(57)【要約】【課題】本発明は、スターリングエンジンを利用した動力システムにおいて、高い自由度を実現することのできる新規なスターリングエンジンを提供することを目的とする。【解決手段】スターリングエンジンにおいて、ディスプレーサ・ユニットとパワーピストン・ユニットとを圧力伝達管によって接続した上で、パワーピストンとディスプレーサとが所定の位相差をもって振動するように、該ディスプレーサをリニアモータを使用して駆動制御する。本発明のスターリングエンジンは、上記構成を備えることによって、ディスプレーサ・ユニットとパワーピストン・ユニットとを遠隔して配置した場合であっても、スターリングエンジンが好適に作動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレーサを備えるシリンダを含んで構成されるディスプレーサ・ユニットと、
パワーピストンを備えるシリンダを含んで構成されるパワーピストン・ユニットと、
前記ディスプレーサを振動駆動させるためのリニアモータと、
前記パワーピストンと前記ディスプレーサとが所定の位相差をもって振動するように前記リニアモータの駆動を制御するためのリニアモータ駆動制御手段とを含み、
前記ディスプレーサ・ユニットのシリンダと前記パワーピストン・ユニットのシリンダが圧力伝達管によって接続され、
前記パワーピストン・ユニットは、前記ディスプレーサ・ユニットに対して遠隔して配置される、
スターリングエンジン。
【請求項２】
前記リニアモータは、前記ディスプレーサを備えるシリンダの内周面上に配設された励磁コイルと、前記ディスプレーサの外周面上の該励磁コイルに対向する位置に配設された永久磁石とを含んで構成される、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項３】
前記リニアモータは、ロッドを介して前記ディスプレーサを振動駆動するように構成された、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項４】
前記パワーピストン・ユニットは、前記パワーピストンに接続されたクランク機構を含み、所定のストローク量をもって振動するように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスターリングエンジン。
【請求項５】
前記パワーピストン・ユニットは、前記パワーピストンの変位を測定するための変位センサをさらに含んでおり、前記リニアモータ駆動制御手段は、前記変位センサからの出力に基づいて、前記リニアモータの振動駆動を制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスターリングエンジン。
【請求項６】
前記リニアモータ駆動制御手段は、前記ディスプレーサと前記パワーピストンの位相差が９０°になるように制御する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のスターリングエンジン。
【請求項７】
１つの前記ディスプレーサ・ユニットに対し複数の前記パワーピストン・ユニットが接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスターリングエンジン。
【請求項８】
複数の前記ディスプレーサ・ユニットに対し該ディスプレーサ・ユニットと同数の前記パワーピストン・ユニットが接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスターリングエンジン。
【請求項９】
複数の前記ディスプレーサ・ユニットに対し１つの前記パワーピストン・ユニットが接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスターリングエンジン。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のスターリングエンジンを利用した宇宙ステーション室内用動力システムであって、
前記ディスプレーサ・ユニットは、太陽光エネルギーを授受するために前記宇宙ステーションの外に設置され、
前記パワーピストン・ユニットは、前記宇宙ステーション室内に配置される、
宇宙ステーション室内用動力システム。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のスターリングエンジンを利用した灌漑システムであって、
前記ディスプレーサ・ユニットは、太陽光エネルギーを授受するために地上に設置され、
前記パワーピストン・ユニットは、地下に設置された地下水汲み上げポンプに動力を供給する、
灌漑システム。
【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し、より詳細には、ディスプレーサとパワーピストンが遠隔して配置されるスターリングエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
スターリングエンジンは、その高い熱効率に加え、排熱や太陽熱などを利用することができることから、環境に優しいクリーンな動力源として注目されており、その実用化について種々検討がなされている。しかしながら、従来のスターリングエンジンにおいては、ディスプレーサとパワーピストンの位相差を担保するために両者をリンク機構によって接続せざるを得ないため、パワーピストンを必然的に熱源に近接して配置するより他なかった。したがって、スターリングエンジンを利用する動力システムの設計は、必然的に熱源の位置に制約されることになり、自由度の高いシステムを構築することが出来なかった。
【０００３】
この点につき、近年、ディスプレーサとパワーピストンとをリンク機構によって接続しない、いわゆるフリーピストン型スターリングエンジンについて研究開発がなされている。特開２０００−４５８６７号公報（特許文献１）は、フリーピストン型スターリングエンジンを用いた冷熱機を、特開２００５−２０７２９３号公報（特許文献２）は、フリーピストン型スターリングエンジンを用いた発電機をそれぞれ開示する。しかしながら、現在、実用化が検討されているフリーピストン型スターリングエンジンのほとんどがその用途を発電機や冷熱機に限定するものであり、スターリングエンジンを動力利用する試みについては、ほとんどなされていないのが現状であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４５８６７号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、スターリングエンジンを利用した動力システムにおいて、自由度の高いシステムの構築を可能にする新規なスターリングエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、スターリングエンジンを利用した動力システムにおいて、自由度の高いシステムの構築を可能にする新規なスターリングエンジンにつき鋭意検討した結果、スターリングエンジンにおいて、ディスプレーサ・ユニットとパワーピストン・ユニットとを圧力伝達管によって接続した上で、パワーピストンとディスプレーサとが所定の位相差をもって振動するように、該ディスプレーサをリニアモータを使用して駆動制御することによって、ディスプレーサ・ユニットとパワーピストン・ユニットとを遠隔して配置した場合であっても、スターリングエンジンが作動することを見出し、本発明に至ったのである。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、ディスプレーサを備えるシリンダを含んで構成されるディスプレーサ・ユニットと、パワーピストンを備えるシリンダを含んで構成されるパワーピストン・ユニットと、前記ディスプレーサを振動駆動させるためのリニアモータと、前記パワーピストンと前記ディスプレーサとが所定の位相差をもって振動するように前記リニアモータの駆動を制御するためのリニアモータ駆動制御手段とを含み、前記ディスプレーサ・ユニットのシリンダと前記パワーピストン・ユニットのシリンダが圧力伝達管によって接続され、前記パワーピストン・ユニットは、前記ディスプレーサ・ユニットに対して遠隔して配置される、スターリングエンジンが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上述したように、本発明によれば、スターリングエンジンを利用した動力システムにおいて、自由度の高いシステムの構築を可能にする新規なスターリングエンジンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のスターリングエンジンを示す図。
【図２】リニアモータをシリンダの外部に配置したスターリングエンジンを示す図。
【図３】スターリングエンジンを宇宙ステーションに適用した例を示す図。
【図４】スターリングエンジンを砂漠地帯の灌漑システムに適用した例を示す図。
【図５】第２実施形態のスターリングエンジンを示す図。
【図６】第３実施形態のスターリングエンジンを示す図。
【図７】第４実施形態のスターリングエンジンを示す図。
【図８】実験装置の概略図。
【図９】フライホイールの回転数(rpm)の変化及び中空容器の温度の変化を時系列的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
【００１１】
図１は、本発明のフリーピストン型スターリングエンジンの実施形態であるスターリングエンジン１００を示す概念図である。スターリングエンジン１００は、ディスプレーサ・ユニット１０と、パワーピストン・ユニット２０と、圧力伝達管３０と、リニアモータ駆動制御部４０とを含んで構成されている。
【００１２】
本実施形態におけるディスプレーサ・ユニット１０は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部に収容されるディスプレーサ１２を含む。ディスプレーサ１２は、リニアモータによって自律的に矢印方向に往復駆動することができるように構成されており、ディスプレーサ１２が矢印方向に往復することによってシリンダ１１内の作動流体が作動流体移動管１７を通って熱源側Ｈと冷却側Ｃとを交互に移動するように構成されている。なお、ディスプレーサ・ユニット１０における作動流体用の流路は、図１に示す形態に限定されず、ディスプレーサ１２の軸方向を貫通する形で流路孔を設けるなど、スターリングエンジンにおいて既知の構成を適宜選択することができる。
【００１３】
図１に示す例においては、シリンダ１１の内周面上に配設された励磁コイル１３と、ディスプレーサ１２の外周面上の励磁コイル１３に対向する位置に配設された永久磁石１４によってリニアモータが構成されており、リニアモータ駆動制御部４０から励磁コイル１３に対して電圧が印加されることに伴い、ディスプレーサ１２が矢印方向に往復駆動する。なお、本実施形態におけるリニアモータは、図１に示す形態に限定されるものではなく、ディスプレーサ１２を往復駆動させることができる構成であればどのようなものであってもよい。例えば、図２に示すように、リニアモータ１５をシリンダ１１の外部に配置し、ディスプレーサ１２とリニアモータ１５をロッド１６を介して接続してこれを駆動するように構成することもできる。
【００１４】
一方、パワーピストン・ユニット２０は、シリンダ２１内に摺動自在に嵌合されたパワーピストン２２と、フライホイールを含むクランク機構２３とを含んで構成されている。パワーピストン２２は、クランク機構２３によりそのストローク量が固定されており、クランク機構２３の回転慣性力によって原点復帰し、往復駆動するように構成されている。
【００１５】
本実施形態のスターリングエンジン１００においては、ディスプレーサ１２とパワーピストン２２との間にはリンク機構が介在しておらず、ディスプレーサ・ユニット１０のシリンダ１１とパワーピストン・ユニット２０のシリンダ２１とが圧力伝達管３０によって接続されているのみである。すなわち、本実施形態のスターリングエンジン１００におけるパワーピストン２２は、セミフリーピストン型のスターリングエンジンと同じく、ディスプレーサ１２との共振現象を利用して作動する。具体的には、ディスプレーサ・ユニット１０においてディスプレーサ１２の往復振動によってシリンダ１１内の作動流体に温度変化が生じ、これに伴って圧力変化が惹起される。この圧力変化によって生じた圧力波が圧力伝達管３０を介してパワーピストン・ユニット２０に伝播する。パワーピストン・ユニット２０においては、伝播した圧力波に共振してパワーピストン２２が往復摺動し、当該往復摺動がクランク機構２３を介して回転仕事に転換される。
【００１６】
本発明においては、パワーピストン２２の振動数に併せてディスプレーサ１２の振動数をリニアモータを使用して制御する。この構成は、以下の理由により熱効率の点で有利となる。ディスプレーサとパワーピストンとの間にリンク機構が介在する従来のスターリングエンジンにおいては、ディスプレーサが正弦波的に動作するため、各過程において、パワーピストンとディスプレーサとが同時に動作する期間が生じており、その分、有効仕事あるいは有効熱量の減少が生じることによって熱効率が低下していた。
【００１７】
この点、本発明によれば、リニアモータの強い駆動力によってディスプレーサを瞬時に移動させることによって、矩形波的に動作させることができる。すなわち、本発明のスターリングエンジンにおいては、等容加熱過程（パワーピストンが上死点にある間）、あるいは、等容冷却過程（パワーピストンが下死点にある間）に、瞬間的にディスプレーサを移動するように同期制御するため、理想サイクルに近い角張ったサイクルを実現することが可能となり、熱効率が向上する。但しここで、ディスプレーサを作動するための電力が必要となるが、ディスプレーサは内部空気を移動させることができればよいため、風船のように中空のものや、グラスウールのように綿状の部材で軽量に構成することによって、ディスプレーサを作動させる電力を極力少なくすることができる。
【００１８】
ここで、本実施形態のスターリングエンジン１００におけるディスプレーサ１２の振動とパワーピストン２２の振動の同期制御について、以下説明する。本実施形態においては、パワーピストン・ユニット２０側に、パワーピストン２２の変位を測定するための変位センサ２５が設けられており、変位センサ２５からの出力がリニアモータ駆動制御部４０に入力されるように構成されている。なお、変位センサ２５は、作動トランス型、静電容量型、レーザ型などの適切なセンサを用いて構成することができる。
【００１９】
リニアモータ駆動制御部４０は、演算手段を含むマイコンと電源を含んで構成され、変位センサ２５からの出力に基づき、パワーピストン２２が上死点にある間、あるいは、下死点にある間に、瞬間的にディスプレーサ１２を移動するように（すなわち、ディスプレーサ１２がパワーピストン２２に対して９０°の位相差を維持するように）、ディスプレーサ・ユニット１０のリニアモータを駆動制御する。
【００２０】
なお、リニアモータの駆動・制御にかかる電力については、パワーピストン・ユニットで発生した動力の一部を使って発電した電力を使用したり、別途、用意した太陽光発電装置の発電電力を使用したりするなど、本発明のスターリングエンジンの適用形態に合った適切な方法を採用することが好ましい。また、リニアモータの駆動電力を低減するために、ディスプレーサの軽量化を図ることが望ましい。
【００２１】
上述したように、本発明のスターリングエンジンは、熱エネルギーを授受するディスプレーサ・ユニットと動力を発生するパワーピストン・ユニットとがクランク機構によって接続されないため、圧力伝達管を長く構成することによって、熱源から遠く離れた場所に動力を発生するパワーピストン・ユニットを配置することが可能となり、動力システムの構成に自由度が生まれる。
【００２２】
しかし、本発明のスターリングエンジンにおいては、圧力伝達管内の容積分が隙間容積（死容積）の増加となるため、系内の作動流体の平均温度の高低差が減少し、平均有効圧力が低下する。さらに加えて、圧力伝達管内を作動流体が振動流として移動する際に圧力損失が生じるため、システム全体としての熱効率は少なからず低下する。ここで、本発明のスターリングエンジンのエネルギー効率について、太陽光を熱源として利用する場合を例にとって以下検討する。
【００２３】
一般に、太陽光エネルギーの約６０％を熱エネルギーとして利用することができるとされており、また、スターリングエンジンの熱効率は約４０％とされている。したがって、本発明のスターリングエンジンのエネルギー効率は、圧力伝達管に起因する損失を考慮しない場合には約２４％となる。一方、現在、最も多く流通する太陽電池の変換効率は、約１５％とされており、モータ効率は約９０％とされている。したがって、太陽電池で発電した電力でモータを駆動する従来のシステムのエネルギー効率は約１３％になる。ここで、本発明のスターリングエンジンにおける圧力伝達管に起因する損失は、圧力伝達管の長さによるが、ここで、圧力伝達管に起因する損失を５０％と仮定しても、本発明のスターリングエンジンのエネルギー効率は約１２％となり、従来の太陽電池を使用した動力システムに比べて遜色のないエネルギー効率を実現できることになる。なお、本発明のスターリングエンジンは、上述した作動流体の振動流れの損失を考慮すれば、振動周期の長い動力機関として構成することが好ましく、低回転・高トルクのエンジンとして構成することが期待できる。
【００２４】
一方で、膨大な熱エネルギーが無尽蔵に提供されるような環境においては、圧力伝達管に起因する熱効率の低下は、本発明のスターリングエンジンを導入する上での実質的な障壁にはならないであろう。すなわち、本発明のスターリングエンジンは、熱効率について考慮する必要のない環境において、これを動力システムとして利用することが期待される。以下、本発明の適用例について、図３および図４を参照して説明する。なお、図３および図４においては、説明の便宜のため、リニアモータならびにリニアモータ駆動制御部の構成について省略して示すものとする（以下、図５〜７についても同様）。
【００２５】
図３は、本実施形態のスターリングエンジン１００を宇宙構造物（宇宙ステーション）５０の室内で用いる動力源として適用した例を示す。図３に示す例においては、スターリングエンジン１００のディスプレーサ・ユニット１０は、宇宙ステーション５０の船外に設置される放物面鏡５２上に固定され、放物面鏡５２によって集光された太陽光線から熱エネルギーを授受するように構成されている。ここで、ディスプレーサ・ユニット１０から伸びる圧力伝達管３０は、壁５１によって宇宙空間から隔てられる宇宙ステーション５０の室内に導入・配管されており、ディスプレーサ・ユニット１０が船外で授受した太陽光エネルギーをパワーピストン・ユニット２０において動力に変換している。宇宙ステーション５０の内部は、空気汚染を嫌うため、燃焼エネルギーを利用する内燃機関を動力源とすることは難しい。一方、宇宙空間においては、太陽光を遮蔽するものがないため、この無尽蔵の太陽光エネルギーを熱源とし利用し、本発明のスターリングエンジンをクリーンな動力源として利用することができる。
【００２６】
さらに、本発明のスターリングエンジンの別の適用例について、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態のスターリングエンジン１００を砂漠地帯の灌漑システムに適用した例を示す。図４に示す例においては、スターリングエンジン１００のディスプレーサ・ユニット１０は、地上６０に設置される放物面鏡５２上に固定され、放物面鏡５２によって集光された太陽光線から熱エネルギーを授受するように構成されている。ここで、ディスプレーサ・ユニット１０から伸びる圧力伝達管３０は、地下水脈６２に向けて配管されており、ディスプレーサ・ユニット１０が地上で授受した太陽光エネルギーをパワーピストン・ユニット２０において動力に変換し、地下水汲み上げポンプ６４を駆動している。単位面積あたり年間日射量が格段に大きい砂漠地帯においては、この膨大な太陽光エネルギーを熱源とし利用し、本発明のスターリングエンジンを灌漑用の動力源として利用することができる。
【００２７】
以上、図３および図４を参照して、本発明のスターリングエンジンの適用例について説明したが、本発明が利用する熱源は、太陽光に限定されるものではなく、たとえば原子炉から出る排熱を熱源として利用したり、地熱を熱源として利用したりすることもできる。すなわち、本発明のスターリングエンジンは、大きな熱エネルギーが得られるいかなる環境であれば、いかなる環境であっても動力システムとして適用することが可能である。
【００２８】
なお、上述した説明においては、ディスプレーサ・ユニット１０とパワーピストン・ユニット２０とが一対となる態様についてのみ示したが、本発明のスターリングエンジンは、ディスプレーサ・ユニット１０で発生する圧力波を圧力伝達管３０を介してパワーピストン・ユニット２０に伝達してパワーピストン２２を駆動する構成を採用しているため、熱エネルギーを授受するディスプレーサ・ユニット１０に対する動力を発生するパワーピストン・ユニット２０の設置場所のみならず、両者の対応関係についても、自由度をもって構築することが可能となる。以下、この点について、図５〜図７を参照して、以下説明する。なお、以降の説明は、便宜上、太陽光を熱源とするスターリングエンジンに基づいて行なうものとする。
【００２９】
図５は、本発明の第２の実施形態であるスターリングエンジン２００を示す。スターリングエンジン２００においては、大型の放物面鏡５２を備えた１つの大容量のディスプレーサ・ユニット１０に対して、複数のパワーピストン・ユニット２０が接続されている（１対多型システム）。本実施形態によれば、１つの熱源から授受した熱エネルギーを利用して複数の部屋ごとに専用の動力を供給することが可能となる。なお、本実施形態においては、ディスプレーサ・ユニット１０とパワーピストン・ユニット２０の振動周期をインタラクティブに同期させることはせず、ディスプレーサ・ユニット１０の振動周期を固定し、これに複数のパワーピストン・ユニット２０が同期する形で作動することになる。
【００３０】
図６は、本発明の第３の実施形態であるスターリングエンジン３００を示す。スターリングエンジン３００においては、複数のディスプレーサ・ユニット１０ａ〜１０ｃに対して、ストロークやピストン断面積が異なり、固有振動数の異なる複数のパワーピストン・ユニット２０ａ〜２０ｃが接続されている（多対多型システム）。本実施形態においては、ディスプレーサ・ユニット１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、それぞれ、パワーピストン・ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃに対応しており、それぞれの組ごとに、パワーピストン・ユニット２０の固有振動数に同期するようにインタラクティブにディスプレーサ・ユニット１０の振動数が制御されている。なお、本実施形態においては、圧力伝達管３０内を異なる周波数を持つ複数の圧力波が伝播することになるが、個々のパワーピストン・ユニット２０は、自身の共振振動数で同期駆動されるディスプレーサ・ユニット１０からの１つの圧力波のみから動力を取り出すことができる。
【００３１】
図７は、本発明の第４の実施形態であるスターリングエンジン４００を示す。スターリングエンジン４００においては、複数のディスプレーサ・ユニット１０ａ〜１０ｃに対して、１つの大容量のパワーピストン・ユニット２０が接続されている（多対１型システム）。本実施形態においては、パワーピストン・ユニット２０の固有振動数に同期するようにディスプレーサ・ユニット１０ａ〜１０ｃの全てが同期して振動制御されており、複数のディスプレーサ・ユニット１０ａ〜１０ｃがそれぞれ授受した個々の熱エネルギーの総量を使用して、パワーピストン・ユニット２０において大きな駆動力を発生させることができる。
【００３２】
以上、本発明について実施形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その他、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明のスターリングエンジンについて、実施例を用いてより具体的に説明を行なうが、本発明は、後述する実施例に限定されるものではない。本発明のスターリングエンジンの実現性を確認するために、以下の手順で実証実験を行った。
【００３４】
（実験装置）
図８は、実験装置５００の概略図を示す。実験装置５００は、スポンジ製のディスプレーサ５０１を含む円盤状の中空容器５０２と、パワーピストンとしてのダイヤフラム５０３と、圧力伝達管としてのシリコンチューブ５０４（内径３mm、長さ３m）とを含んで構成した。中空容器５０２内のディスプレーサ５０１は、ディスプレーサ５０１の軸方向に揺動自在に支持された永久磁石５０５とコネクティングロッド５０６を介して接続し、永久磁石５０５の移動軸上方に電磁石５０９を固設した。さらに、電磁石５０９をリレースイッチ５１６を介して電源５０７に接続し、電磁石５０９への通電に伴って、永久磁石５０５が上方に引き上げられ、ディスプレーサ５０１が矢印の方向に揺動するように構成した。
【００３５】
一方、パワーピストンとしてのダイヤフラム５０３は、コネクティングロッド５１０を介して透明な樹脂からなる円形板状のフライホイール５１１と接続した。また、フライホイール５１１の回転周期を検出するために、フライホイール５１１に半円形状の遮光性の紙５１２を貼り付けた上で、入射用および受光用の２つの光ファイバー５１３，５１４を、フライホイール５１１を挟む形で固定し、これを光の透過および遮断の信号を検出するための光電スイッチ５１５に接続した。さらに、光電スイッチ５１５をリレースイッチ５１６に接続し、電磁石５０９に流れる電流をリレースイッチ５１６によってオンオフ制御するように構成した。なお、中空容器５０２の下底面および上底面の温度変化を観測するために、各面に温度計を固定した。
【００３６】
上述した実験装置５００において、中空容器５０２の底面を約90℃のお湯を入れたカップを置いた後、フライホイール５１１に手動で初速度を与えた。その結果、ディスプレーサ５０１がフライホイール５１１の回転に同期する形で上下に揺動した。
【００３７】
図９は、フライホイール５１１の回転数(rpm)の変化、および、中空容器５０２の下底面（高熱側）および上底面（低熱側）の温度の変化を時系列的に示す。図９に示されるように、フライホイール５１１は、はじめ５Hz程度で回転を続けていたが、中空容器５０２の下底面（高熱側）の温度上昇に従って、徐々に回転数を上昇させ、最高で約２００rpmの回転数を示した。さらに、中空容器５０２から熱源（熱湯の入ったカップ）を遠ざけると、中空容器５０２の下底面（高熱側）の温度は下降し、これに追従する形でフライホイール５１１の回転数が減少した。上述した実験結果から、フライホイール５１１の回転運動に同期してディスプレーサ５０１の並進運動を制御することによって、ディスプレーサとパワーピストンを遠隔配置して同期させる本方式のスターリングエンジンが動作可能であることが示された。
【符号の説明】
【００３８】
１００，２００，３００，４００…スターリングエンジン、１０…ディスプレーサ・ユニット、１１…シリンダ、１２…ディスプレーサ、１３…励磁コイル、１４…永久磁石、１５…リニアモータ、１６…ロッド、１７…作動流体移動管、２０…パワーピストン・ユニット、２１…シリンダ、２２…パワーピストン、２３…クランク機構、２５…変位センサ、３０…圧力伝達管、４０…リニアモータ駆動制御部、５０…宇宙ステーション、５１…壁、５２…放物面鏡、６０…地上、６２…地下水脈、６４…地下水汲み上げポンプ、５００…実験装置、５０１…ディスプレーサ、５０２…中空容器、５０３…ダイヤフラム、５０４…シリコンチューブ（圧力伝達管）、５０５…永久磁石、５０６…コネクティングロッド、５０７…電源、５０９…電磁石、５１０…コネクティングロッド、５１１…フライホイール、５１２…遮光性の紙、５１３，５１４…光ファイバー、５１５…光電スイッチ、５１６…リレースイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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