JPS6122112A

JPS6122112A - 加熱装置

Info

Publication number: JPS6122112A
Application number: JP59142714A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Fujita; 龍夫藤田; Kinichi Adachi; 足立　欣一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1986-01-30
Also published as: JPH052885B2

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】産業上の利用分野本発明は、スターリングエンジン等に用いられる加熱装
置に関するものである。

従来例の構成とその問題点従来、ガスを燃料とする加熱装置は、拡散燃焼方式と予
混合燃焼方式に大別できるが、拡散燃焼方式において、
その下流域に熱交換器を設ける構成のものは、笹１図に
示すように、燃料であるガスをガス供給パイプ１、ガス
制御弁２、ガスノズル３を通過させ燃焼室４に送り、一
方、燃焼用空気を、空気供給パイプ５、空気噴出器６を
経て燃焼室４に送り、両者を燃焼室４で混合及び燃焼さ
せ、その燃焼ガスを下流側に設けられたフィン７を設け
た熱交換パイプ８を通過させることによシ、熱交換を行
なっていた。

ところがこのような形式では、熱交換パイプ８を通過し
た燃焼ガスの排熱は回収されることなく捨てられるため
熱効率も低く、また、燃焼部に関してもガスと空気の混
合特性が悪いため、燃焼が不均一となり、燃焼安定性も
悪く、温度分布にも、むらがあった。特に、拡散燃焼方
式においては、予混合燃焼方式のように燃焼反応が速く
ないため、拡散律則となり、混合特性の悪さは、ＴＤＲ
及び高負荷燃焼性能の低下をも意味する。さらに、燃焼
時の火炎は、細長くなりやすく、熱交換器を均一に加熱
しにくり、熱交換器の位置を下げようとすると火炎が付
着してしまい、排ガス特性が、劣悪になるという欠点を
有していたＯ故に、燃焼温度を高めようとして、空気比
を下げると火炎長が、著しく増大するので、高効率化の
点でも問題となっていた。

発明の目的本発明は、従来の問題点に鑑み、高負荷燃焼特性を有し
、かつ、高効率化を達成する加熱装置を提供するもので
ある０発明の構成本発明は、円周方向に燃料用ガスを旋回させながら噴出
させる複数のガス噴出孔を有するガスディストリビユー
タと、そのガス噴出孔から噴出するガスに対し、燃焼用
空気を直交及び対向噴出させるような複数の空気孔を有
する空気噴出器とで燃焼室番形成し、下流側の燃焼室径
を上流側の燃焼室径に比して大きい多段構成とし、さら
に燃焼室の下流に熱交換器を設け、この熱交換器の下流
に多孔性固体を設置する構成とした加熱装置であり、排
熱を燃焼用空気の予熱に利用するように多孔性固体の下
流に熱交換器を設けたもの、及びガスディストリビユー
タと空気噴出器の少なくとも一方を、セラミック等の断
熱性材料で形成したものも対象とする。

実施例の説明以下、図面を用いて具体的説明を行なう。

第２図は、本発明の一実施例を示す構成図である。

第２図において、ガス系統はガス供給パイプ９゜ガス制
御弁１０．ガスディストリビユータ１１゜ガス噴出孔１
２から成り、空気系統は空気供給通路１３．空気流入孔
１４．空気噴出器１５．空気孔１６から形成されており
、ガスディストリビユータ１１と空気噴出器１６で燃焼
室１７を構成する。燃焼室１７の下流側には、着火のだ
めの点火プラグ１８が取り付けられており、熱交換器と
してスターリングエンジンの加熱器１９が設けられ、こ
れに再生器２０．冷却器２１．ディスプレーサ２２が備
えられている。そして、加熱器１９を取り囲むようにし
て、多孔性固体２３が設置されており、その下流には、
排気通路２４と、排熱回収用熱交換器２５が設けられ、
燃焼用空気を予熱するようになっている。また、燃焼室
１７の下流壁、及び排気通路２４と空気供給通路１３の
外壁には、各々放熱を防ぐために断熱材２６が装着され
ている０燃料用ガスは、ガス供給ノくイブ９．ガス制御弁１ｏを
通り、ガスディストリビユータ１１に設けられたガス噴
出孔１２から、水平方向に旋回しながら燃焼室１７に流
入し、これに対し燃焼用空気は空気供給通路１３．空気
流入孔１４を通り、空気噴出器１６に設けられた空気孔
１６から、燃焼室１７に流れこむ。この際、燃焼用空気
は空気孔１６から、鉛直及び水平方向に噴出し、燃料用
ガスに対し直交及び対向噴出する形態となり、混合を効
果的に促進する。特に、燃焼室１７の上流域は燃焼空間
も小さいため、ガスと空気の衝突速度も太きく、シかも
、うすを発生し、拡散の均一化を達成するようになる。

そして、始動時のみ、点火プラグ１８により着火され燃
焼するが、ここで空気孔１６から鉛直方向に噴出する空
気流は、火炎の安定化に貢献するものであり、ＴＤＲの
拡張にも関連を持つ。燃焼ガスは、その後、スターリン
グエンジンの加熱器器１９に熱を与え、多孔性固体２３
を通過することにより、多孔性固体２３を加熱し輻射に
よる効果が加えられ、加熱器１９をより有効に、しかも
、均一に加熱する。元来、気体よりも固体による輻射効
果の方が優れているため、燃焼空間内に多孔性固体２３
を設置する効果は大きい。多孔性固体２３としては、排
ガス特性を悪化させない程度の空隙率があれば良く、材
質としてはステンレスやセラミックが好ましい。

そして、多孔性固体２３を通過した後、燃焼ガスは、排
熱回収用熱交換器２５を通り、排気通路２４から、排出
されるが、その際゛、排熱回収用熱交換器２５により、
空気供給通路１３を通過する燃焼用空気に熱を与え、排
気損失を低減している。一方、均一に加熱器１９に熱を
与えられたスター１ノンゲニンジンは、ディスプレーサ
２２の動きとともに良好な作動を行なう。

本実施例の加熱装置は既述したように混合特性が優れて
いるだけでなく、段差状の燃焼室１了でほぼ燃焼を完了
し、短炎化を達成できるため、力ロ熱器１９の位置を下
げることが可能となり高効率化にも貢献でき、また、高
負荷燃焼特性の向上にもつながる。さらに、燃焼用空気
を予熱すると、燃焼室１７内の温度も上昇するので、耐
熱性の優れたセラミックを、ガスディスト１ノビユータ
１１と空気噴出器１５の少なくとも一方に適用すれば長
寿命化を図ることができる。

発明の効果以上、説明したように、本発明のカロ熱装置によれば、
高負荷燃焼特性を達成できるだけでなく、□多孔性固体
の輻射による効果が加えられ、より高効率、かつ、均一
に加熱することが可能となる。

従って、スターリングエンジンの加熱器としても小型化
を図れるし、局部過熱の恐れもないため、作動流体の封
入圧力を高め、高効率化を実現できる。また、広いＴＤ
Ｋを示すため、スターリングエンジンの運転変化に対し
ても十分に対応できる特性を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の加熱装置を示す構成図、第２図は本発明
の加熱装置の一実施例を示す構成図である。１１・・・・・・ガスディストリビユータ、１５・・・
・・・空気噴出器、１７・・・・・・燃焼室、２２・・
・・・・ディスプレーサ、２３・・・・・・多孔性固体
。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）円周方向に燃料用ガスを旋回させながら噴出させ
る複数のガス噴出孔を有するガスディストリビュータと
、前記ガス噴出孔から噴出するガスに対し、燃焼用空気
を直交及び対向噴出させるような複数の空気孔を有する
空気噴出器とで、燃焼室を形成し、前記燃焼室は多段構
成とし、下流側の前記燃焼室径を上流側の前記燃焼室径
に比して大きくし、さらに、前記燃焼室の下流に熱交換
器を設け、前記熱交換器の下流に多孔性固体を設置した
ことを特徴とする加熱装置。
（２）多孔性固体の下流に、熱交換器をさらに設け、燃
焼用空気の予熱に利用する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）ガスディストリビュータと、空気噴出器の少なく
とも一方を、セラミック等の断熱性材料で形成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
加熱装置。