JPS61226546A - スターリングサイクル装置の駆動装置 - Google Patents

スターリングサイクル装置の駆動装置

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JPS61226546A
JPS61226546A JP60067637A JP6763785A JPS61226546A JP S61226546 A JPS61226546 A JP S61226546A JP 60067637 A JP60067637 A JP 60067637A JP 6763785 A JP6763785 A JP 6763785A JP S61226546 A JPS61226546 A JP S61226546A
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、熱サイクルが理想的には2つの等容過程と2
つの等温過程からなるスターリングサイクル機関に関す
るもので、特に、外部から加熱することにより動力を発
生させたり、モータ等の動力を加えて極低温を発生させ
たりすることのできるダブルアクティングタイプのスタ
ーリング機関の駆動装置に関するものである。
(従来の技術) 従来のこの種の装置としては、膨張部、圧縮部。
蓄熱器、放熱器からなる作動ガス回路が1回路のみで構
成されたものから、複数の回路を組み合わせたものまで
各種考案されている。これらの中で作動ガス回路が1回
路で構成されたものとしては、特公昭47−44580
号公報に記載されたものがある。このものは、トルク変
動が大きく振動・騒音・耐久性の点で問題がある。
一方、3回路で構成されたものとして、特公昭51−1
0310号公報に記載されたものがある。
このものは、部品点数が多く製造価格が高くなるという
欠点があった。
更に、本発明に係るものと同タイプ、即ち、作動ガス回
路が2回路で構成されたものとして特開昭54−120
62号公報に記載されたものがある。このものは、第5
図に示すように、1つのピストン1の上下の圧縮部2.
2”をそれぞれ圧縮するものである。
これは、クランク軸4が3節であるためコンパクトな構
成となる上、ピストン1によるクランク軸4での荷重の
作用点が1点であるので、クランク軸4の曲げモーメン
トの変動も少なく、振動が小さくなる。しかし、この構
造では、ピストン1のロッド5にシール機構6を必要と
する。このシール6の働きは重要である。もし、圧縮部
2からダイヤフラム上部空間7への作動ガスが洩れると
、作動ガス回路内の圧縮比が下り、出力が低下するだけ
でなく、洩れた作動ガスのため、ダイヤフラム上部空間
7の圧力が上り、クランクケース8内圧力との差が太き
(なり、ダイヤフラム9が外れたり、破損したりして、
クランクケース8内の油10が作動ガス回路内まで上っ
てきて、性能低下をひき起こすことになる。また、ダイ
ヤプラム上部空間7は、ロッド5の上下に伴い容積変化
をするため、圧力の変動が起り、ダイヤフラム9が外れ
たり、破損したりする原因となる。
また、この欠点を解消するためには、第5図に於いて、
ダイヤフラム上部空間7に導通ずるバッファタンクを設
けることも容易に考えられる。しかし、このものは、圧
力変動を十分に小さくするためには、かなり大きな容積
をもつバッファタンクが必要となるという問題点がある
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、従来のスターリング機関の駆動装置において
、ダイヤフラム上部空間に圧力変動が生ずる点と、それ
ぞれの作動ガス回路の形状が異なって製作するのにコス
トアップとなる点とを解決しようとするものである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 、このため本発明は、圧縮ピストンと駆動機構とを連結
するロッドに、圧縮ピストン背圧側空間と駆動室とを隔
離するダイヤフラムを設けたスターリング機関において
、2つの圧縮ピストンをクランク軸の両側180°位置
に1つずつ配置し、1つのクランクピンを係合させ、且
つ前記ダイヤフラム上部の容積変動を180°位相にせ
しめてなるもので、これを問題点解決のための手段とす
るものである。
(作用) 上記のような構成にしたことにより、3節のクランク軸
でスターリング機関を構成する場合に、従来必要であっ
た第5図に示す様なシール機構を必要とせずに、第2図
に示す様な本発明の構成をとることで、第3図、第4図
に示す様に、圧縮ピストンは、180°の位相差で容積
変動を行ない、更に圧縮ピストン背圧空間を連通ずる導
通路を設けることで、圧縮ピストン背圧空間の圧力変動
を無くすることができるため、ダイヤフラムの抜けや破
損の危険を解消することができる。
(実施例) 第1図は、本発明にかかわるクランク軸11とガイドス
トン16.18の配置を示したものである。クランク軸
11は、クランクピン12及びクランクピン12と18
0°位相がずれたクランクピン13.14を有している
。クランクピン12にはコンロッド15を介し鉛直方向
に運動可能なガイドピストン16が係合している。同様
に、クランクピン14にはコンロッド17を介しガイド
ピストン1日が係合している。クランクピン13にはコ
ンロッド19.20を介し水平方向に運動可能でクラン
ク軸11の両側に配置されたガイドピストン21.22
が係合している。
第2図の(イ)、(ロ)は、第1図のクランク軸11と
ガイドピストン16.18の配置によるスターリング機
関を示したものである。先ず、(イ)の図面において、
ガイドピストン21に係止されたロッド23にはシリン
ダ24内にある圧縮ピストン25が、またロッド23に
は周囲をクランクケース26に係止されたダイヤフラム
27が係止されている。圧縮ピストン25とシリンダ2
4で形成される圧縮空間35は、放熱器34と蓄熱器3
3を介し、ピストン36とシリンダ37で形成される膨
張空間32に連通している。
同様に、第2図の(ロ)の図面において、ガイトビスト
ン22に係止されたロッド28にはシリンダ29内にあ
る圧縮ピストン30が、またロッド28には周囲をクラ
ンクケース26に係止されたダイヤフラム31が係止さ
れている。圧縮ピストン30とシリンダ29で形成され
る圧縮空間38は、放熱器43と蓄冷器39を介し、ピ
ストン44とシリンダ45で形成される膨張空間46に
連通している。
クランク軸11の回転により、圧縮空間35と膨張空間
32は、90’の位相差で容積変動を行い、同様に、圧
縮空間38と膨張空間46も90゜の位相差で容積変動
を行う。従って、本構成により、3節のクランク軸11
を用い、ロッド部のシール機構を必要とせずに、2回路
からなるスターリング機関が成立する。また、圧縮ピス
トン背圧側空間40.41の容積変化は、180°の位
相の違いがあるため、導通路42を設けることにより、
圧縮ピストン背圧側空間40.41の圧力変動は無くな
り、ダイヤフラム27,31の抜けや破損の危険は解消
される。
第3図は、クランク軸11と圧縮ピストン25゜30の
配置を示したものである。圧縮ピストン25.30は、
クランク軸11の中心線と直交する一直線上に配置され
ており、圧縮ピストン25はロッド23.ガイドピスト
ン21.コンロッド19を介し、また圧縮ピストン30
はロッド28゜ガイドピストン22.コンロッド20を
介し同一のクランクピン13と係合している。このもの
は、それぞれのコンロッド19.20からの荷重の作用
点が同じ点になるため、クランク軸11に加わる曲げモ
ーメントの変動が少なく、振動を最小に押さえることが
できる。第4図は、第3図の変形例である。圧縮ピスト
ン25と30の中心線は平行となっており、第2図と同
様に、同一のクランクピン13と係合してなる。これは
、それぞれコンロッド19.20からの荷重の作用点は
、わずかにずれるが、同一形状のコンロッド19.20
を使用できるという長所がある。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したごとく、本発明は構成されているの
で、次の3つの効果が得られる。
(1)第3図と第4図に示す様に、圧縮ピストン25と
30は、180゛の位相差で容積変動を行ない、且つ圧
縮ピストン背圧空間40.41を連通ずる導通路42を
設けることで、圧縮ピストン背圧空間40.41の圧力
変動を無くすることができるため、ダイヤフラム27,
31の抜けや破損の危険を解消することができる。加え
て、それぞれのダイヤフラム上部の容積変動を180゛
位相にすることができるので、導通路を設けることだけ
で、大きなバッファタンクを必要とせずに完全にダイヤ
フラム上部空間の圧力変動を無くすることができる。
(2)また、クランク軸の両側に圧縮ピストンを配置す
る構造であるため、それぞれの作動ガス回路は同一形状
にでき、各部諸元も同一となり、製作するうえでも価格
が下げられるという効果もある。
(3)更に、第3図、第4図に示す様に、2つの圧縮ピ
ストン25.30をクランク軸11の両側180°位置
にひとつずつ配置し、1つのクランクピン13と係合さ
せたことにより、3節のクランク軸でスターリング機関
を構成する場合に、従来必要であった第5図に示す様な
シール機構6を必要とせずに、第2図に示す様なスター
リング機関が実現できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明スターリング機関の駆動装置の駆動部に
おける概略斜視図、第2図は本発明スターリング機関の
駆動装置の断面図で、(イ)は第1図の左側部分の断面
図、(ロ)は第1図の右側部分の断面図、第3図は第1
図の配置関係を分り易く示した拡大断面図、第4図は第
3図の変形例を示す拡大断面図、そして、第5図は従来
のこの種のスターリング機関の駆動装置の回路図である
。 11・・・クランク軸、13・−−1つのクランクピン
、23.28・・・ロッド、25.30・・・圧縮ピス
トン、27.31・・・ダイヤフラム、40.41・・
・圧縮ピストン背圧側空間。 50・・・駆動機構、51・・・駆動室(cZ) 第21!I 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 圧縮ピストンと駆動機構とを連結するロッドに、圧縮ピ
    ストン背圧側空間と駆動室とを隔離するダイヤフラムを
    設けたスターリング機関において、クランク軸の中心線
    と直交する1本の直線、あるいは平行な2本の直線のそ
    れぞれを中心線とする2つの圧縮ピストンを、クランク
    軸に設けられた1つのクランクピストンと係合させ、ク
    ランク軸の両側に配置し、且つ前記ダイヤフラムの容積
    変動を180°位相にせしめて成るスターリング機関の
    駆動装置。
JP60067637A 1985-03-29 1985-03-29 スターリングサイクル装置の駆動装置 Granted JPS61226546A (ja)

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JP60067637A JPS61226546A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 スターリングサイクル装置の駆動装置
US06/844,936 US4712378A (en) 1985-03-29 1986-03-27 Driving apparatus for stirling cycle engine

Applications Claiming Priority (1)

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JP60067637A JPS61226546A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 スターリングサイクル装置の駆動装置

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JPS61226546A true JPS61226546A (ja) 1986-10-08
JPH0373752B2 JPH0373752B2 (ja) 1991-11-22

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ID=13350706

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JPH0373752B2 (ja) 1991-11-22

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