JPH0256505B2 - - Google Patents
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- JPH0256505B2 JPH0256505B2 JP20233181A JP20233181A JPH0256505B2 JP H0256505 B2 JPH0256505 B2 JP H0256505B2 JP 20233181 A JP20233181 A JP 20233181A JP 20233181 A JP20233181 A JP 20233181A JP H0256505 B2 JPH0256505 B2 JP H0256505B2
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- transfer rod
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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
- 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に導出されることによ
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
圧力に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。
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に導出されることによ
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
圧力に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
蓄熱されて約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
蓄熱されて約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が押し下げられて空
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から出力が外部に取り出される。
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が押し下げられて空
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。
本発明は斯かる点に鑑み、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
の通路を夫々有する複数の加熱体とを有し、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、
前記加熱体を外部から加熱される有底筒状の加熱
管と、この管の筒内に収納される中空の伝熱棒と
から構成し、この伝熱棒の外周壁と前記筒内壁の
少なくとも一方に多数の条溝を設けて、この条溝
で前記通路の一部を形成すると共にこの一部の通
路の開口端を前記加熱管の有底部内で開放させて
前記伝熱棒の中空通路と連通させるようにしたも
のである。
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
の通路を夫々有する複数の加熱体とを有し、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、
前記加熱体を外部から加熱される有底筒状の加熱
管と、この管の筒内に収納される中空の伝熱棒と
から構成し、この伝熱棒の外周壁と前記筒内壁の
少なくとも一方に多数の条溝を設けて、この条溝
で前記通路の一部を形成すると共にこの一部の通
路の開口端を前記加熱管の有底部内で開放させて
前記伝熱棒の中空通路と連通させるようにしたも
のである。
以下本発明の実施例を第２図、第３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、その説明は省略した。
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、その説明は省略した。
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、加熱体６は膨張空間７を形
成するシリンダ２の一部と８本の小径通路８とを
ステンレス製の耐熱合金材で一体形成した加熱ケ
ース１６と、該ケースの螺子部１７と螺合される
耐熱合金製の有底筒状の加熱管１８と、該管の筒
内に収納されるステンレス、セラミツク等の耐熱
製中空伝熱棒１９とから形成されている。
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、加熱体６は膨張空間７を形
成するシリンダ２の一部と８本の小径通路８とを
ステンレス製の耐熱合金材で一体形成した加熱ケ
ース１６と、該ケースの螺子部１７と螺合される
耐熱合金製の有底筒状の加熱管１８と、該管の筒
内に収納されるステンレス、セラミツク等の耐熱
製中空伝熱棒１９とから形成されている。
而してこの伝熱棒１９の外周壁２０には直線状
の条溝２１が８本形成されており、上端小径部２
２の螺子部２３を加熱ケース１６と螺合させて中
空通路２４を再生熱交換器１０と突き合わせると
共にこの伝熱棒１９を加熱管１８でカバーすると
組み付けが完了する。
の条溝２１が８本形成されており、上端小径部２
２の螺子部２３を加熱ケース１６と螺合させて中
空通路２４を再生熱交換器１０と突き合わせると
共にこの伝熱棒１９を加熱管１８でカバーすると
組み付けが完了する。
このように条溝２１付きの中空伝熱棒１９を加
熱管１８の筒内に収納、好ましくは圧入状態で収
納することにより筒内壁２５と密着される条溝２
１を作動ガス（被加熱流体）の独立した外側通路
２６とすると共にこの通路の開口端２７を加熱管
１８の有底部２８内で開放させて中空通路２４と
連通させることにより、第２図に示す実線矢印の
如く作動ガスは膨張空間７より小径部２２の環状
凹所２９に流入して回わり込んだ后、８本の外側
通路２６全てを流通下降し、然る后、有底部２８
内で合流して上昇し再生熱交換器１０へ導かれ
る。この時、外側通路２６内を流通する作動ガス
は加熱管１８で外方から、加熱管１８からの熱伝
達で昇温加熱される伝熱棒１９で内方から内外両
方より効率良く加熱され、且つ、中空通路２４中
で伝熱棒１９により加熱保持されながら再生熱交
換器１０に至る。
熱管１８の筒内に収納、好ましくは圧入状態で収
納することにより筒内壁２５と密着される条溝２
１を作動ガス（被加熱流体）の独立した外側通路
２６とすると共にこの通路の開口端２７を加熱管
１８の有底部２８内で開放させて中空通路２４と
連通させることにより、第２図に示す実線矢印の
如く作動ガスは膨張空間７より小径部２２の環状
凹所２９に流入して回わり込んだ后、８本の外側
通路２６全てを流通下降し、然る后、有底部２８
内で合流して上昇し再生熱交換器１０へ導かれ
る。この時、外側通路２６内を流通する作動ガス
は加熱管１８で外方から、加熱管１８からの熱伝
達で昇温加熱される伝熱棒１９で内方から内外両
方より効率良く加熱され、且つ、中空通路２４中
で伝熱棒１９により加熱保持されながら再生熱交
換器１０に至る。
しかも伝熱棒１９は加熱作用の他に蓄熱作用も
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。
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２１は螺旋状その他の形状であつても
良く、又、条溝２１は加熱管１８の筒内壁２５側
に形成しても良く、伝熱棒１９の外周壁２０と筒
内壁２５の少なくとも一方（両方同時形成も良
い）に形成すればこと足りる。
良く、又、条溝２１は加熱管１８の筒内壁２５側
に形成しても良く、伝熱棒１９の外周壁２０と筒
内壁２５の少なくとも一方（両方同時形成も良
い）に形成すればこと足りる。
以上の如く本発明によれば、有底筒状の加熱管
とこの加熱管の筒内に収納される中空の伝熱棒と
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。
とこの加熱管の筒内に収納される中空の伝熱棒と
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管
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図は本発明の実施例を示す外熱式熱
交換器の要部拡大断面図、第３図は第２図の−
′矢視半断面図である。 １８……加熱管、１９……中空伝熱棒、２０…
…伝熱棒の外周壁、２１……条溝、２４……中空
通路、２５……筒内壁、２６……外側通路、２７
……開口端、２８……有底部。
行程図、第２図は本発明の実施例を示す外熱式熱
交換器の要部拡大断面図、第３図は第２図の−
′矢視半断面図である。 １８……加熱管、１９……中空伝熱棒、２０…
…伝熱棒の外周壁、２１……条溝、２４……中空
通路、２５……筒内壁、２６……外側通路、２７
……開口端、２８……有底部。
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、前記作動ガスの通路を夫々有する複
数の加熱体とを有し、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、前記加熱体を外部から
加熱される有底筒状の加熱管と、この管の筒内に
収納される中空の伝熱棒とから構成し、この伝熱
棒の外周壁と前記筒内壁の少なくとも一方に多数
の条溝を設けてこの条溝で前記通路の一部を形成
すると共にこの一部の通路の開口端を前記加熱管
の有底部内で開放させて前記伝熱棒の中空通路と
連通させたことを特徴とする外燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20233181A JPS58104349A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 外燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20233181A JPS58104349A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 外燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104349A JPS58104349A (ja) | 1983-06-21 |
| JPH0256505B2 true JPH0256505B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=16455774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20233181A Granted JPS58104349A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | 外燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104349A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58178852A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | Asahi Glass Co Ltd | スタ−リング機関 |
| JPH0639942B2 (ja) * | 1985-08-08 | 1994-05-25 | 三菱電機株式会社 | スタ−リング機関の熱交換器 |
| JPH01249953A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-05 | Toshiba Corp | スターリングエンジンの加熱器 |
| JP5763927B2 (ja) * | 2011-01-18 | 2015-08-12 | 東京瓦斯株式会社 | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 |
-
1981
- 1981-12-14 JP JP20233181A patent/JPS58104349A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58104349A (ja) | 1983-06-21 |
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