JPH044460B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH044460B2
JPH044460B2 JP7958485A JP7958485A JPH044460B2 JP H044460 B2 JPH044460 B2 JP H044460B2 JP 7958485 A JP7958485 A JP 7958485A JP 7958485 A JP7958485 A JP 7958485A JP H044460 B2 JPH044460 B2 JP H044460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dome
inner liner
regenerator
cylinder
shaped cylinder
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
Application number
JP7958485A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61237873A (ja
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP7958485A priority Critical patent/JPS61237873A/ja
Priority to US06/851,443 priority patent/US4662176A/en
Priority to EP86302802A priority patent/EP0202034B1/en
Priority to DE8686302802T priority patent/DE3672685D1/de
Publication of JPS61237873A publication Critical patent/JPS61237873A/ja
Publication of JPH044460B2 publication Critical patent/JPH044460B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • F02G2243/02Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2253/00Seals
    • F02G2253/03Stem seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2255/00Heater tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2256/00Coolers
    • F02G2256/04Cooler tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2270/00Constructional features
    • F02G2270/85Crankshafts

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、デイスプレーサ型スターリング機
関のシリンダヘツド、ヒータ管、再生器、クーラ
等から構成される熱交換器の構造に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
第2図は特開昭52−25952号公報に記載された
デイスプレーサ形スターリング機関の熱交換器を
示す断面図である。図において、1は高温シリン
ダ、1aは膨張室、2は高温シリンダ1の周囲に
同心円環状に構成された再生器ハウジング、3は
該再生器ハウジング2に対し、オーリングシール
3bと固定ボルト102とにより密封固定される
低温シリンダ、3aは圧縮室である。4は上記高
温シリンダ1のヘツド面から上記再生ハウジング
2のヘツド部へ放射状に配管された複数のヒータ
管、5は金網等で構成された同心円環状の再生器
充填物である。6は該再生器充填物の下部に配置
された同心円環状クーラ、6aは該同心円環状ク
ーラ6にロウ付等で組立られた冷却管、6b,6
cは上記同心円環状クーラ6を外気と密閉するた
めのオーリングシールである。7,8はクーラ6
を冷却するための冷却水入口管、冷却水出口管で
ある。9は中空密閉構造のデイスプレーサ、10
は該デイスプレーサ9に装着されたガスシーリン
グ、101は上記動力ピストン11の中心軸部に
設けられたデイスプレーサロツド13をシールす
るロツドシール、14は上記動力ピストン11に
固定された動力ピストンロツドである。低温シリ
ンダ3の下部は上記デイスプレーサ9と上記動力
ピストン11とを所定の位相差で往復動させるク
ランク機構及び各々のコンロツドを備えたクラン
クケースとなつている。
次に動作について説明する。
デイスプレーサ形スターリング機関では、ヒー
タ管4、クーラ6を各々連続的に加熱冷却するこ
とにより、作業流体を膨張、圧縮させ、該熱交換
器に作業流体を往復流動させる。即ち、作業流体
は、ヒータ管4から再生器充填物5を介しクーラ
へ、又はその逆方向に流動する。そして、ヒータ
管4への加熱エネルギが各ピストンの往復動を介
してクランク軸の回転エネルギに変換される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに、従来のデイスプレーサ形スターリン
グ機関の熱交換器においては以下のような問題点
がある。即ち、高温シリンダ1と再生器ハウジン
グ2の構成において、それらは内圧10〜60気圧に
耐えなければならないという必要性から設計上
各々の壁の肉厚が厚くなり、その結果、上記高温
シリンダ1から再生器ハウジング2を介してクー
ラ6への熱伝導損失が大きくなつて、エンジンの
熱効率が悪くなるということ、及び上記高温シリ
ンダ1と上記再生器ハウジング2との接合部で大
きな断面積変化があり、このため溶接応力の外に
大きな熱応力集中が発生し、破損しやすいこと等
の問題があつた。また、再生器室に再生器充填物
を組込む際、その作業にかなりの時間を要すると
いう問題があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、高温シリンダからクーラへの
熱伝導損失と高温シリンダと再生器ハウジングと
の接合部での熱応力集中とを低減させて、機関の
熱効率及び耐久性の向上を図ることができ、また
エンジン組立て時の再生器充填物の組込み作業が
容易にできるデイスプレーサ形スターリング機関
の熱交換器を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るデイスプレーサ形スターリング
機関の熱交換器は、高温シリンダ及び再生器ハウ
ジング部とを含むドーム状シリンダと該ドーム状
シリンダ頂部内周面との間に所定の隙間を設けて
嵌合され再生室と膨張室とを区画するインナライ
ナとを設け、該インナライナの材質をドーム状シ
リンダより線膨脹率が大きい材質で構成したもの
である。
〔作用〕
この発明においては、シリンダ頂部の形状は断
面変化の少ない形状となり、かつインナライナは
0.2気圧程度の内圧しか作用しないので薄肉化さ
れ、熱応力集中及び熱伝導損失が小さくなり、ま
たエンジン組立時においてインナライナと高温シ
リンダとをすきまばめとしたので、予めドーム状
シリンダ外部においてインナライナに再生充填物
を組み込んでおくことができ組立性が容易にな
る。しかもエンジン運転時においては、上記ドー
ム状シリンダとインナライナのはめ合わせ部分の
隙間はなくなり、作業流体が漏れることもない。
〔発明の実施例〕
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を示す断面図であ
り、図中、第2図と同一符号は同一の部分を示
す。15は高温シリンダ及び再生器ハウジング部
を含むドーム状シリンダであり、これはハステロ
イX等の耐熱金属で構成されている。16は再生
器室と膨張室とを区画するインナライナであり該
インナライナ16は上記ドーム状シリンダ15よ
りも線膨脹率が大きいステンレス等の材質で構成
され、その上部は上記ドーム状シリンダ15の頂
部内周面に嵌合されている。なお、その嵌合部に
おいては、半径方向に所定の隙間が設けられてい
る。また該インナライナの下部はクーラ6の上部
にはめ合わされており、該クーラ6とのはめ合部
はオーリングシール23でシールされている。5
は従来と同様に金網等からなる同心円環状の再生
器充填物(再生器)であり、これは上記ドーム状
シリンダ15とインナライナ16との間に設けら
れている。6は上記再生器5の下方にて上記ドー
ム状シリンダ15内に設けられ、その内面がデイ
スプレーサ9の摺動面となる同心円環状クーラ、
17は該同心円環状クーラ9下方に設けられ、そ
の内壁面が動力ピストン11の摺動面となる圧縮
シリンダであり、該圧縮シリンダ17はオーリン
グシール17a及び17bによつて外気と密閉さ
れている。18,19はそれぞれ上記圧縮シリン
ダ17を冷却するための冷却水の入口管、出口
管、20はクランクケースの上部フランジ部であ
り、このクランクケースはデイスプレーサ9及び
動力ピストン11を所定の位相差で駆動するため
のクランク機構等を備えている。21は上記熱交
換器を構成するドーム状シリンダ15と上記クラ
ンクケースとの両フランジを結合するボルト、2
2は気密のためのオーリングシールである。
次に作用効果について説明する。
上記のような構成になるデイスプレーサ形スタ
ーリング機関の熱交換器では、従来と全く同様の
動作で、即ち作業流体は膨張室1aからヒータ管
4、再生器充填物5、クーラ6を介して圧縮室3
aへ、またその逆方向へ往復流動し、デイスプレ
ーサ形スターリング機関として動作する。この
際、本実施例装置では、インナライナ16はドー
ム状シリンダ15の頂部内周内面との間に所定の
隙間を設けて嵌合されているが、エンジン運転時
においては上記隙間はなくなり、この部分から作
業流体が漏れることはない。即ち、エンジン運転
時においては、ドーム状シリンダ15及びインナ
ライナ16のはめ合わせ部の温度は約700℃の高
温となる。このとき、上記インナライナ16の線
膨張率はドーム状シリンダ15のそれより大きい
ので、上記はめ合わせ隙間は零、又は少ししまり
ばめになり、膨張室1aから再生器充填物5へ作
業流体が漏れることはない。
このような本実施例の熱交換器では、インナラ
イナ16の両壁面に作用する圧力は、作業流体が
ヒータ管4内を流動する際に発生する約0.2気圧
程度であり、このためインナライナ16の璧の肉
厚を極めて薄くできる。従つて高温シリンダから
クーラへの熱伝導損失を小さくでき、機関の熱効
率を向上することができる。また、ヒータ管付根
付近の形状は断面変化が少なく、かつなめらかな
曲線形状で構成されるので、従来装置に比し熱応
力集中を著しく低減でき、機関の耐久性を向上で
きる。また、インナライナ16とドーム状シリン
ダ15との間に組込む再生器充填物5は、予めド
ーム状シリンダ15の外でインナライナ16の外
壁部に組み込んだ後、上記ドーム状シリンダ15
内に押しこめることができ、従つて該充填物5の
組み込み作業は従来に比べて非常に容易になる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、上記高温シ
リンダと再生器ハウジング部とを一体化してドー
ム状シリンダとし、その内側に再生器室と膨張室
とを区間するインナライナを設けて熱交換器を構
成したので、高温シリンダからクーラへの熱伝導
損失及びシリンダの熱応力集中が低減され、ま
た、上記インナライナはドーム状シリンダより線
膨脹率が大きい材質で構成し、該インナライナを
上記ドーム状シリンダの内側頂部に該頂部内面と
の間に所定の隙間を設けて嵌合するようにしたの
で、再生器充填物の組み込み作業は容易になり、
機関の熱効率、耐久性及び組立性を著しく向上で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるデイスプレ
ーサ形スターリング機関の断面図、第2図は従来
のデイスプレーサ形スターリング機関の断面図で
ある。 1……高温シリンダ、2……再生器ハウジン
グ、4……ヒータ管、5……再生器充填物、6…
…クーラ、15……ドーム状シリンダ、16……
インナライナ、17……圧縮シリンダ。なお図中
同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 デイスプレーサ形スターリング機関の熱交換
    器において、高温シリンダ及び再生器ハウジング
    部を含むドーム状シリンダと、該ドーム状シリン
    ダの頂部内周内面に該頂部内周内面との間に所定
    の隙間を設けて嵌合され再生器室と膨脹室とを区
    画するインナライナと、上記ドーム状シリンダと
    上記インナライナとの間に設けられた同心円環状
    再生器と、該再生器の下方にて上記ドーム状シリ
    ンダ内に設けられその内壁面がデイスプレーサの
    摺動面となる同心円環状クーラとを備え、上記イ
    ンナライナは線膨脹率が上記ドーム状シリンダよ
    り大きい材質からなることを特徴とするデイスプ
    レーサ形スターリング機関の熱交換器。
JP7958485A 1985-04-15 1985-04-15 デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 Granted JPS61237873A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7958485A JPS61237873A (ja) 1985-04-15 1985-04-15 デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器
US06/851,443 US4662176A (en) 1985-04-15 1986-04-14 Heat exchanger for a Stirling engine
EP86302802A EP0202034B1 (en) 1985-04-15 1986-04-15 A stirling engine
DE8686302802T DE3672685D1 (en) 1985-04-15 1986-04-15 Stirling-motor.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7958485A JPS61237873A (ja) 1985-04-15 1985-04-15 デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61237873A JPS61237873A (ja) 1986-10-23
JPH044460B2 true JPH044460B2 (ja) 1992-01-28

Family

ID=13694033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7958485A Granted JPS61237873A (ja) 1985-04-15 1985-04-15 デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61237873A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03290049A (ja) * 1990-04-04 1991-12-19 Aisin Seiki Co Ltd スターリング機関
JP4929470B2 (ja) * 2009-08-10 2012-05-09 防衛省技術研究本部長 スターリング機関熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61237873A (ja) 1986-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4662176A (en) Heat exchanger for a Stirling engine
US9151243B2 (en) Coolant penetrating cold-end pressure vessel
JP4897335B2 (ja) スターリングエンジン
JPS62118046A (ja) スタ−リング機関
US4050250A (en) Heat transfer element
JPH044460B2 (ja)
JPS6235046A (ja) スタ−リング機関の熱交換器
JPS61237871A (ja) デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器
JPS61237872A (ja) デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器
JPS61237874A (ja) デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器
JP2647863B2 (ja) スターリングエンジン
RU2778028C1 (ru) Нагревательная головка двигателя стирлинга
JPS62190391A (ja) 熱交換器
JPH0256505B2 (ja)
JPH0213143B2 (ja)
JPS5985459A (ja) スタ−リングエンジン用冷却器
JPS629184A (ja) 熱交換器
JPH11223400A (ja) 熱機関用の熱交換器
JP2509665B2 (ja) スタ―リングエンジン
SE469851B (sv) Energiomvandlare, vilken arbetar enligt Stirling-, Ericsson- eller en liknande termodynamsik cykel
JPH11223399A (ja) 熱機関用の熱交換器
KR930002468Y1 (ko) 스터어링 엔진
JPS5865957A (ja) スタ−リング機関
JPS61237870A (ja) デイスプレ−サ形スタ−リング機関のピストン駆動機構
GB2154285A (en) Hot gas reciprocating apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees