JPS61152952A - スタ−リング機関 - Google Patents
スタ−リング機関Info
- Publication number
- JPS61152952A JPS61152952A JP27793184A JP27793184A JPS61152952A JP S61152952 A JPS61152952 A JP S61152952A JP 27793184 A JP27793184 A JP 27793184A JP 27793184 A JP27793184 A JP 27793184A JP S61152952 A JPS61152952 A JP S61152952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- displacer
- working fluid
- pipe
- heater
- 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
Links
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
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- 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
- F02G2243/24—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder with free displacers
-
- 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
- F02G2255/00—Heater tubes
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、例えばフリーピストン・スタ
ーリング機関（以下ＦＰＳＫと略称する）は第２図のよ
うな構成になっていた。
ーリング機関（以下ＦＰＳＫと略称する）は第２図のよ
うな構成になっていた。
すなわち密閉容器１の中にはＨｅ、Ｈ２等の作動流体が
封入されており、作動流体は加熱器２にて加熱され、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６は上下に振動しており、ピストン６は作動流体から
仕事をされ、さらにピストン６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。ここでピス
トン６が上昇すると、連通ずる空間７，８．９の圧力は
増加し、またピストン６が下降すると空間ア、８．９の
圧力は減少する。一方デイスプレーサ４は空間７の圧力
とガスバネ１０の圧力の圧力差で駆動されるものである
。
封入されており、作動流体は加熱器２にて加熱され、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６は上下に振動しており、ピストン６は作動流体から
仕事をされ、さらにピストン６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。ここでピス
トン６が上昇すると、連通ずる空間７，８．９の圧力は
増加し、またピストン６が下降すると空間ア、８．９の
圧力は減少する。一方デイスプレーサ４は空間７の圧力
とガスバネ１０の圧力の圧力差で駆動されるものである
。
通常ディスプレーサ４の位置の位相角度はピストン６の
位置の位相角度より４０″〜９０°進んでいる。
位置の位相角度より４０″〜９０°進んでいる。
以上のようにディスプレーサ４の上下運動により、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において熱交換され、空間？ 、８．
９の圧力変動を生じ、ビストン１６を往復運動するもの
である。
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において熱交換され、空間？ 、８．
９の圧力変動を生じ、ビストン１６を往復運動するもの
である。
発明が解決しようとする問題点
ところで、従来のスターリング機関においてはカナ熱器
２はパイプ状になってお９、これを燃焼ガスで加熱する
ため燃焼器が大型となり、しかも外気に対して放熱が生
じ、燃焼器効率が下り、したがって機関の熱効率が下が
るという欠点があった。
２はパイプ状になってお９、これを燃焼ガスで加熱する
ため燃焼器が大型となり、しかも外気に対して放熱が生
じ、燃焼器効率が下り、したがって機関の熱効率が下が
るという欠点があった。
そこで本発明は、燃焼器を小型にし、しかも燃焼器から
外気への放熱を低減して熱効率を増加させるようにする
ものである。
外気への放熱を低減して熱効率を増加させるようにする
ものである。
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手段は、密
閉容器に対して相対運動する少なくとも１つのピスト／
に加熱手段を設けた構成とすることである。
閉容器に対して相対運動する少なくとも１つのピスト／
に加熱手段を設けた構成とすることである。
作用
本発明は上記構成のように、加熱手段をピスト＾に設け
ているためにスターリング機関の小型化Ｊ５＝図れると
ともに外気に放熱することがないので熱効率を向上させ
ることができる。
ているためにスターリング機関の小型化Ｊ５＝図れると
ともに外気に放熱することがないので熱効率を向上させ
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図に示すように本実施例はディスプレーサ型スター
リ／グ機関の一種であるｙｐｓｘであり、密閉容器１２
中にはＨｅ、Ｈ２等の作動流体が封入されている。１３
は作動流体を冷却する冷却器、１４は蓄熱作用を有する
再生器である。密閉容器１２内にはその内壁を摺動自在
に運動するピストンの一種であるディスプレーサ１６が
設けられており、内部に加熱器を設けている。また１６
も密閉容器１２の内壁を摺動自在に運動するピストンで
ある。１７はピストン１６の上下運動によってピストン
１６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。１８は冷却器１３を冷却する冷却水の入
口流路、１９は冷却器を冷却する冷却水の出口流路であ
る。２ｏは燃料と９寿その混合気を流す流路で、流路２
ｏから流入しメ混合気はベローズ２１ｔ−通って、ディ
スプレーサ１６内に入り流路２２を通って燃焼室２３で
燃焼し、燃焼ガスは流路２４に入り、ディスプレーサ１
５全出て、ベローズ２１．２５の間の環状流路を通り、
流路２６から流出するよう構成されている。また２７は
ディスプレーサ１６の表面に設けられたフィンで燃焼ガ
スと作動流体との間で熱が伝わりやすいように設けられ
ている。また、２８は断熱材で低温の空間３ｏへの燃焼
ガスの熱の移動を防ぐために設けられている。
リ／グ機関の一種であるｙｐｓｘであり、密閉容器１２
中にはＨｅ、Ｈ２等の作動流体が封入されている。１３
は作動流体を冷却する冷却器、１４は蓄熱作用を有する
再生器である。密閉容器１２内にはその内壁を摺動自在
に運動するピストンの一種であるディスプレーサ１６が
設けられており、内部に加熱器を設けている。また１６
も密閉容器１２の内壁を摺動自在に運動するピストンで
ある。１７はピストン１６の上下運動によってピストン
１６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。１８は冷却器１３を冷却する冷却水の入
口流路、１９は冷却器を冷却する冷却水の出口流路であ
る。２ｏは燃料と９寿その混合気を流す流路で、流路２
ｏから流入しメ混合気はベローズ２１ｔ−通って、ディ
スプレーサ１６内に入り流路２２を通って燃焼室２３で
燃焼し、燃焼ガスは流路２４に入り、ディスプレーサ１
５全出て、ベローズ２１．２５の間の環状流路を通り、
流路２６から流出するよう構成されている。また２７は
ディスプレーサ１６の表面に設けられたフィンで燃焼ガ
スと作動流体との間で熱が伝わりやすいように設けられ
ている。また、２８は断熱材で低温の空間３ｏへの燃焼
ガスの熱の移動を防ぐために設けられている。
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内の燃焼室では、流路２゜から流入
した燃料と空気の混合気が燃焼しており、それによって
フィン２７は高温になっている。したがって空間２９の
作動流体はフィン２７からの熱の移動により、高温にな
っている。
した燃料と空気の混合気が燃焼しており、それによって
フィン２７は高温になっている。したがって空間２９の
作動流体はフィン２７からの熱の移動により、高温にな
っている。
一方、冷却器１３は流路１８から入り流路１９から出て
いく冷却水によって冷却されており、したかつて流路３
４内の作動流体は低温に保たれている。まずディスプレ
ーサ１６が上昇すると空間２９にあった高温の作動流体
は再生器１４を通って冷却器１３の流路３４に入って冷
却され、空間３０．３１に入る。そうすると、ピストン
１６上部の作動流体は、はとんど体積が変わらないにも
かかわらず平均温度が下がるので、空間２９゜３０．３
１の圧力が下が９ピストン１６は引上げられる。しかし
ディスプレーサ１６が上がるとガスばね３３の体積が増
加し、圧力が減少する。そのためディスプレーサ１６は
上昇を止めて下降し始める。ディスプレーサ１６が下降
すると、゛空間３０．３１冷却器１３の流路３４にあっ
た低温の作動流体は再生器１４を通り、ディスプレーサ
１６の高温に加熱されたフィン２７で加熱されながら空
間２９へ流入する。そうすると、ピストン１６上部の作
動流体は、はとんど体積が変わらないにもかかわらず、
平均温度が上昇するので空間２９．３０．３１の圧力が
上が９ピストン１６は引下げられる。ところで、ディス
プレーサ１６が以上、述べてきたようにディスプレーサ
１５の上下運動によってピストン１６上部の作動流体に
圧力変化が生じ、それによって、ピストン１９が、上下
に運動する。さらにピストン１６は負荷１７に対して、
仕事をするのである。したがって、燃焼室２３で発生し
、作動流体に入った熱の一部は冷却器１３に出入する冷
却水に捨てられ、一部はピストン１６を介して負荷１７
に対してする仕事に変わるのである。
いく冷却水によって冷却されており、したかつて流路３
４内の作動流体は低温に保たれている。まずディスプレ
ーサ１６が上昇すると空間２９にあった高温の作動流体
は再生器１４を通って冷却器１３の流路３４に入って冷
却され、空間３０．３１に入る。そうすると、ピストン
１６上部の作動流体は、はとんど体積が変わらないにも
かかわらず平均温度が下がるので、空間２９゜３０．３
１の圧力が下が９ピストン１６は引上げられる。しかし
ディスプレーサ１６が上がるとガスばね３３の体積が増
加し、圧力が減少する。そのためディスプレーサ１６は
上昇を止めて下降し始める。ディスプレーサ１６が下降
すると、゛空間３０．３１冷却器１３の流路３４にあっ
た低温の作動流体は再生器１４を通り、ディスプレーサ
１６の高温に加熱されたフィン２７で加熱されながら空
間２９へ流入する。そうすると、ピストン１６上部の作
動流体は、はとんど体積が変わらないにもかかわらず、
平均温度が上昇するので空間２９．３０．３１の圧力が
上が９ピストン１６は引下げられる。ところで、ディス
プレーサ１６が以上、述べてきたようにディスプレーサ
１５の上下運動によってピストン１６上部の作動流体に
圧力変化が生じ、それによって、ピストン１９が、上下
に運動する。さらにピストン１６は負荷１７に対して、
仕事をするのである。したがって、燃焼室２３で発生し
、作動流体に入った熱の一部は冷却器１３に出入する冷
却水に捨てられ、一部はピストン１６を介して負荷１７
に対してする仕事に変わるのである。
このように、本実施例においては、従来例と異り、燃焼
室２３はディスプレーサ１５の内部にあシ、シたかって
作動流体は、密閉容器１２の内部から加熱されることに
なる。したがって、燃焼器は小型になり、したがって機
関全体も小型になシ、しかも燃焼器から外気への放熱が
低減されて、機関の熱効率が増加する。
室２３はディスプレーサ１５の内部にあシ、シたかって
作動流体は、密閉容器１２の内部から加熱されることに
なる。したがって、燃焼器は小型になり、したがって機
関全体も小型になシ、しかも燃焼器から外気への放熱が
低減されて、機関の熱効率が増加する。
発明の効果
機関が小型になり、しかも熱効率が増加するという効果
がある。
がある。
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、１０・・・・・・ガスバネ、１２・・・・・・密閉
容器、２３・・・・・・燃焼室、１３・・・・・・冷却
器、１５・・・・・・ディスプレーサ％１６・・・・・
・ピストン、１４・・・・・・再生器、２１．２５・・
・・・・ベローズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｔｔ
−−１！ ？’ｌ’ｌ零呑 ｆｆ；−−−ストン 第２図
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、１０・・・・・・ガスバネ、１２・・・・・・密閉
容器、２３・・・・・・燃焼室、１３・・・・・・冷却
器、１５・・・・・・ディスプレーサ％１６・・・・・
・ピストン、１４・・・・・・再生器、２１．２５・・
・・・・ベローズ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｔｔ
−−１！ ？’ｌ’ｌ零呑 ｆｆ；−−−ストン 第２図
Claims (2)
- （１）密閉容器と、この密閉容器内に封入されたＨｅ、
Ｈ＿２等の作動流体と、この作動流体を加熱する加熱手
段と、前記作動流体を冷却する冷却器と、密閉容器に対
して相対運動する少なくとも１つのピストンとを備え、
前記加熱手段を前記ピストンに取付けた構成としたスタ
ーリング機関。 - （２）ピストンに燃料が燃焼する燃焼室を取付けた特許
請求の範囲第１項記載のスターリング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27793184A JPS61152952A (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 |
|---|---|---|---|
| JP27793184A JPS61152952A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61152952A true JPS61152952A (ja) | 1986-07-11 |
| JPH0256502B2 JPH0256502B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=17590273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27793184A Granted JPS61152952A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61152952A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999002841A1 (en) * | 1997-07-14 | 1999-01-21 | Stm Corporation | Heat engine heater assembly |
| WO2003060309A1 (de) * | 2001-12-31 | 2003-07-24 | Wilhelm Servis | Heissgaskraftmaschine |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27793184A patent/JPS61152952A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999002841A1 (en) * | 1997-07-14 | 1999-01-21 | Stm Corporation | Heat engine heater assembly |
| 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 |
|---|---|
| JPH0256502B2 (ja) | 1990-11-30 |
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