JPS61212656A

JPS61212656A - スタ−リングエンジン

Info

Publication number: JPS61212656A
Application number: JP5382085A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takei; 祐治武井
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1986-09-20

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。

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エンジンに関するものである。

（従来の技術）従来、この種スターリングエンジンとして第４図に示す
ようなものが知られている。即ち、縦長のシリンダ１０
と該シリンダ１０の下部にこれと連通して設けられたク
ランク室１１とを備え、該シリンダ１０内には上部にデ
ィスプレーサ−ピストン１２を、下部にパワーピストン
１３をそれぞれ気密状態で収容している。また、該シリ
ンダ１０の上部は加熱器１４に、該ディスプレーサ−ピ
ストン１２と該パワーピストン１３との間の部位は冷却
器１５にそれぞれ連結するとともに、該加熱器１４と該
冷却器１５は再生器１６と連結している。該クランク室
１１内には出力軸１７に連結するクランク車１８が配設
され、該クランク車１８と該ディスプレーサ−ピストン
１２及び該パワーピストン１３とはコネクチングロッド
１９，２１、及びロッド２０にて連結している構造のも
のである。

（発明が解決しようとする問題点）前記従来のスターリングエンジンでは、シリンダ１０及
びクランク室１１にハＮ２　、　Ｈｅ、　８２等の不凝
縮性の気体が気密状態で封入されていることから、パワ
ーピストン１３の上下動によ゛り該クランク室１１内の
圧力が変化するため、該シリンダ１０の下部に連通づる
圧力緩衝装置２２を設けなければならなかったし、また
、該圧力緩衝装置２２を設けない場合は該クランク室１
１を大型に形成することを要するという問題点を有して
いた。

（発明の目的）本発明は前記従来の問題点に鑑み、圧力ＩＩ衝装置を設
けることなくクランク室の圧力が調整され、且、出力の
大きいスターリングエンジンを提供しようとするもので
ある。

（問題点を解決するための手段）本発明は前記目的を達成するため、パワーピストン３９
ａ、３９ｂとディスプレーサ−ピストン３８ａ、３８ｂ
とを収容するシリンダ３１ａ、３１ｂと、該各ピストン
３８ａ、３８ｂ、３９ａ。

３９ｂに連結したコネクチングロッド３３ａ、３３ｃ、
３４ａ、３４ｃと、クランク車３２ａ、３２ｂとを有す
る一対のエンジン本体３０ａ、３０ｂと、該各クランク
車３２ａ、３２ｂに連動する出力車６０と、該各車３２
ａ、３２ｂ、６０を収容するクランク室５０とを備え、
前記各コネクチングロッド３３ａ、３３ｃ、３４ａ、３
４ｃと前記各クランク車３２ａ、３２ｂとは該各パワー
ピストン３９ａ、３９ｂが１８０°の位相差を有するよ
う連結したことを特徴とする。

（作用）本発明によれば、コネクチングロッドと各クランク車と
は各パワーピストンが１８０°の位相差を有するように
連結しているので、該各パワーピストンは互いに逆方向
の往復運動、すなわち一方のパワーピストンがクランク
室方向に移動し該クランク室に圧力を加えるときは、他
方のパワーピストンはシリンダの上方に移動することに
なり、クランク室内の気体は該シリンダ内に流入するか
ら、該各シリンダが圧力緩衝装置としての機能を有し、
圧力緩衝装置を別個に設けることを要しない。また、出
力車は２個のエンジン本体により駆動させることから、
その出力は向上し、更にトルクの変動も小さくなる。

（実施例）第１図乃至第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を
示すもので、３０ａ、３０ｂは一対の同形のエンジン本
体で、後述する出力軸６１の上下方向に対して対称に立
設されている。５ｏはクランク室である。

前記エンジン本体３０ａ、３０ｂは前記クランク室５０
に下部で連通ずる縦長で同形のシリンダ３１ａ、３１ｂ
と、該クランク室５ｏ内に配置された同形のクランク歯
車３２ａ、３２ｂと、コネクチングロッド３３ａ、３３
ｃ、３４ａ、３４ｃとを備えている。

前記各シリンダ３１ａ、３１ｂは上部から連通して延び
る加熱器３５ａ、３５ｂと、該各シリンダ３１ａ、３１
ｂの上下方向略中央からこれに連通Ｃて延びる冷却器３
６ａ、３６ｂと、該加熱器３５ａ、３５ｂと該冷却器３
６ａ、３６ｂとに連結する再生器３７ａ、３７ｂとを備
え、該各シリンダ３１８．３１ｂ内に封入されたＮ２　
、Ｈｅ。

Ｎ２等の不凝縮性の気体が該各シリンダ３１ａ。

３１ｂ１該各加熱器３５ａ、３５ｂ、Ｈ各冷却Ｂ５６ａ
、３６ｂ及び咳各再生器３７ａ、３７ｂに流通し、該各
再生器３７ａ、３７ｂにて熱交換することにより、該各
シリンダ３１ａ、３ｉｂ内の気体を膨張・収縮させるよ
うになっている。尚、図示しないが、該各加熱器３５ａ
、３５ｂにはヒータ等の高温熱源が、また、該冷却器３
６ａ、３６ｂには冷熱源がそれぞれ付設されている。ま
た、該各シリンダ３１ａ、３１ｂの内側の上部にはディ
スプレーサ−ピストン３８ａ、３８ｂが、下部にはパワ
ーピストン３９ａ、３９ｂがそれぞれ収容され、該各デ
ィスプレーサーピストン３８ａ。

３８ｂ及び該各パワーピストン３９ａ、３９ｂには該各
シリンダ３１ａ、３Ｉｂ内の気密性を維持するため複数
のピストンリング４０が取付けられている。尚、３３ｂ
、３４ｂは該各ディスプレーサーピストン３８ａ、３８
ｂの一部を構成する口ラドで、該各ディスプレーサーピ
ストン３８ａ。

３８ｂに固着して下方向に延び、該各パワーピストン３
９ａ、３９ｂの中央を貫通している。

前記コネクチングロッド３３ａ、３４ａは一端を前記各
パワーピストン３９ａ、３９ｂに、他端は前記クランク
歯車３２ａ、３２ｂの周縁部にそれぞれ軸支している。

また、該コネクチングロッド３３Ｇ、３４Ｃの上端は該
ロッド３３ｂ、３４ｂの下端と軸支するとともに、下端
は該クランク歯車３２ａ、３２ｂの周縁部に軸支してい
る。

６０は出力歯車で、前記クランク室５０の中央上部に配
設され、その中央に出力軸６１を連結するとともに、前
記各クランク歯車３２ａ、３２ｂに歯合している。

尚、前記エンジン本体３０ａにおいて、前記ディスプレ
ーサ−ピストン３８ａが前記シリンダ３１ａの上部に位
置し、且、前記パワーピストン３９ａがこれの下部に位
置するときは、前記コネクチングロッド３３ａと前記ク
ランク歯車３２ａとの連結位置は該クランク歯車３２Ｈ
の右寄りの下部にあり、また、該コネクチングロッド３
３Ｃの連結位置は該クランク歯車３２ａの右寄りの上部
にある。また、このとき、前記エンジン本体３０ｂにお
いては、前記コネクチングロッド３４ａと前記クランク
歯車３２ｂとの連結位置は該・クランク歯車３２ｂの左
寄り上部にあり、また、該コネクチングロッド３４Ｃの
連結位置は該クランク歯車３２ａの左寄りの下部にあり
、前記ディスプレーサ−ピストン３８ｂ及び前記パワー
ピストン３９ｂは前記シリンダ３１ｂと前記冷却器３６
ｂとの連結部寄りに位置するようになっている。即ち、
該コネクチングロッド３３ａが右下寄りに位置するとき
は、該コネクチング０ツド３４ａは左上寄りに位置しそ
れぞれ対称となるとともに、これに伴い、該パワーピス
トン３９ａは下側に、また、該パワーピストン３９ｂは
上側にそれぞれ位置し、該各パワーピストン３９ａ、３
９ｂが１８０°の位相差を有するようになっている。

本発明は前記の如く構成されているから、かかるスター
リングエンジンを駆動するときは、エンジン本体３０ａ
は第１図及び第２図（ａ）に示すように、ディスプレー
サ−ピストン３８ａとパワーピストン３９ａとの大きな
容積となっている低温圧縮空間Ａ部分に低温の空気が収
容されている（工程１）ことから、該パワーピストン３
９ａは上方に引き上げられ、第２図（ｂ）に示すように
なる（工程２）。このように、該パワーピストン３９ａ
が上方に位置するようになると、第２図（Ｃ）に示すよ
うに、該ディスプレーサ−ピストン３８ａは下方向に移
動し、該ディスプレーサ−ピストン３８ａと該パワーピ
ストン３９ａとの間の気体は再生器３７ａ及び加熱器３
５ａを介して高温膨張空間Ｂｋ：流入する（工程３）。

かかる該高温膨張空間Ｂに流入した気体は該加熱器３５
ａにより膨張し、更に、第２図（ｄ）に示すように、該
低温圧縮空間Ａに循環し、該パワーピストン３９ａを押
し下げる（工程４）。その後、該ディスプレーサ−ピス
トン３８ａは上方に移動し、第２図（，１１）に示すよ
うな状態となる。このように、該エンジン本体３０ａは
駆動する。

これに対して、前記エンジン本体３０ａが前記工程１の
とき、エンジン本体３０ｂは第１図及び第３図（ａ）に
示すように、エンジン本体３０ａの前記工程３に当たり
、該エンジン本体３０ａの該パワーピストン３９ａは下
位に、該エンジン本体３０ｂのパワーピストン３９ｂは
上位にそれぞれ位置している。また、前記工程２のとき
、該エンジン本体３０ｂは第３図（ｂ）に示すように、
前記工程４に当たり、パワーピストン３９ａは上位に、
パワーピストン３９ｂは下位にそれぞれ位置している。

更に、エンジン本体３０ａが前記工程３のときは該エン
ジン本体３０ｂは第３図（Ｃ）に示すように、前記工程
１に当たり１、パワーピストン３９ａは上位に、パワー
ピストン３９ｂは下位にそれぞれ位置している。更にま
た、エンジン本体３０ａが前記工程４のときは該エンジ
ン本体３０ｂは第３図（ｄ）に示すように、前記工程２
に当たり１、パワーピストン３９ａは下位に、パワーピ
ストン３９ｂは上位にそれぞれ位置している。

従って、該各パワーピストン３９ａ、３９ｂは全工程に
おいて、常に互いに逆方向に上下動し、該パワーピスト
ン３９ａが下方向に移動し、クランク室５０に圧力を加
えることがあっても、該シリンダ３１ｂの下部では該ク
ランク室５０と連通する部分の容積が大きくなるから、
該圧力は該下部で緩衝される。また、該パワーピストン
３９ｂが該クランク室５０に圧力を加えるときも該シリ
ンダ３１ａの下部で同様に１１１される。

また、前記パワーピストン３９ａ、３９ｂと同様に、該
ディスプレーサ−ピストン３８ａ、３８ｂも各工程１〜
４において、それぞれ逆方向に位置していることから、
前記の如きパワーピストン３９ａ、３９ｂの駆動と相俟
って上下方向における重心が一定となるる。また、各エ
ンジン本体３０ａ、３０ｂが同形で、且、出力歯車６０
の出力軸６１の上下方向に対称に立設され、各クランク
歯車３２ａ、３２ｂが左右対称であり、横方向における
重心も一定となるから、スターリングエンジン全体のバ
ランスがとれ、がたの発生を防止し、駆動騒音の小さな
スターリングエンジンが提供される。

また、前記の如く２個のエンジン本体３０ａ。

３０ｂの各ピストン３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂの
上下動により、該クランク歯車３２ａ、３２ｂを回転し
、更に出力歯車６０を回転させることから、エンジンの
出力が向上することは勿論のこと、トルクの変動が小さ
くなり、高性能なスターリングエンジンが提供される。

（発明の効果）以上説明したように、本発明はパワーピストンとディス
プレーサ−ピストンとを収容するシリンダと、該各ピス
トンに連結したコネクチングロッドと、クランク車とを
有する一対のエンジン本体と、該各クランク車に連動す
る出力車と、該各車を収容するクランク室とを備え、前
記各コネクチングロッドと前記各クランク車とは該各パ
ワーピストンが１８０°の位相差を有するよう連結した
ので、該各パワーピストンは逆方向に往復運動し、一方
のパワーピストンがクランク室方向に移動し該クランク
室に圧力を加えるときは、他方のパワーピストンはシリ
ンダの上方に移動しておりクランク室内の気体は該シリ
ンダ内に流入するから、該各シリンダが圧力緩衝装置と
しての機能を有し、従来の如く圧力緩衝装置を別個に設
けることを要せず、コンパクトなスターリングエンジン
を提供することができるという利点を有する。また、出
力車は２個のエンジン本体により駆動させることから、
その出力が向上し、更にトルクの変動も小さくなり、高
性能なものとすることができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の説明に供するもので、第１図乃至第３図
は本考案にかかるスターリングエンジンを示し、第１図
は概略図、第２図（ａ）〜（ｄ）は一方のエンジン本体
の工程を示す説明図、第３図（ａ）〜（ｄ）は他方のエ
ンジン本体の工程を示す説明図、第４図は従来のスター
リングエンジンを示す概略図である。図中、３０ａ、３０ｂ・ｘンジン本体、３１ａ。３１ｂ・・・シリンダ、３２ａ、３２ｂ・・・クランク
車（クランク歯車）、３３ａ、３３Ｇ、３４ａ、３４Ｇ
・・・コネクチングロッド、３８ａ、３８ｂ・・・ディ
スプレーサ−ピストン、３９ａ、３９ｂ・・・パワーピ
ストン、５０・・・クランク室、６０・・・出力車（出
力歯車）ｆ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パワーピストンとディスプレーサーピストンとを
収容するシリンダと、該各ピストンに連結したコネクチ
ングロッドと、クランク車とを有する一対のエンジン本
体と、該各クランク車に連動する出力車と、該各車を収
容するクランク室とを備え、前記各コネクチングロッド
と前記各クランク車とは該各パワーピストンが１８０°
の位相差を有するよう連結したことを特徴とするスター
リングエンジン。
（２）各エンジン本体はそれぞれ出力車の出力軸に対し
て対称の位置に配置したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のスターリングエンジン。