KR20070087110A

KR20070087110A - 스털링 기관

Info

Publication number: KR20070087110A
Application number: KR1020077016247A
Authority: KR
Inventors: 요시유끼 기따무라; 가즈시 요시무라; 겐지 다까이; 신지 야마가미; 진 사까모또
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-08-27
Also published as: US20080282694A1; KR100846007B1; JP2006200767A; CN101107484A; CN100478628C; EP1867936A1; WO2006077805A1; BRPI0606495A2; US7775041B2; JP3773522B1

Abstract

스털링 기관에 있어서, 실린더의 외주면에 리니어 모터의 이너 요크를 장착한다. 디스플레이서의 일단부측의 압축 공간과 실린더의 외주측의 배압 공간과의 압력 균형을 잡기 위해, 피스톤에는 압축 공간측 단부면으로부터 외주면에 걸쳐 제1 유로를 형성하고, 실린더에는 제1 유로를 배압 공간에 연통시키는 제2 유로를 형성한다. 제2 유로는, 실린더의 벽을 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍과, 관통 구멍과 배압 공간을 연통하기 위해 실린더 외주면과 이너 요크 내주면의 사이에 형성된 연결 통로에 의해 구성된다.

스털링 기관, 실린더, 디스플레이서, 이너 요크, 리니어 모터

Description

스털링 기관 {STIRLING ENGINE}

본 발명은 스털링 냉동기, 스털링 발전기 등의 스털링 기관에 관한 것이다.

스털링 기관은, 클로로플루오로카본이 아닌 헬륨, 수소, 질소 등을 작동 가스로서 이용하므로, 오존층의 파괴를 초래하는 일이 없는 열기관으로서 주목을 받고 있다. 냉동기로서 이용하는 스털링 기관에서는, 압력 용기 내에서 리니어 모터 등의 동력원에 의해 피스톤을 왕복 운동시키고, 이 피스톤에 대해 디스플레이서를 소정의 위상차를 갖고 동기 왕복 운동시킨다. 피스톤과 디스플레이서는 압축 공간과 팽창 공간의 사이에서 작동 가스를 왕래시키고, 스털링 사이클(냉동기의 경우, 역스털링 사이클이라고 하는 것이 되지만)을 형성한다. 압축 공간에서는 등온 압축 변화를 기초로 하여 작동 가스의 온도가 상승하고, 팽창 공간에서는 등온 팽창 변화를 기초로 하여 작동 가스의 온도가 저하한다. 이것에 의해, 압축 공간의 온도는 상승하고, 팽창 공간의 온도는 하강한다. 고온 전열 헤드를 통해 압축 공간(고온 공간)의 열을 방열하면, 저온 전열 헤드를 통해 외부의 열을 팽창 공간(저온 공간)에 흡수하는 것이 가능해진다.

그런데, 피스톤을 연속하여 왕복 운동시키면, 피스톤을 수납한 실린더의 외주측에 형성된 배압 공간의 내압이 서서히 높아져, 배압 공간과 압축 공간 사이의 압력 균형이 무너져, 피스톤의 왕복 운동 중심 위치가 초기 위치로부터 압축 공간측으로 어긋나는 현상이 일어난다. 이 현상을 방치하면, 피스톤이 물리적인 운동 한계 위치에 도달하거나, 피스톤과 디스플레서가 충돌을 일으킨다.

이러한 사태를 피하기 위해, 피스톤에는 그 외주의 미끄럼 이동면과 압축 공간을 연결하는 유로가 마련되고, 실린더에는 그 내주의 미끄럼 이동면과 배압 공간을 연결하는 유로가 마련되고, 피스톤이 임의의 위치에 왔을 때에 양 유로가 연통하여, 배압 공간과 압축 공간 사이의 압력 균형이 유지된다는 고안이 이루어지고 있다. 그러한 스털링 기관의 예를 특허 문헌 1로 볼 수 있다.

또한, 스털링 기관의 피스톤은 리니어 모터로 구동하는 일이 많다. 리니어 모터는, 아우터 요크 및 이너 요크와, 그 사이에 배치된 영구 자석을 구비하고, 아우터 요크와 이너 요크의 사이에 발생하는 자계의 자속 밀도와 영구 자석의 자속 밀도를 서로 겹치게 함으로써, 자속 밀도에 조밀을 발생시키고, 그때에 작용하는 힘에 의해 영구 자석을 움직인다. 이 영구 자석에 피스톤을 연결하여, 피스톤을 왕복 운동시킨다. 이러한 피스톤 구동 메커니즘을 구비한 스털링 기관의 예를 특허 문헌 2로 볼 수 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2002-130853호 공보(제3페이지 내지 제4페이지, 도1, 도11)

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2003-185284호 공보(제2페이지 내지 제3페이지, 도9)

피스톤을 리니어 모터로 구동하는 구성을 채용한 경우, 실린더의 외주면에 리니어 모터의 이너 요크가 장착되는 것이 된다. 이와 같이 장착된 이너 요크는, 배압 공간과 압축 공간 사이의 압력 균형을 잡기 위한 유로를 실린더에 마련하는 데 있어서 방해로 된다. 유로를 회피하도록 리니어 모터를 배치해도 좋지만, 그와 같이 하면 실린더 그 자체를 길게 해야만 해서, 실린더의 재료 비용이나 가공 비용이 상승하는 것 외에, 스털링 기관이 대형화되어 버린다는 문제도 생긴다. 또한, 실린더뿐만 아니라 피스톤까지 길게 해야만 하는 것으로 되면, 피스톤의 재료 비용이나 가공 비용도 상승한다. 스털링 기관을 발전기로서 이용하여, 실린더의 외주면에 발전기의 이너 요크를 장착하는 경우에도 같은 문제가 발생한다.

본 발명은 상기한 점에 비추어 이루어진 것으로, 스털링 기관의 배압 공간과 압축 공간 사이의 압력 균형을, 피스톤에 마련한 유로와 실린더에 마련한 유로를 합치시킴으로써 유지하는 구성의 스털링 기관에 있어서, 실린더의 외주면에 리니어 모터 또는 발전기의 이너 요크를 장착하는 경우에 그것이 실린더의 장대화를 초래하지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 대해 소정의 위상차를 갖고 왕복 운동하는 디스플레이서를 구비하고, 상기 디스플레이서의 일단부측에 형성된 압축 공간과 상기 디스플레이서의 타단부측에 형성된 팽창 공간과의 사이에서 작동 가스를 이동시키는 스털링 기관이며, 상기 실린더의 외주측에 형성된 배압 공간과 상기 압축 공간과의 압력 균형을 잡기 위해, 상기 피스톤에는 압축 공간측 단부면으로부터 외주면에 걸쳐 제1 유로를 형성하고, 상기 실린더에는 상기 피스톤이 소정 위치에 왔을 때에 상기 제1 유로를 상기 배압 공간에 연통시키는 제2 유로를 형성하여 이루어지는 것에 있어서, 상기 실린더벽에 형성한 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍과, 상기 실린더의 외주면에 장착한 이너 요크와 상기 실린더의 외주면과의 사이에 형성한 연결 통로에 의해 상기 제2 유로가 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 실린더에 이너 요크와 관통 구멍을 겹쳐 형성하는 것이 가능하므로, 이너 요크와 관통 구멍의 겹침을 무리하게 회피하는 경우와 같이 실린더를 장대화시킬 필요가 없다. 그로 인해, 실린더의 재료 비용이나 가공 비용이 상승하는 일이 없다. 동시에 피스톤의 장대화와, 그것에 수반하는 피스톤의 재료 비용이나 가공 비용의 상승도 피할 수 있다. 실린더나 피스톤이 장대화되지 않으므로 스털링 기관의 외피(베셀)도 대형화되지 않아, 외피의 재료 비용도 저감할 수 있다. 또한, 제2 유로를 상기와 같이 구성한 것이 그것을 통과하는 가스량에 영향을 미치는 것은 아니므로, 스털링 기관의 성능은 변화되지 않는다.

또한 본 발명은, 상기 구성의 스털링 기관에 있어서, 상기 연결 통로가, 상기 실린더의 외주면에 형성된 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 실린더에 대해 천공 가공과 홈 파내기 가공을 실시하는 것만으로 제2 유로를 형성할 수 있다. 이너 요크에는 연자성 철분과 수지를 혼합한 것을 소결 성형한 것이 이용되지만, 이 이너 요크에 홈 형상을 가공하는 것에 비해, 홈 가공이 용이한데다가, 홈의 형상을 변화시키기 쉽다. 즉 최적 형상의 홈을 얻기 쉽다.

본 발명에 따르면, 배압 공간과 상기 압축 공간과의 압력 균형을 잡기 위해, 피스톤에는 압축 공간측 단부면으로부터 외주면에 걸쳐 제1 유로를 형성하고, 실린더에는 피스톤이 소정 위치에 왔을 때에 제1 유로를 배압 공간에 연통시키는 제2 유로를 형성하여 이루어지는 것에 있어서, 상기 실린더벽에 형성한 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍과, 상기 실린더의 외주면에 장착한 이너 요크와 상기 실린더의 외주면과의 사이에 형성한 연결 통로에 의해 상기 제2 유로를 구성했기 때문에, 이너 요크와 관통 구멍의 겹침을 무리하게 회피하는 경우와 같이 실린더를 장대화시킬 필요가 없다. 이것에 의해, 실린더 및 피스톤의 비용 상승과, 스털링 기관의 대형화를 방지할 수 있다.

도1은 본 발명에 관한 스털링 기관의 단면도.

도2는 실린더 부분의 모형적 평면도.

도3은 본 발명을 실시하지 않았던 경우를 나타내는 실린더 부분의 모형적 평면도.

[부호의 설명]

1 : 스털링 기관

10 : 실린더

12 : 피스톤

13 : 디스플레이서

20 : 리니어 모터

23 : 이너 요크

45 : 압축 공간

46 : 팽창 공간

50 : 압력 용기

51 : 배압 공간

70 : 제1 유로

75 : 제2 유로

76 : 관통 구멍

77 : 연결 통로

본 발명의 제1 실시 형태를 도1을 기초로 하여 설명한다. 도1은 스털링 기관의 단면도이다. 또한, 이 스털링 기관은 냉동기로서 이용되는 것이다.

스털링 기관(1)의 조립의 중심으로 되는 것은 실린더(10, 11)이다. 실린더(10, 11)의 축선은 동일 직선 상에 배열된다. 실린더(10)에는 피스톤(12)이 삽입되고, 실린더(11)에는 디스플레이서(13)가 삽입된다. 피스톤(12) 및 디스플레이서(13)는, 스털링 기관(1)의 운전 중, 가스 베어링의 구조에 의해 실린더(10, 11)의 내벽에 접촉하는 일없이 왕복 운동한다. 피스톤(12)과 디스플레이서(13)는 소정의 위상차를 갖고 움직인다.

피스톤(12)의 한쪽의 단부에는 컵형의 마그넷 홀더(14)가 설치된다. 디스플레이서(13)의 한쪽의 단부로부터는 디스플레이서 축(15)이 돌출한다. 디스플레이 서 축(15)은 피스톤(12) 및 마그넷 홀더(14)를 축선 방향으로 슬라이드할 수 있도록 관통한다.

실린더(10)는 피스톤(12)의 동작 영역에 해당하는 부분의 외측에 리니어 모터(20)를 보유 지지한다. 리니어 모터(20)는, 코일(21)을 구비한 아우터 요크(22)와, 실린더(10)의 외주면에 접하도록 마련된 이너 요크(23)와, 아우터 요크(22)와 이너 요크(23)의 사이의 환형 공간에 삽입된 링형의 마그넷(24)과, 아우터 요크(22) 및 이너 요크(23)를 소정의 위치 관계로 유지하는 합성 수지제 엔드 브래킷(25, 26)을 구비한다. 마그넷(24)은 마그넷 홀더(14)에 고정되어 있다.

마그넷 홀더(14)의 허브의 부분에는 스프링(30) 중심부가 고정된다. 디스플레이서 축(15)에는 스프링(31)의 중심부가 고정된다. 스프링(30, 31)의 외주부는 엔드 브래킷(26)에 고정된다. 스프링(30, 31)의 외주부끼리의 사이에는 스페이서(32)가 배치되어 있고, 이것에 의해 스프링(30, 31)은 일정한 거리를 유지한다. 스프링(30, 31)은 원판형의 소재에 스파이럴형의 절입부를 넣은 것이고, 디스플레이서(13)를 피스톤(12)에 대해 소정의 위상차(일반적으로는 약 90°의 위상차)를 갖게 하여 공진시키는 역할을 한다.

실린더(11) 중, 디스플레이서(13)의 동작 영역에 해당하는 부분의 외측에는 전열 헤드(40, 41)가 배치된다. 전열 헤드(40)는 링형, 전열 헤드(41)는 캡형이고, 모두 구리나 구리 합금 등 열전도가 좋은 금속으로 이루어진다. 전열 헤드(40, 41)는 각각 링형의 내부 열교환기(42, 43)를 개재시킨 형태로 실린더(11)의 외측에 지지된다. 내부 열교환기(42, 43)는 각각 통기성을 갖고, 내부를 빠져나가 는 작동 가스의 열을 전열 헤드(40, 41)에 전달한다. 전열 헤드(40)에는 실린더(10) 및 압력 용기(50)가 연결된다.

디스플레서(13)의 일단부측에는 압축 공간, 타단부측에는 팽창 공간이 형성된다. 전열 헤드(40), 실린더(10, 11), 피스톤(12), 디스플레이서(13) 및 내부 열교환기(42)로 둘러싸이는 공간이 압축 공간(45)으로 된다. 전열 헤드(41), 실린더(11), 디스플레이서(13) 및 내부 열교환기(43)로 둘러싸이는 공간이 팽창 공간(46)으로 된다.

내부 열교환기(42, 43)의 사이에는 재생기(47)가 배치된다. 재생기(47)는 수지 필름을 원통형으로 권취한 것이고, 필름의 한쪽 면에 미소한 돌기를 다수 점재시켜 필름 사이에 돌기의 높이 만큼의 간극을 형성하고, 이것을 작동 가스의 통로로 하고 있다. 재생기(47)의 외측을 재생기 튜브(48)가 감싸고, 전열 헤드(40, 41)의 사이에 기밀 통로를 구성한다.

리니어 모터(20), 실린더(10) 및 피스톤(12)을 통형의 압력 용기(50)가 감싼다. 압력 용기(50) 내부의 실린더(10)의 외주측의 공간은 배압 공간(51)으로 된다. 압력 용기(50)의 주위면에는, 리니어 모터(20)에 전력을 공급하기 위한 단자부(52)와, 내부에 작동 가스를 봉입하기 위한 파이프(53)가 배치된다. 파이프(53)는 압력 용기(50)에 소정 기압의 작동 가스를 봉입한 후 밀폐된다.

압력 용기(50)의 외면에는 동흡진기(動吸振器)(60)가 장착된다. 동흡진기(60)의 주체를 이루는 것은 박판형의 스프링을 복수매 중첩한 판형의 스프링(61)과, 이 스프링(61)의 주연부에 배치된 매스(62)이다. 압력 용기(50)의 단부면 중 앙으로부터 돌출하는 축(63)에 스프링(61)의 중심을 고정한다.

스털링 기관(1)은 다음과 같이 동작한다. 리니어 모터(20)의 코일(21)에 교류 전류를 공급하면 아우터 요크(22)와 이너 요크(23)의 사이에 마그넷(24)을 관통하는 자계가 발생하고, 마그넷(24)은 축 방향으로 왕복한다. 피스톤계[피스톤(12), 마그넷 홀더(14), 마그넷(24) 및 스프링(30)]의 총 질량과, 스프링(30)의 스프링 상수에 의해 정해지는 공진 주파수에 일치하는 주파수의 전력을 공급함으로써, 피스톤계는 원활한 정현파형의 왕복 운동을 개시한다.

디스플레이서계[디스플레이서(13), 디스플레이서 축(15) 및 스프링(31)]에 있어서는, 그 총 질량과, 스프링(31)의 스프링 상수에 의해 정해지는 공진 주파수가 피스톤(12)의 구동 주파수로 공진하도록 설정한다.

피스톤(12)의 왕복 운동에 의해, 압축 공간(45)에서는 압축, 팽창이 반복된다. 이 압력의 변화에 수반하여, 디스플레이서(13)도 왕복 운동을 행한다. 이때, 압축 공간(45)과 팽창 공간(46)과의 사이의 유동 저항 등에 의해, 디스플레이서(13)와 피스톤(12)과의 사이에는 위상차가 생긴다. 그로 인해 프리 피스톤 구조의 디스플레이서(13)는 피스톤(12)과 소정의 위상차에서 동기하여 왕복 운동한다.

상기한 동작에 의해, 압축 공간(45)과 팽창 공간(46)과의 사이에 스털링 사이클(역스털링 사이클)이 형성된다. 압축 공간(45)에서는 등온 압축 변화를 기초로 하여 작동 가스의 온도가 상승하고, 팽창 공간(46)에서는 등온 팽창 변화를 기초로 하여 작동 가스의 온도가 저하한다. 이로 인해, 압축 공간(45)의 온도는 상승하고, 팽창 공간(46)의 온도는 하강한다.

운전 중에 압축 공간(45)과 팽창 공간(46)의 사이를 왕래하는 작동 가스는, 내부 열교환기(42, 43)를 통과할 때에, 그것이 갖는 열을 내부 열교환기(42, 43)를 통해 전열 헤드(40, 41)에 전달한다. 압축 공간(45)으로부터 재생기(70)로 유입되는 작동 가스는 고온이기 때문에 전열 헤드(40)는 가열되어, 전열 헤드(40)는 웜 헤드로 된다. 팽창 공간(46)으로부터 재생기(70)로 유입되는 작동 가스는 저온이기 때문에 전열 헤드(41)는 냉각되어, 전열 헤드(41)는 콜드 헤드로 된다. 전열 헤드(40)로부터 열을 대기로 방산하고, 전열 헤드(41)에서 특정 공간의 온도를 내림으로써, 스털링 기관(1)은 냉동 기관으로서의 기능을 감당한다.

재생기(47)는, 압축 공간(45)과 팽창 공간(46)의 열을 상대측의 공간에는 전달하지 않고, 작동 가스만을 통과시키는 작용을 한다. 압축 공간(45)으로부터 내부 열교환기(42)를 거쳐 재생기(47)에 들어간 고온의 작동 가스는, 재생기(47)를 통과할 때에 그 열을 재생기(47)에 부여하고, 온도가 내려간 상태에서 팽창 공간(46)에 유입된다. 팽창 공간(46)으로부터 내부 열교환기(43)를 거쳐 재생기(47)에 들어간 저온의 작동 가스는, 재생기(47)를 통과할 때에 재생기(47)로부터 열을 회수하고, 온도가 올라간 상태에서 압축 공간(45)에 유입된다. 즉 재생기(47)는 축열 수단으로서의 역할을 한다.

피스톤(12)과 디스플레이서(13)가 왕복 운동하고, 작동 가스가 이동하면, 스털링 기관(1)에 진동이 생긴다. 동흡진기(60)가 이 진동을 억제한다.

피스톤(10)을 연속하여 왕복 운동시키면, 배압 공간(51)의 내압이 서서히 높아져, 배압 공간(51)과 압축 공간(45)의 사이의 압력 균형이 무너져, 피스톤(12)의 왕복 운동 중심 위치가 초기 위치로부터 압축 공간(45)측으로 어긋나는 현상이 일어난다. 이 현상을 방치하면, 피스톤(12)이 물리적인 운동 한계 위치에 도달하거나, 피스톤(12)과 디스플레이서(13)가 충돌을 일으킨다.

이러한 사태를 피하기 위해, 피스톤(12)에는 압축 공간측 단부면으로부터 외주면에 걸쳐 제1 유로(70)가 형성되고, 실린더(10)에는 피스톤(12)이 소정 위치에 왔을 때에 제1 유로(70)를 배압 공간에 연통시키는 제2 유로(75)가 형성된다.

도2는 실린더 부분의 모형적 평면도이고, 여기에 제1 유로(70)와 제2 유로(75)의 구성이 도시되어 있다. 제1 유로(70)는, 피스톤(12)의 외주에 형성된 환형 홈(71)과, 이 환형 홈(71)을 압축 공간(45)에 연통시키는 축선 방향 홈(72)에 의해 구성된다. 제2 유로(75)는, 이너 요크(23)와 겹치는 부분에서 실린더(10)의 벽을 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍(76)과, 이 관통 구멍(76)과 배압 공간(51)을 연통하기 위해 실린더(10) 외주면과 이너 요크(23) 내주면과의 사이에 형성된 연결 통로(77)에 의해 구성된다. 연결 통로(77)는 실린더(10)의 외주면에 형성된 홈이며, 실린더(10)의 축선 방향으로 연장되고, 그 일단부는 관통 구멍(76)에 접속하고, 타단부는 이너 요크(23)의 외측으로 돌출하고 있다.

피스톤(12)이 왕복 운동할 때, 왕복 운동의 중심 위치에서 환형 홈(71)과 관통 구멍(76)의 위치가 합치한다. 그러면 제1 유로(70)와 제2 유로(75)를 통해 배압 공간(51)과 압축 공간(45)이 연통하는 것이 되고, 피스톤(12)이 왕복 운동의 중심에 위치할 때의 배압 공간(51)과 압축 공간(45)의 사이의 압력 균형이 유지된다.

연결 통로(77)는 홈이기 때문에, 실린더(10)에 대해 천공 가공과 홈 파내기 가공을 실시하는 것만으로 제2 유로(75)를 형성할 수 있다. 이너 요크(23)에는 연자성 철분과 수지를 혼합한 것을 소결 성형한 것이 이용되지만, 이 이너 요크(23)에 홈 형상을 가공하는 것에 비해, 실린더(10)에 홈 형상을 가공하는 것은 용이하고, 홈의 형상도 변화시키기 쉽다. 즉 최적 형상의 홈을 얻기 쉽다는 장점이 있다.

도3은 본 발명을 실시하지 않았던 경우를 나타내는 실린더 부분의 모형적 평면도이다. 여기에는 실린더(10)의 관통 구멍(10)에 이너 요크(23)가 겹치지 않도록, 관통 구멍(10)을 회피하는 형태로 리니어 모터(20)를 배치한 예가 나타나 있다. 이와 같이 한 경우의 실린더(10)의 길이 L2는, 도2의 실린더(10)의 길이 L1보다도 길어져 버린다. 그러면 실린더(10)의 재료 비용이나 가공 비용이 상승한다. 또한, 실린더(10)뿐만 아니라 피스톤(12)까지 길게 해야만 해서, 피스톤(12)의 재료 비용이나 가공 비용도 상승한다. 스털링 기관(1) 전체도 대형화되어 버린다.

이것에 반해 본 발명의 구성을 채용하면, 실린더(10)에 이너 요크(23)와 관통 구멍(76)을 겹쳐 형성하는 것이 가능하므로, 이너 요크(23)와 관통 구멍(76)의 겹침을 무리하게 회피하는 경우와 같이 실린더(10)를 장대화시킬 필요가 없다. 그로 인해, 실린더(10)의 재료 비용이나 가공 비용이 상승하는 일이 없다. 동시에 피스톤(12)의 장대화와, 그것에 수반하는 피스톤(12)의 재료 비용이나 가공 비용의 상승도 피할 수 있다. 실린더(10)나 피스톤(12)이 장대화되지 않으므로 압력 용기(50)도 대형화되지 않고, 압력 용기(50)의 재료 비용도 저감할 수 있다. 또한, 제2 유로(75)를 상기한 바와 같이 구성한 것이 그것을 통과하는 가스량에 영향을 미치는 것은 아니므로, 스털링 기관(1)의 성능은 변화되지 않는다.

이상 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 더 다양한 변경 관리를 가하여 실시할 수 있다. 예를 들어 상기 실시 형태의 스털링 기관은 스털링 냉동기였지만, 스털링 발전기에서도, 발전기의 이너 요크를 실린더의 외주면에 장착하는 형식의 것이면, 본 발명의 적용이 가능하다.

본 발명은 실린더의 외주면에 리니어 모터, 발전기 등의 이너 요크를 장착하는 스털링 기관 전반에 이용 가능하다.

Claims

실린더 내에서 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 대해 소정의 위상차를 갖고 왕복 운동하는 디스플레이서를 구비하고, 상기 디스플레이서의 일단부측에 형성된 압축 공간과 상기 디스플레이서의 타단부측에 형성된 팽창 공간과의 사이에서 작동 가스를 이동시키는 스털링 기관이며, 상기 실린더의 외주측에 형성된 배압 공간과 상기 압축 공간의 압력 균형을 잡기 위해, 상기 피스톤에는 압축 공간측 단부면으로부터 외주면에 걸쳐 제1 유로를 형성하고, 상기 실린더에는 상기 피스톤이 소정 위치에 왔을 때에 상기 제1 유로를 상기 배압 공간에 연통시키는 제2 유로를 형성하여 이루어지는 것에 있어서,

상기 실린더벽에 형성한 직경 방향으로 관통하는 관통 구멍과, 상기 실린더의 외주면에 장착한 이너 요크와 상기 실린더의 외주면과의 사이에 형성한 연결 통로에 의해 상기 제2 유로가 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스털링 기관.
제1항에 있어서, 상기 연결 통로가, 상기 실린더의 외주면에 형성된 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스털링 기관.