JPH0415389B2 - - Google Patents
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- JPH0415389B2 JPH0415389B2 JP62310700A JP31070087A JPH0415389B2 JP H0415389 B2 JPH0415389 B2 JP H0415389B2 JP 62310700 A JP62310700 A JP 62310700A JP 31070087 A JP31070087 A JP 31070087A JP H0415389 B2 JPH0415389 B2 JP H0415389B2
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- fluidized bed
- heat
- solar
- stirling engine
- heat exchanger
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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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高温熱交換器の加熱を太陽熱によつて
行なわせたスターリングエンジンに関し、更に詳
しくは高温熱交換器の加熱効率を良くしたスター
リングエンジンに関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a Stirling engine in which a high-temperature heat exchanger is heated by solar heat, and more specifically to a Stirling engine in which the heating efficiency of the high-temperature heat exchanger is improved. Regarding.
（従来の技術）
スターリングエンジンは高効率かつ低騒音であ
るため、種々の分野の動力源として期待されてい
るエンジンであり、その熱源として太陽熱を利用
することも既に提案されている。(Prior Art) Stirling engines have high efficiency and low noise, so they are expected to be used as power sources in various fields, and the use of solar heat as a heat source has already been proposed.
従来提案されている太陽熱利用のスターリング
エンジンは、第２図に示されているように、ソラ
ーデイツシユ１で集光された太陽光線をスターリ
ングエンジン２の高温熱交換器３へ直接に当てて
いた。 As shown in FIG. 2, the conventionally proposed Stirling engine that utilizes solar heat directs sunlight concentrated by a solar tray 1 to a high-temperature heat exchanger 3 of a Stirling engine 2.
更に、スターリングエンジンの高温熱交換器を
閉鎖ループ状ヒートパイプ内を循環する流体で加
熱し、該循環流体を太陽熱で加熱するようにした
太陽熱利用のスターリングエンジンも公知であ
る。（特開昭58−192952号公報参照）
一方、スターリングエンジンの高温熱交換器を
ガス燃焼の流動層内に配置して該流動層を流れる
燃焼ガスによつて加熱するようにした熱伝達方式
も公知である。 Furthermore, a Stirling engine that utilizes solar heat is also known, in which a high-temperature heat exchanger of the Stirling engine is heated by a fluid circulating in a closed loop heat pipe, and the circulating fluid is heated by solar heat. (Refer to Japanese Unexamined Patent Publication No. 198-192952.) On the other hand, there is also a heat transfer method in which the high-temperature heat exchanger of a Stirling engine is placed in a fluidized bed for gas combustion and heated by the combustion gas flowing through the fluidized bed. It is publicly known.
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、太陽熱を集光してスターリングエン
ジン２の高温熱交換器３へ直接当てる方式では、
次のような欠点が生ずる。(Problems to be solved by the invention) However, in the method of concentrating solar heat and directing it to the high temperature heat exchanger 3 of the Stirling engine 2,
The following drawbacks arise.
先ず、ソラーデイツシユ１の集光精度いかんに
よつては、高温熱交換器３を構成するヒーターチ
ユーブの加熱むらが生じ、ヒーターチユーブにホ
ツトスポツトが出来て、耐熱面での問題が生ず
る。 First, depending on the focusing accuracy of the solar dish 1, uneven heating of the heater tube constituting the high-temperature heat exchanger 3 occurs, and hot spots are formed on the heater tube, causing problems in terms of heat resistance.
又、太陽熱には短周期の変動があるが、太陽熱
によつて直接高温熱交換器を加熱する方式による
と、この太陽熱の短周期の変動に基づく出力変動
が生じてしまう。 Furthermore, solar heat has short-term fluctuations, and in a method in which the high-temperature heat exchanger is directly heated by solar heat, output fluctuations occur due to short-period fluctuations in solar heat.
更に、閉鎖ループ状のヒートパイプ内で循環す
る流体を太陽熱で加熱し、該加熱流体によつてス
ターリングエンジンの高温熱交換器を加熱するも
のでは、太陽熱を一旦ヒートパイプの作動媒体で
ある循環流体に与え、この循環流体によつて高温
熱交換器を加熱しているので構造が複雑となる
上、熱伝達の効率も余り良くない。 Furthermore, in a system in which a fluid circulating in a closed loop heat pipe is heated by solar heat and the heated fluid heats a high-temperature heat exchanger of a Stirling engine, the solar heat is first transferred to the circulating fluid, which is the working medium of the heat pipe. Since the circulating fluid heats the high-temperature heat exchanger, the structure is complicated and the heat transfer efficiency is not very good.
その他、ガス燃焼流動層による高温熱交換器の
加熱方式によると、燃料費用が高く付くので、運
転コストが高くなり、かつ燃焼ガスによる高温熱
交換器の腐食や劣化が生ずる。 In addition, when heating a high-temperature heat exchanger using a gas-fired fluidized bed, fuel costs are high, resulting in high operating costs and corrosion and deterioration of the high-temperature heat exchanger due to combustion gas.
そこで、本発明の目的は、前記ホツトスポツト
や出力の変動を防止すると同時に、構造が簡単で
ありかつ熱伝達の効率を向上させた太陽熱利用の
スターリングエンジンを提供するにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a solar heat-utilizing Stirling engine that prevents the hot spots and fluctuations in output, has a simple structure, and improves heat transfer efficiency.
（問題点を解決するための手段）
本発明ではスターリングエンジンの高温熱交換
器を流動層内に配置し、該流動層を太陽熱によつ
て直接加熱することを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that a high-temperature heat exchanger for a Stirling engine is disposed within a fluidized bed, and the fluidized bed is directly heated by solar heat.
（実施例）
以下に、第１図を参照して本発明の一実施例を
説明する。(Example) An example of the present invention will be described below with reference to FIG.
太陽光線を集光するソラーデイツシユ１１は凹
面鏡からなつており、支持体１２によつて支持さ
れている。ソラーデイツシユ１１の略焦点位置に
は凸面鏡からなる副鏡１３が配置され、ソラーデ
イツシユ１１によつて集光された太陽光線が該副
鏡１３に当たるようになつている。そして、副鏡
１３からの反射光が通過する開口１４がソラーデ
イツシユ１１の中心付近に設けられている。開口
１４を通過した集光を反射させる反射鏡１５，１
６が設けられ、反射鏡１６によつて反射された集
光は後述の流動層へ当てられる。 A solar dish 11 that collects sunlight is made of a concave mirror and is supported by a support 12. A secondary mirror 13 made of a convex mirror is arranged approximately at the focal point of the solar dish 11 so that the sunlight focused by the solar dish 11 hits the secondary mirror 13. An opening 14 through which the light reflected from the secondary mirror 13 passes is provided near the center of the solar dish 11. Reflector 15, 1 that reflects the condensed light that has passed through the aperture 14
6 is provided, and the condensed light reflected by the reflecting mirror 16 is applied to a fluidized bed, which will be described later.
スターリングエンジン１７の高温熱交換器１８
はケーシング１９内に設けられた流動層２０の内
部に配置されている。ここで、流動層という場
合、固体粒子が充填され、該固体粒子間を高温の
流体が流れることにより該流動層の内部に配置さ
れた被加熱物を加熱するものであり、固体粒子層
があたかも液体のように激しく運動して被加熱物
の境界層を乱すことにより熱交換率を向上させる
ものをいう。流動層２０にはブロワー２１から気
体が導入され、該気体は入口２２から入つて流動
層２０を通過し、上方の出口２３から排気されて
再びブロワー２１へ戻る。この気体のループ状の
循環回路には蓄熱器２４が設けられている。 High temperature heat exchanger 18 of Stirling engine 17
is arranged inside a fluidized bed 20 provided within the casing 19. Here, when referring to a fluidized bed, it is filled with solid particles, and a high-temperature fluid flows between the solid particles to heat an object placed inside the fluidized bed. A substance that moves violently like a liquid and disturbs the boundary layer of the object to be heated, thereby improving the heat exchange rate. Gas is introduced into the fluidized bed 20 from a blower 21, enters from an inlet 22, passes through the fluidized bed 20, is exhausted from an upper outlet 23, and returns to the blower 21 again. A heat accumulator 24 is provided in this gas loop-shaped circulation circuit.
流動層２０へ向けて集光された太陽光線を導入
させるために、ケーシング１９の上部には透明な
ガラス体２５が設けられており、このガラス体２
５を透過して太陽光線が直接流動層２０へ当てら
れる。 In order to introduce concentrated sunlight toward the fluidized bed 20, a transparent glass body 25 is provided in the upper part of the casing 19.
Sunlight passes through the fluidized bed 20 and directly hits the fluidized bed 20.
以上のように構成された本発明のスターリング
エンジンについて、その作用を説明する。 The operation of the Stirling engine of the present invention configured as described above will be explained.
ソラーデイツシユ１１で集められた太陽光線は
副鏡１３および反射鏡１５，１６を介して流動層
２０に当てられる。これによつて、流動層２０が
高温となる。 The sunlight collected by the solar tray 11 is applied to the fluidized bed 20 via the secondary mirror 13 and the reflecting mirrors 15 and 16. This causes the fluidized bed 20 to reach a high temperature.
ブロワー２１によつて気体が流動層２０へ導入
され、太陽熱によつて高温となつた流動層２０を
撹拌する。このため、太陽熱が均等にかつ効率良
くスターリングエンジン１７の高温熱交換器１８
に伝達される。 Gas is introduced into the fluidized bed 20 by the blower 21, and the fluidized bed 20, which has become hot due to solar heat, is stirred. Therefore, solar heat is distributed evenly and efficiently to the high temperature heat exchanger 18 of the Stirling engine 17.
transmitted to.
流動層２０を出た気体は出口２３から排気さ
れ、再度ブロワー２１によつて流動層２０へ送り
込まれる。 The gas exiting the fluidized bed 20 is exhausted from the outlet 23 and sent into the fluidized bed 20 again by the blower 21.
ここで、流動層自身にも蓄熱作用があるので、
蓄熱器は必ずしも必要な構成ではない。 Here, since the fluidized bed itself has a heat storage effect,
A heat storage device is not necessarily a necessary configuration.
尚、気体を循環使用する場合には、ブロワーは
高温に耐える材料からなる耐熱ブロワーを使用す
ることはもちろんのことである。 In the case of circulating gas, it goes without saying that a heat-resistant blower made of a material that can withstand high temperatures should be used.
又、本発明は通常の燃焼ガスによる流動層加熱
装置を併用して稼働させるようにすることを含む
ことは当然のことである。 It goes without saying that the present invention also includes operating a fluidized bed heating device using ordinary combustion gas.
（発明の効果）
本発明は以上に説明したような構成を有し、か
つ作用を行なうので以下のような顕著な効果を奏
する。(Effects of the Invention) Since the present invention has the configuration and operates as described above, it produces the following remarkable effects.
先ず、集光した太陽光線を一旦流動層に当てて
該流動層を高温化し、この流動層を介してスター
リングエンジンの高温熱交換器を加熱するように
しているので、高温熱交換器の加熱むらがなく、
ホツトスポツトが生じない。このため、高温熱交
換器の耐熱性の問題が解消され、一方ではソラー
デイツシユの集光精度が多少悪くとも問題が生じ
なくなつて、ソラーデイツシユの製作が容易とな
り、かつ低コストとなる。 First, concentrated sunlight is once applied to the fluidized bed to raise the temperature of the fluidized bed, and the high-temperature heat exchanger of the Stirling engine is heated through this fluidized bed, which reduces heating unevenness in the high-temperature heat exchanger. There is no
No hot spots occur. Therefore, the problem of heat resistance of the high-temperature heat exchanger is solved, and on the other hand, there is no problem even if the light collection accuracy of the solar dish is somewhat poor, making it easy to manufacture the solar dish and at low cost.
流動層による加熱は熱交換率が高いので、太陽
熱による熱伝達率が向上する。 Heating with a fluidized bed has a high heat exchange rate, so the heat transfer rate due to solar heat is improved.
流動層には蓄熱作用もあるので、太陽熱の短周
期の変動を吸収する。このため、太陽熱の変動に
基づく出力変動が低減する。又、流動層の蓄熱作
用だけでは不十分な時には、気体の循環回路に蓄
熱器を設けると、太陽熱の変動に対する出力変動
の防止が一層確実なものとなる。 The fluidized bed also has a heat storage function, so it absorbs short-term fluctuations in solar heat. Therefore, output fluctuations due to fluctuations in solar heat are reduced. Furthermore, when the heat storage effect of the fluidized bed alone is insufficient, providing a heat storage device in the gas circulation circuit will further ensure the prevention of output fluctuations due to fluctuations in solar heat.
第１図は本発明の一実施例を示す太陽熱利用の
スターリングエンジンの略断面図、第２図は従来
公知の太陽熱利用のスターリングエンジンを示す
略断面図である。
１１……スターリングエンジン、１３……副
鏡、１５，１６……反射鏡、１７……スターリン
グエンジン、１８……高温熱交換器、２０……流
動層、２１……ブロワー。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar heat-utilizing Stirling engine showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a conventionally known solar heat-utilizing Stirling engine. 11... Stirling engine, 13... secondary mirror, 15, 16... reflecting mirror, 17... Stirling engine, 18... high temperature heat exchanger, 20... fluidized bed, 21... blower.
Claims (1)
子が充填された中を高温流体が流れて流動状態と
なる流動層内に配置し、該高温流体はループ状の
循環回路を流れており、該流動層に直接太陽光線
を集光して加熱することを特徴とする太陽熱利用
のスターリングエンジン。1 A high-temperature heat exchanger consisting of a large number of pipes and a fluidized bed filled with solid particles are placed in which a high-temperature fluid flows and becomes a fluidized state, and the high-temperature fluid flows in a loop-shaped circulation circuit. A Stirling engine that uses solar heat, which heats the fluidized bed by concentrating sunlight directly on it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31070087A JPH01151757A (en) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Stirling engine utilizing solar heat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31070087A JPH01151757A (en) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Stirling engine utilizing solar heat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01151757A JPH01151757A (en) | 1989-06-14 |
| JPH0415389B2 true JPH0415389B2 (en) | 1992-03-17 |
Family
ID=18008413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31070087A Granted JPH01151757A (en) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Stirling engine utilizing solar heat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01151757A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103115441A (en) * | 2013-02-25 | 2013-05-22 | 毛建华 | Dome type focusing heat accumulator and dome type solar thermoelectric system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITRM20120135A1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-10-04 | Magaldi Ind Srl | HIGH-LEVEL ENERGY DEVICE, PLANT AND METHOD OF ENERGY EFFICIENCY FOR THE COLLECTION AND USE OF THERMAL ENERGY OF SOLAR ORIGIN. |
| WO2014136744A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | 株式会社クリスタルシステム | Parabolic solar power generation apparatus |
| JP6318020B2 (en) * | 2014-06-20 | 2018-04-25 | ヤンマー株式会社 | Radiant heat recovery type heater and Stirling engine and incinerator using the same |
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| JPS6357856A (en) * | 1986-08-29 | 1988-03-12 | Aisin Seiki Co Ltd | Heating device for stirling engine |
-
1987
- 1987-12-08 JP JP31070087A patent/JPH01151757A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01151757A (en) | 1989-06-14 |
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