JPH07279757A - スターリングエンジン用燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スターリングエンジンに要求される高負荷燃
焼、短炎化燃焼、高ターンダウン比を達成でき、かつ、
低ＮＯｘの燃焼器を提供すること。 【構成】 石油液体燃料用のスプレイヤ３８の周囲に燃
焼用空気を供給する燃焼用空気供給路５２を設け、この
空気供給路５２を燃焼室１１と区画する一方、空気供給
路５２内を流通する燃焼用空気の流れによる吸引力によ
り、燃焼室１１内の燃焼排ガスの一部を空気供給路５２
内の燃焼用空気に混入させる排ガス循環路５３を設けた
スターリングエンジン用燃焼器１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スターリングエンジン
用燃焼器に関するもので、特に燃料として灯油等の石油
液体燃料を用いるものに好適である。

【０００２】

【背景技術】スターリングエンジンは高効率、低公害性
（低騒音）、燃料多様性等の魅力ある特徴を有している
ことから、国内外で多くの研究開発と用途開発が進めら
れている。近年は、コンピュータによる設計・計測、解
析技術が進歩し、エンジン性能が著しく向上して環境問
題への対応が期待できるエンジンである。ところで、従
来のスターリングエンジン用燃焼器の燃料はＬＮＧ（天
然ガス）等の気体燃料を使用しており、ＮＯｘ（窒素酸
化物）の排出量が少ないため、その低減検討を行う必要
はなく、特別な低ＮＯｘ用の燃焼器も開発されていな
い。一方、燃料多様化の要請から、スターリングエンジ
ン用燃焼器に石油液体燃料の使用も考えられるが、実際
には、石油液体燃料を使用しての高負荷、短炎化燃焼と
高ターンダウン比、さらにＮＯｘを低減できるスターリ
ングエンジン用の燃焼器は存在していない。ここに、タ
ーンダウン比とは、燃焼器において、単位時間当りの燃
料使用量を調節できる範囲の最小量と最大量との比であ
る。

【０００３】図６には、一般の気体燃料用スターリング
エンジンの概略構成が示されている。図において、スタ
ーリングエンジン１００は、本体１０１を備え、この本
体１０１内には、複数のパワーピストン１０２が軸方向
移動自在に収納され、このパワーピストン１０２にはロ
ッド１０３およびボールジョイント１０４を介して駆動
部のガイドピストン１０５が連結されている。このガイ
ドピストン１０５内に収納された一対の半球状シュウ１
０６を介して、出力軸１０７に固定された斜板１０８が
挟持されている。これにより、パワーピストン１０２の
軸方向移動に伴って駆動されるガイドピストン１０５に
より、斜板１０８は軸方向に押圧されて回転し、出力軸
１０７に回転運動が得られるようになっている。この
際、出力軸１０７は、スラスト軸受１０９により軸方向
力を、ラジアル軸受１１１により半径方向力をそれぞれ
支持されている。

【０００４】パワーピストン１０２が収納されるピスト
ン室１１２の一端、図中左（下）端には、ヒータチュー
ブ（加熱器）１１３の一端が連結され、ヒータチューブ
１１３の他端は再生器（蓄熱器）１１４に連結されてい
る。この再生器１１４に連結された冷却器１１５は、圧
縮側の作動ガス（通常、ヘリウムガス）流路１１６を介
して当該ピストン室１１２とは異なるピストン室１１２
の他端、図中右（上）端に連通されている。例えば、複
動四ピストン型の場合、第１〜第４の４つのピストン室
１１２は９０度等配位置に配置され、第１のピストン室
１１２の一端に連結されたヒータチューブ１１３の他端
は、９０度位相のずれた第２のピストン室１１２の他端
に連結され、この第２のピストン室１１２の一端に連結
されたヒータチューブ１１３は第３のピストン室１１２
の他端に連結される。以下、同様にして第３のピストン
室１１２の一端と第４のピストン室１１２の他端、第４
のピストン室１１２の一端と第１のピストン室１１２の
一端とがそれぞれヒータチューブ１１３で連結される。

【０００５】本体１０１のピストン室１１２を形成する
部分の周囲は、耐火性の底部断熱材１１７で被覆され、
この底部断熱材１１７から突出したヒータチューブ１１
３の周囲は、所定間隔を置いて同じく耐火性でリング状
の内周断熱材１１８で囲われている。内周断熱材１１８
の外周には、円筒状の熱交換器１２０が配置されてい
る。この熱交換器１２０は、燃焼用空気通路１２１およ
び燃焼排ガス通路１２２が仕切り壁で仕切られて交互に
形成された複数の円筒セグメント状の熱交換器単体が、
円筒状に連結されて構成されている。この熱交換器１２
０の周囲には、ステンレス板等からなる筒体１２３を介
して耐火性の外筒１２４が配置され、この外筒１２４は
本体１０１に連結固定されている。また、外筒１２４の
周囲には、燃焼用空気導入口１２５および排ガス排出口
１２６が形成され、それぞれ熱交換器１２０の空気通路
１２１および排ガス通路１２２に連通されている。

【０００６】筒体１２３の外端、図中左（下）端には、
隔壁１２７が取付けられるとともに、隔壁１２７の中心
部を貫通して円筒状のライナ１２８が固着されている。
このライナ１２８の一端、ヒータチューブ側端部には保
炎用の皿状部材１２９が一体に形成され、この皿状部材
１２９の外周縁は隔壁１２７に固着されている。また、
ライナ１２８の他端には、複数枚の固定の案内羽根を有
する空気旋回器１３１が取付けられ、この空気旋回器１
３１により燃焼用空気が旋回されながらライナ１２８内
に供給されるようになっている。この際、ライナ１２
８、皿状部材１２９、内周断熱材１１８および底部断熱
材１１７等に囲まれた空間により燃焼室１３２が形成さ
れている。

【０００７】なお、皿状部材１２９の一側、図中空気通
路１２１側に近い側は、一部破断して示されているが、
これはヒータチューブ１１３の形状を良好に描くため、
断面位置を変更したことにより生じたもので、実際は他
側と同様な断面形状を有している。

【０００８】外筒１２４には、内部に耐火断熱材層１３
３を有する鍋状のヘッドカバー１３４が固定され、この
ヘッドカバー１３４の中心部には、バーナ１３５が取付
けられている。また、熱交換器１２０の空気通路１２１
の一端は、隔壁１２７を貫通してヘッドカバー１３４内
に開口され、これにより、燃焼用空気は白抜き矢印に示
されるように、熱交換器１２０からヘッドカバー１３４
内に入り、空気旋回器１３１で旋回運動を付与されなが
らライナ１２８内に入り、バーナ１３５の周囲に供給さ
れるようになっている。

【０００９】このような構成において、バーナ１３５に
燃料を供給するとともに、着火すると、燃焼に伴う火炎
が燃焼室１３２に向かって形成される。この燃焼による
排ガスは黒い矢印で示されるように、ヒータチューブ１
１３を加熱した後ヒータチューブ１１３間を通り、熱交
換器１２０の排ガス通路１２２を経て排ガス排出口１２
６から排出される。この際、熱交換器１２０内では、排
ガスが燃焼用空気と熱交換して燃焼用空気を予熱し、こ
の予熱空気は、前述の白い矢印で示されるように、空気
旋回器１３１の案内羽根で旋回力を与えられてバーナ１
３５の周囲に供給され、バーナ１３５からの燃料とより
良く攪拌、混合されて良好な燃焼を行うこととなる。

【００１０】ヒータチューブ１１３内で加熱された作動
ガスは、ピストン室１１２のヘッド側内に流入してパワ
ーピストン１０２を押圧する。この押圧により、ロッド
１０３、ガイドピストン１０５等を介して斜板１０８が
押圧され、出力軸１０７に回転力が付与されることとな
る。

【００１１】一方、パワーピストン１０２を挟んでヒー
タチューブ１１３が連結されたヘッド側とは反対の底部
側の作動ガスは、パワーピストン１０２の斜板側への移
動に伴い押されて流出する。この流出する作動ガスは、
当該パワーピストン１０２が収納されるピストン室１１
２とは異なるパワーピストン室１１２のヘッド側に、作
動ガス流路１１６、冷却器１１５、再生器１１４および
ヒータチューブ１１３を介して流入してこの異なるパワ
ーピストン室１１２内のパワーピストン１０２を順次、
斜板側に押圧することとなる。この際、圧縮側の作動ガ
ス流路１１６から流出する作動ガスは、冷却器１１５に
より冷却されて体積が減少するため、その流出が速やか
に行われる。また、冷却器１１５を通過して再生器１１
４に流入すると、後述するように前回の作動ガスの逆方
向の流れの際に、予め暖められている再生器１１４から
熱を受領して予熱され、ヒータチューブ１１３内で加熱
が効率よく行われることとなる。

【００１２】１つのパワーピストン１０２の斜板側への
移動に伴い、このパワーピストン１０２とは１８０度反
対側に位置するパワーピストン１０２は、斜板１０８に
よりロッド１０３を介して反射板側、すなわちピストン
室１１２のヘッド側に移動される。この際、ヘッド側の
作動ガスは、ヒータチューブ１１３を介して再生器１１
４に流入し、この再生器１１４に熱を与えた後、冷却器
１１５で冷却されて異なるピストン室１１２の底部側に
スムーズに流入する。この作動ガスの移動時に、再生器
１１４に与えられる熱が前述の予め再生器１１４を暖め
る熱である。

【００１３】以下、同様にして各パワーピストン１０２
が順次斜板１０８に関与して出力軸１０７が回転される
こととなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スターリン
グエンジン用の燃焼器として要求される性能は、ターン
ダウン比を広く設定し、出力追従性を向上させた上で、
燃焼器を小型化する必要がある。また、スターリングエ
ンジン１００の燃焼室１３２は狭いため、この狭い空間
で十分な熱量を得るには高負荷燃焼させる必要がある。
一方、高負荷燃焼させることは強い火炎が発生すること
となるので、この火炎が直接スターリングエンジン１０
０のヒータチューブ１１３に当たると、ヒータチューブ
１１３を損傷する虞れがある。従って、ヒータチューブ
１１３の保護のため、短炎化燃焼させる必要もある。ち
なみに、燃焼室１３２の大きさは、１時間当り１０リッ
トルの燃料を燃焼させる燃焼器であっても、直径約３０
ｃｍ、長さ２０ｃｍ程度であり、火炎が大きいと、火炎
が容易にヒータチューブ１１３に直接接触してしまうも
のである。

【００１５】さらに、環境問題からは、燃焼排ガス中の
ＮＯｘの排出濃度を低減させることも、大きな課題とな
っている。石油液体燃料を用いた燃焼器では、天然ガス
と異なりまず完全燃焼させることが難しく、また、完全
燃焼させることによってＮＯｘの排出濃度が増加し、抑
制すれば不完全燃焼状態になり、ＣＯ（一酸化炭素）排
出濃度が増加してすす等が発生し、燃焼器内部、例えば
ヒータチューブ１１３や熱交換器１２０の排ガス通路１
２２内等に付着し、問題になってくる。特に、スターリ
ングエンジン１００は、前述のように燃焼室１３２が狭
いため、高負荷燃焼、短炎化燃焼させることが難しく、
ＮＯｘとＣＯ排出濃度は微妙な関係にある。

【００１６】例えば、一般の燃焼器においてＮＯｘを低
減するには、燃焼室の中心部にデフレクタ（邪魔板）を
設けて火炎を薄く拡がった形状とし、この拡がった火炎
の中心部に燃焼排ガスを循環接触させ、かつ、この拡が
りにより火炎からの熱放散を大きくして火炎温度を低下
させる方法や、燃焼用空気を二段階に分けて供給し、一
次燃焼域では低空気比燃焼を行わせる方法等がある。し
かし、これらは、いずれも燃焼室が大きい場合で、か
つ、高負荷燃焼、短炎化燃焼が必要ない場合に可能であ
って、そのままスターリングエンジン用には適用できな
いものである。

【００１７】本発明の目的は、石油液体燃料を用いたス
ターリングエンジン用燃焼器で高負荷燃焼、短炎化燃
焼、高ターンダウン比を達成し、さらにＮＯｘ排出濃度
を低減できるスターリングエンジン用燃焼器を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、前記目的を達成しつ
つ、小型化も可能なスターリングエンジン用燃焼器を提
供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼用空気の
流れを利用して排ガスの一部を燃焼用空気に混入させる
ようにした一種の排ガス再循環（ＥＧＲ）手段を設ける
ことにより、前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、石油液体燃料用のスプレイヤを有するとと
もに、このスプレイヤの周囲に燃焼用空気を供給する燃
焼用空気供給路を有し、スプレイヤからの燃料が燃焼す
る小容積燃焼室内にスターリングエンジン用ヒータチュ
ーブが臨ませられたスターリングエンジン用燃焼器であ
って、空気供給路を燃焼室と区画する一方、空気供給路
内を流通する燃焼用空気の流れによる吸引力により、燃
焼室内の燃焼排ガスの一部を空気供給路内の燃焼用空気
に混入させる排ガス循環路を設けたことを特徴とするス
ターリングエンジン用燃焼器である。

【００１９】本発明において、燃焼室に連通する排ガス
室を設けるとともに、この排ガス室を貫通する燃焼用空
気流通パイプを設け、このパイプにより前記燃焼用空気
供給路の一部を構成し、かつ、このパイプの排ガス室内
に位置する部分に排ガス吸引孔を形成し、パイプ内を流
通する燃焼用空気により排ガス吸引孔から排ガスを吸引
可能に構成してもよい。

【００２０】

【作用】本発明の構成において、スプレイヤからの燃料
に点火すると、燃料の燃焼に伴い空気供給路に燃焼用空
気の流れが生じ、この空気の流れによって生じる吸引力
で排ガス循環路から燃焼排ガスの一部が燃焼用空気内に
混入する。このため、燃焼室での燃焼がこの混入した排
ガスにより抑制され、燃焼温度がやや低下する。この燃
焼温度の低下によりＮＯｘの発生量が低下する。燃焼排
ガスの吸引は、燃焼用空気の流れを利用しているから、
燃焼器は大型化することがなく、小型化を達成できる。

【００２１】本発明において、燃焼室に連通する排ガス
室を設け、この排ガス室を貫通するパイプにより空気供
給路の一部を構成すれば、排ガスの吸引をより確実かつ
定量にでき、ＮＯｘの低減状態が十分に制御される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。ここにおいて、図１は本実施例の縦断面図、図
２は図１の略ＩＩ−ＩＩ線に沿い９０度角度を変換した
断面図、図３は要部の一部を切欠いた斜視図である。図
１において、本実施例に係るスターリングエンジン用燃
焼器１０の小容積の燃焼室１１内には、図示しないスタ
ーリングエンジンの本体部から突部された多数本のヒー
タチューブ１２が配置されている。このヒータチューブ
１２の周囲は、所定間隔を置いて耐火性でリング状の内
周断面材１３で囲われている。内周断面材１３の外周に
は、円筒状の熱交換器１４が配置されている。この熱交
換器１４は、燃焼用空気通路１５および燃焼排ガス通路
１６が仕切り壁１７で仕切られて交互に形成された複数
の円筒セグメント状の熱交換器単体１８（図２参照）
が、円筒状に連結されて構成されている。

【００２３】熱交換器１４の周囲には、ステンレス板等
からなる筒体１９を介して耐火性断熱材とステンレス外
板からなる外筒２１が配置され、この外筒２１は図示し
ないスターリングエンジン本体に連結固定されている。

【００２４】筒体１９および熱交換器１４の一端、すな
わち図１中左端には、隔壁２２が固着されるとともに、
この隔壁２２の中心孔２３を貫通して円筒状のライナ２
４が中心孔２３と所定間隔を置いて配置されている。こ
のライナ２４の燃焼室１１側の一端、図１中右端には保
炎用の皿状部材２５の内端が固着され、この皿状部材２
５の折返された外端は隔壁２２に固着されている。ま
た、ライナ２４の外周、中間部にはつば状壁２６が固着
されるとともに、このつば状壁２６と前記隔壁２２との
間には、略中空十字状に形成された囲み壁２７（図２、
図３参照）が固着されている。これにより、ライナ２
４、皿状部材２５、隔壁２２、囲み壁２７およびつば状
壁２６により囲まれた排ガス室２８が形成されている。
この排ガス室２８内は、皿状部材２５の折返し部に形成
された多数の貫通孔２９を介して燃焼室１１と連通さ
れ、燃焼室１１内の燃焼排ガスの一部が、図１中黒い矢
印で示されるように、排ガス室２８内に流入可能とされ
ている。

【００２５】ライナ２４の他端、図１中左端には、多数
の固定の案内羽根３１を有する空気旋回器３２が取付け
られ、この空気旋回器３２により燃焼用空気が旋回され
ながらライナ２４内に供給されるようになっている。ま
た、ライナ２４内には耐火性断熱材からなるバーナタイ
ル３３が収納保持され、このバーナタイル３３が燃料燃
焼時に灼熱化することで、後述するスプレイヤの形状等
とも相俟って燃料の高負荷完全燃焼と、短炎化とが可能
となっている。

【００２６】ライナ２４の外周中間部に固定されたつば
状壁２６の外周と外筒２１の図１中左端との間には、ド
ーナツ板状の仕切り部材３４が設けられている。また、
外筒２１の左端には、円錐台状のヘッドカバー３５がラ
イナ２４および空気旋回器３２を覆うように取付けられ
ている。このヘッドカバー３５は、外面を構成するステ
ンレス板の内面に耐火断熱材層３６が分厚く固着されて
構成されている。

【００２７】ヘッドカバー３５の中心部を貫通して耐火
断熱層を有するバーナ取付部材３７が固着され、このバ
ーナ取付部材３７には、二流体空気噴霧式バーナを基本
として構成された石油液体燃料用スプレイヤ３８、着火
器３９および火炎検知器挿入筒４１が設けられている。
このスプレイヤ３８の先端は、空気旋回器３２の中心部
を貫通してライナ２４の内部にまで挿入され、このスプ
レイヤ３８から噴射されるオイルミストがバーナタイル
３３内で燃焼されることとなっている。

【００２８】熱交換器１４の空気通路１５の一端は、隔
壁２２を貫通してヘッドカバー３５の内側に開口され、
かつ、隔壁２２とヘッドカバー３５とで囲まれた空間
は、つば状壁２６と仕切り部材３４とにより第１、第２
の空気供給室４２，４３とに仕切られている。これらの
第１、第２の空気供給室４２，４３に両端開口部４４，
４５を位置されるとともに、排ガス室２８を貫通する複
数本、例えば４本の燃焼用空気流通パイプ４６が囲み壁
２７とつば状壁２６とに固着された状態で設けられてい
る。これらのパイプ４６は、図１中２点鎖線で断面形状
が示されるように、内部に小径孔とされた高速流通部４
７を備え、この高速流通部４７と両開口部４５とはテー
パ孔４８，４９により連通されている。また、パイプ４
６には、高速流通部４７に連通する排ガス吸引孔５１が
複数、例えば４つ形成されている。

【００２９】これにより、パイプ４６内を燃焼用空気が
流通すると、高速流通部４７に発生する負圧の吸引力に
より、排ガス室２８内の排ガスが排ガス吸引孔５１から
パイプ４６内に吸引され、排ガスの一部が燃焼用空気に
混入されるようになっている。従って、燃焼用空気流通
パイプ４６は、いわゆるエジェクタとして作用すること
となる。また、排ガス吸引孔５１から吸引される排ガス
の量は、高速流通部４７および排ガス吸引孔５１の孔径
を適宜に定めることにより、必要な燃焼用空気量に見合
った量に設定されている。

【００３０】なお、熱交換１４の燃焼用空気通路１５、
第１の空気供給室４２、燃焼用空気流通パイプ４６内、
第２の空気供給室４３および空気旋回器３２により、ス
プレイヤ３８の燃料噴射部の周囲に燃焼用空気を供給す
る燃焼用空気供給路５２が構成されている。また、皿状
部材２５の貫通孔２９、排ガス室２８および排ガス吸引
孔５１により排ガス循環路５３が構成されている。さら
に、高負荷燃焼、短炎化燃焼、高ターンダウン比は、ス
プレイヤ３８、空気旋回器３２、スプレイヤ３８の噴射
口近傍において空気旋回器３２に一体に設けられたスプ
レイヤキャップ５４およびバーナタイル３３等の形状、
材質等を理論計算とトライアンドエラーとにより最適化
することで達成できる。

【００３１】このような構成において、スプレイヤ３８
に石油液体燃料を供給するとともに、適宜な着火手段例
えば着火器３９で着火すると、燃焼に伴う火炎が燃焼室
１１に向かって形成される。この燃焼による排ガスは黒
い矢印で示されるように、ヒータチューブ１２を加熱し
た後ヒータチューブ１２間を通り、熱交換器１４の排ガ
ス通路１６を経て排ガス排出口（図示せず）から排出さ
れる。この際、熱交換器１４内では、排ガスが燃焼用空
気と熱交換して燃焼用空気を予熱し、この予熱空気は、
図１中白い矢印で示されるように燃焼用空気供給路５２
に沿って流通し、空気旋回路３２の案内羽根３１で旋回
力を与えられてスプレイヤ３８の周囲に供給され、スプ
レイヤ３８からの燃料とより良く攪拌、混合されて良好
な燃焼を行うこととなる。燃焼用空気の流通にあたり、
第１の空気供給室４２と第２の空気供給室４３とは、つ
ば状壁２６と仕切り部材３４とにより仕切られているた
め、燃焼用空気は必ずパイプ４６を通って流通すること
となる。このパイプ４６内の空気の流通に伴いガス室２
８内の排ガスの一部は、ガス吸引孔５１からパイプ４６
内に流入し、燃焼用空気と混合されてスプレイヤ３８の
周囲に供給される。このように、燃料の燃焼部に排ガス
の一部が再循環されることで、いわゆるＥＧＲがなされ
る。このため、燃料の燃焼温度の過度の上昇が抑制さ
れ、排ガス中のＮＯｘ排出量が低減されることとなる。
また、図示しないスターリングエンジンの動作は、図６
に説明したものと同様である。

【００３２】図４、図５には、スターリングエンジン用
燃焼器を用いて、１時間当りの燃焼量を１リットル
（ｌ）から１０ｌに変化させた場合における燃焼実験を
行った結果の、燃焼量とＮＯｘ濃度およびＣＯ濃度の関
係が示されている。図４においては、排ガス中の残留酸
素量が４％一定となるようにした値である。これらの図
において、丸印を破線で結んだ線は燃焼排ガスの再循環
をしない場合（スタンダート、ＳＴＤ）の従来の一般的
な燃焼器の値、四角印を実線で結んだ線は燃焼排ガスを
再循環させた本発明による燃焼器（再循環、ＥＧＲ）の
値である。

【００３３】排ガスを再循環させない場合、一般的に言
われていることは、ＮＯｘ排出量とＣＯ排出量とは、相
反する関係になるとされる。図４，５からも、燃焼量が
時間当り５ｌを越える状態では、ＮＯｘ排出量が多いと
きは燃焼状態が良く、ＣＯ排出量が少なくなる。一方、
ＮＯｘ排出量が少ないときは燃焼状態が悪く、その分Ｃ
Ｏ排出量が多くなり、同様なことがいえる。

【００３４】次に、排ガス再循環無と排ガス循環有との
場合を比較してみると、図５に示されるように、排ガス
の再循環の有無に拘らず、ＣＯ排出量の変化は少ない
が、ＮＯｘ排出量は排ガス再循環無の場合では、燃焼量
５ｌ／ｈ前後で４００〜５００ｐｐｍと高い。しかし、
排ガス再循環を行うこと（排ガス再循環有）により１０
０ｐｐｍと低下している。このことは、排ガス再循環を
行うことにより、ＮＯｘ低減の効果があることを明らか
に表している。

【００３５】前述のような本実施例によれば、次のよう
な効果がある。すなわち、燃焼室１１と燃焼用空気供給
路５２とを隔壁２２で区画し、かつ、燃焼用空気供給室
をつば状壁２６と仕切り部材３４とにより第１、第２の
空気供給室４２，４３に仕切るとともに、これらの第
１、第２の空気供給室４２，４３にそれぞれ開口部４
４，４５が開口される燃焼用空気流通パイプ４６を設け
たから、燃焼部側の背圧の影響を受けることなく、燃焼
用空気は必ずこのパイプ４６内を通って熱交換器１４側
から空気旋回器３２側へ流通させることができる。しか
も、パイプ４６は、燃焼室１１に連通した排ガス室２８
内を貫通するとともに、この排ガス室２８内において排
ガス吸引孔５１を設けられたから、空気の流通に伴い所
定量の排ガスを燃焼部に再循環でき、いわゆるＥＧＲに
よる低ＮＯｘを実現できる。

【００３６】また、本実施例では、前述のエジェクタと
なるパイプ４６の構成としたから、燃焼器１０の大きさ
を大きくする必要がなく、小型化でき、この小型な状態
で、いわゆる外部ＥＧＲを行える。さらに、排ガスの再
循環量は、パイプ４６の内径を変化させたり、排ガス吸
引孔５１の孔径を変化させたりすることで容易に調整で
きるから、最適の再循環量を簡易に設定できる。

【００３７】また、ライナ２４内に設けたバーナタイル
３３や、スプレイヤ３８の構造、スプレイヤキャップ５
４の形状等を最適化することで、燃料として石油液体燃
料を用いても、高負荷燃焼、短炎化燃焼、高ターンダウ
ン比を実現できるから、スターリングエンジン用として
本実施例の燃焼器１０を好適に適用できる。しかも、排
ガスによってヒータチューブ１２や熱交換器１４の排ガ
ス通路１６をすす等で汚したり、損傷させることがな
い。

【００３８】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での改
良、変形等は、本発明に含まれるものである。例えば、
本発明の燃焼器が適用されるスターリングエンジンの形
式は、図６に示される形式に限らず、他の一般のスター
リングエンジン形式にも適用できる。より具体的には、
直進運動を回転運動に変換する機構として斜板を用いる
ものに代えてクランク軸を用いるもの等としてもよく、
かつ、図６のようにパワーピストンとデスプレーサとを
兼用する型式の代わりに、パワーピストンとデスプレー
サとを別個に形成した型式のもの等としてもよい。

【００３９】また、燃焼室から燃焼用空気供給路への排
ガスの供給は、前記実施例のようにエジェクタを構成す
るパイプによるものに限らず、例えば、熱交換器の燃焼
用空気通路と空気旋回器とを連通させる空間、すなわ
ち、空気供給室の容積を比較的小さくして燃焼用空気の
流速をある程度以上の速度にする一方、この空気供給室
と燃焼室を区画する隔壁に燃焼室側から空気供給室側へ
の流れのみを許容する一方向弁を設け、空気の流れに伴
う負圧を利用してこの一方向弁を介して燃焼排ガスを燃
焼室側から空気供給室側へと流入させるようにしてもよ
く、さらには、これ以外の構造としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、石油液体燃料を用いる
にも拘らず、スターリングエンジンの要求性能である高
負荷燃焼、短炎化燃焼、高ターンダウン比を達成でき、
しかもＮＯｘ排出量も低減できるという効果がある。ま
た、排ガスの再循環にエジェクタ式のパイプを用いれ
ば、簡易な構造で小型に本発明に係る燃焼器を実現でき
るという効果を付加できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスターリングエンジン用燃焼器の
一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の略ＩＩ−ＩＩ線に沿い、９０度角度を変
えた断面図である。

【図３】図１の実施例の要部を示す一部を切欠いた斜視
図である。

【図４】本発明と従来の燃焼器における燃焼量に対する
ＮＯｘ排出量の関係を示す線図である。

【図５】本発明と従来の燃焼器における燃焼量に対すＣ
Ｏ排出量の関係を示す線図である。

【図６】従来、一般のスターリングエンジンの概略構造
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ スターリングエンジン用燃焼器１１ 燃焼室 １２ ヒータチューブ ２８ 排ガス室 ３８ 石油液体燃料用スプレイヤ ４６ エジェクタとしての燃焼用空気流通パイプ ４７ 高速流通部 ５１ 排ガス吸引孔 ５２ 燃焼用空気供給路 ５３ 排ガス循環路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石油液体燃料用のスプレイヤを有すると
   ともに、このスプレイヤの周囲に燃焼用空気を供給する
   燃焼用空気供給路を有し、前記スプレイヤからの燃料が
   燃焼する小容積燃焼室内にスターリングエンジン用ヒー
   タチューブが臨ませられたスターリングエンジン用燃焼
   器であって、前記空気供給路を燃焼室と区画する一方、
   空気供給路内を流通する燃焼用空気の流れによる吸引力
   により、燃焼室内の燃焼排ガスの一部を前記空気供給路
   内の燃焼用空気に混入させる排ガス循環路を設けたこと
   を特徴とするスターリングエンジン用燃焼器。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載のスターリングエン
   ジン用燃焼器において、前記燃焼室に連通する排ガス室
   を設けるとともに、この排ガス室を貫通する燃焼用空気
   流通パイプを設け、このパイプにより前記燃焼用空気供
   給路の一部を構成し、かつ、このパイプの排ガス室内に
   位置する部分に排ガス吸引孔を形成し、パイプ内を流通
   する燃焼用空気により排ガス吸引孔から排ガスを吸引可
   能に構成したことを特徴とするスターリングエンジン用
   燃焼器。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載のスターリングエン
   ジン用燃焼器において、前記パイプは、内部に小径の高
   速流通部を有するエジェクタとされるとともに、この高
   速流通部に連通する位置に前記排ガス吸引孔が形成され
   ていることを特徴とするスターリングエンジン用燃焼
   器。