JPH0256504B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0256504B2 JPH0256504B2 JP20233081A JP20233081A JPH0256504B2 JP H0256504 B2 JPH0256504 B2 JP H0256504B2 JP 20233081 A JP20233081 A JP 20233081A JP 20233081 A JP20233081 A JP 20233081A JP H0256504 B2 JPH0256504 B2 JP H0256504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- working gas
- heat transfer
- heating
- small
- 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
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 25
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
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
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- 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
- F02G2255/00—Heater tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は外部加熱により作動する外燃機関に関
するものである。第１図は熱再生型の外燃機関
（スターリング機関）の動作を示した行程図で、
１はシリンダ２内を往復運動するパワーピスト
ン、３は該ピストンの案内具４に小空間５が嵌合
シールされ且つパワーピストン１よりも重量の軽
いデイスプレイサー、６は該デイスプレイサーの
下方の膨張空間７と連通された放射状に延びる多
数の小径通路８を有し、下方のバーナー熱源９に
て外部から加熱される加熱体、１０，１１は小径
通路８と圧縮空間１２との間に位置する金鋼製再
生熱交換器及び冷却水パイプからなる冷却器であ
る。
するものである。第１図は熱再生型の外燃機関
（スターリング機関）の動作を示した行程図で、
１はシリンダ２内を往復運動するパワーピスト
ン、３は該ピストンの案内具４に小空間５が嵌合
シールされ且つパワーピストン１よりも重量の軽
いデイスプレイサー、６は該デイスプレイサーの
下方の膨張空間７と連通された放射状に延びる多
数の小径通路８を有し、下方のバーナー熱源９に
て外部から加熱される加熱体、１０，１１は小径
通路８と圧縮空間１２との間に位置する金鋼製再
生熱交換器及び冷却水パイプからなる冷却器であ
る。
而してこの機関内部にはヘリウム、チツ素、空
気等の作動ガスが密封されており、バーナー熱源
９の加熱によつて後述の如くデイスプレイサー３
及びパワーピストン１が往復運動し、このパワー
ピストンの出力軸１３より外部に出力が取り出さ
れる。
気等の作動ガスが密封されており、バーナー熱源
９の加熱によつて後述の如くデイスプレイサー３
及びパワーピストン１が往復運動し、このパワー
ピストンの出力軸１３より外部に出力が取り出さ
れる。
即ち、第１図のイの如くバーナー熱源９の加熱
によつて膨張空間７内の作動ガスが500℃程度に
加熱膨張し、このガスが再生熱交換器１０より冷
却器１１を経て圧縮空間１２に導入されることに
よりパワーピストン１が押し上げられ、且つこの
ピストンの上昇により密封された小空間５内の吸
引圧力よりデイスプレイサー３が吸引上昇し、デ
イスプレイサー３はパワーピストン１と一体とな
つて膨張空間７の膨張圧力で同図ロの状態まで押
し上げられる。
によつて膨張空間７内の作動ガスが500℃程度に
加熱膨張し、このガスが再生熱交換器１０より冷
却器１１を経て圧縮空間１２に導入されることに
よりパワーピストン１が押し上げられ、且つこの
ピストンの上昇により密封された小空間５内の吸
引圧力よりデイスプレイサー３が吸引上昇し、デ
イスプレイサー３はパワーピストン１と一体とな
つて膨張空間７の膨張圧力で同図ロの状態まで押
し上げられる。
而してこの膨張圧力が背圧空間１４内のガス圧
力とバランスした同図ロの状態でパワーピストン
１とデイスプレイサー３とが停止すると共に圧縮
空間１２内の圧力が小空間５内の圧力を上回つて
この圧力差で同図ハの如くデイスプレイサー３が
下降し、この下降に伴なつて膨張空間７内の約
500℃の作動ガスが圧縮空間１２へ移動する。こ
の移動中、作動ガスは小径通路８で更に加熱され
て約700℃まで上昇した后、再生熱交換器１０で
蓄積されて約100℃まで温度下降し、然る后冷却
器１１で冷却される。
力とバランスした同図ロの状態でパワーピストン
１とデイスプレイサー３とが停止すると共に圧縮
空間１２内の圧力が小空間５内の圧力を上回つて
この圧力差で同図ハの如くデイスプレイサー３が
下降し、この下降に伴なつて膨張空間７内の約
500℃の作動ガスが圧縮空間１２へ移動する。こ
の移動中、作動ガスは小径通路８で更に加熱され
て約700℃まで上昇した后、再生熱交換器１０で
蓄積されて約100℃まで温度下降し、然る后冷却
器１１で冷却される。
この冷却作用により背圧空間１４内のガス圧力
が圧縮空間１２内の作動ガス圧力に打ち勝つて同
図ニの如くパワーピストン１が押し上げられて空
間１２内の作動ガスを圧縮すると共に上昇してき
たデイスプレイサー３も小空間５の圧縮作用によ
り押し下げられる。而して押し下げられたデイス
プレイサー３は膨張空間７の内圧によつて再び上
昇し始め、この時圧縮空間１２内の低温作動ガス
が膨張空間７へ移動する。この移動中低温作動ガ
スは上述した同図ハの状態で蓄熱されている再生
熱交換器１０の熱放出で約500℃まで加熱される。
が圧縮空間１２内の作動ガス圧力に打ち勝つて同
図ニの如くパワーピストン１が押し上げられて空
間１２内の作動ガスを圧縮すると共に上昇してき
たデイスプレイサー３も小空間５の圧縮作用によ
り押し下げられる。而して押し下げられたデイス
プレイサー３は膨張空間７の内圧によつて再び上
昇し始め、この時圧縮空間１２内の低温作動ガス
が膨張空間７へ移動する。この移動中低温作動ガ
スは上述した同図ハの状態で蓄熱されている再生
熱交換器１０の熱放出で約500℃まで加熱される。
而して上述した同図イの状態に戻り、このサイ
クルの繰り返しにより往復運動するパワーピスト
ン１からの出力が外部に取り出される。
クルの繰り返しにより往復運動するパワーピスト
ン１からの出力が外部に取り出される。
このように再生熱交換器１０の蓄熱−熱放出作
用により運転効率を上げると共に再生熱交換器１
０の蓄熱作用を高める為に小径通路８を再加熱す
る必要がある。
用により運転効率を上げると共に再生熱交換器１
０の蓄熱作用を高める為に小径通路８を再加熱す
る必要がある。
斯かる再加熱を効率良く行なう為に従来は加熱
体６の小径通路８部を多数の小径裸パイプで形成
してバーナー熱源９の炎１５で直接加熱する方式
が採用されていた。
体６の小径通路８部を多数の小径裸パイプで形成
してバーナー熱源９の炎１５で直接加熱する方式
が採用されていた。
しかしながら、小径パイプを配列させると共に
このパイプを個々に膨張空間７のシリンダ２壁と
再生熱交換器１０とに跨がつて接続するのが煩雑
であり、且つ小径パイプが均一に加熱されにくい
欠点を有していた。
このパイプを個々に膨張空間７のシリンダ２壁と
再生熱交換器１０とに跨がつて接続するのが煩雑
であり、且つ小径パイプが均一に加熱されにくい
欠点を有していた。
本発明は斯る点に鑑み、その目的とするところ
は作動ガスの通路を膨張空間のシリンダ壁と再生
熱交換器とに跨がつて容易に接続し得るようにし
た外燃機関を提供することにある。この目的を達
成する為に、本発明は、作動ガスが封入され内部
に膨張空間を有するシリンダと、前記作動ガスの
複数の通路を有する加熱用熱交換器とを有し、前
記通路を個々に前記膨張空間のシリンダ壁と再生
熱交換器とに跨がつて接続した外燃機関におい
て、前記加熱用熱交換器を外部から加熱される加
熱体と、この加熱体の複数の中空部内に夫々挿入
される複数の伝熱棒とから構成し、これら伝熱棒
の外周壁に多数の条溝を設けて、この条溝と前記
中空部の内壁とで前記通路を形成するようにした
ものである。
は作動ガスの通路を膨張空間のシリンダ壁と再生
熱交換器とに跨がつて容易に接続し得るようにし
た外燃機関を提供することにある。この目的を達
成する為に、本発明は、作動ガスが封入され内部
に膨張空間を有するシリンダと、前記作動ガスの
複数の通路を有する加熱用熱交換器とを有し、前
記通路を個々に前記膨張空間のシリンダ壁と再生
熱交換器とに跨がつて接続した外燃機関におい
て、前記加熱用熱交換器を外部から加熱される加
熱体と、この加熱体の複数の中空部内に夫々挿入
される複数の伝熱棒とから構成し、これら伝熱棒
の外周壁に多数の条溝を設けて、この条溝と前記
中空部の内壁とで前記通路を形成するようにした
ものである。
以下本発明の一実施例を第２図乃至第４図に基
づいて説明する。尚、第１図と対応する部品は同
一符号で付記しその説明を省略した。
づいて説明する。尚、第１図と対応する部品は同
一符号で付記しその説明を省略した。
第２図は第１図の加熱体６並びにシリンダ２、
デイスプレイサー３、再生熱交換器１０の一部と
対応する要部拡大断面図、第３図は第２図の−
′矢視半断面図で、膨張空間７を形成するシリ
ンダ２の一部と12本の小径通路８と該通路と同数
の中空部１６とをステンレス製の耐熱合金材で加
熱体６に一体に形成してある。
デイスプレイサー３、再生熱交換器１０の一部と
対応する要部拡大断面図、第３図は第２図の−
′矢視半断面図で、膨張空間７を形成するシリ
ンダ２の一部と12本の小径通路８と該通路と同数
の中空部１６とをステンレス製の耐熱合金材で加
熱体６に一体に形成してある。
１７はステンレス、セラミツク等の耐熱材料で
形成された円柱形伝熱棒で、第４図にも示すよう
にこの外周壁に直線状の条溝１８が６本形成され
ており、ケーシング１９と加熱体６とを締付け結
合しているボルト２０を外して中空部１６内に挿
入することにより組み込まれ、ボルト２０で締付
けることにより再生熱交換器１０で押圧固定され
る。２１は伝熱棒１７の下端に一体形成された径
小部で、該径小部の周囲に環状凹所２２を設けて
小径通路８からの作動ガスを回り込ませ、６本の
条溝１８全てを作動ガスが流通するようにしてい
る。
形成された円柱形伝熱棒で、第４図にも示すよう
にこの外周壁に直線状の条溝１８が６本形成され
ており、ケーシング１９と加熱体６とを締付け結
合しているボルト２０を外して中空部１６内に挿
入することにより組み込まれ、ボルト２０で締付
けることにより再生熱交換器１０で押圧固定され
る。２１は伝熱棒１７の下端に一体形成された径
小部で、該径小部の周囲に環状凹所２２を設けて
小径通路８からの作動ガスを回り込ませ、６本の
条溝１８全てを作動ガスが流通するようにしてい
る。
このように、外部からバーナー熱源９で加熱さ
れる加熱体６と、この加熱体の中空部１６内に挿
入される伝熱棒１７とで加熱用熱交換器２５が構
成されており、条溝１８付きの伝熱棒１７を中空
部１６内に挿入好ましくは圧入して条溝１８と中
空部１６の内壁２３とで独立した６本の作動ガス
通路２４を形成することにより、この通路２４内
を流通する作動ガスは加熱体６で外方から、加熱
体６からの熱伝達で昇温加熱される伝熱棒１７で
内方から内外両方より効率良く加熱される。
れる加熱体６と、この加熱体の中空部１６内に挿
入される伝熱棒１７とで加熱用熱交換器２５が構
成されており、条溝１８付きの伝熱棒１７を中空
部１６内に挿入好ましくは圧入して条溝１８と中
空部１６の内壁２３とで独立した６本の作動ガス
通路２４を形成することにより、この通路２４内
を流通する作動ガスは加熱体６で外方から、加熱
体６からの熱伝達で昇温加熱される伝熱棒１７で
内方から内外両方より効率良く加熱される。
しかも、伝熱棒１７は加熱作用の他に蓄積作用
も有しており、再生熱交換器１０の蓄熱作用を助
勢して効率アツプに貢献している。
も有しており、再生熱交換器１０の蓄熱作用を助
勢して効率アツプに貢献している。
尚、条溝１８は第５図の如く螺旋状に形成して
も良く、その他の形状であつても良い。又、条溝
１８の大きさ、形状により作動ガスの流通抵抗が
大きければ、伝熱棒１７を中空形状にしてこの中
空通路内にも作動ガスを流通させても良い。
も良く、その他の形状であつても良い。又、条溝
１８の大きさ、形状により作動ガスの流通抵抗が
大きければ、伝熱棒１７を中空形状にしてこの中
空通路内にも作動ガスを流通させても良い。
以上の如く本発明によれば、加熱体とこの加熱
体の中空部内に挿入される伝熱棒とで作動ガスの
通路を形成したので、この通路を膨張空間のシリ
ンダ壁と再生熱交換器とに跨がつて容易に接続す
ることができる。
体の中空部内に挿入される伝熱棒とで作動ガスの
通路を形成したので、この通路を膨張空間のシリ
ンダ壁と再生熱交換器とに跨がつて容易に接続す
ることができる。
しかも、この通路内を流れる作動ガスが加熱体
で外方から、伝熱棒で内方から加熱されることに
より加熱効率が向上し、且つ伝熱棒による蓄熱作
用も加わることにより、外燃機関の運転効率を向
上させることができる。
で外方から、伝熱棒で内方から加熱されることに
より加熱効率が向上し、且つ伝熱棒による蓄熱作
用も加わることにより、外燃機関の運転効率を向
上させることができる。
第１図イ，ロ，ハ，ニは外燃機関の動作を示す
行程図、第２図は本発明の一実施例を示す外燃式
熱交換器の要部拡大断面図、第３図は第２図の
−′矢視半断面図、第４図は同じく一実施例の
伝熱棒斜視図、第５図は第４図に代わる他実施例
の伝熱棒斜視図である。 ６……加熱体、１６……中空部、１７……伝熱
棒、１８……条溝、２３……中空部内壁、２４…
…通路。
行程図、第２図は本発明の一実施例を示す外燃式
熱交換器の要部拡大断面図、第３図は第２図の
−′矢視半断面図、第４図は同じく一実施例の
伝熱棒斜視図、第５図は第４図に代わる他実施例
の伝熱棒斜視図である。 ６……加熱体、１６……中空部、１７……伝熱
棒、１８……条溝、２３……中空部内壁、２４…
…通路。
Claims (1)
- １ 作動ガスが封入され内部に膨張空間を有する
シリンダと、前記作動ガスの複数の通路を有する
加熱用熱交換器とを有し、前記通路を個々に前記
膨張空間のシリンダ壁と再生熱交換器とに跨がつ
て接続した外燃機関において、前記加熱用熱交換
器を外部から加熱される加熱体と、この加熱体の
複数の中空部内に夫々挿入される複数の伝熱棒と
から構成し、これら伝熱棒の外周壁に多数の条溝
を設けて、この条溝と前記中空部の内壁とで前記
通路を形成したことを特徴とする外燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20233081A JPS58104348A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 外燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20233081A JPS58104348A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 外燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104348A JPS58104348A (ja) | 1983-06-21 |
| JPH0256504B2 true JPH0256504B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=16455758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20233081A Granted JPS58104348A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 外燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104348A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1396214B1 (it) * | 2009-10-20 | 2012-11-16 | Lonato | Motore stirling, in particolare a configurazione gamma |
-
1981
- 1981-12-14 JP JP20233081A patent/JPS58104348A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58104348A (ja) | 1983-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0202034B1 (en) | A stirling engine | |
| EP1407129B1 (en) | Thermal improvements for an external combustion engine | |
| CN101509437B (zh) | 高效高温型外燃机 | |
| US6715285B2 (en) | Stirling engine with high pressure fluid heat exchanger | |
| US3717993A (en) | Preheater assembly for stirling engine | |
| JPH07293334A (ja) | 外燃機関 | |
| US3939657A (en) | Multiple regenerators | |
| US3009315A (en) | Heat engines operating on the stirling or ericsson heat cycles | |
| JPS61502005A (ja) | 空気作動流体によるスタ−リングエンジン | |
| US2907169A (en) | Hot fluid engine with movable regenerator | |
| JPH0256505B2 (ja) | ||
| US6474058B1 (en) | Warren cycle engine | |
| JPH0256504B2 (ja) | ||
| JPH0213149B2 (ja) | ||
| JPS6122132B2 (ja) | ||
| EP0174504B1 (en) | Stirling engine and stirling engine heater | |
| JPS5865957A (ja) | スタ−リング機関 | |
| JPS629184A (ja) | 熱交換器 | |
| JPS6353370B2 (ja) | ||
| JPS629186A (ja) | 空気予熱器 | |
| JPS5857052A (ja) | スタ−リング機関 | |
| JPS5985460A (ja) | スタ−リングエンジン | |
| JPH0257220B2 (ja) | ||
| JPH01240758A (ja) | スターリングエンジン | |
| JPS6146448A (ja) | スタ−リングエンジン |