JP2600219B2 - スターリングエンジン用空気予熱器 - Google Patents
スターリングエンジン用空気予熱器Info
- Publication number
- JP2600219B2 JP2600219B2 JP62296122A JP29612287A JP2600219B2 JP 2600219 B2 JP2600219 B2 JP 2600219B2 JP 62296122 A JP62296122 A JP 62296122A JP 29612287 A JP29612287 A JP 29612287A JP 2600219 B2 JP2600219 B2 JP 2600219B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- air
- stirling engine
- cylindrical body
- combustion
- 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.)
- Expired - Fee Related
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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Air Supply (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明はスターリングエンジン用空気予熱器に関す
る。
る。
（従来の技術） 外燃機関であるスターリングエンジンに於ては、例え
ば特開昭59-25062に示すようなタイプのものが挙げられ
るが、それは第１図に示すようにシリンダー１内の作動
ピストン２によりシリンダー１を圧縮室３と膨脹室４と
に区画し、隣り合うシリンダー５の圧縮室６をクーラー
７、蓄冷器８及びヒーター９を介して膨脹室４に接続す
る。同様にシリンダー１の圧縮室３を図示せざるクーラ
ー、蓄冷器及びヒーター10を介して隣り合うシリンダー
５の膨脹室11に接続する。
ば特開昭59-25062に示すようなタイプのものが挙げられ
るが、それは第１図に示すようにシリンダー１内の作動
ピストン２によりシリンダー１を圧縮室３と膨脹室４と
に区画し、隣り合うシリンダー５の圧縮室６をクーラー
７、蓄冷器８及びヒーター９を介して膨脹室４に接続す
る。同様にシリンダー１の圧縮室３を図示せざるクーラ
ー、蓄冷器及びヒーター10を介して隣り合うシリンダー
５の膨脹室11に接続する。
ヒーター９及び10は燃焼室12の周囲に配列され、燃焼
室12の上部中央には燃料供給用ノズル13を配する。
室12の上部中央には燃料供給用ノズル13を配する。
一方燃焼用空気は矢印にて示すようにその供給ダク
ト14から燃焼室12の周囲を通り、天井15に入り、燃焼器
16によって燃焼室12内に供給される。他方排気ガスは矢
印にて示すように燃焼室12の周囲を通って別の排気ガ
ス用ダクト16を介して外部へと放出される。スターリン
グエンジンはシリンダ１及び５内の作動ガスの膨脹・圧
縮によって作動ピストン２及び17を往復動させて出力を
得ているが、その出力は膨脹室４及び11に供給される作
動ガスをヒーター９及び10でいかに高温にさせるかによ
って決められる。従って供給用ノズル13からの燃料を完
全燃焼させて、燃焼室12内の温度を高温にさせることは
極めて重要である。一般に燃料の完全燃焼を図る為に燃
焼用空気を予熱しておくことは有効な手段であるが、ス
ターリングエンジンに於ても、排気ガスの排熱を利用し
て、排気ガスと燃焼用空気とを予熱器18で熱交換させ、
燃焼用空気の昇温を図っている。
ト14から燃焼室12の周囲を通り、天井15に入り、燃焼器
16によって燃焼室12内に供給される。他方排気ガスは矢
印にて示すように燃焼室12の周囲を通って別の排気ガ
ス用ダクト16を介して外部へと放出される。スターリン
グエンジンはシリンダ１及び５内の作動ガスの膨脹・圧
縮によって作動ピストン２及び17を往復動させて出力を
得ているが、その出力は膨脹室４及び11に供給される作
動ガスをヒーター９及び10でいかに高温にさせるかによ
って決められる。従って供給用ノズル13からの燃料を完
全燃焼させて、燃焼室12内の温度を高温にさせることは
極めて重要である。一般に燃料の完全燃焼を図る為に燃
焼用空気を予熱しておくことは有効な手段であるが、ス
ターリングエンジンに於ても、排気ガスの排熱を利用し
て、排気ガスと燃焼用空気とを予熱器18で熱交換させ、
燃焼用空気の昇温を図っている。
従来の予熱器18は第２図に示すように、波形エレメン
ト19の上下及び内外周にパネルを配し、内周パネル20と
上下パネル21、22の間に排気ガス取入及び取出口23、24
を形成し、又外周パネル25と上下パネル21、22の間に燃
焼用空気取入及び取出口26、27を形成する構成となって
いる。排気ガスは矢印Ｂの如く、波形エレメント19の内
周側通路に排気ガス取入口23より入り、次いで、排気ガ
ス取出口24より排出し、又、燃焼用空気は、矢印Ａの如
く、波形エレメント19の外周側通路に空気取入口26より
入り、次いで、空気取出口27より燃焼室12へと供給され
る。
ト19の上下及び内外周にパネルを配し、内周パネル20と
上下パネル21、22の間に排気ガス取入及び取出口23、24
を形成し、又外周パネル25と上下パネル21、22の間に燃
焼用空気取入及び取出口26、27を形成する構成となって
いる。排気ガスは矢印Ｂの如く、波形エレメント19の内
周側通路に排気ガス取入口23より入り、次いで、排気ガ
ス取出口24より排出し、又、燃焼用空気は、矢印Ａの如
く、波形エレメント19の外周側通路に空気取入口26より
入り、次いで、空気取出口27より燃焼室12へと供給され
る。
排気ガスの熱は波形エレメント19を介して燃焼用空気
に伝達され、空気を予熱する。
に伝達され、空気を予熱する。
（発明が解決しようとする問題点） 波形パネル19は上から見て全体として環状を呈し、且
つ連続した一枚の金属板で形成されているため、特に波
形パネル19の上下端面と上下パネル21、22との接合部分
が密着度がわるくて、燃焼用空気が排気ガス側へ洩れや
すく、又構成上の制約から波形形状の大きさが限られ、
小さくできないため熱交換作用即ち空気の予熱効率が低
い等性能面で問題があった。
つ連続した一枚の金属板で形成されているため、特に波
形パネル19の上下端面と上下パネル21、22との接合部分
が密着度がわるくて、燃焼用空気が排気ガス側へ洩れや
すく、又構成上の制約から波形形状の大きさが限られ、
小さくできないため熱交換作用即ち空気の予熱効率が低
い等性能面で問題があった。
（問題点を解決するための手段） 上記した技術的課題を解決するために、本発明におい
て講じた手段は、上方フランジ及び下方フランジに各筒
体の上方及び下方端部を貫通嵌入して両者を固着し、各
筒体の内部空間及び各筒体の対向外部空間には夫々波状
フインを配設してそれらを固着して、空気及び排気ガス
通路を形成したユニットを、燃焼室の囲りに適数個配置
したスターリングエンジン用空気予熱器を構成したこと
である。
て講じた手段は、上方フランジ及び下方フランジに各筒
体の上方及び下方端部を貫通嵌入して両者を固着し、各
筒体の内部空間及び各筒体の対向外部空間には夫々波状
フインを配設してそれらを固着して、空気及び排気ガス
通路を形成したユニットを、燃焼室の囲りに適数個配置
したスターリングエンジン用空気予熱器を構成したこと
である。
（作用） 上記技術的手段は、次の様に作用する。
完全分離された筒体内部空間及び筒体外部空間内を、
夫々燃焼用空気及び燃焼後排気ガスが流動することによ
り熱交換が行なわれ、燃焼用空気の予熱が図られる。
夫々燃焼用空気及び燃焼後排気ガスが流動することによ
り熱交換が行なわれ、燃焼用空気の予熱が図られる。
（実施例） 第３図は本発明を具体化した一実施例を示し、予熱器
28は次の様に構成される。
28は次の様に構成される。
上方フランジ29及び下方フランジ30には多数の筒体31
が横一列に整列した状態で貫通嵌入し、夫々の上下開口
端は上方、下方フランジ29、30の上面及び下面から若干
突出している。その夫々の筒体31の内部空間46には縦方
向に波打った波状フイン32が嵌入され、両者31と32はロ
ー付または熔接で接着固定される。
が横一列に整列した状態で貫通嵌入し、夫々の上下開口
端は上方、下方フランジ29、30の上面及び下面から若干
突出している。その夫々の筒体31の内部空間46には縦方
向に波打った波状フイン32が嵌入され、両者31と32はロ
ー付または熔接で接着固定される。
夫々の筒体31間には横方向に適当な間隙38が設定さ
れ、その筒体31の外側対向外部空間38には縦方向に波打
った波状フイン33が設置され、両者31と33とはロー付又
は熔接で接着固定される。
れ、その筒体31の外側対向外部空間38には縦方向に波打
った波状フイン33が設置され、両者31と33とはロー付又
は熔接で接着固定される。
更に夫々の筒体31の前後外側端面を被うカバープレー
ト34、35が張り付けられ、前方カバープレート34の上端
と上方フランジ29との間には排気ガス取入口36が、後方
カバープレート35の下端と上方フランジ30との間には排
気ガス取出口37が夫々形成される。
ト34、35が張り付けられ、前方カバープレート34の上端
と上方フランジ29との間には排気ガス取入口36が、後方
カバープレート35の下端と上方フランジ30との間には排
気ガス取出口37が夫々形成される。
こうしてユニット化された予熱器28は燃焼室の囲りに
適数個配設される。
適数個配設される。
先ず燃焼用空気は矢印Ａで示す様に下方の空気取入口
（図示略）から流入し、夫々の筒体31内の下方開口端か
ら筒体31と筒体31内のフイン32との間隙内を上昇し、上
方開口端を経て上方の空気取出口（図示略）へと流出す
る。
（図示略）から流入し、夫々の筒体31内の下方開口端か
ら筒体31と筒体31内のフイン32との間隙内を上昇し、上
方開口端を経て上方の空気取出口（図示略）へと流出す
る。
一方排気ガスは矢印Ｂで示す様に上方の排気ガス取入
口36から流入し、フイン33の上方開口端を経て夫々の筒
体31間の間隙38と間隙38間内のフイン33との間隙内を下
降し、フイン33の下方開口端を経て下方の排気ガス取出
口37へと流出する。
口36から流入し、フイン33の上方開口端を経て夫々の筒
体31間の間隙38と間隙38間内のフイン33との間隙内を下
降し、フイン33の下方開口端を経て下方の排気ガス取出
口37へと流出する。
斯くして燃焼用空気と排気ガスとは互いに完全に分離
された流路内を夫々矢印Ａ及びＢの如く流動し、効率よ
く熱交換作用が遂行され、空気は順調に予熱される。
された流路内を夫々矢印Ａ及びＢの如く流動し、効率よ
く熱交換作用が遂行され、空気は順調に予熱される。
尚、空気通路と排気ガス通路は逆にしてもよく、特に
筒体の外部空間内のフインは横方向波状フインに置換し
ても関連部品・構造を若干変更すれば、同様の作用効果
が得られる。
筒体の外部空間内のフインは横方向波状フインに置換し
ても関連部品・構造を若干変更すれば、同様の作用効果
が得られる。
この予熱器28は前述の如く燃焼室の囲りに必要個数配
設されるが、第４図の如くリング状に形成した本体の上
下リングプレート39、40に上下フランジ29、30がロー付
け又は熔接にて接合され、空気及び排気ガスが洩れない
様に構成される。
設されるが、第４図の如くリング状に形成した本体の上
下リングプレート39、40に上下フランジ29、30がロー付
け又は熔接にて接合され、空気及び排気ガスが洩れない
様に構成される。
第５図は第４図の接合に変えて、それら28と39、40と
をボルト41で脱着自在に取付けたタイプで、第６図は第
３図の上下フランジ29、30を省略して上下リングプレー
ト39、40で兼用したタイプで、筒体31が直に上下リング
プレート39、40に貫通嵌入し、それら31と39、40とはロ
ー付け又は溶着される。
をボルト41で脱着自在に取付けたタイプで、第６図は第
３図の上下フランジ29、30を省略して上下リングプレー
ト39、40で兼用したタイプで、筒体31が直に上下リング
プレート39、40に貫通嵌入し、それら31と39、40とはロ
ー付け又は溶着される。
更に第７図は第６図の上下リングプレート39、40を予
め扇状の上下フランジ42、43として切り離してユニット
化し、それを改めて上下リングプレートの切断切り口4
4、45に嵌め込んでロー付け又は熔着したタイプを示
す。
め扇状の上下フランジ42、43として切り離してユニット
化し、それを改めて上下リングプレートの切断切り口4
4、45に嵌め込んでロー付け又は熔着したタイプを示
す。
第８図は筒体31の開口及び横断面形状の８種類の変形
例を夫々示し、先ず（ａ）は重ね合せ個所は一個所の長
方形、（ｂ）は重ね合せが２個所で異形の２部品から成
る長方形、（ｃ）は重ね合せが２個所で同形の２部品か
ら成る長方形、（ｄ）は突き合せが一個所の長方形の４
種類に加えて、夫々曲率を与えたトラック状のもの４種
類を（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）を示すが、（ｅ）
−（ａ），（ｆ）−（ｂ），（ｇ）−（ｃ），（ｈ）−
（ｄ）に夫々相当している。
例を夫々示し、先ず（ａ）は重ね合せ個所は一個所の長
方形、（ｂ）は重ね合せが２個所で異形の２部品から成
る長方形、（ｃ）は重ね合せが２個所で同形の２部品か
ら成る長方形、（ｄ）は突き合せが一個所の長方形の４
種類に加えて、夫々曲率を与えたトラック状のもの４種
類を（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ）を示すが、（ｅ）
−（ａ），（ｆ）−（ｂ），（ｇ）−（ｃ），（ｈ）−
（ｄ）に夫々相当している。
（発明の効果） 本発明によれば、従来の連続した一枚の波形パネルで
形成されたリング状予熱器に変えて適当（必要）数にユ
ニット化した予熱器としたので、製作及び加工が容易と
なり、従って各部品の接合精度が向上するため空気と排
気ガスの混入がなくなり、且つ筒体とフインも小型化で
き、熱交換作用の効率もよくなり、全体の性能も著しく
向上する。
形成されたリング状予熱器に変えて適当（必要）数にユ
ニット化した予熱器としたので、製作及び加工が容易と
なり、従って各部品の接合精度が向上するため空気と排
気ガスの混入がなくなり、且つ筒体とフインも小型化で
き、熱交換作用の効率もよくなり、全体の性能も著しく
向上する。
第１図はスターリングエンジンの要部中央縦断面図、 第２図は従来の予熱器を示す部分断面斜視図、 第３図は本発明の一実施例を示す部分断面斜視図、 第4,5,6図及び第７図は他実施例を示す部分断面斜視
図、 第８図は本発明の一要部である筒体の各種変形例を示す
図である。 28:ユニット（予熱器）、29:上方フランジ、30:下方フ
ランジ、31:筒体、32、33:波状フイン、38:各筒体の対
向外部空間、46:各筒体の内部空間。
図、 第８図は本発明の一要部である筒体の各種変形例を示す
図である。 28:ユニット（予熱器）、29:上方フランジ、30:下方フ
ランジ、31:筒体、32、33:波状フイン、38:各筒体の対
向外部空間、46:各筒体の内部空間。
Claims (1)
- 【請求項１】上方フランジ29及び下方フランジ30に各筒
体31の上方及び下方端部を貫通嵌入して両者を固着し、
各筒体内部空間46及び各筒体の対向外部空間38には夫々
波状フイン32、33を配設してそれらを固着して、空気及
び排気ガス通路を構成したユニット28を、燃焼室の囲り
に適数個配置した事を特徴とするスターリングエンジン
用空気予熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296122A JP2600219B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スターリングエンジン用空気予熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62296122A JP2600219B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スターリングエンジン用空気予熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138353A JPH01138353A (ja) | 1989-05-31 |
| JP2600219B2 true JP2600219B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=17829421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62296122A Expired - Fee Related JP2600219B2 (ja) | 1987-11-26 | 1987-11-26 | スターリングエンジン用空気予熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600219B2 (ja) |
-
1987
- 1987-11-26 JP JP62296122A patent/JP2600219B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138353A (ja) | 1989-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |