JPS62113851A - スタ−リング機関用燃焼器 - Google Patents

スタ−リング機関用燃焼器

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JPS62113851A
JPS62113851A JP25562285A JP25562285A JPS62113851A JP S62113851 A JPS62113851 A JP S62113851A JP 25562285 A JP25562285 A JP 25562285A JP 25562285 A JP25562285 A JP 25562285A JP S62113851 A JPS62113851 A JP S62113851A
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JP
Japan
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heater tube
heat receiving
heat
combustor
receiving fins
Prior art date
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Pending
Application number
JP25562285A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsumi Watanabe
渡辺 哲美
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62113851A publication Critical patent/JPS62113851A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/34Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F1/34Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely
    • F28F1/36Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending obliquely the means being helically wound fins or wire spirals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] 本発明は、スターリング機関用燃焼器の改良に関する。
[従来の技術] 従来、特開昭57−0038’ 05号公報に係るスタ
ーリング機関用燃焼器が提供されている。このスターリ
ング機関用燃焼器は、第8図に示される様に、燃焼室1
00を有するハウジング101と、ハウジング101に
保持され燃焼室100に間隔を隔てて並列配置されたヒ
ータチューブ102と、ハウジング101に保持され燃
料を燃焼室100に噴出するノズル103aをもつバー
ナ1゛ 、・ ) 03と、で構成されていた。ここでヒータチューブ10
2の外周部には受熱フィン104が設けられていた。こ
の受熱フィン104は孔104aをもつ。そして、孔1
04aの内周部とヒータチューブ102の外周部とをろ
う付けすることにより、受熱ファン104は固着され、
第9図に示すようにリング状に巡らされていた。この受
熱フィン104は第8図に示すようにヒータチューブ1
02に所定間隔をなして多数積層されている。このよう
に受熱フィン104をヒータチューブ102に設けた従
来のスターリング機関用燃焼器では、ヒータチューブ1
02は、燃焼室100内で燃焼する燃焼ガスから熱を受
熱フィン104で効率よく吸収することができる。
又、ヒータチューブが受熱フィンをもつ従来技術として
は、第10図及び第11図に示すようにヒータチューブ
106の外周部に受熱フィン104をスパイラル状に巻
回して溶接等により固着したものが提供されている。
第8図及び@9図に示す従来では、受熱フィン104の
厚みが薄い場合には、孔104aとヒータチューブ10
2とを嵌合して組付けする際に受熱フィン104の組付
けを良好になし得ないといった不具合があり、そのため
受熱フィン104の薄肉化に、は限界があった。。
又第10図および第11図に示す従来では、受熱フィン
104をヒータチューブ106に垂直に立ててスパイラ
ル状に巻回する関係上、ヒータチューブ102の外周部
からの受熱フィン104の突出高さくh)を大きくしに
くく、そのため受熱面積が小さい。
(発明が解決しようとする問題点〉 本発明は上記した問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的は、受熱フィンを薄肉化した場合であ
っても受熱フィンをヒータチューブに組付けしやすく、
かつ、ヒータチューブの外周部からの受熱フィンの突出
高さ寸法を大きくし受熱面積を大きくし得るスターリン
グ機関用燃焼器を提供するにある。
〔発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明に係るスターリング機関用燃焼器は、燃焼室を有
するハウジングと、 該ハウジングに保持され、該燃焼室内に間隔を隔てて並
列配置され外周部に受熱フィンをもつ多数のヒータチュ
ーブと、 該ハウジングに保持され、燃料を該燃料室に噴出するバ
ーナとで構成され、該バーナから噴出された燃料の燃焼
ガスが該ヒータチューブの該受熱フィン間を流れるスタ
ーリング機関用燃焼器において、 該受熱フィンは、蛇腹状に折り畳まれ各折り畳み部に重
なり合う貫通孔をもつ板体で形成されており、重なり合
った該貫通孔に該ヒータチューブを嵌挿し、該貫通孔の
内周部と該ヒータチューブの外周部とを固着することに
より、該受熱フィンは該ヒータチューブに保持されてい
る構成である。
ハウジング、燃焼室、バーナは従来と同一のものを用い
ることができる。
本発明に係るヒータチューブは、スターリングエンジン
のシリンダ内に供給されるヘリウムガス等の作動ガスが
通る部材である。ヒータチューブの外周部には受熱フィ
ンが設けられている。受熱フィンは、蛇腹状に折り畳ま
れた板体で形成されている。この板体は、各折り畳み部
に正なり合う貫通孔をもつ。貫通孔は、はぼ同軸的に重
なり合うことが好ましい。ヒータチューブを嵌挿し易い
からである。板体の厚みは、均一であることが好ましい
。板体の材料は熱伝導性、耐熱性等を考慮して決定する
が、鉄鋼材料などの金属が好ましい。
貫通孔の内径はヒータチューブの外径とほぼ等しくする
ことが好ましい。ヒータチューブが断面円形状の外周部
をもつ場合には、貫通孔は、断面円形状又は楕円形状の
内周部で形成することが好ましい。貫通孔が断面楕円形
状の内周部をもつ場合には、ヒータチューブが曲成され
ているときに有利である。又、ヒータチューブが曲成さ
れているときには、d通孔の内径をヒータチューブの外
径よりも大きくすることもよい。
本発明では、重なり合った該貫通孔に該ヒータチューブ
を嵌挿し、該貫通孔の内周部と、該ヒータチューブの外
周部とを固着することにより、受熱フィンは該ヒータチ
ューブに保持されている構成である。固着手段としては
、ろう付け、溶接等を採ることができる。ろう付けは、
耐熱性等を考慮すると、ニッケルのろう付けが好ましい
ここで、ヒータチューブの外周部を1周するように、ヒ
ータチューブの外周部と貫通孔の内周部とがろう付けさ
れることが好ましい。ヒータチューブと受熱フィンとの
結合強度の向上、受熱フィンからヒータチューブへの伝
熱効果の向上に有利だからである。
〈実施例) 以下、本発明を具体的な第1実施例に基づいて説明する
(実施例の構成) 燃焼室、ハウジング、バーナ等は、第8図に示す従来の
スターリング機関用燃焼器をそのまま利用する。従って
、受熱フィン以外の全体の構成は第8図に示す従来装置
と、はぼ同様である。即ち、本実施例に係るスターリン
グ機関用燃焼器と従来の燃焼器との異なる点は、ヒータ
チューブ1の受熱フィン2である。
受熱フィン2は、第1図に示すように、蛇腹状に多重に
折り畳まれた板体で形成されている。この受熱フィン2
を形成する板体は、耐熱合金板で形成されており、各折
り畳み部20にほぼ同軸的に重なり合う貫通孔21をも
つ。第2図(A)は、受熱フィン2を形成する板体を折
り畳む前の状態を示す。第2図(A)で示されているよ
うに、貫通孔21は該板体に一定ピッチ(P2)で−列
に多数個列設されている。そして貫通孔21間を折りま
けることにより、第1図に示すように固着前の状態の受
熱フィン2が形成されている。ここで貫通孔21は、ヒ
ータチューブ1を挿通しつる程の大きさとされており、
円形状をなす。円形状をなすのは、断面円形状の外周部
をもつヒータチューブ1と貫通孔21とを嵌挿させるか
らである。
本実施例では、重なり合った貫通孔21にヒータチュー
ブ1を嵌挿する。嵌挿した状態で、受熱フィン2を形成
する板体の両端部を自由状態にすると、該板体の弾性に
より、咳板体は折り畳まれた状態でこれの長手方向にの
びる。そして、貫通孔21の内周部とヒータチューブ1
の外周部とが接触した状態で、折り畳まれた該板体は停
止する。
その状態で、板体と共にヒータチューブ1を炉に装入し
、ニッケルのろう付けを行なう。ろう付けは具体的に高
温真空炉により行なった。ろう付けは、ヒータチューブ
1の外周部を1周するように行なわれる。このようにろ
う付けを行なうことにより貫通孔21の内周部とヒータ
チューブ1の外周部とを固着し、以て受熱フィン2をヒ
ータチューブ1に保持する。受熱フィン2をヒータチュ
ーブ1に保持した状態を、第4図および第5図に示す。
(実流例の作用) 本実施例に係るスターリング機関用燃焼器では、燃料は
、第8図に示す従来と同様に、バーナ103のノズル1
03aからハウジング101の燃焼室100内に噴出さ
れ燃焼される。そして、該燃焼により1400℃程度の
高温の燃焼ガスが発生する。高温の燃焼ガスは、第7図
に示す矢印へ方向に流れ、ヒータチューブ1のうち受熱
フィン2が形成されていない部位10を加熱する。その
結果、燃焼ガスの温度は900℃近くまで下る。更に燃
焼ガスは、受熱フィン2間を流れ、受熱フィン2とヒー
タチューブ1とを加熱する。このように燃焼ガスが受熱
フィン2間を流れると、高温の燃焼ガスの熱最は、ヒー
タチューブ1の受熱フィン2に伝えられ、更にヒータチ
ューブ1内の作動ガスに伝えられる。よって、作動ガス
は高温になり、スターリングエンジンのシリンダ内に伝
えられ、これによりシリンダ内のピストンを駆動させる
。なお、受熱フィン2を流れた燃焼ガスは、通常、燃焼
室100に形成された排気孔から排出される。排出され
る燃焼ガスの温度は一般に750°C程度である。
(実施例の効果) 本実施例では、燃焼ガスの熱量は、主として、ヒータチ
ューブ1の受熱フィン2に伝えられる。
受熱フィン2に伝えられた熱は、更にヒータチューブ1
に伝えられる。よってヒータチューブ1内を流れる作動
ガスを効率よく加熱できる。
又、本実施例では、重なり合った貫通孔21にヒータチ
ューブ1を嵌挿し、貫通孔21の内周部とヒータチュー
ブ1の外周部とを固着することにより、受熱フィン2は
ヒータチューブ1に保持されている。よって第8図及び
第9図に示す従来とは異なり、多数枚の受熱フィン10
4を1枚1枚ヒータチューブ102に嵌挿する必要がな
く、受熱フィン2を形成する蛇腹状に折り畳まれた1枚
の板体全体を、ヒータチューブ1に嵌挿すればよいので
、受熱フィン2の組付は作業性を向上しうる。
又、上記したように受熱フィン2の組付は作業性を向上
しうる本実施例では、咳板体の厚みを薄くした場合であ
っても、例えば該板体の厚みを0゜1〜0.21111
11程度に薄くした場合であっても、受熱フィン2の組
付けを良好になしつる。よって第8図および第9図に示
す従来に比べて、又第10図および第11図に示す従来
に比べて受熱フィン2の肉厚の薄肉化に有利である。
又、本実施例では、第4図および第5図に示すように、
受熱フィン2はヒータチューブ1の長さ方向に連続して
いるので、第4図に示すように受熱フィン2の折目部2
5を燃焼ガスの送られる方向(つまり矢印へ方向)に対
向させれば、燃焼ガスを受熱フィン2で効果的に受は止
めることができる。そのため、受熱フィン2の受熱効果
を向上させることができる。同様に、ヒータチューブ1
の長さ方向に連続する受熱フィン2は燃焼至100内の
火炎からの軸射熱も受けるため、受熱フィン2の受熱効
果を一層向上させることができる。
又、本実施例では、受熱フィン2を形成する板体の蛇腹
のピッチを調整することにより、受熱フィン2の折り畳
み部20の長さ寸法L(第4図参照)の大小を調整する
こともできる。そのため、ヒータチューブ1の外周部か
らの受熱フィン2の突出高さく第10図に示す従来の寸
法りに相当する)を大きくすることもできる。このよう
に大きくすると、受熱フィン2の受熱面積を増加し1q
1ヒータチユーブ1内の作動ガスの加熱効率を向上させ
つる。
又、本実施例では、貫通孔21間のピッチ(第2図に示
すP2)を小さくすれば、折り畳み部20の枚数を多く
することもしやすい。故にその分受熱フィン2の受熱面
積を大きくし易く、ヒータチューブ1内の作動ガスの加
熱効率を一層向上させうる。
本実施例では、蛇腹状に折り畳まれた板体から受熱フィ
ン2を形成しており、かつこの板体は弾性をもつ耐熱合
金材料で形成されているため、受熱フィン2を固着する
前では、蛇腹の弾性力が作用する。そのため、上記弾性
力により、蛇腹状の板体はこれの長さ方向にのびようと
する。そのため、隣り合う折り畳み部20が互いに接触
することを抑えることができる。よって−の折り畳み部
20とこれと隣り合う折り畳み部20との間の距離を狭
くし、折り畳み部20の枚数を多くすることができ、そ
のふん受熱フィン2の受熱面積を大きクシ得、ヒータチ
ューブ1内の作動ガスの加熱効率を尚一層内上させうる
又本実施例では、貫通孔21とヒータチューブ1とを嵌
挿する際に、受熱フィン2を形成する板体を密に折り号
み、例えば、1の折り畳み部20とこれと隣り合う折り
畳み部20とが接触するように密に折り畳み、このよう
にした状態で、貫通孔21とヒータチューブ1とを嵌挿
すれば、嵌挿作業も実に容易である。
(第2実施例) 本発明の第2実施例を第2図(B)に示す。第2実施例
では、受熱フィン2を形成する板体に形成された貫通孔
25は、楕円形状であり、該板体の長手方向にそう長径
部をもつ。この第2実施例では、貫通孔25の内周部と
、ヒータチューブ1の外周部とを全周接合するのに便利
である。即ち、第4図に示すようにヒータチューブ1に
受熱フィン2を保持したときには、受熱フィン2の折り
曇み部20はヒータチューブ1の長さ方向に対して斜め
に位置する。そのため、上記のように貫通孔25を楕円
形状とすれば、ヒータチューブ1の外周部と貫通孔25
の内周部とをろう付けにより全周接合しやすい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明に係るスターリン
グ機関用燃焼器によれば、受熱フィンは、蛇腹状に折り
畳まれ各折り畳み部に重なり合う貫通孔をもつ板体で形
成されているため、受熱フィンを薄肉化した場合であっ
ても、受熱フィンをヒータチューブに容易に組付けるこ
とができる。
又、貫通孔を、板体の長手方向に長径部をもつ楕円形状
とした場合には、貫通孔の内周部とヒータチューブの外
周部とを全周接合しや1く、よって結合強度を図りうる
【図面の簡単な説明】
第1図は貫通孔とヒータチューブとを嵌挿する前の状態
の斜視図、第2図(A)および第2図<8)は受熱フィ
ンを折り畳む前の状態の平面図、第3図は受熱フィンを
保持したヒータチューブの平面図、第4図は同側面図、
第5図はヒータデユープを多数配設した状態の側面図、
第6図および第7図は異なる方向から見た状態の側面図
である。 第8図及び第9図は従来を示し、第8図は従来のスター
リングa開用燃焼器の断面図、第9図は従来のスターリ
ング機関用燃焼器の要部の平面図である。 第10図及び第11図は異なる従来を示し、第10図は
受熱フィンを保持した従来のヒータチューブの側面図、
第11図は組付途中を示す側面図である。 図中、1はヒータチューブ、2は受熱フィン、20は折
り畳み部、21および25は貫通孔、1oOは燃焼室、
101はハウジング、103はバーナをそれぞれ示す。 特許出願人   アイシン精機株式会社代理人    
弁理士 大川 宏 同     弁理士 丸山明夫 第1図 第3図 第4図       第5図 第10図      第11図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室を有するハウジングと、 該ハウジングに保持され、該燃焼室内に間隔を隔てて並
    列配置され外周部に受熱フィンをもつ多数のヒータチュ
    ーブと、 該ハウジングに保持され、燃料を燃料室に噴出するバー
    ナとで構成され、該バーナから噴出された燃料の燃焼ガ
    スが該ヒータチューブの該受熱フィン間を流れるスター
    リング機関用燃焼器において、 該受熱フィンは、 蛇腹状に折り畳まれ各折り畳み部に重なり合う貫通孔を
    もつ板体で形成されており、 重なり合った該貫通孔に該ヒータチューブを嵌挿し、該
    貫通孔の内周部と該ヒータチューブの外周部とを固着す
    ることにより、該受熱ファンは該ヒータチューブに保持
    されている構成であるスターリング機関用燃焼器。
  2. (2)ヒータチューブは、断面円形状の外周部をもち、
    受熱フィンの貫通孔は、断面円形状又は楕円形状の内周
    部をもつ特許請求の範囲第1項記載のスターリング機関
    用燃焼器。
  3. (3)ヒータチューブの外周部と受熱フィンの貫通孔の
    内周部とは、ろう付けにより固着されている特許請求の
    範囲第1項記載のスターリング機関用燃焼器。
JP25562285A 1985-11-14 1985-11-14 スタ−リング機関用燃焼器 Pending JPS62113851A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4336975A1 (de) * 1993-10-29 1995-05-04 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Energieerzeugungseinrichtung
GB2425575A (en) * 2005-04-26 2006-11-01 Disenco Ltd Heater for Stirling engine

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4957445A (ja) * 1972-06-13 1974-06-04

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