JPS59150950A - 熱ガス機械用伝熱管 - Google Patents
熱ガス機械用伝熱管Info
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- JPS59150950A JPS59150950A JP2212783A JP2212783A JPS59150950A JP S59150950 A JPS59150950 A JP S59150950A JP 2212783 A JP2212783 A JP 2212783A JP 2212783 A JP2212783 A JP 2212783A JP S59150950 A JPS59150950 A JP S59150950A
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- Japan
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- tube
- gas
- heat exchanger
- metal
- metal material
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
-
- 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
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
- F02G1/053—Component parts or details
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスターリング機関などの熱ガス機械における作
動ガスの流れる伝熱管に関する。
動ガスの流れる伝熱管に関する。
スターリング機関は周知のごとく、エンジン内部に水素
、ヘリウム、空気などの作動ガスを高圧で封入し、これ
を外部から壁を通して加熱・冷却することにより、作動
ガスの膨張・圧縮をくり返して出力を発生させる外燃機
関で６Ｃ１その低騒晋性・低大気汚染性・省エネルギー
性などで最近特に注目されでいる。
、ヘリウム、空気などの作動ガスを高圧で封入し、これ
を外部から壁を通して加熱・冷却することにより、作動
ガスの膨張・圧縮をくり返して出力を発生させる外燃機
関で６Ｃ１その低騒晋性・低大気汚染性・省エネルギー
性などで最近特に注目されでいる。
スターリング機関には各棟方式のものが開発されている
が、その一つであるディスプレーサ方式を例にとって説
明すると、シリンダ内を摺動するディスプレーサによっ
てシリンダ内はシリンダヘッドとディスプレーサとの間
の高温室と、ディスプレーサとパワーピストンとの間の
低温室に区画される。萬温室と低温室との間に−は順次
加熱器・再生器・冷却器が設けられ、相互に’Ｕｔ路で
接続されている。
が、その一つであるディスプレーサ方式を例にとって説
明すると、シリンダ内を摺動するディスプレーサによっ
てシリンダ内はシリンダヘッドとディスプレーサとの間
の高温室と、ディスプレーサとパワーピストンとの間の
低温室に区画される。萬温室と低温室との間に−は順次
加熱器・再生器・冷却器が設けられ、相互に’Ｕｔ路で
接続されている。
加熱器では作動ガスが高液汗焼ガスＪシ、どの無断ガス
に１！よって加熱される６従猶のスターリング機関にお
いては、高温の熱源ガス流のふきつける加熱器に多数の
加熱管群か設けられ、この加熱管内を流れる作動ガスを
加熱していた。この加熱管は単純な中空の金ノＦ８骨で
稿成されており、管内には何等格別の充填物や突起など
を有しないものでめった。しかしこうした加熱管では管
外の、鍋温ガスからｇ内の作動ガスへの熱通過率が必ず
しも充分ではなく、そのため多数の細い加熱管群を栴成
し、伝熱１ＩＩｌｌヲ大きくすることによって所要の伝
熱室を確保せねばならぬ難点があった。
に１！よって加熱される６従猶のスターリング機関にお
いては、高温の熱源ガス流のふきつける加熱器に多数の
加熱管群か設けられ、この加熱管内を流れる作動ガスを
加熱していた。この加熱管は単純な中空の金ノＦ８骨で
稿成されており、管内には何等格別の充填物や突起など
を有しないものでめった。しかしこうした加熱管では管
外の、鍋温ガスからｇ内の作動ガスへの熱通過率が必ず
しも充分ではなく、そのため多数の細い加熱管群を栴成
し、伝熱１ＩＩｌｌヲ大きくすることによって所要の伝
熱室を確保せねばならぬ難点があった。
一方、単なる伝熱管としては第１図、第２図で示すよう
に管ｌの内壁に薄板状のリブ２″！たはフィンなどを備
えて対流による伝熱能を向上させたものも知られている
し、また第、３図、第４図で示すように管１の内壁近く
にコイル状の線材３を設けて対流のみならず輻射による
伝熱能をも向上させたもの（例えば特公昭５２−７１９
２号公報参照）も知られている。これらの伝熱管はたと
えば熱交換器用伝熱管などのような単なる伝熱管として
はそれなりに有効であるかもしれないが、スターリング
機関の加熱管としては不十分であった。すなわち管内を
流れる作動ガスの大部分が管の中央部を素通シしてしま
い、リブ２や線材３を設けたことによる効果は該リブな
どの近傍を流れる一部の作動ガスに対してのみ作用し、
全体としての伝熱能向上には今−歩不足するものでめっ
た。さらにメタ１フング機関においては圧縮過程は等温
圧縮であることが望ましいが、これらの伝熱管を加熱管
として用いると、圧縮過程は断熱圧縮に近い状態となシ
、等温圧縮と異なる分だけ余計な仕事量ケ消費すること
となる。これは上記した加熱管が中空であるか、または
薄板、線桐などの質量の少ない、従って熱容重の小さい
物体が配設されているだけでこれらの物体は実質的には
蓄熱能のない、捷たは小さなものであり、そのために断
熱圧縮となってしｌうものであっ是・本発明はこれらの
問題点全解決する新規な伝熱管を提供するものであって
、すなわち本発明は管の内部を作動ガスが流れ、肢管の
外部のタモとも一部を熱源ガスが流れる肢管を有する熱
ガス機械川伝熱雷において、肢管の内部に通気性金属材
ｔ、該作動ガスの少くとも大部分が該通気性金属材の気
孔内を通過するように配設してなることを特徴とする熱
ガス機械用伝熱管を要旨とするものである。
に管ｌの内壁に薄板状のリブ２″！たはフィンなどを備
えて対流による伝熱能を向上させたものも知られている
し、また第、３図、第４図で示すように管１の内壁近く
にコイル状の線材３を設けて対流のみならず輻射による
伝熱能をも向上させたもの（例えば特公昭５２−７１９
２号公報参照）も知られている。これらの伝熱管はたと
えば熱交換器用伝熱管などのような単なる伝熱管として
はそれなりに有効であるかもしれないが、スターリング
機関の加熱管としては不十分であった。すなわち管内を
流れる作動ガスの大部分が管の中央部を素通シしてしま
い、リブ２や線材３を設けたことによる効果は該リブな
どの近傍を流れる一部の作動ガスに対してのみ作用し、
全体としての伝熱能向上には今−歩不足するものでめっ
た。さらにメタ１フング機関においては圧縮過程は等温
圧縮であることが望ましいが、これらの伝熱管を加熱管
として用いると、圧縮過程は断熱圧縮に近い状態となシ
、等温圧縮と異なる分だけ余計な仕事量ケ消費すること
となる。これは上記した加熱管が中空であるか、または
薄板、線桐などの質量の少ない、従って熱容重の小さい
物体が配設されているだけでこれらの物体は実質的には
蓄熱能のない、捷たは小さなものであり、そのために断
熱圧縮となってしｌうものであっ是・本発明はこれらの
問題点全解決する新規な伝熱管を提供するものであって
、すなわち本発明は管の内部を作動ガスが流れ、肢管の
外部のタモとも一部を熱源ガスが流れる肢管を有する熱
ガス機械川伝熱雷において、肢管の内部に通気性金属材
ｔ、該作動ガスの少くとも大部分が該通気性金属材の気
孔内を通過するように配設してなることを特徴とする熱
ガス機械用伝熱管を要旨とするものである。
図面に泰つき本発明を説明すると、本発明の一冥施例で
るる第５図の伝熱管では、鋼、時には１ｌｌＩ’Ｊ’熱
鯖などからなる１′４の内部に適宜な厚さの略楕円板体
状の通気性全桐材−一か複数、を互い・に離れて設けら
れている。略楕円板体の全側周は管内壁にほぼ接してい
ると共に支持棒６によシ、各板体は互いに離して支持さ
れている。
るる第５図の伝熱管では、鋼、時には１ｌｌＩ’Ｊ’熱
鯖などからなる１′４の内部に適宜な厚さの略楕円板体
状の通気性全桐材−一か複数、を互い・に離れて設けら
れている。略楕円板体の全側周は管内壁にほぼ接してい
ると共に支持棒６によシ、各板体は互いに離して支持さ
れている。
支持棒に代えて各板体の周部の一部または全周を適宜、
管内壁と溶接などして支持してあってもよい。各板体は
管軸に対し垂直であってもよいが、作動ガスとの接触面
積を大きくして伝熱能を増し、かつガス通過抵抗を小さ
くするために斜傾している方が好ましい。各板体の厚さ
は操作条件などに応じて適宜選択できるが、管内径の１
／１０〜１／１であることが熱容量、通気抵抗などの観
点から好ｌしい。各板体間の距離も操作条件などに応じ
て適宜選択できるが、管内径の１／１０〜１／１ で
あることが空間容積の削減、作動ガスの良混合化、製作
の容易さなどの点で好ましい。
管内壁と溶接などして支持してあってもよい。各板体は
管軸に対し垂直であってもよいが、作動ガスとの接触面
積を大きくして伝熱能を増し、かつガス通過抵抗を小さ
くするために斜傾している方が好ましい。各板体の厚さ
は操作条件などに応じて適宜選択できるが、管内径の１
／１０〜１／１であることが熱容量、通気抵抗などの観
点から好ｌしい。各板体間の距離も操作条件などに応じ
て適宜選択できるが、管内径の１／１０〜１／１ で
あることが空間容積の削減、作動ガスの良混合化、製作
の容易さなどの点で好ましい。
また、本発明の別の実施例である第７図の伝熱管では外
側にフィン７を有する耐熱−件どからなる管４の内部に
板状の通気性金属材５と、制流材である仕切板８とが設
けられている。板状体は管軸にほぼ平行して設けられて
おシ、かつ板状体の両側面は管内壁にほぼ接している。
側にフィン７を有する耐熱−件どからなる管４の内部に
板状の通気性金属材５と、制流材である仕切板８とが設
けられている。板状体は管軸にほぼ平行して設けられて
おシ、かつ板状体の両側面は管内壁にほぼ接している。
仕切板８は管の長手方向に適宜な間隔を置いて複数個設
けられておシ、各仕切板は板状体の一部と１管内壁にほ
ぼ接している。仕切板は管の内壁または板状体と溶接な
どして固定されている。
けられておシ、各仕切板は板状体の一部と１管内壁にほ
ぼ接している。仕切板は管の内壁または板状体と溶接な
どして固定されている。
さらに各仕切板は、板状体で二分される管内空間の双方
に交互に設けられているので、仕切板配設位置における
管の横断面において仕切板の設けてない側の管内空間は
作動ガスの流通孔として機能する。しかして仕切板など
の側流材は通常の非通気性金属板で構成するのが側流性
、製作簡便性などから好ましいが、板状体と同種または
異種の通気性金属体で構成してもよい。
に交互に設けられているので、仕切板配設位置における
管の横断面において仕切板の設けてない側の管内空間は
作動ガスの流通孔として機能する。しかして仕切板など
の側流材は通常の非通気性金属板で構成するのが側流性
、製作簡便性などから好ましいが、板状体と同種または
異種の通気性金属体で構成してもよい。
側流材配役位置における管の横断面において該面の前後
に通する流通孔が一般けられていることが好ましく、第
７図のように板状体で二分される管内空間の一方に、制
αＩＬ材を設けぬことにより流通孔とするのは一例であ
り、二分される管内空間の一方には流通孔を有しない側
流材を設け、他方には一個または複数個の流通孔を有す
る側流材を設けるのは別の例である。さらにこの場合に
は管の長手方向で隣りあう側流材において、主たる流通
孔は板状体の両側に交互に設けられているのが好ましい
。板状体は管軸に平行であるのがよいが、斜傾していて
もさしつかえない。
に通する流通孔が一般けられていることが好ましく、第
７図のように板状体で二分される管内空間の一方に、制
αＩＬ材を設けぬことにより流通孔とするのは一例であ
り、二分される管内空間の一方には流通孔を有しない側
流材を設け、他方には一個または複数個の流通孔を有す
る側流材を設けるのは別の例である。さらにこの場合に
は管の長手方向で隣りあう側流材において、主たる流通
孔は板状体の両側に交互に設けられているのが好ましい
。板状体は管軸に平行であるのがよいが、斜傾していて
もさしつかえない。
この板状体の厚さは管内径よシ小さい範囲で適５亘選択
できるが、管内径の１／１０〜４１５が熱容重、通気抵
抗などの観点から好ましい。濁流付間隔も適宜選択でき
るか、管内径の１／２〜１０Ａが通気表面の確保、通気
抵抗などの点で好ましい。流通孔の大きさ、形状は第７
図に示すように板状体と管内壁で囲まれる弓形が通気抵
抗などの点から好ましいが、円形、四分円形、その他の
形状、大きさでもさしつかえない。
できるが、管内径の１／１０〜４１５が熱容重、通気抵
抗などの観点から好ましい。濁流付間隔も適宜選択でき
るか、管内径の１／２〜１０Ａが通気表面の確保、通気
抵抗などの点で好ましい。流通孔の大きさ、形状は第７
図に示すように板状体と管内壁で囲まれる弓形が通気抵
抗などの点から好ましいが、円形、四分円形、その他の
形状、大きさでもさしつかえない。
本発明において通気性金属材は、この伝熱管の使用温度
に耐え、かつ適宜な通気性と質量効果を有するものであ
ればよい。好ましい一例は線状又は網状の金属材を屈曲
させて圧縮し、必要に応じて両側からメツシュ板などで
はさんだものでるる。目の細かいパンチングメタル又は
その積層体でもよい。別の好ましい例は粉末冶金法によ
って適宜な程度焼結した焼結金属である。
に耐え、かつ適宜な通気性と質量効果を有するものであ
ればよい。好ましい一例は線状又は網状の金属材を屈曲
させて圧縮し、必要に応じて両側からメツシュ板などで
はさんだものでるる。目の細かいパンチングメタル又は
その積層体でもよい。別の好ましい例は粉末冶金法によ
って適宜な程度焼結した焼結金属である。
これらの材質としては、ハステロイ、インコネル、ステ
ンレスなどが例示できるが特に限定されない。
ンレスなどが例示できるが特に限定されない。
かかる通気性金属材は当然のことなか−ら通気性を要す
る。気孔率（通気性金属材の外形体積に対する通気性金
属材内の気孔容積の割合）が５〜８０チ、荷にはｉｏ〜
５０ｑ６であること、またこの気孔のうちの少くとも１
０％、特には２０％以上が非独立気孔であることが通気
抵抗および熱的性能の点で好ましい。また質量効果の面
からは、かがる通気性金属材の重量が、管４の内部の容
積当り少くとも０．１１ ／ ｃｒ、特には０３ｇ／ゲ
以上、更には０．５１７ ／ ｃｒ：以上であることが
好゛ましい。しかしてかがる気孔内を作動ガスの少くと
も大部分が通過することが重要である。そして前述のよ
うに通気性金属材、更に必要に応じて側流材を管の内部
に配設することは、作動ガスの少くとも大部分は第５図
、第７図で矢示した如く、この通気性金属材の気孔内を
通過することとなって望ましい。
る。気孔率（通気性金属材の外形体積に対する通気性金
属材内の気孔容積の割合）が５〜８０チ、荷にはｉｏ〜
５０ｑ６であること、またこの気孔のうちの少くとも１
０％、特には２０％以上が非独立気孔であることが通気
抵抗および熱的性能の点で好ましい。また質量効果の面
からは、かがる通気性金属材の重量が、管４の内部の容
積当り少くとも０．１１ ／ ｃｒ、特には０３ｇ／ゲ
以上、更には０．５１７ ／ ｃｒ：以上であることが
好゛ましい。しかしてかがる気孔内を作動ガスの少くと
も大部分が通過することが重要である。そして前述のよ
うに通気性金属材、更に必要に応じて側流材を管の内部
に配設することは、作動ガスの少くとも大部分は第５図
、第７図で矢示した如く、この通気性金属材の気孔内を
通過することとなって望ましい。
この伝熱管の外部には、スターリング機関その他の熱ガ
ス機械の熱源ガスが流される。すｉ−わち、この伝熱管
はスターリング機関などの加熱器における加熱管を構成
する。この伝熱管の５少くとも一部が加熱管を構成して
いれば充分で、この伝熱管の全長が加熱管として用いら
れてもよいが、この伝熱管の一部のみを加熱管として用
いる方が好ましい。
ス機械の熱源ガスが流される。すｉ−わち、この伝熱管
はスターリング機関などの加熱器における加熱管を構成
する。この伝熱管の５少くとも一部が加熱管を構成して
いれば充分で、この伝熱管の全長が加熱管として用いら
れてもよいが、この伝熱管の一部のみを加熱管として用
いる方が好ましい。
この伝熱管をスターリング機関用加熱管として用いるこ
とにより、以下のような効果を奏する。すなわちスター
リング機関などにおいては熱源ガスは通常数百℃から千
数百℃の高温であシ、したがって、この伝熱管の管４も
高温となる。こうした高温においては対流、伝導に比べ
て輻射による伝熱が効率的であるが、管、内を流れる作
動ガスはヘリウム、アルゴンなどの一原子分子や、水素
、ｒＲ素、窒累などの対称二原子分子であることが通例
で、これらはいずれも輻射能を有しない。したがって第
１図、第３図に示したような従来の加熱管にあっては、
伝導伝熱によって管１、リブ２、線材３などのごく近傍
を流れる作動ガス分子は加熱されるが、加熱管の中央部
を流れる作動ガス分子には必ずし−も充分には伝熱され
ないものであった。しかるに本発明の伝熱管にあっては
、第５図、第７図に示すように、伝熱管の中央部に通気
性金属材が配設されており、この通気性金属材は管４か
らの輻射伝熱により高温となる。この高温の通気性金属
材の気孔内を作動ガスの少くとも大部分が通過する際に
、通気性金属材からの伝熱によシ作動ガスも一部に加熱
されるものである。また従来の、加熱管の管内は体積的
にほぼ中空であるのに対し、本発明の伝熱管ではかなり
の体積を有する通気性金属材などを配設しであるので単
位長当りの空間容積は減少している。熱ガス機械におい
ては出力仕事をとりだすシリンダ尚温呈の他の作動ガス
流路の空間容積は極力削減されていることが望ましく、
この目的にもかなうこととなる。また伝熱速度が大きく
、かつ伝熱空間容積が小さいことは、圧縮過程を断熱圧
縮から等温圧縮に近づけることとなってこの点でも好ま
しい。
とにより、以下のような効果を奏する。すなわちスター
リング機関などにおいては熱源ガスは通常数百℃から千
数百℃の高温であシ、したがって、この伝熱管の管４も
高温となる。こうした高温においては対流、伝導に比べ
て輻射による伝熱が効率的であるが、管、内を流れる作
動ガスはヘリウム、アルゴンなどの一原子分子や、水素
、ｒＲ素、窒累などの対称二原子分子であることが通例
で、これらはいずれも輻射能を有しない。したがって第
１図、第３図に示したような従来の加熱管にあっては、
伝導伝熱によって管１、リブ２、線材３などのごく近傍
を流れる作動ガス分子は加熱されるが、加熱管の中央部
を流れる作動ガス分子には必ずし−も充分には伝熱され
ないものであった。しかるに本発明の伝熱管にあっては
、第５図、第７図に示すように、伝熱管の中央部に通気
性金属材が配設されており、この通気性金属材は管４か
らの輻射伝熱により高温となる。この高温の通気性金属
材の気孔内を作動ガスの少くとも大部分が通過する際に
、通気性金属材からの伝熱によシ作動ガスも一部に加熱
されるものである。また従来の、加熱管の管内は体積的
にほぼ中空であるのに対し、本発明の伝熱管ではかなり
の体積を有する通気性金属材などを配設しであるので単
位長当りの空間容積は減少している。熱ガス機械におい
ては出力仕事をとりだすシリンダ尚温呈の他の作動ガス
流路の空間容積は極力削減されていることが望ましく、
この目的にもかなうこととなる。また伝熱速度が大きく
、かつ伝熱空間容積が小さいことは、圧縮過程を断熱圧
縮から等温圧縮に近づけることとなってこの点でも好ま
しい。
通気性金属材は主として管４からの輻射伝熱によって加
熱されるものと考えられるが、この観点からみると管の
内面および／または通気性は０７０以上のものであるこ
とが好ましい。このためにはこれらの部材の材質として
ハステロイ、インコネル、ステンレスなどの素材の表面
を酸化処理したものを採用するのは一つの手段であシ、
また管の内面および／または通気性金属材の外面に凹凸
を施したり、塗膜や抜機を形成することも好適である。
熱されるものと考えられるが、この観点からみると管の
内面および／または通気性は０７０以上のものであるこ
とが好ましい。このためにはこれらの部材の材質として
ハステロイ、インコネル、ステンレスなどの素材の表面
を酸化処理したものを採用するのは一つの手段であシ、
また管の内面および／または通気性金属材の外面に凹凸
を施したり、塗膜や抜機を形成することも好適である。
ぜらに本発明の伝熱管において重置なことは、管の外部
の一部に熱源ガスが流ｎていない場合には、伝熱管の当
該部分が熱ガス機械の再生器として機能することである
。周知のように、熱ガス機械における再生器は一部の蓄
熱器であって、作動ガスが加熱管から入ってくる場合に
は再生器の蓄熱体に熱を与えてみずからは冷却され、逆
に作動ガスが冷却器から入ってくる場合には再生器の蓄
熱体から熱を得て作動・ガスが一加熱され、蓄熱体は冷
却される。従来の熱ガス機械においては多孔質蓄熱物体
または多数板の金網などを蓄熱体として組今込んだ再生
器が用いられており、再生器は大型となり、−個の再生
器には直接または間接に複数本の加熱管が連接して′９
雑な加熱器・書生器゛接続構造とｌシ、シリンダ周辺の
わずかな空間を利用してコンパクトに熱ガス機械−ｋｍ
成することができないなどの難点があった。
の一部に熱源ガスが流ｎていない場合には、伝熱管の当
該部分が熱ガス機械の再生器として機能することである
。周知のように、熱ガス機械における再生器は一部の蓄
熱器であって、作動ガスが加熱管から入ってくる場合に
は再生器の蓄熱体に熱を与えてみずからは冷却され、逆
に作動ガスが冷却器から入ってくる場合には再生器の蓄
熱体から熱を得て作動・ガスが一加熱され、蓄熱体は冷
却される。従来の熱ガス機械においては多孔質蓄熱物体
または多数板の金網などを蓄熱体として組今込んだ再生
器が用いられており、再生器は大型となり、−個の再生
器には直接または間接に複数本の加熱管が連接して′９
雑な加熱器・書生器゛接続構造とｌシ、シリンダ周辺の
わずかな空間を利用してコンパクトに熱ガス機械−ｋｍ
成することができないなどの難点があった。
しかるに本発明の伝熱管でシリンダ尚＠室と冷却器とを
接続し、例えば高温室に近い部分を熱源ガス流中に配し
て加熱器とし、冷却器に近い部分は熱源ガス流と隔絶し
て再生器として構成することができる。このとき、第１
図、第３図に示したような従来の伝熱管では管内に蓄熱
効果を有する物体がなく、したがって再生器としては、
機能しえないものであったが、本発明の伝熱管では通気
性金属材ががなシの負蓋効果を発揮し、再生器として作
用する。っまシ、熱ガス機関においてはシリンダ内をデ
ィスプレーサ、パワーピストンが摺動して仕事をとシ出
すものであるが、そのサイクルに連動して伝熱管内には
作動ガスが正逆両方向に交番して流れ１、かつ流量も絶
えず変動する。作動ガスがカロ熱器から冷却器に流れる
場合には作動ガスの熱エネルギーを通気性金属材に与え
、作動ガスが冷却器から加熱器に流れる場合には通気性
金属材に蓄えられた熱エネルギーを作動ガスに与え、そ
れぞれ冷却器および加熱器の受は持つ負荷を軽減すると
ともに熱エネルギーを有効に利用することとなるのであ
る。さらにこうした蓄熱作用を有することは、加熱器に
用いられる伝熱官部分に対しても、Ｋ動する流電に対し
て伝熱負性を平準化し、加熱器として効率の良い熱特性
を発揮するものである。さらにコンパクトで構造の簡単
な栴生器が得られるのも利点である。
接続し、例えば高温室に近い部分を熱源ガス流中に配し
て加熱器とし、冷却器に近い部分は熱源ガス流と隔絶し
て再生器として構成することができる。このとき、第１
図、第３図に示したような従来の伝熱管では管内に蓄熱
効果を有する物体がなく、したがって再生器としては、
機能しえないものであったが、本発明の伝熱管では通気
性金属材ががなシの負蓋効果を発揮し、再生器として作
用する。っまシ、熱ガス機関においてはシリンダ内をデ
ィスプレーサ、パワーピストンが摺動して仕事をとシ出
すものであるが、そのサイクルに連動して伝熱管内には
作動ガスが正逆両方向に交番して流れ１、かつ流量も絶
えず変動する。作動ガスがカロ熱器から冷却器に流れる
場合には作動ガスの熱エネルギーを通気性金属材に与え
、作動ガスが冷却器から加熱器に流れる場合には通気性
金属材に蓄えられた熱エネルギーを作動ガスに与え、そ
れぞれ冷却器および加熱器の受は持つ負荷を軽減すると
ともに熱エネルギーを有効に利用することとなるのであ
る。さらにこうした蓄熱作用を有することは、加熱器に
用いられる伝熱官部分に対しても、Ｋ動する流電に対し
て伝熱負性を平準化し、加熱器として効率の良い熱特性
を発揮するものである。さらにコンパクトで構造の簡単
な栴生器が得られるのも利点である。
なお、本発明の伝熱管において第７図に示すように管の
外側はフィン７、リブ、スタッドなどを設けてもよ゛い
。熱源ガスは通例燃焼ガス、従って炭ばガス、窒累、酸
素などの熱伝導度の小さい気体から成ることが多いが、
こうした熱源ガスから管４への伝熱速度を向上させるの
にこのようなフィン、リブ、スタッドなどは有効層 である。また伝熱管の軸に画壇な断面の形状は円形であ
ることが製作も容易で好便であるが、これに限定される
ものではなく、例えば熱ガス機械のシリンダ周辺の空間
を利用して扁平１′状、さらには向−面内環状などであ
ってもさしつかえないし、伝熱管の中心軸は熱ガス機械
の各部の配直に応じて適宜屈曲していてさしつかえない
。
外側はフィン７、リブ、スタッドなどを設けてもよ゛い
。熱源ガスは通例燃焼ガス、従って炭ばガス、窒累、酸
素などの熱伝導度の小さい気体から成ることが多いが、
こうした熱源ガスから管４への伝熱速度を向上させるの
にこのようなフィン、リブ、スタッドなどは有効層 である。また伝熱管の軸に画壇な断面の形状は円形であ
ることが製作も容易で好便であるが、これに限定される
ものではなく、例えば熱ガス機械のシリンダ周辺の空間
を利用して扁平１′状、さらには向−面内環状などであ
ってもさしつかえないし、伝熱管の中心軸は熱ガス機械
の各部の配直に応じて適宜屈曲していてさしつかえない
。
ナ
第１図、第３図は従来の伝熱管の、第５図、第はそれぞ
れ第１図、第３図、第５図、第７図の伝熱管のＡ−Ａ部
分の縦断囲図である。 ４：管 ５：通気性金属材 ６：支持棒 ７：フィン ８：仕切板 才／）η ／／ ―Ａ Ａ ″−＝−Ａ オフ）覇 ｊ、Ａ ／−’− オ２耀 ７ 才■
れ第１図、第３図、第５図、第７図の伝熱管のＡ−Ａ部
分の縦断囲図である。 ４：管 ５：通気性金属材 ６：支持棒 ７：フィン ８：仕切板 才／）η ／／ ―Ａ Ａ ″−＝−Ａ オフ）覇 ｊ、Ａ ／−’− オ２耀 ７ 才■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 管の内部を作動ガスが流れ、肢管の外部の少くと
も一部を熱源ガスが流れる肢管を有する熱ガス機械用伝
熱管において、肢管の内部に通気性金属相を、該作動ガ
スの少くとも大部分が該通気性金属材の気孔内を通過す
るように配設してなることを特徴とする熱ガス機械用伝
熱管。 ２、 管の内壁と通気性金属材とで肢管の内部を区画す
ることによシ、作動ガスの少くとも大部分が該通気性金
属材の気孔内を通過するように該通気性金属材を配設し
てなる特許請求の範囲１記載の伝熱管。 ３、 管の内壁と通気性金属材と制流材とで肢管の内部
を区画することにより、作動ガスの少くとも大部分か該
通気性金属材の気孔内を通過するように該通気性金属材
を配設してなる特許請求の範囲１記載の伝熱管。 ４、 管の内面および／または通気性金属材の外面の６
００℃における輻射能εか０．５０以上となるようにし
た特許請求の範囲１乃至３のいずれか記載の伝熱管。 ５、 管の外部の一部のみを熱源ガスが流れる特許請求
の範囲１乃至４のい−ずれか記載の伝熱管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212783A JPS59150950A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 熱ガス機械用伝熱管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212783A JPS59150950A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 熱ガス機械用伝熱管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150950A true JPS59150950A (ja) | 1984-08-29 |
Family
ID=12074216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2212783A Pending JPS59150950A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 熱ガス機械用伝熱管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150950A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06147320A (ja) * | 1992-11-10 | 1994-05-27 | Toshiharu Kagawa | 圧力容器 |
| US6428689B1 (en) | 1999-01-27 | 2002-08-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Water purifying and dispensing apparatus, and method of purifying chlorine-containing water |
-
1983
- 1983-02-15 JP JP2212783A patent/JPS59150950A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06147320A (ja) * | 1992-11-10 | 1994-05-27 | Toshiharu Kagawa | 圧力容器 |
| US6428689B1 (en) | 1999-01-27 | 2002-08-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Water purifying and dispensing apparatus, and method of purifying chlorine-containing water |
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