JPH0430366Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、スターリング機関の加熱器に関する
ものである。

（従来の技術） 本考案に係わる従来技術としては、特公昭52−
32419号に開示された加熱器付熱ガス往復機関が
ある。この従来技術は、第１図乃至第２図に示す
とおり、加熱器付熱ガス往復機関１における少な
くとも２列以上からなる連続的に配置されたヒー
タパイプ列９からなる加熱器１４である。ここ
で、連続的に配置されたヒータパイプ列９の間に
形成された中間スペース１２は、機関の運転中に
おいて容易に熱を放射する材料１８で満たされて
おり、この材料を通過して燃焼ガスが流れうるこ
とを特徴としている。

（考案が解決しようとする課題） 上述した従来の加熱器付熱ガス往復機関１で
は、ヒータパイプ列９の間の中間スペースに容易
に熱を放射する材料１８が満たされているので、
燃焼ガスからヒータパイプ列９への熱伝達は熱伝
導によつて生じるのみならず熱放射によつても起
こることが確認されている。

しかし、中間スペース１２に材料１８が満たさ
れているため、第２図に示すとおり、燃焼スペー
ス１１より流れる燃焼ガスが混合・分散されて後
列側ヒータパイプ列９に流出するので、直接後
列側ヒータパイプ列９に当たることなく通過し
てしまう燃焼ガスが生じる。このような通過燃焼
ガスは、強制対流熱伝達に寄与しない。

従つて、前列側ヒータパイプ列９の前面で
は、主に火炎の熱放射と強制対流熱伝達により熱
が伝達される。一方、その他の部分では、主に中
間スペース１２の材料１８の熱放射及び燃焼ガス
との熱伝導でしか熱が伝達されない。従つて、前
列側ヒータパイプ列９の前面と前列側ヒータパ
イプ列９の後面及び後列側ヒータパイプ列９
との間に大きな温度差が生じてしまう。

そこで、本考案では、熱放射による熱伝達効果
を上げると共に強制対流熱伝達による熱伝達効果
を上げるを、その第１の技術的課題とする。

また、スターリング機関の振動を受けた際に、
或いは、ヒータパイプ列９と材料１８の熱膨張係
数が夫々異なるため、加熱器１４が高温になつた
際に、ヒータパイプ列９の形状、配置等の諸因ら
か、材料１８が中間スペース１２から欠落するお
それがある。

そこで、熱放射を行う材料が、機関の振動や加
熱器の温度及びヒータパイプ列９の形状、配置等
の諸因により欠落しないようにすることを、その
第２の技術的課題とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決しようとする手段） 上述した本考案の第１及び第２の技術的課題を
解決するために講じた本考案の技術的手段は、燃
焼ガスと機関中に存在する作動媒質との間で熱交
換する熱交換器としての役をする少なくとも２列
のパイプから成り、パイプの列はお互いに他から
ある間隔をおいて連続的に配置されていて、少な
くとも主として流れの方向に交差して伸びる平面
内にある燃焼ガスの流路に中間スペースを形成し
ており、スペースには熱放射材が配設され、燃焼
ガスは各列のパイプ間に存在する通路を通り、熱
放射材を通過して流れうるスターリング機関用加
熱器において、熱放射材が円筒状板であり、円筒
状板はパイプに接することなく加熱器のフランジ
に固定され、円筒状板はスリツト穴を有してお
り、燃焼ガスはスリツト穴を通してパイプに噴出
するようにしたことである。

（作用） 上述した本考案の技術的手段によれば、燃焼ガ
スは、前列側ヒータパイプ列を流れて円筒状板の
スリツト穴から後列側ヒータパイプ列へと噴出さ
れるので、後列側ヒータパイプ列における境界層
がこわされ、強制対流熱伝達による燃焼ガスから
ヒータパイプへの熱伝達効果が向上する。

また、円筒状板はヒータパイプに接することな
くフランジに確実に固定されるので、円筒状板が
スターリング機関の振動を受けて外れるようなこ
とがない。

（実施例） 以下に本考案の技術的手段を具体化した実施例
について添付図面に基づき説明する。

第３図に示すように、２列のヒータパイプ列２
１の間の中間スペース２２に円筒状板２３を配置
するようにフランジ２５に円筒状板２３を固定
し、第４図に示すように燃焼スペース２４から前
列側ヒータパイプ列２１の間を流れた燃焼ガス
をスリツト穴２３ａを通して直接後列側ヒータパ
イプ列２１に噴出するようにする。

尚、第３図において、２６は放射板、２８は空
気予熱器、２９は入口、３０は出口、３１はバー
ナ、３２はスワラ、３３はバーナタイル、そして
３４は燃焼器ユニツトである。

後列側ヒータパイプ列２１の背後に配置され
た放射板２６の作用により、後列側ヒータパイプ
列２１への熱伝達効果を向上させることが可能
となり、前列側ヒータパイプ列２１と後列側ヒ
ータパイプ列２１との温度差をより小さくでき
る。

第５図に円筒状板の変形実施例を示す。ここで
は、円筒状板２３″の円筒面上に多数のルーバ２
３″ａが形成されて、ルーバ２３″ａによりスリツ
トが形成されている。このルーバ２３″ａは、例
えば燃焼スペースの燃焼ガスにスワールがかかつ
ている場合には、そのスワール方向に沿つた方向
に形成される。かくして、燃焼室内の圧力損失が
小さくなる。

また、この円筒状板２３″は、帯鋼にプレス加
工を施した後円筒状に曲げることにより容易に作
成できる。

第６図に円筒状板の他の変形実施例を示す。こ
こでは、円筒状板２３′が波形板により形成され
ており、燃焼ガスをスリツト穴２３′ａを通して
直接後列側ヒータパイプ列２１′に噴出すると
共に、中間スペース２２′に流入した燃焼ガスが
反射して前列側ヒータパイプ列２１′後面に当
たるようにする。従つて、熱伝達効果が向上す
る。

〔考案の効果〕

上述したように本考案では、円筒状板のスリツ
ト穴より直接的に後列ヒータパイプに向かつて燃
焼ガスが噴出するので、後列ヒータパイプの境界
層が乱されて強制熱伝達が増大する。これによ
り、前列パイプと後列パイプとの温度差を小さく
でき、スターリング機関の出力特性を向上でき
る。

また、本考案では、円筒状板をパイプに対して
非接触としているので、円筒状板に生じる熱歪が
パイプに影響せず、パイプの変形・劣化が未然に
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の熱ガス往復機関の断面図を示
す。第２図は、第１図における−′拡大断面
図を示す。第３図は、本考案の一実施例に係わる
スターリング機関の断面図を示す。第４図は、第
１図におけるＡ−A′拡大断面図を示す。第５図
は、円筒状板の変形実施例の斜視図を示す。第６
図は、円筒状板の他の変形実施例の断面図を示
す。 ２１，２１′……ヒータパイプ、２２，２２′…
…中間スペース、２３，２３′，２３″……円筒状
板、２３ａ，２３′ａ……スリツト穴、２５……
フランジ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃焼ガスと機関中に存在する作動媒質との間で
   熱交換する熱交換器としての役をする少なくとも
   ２列のパイプから成り、前記パイプの列はお互い
   に他からある間隔をおいて連続的に配置されてい
   て、少なくとも主として流れの方向に交差して伸
   びる平面内にある燃焼ガスの流路に中間スペース
   を形成しており、前記スペースには熱放射材が配
   設され、燃焼ガスは前記各列のパイプ間に存在す
   る通路を通り、前記熱放射材を通過して流れうる
   スターリング機関用加熱器において、 前記熱放射材が円筒状板であり、該円筒状板は
   前記パイプに接することなく前記加熱器のフラン
   ジに固定され、前記円筒状板はスリツト穴を有し
   ており、燃焼ガスは前記スリツト穴を通して前記
   パイプに噴出することを特徴とするスターリング
   機関用加熱器。