JPH0319903B2 - - Google Patents
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- JPH0319903B2 JPH0319903B2 JP56128903A JP12890381A JPH0319903B2 JP H0319903 B2 JPH0319903 B2 JP H0319903B2 JP 56128903 A JP56128903 A JP 56128903A JP 12890381 A JP12890381 A JP 12890381A JP H0319903 B2 JPH0319903 B2 JP H0319903B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- space
- partition plate
- temperature space
- cylinder
- displacer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高温空間と低温空間との間をガスを移
動させるためのデイスプレーサのような機構を持
つ熱ガス機関に関するものである。一般にガスを
移動させるためには、シリンダー内の空間を可動
するデイスプレーサによつて行なわれており、こ
の種装置の具体例を第1図を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hot gas engine having a displacer-like mechanism for moving gas between hot and cold spaces. Generally, gas is moved by a displacer that moves within a space within a cylinder, and a specific example of this type of device will be described with reference to FIG.
第1図において、熱ガス機関のシリンダ1内で
デイスプレーサ2、ピストン3、デイスプレー
サ・ロツド4およびピストン・ロツド5が往復動
するように設けられている。そしてデイスプレー
サ2の下降により低温空間6にあつた低温ガスは
押し出され、冷却器7を通り、再生器8および加
熱器9を通る時に加熱され高温ガスとなつて高温
空間10に入る。このとき、ガスは膨張するた
め、圧力が高くなつてピストン3を下に押し下げ
る。デイスプレーサ2が上昇するときは上記の逆
となり、結局ピストン・ロツド5を通じて駆動機
構(図示せず)より出力が取り出され、その内の
一部がガススプリング11とデイスプレーサ・ロ
ツド4を通じてデイスプレーサ2を動かす力とな
る。 In FIG. 1, a displacer 2, a piston 3, a displacer rod 4 and a piston rod 5 are provided for reciprocating movement within a cylinder 1 of a hot gas engine. As the displacer 2 descends, the low-temperature gas that has entered the low-temperature space 6 is pushed out, passes through the cooler 7, and as it passes through the regenerator 8 and heater 9, it is heated and becomes high-temperature gas, which enters the high-temperature space 10. At this time, since the gas expands, the pressure increases and pushes the piston 3 downward. When the displacer 2 rises, the above is reversed, and the output is finally taken out from the drive mechanism (not shown) through the piston rod 5, and part of it is sent through the gas spring 11 and the displacer rod 4. It becomes the force that moves the displacer 2.
この場合、ピストン3に潤滑油を使用し、その
油によつてガス漏れを防ごうとすると、その油は
ガスの移動によつて高温空間まで運ばれ、そこで
熱のために劣化し、装置内に附着堆積し、ガスの
通路を閉塞するなどのトラブルを起こす欠点があ
つた。そして、この対策として一般にとられてい
る従来例は、シール用リングの材質にカーボンま
たはテフロンまたは、それらに他の材料を混入し
たものなどを使用し、油を使わない方法がとられ
ている。しかし、これらの方法はいずれもガス漏
れを防ぐに十分でないかまたはシール用リングの
摩耗が早いという欠点があつた。 In this case, if lubricating oil is used in the piston 3 and an attempt is made to prevent gas leakage, the oil will be carried to a high-temperature space by the movement of gas, where it will deteriorate due to the heat and become inside the equipment. It has the disadvantage that it can accumulate on the gas and cause problems such as blocking gas passages. As a conventional measure against this problem, the sealing ring is made of carbon, Teflon, or other materials mixed therein, without the use of oil. However, all of these methods have the disadvantage that they are not sufficient to prevent gas leakage or that the sealing ring wears out quickly.
本発明はかかる問題に対して解決を与え、ピス
トン等の摺動部に十分な量の油を供給しても油が
劣化しないガス機関を与えるものである。 The present invention provides a solution to this problem and provides a gas engine in which oil does not deteriorate even when a sufficient amount of oil is supplied to sliding parts such as pistons.
さらに、本発明は熱ガス機関において熱媒体と
しては通常、特性が良好な水素またはヘリウムな
どが充填されるが、例えばこの熱ガス機関を用い
て空気または冷媒などを圧縮する場合、または空
気のようにガス洩れの補給し易さなどから、熱媒
体の役目をしない部分は、水素やヘリウム以外の
ガスを充填することが望ましい場合がある。 Furthermore, although the heat medium in a hot gas engine is usually filled with hydrogen or helium, which has good characteristics, the present invention can be used to compress air or a refrigerant using this hot gas engine, or In order to make it easier to replenish gas leaks, it may be desirable to fill the parts that do not serve as a heat transfer medium with a gas other than hydrogen or helium.
本発明は熱媒体の役目をしない部分に水素やヘ
リウム以外のガスを充填することができるもの
で、これによつてコンパクトな空気圧縮機やコン
パクトな冷凍機または空気を使つてガス洩れして
も容易にガス補給ができる機関を得ることができ
る。 The present invention allows gases other than hydrogen and helium to be filled in parts that do not function as heat carriers, making it possible to use compact air compressors, compact refrigerators, or air to prevent gas leakage. It is possible to obtain an engine that can be easily refilled with gas.
以下、本発明の熱ガス機関について実施例とと
もに説明する。第2図および第3図は、本発明の
実施例を示すものであり、ピストン・ロツド5が
圧縮機のピストン12の連結されており、空間1
3に入つている空気または冷媒は弁14より吸入
され、ここで圧縮されて弁15より吐き出され
る。シリンダ1とデイスプレーサ2によつて高温
空間10を形成しており、デイスプレーサ2を境
に高温空間10と反対側に高温空間が形成されて
いる。低温空間はシリンダ1、デイスプレーサ
2、デイスプレーサ・ロツド4、第1隔板18で
囲まれた空間16と、シリンダ1、第1隔板1
8、ピストン3、デイスプレーサ・ロツド4で囲
まれた空間20と、シリンダ1、ピストン3、第
2隔板19で囲まれた空間21と、シリンダ1、
ピストン・ロツド5で囲まれた空間17に分割さ
れている。また、高温空間10側と通じる加熱器
9と空間16と通じる冷却器7および熱交換器8
を配した側路を設けている。こうすることによ
り、水素またはヘリウムなどの作動ガスを封入し
た高温空間10、空間16と、作動ガスと潤滑油
を封入した空間20,21を第1隔板によつて分
割している。また、空気または冷媒ガスを封入し
た空間13,17を第2隔板によつて空間20,
21と分割している。ここで、可撓性の第1隔板
18をガスも液も通さない材料、例えば金属で作
ると、のびが少ないため、その隔板の形状によつ
てピストンの作動しないデツドスペースが大きく
なりエンジンの出力が著しく低下する。したがつ
て、可撓性の第1隔板18は伸びの大きいゴム等
の材料を用いる。これは通気性があるものの潤滑
油等の液体は通さないので、水素やヘリウム等の
作動ガスは第1隔板を通過できるものの、空間2
0,21に入つている潤滑油は空間16、高温空
間10に流入することはない。ところで、空間1
3,17に入つている空気または冷媒と空間1
0,16,20,21に入つている水素またはヘ
リウムとは分離しなければならないので、通気性
のない材料で構成した可撓性の第2隔板19によ
つて空間13,17に入つている空気または冷媒
は水素またはヘリウムなどの作動ガスに混入する
ことはない。第2隔板19はエンジンの出力にあ
まり影響を及ばさない部分であり、ガスを通さな
い材料で作つても目的を満足することがきる。以
上説明した構造をとることによつて、水素または
ヘリウムの入つた空間10,16と水素またはヘ
リウムと油の入つた空間20,21とを分離する
ことができ、油が高温空間10へ浸入して劣化
し、エンジントラブルを起こすことがなくなる。
また、水素またはヘリウムと油の入つた空間2
0,21と、空気または冷媒の入つた空間13,
17とを分離することができ、エンジンとコンプ
レツサーとを直結してコンパクトに構成すること
ができる。 Hereinafter, the hot gas engine of the present invention will be explained along with examples. 2 and 3 show an embodiment of the invention in which a piston rod 5 is connected to a piston 12 of a compressor and a space 1
The air or refrigerant contained in the valve 3 is sucked in through the valve 14, compressed here, and discharged through the valve 15. A high temperature space 10 is formed by the cylinder 1 and the displacer 2, and the high temperature space is formed on the opposite side of the high temperature space 10 with the displacer 2 as a boundary. The low-temperature space includes a space 16 surrounded by the cylinder 1, the displacer 2, the displacer rod 4, and the first diaphragm 18, and the cylinder 1 and the first diaphragm 1.
8, a space 20 surrounded by the piston 3 and the displacer rod 4; a space 21 surrounded by the cylinder 1, the piston 3, and the second partition plate 19; the cylinder 1;
It is divided into a space 17 surrounded by the piston rod 5. Also, a heater 9 communicating with the high temperature space 10 side, a cooler 7 and a heat exchanger 8 communicating with the space 16
There is a side road with a side road. By doing so, the first partition plate divides the high-temperature space 10 and space 16 filled with a working gas such as hydrogen or helium, and the spaces 20 and 21 filled with working gas and lubricating oil. Further, the spaces 13 and 17 filled with air or refrigerant gas are connected to the spaces 20 and 17 by the second partition plate.
It is divided into 21. If the flexible first diaphragm 18 is made of a material that does not allow gas or liquid to pass through, such as metal, it will not stretch as much, and the shape of the diaphragm will increase the dead space in which the piston does not operate, causing the engine to Output drops significantly. Therefore, the flexible first partition plate 18 is made of a material such as rubber with high elongation. Although this is breathable, liquids such as lubricating oil cannot pass through it, so working gases such as hydrogen and helium can pass through the first partition, but the space 2
The lubricating oil contained in spaces 0 and 21 does not flow into the space 16 and the high temperature space 10. By the way, space 1
Air or refrigerant contained in 3, 17 and space 1
Since it must be separated from the hydrogen or helium contained in 0, 16, 20, 21, it is necessary to enter the spaces 13, 17 by means of a flexible second diaphragm 19 made of non-porous material. The air or refrigerant contained therein will not mix with the working gas, such as hydrogen or helium. The second partition plate 19 is a part that does not significantly affect the output of the engine, and the purpose can be satisfied even if it is made of a material that does not allow gas to pass through. By employing the structure described above, it is possible to separate the spaces 10 and 16 containing hydrogen or helium from the spaces 20 and 21 containing hydrogen or helium and oil, thereby preventing oil from penetrating into the high-temperature space 10. This prevents the engine from deteriorating and causing engine trouble.
Also, space 2 containing hydrogen or helium and oil
0, 21, and a space 13 containing air or refrigerant.
17 can be separated, and the engine and compressor can be directly connected to achieve a compact configuration.
また、本発明の別の実施例としてエンジンの形
によつては次のようにすることもある。すなわ
ち、第4図に示すようにデイスプレーサ2が通路
22を設けたベース板23に取付けられた軸24
に沿つた滑動する形状のエンジンにおいては可撓
性の第1隔板18は、第2図に示すようにデイス
プレーサ・ロツド4とシリンダー1との間に設け
るのではなく、第4図に示すようにシリンダー1
の内壁面に取り付けることができ、この場合には
第1隔板18を円盤状にでき、構造が簡単で、し
かも耐久性に富む。その他の構造および効果のす
べてについては前記実施例と同一である。 Further, as another embodiment of the present invention, the following may be used depending on the shape of the engine. That is, as shown in FIG.
In an engine having a sliding configuration along the radial axis, the flexible first diaphragm 18 is not provided between the displacer rod 4 and the cylinder 1 as shown in FIG. Cylinder 1 as shown
In this case, the first partition plate 18 can be formed into a disk shape, and the structure is simple and durable. All other structures and effects are the same as in the previous embodiment.
さらに本発明の異なる実施例について説明す
る。この実施例は、前記実施例に下記の構造を附
加したものである。すなわち、第5図において空
間16と20の間で平均圧に差ができず、それぞ
れの空間に附加する容積が変えられるように可撓
性の第3隔板25を設けたタンク26を接続し、
また同様21と17の間で平均圧に差ができず、
れぞれの空間に附加する容積が変えられるように
可撓性の第4隔板27を設けたタンク28を接続
する。 Further, different embodiments of the present invention will be described. This embodiment has the following structure added to the above embodiment. That is, in FIG. 5, a tank 26 provided with a flexible third partition plate 25 is connected so that there is no difference in average pressure between the spaces 16 and 20 and the volume added to each space can be changed. ,
Similarly, there is no difference in average pressure between 21 and 17,
A tank 28 provided with a flexible fourth partition plate 27 is connected so that the volume added to each space can be changed.
上記構造を附加したことによつて、エンジンの
出力は負荷が変動した場合、それに応じてピスト
ン3に及ぼす作動圧力の平均値が変動するが、そ
の圧力変動に応じて第1隔板18、第2隔板19
が片側に寄せられたり第1隔板18、第2隔板1
9の両側の圧力に差が生じることもなく正常に動
作することができる。 By adding the above structure, when the load of the engine changes, the average value of the operating pressure exerted on the piston 3 changes accordingly. 2 partition plate 19
are pushed to one side, or the first partition plate 18 and the second partition plate 1
9 can operate normally without any difference in pressure between the two sides.
本発明の熱ガス機関は、シリンダ内の空間を可
動するデイスプレーサによつて高温空間と低温空
間とを分割し、前記高温空間に加熱器、前記低温
空間側に冷却器を配した側路を形成し、前記低温
空間の前記デイスプレーサ・ロツドと前記シリン
ダ内壁面との間に第1隔板を設け、前記第1隔板
は少なくとも通気性を有する潤滑油を通さない材
料で構成し、さらに、前記低温空間のピストン・
ロツドと前記シリンダ内壁面との間に第2隔板を
設け、前記第2隔板は少なくとも通気性を有しな
い材料で構成し、前記第1隔板を境として、前記
高温空間に通じる側の空間に作動ガスを封入し、
前記第1隔板と前記第2隔板で囲まれた空間に作
動ガスと潤滑油を封入し、前記第2隔板を境とし
たもう一方の空間には潤滑油と、空気または冷媒
を封入したので、潤滑油が高温空間へ侵入して劣
化し、エンジントラブルを起こすことがなく、ま
た、エンジンとコンプレツサーとを直結してコン
パクトに構成することができる優れた効果を有す
るものである。 The hot gas engine of the present invention has a side path in which a high-temperature space and a low-temperature space are divided by a displacer that moves within a cylinder, and a heater is disposed in the high-temperature space and a cooler is disposed on the low-temperature space side. a first diaphragm is provided between the displacer rod in the low temperature space and the inner wall surface of the cylinder, and the first diaphragm is made of a material that is at least breathable and impermeable to lubricating oil. , furthermore, the piston in the low temperature space
A second diaphragm is provided between the rod and the inner wall surface of the cylinder, the second diaphragm is made of at least a non-breathable material, and the first diaphragm is the border on the side communicating with the high temperature space. Fill the space with working gas,
Working gas and lubricating oil are sealed in a space surrounded by the first partition plate and the second partition plate, and lubricating oil and air or a refrigerant are filled in the other space bordering on the second partition plate. Therefore, the lubricating oil does not enter the high-temperature space and deteriorate and cause engine trouble, and the engine and the compressor can be directly connected to each other and have an excellent effect of being compact.
第1図は従来例の熱ガス機関の一部断面図、第
2図は本発明の第1実施例で可撓性の隔板を二段
設けた熱ガス機関の一部断面図、第3図は第2図
のものと圧縮機とを連結した断面図、第4図は本
発明の第2実施例を示す熱ガス機関の一部断面
図、第5図は本発明の第3実施例を示す熱ガス機
関の一部断面図である。
1……シリンダ、2……デイスプレーサ、3…
…ピストン、10……高温空間、12……圧縮機
のピストン、18,19……可撓性の第1隔板、
第2隔板。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a conventional hot gas engine, FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a hot gas engine according to the first embodiment of the present invention in which two stages of flexible partitions are provided, and FIG. The figure is a sectional view of the compressor connected to the one shown in Fig. 2, Fig. 4 is a partial sectional view of a hot gas engine showing a second embodiment of the present invention, and Fig. 5 is a third embodiment of the present invention. It is a partial sectional view of a hot gas engine showing. 1...Cylinder, 2...Displacer, 3...
... Piston, 10 ... High temperature space, 12 ... Piston of compressor, 18, 19 ... Flexible first partition plate,
Second bulkhead.
Claims (1)
によつて高温空間と低温空間とを分割し、前記高
温空間側に加熱器、前記低温空間側に冷却器を配
した側路を形成し、前記低温空間の前記デイスプ
レーサ・ロツドと前記シリンダ内壁面との間に第
1隔板を設け、前記第1隔板は少なくとも通気性
を有するが潤滑油を通さない材料で構成し、さら
に、前記低温空間のピストン・ロツドと前記シリ
ンダ内壁面との間に第2隔板を設け、前記第2隔
板は少なくとも通気性を有しない材料で構成した
ことを特徴とする熱ガス機関。 2 前記第1隔板を境として、前記高温空間に通
じる側の空間に作動ガスを封入し、前記第1隔板
と前記第2隔板で囲まれた空間に作動ガスと潤滑
油を封入し、前記第2隔板を境としたもう一方の
空間には潤滑油と、空気または冷媒を封入したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の熱ガ
ス機関。[Scope of Claims] 1. A side path in which a space within a cylinder is divided into a high temperature space and a low temperature space by a movable displacer, and a heater is arranged on the high temperature space side and a cooler is arranged on the low temperature space side. a first partition plate is provided between the displacer rod in the low temperature space and the inner wall surface of the cylinder, and the first partition plate is made of a material that has at least air permeability but does not allow lubricating oil to pass therethrough. Further, a second diaphragm is provided between the piston rod of the low-temperature space and the inner wall surface of the cylinder, and the second diaphragm is made of at least a non-breathable material. institution. 2. A working gas is sealed in a space on the side communicating with the high temperature space with the first partition plate as a boundary, and a working gas and lubricating oil are sealed in a space surrounded by the first partition plate and the second partition plate. 2. The hot gas engine according to claim 1, wherein the other space separated by the second partition plate is filled with lubricating oil and air or a refrigerant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128903A JPS5830456A (en) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | hot gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56128903A JPS5830456A (en) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | hot gas engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830456A JPS5830456A (en) | 1983-02-22 |
| JPH0319903B2 true JPH0319903B2 (en) | 1991-03-18 |
Family
ID=14996202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56128903A Granted JPS5830456A (en) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | hot gas engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830456A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6013958A (en) * | 1983-07-02 | 1985-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | starling engine |
| JP4630626B2 (en) * | 2004-10-21 | 2011-02-09 | 株式会社サクション瓦斯機関製作所 | Heat engine |
| JP5632187B2 (en) * | 2010-04-20 | 2014-11-26 | 株式会社アルファプラスパワー | Heat engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047465B2 (en) * | 1979-11-28 | 1985-10-22 | 松下電器産業株式会社 | hot gas engine |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP56128903A patent/JPS5830456A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5830456A (en) | 1983-02-22 |
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