| 【発明の名称】 |
スターリング機関 |
| 【発明者】 |
【氏名】脇坂 英司
【住所又は居所】大阪府大阪市阿倍野区長池町２２番２２号 シャープ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】軽量かつ低コストであって、変形の少ないディスプレーサを実現することによって、フリーピストン型スターリング機関の性能の向上を図る。
【解決手段】フリーピストン型スターリング冷凍機関７は、作動ガスを封入したシリンダ１内を往復運動可能に設けられたピストン２およびディスプレーサ３を有し、かつディスプレーサ３が往復運動可能に弾性支持されている。ディスプレーサ３は、内部に中空部分１５ａを有し、かつ中空部分１５ａとディスプレーサ外部とを連通する孔１５ｂを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動ガスを封入したシリンダ内を往復運動可能に設けられたピストンおよびディスプレーサを有し、かつ前記ディスプレーサが前記往復運動可能に弾性支持されているフリーピストン型のスターリング機関において、
前記ディスプレーサは、内部に中空部分を有し、かつ前記中空部分と前記ディスプレーサ外部とを連通する孔を有する、スターリング機関。
【請求項２】
前記ディスプレーサの前記孔は、前記シリンダとの摺動面に開口していることを特徴とする、請求項１に記載のスターリング機関。
【請求項３】
前記ディスプレーサは、前記摺動面に凹部を有し、前記孔は前記凹部において開口していることを特徴とする、請求項２に記載のスターリング機関。
【請求項４】
前記ディスプレーサの前記孔は、圧縮空間に面した部分に開口していることを特徴とする、請求項１に記載のスターリング機関。
【請求項５】
前記ディスプレーサは、前記圧縮空間に面した部分に凹部を有し、前記孔は前記凹部において開口していることを特徴とする、請求項４に記載のスターリング機関。
【請求項６】
前記ディスプレーサの前記孔は、膨張空間に面した部分に開口していることを特徴とする、請求項１に記載のスターリング機関。
【請求項７】
前記ディスプレーサは、前記膨張空間に面した部分に凹部を有し、前記孔は前記凹部において開口していることを特徴とする、請求項６に記載のスターリング機関。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スターリング機関に関し、特にディスプレーサが往復運動可能に弾性支持されたフリーピストン型のスターリング機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷蔵庫などの冷却手段として、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが採用されている。こうした蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置には、作動媒体としての冷媒にフロンが用いられ、フロンの凝縮、蒸発を利用して、所要の冷却性能が達成されている。しかし、フロンはオゾン破壊係数が大きいため、近年、フロンのうち特定フロンを対象として使用と生産とが規制されてきている。このため、特定フロンを用いなくてもすむ技術として、スターリング冷凍機などの研究が進められている。
【０００３】
スターリング冷凍機関は、逆スターリングサイクルによって低温を得るようにしたものであり、作動媒体としてヘリウムガス、水素ガス、窒素ガスなどを採用するので、地球環境に与える影響が少ない。このスターリング冷凍機関によれば、極低温を得ることが容易である。以下、従来のスターリング冷凍機関について説明する。
【０００４】
図８は従来のフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
図８を参照して、フリーピストン型スターリング冷凍機関７では、一端がケーシング１３で密閉されたシリンダ１内に、ディスプレーサ３とピストン２とが配設されており、これらによって圧縮空間８と膨張空間９とが形成されている。そして、これらと再生器５により閉回路が構成され、この閉回路の作動空間にはヘリウムなど作動ガスが充填されている。ピストン２はスプリング１９を介して接続されており、リニアモータ等の外部動力によってシリンダ１の軸方向に振動可能とされている。ディスプレーサ３は、ディスプレーサロッド４を介してスプリング６に接続され、自由に往復運動することが可能である。
【０００５】
このスターリング冷凍機関７の動作としては、前記ピストン２がリニアモータなどの外部動力によってシリンダ１の軸方向に振動することによって、圧縮空間８に封入された作動ガスに周期的な圧力変化をもたらす。そして、圧縮に伴い上昇した背圧の脈動により、作動ガスが再生器５を介して膨張空間９に流入される。このときガス移動量の変化によりディスプレーサ３に周期的な軸方向の振動力が生じるので、ディスプレーサ３はピストン２と同じ周期で所定の位相差を保って往復運動する。そしてこの往復運動により、作動ガスは主として膨張空間９に冷熱を発生する。
【０００６】
フリーピストン型スターリング冷凍機関７において、冷熱は以下の原理によって発生される。すなわち、ピストン２により圧縮された圧縮空間８内の作動ガスは、シリンダ通気口１８、流路１２、高温側熱交換器１０を通過し、再生器５で予冷されて、低温側熱交換器１４を経由して膨張空間９へ移動する。このとき、圧縮空間８で生じた熱は高温側熱交換器１０を介して放熱器１１から外部に放出される。大部分の作動ガスが膨張空間９に流入すると、膨張空間９の圧力は上昇し、作動ガスはディスプレーサ３を押し上げるようにして膨張を始める。そして、ある程度膨張すると、ピストン２の復元力によりディスプレーサ３は逆に押し上げられ、圧力の低くなった膨張空間９内の作動ガスが再び圧縮空間８へ移動する。このときに、作動ガスは低温側熱交換器１４を介して吸熱器１７で外部の空気を冷却する。そして、大部分の作動ガスが圧縮空間８へ移動すると、再びピストン２に圧縮されて次のサイクルに移行する。以上のような一連のサイクルが連続的に繰り返されることにより、極低温の冷熱を取り出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
フリーピストン型スターリング機関では、ディスプレーサ３はスプリング６により支持され、圧縮空間８と膨張空間９との圧力差により自由に往復運動可能となっている。したがって、その圧力差が一定の場合に、ディスプレーサ３の重量が大きくなると、ディスプレーサ３は往復運動しにくくなる。その結果、ディスプレーサ３の振幅が小さくなり、冷却効率等の性能が低下するという問題があった。したがって、フリーピストン型スターリング機関の性能の向上のためには、ディスプレーサ３を軽量化する必要がある。
【０００８】
ディスプレーサ３の軽量化については、次の二つの方法が考えられる。
第一の方法としては、ディスプレーサ３の材質をより軽量なものにすることが考えられる。しかし、軽量化によってディスプレーサ３の強度も低下するため、作動ガスの圧力などによるディスプレーサ３の変形が生じやすくなる。このような変形を防ぐためには、ディスプレーサ３の材質をより軽量な材質にするとともに、より強固な材質にする必要がある。しかし、このような材質を選択すれば、コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
第二の方法としては、ディスプレーサ３を気密性が高く肉圧の薄い中空形状にすることが考えられる。しかし、この構成をとる場合には、ディスプレーサ３外部の作動ガスの圧力とディスプレーサ３内部の圧力との差でディスプレーサ３の形状に変形が生じ、シリンダ１とディスプレーサ３との摺動性の低下が起こる。ここでシリンダ１とディスプレーサ３との摺動性の低下とは、シリンダ１とディスプレーサ３との間に摩擦が大きくなり、往復運動がしにくくなることを示している。その結果、摺動性の低下によって振幅が小さくなり、かえって冷却効率が低下してしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、軽量かつ低コストであって、変形の少ないディスプレーサを実現することによって、フリーピストン型スターリング機関の性能の向上を図ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスターリング機関は、作動ガスを封入したシリンダ内を往復運動可能に設けられたピストンおよびディスプレーサを有し、かつディスプレーサが往復運動可能に弾性支持されているフリーピストン型スターリング機関であって、ディスプレーサは、内部に中空部分を有し、かつ中空部分とディスプレーサ外部とを連通する孔を有する。
【００１２】
本発明のスターリング機関によれば、ディスプレーサ内部が中空にされるために、中空部分の重量の分だけディスプレーサは軽量かつ低コストとなる。また、孔を通じて、ディスプレーサ外部の作動ガスとディスプレーサ内部の作動ガスとが出入り可能である。したがって、ディスプレーサ外部の作動ガスの圧力とディスプレーサ内部の作動ガスの圧力とが同等となり、ディスプレーサ外部の作動ガスとディスプレーサ内部の作動ガスとの圧力差によるディスプレーサの変形が抑制される。以上の理由により、スターリング機関の性能が向上される。
【００１３】
上記本発明のスターリング機関において好ましくは、ディスプレーサの孔は、シリンダとの摺動面に開口している。
【００１４】
この構成により、静止時には、孔を通じて圧力調整が行われるのでディスプレーサの変形が抑制される。また、動作時には、ディスプレーサとシリンダとの各摺動面間のギャップによる圧力損失により、作動ガスがディスプレーサとシリンダとの摺動面間を通過しにくくなる。その結果、動作時には、作動ガスのディスプレーサ内部への出入りが妨げられる。したがって、動作時の作動ガスの圧力変動に及ぼす孔の影響は少ない。
【００１５】
上記本発明のスターリング機関において好ましくは、ディスプレーサは摺動面に凹部を有し、孔は凹部において開口している。
【００１６】
孔加工時には、バリの発生などにより孔の開口の周囲が凸型の変形を生じることがある。しかし、予め凹部を設けることによって、凸型の変形が生じた場合でも、その凸型の変形がディスプレーサの摺動面より外方に突き出ることを防止できる。したがって、孔加工時の変形によるディスプレーサの摺動性の低下が抑制される。
【００１７】
上記本発明のスターリング機関において好ましくは、ディスプレーサの孔は、圧縮空間に面した部分に開口している。
【００１８】
この構成により、瞬間的な圧力変動が起こる圧縮時にも、作動ガスが圧縮空間から容易にディスプレーサ内に入りこむ。したがって、圧縮時にも、圧縮空間の作動ガスの圧力とディスプレーサ内部の作動ガスの圧力とをほぼ同じにできるので、ディスプレーサの変形を抑制することができる。また、孔を圧縮空間に面した部分に開口したことにより、シリンダとの摺動面に設ける必要がなくなる。このため、孔をシリンダとの摺動面に設けた場合に生ずることのある凸型変形部とシリンダとが接触するおそれがなくなるため、その接触などによる摺動性の低下を防止することができる。
【００１９】
上記本発明のスターリング機関において好ましくは、ディスプレーサは圧縮空間に面した部分に凹部を有し、孔は凹部において開口している。
【００２０】
孔加工時には、バリの発生などにより孔の開口の周囲が凸型の変形を生じることがある。しかし、予め凹部を設けることによって、凸型の変形が生じた場合でも、その凸型の変形がディスプレーサの圧縮空間に面した部分より外方に突き出ることを防止できる。したがって、孔加工時の変形による動作時のディスプレーサとピストンとの衝突が避けられる。
【００２１】
上記本発明のスターリング機関において好ましくは、ディスプレーサの孔は、膨張空間に面した部分に開口している。
【００２２】
この構成により、瞬間的な圧力変動が起こる膨張時にも、作動ガスが膨張空間から容易にディスプレーサ内に入りこむ。したがって、膨張時にも、膨張空間の作動ガスの圧力とディスプレーサ内部の作動ガスの圧力とをほぼ同じにできるので、ディスプレーサの変形を抑制することができる。また、膨張空間の作動ガスをディスプレーサ内に入れることで膨張を助長させることもできる。さらに、孔を膨張空間に面した部分に開口したことにより、シリンダとの摺動面に設ける必要がなくなる。このため、孔をシリンダとの摺動面に設けた場合に生ずることのある凸型変形部とシリンダとが接触するおそれがなくなるため、その接触などによる摺動性の低下を防止することができる。また、孔を膨張空間に面した部分に開口したことにより、圧縮空間に面した部分に孔を設ける必要がなくなる。圧縮空間に面した部分に孔が設けられている場合には、圧縮時に作動ガスがディスプレーサ内に急激に入りこみ、ディスプレーサ内部の圧力が上昇することにより、ディスプレーサが膨らんだ形状に変形を生ずることがある。しかし、孔を膨張空間に面した部分に開口したことにより、このような変形を防止することができる。
【００２３】
上記本発明のスターリング機関において好ましくは、ディスプレーサは膨張空間に面した部分に凹部を有し、孔は凹部において開口している。
【００２４】
孔加工時には、バリの発生などにより孔の周囲が凸型の変形を生じることがある。しかし、予め凹部を設けることによって、凸型の変形が生じた場合でも、ディスプレーサの膨張空間に面した部分が外方に突き出る形状にならない。したがって、孔加工時の変形による動作時のディスプレーサとケーシングとの衝突が避けられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【００２７】
図１を参照して、フリーピストン型スターリング冷凍機関７では、一端がケーシング１３により密閉されたシリンダ１の内部の円筒状空間内に、ディスプレーサ３およびピストン２が配設されることにより、前記空間内に圧縮空間８と膨張空間９とが形成され、これらの間に再生器５が設けられて閉回路が構成されている。この閉回路の作動空間には作動ガスが充填されている。ピストン２はスプリング１９を介して接続されており、リニアモータ等の外部動力によってシリンダ１の軸方向に振動可能とされている。ディスプレーサ３は、このピストン２を貫通するディスプレーサロッド４の一端に接続されており、ディスプレーサロッド４の他端は、スプリング６に接続されている。このような構成により、ディスプレーサ３は往復運動可能に弾性支持されている。
【００２８】
本実施の形態のフリーピストン型スターリング冷凍機関７において特に注目すべきは、ディスプレーサ３は、内部に中空部分１５ａを有し、かつその中空部分１５ａとディスプレーサ３の外部とを連通する孔１５ｂを有している。その孔１５ｂは、シリンダ１との摺動面に開口しており、ディスプレーサ３内の中空部分１５ａは、孔１５ｂ以外では外部と通じないように気密性が維持されている。
【００２９】
このスターリング冷凍機関の動作においては、閉回路の作動空間にヘリウムなどの作動ガスが充填されるとともに、前記ピストン２がリニアモータなどの外部動力によってシリンダ１の軸方向に振動する。ピストン２の振動は、圧縮空間８に封入された前記作動ガスに周期的な圧力変化をもたらし、圧縮に伴って上昇した背圧の脈動により、作動ガスが再生器５を介して膨張空間９に流入される。このときガス移動量の変化によりディスプレーサ３に周期的な軸方向の振動力が生じる。
【００３０】
これにより、ディスプレーサ３は、スプリング６によりピストン２と同じ周期で所定の位相差を保ってシリンダ１内を軸方向に往復運動する。ディスプレーサ３およびピストン２が所定の位相差を保って往復運動するとき、作動空間に封入された作動ガスは逆スターリングサイクルとして既知の熱力学サイクルを構成し、主として膨張空間９に冷熱を発生する。
【００３１】
以下に、その原理について説明する。ピストン２により圧縮された圧縮空間８内の作動ガスは、シリンダ通気口１８を通過し、流路１２、高温側熱交換器１０、再生器５、低温側熱交換器１４を経由して膨張空間９へ移動する際に、前記再生器５が半サイクル前に蓄えていた冷熱を受け取り予冷される。
【００３２】
このとき、圧縮空間８で生じた熱は高温側熱交換器１０を介して放熱器１１から外部に放出される。大部分の作動ガスが膨張空間９に流入すると、作動ガスは、膨張空間９の圧力上昇によってディスプレーサ３を押し上げるようにして膨張が始まる。
【００３３】
そして、ある程度膨張すると、ピストン２の復元力によりディスプレーサ３は逆に押し上げられ、圧力の低くなった膨張空間９内の作動ガスは、低温側熱交換器１４を介して吸熱器１７で外部から熱が奪われ外部の空気を冷却し、再生器５、高温側熱交換器１０、流路１２、シリンダ通気口１８を経由して再び圧縮空間８へ移動する。そして、大部分の作動ガスが圧縮空間８へ戻ると、再びピストン２の圧縮を受けて次のサイクルに移行する。以上のような一連のサイクルが連続的に繰り返されることにより、極低温の冷熱を取り出すことができる。
【００３４】
次に、孔１５ｂの効果について説明する。本実施の形態では、ディスプレーサ３内に中空部分１５ａと孔１５ｂとを設けたことにより、その孔１５ｂを介して外部から中空部分１５ａに作動ガスを導くことが可能となる。このため、ディスプレーサ３の内部と外部との各作動ガスの圧力を同等にすることができ、内部と外部の圧力差に基づくディスプレーサ３の変形を抑制することが可能となる。
【００３５】
本実施の形態では、特に孔１５ｂがディスプレーサ３とシリンダ１との摺動面に開口している。このため、静止時には、孔１５ｂを介してディスプレーサ３の内部に作動ガスが流入し、ディスプレーサ３の内部圧力と周囲の圧力が同等となるため、内部と外部との圧力差によるディスプレーサ３の変形が抑制される。
【００３６】
一方、ディスプレーサ３とシリンダ１との摺動面間はギャップが小さいので、圧縮空間８および膨張空間９とディスプレーサ３の内部との間を移動する作動ガスには圧力損失が生じる。圧力損失が生じる状態では、作動ガスはディスプレーサ３とシリンダ１との摺動面間を通過しにくくなっている。したがって、動作時には、圧縮空間８および膨張空間９で作動ガスの瞬間的な圧力変動が起こるので、作動ガスがディスプレーサ３とシリンダ１との摺動面間を通過し、中空部分１５ａに流入するする前に、圧縮空間８および膨張空間９の圧力は変動してしまう。その結果、作動ガスの中空部分１５ａへの出入りは少なくなるので、動作時の作動ガスの圧力変動に及ぼす孔１５ｂの影響を抑制することができる。
【００３７】
（実施の形態２）
図２および図３は本発明の実施の形態２におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す断面図および斜視図である。
【００３８】
図２を参照して、本実施の形態では、ディスプレーサ３のシリンダ１との摺動面にクリアランスを大きくするための凹部１６が設けられており、その凹部１６に孔１５ｂが開口されている。
【００３９】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
孔１５ｂは通常ドリルなどを用いて穴あけ加工により作成される。しかし、穴あけ加工の際、バリの発生や材料の内部応力バランスが崩れて孔１５ｂの開口の周囲が盛り上がり、凸型の変形を生じることがある。そこで、予めディスプレーサ３の摺動面の孔１５ｂを設ける位置がわずかに凹形状に加工される。これによって、孔１５ｂ周辺が加工によって凸形状となっても、ディスプレーサ３のシリンダ１との摺動面より外方へ突き出ることを抑制できるため、摺動性の低下が軽減される。
【００４１】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【００４２】
図４を参照して、本実施の形態では、孔１５ｂは、ディスプレーサ３の圧縮空間８に面する部分に開口している。また、孔１５ｂ以外のディスプレーサ３の部分は外部と通じないよう気密性を維持した構成となっている。ここで、圧縮空間８とは、ディスプレーサ３とピストン２との間の空間を意味している。
【００４３】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
これにより、瞬間的な圧力変動が起こる圧縮時にも、作動ガスが圧縮空間８から容易にディスプレーサ３内に入りこむため、圧縮空間８の作動ガスの圧力とディスプレーサ３内部の作動ガスの圧力とをほぼ同じにでき、ディスプレーサ３の変形を抑制することができる。また、孔１５ｂを圧縮空間８に面した部分に開口したことにより、シリンダ１との摺動面に設ける必要がなくなる。このため、孔１５ｂをシリンダ１との摺動面に設けた場合に生ずることのある凸型変形部とシリンダ１とが接触するおそれがなくなるため、その接触などによる摺動性の低下を防止することができる。
【００４５】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す断面図である。
【００４６】
図５を参照して、本実施の形態では、ディスプレーサ３は、ディスプレーサ３の圧縮空間８側の面に凹部１６が設けられており、その凹部１６に孔１５ｂが開口されている。
【００４７】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
これにより、ディスプレーサ３の内部圧力と周囲の圧力が同等となり、圧力差によるディスプレーサ３の変形がなくなるとともに、孔１５ｂの加工時にディスプレーサ３に変形が起こった際にも、ディスプレーサ３の圧縮空間８に面した部分が外方に突き出る形状にはならないので、動作時のピストン２とディスプレーサ３との衝突を避けることができる。
【００４９】
（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【００５０】
図６を参照して、本実施の形態では、孔１５ｂはディスプレーサ３の膨張空間９に面する部分に開口している。また、孔１５ｂ以外のディスプレーサ３の部分は外部と通じないよう気密性を維持した構成となっている。ここで、膨張空間９とは、ディスプレーサ３とケーシング１３との間の空間を意味している。
【００５１】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５２】
これにより、瞬間的な圧力変動が起こる膨張時にも、作動ガスが膨張空間９から容易にディスプレーサ３内に入りこむため、膨張空間９の作動ガスの圧力とディスプレーサ３内部の作動ガスの圧力とをほぼ同じにでき、ディスプレーサ３の変形を抑制することができる。また、膨張空間９の作動ガスを中空部分１５ａに入れることで膨張を助長させることもできる。さらに、孔１５ｂを膨張空間９に面した部分に開口したことにより、シリンダ１との摺動面に設ける必要がなくなる。このため、孔１５ｂをシリンダ１との摺動面に設けた場合に生ずることのある凸型変形部とシリンダ１とが接触するおそれがなくなるため、その接触などによる摺動性の低下を防止することができる。また、孔１５ｂを膨張空間９に面した部分に開口したことにより、圧縮空間８に面した部分に設ける必要がなくなる。圧縮空間８に面した部分に孔１５ｂが設けられている場合には、圧縮時に作動ガスがディスプレーサ３内に急激に入りこみ、ディスプレーサ３内部の圧力が上昇することにより、ディスプレーサ３が膨らんだ形状に変形を生ずることがある。しかし、孔１５ｂを膨張空間に面した部分に開口したことにより、このような変形を防止することができる。
【００５３】
（実施の形態６）
図７は、本発明の実施の形態６におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す断面図である。
【００５４】
図７を参照して、本実施の形態では、ディスプレーサ３は、ディスプレーサ３の膨張空間９側の面に凹部１６が設けられており、その凹部１６に孔１５ｂが開口されている。
【００５５】
なお、これ以外の構成については図１に示す実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
これにより、ディスプレーサ３の内部圧力と周囲の圧力が同等となり圧力差によるディスプレーサ３の変形がなくなるとともに、孔１５ｂの加工時にディスプレーサ３に変形が起こった際にも、ディスプレーサ３の膨張空間９に面した部分が外方に突き出る形状にはならないので、動作時のケーシング１３とディスプレーサ３との衝突を避けることができる。
【００５７】
なお、本実施の形態は全て逆スターリングサイクルによるスターリング冷凍機関についてのものであるが、本発明はスターリングエンジンなどのスターリング機関の装置全般について適用可能である。
【００５８】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスターリング冷凍機関によれば、ディスプレーサ内部が中空にされるために、中空部分の重量の分だけディスプレーサは軽量かつ低コストとなる。また、孔を通じて、ディスプレーサ外部の作動ガスとディスプレーサ内部の作動ガスとが出入り可能である。したがって、ディスプレーサ外部の作動ガスの圧力とディスプレーサ内部の作動ガスの圧力とが同等となり、ディスプレーサ外部の作動ガスとディスプレーサ内部の作動ガスとの圧力差によるディスプレーサの変形が抑制される。以上の理由により、フリーピストン型スターリング冷凍機関の性能が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態３におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態４におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態５におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態６におけるフリーピストン型スターリング冷凍機関のディスプレーサの構成を示す断面図である。
【図８】従来のフリーピストン型スターリング冷凍機関の断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダ、２ ピストン、３ ディスプレーサ、４ ディスプレーサロッド、５ 再生器、６ スプリング、７ フリーピストン型スターリング冷凍機関、８ 圧縮空間、９ 膨張空間、１０ 高温側熱交換器、１１ 放熱器、１２ 流路、１３ ケーシング、１４ 低温側熱交換器、１５ａ 中空部分、１５ｂ 孔、１６ 凹部、１７ 吸熱器、１８ シリンダ通気口、１９ スプリング。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【住所又は居所】大阪府大阪市阿倍野区長池町２２番２２号
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| 【出願日】 |
平成１４年６月１７日（２００２．６．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４７４６
【弁理士】
【氏名又は名称】深見 久郎
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| 【公開番号】 |
特開２００４−１９５５６（Ｐ２００４−１９５５６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１６年１月２２日（２００４．１．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１７５９００（Ｐ２００２−１７５９００） |
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