CN101960130B - 余热回收系统 - Google Patents

Abstract

余热回收系统(1)具有多个斯特林发动机(100A、100B)。斯特林发动机(100A、100B)的加热器(105)配置于作为热介质通路的排气通路(28)内。排气通路(28)内，通过分隔部件(29)被分隔成第一排气通路(28A)和第二排气通路(28B)。配置于废气Ex流动着的方向的上游侧的斯特林发动机(100A)的加热器(105)设在第一排气通路(28A)内，配置于废气Ex流动着的方向的下游侧的斯特林发动机(100B)的加热器(105)设在第二排气通路(28B)内。

Description

余热回收系统

技术领域

本发明涉及回收从内燃机排出的废气的热能的余热回收系统。 

背景技术

有一种余热回收装置，其利用热机，回收搭载于小汽车、公共汽车、货车等车辆上的内燃机的余热。作为用于这种用途的余热回收装置，例如有理论热效率优良的斯特林发动机。在专利文献1中公开了如下技术：在从内燃机排出的废气的通路内设置第一斯特林发动机的加热器和第二斯特林发动机的加热器，并且将第一斯特林发动机配置于废气的净化催化剂的下游侧，将第二斯特林发动机配置于废气的净化催化剂的上游侧。 

现有技术 

专利文献 

专利文献1：日本特开2007-187139号公报 

在专利文献1中公开的技术，由于相对于废气的流动重叠有各热交换器的加热器，因而在废气的流动方向上游侧的加热器回收热能而温度降低了的废气，被导入废气的流动方向下游侧的加热器。并且，从内燃机排出的废气，由于首先被导入配置于上游侧的加热器，因而废气难以流入配置于下游侧的加热器。其结果，有可能在多个斯特林发动机之间产生的动力存在差异。 

发明内容

本发明是鉴于上述情况作出的，其目的在于在利用多个余热回收机回收余热的情况下降低各余热回收机关所产生的动力的差异。 

为了达成上述目的，本发明的余热回收系统，其特征在于，包括：多个余热回收机，具有将从余热回收对象排出的热介质的热能向工作流 体赋予的加热器，通过上述热介质的热能来产生动力；和热介质通路，至少设有上述余热回收机的个数的量，用于使上述热介质通过，在上述余热回收系统中，在各上述热介质通路的内部设置各上述余热回收机所具有的上述加热器，并且，各上述加热器从上述热介质的流动方向的上游侧向下游侧而配置。 

作为本发明的优选方式，在上述余热回收系统中，优选的是，通过由设在各上述余热回收机所具有的上述加热器之间的分隔部件来将单一的管分隔，构成各上述热介质通路。 

作为本发明的优选方式，在上述余热回收系统中，优选的是，在配置于上述热介质的流动方向的上游侧的上述加热器与设置了配置于上述热介质的流动方向的下游侧的上述加热器的上述热介质通路之间，设有绝热材料。 

作为本发明的优选方式，在上述余热回收系统中，优选的是，各上述热介质通路由分别独立的不同的管构成。 

作为本发明的优选方式，在上述余热回收系统中，优选的是，各上述加热器，在与上述余热回收机的输出轴的中心轴垂直相交的方向上，相互向相反的方向错开配置。 

作为本发明的优选方式，在上述余热回收系统中，优选的是，多个上述余热回收机的各输出轴被相互连结。 

本发明在利用多个热回收机回收余热的情况下，能减少各余热回收机所产生的动力之差。 

附图说明

图1是表示实施例1的斯特林发动机的剖视图。 

图2是表示实施例1的斯特林发动机所具备的空气轴承的结构例以及在活塞的支承中使用的近似直线机构的结构例的剖视图。 

图3-1是表示利用实施例1的余热回收系统执行搭载于车辆上的内燃机的余热回收时的结构例的示意图。 

图3-2是表示实施例1的余热回收系统搭载于车辆上的状态的侧视图。 

图3-3是表示实施例1的余热回收系统搭载于车辆上的状态的主视图。 

图4是表示实施例1的余热回收系统中的斯特林发动机输出轴的连结方法的示意图。 

图5是表示构成实施例1的余热回收系统的斯特林发动机的另一结构例的示意图。 

图6是表示实施例1的余热回收系统的俯视图。 

图7是实施例1的余热回收系统的主视图。 

图8是表示实施例1的第一变形例的余热回收系统的侧视图。 

图9是实施例1的第一变形例的余热回收系统的主视图。 

图10是表示实施例1的第二变形例的余热回收系统的侧视图。 

图11是实施例1的第二变形例的余热回收系统的主视图。 

图12是表示实施例2的余热回收系统的侧视图。 

图13是实施例2的余热回收系统的主视图。 

图14是表示实施例2的第一变形例的余热回收系统的侧视图。 

图15是实施例2的第一变形例的余热回收系统的主视图。 

图16是表示实施例2的第二变形例的余热回收系统的侧视图。 

图17是实施例2的第二变形例的余热回收系统的主视图。 

标号说明 

1、1a、1b、1c、1d、1e 余热回收系统 

2 从动轴 

8 连结轴 

28、28A、28B、28a、28Aa、28Ba、28b、28Ab、28Bb、28c、28Ac、28Bc、28d、28Ad、28Bd、28e、28Ae、28Be 排气通路 

29、29a、29b 分隔部件 

30 绝热材料 

71 内燃机 

100、100A、100B、100Aa、100Ba、100Ab、100Bb、100Ac、100Bc、100Ad、100Bd、100Ae、100Be 斯特林发动机 

101 高温侧气缸 

102 低温侧气缸 

103 高温侧活塞 

104 低温侧活塞 

105、105a、105b、105c、105d、105e 加热器 

106 再生器 

107 冷却器 

108 热交换器 

110 曲轴 

114 框体 

114A 曲柄箱 

114B 气缸体 

200 车辆 

201 底板 

具体实施方式

下面，参照附图的同时详细说明本发明。其中，本发明不由下述说明限定。并且，下述说明中的结构要素中包含本领域技术人员能容易想到的、实际上相同的结构要素，即包含所谓均等范围的结构要素。 

实施例1 

下面，作为余热回收机的一例举出作为外燃机的斯特林发动机。并且，在下面说明利用作为余热回收机的斯特林发动机回收搭载于车辆等上的内燃机所排出的废气的热能的例子，即说明了废气的回收对象为内燃机的例子，但余热的回收对象不限于此。在本实施例中，例如也可以将工厂、机械设备或发电设施的余热作为回收对象。 

本实施例具备下述特征：其包括回收从内燃机排出的热介质、即废气的热能的多个余热回收机和热介质通路，所述热介质通路至少设有余热回收机的个数的量，使从内燃机排出的热介质、即废气通过；在各热介质通路的内部设置各余热回收机所具备的加热器，并且，各加热器从热介质所流动的方向的上游侧向下游侧而进行配置。首先，说明构成本实施例的余热回收系统的余热回收机即斯特林发动机的构成。 

图1是表示实施例1的斯特林发动机的剖视图。图2是表示实施例1的斯特林发动机所具备的空气轴承的结构例以及在活塞的支承中使用的近似直线机构的结构例的剖视图。斯特林发动机100是所谓的外燃机，其用于将从作为余热回收对象的内燃机一样的热机等排出的废气(相当于热介质)等所具有的热能变换成动能，作为曲轴110的旋转运动输出。曲轴110成为斯特林发动机100的输出轴。其中，曲轴110以旋转轴(余热回收机旋转轴)Zs为中心旋转。余热回收机旋转轴Zs是作为斯特林发动机100的输出轴的曲轴110的中心轴。 

在本实施例中，斯特林发动机100是α型直列二气缸斯特林发动机。斯特林发动机100中，收容于作为第一气缸的高温侧气缸101的内部的 第一活塞即高温侧活塞103和收容于作为第二气缸的低温侧气缸102的内部的第二活塞即低温侧活塞104串联地排列，即，直列地配置。并且，斯特林发动机100是高温侧活塞103在高温侧气缸101的内部往复运动，低温侧活塞104在低温侧气缸102的内部往复运动的往复式热机。 

高温侧气缸101和低温侧气缸102直接或间接地被支承的同时固定在作为基准体的基板111上。在本实施例的斯特林发动机100中，该基板111成为斯特林发动机100的各结构要素的位置基准。通过如此构成，可确保各上述结构要素的相对的位置精度。 

如后文所述，本实施例的斯特林发动机100，在高温侧气缸101和高温侧活塞103之间以及低温侧气缸102和低温侧活塞104之间夹有空气轴承GB。由于通过在作为基准体的基板111上直接或间接地安装高温侧气缸101和低温侧气缸102，能精度良好地保持活塞与气缸之间的间隙，因而能充分地发挥空气轴承GB的功能。并且，斯特林发动机100的装配也变得容易。 

在高温侧气缸101与低温侧气缸102之间，配置有由大致呈U字形的加热器105、再生器106和冷却器107构成的热交换器108。如此，因将加热器105形成为大致呈U字形，在如内燃机的排气通路内一样的比较狭窄的空间内，也能容易配置加热器105。并且，如该斯特林发动机100一样，通过直列地配置高温侧气缸101和低温侧气缸102，即使在如内燃机的排气通路一样的筒状空间内也能比较容易地配置加热器105。热交换器108的结构要素中的至少加热器105，配置于作为余热回收对象的内燃机的排气通路(相当于热介质通路)28内。 

加热器105的一方端部与高温侧气缸101相连接，另一方端部与再生器106相连接。再生器106的一方端部与加热器105相连接，其另一方端部与冷却器107相连接。冷却器107的一方端部与再生器106相连接，另一方端部与低温侧气缸102相连接。在高温侧气缸101和低温侧气缸102以及热交换器108内密封有工作流体(在本实施例中为空气)，上述工作流体在高温侧气缸101与加热器105之间、加热器105与再生器106之间、再生器106与冷却器107之间以及冷却器107与低温侧气缸102之间流出流入。 

通过这种结构，由加热器105向工作流体赋予废气的热能，并且，在冷却器107从工作流体放出热而构成斯特林循环。由此，斯特林发动机100产生动力。斯特林发动机100所产生的动力，从曲轴110输出。在这里，将高温侧气缸101的内部且存在工作流体的空间称作高温侧工作空间MSH，将低温侧气缸102的内部且存在工作流体的空间称作低温侧工作空间MSL。在不区别两者的情况下，简单称作工作空间MS。工作空间MS是内部的工作流体被膨胀或压缩的空间。 

加热器105、冷却器107例如可形成将导热率高且耐热性优良的材料(例如铜、铜合金)的管捆束多个的结构。并且，再生器106可由多孔质的蓄热体构成。其中，加热器105、冷却器107以及再生器106的结构不限于该例，可根据热源的热条件、斯特林发动机100的规格等，选择适当的结构。 

高温侧活塞103及低温侧活塞104，经由空气轴承GB被支承在高温侧气缸101和低温侧气缸102内。即，形成不使用润滑油而使活塞在气缸内往复运动的构造。由此，减少活塞与气缸之间的摩擦而可提高斯特林发动机100的热效率。并且，通过减少活塞与气缸之间的摩擦，例如即使如从内燃机的废气回收热能的情况一样，在低热源、低温度差的运转条件下进行余热回收的情况下，也能使斯特林发动机100运转而回收热能。 

由于构成空气轴承GB，图2所示的、高温侧活塞103与高温侧气缸101之间的间隙tc，跨越高温侧活塞103及高温侧气缸101的整个外周而成为十数μm～数十μm。另外，低温侧活塞104及低温侧气缸102也是相同的结构。高温侧气缸101和高温侧活塞103以及低温侧气缸102和低温侧活塞104，例如可利用加工容易的金属材料构成。 

在本发明中，使气体(在本实施例中为与工作流体相同的空气)a从高温侧活塞103及低温侧活塞104的侧壁上设置的供气口HE流出而形成空气轴承GB。如图1、图2所示，在高温侧活塞103及低温侧活塞104的内部，分别形成有高温侧活塞内空间103IR及低温侧活塞内空间104IR。 

在高温侧活塞103上设有用于向高温侧活塞内空间103IR供给气体 a的气体导入口HI，在低温侧活塞104上设有用于向低温侧活塞内空间104IR供给气体a的气体导入口HI。在各气体导入口HI上连接有气体供给管118。气体供给管118的一端与空气轴承用泵117相连接，将从空气轴承用泵117吐出的气体a导入到高温侧活塞内空间103IR及低温侧活塞内空间104IR。 

被导入到高温侧活塞内空间103IR及低温侧活塞内空间104IR的气体a，从高温侧活塞103及低温侧活塞104的侧壁上设置的供给口HE流出，以形成空气轴承GB。其中，该空气轴承GB是静压空气轴承。另外，本实施例的空气轴承GB为静压空气轴承，但也可以利用动压空气轴承。 

高温侧活塞103、低温侧活塞104的往复运动，由连杆109向作为输出轴的曲轴110传递，在这里被变换成旋转运动。其中，连杆109也可以被图2所示的近似直线机构(例如蚱蜢机构(Grasshoper Mechanism)、瓦特拉杆机构)119支承。由此，可使高温侧活塞103及低温侧活塞104大致以直线状往复运动。 

如此，通过近似直线机构119支承连杆109时，由于高温侧活塞103的侧向力FS(向活塞的径方向的力)几乎成为0，因而即使通过负荷能力较小的空气轴承GB，也能充分地支承高温侧活塞103、低温侧活塞104。在本实施例中，通过近似直线机构119来支承侧向力FS的大部分，通过空气轴承GB来支承低温侧活塞104等的往复运动从近似直线运动脱离时产生的量的侧向力FS。 

如图1所示，构成斯特林发动机100的高温侧气缸101、高温侧活塞103、连杆109、曲轴110等各结构要素收容在框体114内。在这里，斯特林发动机100的框体114包含曲柄箱114A和气缸体114B而构成。框体114内，通过作为框体内加压单元的加压用泵115被加压。如此，通过用加压用泵115对框体114内进行加压，以对高温侧工作空间MSH、低温侧工作空间MSL以及热交换器108内的工作流体进行加压，能增加工作流体吸取热能时的工作流体的容量。由此，可从作为斯特林发动机100的输出轴的曲轴110输出更多的输出功率。 

在斯特林发动机100产生规定输出功率的情况下，框体114的内部 例如被加压至规定的压力(例如1MPa左右)。因此，需要构成为保持曲轴110与框体114之间的气密性，将曲轴110的旋转运动向框体114的外部输出。在本实施例中，如图1所示，经由以非接触方式将曲轴110的旋转向从动轴(磁耦合器从动轴)2传递的磁耦合器9，将曲轴110的输出功率向框体114的外部输出。即，斯特林发动机100的输出从磁耦合器9所具有的从动轴2输出。 

如此，从动轴2成为斯特林发动机100的输出轴。从动轴2以余热回收机旋转轴Zs为中心旋转。余热回收机旋转轴Zs是作为斯特林发动机100的输出轴的从动轴2的中心轴。另外，代替磁耦合器9，也可以在曲轴110和构成框体114的曲柄箱114A之间设置密封轴承，以保持曲轴110和框体114之间的气密性。 

在这里，如图1所示，也可以设置使曲轴110的扭矩变化而输出的作为变换单元的增速装置3，将曲轴110的旋转速度增速后向磁耦合器9输入。由此，由于能使曲轴110的扭矩降低，因而能抑制磁耦合器9的扭矩传递容量。并且，当起动斯特林发动机100时，将如电动机一样的起动单元的输出功率向从动轴2输入而使曲轴110旋转，在这种情况下增速装置3起到减速装置的功能。由此，可抑制磁耦合器9的扭矩传递容量。 

图1所示的斯特林发动机100，在高温侧气缸101一侧配置有磁耦合器9和增速装置3。在这里，在连结2台斯特林发动机100的曲轴110的情况下，在低温侧气缸102一侧也配置磁耦合器(输入用磁耦合器)9I。也可以连结1台斯特林发动机100所具有的输入侧磁耦合器9I的从动轴和另1台斯特林发动机100所具有的磁耦合器9的从动轴2。由此，可将2台斯特林发动机100所产生的动力合成后输出。在单独使用斯特林发动机100的情况下，磁耦合器9配置于高温侧气缸101一侧或低温侧气缸102一侧中的任一侧即可。 

图3-1是表示利用实施例1的余热回收系统执行搭载于车辆上的内燃机的余热回收时的结构例的示意图。图3-2是表示实施例1的余热回收系统搭载于车辆上的状态的侧视图。图3-3是表示实施例1的余热回收系统搭载于车辆上的状态的主视图。本实施例的余热回收系统1具有多台(在本实施例中为2台)斯特林发动机100A、100B。然后，将各 斯特林发动机100A、100B的加热器105配置于作为余热回收对象的内燃机71的排气通路28的内部，回收从内燃机71排出的废气Ex的热能。斯特林发动机100A、100B的各加热器，从废气Ex流动的方向的上游侧向下游侧而配置。因此，斯特林发动机100A、100B也从废气Ex流动的方向的上游侧向下游侧而配置。 

在本实施例中，内燃机71例如搭载于小汽车、货车等车辆200上，作为车辆200的动力源。内燃机71在车辆200的行驶过程中作为主要的动力源而产生动力，使车辆200行驶。另一方面，斯特林发动机100A、100B，在废气Ex的温度达不到一定程度的温度时，不能产生所需最低限度的输出功率。因此，在本实施例中，斯特林发动机100A、100B，在内燃机71所排出的废气Ex的温度超过预定温度时从内燃机71的废气Ex回收热能而产生输出功率，与内燃机71一起使车辆200行驶。如此，斯特林发动机100A、100B成为车辆200的从属动力源。 

在本实施例中，利用斯特林发动机100A、100B回收的废气Ex的热能，在斯特林发动机100A、100B中被变换成动能。斯特林发动机100A、100B的输出轴之间通过连结轴8连结。由此，在本实施例中，将斯特林发动机100A、100B的动力合成后，从作为斯特林发动机100A的输出轴的从动轴2输出。在从动轴2上安装有作为动力断续单元的离合器76输出，斯特林发动机100A、100B的输出功率经由离合器76向斯特林发动机用变速器75传递。 

内燃机71的输出功率经由内燃机71的输出轴71s向内燃机用变速器74输入。内燃机用变速器74将内燃机71的动力和从斯特林发动机用变速器75输出的斯特林发动机100的动力合成后向变速器输出轴79输出，经由差速齿轮80对驱动轮81进行驱动。 

在这里，作为动力断续单元的离合器76设在内燃机用变速器74和斯特林发动机100A之间。在本实施例中，设在斯特林发动机用变速器75的输入轴75s和斯特林发动机100的从动轴2之间。离合器76通过接合、分离来使斯特林发动机100A的从动轴2和斯特林发动机用变速器75的输入轴75s之间的机械方式的连接断续。在这里，离合器76通过内燃机ECU(Electronic Control Unit，电子控制设备)50进行控制。 

离合器76接合时，斯特林发动机100A的从动轴2和内燃机71的输出轴71s经由斯特林发动机用变速器75及内燃机用变速器74直接结合。由此，斯特林发动机100A、100B所产生的动力及内燃机71所产生的动力在内燃机用变速器74被合成，从变速器输出轴79输出。另一方面，将离合器76分离时，内燃机71的输出轴71s与斯特林发动机100A的从动轴2分开而旋转。如此，在本实施例中，将构成余热回收系统1的多个斯特林发动机100A、100B的动力，经由斯特林发动机用变速器75向内燃机用变速器74输入，与内燃机71的动力合成后输出，从而使车辆200行驶。 

如图3-2、图3-3所示，构成余热回收系统1的斯特林发动机100A、100B搭载于车辆200的底板201的路面一侧，即底板下侧。一般来说，由于车辆200的底板下侧狭窄，因而在将多个斯特林发动机100A、100B搭载于车辆200的底板下侧的情况下，难以在高度H方向上并列配置多个斯特林发动机100A、100B。另一方面，由于在车辆200的长度L方向及宽度W方向上有一定程度的富余，因而在车辆200的长度L方向及宽度W方向上比较容易地并列配置多个斯特林发动机100A、100B。并且，搭载于车辆200上的内燃机71的废气Ex所流动的方向是车辆200的长度方向。因此，在车辆200的底板下侧配置多个斯特林发动机100A、100B的情况下，如本实施例一样在车辆200的长度L方向上并列配置是比较合理的。 

图4是表示实施例1的余热回收系统中的斯特林发动机输出轴的连结方法的示意图。构成余热回收系统1的多个斯特林发动机100A、100B中，斯特林发动机100B的磁耦合器9和斯特林发动机100A的输入用磁耦合器9I由连结轴8连结。 

斯特林发动机100B的曲轴110与磁耦合器9连结，并且，斯特林发动机100A的输入用磁耦合器9I与斯特林发动机100A的曲轴110连结。通过这种结构，斯特林发动机100B的曲轴110，经由磁耦合器9、连结轴8、输入用磁耦合器9I，与斯特林发动机100A的曲轴110连结。 

另外，如上所述，代替磁耦合器9及输入用磁耦合器9I，也可以在曲轴110与图1所示的曲柄箱114A之间设置密封轴承，可从曲柄箱114A直接拿出曲轴110。在这种情况下，斯特林发动机100A、100B的各曲 轴110例如通过联轴器连结。如此，在本实施例中，各斯特林发动机100A、100B的曲轴110之间间接或直接连结。 

通过将各斯特林发动机100A、100B所具有的曲轴之间连结，各斯特林发动机100A、100B所产生的动力被合成。被合成的多个斯特林发动机100A、100B的动力，从构成斯特林发动机100A的磁耦合器9的从动轴2输出后，如上所述地，与内燃机71的动力合成。 

如图4所示，配置于废气Ex流动着的方向的上游侧的斯特林发动机100A和配置于在废气Ex流动着的方向上比斯特林发动机100A靠下游的一侧的斯特林发动机100B中，其高温气缸101都配置于废气Ex流动着的方向的上游侧。由此，温度高的废气Ex在加热器105的高温侧气缸101一侧流动，因而能有效地对流入高温侧气缸101内的工作流体进行加热。其结果，由于能使流入高温侧气缸101内的工作流体的温度变高，因而提高斯特林发动机100A、100B的热效率。 

图5是表示构成实施例1的余热回收系统的斯特林发动机的另一结构例的示意图。在该例中，多个(更具体为2台)斯特林发动机100A、100B共用曲柄箱114A及曲轴110。斯特林发动机100A配置于废气Ex流动着的方向的上游侧，斯特林发动机100B配置于在废气Ex流动着的方向上比斯特林发动机100A靠下游的一侧上。并且，向废气Ex流动着的方向，依次排列有斯特林发动机100A的高温侧气缸101、低温侧气缸102、斯特林发动机100B的高温侧气缸101、低温侧气缸102。 

斯特林发动机100A一侧的曲轴110和斯特林发动机100B一侧的曲轴110成一体，曲轴110的旋转经由磁耦合器9而向从动轴2传递。如此，在本实施例中，也可以共用图3-1等中所示的构成余热回收系统1的多个斯特林发动机100A、100B的曲柄箱114A及曲轴110。由此，不需要将多个斯特林发动机100A、100B的输出轴之间连结的单元，因而能减少斯特林发动机100A、100B的输出轴方向的尺寸。 

在本实施例中，高温侧气缸101、热交换器108和低温侧气缸102的一个组合构成一个斯特林发动机100，如图5所示，在共用曲轴110、作为框体一部分的曲柄箱114A的情况下，设为有多个(在图5的例子中为2个)斯特林发动机100A、100B。接着，对本实施例的余热回收 系统进行说明。下面说明中，不讨论多台斯特林发动机100A、100B的输出轴之间的连结构造、是否共用框体。 

图6是表示实施例1的余热回收系统的侧视图。图7是实施例1的余热回收系统的主视图。余热回收系统1具有多个斯特林发动机100A、100B，其搭载于车辆的底板201和路面之间，即车辆的底板下侧。构成余热回收系统1的各斯特林发动机100A、100B的加热器105配置于作为热介质通路的排气通路28内。 

排气通路28由第一排气通路(第一热介质通路)28A和第二排气通路(第二热介质通路)28B构成，所述第一排气通路28A，将废气Ex向配置于废气Ex流动着的方向的上游侧(下面称作上游侧)的斯特林发动机100A引导，第二排气通路28B，将废气Ex向配置于在废气Ex流动着的方向上比斯特林发动机100A靠下游的一侧(下面称作下游侧)的斯特林发动机100B引导。如此，排气通路28至少设有多个斯特林发动机100A、100B的个数的量。在这里，斯特林发动机100A、100B都是与图1所示的斯特林发动机100相同的结构，记号A、B用于区别上游侧和下游侧。 

在本实施例中，构成余热回收系统1的斯特林发动机100A、100B，向废气Ex流动着的方向，依次以串联并排的方式排列有斯特林发动机100A的高温侧气缸101、低温侧气缸102、斯特林发动机100B的高温侧气缸101、低温侧气缸102。即，各气缸中心轴Zc相对于余热回收机旋转轴Zs几乎成为相同的角度。斯特林发动机100A、100B的高温侧气缸101都配置于废气Ex流动着的方向的上游侧。并且，各斯特林发动机100A、100B的余热回收机旋转轴Zs配置成，与废气Ex的流动的方向大致平行。并且，多个斯特林发动机100A、100B，由于如上所述地相互连结各输出轴之间，因而多个斯特林发动机100A、100B的输出轴的中心轴，即余热回收机旋转轴Zs变得相同。由此，能减少长度方向(余热回收机旋转轴Zs方向)以及宽度方向(与余热回收机旋转轴Zs及气缸中心轴Zc垂直相交的方向)的尺寸。 

在该余热回收系统1中，在从余热回收机旋转轴Zs的方向观察斯特林发动机100A、100B的情况下，加热器105配置成与气缸中心轴Zc大致平行。即，加热器105的中心轴Zh与气缸中心轴Zc大致平行地 配置。因此，在从余热回收机旋转轴Zs的方向观察斯特林发动机100A、100B的情况下，如图7所示，配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105被配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105隐藏。因此，用单一的管形成排气通路28，并且将斯特林发动机100A、100B的加热器配置于单一的管中时，废气难以流入配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105。其结果，在斯特林发动机100A和斯特林发动机100B之间，有可能产生动力差。 

因此，在本实施例中，在上游侧的斯特林发动机100A的加热器105与下游侧的斯特林发动机100B的加热器105之间，设置分隔部件29。由此，通过分隔部件29分隔由单一的管构成的排气通路28的内部，从而在由单一的管构成的排气通路28的内部，构成第一排气通路28A和第二排气通路28B。然后，废气Ex同时流入第一排气通路28A的入口28I1和第二排气通路28B的入口28I2，并流入到各斯特林发动机100A、100B的加热器105后，同时从第一排气通路28A的出口28W1和第二排气通路28B的出口28W2流出。 

通过这种结构，由于同时向第一排气通路28A和第二排气通路28B分别单独地导入废气Ex，因而向上游侧的斯特林发动机100A的加热器105及下游侧的斯特林发动机100B的加热器105供给的废气Ex成为分别相同程度的温度。其结果，斯特林发动机100A和斯特林发动机100B所产生的动力成为相同程度，从而可减少两者的动力差。由此，在如余热回收系统1一样将多个斯特林发动机100A、100B的动力合成后输出的情况下，可不需要吸收各斯特林发动机100A、100B的动力差的机构，或可将其形成简单的结构。 

分隔部件29只要设在配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105与配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105之间即可。即，分隔部件29只要架设在配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105的低温侧气缸102一侧与配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105的高温侧气缸101一侧之间(图6的A、B所示的部分)即可。但是，如本实施例一样，在配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105的侧部及配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105的侧部都设置分隔部件29时，能使废气Ex更可靠地分支而向各斯特林发动 机100A、100B的加热器导入。另外，在将图1所示的再生器106向第一排气通路28A以及第二排气通路28B的内部配置的情况下，优选的是在再生器106的侧部也设置分隔部件29。 

特别是，在本实施例中，第二排气通路28B与配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105相邻而设置，并且，第一排气通路28A与配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105相邻而设置。因此，通过还将分隔部件29设在加热器105的侧部，可抑制各斯特林发动机100A、100B的加热器与在第一排气通路28A流动的废气Ex或在第二排气通路28B流动的废气Ex之间的接触。 

即，在第二排气通路28B中，由于可抑制配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105与在第二排气通路28B流动的废气Ex之间的接触，因而废气Ex在最大限度地抑制温度降低的状态下向配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105流入。并且，在第一排气通路28A中，由于通过了配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105后的温度降低了的废气Ex与配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105之间的接触被抑制，因而可抑制下游侧的加热器105的温度降低。其结果，能更加可靠地减少多个斯特林发动机100A、100B的动力差。 

并且，在配置于废气Ex流动着的方向的上游侧的加热器105、和设置了配置于废气Ex流动着的方向的下游侧的加热器105的热介质通路，即第二排气通路28B之间，也可以设置绝热材料30(在以下例子中也相同)。由此，可抑制在第二排气通路28B流动的废气Ex的热向与第二排气通路28B相邻而设置的、配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105移动。其结果，由于能更加可靠地抑制向配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105流入的废气Ex的温度降低，因而能更加可靠地减少多个斯特林发动机100A、100B的动力差。其中，绝热材料30既可以设在第二排气通路28B一侧，又可以设在配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105一侧上。并且，也可以在分隔部件29本身上设置绝热构造。 

并且，在第一排气通路28A与配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105相邻的部分上，由配置于上游侧的斯特林发动机100A的加热器105回收热能，流动着温度降低了的废气Ex。在配置于废气Ex 流动着的方向的下游侧的加热器105与设置了配置于废气Ex流动着的方向的上游侧的加热器105的热介质通路，即第一排气通路28A之间，也可以设置绝热材料30(在以下例子中也相同)。 

由此，可抑制流入配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105的废气Ex的热被在第一排气通路28A流动着的温度降低了的废气Ex夺取。其结果，由于可抑制斯特林发动机100A、100B的各加热器105的温度差，因而能更加可靠地减少多个斯特林发动机100A、100B的动力差。其中，该绝热材料既可以设在第一排气通路28A一侧，又可以设在配置于下游侧的斯特林发动机100B的加热器105一侧。并且，也可以将分隔部件29本身构成为绝热构造。 

分隔部件29例如为板状的部件，其可以安装在排气通路28的内部，也可以安装在斯特林发动机100A、100B上。在将分隔部件29安装在排气通路的内部的情况下，例如通过焊接等方式安装在斯特林发动机100A、100B的与加热器105相对的一侧的排气通路内壁面上。并且，在将分隔部件29安装在斯特林发动机100A、100B上的情况下，例如在加热器105上固定分隔部件29，或在图1所示的基板111上固定分隔部件29。 

余热回收系统1具有2台斯特林发动机100A、100B，但斯特林发动机的个数不限于此。作为热介质通路的排气通路28，根据斯特林发动机的个数至少被分隔成斯特林发动机的个数的量。 

(第一变形例) 

图8是表示实施例1的第一变形例的余热回收系统的侧视图。图9是实施例1的第一变形例的余热回收系统的主视图。本变形例为与上述实施例1大致相同的结构，不同点在于使斯特林发动机100Aa、100Ba的各加热器105a倾斜。其他结构与上述的实施例1相同，在实施例1中公开的结构也可适用于本变形例中。 

如图8、图9所示，余热回收系统1a，在配置于上游侧的斯特林发动机100Aa的加热器105a与配置于下游侧的斯特林发动机100Ba的加热器105a之间，设有分隔部件29a。由此，用分隔部件29a分隔由单一 的管构成的排气通路28a的内部，从而在由单一的管构成的排气通路28a的内部，构成第一排气通路28Aa和第二排气通路28Ba。 

如图9所示，构成余热回收系统1a的上游侧的斯特林发动机100Aa及下游侧的斯特林发动机100Ba，各加热器105a相对于包含气缸中心轴Zc及余热回收机旋转轴Zs的平面向相反的方向倾斜。即，各加热器105a的中心轴Zh以预定的角度θ1交叉。斯特林发动机100Aa、100Ba的各加热器105a在相对于上述平面倾斜的状态下，配置于第一排气通路28Aa的内部和第二排气通路28Ba的内部。由此，斯特林发动机100Aa、100Ba的各加热器105a配置成，在与作为输出轴的中心轴的余热回收机旋转轴Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向错开。斯特林发动机100Aa、100Ba的各高温侧气缸101、低温侧气缸102串联排列而配置，构成为气缸中心轴Zc都平行。 

如上所述，通过使斯特林发动机100Aa、100Ba的加热器倾斜，在从余热回收机旋转轴Zs的方向观察斯特林发动机100Aa、100Ba的情况下，上游侧的加热器105a与下游侧的加热器105a重叠的部分与不使加热器105a倾斜的情况相比变小。由此，与不使斯特林发动机100Aa、100Ba的各加热器105a倾斜的情况相比，能减少第一排气通路28Aa及第二排气通路28Ba的弯曲部。其结果，本变形例除了上述实施例1起到的作用、效果以外，由于还能减少废气Ex流动时的阻力，因而还可以得到可抑制作为余热回收对象的热机，即图3-1所示的内燃机71的排气效率降低的作用、效果。并且，余热回收系统1a，由于与不使加热器105a倾斜的情况相比能简化分隔部件29a的形状，因而余热回收系统1a的制造、保养、检查变得容易。 

(第二变形例) 

图10是表示实施例1的第二变形例的余热回收系统的侧视图。图11是实施例1的第二变形例的余热回收系统的主视图。本变形例为与上述实施例1的第一变形例大致相同的结构，不同点在于通过使斯特林发动机100Ab的高温侧气缸101及低温侧气缸102和斯特林发动机100Bb的高温侧气缸101及低温侧气缸102倾斜，使斯特林发动机100Ab、100Bb的加热器105b倾斜。其他结构与上述的实施例1的第一变形例相同，在实施例1的第一变形例中公开的结构也可适用于本变形例中。 

如图10、图11所示，余热回收系统1b，在配置于上游侧的斯特林发动机100Ab的加热器105b与配置于下游侧的斯特林发动机100Bb的加热器105b之间，设有分隔部件29b。由此，用分隔部件29b分隔由单一的管构成的排气通路28b的内部，从而在由单一的管构成的排气通路28b的内部，构成第一排气通路28Ab和第二排气通路28Bb。 

如图11所示，构成上游侧的斯特林发动机100Ab的高温侧气缸101及低温侧气缸102和构成下游侧的斯特林发动机100Bb的高温侧气缸101及低温侧气缸102，以余热回收机旋转轴Zs为中心，气缸中心轴Zc分别向相反的方向倾斜。由于各斯特林发动机100Ab、100Bb中，加热器105b的中心轴Zh与气缸中心轴Zc平行，因而通过上述结构，各加热器105b向以余热回收机旋转轴Zs为中心而不同的方向倾斜，各加热器105b的中心轴Zh以预定的角度θ2交叉。由此，斯特林发动机100Ab、100Bb的各加热器105b，在与作为输出轴的中心轴的余热回收机旋转轴Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向错开配置。 

即使这样构成，与不使斯特林发动机100Ab、100Bb的各加热器105b倾斜的情况相比，能减少第一排气通路28Ab及第二排气通路28Bb的弯曲部。其结果，本变形例起到与上述的实施例1的第一变形例相同的作用、效果。 

如上所述，在本实施例及其变形例中，包括：多个余热回收机，回收从余热回收对象排出的热介质的热能；和热介质通路，至少设有余热回收机的个数的量，用于使热介质通过；其中，在各热介质通路的内部设置各余热回收机所具有的加热器，并且，各加热器配置成从热介质流动的方向的上游侧向下游侧。由此，由于可独立地向各余热回收机所具有的加热器供给热介质，因而可减少向各加热器供给的热介质的温度差。其结果，由于各余热回收机产生相同程度大小的动力，因而在利用多个余热回收机回收余热的情况下，可减少各余热回收机所产生的动力之差。 

实施例2 

实施例2虽然为与实施例1大致相同的结构，但不同点在于由分别独立的不同的管构成设置了配置于热介质流动着的方向上游侧的余热 回收机的加热器的热介质通路和设置了配置于热介质流动着的方向下游侧的余热回收机的加热器的热介质通路。其他结构与实施例1相同。 

图12是表示实施例2的余热回收系统的侧视图。图13是实施例2的余热回收系统的主视图。构成余热回收系统1c的多个斯特林发动机100Ac、100Bc的配置、其气缸配置由于与上述的实施例1相同，因而省略说明。 

向构成余热回收系统1c的多个斯特林发动机100Ac、100Bc的加热器105c供给图3-1所示的内燃机71的废气Ex的热介质通路即排气通路28c，由不同的2个管构成。即，排气通路28c由第一排气通路28Ac和第二排气通路28Bc构成，所述第一排气通路28Ac在内部配置有配置于上游侧的斯特林发动机100Ac的加热器105c，所述第二排气通路28Bc在内部配置有配置于下游侧的斯特林发动机100Bc的加热器105c。 

如此，将多个斯特林发动机100Ac、100Bc的各加热器105c，设在由不同的管构成的第一排气通路28Ac的内部和第二排气通路28Bc的内部。由此，由于同时向第一排气通路28Ac和第二排气通路28Bc分别独立地导入废气Ex，因而向上游侧的斯特林发动机100Ac的加热器105c及下游侧的斯特林发动机100Bc的加热器105c供给的废气Ex分别成为不同程度的温度。其结果，斯特林发动机100Ac和斯特林发动机100Bc所产生的动力成为相同程度，因而减少两者的动力差。 

并且，余热回收系统1，在分别独立的第一排气通路28Ac和第二排气通路28Bc上收容各斯特林发动机100Ac、100Bc的加热器105c。由此，能完全排除第一排气通路28Ac内的废气Ex与第二排气通路28Bc内的废气Ex之间的干涉，因而向多个斯特林发动机100Ac、100Bc的各加热器105c供给的废气Ex的温度管理变得比较容易。并且，由于余热回收系统1c不需要用于将单一的排气通路内分隔的分隔部件，因而能比较简单地构成。 

(第一变形例) 

图14是表示实施例2的第一变形例的余热回收系统的侧视图。图15是实施例2的第一变形例的余热回收系统的主视图。本变形例为与上 述的实施例2大致相同的结构，不同点在于使斯特林发动机100Ad、100Bd的加热器105d倾斜。其他结构与上述的实施例2相同，在实施例2中公开的结构还可以适用于本变形例中。 

如图15所示，构成余热回收系统1d的上游侧的斯特林发动机100Ad及下游侧的斯特林发动机100Bd，其各加热器105d相对于包含气缸中心轴Zc及余热回收机旋转轴Zs的平面向相反的方向倾斜。即，各加热器105d的中心轴Zh以预定的角度θ1交叉。斯特林发动机100Ad、100Bd的各加热器105d在相对于上述平面倾斜的状态下，配置于第一排气通路28Aa的内部和第二排气通路28Bd的内部。由此，斯特林发动机100Ad、100Bd的各加热器105d，在与作为输出轴的中心轴的余热回收机旋转轴Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向错开配置。斯特林发动机100Ad、100Bd的各高温侧气缸101、低温侧气缸102串联排列而配置，构成为气缸中心轴Zc都平行。 

如图14、图15所示，余热回收系统1d，由不同的管构成用于向多个斯特林发动机100Ad、100Bd供给废气Ex的排气通路28d。即，排气通路28d由第一排气通路28Ad、第二排气通路28Bd构成。并且，配置于上游侧的斯特林发动机100Ad的加热器105d收容在第一排气通路28Ad的内部，配置于下游侧的斯特林发动机100Bd的加热器105d收容在第二排气通路28Bd的内部。 

余热回收系统1d，由于使斯特林发动机100Ad、100Bd的加热器105d倾斜，因而与不使各加热器105d倾斜的情况相比，可减少第一排气通路28Ad及第二排气通路28Bd的弯曲部。其结果，本变形例除了上述实施例2起到的作用、效果以外，由于还能减少废气Ex流动时的阻力，因而还可以得到可抑制作为余热回收对象的热机，即图3-1所示的内燃机71的排气效率降低的作用、效果。 

(第二变形例) 

图16是表示实施例2的第二变形例的余热回收系统的侧视图。图17是实施例2的第二变形例的余热回收系统的主视图。本变形例为与上述的实施例2的第一变形例大致相同的结构，不同点在于通过使斯特林发动机100Ae的高温侧气缸101及低温侧气缸102和斯特林发动机 100Be的高温侧气缸101及低温侧气缸102倾斜，使斯特林发动机100Ae、100Be的加热器105e倾斜。其他结构与上述的实施例2的第一变形例相同，在实施例2的第一变形例中公开的结构还可以适用于本变形例中。 

如图17所示，构成上游侧的斯特林发动机100Ae的高温侧气缸101及低温侧气缸102和构成下游侧的斯特林发动机100Be的高温侧气缸101及低温侧气缸102，以余热回收机旋转轴Zs为中心，气缸中心轴Zc分别向相反的方向倾斜。由于各斯特林发动机100Ae、100Be中，加热器105e的中心轴Zh与气缸中心轴Zc平行，因而通过上述结构，各加热器105e向以余热回收机旋转轴Zs为中心而不同的方向倾斜，各加热器105e的中心轴Zh以预定的角度θ2交叉。由此，斯特林发动机100Ae、100Be的各加热器105e，在与作为输出轴的中心轴的余热回收机旋转轴Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向错开配置。 

如图16、图17所示，余热回收系统1e，由不同的管构成用于向多个斯特林发动机100Ae、100Be供给废气Ex的排气通路28e。即，排气通路28e由第一排气通路28Ae、第二排气通路28Be构成。并且，配置于上游侧的斯特林发动机100Ae的加热器105e收容在第一排气通路28Ae的内部，配置于下游侧的斯特林发动机100Be的加热器105e收容在第二排气通路28Be的内部。 

即使这样构成，与不使斯特林发动机100Ae、100Be的各加热器105e倾斜的情况相比，能减少第一排气通路28Ae及第二排气通路28Be的弯曲部。其结果，本变形例起到与上述的实施例2的第一变形例相同的作用、效果。 

如上所述，实施例2及其变形例，由于具有与实施例1及其变形例相同的结构，因而起到与实施例1及其变形例相同的作用、效果。实施例2及其变形例中，由分别独立的管构成向多个余热回收机的加热器供给热介质的热介质通路。由此，能完全排除在各热介质通路内流动的热介质之间的干涉，从而向多个余热回收机的各加热器供给的热介质的温度管理变得比较容易。 

工业实用性 

如上所述，本发明的余热回收系统，对利用多个余热回收机回收余热的情况有用，特别是适合于减少各余热回收机所产生的动力之差。 

Claims (10)

1.一种余热回收系统，其特征在于，包括：

多个余热回收机，具有将从余热回收对象排出的热介质的热能向工作流体赋予的加热器，通过所述热介质的热能来产生动力；和

热介质通路，至少设有所述余热回收机的个数的量，用于使所述热介质通过，

在所述余热回收系统中，在各所述热介质通路的内部分别设置所述余热回收机所具有的所述加热器、或者在同一热介质通路的内部设置多个所述加热器，并且，各所述加热器从所述热介质的流动方向的上游侧向下游侧而配置，1个加热器与其他的加热器相比远离所述热介质通路的上游而设置，并且，所述热介质通路形成各加热器用的分离流路。

2.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，通过由设在各所述余热回收机所具有的所述加热器之间的分隔部件来将单一的管分隔，构成各所述热介质通路。

3.如权利要求2所述的余热回收系统，其特征在于，在配置于所述热介质的流动方向的上游侧的所述加热器与设置了配置于所述热介质的流动方向的下游侧的所述加热器的所述热介质通路之间，设有绝热材料。

4.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，各所述热介质通路由分别独立的不同的管构成。

5.如权利要求1至4中任一项所述的余热回收系统，其特征在于，各所述加热器，在与所述余热回收机的输出轴的中心轴垂直相交的方向上，相互向相反的方向错开配置。

6.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，多个所述余热回收机的各输出轴被相互连结。

7.如权利要求2所述的余热回收系统，其特征在于，多个所述余热回收机的各输出轴被相互连结。

8.如权利要求3所述的余热回收系统，其特征在于，多个所述余热回收机的各输出轴被相互连结。

9.如权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，多个所述余热回收机的各输出轴被相互连结。

10.如权利要求5所述的余热回收系统，其特征在于，多个所述余热回收机的各输出轴被相互连结。