JPS6187954A - スタ−リングエンジン - Google Patents
スタ−リングエンジンInfo
- Publication number
- JPS6187954A JPS6187954A JP21081084A JP21081084A JPS6187954A JP S6187954 A JPS6187954 A JP S6187954A JP 21081084 A JP21081084 A JP 21081084A JP 21081084 A JP21081084 A JP 21081084A JP S6187954 A JPS6187954 A JP S6187954A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- combustion
- air
- outer shell
- expansion space
- 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
- F02G1/0435—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 the engine being of the free piston type
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)
- 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
本発明は、スターリングエンジンに関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、スターリングエンジンの加熱部は外燃機関の特質
上、多種類のものがあるが、ガス燃焼を適用する場合は
１．第１図に示すように、燃料であるガスを矢印ＩＬＫ
て示す方向にガス供給パイプ１、ガス制御弁２ｆ：通過
させ、ガスディストリビ纂−タ３に設けられたガス噴出
孔４から燃焼室６に送る。、一方、燃焼用空気は矢印す
にて示すように燃焼用空気通路６、空気流入孔７を通り
、空気孔８５ から燃焼室６に流れ込む。そして燃焼室
５でガスと燃焼用空気が混合、及び燃焼し、その燃焼ガ
ス 。
上、多種類のものがあるが、ガス燃焼を適用する場合は
１．第１図に示すように、燃料であるガスを矢印ＩＬＫ
て示す方向にガス供給パイプ１、ガス制御弁２ｆ：通過
させ、ガスディストリビ纂−タ３に設けられたガス噴出
孔４から燃焼室６に送る。、一方、燃焼用空気は矢印す
にて示すように燃焼用空気通路６、空気流入孔７を通り
、空気孔８５ から燃焼室６に流れ込む。そして燃焼室
５でガスと燃焼用空気が混合、及び燃焼し、その燃焼ガ
ス 。
を下流側に設けられた加熱器９を通過させることにより
、スターリングエンジン本体に熱を与えていた。加熱器
９ｔ−通過した後、燃焼ガスは矢印Ｃにて示すように排
ガス通路１０から排出されるが、その際、燃焼用空気通
路６から流入する燃焼用空気に熱を与え、空気予熱を行
なうことにより排気損失を低減していた。ところが、こ
のような形式では、燃焼ガスがパイプ構造である加熱器
９を素通りし、温度分布などの影響も受けるため、燃焼
ガスの熱を有効に加熱器９内の作動流体に与えることが
できなかった。そのために、多数のパイプを設ける必要
があり、小型化も実現しにくかった。
、スターリングエンジン本体に熱を与えていた。加熱器
９ｔ−通過した後、燃焼ガスは矢印Ｃにて示すように排
ガス通路１０から排出されるが、その際、燃焼用空気通
路６から流入する燃焼用空気に熱を与え、空気予熱を行
なうことにより排気損失を低減していた。ところが、こ
のような形式では、燃焼ガスがパイプ構造である加熱器
９を素通りし、温度分布などの影響も受けるため、燃焼
ガスの熱を有効に加熱器９内の作動流体に与えることが
できなかった。そのために、多数のパイプを設ける必要
があり、小型化も実現しにくかった。
また、加熱器９が、パイプ構造であるため、高温高圧と
いう条件にすると破壊の危険性が高くなり、スターリン
グエンジンとしても高効率化を達成しにくいという問題
があった。
いう条件にすると破壊の危険性が高くなり、スターリン
グエンジンとしても高効率化を達成しにくいという問題
があった。
また、燃焼部に関しても、ガスと燃焼用空気の混合特性
が悪いため、燃焼安定性が悪く、さらに空気予熱に関連
し、ＮＯｘの抑制に課題が残されていた。
が悪いため、燃焼安定性が悪く、さらに空気予熱に関連
し、ＮＯｘの抑制に課題が残されていた。
発明の目的
本発明は上記従来の問題点に鑑み、小型、高効率化を達
成するスターリングエンジンの提供を目的とする。
成するスターリングエンジンの提供を目的とする。
発明の構成
本発明のスターリングエンジンは、燃料用ガスを円周方
向に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
、燃焼用空気を噴出させるための複数の空気孔を有する
空気噴出器と、膨張空間外胴とで、燃焼室を囲み、この
膨張空間外胴の内部に作動流体を封入し、かつ、複数の
燃焼ガス通過穴を設ける構成としたものである。
向に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
、燃焼用空気を噴出させるための複数の空気孔を有する
空気噴出器と、膨張空間外胴とで、燃焼室を囲み、この
膨張空間外胴の内部に作動流体を封入し、かつ、複数の
燃焼ガス通過穴を設ける構成としたものである。
実施例の説明
以下本発明の実施例について図面を用いて説明を行なう
。第２図は、本発明の一実施例を示す。
。第２図は、本発明の一実施例を示す。
第２図において、燃料であるガス系統は、ガス供給パイ
プ１１、ガス制御弁１２、ガスディストリビーータ１３
、ガス噴出孔１４から成り、一方、・ 燃焼用空気系統
は、燃焼用空気通路１６、空気流入孔１６、空気噴出器
１７、空気噴出孔１８から形成されており、ガスディス
トリビユータ１３と空気噴出器１７と、膨張空間外胴１
９とで燃焼室２Ｑを囲む構成となっている。そして、第
３図に示すように、膨張空間外胴１９の内部にはヘリウ
ム等の作動流体１９１Ｌｉ封入し、かつ、複数の燃焼ガ
ス通過穴２１を設けている。つまり、膨張空間外胴１９
は実質的に加熱器の作用をしているわけである。燃焼室
２０内には、着−火のための点火プラグ２２が取り付け
られており、熱交換器として、加熱器２３、再生器２４
、冷却器２６が備えられている。！！た、エンジン内部
は、膨張空間２６、ディスプレーサ２７、圧縮空間２８
で構成されている。加熱器２３の下流には排気通路２９
が設けられ、燃焼用空気通路１５の外壁等には放熱を防
ぐために、断熱材３０が装着されている。
プ１１、ガス制御弁１２、ガスディストリビーータ１３
、ガス噴出孔１４から成り、一方、・ 燃焼用空気系統
は、燃焼用空気通路１６、空気流入孔１６、空気噴出器
１７、空気噴出孔１８から形成されており、ガスディス
トリビユータ１３と空気噴出器１７と、膨張空間外胴１
９とで燃焼室２Ｑを囲む構成となっている。そして、第
３図に示すように、膨張空間外胴１９の内部にはヘリウ
ム等の作動流体１９１Ｌｉ封入し、かつ、複数の燃焼ガ
ス通過穴２１を設けている。つまり、膨張空間外胴１９
は実質的に加熱器の作用をしているわけである。燃焼室
２０内には、着−火のための点火プラグ２２が取り付け
られており、熱交換器として、加熱器２３、再生器２４
、冷却器２６が備えられている。！！た、エンジン内部
は、膨張空間２６、ディスプレーサ２７、圧縮空間２８
で構成されている。加熱器２３の下流には排気通路２９
が設けられ、燃焼用空気通路１５の外壁等には放熱を防
ぐために、断熱材３０が装着されている。
燃料用ガスは、矢印ｄにて示すようにガス供給パイプ１
１、ガス制御弁１２′ｆ：通り、ガスディストリビーー
タ１３に、設けられたガス噴出孔１４から燃焼室２０に
流入し、これに対し、燃焼用空気は矢印ｅにて示すよう
に燃焼用空気通路１５、空気流入孔１６を通り、空気噴
出器１７に設けられた空気噴出孔１８から、燃焼室２Ｑ
に流れこむ。
１、ガス制御弁１２′ｆ：通り、ガスディストリビーー
タ１３に、設けられたガス噴出孔１４から燃焼室２０に
流入し、これに対し、燃焼用空気は矢印ｅにて示すよう
に燃焼用空気通路１５、空気流入孔１６を通り、空気噴
出器１７に設けられた空気噴出孔１８から、燃焼室２Ｑ
に流れこむ。
そして、始動時のみ、点火プラグ２２により、着火され
燃焼するが、この際、燃焼用空気は、空気噴出孔１８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
進し、燃焼安定性を高める。また、空気噴出器１７が多
段燃焼も可能な構成となっているため、空気予熱により
ＮＯＸが発生しても容易に低減することができる。燃焼
ガスはその後、膨張空間外胴１９に設けられた複数の燃
焼ガス通過穴２１を通ることにより、膨張空間外胴１９
の内部に封入された作動流体に対し熱を与える。ここで
膨張空間外胴１９は加熱器の作用をしているが、従来の
パイプ構造と異なり、容器状の構造とし燃焼室２０ｉ囲
む構成にしているため、作動流体を高温高圧にすること
ができる。すなわち、スターリングエンジンとしても高
効率化を達成することが可能となるわけである。さらに
膨張空間外胴１９の燃焼ガス通過穴２１を通った後、燃
焼ガスは加熱器２３を通り、排気通路２９から矢印ｆに
て示すように排出される。一方、熱を与えられたスター
リングエンジンは、ディスプレーサ２７の動きにより作
動流体を膨張空間２６と圧縮空間２８に移動させ、圧力
変動を発生させることＫより、良好な作動全行なってい
く。
燃焼するが、この際、燃焼用空気は、空気噴出孔１８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
進し、燃焼安定性を高める。また、空気噴出器１７が多
段燃焼も可能な構成となっているため、空気予熱により
ＮＯＸが発生しても容易に低減することができる。燃焼
ガスはその後、膨張空間外胴１９に設けられた複数の燃
焼ガス通過穴２１を通ることにより、膨張空間外胴１９
の内部に封入された作動流体に対し熱を与える。ここで
膨張空間外胴１９は加熱器の作用をしているが、従来の
パイプ構造と異なり、容器状の構造とし燃焼室２０ｉ囲
む構成にしているため、作動流体を高温高圧にすること
ができる。すなわち、スターリングエンジンとしても高
効率化を達成することが可能となるわけである。さらに
膨張空間外胴１９の燃焼ガス通過穴２１を通った後、燃
焼ガスは加熱器２３を通り、排気通路２９から矢印ｆに
て示すように排出される。一方、熱を与えられたスター
リングエンジンは、ディスプレーサ２７の動きにより作
動流体を膨張空間２６と圧縮空間２８に移動させ、圧力
変動を発生させることＫより、良好な作動全行なってい
く。
また、加熱器２３の下流に排熱回収用熱交換器３１を設
けることにより、燃焼用空気通路１６を通過する燃焼用
空気に熱を与え、排気損失を低減し、より高効率化を図
ることができる。
けることにより、燃焼用空気通路１６を通過する燃焼用
空気に熱を与え、排気損失を低減し、より高効率化を図
ることができる。
さらに、膨張空間外胴１９の下流、かつ、排熱回収用熱
交換器３１の上流に多孔性固体３２を設置すれば輻射に
よる効果が加えられ、加熱効率を一層向上でき、小型化
の達成も可能となる。多孔性固体３２としては排ガス特
性全悪化させない程度のを隙率があれば良く、材質とし
てはステンレスや、セラミックが好ましい。
交換器３１の上流に多孔性固体３２を設置すれば輻射に
よる効果が加えられ、加熱効率を一層向上でき、小型化
の達成も可能となる。多孔性固体３２としては排ガス特
性全悪化させない程度のを隙率があれば良く、材質とし
てはステンレスや、セラミックが好ましい。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明のスターリング
エンジンによれば、作動流体を高温高圧にできるため、
小型、高効率化を達成することが可能となり、また燃焼
部としても、燃焼安定性を向上でき、ＮＯｘ抑制にも適
し、さらに、局部過熱の恐れもないため安全性を確保す
ることもできる。
エンジンによれば、作動流体を高温高圧にできるため、
小型、高効率化を達成することが可能となり、また燃焼
部としても、燃焼安定性を向上でき、ＮＯｘ抑制にも適
し、さらに、局部過熱の恐れもないため安全性を確保す
ることもできる。
第１図は従来のスターリングエンジンの要部断面図、第
２図は本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３図は同スターリングエンジンの膨張空
間外胴の拡大断面図、第４図は第３図の矢印入方向から
の矢視図である。 １３・・・・・・ガスディストリビユータ、１４・・・
・・・ガス噴出孔、１７・・・・・・空気噴出器、１８
・・・・・・空気噴出孔、１９・・・・・・膨張空間外
胴、１９＆・・・・・・作動流体、２ｏ・・・・・・燃
焼室、２１・・・・・・燃焼ガス通過穴、３１・・・・
・・熱交換器、３２・・・・・・多孔性固体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１１２１ 第２図 第３図 ／ｑｔｌ Ｑ 弔４図 ｆ（？ ゛）
２図は本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３図は同スターリングエンジンの膨張空
間外胴の拡大断面図、第４図は第３図の矢印入方向から
の矢視図である。 １３・・・・・・ガスディストリビユータ、１４・・・
・・・ガス噴出孔、１７・・・・・・空気噴出器、１８
・・・・・・空気噴出孔、１９・・・・・・膨張空間外
胴、１９＆・・・・・・作動流体、２ｏ・・・・・・燃
焼室、２１・・・・・・燃焼ガス通過穴、３１・・・・
・・熱交換器、３２・・・・・・多孔性固体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１１２１ 第２図 第３図 ／ｑｔｌ Ｑ 弔４図 ｆ（？ ゛）
Claims (3)
- （１）燃料用ガスを円周方向に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、燃焼用空気を噴出させるた
めの複数の空気孔を有する空気噴出器と、膨張空間外胴
とで燃焼室を囲み、前記膨張空間外胴の内部に作動流体
を封入し、かつ、複数の燃焼ガス通過穴を設けたスター
リングエンジン。 - （２）加熱器の下流に燃焼用空気予熱用の熱交換器を設
けた特許請求の範囲第１項記載のスターリングエンジン
。 - （３）膨張空間外胴の下流、かつ、熱交換器の上流に多
孔性固体を設置した特許請求の範囲第２項記載のスター
リングエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21081084A JPS6187954A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | スタ−リングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21081084A JPS6187954A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | スタ−リングエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187954A true JPS6187954A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16595504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21081084A Pending JPS6187954A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | スタ−リングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187954A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104500264A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-04-08 | 北京航空航天大学 | 一种开-闭式斯特林热功转换机构 |
-
1984
- 1984-10-08 JP JP21081084A patent/JPS6187954A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104500264A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-04-08 | 北京航空航天大学 | 一种开-闭式斯特林热功转换机构 |
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