JPS6079144A - スタ−リングエンジン - Google Patents
スタ−リングエンジンInfo
- Publication number
- JPS6079144A JPS6079144A JP18643083A JP18643083A JPS6079144A JP S6079144 A JPS6079144 A JP S6079144A JP 18643083 A JP18643083 A JP 18643083A JP 18643083 A JP18643083 A JP 18643083A JP S6079144 A JPS6079144 A JP S6079144A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater tube
- heater
- heat
- combustion
- stirling engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
- F02G2243/02—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
- F02G2243/04—Crank-connecting-rod drives
- F02G2243/08—External regenerators, e.g. "Rankine Napier" engines
-
- 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
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/42—Displacer drives
- F02G2270/425—Displacer drives the displacer being driven by a four-bar mechanism, e.g. a rhombic mechanism
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Solid Materials (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】
〔発明の技術分野〕
この発明は燃焼熱を熱源とするスターリン（エンジンに
おいて、特許ヒータ管を均一に加熱するようにしたスタ
ーリングエンジンに関するものである。
おいて、特許ヒータ管を均一に加熱するようにしたスタ
ーリングエンジンに関するものである。
従来、燃焼熱によって駆動されるスターリングエンジン
として第１図に示すものがおる。同図において、１は燃
焼室、２は燃焼排気によって燃焼用空気を予熱するため
の空気予熱器、３は単シリンダ形スターリングエンジン
、４は燃焼ガスによってエンジンの作動ガス例えばヘリ
ウム等を加熱するためのヒータ管、５は低温の燃焼ガス
にさらされる側のこのヒータ管４に固着したフィン、６
は再生器、７は上記作動ガスを水等の媒体によって冷却
するための冷却器、８は送気ピストン、９は動力ビスト
ン、１０は上記スターリングエンジン３の出力を取り出
す役割と上記送気ピストン８を数十度の位相分だけ動力
ビストン９よシ先行して動かす機能をもつクランク機構
である。
として第１図に示すものがおる。同図において、１は燃
焼室、２は燃焼排気によって燃焼用空気を予熱するため
の空気予熱器、３は単シリンダ形スターリングエンジン
、４は燃焼ガスによってエンジンの作動ガス例えばヘリ
ウム等を加熱するためのヒータ管、５は低温の燃焼ガス
にさらされる側のこのヒータ管４に固着したフィン、６
は再生器、７は上記作動ガスを水等の媒体によって冷却
するための冷却器、８は送気ピストン、９は動力ビスト
ン、１０は上記スターリングエンジン３の出力を取り出
す役割と上記送気ピストン８を数十度の位相分だけ動力
ビストン９よシ先行して動かす機能をもつクランク機構
である。
以上のように構成されたスターリングエンジンの動作に
ついて次に説明する。燃焼室１において連続的に燃焼さ
せ、かつ冷却器７で連続的に冷却する状態でスターリン
グエンジン３を始動スる七、上記スターリングエンジン
３内の作動ガスは等温膨張−等容冷却一等温圧縮一等容
加熱の各プロセスを組み合わせたスターリングサイクル
を構成し動力を発生する。上記スターリングエンジンの
作動において送気ピストン８は、上記作動ガス全交互に
加熱、冷却するためにヒータ管４、冷却器７に送る役割
をする。このようなスターリングエンジンにおける上記
ヒータ管４は燃焼ガスのエネルギーを吸収するための重
要な役割をもっている。
ついて次に説明する。燃焼室１において連続的に燃焼さ
せ、かつ冷却器７で連続的に冷却する状態でスターリン
グエンジン３を始動スる七、上記スターリングエンジン
３内の作動ガスは等温膨張−等容冷却一等温圧縮一等容
加熱の各プロセスを組み合わせたスターリングサイクル
を構成し動力を発生する。上記スターリングエンジンの
作動において送気ピストン８は、上記作動ガス全交互に
加熱、冷却するためにヒータ管４、冷却器７に送る役割
をする。このようなスターリングエンジンにおける上記
ヒータ管４は燃焼ガスのエネルギーを吸収するための重
要な役割をもっている。
このため、上記ヒータ管４が均一な温度分布となるよう
にし、更にこの材料として耐熱限界によシ近い高温域ま
で使用できるようにすることが必要である。このような
見地から、スターリングエンジンは第１図のように構成
されておル、このと−タ管４部は第２図（＆）に示した
構造と略同じである。
にし、更にこの材料として耐熱限界によシ近い高温域ま
で使用できるようにすることが必要である。このような
見地から、スターリングエンジンは第１図のように構成
されておル、このと−タ管４部は第２図（＆）に示した
構造と略同じである。
又このヒータ管４部全第２図６）に示した構造としたも
のがある。この第２図（ｂ）に示したヒータ管４は第２
図（ａｌに示したものに比べて設置スペースを小さくで
きる利点がある。
のがある。この第２図（ｂ）に示したヒータ管４は第２
図（ａｌに示したものに比べて設置スペースを小さくで
きる利点がある。
しかしながら、第２図（ａ）に示すヒータ管４は、上述
した設置ス啄−スの問題の他罠このヒータ管４へのフィ
ン５の取り付けを行う際、この組立の複雑化を避けるこ
とができない欠点を有し、他方ｍ２図（ｂ）に示すヒー
タ管４はこのヒータ管４の略前面のみを加熱、する燃゛
焼ガスからの輻射熱と対流によって加熱されている。故
に、この前面の燃焼ガスが流入する側と後面であるこの
燃焼ガスの流出する側とで熱伝達量が大幅にかわる。従
ってこのヒータ管４の前面、後面で大きな温度差が生じ
て大きな熱応力を発生するため、このヒータ管４の耐熱
強度が低下するという欠点を有していた。
した設置ス啄−スの問題の他罠このヒータ管４へのフィ
ン５の取り付けを行う際、この組立の複雑化を避けるこ
とができない欠点を有し、他方ｍ２図（ｂ）に示すヒー
タ管４はこのヒータ管４の略前面のみを加熱、する燃゛
焼ガスからの輻射熱と対流によって加熱されている。故
に、この前面の燃焼ガスが流入する側と後面であるこの
燃焼ガスの流出する側とで熱伝達量が大幅にかわる。従
ってこのヒータ管４の前面、後面で大きな温度差が生じ
て大きな熱応力を発生するため、このヒータ管４の耐熱
強度が低下するという欠点を有していた。
この発明は、以上のような欠点全除去するためになされ
たもので、ヒータ管群と空気予熱器との間に、このヒー
タ管温度以上の耐熱強度を有する輻射体を仁のヒータ管
を囲繞するように配設したことにより、このヒータ管の
前面及び後面からの熱伝達！？略同じくし、この前面と
後面間の温度差を小さくし、更に全体の熱交換量も増加
させ得るスターリングエンジンを提供することを目的と
する。
たもので、ヒータ管群と空気予熱器との間に、このヒー
タ管温度以上の耐熱強度を有する輻射体を仁のヒータ管
を囲繞するように配設したことにより、このヒータ管の
前面及び後面からの熱伝達！？略同じくし、この前面と
後面間の温度差を小さくし、更に全体の熱交換量も増加
させ得るスターリングエンジンを提供することを目的と
する。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第３図のこの発明の一実施例において、１１にヒータ管
４を囲繞するように配設された輻射体である金属メツシ
ュ、１２はこの金属メツシュｌｌを支持する支持リング
である。尚、同図には示されていないが、上記金属メツ
シ：３−１１の外側には、これを取シ囲むように空気予
熱器が取り付けられている。
４を囲繞するように配設された輻射体である金属メツシ
ュ、１２はこの金属メツシュｌｌを支持する支持リング
である。尚、同図には示されていないが、上記金属メツ
シ：３−１１の外側には、これを取シ囲むように空気予
熱器が取り付けられている。
以上のように構成されたスターリングエンジンのヒータ
管４群において、金属メツシュ１１はこのヒータ管４間
を通過して流出する燃焼ガスによって加熱されて高温と
なシ、熱輻射金行う。この金属メツシュ１１の表面から
の熱輻射量は、周知の如く気体からの輻射量処比べて遥
かに大きいので、上記ヒータ管４を後面から加熱するこ
とになる。このように、このヒータ管４の後面からこの
輻射伝熱が加わることで、燃焼ガスからこのヒータ管４
への熱の総伝達量を増加させることができる。
管４群において、金属メツシュ１１はこのヒータ管４間
を通過して流出する燃焼ガスによって加熱されて高温と
なシ、熱輻射金行う。この金属メツシュ１１の表面から
の熱輻射量は、周知の如く気体からの輻射量処比べて遥
かに大きいので、上記ヒータ管４を後面から加熱するこ
とになる。このように、このヒータ管４の後面からこの
輻射伝熱が加わることで、燃焼ガスからこのヒータ管４
への熱の総伝達量を増加させることができる。
そこで、従来とこの発明によるスターリングエンジンの
ヒータ管の温度分布を比較して見るならば、第４図のグ
ラフにおいて、破線で示す如〈従来のヒータ管４の前面
と後面間の温度差が略１００℃あるのに対してこの発明
によるこの温度差が実線で示す如く略２０°以下になっ
ている。そのため、このヒータ管４の管壁における熱応
力を低減できるだけでなく、このヒータ管４内表面から
作動ガスへの伝達量も大幅に増加するので、このスター
リングエンジンの総合効率の改善、この出力の増加を果
すことができる。又金属メツシュ１１の外側に設けられ
ている空気予熱器は金属メツシュ］１からの熱輻射を受
けるため、このヒータ管４の壁温が上昇し、この空気予
熱器の効率も向上するという利点も有している。
ヒータ管の温度分布を比較して見るならば、第４図のグ
ラフにおいて、破線で示す如〈従来のヒータ管４の前面
と後面間の温度差が略１００℃あるのに対してこの発明
によるこの温度差が実線で示す如く略２０°以下になっ
ている。そのため、このヒータ管４の管壁における熱応
力を低減できるだけでなく、このヒータ管４内表面から
作動ガスへの伝達量も大幅に増加するので、このスター
リングエンジンの総合効率の改善、この出力の増加を果
すことができる。又金属メツシュ１１の外側に設けられ
ている空気予熱器は金属メツシュ］１からの熱輻射を受
けるため、このヒータ管４の壁温が上昇し、この空気予
熱器の効率も向上するという利点も有している。
尚、この発明で用いた金属メツシュ１１の代゛わシにセ
ラミックス等の耐熱性のめる金属棒を用いることも、こ
れら輻射体が燃焼ガスの熱を受けてヒータ管の温度以上
になり得るものであれば、この発明の実施例と同様の効
果が得られる。特に、この発明ではこの金属メツシュ１
１の代わシに複数の細孔を設けた円筒状セラミックスを
用いた場合、高い効果が得られ好ましい。
ラミックス等の耐熱性のめる金属棒を用いることも、こ
れら輻射体が燃焼ガスの熱を受けてヒータ管の温度以上
になり得るものであれば、この発明の実施例と同様の効
果が得られる。特に、この発明ではこの金属メツシュ１
１の代わシに複数の細孔を設けた円筒状セラミックスを
用いた場合、高い効果が得られ好ましい。
この発明は以上説明したとおり、ヒータ管群を囲繞する
ように熱輻射を行う輻射体を配設することにより、この
ヒータ管の温度分布を均一にすることができ、スターリ
ングエンジンの安全性の向上、熱出力及び熱効率を向上
させる効果がある。
ように熱輻射を行う輻射体を配設することにより、この
ヒータ管の温度分布を均一にすることができ、スターリ
ングエンジンの安全性の向上、熱出力及び熱効率を向上
させる効果がある。
第１図はスターリングエンジンを説明するための断面図
、第２図は従来のヒータ管の拡大図、第３図はこの発明
の実施例の拡大図、第４図はスターリングエンジンのヒ
ータ管表面温度を表わすグラフである。 ４・・・ヒータ管、５・・・フィン、１１・・・金属メ
ッシヱ、１２・・・支持リング。 尚、各図中同一符号は同一または相当部を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 （ｂ） （０） 」−ぺ客―嘔旧甥糖 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 逓 １、事件の表示 特願昭 ５８−１８６４３０号２、発
明の名称 スターリングエンジン ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 図面 ６、補正の内容 図面の第２図を別紙の通り訂正する。 ７、添付書類の目録 第２図訂正図面 １通
、第２図は従来のヒータ管の拡大図、第３図はこの発明
の実施例の拡大図、第４図はスターリングエンジンのヒ
ータ管表面温度を表わすグラフである。 ４・・・ヒータ管、５・・・フィン、１１・・・金属メ
ッシヱ、１２・・・支持リング。 尚、各図中同一符号は同一または相当部を示す。 代理人 大 岩 増 雄 第１図 第２図 （ｂ） （０） 」−ぺ客―嘔旧甥糖 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 逓 １、事件の表示 特願昭 ５８−１８６４３０号２、発
明の名称 スターリングエンジン ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 図面 ６、補正の内容 図面の第２図を別紙の通り訂正する。 ７、添付書類の目録 第２図訂正図面 １通
Claims (1)
- ＋１１燃焼器による燃焼熱て作動ガスを加熱するための
ヒータ管群と、該ヒータ管群を囲繞するように配設され
た空気予熱器Ｓｔ−備えたスターリングエンジンにおい
て、前記ヒータ管群と前記空気予熱器との間に、該ヒー
タ管温度以上の耐熱強度を有する輻射体を該ヒータ管を
囲繞するように配設したことを特徴とするスターリング
エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18643083A JPS6079144A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スタ−リングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18643083A JPS6079144A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スタ−リングエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6079144A true JPS6079144A (ja) | 1985-05-04 |
Family
ID=16188291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18643083A Pending JPS6079144A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スタ−リングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6079144A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4964741A (ja) * | 1972-08-24 | 1974-06-22 | ||
| JPS5232419A (en) * | 1975-09-06 | 1977-03-11 | Kuniaki Horikoshi | Method and device for combustion promotion in internal combustion engi ne |
| JPS5549554A (en) * | 1978-10-02 | 1980-04-10 | Tokyo Gas Co Ltd | Protective device for heating pipe in hot gas engine |
| JPS5882049A (ja) * | 1981-11-10 | 1983-05-17 | Aisin Seiki Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPS5963347A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-11 | Agency Of Ind Science & Technol | スタ−リングエンジンの高温熱交換器 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18643083A patent/JPS6079144A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4964741A (ja) * | 1972-08-24 | 1974-06-22 | ||
| JPS5232419A (en) * | 1975-09-06 | 1977-03-11 | Kuniaki Horikoshi | Method and device for combustion promotion in internal combustion engi ne |
| JPS5549554A (en) * | 1978-10-02 | 1980-04-10 | Tokyo Gas Co Ltd | Protective device for heating pipe in hot gas engine |
| JPS5882049A (ja) * | 1981-11-10 | 1983-05-17 | Aisin Seiki Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPS5963347A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-11 | Agency Of Ind Science & Technol | スタ−リングエンジンの高温熱交換器 |
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