JPS61152953A - スタ−リング機関 - Google Patents
スタ−リング機関Info
- Publication number
- JPS61152953A JPS61152953A JP27794884A JP27794884A JPS61152953A JP S61152953 A JPS61152953 A JP S61152953A JP 27794884 A JP27794884 A JP 27794884A JP 27794884 A JP27794884 A JP 27794884A JP S61152953 A JPS61152953 A JP S61152953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- displacer
- cooler
- working fluid
- 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
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
- F02G1/053—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
- 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
- F02G2256/00—Coolers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (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
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９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
うな構成になっていた。
ーリング機関（以下ＦＰＳＥと略称する）は第２図のよ
うな構成になっていた。
すなわち密閉容器１の中にはＨ，、Ｉ（２等の作動流体
が封入されており、作動流体は加熱器２に於て加熱され
、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５が上昇すると連通する空間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７，８．９
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１ｏ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
５の位置の位相角度より４０’〜９０°進んでいる。
が封入されており、作動流体は加熱器２に於て加熱され
、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５が上昇すると連通する空間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７，８．９
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１ｏ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
５の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に於て熱交換され、空間７，８．９の
圧力変動を生じ、ピストン１６と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に於て熱交換され、空間７，８．９の
圧力変動を生じ、ピストン１６と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冷却器３は
密閉容器１の壁の中に水の通過する流路を設け、入口流
路１２から水を流入させ、密閉容器１の壁を介して、作
動流体の流路１４内の作動流体を冷却しながら出口流路
１３から流出する構成となっていた。
密閉容器１の壁の中に水の通過する流路を設け、入口流
路１２から水を流入させ、密閉容器１の壁を介して、作
動流体の流路１４内の作動流体を冷却しながら出口流路
１３から流出する構成となっていた。
しかしこの構成では、密閉容器１の冷却器３の部分を作
動流体を冷却するための流路１４を設けたり水の流路を
別に設けるために大きくせねばならず、このために、密
閉容器１が大型化し、したがって機関が大型化するとい
う欠点があった。
動流体を冷却するための流路１４を設けたり水の流路を
別に設けるために大きくせねばならず、このために、密
閉容器１が大型化し、したがって機関が大型化するとい
う欠点があった。
また、冷却器３は外気と直接、接しているため、冷却器
３が外気から吸熱し、冷却水の水温が上がって機関の熱
効率が下がるという欠点があった。
３が外気から吸熱し、冷却水の水温が上がって機関の熱
効率が下がるという欠点があった。
そこで本発明は、冷却器３を小型化し、それによって機
関を小型化すると共に、冷却器３が外気から吸熱し冷却
水の水温が上がって機関の効率が下がるのを防ごうとす
るものである。
関を小型化すると共に、冷却器３が外気から吸熱し冷却
水の水温が上がって機関の効率が下がるのを防ごうとす
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くとも１つのピストンに
冷却手段を取付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くとも１つのピストンに
冷却手段を取付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、冷却手段をピストンに設け
ているために、スターリング機関の小型化が図れるとと
もに外気と熱交換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が図れるとと
もに外気と熱交換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はディスプレーサ型スターリ
ング機関の一種であるｙｐｓｇであシ、１５は密閉容器
でその中にＨ・２．Ｈ２等の作動流体が封入されている
。１６は作動流体を加熱する加熱器、１７は蓄熱作用を
有する再生器である。密閉容器１５内には内壁に摺動自
在に運動するピストンの一種であるディスプレーサ１８
が設けられておシ、内部に冷却器を設けている。また１
９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。
ング機関の一種であるｙｐｓｇであシ、１５は密閉容器
でその中にＨ・２．Ｈ２等の作動流体が封入されている
。１６は作動流体を加熱する加熱器、１７は蓄熱作用を
有する再生器である。密閉容器１５内には内壁に摺動自
在に運動するピストンの一種であるディスプレーサ１８
が設けられておシ、内部に冷却器を設けている。また１
９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。
２０はピストン１９の上下運動によってピストン１９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。２１は作動流体を冷却する冷却水の入口流路で
ある。ここで入口流路２１から流入した冷却水は、ベロ
ーズ２２．２３の間の環状流路を通ってディスプレーサ
１８内に入る。
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。２１は作動流体を冷却する冷却水の入口流路で
ある。ここで入口流路２１から流入した冷却水は、ベロ
ーズ２２．２３の間の環状流路を通ってディスプレーサ
１８内に入る。
さらに流路２４．流路２６を通り、ディスプレーサ１８
を出、ベローズ２３内を通り、出口流路２６から流出す
るよう構成されている。
を出、ベローズ２３内を通り、出口流路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１８の表面に設けられたフィ
ンで冷却水と作動流体との間で熱が伝わシやすいように
設けられている。また２８は断熱材で、高温の空間２９
から流路２４内の水への熱の移動を防ぎ、もって機関の
熱効率の低下を防ぐために設けられている。
ンで冷却水と作動流体との間で熱が伝わシやすいように
設けられている。また２８は断熱材で、高温の空間２９
から流路２４内の水への熱の移動を防ぎ、もって機関の
熱効率の低下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１８内の流路２４には、入口流路２１
から流入した水が流れており、それによってフィン２了
は低温になっている。したがって空間３０．３１の作動
流体はフィン２７との熱交換によって、低温になってい
る。一方加熱器１６は、パイプの外面を高温の燃焼ガス
によって加熱されており、したがって加熱器１６のパイ
プ内の作動流体は高温に保たれている。
。ディスプレーサ１８内の流路２４には、入口流路２１
から流入した水が流れており、それによってフィン２了
は低温になっている。したがって空間３０．３１の作動
流体はフィン２７との熱交換によって、低温になってい
る。一方加熱器１６は、パイプの外面を高温の燃焼ガス
によって加熱されており、したがって加熱器１６のパイ
プ内の作動流体は高温に保たれている。
ここでディスプレーサ１８が下降すると空間３０゜３１
内、ディスプレーサ１８のフィン２７に接する低温の作
動流体は再生器１７を通り、加熱器１６のパイプ内を通
って加熱され、空間２９に入る。
内、ディスプレーサ１８のフィン２７に接する低温の作
動流体は再生器１７を通り、加熱器１６のパイプ内を通
って加熱され、空間２９に入る。
そうすると、ピストン１９上部の作動流体は、はトン１
９は引下げられる。
９は引下げられる。
ところで、ディスプレーサ１８が下がると、ガスばね３
３の体積が減少し、圧力が増加する。その為ディスプレ
ーサ１８は下降を止めて上昇し始める。ディスプレーサ
１８が上昇すると空間２９゜加熱器１６にある高温の作
動流体は再生器１７を通って、ディスプレーサ１８の低
温に冷却されたフィン２７で冷却されながら、空間３０
．３１へ流入する。
３の体積が減少し、圧力が増加する。その為ディスプレ
ーサ１８は下降を止めて上昇し始める。ディスプレーサ
１８が上昇すると空間２９゜加熱器１６にある高温の作
動流体は再生器１７を通って、ディスプレーサ１８の低
温に冷却されたフィン２７で冷却されながら、空間３０
．３１へ流入する。
そうすると、ピストン１９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２９，３０．３１の圧力が下がり、ピストン１９
は引上げられる。
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２９，３０．３１の圧力が下がり、ピストン１９
は引上げられる。
ところでディスプレーサ１８が上がると、ガスばね３３
の体積が増加し、圧力が減少するのでディスプレーサ１
８は上昇を止めて下降し始める。
の体積が増加し、圧力が減少するのでディスプレーサ１
８は上昇を止めて下降し始める。
以上、述べてきたようにディスプレーサ１８の上下運動
によってピストン１９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。
によってピストン１９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１９は負荷２ｏに対して、仕事をするの
で加熱器１６で作動流体に入った熱の一部は冷却器に出
入する冷却水に捨てられ、一部はピストン１９を介して
負荷２０に対してする仕事に変わる。
で加熱器１６で作動流体に入った熱の一部は冷却器に出
入する冷却水に捨てられ、一部はピストン１９を介して
負荷２０に対してする仕事に変わる。
このように本実施例においては、従来例と異なり、ディ
スプレーサ１８の内部を冷却水が流れる構成であり、し
たがって作動流体は、密閉容器１６の内部から冷却され
ることになる。したがって、冷却器は小型になシ、した
がって機関全体も小型になり、しかも冷却器の外気から
の吸熱が低減されて機関の熱効率が増加する。
スプレーサ１８の内部を冷却水が流れる構成であり、し
たがって作動流体は、密閉容器１６の内部から冷却され
ることになる。したがって、冷却器は小型になシ、した
がって機関全体も小型になり、しかも冷却器の外気から
の吸熱が低減されて機関の熱効率が増加する。
発明の効果
本発明は密閉容器に対して相対運動する少くとも１つの
ピストンを備え、冷却手段をピストンに取付けた構成と
したスターリング機関であるので、機関が小型になシ、
しかも熱効率が増加するという効果がある。
ピストンを備え、冷却手段をピストンに取付けた構成と
したスターリング機関であるので、機関が小型になシ、
しかも熱効率が増加するという効果がある。
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、１
５・・・・・密閉容器、１６・・・・・加熱器、１８・
・・・・・ディスプレーサ、２４，２５・・・・・・流
路、２２．２３・・・・・・ベローズ、１９・・・・・
ピストン、２０・・・・・・負荷。 第２５Ｉ
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、１
５・・・・・密閉容器、１６・・・・・加熱器、１８・
・・・・・ディスプレーサ、２４，２５・・・・・・流
路、２２．２３・・・・・・ベローズ、１９・・・・・
ピストン、２０・・・・・・負荷。 第２５Ｉ
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器
と、前記作動流体を冷却する冷却手段と、密閉容器に対
して相対運動する少くとも１つのピストンを備え、前記
冷却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）ピストン内に作動流体を冷却する冷却剤の通路を
設けた、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 |
|---|---|---|---|
| JP27794884A JPS61152953A (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 |
|---|---|---|---|
| JP27794884A JPS61152953A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61152953A true JPS61152953A (ja) | 1986-07-11 |
| JPH0257218B2 JPH0257218B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=17590501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27794884A Granted JPS61152953A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61152953A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025083A1 (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 発電電動機装置 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP27794884A patent/JPS61152953A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004025083A1 (ja) * | 2002-08-20 | 2004-03-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 発電電動機装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257218B2 (ja) | 1990-12-04 |
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