JPH06615Y2 - スターリングエンジン用空気予熱器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案はスターリングエンジン用空気予熱器に関す
る。

（従来の技術） 外燃機関であるスターリングエンジンに於ては、例えば
特開昭５９−２５０６２に示すようなタイプのものが挙
げられるが、それは第１図に示すようにシリンダー１内
の作動ピストン２によりシリンダー１を圧縮室３と膨脹
室４とに区画し、隣り合うシリンダー５の圧縮室６をク
ーラー７、蓄冷器８及びヒーター９を介して膨脹室４に
接続する。

同様にシリンダー１の圧縮室３を図示せざるクーラー、
蓄冷器及びヒーター１０を介して隣り合うシリンダー５
の膨脹室１１に接続する。

ヒーター９及び１０は燃焼室１２の周囲に配列され、燃
焼室１２の上部中央には燃料供給用ノズル１３を配す
る。

一方燃焼用空気は矢印にて示すようにその供給ダクト
１４から燃焼室１２の周囲を通り、天井１５に入り、燃
焼器１６によって燃焼室１２内に供給される。他方排気
ガスは矢印にて示すように燃焼室１２の周囲を通って
別の排気ガス用ダクト１６を介して外部へと放出され
る。スターリングエンジンはシリンダ１及び５内の作動
ガスの膨脹・圧縮によって作動ピストン２及び１７を往
復動させて出力を得ているが、その出力は膨脹室４及び
１１に供給される作動ガスをヒーター９及び１０でいか
に高温にさせるかによって決められる。従って供給用ノ
ズル１３からの燃料を完全燃焼させて、燃焼室１２内の
温度を高温にさせることは極めて重要である。一般に燃
料の完全燃焼を図る為に燃焼用空気を予熱しておくこと
は有効な手段であるが、スターリングエンジンに於て
も、排気ガスの排熱を利用して、排気ガスと燃焼用空気
とを予熱器１８で熱交換させ、燃焼用空気の昇温を図っ
ている。

第２図で、予熱器１８を中心とした部分を詳述すると、
燃焼用空気は矢印で示す様に、空気吸入口１９から導
入され、下方空気通路２０を介して筒体２１の内方を上
方へ向って流れ、上方空気通路２２を経て燃焼器２３に
よって燃焼室１２へ入り、ノズル１３から供給される燃
料と混合して燃焼する。

一方燃焼後の排気ガスは矢印で示す様に、排気ガス流
入口２４から入り、バッフルプレート２５、２６、２７
及び２８により流れ方向を変換され、前述の燃焼空気の
下方から上方への流れ方向とクロスする如く別の通路を
通ってジグザグに流れ、排気ガス流出口２９から外界へ
と放出される。

このようにして燃焼空気と排気ガスとは互いに混り合う
ことなく、且つ極めて近接し合った夫々別通路内を流入
及び流出することにより、排気ガスの熱で燃焼空気は温
度上昇し、前述の様に熱交換により予熱され、燃料の完
全燃焼を図っている。

更に第３図で予熱器１８について詳述すると、横断面長
方形の内部空間を備えた筒体２１は上方フランジ３０及
び上方フランジ３１に両端部付近が嵌入し、夫々の嵌入
部分全周はハンダ付けされ、左右等間隔に多数整列状態
に配置されて、一つのユニット即ち予熱器１８が構成さ
れている。

個々の筒体２１の内方室間内には、丁度トタン板の様な
形状の縦方向波状フイン３２が全長及び全幅にわたって
嵌め込まれ、筒体２１とフイン３２とはハンダ付けで固
定され、内方空間を縦方向の何条かの空気通路に区画し
ている。

更に夫々の筒体２１間及び上方・下方フランジ３０、３
１間に形成された外方室間内には、横方向波状フイン３
３が全長及び全幅にわたって嵌め込まれ、夫々の筒体２
１の対向させる外面とフイン３３とはハンダ付けで固定
され、外方空間内を横方向の何条かの排気ガス通路に区
画している。

（考案が解決しようとする問題点） 前述の予熱器１８は熱交換の効率向上を図るためには、
縦及び横方向波状フインの各隙間を小さくする事が必要
であるが、その為には筒体及び波状フインの寸法精度を
高めなくてはならずコストアップの要因となっており、
又、波形フインの形状により、予熱器全体の形状が規定
されるために設計上の自由度が損なわれるといった不具
合があった。

本考案はこれら不具合を解消することをその技術的課題
とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記した技術的課題を解決するために、本考案において
講じた手段は、上方フランジ及び下方フランジに各筒体
の上方及び下方端部を嵌入して両者を固着し、各筒体内
部空間には２枚の縦方向波状フインを対向かつ間隙を隔
てて内壁面に夫々固着し、各筒体外部空間には２枚の横
方向波状フインを対向かつ間隙を隔てて外壁面に夫々固
着して空気及び排気ガス通路を形成したユニットを、燃
焼室の囲りに適数個配設したスターリングエンジン用空
気予熱器を構成したことである。

（作用） 上記技術的手段は、次の様に作用する。

完全分離された筒体内部空間及び筒体外部空間内を夫々
燃焼用空気及び燃焼後排気ガスが流動することにより熱
交換が行なわれ、燃焼用空気の予熱が図られる。

（実施例） 第４図は本考案を具体化した一実施例を示すが、予熱器
３４は次の様に構成される。

上方フランジ３５及び下方フランジ３６には夫々の筒体
３７の両端部が嵌入し、その嵌入全周部分はロー付けさ
れており、夫々の筒体３７は左右方向に等間隔に整列配
置されている。

夫々の筒体３７の内部空間には２枚の縦方向波状フイン
３８、３９が、３８は左側内側壁面に、３９は右側内側
壁面に夫々両フイン３８、３９間に適当な間隙を隔てた
状態で、全長、全幅にわたってロー付けで固定される。

即ち内部空間には縦方向の３条の空気通路が形成され
る。

又、夫々の筒体３７の対向せる両外面と、上方及び下方
フランジ３５、３６とで囲まれた外部空間には横方向波
状フイン４０、４１が全長、全幅にわかって、４０は右
側外側壁面に、４１は左側外側壁面に夫々両フイン４
０、４１間に適当な間隙を隔てた状態がロー付けで固定
される。

即ち外部空間には横方向の３条の排気ガス通路が形成さ
れる。

このようにして区画形成された空気通路及び排気ガス通
路内を燃焼用空気と排気ガスが流入、流出することによ
り、熱交換作用が行なわれ、燃焼用空気が予熱される。

尚、空気通路と排気ガス通路は逆にしてもよく、特に横
方向波状フインを縦方向波状フインに置換しても関連部
品・構造を若干変更すれば、同様の作用効果を得られ
る。

（考案の効果） 本考案によれば、縦・横方向の波状フインを共に夫々適
当間隙を隔てた状態で対向配置せしめたので、各筒体の
内部空間と縦方向波状フイン並びに各筒体間の外部空間
と横方向波状フイン間の夫々の寸法精度は格別要求され
ず製作が容易となる。又、筒体の形状は長方形に限ら
ず、円環状、楕円環状、トラック環状等何れの形状に対
しても、同じ形状の波状フインで対応でき、筒体の形状
によって波状フインを使い分ける必要もなく、同じ形状
の波状フインの用性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はスターリングエンジンの要部中央縦断面図、 第２図は予熱器部分の詳細断面図、 第３図は従来の予熱器の斜視図、 第４図は本考案予熱器の一実施例を示す斜視図である。 ３４：ユニット（空気予熱器）、 ３５：上方フランジ、 ３６：下方フランジ、 ３７：筒体、 ３８、３９：縦方向波状フイン、 ４０、４１：横方向波状フイン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上方フランジ３５及び下方フランジ３６に
   各筒体３７の上方及び下方端部を嵌入して両者を固着
   し、各筒体内部空間には２枚の縦方向波状フイン３８、
   ３９を対向かつ間隙を隔てて内壁面に夫々固着し、各筒
   体外部空間には２枚の横方向波状フイン４０、４１を対
   向かつ間隙を隔てて外壁面に夫々固着して空気及び排気
   ガス通路を構成したユニットを、燃焼室の囲りに適数個
   配設した事を特徴とするスターリングエンジン用空気予
   熱器。