JPS62191674A - スタ−リング機関駆動圧縮機 - Google Patents
スタ−リング機関駆動圧縮機Info
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- JPS62191674A JPS62191674A JP3231086A JP3231086A JPS62191674A JP S62191674 A JPS62191674 A JP S62191674A JP 3231086 A JP3231086 A JP 3231086A JP 3231086 A JP3231086 A JP 3231086A JP S62191674 A JPS62191674 A JP S62191674A
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- piston
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Links
- 241000287181 Sturnus vulgaris Species 0.000 title abstract 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 15
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 9
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 9
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 9
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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
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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
この発明はスターリング機関駆動圧縮機に関する０
従来の技術
従来この種スターリング機関駆動圧縮機は、第２図のよ
うな構造になっていた。１は容器で、容器１は軸封装置
２で上方の空間３と下方の空間４とに分離されている。
うな構造になっていた。１は容器で、容器１は軸封装置
２で上方の空間３と下方の空間４とに分離されている。
空間３にはヘリウム、水素等のスターリング機関（以下
機関と略称する）の作動流体（以下ヘリウムと略称する
）が封入されており、一方空間４には空気、フロン等の
圧縮する流体が入っている。６は加熱器、６は冷却器、
７は再生器である。８は容器１の内壁に摺動自在に上下
に運動するディスプレーサ、９は容器１の内壁に摺動自
在に上下に運動するピストンである。
機関と略称する）の作動流体（以下ヘリウムと略称する
）が封入されており、一方空間４には空気、フロン等の
圧縮する流体が入っている。６は加熱器、６は冷却器、
７は再生器である。８は容器１の内壁に摺動自在に上下
に運動するディスプレーサ、９は容器１の内壁に摺動自
在に上下に運動するピストンである。
ピストン９は機関の出力ビストンであると同時に圧縮機
のピストンも兼ねている。
のピストンも兼ねている。
一方、圧縮機側から見るとピストン９が上下すると圧縮
室１４の体積が変化するので、圧縮室１４０体積の増加
によって流路１０吸入弁１２を通って圧縮室１４に入っ
た低圧の圧縮される流体は、圧縮室１４の体積の減少に
よって圧縮されて高圧となり吐出弁１３を通り、流路１
１から流出する。
室１４の体積が変化するので、圧縮室１４０体積の増加
によって流路１０吸入弁１２を通って圧縮室１４に入っ
た低圧の圧縮される流体は、圧縮室１４の体積の減少に
よって圧縮されて高圧となり吐出弁１３を通り、流路１
１から流出する。
次に作用について説明する。軸封装置２から上部はスタ
ーリング機関を構成しており、軸封装置２から下部は圧
縮機を構成している。
ーリング機関を構成しており、軸封装置２から下部は圧
縮機を構成している。
ピストン９はスターリング機関の出力を取出すピストン
であり、かつまた圧縮機のピストンでもある。
であり、かつまた圧縮機のピストンでもある。
スターリング機関側から説明すると、ディスプレーサ８
およびピストン９は上下に振動しており、通常ディスプ
レーサ８の位置の位相角はピストン９の位置の位相角よ
り３ＣＰから９０°進んでいる。
およびピストン９は上下に振動しており、通常ディスプ
レーサ８の位置の位相角はピストン９の位置の位相角よ
り３ＣＰから９０°進んでいる。
したがって加熱器５からヘリウムに入った熱の一部はピ
ストン９の上部のヘリウムがピストンにする仕事に変わ
り、一部は冷却器６を通して容器１の外へ捨てられる。
ストン９の上部のヘリウムがピストンにする仕事に変わ
り、一部は冷却器６を通して容器１の外へ捨てられる。
またガスばね空間１６はディスプレーサ８の上下運動に
よって、その体積が増減し、ヘリウムの圧力が増減する
。その為ディスプレーサ８に対してばねとして働き、デ
ィスプレーサ８の運動を適当にする役目をしている。
よって、その体積が増減し、ヘリウムの圧力が増減する
。その為ディスプレーサ８に対してばねとして働き、デ
ィスプレーサ８の運動を適当にする役目をしている。
一方、圧縮機側から見るとピストン９が上下すると圧縮
室１４０体積が変化するので、圧縮室１４の体積の増加
によって流路１０を通って圧縮室に入った低圧の圧縮さ
れる流体は、圧縮室１４の体積の減少によって圧縮され
て高圧となりＩｌｉ、路１１から流出する。
室１４０体積が変化するので、圧縮室１４の体積の増加
によって流路１０を通って圧縮室に入った低圧の圧縮さ
れる流体は、圧縮室１４の体積の減少によって圧縮され
て高圧となりＩｌｉ、路１１から流出する。
発明が解決しようとする問題点
しかし、このような構造のものでは以下の問題点があっ
た。即ち、従来例に於ては機関の作動流体の平均圧力と
、圧縮される流体の圧縮室１４の平均圧力は等しくなけ
ればピストン９が運転中に次第に上方に移動して容器１
に衝突するか、あるいは下方に移動して弁板１５に衝突
する。
た。即ち、従来例に於ては機関の作動流体の平均圧力と
、圧縮される流体の圧縮室１４の平均圧力は等しくなけ
ればピストン９が運転中に次第に上方に移動して容器１
に衝突するか、あるいは下方に移動して弁板１５に衝突
する。
したがってこれを防ぐ方法として圧縮される流体の圧縮
室１４の平均圧力と機関の空間３の平均圧力が等しくな
るように構成していた。
室１４の平均圧力と機関の空間３の平均圧力が等しくな
るように構成していた。
しかし、この機関を小型にするには空間３の平均圧力を
高くせねば友らないが、これができない為、機関が大型
になるという問題点があった。
高くせねば友らないが、これができない為、機関が大型
になるという問題点があった。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は圧縮され
る空間の最小体積を調節する手段を設けたスターリング
機関によって駆動される圧縮機である。
る空間の最小体積を調節する手段を設けたスターリング
機関によって駆動される圧縮機である。
作用
この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、シリンダとピストンとで囲まれ、圧縮される
流体が吸入、圧縮される空間の最小体積を検知する手段
によって、最小体積を検知されており、さらに最小体積
を調節する手段によって、最小体積が調節されている。
流体が吸入、圧縮される空間の最小体積を検知する手段
によって、最小体積を検知されており、さらに最小体積
を調節する手段によって、最小体積が調節されている。
実施例
以下、本発明の一実施例を算／図匪にもとづいて説明す
る。１７は容器で、容器１７は軸封装置１８で上方の空
間１９と下方の空間２ｏに分離されている。空間１９に
はヘリウムが封入されており、一方空間２ｏには空気、
フロン等の圧縮する流体が入っている。
る。１７は容器で、容器１７は軸封装置１８で上方の空
間１９と下方の空間２ｏに分離されている。空間１９に
はヘリウムが封入されており、一方空間２ｏには空気、
フロン等の圧縮する流体が入っている。
２１は加熱器、２２は冷却器、２３は再生器である。２
４は容器１７の内壁に摺動自在に上下に運動するディス
プレーサ、２６は容器１７の内壁に摺動自在に上下に運
動するピストンである。
４は容器１７の内壁に摺動自在に上下に運動するディス
プレーサ、２６は容器１７の内壁に摺動自在に上下に運
動するピストンである。
ピストン２６は機関の出力ビストンであると同時に、圧
縮機のピストンも兼ねている。
縮機のピストンも兼ねている。
２６は低圧の圧縮する流体を流す流路、２７は吸入弁、
２８は吐出弁、３０はスピンドル２９とピストン２６と
を遠ざけるような力を及ぼす圧縮コイルばね、３１．３
３は互いにかみ合う歯車、３２は歯車３１を回転させる
モータである。
２８は吐出弁、３０はスピンドル２９とピストン２６と
を遠ざけるような力を及ぼす圧縮コイルばね、３１．３
３は互いにかみ合う歯車、３２は歯車３１を回転させる
モータである。
また３４は圧縮された高圧の流体を排出する流路、３６
はフランジ部３６の位置を検出するだめの位置検出器、
３７は制御装置である。
はフランジ部３６の位置を検出するだめの位置検出器、
３７は制御装置である。
次に作用について説明する。
軸封装置１８から上部はスターリング機関を構成してお
り、軸封装置１８から下部は圧縮機を構成している。
り、軸封装置１８から下部は圧縮機を構成している。
ピストン２５はスターリング機関の出力を取出すピスト
ンであり、かつまだ圧縮機のピストンでもある。
ンであり、かつまだ圧縮機のピストンでもある。
スターリング機関側から説明すると、ディスプレーサ２
４およびピストン２５は上下に振動しており、通常ディ
スプレーサ２４の位置の位相角はピスト７？５０位許の
位相角より３００から９００進んでいる。
４およびピストン２５は上下に振動しており、通常ディ
スプレーサ２４の位置の位相角はピスト７？５０位許の
位相角より３００から９００進んでいる。
したがって加熱器２１からヘリウムに入った熱の一部は
ピストン２５の上部のヘリウムがピストン２５にする仕
事に変わり、一部は冷却器２２を通して容器１７の外へ
捨てられる。
ピストン２５の上部のヘリウムがピストン２５にする仕
事に変わり、一部は冷却器２２を通して容器１７の外へ
捨てられる。
またガスばね空間３８はディスプレーサ２４の上下運動
によって、その体積が増減し、ヘリウムの圧力が増減す
る。その為ディスプレーサ２４に対してばねとして働き
、ディスプレーサ２４の運動を適当にする役目をしてい
る。
によって、その体積が増減し、ヘリウムの圧力が増減す
る。その為ディスプレーサ２４に対してばねとして働き
、ディスプレーサ２４の運動を適当にする役目をしてい
る。
次に圧縮機の作用について述べる。機関の駆動力によっ
てピストン２６が上下に運動すると流路２６から低圧の
流体が吸入弁２７を通って圧縮室４１へ入り、ここで圧
縮され高圧となり吐出弁２８、空間３９，４０を通って
流路３４から排出される。
てピストン２６が上下に運動すると流路２６から低圧の
流体が吸入弁２７を通って圧縮室４１へ入り、ここで圧
縮され高圧となり吐出弁２８、空間３９，４０を通って
流路３４から排出される。
一方、位置検出器３５はピストン２５のフランジ部３６
の下死点を検出しており、流路２６，３４の圧力が変化
し、その為にピストン２６を上方に押す力が変化し、そ
の結果、フランジ部３６の下死点が最適な位置からずれ
ると、制御装置３了はモータ３２をｌｉ；ｉｊ転させ、
それによって歯車３１゜３３を回転さ（する。そうする
と、スピンドル２つのおねじ部は容器１７のめねじ部と
かみ合っているのでスピンドル２９が上下し、それによ
り、圧縮コイルばね３０がピストン２６を押す力を変化
させる。その結果、フランジ部３６の下死点は常に最適
な位置に保たれる。
の下死点を検出しており、流路２６，３４の圧力が変化
し、その為にピストン２６を上方に押す力が変化し、そ
の結果、フランジ部３６の下死点が最適な位置からずれ
ると、制御装置３了はモータ３２をｌｉ；ｉｊ転させ、
それによって歯車３１゜３３を回転さ（する。そうする
と、スピンドル２つのおねじ部は容器１７のめねじ部と
かみ合っているのでスピンドル２９が上下し、それによ
り、圧縮コイルばね３０がピストン２６を押す力を変化
させる。その結果、フランジ部３６の下死点は常に最適
な位置に保たれる。
この為、空間２０の平均圧力より空間１９の平均圧力の
方が高い場合でもピストン２５は容器１７に衝突するこ
となく運転でき、その結果、機関を小型化できる。
方が高い場合でもピストン２５は容器１７に衝突するこ
となく運転でき、その結果、機関を小型化できる。
発明の効果
本発明は、ンリンダと、シリンダ内をシリンダ内壁に摺
動自在に往復運動可能なように配設されスターリング機
関によって駆動されるピストンと、ンリンダとピストン
とで囲まれ、圧縮される流体が吸入、圧縮される空間の
最小体積を検知する手段と、最小体積を調節する手段か
らなるスターリング機関駆動圧縮機であるから、ピスト
ンと容器とが衝突しないぎりぎりのところまで平均圧力
を大きくできるので効率を向上でき、機関を小型化でき
るという効果がある。
動自在に往復運動可能なように配設されスターリング機
関によって駆動されるピストンと、ンリンダとピストン
とで囲まれ、圧縮される流体が吸入、圧縮される空間の
最小体積を検知する手段と、最小体積を調節する手段か
らなるスターリング機関駆動圧縮機であるから、ピスト
ンと容器とが衝突しないぎりぎりのところまで平均圧力
を大きくできるので効率を向上でき、機関を小型化でき
るという効果がある。
第１図は本発明の一実施例のスターリング機関駆動圧縮
機の断面図、第２図は従来のスターリング機関駆動圧縮
機の断面図である。 １７・・・・・・容器、２１・・・・・・加熱器、２２
・・・・・・冷却器、２３・・・・・・再生器、２４・
・・・・ディスプレーサ、２６・・・・・ピストン、１
８・・・・・・軸封装置、３０・・・・・・圧縮コイル
ばね、３６・・・・・・位置検出器、３２・・・・・・
モータ、３７・・・・・・制御装置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
機の断面図、第２図は従来のスターリング機関駆動圧縮
機の断面図である。 １７・・・・・・容器、２１・・・・・・加熱器、２２
・・・・・・冷却器、２３・・・・・・再生器、２４・
・・・・ディスプレーサ、２６・・・・・ピストン、１
８・・・・・・軸封装置、３０・・・・・・圧縮コイル
ばね、３６・・・・・・位置検出器、３２・・・・・・
モータ、３７・・・・・・制御装置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
Claims (2)
- （１）シリンダと、前記シリンダ内をシリンダ内壁に摺
動自在に往復運動可能なように配設され、スターリング
機関によって駆動されるピストンと、前記シリンダとピ
ストンとで囲まれ前記ピストンで流体が吸入、圧縮され
る可動空間と、前記空間の最小体積を検知する手段と、
前記最小体積を調節する手段とからなるスターリング機
関駆動圧縮機。 - （２）最小体積を調節する手段としてばねを用いた特許
請求の範囲第１項記載のスターリング機関駆動圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3231086A JPS62191674A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | スタ−リング機関駆動圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3231086A JPS62191674A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | スタ−リング機関駆動圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62191674A true JPS62191674A (ja) | 1987-08-22 |
Family
ID=12355366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3231086A Pending JPS62191674A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | スタ−リング機関駆動圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62191674A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138351A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フリーピストン式スターリングエンジン |
| JPH01159473A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フリーピストン型圧縮機 |
| JP2010285933A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Isuzu Motors Ltd | フリーピストン型スターリングエンジン |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP3231086A patent/JPS62191674A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138351A (ja) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フリーピストン式スターリングエンジン |
| JPH01159473A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フリーピストン型圧縮機 |
| JP2010285933A (ja) * | 2009-06-11 | 2010-12-24 | Isuzu Motors Ltd | フリーピストン型スターリングエンジン |
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