JPH04121447A - スターリングサイクル装置 - Google Patents
スターリングサイクル装置Info
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- JPH04121447A JPH04121447A JP2239039A JP23903990A JPH04121447A JP H04121447 A JPH04121447 A JP H04121447A JP 2239039 A JP2239039 A JP 2239039A JP 23903990 A JP23903990 A JP 23903990A JP H04121447 A JPH04121447 A JP H04121447A
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- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000872 buffer Substances 0.000 abstract description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
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
- F02G1/053—Component parts or details
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (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）
本発明は、スターリングサイクル又は逆スターリングサ
イクル装置、特に、ピストンとクランクシャフトとを連
結するロッドにピストン背圧側空間とクランク室とを隔
離するダイヤフラムが設けられた装置の改良に関する。
イクル装置、特に、ピストンとクランクシャフトとを連
結するロッドにピストン背圧側空間とクランク室とを隔
離するダイヤフラムが設けられた装置の改良に関する。
（従来技術）
スターリングサイクルを利用した装置、例えば、スター
リング機関では、作動流体を冷却・再生・加熱し、膨張
シリンダ及び圧縮シリンダに送り膨張ピストン及び圧縮
ピストンを駆動し、各ピストンとロッドを介して連結さ
れたクランクシャフトを回転させ、クランクシャフトの
一端に設けられた出力軸より回転エネルギーを取出して
利用する。
リング機関では、作動流体を冷却・再生・加熱し、膨張
シリンダ及び圧縮シリンダに送り膨張ピストン及び圧縮
ピストンを駆動し、各ピストンとロッドを介して連結さ
れたクランクシャフトを回転させ、クランクシャフトの
一端に設けられた出力軸より回転エネルギーを取出して
利用する。
又、逆スターリングサイクルを利用した装置、例えば、
スターリングサイクル冷凍機や圧縮機では、モータ等の
駆動源によりクランクシャフトを回転させ、ロッドを介
して膨張ピストン及び圧縮ピストンを往復駆動させて、
シリンダ内の流体を圧縮・膨張させ冷熱又は熱を発生さ
せて利用する。
スターリングサイクル冷凍機や圧縮機では、モータ等の
駆動源によりクランクシャフトを回転させ、ロッドを介
して膨張ピストン及び圧縮ピストンを往復駆動させて、
シリンダ内の流体を圧縮・膨張させ冷熱又は熱を発生さ
せて利用する。
これらの装置では、圧縮・膨張ピストンとクランクシャ
フトとを連結するロッドに、ピストン背圧側空間とクラ
ンク室との間を隔離する油封止のための柔軟なダイヤフ
ラムを設けることがしばしば行なわれている。
フトとを連結するロッドに、ピストン背圧側空間とクラ
ンク室との間を隔離する油封止のための柔軟なダイヤフ
ラムを設けることがしばしば行なわれている。
このようなダイヤフラムを用いた装置では、ピストン背
圧側空間の容積変動による圧力変動のため、ダイヤフラ
ムの抜けや破損が発生するという問題がある。
圧側空間の容積変動による圧力変動のため、ダイヤフラ
ムの抜けや破損が発生するという問題がある。
この問題を解決する手段として、２つの圧縮ピストンを
クランクシャフトの両側１８０°の位相位置に１つずつ
配置し、１つのクランクビンを係合させ、且つ前記ダイ
ヤフラム上部の容積変動を１８０°位相になるようにし
、２つのピストン背圧側空間を連通させて容積変動、ひ
いては圧力変動をなくするようにした構成を採用する。
クランクシャフトの両側１８０°の位相位置に１つずつ
配置し、１つのクランクビンを係合させ、且つ前記ダイ
ヤフラム上部の容積変動を１８０°位相になるようにし
、２つのピストン背圧側空間を連通させて容積変動、ひ
いては圧力変動をなくするようにした構成を採用する。
しかし、このような構成とした場合は、圧縮ピストンの
運動に伴うトルク変動が大きく、振動、騒音の点で問題
がある。これは圧縮ピストンが１８０°位置に対向して
配置されているためであり、トルク変動を抑えるために
は、両ピストンの配置を、例えば９０°にずらせてやる
必要がある。
運動に伴うトルク変動が大きく、振動、騒音の点で問題
がある。これは圧縮ピストンが１８０°位置に対向して
配置されているためであり、トルク変動を抑えるために
は、両ピストンの配置を、例えば９０°にずらせてやる
必要がある。
そうした場合に問題となるのは、ピストン背圧空間とク
ランク室との容積変動に伴うダイヤフラムへの負担であ
る。この負担を軽減する方法として、ダイヤフラム上部
空間に’４４するハメファタンクを設けることが容易に
考えられるが、このものは圧力変動を充分小さくするた
めには、かなり大きな容積が必要になるという問題があ
る。
ランク室との容積変動に伴うダイヤフラムへの負担であ
る。この負担を軽減する方法として、ダイヤフラム上部
空間に’４４するハメファタンクを設けることが容易に
考えられるが、このものは圧力変動を充分小さくするた
めには、かなり大きな容積が必要になるという問題があ
る。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、上述の如く、圧縮・膨張ピストンとクランク
シャフトとを連結するロッドにピストン背圧側空間とク
ランク室とを隔離する油封止のだめのダイヤフラムを設
けたスターリングサイクル装置又は逆スターリングサイ
クル装置の、従来提案されている圧力変動対策の上記の
問題点にかんがみ、改良された簡単な構成で、クランク
室とピストン背圧側空間との容積変動によるピストン背
圧側空間の圧力変動を吸収し、背圧側空間とクランク室
との圧力差によるダイヤフラムの脱落、破損を防止した
構成を有する逆スターリングサイクル装置を含むスター
リングサイクル装置を提供することを課題とする。
シャフトとを連結するロッドにピストン背圧側空間とク
ランク室とを隔離する油封止のだめのダイヤフラムを設
けたスターリングサイクル装置又は逆スターリングサイ
クル装置の、従来提案されている圧力変動対策の上記の
問題点にかんがみ、改良された簡単な構成で、クランク
室とピストン背圧側空間との容積変動によるピストン背
圧側空間の圧力変動を吸収し、背圧側空間とクランク室
との圧力差によるダイヤフラムの脱落、破損を防止した
構成を有する逆スターリングサイクル装置を含むスター
リングサイクル装置を提供することを課題とする。
（課題解決のための手段）
本発明は、上記の課題を解決させるため、圧縮ピストン
及び膨張ピストンと、クランク軸とを夫々連結するロッ
ドに、ピストン背圧側空間とクランク空間とを隔離する
ダイヤフラムを具備したスターリングサイクル装置又は
逆スターリングサイクル装置において、圧縮ピストン背
圧側空間と膨張ピストン背圧側空間とに連通ずる背圧空
間を設けるとともに、該背圧空間と上記クランク空間と
を隔離するダイヤフラムを設けたことを特徴とする。
及び膨張ピストンと、クランク軸とを夫々連結するロッ
ドに、ピストン背圧側空間とクランク空間とを隔離する
ダイヤフラムを具備したスターリングサイクル装置又は
逆スターリングサイクル装置において、圧縮ピストン背
圧側空間と膨張ピストン背圧側空間とに連通ずる背圧空
間を設けるとともに、該背圧空間と上記クランク空間と
を隔離するダイヤフラムを設けたことを特徴とする。
立朋
以上の如く構成したので、両ピストン背圧側空間の圧力
は、新たに設けた背圧空間と等圧となり、この背圧空間
とクランク室空間との間には柔軟なダイヤフラムが設け
られているので、ピストンの往復動によりピストン背圧
側空間とクランク室空間との間に生ずる容積変動による
圧力変動は、新たに設けられたダイヤフラムの変形によ
り容易に吸収され、ロッドに設けられたダイヤフラムは
ロッドの運動に追随して変形することができ、脱落した
り破損することが防止され、又無理な力が掛らないので
耐久性が向上する。
は、新たに設けた背圧空間と等圧となり、この背圧空間
とクランク室空間との間には柔軟なダイヤフラムが設け
られているので、ピストンの往復動によりピストン背圧
側空間とクランク室空間との間に生ずる容積変動による
圧力変動は、新たに設けられたダイヤフラムの変形によ
り容易に吸収され、ロッドに設けられたダイヤフラムは
ロッドの運動に追随して変形することができ、脱落した
り破損することが防止され、又無理な力が掛らないので
耐久性が向上する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
図面は、本発明を逆スターリングサイクル冷凍機に適用
した実施例の概略構成を示す断面図である。
した実施例の概略構成を示す断面図である。
この実施例の装置では、膨張シリンダ１．１′及び膨張
ピストン２．２′により形成される膨張空間３．３′は
、放熱器、蓄冷器４．４′、熱交換器５．５′を介して
圧縮シリンダ６．６′及び圧縮ピストン７．７′で形成
される圧縮空間８．８′と連通し、それぞれ逆スターリ
ングサイクル構成部を作る。
ピストン２．２′により形成される膨張空間３．３′は
、放熱器、蓄冷器４．４′、熱交換器５．５′を介して
圧縮シリンダ６．６′及び圧縮ピストン７．７′で形成
される圧縮空間８．８′と連通し、それぞれ逆スターリ
ングサイクル構成部を作る。
モータ９により回転駆動されるクランクシャフト１０は
圧縮ピストン７．７′と膨張ピストン２．２′とにロッ
ド１１．１１’及び１２．１２′を介して連結されてお
り、圧縮ピストン７．７′は膨張ピストン２．２′より
約９０°の位相遅れで往復運動を行なうようにされてい
る。その結果、逆スターリング構成部には逆スターリン
グサイクルを生じ、膨張空間３．３′において冷熱を発
生する。又、２つの逆スターリング構成部の夫々の膨張
ピストン２．２′は、この実施例では９０゜の位相差で
作動するように、クランク位置が定められている。
圧縮ピストン７．７′と膨張ピストン２．２′とにロッ
ド１１．１１’及び１２．１２′を介して連結されてお
り、圧縮ピストン７．７′は膨張ピストン２．２′より
約９０°の位相遅れで往復運動を行なうようにされてい
る。その結果、逆スターリング構成部には逆スターリン
グサイクルを生じ、膨張空間３．３′において冷熱を発
生する。又、２つの逆スターリング構成部の夫々の膨張
ピストン２．２′は、この実施例では９０゜の位相差で
作動するように、クランク位置が定められている。
ロッド１１．１１′及び１２．１２′には、ピストン背
圧側空間１３．１３′及び１４．１４′と、クランクシ
ャフト１０が設けられているクランク室（駆動室空間）
１５とを隔離する油封止のための柔軟なダイヤフラム１
６．１６′及び１７．１７′が周囲をシリンダ下端に、
中央部をロッドに固定して設けられている。
圧側空間１３．１３′及び１４．１４′と、クランクシ
ャフト１０が設けられているクランク室（駆動室空間）
１５とを隔離する油封止のための柔軟なダイヤフラム１
６．１６′及び１７．１７′が周囲をシリンダ下端に、
中央部をロッドに固定して設けられている。
ここ迄に述べた構成は、従来公知のところである。
しかし、本実施例では本発明に基づき、圧縮ピストン背
圧側空間１３．１３′と膨張ピストン背圧側空間１４．
１４′とに連通ずるバッファ（背圧空間）１９．１９′
が設けられ、このバッファ１９．１９′とクランク室１
５とを隔離して柔軟なダイヤフラム１８．１８′が設け
られている。
圧側空間１３．１３′と膨張ピストン背圧側空間１４．
１４′とに連通ずるバッファ（背圧空間）１９．１９′
が設けられ、このバッファ１９．１９′とクランク室１
５とを隔離して柔軟なダイヤフラム１８．１８′が設け
られている。
この装置は、以上の如く構成されているので、圧縮ピス
トン７．７′及び膨張ピストン２．２′の上下運動に伴
うピストン背圧側空間１３．１３’及び１４．１４′と
クランク室１５の容積変化によってダイヤフラム１６．
１６’ １７．１７′の両側に圧力差が生じた場合、
ピストン背圧側空間１３．１３’、１４．１４′の流体
はバッファ１９．１９′と流通して均圧し、バッファ１
９．１９′内の圧力とクランク室１５との圧力はダイヤ
フラム１８．１８′の変形により吸収され、ロッド１１
．１１’ １２．１２′に設けられたダイヤフラム
１６．１６’ １７．１７′に圧力差による負担が
掛らないようにする。その結果、ダイヤフラム１６．１
６’ １７．１７′がロッドから脱落したり破損す
ることは防止される。
トン７．７′及び膨張ピストン２．２′の上下運動に伴
うピストン背圧側空間１３．１３’及び１４．１４′と
クランク室１５の容積変化によってダイヤフラム１６．
１６’ １７．１７′の両側に圧力差が生じた場合、
ピストン背圧側空間１３．１３’、１４．１４′の流体
はバッファ１９．１９′と流通して均圧し、バッファ１
９．１９′内の圧力とクランク室１５との圧力はダイヤ
フラム１８．１８′の変形により吸収され、ロッド１１
．１１’ １２．１２′に設けられたダイヤフラム
１６．１６’ １７．１７′に圧力差による負担が
掛らないようにする。その結果、ダイヤフラム１６．１
６’ １７．１７′がロッドから脱落したり破損す
ることは防止される。
なお、図中に破線で示す如く、ピストン背圧側空間１３
．１３′及び１４．１４’及び連通ずるバッファ１９．
１９′とクランク室１５との間をオイルミストフィルタ
ーやアドゾーバ２１を介在する管路２０で連結するよう
にすれば、冷却によりピストン背圧側空間の圧力が大き
く下降し、クランク室との間に差圧が生じた場合にもそ
の圧力は上記管路２０を経てクランク室１５との間を均
圧に保つことができ、ダイヤフラムに過大な力が掛るこ
とを防止することができる。
．１３′及び１４．１４’及び連通ずるバッファ１９．
１９′とクランク室１５との間をオイルミストフィルタ
ーやアドゾーバ２１を介在する管路２０で連結するよう
にすれば、冷却によりピストン背圧側空間の圧力が大き
く下降し、クランク室との間に差圧が生じた場合にもそ
の圧力は上記管路２０を経てクランク室１５との間を均
圧に保つことができ、ダイヤフラムに過大な力が掛るこ
とを防止することができる。
（効果）
以上の如く、本発明によれば、極めて簡単な構成で、ピ
ストンとクランクシャフトとを連結するロッドに取付け
られたダイヤフラムの上下の圧力差を除去することがで
きるので、ダイヤフラムの脱落、破損を防止することが
でき、又、ダイヤフラムに掛る繰返し応力も小さくなる
のでダイヤフラムの耐久性の向上にも効果が得られる。
ストンとクランクシャフトとを連結するロッドに取付け
られたダイヤフラムの上下の圧力差を除去することがで
きるので、ダイヤフラムの脱落、破損を防止することが
でき、又、ダイヤフラムに掛る繰返し応力も小さくなる
のでダイヤフラムの耐久性の向上にも効果が得られる。
又、ピストン背圧空間とクランク室との容積変化に伴う
圧力変動を顧虞することなく、ピストンの配置を設定す
ることが可能となり、トルク変動を大幅に低減させるこ
とができる。
圧力変動を顧虞することなく、ピストンの配置を設定す
ることが可能となり、トルク変動を大幅に低減させるこ
とができる。
図面は本発明の実施例としての逆スターリングサイクル
冷凍機の一例の概略構成を示す図式図である。 １．１′−膨張シリンダ ２．２′−膨張ピストン ３．３′・−膨張空間 ６．６′−圧縮シリンダ ７．７′−圧縮ピストン ８．８′・−圧縮空間 １０・−クランクシャフト １１．１１ ’−圧圧縮ピストンワン ド１２１２′−・膨張ピストンロッド １３．１３’−圧縮ピストン背圧側空間１４．１４′・
−膨張ピストン背圧側空間１５−クランク室（駆動室空
間） １６．１６′−・・ダイヤフラム １７．１７′・−・ダイヤフラム １８、ｉｓ’−ダイヤフラム
冷凍機の一例の概略構成を示す図式図である。 １．１′−膨張シリンダ ２．２′−膨張ピストン ３．３′・−膨張空間 ６．６′−圧縮シリンダ ７．７′−圧縮ピストン ８．８′・−圧縮空間 １０・−クランクシャフト １１．１１ ’−圧圧縮ピストンワン ド１２１２′−・膨張ピストンロッド １３．１３’−圧縮ピストン背圧側空間１４．１４′・
−膨張ピストン背圧側空間１５−クランク室（駆動室空
間） １６．１６′−・・ダイヤフラム １７．１７′・−・ダイヤフラム １８、ｉｓ’−ダイヤフラム
Claims (1)
- 圧縮ピストン及び膨張ピストンと、シリンダ内のこれら
ピストンの背圧側空間と対向するクランク室空間に設け
られたクランク軸とを夫々連結するロッドに、上記ピス
トン背圧側空間とクランク空間とを隔離するダイヤフラ
ムを具備したスターリングサイクル又は逆スターリング
サイクル装置において、上記圧縮ピストン背圧側空間と
膨張ピストン背圧側空間とに連通する背圧空間、該背圧
空間と上記クランク室空間とを隔離するダイヤフラムと
を有することを特徴とするスターリングサイクル装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239039A JP2736346B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | スターリングサイクル装置 |
| US07/757,528 US5134848A (en) | 1990-09-11 | 1991-09-11 | Stirling cycle apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2239039A JP2736346B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | スターリングサイクル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04121447A true JPH04121447A (ja) | 1992-04-22 |
| JP2736346B2 JP2736346B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=17038972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2239039A Expired - Fee Related JP2736346B2 (ja) | 1990-09-11 | 1990-09-11 | スターリングサイクル装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5134848A (ja) |
| JP (1) | JP2736346B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW347464B (en) * | 1996-11-15 | 1998-12-11 | Sanyo Electric Co | Stirling cycle machine |
| US5904044A (en) * | 1997-02-19 | 1999-05-18 | White; William M. | Fluid expander |
| US8074457B2 (en) * | 2006-05-12 | 2011-12-13 | Flir Systems, Inc. | Folded cryocooler design |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2183300B (en) * | 1984-10-19 | 1988-11-16 | Eder Franz X | Energy conversion apparatus including a gas compressor |
| JPS61226546A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-08 | Aisin Seiki Co Ltd | スターリングサイクル装置の駆動装置 |
-
1990
- 1990-09-11 JP JP2239039A patent/JP2736346B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-11 US US07/757,528 patent/US5134848A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5134848A (en) | 1992-08-04 |
| JP2736346B2 (ja) | 1998-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971111 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |