JPS6146453A - 再生熱交換器 - Google Patents
再生熱交換器Info
- Publication number
- JPS6146453A JPS6146453A JP16728584A JP16728584A JPS6146453A JP S6146453 A JPS6146453 A JP S6146453A JP 16728584 A JP16728584 A JP 16728584A JP 16728584 A JP16728584 A JP 16728584A JP S6146453 A JPS6146453 A JP S6146453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- regenerative
- vessel
- heat
- container
- 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
- F02G2257/00—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
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/85—Crankshafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (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】
［発明の技術分野］
本光明は、再生熱交換器に係り、さらに詳細には、熱伝
導損失をより少なくすることのできる再生熱交換器に関
する。
導損失をより少なくすることのできる再生熱交換器に関
する。
［発明のＶｉ、術的背臣およびその問題点］例えば、ス
ターリングエンジンに使用されでいる再生熱交換器は、
両端部が開口した容器内に金網、針金、小さなボール、
多孔質の板あるいは焼結材などよりなる適宜の蓄熱材を
収容して構成されているヮ再生熱交換器の蓄熱効率をあ
げてスターリングエンジンの性能を向上させるには、蓄
熱材の熱容量を大きくすると共に、作動流体との１伝熱
面稙を大ぎくする必要がある。したがって、例えば蓄熱
材として金網を使用するときには、そのメツシュを細か
くし、かつ密に重ねることにより伝熱面積を大きくする
ことができ、上記要望をかなえることができる。ところ
が金網のメツシュを細かくし、かつ密に重ねすぎると、
作動流体の流動抵抗が大きり、斥力損失が大きくなり、
エンジン出力に悪影響を及ぼしたり、蓄熱材と容器の内
周面との僅かな隙間を作動流体が流動するという問題が
あると共に、蓄熱材の相互の接触面積が大きくなり、熱
伝導による損失が大きくなるという問題がある。
ターリングエンジンに使用されでいる再生熱交換器は、
両端部が開口した容器内に金網、針金、小さなボール、
多孔質の板あるいは焼結材などよりなる適宜の蓄熱材を
収容して構成されているヮ再生熱交換器の蓄熱効率をあ
げてスターリングエンジンの性能を向上させるには、蓄
熱材の熱容量を大きくすると共に、作動流体との１伝熱
面稙を大ぎくする必要がある。したがって、例えば蓄熱
材として金網を使用するときには、そのメツシュを細か
くし、かつ密に重ねることにより伝熱面積を大きくする
ことができ、上記要望をかなえることができる。ところ
が金網のメツシュを細かくし、かつ密に重ねすぎると、
作動流体の流動抵抗が大きり、斥力損失が大きくなり、
エンジン出力に悪影響を及ぼしたり、蓄熱材と容器の内
周面との僅かな隙間を作動流体が流動するという問題が
あると共に、蓄熱材の相互の接触面積が大きくなり、熱
伝導による損失が大きくなるという問題がある。
［発明の目的］
本発明は上述のごとき従来の問題に鑑みて発明したもの
で、その目的は、蓄熱効率がよく、かつ蓄熱材自身を通
って伝わる熱伝導損失の少ない再生熱交換器を提供ツる
ことである。
で、その目的は、蓄熱効率がよく、かつ蓄熱材自身を通
って伝わる熱伝導損失の少ない再生熱交換器を提供ツる
ことである。
［発明の概要］
上記のごとき目的を達成づ゛るために、本発明は、再生
熱交換器における容器の内周面に密着するスペーサを容
器内の適数箇所に配設し、このスペーサによって容器内
の蓄熱材を適故に分離してなるものである。
熱交換器における容器の内周面に密着するスペーサを容
器内の適数箇所に配設し、このスペーサによって容器内
の蓄熱材を適故に分離してなるものである。
［発明の効果］
本発明によれば、容器内に密着したスペーサによって蓄
熱材と容器の内周面との僅かな隙間を作動流体が流−」
することを阻止できるので、作動流体が蓄熱材内を均一
的に流動することとなり、熱交換率が向上づろ。また、
スペーサににって蓄熱材が分離されるので、蓄熱材自身
を通っての熱伝導が悪くなり、熱伝導損失が少くなるも
のである。
熱材と容器の内周面との僅かな隙間を作動流体が流−」
することを阻止できるので、作動流体が蓄熱材内を均一
的に流動することとなり、熱交換率が向上づろ。また、
スペーサににって蓄熱材が分離されるので、蓄熱材自身
を通っての熱伝導が悪くなり、熱伝導損失が少くなるも
のである。
［発明の実施例］
以下、図面を用いて、本発明の実施例について詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る再生熱交換器を使用したスターリ
ングエンジンの断面図を示すもので、クランク軸１を回
転自在に支承したクランクケース３にはｍ服シリンダ５
が垂直に立設しであると共に、圧縮シリンダ７が隣接し
てＦｌ設しである。
ングエンジンの断面図を示すもので、クランク軸１を回
転自在に支承したクランクケース３にはｍ服シリンダ５
が垂直に立設しであると共に、圧縮シリンダ７が隣接し
てＦｌ設しである。
膨張シリンダ５のシリンダヘッド９は燃焼空１１内に臨
出しである。膨張シリンダ５内に１習動自在に嵌装した
膨張ピストン１３は、コネクティングロッド１５を介し
て前記クランク軸１に連動連結しである。この膨張ピス
トン１３の頭部１３１−１は、シリンダヘッド９の内側
の形状に対応して椀状に凹設しである。前記圧縮シリン
ダ７内には圧縮ピストン１７が、摺動自在に嵌装してあ
り、この圧縮ピストン１７はコネクティングロッド１９
を介しＣクランク軸１に連動連結しである。
出しである。膨張シリンダ５内に１習動自在に嵌装した
膨張ピストン１３は、コネクティングロッド１５を介し
て前記クランク軸１に連動連結しである。この膨張ピス
トン１３の頭部１３１−１は、シリンダヘッド９の内側
の形状に対応して椀状に凹設しである。前記圧縮シリン
ダ７内には圧縮ピストン１７が、摺動自在に嵌装してあ
り、この圧縮ピストン１７はコネクティングロッド１９
を介しＣクランク軸１に連動連結しである。
前記膨張シリンダ５のシリンダヘッド９には、伝熱フィ
ン２１Ｆを備えた複数の高温熱交換器伝熱管２１が接続
しであると共に、再生熱交換″Ｐ１２３が接続しである
。前記圧縮シリンダ７のシリンダヘッド２５には低温熱
交換器２７が接続してあり、この低温熱交換器２７は前
記再生熱交換器２３と接続しである。
ン２１Ｆを備えた複数の高温熱交換器伝熱管２１が接続
しであると共に、再生熱交換″Ｐ１２３が接続しである
。前記圧縮シリンダ７のシリンダヘッド２５には低温熱
交換器２７が接続してあり、この低温熱交換器２７は前
記再生熱交換器２３と接続しである。
前記燃焼至１１を形成するケーシング２９の上部中央に
はガスノズル３１が取付けてあり、かつケーシング２つ
の周囲には、燃焼至１１から燃焼ガス排気筒３３を経て
Ｉ月出される排ガスによって空気を予熱する空気予熱器
３５が配設しである。
はガスノズル３１が取付けてあり、かつケーシング２つ
の周囲には、燃焼至１１から燃焼ガス排気筒３３を経て
Ｉ月出される排ガスによって空気を予熱する空気予熱器
３５が配設しである。
以上のごとき構成において、ガスノズル３１から燃焼苗
１１内に噴出されるガスの燃焼ににり伝熱管２１内の作
動流体が加熱され、高温の作動流体が膨張シリンダ５内
へ流入されることにより膨張ピストン１３が往作動され
、クランク’Ｉ’ｌｌｌ １が回転される。次に、膨張
ピストン１３の復Ｖ「動により膨張シリンダ５内の作動
流体は伝熱管２１から再生熱交換器２３および低温熱交
換器２７を経て圧縮シリンダ７に流入する。作動流体が
再生熱交換器２３を通過するきに、再生熱交換器２３内
に内装した蓄熱材へ熱伝導が行なわれ、作動流体が低温
になる。
１１内に噴出されるガスの燃焼ににり伝熱管２１内の作
動流体が加熱され、高温の作動流体が膨張シリンダ５内
へ流入されることにより膨張ピストン１３が往作動され
、クランク’Ｉ’ｌｌｌ １が回転される。次に、膨張
ピストン１３の復Ｖ「動により膨張シリンダ５内の作動
流体は伝熱管２１から再生熱交換器２３および低温熱交
換器２７を経て圧縮シリンダ７に流入する。作動流体が
再生熱交換器２３を通過するきに、再生熱交換器２３内
に内装した蓄熱材へ熱伝導が行なわれ、作動流体が低温
になる。
前記圧縮ピストン１７の復作動ににって圧縮シリンダ７
内の作動流体が圧縮されると、低温熱交換器２７から再
生熱交換器２３および伝熱管２１を経て作動流体は再び
加熱され、膨張シリンダ５へ流入される。
内の作動流体が圧縮されると、低温熱交換器２７から再
生熱交換器２３および伝熱管２１を経て作動流体は再び
加熱され、膨張シリンダ５へ流入される。
ところで、前記再生熱交換器２３は、一方側をシリンダ
ヘッド９に接続し、他方側を低温熱交換器２７に適宜に
接続した筒状の容器３７よりなるものであって、この容
器３７の肉厚は、高温の作動体が流入する一方側の肉厚
を他方側より厚く形成しである。したがって、容器３７
の一方側は高温の作動流体の圧力に耐えることとなると
共に、容器３７の熱伝導による損失をより少なくするこ
とができる。
ヘッド９に接続し、他方側を低温熱交換器２７に適宜に
接続した筒状の容器３７よりなるものであって、この容
器３７の肉厚は、高温の作動体が流入する一方側の肉厚
を他方側より厚く形成しである。したがって、容器３７
の一方側は高温の作動流体の圧力に耐えることとなると
共に、容器３７の熱伝導による損失をより少なくするこ
とができる。
前記再生熱交換器２３における容器３７内には、容器３
７の内周面に外周面が密着した適数のスペーサ３９が適
宜間隔に配設しである。このスペーサ３９は、容−器３
７内に収容された蓄熱材４１を分離すると共に、容器３
７の内周面と蓄熱材４１の外周との間の微小隙間内を作
動流体が流動するのを防止するぼ能を有するもので、例
えばレラミックよりなるものである。
７の内周面に外周面が密着した適数のスペーサ３９が適
宜間隔に配設しである。このスペーサ３９は、容−器３
７内に収容された蓄熱材４１を分離すると共に、容器３
７の内周面と蓄熱材４１の外周との間の微小隙間内を作
動流体が流動するのを防止するぼ能を有するもので、例
えばレラミックよりなるものである。
前記スペーサ３９は、例えば金網、多孔質の板あるいは
焼結材などににり蓄熱材４１が構成されるときには、第
２図（ａ ）に示されるようにリング状に形成づること
か望ましく、また小さなボール等より蓄熱材４１が構成
されるときには、第２図（１））に示されるように、多
数の小孔を備えた円板に形成することが望ましい。さら
に、例えば針金などにより蓄熱材４１が構成される場合
には、第２図（Ｃ）に示されるように、内側にリブを備
えた態様のリングに形成することが望ましい。すなわち
、スペーサ３９は、容器３７内へ収容される蓄熱材４１
の態様に応じて種々の態様で実施し得るものである。
焼結材などににり蓄熱材４１が構成されるときには、第
２図（ａ ）に示されるようにリング状に形成づること
か望ましく、また小さなボール等より蓄熱材４１が構成
されるときには、第２図（１））に示されるように、多
数の小孔を備えた円板に形成することが望ましい。さら
に、例えば針金などにより蓄熱材４１が構成される場合
には、第２図（Ｃ）に示されるように、内側にリブを備
えた態様のリングに形成することが望ましい。すなわち
、スペーサ３９は、容器３７内へ収容される蓄熱材４１
の態様に応じて種々の態様で実施し得るものである。
上記構成により、再生熱交換器２３内の蓄熱材４１はス
ペーサ３９によっ′Ｃ複数に分離され、熱的ｆ云導を遮
断されているものである。したがって、蓄熱材４１の熱
伝導による損失が減少する。また、スペーサ３つが容器
３７の内周面に密着しであることにより、容器３７の内
周面と蓄熱材４１との間の微小隙間を作動流体が流動す
ることがなく、作動流体は蓄熱材４１内を均一的に流れ
ることとなる。
ペーサ３９によっ′Ｃ複数に分離され、熱的ｆ云導を遮
断されているものである。したがって、蓄熱材４１の熱
伝導による損失が減少する。また、スペーサ３つが容器
３７の内周面に密着しであることにより、容器３７の内
周面と蓄熱材４１との間の微小隙間を作動流体が流動す
ることがなく、作動流体は蓄熱材４１内を均一的に流れ
ることとなる。
なお、詳細な図示は省略するけれども１本実施例におい
ては、蓄熱材４１の密度あるいは粗さく例えば金網の場
合には目の大きさ）は、容器３７内へ高温の作動流体が
流入づる一方側よりも、低温の作動流体が流入する他方
側の方を粗く構成しである。したがって、容器３７の一
方側よりも、作動流体の密度が大きくなる容器３７の他
方側において圧力損失が減少することになる。
ては、蓄熱材４１の密度あるいは粗さく例えば金網の場
合には目の大きさ）は、容器３７内へ高温の作動流体が
流入づる一方側よりも、低温の作動流体が流入する他方
側の方を粗く構成しである。したがって、容器３７の一
方側よりも、作動流体の密度が大きくなる容器３７の他
方側において圧力損失が減少することになる。
以上のごとき実施例の説明より理解されるように、再生
熱交換器は、スペーサによって蓄熱材が分離されている
ので、熱伝導損失が減少し、かつ作動流体が蓄熱材内を
均一的に流動し、熱交換の効率が向上することとなる。
熱交換器は、スペーサによって蓄熱材が分離されている
ので、熱伝導損失が減少し、かつ作動流体が蓄熱材内を
均一的に流動し、熱交換の効率が向上することとなる。
なお、本発明はスターリングエンジンに実施した場合を
例示したけれども、前述の実施例に限ることなく、その
他の態様でも実施し得るもので必る。
例示したけれども、前述の実施例に限ることなく、その
他の態様でも実施し得るもので必る。
第１図は、本発明の１実施例を示すもので、スターリン
グエンジンの正断面図、第２図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は、各種の形態のスペーサを示す斜視図
である。 ２３・・・再生熱交換器 ３７・・・容器３つ・・・
スペーサ ４１・・・蓄熱材第１図 第２図 第２図 １２図
グエンジンの正断面図、第２図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は、各種の形態のスペーサを示す斜視図
である。 ２３・・・再生熱交換器 ３７・・・容器３つ・・・
スペーサ ４１・・・蓄熱材第１図 第２図 第２図 １２図
Claims (2)
- （１）蓄熱材を収容した容器の一方側から高温の作動流
体を、他方側から低温の作動流体を交互に流入する再生
熱交換器にして、容器の内周面に密着するスペーサを容
器内の適数箇所に配置して設け、このスペーサによって
容器内の蓄熱材を適数に分離してなることを特徴とする
再生熱交換器。 - （２）容器内に収容した蓄熱材の粗さを、高温の作動流
体の流入側よりも低温の作動流体の流入側の方をより粗
く設けてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の再生熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16728584A JPS6146453A (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | 再生熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16728584A JPS6146453A (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | 再生熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146453A true JPS6146453A (ja) | 1986-03-06 |
Family
ID=15846918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16728584A Pending JPS6146453A (ja) | 1984-08-11 | 1984-08-11 | 再生熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6146453A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS437490Y1 (ja) * | 1965-02-24 | 1968-04-03 | ||
| JPS5618046A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Regenerator for heat gas machine |
| JPS5629041A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-23 | Nissan Motor Co Ltd | Regenerator for hot gas machine |
-
1984
- 1984-08-11 JP JP16728584A patent/JPS6146453A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS437490Y1 (ja) * | 1965-02-24 | 1968-04-03 | ||
| JPS5618046A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-20 | Nissan Motor Co Ltd | Regenerator for heat gas machine |
| JPS5629041A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-23 | Nissan Motor Co Ltd | Regenerator for hot gas machine |
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