JPS60132053A - スタ−リングエンジンの加熱装置 - Google Patents
スタ−リングエンジンの加熱装置Info
- Publication number
- JPS60132053A JPS60132053A JP23797383A JP23797383A JPS60132053A JP S60132053 A JPS60132053 A JP S60132053A JP 23797383 A JP23797383 A JP 23797383A JP 23797383 A JP23797383 A JP 23797383A JP S60132053 A JPS60132053 A JP S60132053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flame
- guide
- heating device
- combustion gas
- frame
- 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
- F02G1/057—Regenerators
-
- 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
- F02G2258/00—Materials used
- F02G2258/10—Materials used ceramic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (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】
〔発明の技術分野〕
この発明はスターリングエンジンのヒータ管を均等に加
熱するための加熱装置忙関するものである。
熱するための加熱装置忙関するものである。
従来、この種の加熱装置を使用した例として、第１図に
示すようなスターリングエンジンがあった。図において
、ｔｌ）は燃焼室、（２）は燃焼排気によって炉焼用空
気を予熱するための空気予熱器、（３１はヒータ管（５
）を均等に加熱するだめのフレームガイド、（４）は素
形的な単シリンダ形スターリングエンジン、（５）は燃
焼ガスによってエンジンの作動ガス（ヘリウムなど）を
加熱するためのヒータ管、（６）はヒ〜り管（５）のよ
り低温の燃焼ガスにさらされる側に取付けたフィン、（
力は再生器、（８）は作動ガスを水等の媒体によって冷
却するための冷却器である。（９）は送気ピストン、（
１０）は動力ビストン、α１）はクランク機構で、出力
を取出す役割と送気ピストン（９）を、数十塵の位相分
だけ動力ビストン０〔より先行して動かす機能をもって
いる。
示すようなスターリングエンジンがあった。図において
、ｔｌ）は燃焼室、（２）は燃焼排気によって炉焼用空
気を予熱するための空気予熱器、（３１はヒータ管（５
）を均等に加熱するだめのフレームガイド、（４）は素
形的な単シリンダ形スターリングエンジン、（５）は燃
焼ガスによってエンジンの作動ガス（ヘリウムなど）を
加熱するためのヒータ管、（６）はヒ〜り管（５）のよ
り低温の燃焼ガスにさらされる側に取付けたフィン、（
力は再生器、（８）は作動ガスを水等の媒体によって冷
却するための冷却器である。（９）は送気ピストン、（
１０）は動力ビストン、α１）はクランク機構で、出力
を取出す役割と送気ピストン（９）を、数十塵の位相分
だけ動力ビストン０〔より先行して動かす機能をもって
いる。
第２図は第１図の７レームガイドを示すものである。こ
れはセラミックス製の円筒体（６ａ）に燃焼ガス案内用
の穴（６ｂ）を多数貫設してなるものである。
れはセラミックス製の円筒体（６ａ）に燃焼ガス案内用
の穴（６ｂ）を多数貫設してなるものである。
次に動作について説明する。
第１図において、空気予熱器（２）を通って加熱された
空気は、燃焼室（１）で燃料と混合され次いで点火され
炉焼ガスを生成する。燃焼室（１）で生成された燃焼ガ
スは、フレームガイド（３）によって整流され、ヒータ
管（４）を加熱する。ただし、このときフレームガイド
（３）は１２００℃〜１４００℃の高温となる。
空気は、燃焼室（１）で燃料と混合され次いで点火され
炉焼ガスを生成する。燃焼室（１）で生成された燃焼ガ
スは、フレームガイド（３）によって整流され、ヒータ
管（４）を加熱する。ただし、このときフレームガイド
（３）は１２００℃〜１４００℃の高温となる。
従来の加熱装置は以上のように構成されていたので、一
般の金属材料では、前述の使用環境で酎えられるものは
なく、セラミックス材料を使用していた。しかも、セラ
ミックスを材料とすると、加工性が悪く、又、熱衝撃に
弱いため長時間の使用に耐えることができなかった。又
、フレームガイドの貫通穴を任意の形状としてヒータ管
の加熱に最適な形状忙できなかった。
般の金属材料では、前述の使用環境で酎えられるものは
なく、セラミックス材料を使用していた。しかも、セラ
ミックスを材料とすると、加工性が悪く、又、熱衝撃に
弱いため長時間の使用に耐えることができなかった。又
、フレームガイドの貫通穴を任意の形状としてヒータ管
の加熱に最適な形状忙できなかった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、セラミックスで構成され、複数の
燃焼ガス案内溝を設けた円環状のリングを、積層構造に
することにょυ、熱衝撃に強く、シかも加工性に富んだ
フレームガイドを構成し、ヒ〜り管の均等加熱が可能な
加熱装置を提供しようとするものである。
めになされたもので、セラミックスで構成され、複数の
燃焼ガス案内溝を設けた円環状のリングを、積層構造に
することにょυ、熱衝撃に強く、シかも加工性に富んだ
フレームガイドを構成し、ヒ〜り管の均等加熱が可能な
加熱装置を提供しようとするものである。
以下、この発明の一実施例を図につじで説明する。第５
図において（なお、この図では応力緩和溝は省略しであ
る。）（ｌｚはセラミックス（この実ｔｔａ 例Ｔ Ｉ
ｄ、 シルｍｌニア）で構成された円墳状のフレームリ
ングであ−リ、１１３１はフレームリング０ｚの下部又
は上部に燃焼ガスを水平方向に旋回させる為に設けられ
た複数のスワール穴、０４１はフレームリングＱ３を積
み重ねる為の組み合せ用突起、＋１５１は同じ目的の組
み合せ用穴である。第４図は応力緩和溝の形状を示した
ものであり、同図（〜は７レームリング０２の内周に縦
方向に応力緩和溝ｔｍを設けた例を示し、同図（ｂ）は
フレームリング０２の外周に同様に応力緩和溝（１Ｅ９
を設けた他の例を示す。フレームリング（＋２１の温度
分布状態によシ、応力緩和溝（１６）は内側にするか外
側にするかあるいは両側に設けるかを決定する。第５図
は、フレームリング（１２１を多数組み合せて、積層状
に構成した本発明のフレームガイドｒＩ７）の外観図で
ある。
図において（なお、この図では応力緩和溝は省略しであ
る。）（ｌｚはセラミックス（この実ｔｔａ 例Ｔ Ｉ
ｄ、 シルｍｌニア）で構成された円墳状のフレームリ
ングであ−リ、１１３１はフレームリング０ｚの下部又
は上部に燃焼ガスを水平方向に旋回させる為に設けられ
た複数のスワール穴、０４１はフレームリングＱ３を積
み重ねる為の組み合せ用突起、＋１５１は同じ目的の組
み合せ用穴である。第４図は応力緩和溝の形状を示した
ものであり、同図（〜は７レームリング０２の内周に縦
方向に応力緩和溝ｔｍを設けた例を示し、同図（ｂ）は
フレームリング０２の外周に同様に応力緩和溝（１Ｅ９
を設けた他の例を示す。フレームリング（＋２１の温度
分布状態によシ、応力緩和溝（１６）は内側にするか外
側にするかあるいは両側に設けるかを決定する。第５図
は、フレームリング（１２１を多数組み合せて、積層状
に構成した本発明のフレームガイドｒＩ７）の外観図で
ある。
次に上記実施例の動作について説明する。
第５図のように組み合せたフレームガイドａＤを第１図
のフレームガイド（３）の代わりに取付ける。
のフレームガイド（３）の代わりに取付ける。
空気予熱器（２）を通って加熱された空気は、燃焼室ｍ
で燃料と混合され次いで点火され燃焼ガスを生成する。
で燃料と混合され次いで点火され燃焼ガスを生成する。
火炎は、フレームガイド０７）によ多整流されるととも
に、スワール穴（１りによって旋回流を生じ、ヒータ管
（５）外側の対流熱伝達を促進すると同時に、フレーム
ガイド０Ｄは約１４００℃程度の高温となり、ふく射熱
によってヒータ管（５）を加熱する。
に、スワール穴（１りによって旋回流を生じ、ヒータ管
（５）外側の対流熱伝達を促進すると同時に、フレーム
ガイド０Ｄは約１４００℃程度の高温となり、ふく射熱
によってヒータ管（５）を加熱する。
この結果ヒータ管（５）は均等に加熱される。
本発明によるフレームガイドαηはセラミックスリング
の下面又は上面から水平方向に凹形状の複数の燃焼ガス
案内用のスワール穴（１３）を加圧成形できるので加工
が容易であるうえ、これらのフレームリングα２を積層
構造にして用いるので、フレームリングα２０重ね方向
の熱応力は殆どなく、円周方向は第４図に示したような
応力緩和溝（１６）にょシ熱応力を緩和することができ
るので、熱衝撃に強く、信頼性の高いスターリングエン
ジン用のフレームガイドを提供できる。
の下面又は上面から水平方向に凹形状の複数の燃焼ガス
案内用のスワール穴（１３）を加圧成形できるので加工
が容易であるうえ、これらのフレームリングα２を積層
構造にして用いるので、フレームリングα２０重ね方向
の熱応力は殆どなく、円周方向は第４図に示したような
応力緩和溝（１６）にょシ熱応力を緩和することができ
るので、熱衝撃に強く、信頼性の高いスターリングエン
ジン用のフレームガイドを提供できる。
なお、上記実施例では第３図に示すようなスワール穴（
１３としたが、これはストレートの穴であっても差し支
えない。さらに穴の位置や１個数、形状等は任意であシ
、例えば第６図（ａ）に示すように上向き穴としても、
また同図（ｂ）のように下向き穴として吃よい。また、
応力緩和溝００についても任意である。さらにまた、組
み合せ用穴０９を組み合せ用突起（１４）よシ多く設け
て、ｇ（１３の位置を円周方向に変えられるようにして
もよい。材料も上記実施例では、セラミックスを使用し
たが、使用環境にＩえうる材料であればなんでもよい。
１３としたが、これはストレートの穴であっても差し支
えない。さらに穴の位置や１個数、形状等は任意であシ
、例えば第６図（ａ）に示すように上向き穴としても、
また同図（ｂ）のように下向き穴として吃よい。また、
応力緩和溝００についても任意である。さらにまた、組
み合せ用穴０９を組み合せ用突起（１４）よシ多く設け
て、ｇ（１３の位置を円周方向に変えられるようにして
もよい。材料も上記実施例では、セラミックスを使用し
たが、使用環境にＩえうる材料であればなんでもよい。
さら忙、第７図のようにフレームリング（１２１の上面
及び下面に組み合せ用のテーパ（１８１をつければ、組
み合せ用穴（１■と組み合せ用突起０４）が不要となる
。
及び下面に組み合せ用のテーパ（１８１をつければ、組
み合せ用穴（１■と組み合せ用突起０４）が不要となる
。
以上のように、この発明によれば、セラミックスで構成
され応力緩和溝を設けたフレームリングを、積層構造に
することによシ、熱衝撃に強く、耐熱性にも優れ、しか
も加工が容易なフレームガイドを提供することができる
。
され応力緩和溝を設けたフレームリングを、積層構造に
することによシ、熱衝撃に強く、耐熱性にも優れ、しか
も加工が容易なフレームガイドを提供することができる
。
第１図は従来のスターリングエンジンの加熱装置を示す
断面図、第２図は第１図のフレームガイドを示す上面図
及び正面図、第６図はこの発明の一実施例によるフレー
ムリングを示す上面図及び正面図、第４図はフレームリ
ングの応力緩＃溝の位置を示す上面図、第５図は組み合
せた状態を示すフレームガイドの外観図、第６図はフレ
ームリングの穴の形状を変えた例を示す正面図、第７図
はフレームリングの組み合せ方法の他の例を示す外観図
である。 ＣＩ）：燃焼室 （３）：フレームガイド （４）ニス
ターリングエンジン （５＋ ：ヒータＷ（ｔ２１：フ
レームリング （１濁ニスワール穴 ｆｔ４） ：組み
合せ用突起（１９：組み合せ用穴 αη：フレームガイ
ド （１８１：テーバ なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第３図 （０） 霞４図 第 ５［１ ７ 第６国 第１頁の続き ［相］発 明 者 向 井 正 啓 尼崎市塚口術研究
所内 本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技手続補正
書（自発） 昭和 ５９（卜３ 月２２ 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５８−２３７９７３号２、発
明の名称 スターリングエンジンの加熱装置 ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ４、代理人 ５ぞ、補正の対象 別紙 特許請求の範囲（補正） （１）燃焼室、フレームガイド及び被加熱体で構成され
るスターリングエンジンの加熱装置において、円環体形
状のフレームリングを複数積層した構成とし、上記フレ
ームリングは、上面もしくは下面又は上下両面に燃焼ガ
スを被加熱体に案内する複数の燃焼ガス案内溝とフレー
ムリングの内周もしくは外周又は内外周両面に複数の応
力緩和溝とを加熱装置。 （２）上記燃焼ガス案内溝をフレームリングの中央から
水平方向に放射状又はスワール状に形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の加熱装置。 （３）上記フレームリングの上面及び下面に積層用の突
起及び穴をあけたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の加熱装置。 （４）上記フレームリングの上面及び下面に積層用のテ
ーバを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の加熱装置。
断面図、第２図は第１図のフレームガイドを示す上面図
及び正面図、第６図はこの発明の一実施例によるフレー
ムリングを示す上面図及び正面図、第４図はフレームリ
ングの応力緩＃溝の位置を示す上面図、第５図は組み合
せた状態を示すフレームガイドの外観図、第６図はフレ
ームリングの穴の形状を変えた例を示す正面図、第７図
はフレームリングの組み合せ方法の他の例を示す外観図
である。 ＣＩ）：燃焼室 （３）：フレームガイド （４）ニス
ターリングエンジン （５＋ ：ヒータＷ（ｔ２１：フ
レームリング （１濁ニスワール穴 ｆｔ４） ：組み
合せ用突起（１９：組み合せ用穴 αη：フレームガイ
ド （１８１：テーバ なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第３図 （０） 霞４図 第 ５［１ ７ 第６国 第１頁の続き ［相］発 明 者 向 井 正 啓 尼崎市塚口術研究
所内 本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技手続補正
書（自発） 昭和 ５９（卜３ 月２２ 日 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５８−２３７９７３号２、発
明の名称 スターリングエンジンの加熱装置 ３、補正をする者 代表者片由仁へ部 ４、代理人 ５ぞ、補正の対象 別紙 特許請求の範囲（補正） （１）燃焼室、フレームガイド及び被加熱体で構成され
るスターリングエンジンの加熱装置において、円環体形
状のフレームリングを複数積層した構成とし、上記フレ
ームリングは、上面もしくは下面又は上下両面に燃焼ガ
スを被加熱体に案内する複数の燃焼ガス案内溝とフレー
ムリングの内周もしくは外周又は内外周両面に複数の応
力緩和溝とを加熱装置。 （２）上記燃焼ガス案内溝をフレームリングの中央から
水平方向に放射状又はスワール状に形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の加熱装置。 （３）上記フレームリングの上面及び下面に積層用の突
起及び穴をあけたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の加熱装置。 （４）上記フレームリングの上面及び下面に積層用のテ
ーバを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の加熱装置。
Claims (4)
- （１）燃焼室、フレームガイド及び被加熱体で構成され
るスターリングエンジンの加熱装置において、上記フレ
ームガイドが、耐熱性及び耐商温酸化材料製の円環体の
上面もしくは下面又は上下両面に燃焼ガスを被加熱体に
案内する複数の燃焼ガス案内溝と上記円環体の円周もし
くは外周又は内外両面に設けた複数の応力緩和溝を有す
るフレームリングによって積層されていることを特徴と
するスターリングエンジンの加熱装置。 - （２）上記燃焼ガス案内溝をフレームリングの中央から
水平方向に放射状又はスワール状釦形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の加熱装置。 - （３）上記フレームリングの上面及び下面に積層用の突
起及び穴を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の加熱装置。 - （４）上記フレームリングの上面及び下面に積層用のテ
ーパを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23797383A JPS60132053A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | スタ−リングエンジンの加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23797383A JPS60132053A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | スタ−リングエンジンの加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60132053A true JPS60132053A (ja) | 1985-07-13 |
Family
ID=17023212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23797383A Pending JPS60132053A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | スタ−リングエンジンの加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60132053A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01157575A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Nec Corp | 静電保護ダイオードを有する半導体装置 |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP23797383A patent/JPS60132053A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01157575A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Nec Corp | 静電保護ダイオードを有する半導体装置 |
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