囲に燃焼用空気予熱器Tを配し、この予熱器Tを、空
燃比設定器8、スロットルバルブ9を介して送風機10
に連通させる。尚、燃焼ガスは、燃焼用空気予熱器7ま
わりを通つ【燃焼用空気を予熱し、出口11から排出さ
れる。
作動ピストン12により【シリンダ13内に形成された
圧縮室14と膨張室15とは、作動ガスの冷却をなすク
ーラ16、作動ガスの加熱冷却をなす再生器11および
作動ガスの加熱をなすヒータ18とを介して、互いに連
通ずる。
作動ガスは、ガスタンク1B、加速弁20および逆止弁
21を有する最低圧回路22と、逆止弁23、減速弁2
4およびタンク19に通じる圧縮機25とを有する最高
圧回路26とを介して、作動空間への供給を制御される
作動ピストン12は、クランク軸27に連結され、該ク
ランク軸が作動ピストン12の往復動を回転運動として
取出す。このクランク軸27は、プーリ28およびベル
ト29を介して、送風機10の主軸30に連結される。
送風機10からの燃焼用空気流量は、スロットルバルブ
9によって制御されるが、空燃比設定器8は、スロット
ルバルブ9からの空気量を検知して、適正な空燃比とな
るように燃料流量制御弁4の開度を調整し、燃料の流量
を制御する。
ヒータ18は、燃焼熱を直接受けるため、その機械的強
度の面とスターリングエンジンの熱効率の面から、その
設定温度を決める。このため、ヒータ18に熱電対31
を配し、測定温度を温度コントローラ32に供給し、設
定温度と比較し、たとえば、測定温度が設定温度より高
い場合、温度コントローラ32からの信号によりスロッ
トルバルブ9を絞って、燃焼用空気量を減少させる。か
くして、ヒータ18の温度を設定温度に保つ。
スロットルバルブ9を全開したときの空気流量である送
風機10の開放吐出量AQは、送風機10の主軸30の
回転数NBにはy比例する。
又、主軸30はクランク軸2Tに連結されているので、
クランク軸の回転数は主軸30の回転数Nc に比例す
る。従って、その変速比mはNB/N cとなり、変速
比をffl + ml m ff1l  とした時の主
軸300回転数Ncと開放吐出量AQの関係は、第12
図に示される。
一方、エンジンの出力及び燃料流量は、作動ガスの圧力
Pとクランク軸2Tの回転数Ncとの積にはy比例する
。故に、燃焼空気流量もこの積には輩比例する。かくし
て、クランク軸270回転数Ncと、燃焼空気流量Ab
との関係は、作動ガス圧力PHPg ePHに対し第1
3図に示す如くなる。スターリングエンジンを良好に運
転させるためには、第13図と第14図に斜森部で示す
運転範囲におい【、常に、開放吐出量AQが、燃焼空気
流量Abを上回っている必要がある。このため、第14
図に示すように、変速比をmr以上に設定する・ 第14図を参照する。クランク軸Ncの回転数No、作
動カスの圧力Poで運転している場合、燃焼空気量Ab
oに対して、開放吐出量AQoが大巾に上回る。即ち、
燃焼空気量がAboになるようにスロットルバルブSを
絞っていることになるが、この絞りが大きいため、スロ
ットルバルブ9での圧力損失の増大、送風機10の効率
の低下、及び風切り騒音の増加等の不具合を生じる。
(本発明の技術的課題) 本発明は、前述した不具合を解消させることを、その解
決すべき技術的課題とする。
(本発明の技術的手段とその作用) 本発明は、前述した課題を解決するために、スターリン
グエンジンのクランク軸と送風機の主軸とを、低速伝導
系と高速伝導系とで連結可能とさせ、両系をXtaクラ
ッチにより切換え可能とさせる技術的手段を用いる。
この技術的手段の採用は、エンジン負荷状態に応じて送
風機主軸の回転数を変えることが可能で、スロットルバ
ルブの前屈の圧力損失は小さい。
(本発明の効果) 本発明の電磁クラッチの開閉制御は、作動ガス圧力のみ
ならず、クランク軸の回転数、該回転数と作動ガス圧力
、スロットルバルブの開度等をその制御信号として用い
ることができるので、制御因子の選択が広範囲となる。
市販の一方向クラッチ及び電磁クラッチを用いた簡単な
構造である故、作動上の耐久性、信頼性が高い。
えて、部品点数も多くなるが、本発明では、このような
事はない。
(実施例) 第1図を参照する。クランク軸2Tの端部に電磁クラッ
チ33を介して副軸34を設ける。
クランク軸2Tおよび副軸34に、一方向クラッチ35
.36を介してプーリ28.37を配す。送風器10の
主軸30にブー!J30.38を配し、ベル)29.3
9をかけて、低速伝導系40と高速伝導系41を作る。
即ち、プーリ30.38の径を同一とした時、プーリ3
Tの径をプーリ28より径を大とさせる。
電磁クラッチ33を切った状態では、クランク軸2Tの
回転は、一方向クラッチ35およびベルト29を介して
送風器10の主軸30を回転させる。一方のベルト39
を介してプーリ3TK伝えられた回転力は、一方向クラ
ッチ36によって副軸34に伝えられない。
電磁クラッチ33を入れ、副軸34をクランク軸2Tに
直結させると、クランク軸270回転は、プーリ37、
一方向クラッチ36、ベルト39およびプーリ38を介
して高速で主軸30を回転させる。主軸30の高速回転
は、一方向クラッチ35によって、クランク軸21に伝
達されない。
第2図に示す例は、一方向クラッチ35゜36を送風器
10の主軸30側に配したもので、他は第1図の例と同
じである。第3図に示す例は、電磁クラッチ33を備え
る中間軸42を配し、この中間軸42に所定径のブーI
J28.37を固定し、それらの回転をベル)29.3
9と二方向クラッチ35.36を介し【送風器の主軸3
0に伝達させるもので、この場合、高速伝導系41は、
中間軸42と主軸30との間に形成される。第3図は中
間軸42に電磁クラッチ3−3を配したが、第4図の例
は主軸30に電磁り2ツチ33を配したもので、低速伝
導系40は、第3図の例と逆位置となる。
第5図に示す例は、電磁クラッチ33をクランク軸2T
側に設け、高速伝導系41と低速伝導系40をクランク
2Tおよび副軸34と中間軸42との間に配し、中間軸
42の回転を別の回転系43を用い【送風器の主軸30
に伝達されるものである。又、第6図に示す例は、第5
図とは別に電磁クラッチ33を中間軸42に配したもの
で、第5図の例と実質的に同じ動きをする。さらに、第
7図の例は、一方向クラッチ35.36を中間軸42に
配したもので、第6図の例と実質的に同じであり、且つ
第8図の例は、電磁クラッチ42、二方向クラッチ35
゜36を中間軸42に配したもので、第7図の例と実質
的に同じである。
第2−8図に示す例の作動は、第1図に示す例の作動説
明を参照すれば、容易に理解できるので、同一構成部分
に同一符号を記すことで、その説明を省略する。電磁ク
ラッチをオフにした時、高速伝導系を作動させる時は、
大径プーリの位置と小径プーリとの位置を図示例とは入
れ換えればよい。
次に、電磁クラッチ33の係脱の時期(タイミング)に
ついて以下に説明する。
(1)作動ガス圧力による切換 第9図に示すように、変速比mをm I # mfとし
、設定作動ガス圧をPaとさせる。圧力検出器を、たと
えば、第11図の作動ガス最低圧力回路22に設ける。
該回路22の圧力がPa以上になった時、電磁弁33の
オン状態を作るようにする。作動ガス圧力がPa以下(
即?)、ABFEの範囲)のとき、電磁クラッチ33が
オフとなって、変速比msで回転する。又、作動ガス圧
力がPa以上(即ちFCDIの範囲)のときは、電磁ク
ラッチ33がオンとなって、変速比mlで回転させる。
(1)回転数による切換 °第10図の如く、変速比msemfを設定する。
クランク軸27等の回転数を検知して、クランク軸21
の回転数がNa以上になったら電磁クラッチ33をオフ
とさせる。かくして、回転数がNa以下(即ち、 AH
IDの組曲)では、変速比mfで回転し、回転数N&以
上(即ち、HBCIの範囲)では、変速比m8で回転す
る。即ち、エンジンの高回転側で送風器の回転数を小さ
くできるので、送風器の厳島回転数が制限されている場
合有効である。
(Ill)回転数と圧力とによる切換 燃焼空気量は、クランク軸の回転数と作動ガス圧力から
算出され、又、開放吐出量も変速比とクランク軸の回転
数から算出できる。即ち、クランク軸の回転数と作動ガ
ス圧力を測定し、これらの信号をコンピュータに送り、
電磁弁のオン、オフを制御する。
GV)スロットルバルブの開度による切換電磁クラッチ
をオフとし、おそい変速比msで送風器を駆動させる。
エンジン回転数を保ったま\、作動ガス圧力を徐々に上
昇させ、負荷を大きくしていくと、負荷の増加に伴いス
ロットルバルブの開度が大きくなる。さらに、負荷を大
きくすると、スロットルバルブが全開になる。電磁クラ
ッチ33をオンとさせ、変速比mfで駆動させると、送
風器の回転数が増え、送風量も多くなり、結果として、
スロットルバルブを絞って負荷に応じることができる。
逆に、速い方の変速比mfで駆動しながら負荷を下げて
いき、スロットルバルブが所定開度になったとき、電磁
クラッチをオフとし、変速比m1に切換え、スロットル
バルブを全開とさせることもできる。
そこで、スロットルバルブの開度を検知して開度がたと
えば90度以上になったら、電磁クラッチを入れて速い
変速比の駆動に切換え、又、開度が所定値以下になった
なら、電磁クラッチを切つ【おそい方の変速比msの駆
動に切換える。
第9図につい【云えば、EABG範囲では変速比msの
駆動、 GCDI 範囲では変速比mfの駆動となる。
尚、スロットルバルブの開度は、ボテンシヲンメータや
リミットスイッチ等を用いた常法手段を採用すればよい
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一例を示す断面図、第2図から第8図
はそれぞれ本発明の変形例を示す説明図、99図は送風
器クランク軸の回転数Ncと送風器の開放吐出量AQの
関係を示すグラフ図、第10図は第9図と同様のグラフ
図、第11図は従来例を示す断面図、第12図はクラン
ク軸の回転数Naと開放吐出量AQの関係を示すグラフ
図、第13図はクランク軸の回転数Ncと燃焼空気流量
Abとの関係を示すグラフ図、および第14図はクラン
ク軸の回転数Ncと開放吐出量、燃焼空気流蓋との関係
を示すグラフ図である。 図中:10・・・送風器、2T・・・クランク軸、30
・・・送風器主軸、35.36・・・一方向クラッチ、
33・・・電磁クラッチ、34−・・祠軸、4G・・・
低速伝導系、41・・・高速伝導系。 代理人 弁理士 桑  原  英  明第5図    
 第6図 第7図     第8図 m=mf C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スターリングエンジンのクランク軸と送風機の主軸とを
    、一方向クラッチを有する低速伝導系および一方向クラ
    ッチを有する高速伝導系とを介して連結し、低速伝導系
    と高速伝導系とを電磁クラッチにより切換えることを特
    徴とするスターリングエンジン用送風装置。
JP59270767A 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置 Expired - Lifetime JPH068622B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59270767A JPH068622B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置

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JP59270767A JPH068622B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置

Publications (2)

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JPS61149552A true JPS61149552A (ja) 1986-07-08
JPH068622B2 JPH068622B2 (ja) 1994-02-02

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ID=17490710

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JP59270767A Expired - Lifetime JPH068622B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014007202A1 (ja) 2012-07-02 2014-01-09 トヨタ自動車 株式会社 ヘッドレスト支持構造

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5023722U (ja) * 1973-06-27 1975-03-17
JPS528246A (en) * 1975-07-07 1977-01-21 Philips Nv Heat gas reciprocating engine

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WO2014007202A1 (ja) 2012-07-02 2014-01-09 トヨタ自動車 株式会社 ヘッドレスト支持構造

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JPH068622B2 (ja) 1994-02-02

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