JPH0375746B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0375746B2 JPH0375746B2 JP58208504A JP20850483A JPH0375746B2 JP H0375746 B2 JPH0375746 B2 JP H0375746B2 JP 58208504 A JP58208504 A JP 58208504A JP 20850483 A JP20850483 A JP 20850483A JP H0375746 B2 JPH0375746 B2 JP H0375746B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- displacer
- spring
- gas
- space
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- F02G1/0435—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
- F02G2275/00—Controls
- F02G2275/40—Controls for starting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はフリーピストン型内燃機関の改良に関
する。
する。
従来例の構成とその問題点
従来、外燃機関であるスターリング機関は、そ
の高効率性、多燃料性、静粛性等の特徴を持ち、
多くの企業が研究に取り組んでいるが、スターリ
ング機関の中でも、機械損失が少なく、高効率が
期待できるものとして、フリーピストン型スター
リング機関がある。
の高効率性、多燃料性、静粛性等の特徴を持ち、
多くの企業が研究に取り組んでいるが、スターリ
ング機関の中でも、機械損失が少なく、高効率が
期待できるものとして、フリーピストン型スター
リング機関がある。
この種のフリーピストン型熱機関には、スプリ
ング部分にバネ定数が大きくとれるガススプリン
グが使用されているものがある。しかし、ガスス
プリングのみで構成する場合、ピストン等の可動
構成部品が、自重の為、重力方向に下がる等、起
動時に設計位置にあるとは限らず、起動し難かつ
たり特に起動時等に、ピストン等の可動構成部品
がシリンダ壁等に衝突する場合がある。この為、
設計上の制約が多くなり、大きい空間を必要とす
る等、熱機関の性能低下の一原因となつていた。
ング部分にバネ定数が大きくとれるガススプリン
グが使用されているものがある。しかし、ガスス
プリングのみで構成する場合、ピストン等の可動
構成部品が、自重の為、重力方向に下がる等、起
動時に設計位置にあるとは限らず、起動し難かつ
たり特に起動時等に、ピストン等の可動構成部品
がシリンダ壁等に衝突する場合がある。この為、
設計上の制約が多くなり、大きい空間を必要とす
る等、熱機関の性能低下の一原因となつていた。
発明の目的
本発明はガススプリングとコイルスプリングを
併用することによつて機関の性能低下をおこすこ
となく、上記問題点を改良するものである。
併用することによつて機関の性能低下をおこすこ
となく、上記問題点を改良するものである。
発明の構成
本発明はシリンダ内にピストンとデイスプレー
サを配し、例えばピストンとデイスプレーサの間
に形成するガススプリングあるいはピストンとシ
リンダ本体の底面に形成されるガススプリングの
何れか一方、もしくは両方にコイルスプリングを
設けるもであり、これにより、可動構成部品を運
動のほぼセンター位置付近に保持するようにし、
また起動も容易で起動時等に、ピストン等の可動
構成部品が、シリンダ壁等に衝突することなく、
安定した滑らかな運転を可能にするものである。
サを配し、例えばピストンとデイスプレーサの間
に形成するガススプリングあるいはピストンとシ
リンダ本体の底面に形成されるガススプリングの
何れか一方、もしくは両方にコイルスプリングを
設けるもであり、これにより、可動構成部品を運
動のほぼセンター位置付近に保持するようにし、
また起動も容易で起動時等に、ピストン等の可動
構成部品が、シリンダ壁等に衝突することなく、
安定した滑らかな運転を可能にするものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について説明する。図
において１は負荷、２はシリンダ本体、３は低温
側熱交換器と圧縮空間の間の連通管、４は低温側
熱交換器、５は再生器、６は高温側熱交換器、７
は高温側熱交換器と膨張空間の間の連通管、８は
膨張空間、９はデイスプレーサ、１０は圧縮空
間、１１はピストン、１２はコイルスプリング、
１３はデイスプレーサとピストンの間のガススプ
リング空間、１４はコイルスプリング、１５はピ
ストンとシリンダの間のガススプリング空間であ
る。
において１は負荷、２はシリンダ本体、３は低温
側熱交換器と圧縮空間の間の連通管、４は低温側
熱交換器、５は再生器、６は高温側熱交換器、７
は高温側熱交換器と膨張空間の間の連通管、８は
膨張空間、９はデイスプレーサ、１０は圧縮空
間、１１はピストン、１２はコイルスプリング、
１３はデイスプレーサとピストンの間のガススプ
リング空間、１４はコイルスプリング、１５はピ
ストンとシリンダの間のガススプリング空間であ
る。
次に、フリーピストン型熱機関の動作について
説明する。機関内には、ヘリウム空気等のガスが
封入されている。デイスプレーサ９が下方に移動
すると、圧縮空間１０に存在するガスは、連通管
３、低温側熱交換器４、再生器５、高温側熱交換
器６、連通管７を通つて、膨張空間８に送られ
る。この過程で、ガスは吸熱膨張してピストン１
１を下方に押し下げる。次に、デイスプレーサ９
が上方に移動すると、膨張空間８にあるガスは、
前記通路及び熱交換器を逆に通り、圧縮空間１０
に送られる。この過程で、ガスは冷却され、ガス
の圧力が下がり、ピストン１１を、上方に引き上
げる。この動作を繰り返すことにより、ピストン
１１は負荷１に対して仕事をする。
説明する。機関内には、ヘリウム空気等のガスが
封入されている。デイスプレーサ９が下方に移動
すると、圧縮空間１０に存在するガスは、連通管
３、低温側熱交換器４、再生器５、高温側熱交換
器６、連通管７を通つて、膨張空間８に送られ
る。この過程で、ガスは吸熱膨張してピストン１
１を下方に押し下げる。次に、デイスプレーサ９
が上方に移動すると、膨張空間８にあるガスは、
前記通路及び熱交換器を逆に通り、圧縮空間１０
に送られる。この過程で、ガスは冷却され、ガス
の圧力が下がり、ピストン１１を、上方に引き上
げる。この動作を繰り返すことにより、ピストン
１１は負荷１に対して仕事をする。
ここで、スプリング部分にガススプリングと併
せてコイルスプリングを使用しているので、デイ
スプレーサ９やピストン１１を運動のほぼセンタ
ー位置付近に置くことができ、起動もし易く、ま
た起動時等のデイスプレーサ９とシリンダ２の
壁、ピストン１１とシリンダ２の壁等の衝突も防
止することが出来る。
せてコイルスプリングを使用しているので、デイ
スプレーサ９やピストン１１を運動のほぼセンタ
ー位置付近に置くことができ、起動もし易く、ま
た起動時等のデイスプレーサ９とシリンダ２の
壁、ピストン１１とシリンダ２の壁等の衝突も防
止することが出来る。
なお、上記実施例においてはピストンとデイス
プレーサで形成される空間およびピストンとシリ
ンダ本体で形成される空間に形成されるガススプ
リングにあわせてコイルスプリングを配したが、
デイスプレーサとシリンダ本体で形成される空間
およびピストンとシリンダ本体で形成される空間
にガススプリングを形成する機関、あるいは何れ
か一方の空間にのみガススプリングを形成する場
合も同様である。
プレーサで形成される空間およびピストンとシリ
ンダ本体で形成される空間に形成されるガススプ
リングにあわせてコイルスプリングを配したが、
デイスプレーサとシリンダ本体で形成される空間
およびピストンとシリンダ本体で形成される空間
にガススプリングを形成する機関、あるいは何れ
か一方の空間にのみガススプリングを形成する場
合も同様である。
発明の効果
以上のように、本発明のスターリング機関にお
いては、スプリング部分に、ガススプリングとコ
イルスプリングを併用することにより、ピストン
やデイスプレーサを任意の設計位置、例えば、運
動センタ位置に置く場合、ガススプリング部の圧
力をセンタ位置で変動圧の平均圧にすることが出
来、起動もし易くピストンやデイスプレーサの衝
突も防止出来る。
いては、スプリング部分に、ガススプリングとコ
イルスプリングを併用することにより、ピストン
やデイスプレーサを任意の設計位置、例えば、運
動センタ位置に置く場合、ガススプリング部の圧
力をセンタ位置で変動圧の平均圧にすることが出
来、起動もし易くピストンやデイスプレーサの衝
突も防止出来る。
更に、本発明では、ガススプリングとコイルス
プリングを併設しているので、設計の裕度が大幅
に拡大する。
プリングを併設しているので、設計の裕度が大幅
に拡大する。
例えば、ガススプリングを主として運転周波数
を決定づける振動系のばねとして、コイルスプリ
ングを、デスプレーサもしくはピストンの、主と
して停止時の位置決め用のばねとして用いること
が可能となるので、デイスプレーサやピストンの
位置を運転時の設計周波数を合わせながら、停止
時にほぼセンター位置に保持するような、従来の
コイルスプリングのみの構成では不可能に近かつ
たことが容易に行えるようになる。
を決定づける振動系のばねとして、コイルスプリ
ングを、デスプレーサもしくはピストンの、主と
して停止時の位置決め用のばねとして用いること
が可能となるので、デイスプレーサやピストンの
位置を運転時の設計周波数を合わせながら、停止
時にほぼセンター位置に保持するような、従来の
コイルスプリングのみの構成では不可能に近かつ
たことが容易に行えるようになる。
図面は本発明の一実施例のフリーピストン型熱
機関の構成図である。 １……負荷、２……シリンダ本体、８……膨張
空間、９……デイスプレーサ、１０……圧縮空
間、１１……ピストン、１２，１４……コイルス
プリング、１３，１５……ガススプリング。
機関の構成図である。 １……負荷、２……シリンダ本体、８……膨張
空間、９……デイスプレーサ、１０……圧縮空
間、１１……ピストン、１２，１４……コイルス
プリング、１３，１５……ガススプリング。
Claims (1)
- １ 作動ガスを作動スペース内に保持する容器
と、加熱器、再生器、冷却器と、前記作動スペー
ス内部で往復運動する動力ピストン及びデイスプ
レーサを有し、前記ピストンとデイスプレーサの
両方あるいは一方を軸線方向に、ガスばねと停止
時に前記ピストンやデイスプレーサを運動のほぼ
センター位置付近に保持するばね定数を持つコイ
ルばねを、それぞれ備えたスターリング機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208504A JPS60101249A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | スタ−リング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58208504A JPS60101249A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101249A JPS60101249A (ja) | 1985-06-05 |
| JPH0375746B2 true JPH0375746B2 (ja) | 1991-12-03 |
Family
ID=16557247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58208504A Granted JPS60101249A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101249A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08520Y2 (ja) * | 1989-03-30 | 1996-01-10 | アイシン精機株式会社 | フリーピストンスターリングエンジン |
| US5522214A (en) * | 1993-07-30 | 1996-06-04 | Stirling Technology Company | Flexure bearing support, with particular application to stirling machines |
| DE10082399D2 (de) * | 1999-08-11 | 2001-12-13 | Enerlyt Potsdam Gmbh | Heißgasmotor mit ineinander laufenden Kolben |
| FR2818314B1 (fr) * | 2000-12-19 | 2003-06-06 | Robert Giacomin | Machine alternative a pistons opposes |
| US11209192B2 (en) * | 2019-07-29 | 2021-12-28 | Cryo Tech Ltd. | Cryogenic Stirling refrigerator with a pneumatic expander |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3552120A (en) * | 1969-03-05 | 1971-01-05 | Research Corp | Stirling cycle type thermal device |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58208504A patent/JPS60101249A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60101249A (ja) | 1985-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5146750A (en) | Magnetoelectric resonance engine | |
| US5642618A (en) | Combination gas and flexure spring construction for free piston devices | |
| US3296808A (en) | Heat energized refrigerator | |
| US4458489A (en) | Resonant free-piston Stirling engine having virtual rod displacer and linear electrodynamic machine control of displacer drive/damping | |
| US3937018A (en) | Power piston actuated displacer piston driving means for free-piston stirling cycle type engine | |
| US4188791A (en) | Piston-centering system for a hot gas machine | |
| JPH07116986B2 (ja) | スタ−リング機械 | |
| JPS62223577A (ja) | 熱駆動ヒ−トポンプ | |
| US6510689B2 (en) | Method and device for transmitting mechanical energy between a stirling machine and a generator or an electric motor | |
| JPH0375746B2 (ja) | ||
| US5088284A (en) | Compressor integral with Stirling engine | |
| JPH04295167A (ja) | ディスプレーサー型スターリング機関 | |
| US5406801A (en) | Thermally operated refrigerator | |
| US5109673A (en) | Relative gas spring configuration free-piston stirling cycle system | |
| JP2782938B2 (ja) | フリーピストンスターリングエンジン | |
| JPH0378554A (ja) | スターリング・エンジン | |
| EP0078848B1 (en) | Mechanical arrangements for stirling-cycle, reciprocating, thermal machines | |
| JPS59168249A (ja) | スタ−リング機関 | |
| JPH05306846A (ja) | スタ−リング冷凍装置 | |
| JPH0447150A (ja) | フリーピストン型スターリングエンジン | |
| JPS62210247A (ja) | 外部加熱による熱機関 | |
| JPH08520Y2 (ja) | フリーピストンスターリングエンジン | |
| JPH0635856B2 (ja) | スタ−リング機関の位置制御装置 | |
| Walker et al. | Free-Piston Stirling Cryocoolers | |
| JP2002089985A (ja) | 摺動部構造及びスターリング機関の摺動部構造 |