JPH02256856A - 外燃機関の加熱装置 - Google Patents
外燃機関の加熱装置Info
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- JPH02256856A JPH02256856A JP7772589A JP7772589A JPH02256856A JP H02256856 A JPH02256856 A JP H02256856A JP 7772589 A JP7772589 A JP 7772589A JP 7772589 A JP7772589 A JP 7772589A JP H02256856 A JPH02256856 A JP H02256856A
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- combustion
- rate
- combustion chamber
- air
- fuel
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
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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
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
この発明は、外燃機関の加熱装置に関するものである。
〔従来の技術］
従来から、この種の装置として、オックスフォード大学
発刊の書籍「スターリングエンジン」の２３７ページに
示されているスターリングエンジンの燃焼制御装置があ
り、第４図はその概略構成を示している。
発刊の書籍「スターリングエンジン」の２３７ページに
示されているスターリングエンジンの燃焼制御装置があ
り、第４図はその概略構成を示している。
図において、３０はスターリングエンジンの高温側熱交
換器部に配設された燃焼部、１は該燃焼部近傍に取付け
られたヒーター管、２は該ヒーター管１の温度を計測す
るための熱電対、５は上記燃焼部３０へ空気を送風する
ブロア、４は上記燃焼部３０への送風量を調節するため
の送風量調節用弁、３は上記ヒーター管の温度を一定に
保つよう該送風量調整弁４を駆動制御する電子制御回路
である。
換器部に配設された燃焼部、１は該燃焼部近傍に取付け
られたヒーター管、２は該ヒーター管１の温度を計測す
るための熱電対、５は上記燃焼部３０へ空気を送風する
ブロア、４は上記燃焼部３０への送風量を調節するため
の送風量調節用弁、３は上記ヒーター管の温度を一定に
保つよう該送風量調整弁４を駆動制御する電子制御回路
である。
また６は燃焼用燃料の燃料タンク、８は該タンク６の燃
料を上記燃焼部３０へ供給するための燃料ポンプ、９は
該タンク６と燃焼部３０との間に配設された燃料フィル
ター、７は空気送風通路に配設され、送風量に見合って
上下動するセンサープレート、１２は該センサブレート
７の上下動に応じて作動して燃料流量を決メ７ｙ ７”
’ｙ ７ ’； ヤー１０は燃料供給圧力を一定に保
持するリリーフノくルブ、１１は送風量と燃料流量との
比を決めるための圧力調整弁、１３は差圧奔である。
料を上記燃焼部３０へ供給するための燃料ポンプ、９は
該タンク６と燃焼部３０との間に配設された燃料フィル
ター、７は空気送風通路に配設され、送風量に見合って
上下動するセンサープレート、１２は該センサブレート
７の上下動に応じて作動して燃料流量を決メ７ｙ ７”
’ｙ ７ ’； ヤー１０は燃料供給圧力を一定に保
持するリリーフノくルブ、１１は送風量と燃料流量との
比を決めるための圧力調整弁、１３は差圧奔である。
このような構成によって、燃料は送風量に見合った量が
上記燃焼部３０に供給されるようになっている。
上記燃焼部３０に供給されるようになっている。
次に動作について説明する。
このような従来の燃焼制御装置では、燃料供給圧力が燃
焼室内圧力に比べて充分高くなるようにしてあり、この
ため燃焼室内圧力が変動して送風量が変化しても送風量
と燃料流量との比は、予め設定された、センサープレー
トの上下位置とプランジャーの位置関係のみで、はぼ一
定に保つことが可能であった。また、エンジンのヒータ
ー管温度も上述の電子制御回路３等によって一定に保つ
ことが可能であった。
焼室内圧力に比べて充分高くなるようにしてあり、この
ため燃焼室内圧力が変動して送風量が変化しても送風量
と燃料流量との比は、予め設定された、センサープレー
トの上下位置とプランジャーの位置関係のみで、はぼ一
定に保つことが可能であった。また、エンジンのヒータ
ー管温度も上述の電子制御回路３等によって一定に保つ
ことが可能であった。
しかしながら、従来の装置では送風量と燃料流量との比
を送風量の可変幅全域にわたって機械的なリンク機構に
より設定しており、このため送風量に見合った燃焼状態
を送風量の変域全体で最適な状態に設定することは困難
であった。また燃焼室内圧力に比べ燃料供給圧力があま
り高くとれない用途、即ち家庭用の都市ガスを燃料とす
るような場合、燃焼室内圧力により燃料流量が影響を受
ける、プランジャーの動作が動作抵抗のためにスムーズ
にならないとった問題があり、また送風量が小さい状態
ではセンサープレートを上下動させる力が充分得られな
いなどの理由で、送風量と燃料流量との比（以後、空気
過剰率という）が大きく変化して、エンジンの加熱効率
を下げたり、排気ガス中にススを発生したりして、エン
ジンを安全に、信鯨性高く運転することが難しかった。
を送風量の可変幅全域にわたって機械的なリンク機構に
より設定しており、このため送風量に見合った燃焼状態
を送風量の変域全体で最適な状態に設定することは困難
であった。また燃焼室内圧力に比べ燃料供給圧力があま
り高くとれない用途、即ち家庭用の都市ガスを燃料とす
るような場合、燃焼室内圧力により燃料流量が影響を受
ける、プランジャーの動作が動作抵抗のためにスムーズ
にならないとった問題があり、また送風量が小さい状態
ではセンサープレートを上下動させる力が充分得られな
いなどの理由で、送風量と燃料流量との比（以後、空気
過剰率という）が大きく変化して、エンジンの加熱効率
を下げたり、排気ガス中にススを発生したりして、エン
ジンを安全に、信鯨性高く運転することが難しかった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、空気過剰率を自由に調整をする
ことができ、これにより簡単な構成で、外燃機関を信頼
性高く且つ安全に運転可能とすることができる外燃機関
の加熱装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、空気過剰率を自由に調整をする
ことができ、これにより簡単な構成で、外燃機関を信頼
性高く且つ安全に運転可能とすることができる外燃機関
の加熱装置を得ることを目的とする。
この発明に係る外燃機関の加熱装置は、送風機と燃焼器
の間に送風量に比例した出力を発生する風量変換器を配
設するとともに、燃焼室内の気体の代表温度を検出する
温度検出器を設け、さらに上記風量検出出力と温度検出
出力とに基づいて上記燃料供給量を、これと空気送風量
との比率が燃焼状態に応じた最適の値となるよう制御す
る制御手段を設けたものである。
の間に送風量に比例した出力を発生する風量変換器を配
設するとともに、燃焼室内の気体の代表温度を検出する
温度検出器を設け、さらに上記風量検出出力と温度検出
出力とに基づいて上記燃料供給量を、これと空気送風量
との比率が燃焼状態に応じた最適の値となるよう制御す
る制御手段を設けたものである。
〔作用］
この発明においては、燃焼室への送風量及び燃焼器室内
の気体の代表温度に基づいて、燃料供給量を、これと空
気送風量との比率が燃焼状態に応じた最適の値となるよ
う制御するようにしたから、燃焼開始直前の燃焼室温度
の低い状態から燃焼室温度の高い状態まで、送風量に見
合った所定の空気過剰率でもって燃焼を良好に行うこと
ができる。
の気体の代表温度に基づいて、燃料供給量を、これと空
気送風量との比率が燃焼状態に応じた最適の値となるよ
う制御するようにしたから、燃焼開始直前の燃焼室温度
の低い状態から燃焼室温度の高い状態まで、送風量に見
合った所定の空気過剰率でもって燃焼を良好に行うこと
ができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による外燃機関の加熱装置を
説明するための模式図であり、図において、第３図と同
−符号番よ同一の構成部材を示し、１４は送風機５と燃
焼器の間の配管の途中に配設された流体絞り、１７は送
風機５と燃焼器の間に配設され、該流体絞り１４の前後
に風量に応じて生じる差圧から風量を電気量に変換する
風量変換器で、１７ａはそのダイヤフラム、１７ｂは該
ダイヤフラム１７ａに取り付けられた磁性体プランジャ
ー １７ｃは上記ダイヤフラム１７ａ及び磁性体プラン
ジャー１７ｂの自重をキャンセルするバネ、１７ｄは磁
性体プランジャー１７ｂの変位に応じて風量を電気量に
変えるための巻線である。
説明するための模式図であり、図において、第３図と同
−符号番よ同一の構成部材を示し、１４は送風機５と燃
焼器の間の配管の途中に配設された流体絞り、１７は送
風機５と燃焼器の間に配設され、該流体絞り１４の前後
に風量に応じて生じる差圧から風量を電気量に変換する
風量変換器で、１７ａはそのダイヤフラム、１７ｂは該
ダイヤフラム１７ａに取り付けられた磁性体プランジャ
ー １７ｃは上記ダイヤフラム１７ａ及び磁性体プラン
ジャー１７ｂの自重をキャンセルするバネ、１７ｄは磁
性体プランジャー１７ｂの変位に応じて風量を電気量に
変えるための巻線である。
１５はガバナ機能付き電子制御ガス比例弁本体で、１６
は前記ガス比例弁本体１５の大気圧導入室、１８は磁性
体プランジャーで該弁１５のコイルにより作動される。
は前記ガス比例弁本体１５の大気圧導入室、１８は磁性
体プランジャーで該弁１５のコイルにより作動される。
また１９は該弁１５のダイヤフラム、２０は上記プラン
ジャー１８に取りつけられた燃料弁、２１．２２はそれ
ぞれ上記弁１５の燃料供給側の二次室、−火室、２３．
２４は燃料用電磁開閉弁、２５は燃焼室２６内に配置さ
れた燃料ノズルである。
ジャー１８に取りつけられた燃料弁、２１．２２はそれ
ぞれ上記弁１５の燃料供給側の二次室、−火室、２３．
２４は燃料用電磁開閉弁、２５は燃焼室２６内に配置さ
れた燃料ノズルである。
２７は上記送風機５の羽根回転数を検出する回転数検出
器である。２８は熱電対２の出力をフィードバック信号
として、送風機５の回転数を制御して、送風量を増減さ
せてエンジンのヒーター管温度を一定に保つ機能を有す
る温度制御装置である。２９は燃焼室２６の気体の代表
温度を検出する温度検出器、３０は前記風量変換器１７
からの風量に見合った電気信号と前記温度検出器２９か
らの温度を演算して、風量と温度に見合った所定量の電
気量をガバナ機能付き電子制御比例弁１５に印加して、
所定の空気過剰率を得る機能を有した燃料流量設定器で
、上記燃料流量設定器３０と上記ガバナ機能付き電子制
御比例弁１５とが制御手段を構成している。
器である。２８は熱電対２の出力をフィードバック信号
として、送風機５の回転数を制御して、送風量を増減さ
せてエンジンのヒーター管温度を一定に保つ機能を有す
る温度制御装置である。２９は燃焼室２６の気体の代表
温度を検出する温度検出器、３０は前記風量変換器１７
からの風量に見合った電気信号と前記温度検出器２９か
らの温度を演算して、風量と温度に見合った所定量の電
気量をガバナ機能付き電子制御比例弁１５に印加して、
所定の空気過剰率を得る機能を有した燃料流量設定器で
、上記燃料流量設定器３０と上記ガバナ機能付き電子制
御比例弁１５とが制御手段を構成している。
次に作用効果について説明する。
まず、ガバナ機能付き電子制御ガス比例弁の動作につい
て説明する。第２図はガス比例弁の特性を示す図であり
、横軸に該ガス比例弁のコイルへの印加電圧、縦軸に二
次圧（二次室２１の燃料圧）Ｐ８を示している。図から
分かるように、上記比例弁１５は燃料ノズルの穴径が一
定であれば一火室２２内の燃料圧（−電圧）Ｐ＋ と同
等の圧力まで印加電圧にほぼ比例した二次圧が得られる
特徴を持っている。これはプランジャー１５に作用する
図中の矢印方向の電磁力のためである。したがって、燃
料ノズル下流の燃焼室２６内の圧力が一定であれば燃料
ノズル内圧力、即ち、二次圧との差圧で燃料流量が決定
されることになる。
て説明する。第２図はガス比例弁の特性を示す図であり
、横軸に該ガス比例弁のコイルへの印加電圧、縦軸に二
次圧（二次室２１の燃料圧）Ｐ８を示している。図から
分かるように、上記比例弁１５は燃料ノズルの穴径が一
定であれば一火室２２内の燃料圧（−電圧）Ｐ＋ と同
等の圧力まで印加電圧にほぼ比例した二次圧が得られる
特徴を持っている。これはプランジャー１５に作用する
図中の矢印方向の電磁力のためである。したがって、燃
料ノズル下流の燃焼室２６内の圧力が一定であれば燃料
ノズル内圧力、即ち、二次圧との差圧で燃料流量が決定
されることになる。
一方、燃焼室２６内の圧力Ｐｃと送風量Ｑａとの間には
、−船釣にＱａｃｃＰｃ−Ｐｏの関係がある。ここでＰ
Ｏは大気圧を示す。また圧力Ｐｃは流れが層流の場合、
気体の温度変化に対して、絶体温度との比の０．５剰に
比例して増加し、乱流の場合、１．５剰に比例して増加
する。したがって、燃焼室２６の気体の温度を代表する
、温度検出器２９の温度信号によって、送風量Ｑａに対
する燃焼室内の圧力Ｐｃを予測可能であり、送風量Ｑａ
に応じた燃料流量を得るための電子制御ガス比例弁への
電気量の印加量がわかる。この電気量の決定が燃料流量
設定器３０によって行われる。
、−船釣にＱａｃｃＰｃ−Ｐｏの関係がある。ここでＰ
Ｏは大気圧を示す。また圧力Ｐｃは流れが層流の場合、
気体の温度変化に対して、絶体温度との比の０．５剰に
比例して増加し、乱流の場合、１．５剰に比例して増加
する。したがって、燃焼室２６の気体の温度を代表する
、温度検出器２９の温度信号によって、送風量Ｑａに対
する燃焼室内の圧力Ｐｃを予測可能であり、送風量Ｑａ
に応じた燃料流量を得るための電子制御ガス比例弁への
電気量の印加量がわかる。この電気量の決定が燃料流量
設定器３０によって行われる。
このように本実施例では、燃焼室２６への送風量と燃焼
器代表温度を検出し、これらの検出出力に基づいて燃料
供給用のガバナ機能付き電子制御ガス比例弁１５に送風
量に見合った電気量を印加して、空気過剰率を調整する
ようにしたので、簡単な構成で、燃焼開始直前の燃焼室
温度の低い状態から燃焼室温度の高い状態まで、送風量
に見合った所定の空気過剰率を保ちながら燃焼させるこ
とが可能となり、例えば、空気過剰率を送風量に応じて
最適値に補正することによって、送風量の僅かな領域で
の燃焼性の悪さを改善したり、エンジンのヒーター管の
加熱効率を高めたりできる。
器代表温度を検出し、これらの検出出力に基づいて燃料
供給用のガバナ機能付き電子制御ガス比例弁１５に送風
量に見合った電気量を印加して、空気過剰率を調整する
ようにしたので、簡単な構成で、燃焼開始直前の燃焼室
温度の低い状態から燃焼室温度の高い状態まで、送風量
に見合った所定の空気過剰率を保ちながら燃焼させるこ
とが可能となり、例えば、空気過剰率を送風量に応じて
最適値に補正することによって、送風量の僅かな領域で
の燃焼性の悪さを改善したり、エンジンのヒーター管の
加熱効率を高めたりできる。
この結果エンジンの運転を安全にかつ高い信頼性でもっ
て行うことができる。
て行うことができる。
なお、上記実施例では、風量変換器として、送風機と燃
焼器の間に配設された該流体絞り１４を有し、その前後
に風量に応じて生じる差圧に基づいて風量を電気量に変
換するものを用いたが、これは熱線を用いた風量計によ
って風量を電気量に変換するものでもよく、また、風量
変換器の、ダイヤフラムの位置を検出する巻線１７ｄの
代わりに、近接センサーを用いてもよく、いずれの場合
も上記実施例と同様の効果があることは言うまでもない
。
焼器の間に配設された該流体絞り１４を有し、その前後
に風量に応じて生じる差圧に基づいて風量を電気量に変
換するものを用いたが、これは熱線を用いた風量計によ
って風量を電気量に変換するものでもよく、また、風量
変換器の、ダイヤフラムの位置を検出する巻線１７ｄの
代わりに、近接センサーを用いてもよく、いずれの場合
も上記実施例と同様の効果があることは言うまでもない
。
以上のように本発明に係る外燃機関の加熱装置によれば
、送風機と燃焼器の間に、送風量に比例した出力を発生
する風量変換器を配設するとともに、燃焼室内の気体の
代表温度を検出する温度検出器を設け、さらに上記風景
検出出力と温度検出出力とに基づいて上記燃料供給量を
、これと空気送風量との比率が所定の値となるよう制御
する制御手段を設けたので、空気過剰率を最適の値に自
由に調整することが可能となり、これによりスターリン
グエンジン等の外燃機関の運転を安全にかつ高い信頼性
でもって行うことができる効果がある。
、送風機と燃焼器の間に、送風量に比例した出力を発生
する風量変換器を配設するとともに、燃焼室内の気体の
代表温度を検出する温度検出器を設け、さらに上記風景
検出出力と温度検出出力とに基づいて上記燃料供給量を
、これと空気送風量との比率が所定の値となるよう制御
する制御手段を設けたので、空気過剰率を最適の値に自
由に調整することが可能となり、これによりスターリン
グエンジン等の外燃機関の運転を安全にかつ高い信頼性
でもって行うことができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例による外燃機関の加熱装置を
示す模式図、第２図は該加熱装置に用いるガバナ機能付
きガス比例弁の特性を示す図、第３図は従来のスターリ
ングエンジンの加熱装置を示す図である。 １・・・ヒーター管、２・・・熱電対、５・・・送風機
、１４・・・流体絞り、１５・・・ガバナ機能付き電子
制御ガス比例弁本体、１６・・・大気圧導入室、１７・
・・風量変換器、１７ａ・・・ダイヤフラム、１７ｂ、
１Ｂ・・・磁性体プランジャー １７ｃ・・・バネ、１
７ｄ・・・巻線、１９・・・ダイヤフラム、２０・・・
弁、２１・・・二次室、２２・・・−火室、２３．２４
・・・燃料用電磁開閉弁、２５・・・燃料ノズル、２６
・・・燃焼室、２７・・・回転数検出器、２８・・・温
度制御装置、２９・・・温度検出器、３０・・・燃料流
量設定器。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
示す模式図、第２図は該加熱装置に用いるガバナ機能付
きガス比例弁の特性を示す図、第３図は従来のスターリ
ングエンジンの加熱装置を示す図である。 １・・・ヒーター管、２・・・熱電対、５・・・送風機
、１４・・・流体絞り、１５・・・ガバナ機能付き電子
制御ガス比例弁本体、１６・・・大気圧導入室、１７・
・・風量変換器、１７ａ・・・ダイヤフラム、１７ｂ、
１Ｂ・・・磁性体プランジャー １７ｃ・・・バネ、１
７ｄ・・・巻線、１９・・・ダイヤフラム、２０・・・
弁、２１・・・二次室、２２・・・−火室、２３．２４
・・・燃料用電磁開閉弁、２５・・・燃料ノズル、２６
・・・燃焼室、２７・・・回転数検出器、２８・・・温
度制御装置、２９・・・温度検出器、３０・・・燃料流
量設定器。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）燃焼室内に燃料を供給するとともに、燃焼用空気
を送風して燃焼を行い、該燃焼により発生した熱により
外燃機関を加熱する外燃機関の加熱装置において、 上記燃焼用空気の送風量を検出してこれに比例する信号
を出力する風量変換器と、 上記燃焼室内の気体の代表温度を検出する温度検出器と
、 上記風量検出出力と温度検出出力とに基づいて上記燃料
供給量を、これと空気送風量との比率が燃焼状態に応じ
た最適の値となるよう制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする外燃機関の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7772589A JPH02256856A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 外燃機関の加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7772589A JPH02256856A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 外燃機関の加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256856A true JPH02256856A (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=13641876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7772589A Pending JPH02256856A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 外燃機関の加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02256856A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04113759U (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-06 | アイシン精機株式会社 | 熱ガスエンジンの温度検出装置 |
| WO2002092987A3 (en) * | 2001-05-11 | 2003-07-24 | New Power Concepts Llc | System and method for sensor control of the fuel-air ratio in a burner |
| US7111460B2 (en) | 2000-03-02 | 2006-09-26 | New Power Concepts Llc | Metering fuel pump |
| US11285399B2 (en) | 2008-08-15 | 2022-03-29 | Deka Products Limited Partnership | Water vending apparatus |
| US11826681B2 (en) | 2006-06-30 | 2023-11-28 | Deka Products Limited Partneship | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
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-
1989
- 1989-03-28 JP JP7772589A patent/JPH02256856A/ja active Pending
Cited By (8)
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