JPS58117336A - スタ−リング機関用ヒ−タパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スターリング機関用ヒータパイプに関し、
特に詳述すれば、断面細長形状ケなしたヒータパイプに
関する。

外燃機関であるスターリング機関では、ヒータパイプ、
蓄熱器およびクーラを介して、シリンダ内の膨張室と圧
縮室とを連通させており、ヒータパイプは燃焼器内に配
列される。

ヒータパイプ内を通る作動ガス（ヘリウム、水素ガス等
）は燃焼器内の熱を受けて一般には、約６００〜７００
９Ｃに昇温させて、スターリング機関の出力安定７図っ
ている・このように機関の出力に影響するヒータパイプ
は、従来、ステンレス鋼のチューブを用いているが、こ
の断面円形のチューブは、燃焼ガスの流れ抵抗が大きく
、燃焼ガスとパイプ内の作動ガスとの間の熱交換効率か
必ずしも良好と云えない。このため、燃焼ガス温度を高
くすることおよびパイプ本数を多くすることにより必要
最低限の作動ガス温度を得るようにしている３、シかし
、この方法は、排熱温度が高くなりエネルギー損失が大
であり、又、パイプ間寸法が小さく燃焼ガスの流れ抵抗
が一層大きくなり得策とは云えない。

それ故、この発明は、従来とは別の観点から、即ち、燃
焼ガスと作動ガスとのヒータパイフヲ介しての熱交換効
率を向上させることで、燃焼ガス温度を最低限に抑え、
総合的に熱効率を向上させるようにしたスターリング機
関用ヒータパイプを提供することを目的とするＯ この発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図にダブルアクティングタイプのスターリング機関
１の上部構造を示す０シリンダ２内には膨張室３と圧縮
室４とが、往復動可能な作動ピストン５により区画され
る。膨張室３は、隣り合うシリンダ内の圧縮室４と、ヒ
ータバイブロ、蓄熱器Ｔおよびクーラ８を介して連通し
、これら閉回路中に作動ガス（ヘリウム、或いは水素ガ
ス等）が封入される・ヒータバイブロは、燃焼室９内に
配される。

これら構成の詳細およびその作用は公知であるので、そ
の説明を省略する◎ このようなスターリング機関１において、この発明では
、第２図に示すようなヒータバイブロが用いられる。ヒ
ータバイブロは、断面細長形状の本体１０ｙａ−有し、
該本体１０内にその長手方向の中央部に沿い複数個の作
動ガスの通路１１が形成される・このヒータバイブロは
、引抜き或いは鋳造等により耐熱鋼で形成すれる０ヒー
タバイブロは、たとえば、その長手方向が約２０　３０
　ｎｉ　ｍ　％短長部を約１０　ｒｎ　ｍ　ｓ作動ガス
通路を約６〜８φとさせ、作動ガス通路１１まわりの中
央部が耐圧作用をなすようにする・このヒータバイブロ
の本体１０の外表面にフィン状のものを付設し、集熱面
積を大とさせてもよい。

ヒータバイブロは、シリンダ２のヘッド側マニホールド
１２と蓄熱器１側のマニホールド１３との間に配設され
る。画マニホールド１２．１３は、その取付高さおよび
位相を異にしているので、ヒータバイブロの適所を曲げ
る必要があるが、この曲げは、ヒータパイプ本体１０の
長手方向部が曲げのための折れ部となるようにする。こ
れは、曲げ作業を容易にする。さらに、このヒータバイ
ブロの曲げは、取付時、燃焼室９内の燃焼ガスの流れ方
向に、ヒータパイプ本体１０の長手方向部が沿うように
する。このようなヒータバイブロの曲げは、ヒータパイ
プ６と益請ブ１凄燃焼ガスとの接触部ン多くさせ、且つ
ガスの流れ抵抗を減少させ熱交換率の向上に寄与し、燃
焼ガス熱暑有効に利用し得る。

又、第３図に示すように火炎１４からの輻射熱暑有効に
利用するため、火炎１４からの輻射熱の強い部分では、
矢印Ａで示す輻射熱がヒータバイブロの長手方向外表面
のほぼ全域に当り且つ輻射熱の逃げのないように隣り合
うヒータバイブロ間に輻射熱の方向に対する隙間を作ら
ないようにする・尚、燃焼ガスは矢印Ｂのように隣り合
うヒータバイブロ間を通りヒータバイブロを加熱させる
。８３図から明らかなように、ヒータバイブロは火炎１
４からの輻射熱および燃焼ガスの熱をその全表面で受け
ることになり、作動ガスへの伝熱ン効米的に成すことが
できる。

ヒータパイプ本体１０内に複数のガス通路１１を設けて
いるので、該通路１１が耐圧に優れているが、この効果
以上に、本体１０が均一に加熱されることから、その内
部の通路１１内の作動ガスに温度ムラがなく均一に昇温
させ得るのでスターリング機関の出力を安定させ得る効
果を生じる。

以上から明らかなように、この発明によれば、スターリ
ング機関のヒータパイプを断面細長状の本体内に複数の
作動ガス通路を設ける構成であるので、本体ンその長手
方向部を折れ部とする曲げにより、燃焼ガスに対するヒ
ータパイプの濡れ面積を大とさせ、熱交換率’ａ？向上
できる・さらに、ヒータパイプを耐圧特性に優れ、作動
ガス通路内の作動ガスを均一に昇温させ、スターリング
機関の出力を安定させる・又、燃焼ガスと作動ガスの熱
交換率の向上は、燃焼ガス温度を低くさせ得るので、総
合的なエネルギー損失を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスターリング機関の上部構造を示す部分断面図
、第２図はヒータパイプの断面図、Ｍ３図は火炎中心に
対するヒータパイプの取付位置を示す説明図である。 図中＝１・・・スターリング機関、 ２・・・シリンダ、　　　　　３・・・膨張室、４・・
・圧縮室、　　　　　　６・・・ヒータパイプ、９・・
・燃焼室、　　　　　１０・・・本　体、１１・・・作
動ガス通路。 代理人　　弁理士　　桑　原　英　明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スターリング機関の膨張室と圧縮室とを連通させ且つ燃
   焼室内に配されるヒータノくイブであって、前記ヒータ
   パイプが断面細長形状をなし且つその内部に該細長形状
   に沿って複ｅ　個の作動ガス通路が設けられていること
   を特徴とするスターリング機関用ヒータパイプ。