JP2000213416A - 外燃式熱ガス機関およびその始動方法 - Google Patents
外燃式熱ガス機関およびその始動方法Info
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- JP2000213416A JP2000213416A JP11012276A JP1227699A JP2000213416A JP 2000213416 A JP2000213416 A JP 2000213416A JP 11012276 A JP11012276 A JP 11012276A JP 1227699 A JP1227699 A JP 1227699A JP 2000213416 A JP2000213416 A JP 2000213416A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
- F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 始動用モータの小型化を図ることができ、消
費電力を軽減できる外燃式熱ガス機関およびその始動方
法を提供する。 【解決手段】 高温室に設けられる高温側ディスプレー
サ２と、低温室に設けられる低温側ディスプレーサ３
と、各ディスプレーサのロッド２ａ、３ａが連結された
クランク１０と、始動時にクランク１０を駆動するモー
タ９とを備え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱
ガス機関において、モータ９に、ロッドによる圧縮、膨
張による圧力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トル
クよりも小さく、機械摩擦トルクよりも大きいトルクを
有し、定格回転数が自立運転時の最低回転数よりも大き
いモータを選定する。
費電力を軽減できる外燃式熱ガス機関およびその始動方
法を提供する。 【解決手段】 高温室に設けられる高温側ディスプレー
サ２と、低温室に設けられる低温側ディスプレーサ３
と、各ディスプレーサのロッド２ａ、３ａが連結された
クランク１０と、始動時にクランク１０を駆動するモー
タ９とを備え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱
ガス機関において、モータ９に、ロッドによる圧縮、膨
張による圧力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トル
クよりも小さく、機械摩擦トルクよりも大きいトルクを
有し、定格回転数が自立運転時の最低回転数よりも大き
いモータを選定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房装置や給湯
装置等の熱源として好適な外燃式熱ガス機関に係り、詳
しくは始動モータの技術に関する。
装置等の熱源として好適な外燃式熱ガス機関に係り、詳
しくは始動モータの技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷暖房や給湯を行う装置として、
外燃式熱ガス機関たるヴェルミエサイクルを利用したヒ
ートポンプ（以下、ＶＭＨＰ： Vuilleumier Cycle Hea
t Pumpという）が開発されている。
外燃式熱ガス機関たるヴェルミエサイクルを利用したヒ
ートポンプ（以下、ＶＭＨＰ： Vuilleumier Cycle Hea
t Pumpという）が開発されている。
【０００３】ＶＭＨＰは、封入媒体（作動ガス）として
のＨｅ（ヘリウム）ガスの温度分布変化のみにより圧力
変化を引起し、ダイレクトに冷暖房・給湯を可能とする
ものである（例えば、特公平５−６５７７７号公報）。
のＨｅ（ヘリウム）ガスの温度分布変化のみにより圧力
変化を引起し、ダイレクトに冷暖房・給湯を可能とする
ものである（例えば、特公平５−６５７７７号公報）。
【０００４】ＶＭＨＰは、高温室に設けられる高温側デ
ィスプレーサと、低温室に設けられる低温側ディスプレ
ーサと、各ディスプレーサのロッドが連結されたクラン
クと、始動時に前記クランクを駆動するモータとを備
え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガス機関で
ある。
ィスプレーサと、低温室に設けられる低温側ディスプレ
ーサと、各ディスプレーサのロッドが連結されたクラン
クと、始動時に前記クランクを駆動するモータとを備
え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガス機関で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の熱ガス機関で
は、始動用モータに、ロッドによる圧縮、膨張による圧
力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トルクよりも大
きいトルクを有するモータを選定し、このモータで始動
するのが一般的である。
は、始動用モータに、ロッドによる圧縮、膨張による圧
力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トルクよりも大
きいトルクを有するモータを選定し、このモータで始動
するのが一般的である。
【０００６】しかしながら、この選定による始動用のモ
ータでは容量が大きく大型化すると共に、電力消費量が
大きいという問題がある。
ータでは容量が大きく大型化すると共に、電力消費量が
大きいという問題がある。
【０００７】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する課題を解消し、始動用モータの小型化を図
ることができ、消費電力を軽減できる外燃式熱ガス機関
およびその始動方法を提供することにある。
技術が有する課題を解消し、始動用モータの小型化を図
ることができ、消費電力を軽減できる外燃式熱ガス機関
およびその始動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、高温室に設けられる高温側ディ
スプレーサと、低温室に設けられる低温側ディスプレー
サと、各ディスプレーサのロッドが連結されたクランク
と、始動時に前記クランクを駆動するモータとを備え、
始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガス機関におい
て、前記モータに、前記ロッドによる圧縮、膨張による
圧力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トルクよりも
小さく、機械摩擦トルクよりも大きいトルクを有し、定
格回転数が自立運転時の最低回転数よりも大きいモータ
を選定したものである。
に、請求項１の発明は、高温室に設けられる高温側ディ
スプレーサと、低温室に設けられる低温側ディスプレー
サと、各ディスプレーサのロッドが連結されたクランク
と、始動時に前記クランクを駆動するモータとを備え、
始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガス機関におい
て、前記モータに、前記ロッドによる圧縮、膨張による
圧力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トルクよりも
小さく、機械摩擦トルクよりも大きいトルクを有し、定
格回転数が自立運転時の最低回転数よりも大きいモータ
を選定したものである。
【０００９】請求項２記載の発明は、高温室に設けられ
る高温側ディスプレーサと、低温室に設けられる低温側
ディスプレーサと、各ディスプレーサのロッドが連結さ
れたクランクと、始動時に前記クランクを駆動するモー
タとを備え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガ
ス機関において、前記モータに、前記ロッドによる圧
縮、膨張による圧力変動トルクと機械摩擦トルクとの合
計トルクの１／５よりも小さく、機械摩擦トルクよりも
大きいトルクを有し、定格回転数が自立運転時の最低回
転数よりも大きいモータを選定したものである。
る高温側ディスプレーサと、低温室に設けられる低温側
ディスプレーサと、各ディスプレーサのロッドが連結さ
れたクランクと、始動時に前記クランクを駆動するモー
タとを備え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガ
ス機関において、前記モータに、前記ロッドによる圧
縮、膨張による圧力変動トルクと機械摩擦トルクとの合
計トルクの１／５よりも小さく、機械摩擦トルクよりも
大きいトルクを有し、定格回転数が自立運転時の最低回
転数よりも大きいモータを選定したものである。
【００１０】請求項３記載の発明は、高温室に設けられ
る高温側ディスプレーサと、低温室に設けられる低温側
ディスプレーサと、各ディスプレーサのロッドが連結さ
れたクランクと、始動時に前記クランクを駆動するモー
タとを備え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガ
ス機関の始動方法において、前記モータに、前記ロッド
による圧縮、膨張による圧力変動トルクと機械摩擦トル
クとの合計トルクよりも小さく、機械摩擦トルクよりも
大きいトルクを有し、定格回転数が自立運転時の最低回
転数よりも大きいモータを選定し、始動時に、このモー
タで前記クランクをゆっくりと回転させるものである。
る高温側ディスプレーサと、低温室に設けられる低温側
ディスプレーサと、各ディスプレーサのロッドが連結さ
れたクランクと、始動時に前記クランクを駆動するモー
タとを備え、始動後には自立運転に移行する外燃式熱ガ
ス機関の始動方法において、前記モータに、前記ロッド
による圧縮、膨張による圧力変動トルクと機械摩擦トル
クとの合計トルクよりも小さく、機械摩擦トルクよりも
大きいトルクを有し、定格回転数が自立運転時の最低回
転数よりも大きいモータを選定し、始動時に、このモー
タで前記クランクをゆっくりと回転させるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。
基づき詳細に説明する。
【００１２】図１は空気調和機の冷温水供給回路を示し
ており、この回路にはヴィルミエサイクルの熱ガス機関
１（図２）が採用されている。熱ガス機関１は、互いに
直交配置された高温側ディスプレーサ２と低温側ディス
プレーサ３とを備えており、これらがヘリウム等の作動
ガスを封入した容器に収納されている。容器内部は、高
温室１２と、中温室１３，１４と、低温室１５とに区画
されている。また、高温室１２の端部には加熱器１６を
有しており、加熱器１６は、燃焼器１１により加熱され
る。
ており、この回路にはヴィルミエサイクルの熱ガス機関
１（図２）が採用されている。熱ガス機関１は、互いに
直交配置された高温側ディスプレーサ２と低温側ディス
プレーサ３とを備えており、これらがヘリウム等の作動
ガスを封入した容器に収納されている。容器内部は、高
温室１２と、中温室１３，１４と、低温室１５とに区画
されている。また、高温室１２の端部には加熱器１６を
有しており、加熱器１６は、燃焼器１１により加熱され
る。
【００１３】両ディスプレーサ２，３は、例えば高温側
ディスプレーサ２が上死点と下死点との中間位置へ到達
するときに、低温側ディスプレーサ３が上死点に位置す
るように、互いに９０°位相をずらして動作するべく、
モータ９で駆動されるクランク１０を介して連結されて
いる。高温側ディスプレーサ２と低温側ディスプレーサ
３とが動作すると、封入された作動ガスが、高温再生器
４と低温再生器７を通って各室１２と１３，１４と１５
間を移動する。そして、作動ガスは、これら再生器４，
７を通過する際に、加熱あるいは冷却されることにな
り、密閉容器内が昇圧あるいは減圧されることになる。
例えば、高温室１２の作動ガスが高温再生器４を通って
中温室１３に移動する際には、作動ガスの熱エネルギー
が高温再生器４に蓄えられ、作動ガスの圧力は低下す
る。逆に、作動ガスが中温室１３から高温室１２に環流
する際には、高温再生器４に蓄えられた熱エネルギーが
作動ガスに放出され、作動ガスの圧力は上昇する。ま
た、低温室１５の作動ガスが低温再生器７を通って中温
室１３に移動する際には、作動ガスに高温再生器４の熱
エネルギーが供給され、作動ガスの圧力も上昇する。逆
に、作動ガスが中温室１３から低温室１５に環流する際
には、作動ガスの熱エネルギーが低温再生器４に吸収さ
れ、作動ガスの圧力は低下する。
ディスプレーサ２が上死点と下死点との中間位置へ到達
するときに、低温側ディスプレーサ３が上死点に位置す
るように、互いに９０°位相をずらして動作するべく、
モータ９で駆動されるクランク１０を介して連結されて
いる。高温側ディスプレーサ２と低温側ディスプレーサ
３とが動作すると、封入された作動ガスが、高温再生器
４と低温再生器７を通って各室１２と１３，１４と１５
間を移動する。そして、作動ガスは、これら再生器４，
７を通過する際に、加熱あるいは冷却されることにな
り、密閉容器内が昇圧あるいは減圧されることになる。
例えば、高温室１２の作動ガスが高温再生器４を通って
中温室１３に移動する際には、作動ガスの熱エネルギー
が高温再生器４に蓄えられ、作動ガスの圧力は低下す
る。逆に、作動ガスが中温室１３から高温室１２に環流
する際には、高温再生器４に蓄えられた熱エネルギーが
作動ガスに放出され、作動ガスの圧力は上昇する。ま
た、低温室１５の作動ガスが低温再生器７を通って中温
室１３に移動する際には、作動ガスに高温再生器４の熱
エネルギーが供給され、作動ガスの圧力も上昇する。逆
に、作動ガスが中温室１３から低温室１５に環流する際
には、作動ガスの熱エネルギーが低温再生器４に吸収さ
れ、作動ガスの圧力は低下する。
【００１４】また、外部との熱エネルギーのやり取り
は、中温室１３，１４と接続する中温熱交換器５，６及
び低温室と接続する低温熱交換器８が行う。例えば、加
熱器１６が高温室１２の作動ガスに熱エネルギーを与え
ると、中温室１３，１４側の作動ガスが中温熱交換器
５，６を介して外部熱媒体に熱エネルギーを放出すると
共に、低温室１５側の作動ガスが低温熱交換器８を介し
て外部熱媒体から熱エネルギーを吸収する。
は、中温室１３，１４と接続する中温熱交換器５，６及
び低温室と接続する低温熱交換器８が行う。例えば、加
熱器１６が高温室１２の作動ガスに熱エネルギーを与え
ると、中温室１３，１４側の作動ガスが中温熱交換器
５，６を介して外部熱媒体に熱エネルギーを放出すると
共に、低温室１５側の作動ガスが低温熱交換器８を介し
て外部熱媒体から熱エネルギーを吸収する。
【００１５】すなわち、本実施形態の熱ガス機関１で
は、低温熱交換器８と低温室１５とは吸熱部を構成する
一方で、中温熱交換器５，６と中温室１３，１４とが放
熱部を構成し、熱ガス機関１の低温熱交換器８、および
中温熱交換器５，６を利用してなる空気調和機１００が
提供される。
は、低温熱交換器８と低温室１５とは吸熱部を構成する
一方で、中温熱交換器５，６と中温室１３，１４とが放
熱部を構成し、熱ガス機関１の低温熱交換器８、および
中温熱交換器５，６を利用してなる空気調和機１００が
提供される。
【００１６】この空気調和機１００は、熱ガス機関１と
室内機２００と室外機３００とからなっている。室内機
２００内には室内熱交換器２０１が配設され、室外機３
００内には室外熱交換器３００が配設されている。２０
３は室内ファン、３０３は室外ファンである。低温熱交
換器８と室内熱交換器２０１は、管路２１と四方弁３６
と管路２２とによりつながれ、さらに室内熱交換器２０
１と低温熱交換器８は、管路２３と四方弁３７と管路２
４とによりつながれている。また、中温熱交換器５と室
外熱交換器３０１は、管路３１と四方弁３６と管路３２
とによりつながれ、さらに室外熱交換器３０１と中温熱
交換器６は、管路３３と四方弁３７と管路３４とにより
つながれている。また、中温熱交換器５と６は、管路３
５とによりつながれている。管路を循環する外部熱媒体
としては、水（以下、液冷媒と記す）が用いられてい
る。
室内機２００と室外機３００とからなっている。室内機
２００内には室内熱交換器２０１が配設され、室外機３
００内には室外熱交換器３００が配設されている。２０
３は室内ファン、３０３は室外ファンである。低温熱交
換器８と室内熱交換器２０１は、管路２１と四方弁３６
と管路２２とによりつながれ、さらに室内熱交換器２０
１と低温熱交換器８は、管路２３と四方弁３７と管路２
４とによりつながれている。また、中温熱交換器５と室
外熱交換器３０１は、管路３１と四方弁３６と管路３２
とによりつながれ、さらに室外熱交換器３０１と中温熱
交換器６は、管路３３と四方弁３７と管路３４とにより
つながれている。また、中温熱交換器５と６は、管路３
５とによりつながれている。管路を循環する外部熱媒体
としては、水（以下、液冷媒と記す）が用いられてい
る。
【００１７】冷房運転時には、燃焼器１１の点火により
熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介して作
動ガスの熱エネルギーが液冷媒に放出される一方で、低
温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作動ガス
に吸収される。この際、四方弁３６，３７は図１で実線
で示すように切り替えられており、低温熱交換器８で熱
エネルギーを放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３
６、管路２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
室内機２００内では、低温となった室内熱交換器２０１
に室内ファン２０３からの送風が行われ、室内に冷風が
送り出され（冷房が行われ）、室内気の熱エネルギーを
吸収した液冷媒は管路２３、四方弁３７、管路２４を経
由して低温熱交換器８に環流する。
熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介して作
動ガスの熱エネルギーが液冷媒に放出される一方で、低
温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作動ガス
に吸収される。この際、四方弁３６，３７は図１で実線
で示すように切り替えられており、低温熱交換器８で熱
エネルギーを放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３
６、管路２２を経由して室内熱交換器２０１に流れる。
室内機２００内では、低温となった室内熱交換器２０１
に室内ファン２０３からの送風が行われ、室内に冷風が
送り出され（冷房が行われ）、室内気の熱エネルギーを
吸収した液冷媒は管路２３、四方弁３７、管路２４を経
由して低温熱交換器８に環流する。
【００１８】このとき、中温熱交換器５で熱エネルギー
を吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により冷却された後、管路３３、四方
弁３７、管路３４を通じて中温熱交換器６に流れ、さら
に管路３５を通じて中温熱交換器５に環流する。
を吸収した液冷媒は、管路３１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により冷却された後、管路３３、四方
弁３７、管路３４を通じて中温熱交換器６に流れ、さら
に管路３５を通じて中温熱交換器５に環流する。
【００１９】また、暖房運転時にも、燃焼器１１の点火
により熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介
して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に吸収される一方
で、低温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作
動ガスに放出されるが、この際には四方弁３６，３７が
図１で点線で示すように切り替えられる。この場合、中
温熱交換器５，６で熱エネルギーを吸収した液冷媒は、
管路３１、四方弁３６、管路２２を経由して室内熱交換
器２０１に流れる。
により熱ガス機関１が作動し、中温熱交換器５，６を介
して作動ガスの熱エネルギーが液冷媒に吸収される一方
で、低温熱交換器８を介して液冷媒の熱エネルギーが作
動ガスに放出されるが、この際には四方弁３６，３７が
図１で点線で示すように切り替えられる。この場合、中
温熱交換器５，６で熱エネルギーを吸収した液冷媒は、
管路３１、四方弁３６、管路２２を経由して室内熱交換
器２０１に流れる。
【００２０】室内機２００内では、比較的高温となった
室内熱交換器２０１に室内ファン２０３からの送風が行
われ、室内に温風が送り出される（暖房が行われる）一
方で、室内に熱エネルギーを放出した液冷媒は管路２
３、四方弁３７、管路３４を経由して中温熱交換器５，
６に環流する。
室内熱交換器２０１に室内ファン２０３からの送風が行
われ、室内に温風が送り出される（暖房が行われる）一
方で、室内に熱エネルギーを放出した液冷媒は管路２
３、四方弁３７、管路３４を経由して中温熱交換器５，
６に環流する。
【００２１】このとき、低温熱交換器８で熱エネルギー
を放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により外気の熱エネルギーを吸収した
後、管路３３、四方弁３７、管路２４を経由して低温熱
交換器８に環流する。
を放出した液冷媒は、管路２１、四方弁３６、管路３２
を通じて室外熱交換器３０１に流れ、そこで室外ファン
３０３からの送風により外気の熱エネルギーを吸収した
後、管路３３、四方弁３７、管路２４を経由して低温熱
交換器８に環流する。
【００２２】ところで、この外燃式熱ガス機関では、始
動時に、前記燃焼器１１の燃焼を開始し、それと同時、
あるいは加熱器１６の温度が所定温度以上に上昇した後
に、前記モータ９を駆動して、クランク１０を連続的に
回転させ、始動後には燃焼器１１の燃焼による自立運転
に移行させている。通常であれば、始動用のモータ９
に、各ロッド２ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧力変
動トルクと、クランク１０を含む機械摩擦トルクとの合
計トルクよりも大きいトルクを有するモータを選定し、
このモータで始動するのが一般的である。
動時に、前記燃焼器１１の燃焼を開始し、それと同時、
あるいは加熱器１６の温度が所定温度以上に上昇した後
に、前記モータ９を駆動して、クランク１０を連続的に
回転させ、始動後には燃焼器１１の燃焼による自立運転
に移行させている。通常であれば、始動用のモータ９
に、各ロッド２ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧力変
動トルクと、クランク１０を含む機械摩擦トルクとの合
計トルクよりも大きいトルクを有するモータを選定し、
このモータで始動するのが一般的である。
【００２３】しかしながら、この選定による始動用のモ
ータでは容量が大きく大型化すると共に、電力消費量が
大きいという問題がある。
ータでは容量が大きく大型化すると共に、電力消費量が
大きいという問題がある。
【００２４】この実施形態では、実機において、クラン
ク室８０と中温室１３との間、および中温室１４とクラ
ンク室８０との間で、各ロッド２ａ、３ａのシール部９
０を通じて、作動ガスに僅かな漏れが発生することに着
目し、この漏れを利用して少しずつディスプレーサ２、
３を移動させるように構成した。なお、シール部９０は
リング状の部材であり、クランクケースのボアの内周に
固定され、このシール部９０の内周を各ロッド２ａ、３
ａが摺動する。
ク室８０と中温室１３との間、および中温室１４とクラ
ンク室８０との間で、各ロッド２ａ、３ａのシール部９
０を通じて、作動ガスに僅かな漏れが発生することに着
目し、この漏れを利用して少しずつディスプレーサ２、
３を移動させるように構成した。なお、シール部９０は
リング状の部材であり、クランクケースのボアの内周に
固定され、このシール部９０の内周を各ロッド２ａ、３
ａが摺動する。
【００２５】この構成によれば、理論上、始動時に、各
ロッド２ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧力変動トル
クを無視することができる。
ロッド２ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧力変動トル
クを無視することができる。
【００２６】すなわち、機械摩擦トルクよりも大きいト
ルクを有するモータであれば、この熱ガス機関１を始動
させることができることになる。
ルクを有するモータであれば、この熱ガス機関１を始動
させることができることになる。
【００２７】ただし、始動後には燃焼器１１の燃焼によ
る自立運転に移行させるわけであるから、この場合のモ
ータには、当該モータの定格回転数が自立運転時の最低
回転数よりも大きいモータが選定される。
る自立運転に移行させるわけであるから、この場合のモ
ータには、当該モータの定格回転数が自立運転時の最低
回転数よりも大きいモータが選定される。
【００２８】図３に示すように、横軸に、各ロッド２
ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧力変動トルクと、ク
ランク１０を含む機械摩擦トルクとの合計トルクＴをと
って、縦軸に、クランク１０の回転数ｒｐｍをとった場
合、前述した作動ガスの漏れに起因して、ゆっくり（例
えば、数ｒｐｍ）ではあるが、「機械摩擦トルクよりも
大きいトルクを有するモータであれば、この熱ガス機関
１を始動させることができる、」ということが判明し
た。実証試験によれば、熱ガス機関の機械摩擦トルク
は、前述した合計トルクＴの１／１０程度であり、この
トルクに近いモータを選定すればするほど、当該モータ
の小型化を図ることができ、消費電力を低減させること
ができる。
ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧力変動トルクと、ク
ランク１０を含む機械摩擦トルクとの合計トルクＴをと
って、縦軸に、クランク１０の回転数ｒｐｍをとった場
合、前述した作動ガスの漏れに起因して、ゆっくり（例
えば、数ｒｐｍ）ではあるが、「機械摩擦トルクよりも
大きいトルクを有するモータであれば、この熱ガス機関
１を始動させることができる、」ということが判明し
た。実証試験によれば、熱ガス機関の機械摩擦トルク
は、前述した合計トルクＴの１／１０程度であり、この
トルクに近いモータを選定すればするほど、当該モータ
の小型化を図ることができ、消費電力を低減させること
ができる。
【００２９】この趣旨に従う場合、当該始動用のモータ
９には、各ロッド２ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧
力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トルクの１／５
（図３の点ａ）よりも小さく、機械摩擦トルクよりも大
きいトルクを有し、且つ、定格回転数が自立運転時の最
低回転数よりも大きいモータを選定することが、経済的
であることが判明した。
９には、各ロッド２ａ、３ａによる圧縮、膨張による圧
力変動トルクと機械摩擦トルクとの合計トルクの１／５
（図３の点ａ）よりも小さく、機械摩擦トルクよりも大
きいトルクを有し、且つ、定格回転数が自立運転時の最
低回転数よりも大きいモータを選定することが、経済的
であることが判明した。
【００３０】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３１】例えば、モータ９の接続方式はクランク軸
への直結方式が望ましく、当該モータ９のローター（図
示せず）にはある程度の重量を有し、大きなフライホイ
ール効果を期待できるものが望ましい。また、上記実施
形態では、始動時にその回転数が定格回転数よりも遥か
に小さい回転数で駆動され、モータはいわゆるロック状
態に近くなるので、当該ロック状態での発熱によるモー
タ巻線損傷に耐える設計にする必要がある。
への直結方式が望ましく、当該モータ９のローター（図
示せず）にはある程度の重量を有し、大きなフライホイ
ール効果を期待できるものが望ましい。また、上記実施
形態では、始動時にその回転数が定格回転数よりも遥か
に小さい回転数で駆動され、モータはいわゆるロック状
態に近くなるので、当該ロック状態での発熱によるモー
タ巻線損傷に耐える設計にする必要がある。
【００３２】更に、本発明は、スターリングエンジン
等、ヴェルミエサイクル以外の外燃式熱ガス機関にも適
用可能である。
等、ヴェルミエサイクル以外の外燃式熱ガス機関にも適
用可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、容
量の小さいモータを使用して駆動するので、消費電力の
軽減等が図られる。
量の小さいモータを使用して駆動するので、消費電力の
軽減等が図られる。
【図１】ヒートポンプ式空気調和機の構成を示す回路図
である。
である。
【図２】熱ガス機関の構造を示す断面斜視図である。
【図３】モータの選定基準を説明する線図である。
１ 熱ガス機関 ２ 高温側ディスプレーサ ２ａ ロッド ３ 低温側ディスプレーサ ３ａ ロッド １０ クランク １１ 燃焼器 １２ 高温室 １３、１４ 中温室 １５ 低温室 １６ 加熱器 ８０ クランク室 ９０ シール部
Claims (3)
- 【請求項１】 高温室に設けられる高温側ディスプレー
サと、低温室に設けられる低温側ディスプレーサと、各
ディスプレーサのロッドが連結されたクランクと、始動
時に前記クランクを駆動するモータとを備え、始動後に
は自立運転に移行する外燃式熱ガス機関において、 前記モータに、 前記ロッドによる圧縮、膨張による圧力変動トルクと機
械摩擦トルクとの合計トルクよりも小さく、機械摩擦ト
ルクよりも大きいトルクを有し、定格回転数が自立運転
時の最低回転数よりも大きいモータを選定したことを特
徴とする外燃式熱ガス機関。 - 【請求項２】 高温室に設けられる高温側ディスプレー
サと、低温室に設けられる低温側ディスプレーサと、各
ディスプレーサのロッドが連結されたクランクと、始動
時に前記クランクを駆動するモータとを備え、始動後に
は自立運転に移行する外燃式熱ガス機関において、 前記モータに、 前記ロッドによる圧縮、膨張による圧力変動トルクと機
械摩擦トルクとの合計トルクの１／５よりも小さく、機
械摩擦トルクよりも大きいトルクを有し、定格回転数が
自立運転時の最低回転数よりも大きいモータを選定した
ことを特徴とする外燃式熱ガス機関。 - 【請求項３】 高温室に設けられる高温側ディスプレー
サと、低温室に設けられる低温側ディスプレーサと、各
ディスプレーサのロッドが連結されたクランクと、始動
時に前記クランクを駆動するモータとを備え、始動後に
は自立運転に移行する外燃式熱ガス機関の始動方法にお
いて、 前記モータに、 前記ロッドによる圧縮、膨張による圧力変動トルクと機
械摩擦トルクとの合計トルクよりも小さく、機械摩擦ト
ルクよりも大きいトルクを有し、定格回転数が自立運転
時の最低回転数よりも大きいモータを選定し、 始動時に、 このモータで前記クランクをゆっくりと回転させること
を特徴とする外燃式熱ガス機関の始動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11012276A JP2000213416A (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 外燃式熱ガス機関およびその始動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11012276A JP2000213416A (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 外燃式熱ガス機関およびその始動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213416A true JP2000213416A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11800854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11012276A Withdrawn JP2000213416A (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 外燃式熱ガス機関およびその始動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213416A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112413919A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-02-26 | 深圳供电局有限公司 | 一种低温制冷机 |
-
1999
- 1999-01-20 JP JP11012276A patent/JP2000213416A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112413919A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-02-26 | 深圳供电局有限公司 | 一种低温制冷机 |
| CN112413919B (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-07 | 深圳供电局有限公司 | 一种低温制冷机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040401 |