JPS61265344A - スタ−リングエンジン - Google Patents
スタ−リングエンジンInfo
- Publication number
- JPS61265344A JPS61265344A JP10657685A JP10657685A JPS61265344A JP S61265344 A JPS61265344 A JP S61265344A JP 10657685 A JP10657685 A JP 10657685A JP 10657685 A JP10657685 A JP 10657685A JP S61265344 A JPS61265344 A JP S61265344A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- heat
- combustion chamber
- stirling engine
- outer periphery
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
Landscapes
- Air Supply (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】
［産業上の利用分野］
この発明は、内部に密閉した作業気体に外部から熱エネ
ルギを与えてスターリングサイクルを行なわせて仕事を
得るスターリングエンジンに関する。
ルギを与えてスターリングサイクルを行なわせて仕事を
得るスターリングエンジンに関する。
［従来の技術］
この種、スターリングエンジンは、騒音とか振動の発生
が少なく、しかも熱効率が高いことなど有利な点が多い
ことで一般によく知られている。
が少なく、しかも熱効率が高いことなど有利な点が多い
ことで一般によく知られている。
その−例として第４図に示すものがある。
この場合、ディスプレーサ１を上下動自在に有するライ
ナ２の外周にシリンダヘッド部３を設けて、内部に膨張
室４を有する加熱器５を形成するとともに、シリンダヘ
ッド部３とライナ２との間に、縦向きの加熱フィン６を
配置しである。さらに加熱器５の外周には、燃焼室１１
を有する燃焼筒７が設けられ、バーナ（火炎発生手段）
８により発生する燃焼ガス（矢印Ｇ）が、加熱器５の外
周に縦向きに多数設けた受熱フィン９に作用する構成と
されている。
ナ２の外周にシリンダヘッド部３を設けて、内部に膨張
室４を有する加熱器５を形成するとともに、シリンダヘ
ッド部３とライナ２との間に、縦向きの加熱フィン６を
配置しである。さらに加熱器５の外周には、燃焼室１１
を有する燃焼筒７が設けられ、バーナ（火炎発生手段）
８により発生する燃焼ガス（矢印Ｇ）が、加熱器５の外
周に縦向きに多数設けた受熱フィン９に作用する構成と
されている。
このように、燃焼ガスによる熱エネルギを受熱フィン９
を通して加熱器５内の加熱フィン６に伝達し、その伝達
により高温化する加熱フィン６に、たとえばヘリウムガ
ス（作業気体）を下方から矢印Ｕ方向に導いて加熱−し
、その加熱したへリウムガスを膨張室４内に導いて、そ
の膨張によってディスプレーサ１を下降させて所定の仕
事を得る。その一方、仕事を終えたヘリウムガスは、上
記矢印Ｕとは逆の矢印り方向の経路で膨張室４から導出
され、ディスプレーサ１と図示しないピストンとの上下
間に導かれる。
を通して加熱器５内の加熱フィン６に伝達し、その伝達
により高温化する加熱フィン６に、たとえばヘリウムガ
ス（作業気体）を下方から矢印Ｕ方向に導いて加熱−し
、その加熱したへリウムガスを膨張室４内に導いて、そ
の膨張によってディスプレーサ１を下降させて所定の仕
事を得る。その一方、仕事を終えたヘリウムガスは、上
記矢印Ｕとは逆の矢印り方向の経路で膨張室４から導出
され、ディスプレーサ１と図示しないピストンとの上下
間に導かれる。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが第４図に示す従来のスターリングエンジンにあ
っては、バーナ８が加熱器５の中央上方に配置されてい
た。
っては、バーナ８が加熱器５の中央上方に配置されてい
た。
そのことから、燃焼ガスは矢印Ｇで示すように、まず加
熱器５の壁面の上端縁に作用するため、加熱器５が全体
的に均一に燃焼ガスの作用を受けずに、局所的、つまり
加熱器５の上端縁のみが著しく高熱化してホラトスボッ
）Ｈ３を生じていた。
熱器５の壁面の上端縁に作用するため、加熱器５が全体
的に均一に燃焼ガスの作用を受けずに、局所的、つまり
加熱器５の上端縁のみが著しく高熱化してホラトスボッ
）Ｈ３を生じていた。
このように加熱器５が局所的に高熱化して、ホットスポ
ットＨ３を生じると、このホットスポラ）Ｈ３の温度を
加熱器５の耐熱温度以下に抑える必要があることから、
バーナ８による火炎温度をあまり高温化することができ
ず、そのことから、エンジンの出力アップを十分に図る
ことができなかった。なお、受熱フィン９の上端縁もホ
ットスポットになるが、受熱フィン９は高圧力を受ける
強度部材ではないから、実質的な耐熱温度は高いので、
受熱フィン９の耐熱温度により燃焼ガスの温度が制限さ
れることはない。
ットＨ３を生じると、このホットスポラ）Ｈ３の温度を
加熱器５の耐熱温度以下に抑える必要があることから、
バーナ８による火炎温度をあまり高温化することができ
ず、そのことから、エンジンの出力アップを十分に図る
ことができなかった。なお、受熱フィン９の上端縁もホ
ットスポットになるが、受熱フィン９は高圧力を受ける
強度部材ではないから、実質的な耐熱温度は高いので、
受熱フィン９の耐熱温度により燃焼ガスの温度が制限さ
れることはない。
また、従来構造では上方にバーナ８を配置していた関係
から、加熱器５の上面側に熱遮閉板１０を設置して加熱
器５の保護を図る必要があり、しかもこのように熱遮閉
板１０を設置すると、バーナ８から発生直後のふく射に
有効な火炎が加熱器５に吸収されにくくなるため、加熱
器５への熱伝達率の向上が今一つ図れず、その一方にお
いて、熱伝達率が向上しないことから、燃焼ガスはその
温度が十分低下しないまま排出されるので、Ｎ。
から、加熱器５の上面側に熱遮閉板１０を設置して加熱
器５の保護を図る必要があり、しかもこのように熱遮閉
板１０を設置すると、バーナ８から発生直後のふく射に
有効な火炎が加熱器５に吸収されにくくなるため、加熱
器５への熱伝達率の向上が今一つ図れず、その一方にお
いて、熱伝達率が向上しないことから、燃焼ガスはその
温度が十分低下しないまま排出されるので、Ｎ。
Ｘが多く発生していた。
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので
あって、エンジンの出力向上を十分に図るとともに、加
熱器の熱伝達率の向上をＮＯｘの発生を有効に抑制しつ
つ達成することができるスターリングエンジンを提供す
ることを目的とする。
あって、エンジンの出力向上を十分に図るとともに、加
熱器の熱伝達率の向上をＮＯｘの発生を有効に抑制しつ
つ達成することができるスターリングエンジンを提供す
ることを目的とする。
［問題を解決するための手段］
上記目的を解決するため、この発明は、内部に膨張室を
形成する加熱器の外周部に、受熱フィンを設けるととも
に、上記加熱器の外周に、加熱器を取り囲むドーナツ状
の燃焼室を形成し、かつ上記燃焼室に、加熱器の外周に
対しその接線方向に向く火炎発生手段を複数個のぞませ
てなる。
形成する加熱器の外周部に、受熱フィンを設けるととも
に、上記加熱器の外周に、加熱器を取り囲むドーナツ状
の燃焼室を形成し、かつ上記燃焼室に、加熱器の外周に
対しその接線方向に向く火炎発生手段を複数個のぞませ
てなる。
［作用］
上記構成により、この発明では、受熱フィンの広い面積
に対してより均一にかつ低温のもとで火炎が作用し、し
かも火炎によるふく射熱が加熱器に吸収されやすくして
、加熱器へより効率よく熱エネルギを与えるとともに、
燃焼ガスをより低温化して排出する。
に対してより均一にかつ低温のもとで火炎が作用し、し
かも火炎によるふく射熱が加熱器に吸収されやすくして
、加熱器へより効率よく熱エネルギを与えるとともに、
燃焼ガスをより低温化して排出する。
［実施例］
以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。
。
第１図はその一実施例を示すもので、この場合、ディス
プレーサ１を上下動自在に有するライナ２の外周にシリ
ンダヘッド部３を設けて、内部に膨張室４を有する加熱
器５を形成するとともに、シリンダヘッド部３とライナ
２どの間に、縦向きの加熱フィン６を配置しである。さ
らに上記加熱器５の外周には、燃焼室１１を有するセラ
ミックファイバ製の耐火型燃焼筒７が設けられ、バーナ
（火炎発生手段）８により発生する火炎Ｘが、加熱器５
の外周に縦向きに多数設けた受熱フィン９に作用する構
成とされている。
プレーサ１を上下動自在に有するライナ２の外周にシリ
ンダヘッド部３を設けて、内部に膨張室４を有する加熱
器５を形成するとともに、シリンダヘッド部３とライナ
２どの間に、縦向きの加熱フィン６を配置しである。さ
らに上記加熱器５の外周には、燃焼室１１を有するセラ
ミックファイバ製の耐火型燃焼筒７が設けられ、バーナ
（火炎発生手段）８により発生する火炎Ｘが、加熱器５
の外周に縦向きに多数設けた受熱フィン９に作用する構
成とされている。
こうしたスターリングエンジンにおいて、ここに特徴と
するところは、第２図に示すように、内部に膨張室４を
形成する加熱器５の外周部に、受熱フィン９を設けると
ともに、上記加熱器５の外周に、加熱器５を取り囲むド
ーナツ状の燃焼室１１を形成し、かつ上記燃焼室１１に
、加熱器５の外周に対しその接線方向に向くバーナ８を
複数個（４個）のぞませである。
するところは、第２図に示すように、内部に膨張室４を
形成する加熱器５の外周部に、受熱フィン９を設けると
ともに、上記加熱器５の外周に、加熱器５を取り囲むド
ーナツ状の燃焼室１１を形成し、かつ上記燃焼室１１に
、加熱器５の外周に対しその接線方向に向くバーナ８を
複数個（４個）のぞませである。
ここにおいて、上記実施例では、第１図に示すように、
受熱フィン９が、加熱器５のシリンダヘッド部３上面中
途にまで延びる。また、燃焼室１１は縦断面角形としで
ある。さらに、上記排出孔Ｊ２は、燃焼筒７の上端部、
つまり加熱器５の中央上方に位置する。
受熱フィン９が、加熱器５のシリンダヘッド部３上面中
途にまで延びる。また、燃焼室１１は縦断面角形としで
ある。さらに、上記排出孔Ｊ２は、燃焼筒７の上端部、
つまり加熱器５の中央上方に位置する。
なお、１３は空気予熱器で、排出孔１２からの排熱を受
けて第２図の燃料用空気入口孔１４に供給される空気Ａ
を加熱する。また、１５は再生熱交換器で、第１図上向
きの矢印Ｕ方向の経路でヘリウムガスを加熱し、下向き
の矢印り方向の経路でヘリウムガスから蓄熱する。さら
に、第２図の燃料Ｆとしては、プロパン、天然ガスまた
は都市ガスなどを用いる。
けて第２図の燃料用空気入口孔１４に供給される空気Ａ
を加熱する。また、１５は再生熱交換器で、第１図上向
きの矢印Ｕ方向の経路でヘリウムガスを加熱し、下向き
の矢印り方向の経路でヘリウムガスから蓄熱する。さら
に、第２図の燃料Ｆとしては、プロパン、天然ガスまた
は都市ガスなどを用いる。
上記構成においては、内部に膨張室４を形成する加熱器
５の外周部に、受熱フィン９を設けるとともに、上記加
熱器５の外周に、加熱器５を取り囲むドーナツ状の燃焼
室１１を形成し、かつ上記燃焼室１１に、加熱器５の外
周に対しその接線方向に向くバーナ８を複数個のぞませ
てなるので、受熱フィン９の外周を取り巻くように火炎
Ｘが発生し、これにより、火炎Ｘおよび燃焼ガスが受熱
フィン９に対して局部的にではなくその外周全体の広い
面積に対してより均一に作用する。
５の外周部に、受熱フィン９を設けるとともに、上記加
熱器５の外周に、加熱器５を取り囲むドーナツ状の燃焼
室１１を形成し、かつ上記燃焼室１１に、加熱器５の外
周に対しその接線方向に向くバーナ８を複数個のぞませ
てなるので、受熱フィン９の外周を取り巻くように火炎
Ｘが発生し、これにより、火炎Ｘおよび燃焼ガスが受熱
フィン９に対して局部的にではなくその外周全体の広い
面積に対してより均一に作用する。
そのことから、受熱フィン９にホットスポットが生じる
おそれがなくなり、その結果、バーナ８による火炎温度
を十分上昇させてエンジンの出力アップを十分に図るこ
とができる。
おそれがなくなり、その結果、バーナ８による火炎温度
を十分上昇させてエンジンの出力アップを十分に図るこ
とができる。
また１発生直後の火炎がより有効な形でふく射熱として
受熱フィン９に作用するので、その作用に伴なう吸熱分
だけ加熱器５が効率よく加熱されるとともに、吸熱分だ
け火炎および燃焼ガス温度が低下し、そのことからＮＯ
ｘの発生量が有効に低減される。
受熱フィン９に作用するので、その作用に伴なう吸熱分
だけ加熱器５が効率よく加熱されるとともに、吸熱分だ
け火炎および燃焼ガス温度が低下し、そのことからＮＯ
ｘの発生量が有効に低減される。
さらに、燃焼室１１の内周面が効果的に加熱されて、そ
の加熱に伴なうふく射熱が加熱器５に有効に作用する結
果、熱伝達率が一層向上する。
の加熱に伴なうふく射熱が加熱器５に有効に作用する結
果、熱伝達率が一層向上する。
とくに、受熱フィン９を加熱器５の外周面５ａに対しそ
の法線方向に直立させると、受熱フィン９のみでなく直
接加熱器５の外周面５ａにふく射熱が作用し、加熱器５
が有効に加熱される。
の法線方向に直立させると、受熱フィン９のみでなく直
接加熱器５の外周面５ａにふく射熱が作用し、加熱器５
が有効に加熱される。
また、第４図の従来例では、上部にバーナ８が、下部に
排出孔１２が配置されて、燃焼ガスは下向きの流れとさ
れていたため、第３図に示すように、加熱器５の高さ方
向の温度分布をみると、加熱器下部では低いものの、加
熱器上部では最も高くなる傾向となり、それと相まって
加熱器５の内側においては、ヘリウムガスが加熱されつ
つ昇温されるため、上記ホットスポットＨ３（第４図）
においては内外からともに高温化したガスが相伴用する
。そのことから、ホットスポットＨ３（第４図）の温度
が一層上昇していた。
排出孔１２が配置されて、燃焼ガスは下向きの流れとさ
れていたため、第３図に示すように、加熱器５の高さ方
向の温度分布をみると、加熱器下部では低いものの、加
熱器上部では最も高くなる傾向となり、それと相まって
加熱器５の内側においては、ヘリウムガスが加熱されつ
つ昇温されるため、上記ホットスポットＨ３（第４図）
においては内外からともに高温化したガスが相伴用する
。そのことから、ホットスポットＨ３（第４図）の温度
が一層上昇していた。
しかし、上記実施例では、ヘリウムガスが上昇に伴なっ
て高温化する反面、燃焼ガスは加熱器中間高さにおいて
高いものの、加熱器上部では加熱器５（第１図）に熱エ
ネルギを与えたのちに燃焼ガスが上昇するので、逆に低
くなり、また、加熱器５のほぼ中間位置では、燃焼ガス
温度は高いが、ヘリウムガスはまだ十分に加熱される前
なので温度が低い、つまり、加熱器５には、内外からと
もに高温化したガスが作用することはない、したがって
、加熱器５にホットスポットが生じない。
て高温化する反面、燃焼ガスは加熱器中間高さにおいて
高いものの、加熱器上部では加熱器５（第１図）に熱エ
ネルギを与えたのちに燃焼ガスが上昇するので、逆に低
くなり、また、加熱器５のほぼ中間位置では、燃焼ガス
温度は高いが、ヘリウムガスはまだ十分に加熱される前
なので温度が低い、つまり、加熱器５には、内外からと
もに高温化したガスが作用することはない、したがって
、加熱器５にホットスポットが生じない。
なお、上記受熱フィン９は上下方向を向いて設けられて
いるが、スパイラル状であってもよい。
いるが、スパイラル状であってもよい。
また、上記受熱フィン９は、加熱器５に対しその法線方
向に傾斜する方向に設けてもよい、さらに、上記排出孔
１２はバーナ８よりも下方に配置し下向きにガスを排出
する構成とすることもできる。また、上記燃焼室ｌｌは
、縦断面半円形としてもよい。
向に傾斜する方向に設けてもよい、さらに、上記排出孔
１２はバーナ８よりも下方に配置し下向きにガスを排出
する構成とすることもできる。また、上記燃焼室ｌｌは
、縦断面半円形としてもよい。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明によれば、受熱フィンの
広い面積に対してより均一にかつ低温のもとで火炎が作
用し、しかも火炎によるふく射熱が加熱器に吸収されや
すくして、加熱器へより効率よく熟エネルギを与えると
ともに、燃焼ガスをより低温化して排出するので、エン
ジンの出力向上を十分に図ることができるとともに、加
熱器の熱伝達率の向上をＮＯｘの発生を有効に抑制しつ
つ達成することができる。
広い面積に対してより均一にかつ低温のもとで火炎が作
用し、しかも火炎によるふく射熱が加熱器に吸収されや
すくして、加熱器へより効率よく熟エネルギを与えると
ともに、燃焼ガスをより低温化して排出するので、エン
ジンの出力向上を十分に図ることができるとともに、加
熱器の熱伝達率の向上をＮＯｘの発生を有効に抑制しつ
つ達成することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示すスターリングエンジ
ンの要部断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第
３図は受熱フィンの各位置における加熱器メタル温度を
従来例と本発明例との関係において示すグラフ、第４図
は従来のスターリングエンジンを示す断面図である。 ４・・・膨張室、５・・・加熱器、８・・・バーナ（火
炎発生手段）、９・・・受熱フィン、１１・・・燃焼室
。 第１図 ５：加熱室 １１：燃焼室 ８：パーナ
ンの要部断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、第
３図は受熱フィンの各位置における加熱器メタル温度を
従来例と本発明例との関係において示すグラフ、第４図
は従来のスターリングエンジンを示す断面図である。 ４・・・膨張室、５・・・加熱器、８・・・バーナ（火
炎発生手段）、９・・・受熱フィン、１１・・・燃焼室
。 第１図 ５：加熱室 １１：燃焼室 ８：パーナ
Claims (2)
- （１）内部に膨張室を形成する加熱器の外周部に、受熱
フィンを設けるとともに、上記加熱器の外周に、加熱器
を取り囲むドーナツ状の燃焼室を形成し、かつ上記燃焼
室に、加熱器の外周に対しその接線方向に向く火炎発生
手段を複数個のぞませてなるスターリングエンジン。 - （２）上記火炎発生手段よりも上方に、燃焼ガスの排出
孔が配置されている特許請求の範囲第１項に記載のスタ
ーリングエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10657685A JPS61265344A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | スタ−リングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10657685A JPS61265344A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | スタ−リングエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265344A true JPS61265344A (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=14437054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10657685A Pending JPS61265344A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | スタ−リングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265344A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014671A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Microgen Energy Limited | Heat transfer head for a stirling engine |
| WO2008001103A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Microgen Energy Limited | A stirling engine assembly |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503016A (ja) * | 1973-05-14 | 1975-01-13 | ||
| JPS5025175A (ja) * | 1973-07-05 | 1975-03-17 | ||
| JPS5510002A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-24 | Naoji Isshiki | Stirling engine with spirally gilled heating surface |
| JPS57113939A (en) * | 1980-12-15 | 1982-07-15 | Mitsubishi Electric Corp | Stirling engine |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP10657685A patent/JPS61265344A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503016A (ja) * | 1973-05-14 | 1975-01-13 | ||
| JPS5025175A (ja) * | 1973-07-05 | 1975-03-17 | ||
| JPS5510002A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-24 | Naoji Isshiki | Stirling engine with spirally gilled heating surface |
| JPS57113939A (en) * | 1980-12-15 | 1982-07-15 | Mitsubishi Electric Corp | Stirling engine |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014671A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-21 | Microgen Energy Limited | Heat transfer head for a stirling engine |
| US6877315B2 (en) | 2000-08-15 | 2005-04-12 | Microgen Energy Limited | Heat transfer head for a Stirling engine |
| WO2008001103A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Microgen Energy Limited | A stirling engine assembly |
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