JPH05172003A - スターリングエンジンの高温熱交換器 - Google Patents
スターリングエンジンの高温熱交換器Info
- Publication number
- JPH05172003A JPH05172003A JP35303591A JP35303591A JPH05172003A JP H05172003 A JPH05172003 A JP H05172003A JP 35303591 A JP35303591 A JP 35303591A JP 35303591 A JP35303591 A JP 35303591A JP H05172003 A JPH05172003 A JP H05172003A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- shape
- gas
- tubes
- closed space
- 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.)
- Pending
Links
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
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｕ字状管相互の隙間を均一にして、燃焼ガス
熱の管内に対する熱交換効率を高める。 【構成】 シリンダ１の上部の筒状部７内で燃焼ガスと
管内ガスとの熱交換を行う複数本のＵ字状管３，４，５
のうち、互いに隣接するもののＵ字曲げ部３ａ，４ａ，
５ａの中心位置に段差を付ける。
熱の管内に対する熱交換効率を高める。 【構成】 シリンダ１の上部の筒状部７内で燃焼ガスと
管内ガスとの熱交換を行う複数本のＵ字状管３，４，５
のうち、互いに隣接するもののＵ字曲げ部３ａ，４ａ，
５ａの中心位置に段差を付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スターリングエンジ
ンにおいて使用され、燃焼ガスと管内ガスとで熱交換を
行うスターリングエンジンの高温熱交換器に関するもの
である。
ンにおいて使用され、燃焼ガスと管内ガスとで熱交換を
行うスターリングエンジンの高温熱交換器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図４および図５は従来のスターリングエ
ンジンの高温熱交換器を示す平面図および縦断面図であ
り、図において、１はシリンダ、２はこのシリンダ１内
を往復動するディスプレーサで、これがシリンダ１内に
隔成した閉鎖空間６内のガスを、等容加熱，等温膨張，
等容冷却，等温圧縮するように機能する。
ンジンの高温熱交換器を示す平面図および縦断面図であ
り、図において、１はシリンダ、２はこのシリンダ１内
を往復動するディスプレーサで、これがシリンダ１内に
隔成した閉鎖空間６内のガスを、等容加熱，等温膨張，
等容冷却，等温圧縮するように機能する。
【０００３】４，５はシリンダ１の上部に筒状に立ち上
げるように配置されたガス流通用の複数本のＵ字状管
で、各一端が閉鎖空間６内に、各他端が閉鎖空間６外の
ガス通路（図示しない）に連通するように、略等間隔に
て並設されている。そして、これらの各Ｕ字状管４，５
のうち互いに隣接するものどうしは、Ｕ字曲げ部４ａ，
５ａにて干渉することがないように、図５に示すように
一方が他方に対し筒内方向へ折り曲げられている。
げるように配置されたガス流通用の複数本のＵ字状管
で、各一端が閉鎖空間６内に、各他端が閉鎖空間６外の
ガス通路（図示しない）に連通するように、略等間隔に
て並設されている。そして、これらの各Ｕ字状管４，５
のうち互いに隣接するものどうしは、Ｕ字曲げ部４ａ，
５ａにて干渉することがないように、図５に示すように
一方が他方に対し筒内方向へ折り曲げられている。
【０００４】次に動作について説明する。上記のような
スターリングエンジンは、複数のＵ字状管４，５からな
る筒状部７内を燃焼室として、シリンダ１の外部で燃料
を燃焼する。このため、各Ｕ字状管４，５内の作動流体
であるヘリウムなどの上記ガスが燃焼ガス熱を受けて加
熱され、つまり熱交換されて膨張し、圧力上昇して閉鎖
空間６内に送り込まれる。
スターリングエンジンは、複数のＵ字状管４，５からな
る筒状部７内を燃焼室として、シリンダ１の外部で燃料
を燃焼する。このため、各Ｕ字状管４，５内の作動流体
であるヘリウムなどの上記ガスが燃焼ガス熱を受けて加
熱され、つまり熱交換されて膨張し、圧力上昇して閉鎖
空間６内に送り込まれる。
【０００５】このため、シリンダ１内にあるそのガスの
圧力を受けてディスプレーサ２が復動し、一方、閉鎖空
間６内のガスを冷却すると、圧力が低下するため、ディ
スプレーサを往動し、外燃機関としての動力を出力す
る。なお、この場合において、燃料としては石油，石
炭，低質油などが利用でき、有害物質の排出を低減で
き、しかも低騒音である。
圧力を受けてディスプレーサ２が復動し、一方、閉鎖空
間６内のガスを冷却すると、圧力が低下するため、ディ
スプレーサを往動し、外燃機関としての動力を出力す
る。なお、この場合において、燃料としては石油，石
炭，低質油などが利用でき、有害物質の排出を低減で
き、しかも低騒音である。
【０００６】また、かかるスターリングエンジンでは、
エンジンの熱効率を向上させるために、熱交換器として
の上記Ｕ字状管４，５の配置や構造に留意して、これに
よる熱交換効率の向上を図ることが重要となっている。
エンジンの熱効率を向上させるために、熱交換器として
の上記Ｕ字状管４，５の配置や構造に留意して、これに
よる熱交換効率の向上を図ることが重要となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のスターリングエ
ンジンの高温熱交換器は以上のように構成されているの
で、図６に示すように、多数のＵ字状管４，５がシリン
ダ１上に隙間ａを介して隣接しているので、その隣接す
るものどうしがＵ字曲げ部４ａ，５ａで干渉して傾き、
相互間の隙間ａが不均一となり、この隙間ａを高温の燃
焼ガスが流れるとき流速分布が不均一になり、燃焼ガス
熱のＵ字状管４，５内のガスに対する熱交換率が低下す
るなどの問題点があった。
ンジンの高温熱交換器は以上のように構成されているの
で、図６に示すように、多数のＵ字状管４，５がシリン
ダ１上に隙間ａを介して隣接しているので、その隣接す
るものどうしがＵ字曲げ部４ａ，５ａで干渉して傾き、
相互間の隙間ａが不均一となり、この隙間ａを高温の燃
焼ガスが流れるとき流速分布が不均一になり、燃焼ガス
熱のＵ字状管４，５内のガスに対する熱交換率が低下す
るなどの問題点があった。
【０００８】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、Ｕ字状管の相互干渉を防止する
ことにより、燃焼ガスの熱交換率を向上させることがで
きるスターリングエンジンの高温熱交換器を得ることを
目的とする。
ためになされたもので、Ｕ字状管の相互干渉を防止する
ことにより、燃焼ガスの熱交換率を向上させることがで
きるスターリングエンジンの高温熱交換器を得ることを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に係るスターリ
ングエンジンの高温熱交換器は、シリンダの上部の筒状
部内で燃焼ガスと管内ガスとの熱交換を行う複数本のＵ
字状管のうち、互いに隣接するもののＵ字曲げ部の中心
位置に段差を付けたものである。
ングエンジンの高温熱交換器は、シリンダの上部の筒状
部内で燃焼ガスと管内ガスとの熱交換を行う複数本のＵ
字状管のうち、互いに隣接するもののＵ字曲げ部の中心
位置に段差を付けたものである。
【００１０】
【作用】この発明におけるＵ字状管は、隣接するものが
互いにＵ字曲げ部で段差を生じているため、熱応力や外
力を受けても相互に干渉しにくくなり、各Ｕ字状管相互
の均等幅の隙間を常時確保し、高温の燃焼ガスとの接触
を均等に行えるようにする。
互いにＵ字曲げ部で段差を生じているため、熱応力や外
力を受けても相互に干渉しにくくなり、各Ｕ字状管相互
の均等幅の隙間を常時確保し、高温の燃焼ガスとの接触
を均等に行えるようにする。
【００１１】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１および図２において、１はシリンダ、２はこ
のシリンダ１内を往復動するディスプレーサで、これが
シリンダ１内に隔成した閉鎖空間６内のガスを、等容加
熱，等温膨張，等容冷却，等温圧縮するように機能す
る。
する。図１および図２において、１はシリンダ、２はこ
のシリンダ１内を往復動するディスプレーサで、これが
シリンダ１内に隔成した閉鎖空間６内のガスを、等容加
熱，等温膨張，等容冷却，等温圧縮するように機能す
る。
【００１２】３，４，５はシリンダ１の上部に筒状に立
ち上げるように配置されたガス流通用の複数本のＵ字状
管で、各一端が閉鎖空間６内に、各他端が閉鎖空間６外
のガス通路（図示しない）に連通するように、略等間隔
にて並設されている。そして、これらの各Ｕ字状管３，
４，５のうち互いに隣接するものどうしは、Ｕ字曲げ部
３ａ，４ａ，５ａにて前後方向に干渉することがないよ
うに、図２に示すように一方が他方に対し筒内方向へ折
り曲げられている。
ち上げるように配置されたガス流通用の複数本のＵ字状
管で、各一端が閉鎖空間６内に、各他端が閉鎖空間６外
のガス通路（図示しない）に連通するように、略等間隔
にて並設されている。そして、これらの各Ｕ字状管３，
４，５のうち互いに隣接するものどうしは、Ｕ字曲げ部
３ａ，４ａ，５ａにて前後方向に干渉することがないよ
うに、図２に示すように一方が他方に対し筒内方向へ折
り曲げられている。
【００１３】また、この発明では、上記Ｕ字状管３，
４，５は、互いに隣接するもののＵ字曲げ部３ａ，４
ａ，５ａの中心位置に、図３に示すような段差を付けて
ある。従って、これらの隣接するＵ字曲げ部３ａ，４
ａ，５ａの高さ位置が相互に異なることとなる。
４，５は、互いに隣接するもののＵ字曲げ部３ａ，４
ａ，５ａの中心位置に、図３に示すような段差を付けて
ある。従って、これらの隣接するＵ字曲げ部３ａ，４
ａ，５ａの高さ位置が相互に異なることとなる。
【００１４】次に動作について説明する。まず、複数の
Ｕ字状管３，４，５からなる筒状部７内を燃焼室とし
て、シリンダ１の外部で燃料を燃焼する。すると、各Ｕ
字状管３，４，５内の作動流体であるヘリウムなどの上
記ガスが燃焼ガス熱を受けて加熱され、つまり熱交換さ
れて膨張し、圧力上昇して閉鎖空間６内に送り込まれ
る。
Ｕ字状管３，４，５からなる筒状部７内を燃焼室とし
て、シリンダ１の外部で燃料を燃焼する。すると、各Ｕ
字状管３，４，５内の作動流体であるヘリウムなどの上
記ガスが燃焼ガス熱を受けて加熱され、つまり熱交換さ
れて膨張し、圧力上昇して閉鎖空間６内に送り込まれ
る。
【００１５】このため、シリンダ１内にあるそのガスの
圧力を受けてディスプレーサ２が復動する。一方、閉鎖
空間６内のガスを冷却すると、圧力が低下するため、デ
ィスプレーサを往動し、外燃機関としての動力を出力す
る。
圧力を受けてディスプレーサ２が復動する。一方、閉鎖
空間６内のガスを冷却すると、圧力が低下するため、デ
ィスプレーサを往動し、外燃機関としての動力を出力す
る。
【００１６】この場合において、上記各Ｕ字状管３，
４，５は、Ｕ字曲げ部３ａ，４ａ，５ａについて中心位
置が上下方向に段差を持っているため、これらのＵ字曲
げ部３ａ，４ａ，５ａが並列方向に相互に干渉すること
ができなくなり、各隣接するＵ字状管３，４，５どうし
の隙間ａが均一に保たれ、従って、燃焼ガスの流速分布
も均一化し、燃焼ガス熱の管内ガスに対する熱交換を効
率化することができる。
４，５は、Ｕ字曲げ部３ａ，４ａ，５ａについて中心位
置が上下方向に段差を持っているため、これらのＵ字曲
げ部３ａ，４ａ，５ａが並列方向に相互に干渉すること
ができなくなり、各隣接するＵ字状管３，４，５どうし
の隙間ａが均一に保たれ、従って、燃焼ガスの流速分布
も均一化し、燃焼ガス熱の管内ガスに対する熱交換を効
率化することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シリ
ンダの上部の筒状部内で燃焼ガスと管内ガスとの熱交換
を行う複数本のＵ字状管のうち、互いに隣接するものの
Ｕ字曲げ部の中心位置に段差を付けるように構成したの
で、隣接する上記Ｕ字曲げ部どうしの干渉がなくなり、
従って、隣接するＵ字状管間の隙間が均一になり、燃焼
ガス熱のＵ字状管の管内ガスへの熱交換率を向上できる
ものが得られる効果がある。
ンダの上部の筒状部内で燃焼ガスと管内ガスとの熱交換
を行う複数本のＵ字状管のうち、互いに隣接するものの
Ｕ字曲げ部の中心位置に段差を付けるように構成したの
で、隣接する上記Ｕ字曲げ部どうしの干渉がなくなり、
従って、隣接するＵ字状管間の隙間が均一になり、燃焼
ガス熱のＵ字状管の管内ガスへの熱交換率を向上できる
ものが得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるスターリングエンジ
ンの高温熱交換器を示す平面図である。
ンの高温熱交換器を示す平面図である。
【図２】図１におけるスターリングエンジンの高温熱交
換器付近を示す断面図である。
換器付近を示す断面図である。
【図３】図１におけるＵ字状管の配列を示す要部の側面
図である。
図である。
【図４】従来のスターリングエンジンの高温熱交換器を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図５】図４におけるスターリングエンジンの高温熱交
換器付近を示す縦断面図である。
換器付近を示す縦断面図である。
【図６】従来のＵ字状管の配列を示す側面図である。
１ シリンダ ２ ディスプレーサ ３，４，５ Ｕ字状管 ３ａ，４ａ，５ａ Ｕ字曲げ部 ６ 閉鎖空間 ７ 筒状部
Claims (1)
- 【請求項１】 シリンダ内で往復動するディスプレーサ
と、該ディスプレーサによって上記シリンダ内に形成さ
れた閉鎖空間と、該閉鎖空間に連通し、かつ上記シリン
ダの上部に筒状に立ち上がるように配置されて、その筒
状部内で燃焼ガスと管内ガスとの熱交換を行う複数本の
Ｕ字状管とを備えたスターリングエンジンの高温熱交換
器において、上記Ｕ字状管のうち、互いに隣接するもの
のＵ字曲げ部の中心位置に段差を付けたことを特徴とす
るスターリングエンジンの高温熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35303591A JPH05172003A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | スターリングエンジンの高温熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35303591A JPH05172003A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | スターリングエンジンの高温熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172003A true JPH05172003A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18428130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35303591A Pending JPH05172003A (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | スターリングエンジンの高温熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172003A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005042958A1 (ja) | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Japan Aerospace Exploration Agency | スターリングエンジン |
-
1991
- 1991-12-18 JP JP35303591A patent/JPH05172003A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005042958A1 (ja) | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Japan Aerospace Exploration Agency | スターリングエンジン |
| EP1683955A1 (en) * | 2003-10-30 | 2006-07-26 | Japan Aerospace Exploration Agency | Stirling engine |
| EP1683955B1 (en) * | 2003-10-30 | 2019-03-27 | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology | Stirling engine |
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