JPH06147009A - スターリングエンジン - Google Patents

スターリングエンジン

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Publication number
JPH06147009A
JPH06147009A JP5020937A JP2093793A JPH06147009A JP H06147009 A JPH06147009 A JP H06147009A JP 5020937 A JP5020937 A JP 5020937A JP 2093793 A JP2093793 A JP 2093793A JP H06147009 A JPH06147009 A JP H06147009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
displacer piston
piston
stirling engine
displacer
Prior art date
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Pending
Application number
JP5020937A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadami Ano
忠美 阿野
Susumu Kumada
進 熊田
Tsutomu Honda
勉 本多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5020937A priority Critical patent/JPH06147009A/ja
Publication of JPH06147009A publication Critical patent/JPH06147009A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/40Piston assemblies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/85Crankshafts

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 呼吸孔の形成及び確認が容易なディスプレー
サピストンを有するスターリングエンジンを得る。 【構成】 ディスプレーサピストン15のパワーピストン
3と対向した底部に貫通孔16を形成し、この貫通孔16を
所定の断面積の呼吸孔17aが形成された閉塞部材17によ
って閉塞する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スターリングエンジ
ンに関し、特にディスプレーサピストンの内部圧力をシ
リンダ内の圧力と均圧にする呼吸穴に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のスターリングエンジンを
示す断面図、図9は図8におけるスターリングエンジン
の動作図、図10は図8におけるディスプレーサピストン
を示す断面図である。各図において、1はシリンダ、2
はシリンダ1内の一端部に摺動可能に収納されたディス
プレーサピストンで、内部には空洞2aが形成され、他端
すなわち底部には呼吸孔2bが設けられている。2cはディ
スプレーサピストン2の他端部に装着されたピストンパ
ッキン、3はシリンダ1内の他端部にディスプレーサピ
ストン2と間隔をあけて摺動可能に収納されたパワーピ
ストン、3aはパワーピストン3に装着されたピストンパ
ッキン、4はシリンダ1の径方向と直角に配置された回
動可能なクランク軸、5aはクランク軸4と固着された第
1のクランク、6は一端が第1のクランク5aと傾動可能
に連結された第1のクランク腕、7は一端が第1のクラ
ンク腕6と傾動可能に連結され、他端がディスプレーサ
ピストン2と固着されたピストン軸、5bはクランク軸4
と固着された第2のクランクで、第1のクランク5aとは
位相差θを介して配設されている。8は一端が第2のク
ランク5bと傾動可能に連結され他端がパワーピストン3
と傾動可能に連結された第2のクランク腕、9は再生熱
交換器で加熱室9aと熱交換室9bと冷却室9cを備えてい
る。10はシリンダ1と加熱室9aとを接続した接続管、11
はシリンダ1のディスプレーサピストン2とパワーピス
トン3との間と冷却室9c間を接続した接続管、12はシリ
ンダ1内の一端部に形成され作動ガス14が充填される高
温室で、ヘリウムなどの作動ガス13が50〜100kg/cm2
圧力で封入されている。13はシリンダ1内のディスプレ
ーサピストン2とパワーピストン3との間に形成され作
動ガス14が充填される低温室である。
【0003】次に動作について説明する。図8に示すよ
うに、ディスプレーサピストン2とパワーピストン3と
がそれぞれ近接動作した状態では、低温室13内の作動ガ
ス14の多くは、加熱室9aで約700℃に加熱され高温室12
に供給されて加熱状態となり、低温室13内は高圧とな
る。また、図9に示すようにディスプレーサピストン2
とパワーピストン3とがそれぞれ開離動作した状態で
は、高温室12内の作動ガス14の多くは圧縮されて再生熱
交換器9を通り、冷却室9cで約100℃に冷却されて低温
室13に供給され冷却状態となり、低温室13は低圧とな
る。上述のように、低温室13の圧力変化で動作するパワ
ーピストン3の動作量が、パワーピストン3と連結され
た第2のクランク腕8、第2のクランク5bによって、図
示矢印で示す回転運動としてクランク軸4から取り出さ
れる。このとき、ディスプレーサピストン2の上下の高
温室12と低温室13とには圧力差は殆どなく、ディスプレ
ーサピストン2は、動作によって作動ガス14を高温室12
と低温室13との間を移動させる。
【0004】ところで、上記作動ガス14を移動させるデ
ィスプレーサピストン2には、上述のように空洞2a内に
作動ガス14を導いて、内部と外部との圧力を均一にする
呼吸孔2bが設けられており、この呼吸孔2bは図10に示す
ように、所定の径と深さを有する第1の孔2b1と、この
第1の孔2b1と接続され径が第1の孔2b1の径より極めて
小さい例えば0.1mm〜0.3mmの第2の孔2b2とで形成さ
れ、エンジンの停止中、即ちディスプレーサピストン2
の停止中には、空洞2a内に作動ガス14を導入できるよう
にし、ディスプレーサピストン2の動作中には、空洞2a
の内部と外部とに圧力差が生じても、作動ガス14が空洞
2a内に出入りするのを抑制し、スターリングエンジンの
効率低下を防止するようにされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のスターリングエ
ンジンにおけるディスプレーサピストン2は、以上のよ
うに呼吸孔2aは極めて小さい径をディスプレーサピスト
ン2に加工する必要があるので、小径の孔を加工するこ
とが困難であり位置の確認も困難な作業になるという問
題点があった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、呼吸孔の形成及び確認が容易な
ディスプレーサピストンを有するスターリングエンジン
を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
わるスターリングエンジンのディスプレーサピストンの
呼吸孔は、ディスプレーサピストンがパワーピストンと
対向した底部に貫通孔を設け、この貫通孔を所定の断面
積の呼吸孔が形成された閉塞部材で閉塞したものであ
る。また、この発明の請求項2に係わるスターリングエ
ンジンのディスプレーサピストンの呼吸孔は、ディスプ
レーサピストンがパワーピストンと対向した底部に貫通
孔を形成し、この貫通孔を所定の断面積を有し端部が漸
次拡大された呼吸孔を有する閉塞部材で閉塞したもので
ある。また、この発明の請求項3に係わるスターリング
エンジンのディスプレーサピストンの呼吸孔は、ディス
プレーサピストンがパワーピストンと対向した底部に貫
通孔を形成し、この貫通孔を所定の多孔率を有する多孔
質部材で閉塞したものである。
【0008】
【作用】この発明におけるスターリングエンジンのディ
スプレーサピストンに形成された呼吸孔は、ディスプレ
ーサピストンの底部に形成された貫通孔を閉塞する閉塞
部材に形成されるので、加工および確認が容易となる。
【0009】
【実施例】
実施例1.以下,この発明の実施例を図について説明す
る。図1はこの発明の実施例1によるスターリングエン
ジンを示す断面図である。図において、1,3〜14は従
来のものと同様のため説明を省略する。15はこの発明に
よるディスプレーサピストンで、図2(a)に示すよう
に構成されている。ディスプレーサピストン15を示す図
2において、15aは空洞、15bはパッキン装着溝で、この
装着溝15bにピストンパッキン15cが装着されている。16
はディスプレーサピストン15がパワーピストン3と対向
する底面を貫通して設けられたねじ孔(貫通孔)、17は
ねじ孔16を閉塞する閉塞部材、17aは径方向のほぼ中心
部に一端部の径が例えば0.2mmで他端に向かって漸次拡
大されたテーパ孔(呼吸孔)である。
【0010】次に呼吸孔の形成について説明する。ディ
スプレーサピストン15の貫通孔16は、ディスプレーサピ
ストン15の機械加工時に汎用の機械で加工される。ま
た、閉塞部材17の呼吸孔17aは、貫通孔16の一端空洞側1
5aにねじ孔16を閉塞する部材(図示せず)を配置し、こ
の部材の中心に小径部の径が0.1mmのテーパピン18を通
して固定し、テーパピン18の周囲に所定の時間後に硬化
する部材、例えば、はんだ,銀ローなどの金属材料、あ
るいは、耐熱性の合成樹脂を充填し、部材の硬化後にテ
ーパピン18を抜き取ることにより、所望のテーパ状の呼
吸孔17aを形成する。このようにすると、所望の径の呼
吸孔17を容易に形成することができるとともに、閉塞部
材17はねじ孔16と強固に固着される。
【0011】実施例2.上記実施例においては、ディス
プレーサピストン15に所定の時間後に硬化する部材を流
し込んで呼吸孔を形成したが、例えば、図2(b)に示
すように、所定の内径を有する筒状部材19の一端に、テ
ーパピン18の小径部を挿入した閉塞材20を当接させて閉
塞し、筒状部材19の他端からテーパピン18の周囲に硬化
部材21を流し込んで閉塞部材21を形成し、硬化後にテー
パピン18を抜き取ることによって形成されるテーパ孔21
aを呼吸孔とし、閉塞部材21をディスプレーサピストン1
5のねじ孔16に接着剤等で接着しても上記実施例と同様
の効果を発揮する。
【0012】実施例3.上記実施例1,2においては、
呼吸孔17aはテーパピンを用いて形成したが、棒状のピ
ンを用いても上記実施例と同様の効果を発揮する。
【0013】実施例4.上記実施例においては、閉塞部
材を所定時間後に硬化する部材で形成したが、図3
(a)に示すように、ディスプレーサピストン15のねじ
孔16と螺合できるみぞ付ねじを閉塞部材22とし、この閉
塞部材22を長手方向に貫通して所定の径の呼吸孔22aを
形成するか、または、図3(b)に示すようにディスプ
レーサピストン15のねじ孔16と螺合できる閉塞部材22の
ねじ部を、みぞ切り加工して長手方向に延在するみぞ22
bを形成するか、あるいは、図3(c)に示すように閉
塞部材22のねじ部の一面を所定の寸法研削加工して研削
面22cを形成し、この閉塞部材22でネジ孔16を閉塞する
と、閉塞部材22および呼吸孔22b〜22dの形成が容易で、
上記実施例と同様の効果を発揮できる。
【0014】実施例5.図4はこの発明の実施例5によ
るスターリングエンジンのディスプレーサピストンを示
す断面図で、ディスプレーサピストン15の底面を貫通し
て汎用機械で加工できる貫通孔23を設け、この貫通孔23
がパワーピストン3と対向する側に、耐熱性を有する合
成樹脂からなる所定の厚さのフィルム状部材から、外径
が貫通孔23の径より大きい径でほぼ中央部に径が0.1mm
の呼吸孔24aを設けて形成された閉塞部材24を、接着剤
で固着することにより上記実施例と同様の効果を発揮す
ることは勿論のこと、容易に製作することができる。な
お、上記呼吸孔24aは、例えば針状の先端が尖った部材
で押明けることにより形成することができる。
【0015】実施例6.図5はこの発明の実施例6によ
るスターリングエンジンのディスプレーサピストンを示
す断面図で、ディスプレーサピストン15の底面を貫通し
て汎用機械で加工できる貫通孔23を設け、この貫通孔23
を所定の多孔率を有する耐熱性の多孔質部材で形成され
た閉塞部材25で接着剤を用いて閉塞すると、市場性のあ
る多孔質部材で閉塞部材25を形成することができ、上記
実施例と同様の効果を発揮することは勿論のこと製造コ
ストを低減する。
【0016】実施例7.図6はこの発明の実施例7によ
るスターリングエンジンのディスプレーサピストンを示
す断面図で、ディスプレーサピストン15の底面を貫通し
て汎用機械で加工できる第1の孔26aを設け、次に、第
1の孔26aより大きい径の第2の孔26bを底面外部から所
定の深さで加工して、段差を有する貫通孔26を形成す
る。この貫通孔26に径が第2の孔26bとほぼ同じ径で長
さが第2の孔26bの深さより所定の値短く形成され、所
定の多孔率を有する多孔質部材からなる閉塞部材27を挿
入し、第2の孔26aの端部をコーキングして閉塞部材27
の抜け止め処理を施しても、上記実施例と同様の効果を
発揮できる。
【0017】実施例8.図7はこの発明の実施例8によ
るスターリングエンジンのディスプレーサピストンを示
す断面図で、実施例4を示す図3(a)においては呼吸
孔22aは直通孔としたが、図示のように、閉塞部材28の
両端部から所定の角度を有するテーパ孔を所定の深さで
加工し、両テーパ孔を接続する例えば0.1mmの孔を加工
して、呼吸孔28aを構成しても、上記実施例と同様の効
果を発揮できることは勿論のこと加工が容易となる。
【0018】実施例9.上記実施例8においては、呼吸
孔28aの両端部を拡大したが、例えば所望の一端側に径
が0.1mmの呼吸孔28aを所定の長さ形成し、他端側に向か
って漸次拡大しても、上記実施例8と同様の効果を発揮
する。
【0019】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、ディスプレーサピストンはパワーピストンと対向し
た底部に貫通孔が形成されこの貫通孔は所定の断面積の
呼吸孔が形成された閉塞部材によって閉塞され、また、
この発明の請求項2によれば、ディスプレーサピストン
はパワーピストンと対向した底部に貫通孔が形成されこ
の貫通孔は所定の断面積を有し端部が漸次拡大された呼
吸孔が形成された閉塞部材によって閉塞され、また、請
求項3によれば、ディスプレーサピストンはパワーピス
トンと対向した底部に貫通孔が形成されこの貫通孔は所
定の多孔率を有する多孔質部材によって閉塞されている
ので、呼吸穴の形成及び確認が容易なディスプレーサピ
ストンを有するスターリングエンジンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1によるスターリングエンジ
ンを示す断面図である。
【図2】図1におけるディスプレーサピストンを示す断
面図である。
【図3】実施例4におけるディスプレーサピストンの閉
塞部材を示す斜視図である。
【図4】この発明の実施例5によるディスプレーサピス
トンを示す断面図である。
【図5】この発明の実施例6によるディスプレーサピス
トンを示す断面図である。
【図6】この発明の実施例7によるディスプレーサピス
トンを示す断面図である。
【図7】この発明の実施例8によるディスプレーサピス
トンを示す断面図である。
【図8】従来のスターリングエンジンを示す断面図であ
る。
【図9】図8における従来のスターリングエンジンの動
作を示す断面図である。
【図10】図9における従来のディスプレーサピストン
を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 3 パワーピストン 12 高温室 13 低温室 14 作動ガス 15 ディスプレーサピストン 16,23,26 貫通孔(ねじ孔) 17,21,24,25,27,28 閉塞部材 17a,22a,22b,22c,24a,28a 呼吸孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれシリンダ内に配置され一端が上
    記シリンダとの間で高温室を形成するディスプレーサピ
    ストンおよびこのディスプレーサピストンとの間に低温
    室を介して対向したパワーピストンを備え、上記ディス
    プレーサピストンの停止中は上記低温室中の作動ガスを
    上記ディスプレーサピストン内に導入し、動作中は作動
    ガスの流入を抑制する呼吸孔が上記ディスプレーサピス
    トンに設けられたスターリングエンジンにおいて、上記
    ディスプレーサピストンは上記パワーピストンと対向し
    た底部に貫通穴が形成されこの貫通穴は所定の断面積の
    呼吸孔が形成された閉塞部材によって閉塞されているこ
    とを特徴とするスターリングエンジン。
  2. 【請求項2】 呼吸孔は所定の断面積を有し端部が漸次
    拡大されて形成されていることを特徴とする請求項1記
    載のスターリングエンジン。
  3. 【請求項3】 それぞれシリンダ内に配置され一端が上
    記シリンダとの間で高温室を形成するディスプレーサピ
    ストンおよびこのディスプレーサピストンとの間に低温
    室を介して対向したパワーピストンを備え、上記ディス
    プレーサピストンの停止中は上記低温室中の作動ガスを
    上記ディスプレーサピストン内に導入し、動作中は作動
    ガスの流入を抑制する呼吸孔が上記ディスプレーサピス
    トンに設けられたスターリングエンジンにおいて、上記
    ディスプレーサピストンは上記パワーピストンと対向し
    た底部に貫通穴が形成されこの貫通穴は所定の多孔率を
    有する多孔質部材によって閉塞されていることを特徴と
    するスターリングエンジン。
JP5020937A 1992-09-16 1993-02-09 スターリングエンジン Pending JPH06147009A (ja)

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JP24631692 1992-09-16
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2617977A3 (en) * 2004-12-27 2017-11-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fluid device
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