JP2009542951A - Stirling engine assembly - Google Patents
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- F02G2254/00—Heat inputs
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Abstract
それぞれがヘッド(3)を有する1対のスターリングエンジン(1)を備える、スターリングエンジンアセンブリである。両エンジンは、該エンジン自体のヘッドを互いに隣接させた状態でかつ一方の振動が他方の振動を実質的に打ち消すように、取り付けられている。熱源アセンブリ(7)がヘッドを包囲しており、該熱源アセンブリは、エンジンの周りに取り外し可能に組み立てられるようになっているセグメント化された構造を有する。
【選択図】 図5A Stirling engine assembly comprising a pair of Stirling engines (1) each having a head (3). Both engines are mounted such that their own heads are adjacent to each other and that one vibration substantially cancels the other vibration. A heat source assembly (7) surrounds the head and has a segmented structure adapted to be removably assembled about the engine.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、1対のスターリングエンジンを備えるスターリングエンジンアセンブリに関する。 The present invention relates to a Stirling engine assembly comprising a pair of Stirling engines.
本発明は、2.5kW未満の全電気出力を有するスターリングエンジンシステムを有する家庭用熱電併給システムのために、特に設計されたものである。本発明は、リニアフリーピストンスターリングエンジンを想定して設計されている。しかし、当業者によって理解されるように、本発明は、異なるタイプのスターリングエンジンに適用され得、また、広範囲にわたる用途のために使用され得る。 The present invention is specifically designed for a domestic combined heat and power system having a Stirling engine system with a total electrical output of less than 2.5 kW. The present invention is designed assuming a linear free piston Stirling engine. However, as will be appreciated by those skilled in the art, the present invention can be applied to different types of Stirling engines and can be used for a wide range of applications.
均衡のとれた対のスターリングエンジンを有するという概念は、従来技術の少数の用途において公知である。特に、この概念は、電源として放射性同位元素を使用する遥かなる宇宙旅行のために設計された宇宙船内の電源を提供するために、NASAによって開示されている。例えば、Lanny G.ThiemeおよびJeffrey G.Schreiber著の「NASA GRC Stirling Technology Development Overview(NASA/TM−2003−212454)」、ならびにJeffrey G.SchreiberおよびLanny G.Thieme著の「Overview of NASA GRC Stirling Technology Development(NASA/TM−2004−2121969)」を参照されたい。 The concept of having a balanced pair of Stirling engines is known in a few applications of the prior art. In particular, this concept has been disclosed by NASA to provide a power source in a spacecraft designed for a far-reaching space trip using radioisotopes as a power source. For example, Lanny G. Thimeme and Jeffrey G. "NASA GRC Stirling Technology Development (NASA / TM-2003-212454)" by Schreiber, and Jeffrey G. Schreiber and Lanny G. See “Overview of NASA GRC Stirling Technology Development (NASA / TM-2004-2121969)” by Thiemé.
加えて、均衡のとれた対のスターリングエンジンは、また、Sunpower.Incによっても、例えば、「Development of a High Frequency Engine−Powered 3kW(e) Generator Set」 (Proceedings of the 24 the Intersociety Energy Conversion Engineering Conference.Volume 5.New York:Institute of Electrical and Electronics Engineers 1989)において、提案されている。これは、ガス燃焼ナトリウムヒートパイプを有する3kWのアセンブリを開示している。熱源のハウジングの詳細は、提供されていない。しかし、これら2つのエンジンは、互いから分離されているため、保守のために必要な場合には、ヒータから軸方向に取り外されることができる。 In addition, a balanced pair of Stirling engines is also available from Sunpower. By Inc, for example, "Development of a High Frequency Engine-Powered 3kW (e) Generator Set": in (Proceedings of the 24 the Intersociety Energy Conversion Engineering Conference.Volume 5.New York Institute of Electrical and Electronics Engineers 1989), Proposed. This discloses a 3 kW assembly with a gas fired sodium heat pipe. Details of the heat source housing are not provided. However, since these two engines are separated from each other, they can be removed axially from the heater if needed for maintenance.
Sunpowerの第2の開示は、1995年11月5〜8日東京(日本)で開催された第7回International Conference on Stirling Cycle Machinesにおいて提示された、Neil W.LaneおよびWilliam T.Beale著の「A 5kW Electric Free−Piston Stirling Engine」である。これは、携帯用製材鋸に適した5kWのアセンブリを開示している。これには、バーナーとエンジンとの間の構造上の関係についての情報は含まれていない。 The second disclosure of Sunpower was presented by Neil W., presented at the 7th International Conference on Styling Cycle Machines held November 5-8, 1995 in Tokyo, Japan. Lane and William T. It is "A 5kW Electric Free-Piston Styling Engine" by Beale. This discloses a 5 kW assembly suitable for portable saw saws. This does not include information about the structural relationship between the burner and the engine.
本発明は、従来技術において認識されていない問題に取り組むものである。 The present invention addresses problems that are not recognized in the prior art.
スターリングエンジンが互いにヘッドを隣接させて接続されている場合、結果として得られるアセンブリは、中央部の方へ向かって効果的にくびれている。ヒータは、このくびれた部分に位置づけられている。特定の用途においては、空間的な制限により、2つのエンジンを動かして離し、ヒータアセンブリにアクセスすることが、困難な場合があり得る。場合によっては、2つのエンジンが共に接続されている場合、システムのいくつかの構成要素を部分的に破壊しなければ、保守のためにヒータアセンブリにアクセスすることができないことがある。家庭用熱電併給アセンブリの場合、寿命になるまでエンジンアセンブリをシールしておくことが可能であることが、望ましい。 If the Stirling engines are connected with their heads adjacent to each other, the resulting assembly is effectively constricted towards the middle. The heater is positioned in this constricted portion. In certain applications, space constraints can make it difficult to move the two engines apart and access the heater assembly. In some cases, if the two engines are connected together, the heater assembly may not be accessible for maintenance unless some components of the system are partially destroyed. In the case of a domestic cogeneration assembly, it is desirable to be able to seal the engine assembly until it reaches the end of its life.
本発明によれば、それぞれがヘッドを有する1対のスターリングエンジンであって、該エンジンが、ヘッドを互いに隣接させた状態でかつ一方の振動が他方の振動を実質的に打ち消すように取り付けられている、1対のスターリングエンジンと、該ヘッドを包囲している熱源アセンブリであって、エンジンの周りに取り外し可能に組み立てられるようになっているセグメント化された構造を有する熱源アセンブリと、を備えるスターリングエンジンアセンブリが、提供される。 In accordance with the present invention, a pair of Stirling engines, each having a head, mounted so that the heads are adjacent to each other and one vibration substantially cancels the other vibration. Stirling comprising: a pair of Stirling engines and a heat source assembly surrounding the head, the heat source assembly having a segmented structure adapted to be removably assembled about the engine An engine assembly is provided.
したがって、本発明は、初めて、1対のスターリングエンジンを備えるスターリングエンジンアセンブリであって、保守目的のための熱源アセンブリへのアクセスがエンジンを妨害する必要なく提供される、スターリングエンジンアセンブリを提供する。 Accordingly, the present invention provides for the first time a Stirling engine assembly comprising a pair of Stirling engines, wherein access to the heat source assembly for maintenance purposes is provided without the need to interfere with the engine.
熱源アセンブリは、多くが従来技術において周知である、任意の適切な熱源であってもよい。しかし、熱源アセンブリはバーナーであることが好ましい。熱源アセンブリはガス燃焼バーナーであることが、より好ましい。 The heat source assembly may be any suitable heat source, many well known in the prior art. However, the heat source assembly is preferably a burner. More preferably, the heat source assembly is a gas combustion burner.
バーナーは、エンジン構成要素の冶金学的性状を損なったり(例えばステンレス鋼を腐食するいくつかのバイオ燃料内の硫黄など)、バーナーアセンブリ内の通路を閉塞したりする恐れのある汚染物質がない限りにおいて、気体燃料または気体状態にされ得る任意の燃料によって供給されることができる。 The burner should be free of contaminants that could impair the metallurgical properties of the engine components (such as sulfur in some biofuels that corrode stainless steel) or block passages in the burner assembly. In can be supplied by gaseous fuel or any fuel that can be put in a gaseous state.
単一の熱源アセンブリが、エンジンの両方に熱を提供するようになっていてもよい。これにより、ヒータの設計がより簡単になる。しかし、熱源アセンブリは、各エンジンのための個別の熱源を備えていてもよい。これにより、より柔軟なシステムが提供され、かつ2つのエンジンを独立して制御することが可能になる。また、熱アセンブリがバーナーである場合、各バーナーのための個別の熱源を有することにより、2つのエンジンのための単一の排ガスコレクタを設計することがより簡単になる。 A single heat source assembly may be adapted to provide heat to both engines. This makes the heater design easier. However, the heat source assembly may include a separate heat source for each engine. This provides a more flexible system and allows the two engines to be controlled independently. Also, if the thermal assembly is a burner, having a separate heat source for each burner makes it easier to design a single exhaust gas collector for the two engines.
上記または各バーナーは、排ガス流を上記または各バーナーからほぼ接線方向に差し向けるために、インボリュート構造を有する排ガス出口を有することが好ましい。 The or each burner preferably has an exhaust gas outlet having an involute structure in order to direct the exhaust gas flow substantially tangentially from the or each burner.
2つのエンジンが取り付けられ得る多くの仕方がある。両エンジンは、共通のハウジングを共有することができる。この場合、ハウジング内のガス空間の部分は、両方のエンジンに共通である。両エンジンは、それぞれのエンジンが該エンジン自体の独立した内部ガス空間を有する、互いに直接に取り付けられた、2つのエンジンであってもよく、または、共通の支持体上に取り付けられた2つの独立したエンジンであってもよい。 There are many ways that two engines can be installed. Both engines can share a common housing. In this case, the part of the gas space in the housing is common to both engines. Both engines may be two engines mounted directly on each other, each engine having its own internal gas space, or two independent mounted on a common support. It may be an engine.
本発明によるスターリングエンジンアセンブリの例を、添付図面を参照して以下に説明する。 An example of a Stirling engine assembly according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、第1のリニアフリーピストンスターリングエンジン1および第2のリニアフリーピストンスターリングエンジン2を示す。各エンジンは、ヘッド3と、冷媒回路(図示せず)によって冷却される被冷却領域4と、電力が1つまたは複数の電気出力Vとして発生されるオルタネータ領域5と、を有する。スターリングエンジンのこれらの態様は全て、当分野において周知である。
FIG. 1 shows a first linear free piston Stirling
エンジン1、2は、軸方向に位置合わせされた構造で配置されている。両エンジンは、図1に示すように、同一のハウジングを共有してもよい。この場合、エンジンは依然として概ね従来の設計のままであるが、このエンジンヘッドは閉じたドームを有するのではなく、該エンジンヘッドは、これもまた開放されている隣接するエンジンのヘッドに対し、高温端で露出している。あるいは、2つの独立したエンジンが、互いに直近まで接近して取り付けられてもよい。これらは、一方によって発生された力が他方に伝達されるように、しっかりとまたは弾性的に、互いに直接接続されているか、または共通のハウジングに接続されていなければならない。エンジンアセンブリ全体は、均衡のとれた配置にもかかわらず依然として生じる小さな振動を吸収するために、弾性取り付け部材(図示せず)上に取り付けられている。
The
2つのエンジンのヘッド3には、両方のヘッドに共通である、複数の長手方向に延びるフィン6が設けられている。これらは、代わりに、環状フィンまたは別々のピン状フィンであってもよい。
The
図1に示すように、単一のバーナー7は、共通の両ヘッド3を包囲して、両方に熱を提供する。しかし、各ヘッド3には、各ヘッド3自体の環状燃焼排ガスコレクタ8が設けられている。バーナーおよび燃焼排ガスコレクタの配置を、図2を参照しながら、以下に更に詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, a single burner 7 surrounds both
燃焼排ガスコレクタ8は、熱交換器アセンブリ10へ続いている。この熱交換器アセンブリ10が、家庭用の水および空間の加熱に用いられる熱出力Tを発生させる。この熱交換器は、第1のチャンバ11と、第2のチャンバ12と、第3のチャンバ13と、に分けられている。第1のチャンバ11内には、補足バーナー14がある。補足バーナー14は、補足バーナー14自体のガス/空気供給部を有しており、かつエンジンバーナー7から独立して操作可能である。エンジンバーナー7および補足バーナー14は、制御装置Cによって制御される。この補足バーナー14により、システムは、エンジンバーナー7のみによって可能であるのより大きな熱需要を満たすことができる。補足バーナー14は、熱交換器10を通って受熱液が循環するための螺旋状通路を提供する第1の熱交換器コイル15に向かって、径方向外側に燃焼する。次いで、補足バーナーからの排ガスは、水平な邪魔板16の周りを通過し、中央に延びるダクト17に沿って第3のチャンバ13へと供給される。燃焼排ガスコレクタ8からの排ガスは、第2のチャンバ12の中央部に供給され、そこで、第1のコイル15の螺旋状通路の延長部である第2の熱交換器コイル18の方へ、径方向外側に流れる。これらのガスは、下部邪魔板19の周りを通過して第3のチャンバ13へと流れ、そこで、これらのガスは、第1のチャンバ11からのガスと合わさり、その後、第3の熱交換器コイル20(先のコイルの延長部)を通過し、燃焼排ガス出口21を通って外に出る。この時点で、これらのガスは、これらのガスの温度がその混合物の露点未満になる点まで冷却されており、凝縮が生じ、熱回収プロセスの効率を最大にする。凝縮液は、当該技術で周知である適切なトラップ装置を経由し、凝縮液ドレン22を通って流出する。
The
バーナーアセンブリを、図2を参照しながら以下により詳細に説明する。 The burner assembly is described in more detail below with reference to FIG.
バーナー7は、接線方向に環状復熱チャネル31へと続く燃焼ガス入口30を備えており、それによって、流入ガスがこのチャネルの周りに渦巻く。バーナーには、ガス供給と空気供給とが別々に供給されてもよく、ガスと空気とを予め混合したものが供給されてもよい。チャネル31は、環状邪魔板32を有し、流入ガスは、バーナーに到達するためにはこの環状邪魔板32の周囲を流れなければならない。これにより、チャネル31が、このプロセスにおいて、出て行く排ガスから熱を吸収することができる。復熱チャネル31内には、第1の混合物分配板33および第2の混合物分配板34があり、これらの混合物分配板は、流入混合物をバーナーメッシュ35に対し確実に均一に分配する。
The burner 7 is provided with a
バーナーメッシュ35は環状構造を有しており、この環状構造は、例えば編み/織り金網、セラミックフォーム、セラミックプラークまたは他の任意の適切な材料などの、任意の公知の材料で形成されてもよい。メッシュ35は、以下に説明する組立および保守を容易にするために、2つの半円部分に分割されている。
The
燃焼したガスは、一旦、熱をエンジンヘッド3に渡すと、図5aおよび5bでより詳細に示されている燃焼排ガスコレクタ8に入る。各コレクタは、内側部40と外側マニホールド41とを備える。内側部40は、セラミックであり、かつ円周方向に間隔をおいて配置された複数の入口42を有し、この複数の入口42は、広がっているインボリュート状の半径方向チャネル(図示せず)を介して、マニホールド41内へ排出する複数の出口43へと続いている。これにより、ガスは、一旦、マニホールド41に入ると、マニホールドの円周の周りを滑らかに流れ続け、接線方向出口44から出て熱交換器ヘッドへと供給されることが、確実になる。
The burned gas, once passing heat to the
コレクタ内側40は、内部チャネルのインボリュート線に沿って分割されている2つの半環状の半セグメントからなるセラミック材料から形成される。ガスケット(例えばセラミック繊維マットやニッケル含有グラファイト)45が、該半分体の間にクッション効果を持たせるため、またガスのいかなる流れをも阻止するため、該半分体の間に設けられている。 The collector inner side 40 is formed from a ceramic material consisting of two semi-annular half segments that are divided along the involute line of the inner channel. A gasket (eg, ceramic fiber mat or nickel-containing graphite) 45 is provided between the halves to provide a cushioning effect between the halves and to prevent any flow of gas.
マニホールド41もまた、1対の半環状セグメントから組み立てられている。このマニホールドは、マニホールド自体の内表面上に位置決めフランジ46を有する。これらのフランジ46は、組み立てられると内側部40のセグメント同士を押しつけて一体にし、その結果、内側部40が、マニホールド41の径方向最も外側の部分に環状流路47を形成するようになっている。図5aから明らかなように、マニホールド41の2つの半分体の間の割れ目は、内側部の割れ目から90°ずれており、貫流を防止し、かつ漏れのリスクを最小にしている。マニホールド41の2つの部分は、ガスケットによってシールされた接続部と共にぴったりと嵌合する、重なり合う端部を有する。
Manifold 41 is also assembled from a pair of semi-annular segments. This manifold has a
エンジンアセンブリは残留振動レベルを最小限にするように設計されているが、結合されたアセンブリは、特に、例えば始動やグリッド接続/切断などの過渡運転の間、まだある程度は振動し、これにより、セラミックワッシャなどの固定シールにとっての困難が生じ得る。したがって、可撓性シールが、バーナーアセンブリとエンジン1、2との間に設けられている。図2に示すように、この境界面は、上部環状可撓性シール50と下部環状可撓性シール51とによって、シールされている。バーナーの熱からこれらのシールを保護するため、およびエンジンの運転効率を最大にするために、上部冷媒回路52が、上部環状可撓性シール50の真下に設けられ、下部冷媒回路53が、下部可撓性シール51の直上に設けられている。この冷媒回路は、エンジン1、2の低温部分4に流体を循環させる冷媒回路に対し、直列であっても、並列であってもよい。
Although engine assemblies are designed to minimize residual vibration levels, the combined assemblies still vibrate to some extent, especially during transient operations such as starting and grid connection / disconnection, thereby Difficulties can arise for fixed seals such as ceramic washers. Therefore, a flexible seal is provided between the burner assembly and the
上述のバーナー装置の組み立てを、以下に説明する。 The assembly of the above-described burner device will be described below.
理想的には、最初に、エンジン対1、2の周りにバーナーが水平に組み立てられ、その後、このモジュールが、機器内の所定の位置に取り付けられる。しかし、エンジン対1、2の上端部を機器内に取り付けた状態で、組み立てを行うことも可能である。このような鉛直方向のアセンブリに対して、保守作業のためのバーナーの取り外しも、任意に行われる。
Ideally, a burner is first assembled horizontally around the
バーナーアセンブリは、上下のバーナー支持板の間に取り付けられ、これらの支持板のそれぞれは、2部分構造(内側60、61と外側69、74)を有することができ、エンジンが本来の位置にある時に外側部分69、74が据付けられることができるようになっている。
The burner assembly is mounted between upper and lower burner support plates, each of which can have a two-part structure (
まず初めに、上下の内側バーナー支持板60、61が、製造の間にエンジンにろう付けされる。次いで、上部断熱ブロック62および下部断熱ブロック63が、それぞれの内側バーナー支持体に隣接してエンジンの周りに外嵌される。これらもまた、2部分の半環状構造である。これら2つの部分の接合面は、例えばセラミック繊維マットと共に挟着されているか、または、代わりにかみ合う波形を有し、これらの波形は、放射通路が真っ直ぐに接続部を通るのを防止する役目もする。
First, the upper and lower inner
次いで、燃焼排ガスコレクタ(図5aに示す)の内側部40が、所定の位置に置かれる。マニホールド41が、上述の通り、内側部40に外嵌される。次いで、半環状断熱支持ブロック68が、2つの燃焼排ガスコレクタ8の各側面に、位置づけられる。
The inner part 40 of the flue gas collector (shown in FIG. 5a) is then placed in place. The manifold 41 is externally fitted to the inner part 40 as described above. A semi-annular
上部外側バーナー支持板69が、上部内側バーナー支持板60へ、所定の位置に溶接される。上部環状可撓性シール50と、ろう付けされたシールド支持リング69Aを有する上部冷媒チャネル52(上部環状可撓性シール50および上部冷媒チャネル52の両方は、エンジン2に外嵌するのに十分な大きさがあるため、単一の環状片であってもよい)とが、エンジンの下方から押し上げられる。上部環状可撓性シール50の上部が、上部外側バーナー支持板69の最も外側の縁部に外嵌される。
The upper outer
次いで、分配板33、34およびバーナーメッシュ35(これらのそれぞれが2つの半円形セグメントから形成される)を含むバーナー本体が、バーナー本体が確実に接線方向のガスコレクタ出口44の周りに外嵌するようにしながら、先の諸構成要素の周りに組み立てられる。様々なセグメント間の接続部は、しっかりと嵌合してかみ合う接続部であり、これらのかみ合う接続部には、漏れを防止するためにガスケットが嵌合されている。冷媒チャネル52は、復熱チャネル31から貫通して固定されたボルト70を使用して、バーナー本体に対して固定される。締付けリング71が、上部環状可撓性シール50の周りに外嵌されて、該シールを定位置に固定する。
The burner body, including the
次いで、ろう付けされたシール支持リング72を有する下部冷媒チャネル53が、下方から押され、復熱チャネル31内からボルト73を使用して、所定の位置にボルトで固定される。次いで、下部外側バーナー支持板74が、下部内側バーナー支持板61上へ溶接される。
Next, the
2片構造を有する邪魔板32は、上部混合物分配板33の周りに外嵌され、ボルト75によって所定の位置に固定される。これもまた2片構造を有するバーナー入口板76は、燃焼排ガス出口44の周りにバーナー本体が外嵌するように留意しながら、バーナー本体の外側位置決めリップ77の周りに外嵌される。2つの半分体の間の接続部には、開口しないようにしっかりしたガスケットが嵌合されており、その一方で、燃焼排ガス出口44には、可燃性混合体の漏れを防止するために気密シールが嵌合されている。締付けリング78が、図示するように、バーナー入口板76の周りに外嵌される。
The
次いで、下部環状可撓性シール51が、下方から押されて、外側下部バーナー支持板74の外縁部とシール支持リング72のリップとの周りに圧着される。締付けリング79が、締付けリング71と同様に該下部シールの周りに外嵌される。
The lower annular
上述の手順において、冷却チャネル52、53は一体型の環状構成要素である。しかし、環状構成要素の全てを分割して、バーナーアセンブリ全体を半環状セグメントに分けることができるようにする方が、より簡単であり得る。これらの2つの冷却チャネルセグメントは、適宜、セラミックマットやガスケットで全ての接続部をしっかりとシールして、ヒーターヘッドの周りの適切な場所に置かれる。
In the procedure described above, the cooling
例えば火炎プローブ、点火器および熱電対などの他の構成要素は、本明細書には示していないが、必要に応じて従来の仕方で据付けられる。 Other components such as flame probes, igniters and thermocouples are not shown here, but are installed in a conventional manner as needed.
本発明の第2の例を、図3および4に示す。 A second example of the present invention is shown in FIGS.
大部分の構成要素は、第1の例に示した構成要素と同一であり、同一の符号によって示されている。 Most of the components are the same as those shown in the first example, and are indicated by the same reference numerals.
違いは、今度は2つのバーナーメッシュ35a、35bがあり、それぞれが、それ自体の可燃性ガス80の供給を有していることである。これら2つのバーナーメッシュ35a、35bの間には単一の燃焼排ガスコレクタ81があり、この単一の燃焼排ガスコレクタ81が、先の例における2つの入口ではなく、熱交換器10の第2のチャンバ12へ入る単一の入口のみを提供している。
The difference is that there are now two burner meshes 35a, 35b, each having its own supply of
2つのバーナーのそれぞれがそれ自体のガス/空気流を有しているので、各流れは、個々のバーナーのための制御装置Cによって制御され得る。例えば、先の国際公開第2004/085893号に説明されているマルチポートスプリッタである。スプリッタバルブはまた、補足バーナー14に供給するためにも使用され得る。これにより、完全に独立して制御可能な2つのスターリングエンジンを有するシステムが提供される。あるいは、マルチポートスプリッタバルブの代わりに2つの連続した2ポートスプリッタバルブが使用され得、一方のスプリッタバルブは、両エンジンと補足バーナーとの間で流れを分割し、エンジン分岐内の次のスプリッタバルブは、エンジンバーナー間の分流を制御することができる。
Since each of the two burners has its own gas / air flow, each flow can be controlled by the controller C for the individual burner. For example, the multi-port splitter described in the above-mentioned International Publication No. 2004/085893. A splitter valve can also be used to supply
対照的に、第1の例における2つのエンジンの制御は、出口44内のソレノイド駆動のバタフライバルブを介して行われる。
In contrast, the control of the two engines in the first example is effected via a solenoid driven butterfly valve in the
冷媒回路52、53を通る水の循環もまた、上述で言及したようにバーナーを制御することによって高温端の温度が制御されるのと同様に制御されて、エンジンの低温部分の温度を制御する。
The circulation of water through the
エンジンヘッドに対するバーナーの軸方向の位置は、各エンジンが真の逆相で動作し、潜在的な不均衡な振動が最小限にされるように、各エンジンの動作を均衡させるために、組み立ての間に調整されて各スターリングエンジンヘッドに提供される熱を均衡させることができる。軸方向の位置はまた、定期点検の間に変更することもでき、経時的な均衡状態の変化を補正することが可能である。 The axial position of the burner with respect to the engine head is adjusted in order to balance the operation of each engine so that each engine operates in true reverse phase and potential unbalanced vibration is minimized. It can be adjusted in between to balance the heat provided to each Stirling engine head. The axial position can also be changed during periodic inspections to compensate for changes in equilibrium over time.
2つのエンジンヘッドの温度が(上述のとおり)独立して制御され得るため、両エンジンは、運転中に均衡させることができる。このような制御は、上述で言及した軸方向の位置決めを制御することに加えて、望ましいものである。なぜなら、燃焼速度の差が要求され得るように、エンジンの特性が拡張され得るからである。あるいは、2つのエンジンヘッドの温度が共に上昇することが必要であることがあり得るが、両エンジン間の製作公差のばらつきや上下エンジン間に生じる運転中の重力由来の差により、結果的に、同一速度で加熱された場合であっても、ヘッド温度にばらつきが出ることがあり得る。独立した制御は、このばらつきを防止することができる。 Since the temperatures of the two engine heads can be controlled independently (as described above), both engines can be balanced during operation. Such control is desirable in addition to controlling the axial positioning referred to above. This is because the engine characteristics can be extended so that differences in combustion rates can be required. Alternatively, it may be necessary for the temperature of the two engine heads to rise together, but due to variations in manufacturing tolerances between the two engines and the difference in gravity that occurs between the upper and lower engines during operation, Even when heated at the same speed, the head temperature may vary. Independent control can prevent this variation.
上述の設計は鉛直の向きでエンジン対を使用しているが、上述の構造のうちのいずれも、水平構造で使用することが可能である。 Although the above design uses engine pairs in a vertical orientation, any of the above structures can be used in a horizontal structure.
Claims (15)
前記ヘッドを包囲している熱源アセンブリであって、前記エンジンの周りに取り外し可能に組み立てられるようになっているセグメント化された構造を有する熱源アセンブリと、
を備えるスターリングエンジンアセンブリ。 A pair of Stirling engines each having a head, the engine being mounted such that the heads are adjacent to each other and one vibration substantially cancels the other vibration Stirling engine,
A heat source assembly surrounding the head, the heat source assembly having a segmented structure adapted to be removably assembled about the engine;
Stirling engine assembly comprising.
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