JPS61212656A - スタ−リングエンジン - Google Patents

スタ−リングエンジン

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JPS61212656A
JPS61212656A JP5382085A JP5382085A JPS61212656A JP S61212656 A JPS61212656 A JP S61212656A JP 5382085 A JP5382085 A JP 5382085A JP 5382085 A JP5382085 A JP 5382085A JP S61212656 A JPS61212656 A JP S61212656A
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JP
Japan
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crank
engine
piston
cylinder
displacer
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JP5382085A
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Yuji Takei
祐治 武井
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Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Corp
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Publication date
Application filed by Sanden Corp filed Critical Sanden Corp
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Publication of JPS61212656A publication Critical patent/JPS61212656A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • F02G2243/02—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
    • F02G2243/04—Crank-connecting-rod drives
    • 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
    • F02G2244/00—Machines having two pistons
    • F02G2244/02—Single-acting two piston engines
    • 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
    • F02G2244/00—Machines having two pistons
    • F02G2244/02—Single-acting two piston engines
    • F02G2244/06—Single-acting two piston engines of stationary cylinder type
    • F02G2244/08—Single-acting two piston engines of stationary cylinder type having parallel cylinder, e.g. "Rider" engines
    • 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
    • F02G2270/00—Constructional features
    • F02G2270/85—Crankshafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (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。

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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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。
JP5382085A 1985-03-18 1985-03-18 スタ−リングエンジン Pending JPS61212656A (ja)

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JP5382085A JPS61212656A (ja) 1985-03-18 1985-03-18 スタ−リングエンジン

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