特許ウォッチ

公開番号2025021694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023125598
出願日2023-08-01
発明の名称スターリングエンジン
出願人ヤンマーホールディングス株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類F02G 1/043 20060101AFI20250206BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】膨張ピストンおよび圧縮ピストンの動作に寄与しない無効空間を低減することができ、これによって、エンジンを効率よく駆動して出力を上げる。
【解決手段】スターリングエンジンは、作動ガスを収容する本体と、本体内に配置され、熱源からの熱を作動ガスに付与するヒータと、を備える。スターリングエンジンは、本体内に配置され、作動ガスを冷却するクーラと、本体内に、ヒータと作動ガスの膨張空間を介して配置される膨張ピストンと、本体内に、クーラと作動ガスの圧縮空間を介して配置される圧縮ピストンと、をさらに備える。膨張ピストンとヒータとは、本体内で膨張ピストンの運動方向に一直線状に配置されている。クーラと圧縮ピストンとは、本体内で圧縮ピストンの運動方向に一直線状に配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
作動ガスを収容する本体と、
前記本体内に配置され、熱源からの熱を前記作動ガスに付与するヒータと、を備えたスターリングエンジンであって、
前記本体内に配置され、前記作動ガスを冷却するクーラと、
前記本体内に、前記ヒータと前記作動ガスの膨張空間を介して配置される膨張ピストンと、
前記本体内に、前記クーラと前記作動ガスの圧縮空間を介して配置される圧縮ピストンと、をさらに備え、
前記膨張ピストンと前記ヒータとは、前記本体内で前記膨張ピストンの運動方向に一直線状に配置されており、
前記クーラと前記圧縮ピストンとは、前記本体内で前記圧縮ピストンの運動方向に一直線状に配置されている、スターリングエンジン。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記熱源から前記熱を受領する熱媒を収容するサーモサイフォンをさらに備え、
前記サーモサイフォンが、前記熱を前記熱媒によって前記ヒータに伝達する、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項３】
前記膨張ピストン、前記ヒータ、前記クーラ、および前記圧縮ピストンは、前記本体内で一直線状に配置されている、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項４】
前記膨張空間と前記圧縮空間との間で前記作動ガスを流通させる再生器をさらに備え、
前記再生器は、前記ヒータと前記クーラとの間に配置される、請求項３に記載のスターリングエンジン。
【請求項５】
前記膨張ピストンに連結される膨張ピストン側クランク機構と、
前記圧縮ピストンに連結される圧縮ピストン側クランク機構と、をさらに備え、
前記膨張ピストン側クランク機構および前記圧縮ピストン側クランク機構は、動力伝達部を介して、動力伝達可能および／または調時可能に連結されている、請求項３に記載のスターリングエンジン。
【請求項６】
前記膨張空間と前記圧縮空間との間で前記作動ガスを流通させる再生器をさらに備え、
前記再生器は、一方向に延びて配置され、
前記膨張ピストンおよび前記ヒータは、前記一方向と交差する方向に一直線状に配置され、
前記クーラおよび前記圧縮ピストンは、前記一方向と交差する方向に一直線状に配置される、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項７】
前記膨張ピストンおよび前記ヒータと、前記クーラおよび前記圧縮ピストンとは、並列に並んで配置される、請求項６に記載のスターリングエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリングエンジンに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１では、排気を通すダクト内に、排気中の熱により水を水蒸気に変換する熱交換器を設け、該水蒸気を被加熱体に導き、該被加熱体を凝縮熱により加熱する装置が開示されている。熱交換を行う媒体（熱媒）として水を利用する上記熱交換器は、サーモサイフォンとも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－１０１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、スターリングエンジンの内部に形成される膨張空間内をディスプレーサと呼ばれるピストンが上下動する。しかし、特許文献１の構成では、膨張空間のうち、ディスプレーサの上下動に寄与しない無効空間が存在する。例えば、膨張空間において、ディスプレーサが最上位置にあるときの内部空間は、ディスプレーサが上下動しても容積が変化しない空間であり、この空間がディスプレーサの上下動に寄与しない無効空間となる。このように無効空間が存在すると、エンジンを効率よく駆動することができず、エンジンの出力を上げることが困難となる。特に、α型のスターリングエンジンでは、ピストンが２つ（膨張ピストン、圧縮ピストン）存在するため、圧縮空間でも無効空間が存在し得る。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、膨張ピストンおよび圧縮ピストンの動作に寄与しない無効空間を低減することができ、これによって、エンジンを効率よく駆動して出力を上げることができるスターリングエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係るスターリングエンジンは、作動ガスを収容する本体と、前記本体内に配置され、熱源からの熱を前記作動ガスに付与するヒータと、を備えたスターリングエンジンであって、前記本体内に配置され、前記作動ガスを冷却するクーラと、前記本体内に、前記ヒータと前記作動ガスの膨張空間を介して配置される膨張ピストンと、前記本体内に、前記クーラと前記作動ガスの圧縮空間を介して配置される圧縮ピストンと、をさらに備え、前記膨張ピストンと前記ヒータとは、前記本体内で前記膨張ピストンの運動方向に一直線状に配置されており、前記クーラと前記圧縮ピストンとは、前記本体内で前記圧縮ピストンの運動方向に一直線状に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、膨張ピストンおよび圧縮ピストンの動作に寄与しない無効空間を低減することができる。これにより、エンジンを効率よく駆動して出力を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施の一形態に係るスターリングエンジンの概略の構成を示す説明図である。
上記スターリングエンジンの本体内の膨張空間での圧力と容積との変化を示す説明図である。
上記本体内の圧縮空間での圧力と容積との変化を示す説明図である。
上記スターリングエンジンの他の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
＜１．スターリングエンジンの基本構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るスターリングエンジン１００の基本構成を示す説明図である。スターリングエンジン１００は、サーモサイフォン１と、エンジン部２０と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許