JPH05272407A - Heater head of hot gas engine - Google Patents

Heater head of hot gas engine

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Publication number
JPH05272407A
JPH05272407A JP6641792A JP6641792A JPH05272407A JP H05272407 A JPH05272407 A JP H05272407A JP 6641792 A JP6641792 A JP 6641792A JP 6641792 A JP6641792 A JP 6641792A JP H05272407 A JPH05272407 A JP H05272407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heater
heater tubes
tubes
working gas
tube
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
Application number
JP6641792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Ouchi
内 弘 之 大
Tetsumi Watanabe
辺 哲 美 渡
Shinji Hayashi
真 司 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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 by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP6641792A priority Critical patent/JPH05272407A/en
Publication of JPH05272407A publication Critical patent/JPH05272407A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To heat working gas in each heater tube uniformly by arranging fin on a center heater tube, and relatively enlarging the interval between a pair of heater tubes arranged on the center thereof from the interval between a pair of outer heater tubes. CONSTITUTION:A plurality of heater tubes 16 are provided to connect a cylinder 17 to a heat accumulator housing 18. Those heater tubes 16 are arranged circumferentially on manifolds 19, 21, and fins 22, 23 are arranged on heater tubes 16a, 16b arranged on the center side while uniformalizing the diameters r0 of respective heater tubes 16. The interval S1 between the heater tubes 16a, 16b arranged on the center side is enlarged relatively from the interval S3 of the heater tubes 16c, 16d arranged outward. It is thus possible to increase an endothermic mount so as to heat working gas in respective heater tubes 16a to 16d uniformly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱ガス機関のヒータヘ
ツドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heater head for a hot gas engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】スターリング機関の燃焼器の従来技術と
して、例えば実開昭60−155759号公報に開示さ
れた「熱ガス機関のヒータヘツド」がある。この従来技
術を図4に基づいて説明すると、熱ガス機関の膨張空間
71を構成するシリンダ72と蓄熱器ハウジング73と
はヒータチユーブ74を介して接続される。ここで、複
数のヒータチユーブ74を介在させるためにシリンダ7
2とヒータチユーブ74との間および蓄熱器ハウジング
73とヒータチユーブ74との間には、それぞれマニホ
ールド75,76が配設される。そして、膨張空間71
と図示しない圧縮空間との間を蓄熱器ハウジング73お
よびヒータチユーブ74を介して作動ガスが往復流す
る。
2. Description of the Related Art As a conventional technique for a combustor of a Stirling engine, there is, for example, "Heater gas engine heater head" disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-155759. This conventional technique will be described with reference to FIG. 4. A cylinder 72 forming an expansion space 71 of a hot gas engine and a heat storage housing 73 are connected via a heater tube 74. Here, in order to interpose a plurality of heater tubes 74, the cylinder 7
Manifolds 75 and 76 are arranged between the heater 2 and the heater tube 74, and between the heat storage housing 73 and the heater tube 74, respectively. And the expansion space 71
The working gas reciprocates between the compression space (not shown) and the compression space (not shown) via the heat storage housing 73 and the heater tube 74.

【0003】このとき、シリンダ72とマニホールド7
5との接続部および蓄熱器ハウジング73とマニホール
ド75との接続部においてそれぞれ絞り部77,78が
存在するため、マニホールド75,76の中央に作動ガ
スの流れが集中してしまう。
At this time, the cylinder 72 and the manifold 7
Since the throttle portions 77 and 78 are present at the connection portion with 5 and the connection portion between the heat storage housing 73 and the manifold 75, the flow of the working gas concentrates at the center of the manifolds 75 and 76.

【0004】この作動ガスの集中により複数のヒータチ
ユーブ74には作動ガス流量のばらつきが生じ、作動ガ
スの効率良い加熱ができない。そこで、マニホールド7
5,76内の中央にそれぞれ整流板79,80を配設し
て、外側に配設されたヒータチユーブ74にも作動ガス
が流れやすくなるようにして、複数のヒータチユーブ7
4全体に均一に作動ガスが流れるようにしている。
The concentration of the working gas causes variations in the flow rate of the working gas in the plurality of heater tubes 74, so that the working gas cannot be efficiently heated. So manifold 7
Rectifying plates 79 and 80 are arranged in the centers of the heater tubes 5 and 76, respectively, so that the working gas can easily flow to the heater tubes 74 arranged outside.
The working gas is made to flow uniformly over the entire area.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この整流板
79,80の存在により、作動ガスの流れの拡大・縮小
が生じ、作動ガスの圧損が増加してしまう。この結果、
熱ガス機関の出力減少といつた不具合を有することとな
る。
However, due to the presence of the straightening vanes 79 and 80, the flow of the working gas is enlarged or reduced, and the pressure loss of the working gas is increased. As a result,
This leads to a decrease in the output of the hot gas engine and a malfunction.

【0006】そこで、本発明では、作動ガスの流れを阻
害することなく、複数のヒータチユーブ内において作動
ガスを均一に加熱することを、その技術的課題とする。
Therefore, it is a technical object of the present invention to uniformly heat the working gas in the plurality of heater tubes without obstructing the flow of the working gas.

【0007】[0007]

【発明の構成】[Constitution of the invention]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、シ
リンダと蓄熱器ハウジングとを接続する複数のヒータチ
ユーブと、シリンダとヒータチユーブとの間、および蓄
熱器ハウジングとヒータチユーブとの間にそれぞれ配設
されるマニホールドとから熱ガス機関のヒータヘツドを
構成し、ヒータチユーブはマニホールド上において円周
状に配列され、各ヒータチユーブの管径を均一にすると
共に、中央側に配列されるヒータチユーブにフインを配
設し、且つ中央側に配列されるヒータチユーブ同士の間
隔を、外側に配列されるヒータチユーブ同士の間隔より
も相対的に広くしたことである。
The technical means of the present invention taken to solve the above-mentioned technical problems of the present invention is a plurality of heater tubes connecting a cylinder and a regenerator housing, and a cylinder and a heater. A heater head of the hot gas engine is configured with a manifold arranged between the heater tube and the heat accumulator housing and between the heater tube and the heater tube. The heater tubes are circumferentially arranged on the manifold, and In addition to making the tube diameter uniform, the fins are arranged on the heater tubes arranged on the center side, and the distance between the heater tubes arranged on the center side is more relative to the distance between the heater tubes arranged on the outside. That is to make it wider.

【0009】[0009]

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、中央側
に配列されたヒータチユーブにフインを配設したこと
で、そこでの吸熱量が増大し、どのチユーブ内の作動ガ
スも均一に加熱される。
According to the above-mentioned technical means of the present invention, since the fins are arranged in the heater tubes arranged on the center side, the amount of heat absorbed therein increases, and the working gas in any of the tubes is heated uniformly. To be done.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明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いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the technical means of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0011】図1に熱ガス機関のヒータヘツドを示す。
ここで、熱ガス機関の燃焼空間11は断熱材を有するハ
ウジング12により構成され、ハウジング12の頂部中
央には燃料噴射ノズル13およびスワラ14が配設され
ている。このスワラ14は燃焼用空気に旋回流を与える
もので、図示しない空気予熱器およびブロワと通路15
を介して連通している。燃焼空間11の下部には熱ガス
機関のヒータチユーブ16が複数配設されている。この
ヒータチユーブ16は、シリンダ17と蓄熱器ハウジン
グ18とを接続し、ヒータチユーブ16とシリンダ17
との間、およびヒータチユーブ16と蓄熱器ハウジング
18との間にそれぞれマニホールド19,21が配設さ
れている。尚、燃焼空間11で生成された燃焼ガスの排
気ガスは排気出口20より空気予熱器へと流出する。
FIG. 1 shows a heater head of a hot gas engine.
Here, the combustion space 11 of the hot gas engine is composed of a housing 12 having a heat insulating material, and a fuel injection nozzle 13 and a swirler 14 are arranged at the center of the top of the housing 12. The swirler 14 gives a swirling flow to the combustion air, and an unillustrated air preheater and blower and a passage 15 are provided.
Through the. Below the combustion space 11, a plurality of heater tubes 16 of a hot gas engine are arranged. The heater tube 16 connects the cylinder 17 and the heat storage housing 18, and the heater tube 16 and the cylinder 17 are connected to each other.
Manifolds 19 and 21 are arranged between the heater tube 16 and the heat storage housing 18, respectively. The exhaust gas of the combustion gas generated in the combustion space 11 flows out from the exhaust outlet 20 to the air preheater.

【0012】図2において、複数のヒータチユーブ16
a,16b,16c,16dはマニホールド19,21
上において円周状に配列され、その各管径はいずれもr
0であり均一とされている。しかし、中央側に配列され
作動ガスの流れやすいヒータチユーブ16a,16bに
はフイン22,23がそれぞれ配設されている。また、
中央側に配列されるヒータチユーブ16a,16b同士
およびヒータチユーブ16b,16c同士の間隔s1,
s2を、外側に配列されるヒータチユーブ16c,16
d同士の間隔よりも相対的に広くしている。尚、本実施
例では各間隔の関係はs1>s2>s3となつている。
尚、ヒータチユーブ16の配列は図3においても左右対
象となつている。
In FIG. 2, a plurality of heater tubes 16 are provided.
a, 16b, 16c, 16d are manifolds 19, 21
The pipes are arranged in a circular shape on the upper side, and each pipe diameter is r
It is 0 and is considered to be uniform. However, the fins 22 and 23 are arranged in the heater tubes 16a and 16b arranged on the center side so that the working gas easily flows. Also,
Spaces s1 between the heater tubes 16a and 16b arranged on the center side and between the heater tubes 16b and 16c.
s2 is a heater tube 16c, 16 arranged outside
It is relatively wider than the interval between d. In this embodiment, the relationship between the intervals is s1>s2> s3.
The arrangement of the heater tubes 16 is symmetrical in FIG. 3 as well.

【0013】以上の構成を有する熱ガス機関のヒータヘ
ツドの作動について説明する。
The operation of the heater head of the hot gas engine having the above construction will be described.

【0014】図示しないブロワより給送された空気は、
空気予熱器において高温排気ガスにより予熱され、昇温
してスワラ14へと導かれる。スワラ14により旋回流
が付与された空気は燃料噴射ノズル13から噴射された
燃料と混合され、点火されて連続燃焼を行う。この連続
燃焼によつて発生した高温燃焼ガスはヒータチユーブ1
6へと導かれる。ここで、高温燃焼ガスとヒータチユー
ブ16内を流れる作動ガスとの間で熱交換が行われ、ヒ
ータチユーブ16内の作動ガスが昇温すると共に燃焼ガ
スが降温し、燃焼ガスは燃焼空間11内の上方に位置す
る排気ガス出口20から空気予熱器を介して外部へと排
出される。
The air sent from a blower (not shown) is
It is preheated by the high-temperature exhaust gas in the air preheater, heated, and guided to the swirler 14. The air to which the swirl flow is given by the swirler 14 is mixed with the fuel injected from the fuel injection nozzle 13 and ignited to perform continuous combustion. The high temperature combustion gas generated by this continuous combustion is the heater tube 1
Guided to 6. Here, heat exchange is performed between the high-temperature combustion gas and the working gas flowing in the heater tube 16, the working gas in the heater tube 16 is heated and the combustion gas is cooled, and the combustion gas is burned in the combustion space 11. Is exhausted to the outside from the exhaust gas outlet 20 located above.

【0015】ここで、作動ガスは中央に配設されたヒー
タチユーブ16a,16bに集中しやすいが、ヒータチ
ユーブ16a,16bにはフイン22,23が配設され
ているため、そこでの吸熱量が増大する。尚、中央側で
の隣合うヒータチユーブ同士の間隔が広くなつているの
で、高温燃焼ガスの流量が多くなり、前述の吸熱量の増
大に対応できると共に、フイン22,23による流動抵
抗を相殺できる。一方、外側のヒータチユーブ16c,
16dには相対的に少量の作動ガスしか流れないが、フ
インが配設されていないために、そこでの吸熱量は相対
的に小さくなる。この結果、ヒータチユーブ16全体の
作動ガスの流れにはばらつきがあるが、配設位置によつ
て燃焼ガスからの吸熱量が作動ガス流量に比例するの
で、ヒータチユーブ16全体において作動ガスが均一に
加熱される。
Here, the working gas tends to concentrate on the heater tubes 16a and 16b arranged in the center, but since the fins 22 and 23 are arranged on the heater tubes 16a and 16b, the amount of heat absorbed there. Increase. Since the distance between the adjacent heater tubes on the center side is wide, the flow rate of the high temperature combustion gas increases, which can cope with the increase in the amount of heat absorption described above and can offset the flow resistance due to the fins 22 and 23. .. On the other hand, the outer heater tube 16c,
Only a relatively small amount of working gas flows through 16d, but the heat absorption amount there is relatively small because no fins are provided. As a result, the flow of the working gas throughout the heater tube 16 varies, but since the amount of heat absorbed from the combustion gas is proportional to the flow rate of the working gas depending on the installation position, the working gas is evenly distributed throughout the heater tube 16. Be heated.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上に示した様に本発明では、中央側に
配列されるヒータチユーブにフインを配設したことで、
作動ガスの吸熱量がマニホールド内での作動ガスの流量
分布に比例し、それと共に、吸熱量に比例して、中央側
に配列されるヒータチユーブ同士の間隔を外側に配列さ
れるヒータチユーブ同士の間隔よりも相対的に広くした
ことで、全体として作動ガスは均一に加熱される。
As described above, in the present invention, the fins are arranged in the heater tube arranged on the center side,
The heat absorption amount of the working gas is proportional to the flow rate distribution of the working gas in the manifold, and the heat absorption amount is proportional to the heat absorption amount. By making it relatively wider than the interval, the working gas is heated uniformly as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例の熱ガス機関のヒータヘツドの全
体構成図を示す。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a heater head of a hot gas engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における要部拡大断面図を示す。FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of a main part in FIG.

【図3】従来技術の熱ガス機関のヒータヘツドの構成図
を示す。
FIG. 3 shows a configuration diagram of a heater head of a conventional hot gas engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

17 シリンダ、 18 蓄熱器ハウジング、 16 ヒータチユーブ、 19,21 マニホールド、 22,23 フイン、 17 cylinders, 18 heat storage housing, 16 heater tubes, 19 and 21 manifolds, 22 and 23 fins,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダと蓄熱器ハウジングとを接続す
る複数のヒータチユーブと、 前記シリンダと前記ヒータチユーブとの間、および前記
蓄熱器ハウジングと前記ヒータチユーブとの間にそれぞ
れ配設されるマニホールドとを有し、 前記ヒータチユーブは前記マニホールド上において円周
状に配列され、各ヒータチユーブの管径を均一にすると
共に、 中央側に配列される前記ヒータチユーブにフインを配設
し、且つ中央側に配列される前記ヒータチユーブ同士の
間隔を、外側に配列される前記ヒータチユーブ同士の間
隔よりも相対的に広くしたことを特徴とする熱ガス機関
のヒータヘツド。
1. A plurality of heater tubes connecting a cylinder and a regenerator housing, a manifold disposed between the cylinder and the heater tube, and between the regenerator housing and the heater tube, respectively. The heater tubes are circumferentially arranged on the manifold to make the tube diameter of each heater tube uniform, and to arrange the fins in the heater tubes arranged on the center side, and A heater head for a hot gas engine, wherein a space between the heater tubes arranged in the above is relatively wider than a space between the heater tubes arranged outside.
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