JPS63246450A - スタ−リングエンジン - Google Patents

スタ−リングエンジン

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JPS63246450A
JPS63246450A JP7855287A JP7855287A JPS63246450A JP S63246450 A JPS63246450 A JP S63246450A JP 7855287 A JP7855287 A JP 7855287A JP 7855287 A JP7855287 A JP 7855287A JP S63246450 A JPS63246450 A JP S63246450A
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JP
Japan
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piston
buffer tank
stirling engine
cylinder
expansion
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JP7855287A
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JPH086640B2 (ja
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Takeshi Yamashita
剛 山下
Katsumasa Araoka
勝政 荒岡
Kiyoshi Kagawa
香川 澄
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot 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
    • 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
    • F02G2243/30Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (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する。
(従来の技術) 近年、省エネルギーの一環としてスターリングエンジン
が見直され、精力的に研究がなされている。
第2図は2ピストン式のスターリングエンジンの構成を
概略的に示す断面間であり、膨脹シリンダ1と圧縮シリ
ンダ2との間に、高温熱交換器3と再生器4および低温
熱交換器5が接続されている。IB脹シリンダ1内の膨
脹ピストン6と圧縮シリンダ2内の圧縮ピストン7とは
、クランク室8内のクランク9にピストンロッド12,
13お、J、びコネクティングロッド10.11を介し
て接続されている。シリンダ1.2およびピストン6゜
7で形成された作動空間内には作動ガス、@2.ばHe
ガスが封入されている。
このような構成において、高温熱交換器3で作動ガスを
加熱して膨脹させると、膨脹シリンダ1内のl1ilF
Uピストン6が押し下げられ、クランク9が回転する。
そして、クランク9が戻り過程に入った岡、膨脹シリン
ダ1内の作動ガスGJ再生器4で熱を奪われた後、低温
熱交換器5に移送され、圧縮シリンダ2内に供拾される
。従って、クランク9は圧縮ビス[・ン7に=よってさ
らに回転させI−)れることになる。次いで、膨脹ピス
トン6が再嗅下り過程に入る時、圧縮シリンダ2内の作
動ガ2スは再び再生器4に移送され、ここで予熱された
後、高温熱交換器3で加熱され膨脹して、再度膨脹シリ
ンダ1内に供給される。
こうして作動ガスの加熱・冷却による膨脹・収縮により
、膨脹ピストン6と圧縮ピストン7を往復動させ、クラ
ンク9を回転させて出力を取出すことができる。
このようなスターリングエンジンにおいて、従来ではさ
らに膨脹側ピストンロッド12および圧縮側ピストンロ
ッド13の各々のクロスヘッド部14.15においてピ
ストン背面空間16.17にパイプ31.32の各一端
を接続し、パイプ31.32の各他端をエンジン本体の
外部に設けられているバッファタンク30に連通させて
いる。
これはピストン6.7が往復動する時に、ピストン背面
空間16.17にある作動ガスまたは空気が抵抗となっ
て効率を下げるのを防ぐために、ピストン背面空間16
.17にある作動ガスまた空気が圧縮を受ける時はパイ
プ31.32を通じてバッファタンク30へ逃がし、そ
の抵抗を減らすことを目的している。
しかしながら、このような目的を達成するためにはバッ
ファタンク30として容積の非常に大きいものが必要で
ある。従って、バッファタンク30によりスターリング
エンジンの設置スペースが増大し、組立てや整備に際し
てもバッファタンク30が邪魔になり、作業が煩雑とな
る。
(発明が解決しようとする問題点) このように従来のスターリングエンジンにおいては、大
型のバッファタンクを必要とし、エンジンの設置スペー
スが増大し、組立てや整備が煩雑化するという問題があ
った。
本発明はこのような問題点を解決し、バッファタンクを
不要とするか、または小型化することができ、設置スペ
ースが小さく、組立ておよび整備が容易なスターリング
エンジンを提供することを目的とする。
[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明は、シリンダとピストンとで形成された作動空間
の作動ガスを加熱・冷却して膨脹・収縮させることによ
り、ピストンを往復動させクランク室内のクランクを回
転させるスターリングエンジンにおいて、シリンダ内の
ピストン背面空間に連通したバッファタンクをクランク
室内に形成したことを特徴とする。
(作用) バッファタンクをクランク室内に設けると、スターリン
グエンジン本体外部のバッフ7タンクが不要になるか、
またはクランク室内のバッファタンクでは容量が足りず
外部に補助的にバッフ7タンクを設ける場合でも、その
外部バッフ7タンクは小型なものでよい。従って、スタ
ーリングエンジンのIIIスペースが減少するとともに
、組立てや整備が容易となる。特に、外部バッファタン
クが不要な場合には、その外部バッファタンクへの接続
パイプの必要がなくなるため、これらの効果は一層顕著
となる。また、クランク室内部に設けられたバッファタ
ンクはピストン背面空間に近接して設けられるため、外
部バッファタンクの場合に比べてピストン背面空間の作
動ガスおよび空気の流動抵抗が小さくなり、それだけよ
り小さい容積でバッファタンクとしての効果が得られる
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の概略的構成を示す断面図で
あり、第2図と同様に2ピストン式のスターリングエン
ジンに適用した□′例である。
第1図において、膨脹シリンダ1と圧縮シリンダ2との
間には、高温熱交換器3と再生器4および低部熱交換器
5が接続され、膨脹シリンダ1内の膨脹ピストン6と圧
縮シリンダ2内の圧縮ピストン7とは、クランク室8内
のクランク9にピストンロッド12.13およびコネク
ティングロッド10.11を介して接続されている。シ
リンダ1.2およびピストン6.7で形成された作動空
間内には作動ガス、例えばHeガスが封入されている。
膨脹シリンダ1内には膨脹ピストン6が挿入され、この
膨脹ピストン6の下部にピストンロッド12を介してコ
ネクティングロッド1oが連結されている。ピストンロ
ッド12は膨脹シリンダ1の内壁に支持されたクロスヘ
ッド部14により案内されて往復動する。膨脹シリンダ
1内のクロスヘッド部14の周囲には、ピストン背面空
間16と、このピストン背面空間16の下方に位置して
連通孔18が形成されている。この連通孔18はクロス
ヘッド部14の周囲の外壁を切削することにより形成さ
れたもので、連通孔19を介してクランク室8内に形成
されたバッファタンク20に連通している。
一方、圧縮シリンダ2内には圧縮ピストン7が挿入され
、この圧縮ピストン7の下部にピストンロッド13を介
してコネクティングロッド11が連結されている。ピス
トンロッド13は圧縮シリンダ2の内壁に支持されたク
ロスヘッド部15により案内されて往復動する。この圧
縮シリンダ2内においても、クロスヘッド部15の周囲
にピストン背面空間17とその下方に位置して連通孔2
1が形成されている。そして、この連通孔21はさらに
連通孔22を介してバッフ7タンク20に連通している
次に、このように構成されたスターリングエンジンの作
用を説明する。
まず、高温熱交換器3で作動ガスが加熱されて膨脹する
と、膨脹シリンダ1内の膨脹ピストンCが押し下げられ
、クランク9が回転する。クランク9が戻り過程に入っ
た時、膨脹シリンダ1内の作動ガスは再生器4で熱を奪
われた後、低湿熱交換器5に移送され、圧縮シリンダ2
内に供給されることにより、クランク9は圧縮ピストン
7によってさらに回転させられることになる。次いで、
膨脹ピストン6が再度下り過程に入る時、圧縮シリンダ
2内の作動ガスは再び再生器4に移送され、ここで予熱
された後、高温熱交換器3で加熱され膨脹して、再度膨
脹シリンダ1内に供給される。
このような作動ガスの加熱・冷却による膨脹・収縮によ
り、膨脹ピストン6と圧縮ピストン7が往復動され、こ
れによりクランク9が回転して外部に出力が取出される
ここで、膨脹ピストン6および圧縮ピストン7がそれぞ
れ押し下げられる時は、ピストン背面空間16.17に
ある作動ガスまたは空気は圧縮を受けるが、ピストン背
面空間16は連通孔18゜19を介してバッファタンク
20に連通され、ピストン背面空間17も同様に連通孔
21.22を介してバッフ7タンク20に連通している
ため、圧縮を受けた作動ガスまたは空気はバッフ7タン
ク2oへ逃げる。これによりピストン6.7の往復動時
の抵抗が減じられろ。
この場合、バッファタンク20はクランク室8内に設け
られているため、第2図に示したようにバッフ7タンク
30および該タンク30とピストン背面空間16.17
とを接続するバイブ31゜32をエンジン本体の外部に
設けたスターリングエンジンと比較して、設置スペース
が非常に小さくて済む。また、組立てや整備の際にバッ
ファタンクおよびバイブ等が邪魔とならないので、作業
が容易となる。さらに、バッファタンク20とピストン
背面空間16.17との間はエンジン内部に形成した連
通孔18.19および21.22により最短距離で連通
しているため、ピストン背面空間16.17内の作動ガ
スや空気の流動抵抗が最小限に抑えられる。従って、バ
ッフ7タンク20は従来の外部に設けたバッファタンク
と同一容積でも、実効的rより大きなバッファ効果を発
揮することになる。換言すれば、バッファタンクをクラ
ンクし内に設けた場合は、より小さな容積で大きなバッ
ファ効果が得られる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば実施例ではバッファタンクをクランク室内にのみ
設けたが、外部にも補助的「、−6設けてよい。その場
合、外部に設けるバッファタンクは従来に比較して格段
に小型でよいから、設置スペース等の点で有利となる。
また、実流例では2ピストン式のスターリングエンジン
について説明したが、ディスプレーサ式のスターリング
エンジンにも本発明を適用することが可能である。そr
パ)他、本発明は要旨を逸税しない範囲で種々変形して
実施することができる。
[発明の効采] 本発明によれば、バッファタンクの全部または一部をク
ランク室内に形成したことにより、Iffスペースが小
さく、組立てや整備が容易であり、スターリングエンジ
ンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るスターリングエンジン
の断面図、第2図は従来のスターリングエンジンの断面
図である。 1・・・膨脹シリンダ、2・・・圧縮シリンダ、3・・
・高温熱交換器、4・・・再生器、5・・・低温熱交換
器、6・・・?チ服ピストン7・・・圧縮ピストン、8
・・・クランク室、9・・・クランク、10.11・・
・コネクティングロッド、12.13・・・ピストンロ
ッド、14゜15・・・クロスヘッド部、16.17・
・・ピストン背面空間、18.19,21.22・・・
連通孔、20・・・バッファタンク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シリンダとピストンとで形成された作動空間の作動ガス
    を加熱・冷却して膨脹・収縮させることにより、ピスト
    ンを往復動させクランク室内のクランクを回転させるス
    ターリングエンジンにおいて、前記シリンダ内のピスト
    ン背面空間に連通したバッファタンクを前記クランク室
    内に形成したことを特徴とするスターリングエンジン。
JP62078552A 1987-03-31 1987-03-31 スターリングエンジン Expired - Fee Related JPH086640B2 (ja)

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JPH086640B2 JPH086640B2 (ja) 1996-01-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5794444A (en) * 1995-05-05 1998-08-18 Robert Bosch Gmbh Method for utilizing waste-gas heat from heat-generating and refrigerating machines

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JPS5917261A (ja) * 1982-07-21 1984-01-28 Hitachi Ltd ウエハ搬送装置
JPS5985451A (ja) * 1982-11-05 1984-05-17 Toshiba Corp スタ−リングエンジン

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JPH086640B2 (ja) 1996-01-29

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