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JPH068622B2 - スタ−リングエンジン用送風装置 - Google Patents

スタ−リングエンジン用送風装置

Info

Publication number
JPH068622B2
JPH068622B2 JP59270767A JP27076784A JPH068622B2 JP H068622 B2 JPH068622 B2 JP H068622B2 JP 59270767 A JP59270767 A JP 59270767A JP 27076784 A JP27076784 A JP 27076784A JP H068622 B2 JPH068622 B2 JP H068622B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blower
shaft
crankshaft
main shaft
stirling engine
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
Application number
JP59270767A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61149552A (ja
Inventor
弘之 大内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP59270767A priority Critical patent/JPH068622B2/ja
Publication of JPS61149552A publication Critical patent/JPS61149552A/ja
Publication of JPH068622B2 publication Critical patent/JPH068622B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02G1/053Component parts or details
    • 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
    • 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
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/85Crankshafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の利用分野) 本発明は、スターリングエンジン用送風装置に関し、特
に詳述すれば、スターリングエンジンの駆動状態に応じ
て送風器からの燃焼用空気量を適正に維持するために利
用されるスターリングエンジン用送風装置に関する。
(従来技術とその問題点) スターリングエンジンの燃焼用空気を供給する送風器
を、スターリングエンジンのクランク軸で駆動させる従
来例を第5図に示す。外燃機関であるスターリングエン
ジン1は、燃焼室2のほぼ中央に配した燃料噴射ノズル
3を有し、このノズル3は、燃料流量制御弁4、燃料ポ
ンプ5を介して燃料タンク6の連結される。燃焼室2の
周囲に燃焼用空気予熱器7を配し、この予熱器7を、空
燃比設定器8、スロットルバルブ9を介して送風器10
に連通させる。尚、燃焼ガスは、燃焼用空気予熱器7ま
わりを通って燃焼用空気を予熱し、出口11から排出さ
れる。
作動ピストン12によってシリンダ13内に形成された
圧縮室14と膨張室15とは、作動ガスの冷却をなすク
ーラ16、作動ガスの加熱冷却をなす再生器17および
作動カズの加熱をなすヒータ18とを介して、互いに連
通する。作動ガスは、ガスタンク19、加速弁20およ
び逆止弁21を有する最低圧回路22と、逆止弁23、
減速弁24およびタンク19に通じる圧縮機25とを有
する最高圧回路26とを介して、作動空間への供給を制
御される。
作動ピストン12は、クランク軸27に連結され、該ク
ランク軸が作動ピストン12の往復動を回転運動として
取出す。このクランク軸27は、プーリ28およびベル
ト29を介して、送風器10の主軸30に連結される。
送風器10からの燃焼用空気流量は、スロットルバルブ
9によつて制御されるが、空燃比設定器8は、スロット
ルバルブ9からの空気量を検知して、適正な空燃比とな
るように燃料流量制御弁4の開度を調整し、燃料の流量
を制御する。
ヒータ18は、燃焼室を直接受けるため、その機械的強
度の面とスターリングエンジンの熱効率の面から、その
設定温度を定める。このため、ヒータ18に熱電対31
を配し、測定温度を温度コントローラ32に供給し、設
定温度と比較し、たとえば、測定温度が設定温度より高
い場合、温度コントローラ32からの信号によりスロッ
トルバルブ9を絞つて、燃焼用空気量を減少させる。か
くして、ヒータ18の温度を設定温度に保つ。
スロットルバルブ9を全開したときの空気流量である送
風器10の開放吐出量AQは、送風器10の主軸30の
回転数NBにほぼ比例する。又、主軸30はクランク軸
27に連結されているので、クランク軸の回転数Ncは
主軸30の回転数NBに比例する。従つて、その変速比
mはNB/Ncとなり、変速比をm、m、mとし
た時の主軸30の回転数NBと開放吐出量AQの関係
は、第6図に示される。
一方、エンジンの出力及び燃料流量は、作動ガスの圧力
Pとクランク軸27の回転数Ncとの積にほぼ比例す
る。故に、燃焼空気流量もこの積にほぼ比例する。かく
して、クランク軸27の回転数Ncと、燃焼空気流量A
bとの関係は、作動ガス圧力P、P、Pに対し第
7図に示す如くなる。スターリングエンジンを良好に運
転させるためには、第7図と第8図に斜線部で示す運転
範囲において、常に、開放吐出量AQが、燃焼空気流量
Abを上回っている必要がある。このため、第8図に示
すように、変速比をmr以上に設定する。
第8図を参照する。クランク軸Ncの回転数No、作動
ガスの圧力Poで運転している場合、燃焼空気量Ab
に対して、開放吐出量AQが大巾に上回る。即ち、燃
焼空気量がAbになるようにスロットルバルブ9を絞
っていることになるが、この絞りが大きいため、スロッ
トルバルブ9での圧力損失の増大、送風器10の効率の
低下、及び風切り騒音の増加等の不具合を生じる。
(発明の技術的課題) 本発明は、前述した不具合を解消させることを、その解
決すべき技術的課題とする。
(本発明の技術的手段とその作用) 本発明は、前述した課題を解決するために、スターリン
グエンジンのクランク軸と送風器の主軸とを、低速伝動
系と高速伝導系とで連結可能とさせ、両系を電磁クラッ
チにより切換え可能とさせる技術的手段を用いる。
この技術的手段の採用は、エンジン負荷状態に応じて送
風器主軸の回転数を変えることが可能で、スロットバル
ブの前後の圧力損失は小さい。
(本発明の効果) 本発明の電磁クラッチの開閉制御は、作動ガス圧力のみ
ならず、クランク軸の回転数、該回転数と作動ガス圧
力、スロットバルブの開度等をその制御信号として用い
ることができるので、制御因子の選択が広範囲となる。
市販の一方向クラッチ及び電磁クラッチを用いた簡単な
構造である故、作動上の耐久性、信頼性が高い。
エンジンの作動ガス平均圧力に応じて、クランク軸と送
風器主軸との変速比を無段変速させると、その構造、動
作に精密性が要求され、加えて、部品点数も多くなる
が、本発明では、このような事はない。
(実施例) 第1図を参照する。クランク軸27の端部に電磁クラッ
チ33を介して副軸34を設ける。クランク軸27およ
び副軸34に、一方向クラッチ35、36を介してプー
リ28、37を配す。送風器10の主軸30にプーリ3
8′、38を配し、ベルト29、39をかけて、低速伝
動系40と高速伝動系41を作る。即ち、プーリ3
8′、38の径を同一とした時、プーリ37の径をプー
リ28より径を大とさせる。
電磁クラッチ33を切った状態では、クランク軸27の
回転は、一方向クラッチ35およびベルト29を介して
送風器10の主軸30を回転させる。一方のベルト39
を介してプーリ37に伝えられた回転力は、一方向クラ
ッチ36によって副軸34に伝えられない。
電磁クラッチ33を入れ、副軸34をクランク軸27に
直結させると、クランク軸27の回転は、プーリ37、
一方向クラッチ36、ベルト39およびプーリ38を介
して高速で主軸30を回転させる。主軸30の高速回転
は、一方向クラッチ35によって、クランク軸27に伝
達されない。
第2図に示す例は、一方向クラッチ35、36を送風器
10の主軸30側に配したもので、他は第1図の例と同
じである。第3図に示す例は、電磁クラッチ33を備え
る中間軸42を配し、この中間軸42に所定径のプーリ
28、37を固定し、それらの回転をベルト29、39
と一方向クラッチ35、36を介して送風器の主軸30
に伝達させるもので、この場合、高速伝動系41は、中
間軸42と主軸30との間に形成される。
次に、電磁クラッチ33の係脱の時期(タイミング)に
ついて以下に説明する。
(i)作動ガス圧力による切換 第3図に示すように、変速比mをms,mfとし、設定作動
ガス圧をPaとさせる。圧力検出器を、たとえば、第5
図の作動ガス最低圧力回路26に設ける。該回路26の
圧力がPa以上になつた時、電磁弁33のオン状態を作
るようにする。作動ガス圧力がPa以下(即ち、ABF
Eの範囲)のとき、電磁クラッチ33がオフとなつて、
変速比msで回転する。又、作動ガス圧力がPa以上(即
ちFCDEの範囲)のときは、電磁クラッチ33がオン
となつて、変速比mfで回転させる。
(ii)回転数による切換 第4図の如く、変速比ms、mfを設定する。クランク
軸27等の回転数を検知して、クランク軸27の回転数
がNa以上になったら電磁クラッチ33をオフとさせ
る。かくして、回転数がNa以下(即ち、AHIDの範
囲)では、変速比mfで回転し、回転数Na以上(即
ち、HBCIの範囲)では、変速比msで回転する。即
ち、エンジンの高回転側で送風器の回転数を小さくでき
るので、送風器の最高回転数が制限されている場合有効
である。
(iii)回転数と圧力とによる切換 燃焼空気量は、クランク軸の回転数と作動ガス圧力から
算出され、又、開放吐出量も変速比とクランク軸の回転
数から算出できる。即ち、クランク軸の回転数と作動ガ
ス圧力を測定し、これらの信号をコンピュータに送り、
電磁弁のオン、オフを制御する。
(iv)スロットルバルブの開度による切換 電磁クラッチをオフとし、おそい変速比msで送風器を
駆動させる。エンジン回転数を保ったまま、作動ガス圧
力を徐々に上昇させ、負荷を大きくしていくと、負荷の
増加に伴いスロットルバルブの開度が大きくなる。さら
に、負荷を大きくすると、スロットルバルブが全開にな
る。電磁クラッチ33をオンとさせ、変速比mfで駆動
させると、送風器の回転酔が増え、送風量も多くなり、
結果として、スロットルバルブを絞って負荷に応じるこ
とができる。逆に、速い方の変速比mfで駆動しながら
負荷を下げていき、スロットバルブが所定開度となった
とき、電磁クラッチをオフとし、変速比msに切換え、
スロットルバルブを全開とさせることもできる。
そこで、スロットルバルブの開度を検知して開度がたと
えば90度以上になったら、電磁クラッチを入れて速い
変速比の駆動に切換え、又、開度が所定値以下になった
ら、電磁クラッチを切っておそい方の変速比msの駆動
に切換える。第3図について云えば、EABG範囲では
変速比msの駆動、GCDE範囲では変速比mfの駆動と
なる。尚、スロットバルブの開度は、ポテンションメー
タやリミットスイッチ等を用いた常法手段を採用すれば
よい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一例を示す断面図、第2図は本発明の
変形例を示す説明図、第3図は送風器クランク軸の回転
数Ncと送風器の開放吐出量AQの関係を示すグラフ
図、第4図は第3図と同様のグラフ図、第5図は従来例
を示す断面図、第6図はクランク軸の回転数Ncと開放
吐出量AQの関係を示すグラフ図、第7図はクランク軸
の回転数Ncと燃焼空気流量Abとの関係を示すグラフ
図、および第8図はクランク軸の回転数Ncと開放吐出
量、燃焼空気流量との関係を示すグラフ図である。 図中:10…送風器、27…クランク軸、30…送風器
主軸、35、36…一方向クラッチ、33…電磁クラッ
チ、34…副軸、40…低速伝動系、41…高速伝動
系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スターリングエンジンのクランク軸と同心
    関係にして且つ電磁クラッチを介して結合される副軸
    と、前記クランク軸および前記副軸と平行関係に配され
    た送風器の主軸と、前記クランク軸と前記主軸とを連結
    する一方向クラッチ、プーリ、ベルトを有する低速伝動
    系と、前記副軸と前記主軸とを連結する一方向クラッ
    チ、プーリ、ベルトを有する高速伝動系とを有し、前記
    電磁クラッチの係脱により前記送風器の回転数を低速・
    高速とさせるスターリングエンジン用送風装置。
JP59270767A 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置 Expired - Lifetime JPH068622B2 (ja)

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JP59270767A JPH068622B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置

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JP59270767A JPH068622B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置

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JPS61149552A JPS61149552A (ja) 1986-07-08
JPH068622B2 true JPH068622B2 (ja) 1994-02-02

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JP59270767A Expired - Lifetime JPH068622B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 スタ−リングエンジン用送風装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5527777Y2 (ja) * 1973-06-27 1980-07-03
NL7508053A (nl) * 1975-07-07 1977-01-11 Philips Nv Heetgaszuigermotor met een, met een motoras gekoppelde, ventilator voor verbrandingslucht.

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JPS61149552A (ja) 1986-07-08

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