JPS58178852A - スタ−リング機関 - Google Patents
スタ−リング機関Info
- Publication number
- JPS58178852A JPS58178852A JP6032182A JP6032182A JPS58178852A JP S58178852 A JPS58178852 A JP S58178852A JP 6032182 A JP6032182 A JP 6032182A JP 6032182 A JP6032182 A JP 6032182A JP S58178852 A JPS58178852 A JP S58178852A
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- JP
- Japan
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- heater
- temperature chamber
- high temperature
- pillar
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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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- 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
-
- 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
- F02G2258/00—Materials used
- F02G2258/10—Materials used ceramic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
19発明はスターリング機関に係り、四に詳しくはスタ
ーリング機関の加熱器の構造に関するものである。
ーリング機関の加熱器の構造に関するものである。
スターリング機関は、周知の如くエンジン内部に水素、
ヘリウム、空気などのカスを作動流体として密封し、こ
れを外部から壁を辿して加熱し、熱エネルギーを作動流
体の圧力エネルギ−に変換して仕事を得る閉サイクルの
原動機であり、最近騒音、排気、各糎燃料の19・用、
太陽熱の利用等の問題より脚光を浴ひるようになり、各
国で研究開発が進められている。
ヘリウム、空気などのカスを作動流体として密封し、こ
れを外部から壁を辿して加熱し、熱エネルギーを作動流
体の圧力エネルギ−に変換して仕事を得る閉サイクルの
原動機であり、最近騒音、排気、各糎燃料の19・用、
太陽熱の利用等の問題より脚光を浴ひるようになり、各
国で研究開発が進められている。
スターリング機関は大別すると、ディスプレーサ型とタ
プルアクティング型の2つの方式にわけられるが、いず
れの方式においても、加熱器にて加熱された作動流体が
シリンダヘッド(高温室ヘッド)とディスプレーサ(ピ
ストン)又はタプルアクティングピストンとの間の高温
室に導かれ、ピストンを押し下げる仕事葡なし、加熱室
を通り、内生器で熱を奪われて、冷却器で冷却さねた後
、ディスプレーサとパワーピストンの間又FJタプルア
クティングピストンの下側のイハー湛室に導かれ、再び
低添室より冷却器をjlllり再生器で熱を回収l〜、
加熱器で加熱されて冒thx劉に送られる。
プルアクティング型の2つの方式にわけられるが、いず
れの方式においても、加熱器にて加熱された作動流体が
シリンダヘッド(高温室ヘッド)とディスプレーサ(ピ
ストン)又はタプルアクティングピストンとの間の高温
室に導かれ、ピストンを押し下げる仕事葡なし、加熱室
を通り、内生器で熱を奪われて、冷却器で冷却さねた後
、ディスプレーサとパワーピストンの間又FJタプルア
クティングピストンの下側のイハー湛室に導かれ、再び
低添室より冷却器をjlllり再生器で熱を回収l〜、
加熱器で加熱されて冒thx劉に送られる。
スターリング機関においては、作動流体が外部から壁を
通して加熱されるものであるので、この悼を通しての熱
伝達針、即ち、加熱器の熱伝達會がスターリング機関の
運命を左右するといっても過言でない。従来より加熱器
として多くの細管よりなる管状加熱器の使用が提案され
ている。管状加熱器kJ伝達面積を多くとることができ
るが、作動流体の圧力損失が大きく、昔だ、振動等によ
り、特にその基部が切損し易い。
通して加熱されるものであるので、この悼を通しての熱
伝達針、即ち、加熱器の熱伝達會がスターリング機関の
運命を左右するといっても過言でない。従来より加熱器
として多くの細管よりなる管状加熱器の使用が提案され
ている。管状加熱器kJ伝達面積を多くとることができ
るが、作動流体の圧力損失が大きく、昔だ、振動等によ
り、特にその基部が切損し易い。
更に、セラミックス等の面1熱材料の使用は回船であり
、金り管とせざるを得ないので、加熱温用が制限される
。
、金り管とせざるを得ないので、加熱温用が制限される
。
高温室ヘッドを加熱器又は加熱器の一部とする方式につ
いても、名種形態のものが提案されている。この方式で
d]一般に伝熱面積を大きくとり賛い欠点がある。本発
明者等は、先に、加〃・器の高温室ヘッドを彎曲して突
出させた凸型加熱器及び彎曲して凹陥させた凹型加熱器
を発明し特許出願している。該加熱器は多くの優れた特
徴を有し、伝熱面積も従来のものに較べて大きくなって
いるが、伝熱面積も限定されるので、同充分な伝熱量會
得ることができない。
いても、名種形態のものが提案されている。この方式で
d]一般に伝熱面積を大きくとり賛い欠点がある。本発
明者等は、先に、加〃・器の高温室ヘッドを彎曲して突
出させた凸型加熱器及び彎曲して凹陥させた凹型加熱器
を発明し特許出願している。該加熱器は多くの優れた特
徴を有し、伝熱面積も従来のものに較べて大きくなって
いるが、伝熱面積も限定されるので、同充分な伝熱量會
得ることができない。
本発明の目的は、熱伝達セfが犬で、通過作動流体の圧
力損失が小さく、充分な強要を確保することができる、
筒湖呈ヘッドを加熱器とする方式の加良された加熱器を
備えるスターリング栖・関を提供するにある。
力損失が小さく、充分な強要を確保することができる、
筒湖呈ヘッドを加熱器とする方式の加良された加熱器を
備えるスターリング栖・関を提供するにある。
本ヴr、明によるスターリング機関は、高温室ヘッドよ
り燃焼室に向けて、シリンダ軸心を中心としてこれを取
囲む杼数個の柱状体が突出し、直杆状体及び高淵倖ヘッ
ドを僅かな間隔を保って包容する加熱器を備え、作動v
fi、体が高温室より前記柱状体の中心部の貫通孔を経
て、柱状体先端より前記加熱器との間隙を通り、該柱状
体力部より内生器に送出されるようにしであることを特
徴とするスターリング機関である。
り燃焼室に向けて、シリンダ軸心を中心としてこれを取
囲む杼数個の柱状体が突出し、直杆状体及び高淵倖ヘッ
ドを僅かな間隔を保って包容する加熱器を備え、作動v
fi、体が高温室より前記柱状体の中心部の貫通孔を経
て、柱状体先端より前記加熱器との間隙を通り、該柱状
体力部より内生器に送出されるようにしであることを特
徴とするスターリング機関である。
庫発明によるスターリング機関の好捷しい態様と1〜で
次の(a)〜(、)の態様があげられる。
次の(a)〜(、)の態様があげられる。
(a)前記初P個の柱状体を包容する加熱器の複数個の
突起の周囲及び中央部に輻射壁を設けである。
突起の周囲及び中央部に輻射壁を設けである。
(b) 前記拘生室がシリンダ室治:取1]4んで設
けられ、前記〜1湖¥ヘッドと加熱室との間隙まで延伸
し、前記作動流体通路に直接連通している。
けられ、前記〜1湖¥ヘッドと加熱室との間隙まで延伸
し、前記作動流体通路に直接連通している。
(C)前記柱状体が3〜8個である。
(d)前記高温室ヘッドが彎曲して突出又は凹陥(〜で
いる。
いる。
(e)前記高温室ヘッド及び加熱室がセラミックスで形
成されている。
成されている。
以下、本発明によるスターリング機関を実施例の図面に
基づいて詳述する。第1図は、本発明のスターリング機
関の実施例の部分(シリンダ上部及び燃焼室)縦断面図
である。
基づいて詳述する。第1図は、本発明のスターリング機
関の実施例の部分(シリンダ上部及び燃焼室)縦断面図
である。
第1図において、1はディスプレーサで、このシリンダ
室上部はシリンダライナ2と高温室ヘッド3により形成
されている。この高温室ヘッド3は矯・曲して突出して
いる。ディスプレーサ1と高温室ヘッド3との間が高温
室である。
室上部はシリンダライナ2と高温室ヘッド3により形成
されている。この高温室ヘッド3は矯・曲して突出して
いる。ディスプレーサ1と高温室ヘッド3との間が高温
室である。
高温室3より燃焼室11に向けて、シリンダ軸心を中心
としてこれを取囲む4個(第2図参照)の円柱状体5が
突出している。円柱状体5の中心部には目通孔6が穿設
され、貫通孔6の両端は高温室4及び円柱状体5先端中
央に開口している。円柱状体5幻1、シリンダ軸心を中
心とする同−円弧上に等間隔に設けられ、3〜8個が好
捷しい。
としてこれを取囲む4個(第2図参照)の円柱状体5が
突出している。円柱状体5の中心部には目通孔6が穿設
され、貫通孔6の両端は高温室4及び円柱状体5先端中
央に開口している。円柱状体5幻1、シリンダ軸心を中
心とする同−円弧上に等間隔に設けられ、3〜8個が好
捷しい。
円柱状体5及び高温室ヘッド3を僅から間隙8を保って
加熱器7が設けられている。従って加熱器7け円柱状体
5の位置及び個数に対応する4個の突起を崩している。
加熱器7が設けられている。従って加熱器7け円柱状体
5の位置及び個数に対応する4個の突起を崩している。
加熱器7は機関架構9にボルト締されている。加熱器7
を平面図及び11111面図で第3図及び第4図に示す
。加熱器7及び?h、温室ヘッド3(円柱状体5を含む
)は、セラミックスを用い、熱応力や振動等の外力に基
づく応力に充分耐える強暦で設計製作することができる
。
を平面図及び11111面図で第3図及び第4図に示す
。加熱器7及び?h、温室ヘッド3(円柱状体5を含む
)は、セラミックスを用い、熱応力や振動等の外力に基
づく応力に充分耐える強暦で設計製作することができる
。
このスターリング枦関においては、再生器10がシリン
ダ室を取囲んで設けられ、高温室ヘッド3と加熱器7ど
の間隙8まで延伸している。11は燃焼室で、図示せざ
る燃料燃焼装置により高温燃焼ガスが発生せしめられ、
燃焼ガスは白抜き矢印方向に進む。加熱器7の矢起の周
囲及び中火間にけ輻射壁12か設けである。
ダ室を取囲んで設けられ、高温室ヘッド3と加熱器7ど
の間隙8まで延伸している。11は燃焼室で、図示せざ
る燃料燃焼装置により高温燃焼ガスが発生せしめられ、
燃焼ガスは白抜き矢印方向に進む。加熱器7の矢起の周
囲及び中火間にけ輻射壁12か設けである。
加熱器7の矢起の周囲の輻射壁12け燃焼室11の内壁
を形成し、この外側6外皮13とのmlに断熱相14が
充填され、夕1皮13は架構9にボルト締めで固定され
ている。輻射壁12にはセラミックス、竹に高温カスの
隻1合0ジルコニア糸セラミックスが適当であル。
を形成し、この外側6外皮13とのmlに断熱相14が
充填され、夕1皮13は架構9にボルト締めで固定され
ている。輻射壁12にはセラミックス、竹に高温カスの
隻1合0ジルコニア糸セラミックスが適当であル。
高温室4内の作動流体口、枦1図で単線矢印で示すよう
に、貫通孔6を通り柱状体5の先端部に到り、ここより
間隙81通り柱状体5の基部r(到る。第1図の実施例
においては直接再生器1oi+<[:入される。ダブル
アクティング方式の8z関においては、隣接するぜ一関
の再生器に導かれ、再生器が本体と別体に設けられてい
る場合は、別体の角生器に導かれること1′勿論である
。このスターリング桓関では、加熱器の受熱部が小径で
あるため内圧を非常に昼圧に1〜でも比較的薄肉でよい
ため熱応力か小さく、大径の基部は断熱することにより
熱応力會なくしているので最内とすることかできるので
高圧に而・jえる設剖が可能である。
に、貫通孔6を通り柱状体5の先端部に到り、ここより
間隙81通り柱状体5の基部r(到る。第1図の実施例
においては直接再生器1oi+<[:入される。ダブル
アクティング方式の8z関においては、隣接するぜ一関
の再生器に導かれ、再生器が本体と別体に設けられてい
る場合は、別体の角生器に導かれること1′勿論である
。このスターリング桓関では、加熱器の受熱部が小径で
あるため内圧を非常に昼圧に1〜でも比較的薄肉でよい
ため熱応力か小さく、大径の基部は断熱することにより
熱応力會なくしているので最内とすることかできるので
高圧に而・jえる設剖が可能である。
その他、このスターリング機関では輻射壁12が設けら
れているので、加熱器7は、燃焼ガスよりのカス輻射と
対流伝熱により熱伝達されると共に、燃焼カスよシ熱吸
収をした輻射壁]2よりの固体輻射により加熱される。
れているので、加熱器7は、燃焼ガスよりのカス輻射と
対流伝熱により熱伝達されると共に、燃焼カスよシ熱吸
収をした輻射壁]2よりの固体輻射により加熱される。
第2図において輻射線を矢印で示1−である。@対壁1
2と加熱器7の突起部との間隔を小さくして燃焼ガスの
流速を増大さぜることにより、捷だ、輻射壁又は加熱器
突起部の表面に多数の突起物を設けて、乱流促進と伝熱
面積の増大を図って、燃焼カスよりの輻射壁及び加熱器
突起部への対流伝熱を促進させて、総合的に燃焼カスか
ら加熱器への熱伝達を向上させることができる。更に、
柱状体5が輻射体の作用をなし、作動カスが加熱器と柱
状体に挾捷れた狭い間隙8を通過するので、加熱器から
作動ガスへの熱伝達禎も犬である。
2と加熱器7の突起部との間隔を小さくして燃焼ガスの
流速を増大さぜることにより、捷だ、輻射壁又は加熱器
突起部の表面に多数の突起物を設けて、乱流促進と伝熱
面積の増大を図って、燃焼カスよりの輻射壁及び加熱器
突起部への対流伝熱を促進させて、総合的に燃焼カスか
ら加熱器への熱伝達を向上させることができる。更に、
柱状体5が輻射体の作用をなし、作動カスが加熱器と柱
状体に挾捷れた狭い間隙8を通過するので、加熱器から
作動ガスへの熱伝達禎も犬である。
不発リ−1によるスターリング機関の加熱器及び加熱(
穴構柑−以上の如く構成されている。従って、充分な伝
熱面積をとることができる、固体輻射を伴うので熱伝達
惜が大である、十分な強度の加熱器を設計できる、通過
作動流体の圧力損失か少い、セラミックスを使用するこ
とができる等の多くの優れた特徴を有し、効率の高い翁
用なスターリング本、ν関とすることができる。
穴構柑−以上の如く構成されている。従って、充分な伝
熱面積をとることができる、固体輻射を伴うので熱伝達
惜が大である、十分な強度の加熱器を設計できる、通過
作動流体の圧力損失か少い、セラミックスを使用するこ
とができる等の多くの優れた特徴を有し、効率の高い翁
用なスターリング本、ν関とすることができる。
釦1図1本発I4)」のスターリング枦関の実施例の部
分縦断面図、桓12図は第1図にお・0るA −A惨j
i li:Ii面図、汗3図及び第4図υ、第1図の加
熱器の平面図及びイ1111[111図である。 1・・・テイスプレーザ、2・・・シリンダライナ、3
・・・高温室ヘッド、4・・・高温室、5・・・柱状体
、6・・・用油孔、7・・・加熱器、8・・・間隙、9
・・・架枠f110・・・再生器、11・・・燃焼室、
]2・・・輻射壁、】3・・・外皮、】4・・・断熱材
。 茅1図 / \ // :八 [いや ″ 、・]、”′、5 □ご 些 凸 ・ 6 ル・・ /2 、 、 ′ 、 71
− A ・ ・ Al1 、胃 1,4.゛・、 ′4 1 ・・・ 4 イ 〆へ\ 10 )5 ど 図
分縦断面図、桓12図は第1図にお・0るA −A惨j
i li:Ii面図、汗3図及び第4図υ、第1図の加
熱器の平面図及びイ1111[111図である。 1・・・テイスプレーザ、2・・・シリンダライナ、3
・・・高温室ヘッド、4・・・高温室、5・・・柱状体
、6・・・用油孔、7・・・加熱器、8・・・間隙、9
・・・架枠f110・・・再生器、11・・・燃焼室、
]2・・・輻射壁、】3・・・外皮、】4・・・断熱材
。 茅1図 / \ // :八 [いや ″ 、・]、”′、5 □ご 些 凸 ・ 6 ル・・ /2 、 、 ′ 、 71
− A ・ ・ Al1 、胃 1,4.゛・、 ′4 1 ・・・ 4 イ 〆へ\ 10 )5 ど 図
Claims (6)
- (1) 高温室ヘッドより燃焼室に向けて、シリンダ
軸心を中心としてこれを取囲む複数個の柱状体が突出し
、該柱状体及び高温室ヘッドを僅かな間隔を保って包容
する加熱器を伽え、作動流体が高温室より前記柱状体の
中心部の貫辿孔を経て、柱状体先端より前記加熱器どの
1141隙をつl]す、該柱状体卑一部より角生器に送
出されるようにしであることを乍14徴と寸”るスター
リング機関。 - (2) 前記複数個の柱状体を包容する加熱器の複l
t個の突起の周ll’il及び中央部に輻射壁を設けで
ある特許請求の範囲31゛1項のスターリング機関。 - (3) 前記角生器がシリンダ室を取囲んで設けられ
、前記高温室ヘッドと加熱器との1旬隙に1で延伸し、
前記作動流体通路に直接沖通している特許請求の範囲p
!; 1項又は第2項のスターリング1表関。 - (4) 前記柱状体が3〜8個である特許請求の範囲
第1項、第2項又は第3項のスターリングレジ関。 - (5) 前記高温室ヘッドが情゛曲して突出又は凹陥
している特許請求の範囲か<1項、第2項、第3項又は
第4項のスターリング機関。 - (6) 前記高温室ヘッド及び加熱室がセラミックス
で形rJ〜・されている特許請求の範囲第1項、か2項
、卯3項、第4項又は第5項のスターリング機関。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6032182A JPS58178852A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | スタ−リング機関 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6032182A JPS58178852A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | スタ−リング機関 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58178852A true JPS58178852A (ja) | 1983-10-19 |
JPH0213149B2 JPH0213149B2 (ja) | 1990-04-03 |
Family
ID=13138786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6032182A Granted JPS58178852A (ja) | 1982-04-13 | 1982-04-13 | スタ−リング機関 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58178852A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60183255U (ja) * | 1984-05-15 | 1985-12-05 | 旭硝子株式会社 | 加熱装置 |
EP0180621A1 (en) * | 1984-04-30 | 1986-05-14 | Mechanical Technology Incorporated | Stirling engine with air working fluid |
JPS6235046A (ja) * | 1985-08-08 | 1987-02-16 | Mitsubishi Electric Corp | スタ−リング機関の熱交換器 |
US4662176A (en) * | 1985-04-15 | 1987-05-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Heat exchanger for a Stirling engine |
JPS62126252A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リングエンジン |
JPH04252846A (ja) * | 1990-08-11 | 1992-09-08 | Man Technol Gmbh | 半径方向に貫流する管状再生器を備えた高温ガス機関乃至スターリング機関 |
DE10337312B3 (de) * | 2003-08-14 | 2005-01-05 | Fachhochschule Bingen | Erhitzer eines Stirlingmotors |
JP2007270789A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5825556A (ja) * | 1981-08-08 | 1983-02-15 | Naoji Isshiki | バヨネット形加熱器付きスタ−リングエンジン |
JPS58104349A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 外燃機関 |
-
1982
- 1982-04-13 JP JP6032182A patent/JPS58178852A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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DE10337312B3 (de) * | 2003-08-14 | 2005-01-05 | Fachhochschule Bingen | Erhitzer eines Stirlingmotors |
JP2007270789A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0213149B2 (ja) | 1990-04-03 |
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