(57)【要約】【課題】  スターリングサイクル機関において作動ガスの再注入を容易に行うことが可能な技術を提供する。【解決手段】  本発明は、ハウジングの内部に形成された内部空間に充填された作動ガスを利用するスターリングサイクル機関として具現化される。そのスターリングサイクル機関では、内部空間に作動ガスを注入するガス注入部が、先端の開口がハウジングの外側に突出するようにハウジングに溶接されており、先端の開口が内部空間と連通している第１ガス注入管と、一方の端部が第１ガス注入管の先端にろう接された第２ガス注入管を備えている。そのスターリングサイクル機関では、第２ガス注入管の一部を押し潰して作動ガスが封止されている。【選択図】  図１
2009264261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に形成された内部空間に充填された作動ガスを利用するスターリングサイクル機関であって、内部空間に作動ガスを注入するガス注入部が、
先端の開口がハウジングの外側に突出するようにハウジングに溶接されており、先端の開口が内部空間と連通している第１ガス注入管と、
一方の端部が第１ガス注入管の先端にろう接された第２ガス注入管を備えており、
第２ガス注入管の一部を押し潰して作動ガスが封止されている、スターリングサイクル機関。
【請求項２】
第１ガス注入管の先端が第２ガス注入管の前記一方の端部に挿入された状態で、第１ガス注入管に第２ガス注入管がろう接されている、請求項１のスターリングサイクル機関。
【請求項３】
第１ガス注入管に第２ガス注入管がはんだ付されている、請求項１または２のスターリングサイクル機関。
【請求項４】
第１ガス注入管の先端の側面に孔が形成されており、その孔がはんだによって塞がれている、請求項３のスターリングサイクル機関。
【請求項５】
第２ガス注入管が押し潰された個所で切断されており、その切断面がろう接されている、請求項１から４の何れか一項のスターリングサイクル機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスターリングサイクル機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の原動機に代わるものとして、各種のスターリングサイクル機関が提案されている。スターリングサイクル機関は、理論的な効率が高く、連続燃焼であるために燃料の種類に制限がなく、排気、騒音等の公害を発生しない等の利点を備えている。最近では、家庭用の発電装置にスターリングサイクル機関を組み込んだものについても開発が行われている。
【０００３】
また、原動機として使用する場合とは逆のサイクル、すなわち、逆スターリングサイクルを利用し、スターリングサイクル機関をヒートポンプとして利用することも提案されている。この場合、モータ等の駆動源によってスターリングサイクル機関を駆動し、作動ガスを圧縮及び膨張させて吸熱及び放熱を行わせる。
【０００４】
スターリングサイクル機関では、理想気体に近い特性を有するヘリウムガスを作動ガスとして用いることが好ましい。しかしながら、ヘリウムガスは分子量が小さく、漏洩しやすいという性質を有する。そこで、スターリングサイクル機関に注入した作動ガスを確実に封止する技術が開発されている。特許文献１の技術では、スターリングサイクル機関にろう付されたガス注入管を介して、ハウジングの内部に形成された内部空間への作動ガスの注入を行う。この技術では、作動ガスの注入が完了した後に、ガス注入管の二箇所をそれぞれ異なる潰し方向で順に押し潰し、ハウジングから遠い方の押し潰し部でガス注入管を切断し、その切断面をろう付することで、作動ガスを封止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１４３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スターリングサイクル機関に作動ガスを再注入したい場合がある。例えば、作動ガスを充填した状態でスターリングサイクル機関を試運転し、その結果を見て内部のディスプレーサや出力ピストンの微調整を行いたい場合がある。特にスターリングサイクル機関を家庭用の発電装置に組み込んで使用する場合、ディスプレーサや出力ピストンの振動の周波数を系統電源の周波数と精度良く一致させる必要があり、このような微調整は何度でも行えることが望ましい。この場合、スターリングサイクル機関の内部の調整を行った後に、作動ガスの再注入が必要となる。また、スターリングサイクル機関が動作異常を生じた場合も、内部の点検やメンテナンスを行った後に、作動ガスを再注入する必要が生じる。
【０００７】
特許文献１の技術のように、ハウジングにろう付されたガス注入管の一部を押し潰して封止する場合、作動ガスを再注入するためには、押し潰されたガス注入管を本体から取外して、未だ押し潰されていない新しいガス注入管を再び本体に取り付けなければならない。しかしながら、ハウジングとガス注入管の接続部は熱容量が大きく、ろう付されているガス注入管をハウジングから取外したり、その後に新しいガス注入管をハウジングにろう付する作業は、多大な時間と労力を必要とする。
【０００８】
あるいは、より簡便に作動ガスの再注入を行うために、ガス注入管を予め長いものとしておいて、作動ガスを再注入する必要が生じたときに、ガス注入管の押し潰された個所を切り落としていく方式が考えられる。この方式であれば、比較的簡単な作業で作動ガスの再注入を行うことができる。しかしながら、この方式では、作動ガスの再注入を行う度にガス注入管は短くなっていく。従って、この方式では、作動ガスの再注入を許容する回数に応じて、ガス注入管の長さを予め長いものとしておかなければならない。スターリングサイクル機関の振動に対する耐久性を確保するために、長いガス注入管を使用する場合には、ガス注入管をハウジングに保持固定するための機構を別途設ける必要が生じる。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決する。本発明は、スターリングサイクル機関において作動ガスの再注入を容易に行うことが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ハウジングの内部に形成された内部空間に充填された作動ガスを利用するスターリングサイクル機関として具現化される。そのスターリングサイクル機関では、内部空間に作動ガスを注入するガス注入部が、先端の開口がハウジングの外側に突出するようにハウジングに溶接されており、先端の開口が内部空間と連通している第１ガス注入管と、一方の端部が第１ガス注入管の先端にろう接された第２ガス注入管を備えている。そのスターリングサイクル機関では、第２ガス注入管の一部を押し潰して作動ガスが封止されている。
【００１１】
なお本明細書において溶接とは、アーク溶接を始めとする融接、スポット溶接を始めとする圧接、ろう付を始めとするろう接を含む。また、本明細書においてろう接とは、硬ろう材を用いたろう付と、軟ろう材（はんだ）を用いたはんだ付の両者を含む。
【００１２】
上記のスターリングサイクル機関では、内部空間に作動ガスを注入するガス注入部が、主として第１ガス注入管と第２ガス注入管から構成されている。内部空間に作動ガスを注入する段階では、第２ガス注入管が押し潰されておらず、第２ガス注入管から作動ガスを注入することができる。第２ガス注入管から注入された作動ガスは、第１ガス注入管を経由して、ハウジングの内部空間に作動ガスが供給される。このスターリングサイクル機関では、作動ガスの注入が完了した後に、第２ガス注入管の一部を押し潰して作動ガスが封止される。ハウジングと第１ガス注入管は溶接されており、第１ガス注入管と第２ガス注入管はろう接されているので、ハウジングと第１ガス注入管の接続部や、第１ガス注入管と第２ガス注入管の接続部から、作動ガスが漏洩してしまうことがない。
【００１３】
上記のスターリングサイクル機関では、作動ガスの封止のために一部が押し潰された第２ガス注入管を、いまだ押し潰されていない新しい第２ガス注入管に交換することで、作動ガスの再注入を行うことができる。一部が押し潰された第２ガス注入管を第１ガス注入管から取外す際には、ろう接に使用したろう材を溶融させる。第１ガス注入管と第２ガス注入管の接続部分は熱容量が小さいので、ろう接に使用したろう材を容易に溶融させて、第２ガス注入管を第１ガス注入管から取外すことができる。また、新しい第２ガス注入管を第１ガス注入管に取り付ける際も、第１ガス注入管と第２ガス注入管の接続部分は熱容量が小さいので、第２ガス注入管を第１ガス注入管に容易にろう接することができる。上記のスターリングサイクル機関によれば、簡易な作業によって内部空間に作動ガスを再注入することができる。
【００１４】
上記のスターリングサイクル機関では、作動ガスの再注入が必要になった場合に、作動ガスの封止のために押し潰された第２ガス注入管をその都度交換すればよく、ガス注入管の押し潰された個所を切り落としていく方式のように、作動ガスの再注入の度にガス注入管が短くなっていくことがない。従って、作動ガスの再注入を許容するためにガス注入管を長くしておく必要がなく、振動に対する耐久性を確保するためにガス注入管をハウジングに保持固定するための機構を設ける必要がない。
【００１５】
上記のスターリングサイクル機関は、第１ガス注入管の先端が第２ガス注入管の前記一方の端部に挿入された状態で、第１ガス注入管に第２ガス注入管がろう接されていることが好ましい。
【００１６】
このスターリングサイクル機関では、一部が押し潰された第２ガス注入管を第１ガス注入管から取外したときに、ろう接に使用したろう材の残留物が第１ガス注入管の外周面にのみ付着する。第１ガス注入管の内面にろう材が残留することがなく、ろう材の残留物を容易に取り除くことができる。作動ガスを再注入するために必要となる第２ガス注入管の交換作業を容易に行うことができる。
【００１７】
上記のスターリングサイクル機関は、第１ガス注入管に第２ガス注入管がはんだ付されていることが好ましい。
【００１８】
ろう付に用いられる硬ろう材に比べて、はんだ付に用いられるはんだは融点が低い。上記のスターリングサイクル機関によれば、万が一周辺で火災が発生した場合など、スターリングサイクル機関が異常な高温に曝されても、内部空間の作動ガスが高圧となる前に第１ガス注入管と第２ガス注入管を接合するはんだが溶融する。これによって、作動ガスの圧力が解放されて、ハウジングの破裂を防止することができる。万が一の事故の際にも安全性を確保することができる。
【００１９】
上記のスターリングサイクル機関では、第１ガス注入管の先端の側面に孔が形成されており、その孔がはんだによって塞がれていることが好ましい。
【００２０】
上記のスターリングサイクル機関によれば、第１ガス注入管と第２ガス注入管を接合するはんだが溶融した場合に、第１ガス注入管の先端の側面に形成された孔から作動ガスが抜けていく。従って、はんだが溶融した場合でも第２ガス注入管が作動ガスの圧力によって勢い良く吹き飛んでしまうことがない。さらに高い安全性を確保することができる。
【００２１】
上記のスターリングサイクル機関では、第２ガス注入管が押し潰された個所で切断されており、その切断面がろう接されていることが好ましい。
【００２２】
このスターリングサイクル機関によれば、作動ガスの確実な封止を簡易な作業で実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスターリングサイクル機関によれば、作動ガスの再注入を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）スターリングサイクル機関はフリーピストン形スターリングエンジンである。
（形態２）スターリングサイクル機関のハウジングは鉄製であり、第１ガス注入管はステンレス鋼製であり、第２ガス注入管は銅製である。
【実施例】
【００２５】
図面を参照しながら、本発明のスターリングサイクル機関を具現化した実施例を説明する。図１は本実施例のスターリングサイクル機関１００の構成を示している。本実施例のスターリングサイクル機関１００は、家庭用の発電装置に組み込まれており、燃焼加熱器１２４による加熱と冷却器１３０による冷却を受けて、交流電力を発電する。燃焼加熱器１２４はスターリングサイクル機関１００を囲うように配置されたリングバーナである。冷却器１３０はスターリングサイクル機関１００の外面に沿って冷却水を流す冷却水配管である。
【００２６】
スターリングサイクル機関１００は、外形が略円柱形状をしているハウジング１０２と、ハウジング１０２内で膨張空間１０４と圧縮空間１０６を区画するディスプレーサ１０８と、圧縮空間１０６とバウンス空間１１０を区画する出力ピストン１１２を備えている。膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０には、作動ガスであるヘリウムガスが充填されている。
【００２７】
ディスプレーサ１０８は、ハウジング１０２内に設けられたシリンダ１１４に収容されているとともに、ハウジング１０２に固定されているシャフト１１６に摺動可能に支持されている。ディスプレーサ１０８とシャフト１１６は２つの板ばね１１８を介して接続されており、ディスプレーサ１０８はシリンダ１１４の内面に沿って往復運動する。ディスプレーサ１０８の固有振動数は、ディスプレーサ１０８の重量と板ばね１１８のバネ定数によって調整される。シャフト１１６は固定プレート１２０を介してハウジング１０２に固定されており、固定プレート１２０には複数の孔１２０ａが形成されている。
【００２８】
シリンダ１１４の外面とハウジング１０２の内面の間には、膨張空間１０４と圧縮空間１０６を連通する経路１２２が形成される。この経路１２２には、通過するヘリウムガスをハウジング１０２の外部の燃焼加熱器１２４によって加熱する加熱部１２６と、蓄熱体が敷設された再生部１２８と、通過するヘリウムガスをハウジング１０２の外部の冷却器１３０によって冷却する冷却部１３２が形成されている。加熱部１２６には経路１２２に沿ったヘリウムガスの移動を妨げない形状の加熱部フィン１２７が設けられている。冷却部１３２には経路１２２に沿ったヘリウムガスの移動を妨げない形状の冷却部フィン１３３が設けられている。再生部１２８は蓄熱体の吸熱／放熱によって、ヘリウムガスが通過する際に予冷／予熱を行う。膨張空間１０４の高温のヘリウムガスが圧縮空間１０６へ移動する際には、ヘリウムガスは再生部１２８で蓄熱体の吸熱により予冷された後、冷却部１３２で冷却される。圧縮空間１０６の低温のヘリウムガスが膨張空間１０４へ移動する際には、ヘリウムガスは再生部１２８で蓄熱体の放熱により予熱された後、加熱部１２６で加熱される。
【００２９】
出力ピストン１１２にはムーバーロッド１３４が固定されており、出力ピストン１１２とムーバーロッド１３４は一体的に運動する。ムーバーロッド１３４は２つの板ばね１３６を介してハウジング１０２に支持されており、出力ピストン１１２とムーバーロッド１３４は、ハウジング１０２の内面に形成されたガイド１３８に沿って往復運動する。出力ピストン１１２の固有振動数は、出力ピストン１１２とムーバーロッド１３４と磁石１４０等の重量と、板ばね１３６のバネ定数によって調整される。本実施例では、ディスプレーサ１０８の固有振動数を出力ピストン１１２の固有振動数よりも幾分大きくして、両者に位相差を持たせている。
【００３０】
ムーバーロッド１３４には複数の磁石１４０が配設されている。また、ハウジング１０２側には、複数の磁石１４０と対向する位置に鉄心１４２とコイル１４４が設けられている。ムーバーロッド１３４が往復運動することによって、コイル１４４に誘導起電圧が発生し、交流電力を生成することができる。このときに発電される交流電力の周波数は、出力ピストン１１２の往復運動の周波数に等しい。この場合、ムーバーロッド１３４の磁石１４０とハウジング１０２の鉄心１４２およびコイル１４４は、リニア発電機として機能する。
【００３１】
またムーバーロッド１３４が停止しているときに、コイル１４４に交流電圧を印加することで、ムーバーロッド１３４が加振され、ムーバーロッド１３４が往復運動させることができる。この場合、ムーバーロッド１３４の磁石１４０とハウジング１０２の鉄心１４２およびコイル１４４は、リニア電動機として機能する。
【００３２】
スターリングサイクル機関１００では、ディスプレーサ１０８が往復運動すると、膨張空間１０４の容積と圧縮空間１０６の容積の割合が変化する。例えばディスプレーサ１０８が膨張空間１０４側に移動すると、膨張空間１０４の容積が減少するとともに圧縮空間１０６の容積が増大する。このとき、膨張空間１０４内のヘリウムガスは、経路１２２を通って圧縮空間１０６へと移動する。逆に、ディスプレーサ１０８が圧縮空間１０６側に移動すると、圧縮空間１０６の容積が減少するとともに膨張空間１０４の容積が増大する。このとき、圧縮空間１０６内のヘリウムガスが経路１２２を通って膨張空間１０４へと移動する。膨張空間１０４の容積と圧縮空間１０６の容積の割合が変化すると、高温状態のヘリウムガスと低温状態のヘリウムガスの割合が変化し、膨張空間１０４と圧縮空間１０６の圧力が変化する。圧縮空間１０６の圧力変化によって、出力ピストン１１２が加振される。
【００３３】
出力ピストン１１２は、圧縮空間１０６に生じる圧力変化によって加振されつつ、往復運動する。このときのディスプレーサ１０８の往復運動の周波数は出力ピストン１１２の往復運動の周波数よりも幾分大きくなるように設定されているので、両者の間に位相差が生じて熱力学的仕事を生成する。
【００３４】
スターリングサイクル機関１００は、燃焼加熱器１２４による連続的な加熱と冷却器１３０による連続的な冷却によって、ディスプレーサ１０８と出力ピストン１１２を振動させ続けて、交流電力を発電する。スターリングサイクル機関１００が発電した電力は、図示しないパワーコンディショナによって調整されて、家庭用の電力系統へと供給される。
【００３５】
スターリングサイクル機関１００のハウジング１０２の中央付近に、ヘリウムガスを注入するためのガス注入部１５０が設けられている。ヘリウムガスは、ガス注入部１５０を介してハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０に注入される。
【００３６】
図２はガス注入部１５０の構成の詳細を示している。ガス注入部１５０は、第１ガス注入管２０２と、第２ガス注入管２０４を備えている。第１ガス注入管２０２の一方の端部は、ハウジング１０２の外面に形成された挿入口２０６に先端が挿入した状態で、ハウジング１０２にＴＩＧ溶接されている。挿入口２０６はガス流路２０８を経由してハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０に連通している。第１ガス注入管２０２の他方の端部は、先端がテーパ状に広がった第２ガス注入管２０４の一方の端部から第２ガス注入管２０４の内部に先端が挿入した状態で、第２ガス注入管２０４にはんだ付されている。第１ガス注入管２０２の先端の側面には孔２１２が形成されており、その孔２１２は第２ガス注入管２０４とのはんだ付に用いたはんだ２１４によって塞がれている。第２ガス注入管２０４の他方の端部は、押し潰された状態で切断されており、その切断面２１０がろう付されている。これによって、ハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０に注入されたヘリウムガスは、外部に漏洩することなく封止されている。
【００３７】
図３を参照しながら、スターリングサイクル機関１００における、ガス注入部１５０の形成方法およびヘリウムガスの注入方法について説明する。図３の（ａ）に示すように、ハウジング１０２に形成された挿入口２０６に第１ガス注入管２０２を挿入して、第１ガス注入管２０２とハウジング１０２を溶接する。次いで、図３の（ｂ）に示すように、第１ガス注入管２０２の先端に第２ガス注入管２０４を嵌め込み、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４をはんだ付する。その後、第２ガス注入管２０４の先端からヘリウムガスの注入が行われる。第２ガス注入管２０４の先端から注入されたヘリウムガスは、第１ガス注入管２０２を経由して、ハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０に流れ込む。ヘリウムガスの注入が終了した後、図３の（ｃ）に示すように、第２ガス注入管２０４の一部を押し潰して切断し、切断面２１０をろう付する。これによって、ハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０に注入されたヘリウムガスが封止される。
【００３８】
ヘリウムガスを注入した後に、スターリングサイクル機関１００の内部のディスプレーサ１０８や出力ピストン１１２の調整を行ったり、スターリングサイクル機関１００の内部の点検をする場合には、ハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０のヘリウムガスの排出を行う。ヘリウムガスを排出する際には、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４を接続するはんだ２１４を溶融させて、第２ガス注入管２０４を第１ガス注入管２０２から取外す。これによって、図３の（ａ）に示すように、先端が開口した第１ガス注入管２０２を介してハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０のヘリウムガスを排出することができる。第２ガス注入管２０４を第１ガス注入管２０２から取外すと、第１ガス注入管２０２の先端の外周面には、はんだ付に用いたはんだ２１４の残留物が付着している。後述するヘリウムガスの再注入を行う際に、新たな第２ガス注入管２０４を第１ガス注入管２０２に再びはんだ付する必要があるので、第１ガス注入管２０２に付着したはんだ２１４の残留物は除去しておく。
【００３９】
その後、ハウジング１０２の内部の膨張空間１０４、圧縮空間１０６、バウンス空間１１０にヘリウムガスを再注入する際には、図３の（ｂ）に示すように、新たな第２ガス注入管２０４を第１ガス注入管２０２の先端に嵌め込んで、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４をはんだ付する。その後、新たに取り付けられた第２ガス注入管２０４の先端からヘリウムガスの注入が行われる。ヘリウムガスの注入が終了した後、図３の（ｃ）に示すように、第２ガス注入管２０４の一部を押し潰して切断し、切断面２１０をろう付する。これによって、再注入したヘリウムガスが封止される。
【００４０】
以上のように、本実施例では、ヘリウムガスを注入するためのガス注入部がハウジング１０２に溶接された第１ガス注入管２０２と、一方の端部が第１ガス注入管２０２の先端にろう接された第２ガス注入管２０４を備えている。第２ガス注入管２０４の先端からヘリウムガスを注入した後、第２ガス注入管２０４の一部を押し潰して切断し、その切断面２１０をろう付することで、ヘリウムガスが封止されている。ヘリウムガスを再注入する際には、一部が押し潰された第２ガス注入管２０４を、新たな第２ガス注入管２０４に交換して、ヘリウムガスの注入と封止を行う。
【００４１】
本実施例のスターリングサイクル機関１００では、第２ガス注入管２０４と第１ガス注入管２０２の接続部は熱容量が小さい。従って、はんだ付による第２ガス注入管２０４の取り付けや、はんだ２１４を溶融させての第２ガス注入管２０４の取り外しを容易に行うことができる。簡易な作業によってヘリウムガスの再注入を行うことができる。
【００４２】
本実施例のスターリングサイクル機関１００では、第１ガス注入管２０２については、ヘリウムガスを封止するために押し潰されることがない。また、第２ガス注入管２０４については、ヘリウムガスを封止するために押し潰されるが、ヘリウムガスを再注入する際には、新しい第２ガス注入管２０４と容易に交換することができる。従って、ガス注入管の押し潰された箇所を切り落としていく方式とは異なり、ヘリウムガスの再注入を許容する回数に合わせて、ガス注入管の長さを予め長いものとしておく必要がない。
【００４３】
スターリングサイクル機関１００を家庭用の発電装置に組み込んで使用する場合、製造コストを抑制する観点から、ハウジング１０２は鉄製の部材とすることが望ましい。また、ヘリウムガスを注入するガス注入管としては、封止の際の押し潰しが容易であることから、銅製の部材とすることが望ましい。しかしながら、鉄製の部材と銅製の部材では溶接の相性が悪く、鉄製のハウジング１０２と銅製のガス注入管を組み合わせて用いることは困難であった。これに対して、本実施例のスターリングサイクル機関１００では、ハウジング１０２と、第２ガス注入管２０４の間に、第１ガス注入管２０２が介在している。従って、例えばハウジング１０２を鉄製の部材とし、第２ガス注入管２０４を銅製の部材とし、第１ガス注入管２０２を鉄製の部材とも銅製の部材とも溶接の相性が良いステンレス鋼製の部材とすることができる。この場合、ハウジング１０２と第１ガス注入管２０２の接続部の溶接も、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４の接続部のろう接も、良好に行うことができる。
【００４４】
本実施例のスターリングサイクル機関１００では、第１ガス注入管２０２の先端が第２ガス注入管２０４の端部に挿入された状態で、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４がはんだ付される。従って、第２ガス注入管２０４を第１ガス注入管２０２から取外した際には、はんだ２１４の残留物が第１ガス注入管２０２の外周面にのみ付着し、第１ガス注入管２０２の内面には付着しない。はんだ２１４の残存物を容易に取り除くことができ、新たな第２ガス注入管２０４を取り付ける作業を容易に行うことができる。
【００４５】
本実施例のスターリングサイクル機関１００では、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４の間のろう接に融点の低いはんだを用いている。このような構成とすることによって、万が一、火災等の発生によってスターリングサイクル機関１００が異常な高温に曝された場合でも、ヘリウムガスの圧力上昇によってハウジング１０２が破裂する前に、第１ガス注入管２０２と第２ガス注入管２０４の接続部のはんだ２１４が溶融して、ヘリウムガスの圧力が解放される。また、第１ガス注入管２０２の先端の側面に孔２１２が設けられおり、はんだ２１４が溶融した場合に孔２１２からヘリウムガスが抜けていくので、第２ガス注入管２０４が勢い良く吹き飛んでしまうことがない。万が一の事故の際にも安全性を確保することができる。
【００４６】
なお本実施例では、第１ガス注入管２０２がＴＩＧ溶接によってハウジング１０２に取り付けられる場合を説明したが、第１ガス注入管２０２は、例えばアーク溶接を始めとする融接や、スポット溶接を始めとする圧接や、硬ろう材を用いたろう付によって、ハウジング１０２に取り付けられていてもよい。
【００４７】
なお本実施例では、第２ガス注入管２０４の切断面２１０をろう付してヘリウムガスを封止する場合について説明したが、切断面２１０をろう付する代わりにはんだ付することによってヘリウムガスを封止してもよい。この場合、第１ガス注入管２０２への第２ガス注入管２０４の取り付けと、第２ガス注入管２０４の切断面２１０の封止を、いずれもはんだ付で行うことができる。ガス注入部１５０の形成とヘリウムガスの注入の一連の作業の効率を高めることができる。
【００４８】
なお本実施例では、スターリングサイクル機関１００が家庭用の発電装置に組み込まれている場合について説明した。これとは異なり、スターリングサイクル機関１００のコイル１４４に交流電力を供給し、スターリングサイクル機関１００を逆スターリングサイクルで動作させて、スターリングサイクル機関１００を冷凍装置に組み込まれるヒートポンプとして使用することもできる。
【００４９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１はスターリングサイクル機関１００の構成を示す図である。
【図２】図２はガス注入部１５０の構成を示す図である。
【図３】図３はガス注入部１５０の形成方法およびヘリウムガスの注入方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００        スターリングサイクル機関
１０２        ハウジング
１０４        膨張空間
１０６        圧縮空間
１０８        ディスプレーサ
１１０        バウンス空間
１１２        出力ピストン
１１４        シリンダ
１１６        シャフト
１１８        板ばね
１２０        固定プレート
１２０ａ      孔
１２２        経路
１２４        燃焼加熱器
１２６        加熱部
１２７        加熱部フィン
１２８        再生部
１３０        冷却器
１３２        冷却部
１３３        冷却部フィン
１３４        ムーバーロッド
１３８        ガイド
１４０        磁石
１４２        鉄心
１４４        コイル
１５０        ガス注入部
２０２        第１ガス注入管
２０４        第２ガス注入管
２０６        挿入口
２０８        ガス流路
２１０        切断面
２１２        孔
２１４        はんだ
【図１】
2009264261.tif 000003
【図２】
2009264261.tif 000004
【図３】
2009264261.tif 000005