JPS5985459A - スタ−リングエンジン用冷却器 - Google Patents
スタ−リングエンジン用冷却器Info
- Publication number
- JPS5985459A JPS5985459A JP19345282A JP19345282A JPS5985459A JP S5985459 A JPS5985459 A JP S5985459A JP 19345282 A JP19345282 A JP 19345282A JP 19345282 A JP19345282 A JP 19345282A JP S5985459 A JPS5985459 A JP S5985459A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooler
- stirling engine
- working fluid
- water jacket
- engine
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- 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
- F02G2256/00—Coolers
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、膨張シリンダと圧縮シリンダにそれぞれ加熱
器と冷却器とを付属せしめるとともに、両者を再生器に
よって互いに連結Ｉ７たスターリングエンジンにおける
スターリングエンジン用冷却器に関する。
器と冷却器とを付属せしめるとともに、両者を再生器に
よって互いに連結Ｉ７たスターリングエンジンにおける
スターリングエンジン用冷却器に関する。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕一般に、上記ス
ターリングエンジンは、熱エネルギによって膨張シリン
ダおよび圧縮シリンダ内のピストンを往復運動させる熱
サイクル部と、その出力を回転力として取り出すクラン
ク機構部とを有し、その両シリンダおよびそれらを結ぶ
加熱器、再生器、冷却器内に、Ｈｅ、Ｈ，、Ｎ、等の不
凝縮性気体が動作流体として充填されている。
ターリングエンジンは、熱エネルギによって膨張シリン
ダおよび圧縮シリンダ内のピストンを往復運動させる熱
サイクル部と、その出力を回転力として取り出すクラン
ク機構部とを有し、その両シリンダおよびそれらを結ぶ
加熱器、再生器、冷却器内に、Ｈｅ、Ｈ，、Ｎ、等の不
凝縮性気体が動作流体として充填されている。
すなわち、第１図は上記スターリングエンジンの概略構
成図であって、クランク室ｌの頂壁部には膨張シリンダ
２および圧縮シリンダ３が突設されており、上記膨張シ
リンダ２には高温熱源によって加熱される加熱器４が接
続され、圧縮シリンダ３には冷却水によって冷却される
冷却器５が接続されており、さらに上記加熱器４および
冷却器５は再生器６を介して互いに接続されている。
成図であって、クランク室ｌの頂壁部には膨張シリンダ
２および圧縮シリンダ３が突設されており、上記膨張シ
リンダ２には高温熱源によって加熱される加熱器４が接
続され、圧縮シリンダ３には冷却水によって冷却される
冷却器５が接続されており、さらに上記加熱器４および
冷却器５は再生器６を介して互いに接続されている。
一方、上記膨張シリンダ２および圧縮シリンダ３内には
、それぞれ膨張ピストン７および圧縮ピストン８が往復
動可能に配設されており、両ビスｌＯによって前記クラ
ンク室１内に配設されたクランク軸１１に連結され、両
ピストンが互いに所定位相差例えば９０°をもって往復
動するようにしである。
、それぞれ膨張ピストン７および圧縮ピストン８が往復
動可能に配設されており、両ビスｌＯによって前記クラ
ンク室１内に配設されたクランク軸１１に連結され、両
ピストンが互いに所定位相差例えば９０°をもって往復
動するようにしである。
上記膨張シリンダ２、圧縮シリンダ３、加熱器４、冷却
器５および再生器６、並びにそれらを結ぶ配管中には、
Ｈｅ、）（２、或はＮ２等の動作流体が封入されており
、両ピストン部においては両ピストン７．８に装着され
たピストンリンク１２ 、１３ Ｋよってシールされて
いる。
器５および再生器６、並びにそれらを結ぶ配管中には、
Ｈｅ、）（２、或はＮ２等の動作流体が封入されており
、両ピストン部においては両ピストン７．８に装着され
たピストンリンク１２ 、１３ Ｋよってシールされて
いる。
しかして、加熱器４で動作流体が高温熱源によって加熱
されると、その動作流体が膨張して膨張ピスト／７が圧
下され、クランク軸１１０回動が行なわれる。また、上
記膨張ピストン７が上昇行程に移ると、動作流体は加熱
器４を通過して再生器６に移送され、そこで再生器６内
に充填されている蓄熱材に熱を与え、冷却器５へと流れ
て冷却され、圧縮ピストン８の上昇行程に伴なって圧縮
される。このようにして圧縮された動作流体は逆に加熱
器４側に流れ、その途中で前記再生器６内の蓄熱材から
熱を奪いながら温度を上昇して、カロ熱器４へ流れ込み
、そこで再び高温熱源によって加熱膨張せしめられる。
されると、その動作流体が膨張して膨張ピスト／７が圧
下され、クランク軸１１０回動が行なわれる。また、上
記膨張ピストン７が上昇行程に移ると、動作流体は加熱
器４を通過して再生器６に移送され、そこで再生器６内
に充填されている蓄熱材に熱を与え、冷却器５へと流れ
て冷却され、圧縮ピストン８の上昇行程に伴なって圧縮
される。このようにして圧縮された動作流体は逆に加熱
器４側に流れ、その途中で前記再生器６内の蓄熱材から
熱を奪いながら温度を上昇して、カロ熱器４へ流れ込み
、そこで再び高温熱源によって加熱膨張せしめられる。
ところで、この種のスターリングエンジンにおいては、
上述のように膨張シリンダ、圧縮シリンダ、加熱器、再
生器および冷却器などで動作流体の閉流路を構成してい
るが、そのうち出力に直接関与さる本来のスペースは膨
張シリンダと圧縮シリンダの行程容積であって、他のス
ペースは無効容積となっている。したがって、この無効
容積が小さい程機関の性能が優れることになる。ところ
が、この無効容積を、Ｊづくするため、動作流体の流路
断面積を余り小さくすると動作流体の流動抵抗が増大す
る可能性があり出力低下につながるおそれがある。一方
、この種の機関に２いては低温側の温度が低い程エンジ
ン効率が向上するため、冷却器内における動作流体の伝
熱面積はできるだけ大きくする必要もある。そこで、従
来このような条件を満すために、多数のパイプによって
、冷却器の冷却管を構成し、その冷却管の一端を圧縮シ
リンダ上部に接続するとともに、他端を再生器の一端に
接、続することが行われでいる。
上述のように膨張シリンダ、圧縮シリンダ、加熱器、再
生器および冷却器などで動作流体の閉流路を構成してい
るが、そのうち出力に直接関与さる本来のスペースは膨
張シリンダと圧縮シリンダの行程容積であって、他のス
ペースは無効容積となっている。したがって、この無効
容積が小さい程機関の性能が優れることになる。ところ
が、この無効容積を、Ｊづくするため、動作流体の流路
断面積を余り小さくすると動作流体の流動抵抗が増大す
る可能性があり出力低下につながるおそれがある。一方
、この種の機関に２いては低温側の温度が低い程エンジ
ン効率が向上するため、冷却器内における動作流体の伝
熱面積はできるだけ大きくする必要もある。そこで、従
来このような条件を満すために、多数のパイプによって
、冷却器の冷却管を構成し、その冷却管の一端を圧縮シ
リンダ上部に接続するとともに、他端を再生器の一端に
接、続することが行われでいる。
しかしながら、このようなものにおいては、比較的小径
の多数本のパイプを圧縮シリンダ上部等に接続するため
、溶接個所が多くその作業が面倒でありしかもその溶接
作業が困難である等の不都合がある。また、短い動作流
体流路の両端が高温と低温になるため、流路の熱膨張、
収縮による変形運転摂動による変形などがあり、流路変
形により、・瀬関自体の変形につながり、機関の運転等
に不都合がある。
の多数本のパイプを圧縮シリンダ上部等に接続するため
、溶接個所が多くその作業が面倒でありしかもその溶接
作業が困難である等の不都合がある。また、短い動作流
体流路の両端が高温と低温になるため、流路の熱膨張、
収縮による変形運転摂動による変形などがあり、流路変
形により、・瀬関自体の変形につながり、機関の運転等
に不都合がある。
本発明ではこのような点に鑑み、エンジンの無効容積を
極力小さくできてエンジンの性能を十分保持できるとと
もに、冷却管の溶接工程を簡易なものにし、動作流体流
路の熱膨張収給による変形などを大幅に減少できるよう
にしたスター１ノンゲニンジンを提供することを目的と
する。
極力小さくできてエンジンの性能を十分保持できるとと
もに、冷却管の溶接工程を簡易なものにし、動作流体流
路の熱膨張収給による変形などを大幅に減少できるよう
にしたスター１ノンゲニンジンを提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
スターリングエンジンの冷却器において、再生器側のフ
ランジに複数本の冷却管を接続し動作流体流路を形成し
、再生器側フランジの外周部にベローズなどの円筒形弾
性外壁を付け、他端に内ぐりの圧縮シリンダ側フランジ
を接続する。その中ぐりの径以下の寸法を持つ冷却管押
え金具に冷却管を接続し、この押え金具部を圧縮シリン
ダフランジに半固定にし挿入し、０リング等のシール機
構で冷却水等の漏れを防止する。又、両端のフラ、シジ
を長さ調整機構を持つ連結棒をで結ぶことを特徴とする
。
ランジに複数本の冷却管を接続し動作流体流路を形成し
、再生器側フランジの外周部にベローズなどの円筒形弾
性外壁を付け、他端に内ぐりの圧縮シリンダ側フランジ
を接続する。その中ぐりの径以下の寸法を持つ冷却管押
え金具に冷却管を接続し、この押え金具部を圧縮シリン
ダフランジに半固定にし挿入し、０リング等のシール機
構で冷却水等の漏れを防止する。又、両端のフラ、シジ
を長さ調整機構を持つ連結棒をで結ぶことを特徴とする
。
第２図は従来の代表的な２ピストンタイプのスターリ・
ングエンジンを示しているが、機械室１１圧縮シリンダ
２、加熱ｓ４、再生器６、冷却器５、膨張シ リンダ３
のような構成になっており、熱による膨張、収縮がおこ
り、機関が変形する。
ングエンジンを示しているが、機械室１１圧縮シリンダ
２、加熱ｓ４、再生器６、冷却器５、膨張シ リンダ３
のような構成になっており、熱による膨張、収縮がおこ
り、機関が変形する。
また、様々な原因による変形に対しても弱い構造であり
、機関組立て作業も剛体部品の組付けによるので大変や
りにくいものである。そこで、第３図のような冷却器を
考案した。
、機関組立て作業も剛体部品の組付けによるので大変や
りにくいものである。そこで、第３図のような冷却器を
考案した。
複数本の冷却管１４を、フランジＪ５に溶接され、再生
器６にフランジにより接続されている。冷却管１４のも
う一方は、押え金具部に溶接されている。
器６にフランジにより接続されている。冷却管１４のも
う一方は、押え金具部に溶接されている。
この押え金具は、圧縮シリンダのフランジに半固定式に
挿入されており、これにより、機関の変形に対しても動
作流体の流路を確保することができる。冷却水才たは、
冷却媒体の漏れ又は動作流体の漏れを防ぐためにＱ Ｉ
Ｊング２１を用いる。このシＩＪング機構は漏れを防ぐ
ばかりでは々く、押え金具の動きを邪魔してはならない
。
挿入されており、これにより、機関の変形に対しても動
作流体の流路を確保することができる。冷却水才たは、
冷却媒体の漏れ又は動作流体の漏れを防ぐためにＱ Ｉ
Ｊング２１を用いる。このシＩＪング機構は漏れを防ぐ
ばかりでは々く、押え金具の動きを邪魔してはならない
。
冷却器のフランジ１５と１６にベローズ状の外壁１７を
溶接し、この構造により、機関の変形を吸収する。ただ
し、フランジ１５ 、１６を結ぶ連結棒２２を設け、ね
じ式機構などにより、フランジ間の距離を調整できるも
のとし、機関の変形をうまく外壁１７が吸収するように
ガイドするものとする。
溶接し、この構造により、機関の変形を吸収する。ただ
し、フランジ１５ 、１６を結ぶ連結棒２２を設け、ね
じ式機構などにより、フランジ間の距離を調整できるも
のとし、機関の変形をうまく外壁１７が吸収するように
ガイドするものとする。
フランジ１７と１８は肉厚の厚いものとし、冷却水又は
、冷却媒体の流出入口１８ 、１９を組み付け、この流
出入口１８ 、１９により、ベローズ状の外壁内に冷却
水、冷却媒体を流すことができる。／ｆツキンｎａ 、
ｂにより、冷却器からの漏を防止する。フランジ１５
，１６．外壁１７、押え金具部のように分割方法による
組立ては、溶接、全体組立に非常便利である。
、冷却媒体の流出入口１８ 、１９を組み付け、この流
出入口１８ 、１９により、ベローズ状の外壁内に冷却
水、冷却媒体を流すことができる。／ｆツキンｎａ 、
ｂにより、冷却器からの漏を防止する。フランジ１５
，１６．外壁１７、押え金具部のように分割方法による
組立ては、溶接、全体組立に非常便利である。
以上説明したように本発明においては、再生器側のフラ
ンジに複数本の冷却管を接続し動作流体流路を形成し、
再生器側フランジの外周部にベローズなどの円筒形弾性
外壁を付け、他端に内ぐりの圧縮シリンダ側フランジを
接続する。その中ぐりの径以下の寸法を持つ冷却管押え
金具に冷却管を接続し、この押え金具部を圧縮シリンダ
フランジに半固定で挿入し、０リング等のシール機構で
、冷却水等の漏れを防止する。又、両端のフランジを長
さ調整機構を持つ連結棒で結ぶ。これらにより、多分割
機構のため作業性は改良され、かつ、機関の無効容積を
小なくし、動作流体流路の熱膨張収縮などによる変形機
械的な変形なども吸収し、機関の運転に支障がなくなる
等の効果を奏する。
ンジに複数本の冷却管を接続し動作流体流路を形成し、
再生器側フランジの外周部にベローズなどの円筒形弾性
外壁を付け、他端に内ぐりの圧縮シリンダ側フランジを
接続する。その中ぐりの径以下の寸法を持つ冷却管押え
金具に冷却管を接続し、この押え金具部を圧縮シリンダ
フランジに半固定で挿入し、０リング等のシール機構で
、冷却水等の漏れを防止する。又、両端のフランジを長
さ調整機構を持つ連結棒で結ぶ。これらにより、多分割
機構のため作業性は改良され、かつ、機関の無効容積を
小なくし、動作流体流路の熱膨張収縮などによる変形機
械的な変形なども吸収し、機関の運転に支障がなくなる
等の効果を奏する。
又、冷却器外壁が長手方向に半可変なので、機関組立て
の際も、他の部品に無理な力を加えずに組立を行うこと
が可能である。
の際も、他の部品に無理な力を加えずに組立を行うこと
が可能である。
上記の冷却器の構造は、他の熱機関たとえば、ガソリン
機関、ディーゼル機関など熱を用いるシステムたとえば
、ボイラ地熱発電々どの熱交換器に使用でき、これによ
り、熱交換器の製作を簡易にし、熱機関熱を用いるシス
テムの組立を容易にし、熱々とによる変形も吸収し、機
関等の運転に第１図はスターリングエンジンの概略構成
図、第２図は従来のスターリングエンジンの側面図、第
３図は本発明のスターリングエンジンにおける冷却器の
継断側面図である。
機関、ディーゼル機関など熱を用いるシステムたとえば
、ボイラ地熱発電々どの熱交換器に使用でき、これによ
り、熱交換器の製作を簡易にし、熱機関熱を用いるシス
テムの組立を容易にし、熱々とによる変形も吸収し、機
関等の運転に第１図はスターリングエンジンの概略構成
図、第２図は従来のスターリングエンジンの側面図、第
３図は本発明のスターリングエンジンにおける冷却器の
継断側面図である。
３・・・圧縮シリンダ、 ５・・・冷却器、６°°°
再生器、 １４・・・冷却管、１５・・・再生器
側フランジ、 １６・・・圧縮シリンダ側フランジ、１７・・・外壁、
１８ 、１９・・・冷却水、冷却媒体流出入口、加・・
・押え金具、 ２１・・・０リング、２２・・・連
結棒、 ２３ａ、ｂ・・・０リング。
再生器、 １４・・・冷却管、１５・・・再生器
側フランジ、 １６・・・圧縮シリンダ側フランジ、１７・・・外壁、
１８ 、１９・・・冷却水、冷却媒体流出入口、加・・
・押え金具、 ２１・・・０リング、２２・・・連
結棒、 ２３ａ、ｂ・・・０リング。
代理人 弁理士 則近憲佑（ほか１名）第 １ 図
第 ２ 図
第３図
１７
Claims (5)
- （１）膨張シリンダと圧縮シリンダにそれぞれ加熱器と
冷却器とを付属、せしめるとともに、両者を再生器によ
って互いに連結したスターリングエンジンにおいて、冷
却器の水ジャケットの外壁を弾性構造として構成したこ
とを特徴とするスターリングエンジン用冷却器。 - （２）上記水ジャケットへの水又は、冷却媒体の流入口
と流出口を水ジヤケツト両端の剛体部に設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のスターリングエン
ジン用冷却器。 - （３）冷却器の圧縮シリンダー側の動作流体流路剛体部
を水ジヤケツト両端の剛体部と独立させ、凸形の形状と
し、かつ、圧縮シリンダーと動作流体流路凸形部の冷却
水または冷却媒体の漏れをＯリング等のシール機構によ
り防ぐことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
ターリングエンジン用冷却器。 - （４）多管による動作流体流通路及び、これを再生器側
へ固定する冷却水又は、冷却媒体流出入口を持つ剛体部
、及び、圧縮シリンダー側へ０リング等のシール機構に
より、押えられ動作流体流通ることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のスターリングエンジン用冷却器。 - （５）水ジャケット画体の剛体部に長さを可変できる連
結棒を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のスターリングエンジン用冷却器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19345282A JPS5985459A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | スタ−リングエンジン用冷却器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19345282A JPS5985459A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | スタ−リングエンジン用冷却器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985459A true JPS5985459A (ja) | 1984-05-17 |
Family
ID=16308227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19345282A Pending JPS5985459A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | スタ−リングエンジン用冷却器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5985459A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7603857B2 (en) | 2005-06-29 | 2009-10-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust heat recovery apparatus |
| JP2011007138A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toyota Motor Corp | スターリングエンジンの冷却器およびスターリングエンジン |
| CN102072044A (zh) * | 2011-01-24 | 2011-05-25 | 新疆阳光动力能源科技有限公司 | 水冷装置及具有该水冷装置的外燃机 |
-
1982
- 1982-11-05 JP JP19345282A patent/JPS5985459A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7603857B2 (en) | 2005-06-29 | 2009-10-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust heat recovery apparatus |
| JP2011007138A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Toyota Motor Corp | スターリングエンジンの冷却器およびスターリングエンジン |
| CN102072044A (zh) * | 2011-01-24 | 2011-05-25 | 新疆阳光动力能源科技有限公司 | 水冷装置及具有该水冷装置的外燃机 |
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