JPS6220660A - Air preheater - Google Patents

Air preheater

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Publication number
JPS6220660A
JPS6220660A JP15933985A JP15933985A JPS6220660A JP S6220660 A JPS6220660 A JP S6220660A JP 15933985 A JP15933985 A JP 15933985A JP 15933985 A JP15933985 A JP 15933985A JP S6220660 A JPS6220660 A JP S6220660A
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JP
Japan
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annular
annular space
heat exchanger
air preheater
combustion
Prior art date
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Pending
Application number
JP15933985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Komori
実 小森
Takashi Komagine
駒木根 隆
Tsutomu Sakuma
勉 佐久間
Ichiro Hongo
一郎 本郷
Shigemi Nagatomo
長友 繁美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6220660A publication Critical patent/JPS6220660A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes

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  • Air Supply (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve heat exchange efficiency by constituting an air preheater which is suitable for a Stirling engine and carries out the heat exchange between the combustion exhaust gas and combustion air by accommodating a plurality of superposed annular heat transmitting plates into a case having an annular space. CONSTITUTION:A heater 5 for heating the working fluid in a Stirling engine is equipped with a combustion chamber 15 installed so as to surround the head of an expansion cylinder, and the fuel jetted out from a burner 17 is combusted under the supply of the air preheated by the combustion exhaust gas in an air preheater 18. In this case, the air preheater 18 is constituted by accommodating a plurality of superposed annular heat transmitting plates 33 having a plurality of semicircular cut parts 35 and 36 in the peripheral direction onto the inner and outer peripheral edge parts formed into stepped collar form, into the annular space 23 of a case 24 arranged, keeping a gap, onto the basic plate 22 having a center opened hole 21. Combustion air and combustion exhaust gas are allowed to circulate in the inner and outer annular spaces 38 and 39 partitioned by the stepped part 34 of each heat transmitting plate 33.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、空気予熱器に係り、たとえばスターリングエ
ンジンのヒータに組込むのに好適する空気予熱器に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an air preheater, and more particularly, to an air preheater suitable for being incorporated into a heater of a Stirling engine, for example.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

最近、省エネルギ化の一環として、スターリングエンジ
ンが見直され、熱心な研究が行われている。スターリン
グエンジンには種々の形態のものがあるが、たとえば、
2ピストン方式のものを例にとると、それぞれパワーピ
ストンを内蔵した2つのパワーシリンダ間に再生熱交換
器を閉流路構成に接続し、再生熱交換器の一端と一方の
パワーシリンダとの間の流路をヒータで加熱し、再生熱
交換器の他端と他方のパワーシリンダとの間の流路をク
ーラで冷部するように構成されている。この機関は、理
論的熱効率が高く、あらゆる熱源を使用できると言う特
徴を有している。
Recently, as part of efforts to save energy, the Stirling engine has been reviewed and intensive research is being conducted. There are various types of Stirling engines, for example,
Taking a two-piston system as an example, a regenerative heat exchanger is connected in a closed flow path configuration between two power cylinders each containing a built-in power piston, and a regenerative heat exchanger is connected between one end of the regenerative heat exchanger and one power cylinder. The flow path between the regenerative heat exchanger and the other power cylinder is heated by a heater, and the flow path between the other end of the regenerative heat exchanger and the other power cylinder is cooled by a cooler. This engine is characterized by its high theoretical thermal efficiency and the ability to use any heat source.

ところで、スターリングエンジンのヒータは。By the way, what about the Stirling engine heater?

通常、ガス燃料あるいは液体燃料を燃焼させる燃焼室と
、燃焼によって得られた高温燃焼ガスでスターリングエ
ンジンを動作させるのに必要な作動流体を加熱する熱交
換器と、燃焼排ガスで燃焼用空気を予熱する空気予熱器
とで構成されている。
Typically, there is a combustion chamber that burns gas or liquid fuel, a heat exchanger that heats the working fluid necessary to operate the Stirling engine using the high-temperature combustion gas obtained by combustion, and a combustion exhaust gas that preheats the combustion air. It consists of an air preheater and an air preheater.

スターリングエンジンの場合、上述した作動流体の加熱
温度が高い程、効率が向上する。したがって、燃焼火炎
温度は高い程よいことになる。このようなことから、空
気予熱器を設け、この空気予熱器で排ガスの熱を回収し
て燃焼用空気を高温にし、これによって燃焼火炎温度を
高める方式が採用されている。
In the case of a Stirling engine, the higher the heating temperature of the working fluid described above, the higher the efficiency. Therefore, the higher the combustion flame temperature, the better. For this reason, a method has been adopted in which an air preheater is provided, and the air preheater recovers the heat of the exhaust gas to raise the combustion air to a high temperature, thereby increasing the combustion flame temperature.

上記目的に供される空気予熱器は、排ガスの熱を効率よ
く回収するために大きな伝熱面積を有していることが望
ましい。しかし、伝熱面積を大きくすると、一般的には
それに対応して空気予熱器全体の大形化を招き、また放
熱損失も増加して効率が低下する。このようなことから
、従来の空気予熱器では、燃焼室の回りに複数のパイプ
を配設し、これらを溶接によって接続したものが多い。
The air preheater used for the above purpose desirably has a large heat transfer area in order to efficiently recover heat from exhaust gas. However, increasing the heat transfer area generally results in a corresponding increase in the overall size of the air preheater, and also increases heat dissipation losses, reducing efficiency. For this reason, in many conventional air preheaters, a plurality of pipes are arranged around the combustion chamber, and these pipes are connected by welding.

しかしながら、上記のように構成された従来の空気予熱
器にあっては、構造が複雑で製作に長時間を要し、大重
量化する割には伝熱面積が小さく。
However, the conventional air preheater configured as described above has a complicated structure, takes a long time to manufacture, and has a small heat transfer area despite its large weight.

熱交換効率が低いと言う問題があった。There was a problem with low heat exchange efficiency.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、製作の容易化。
The present invention was made in view of these circumstances, and its purpose is to facilitate manufacturing.

伝熱面積の増大化、全体の軽量化を図れる空気予熱器を
提供することにある。
The object of the present invention is to provide an air preheater that can increase the heat transfer area and reduce the overall weight.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明によれば、燃焼排ガスと燃焼器へ導かれる燃焼用
空気との間で熱交換を行なわせる空気予熱器において、
燃焼室を取り囲むように配置され内部に上記燃焼室を取
り囲む環状空間を有したケースと、このケースの前記環
状空間内に上記環状空間の軸心線方向へ積層状態にそれ
ぞれ収容され。
According to the present invention, in the air preheater that performs heat exchange between combustion exhaust gas and combustion air guided to the combustor,
A case arranged to surround a combustion chamber and having an annular space surrounding the combustion chamber therein; and a case that is housed in a stacked state in the annular space of the case in the axial direction of the annular space.

それぞれに上記積層状態下で上記環状空間を内側環状空
間と外側環状空間とに仕切る仕切り壁部を有するととも
に内外周縁に複数の内側切り欠きおよび外側切り欠きを
有した複数の環状伝熱板と。
A plurality of annular heat exchanger plates each having a partition wall portion that partitions the annular space into an inner annular space and an outer annular space in the laminated state, and having a plurality of inner notches and outer notches on the inner and outer peripheral edges.

燃焼排ガスおよび燃焼用空気の何れが一方の流体を前記
内側切り欠きを介して前記内側環状空間に通流させる手
段および他方の流体を前記外側切り欠きを介して前記外
側環状空間に通流させる手段とを備えた空気予熱器が提
供される。
Means for causing one fluid to flow through the inner annular space through the inner notch, and means for causing the other fluid to flow through the outer annular space through the outer notch, including combustion exhaust gas and combustion air. An air preheater is provided.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、上記構成を採用しているので。 According to the present invention, the above configuration is adopted.

機械的強度性の高い環状伝熱板は必要としない。An annular heat exchanger plate with high mechanical strength is not required.

このため、極めて薄い環状伝熱板の使用を可能化でき、
限られた容積のケース内に多数枚の環状伝熱板を収容で
きる。したがって、伝熱面積を大幅に広くでき、この結
果、熱交換効率を向上させることができる。また、極め
て薄い環状伝熱板を使用できるので全体の軽量化を図れ
るばかりか、熱容量の低下に伴って予熱空気温度の立ち
上がりを速くでき、短時間に高温の予熱空気を得ること
ができる。さらに、環状伝熱板を薄くできることからし
て、プレス加工等によって環状伝熱板を簡単に製作する
ことができる。したがって、製作の容易化も図ることが
できる。
This makes it possible to use extremely thin annular heat exchanger plates.
A large number of annular heat exchanger plates can be accommodated within a case with limited volume. Therefore, the heat transfer area can be significantly increased, and as a result, the heat exchange efficiency can be improved. Furthermore, since an extremely thin annular heat exchanger plate can be used, not only can the overall weight be reduced, but also the temperature of the preheated air can be raised quickly as the heat capacity decreases, making it possible to obtain high temperature preheated air in a short time. Furthermore, since the annular heat exchanger plate can be made thin, the annular heat exchanger plate can be easily manufactured by press working or the like. Therefore, manufacturing can also be facilitated.

〔発明の実施例〕 以下2本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。[Embodiments of the invention] Two embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は1本発明の一実施例に係る空気予熱器を組込ん
でなる2ピストン方式のスターリングエンジンの縦断面
図を示している。
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a two-piston Stirling engine incorporating an air preheater according to an embodiment of the present invention.

すなわち、このスターリングエンジンは、大きく別けて
1作動流体の膨張用に供されるパワーシリンダ1(以後
、膨張シリンダと称す。)と、この膨張シリンダ1内に
摺動自在に装着されたパワーピストン2(以後、°膨張
ピストンと称す。)と。
That is, this Stirling engine is broadly divided into a power cylinder 1 (hereinafter referred to as an expansion cylinder) used for expanding one working fluid, and a power piston 2 slidably mounted within the expansion cylinder 1. (Hereafter referred to as °expansion piston.)

作動流体の圧縮空間に供されるパワーシリンダ3(以後
、圧縮シリンダと称す。)と、この圧縮シリンダ3内に
摺動自在に装着されたパワーピストン4(以後、圧縮ピ
ストンと称す、)と、膨張シリンダ1と圧縮シリンダ3
との間に設けられたヒータ5.再生熱交換器6およびク
ーラ7と、i張ピストン2および圧縮ピストン4にそれ
ぞれコンロッド8,9.クランク軸10.11を介して
連結された出力軸12とで構成されている。
A power cylinder 3 (hereinafter referred to as a compression cylinder) provided in a compression space for working fluid; a power piston 4 (hereinafter referred to as a compression piston) slidably mounted within this compression cylinder 3; Expansion cylinder 1 and compression cylinder 3
The heater provided between 5. Connecting rods 8, 9 . It consists of an output shaft 12 connected via a crankshaft 10.11.

前記ヒータ5は、膨張シリンダ1のヘッド13を取り囲
むように一部に断熱材14を配置して形成された燃焼室
15と、この燃焼室15内に配置された複数の熱交換器
16と、燃焼室15に臨むように配置されたバーナ17
と、燃焼室15を取り囲むように配置され燃焼に必要な
空気を燃焼排ガスで予熱する空気予熱器18とで構成さ
れている。
The heater 5 includes a combustion chamber 15 formed by disposing a heat insulating material 14 in a part so as to surround the head 13 of the expansion cylinder 1, and a plurality of heat exchangers 16 disposed within the combustion chamber 15. Burner 17 arranged to face combustion chamber 15
and an air preheater 18 that is arranged to surround the combustion chamber 15 and preheats the air necessary for combustion with combustion exhaust gas.

前記各熱交換器16は、それぞれ外形が棒状に形成され
おり、各流体通路の一端側を膨張シリンダ1内の頂部に
通じさせ、他端側をヘッド13内に形成されたマニホル
ド19に通じさせて、全体で漏斗を形成する如く配置さ
れている。マニホルド19は、接続管20を介して再生
熱交換器6に接続され、この再生熱交換器6は熱交換器
によって構成されたクー57を介して圧縮シリンダ3内
の頂部に接続されている。そして、膨張シリンダ1と膨
張ピストン2とで囲まれた空間、各熱交換器16.マニ
ホルド19.接続管20.再生熱交換器6.クーラ7、
圧縮シリンダ3と圧縮ピストン4とで囲まれた空間から
なる閉じられた空間には作動流体としてのHeが封入さ
れている。
Each of the heat exchangers 16 has a rod-like outer shape, and one end of each fluid passage communicates with the top of the expansion cylinder 1, and the other end communicates with a manifold 19 formed within the head 13. They are arranged so as to form a funnel as a whole. The manifold 19 is connected to a regenerative heat exchanger 6 via a connecting pipe 20, and this regenerative heat exchanger 6 is connected to the top inside the compression cylinder 3 via a cooler 57 constituted by the heat exchanger. A space surrounded by the expansion cylinder 1 and the expansion piston 2, each heat exchanger 16. Manifold 19. Connecting pipe 20. Regenerative heat exchanger6. Cooler 7,
A closed space defined by the compression cylinder 3 and the compression piston 4 is filled with He as a working fluid.

しかして、前記空気予熱器18は具体的には第2図およ
び第3図に示すように構成されている。
Specifically, the air preheater 18 is constructed as shown in FIGS. 2 and 3.

すなわち、中央部に前記膨張シリンダ1の頂部が嵌入す
る孔21を有した基板22が設けてあり。
That is, a base plate 22 is provided in the center thereof, which has a hole 21 into which the top of the expansion cylinder 1 fits.

この基板22の図中上面側に、内部に燃焼室15を取り
囲む環状空間23を有したケース24が上記基板22と
の間に所定の隙間25を設けて配置されている。なお、
上記1111125の外周縁はケース24の外側壁構成
部材の延長部分によって閉じられている。ケース24の
外周面および上面に対向する位置には、これらの面との
間に通路26を構成する外側カバー27が設けてあり、
この外側カバー27の図中下部には通路26へ空気を導
く空気導入口28が形成されている。ケース24の内側
には、ケース24の内周面との間に通路29を形成する
内側カバー30が設けられている。そして1通路29は
、スワラ−31を介してバーナ17の位置している空間
に通じている。
A case 24 having an annular space 23 surrounding the combustion chamber 15 therein is disposed on the upper side of the substrate 22 in the figure with a predetermined gap 25 provided between the case 24 and the substrate 22 . In addition,
The outer peripheral edge of the above-mentioned 1111125 is closed by an extension of the outer wall component of the case 24. An outer cover 27 that forms a passage 26 between the outer peripheral surface and the upper surface of the case 24 is provided at a position facing the outer peripheral surface and the upper surface of the case 24.
An air inlet 28 for introducing air into the passage 26 is formed at the lower part of the outer cover 27 in the figure. An inner cover 30 is provided inside the case 24 and forms a passage 29 between it and the inner peripheral surface of the case 24 . The first passage 29 communicates with the space where the burner 17 is located via the swirler 31.

しかして、ケース24内には、伝熱体32が収容されて
いる。この伝熱体32は、薄い良熱伝導板で形成された
環状伝熱板33を環状空間23の軸心線方向に複数枚積
層して構成されている。各環状伝熱板33は、第3図に
示すように径方向の中間位置に段部34を有した段付き
鍔状に形成されている。また、各環状伝熱板33には、
その内周縁部に半円状の内側切り火き35が周方向に複
数形成されており、その外周縁部にも半円状の外側切り
欠き36が周方向に複数形成されている。
A heat transfer body 32 is housed within the case 24. The heat transfer body 32 is constructed by laminating a plurality of annular heat transfer plates 33 formed of thin, good heat conductive plates in the axial direction of the annular space 23 . As shown in FIG. 3, each annular heat exchanger plate 33 is formed into a stepped flange shape having a stepped portion 34 at an intermediate position in the radial direction. In addition, each annular heat exchanger plate 33 includes
A plurality of semicircular inner notches 35 are formed in the circumferential direction on the inner peripheral edge thereof, and a plurality of semicircular outer notches 36 are also formed in the circumferential direction on the outer peripheral edge thereof.

そして、上記のように形成された各環状伝熱板33が、
隣接するもの同志の段部34の曲り方向を互いに逆関係
にして積層され、この状態で通しボルト37で積層方向
に一体化されて上述した伝熱体32が構成されている。
Each annular heat exchanger plate 33 formed as described above is
The heat transfer body 32 described above is constructed by stacking adjacent step portions 34 with their bending directions reversed to each other, and in this state being integrated in the stacking direction with through bolts 37.

したがって、伝熱体32の収容されたケース24内は、
各環状伝熱板33に形成されている段部34の仕切り壁
作用によって、内側環状空間38と外側環状空間39と
に仕切られたものとなっている。
Therefore, inside the case 24 in which the heat transfer body 32 is housed,
The step portion 34 formed in each annular heat transfer plate 33 acts as a partition wall to partition the space into an inner annular space 38 and an outer annular space 39 .

しかして、ケース24の図中上壁で、中心寄りに位置す
る部分複数箇所には上述した内側環状空間38と通路2
6とを連通させる孔40が設けてあり、また、ケース2
4の内側壁で図中下部複数箇所には内側環状空間38と
通路29とを連通させる孔41が設けられている。また
、ケース24の底壁で外側寄りの部分複数箇所には、隙
間25と外側環状空間39とを連通させる孔42が設け
てあり、さらに、ケース24の上壁で外側寄りの位置に
は、一端側が外側環状空間39に通じる閏係に排気管4
3が接続されている。この排気管43の他端側は外側カ
バー27を貫通して外部に導かれている。
Therefore, the inner annular space 38 and the passage 2 are located at a plurality of locations on the upper wall of the case 24 in the figure, located closer to the center.
A hole 40 is provided to communicate with the case 2.
Holes 41 for communicating the inner annular space 38 and the passage 29 are provided at a plurality of locations in the lower part of the inner wall 4 in the figure. In addition, holes 42 are provided at a plurality of locations on the bottom wall of the case 24 on the outside side to allow communication between the gap 25 and the outer annular space 39, and holes 42 are provided on the top wall of the case 24 on the outside side. Exhaust pipe 4 is connected to a lever whose one end side communicates with outer annular space 39.
3 is connected. The other end of the exhaust pipe 43 passes through the outer cover 27 and is led to the outside.

なお、第1図中51は潤滑油が所定レベルまで収容され
たクランク室を示し、52.53はリニアベアリングを
示し、54はクーラ7の冷媒を案内する配管を示し、5
5.56は断熱材を示し。
In FIG. 1, 51 indicates a crank chamber containing lubricating oil to a predetermined level, 52 and 53 indicate linear bearings, 54 indicates piping for guiding the refrigerant of the cooler 7, and 5
5.56 indicates insulation material.

第2図中57.58はシールリングを示している。57 and 58 in FIG. 2 indicate seal rings.

このような構成であると、バーナ17に点火するととも
に配管54に冷媒を通流させている状態で、外部動力源
によって出力軸12を一時的に回転させると、この出力
軸12にクランク軸10゜11、コンロッド8,9を介
して連結されている膨張ピストン2および圧縮ピストン
4がある位相差を以て往復動する。この往復動によって
膨張ピストン2が圧縮行程に移ると、膨張シリンダ1内
のHeが各熱交換器16.マニホルド19.接続管20
.再生熱交換器6.クーラ7を介して圧縮シリンダ3内
に流れ込み、膨張ピストン2が上死点に達した時点でH
eのほとんどが圧縮シリンダ3内に流れ込む。このとき
、Heは再生熱交換器6を通過する間に、その保有して
いる熱が再生熱交換器6に奪われ、またクーラ7を通過
するときさらに冷却される。出力軸12の回転に伴って
圧縮ピストン4が下死点から上死点に向けて移動を開始
すると、圧縮シリンダ3内の低温のHeが圧縮され、い
ままでとは逆の経路で膨張シリンダ1内へ流れ込む。こ
のとき、Heは再生熱交換器6を通過する間に吸熱して
高温に加熱され9次に各熱交換器16を通過するときさ
らに加熱される。
With such a configuration, when the output shaft 12 is temporarily rotated by an external power source while the burner 17 is ignited and the refrigerant is flowing through the pipe 54, the output shaft 12 is connected to the crankshaft 10. 11, the expansion piston 2 and compression piston 4, which are connected via connecting rods 8 and 9, reciprocate with a certain phase difference. When the expansion piston 2 moves to the compression stroke due to this reciprocating movement, He in the expansion cylinder 1 is transferred to each heat exchanger 16. Manifold 19. Connecting pipe 20
.. Regenerative heat exchanger6. It flows into the compression cylinder 3 via the cooler 7, and when the expansion piston 2 reaches the top dead center, H
Most of e flows into the compression cylinder 3. At this time, while the He passes through the regenerative heat exchanger 6, the heat it retains is taken away by the regenerative heat exchanger 6, and when it passes through the cooler 7, it is further cooled. When the compression piston 4 begins to move from the bottom dead center toward the top dead center as the output shaft 12 rotates, the low-temperature He in the compression cylinder 3 is compressed, and is moved to the expansion cylinder 1 in the opposite path. Flow inward. At this time, He absorbs heat while passing through the regenerative heat exchanger 6 and is heated to a high temperature, and is further heated when passing through each heat exchanger 16.

膨張シリンダ1内に流れ込んだ高温のHeは、膨張して
膨張ピストン2を押し下げる。以後、上述した動作が繰
り返され、外部動力源を断った状態でも出力軸12が回
転を継続し、スターリングエンジンとしての機能を発揮
する。
The high temperature He that has flowed into the expansion cylinder 1 expands and pushes down the expansion piston 2. Thereafter, the above-described operations are repeated, and even when the external power source is cut off, the output shaft 12 continues to rotate, and functions as a Stirling engine.

ところで、上記のような運転状態において、空気予熱器
18は次のように作用する。すなわち。
By the way, in the above operating state, the air preheater 18 operates as follows. Namely.

バーナ17から噴射される燃料を燃焼させるのに必要な
空気は、第2図中実線矢印で示すように空気導入ロ28
〜通路26〜孔40〜内側環状空間38〜孔41〜通路
29〜スワラ−31〜燃焼空15の経路で供給される。
The air necessary to burn the fuel injected from the burner 17 is supplied to the air introduction hole 28 as shown by the solid line arrow in FIG.
- passage 26 - hole 40 - inner annular space 38 - hole 41 - passage 29 - swirler 31 - combustion air 15.

また、燃焼室15内で生成された燃焼ガスは、各熱交換
器16を加熱した後、第2図中太矢印で示すように、隙
間25〜孔42〜外側環状空間39〜排気管43の経路
で流れる。このため、燃焼用空気は、ケース24の外壁
、各環状伝熱板33.内側カバー30を介して燃焼排ガ
スによって高温に加熱されることになる。
Further, after heating each heat exchanger 16, the combustion gas generated in the combustion chamber 15 is transferred from the gap 25 to the hole 42 to the outer annular space 39 to the exhaust pipe 43, as shown by the thick arrow in FIG. Flows in the path. Therefore, the combustion air flows through the outer wall of the case 24, each annular heat exchanger plate 33. It will be heated to a high temperature by the combustion exhaust gas through the inner cover 30.

そして、この場合には、特に、燃焼室15を取り囲む環
状空間23を有したケース24を設け。
In this case, in particular, a case 24 having an annular space 23 surrounding the combustion chamber 15 is provided.

このケース24内に前記構成の環状伝熱板33を積層し
て構成された伝熱体32を収容し、主としてこの伝熱体
32で燃焼排ガスと燃焼用空気とを熱交換させるように
している。このような熱交換部構成であると、環状伝熱
板33には機械的な力がほとんど加わらないので、この
環状伝熱板33の厚みを非常に薄くできる。このため、
限られた容積のケース24内に多数枚の環状伝熱板33
を収容でき、この結果、伝熱面積を大幅に広く設定でき
、熱交換効率を向上させることができる。また、極めて
薄い環状伝熱板33を使用できるので。
A heat transfer body 32 configured by laminating annular heat transfer plates 33 having the above-mentioned structure is housed in this case 24, and the heat transfer body 32 is mainly used to exchange heat between combustion exhaust gas and combustion air. . With such a heat exchange section configuration, almost no mechanical force is applied to the annular heat exchanger plate 33, so the thickness of the annular heat exchanger plate 33 can be made very thin. For this reason,
A large number of annular heat exchanger plates 33 are installed in a case 24 with a limited volume.
As a result, the heat transfer area can be set significantly wider, and the heat exchange efficiency can be improved. Furthermore, an extremely thin annular heat exchanger plate 33 can be used.

全体の軽量化を図れるばかりか、熱容量の低下に伴って
予熱空気温度の立ち上がりを速くでき、短時間に高温の
予熱空気を得ることができる。さらに、環状伝熱板33
を薄くできるので、プレス加工等によって環状伝熱板3
3を簡単に製作することができ、全体の製作の容易化も
図ることができるので、結局、前述した効果を発揮させ
ることができる。
Not only can the overall weight be reduced, but the rise in preheated air temperature can be made faster as the heat capacity decreases, and high temperature preheated air can be obtained in a short time. Furthermore, the annular heat exchanger plate 33
The annular heat exchanger plate 3 can be made thinner by pressing, etc.
3 can be easily manufactured and the overall manufacturing can be facilitated, so that the above-mentioned effects can be achieved after all.

なお9本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例では、各環状伝熱板33
に形成されている内側切り欠き35および外側切り欠き
36がそれぞれ軸心線方向に揃うように各環状伝熱板3
3を積層しているが、隣接する環状伝熱板33の内側切
り欠きおよび外側切り欠きが周方向にずれるように積層
してもよい。また、高温の燃焼排ガスが触れる環状伝熱
板を耐熱性に富んだ材料で形成するようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. That is, in the embodiment described above, each annular heat exchanger plate 33
Each annular heat exchanger plate 3 is arranged so that the inner notch 35 and the outer notch 36 formed in the annular heat exchanger plate 3 are aligned in the axial direction.
3 are laminated, but they may be laminated so that the inner notches and outer notches of adjacent annular heat exchanger plates 33 are shifted in the circumferential direction. Further, the annular heat exchanger plate that comes into contact with the high temperature combustion exhaust gas may be formed of a material with high heat resistance.

さらに、環状伝熱板は、必ずしも円環状である必要はな
く、環状であればよい。また、上述した実施例では2段
部34に仕切り壁作用を行なわせているが、環状突部を
設け、この突部で仕切り壁作用を行なわせるようにして
もよい。さらに2発明に係る空気予熱器はスターリング
エンジンだけにその使用を限定されるものではなく各種
燃焼器に使用できることは勿論である。その他。
Furthermore, the annular heat exchanger plate does not necessarily have to be annular, but may be annular. Further, in the above-described embodiment, the two-step portion 34 functions as a partition wall, but an annular protrusion may be provided so that the protrusion functions as a partition wall. Further, the air preheater according to the second invention is not limited to use only in Stirling engines, but can of course be used in various types of combustors. others.

本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形することがで
きる。
Various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る空気予熱器を組込んで
なるスターリングエンジンの縦断面図。 第2図は同エンジンの空気予熱器だけを取り出して示す
縦断面図、第3図は同空気予熱器に組込まれた伝熱体を
一部切断して示す斜視図である。 1・・・膨張シリンダ、2・・・膨張ピストン、3・・
・圧縮シリンダ、4・・・圧縮ピストン、5・・・ヒー
タ、6・・・再生熱交換器、7・・・クーラ、15・・
・燃焼室、16・・・熱交換器、17・・・バーナ、1
8・・・空気予熱器。 23・・・環状空間、24・・・ケース、32・・・伝
熱体。 33・・・環状伝熱板、35・・・内側切り欠き、36
・・・外側切り欠き、38・・・内側環状空間、39・
・・外側環状空間。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a Stirling engine incorporating an air preheater according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing only the air preheater of the engine, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing a heat transfer body incorporated in the air preheater. 1... Expansion cylinder, 2... Expansion piston, 3...
・Compression cylinder, 4... Compression piston, 5... Heater, 6... Regeneration heat exchanger, 7... Cooler, 15...
・Combustion chamber, 16... Heat exchanger, 17... Burner, 1
8...Air preheater. 23... Annular space, 24... Case, 32... Heat transfer body. 33... Annular heat exchanger plate, 35... Inner notch, 36
...Outer notch, 38...Inner annular space, 39.
...outer annular space.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)燃焼排ガスと燃焼器へ導かれる燃焼用空気との間
で熱交換を行なわせる空気予熱器において、燃焼室を取
り囲むように配置され内部に上記燃焼室を取り囲む環状
空間を有したケースと、このケースの前記環状空間内に
上記環状空間の軸心線方向へ積層状態にそれぞれ収容さ
れ、それぞれに上記積層状態下で上記環状空間を内側環
状空間と外側環状空間とに仕切る仕切り壁部を有すると
ともに内外周縁に複数の内側切り欠きおよび外側切り欠
きを有した複数の環状伝熱板と、燃焼排ガスおよび燃焼
用空気の何れか一方の流体を前記内側切り欠きを介して
前記内側環状空間に通流させる手段および他方の流体を
前記外側切り欠きを介して前記外側環状空間に通流させ
る手段とを具備してなることを特徴とする空気予熱器。
(1) In an air preheater that performs heat exchange between combustion exhaust gas and combustion air guided to a combustor, a case is arranged to surround a combustion chamber and has an annular space inside the combustion chamber. , partition wall portions each housed in the annular space of the case in a stacked state in the axial direction of the annular space, and partitioning the annular space into an inner annular space and an outer annular space in the stacked state. and a plurality of annular heat exchanger plates having a plurality of inner and outer notches on the inner and outer peripheral edges, and a fluid of either combustion exhaust gas or combustion air is introduced into the inner annular space through the inner notches. An air preheater comprising: means for causing fluid flow; and means for causing the other fluid to flow through the outer annular space through the outer notch.
(2)前記仕切り壁部は、前記環状伝熱板の径方向途中
に形成された段部によって構成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の空気予熱器。
(2) The air preheater according to claim 1, wherein the partition wall portion is constituted by a step portion formed in the middle of the annular heat exchanger plate in the radial direction.
(3)前記各環状伝熱板は、隣接する環状伝熱板に形成
された内側切り欠きおよび外側切り欠き同志が周方向に
位置ずれする関係に積層されてなることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の空気予熱器。
(3) Each of the annular heat exchanger plates is laminated in such a manner that inner notches and outer notches formed in adjacent annular heat exchanger plates are displaced from each other in the circumferential direction. An air preheater according to scope 1.
(4)前記環状伝熱板は、高温燃焼排ガスに触れるもの
と他のものとは材質が異なっていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の空気予熱器。
(4) The air preheater according to claim 1, wherein the annular heat exchanger plate is made of different materials for those that come into contact with high-temperature combustion exhaust gas and for the other parts.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5794444A (en) * 1995-05-05 1998-08-18 Robert Bosch Gmbh Method for utilizing waste-gas heat from heat-generating and refrigerating machines
EP1053393A1 (en) * 1998-02-05 2000-11-22 Whisper Tech Limited Improvements in a stirling engine burner

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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EP1053393A1 (en) * 1998-02-05 2000-11-22 Whisper Tech Limited Improvements in a stirling engine burner
EP1053393A4 (en) * 1998-02-05 2004-06-23 Whisper Tech Ltd Improvements in a stirling engine burner

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