JP2011064121A - Multiple cylinder external combustion type closed cycle heat engine with heat recovery device - Google Patents
Multiple cylinder external combustion type closed cycle heat engine with heat recovery device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011064121A JP2011064121A JP2009215115A JP2009215115A JP2011064121A JP 2011064121 A JP2011064121 A JP 2011064121A JP 2009215115 A JP2009215115 A JP 2009215115A JP 2009215115 A JP2009215115 A JP 2009215115A JP 2011064121 A JP2011064121 A JP 2011064121A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- cooler
- cylinder
- flow path
- working gas
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、簡易構造にして効率が高く、操作、維持容易な外燃式クローズドサイクル熱機関に関するものである。
詳しくは、本発明は、多気筒外燃式クローズドサイクル熱機関であって、熱を回収し熱効率を向上させる方式に関するものである。
The present invention relates to an external combustion type closed cycle heat engine that has a simple structure, high efficiency, and is easy to operate and maintain.
Specifically, the present invention relates to a multi-cylinder external combustion type closed cycle heat engine, which relates to a method for recovering heat and improving thermal efficiency.
スターリングエンジンは、熱源の種類を問わず、現在、無駄となっているエネルギーの有効利用が可能であり、静粛で低公害であるので、各種のタイプが研究開発され、重要な将来熱機関の一つと目されている外燃式熱機関である。 Stirling engines, regardless of the type of heat source, can effectively use energy that is currently wasted, and are quiet and low-pollution, so various types have been researched and developed, and are one of the important future heat engines. It is an external combustion type heat engine that is regarded as one of the most important.
スターリングエンジンは、気室内に封入した作動ガスを加熱及び冷却して該作動ガスを膨張及び収縮させ、動力を得る外燃式熱機関である。
従来のディスプレーサ型スターリングエンジンは、ディスプレーサの往復動により、該作動ガスを加熱部と冷却部との間で往復させて該作動ガスを加熱及び冷却、即ち膨張及び収縮させて、パワーピストンを作用させることにより動力を得るものである。ディスプレーサは、パワーピストンと位相をもって連動するように構成されている(特許文献2)。
A Stirling engine is an external combustion heat engine that obtains power by heating and cooling a working gas sealed in an air chamber to expand and contract the working gas.
In a conventional displacer type Stirling engine, the working gas is reciprocated between a heating part and a cooling part by reciprocating the displacer to heat and cool the working gas, that is, expand and contract, thereby operating a power piston. To gain power. The displacer is configured to interlock with the power piston in phase (Patent Document 2).
しかしながら、従来のスターリングエンジンでは、気室、加熱器及び冷却器内の作動ガスが同時に加圧、減圧され、このため加熱時において、気室を加圧するために冷却器内の作動ガスも加圧しなければならず、また冷却時において、気室を減圧するために加熱器内の作動ガスも減圧しなければならない。このため、気室容積に比して加熱器又は冷却器の容積が大きくなるとエンジン効率が低下する。従って、エンジン効率を上げるために加熱器及び冷却器を小型化する必要がある。 However, in the conventional Stirling engine, the working gas in the air chamber, the heater, and the cooler is pressurized and depressurized at the same time. Therefore, during heating, the working gas in the cooler is also pressurized to pressurize the air chamber. Also, during cooling, the working gas in the heater must also be depressurized in order to depressurize the air chamber. For this reason, when the volume of the heater or the cooler is larger than the air chamber volume, the engine efficiency is lowered. Therefore, it is necessary to reduce the size of the heater and the cooler in order to increase the engine efficiency.
しかし、エンジンを作動させるには必要な熱量を取り込み、また排出する必要があり、加熱器及び冷却器は十分な能力を持たなければならない。加熱器を小型かつ充分な能力を持たせるには、伝熱面の肉厚を薄くし、また加熱温度を上げて面積当りの伝熱量を増やす手段があるが、精密な工作を要し、高価な耐熱金属を使用する必要があり、また高温により加熱器の腐蝕が促進されるといった弊害がある。
また、冷却期間中、加熱器は利用されず、全期間を通じた加熱器の効率は低下し、加熱器に加えられる外部熱量は無駄に消費され利用効率が低下している。加熱期間の冷却器も同様である。
However, to operate the engine, it is necessary to take in and discharge the necessary amount of heat, and the heater and cooler must have sufficient capacity. In order to make the heater small and have sufficient capacity, there are means to reduce the thickness of the heat transfer surface and increase the heat transfer amount per area by raising the heating temperature, but it requires precise work and is expensive. It is necessary to use a new refractory metal, and the high temperature promotes corrosion of the heater.
In addition, the heater is not used during the cooling period, and the efficiency of the heater throughout the entire period is reduced, and the amount of external heat applied to the heater is wasted and the utilization efficiency is reduced. The same applies to the cooler during the heating period.
上述するような従来技術に鑑み、加熱器又は冷却器の容積がエンジンの効率に関係せず、多気筒化、大型化、高出力化が可能で、低温熱源を有効に利用することができ、種々の条件下で設計、製作できる外燃式クローズドサイクル熱機関を、本発明の発明者らは開発し、先に出願した(特許文献1)(以下、「本発明者の先願発明」という)。
先の本発明者の先願発明では、特に、従来技術(特許文献2)で用いられているディスプレーサーピストンを用いることなく、加熱器と冷却器が全期間を通じて利用される外燃式クローズドサイクル熱機関を提案した。
すなわち、図2において、密閉された気室30と加熱器20及び冷却器10を設け、該気室30と該加熱器20の入り口側及び出口側と導通する流路25、26を設け、該気室30と冷却器10の入り口側及び出口側と導通する流路15、16を設け、それぞれ入り口側及び出口側の流路15、25、16、26に開閉弁11、21、12,22を設け、作動ガスの移動手段50を設け、冷却器10入り口側及び出口側の開閉弁11、12を閉として冷却器10を密閉し、加熱器20入り口側及び出口側の開閉弁21、22は開として気室30内の作動ガスを、加熱器20を通じて循環させて気室30内の作動ガスを加熱し、加熱器20入り口側及び出口側の開閉弁21、22を閉として加熱器20を密閉する一方、冷却器10入り口側及び出口側の開閉弁11,12は、開として気室30内の作動ガスを、冷却器10を通じて循環させて気室30内の作動ガスを冷却し、気室30内の作動ガスを膨張、収縮させて作用体を駆動する外燃式クローズドサイクル熱機関で、サイクル過程において、加熱器20は自動的に高圧になり、冷却器10は自動的に低圧になることを特徴としている。
In view of the prior art as described above, the volume of the heater or cooler is not related to the efficiency of the engine, can be multi-cylinder, large, and high output, and can effectively use a low-temperature heat source, The inventors of the present invention have developed an external combustion type closed cycle heat engine that can be designed and manufactured under various conditions, and filed it earlier (Patent Document 1) (hereinafter referred to as “the present invention of the prior application”). ).
In the prior application of the present inventor, in particular, an external combustion closed cycle in which the heater and the cooler are used throughout the entire period without using the displacer piston used in the prior art (Patent Document 2). Proposed heat engine.
That is, in FIG. 2, a sealed
41は、気室30下部に設けたピストンシリンダー、40は、該ピストンシリンダー41内を摺動するピストン、42は、出力軸46に固設されたフライホイール、クランク室45のクランク機構43を介してピストン40と出力軸46が連接され作用体を構成している。気室及び作用体を有するものを気筒と定義する。50は、気室30上部に設けた作動ガスを移動する手段のファンである。
図3の構成は、図2の構成に対し、作動ガスの移動手段であるファン50を気室30と冷却器10の入り口側と導通する流路15と気室30と加熱器20の入り口側と導通する流路25に設け、加熱器20入り口側及び出口側の開閉弁21、22を一つの三方弁26に置き換え、冷却器10入り口側及び出口側の開閉弁11,12を一つの三方弁25に置き換え、配管を変更したものである。三方弁とは、一方向からの流れを選択的に二方向いずれか、または二方向からの流れを選択的にいずれか一方向を選択して一方向に切り替える開閉弁であり、図3の構成は図2の構成と同等の作用を有する。
41 is a piston cylinder provided in the lower part of the
The configuration of FIG. 3 is different from the configuration of FIG. 2 in that the
加熱器20及び冷却器10と導通する気室30への開口を少なくし気室30内作動ガスの流れを滑らかとすることが目的である。
上記構成で、加熱器20は常時高圧、冷却器10は常時低圧であってサイクル中の圧力変化は小さいため、加熱器20及び冷却器10を大きくしてもエンジンの効率低下は少ない。このため加熱器20及び冷却器10の大型化を図ることができる。
The purpose is to smooth the flow of the working gas in the
With the above configuration, the
さらに加熱器20は常時高圧であり、冷却器10は常時低圧であるため、気室30を複数設けて多気筒化し、加熱器20および冷却器10を共有できる。また、その場合、気筒の半数は加熱期間であり他の半数は冷却期間とすることが可能であるため、共有する加熱器20及び冷却器10は常時使用されており、全期間を通じ加熱器20と冷却器10の利用効率を上げている。さらにまた、各気筒のクランク室45を共有一体化することにより、背圧の影響を受けないようにすることができる。
Furthermore, since the
図4の構成は、本発明者の先願発明を多気筒化した構成を説明するものである。
同図において、複数の気筒A、B、C、Dが一つの加熱器20と冷却器10を共有するもので、加熱器20入り口側のヘッダーとして加熱器入口側集合流路27、加熱器出口側のヘッダーとして加熱器出口側集合流路28、冷却器10入口側のヘッダーとして冷却器入口側集合流路13、冷却器出口側のヘッダーとして冷却器出口側集合流路14がそれぞれ設けられ、各気筒出口側に加熱器入口側集合流路27または冷却器入口側集合流路13へ選択的に作動ガスを流す三方弁23が設けられ、各気筒入口側に加熱器出口側集合流路28または冷却器出口側集合流路14から選択的に作動ガスを流す三方弁24が設けられている。
The configuration of FIG. 4 explains the configuration in which the inventor's prior invention is multi-cylinder.
In the figure, a plurality of cylinders A, B, C, and D share a
51は、冷却器10と冷却器入口側集合流路13を導通する流路15に設けられたファン、52は、加熱器20と加熱器入口側集合流路27を導通する流路25に設けられたファンで、作動ガスを移動する手段である。図5は、図4のV−Vにおける断面図で、気筒A、B、C、Dは各々気室30と作用体を備えている。図4では、4気筒を例示しているが、2気筒以上で奇数筒であっても良い。
51 is a fan provided in the
上記作用について詳述する。
半数の気筒A,Cが加熱過程にあり、他の半数の気筒B、Dが冷却過程にあるとする。図4において、作動ガスの流れを矢印で示している。気筒Aは加熱過程にあり、気筒A出口側三方弁23、及び気筒A入口側三方弁24により、作動ガスは、気筒A→気筒A出口側三方弁23→加熱器入口側集合流路27→加熱器側ファン52→加熱器20→加熱器出口側集合流路28→気筒A入口側三方弁24→気筒Aの流路を流れ、気筒A内の作動ガスは、加熱開始時においては冷却過程終了後であるため低温であるが、加熱器側ファン52の作用によりこの流路を循環し、加熱器20により熱せられて気筒Aに戻る。気筒Cも同様である。
The above operation will be described in detail.
Assume that half of the cylinders A and C are in the heating process and the other half of the cylinders B and D are in the cooling process. In FIG. 4, the flow of the working gas is indicated by arrows. The cylinder A is in the heating process, and the cylinder A → cylinder A outlet side three-
気筒Bは冷却過程にあり、気筒B出口側三方弁23、及び気筒B入口側三方弁24により、作動ガスは、気筒B→気筒B出口側三方弁23→冷却器入口側集合流路13→冷却器側ファン51→冷却器10→冷却器出口側集合流路14→気筒B入口側三方弁24→気筒Bの流路を流れ、気筒B内の作動ガスは、冷却開始時においては加熱過程終了後であるため高温であるが、冷却器側ファン51の作用によりこの流路を循環し、冷却器10により冷却されて気筒Bに戻る。気筒Dも同様である。
The cylinder B is in the cooling process, and the cylinder B outlet side three-
気筒A、Cが加熱過程を終了し冷却過程に入れば、気筒B、Dが加熱過程に入る。気筒Aは冷却過程にあり、気筒A出口側三方弁23、及び気筒A入口側三方弁24により、作動ガスは、気筒A→気筒A出口側三方弁23→冷却器入口側集合流路13→冷却器側ファン51→冷却器10→冷却器出口側集合流路14→気筒A入口側三方弁24→気筒Aの流路を流れ、気筒A内の作動ガスは、冷却開始時においては加熱過程終了後であるため高温であるが、冷却器側ファン51の作用によりこの流路を循環し、冷却器10により熱せられて気筒Aに戻る。気筒Cも同様である。
When the cylinders A and C finish the heating process and enter the cooling process, the cylinders B and D enter the heating process. Cylinder A is in the cooling process, and cylinder A → cylinder A outlet-side three-
気筒Bは加熱過程にあり、気筒B出口側三方弁23、及び気筒B入口側三方弁24により、作動ガスは、気筒B→気筒B出口側三方弁23→加熱器入口側集合流路27→加熱器側ファン52→加熱器20→加熱器出口側集合流路28→気筒B入口側三方弁24→気筒Bの流路を流れ、気筒B内の作動ガスは、加熱開始時においては冷却過程終了後であるため低温であるが、加熱器側ファン52の作用によりこの流路を循環し、加熱器20により熱せられて気筒Bに戻る。気筒Dも同様である。
The cylinder B is in the heating process, and the working gas is changed from the cylinder B → the cylinder B outlet side three-
上記外燃式クローズドサイクル熱機関において、加熱時、冷却器10入り口側及び出口側の開閉弁11、12を閉として冷却器10を密閉し、加熱器20入り口側及び出口側の開閉弁21、22は開として気室30内の作動ガスを加熱器20を通じて循環させ、気室30内の作動ガスを加熱して膨張させる際、ピストン40が下死点に達するまで作動ガスの循環を続け、冷却時は加熱器20入り口側及び出口側の開閉弁21、22を閉として加熱器20を密閉し、冷却器10入り口側及び出口側の開閉弁11、12は開として気室30内の作動ガスを冷却器10を通じて循環させて気室30内の作動ガスを冷却して収縮させる際、ピストン40が上死点に達するまで作動ガスの循環を続ければ熱力学的サイクルは等温過程(加熱時、作動ガスが等温膨張、冷却時、作動ガスが等温圧縮される。)となるが、発生する圧力差は低くなる。
In the external combustion type closed cycle heat engine, during heating, the on-off
上記機関においては、ピストンストロークの途中において加熱器20及び冷却器10の開閉弁21、22、11、12を閉鎖して、気室30を加熱器20及び冷却器10から隔離し、作動ガスの循環を停止して以降は、気室30内の作動ガスのみの断熱変化によりピストン40を押し下げ、又は押し上げることができる。加熱時、冷却時ともピストンストロークの同じ位置において開閉弁21、22、11、12を閉鎖し、作動ガスの循環を停止すれば発生する圧力差は高くなるが、熱力学的サイクルは一部断熱過程となる。
In the above engine, the opening /
上記機関においては、熱力学的サイクルは等温過程、一部断熱過程を含むサイクル等、多種のサイクルで構成することが可能であり、これが該機関の特徴でもある。
いずれのサイクルにおいても、加熱過程終了時に気室30及びピストンシリンダー41内に存在する高温の作動ガスは、冷却過程開始とともに冷却器10内に移動し、冷却される。この過程において、高温の作動ガスの持っていた熱量は系外に運び去られることになる。この熱量の一部を回収し、加熱過程にフィードバックし、熱効率の向上を図る外燃式クローズドサイクル熱機関を提供することを課題とする。
In the above engine, the thermodynamic cycle can be composed of various cycles such as an isothermal process, a cycle including a part of adiabatic process, and this is also a feature of the engine.
In any cycle, the hot working gas existing in the
本発明の発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の構成を有する発明を完成するに至った。
請求項1の発明は、密閉された気室と加熱器及び冷却器を設け、該気室と該加熱器の入り口側及び出口側と導通する流路を設け、該気室と該冷却器の入り口側及び出口側と導通する流路を設け、気室それぞれの入り口側及び出口側の流路に開閉弁を設け、作動ガスの移動手段を流路に設け、冷却器入り口側及び出口側の開閉弁を閉として冷却器を密閉し、加熱器入り口側及び出口側の開閉弁は開として気室内の作動ガスを加熱器を通じて循環させ、気室内の作動ガスを加熱し、また加熱器入り口側及び出口側の開閉弁を閉として加熱器を密閉する一方、冷却器入り口側及び出口側の開閉弁は開として気室内の作動ガスを冷却器を通じて循環させて気室内の作動ガスを冷却し、気室内の作動ガスを膨張、収縮させて作用体を駆動する単気筒の外燃式クローズドサイクル熱機関の気筒を複数配列した多気筒外燃式クローズドサイクル熱機関であって、各気筒が、加熱器および冷却器を共有し、加熱器入り口側および冷却器入り口側の流路間に熱交換器を設けたことを特徴とするもので、上記課題を実現できることを見出した。
The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems, and as a result, have completed the invention having the following configuration.
The invention of claim 1 is provided with a sealed air chamber, a heater, and a cooler, provided with a flow path that communicates with the air chamber and an inlet side and an outlet side of the heater, and the air chamber and the cooler. Provide a flow path that communicates with the inlet side and the outlet side, provide an open / close valve in the flow path on the inlet side and the outlet side of each air chamber, provide a means for moving the working gas in the flow path, The on-off valve is closed and the cooler is sealed. The on-off valves on the inlet and outlet sides of the heater are opened and the working gas in the air chamber is circulated through the heater to heat the working gas in the air chamber. And the on-off valve on the outlet side is closed to seal the heater, while the on-off valves on the inlet side and outlet side of the cooler are opened to circulate the working gas in the air chamber through the cooler to cool the working gas in the air chamber, Outside the single cylinder that drives the working body by expanding and contracting the working gas in the air chamber Multi-cylinder external combustion type closed cycle heat engine in which a plurality of closed-cycle heat engine cylinders are arranged, each cylinder sharing a heater and a cooler, and between the flow paths on the heater inlet side and the cooler inlet side It has been found that the above-mentioned problems can be realized.
本発明の熱回収装置付多気筒外燃式クローズドサイクル熱機関は、気筒を複数配列した多気筒が加熱器および冷却器を共有し、加熱器入り口側および冷却器入り口側の流路間に熱交換器を設けたので、冷却器に供給される加熱終了後の高温作動ガスにより、加熱器に供給される冷却終了後の低温作動ガスに熱を移動するので、低い作動ガス温であっても、冷却器から本来外部に流出する熱量の一部を効率よく回収し、再利用できるために熱効率を高めることができる。 In the multi-cylinder external combustion type closed cycle heat engine with a heat recovery device of the present invention, a multi-cylinder in which a plurality of cylinders are arranged share a heater and a cooler, and heat is generated between the flow paths on the heater inlet side and the cooler inlet side. Since the exchanger is provided, heat is transferred to the low-temperature working gas after completion of cooling supplied to the heater by the high-temperature working gas after completion of heating supplied to the cooler. The heat efficiency can be increased because a part of the amount of heat originally flowing out of the cooler can be efficiently recovered and reused.
以下、本発明を実施するための具体的な形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、先願発明で付与した符号と同じ部位には同一符号を付与する。また、図中の矢印は、開閉弁等が実線状態にある時の作動ガスの流れ方向を示す。 Hereinafter, specific modes for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals are assigned to the same parts as those assigned in the prior application invention. Moreover, the arrow in a figure shows the flow direction of a working gas when an on-off valve etc. are in a continuous line state.
図1は、本発明の熱回収装置付多気筒外燃式クローズドサイクル熱機関の実施例を示す概念図である。
同図において、複数の気筒A、B、C、Dが一つの加熱器20と冷却器10を共有するもので、加熱器20入り口側のヘッダーとして加熱器入口側集合流路27、加熱器出口側のヘッダーとして加熱器出口側集合流路28、冷却器10入り口側のヘッダーとして冷却器入口側集合流路13、冷却器出口側のヘッダーとして冷却器出口側集合流路14がそれぞれ設けられ、各気筒出口側に加熱器入口側集合流路27または冷却器入口側集合流路13へ選択的に作動ガスを流す三方弁23が設けられ、各気筒入口側に加熱器出口側集合流路28または冷却器出口側集合流路14から選択的に作動ガスを流す三方弁24が設けられている。51は、冷却器10と冷却器入口側集合流路13を導通する流路15に設けられたファン、52は、加熱器20と加熱器入口側集合流路27と導通する流路25に設けられたファンで、作動ガスを移動する手段である。70は、内部に熱交換器71が設けられ、冷却器入口側集合流路13と流路15と導通する流路72、加熱器入口側集合流路27と流路25と導通する流路73が設けられた熱回収装置である。ファン51,52の設置位置は、熱回収装置70の上流側でも下流側でもよい。また、ここでは4気筒(偶数)を例示しているが、気筒数を3以上の奇数とすることも原理的には可能である。即ち、気筒容積の合計が、加熱過程と冷却過程でバランスがとれていれば良い。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a multi-cylinder external combustion type closed cycle heat engine with a heat recovery device of the present invention.
In the figure, a plurality of cylinders A, B, C, and D share a
図1の各気筒の概略断面は、図4のV−Vにおける断面図(図5)と同じである。
同図において、41は、気筒上部の気室30下部に設けたピストンシリンダー、40は、該ピストンシリンダー41内を摺動するピストン、42は、出力軸46に固設されたフライホイール、クランク室45のクランク機構43を介してピストン40と出力軸46が連接され作用体を構成している。クランク機構43、回転軸46、フライホイール42は密閉されたクランク室45内に収められている。前記気室30が、加熱器20と導通されれば気室30内は高温、高圧となり、ピストン40は下降する。また気室30が、冷却器10と導通されれば気室30内は低温、低圧となり、ピストン40は上昇する。
The schematic cross-section of each cylinder in FIG. 1 is the same as the cross-sectional view along VV in FIG. 4 (FIG. 5).
In the figure, 41 is a piston cylinder provided in the lower part of the
上記作用について述べる。半数の気筒A、Cが加熱過程にあり、他の半数の気筒B、Dが冷却過程にあるとする。
気筒Aは加熱過程にあり、気筒A出口側三方弁23、及び気筒A入口側三方弁24により、気筒A→気筒A出口側三方弁23→加熱器入口側集合流路27→加熱器側ファン52→加熱器20→加熱器出口側集合流路28→気筒A入口側三方弁24→気筒Aの流路が形成されている。気筒A内の作動ガスは、加熱開始時においては冷却過程終了後であるため低温であるが、加熱器側ファン52の作用により該流路を循環し、加熱器20により熱せられて気筒Aに戻る。気筒Cも同様である。
気筒Bは冷却過程にあり、気筒B出口側三方弁23、及び気筒B入口側三方弁24により、気筒B→気筒B出口側三方弁23→冷却器入口側集合流路13→冷却器側ファン51→冷却器10→冷却器出口側集合流路14→気筒B入口側三方弁24→気筒Bの流路が形成されている。気筒B内の作動ガスは、冷却開始時においては加熱過程終了後であるため高温であるが、冷却器側ファン51の作用により該流路を循環し、冷却器10により冷却されて気筒Bに戻る。気筒Dも同様である。
The above operation will be described. Assume that half of the cylinders A and C are in the heating process, and the other half of the cylinders B and D are in the cooling process.
Cylinder A is in the heating process, and cylinder A → cylinder A outlet side three-
Cylinder B is in the cooling process, and cylinder B → cylinder B outlet side three-
気筒A、Cが加熱過程を終了し冷却過程に入れば、気筒B、Dが加熱過程に入る。気筒Aは冷却過程にあり、気筒A出口側三方弁23、及び気筒A入口側三方弁24により、気筒A→気筒A出口側三方弁23→冷却器入口側集合流路13→冷却器側ファン51→冷却器10→冷却器出口側集合流路14→気筒A入口側三方弁24→気筒Aの流路が形成される。気筒A内の作動ガスは冷却開始時においては加熱過程終了後であるため高温であるが、冷却器側ファン51の作用により該流路を循環し、冷却器10により熱せられて気筒Aに戻る。気筒Cも同様である。
When the cylinders A and C finish the heating process and enter the cooling process, the cylinders B and D enter the heating process. Cylinder A is in a cooling process, and cylinder A → cylinder A outlet side three-
気筒Bは加熱過程にあり、気筒B出口側三方弁23、及び気筒B入口側三方弁24により、気筒B→気筒B出口側三方弁23→加熱器入口側集合流路27→加熱器側ファン52→加熱器20→加熱器出口側集合流路28→気筒B入口側三方弁24→気筒Bの流路が形成される。気筒B内の作動ガスは加熱開始時においては冷却過程終了後であるため低温であるが、加熱器側ファン52の作用により該流路を循環し、加熱器20により熱せられて気筒Bに戻る。気筒Dも同様である。
従って加熱器入口側集合流路27には常時、低温の作動ガスが流れ、冷却器入口側集合流路13には常時、高温の作動ガスが流れる。熱回収装置70内に熱交換器71が、加熱器入口側集合流路27と冷却器入口側集合流路13の間に設けられているため加熱器入口側集合流路27を流れる低温の作動ガスは、冷却器入口側集合流路13を流れる高温の作動ガスにより加熱されて加熱器20に供給され、加熱器の負荷が低減される。同様に冷却器の負荷も軽減され、システムの熱効率が改善される。
Cylinder B is in a heating process, and cylinder B → cylinder B outlet side three-
Accordingly, a low-temperature working gas always flows through the heater inlet-side
図1の作動ガスの移動手段であるファン51、51を他の移動手段、ルーツブロア等の容積圧縮機(図示せず)とすれば、該ルーツブロア等を当該多気筒外燃式クローズドサイクル熱機関の出力軸46により駆動することによりサイクル当りの作動ガス移動量を一定とすることができる。加熱過程終了後に気筒内に存在する高温高圧ガスが、気筒から三方弁23を通過し冷却器10に移動し、同時に冷却器10から供給される低温低圧ガスが、三方弁24を通過し気筒を充満通過して三方弁23に到達以前に三方弁23を切り替える冷却過程を行い、また冷却過程終了後に気筒内に存在する低温低圧ガスが、気筒から三方弁23を通過し過熱器20に移動し、同時に加熱器20から供給される高温高圧ガスが、三方弁24を通過し気筒を充満通過して三方弁23に到達以前に三方弁23を切り替える加熱過程を行うことにより、冷却器入口側集合流路13には常に高温の作動ガスが流れ、加熱器入口側集合流路27には常に低温の作動ガスが流れるため、冷却器入口側集合流路13と加熱器入口側集合流路27の出口側に設けられた熱回収装置70の熱交換器71により加熱器20に供給される低温作動ガスを加熱して熱量を効率よく回収することができる。
If the
10 冷却器
11、12、21、22 開閉弁
13 冷却器入口側集合流路
14 冷却器出口側集合流路
15、16、25、26 流路
20 加熱器
27 加熱器入口側集合流路
28 加熱器出口側集合流路
23、24、25、26 三方弁
30 気室
40 ピストン
41 ピストンシリンダー
42 フライホイール
43 クランク機構
45 クランク室
46 出力軸
50、51、52 ファン
70 熱回収装置
71 熱交換器
72、73 流路
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009215115A JP5280325B2 (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Multi-cylinder external combustion closed cycle heat engine with heat recovery device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009215115A JP5280325B2 (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Multi-cylinder external combustion closed cycle heat engine with heat recovery device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011064121A true JP2011064121A (en) | 2011-03-31 |
JP5280325B2 JP5280325B2 (en) | 2013-09-04 |
Family
ID=43950620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009215115A Expired - Fee Related JP5280325B2 (en) | 2009-09-17 | 2009-09-17 | Multi-cylinder external combustion closed cycle heat engine with heat recovery device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5280325B2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3723289A1 (en) * | 1987-01-13 | 1988-07-21 | Wilhelm Hoevecke | Device for conversion of heat energy |
JPH0749154A (en) * | 1993-05-16 | 1995-02-21 | Daido Hoxan Inc | Pulse-tube refrigerator |
JP2001525031A (en) * | 1997-05-08 | 2001-12-04 | シュトック ゲルハルト | Device for converting heat energy to electrical energy |
JP2003536015A (en) * | 2000-06-06 | 2003-12-02 | ペルス サンデル | Stirling motor and heat pump |
JP2006169986A (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Saichi Kanzaka | Energy conversion system |
JP2010164019A (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Yokohama Seiki Kk | External combustion type closed cycle thermal engine |
-
2009
- 2009-09-17 JP JP2009215115A patent/JP5280325B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3723289A1 (en) * | 1987-01-13 | 1988-07-21 | Wilhelm Hoevecke | Device for conversion of heat energy |
JPH0749154A (en) * | 1993-05-16 | 1995-02-21 | Daido Hoxan Inc | Pulse-tube refrigerator |
JP2001525031A (en) * | 1997-05-08 | 2001-12-04 | シュトック ゲルハルト | Device for converting heat energy to electrical energy |
JP2003536015A (en) * | 2000-06-06 | 2003-12-02 | ペルス サンデル | Stirling motor and heat pump |
JP2006169986A (en) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Saichi Kanzaka | Energy conversion system |
JP2010164019A (en) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Yokohama Seiki Kk | External combustion type closed cycle thermal engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5280325B2 (en) | 2013-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4520527B2 (en) | External combustion type closed cycle heat engine | |
WO2011151888A1 (en) | External-combustion, closed-cycle thermal engine | |
US20060248886A1 (en) | Isothermal reciprocating machines | |
CN102985664B (en) | Thermocompression motor | |
US9021800B2 (en) | Heat exchanger and associated method employing a stirling engine | |
WO2004059155A1 (en) | Isothermal reciprocating machines | |
CN110234863B (en) | Regenerative cooling system | |
JP5525371B2 (en) | External combustion type closed cycle heat engine | |
JP5317942B2 (en) | External combustion type closed cycle heat engine | |
KR101018379B1 (en) | External combustion engine and output method thereof | |
US6205788B1 (en) | Multiple heat exchanging chamber engine | |
JP2008223622A (en) | Thermal engine | |
JP5280325B2 (en) | Multi-cylinder external combustion closed cycle heat engine with heat recovery device | |
US8640454B1 (en) | Lower costs and increased power density in stirling cycle machines | |
JP5597574B2 (en) | Stirling engine | |
RU2649523C2 (en) | External combustion engine based on gamma-type stirling engine, drive system and method of engine power regulation | |
KR20060071827A (en) | An external combustion engine combined with cylinder, re-generator and cooler | |
KR100849506B1 (en) | Scroll-type stirling cycle engine | |
JP4438070B2 (en) | Energy conversion system | |
WO2021259401A1 (en) | Stirling engine | |
RU2464504C1 (en) | Cooling plant with opposite stirling thermal engine | |
KR200435918Y1 (en) | An external combustion engine combined with Cylinder, Re-generator and Cooler | |
JPH09287518A (en) | Stirling engine having thermal expansion chamber on high temperature side | |
RU2246021C2 (en) | Engine with external delivery of heat | |
JP2000018742A (en) | Cooling device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120605 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130522 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |