JPS58104349A - 外燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外部加勢により済体を７Ｊ］ｌＦする外燃式墾
交換器に関するものである。

外燃式瞭ダ換器を１例えばこれを使用する熱再生外燃機
関（スターリング機関）Ｋ於いて説明する。第１図／ｆ
ｉ墾再生外燃機関の動作を示した行程−で、（１）はシ
リンダ（２）内を往復運動するパワーピストン、（３）
は該ピストンの案内具（４）に小空間（５１が嵌合シー
ルされ且つパワーピストン（１）よりも１量の軽いデイ
ヌグレイサー＋　（６）ＩｔｉＭディスプレイサーの下
方の膨張空間（７）と連通された放射状に延びる多数の
小径通路（８）を有し、下方のバーナー熱源（９）にて
外部から加熱さｎる加熱体、ａｏｎｉ＋Ｆｉ小径通路（
８）と圧縮空間的との間に位置する金鋼製再生熱交換器
及び冷却水パイプからなる冷却器である。

而してこの機関内部にはヘリウム、チッ素、空電等のｆ
′Ｆａガスが密封されてお９．バーナー熱源（９）の加
熱によって後述のａＯ＜ディスプレイサー（３）及ヒパ
ワーピストン（１）が往復運動し、こＱ：）ｌ＜”）−
ピストンの出力軸回より外部に出力が取り出される。

即ち、第１図何）の如くバーナー熱源（９）の加熱によ
って膨張空間（７）内の作動ガスが長両５００Ｄ稈度に
加熱膨張し、このガスが再生黛交換器αＧより冷却器Ｇ
υを経て圧翻空間（２）に導出されることによりパワー
ピストン（１）が押し上げられ、且つこのピストンの上
昇により密封された小空間（５）内のり引圧力よりディ
スプレイサー（３）が張引上昇し、ディスプレイサー（
３）はパワーピストン（１）と一体となりて膨張空間（
７）の膨張圧力で同図（Ｃ２）の状態１で押し上げられ
る。

而してこの膨４！に圧力が背圧空間αΦ内のガヌ圧力ト
ハフンスした同図ｔｃＸ）の伏靭でパワーピストン（１
）とディスプレイサー（３）とが停止すると共に、圧縮
空間（２）内の圧力が小空間（５）内の圧力を七回って
この圧力差で同図（ハ）の如くディスプレイサー（３）
が下降し、この下降に伴なって膨張空間（７）内の擾偽
約５００ｐの作動ガスが圧動空間（６）へ移動する。こ
の移動中、作動ガスは小径通路（８）で史に加勢されて
擾爾約７０Ｏｃｔで上昇した后、再生際交換器αＧで蓄
勢されて畏貢約１００Ｃ筐で温度下降し。

然る后冷却器Ｃ１１１で冷却される。

この冷却作用により背圧空間αΦ内のガス圧力が圧縮空
間似内の作動ガス圧力に打ち勝って同図向の如くパワー
ピストン（１）が押し下げられて空間四内の作動ガスを
圧癲すると共に上昇してきたディスプレイサー（３）も
小空間（６）の圧縮作用により押し下げられる。而して
押し下げられたディスプレイす−（３）は膨張空間（７
）の内圧によって再び上昇し始め、この時圧動空間（６
）内の低温作動ガスがｌ１Ｉｉｉｌ張空間（７）へ移動
する。この移動中低温作動ガスは上述した同図（ハ）の
伏伽で蓄熱されている再生際交換器αＯの燕放出で蝕約
５００Ｃ箇で加勢される。而して上述した同図Ｕ）の伏
紐に戻り、このサイクルの繰り返しにより往復運動する
パワーピストン（１）から出力が外部に取り出される。

このように再生熱交換器（ＩＱの蓄熱−讐放出作用によ
り運転効率を上げると共に再生＃８交換器αＯの蓄勢作
用を高める為に小径通路（８）を貴加熱する必要がある
。

斯かる再加熱を効率良く行なう為に一従来は加熱体（６
）の小径通路（８）部を多数の小径裸パイプで形成して
バーナー熱源（９）の炎（至）で直接加勢する方式が採
用されていた。

しかしながら、小径パイプを配列させると共にこのパイ
プを個々に膨張空間（７）のシリンダ（２）壁と再生際
交換器Ｑ（１とに跨かつて接続するのが煩雑であり、且
つ小径パイプが均一に加熱されにくい欠点を有していた
。

本発明は期かる点に鑑み、その目的とするところは製作
が容易で、しかも均一に効率良く加熱される外燃式無交
換ｎを提供することにある。この目的を達成する為に本
発明の構成は、外部から加勢される有底筒状の加熱管と
、該管の筒内に収納される中空の伝熱棒とｔｌＩえ、こ
の伝熱棒の外周壁と前記筒内壁の少なくとも一方に多数
の条溝を形成してこの条溝を被加熱障体の外側通路とす
ると共にこの通路の開口端をｍＪ記加熱官の有底部内で
開放させて前記伝熱棒の中空通路と連通させたものであ
る。

以下本発明の夾施例を第２図、第５因に基づいて説明す
る。尚、第１図と対応する部品に同一符号で付記し、そ
の説明は１略した。

第２（２）は第１図の加熱体（６）並びにシリンダ（２
）。

ディスプレイサー（３）、再生熱交換器αＧの一部と対
応する要部拡大断面図、第６図は第２図の■−■矢視矢
視面断面図加懇体（６）は膨張空間（７）を形成するν
りンダ（２）の一部と８本の小径通路１８＋とをステン
レス製の耐熱合金材で一体形成した加熱ケースｕＯと、
該ケースの螺子部α力と螺合される耐熱合金製の有底筒
状の加熱管（ト）と、移管の筒内に収納さｎ６ステンレ
ス、セラミック等の耐燕製甲空伝勢１１（１９とから形
成されている。

而し１この伝熱棒ＱＩＪの外ＰＮ壁■には直線状の条Ｓ
＆ＪＪが８本形成されており、上端径小部のの螺子部脅
を加熱ケースＭと螺合させて中空ｉｉ回路（至）を再生
際交換器（至）と突き合わせると共にこの伝熱棒α値を
７Ｊｌ熱管（至）でカバーすると組み付けが完了する。

このように条溝（財）付きの中空伝熱棒Ｑ９を加熱管（
至）の筒内に収納、好１しくに圧入状類で収納すること
によＶ筒内ｍｃＩＢと密着される条溝３〃を作動ガス（
＃７Ｊｌ熱流体）の独立した外側通路（至）とすると共
にこの通路の開ロ鋼ａｔ−加熱官（ト）の有底部（ト）
内で開放させて中空通路（至）と連通させることにより
、ｉｇ２図に示す賽線矢印の如く作動ガスは膨張空間（
７）より径小部■の環伏凹所四に流入して回わ９込んだ
后、８本の外側通路（至）全てを僚通下降し、然る后、
有底部（ハ）内で合涛して上外し再生熱交換器（１（ｌ
へ導かれる。この時、外側通路（至）内を論逸する作動
ガスはｍｓ官（ト）で外方から、加勢管（ト）からの愛
伝遍で外温加熱される伝熱棒０〕で内方から内外両方り
り効率良く加勢され、且つ、中９通路（至）中で伝熱棒
０鋳により加熱保持されながら再生熱交換器αＧに至る
。

しかも伝ｆＰ棒叫は加勢作用の他に蓄熱作用も有してお
り、再生際交換器αＯのｌＩ熱作用を助勢して効率１フ
デに貢献している。

尚、条溝Ｃｈｉｌｄ螺旋状その他の形状であっても良く
、父１条眞０１１加熱管似の筒内壁Ｇ側に形成しても良
く、伝熱棒０９の外周壁翰と筒内壁（至）の少なくとも
一方（両方同時形成も艮い）に形成すればこと足りる。

以上の如く本発明は構成したので、外燃式熱父換器を加
勢管と中空伝熱棒との組付けで容易にしかもコンパクト
に製作できると共に内外加熱作用ＫＬＯ斂加熱涜体が均
一に且つ効率良＜７ＪＩ勢され翻＃ｌ）１有益である。

特に本発明外燃式熱交換器を被加熱流体が正逆方向に流
通する熱再生外燃Ｉｌｅ関に用いると極めて好適であり
、蓄熱作用も相俟って運転幼率のアップに大きく貢献す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

（１１（１１）　＆＼）（→ 第１図は熱再生外燃機関の動作を示す行程図。 ル 第２（８）は本発明の実施例を示す外燃式勢交換器の要
部拡大１ｒ面図、第６図は第２図のｍ　−ｍ’矢視半断
面因である。 （至）・・・・・・加熱管、翰・・・・・・中空伝熱棒
、■・・・・・・伝熱棒の外周壁、３ト・・・・・条溝
、−・・・・・・中空通路、□□□・・・・・・筒内壁
、（至）・・・・・・外側通路、（支）・・・・・・開
口端、（至）・・・・・・有底部。 出Ｍ人三洋電機株式会社外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部から７Ｊｌｌ際される有底筒状の加熱管と、
   該管の筒内に収納される中空の伝熱棒とを備え、この伝
   熱棒の外周壁と前記筒内壁の少なくとも一方に多数の条
   溝を形成してこの条＃ＩｔをＨ加勢済体の外側通路とす
   ると共にこの通路の開口端を前記加熱管の有底部内で開
   放させて前記伝熱棒の中空通路と連自さゼたことを特徴
   とする外燃式か交換器。