JPS6193257A - スタ−リングエンジンの空気予熱器 - Google Patents
スタ−リングエンジンの空気予熱器Info
- Publication number
- JPS6193257A JPS6193257A JP21395184A JP21395184A JPS6193257A JP S6193257 A JPS6193257 A JP S6193257A JP 21395184 A JP21395184 A JP 21395184A JP 21395184 A JP21395184 A JP 21395184A JP S6193257 A JPS6193257 A JP S6193257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- air
- combustion
- air preheater
- stirling engine
- 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
- F02G1/055—Heaters or coolers
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (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、スターリングエンジンの熱効率を向上させ
るために配置されている排熱回収用の燃焼用空気予熱器
に関するものである。
るために配置されている排熱回収用の燃焼用空気予熱器
に関するものである。
第３図は従来の空気予熱器５を取付けたスターリングエ
ンジンの一部分を示す断面図であり、この図に示した部
分は、空気供給口４部分及び排ガス浄化触媒装置１１を
除いて軸対象に構成されている。
ンジンの一部分を示す断面図であり、この図に示した部
分は、空気供給口４部分及び排ガス浄化触媒装置１１を
除いて軸対象に構成されている。
図において、１は燃焼室であり、燃料は燃料供給口２か
ら投入され、燃料噴出口３より燃焼室１に流入するよう
構成されている。一方、燃焼用空気は空気供給口４より
投入され、空気予熱器５を通過する間に燃焼排ガスと熱
交換され、燃焼室壁１３に開けられた空気流入口６より
燃焼室１に供給されるようになっている。燃料と空気は
燃焼室１内で混合しつつ燃焼し、その高温燃焼ガスはヒ
ータ管７周辺を通過した後空気予熱器５に流入する。ヒ
ータ管７内では、ヘリウムガス等の作動流体がスターリ
ングサイクルに従って移動しており、作動流体を上記燃
焼熱によって加熱することによりスターリングエンジン
の動力として取り出すことができる。９はシリンダ壁、
１４は外筒である。
ら投入され、燃料噴出口３より燃焼室１に流入するよう
構成されている。一方、燃焼用空気は空気供給口４より
投入され、空気予熱器５を通過する間に燃焼排ガスと熱
交換され、燃焼室壁１３に開けられた空気流入口６より
燃焼室１に供給されるようになっている。燃料と空気は
燃焼室１内で混合しつつ燃焼し、その高温燃焼ガスはヒ
ータ管７周辺を通過した後空気予熱器５に流入する。ヒ
ータ管７内では、ヘリウムガス等の作動流体がスターリ
ングサイクルに従って移動しており、作動流体を上記燃
焼熱によって加熱することによりスターリングエンジン
の動力として取り出すことができる。９はシリンダ壁、
１４は外筒である。
なお、上記ヒータ管７は、熱交換を十分に行なうため、
その下流側部分にフィン８が取り付けられている。
その下流側部分にフィン８が取り付けられている。
そして上記空気予熱器５を通過した燃焼排ガスは、排気
マニホールド１０により集められ、排ガス浄化触媒装置
１１を経て排気口１２より大気に放出されるようになっ
ている。なお、図中実線矢印は空気、細い破線矢印は燃
焼ガス、太い破線矢印は燃料の流れを示している。
マニホールド１０により集められ、排ガス浄化触媒装置
１１を経て排気口１２より大気に放出されるようになっ
ている。なお、図中実線矢印は空気、細い破線矢印は燃
焼ガス、太い破線矢印は燃料の流れを示している。
次に動作について説明する。
スターリングエンジンの加熱源に用いられる燃焼器の特
徴は、燃焼排ガスより排熱を回収し、燃焼用空気を約５
００℃以上に予熱することと、燃焼用空気が高温に予熱
されるために予混合燃焼器が使えず、拡散方式の燃焼器
が用いられることである。
徴は、燃焼排ガスより排熱を回収し、燃焼用空気を約５
００℃以上に予熱することと、燃焼用空気が高温に予熱
されるために予混合燃焼器が使えず、拡散方式の燃焼器
が用いられることである。
第３図に示したように、燃料は燃料噴出口３より、空気
は空気予熱器５により予熱された後空気流入口６より、
各々独立に燃焼室１に投入される。
は空気予熱器５により予熱された後空気流入口６より、
各々独立に燃焼室１に投入される。
図示していないが、放電等の手段によってこれらの混合
気が着火され、火炎が形成される。
気が着火され、火炎が形成される。
ここで、上記のように構成された燃焼器で発生する燃焼
ガスは、次のような特性をもっていることが知られてい
る。
ガスは、次のような特性をもっていることが知られてい
る。
（１）空気が極めて高温に予熱されているために燃焼ガ
ス温度が高く、窒素酸化物（以下ＮＯｘと記す）の生成
量が著しく大きい。
ス温度が高く、窒素酸化物（以下ＮＯｘと記す）の生成
量が著しく大きい。
（２） 燃焼ガス温度を高くするため、空気過剰率を
１．０に近づけると燃焼特性が悪（なり、未燃焼ガス、
特に−酸化炭素（以下ＣＯと記す）が多量に排出される
。
１．０に近づけると燃焼特性が悪（なり、未燃焼ガス、
特に−酸化炭素（以下ＣＯと記す）が多量に排出される
。
このため、燃焼ガスを大気に放出する前に、排ガス浄化
装置１１を通過させ、ＮＯｘ、Ｃｏ等を低減させている
。この排ガス浄化装置１１としては、ＮＯｘ、Ｇｏ、Ｈ
，Ｃ，（未燃炭化水素）低域に有効な３元触媒がよ（用
いられる。
装置１１を通過させ、ＮＯｘ、Ｃｏ等を低減させている
。この排ガス浄化装置１１としては、ＮＯｘ、Ｇｏ、Ｈ
，Ｃ，（未燃炭化水素）低域に有効な３元触媒がよ（用
いられる。
従来の装置は以上のように構成されて°いるので、エン
ジンと独立に排ガス浄化装置１１を装備しなければなら
ず、エンジンをコンパクトに構成する上で問題があった
。
ジンと独立に排ガス浄化装置１１を装備しなければなら
ず、エンジンをコンパクトに構成する上で問題があった
。
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、排ガス浄化装置を別途設ける必要
のないスターリングエンジンの空気予熱器を提供するも
のである。
めになされたもので、排ガス浄化装置を別途設ける必要
のないスターリングエンジンの空気予熱器を提供するも
のである。
この発明に係る空気予熱器は、その排ガス通路壁面に排
ガス浄化のための触媒をコーティングしたものである。
ガス浄化のための触媒をコーティングしたものである。
この発明においては、排ガス中に含まれるＮＯｘ。
ＣＯ等を、該空気予熱器の排ガス通路壁面にコーティン
グされた触媒で還元又は酸化し、排ガスの浄化を行なう
。
グされた触媒で還元又は酸化し、排ガスの浄化を行なう
。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、空気予熱器５は、燃焼排ガスの通路側に例
えば３元触媒がコーティングされている。空気予熱器５
以外の各部の構成及び機能は第３図の装置のものと同一
であり、本実施例の空気予熱器５を備えたスターリング
エンジンでは、排ガス浄化装置は設けられていない。
図において、空気予熱器５は、燃焼排ガスの通路側に例
えば３元触媒がコーティングされている。空気予熱器５
以外の各部の構成及び機能は第３図の装置のものと同一
であり、本実施例の空気予熱器５を備えたスターリング
エンジンでは、排ガス浄化装置は設けられていない。
第２図（ａ）及びｆｂ）はそれぞれ多管式空気予熱器５
の一部断面平面図及びそのｎｂ−ｎｂ線断面図を示した
・ものである。図において、２０は空気予熱器５の外壁
、２１は金属管で、この管内を燃焼ガス、管外を空気が
流れるように構成されており、その管内壁には３元触媒
２２がコーティングされている（第２回申）斜線部）。
の一部断面平面図及びそのｎｂ−ｎｂ線断面図を示した
・ものである。図において、２０は空気予熱器５の外壁
、２１は金属管で、この管内を燃焼ガス、管外を空気が
流れるように構成されており、その管内壁には３元触媒
２２がコーティングされている（第２回申）斜線部）。
燃焼ガス及び空気の流れる方向は、それぞれ破線及び実
線矢印で示している。
線矢印で示している。
次に作用効果について説明する。
空気過剰率が１．０に近い条件で、燃料と空気とを供給
する。燃焼室１内で燃焼が行なわれるが、先にも述べた
ように、燃焼ガス温度が高いのでＮ０にが多量に発生す
る。一方、空気過剰率を１．０に近づけると、空気との
混合が十分でなくなるためＣｏ、Ｈ，Ｃ，等の未燃焼ガ
スが発生する。これらの排ガス成分は燃焼ガスとともに
ヒータ管７で熱交換し、空気予熱器５に送られる。空気
予熱器５では、管内にコーティングされた３元触媒２２
によって、Ｇｏ、Ｈ，Ｃ，は酸化され、ＮＯｘは還元さ
れて各々の濃度は著しく減少する。
する。燃焼室１内で燃焼が行なわれるが、先にも述べた
ように、燃焼ガス温度が高いのでＮ０にが多量に発生す
る。一方、空気過剰率を１．０に近づけると、空気との
混合が十分でなくなるためＣｏ、Ｈ，Ｃ，等の未燃焼ガ
スが発生する。これらの排ガス成分は燃焼ガスとともに
ヒータ管７で熱交換し、空気予熱器５に送られる。空気
予熱器５では、管内にコーティングされた３元触媒２２
によって、Ｇｏ、Ｈ，Ｃ，は酸化され、ＮＯｘは還元さ
れて各々の濃度は著しく減少する。
以上は、空気過剰率１．０近傍で燃焼させた場合につい
て説明したが、燃焼条件として空気過剰率を１．２程度
に選んだ場合は、ＣＯ等の未燃焼ガスは減少するが、Ｎ
Ｏｘの濃度は高くなる。従ってこの場合は、ＮＯｘ還元
用触媒のみをコーティングするだけでよい。また空気過
剰率が２．０程度、あるいはそれ以上の条件で燃焼させ
る場合は、ＮＯｘは減少するが燃焼特性が悪くなり、未
燃焼ガスが多量に発生する。従ってこの場合は、Ｃ０１
Ｈ，Ｃ，等を酸化させる触媒のみをコーティングすれば
よい。
て説明したが、燃焼条件として空気過剰率を１．２程度
に選んだ場合は、ＣＯ等の未燃焼ガスは減少するが、Ｎ
Ｏｘの濃度は高くなる。従ってこの場合は、ＮＯｘ還元
用触媒のみをコーティングするだけでよい。また空気過
剰率が２．０程度、あるいはそれ以上の条件で燃焼させ
る場合は、ＮＯｘは減少するが燃焼特性が悪くなり、未
燃焼ガスが多量に発生する。従ってこの場合は、Ｃ０１
Ｈ，Ｃ，等を酸化させる触媒のみをコーティングすれば
よい。
以上のように、この発明に係るスターリングエンジンの
空気予熱器によれば、その排ガス通路壁面に触媒をコー
ティングして排ガスの浄化を行なうようにしたので、従
来のスターリングエンジンにおいて別途設けていた排ガ
ス浄化装置が不要となり、装置全体をコンパクトに、か
つ安価に構成することができる効果がある。
空気予熱器によれば、その排ガス通路壁面に触媒をコー
ティングして排ガスの浄化を行なうようにしたので、従
来のスターリングエンジンにおいて別途設けていた排ガ
ス浄化装置が不要となり、装置全体をコンパクトに、か
つ安価に構成することができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による触媒付空気予熱器を
備えたスターリングエンジンの部分断面図、第２図（ａ
）はこの発明の一実施例による多管式空気予熱器の一部
断面平面図、第２図（ｂｌはその■ｂ−ｎｂ線断面図、
第３図は従来の排ガス浄化装置を具備したスターリング
エンジンの部分断面図である。 １・・・燃焼室、５・・・空気予熱器、７・・・ヒータ
管、２１・・・金属管、２２・・・触媒。 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 早 瀬 憲 − 第１図 １ニス″ｌ！ぢ煉室 ５１気＋訃器 ７：ヒータ管 第２図 （Ｇ）
備えたスターリングエンジンの部分断面図、第２図（ａ
）はこの発明の一実施例による多管式空気予熱器の一部
断面平面図、第２図（ｂｌはその■ｂ−ｎｂ線断面図、
第３図は従来の排ガス浄化装置を具備したスターリング
エンジンの部分断面図である。 １・・・燃焼室、５・・・空気予熱器、７・・・ヒータ
管、２１・・・金属管、２２・・・触媒。 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 早 瀬 憲 − 第１図 １ニス″ｌ！ぢ煉室 ５１気＋訃器 ７：ヒータ管 第２図 （Ｇ）
Claims (4)
- （１）燃焼器により発生した燃焼熱により燃焼用空気を
予熱するスターリングエンジンの空気予熱器において、
その燃焼排気ガス通路壁面に排気ガス浄化のための触媒
をコーティングしたことを特徴とするスターリングエン
ジンの空気予熱器。 - （２）上記触媒として窒素酸化物を還元できるものを用
いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスタ
ーリングエンジンの空気予熱器。 - （３）上記触媒として一酸化炭素及び未燃炭化水素を酸
化できるものを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のスターリングエンジンの空気予熱器。 - （４）上記触媒として窒素酸化物を還元でき、かつ一酸
化炭素及び未燃炭化水素を酸化できるものを用いたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスターリング
エンジンの空気予熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21395184A JPS6193257A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | スタ−リングエンジンの空気予熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21395184A JPS6193257A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | スタ−リングエンジンの空気予熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6193257A true JPS6193257A (ja) | 1986-05-12 |
Family
ID=16647747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21395184A Pending JPS6193257A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | スタ−リングエンジンの空気予熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6193257A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03238238A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-24 | Daiwa Seiko Inc | シート供給装置 |
-
1984
- 1984-10-11 JP JP21395184A patent/JPS6193257A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03238238A (ja) * | 1990-02-09 | 1991-10-24 | Daiwa Seiko Inc | シート供給装置 |
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