JPH1019404A - 外燃式熱ガス機関 - Google Patents
外燃式熱ガス機関Info
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- JPH1019404A JPH1019404A JP18839596A JP18839596A JPH1019404A JP H1019404 A JPH1019404 A JP H1019404A JP 18839596 A JP18839596 A JP 18839596A JP 18839596 A JP18839596 A JP 18839596A JP H1019404 A JPH1019404 A JP H1019404A
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- low
- chamber
- hot gas
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- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温室の排除容積を増大させることなく、簡
単な構成で、能力の向上を図ることのできる外燃式熱ガ
ス機関を提供する。 【解決手段】 高温室１２と中温室１３との間を移動す
る高温側デイスプレーサピストン２と、低温室１５と中
温室１４との間を移動する低温側デイスプレーサピスト
ン３と、両デイスプレーサピストンにそれぞれ連結さ
れ、両中温室をそれぞれ貫通してクランクに連結される
ロッド２ａ，３ａとを備えた外燃式熱ガス機関におい
て、高温室１２の排除容積よりも低温室１５の排除容積
を大きくするとともに、低温側において容積変化を生じ
させるものである。
単な構成で、能力の向上を図ることのできる外燃式熱ガ
ス機関を提供する。 【解決手段】 高温室１２と中温室１３との間を移動す
る高温側デイスプレーサピストン２と、低温室１５と中
温室１４との間を移動する低温側デイスプレーサピスト
ン３と、両デイスプレーサピストンにそれぞれ連結さ
れ、両中温室をそれぞれ貫通してクランクに連結される
ロッド２ａ，３ａとを備えた外燃式熱ガス機関におい
て、高温室１２の排除容積よりも低温室１５の排除容積
を大きくするとともに、低温側において容積変化を生じ
させるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房装置や給湯
装置等の冷熱源として好適な、外燃式熱ガス機関の加熱
器に関する。
装置等の冷熱源として好適な、外燃式熱ガス機関の加熱
器に関する。
【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 Heat
Pumpという）が開発されている。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号公報または特開平４−１１３１７０号公報
等参照）。
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 Heat
Pumpという）が開発されている。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号公報または特開平４−１１３１７０号公報
等参照）。
【０００３】この種のＶＭＨＰは、図３に示すように、
エンジン部６１と冷凍機６３とからなり、燃焼器の熱に
よりエンジン部６１が駆動され、その出力６１ａにより
冷凍機６３が駆動されるしくみになっている。
エンジン部６１と冷凍機６３とからなり、燃焼器の熱に
よりエンジン部６１が駆動され、その出力６１ａにより
冷凍機６３が駆動されるしくみになっている。
【０００４】このＶＭＨＰの能力を増大させるために
は、まず第一に、図４に示すように、エンジン部６１の
能力を増大させることが考えられる。具体的には、後述
する高温室の排除容積を増大させることである。しか
し、エンジン部６１の容量を増大させただけでは、エン
ジン部６１の出力６１ａは増大するが、冷凍機６３の能
力を大きく増大させることはできない。第二に、図５に
示すように、冷凍機６３の能力を増大させることが考え
られる。具体的には、後述する低温室の排除容積を増大
させることである。しかし、冷凍機６１の容量を増大さ
せただけでは、エンジン部６１の出力６１ａは増大しな
いので、冷凍機６３の駆動エネルギーが不足するので、
外部エネルギを導入しなければならない。
は、まず第一に、図４に示すように、エンジン部６１の
能力を増大させることが考えられる。具体的には、後述
する高温室の排除容積を増大させることである。しか
し、エンジン部６１の容量を増大させただけでは、エン
ジン部６１の出力６１ａは増大するが、冷凍機６３の能
力を大きく増大させることはできない。第二に、図５に
示すように、冷凍機６３の能力を増大させることが考え
られる。具体的には、後述する低温室の排除容積を増大
させることである。しかし、冷凍機６１の容量を増大さ
せただけでは、エンジン部６１の出力６１ａは増大しな
いので、冷凍機６３の駆動エネルギーが不足するので、
外部エネルギを導入しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来では、ＶＭＨＰの
能力をアップさせるために、第一に、高温室及び低温室
の両方の排除容積を増大させるが、これでは機関が大型
化するし、特に高温室の排除容積を増大させると、耐熱
対策が困難になるという問題がある。
能力をアップさせるために、第一に、高温室及び低温室
の両方の排除容積を増大させるが、これでは機関が大型
化するし、特に高温室の排除容積を増大させると、耐熱
対策が困難になるという問題がある。
【０００６】第二に、容積変化を伴う中温室を付加した
複スターリングサイクルや、ＣＹサイクルなどを採用す
ることも考えられるが、これでは構造が複雑化するとと
もに、メカ損失が増大するという問題がある。第三に、
ＶＭＨＰは容積変化がないために、比出力（能力／排除
容積）が小さいことに鑑みて、容積変化をつけるため
に、第三ピストンを付加することが考えられる。しかし
ながらこれによっても構造が複雑化するなどの問題があ
る。
複スターリングサイクルや、ＣＹサイクルなどを採用す
ることも考えられるが、これでは構造が複雑化するとと
もに、メカ損失が増大するという問題がある。第三に、
ＶＭＨＰは容積変化がないために、比出力（能力／排除
容積）が小さいことに鑑みて、容積変化をつけるため
に、第三ピストンを付加することが考えられる。しかし
ながらこれによっても構造が複雑化するなどの問題があ
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、高温室の排除容積を増大さ
せることなく、簡単な構成で、能力の向上を図ることの
できる外燃式熱ガス機関を提供することにある。
技術が有する課題を解消し、高温室の排除容積を増大さ
せることなく、簡単な構成で、能力の向上を図ることの
できる外燃式熱ガス機関を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高温室と中温室との間を移動する高温側デイスプレ
ーサピストンと、低温室と中温室との間を移動する低温
側デイスプレーサピストンと、両デイスプレーサピスト
ンにそれぞれ連結され、両中温室をそれぞれ貫通してク
ランクに連結されるロッドとを備えた外燃式熱ガス機関
において、前記高温室の排除容積よりも前記低温室の排
除容積を大きくするとともに、低温側において容積変化
を生じさせることを特徴とするものである。
は、高温室と中温室との間を移動する高温側デイスプレ
ーサピストンと、低温室と中温室との間を移動する低温
側デイスプレーサピストンと、両デイスプレーサピスト
ンにそれぞれ連結され、両中温室をそれぞれ貫通してク
ランクに連結されるロッドとを備えた外燃式熱ガス機関
において、前記高温室の排除容積よりも前記低温室の排
除容積を大きくするとともに、低温側において容積変化
を生じさせることを特徴とするものである。
【０００９】請求項２に記載の発明は、高温室と中温室
との間を移動する高温側デイスプレーサピストンと、低
温室と中温室との間を移動する低温側デイスプレーサピ
ストンと、両デイスプレーサピストンにそれぞれ連結さ
れ、両中温室をそれぞれ貫通してクランクに連結される
ロッドとを備えた外燃式熱ガス機関において、この外燃
式熱ガス機関の能力の向上のために、前記高温室の排除
容積よりも前記低温室の排除容積を大きくするととも
に、低温側ディスプレーサピストンに連結される前記ロ
ッドの径を大きくしたことを特徴とするものである。
との間を移動する高温側デイスプレーサピストンと、低
温室と中温室との間を移動する低温側デイスプレーサピ
ストンと、両デイスプレーサピストンにそれぞれ連結さ
れ、両中温室をそれぞれ貫通してクランクに連結される
ロッドとを備えた外燃式熱ガス機関において、この外燃
式熱ガス機関の能力の向上のために、前記高温室の排除
容積よりも前記低温室の排除容積を大きくするととも
に、低温側ディスプレーサピストンに連結される前記ロ
ッドの径を大きくしたことを特徴とするものである。
【００１０】ＶＭＨＰの能力を増大させるためには、エ
ンジン部（高温側）の能力を増大させるだけでなく、冷
凍機（低温側）の能力を増大させる必要がある。
ンジン部（高温側）の能力を増大させるだけでなく、冷
凍機（低温側）の能力を増大させる必要がある。
【００１１】これらの発明によれば、ロッドを大径にす
るなどして、低温側において容積変化を生じさせること
により、冷凍機の駆動エネルギー（エンジン部の出力）
を増大させるとともに、高温室の排除容積よりも低温室
の排除容積を大きくすることによって、冷凍機（低温
側）の能力を増大させている。
るなどして、低温側において容積変化を生じさせること
により、冷凍機の駆動エネルギー（エンジン部の出力）
を増大させるとともに、高温室の排除容積よりも低温室
の排除容積を大きくすることによって、冷凍機（低温
側）の能力を増大させている。
【００１２】
【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。
【００１３】図１は空気調和機の冷温水供給回路を示し
ており、この回路には図２に断面斜視を示すヴィルミエ
サイクルの熱ガス機関１が採用されている。
ており、この回路には図２に断面斜視を示すヴィルミエ
サイクルの熱ガス機関１が採用されている。
【００１４】熱ガス機関１は互いに直交配置された高温
側ディスプレーサピストン（以下「高温側ピストン」と
いう。）２と低温側ディスプレーサピストン（以下「低
温側ピストン」という。）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。
側ディスプレーサピストン（以下「高温側ピストン」と
いう。）２と低温側ディスプレーサピストン（以下「低
温側ピストン」という。）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。
【００１５】両ピストン２，３は、例えば高温側ピスト
ン２が上死点と下死点との中間位置へ到達するときに、
低温側ピストン３が上死点に位置するように、互いに９
０°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。高温側ピスト
ン２と低温側ピストン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１
２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１
５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。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。
ン２が上死点と下死点との中間位置へ到達するときに、
低温側ピストン３が上死点に位置するように、互いに９
０°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。高温側ピスト
ン２と低温側ピストン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１
２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１
５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。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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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。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。
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。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。
【００１８】室内機２００内には室内熱交換器２０１が
配設され、室外機３００内には室外熱交換器３００が配
設されている。２０３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２０１と低温熱交換器８は、管路２３と
四方弁３７と管路２４とによりつながれている。
配設され、室外機３００内には室外熱交換器３００が配
設されている。２０３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２０１と低温熱交換器８は、管路２３と
四方弁３７と管路２４とによりつながれている。
【００１９】また、中温熱交換器５と室外熱交換器３０
１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３５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。
１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３５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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
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。
【００２３】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。
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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】前述した熱ガス機関１においては、以下の
ように二つの構成によって、この熱ガス機関１の能力ア
ップが図られている。この熱ガス機関１においては、燃
焼器１１、高温室１２等を含む高温側がエンジン部６１
を構成しており、低温室１５等を含む低温側が冷凍機６
３を構成している。
ように二つの構成によって、この熱ガス機関１の能力ア
ップが図られている。この熱ガス機関１においては、燃
焼器１１、高温室１２等を含む高温側がエンジン部６１
を構成しており、低温室１５等を含む低温側が冷凍機６
３を構成している。
【００２７】これを前提にして説明すると、第一に、図
１及び図２に示すように、低温側（低温室１５）の排除
容積は、高温側（高温室１２）の排除容積よりも大きく
設定されている。排除容積を大きくするには、ピストン
のストロークを大きくするか、或いはボア径を大きくす
るかすればよい。この第一の構成によれば、低温側の排
除容積と、高温側の排除容積とが同じ熱ガス機関に比べ
て、低温側の排除容積が増大しているので、図５に示す
ように、冷凍機６３の能力はアップされる。第二に、低
温側ディスプレーサピストン３に連結されるロッド３ａ
の径が、低温側ボアに対しある程度の大きさ、例えば、
下記の数式１の大きさをもつ。
１及び図２に示すように、低温側（低温室１５）の排除
容積は、高温側（高温室１２）の排除容積よりも大きく
設定されている。排除容積を大きくするには、ピストン
のストロークを大きくするか、或いはボア径を大きくす
るかすればよい。この第一の構成によれば、低温側の排
除容積と、高温側の排除容積とが同じ熱ガス機関に比べ
て、低温側の排除容積が増大しているので、図５に示す
ように、冷凍機６３の能力はアップされる。第二に、低
温側ディスプレーサピストン３に連結されるロッド３ａ
の径が、低温側ボアに対しある程度の大きさ、例えば、
下記の数式１の大きさをもつ。
【００２８】
【数１】 ちなみに、高温側では下記の数式２程度である。ロッド
径／ボア比が大きいということは容積変化が大きいとい
うことである。
径／ボア比が大きいということは容積変化が大きいとい
うことである。
【００２９】
【数２】 この第二の構成によれば、ロッド３ａの径、ボア比とロ
ッド２ａの径、ボア比とが同じ熱ガス機関に比べて、低
温側において容積変化を生じさせることができるので、
図４に示すように、冷凍機６３の駆動エネルギー（エン
ジン部６１の出力）を増大させることができる。
ッド２ａの径、ボア比とが同じ熱ガス機関に比べて、低
温側において容積変化を生じさせることができるので、
図４に示すように、冷凍機６３の駆動エネルギー（エン
ジン部６１の出力）を増大させることができる。
【００３０】要するに、この実施形態によれば、低温側
において容積変化を生じさせることにより、エンジン部
６１の能力を増大させるとともに、低温側の排除容積を
増大させることにより、冷凍機６３の能力を増大させる
ものである。従って、これによれば高温側の排除容積は
従来のまま、即ち、高温側の排除容積は増大させること
なく、熱ガス機関１の能力向上を図ることができるの
で、高温側における困難な耐熱対策などはほとんど不要
になる。
において容積変化を生じさせることにより、エンジン部
６１の能力を増大させるとともに、低温側の排除容積を
増大させることにより、冷凍機６３の能力を増大させる
ものである。従って、これによれば高温側の排除容積は
従来のまま、即ち、高温側の排除容積は増大させること
なく、熱ガス機関１の能力向上を図ることができるの
で、高温側における困難な耐熱対策などはほとんど不要
になる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
温側において容積変化を生じさせることにより、エンジ
ン部の能力を増大させるとともに、低温側の排除容積を
増大させることにより、冷凍機の能力を増大させている
ので、高温側の排除容積は増大させることなく、熱ガス
機関の能力向上を図ることができる。従って、高温側に
おける困難な耐熱対策などはほとんど不要である。
温側において容積変化を生じさせることにより、エンジ
ン部の能力を増大させるとともに、低温側の排除容積を
増大させることにより、冷凍機の能力を増大させている
ので、高温側の排除容積は増大させることなく、熱ガス
機関の能力向上を図ることができる。従って、高温側に
おける困難な耐熱対策などはほとんど不要である。
【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】熱ガス機関の能力向上のメカニズムを示す図で
ある。
ある。
【図４】熱ガス機関のエンジン部能力向上のメカニズム
を示す図である。
を示す図である。
【図５】熱ガス機関の冷凍機能力向上のメカニズムを示
す図である。
す図である。
１ 熱ガス機関 ２ 高温側ピストン 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 ６１ エンジン部 ６３ 冷凍機
Claims (2)
- 【請求項１】 高温室と中温室との間を移動する高温側
デイスプレーサピストンと、低温室と中温室との間を移
動する低温側デイスプレーサピストンと、両デイスプレ
ーサピストンにそれぞれ連結され、両中温室をそれぞれ
貫通してクランクに連結されるロッドとを備えた外燃式
熱ガス機関において、 前記高温室の排除容積よりも前記低温室の排除容積を大
きくするとともに、低温側において容積変化を生じさせ
ることを特徴とする外燃式熱ガス機関。 - 【請求項２】 高温室と中温室との間を移動する高温側
デイスプレーサピストンと、低温室と中温室との間を移
動する低温側デイスプレーサピストンと、両デイスプレ
ーサピストンにそれぞれ連結され、両中温室をそれぞれ
貫通してクランクに連結されるロッドとを備えた外燃式
熱ガス機関において、 この外燃式熱ガス機関の能力の向上のために、前記高温
室の排除容積よりも前記低温室の排除容積を大きくする
とともに、低温側ディスプレーサピストンに連結される
前記ロッドの径を大きくしたことを特徴とする外燃式熱
ガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18839596A JPH1019404A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 外燃式熱ガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18839596A JPH1019404A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 外燃式熱ガス機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1019404A true JPH1019404A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16222895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18839596A Pending JPH1019404A (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 外燃式熱ガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1019404A (ja) |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP18839596A patent/JPH1019404A/ja active Pending
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