JPS6347645Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は熱ガス機関の構造に関するものであ
り、その目的とするところはシリンダー内におけ
るパワーピストン、デイスプレーサーピストンの
焼き付き、かじり等を防止し、両ピストンの円滑
な作動を行なわせることにある。

既に知られているスターリングエンジン等の熱
ガス機関は、密閉空間内に封入した空気、水素、
ヘリウム等の作動ガスを加熱、冷却することによ
り、作動ガスの膨張と圧縮を繰り返して出力を得
るようにした外燃機関であるが、その出力を増大
させるためにそれらの作動ガスの内部圧力を高め
る必要がありそのためには複雑で性能のよいシー
ル構造を必要としていた。然しながら比較的小出
力の空気を用いた熱ガス機関においては、ピスト
ンがシリンダー内をすり合わせの往復動をするこ
とによつても大気圧を平均圧力として有効に作動
しうることが知られている。

本考案は上記の点に鑑み、シリンダー内のピス
トンの動きを円滑に行なわせようとするものであ
る。

以下図面を用いて本考案の実施例を説明する。

第１図において１はシリンダーで内部をパワー
ピストン５、デイスプレーサーピストン６がすり
合わせて往復動する。また、シリンダー１の低温
空間２２と高温空間２３には再生器３が連通さ
れ、さらに低温空間２２と再生器３の連通部分は
冷却器４となつていて、高温空間２３と再生器３
の間の連通部分は加熱２となつている。他方、シ
リンダー１にはアームサポート８が固定されてお
り、その一端には連結ピン２０にて各アーム２
１，２１′（第１図中には図示せず）が回転自在
に支持されている。又、各アーム２１，２１′は
第４図に示すように連結ピン１９にて連接棒９，
１０と、更にはデイスプレーサーピストン連結板
１６、パワーピストン連結板１７の上部と回転自
在に連結されている。パワーピストン連結板１７
はパワーピストン５に、デイスプレーサーピスト
ン連結板１６はデイスプレーサーピストン６にそ
れぞれ固定され、さらにデイスプレーサーピスト
ン連結板１６は、デイスプレーサーピストン６に
一体的に構成されたデイスプレーサーガイド７の
中空部を上下に往復動し得るよう配置されてい
る。又、パワーピストン連結板１７とデイスプレ
ーサーピストン連結板１６はたとえばバネ用ステ
ンレス鋼板のような弾性のある平板材にて製作さ
れ、その湾曲面は第１図において軸線ｙ−y′を通
る紙面と直交する面と一致している。換現すれば
第２図に示すように連結板１７の幅方向ｗ−
w′はクランク軸１４の軸線方向ｚ−z′と一致して
いる。連接棒９，１０はクランク機構１１のクラ
ンクピン１２，１３にそれぞれ連結され、フライ
ホイール１５はクランク軸１４に固定されてい
る。

以上のような構成からなる実施例の作用につい
て以下に説明する。まず、冷却器４と加熱器２の
間に温度差を生じさせると作動ガスが高温空間２
３→加熱器２→再生器３→冷却器４→低温空間２
２→冷却器４→再生器３→加熱器２→高温空間２
３というように往復動し、これにより作動ガスは
その温度と圧力が周期的に変化し、デイスプレー
サーピストン６とパワーピストン５をある位相差
αで往復動させる。

このため、デイスプレーサーピストン６とパワ
ーピストン５の上下動はそれぞれ連結板１６，１
７および連接棒９，１０の大端部を通じてクラン
ク機構１１に伝承され、クランク軸１４に固定さ
れているフライホイール１５によつて回転を続け
るものである。

ところで、このとき連結板とアームの連結部
（連結ピン１９にて連結されている）は第１図の
ｙ−y′方向に運動するのは勿論だが、ｘ−x′方向
にも少しだけ変位する。というのはアーム２１は
連結ピン２０にてアームサポート８に連結されて
いるため円弧運動をするからである。たとえば、
第３図に示すようにクランク角θがある位置にく
ると連結ピン１９による連結部はｙ−y′軸線より
δだけずれた位置にくる。従つて本考案ではこの
はずれを吸収するために、連結板１６を弾性のあ
る平板材にて製作し、その幅方向ｗ−w′をクラ
ンク軸１４の軸線の方向ｚ−z′と一致させてい
る。即ち、連結部がｙ−y′軸線よりδだけ変位し
たとしても、連結板１６はデイスプレーサーガイ
ド７の中空部内にて湾曲し、変位量を吸収してし
まい連結板のデイスプレーサーピストン連結部１
８はｘ−x′方向の力を受けずにすみ、デイスプレ
ーサーピストン６がシリンダー１内にてｘ−x′方
向に押しつけられるのを防ぐことができる。

よつてデイスプレーサーピストン６はシリンダ
ー１内をスムーズに上下動し、デイスプレーサー
ピストン６の摩耗を防ぐとともに、シリンダー１
内でかじり現象による作動不良を防止できる。
又、パワーピストン５側においても弾性のある連
結板１７の作用により上記と同様の効果を得るこ
とができる。

以上述べたように本考案によれば、パワーピス
トンとデイスプレーサーピストンの連動をクラン
ク機構に伝達する連結板にバネ用ステンレス鋼板
のような弾性のある平板材を用い、しかもその幅
方向をクランク軸の軸線の方向に一致させたこと
により、両ピストンがシリンダー内にてクランク
軸と直交するｘ−x′方向に押しつけられるのを防
ぎ、もつて両ピストンの摩耗、シリンダー内での
かじり現象を防止でき、熱ガス機関の性能を大巾
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す縦断面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ線断面図であつてアームを省
略した図、第３図は同様の実施例におけるデイス
プレーサーピストン連結板の湾曲状態を示す縦断
面図、第４図は同様の実施例における第２図同様
の図であつてアームを含めた要部断面図である。 １……シリンダー、２……加熱器、３……再生
器、４……冷却器、５……パワーピストン、６…
…デイスプレーサーピストン、７……デイスプレ
ーサーガイド、８……アームサポート、９……連
接棒、１０……連接棒、１１……クランク機構、
１２……クランクピン、１３……クランクピン、
１４……クランク軸、１５……フライホイール、
１６……デイスプレーサーピストン連結板、１７
……パワーピストン連結板、１８……連結部、１
９……連結ピン、２０……連結ピン、２１，２
１′……アーム、２２……低温空間、２３……高
温空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダー内にパワーピストンとデイスプレー
   サーピストンを配置し、パワーピストンとデイス
   プレーサーピストンの直線運動をクランク軸の回
   転運動に変換する連接棒とアームを有する熱ガス
   機関において、連接棒とアームを連結ピンにて回
   転自在に連結する一方、パワーピストンとデイス
   プレーサーピストンにそれぞれ固定されたパワー
   ピストン連結板とデイスプレーサーピストン連結
   板の各上端に設けてある連結部も前記連結ピンに
   回転自在に連結し、さらに前記パワーピストン連
   結板とデイスプレーサーピストン連結板を弾力性
   のある平板材から構成し、その幅方向を前記クラ
   ンク軸の軸線方向に一致させ、これによりシリン
   ダー内のパワーピストンとデイスプレーサーピス
   トンの直線運動を、連結板とアームと連接棒を介
   してクランク軸に伝達することを特徴とする熱ガ
   ス機関の構造。