JPH0639943B2 - Heater head for hot gas engine - Google Patents
Heater head for hot gas engineInfo
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- JPH0639943B2 JPH0639943B2 JP3466385A JP3466385A JPH0639943B2 JP H0639943 B2 JPH0639943 B2 JP H0639943B2 JP 3466385 A JP3466385 A JP 3466385A JP 3466385 A JP3466385 A JP 3466385A JP H0639943 B2 JPH0639943 B2 JP H0639943B2
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- pipes
- pipe
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- gas engine
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot 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
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2255/00—Heater tubes
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は発電用、動力用、冷凍用等に使用される多気筒
熱ガスエンジン（例えばスターリングエンジン）のヒー
ターヘッドの改良に関する。Description: (a) Field of Industrial Application The present invention relates to improvement of a heater head of a multi-cylinder hot gas engine (for example, Stirling engine) used for power generation, power, refrigeration, and the like.
(ロ)従来の技術 従来の多気筒熱ガスエンジンは、相当する複数のシリン
ダと複数の熱交換器とを多数のヒーターパイプで連結
し、それらのヒーターパイプの間に燃焼ガスを通過させ
て加熱するヒーターヘッドを有し、その各シリンダに対
応する複数のヒーターヘッドは特公昭５５−２００６０
号公報および第５図に示されるようにエンジンの中心線
の回りにリング状に配設され、各シリンダと各熱交換器
とを連結する多数のヒーターパイプの曲部の形状を実質
的に円錐面を形成するインボリュート曲線に成形するこ
とにより、各ヒーターパイプの長さが大になるとともに
各ヒーターパイプ間の間隔が小さく且つ均等になるの
で、広く一般に使用されている。(B) Conventional technology In a conventional multi-cylinder hot gas engine, a plurality of corresponding cylinders and a plurality of heat exchangers are connected by a large number of heater pipes, and combustion gas is passed between the heater pipes for heating. Has a heater head which corresponds to each cylinder, and a plurality of heater heads corresponding to the respective cylinders are disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-20060.
As shown in the publication and FIG. 5, a plurality of heater pipes, which are arranged in a ring shape around the center line of the engine and connect each cylinder and each heat exchanger, are substantially conical in shape. By forming an involute curve that forms a surface, the length of each heater pipe becomes large and the intervals between the heater pipes become small and uniform, so that it is widely and generally used.
(ハ)発明が解決しようとする問題点 ところが、第５図に示されるような従来の熱ガスエンジ
ンは、各シリンダ１とそれに対応する各熱交換器２とを
多数のヒーターパイプ６で連結するために、各シリンダ
１および各熱交換器２のそれぞれのマニホールド４，５
に曲部の形状が実質的に円錐面を形成するインボリュー
ト曲線に成形されたヒーターパイプ６を組付けている
が、各マニホールドの両端には壁があり、その壁厚のた
めに一方の端部に組付けられるヒーターパイプとそれに
隣接するヒーターパイプとの間は他のヒーターパイプの
間隔より大きい間隔となり、その部分から燃焼ガスが選
択的に流出して低い通過速度となるので、伝熱効率を下
げ全体の熱交換効率を低下させるという問題があった。(C) Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional hot gas engine as shown in FIG. 5, each cylinder 1 and each corresponding heat exchanger 2 are connected by a large number of heater pipes 6. For each of the manifolds 4 and 5 of each cylinder 1 and each heat exchanger 2,
The heater pipe 6 formed into an involute curve whose curved portion substantially forms a conical surface is assembled, but each manifold has walls at both ends, and one end portion is formed due to the wall thickness. The space between the heater pipe assembled to and the heater pipe adjacent to it is larger than the space between other heater pipes, and the combustion gas selectively flows out from that part at a low passage speed, reducing the heat transfer efficiency. There is a problem that the overall heat exchange efficiency is reduced.
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明による熱ガスエンジン用ヒーターヘッドは、多気
筒熱ガスエンジンの相当する複数のシリンダと複数の熱
交換器とを多数のヒーターパイプで連結し、それらのヒ
ーターパイプの間に燃焼ガスを通過させて加熱するヒー
ターヘッドにおいて、各ヒーターパイプの曲部の形状を
実質的に円錐面を形成するインボリュート曲線に成形
し、それらを複数のシリンダおよび複数の熱交換器にそ
れぞれ対応する複数のマニホールドに組付ける際に、全
てのヒーターパイプの間隔を実質的に均等にするよう
に、相当するシリンダおよび熱交換器を連結する多数の
ヒーターパイプのうち、一方の最端部の１本のヒーター
パイプの組付位置を他のヒーターパイプの組付位置と異
ならせるとともに、組付端末部を隣接するヒーターパイ
プの形状に適合するように成形した。(D) Means for Solving the Problems The heater head for a hot gas engine according to the present invention connects a plurality of corresponding cylinders and a plurality of heat exchangers of a multi-cylinder hot gas engine with a large number of heater pipes, In the heater head that heats by passing the combustion gas between the heater pipes, the shape of the curved portion of each heater pipe is formed into an involute curve that forms a substantially conical surface, and they are formed into multiple cylinders and multiple heat sources. When assembling a plurality of manifolds respectively corresponding to the exchangers, one of a large number of heater pipes connecting the corresponding cylinders and heat exchangers is arranged so as to make the intervals of all the heater pipes substantially equal. The assembly position of one heater pipe at the end is made different from the assembly position of the other heater pipes, and the assembly end portions are adjacent to each other. And shaped to conform to the shape of the Tapaipu.
(ホ)作用 全てのヒーターパイプの間隔を実質的に均等にすること
により、各ヒーターパイプの間を通過する加熱用の燃焼
ガスの速度を均一に且つ高速にすることができる。(E) Action By making the intervals of all the heater pipes substantially equal, the velocity of the combustion gas for heating passing between the heater pipes can be made uniform and high.
(ヘ)実施例 次に本発明によるヒーターヘッドの実施例として４気筒
エンジンで各シリンダが内側に、各熱交換器が外側に配
設された場合について、第１図乃至第４図を参照して説
明する。(F) Embodiment Next, as a heater head according to an embodiment of the present invention, in a four-cylinder engine in which each cylinder is arranged inside and each heat exchanger is arranged outside, referring to FIG. 1 to FIG. Explain.
実施例としては全体として第４図に示される熱ガスエン
ジン（スターリングエンジン）用ヒーターヘッドについ
て説明する。第１図乃至第３図において、シリンダ１の
上部に設けられた内側マニホールド４と、熱交換器２の
上部に設けられた外側マニホールド５とを多数のヒータ
ーパイプ６で連結してヒーターヘッド３が形成されてい
る。As an example, a heater head for a hot gas engine (Stirling engine) shown in FIG. 4 will be described as a whole. 1 to 3, an inner manifold 4 provided on the upper part of the cylinder 1 and an outer manifold 5 provided on the upper part of the heat exchanger 2 are connected by a large number of heater pipes 6 to form a heater head 3. Has been formed.
ヒーターパイプ６は第３図に見られるように円錐形に延
びる曲部と円筒形に延びる直線部とを有し、第１図およ
び第２図は各ヒーターパイプ６が内外のマニホールド
４，５間に延びた状態を示した平面図で、作動ガスはこ
れらのヒーターパイプ６内をシリンダ１内のピストンの
動きにより流れて往復する。一方バーナー１０と吸気口
１１よりの燃焼空気により燃焼室１２内で燃焼された燃
焼ガスは第４図の実線の矢印の方向にヒーターパイプ間
の間隙を通過して流れ排気口１３より排出されるが、こ
の間に熱交換が行われて作動ガスが加熱される。なお破
線の矢印は燃焼空気の流れ方向を示す。As shown in FIG. 3, the heater pipe 6 has a curved portion that extends in a conical shape and a linear portion that extends in a cylindrical shape. In FIGS. 1 and 2, each heater pipe 6 is located between the manifolds 4 and 5 inside and outside. In a plan view showing a state in which the working gas extends, the working gas flows in these heater pipes 6 by the movement of the piston in the cylinder 1 and reciprocates. On the other hand, the combustion gas burned in the combustion chamber 12 by the combustion air from the burner 10 and the intake port 11 passes through the gap between the heater pipes in the direction of the solid arrow in FIG. 4 and is discharged from the exhaust port 13. However, during this time, heat exchange is performed and the working gas is heated. The dashed arrow indicates the flow direction of the combustion air.
第１図は本発明によるヒーターヘッドの全体構造を示し
ているが、エンジン中心線に近く内側に配設された４個
のシリンダ１のそれぞれに設けられた内側マニホールド
４と、これらに対応した４個の熱交換器２に設けられた
外側マニホールド５には、それぞれその曲部の形状が実
質的に円錐面を形成するインボリュート曲線に成形され
た多数のヒーターパイプ６が連結されて各ヒーターヘッ
ド３が形成されている。FIG. 1 shows the overall structure of the heater head according to the present invention. The inner manifolds 4 provided in each of the four cylinders 1 arranged inside close to the engine center line and the corresponding four A plurality of heater pipes 6 each having an involute curve whose curved portion forms a substantially conical surface are connected to the outer manifold 5 provided in each heat exchanger 2, and each heater head 3 is connected. Are formed.
本発明によるヒーターヘッドについては第１図および第
２図にその詳細を示しており、多数のヒーターパイプ６
を内側に位置する内側マニホールド４に組付ける場合
に、内側マニホールド４の内部断面を例えば長方形とし
てその幅を広くし、一方の最端部に組付けられる端部ヒ
ーターパイプ６Ｅ１本だけの組付位置をエンジンの中心
線寄りに内方に寄せるとともに、端部ヒーターパイプ６
Ｅの組付端末部を隣接するヒーターパイプの形状に適合
するように成形することによって、端部ヒーターパイプ
６Ｅと、隣接する端部のヒーターパイプ６との間隔を他
の一般のヒーターパイプ６間の間隔と実質的に等しく
し、全てのヒーターパイプの間隔が実質的に均一になる
ようにすることができる。The heater head according to the present invention is shown in detail in FIGS. 1 and 2 and includes a large number of heater pipes 6.
When assembling to the inner manifold 4 located inside, the inner cross-section of the inner manifold 4 is made, for example, rectangular to widen the width, and the assembly position of only one end heater pipe 6E to be assembled at one of the outermost ends. Inward toward the center line of the engine, and at the end heater pipe 6
By molding the assembling end portion of E so as to fit the shape of the adjacent heater pipe, the distance between the end heater pipe 6E and the heater pipe 6 at the adjacent end is set between other general heater pipes. Can be made substantially equal to the distance between the heater pipes, and the distance between all the heater pipes can be substantially uniform.
なお、外側マニホールド５へのヒーターパイプ６の組付
間隔は外側マニホールド５の長さが内側マニホールド４
の長さよりも長いので各ヒーターパイプの間隔も大きく
なり、上記のような特別の処理の必要がなく、通常は各
ヒーターパイプ６の外周にフィン７を設けて伝熱効率を
上げるようにしている。The heater pipe 6 is attached to the outer manifold 5 so that the length of the outer manifold 5 is equal to the inner manifold 4.
Since the length of each heater pipe is longer than that of the heater pipe, the interval between the heater pipes becomes large, and the special treatment as described above is not required. Usually, fins 7 are provided on the outer circumference of each heater pipe 6 to improve the heat transfer efficiency.
(ト)発明の効果 以上説明したように、各ヒーターヘッドの内側マニホー
ルドの端部に組付けられたヒーターパイプと、隣接する
ヒーターパイプとの間隔を端部以外のヒーターパイプ間
の間隔を実質的に等しくすることにより、全ヒーターパ
イプ間の間隔が実質的に均等になり、従って各ヒーター
パイプ間を通過する燃焼ガスを十分に且つ均等に絞り、
ヒーターパイプを通過する際の流速を増し大きな伝熱を
与えることができるので、ヒーターヘッド全体の熱交換
効率を向上させることができる。(G) Effect of the Invention As described above, the heater pipe assembled at the end of the inner manifold of each heater head and the adjacent heater pipe are separated from each other by substantially the same distance between the heater pipes other than the end. By making the distance between all the heater pipes substantially equal, and therefore, the combustion gas passing between the heater pipes is sufficiently and evenly throttled,
Since the flow velocity when passing through the heater pipe can be increased and a large amount of heat can be transferred, the heat exchange efficiency of the entire heater head can be improved.
第１図は本発明によるヒーターヘッドの実施例の正面
図、 第２図は第１図の部分詳細図、 第３図は第２図のＣ−Ｃ′線断面図、 第４図は熱ガスエンジン用ヒーターヘッドの線図的側断
面図、 第５図は従来のヒーターヘッドの正面図である。 １……シリンダ ２……熱交換器 ３……ヒーターヘッド ４……内側マニホールド ５……外側マニホールド ６……ヒーターパイプ ６Ｅ……端部ヒーターパイプ ７……フィン １０……バーナー １１……吸気口 １２……燃焼室 １３……排気口FIG. 1 is a front view of an embodiment of a heater head according to the present invention, FIG. 2 is a partial detailed view of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line CC ′ of FIG. 2, and FIG. FIG. 5 is a schematic side sectional view of a heater head for an engine, and FIG. 5 is a front view of a conventional heater head. 1 ... Cylinder 2 ... Heat exchanger 3 ... Heater head 4 ... Inner manifold 5 ... Outer manifold 6 ... Heater pipe 6E ... End heater pipe 7 ... Fin 10 ... Burner 11 ... Intake port 12 ... Combustion chamber 13 ... Exhaust port
Claims (1)
リンダと複数の熱交換器とを多数のヒーターパイプで連
結し、それらのヒーターパイプの間に燃焼ガスを通過さ
せて加熱するヒーターヘッドにおいて、各ヒーターパイ
プの曲部の形状を実質的に円錐面を形成するインボリュ
ート曲線に成形し、それらを複数のシリンダおよび複数
の熱交換器にそれぞれ対応する複数のマニホールドに組
付ける際に、全てのヒーターパイプの間隔を実質的に均
等にするように、相当するシリンダおよび熱交換器を連
結する多数のヒーターパイプのうち、一方の最端部の１
本のヒーターパイプの組付位置を他のヒーターパイプの
組付位置と異ならせるとともに、組付端末部を隣接する
ヒーターパイプの形状に適合するように成形したことを
特徴とする熱ガスエンジン用ヒーターヘッド。1. A heater head in which a plurality of corresponding cylinders of a multi-cylinder hot gas engine and a plurality of heat exchangers are connected by a large number of heater pipes, and a combustion gas is passed between the heater pipes for heating. , The shape of the curved portion of each heater pipe is formed into an involute curve that forms a substantially conical surface, and when all of them are assembled into a plurality of manifolds corresponding to a plurality of cylinders and a plurality of heat exchangers, all Of the many heater pipes connecting the corresponding cylinders and heat exchangers so that the intervals of the heater pipes are substantially even, one of the end portions of one end
A heater for a hot gas engine, characterized in that the assembly position of the heater pipe of the book is made different from the assembly position of other heater pipes, and the assembly end portion is molded so as to match the shape of the adjacent heater pipe. head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3466385A JPH0639943B2 (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Heater head for hot gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3466385A JPH0639943B2 (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Heater head for hot gas engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197748A JPS61197748A (en) | 1986-09-02 |
| JPH0639943B2 true JPH0639943B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=12420674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3466385A Expired - Lifetime JPH0639943B2 (en) | 1985-02-25 | 1985-02-25 | Heater head for hot gas engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639943B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4336975A1 (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-04 | Erno Raumfahrttechnik Gmbh | Power generation facility |
-
1985
- 1985-02-25 JP JP3466385A patent/JPH0639943B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61197748A (en) | 1986-09-02 |
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