JPS63277845A - スタ−リングエンジン - Google Patents
スタ−リングエンジンInfo
- Publication number
- JPS63277845A JPS63277845A JP11301687A JP11301687A JPS63277845A JP S63277845 A JPS63277845 A JP S63277845A JP 11301687 A JP11301687 A JP 11301687A JP 11301687 A JP11301687 A JP 11301687A JP S63277845 A JPS63277845 A JP S63277845A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regenerator
- temperature space
- stirling engine
- low
- 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
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
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- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 6
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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
- F02G2257/00—Regenerators
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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の再生熱交換器（再生器
）に関する。
）に関する。
従来の技術
外燃機関であるスターリング機関は、高効率性。
静粛性、燃料の多様性などの多くの特長を備えている。
スターリング機関内部には、ヘリウム等の作動ガスが封
入されておシ、ディスプレーサ（ピストン）の動きに応
じて作動ガスが、加熱器、再生器、冷却器を往復動する
。ここで、再生器は作動ガスが高速で高温空間と低温空
間の間を往復動するため熱の授受を早くするために蓄熱
器として設けである。つまり、作動ガスは高温空間から
低温空間に移動する際には、作動ガスの持っている熱を
再生器に蓄熱し、逆に低温空間から高温空間に移動する
際には、再生器に蓄熱されている熱を受は取る。再生器
に要求される設計条件としては、作動ガスの流動抵抗が
少ないこと、蓄熱材自身を伝わって逃げる熱伝導損失の
少ないこと、蓄熱材の詰まってない部分（死容積）の少
ないこと、熱交換がスムーズに行われること、蓄熱量の
多いことなどがある。従来、この種の再生器としては、
金網等の繊維を用いたもの（以下、金網型と称す）やパ
イプ等を縦方向に並べたもの（以下、リニア型と称す）
があった（例えば、−色尚次「スターリングエンジンの
開発」、工業調査会、’８２゜Ｐ２Ｓ５）。
入されておシ、ディスプレーサ（ピストン）の動きに応
じて作動ガスが、加熱器、再生器、冷却器を往復動する
。ここで、再生器は作動ガスが高速で高温空間と低温空
間の間を往復動するため熱の授受を早くするために蓄熱
器として設けである。つまり、作動ガスは高温空間から
低温空間に移動する際には、作動ガスの持っている熱を
再生器に蓄熱し、逆に低温空間から高温空間に移動する
際には、再生器に蓄熱されている熱を受は取る。再生器
に要求される設計条件としては、作動ガスの流動抵抗が
少ないこと、蓄熱材自身を伝わって逃げる熱伝導損失の
少ないこと、蓄熱材の詰まってない部分（死容積）の少
ないこと、熱交換がスムーズに行われること、蓄熱量の
多いことなどがある。従来、この種の再生器としては、
金網等の繊維を用いたもの（以下、金網型と称す）やパ
イプ等を縦方向に並べたもの（以下、リニア型と称す）
があった（例えば、−色尚次「スターリングエンジンの
開発」、工業調査会、’８２゜Ｐ２Ｓ５）。
発明が解決しようとする問題点
上記従来の再生器に金網などの繊維を用いたものでは流
動損失が大きくなったり高密度に詰めることが出来ない
ために死容積が大きくなシ、出力低下をきたすという欠
点があった（死容積が大きいと作動ガスの加熱、冷却に
よる圧力変動が少なくなシ、出力も小さくなる）。又、
リニア型の再生器では作動ガスの流動損失は少なくなり
、高密度に詰めることができ死容積を小さく出来るが、
高温側から低温側へ蓄熱材自身を通って熱が伝わってい
く熱伝導損失が大きいという欠点がある。
動損失が大きくなったり高密度に詰めることが出来ない
ために死容積が大きくなシ、出力低下をきたすという欠
点があった（死容積が大きいと作動ガスの加熱、冷却に
よる圧力変動が少なくなシ、出力も小さくなる）。又、
リニア型の再生器では作動ガスの流動損失は少なくなり
、高密度に詰めることができ死容積を小さく出来るが、
高温側から低温側へ蓄熱材自身を通って熱が伝わってい
く熱伝導損失が大きいという欠点がある。
更にリニア型では流動抵抗が少ないため、加熱器や冷却
器からの流路の開口部付近にガスの流れが集中し易いと
いう欠点もある。このリニア凰の欠点の一つである熱伝
導損失を低減させるために。
器からの流路の開口部付近にガスの流れが集中し易いと
いう欠点もある。このリニア凰の欠点の一つである熱伝
導損失を低減させるために。
第３図に示すようにパイプ１の途中に切り欠き２を入れ
るものや、第４図に示すようにパイプを多層に分割する
方法があるが、例えば、切シ欠きを入れるものは製造が
（エンジンへの組立を含む）困難であり切シ欠きを入れ
る部分は死容積となるし、多層に分割製層するものは、
組立て方によっては流路を塞ぐことになシ圧力損失の増
大を招く恐れがある（第４図の例では）−ツチング３の
部分しか流路面積がない）。
るものや、第４図に示すようにパイプを多層に分割する
方法があるが、例えば、切シ欠きを入れるものは製造が
（エンジンへの組立を含む）困難であり切シ欠きを入れ
る部分は死容積となるし、多層に分割製層するものは、
組立て方によっては流路を塞ぐことになシ圧力損失の増
大を招く恐れがある（第４図の例では）−ツチング３の
部分しか流路面積がない）。
そこで、本発明は前記金網型及びリニア型の特徴を生か
しながら、上記の問題点を解決しようとするものである
。
しながら、上記の問題点を解決しようとするものである
。
問題点を解決するための手段
本発明は、再生器として金網型及びリニア型を各々少な
くとも１つ以上設けたことを特徴とするスターリング機
関である。
くとも１つ以上設けたことを特徴とするスターリング機
関である。
作 用
本発明は、リニア型再生器で死容積と圧力損失を小さく
し、金網型再生器で熱伝導損失を低減できるために、ｙ
ニア型と金網型の構成割合をエンジン仕様に適したもの
にすれば、上記の諸損失をエンジンの性能に悪影響を及
ぼさない程度に抑えることができる。
し、金網型再生器で熱伝導損失を低減できるために、ｙ
ニア型と金網型の構成割合をエンジン仕様に適したもの
にすれば、上記の諸損失をエンジンの性能に悪影響を及
ぼさない程度に抑えることができる。
実施例
以下本発明の一実施例について、添付図面に基づいて説
明する。
明する。
第２図は、エンジンの再生器として上下２段にリニア型
を、中に金網型を設けた例である。本図において、ディ
スプレーサ４が上下に往復動すると、スターリング機関
内部に封入されているヘリウム等の作動ガスが、加熱器
５．再生器６，７゜８、冷却器９を通って高温空間１０
及び低温空間１１の間を往復する。例えば、ディスプレ
ーサ４が上方に移動すると、高温空間１０内にある作動
ガスは加熱器６を通り、再生器６，７．８でガス自身の
持っている熱を蓄熱し冷却器９で冷却されて低温空間１
１側に移動する。この時、動力ビストン１２の上方側の
空間にある作動ガスは低温空間１１側にある割合が多く
なシ作動ガスの圧力は下がり動力ビストン１２を引上げ
る。逆に、ディスプレーサ４が下方に移動すると、低温
空間１１にある作動ガスは冷却器９を通シ、再生器６，
７゜８に蓄熱された熱を吸収して加熱器６で加熱され高
温空間１０側に移動する。この時、動力ビストン１２の
上方側の空間の作動ガスは高温空間１゜側にある割合が
多くなシ、作動ガス圧力は上昇し、動力ビストン１２を
下方に押し下げる。この動作を繰り返すことにより動力
ビストン１２は負荷１３に対して仕事をする。
を、中に金網型を設けた例である。本図において、ディ
スプレーサ４が上下に往復動すると、スターリング機関
内部に封入されているヘリウム等の作動ガスが、加熱器
５．再生器６，７゜８、冷却器９を通って高温空間１０
及び低温空間１１の間を往復する。例えば、ディスプレ
ーサ４が上方に移動すると、高温空間１０内にある作動
ガスは加熱器６を通り、再生器６，７．８でガス自身の
持っている熱を蓄熱し冷却器９で冷却されて低温空間１
１側に移動する。この時、動力ビストン１２の上方側の
空間にある作動ガスは低温空間１１側にある割合が多く
なシ作動ガスの圧力は下がり動力ビストン１２を引上げ
る。逆に、ディスプレーサ４が下方に移動すると、低温
空間１１にある作動ガスは冷却器９を通シ、再生器６，
７゜８に蓄熱された熱を吸収して加熱器６で加熱され高
温空間１０側に移動する。この時、動力ビストン１２の
上方側の空間の作動ガスは高温空間１゜側にある割合が
多くなシ、作動ガス圧力は上昇し、動力ビストン１２を
下方に押し下げる。この動作を繰り返すことにより動力
ビストン１２は負荷１３に対して仕事をする。
ところで、再生器６．８はリニア型であり圧力損失及び
死空間は少なく、再生器７は金網型であるので熱抵抗が
大きく熱伝導損失が少ない。
死空間は少なく、再生器７は金網型であるので熱抵抗が
大きく熱伝導損失が少ない。
次に本発明の他の実施例を第１図を用いて説明する。
第１図はｌＪニア型再再生器び金網型再生器を更に細か
く分割したものであり、この様な構成にすると上記の効
果の外にリニア型では流動損失が小さい故に困難であっ
たガス流れの均一化を図ることが出来、再生器の大部分
を有効に蓄熱器とじて使うことができる。特に本図のよ
うに流路の出入口付近に金網型再生器を取り付けること
によシその効果は大きい。つまり、リニア型では流動抵
抗が少ない故に流路の開口部付近に集中し易かったガス
の流れが、流動抵抗の大きい金網型を使うことにより再
生器全体に分散することができる。
く分割したものであり、この様な構成にすると上記の効
果の外にリニア型では流動損失が小さい故に困難であっ
たガス流れの均一化を図ることが出来、再生器の大部分
を有効に蓄熱器とじて使うことができる。特に本図のよ
うに流路の出入口付近に金網型再生器を取り付けること
によシその効果は大きい。つまり、リニア型では流動抵
抗が少ない故に流路の開口部付近に集中し易かったガス
の流れが、流動抵抗の大きい金網型を使うことにより再
生器全体に分散することができる。
発明の効果
以上のように本発明のスターリングエンジンは、再生器
としての機能を満足しながら、圧力損失。
としての機能を満足しながら、圧力損失。
死容積増大に伴う出力の低下、熱伝導損失等を改善でき
る。
る。
第１図は本発明の一実施例のスターリングエンジンの要
部縦断面図、第２図は本発明の異なる実施ρｊのスター
リングエンジンの概略縦断面図、第３図および第４図は
代表的な従来ρｊのリニア型再生器の概略縦断面図であ
る。 ４・・・９．・ディスプンーサ、１２・・・・・・動力
ビストン、６．８，１４・・・・・・リニア型再生器、
７，１６・・・・・・金網型再生器。 ／−−一切り叉さ ２−一−べづフ。 ３−−−、、Ｌ 路、 第３図 久 さ ＼Ｏ 外 城
部縦断面図、第２図は本発明の異なる実施ρｊのスター
リングエンジンの概略縦断面図、第３図および第４図は
代表的な従来ρｊのリニア型再生器の概略縦断面図であ
る。 ４・・・９．・ディスプンーサ、１２・・・・・・動力
ビストン、６．８，１４・・・・・・リニア型再生器、
７，１６・・・・・・金網型再生器。 ／−−一切り叉さ ２−一−べづフ。 ３−−−、、Ｌ 路、 第３図 久 さ ＼Ｏ 外 城
Claims (3)
- （１）シリンダー内の空間に高温空間と低温空間を有し
、前記高温空間と前記低温空間との間に、加熱器、再生
器、冷却器を配し、前記再生器は少なくとも１つの繊維
状材料からなる再生器と作動媒体の流れ方向の流動抵抗
を少なくする構成の再生器との組み合わせ構造としたこ
とを特徴とするスターリングエンジン。 - （２）繊維状の再生器は金網や金属繊維を焼結したもの
を構成要素とする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。 - （３）流れ方向に流動抵抗の少ない再生器としてハニカ
ム状、パイプ状、或いは針金状の材料を用いたことを特
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11301687A JPS63277845A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | スタ−リングエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11301687A JPS63277845A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | スタ−リングエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63277845A true JPS63277845A (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=14601323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11301687A Pending JPS63277845A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | スタ−リングエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63277845A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019432A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Aritomi Okuno | 通気性蓄熱板 |
| CN105508077A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 江苏源之翼电气有限公司 | 多层间隔式回热器及具有该回热器的热气机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61228263A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-11 | アイシン精機株式会社 | 蓄冷器 |
| JPS61237874A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 |
| JPS62118048A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | スタ−リングエンジンの再生熱交換器 |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP11301687A patent/JPS63277845A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61228263A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-11 | アイシン精機株式会社 | 蓄冷器 |
| JPS61237874A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 |
| JPS62118048A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-29 | Sanyo Electric Co Ltd | スタ−リングエンジンの再生熱交換器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010019432A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Aritomi Okuno | 通気性蓄熱板 |
| CN105508077A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-20 | 江苏源之翼电气有限公司 | 多层间隔式回热器及具有该回热器的热气机 |
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