JPS61152949A - スタ−リング機関 - Google Patents
スタ−リング機関Info
- Publication number
- JPS61152949A JPS61152949A JP27794684A JP27794684A JPS61152949A JP S61152949 A JPS61152949 A JP S61152949A JP 27794684 A JP27794684 A JP 27794684A JP 27794684 A JP27794684 A JP 27794684A JP S61152949 A JPS61152949 A JP S61152949A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- pipe
- mass
- displacer
- steam
- 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
- 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
- F02G1/045—Controlling
-
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
- F02G2243/02—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
-
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
- F02G2243/30—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders
- F02G2243/40—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders with free displacers
Landscapes
- 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)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (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
本発明は外燃機関の一種であるスターリング機関に関す
る。
る。
従来の技術
従来のスターリング機関１例えばフリーピストン・スタ
ーリング機関（以下ＦＰＳＥと略称する）は第２図のよ
うな構成釦なっていた。
ーリング機関（以下ＦＰＳＥと略称する）は第２図のよ
うな構成釦なっていた。
れ、冷却器３にて冷却される。一方デイスプレーサ４と
ピストン５は上下に振動しており、ピストン５は作動流
体から仕事をされ、さらにピストンは、リニア発電機、
ポンプ、圧縮機等の負荷６に対して仕事をする。またピ
ストン６が上昇すると連通する空間？ ＋ ８ ＋ ９
の圧力は増加し、またピストン６が下降すると空間７，
８．９の圧力は減少する。ディスプレーサ４は空間７の
圧力とガスばね１ｏの圧力の圧力差で電動される。通常
ディスプレーサ４の位置の位相角度はピストン５の位置
の位相角度より４０°〜９０°進んでいる。
ピストン５は上下に振動しており、ピストン５は作動流
体から仕事をされ、さらにピストンは、リニア発電機、
ポンプ、圧縮機等の負荷６に対して仕事をする。またピ
ストン６が上昇すると連通する空間？ ＋ ８ ＋ ９
の圧力は増加し、またピストン６が下降すると空間７，
８．９の圧力は減少する。ディスプレーサ４は空間７の
圧力とガスばね１ｏの圧力の圧力差で電動される。通常
ディスプレーサ４の位置の位相角度はピストン５の位置
の位相角度より４０°〜９０°進んでいる。
ディスプレー＋４の上下運動によシ、作動流体は空間７
と空間８との間を往復し、加熱器２．再生器１１．冷却
器３にて熱交換されるものである。
と空間８との間を往復し、加熱器２．再生器１１．冷却
器３にて熱交換されるものである。
発明が解決しようとする問題点
ところで、従来のＦＰＳＥにおいては、ピストン５の質
量がディスプレーサ４の質量の通常１０倍位あるために
ピストン６、およびディスプレー？４の振動数は、作動
流体の封入圧力とピストン６の質量によって定まる。そ
れで、必要に応じてピストンの振動数を変化させるとき
は、封入圧力を変化させ、これを行っていた。ところが
封入圧力を変化させるには作動流体の圧縮機が必要であ
り、しかもこの圧縮機は作動流体内に潤滑油が混入する
と、再生器マトリクス内で分解してマトリクスをつまら
せるおそれがあるので吐出弁、吸入弁が潤滑できなく信
頼性が低いという問題点があった。
量がディスプレーサ４の質量の通常１０倍位あるために
ピストン６、およびディスプレー？４の振動数は、作動
流体の封入圧力とピストン６の質量によって定まる。そ
れで、必要に応じてピストンの振動数を変化させるとき
は、封入圧力を変化させ、これを行っていた。ところが
封入圧力を変化させるには作動流体の圧縮機が必要であ
り、しかもこの圧縮機は作動流体内に潤滑油が混入する
と、再生器マトリクス内で分解してマトリクスをつまら
せるおそれがあるので吐出弁、吸入弁が潤滑できなく信
頼性が低いという問題点があった。
問題点を解決するための手段
そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
ピストンの質量を変化させて、振動数を変化させるもの
である。
ピストンの質量を変化させて、振動数を変化させるもの
である。
作用
上記構成により、圧縮機を用いずに振動数を変化させる
ことができるので機関の信頼性を向上することができる
。
ことができるので機関の信頼性を向上することができる
。
実施例
以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
る。
第１図は、本実施例のディスプレーサ型スターリング機
関の一種であるＦＰＳＥであシ、１２は密閉容器でその
中にＨ℃、Ｈ２等の作動流体が封入されている。１３は
作動流体を加熱する加熱器、１４は作動流体を冷却する
冷却器、１５は蓄熱作用を有する再生器である。１６は
密閉容器１２の内壁に摺動自在に運動するディスプレー
サ、１７は密閉容器１２の内壁に摺動自在に運動するピ
ストンである。１８はピストン１７の上下運動によって
ピストン１７から仕事をされるリニア発電機、ポンプ、
圧縮機等の負荷である。
関の一種であるＦＰＳＥであシ、１２は密閉容器でその
中にＨ℃、Ｈ２等の作動流体が封入されている。１３は
作動流体を加熱する加熱器、１４は作動流体を冷却する
冷却器、１５は蓄熱作用を有する再生器である。１６は
密閉容器１２の内壁に摺動自在に運動するディスプレー
サ、１７は密閉容器１２の内壁に摺動自在に運動するピ
ストンである。１８はピストン１７の上下運動によって
ピストン１７から仕事をされるリニア発電機、ポンプ、
圧縮機等の負荷である。
ピストン１７の中には空間１９が設けられており、空間
１９には、管２０．ベローズ２１を通して水を流入させ
、またベローズ２２．管２３を通して水を流出させるこ
とができる。また管２４．ベローズ２５．熱交換器２６
．ベローズ２７．管２８には高温の流体あるいは低温の
流体を流し、空間１９内の水を加熱あるいは冷却するこ
とができるようになっている。
１９には、管２０．ベローズ２１を通して水を流入させ
、またベローズ２２．管２３を通して水を流出させるこ
とができる。また管２４．ベローズ２５．熱交換器２６
．ベローズ２７．管２８には高温の流体あるいは低温の
流体を流し、空間１９内の水を加熱あるいは冷却するこ
とができるようになっている。
次に、この一実施例の構成における作用を説明する。
ディスプレーサ１６が上昇すると、空間２９゜加熱器１
３内にある高温の作動流体は、再生器１６゜冷却器１４
を通って空間３０．３１の方へ移動し冷却される。その
結果、空間２９，３０．３１内の圧力は減少し、ピスト
ン１７は上昇する。さらにディスプレーサ１６が上昇す
ると、ガスばね３２の圧力が下がり、ディスプレーサ１
６は逆に下降する。すると今度は、空間３１，３０．冷
却器１４内にある低温の作動流体は、再生器１６．加熱
器１３を通って空間２９の方へ移動し、加熱される。
３内にある高温の作動流体は、再生器１６゜冷却器１４
を通って空間３０．３１の方へ移動し冷却される。その
結果、空間２９，３０．３１内の圧力は減少し、ピスト
ン１７は上昇する。さらにディスプレーサ１６が上昇す
ると、ガスばね３２の圧力が下がり、ディスプレーサ１
６は逆に下降する。すると今度は、空間３１，３０．冷
却器１４内にある低温の作動流体は、再生器１６．加熱
器１３を通って空間２９の方へ移動し、加熱される。
その結果、空間２９．．３０．３１内の圧力は上昇し、
ピストン１７は逆に下降する。さらにディスプレーサ１
６が下降するとガスばね３２の圧力が上昇し、ディスプ
レーサ１６は逆に上昇する。
ピストン１７は逆に下降する。さらにディスプレーサ１
６が下降するとガスばね３２の圧力が上昇し、ディスプ
レーサ１６は逆に上昇する。
以上のようにして、ピストン１７．ディスプレーサ１６
は上下に振動し、その過程で、加熱器１３から作動流体
に与えられた熱の一部は、ピストン１７に対する仕事に
変わり、一部は冷却器１４で捨てられ、ピストン１７に
対してなされた仕事の一部は負荷１８に対する仕事にな
る。
は上下に振動し、その過程で、加熱器１３から作動流体
に与えられた熱の一部は、ピストン１７に対する仕事に
変わり、一部は冷却器１４で捨てられ、ピストン１７に
対してなされた仕事の一部は負荷１８に対する仕事にな
る。
また通常ディスプレーサ１６の位置の位相角はピストン
１７の位置の位相角に対し、４０’〜９０°進んでいる
。
１７の位置の位相角に対し、４０’〜９０°進んでいる
。
一方以上の説明からも分るように、ピストン１７および
ディスプレーサ１６の振動数は、ピストン１７の質量は
ディスプレーサ１６の質量の通常１０倍位あるために作
動流体の封入圧力とピストン１７の質量によって定まる
。そこで振動数を減少させるときには管２０．ベローズ
２１を通して空間１９内に水を流入させ、一方管２４．
ベローズ２６゜熱交換器２６．ベローズ２７．管２８に
低温のプラインを流し、熱交換器２６を介して、プライ
ンと水を熱交換させ、空間１９内の水を凍結させ、て熱
交換器２６に固着させる。このようにしてできた氷３４
はピストン１７と一体となって動くのでピストン１７の
振動数を減少させる。
ディスプレーサ１６の振動数は、ピストン１７の質量は
ディスプレーサ１６の質量の通常１０倍位あるために作
動流体の封入圧力とピストン１７の質量によって定まる
。そこで振動数を減少させるときには管２０．ベローズ
２１を通して空間１９内に水を流入させ、一方管２４．
ベローズ２６゜熱交換器２６．ベローズ２７．管２８に
低温のプラインを流し、熱交換器２６を介して、プライ
ンと水を熱交換させ、空間１９内の水を凍結させ、て熱
交換器２６に固着させる。このようにしてできた氷３４
はピストン１７と一体となって動くのでピストン１７の
振動数を減少させる。
逆に振動数を増加させる時は、プラインのかわりに蒸気
を流し、氷３４を溶かして、水蒸気にし、ベローズ２２
．管２３から排出する。
を流し、氷３４を溶かして、水蒸気にし、ベローズ２２
．管２３から排出する。
発明の効果
本発明は、運動する部分の質量を変化させる出カビスト
ンを有するので、従来のように圧縮機を用いなくても振
動数を変化させることができ圧縮機を用いないので機関
全体の信頼性が高まる。
ンを有するので、従来のように圧縮機を用いなくても振
動数を変化させることができ圧縮機を用いないので機関
全体の信頼性が高まる。
第１図は本発明の一実施例によるスターリング機関の概
略構成を示す断面図、第２図は従来のスターリング機関
の概略構成を示す断面図である。 １・・・・・密閉容器、２・・・・・・加熱器、３・・
・・・・冷却器、４−・・・・・ディスプレーサ、６・
・・・・・ピストン、６・・・・・負荷、１１・・・・
・再生器、１２・・・・・・密閉容器、１３・・・・・
・加熱器、１４・・・・・冷却器、１６・・・・・・デ
ィスプレーサ、１７・・・・・・ピストン、１８・・・
・・・負荷、３４・・・・・・氷。
略構成を示す断面図、第２図は従来のスターリング機関
の概略構成を示す断面図である。 １・・・・・密閉容器、２・・・・・・加熱器、３・・
・・・・冷却器、４−・・・・・ディスプレーサ、６・
・・・・・ピストン、６・・・・・負荷、１１・・・・
・再生器、１２・・・・・・密閉容器、１３・・・・・
・加熱器、１４・・・・・冷却器、１６・・・・・・デ
ィスプレーサ、１７・・・・・・ピストン、１８・・・
・・・負荷、３４・・・・・・氷。
Claims (1)
- 密閉容器と、密閉容器内に封入された作動流体と、作動
流体を加熱する加熱器と、前記作動流体を冷却する冷却
器と、密閉容器に対して相対運動するピストンと、前記
ピストンの質量を変える手段とを有するスターリング機
関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27794684A JPS61152949A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27794684A JPS61152949A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61152949A true JPS61152949A (ja) | 1986-07-11 |
| JPH0257216B2 JPH0257216B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=17590475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27794684A Granted JPS61152949A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61152949A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003060309A1 (de) * | 2001-12-31 | 2003-07-24 | Wilhelm Servis | Heissgaskraftmaschine |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27794684A patent/JPS61152949A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003060309A1 (de) * | 2001-12-31 | 2003-07-24 | Wilhelm Servis | Heissgaskraftmaschine |
| WO2003060310A1 (de) * | 2001-12-31 | 2003-07-24 | Wilhelm Servis | Heissgaskraftmaschine |
| US7028473B2 (en) | 2001-12-31 | 2006-04-18 | Wilhelm Servis | Hot-gas engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257216B2 (ja) | 1990-12-04 |
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