KR20080027857A - 스털링 엔진 어셈블리와 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

환형 연소기(2)가 부착되는 스털링 엔진(1)이 유동성 있는 환형 실링 부재(5)에 의해 엔진에 부착 및 봉합된다. 마운팅 브라켓(3)에 부착되는 U자형 단면을 가지는 환형 냉각 채널 부재(24)의 형태로 환형 냉각 채널(4)이 실링(5)을 냉각시킨다. 채널 부재(24)는 연소기(2)와 마운팅 브라켓(3) 사이의 경계면을 차폐하기 위하여 상방으로 뻗어 있는 환형 플랜지(29)를 구비한다. 환형 립(33)이 냉각 채널(24)의 하부지역으로부터 뻗어 있고, 실링 부재(5)의 상부는 상기 립을 따라 맞추어져 있다. 냉각 채널 부재(24)가 브라켓(3)에 마운팅된 후, 실링 부재(5)가 적소에 맞추어진다.

엔진, 마운팅, 실링, 냉각채널, 브라켓

Description

스털링 엔진 어셈블리와 그 조립방법{A Stirling Engine Assembly and Methods of Assembling Such an Assembly}

본 발명은 마운팅 브라켓; 마운팅 브라켓에 부착되는 연소기; 마운팅 브라켓에 부착되는 스털링 엔진; 연소기 내부에 위치하는 헤드(head)를 가지는 엔진; 연소기와 스털링 엔진 사이의 환형 간극을 봉합하는 환형 실링 부재; 및 스털링 엔진을 둘러싸서 실링 부재를 냉각하는 냉각 채널;을 포함하여 이루어지는 스털링 엔진 어셈블리에 대한 것이다. 상기 어셈블리는 이하에서 "상기 설명된 종류"로 언급될 것이다.

상기 설명된 종류의 어셈블리는 WO 03/098025에 개시되어 있다. 이 발명은 엔진과 연소기 사이의 환형 간극을 봉합하는 방법에 대한 문제를 제시하고 있다. 많은 고려사항이 이 실링에 적용된다. 엔진은 연소기 하우징과 마운팅 브라켓에 대하여 어느 정도 진동하는데, 실링은 이 진동을 예를 들어 마운팅 지점, 내용물 또는 케이싱의 주위 구성요소에 전달하지 않도록 구성된다. 또한, 연소기와 실링 사이가 근접해야 한다는 관점에서, 실링은 열화 없이 고온을 견딜 수 있어야만 한다. WO 03/098025는 유연성 있는 실링을 제공하고 실링으로의 열 전달을 감소시키는 냉각 회로를 연소기와 실링 사이에 위치시킴으로써 이 문제들을 해결한다. 이 배열은 실링이 노출되는 온도를 감소시킴으로써 종래의 실링 재료를 사용할 수 있게 한다.

본 발명은 이 어셈블리의 다양한 개량을 지향하고 있다.

본 발명의 제1실시태양에 따르면 상기 설명된 종류의 어셈블리는, 마운팅 브라켓이 채널 부재를 봉합하여 채널 부재와 함께 냉각 채널을 형성할 수 있도록 하기 위하여, 그 상부면에서 개구되어 있고 마운팅 브라켓에 고정되는 환형 채널 부재를 냉각채널이 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

WO 03/098025에서, 냉각채널을 봉합하는 상기 두 개의 구성요소 사이에 끼어 있는 실링 부재를 구비한 환형 판에 볼팅되어 있으며 그 하부 면에서 개구되어 있는 채널 부재에 의하여 냉각채널이 형성되어 있다. 봉합된 채널을 제공하기 위하여 마운팅 브라켓에 직접 환형 채널을 고정시킴으로써, 채널의 구조가 단순화된다.

환형 채널 부재는, 바람직하게는, 영구적(예를 들어 비가역적인) 고정에 의하여 마운팅 브라켓에 고정된다. 이것은 납땜 또는 용접 연결과 같은 융합 연결인 것이 바람직하다. 융합 연결을 제공함으로써 채널을 봉합하기 위하여 별도의 실링 부재를 구비할 필요가 없어지게 되므로 어셈블리를 더욱 단순화할 수 있게 된다. 더욱이 영구적 고정은, 엔진으로부터 주변 구성요소/환경으로 소음 및 진동이 전달되지 않도록 하는데에 있어 더욱 효과적인 보다 강성(rigid)의 브라켓을 제공한다.

본 발명의 제2실시태양에 따르면, 상기 설명된 종류의 어셈블리는, 냉각채널이 그 반경방향으로 가장 안쪽 끝에서 상방으로 뻗어 있는 환형 플랜지를 구비하고 있고, 상기 환형 플랜지는 마운팅 브라켓의 중앙 개구에서 상방으로 뻗어 있어서 연소기와 마운팅 브라켓 사이의 경계면을 차폐할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지는 연소기와 마운팅 브라켓 사이의 경계면을 연소기로부터 방출되는 열로부터 보호한다. 따라서 가스켓과 같이 별도의 실링 부재가 마운팅 브라켓과 연소기 사이에 필요하다면, 가스켓이 견디도록 설계되어야 하는 온도는 감소함으로써 값싼 재료를 사용할 수 있게 한다. 또한 플랜지가 냉각 채널로부터 뻗어 있을 때, 연소기로부터 플랜지로 방출되는 열은 채널 내 냉각수에 의하여 전도되기가 쉬운데, 이는 주변환경에 빼앗기는 열을 줄여준다.

본 발명의 제3실시태양에 따르면, 상기 설명된 종류의 어셈블리는 환형 립(annular lip)이 냉각 채널의 하부지역으로부터 뻗어 있고, 실링 부재의 하부는 엔진에 대하여 봉합하고 실링 부재의 상부는 환형 립을 따라 맞추어져 있어서 연소기에 대하여 봉합한다는 것에 특징이 있다.

상기 립은 엔진과 연소기 사이에서 안전한 봉합을 제공하는 것에 일조한다.

환형 립은 상방으로 뻗어 있고 뒤쪽으로는 엔진 쪽을 향하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 환형 립은 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있는 부분에서 끝나는 것이 바람직하다.

본 어셈블리는, 환형 립과 상부 클램핑 밴드 사이에서 상부를 클램핑하기 위하여 실링의 상부를 둘러싸는 상부 클램핑 밴드(clamping band)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 본 어셈블리는 헤드 아래의 엔진에 고정되는 환형 판 및, 환형 판과 하부 클램핑 밴드 사이에서 하부를 클램핑하기 위하여 실링의 하부를 둘러싸는 하부 클램핑 밴드를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이것은 단순하고 안전한 실링 배열을 제공한다.

환형 립은 냉각채널과 일체로 될 수도 있으나, 냉각채널에 고정되는 별개의 구성요소인 것이 바람직하다.

본 발명의 제4실시태양에 따르면, 마운팅 브라켓와 상기 마운팅 브라켓에 부착되는 연소기를 포함하여 이루어지는 스털링 엔진 어셈블리를 조립하는 방법을 제공하는데, 상기 스털링 엔진은 연소기 내부에 위치하는 헤드를 구비하고 있으며, 본 방법은 연소기 아래의 브라켓에 냉각채널을 고정시키고 이어서 채널과 엔진 사이에 유연성 있는 실링을 고정시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

WO 03/098025에서, 엔진모듈은 냉각채널과 엔진에 미리 조립된 실링으로써 조립된다. 그 다음 이 모듈은 엔진 마운팅 브라켓에 별도로 부착된다. 실링이 채널에 부착되기 전에 냉각 채널을 브라켓에 부착하는 것은, 엔진 또는 실링으로부터 방해받지 않고 채널이 적절히 고정될 수 있도록 하기 때문에, 조립 공정을 대단히 단순화시킨다.

바람직하게는, 유동성 있는 실링은 엔진에 맞추어지기 전에 채널에 맞추어진다. 이것은 실링이 채널에 미리 조립될 수 있도록 한다. 이 경우, 스털링 엔진의 헤드가 연소기 안으로 삽입되기 전에, 실링이 채널에 맞추어지는 것이 바람직하다. 그러한 배열에 있어서, 연소기, 브라켓, 채널 및 실링은 일차적 부 조립(sub-assembly)으로서 조립될 수 있다. 그리고 나서 엔진은 그 작동위치로 삽입될 수 있고, 단순히 엔진에 대하여 실링을 부착함으로써 봉합이 완성될 수 있다.

냉각 채널은 융합 연결에 의해, 예를 들어 본 발명의 제1실시태양과 관련하여 설명된 용접 또는 납땜에 의하여, 브라켓에 영구적으로 마운팅되는 것이 바람직하다. 또한 냉각채널은, 본 발명의 제2실시태양과 관련하여 설명했듯이, 상방으로 뻗어 있는 플랜지를 구비하는 것이 바람직하다. 그리고 또한 냉각채널은, 본 발명의 제3실시태양과 관련하여 설명했듯이, 상방으로 뻗어 있는 환형 립과 클램핑 밴드를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 네 개의 실시태양 모두가 서로 독립적으로 사용될 수 있는 반면 또한 본 발명 둘 또는 그 이상의 실시태양이 결합되어 사용될 수도 있음을 알아야 한다.

본 발명의 다양한 실시태양 중 하나의 예가 첨부된 도면으로써 설명될 것인 바, 첨부된 도면은 다음과 같다.

도 1은 스털링 엔진 헤드, 연소기, 냉각채널, 마운팅 브라켓 및 유연성 있는 실링의 부분을 나타내는 단면도이다.

도 2는 마운팅 브라켓, 냉각 채널 및 유연성 있는 실링을 전개한 사시도이며,

도 3은 실링 어셈블리의 두번째 예에 대한 단면도이다.

본 발명은 유일하게 스털링 엔진과 연소기 사이의 경계면과 관련되어 있는데, 이는 도 1에 대하여 설명될 것이다. 이것은 주 축(main axis, 1A)을 중심으로 하는 스털링 엔진(1)을 나타낸다. 좌측면은 단순히 대칭상이기 때문에, 스털링 엔진, 연소기 및 실링의 우측면만이 도 1에 나타나 있다.

본 어셈블리의 기본 구성요소는 스털링 엔진(1), 엔진 헤드를 둘러싸는 연소기(2), 연소기(2)가 마운팅되는 마운팅 브라켓(3), 브라켓(3)의 하부면에 마운팅되는 냉각채널(4) 및 연소기 가스가 엔진 주변을 벗어나서 주변공기로 유입되지 않도록 연소기(2)와 스털링 엔진(1) 사이의 경계면을 봉합하는 유연성 있는 실링(5)이다. 환형 블록으로 된 단열재(6)가 구비되어서, 열이 연소기로부터 하방으로 전달되지 않도록 한다.

스털링 엔진(1)은 WO 03/042566에서 설명된 것과 같이, 복수 개의 스프링에 마운팅되며, 도 2에 나타난 것과 같이 복수 개의 엔진 현가점(suspension point, 7)을 가지고 있다.

또한, 엔진은 별개의 구성요소로부터 현가될 수도 있다. 본 발명은 엔진 현가장치의 정확한 특성과 관계있는 것은 아니하므로, 여기에서 상세히 설명하지는 않을 것이다. 엔진의 진동을 줄이기 위하여, 예를 들어 WO 03/042566에서, 개시된 수단에도 불구하고 불가피하게 엔진(1)은 마운팅 브라켓(3)에 대하여 어느 정도는 진동한다. 이것이 유연성 있는 실링(5)이 구비되는 이유이다.

작동 중에, 가스와 공기의 혼합물이 입구채널(8)을 따라 연소기(2)로 공급된 다. 혼합물이 도 1에서 도시되지 않은 복열장치(recuperator, 9)의 상부에서 엔진으로부터 방출되는 배기가스와 열접촉하게 될 때, 복열장치에서 예열된다. 종래기술에서와 같이, 가스는 연소기(2)에서 점화되고 뜨거운 연소가스가 복수 개의 핀(10)으로 인도됨으로써 스털링 엔진 헤드를 가열하고 스털링 엔진이 작동할 수 있게 되는 것이다.

유입 가스/공기를 예열하고 공간과 물을 가열하기 위한 열이 벌충되는, 배기통로(11)를 따라 뜨거운 가스의 대부분이 흘러 나가도록 엔진이 설계된다. 그러나 이러한 열의 작은 정도는, 연소기(2)와 엔진(1) 사이의 실링(5) 쪽으로 전도, 대류 및 복사에 의하여 하방으로 불가피하게 전달된다.

실링(5)이 노출되는 온도를 최소화하기 위하여 많은 수단들을 구비하였다. 우선 도 1에서 알 수 있듯이, 실링(5)는 연소기(2)로부터 어느 정도 떨어져서 위치해 있고, 연소기(2)로부터 실링(5)에 이르는 통로는 구불구불하다.

다음으로, 연소기(5)는 그 외부면이 외계에 대하여 개방되어 있는 곳에 위치함으로써 실링에 대하여 어느 정도의 공기 냉각이 가능하도록 한다.

다음으로, 환형 블록으로 된 단열재가 실링 쪽 방향으로의 열 전도 흐름을 상당히 줄여준다. 블록(6)은 엔진과 연소기 사이의 물리적 공간의 대부분을 차지하여, 연소기 가스들에 대하여 구불구불한 통로를 제공함으로써 열 대류 흐름을 감소시킨다. 그러나, 블록(6)이 주변의 하우징에 너무 근접하여 구비되어서는 안된다는 점 또는 엔진이 진동함으로써 엔진 외부의 케이싱에 원치않는 진동전달을 야기할 때 하우징에 접촉하게 될 것이라는 점을 알아야 할 것이다. 즉, 냉각채널(4)은 헤드 주위에서 냉각수를 순환시키고 물리적으로는 연소기(2)와 엔진(5) 사이에 위치한다.

종래기술에서처럼, 엔진으로부터 열을 추출하여 열적 사이클이 작동하도록 하는 별도의 엔진 냉각회로가 스털링 엔진의 중앙부 근처에 구비된다. 냉각채널(4)을 통하여 순환되는 물은 직렬 또는 병렬로 엔진 냉각회로에 연결되는 것이 바람직하다. 또한 완전히 별도의 냉각수가 사용될 수도 있다.

이제까지 설명한 것과 같이 엔진은 WO 03/098025에서 설명된 것과 비슷하다.

본 발명의 새로운 어셈블리 및 방법과 새로운 특성이 설명될 것이다.

본 어셈블리는 두 개의 주요한 서브-어셈블리(sub-assembly), 즉 브라켓 서브-어셈블리와 엔진 서브-어셈블리,를 포함하여 이루어진다. 브라켓 서브-어셈블리는 도 2에 나타나 있다. 엔진 마운팅 브라켓(3)은 강판(steel plate)으로부터 가압되어 도 2에 도시된 바와 같이 삼차원(3D) 형상을 이루도록 접혀진다.

또한, 브라켓 측면은 별도로 가압된 후 브라켓의 상부에 납땜 또는 용접될 수 있다. 다음으로 상기 브라켓은 WO 04/101982에 설명된 공간봉합상자(room sealed box)에 고정된다. 브라켓(3)은, 하방으로 두 개의 독립적 측면 지지부재(15)를 가지는 엔진/연소기 지지면(14) 및 지지면(14)의 뒷쪽 모서리로부터 상방으로 돌출해 있는 한 쌍의 마운팅 탭(mounting tab, 16)을 포함하여 이루어지는데, 각각의 탭은 강화 리브(strengthening rib, 17) 쪽으로 이끌어지고, 그 하부면은 지지면(14)과 접촉한다. 전술한 바와 같이, 지지면(14)은 복수 개의 엔진 현가점(7)을 가지고 있는데, 그로부터 엔진이 마운팅된다. 이하에서 설명될 연소기 모듈에 대하여 복수 개의 마운팅 스터드(mounting stud, 18)를 또한 구비하고 있다. 이 스터드(18)들은 브라켓의 구멍을 통해 밀어지고 적절히 용접된다.

또한 냉각출구 오리피스(19)가 지지면(14)에 구비되는데, 이하에서 더욱 상세히 다시 설명될 것이다. 마운팅 브라켓(3)은 중앙 오리피스(22)를 둘러싸며 하방으로 매달려 있는 환형 립(21)을 구비하고 있다.

냉각채널부재(24)는 연속적인 환형 덕트(25), 냉각입구(26) 및 냉각출구(27)를 가지도록 성형된다(예를 들어 주조에 의하여). 분할기(divider, 미도시)가 입구와 출구 사이의 환형 덕트(25)를 가로질러서 위치함으로써 환형 덕트(25)의 입구(26) 안으로 그리고 출구(27)를 통하여 밖으로 물이 지나가도록 한다. 입구 덕트(28)는 입구(26)에 고정되고 출구(27)는 마운팅 브라켓에 있는 출구 오리피스(19)와 함께 정렬된다. 출구덕트(미도시)는 냉각 출구 오리피스(19)에 봉합되어서, 실링으로부터 냉각수를 멀리 운반할 수 있도록 한다.

냉각 채널 부재(24)의 단면 형상은 도 1에서 더욱 상세히 나타난다. 채널은 일반적으로 U형 단면을 가진다. 반경방향 가장 안쪽 모서리에서 채널은, 도 1에 나타나 있듯이 채널의 내부 벽으로부터 반경방향 안쪽으로 분지(offset)되어 있고 상방으로 뻗어 있는 환형 플랜지(29)를 구비한다. 반경방향 가장 바깥쪽 모서리에서 채널은, 반경방향으로 뻗어 있는 플랜지(30)에서 끝난다. 채널의 가장 아랫쪽과 반경방향으로 가장 바깥쪽 구석(corner)은 요홈(recess, 31)을 구비한다.

냉각 채널 부재(24)를 브라켓(3)에 부착하기 위하여, 두 개의 구성요소가 도 1에 나타난 위치에서 만난다. 이러한 구성에 있어, 브라켓(3)의 하방으로 매달려 있는 환형 립(21)은 채널(4)의 반경방향으로 가장 안쪽의 면의 상부에 접하고 있다. 반면, 채널의 반경방향으로 뻗어 있는 플랜지(30)는 마운팅 브라켓(3)의 아랫면에 접하고 있다. 이러한 접촉지역은 모두 용접 또는 납땜되어 있어서, 냉각 채널 부재를 브라켓(3)에 고정시키고 봉합된 냉각 채널(4)을 제공하게 된다.

이것이 최소한의 구성요소를 필요로 하는 냉각 채널을 만드는 방식을 제공하며 WO 03/098025의 어떠한 별도의 실링 부재도 필요로 하지 않는다는 것을 도 1로부터 알 수 있다. 용접 또는 납땜된 채널 부재(24)는 또한 마운팅 브라켓(3)을 보강하는 데에 기여한다.

실링 마운팅 립(sealing mounting lip, 32)은 채널(4)의 바닥면에 부착된다(예를 들어 납땜 또는 점 용접에 의해). 실링 마운팅 립은 반경방향으로 가장 바깥쪽 모서리에서 수직으로 선 립(33)을 포함한 평평한 환형 구성을 가지고 있다. 냉각 채널 부재(24)에 부착되면, 립(33)은 도 1에 나타난 것과 같이 요홈(31)안 상방으로 뻗는다. 그리하여, 마운팅 브라켓(3), 채널 부재(24) 및 실링 립(32)은 단일의 강성(rigid) 어셈블리를 제공하게 된다. 이 구성요소들은 전해질 부식 문제를 없앨 수 있도록 하기 위하여 동일한 재료(예를 들어, 내부식성 스테인레스 스틸 304와 같은 스테인레스 스틸)로 만들어지는 것이 바람직하다.

이 구성요소들이 일단 조립되면, 유연성 있는 실링(5)이 이 어셈블리에 맞추 어진다. 유연성 있는 실링(5)은 폴리머(polymer)로 만들어지는데, 도 1에 나타난 단면을 가지면서 도 2에 도시된 대로 환형 구성을 가지고 있다. 실링의 가장 윗쪽의 부분(40)은 반경방향으로 안쪽으로 뻗어 있고 하방으로 뻗어 있는 부분과 함께 끝나고 도 1에 나타난 대로 실링 마운팅 립(32)의 립(33)에 적절히 맞추어진다. 그리고 나서, 실링이 상부의 스틸 클램핑 밴드(steel clamping band, 41)에 의하여 적절히 체결된다.

이제 엔진 어셈블리가 도 1을 참조하여 설명될 것이다. 핀(fin,10)이 헤드에 납땜되는 것과 동시에, 환형 구성을 가지는 내부 연소기 봉합판(50)은 엔진 주물(52)에 납땜된다. 역시 환형 구성을 가지는 외부 연소기 봉합판(53)은 핀(10)의 위를 통하여 납땜(brazing), 용접, 땜납(soldering) 또는 볼트(bolt)와 가스켓(gasket)의 조합에 의해 내부 연소기 봉합판(50)에 적절히 고정된다. 연소기 봉합판에 대한 이러한 두 개의 부품설계는 납땜 과정에서 판이 비틀어지지 않도록 한다. 그러나, 납땜 공정이 보다 주의깊게 제어된다면 단일의 연소기 봉합판이 사용될 수도 있다.

연소기 모듈(55)(연소기(2), 복열장치(9) 및 하부 마운팅 플랜지(56)으로 이루어지는)을 마운팅 브라켓(3)에 고정시키기 위하여, 연소기 모듈이 마운팅 브라켓(3)의 위에 높임으로써 마운팅 스터드(18)가 마운팅 플랜지(56)의 대응하는 구멍을 통하여 돌출하게 된다. 가스켓(60)은 마운팅 브라켓(3)과 연소기 모듈(55) 사이의 경계면을 봉합한다. 연소기 모듈은 각각의 스터드(18) 상에 너트(nut,61)에 의 해 적절히 체결된다. 도 1에서 알 수 있듯이, 냉각 채널(4)로부터 상방으로 뻗어 있는 환형 플랜지(29)는 효과적으로 가스켓(60)을 덮게 되고, 그럼으로써 연소기(2)로부터 방출되는 열로부터 그것을 보호할 수 있는 것이다.

전체적인 시스템의 어셈블리를 완성하기 위하여, 마운팅 브라켓(3)이 (현 단계 또는 다음 단계에서 부착되는 연소기 모듈과 함께) 엔진(1) 위에 위치한다. 엔진은 그리고나서 스프링(미도시)에 의해 엔진 현가점(7)에서 브라켓(3)으로부터 현가장치가 구비된다. 그 다음에, 유연성 있는 실링(5)의 하부(62)가 외부 연소기 봉합판(53)의 가장 바깥쪽 부분에 맞추어진다. 그 외부 모서리에서, 이것은 하방으로 확장되는 부분(63)으로 뻗게 되고, 반경방향 바깥쪽으로 확장되는 부분(64)에서 끝난다. 하부 클램핑 밴드(65)는 하방으로 확장되는 부분(63)에 대하여 실링을 확고하게 고정한다. 도 1에서 알 수 있듯이, 실링의 가장 아랫쪽 모서리는 반경방향 바깥쪽으로 확장되는 부분(64) 주위에서 뻗게 된다.

누설 검출은 내부 및 외부 연소기 봉합판(50,53) 사이의 뜨거운 가스의 누설에 대하여 검출하기 위하여 구비된다. 이것은 외부 엔진 봉합판(53)의 아랫면에 있는 2종의 금속으로 된 간단한 온도 스위치에 의하여 행하여진다. 현재 누설이 없다면, 뜨거운 가스가 흐를 수 있는 이 연결점(junction)을 경유하는 어떠한 유동경로도 없기 때문에 온도는 상대적으로 낮다. 누설이 일어난다면 뜨거운 가스가 연소기로부터 흘러내려서 판(53) 아래의 온도를 높일 것이다. 그러면, 2종의 금속으로 된 스위치는 경고를 발하거나 엔진을 자동적으로 정지시킬 것이다.

실링의 두 번째 예는 도 3에 나타나 있다. 유사한 구성요소가 도 1에서 사용되었던 동일한 도면부호로 표시되었다. 실링의 두 번째 예가 도 1의 예와 많은 공통된 특징을 같이 하고 있다는 것과 단지 차이점만이 여기에서 설명될 것이라는 것을 즉시 알 수 있을 것이다.

실링 마운팅 립(32)은 다른 구성을 가지고 있다. 상방으로 뻗은 부분(70)은 채널(4) 쪽 상방으로 뻗어 있고 엔진 쪽으로 작은 각도(예를 들어 5˚)를 이루고 있다. 이것은 실링의 미끄러짐을 줄일 수 있는 비-수직적(non-vertical) 면을 제공한다. 판(32)은 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있고 실링을 지지하는 데에 기여하는 환형 플랜지(71)에서 끝난다. 클램핑 링(clamping ring, 41)은 첫번째 예와 유사한 방식으로 마운팅 립(32)에 대하여 실링을 고정하고 있다. 요홈(recess,72)은 클램핑 밴드(clamping band, 41)를 수용하기 위하여 실링 내에 구비된다.

유사하게 경사진 표면(73)은 봉합판(seal plate, 53)에 구비되고, 유사한 요홈(74)은 실링의 하부에 구비된다.

많은 오목부(75)가(세번째 예) 실링 마운팅 립(32)에 있는 대응하는 오목부와 잘 어울리는 냉각 채널의 하부면 부근에 구비되어서, 엔진이 냉각 채널 내에서 동심 상에서(concentrically) 마운팅되도록 한다. 실링(5)은 엔진 고리(collar)와 연소기/복열장치 사이의 유일한 물리적 연결인데, 배열의 잘못이 작동 중에 서로 접촉할 가능성이 있는 구성요소들 사이의 고르지 않은 둘레방향 유격(clearance)을 초래할 것이다.

환형 플랜지(29)는 도 1에서의 대응하는 플랜지(29)와 같은 정도로 상방으로 뻗지는 아니한다. 플랜지(29)는 여전히 가스켓(60)을 차폐한다. 그러나 도 1에서보다는 적은 정도로 차폐한다. 이 경우, 차폐량 감소를 보충하기 위하여 가스켓(60)은 이전 예에서의 세라믹 대신에 니켈-흑연 재료가 될 수 있다.

본 명세서의 내용에 포함되어 있음.

Claims (17)

1. 마운팅 브라켓, 마운팅 브라켓에 부착되는 연소기, 마운팅 브라켓에 부착되는 스털링 엔진, 연소기 내에 위치하는 헤드를 가지는 엔진, 연소기와 스털링 엔진 사이의 환형 간극을 봉합하기 위한 환형 실링 부재, 및 실링 부재를 냉각하기 위하여 위치하고 스털링 엔진을 둘러싸는 냉각 채널을 포함하여 이루어지는 스털링 엔진 어셈블리에 있어서,

   상기 냉각 채널은 그 상부면에서 개구되어 있고 상기 마운팅 브라켓에 고정되는 환형 채널 부재를 포함하여 이루어져서, 상기 마운팅 브라켓이 채널 부재를 봉합하고 상기 채널 부재와 함께 냉각 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
2. 제1항에 있어서, 상기 환형 채널 부재는 영구적 고정에 의하여 상기 마운팅 브라켓에 고정되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
3. 제2항에 있어서, 상기 영구적 고정은 융합연결임을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마운팅 브라켓과 채널 부재는 동일한 재료로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 채널은 반경방향 가장 안쪽 모서리에서 상방으로 뻗어 있는 환형 플랜지를 구비하고, 상기 환형 플랜지는상기 마운팅 브라켓의 중앙 개구에서 상방으로 뻗어 있어서 상기 연소기와 상기 마운팅 브라켓 사이의 경계면을 차폐하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
6. 마운팅 브라켓, 마운팅 브라켓에 부착되는 연소기, 마운팅 브라켓에 부착되는 스털링 엔진, 연소기 내에 위치하는 헤드를 가지는 엔진, 연소기와 스털링 엔진 사이의 환형 간극을 봉합하기 위한 환형 실링 부재, 및 실링 부재를 냉각하기 위하여 위치하고 스털링 엔진을 둘러싸는 냉각 채널을 포함하여 이루어지는 스털링 엔진 어셈블리에 있어서,

   상기 냉각 채널은 반경방향 가장 안쪽 모서리에서 상방으로 뻗어 있는 환형 플랜지를 구비하고, 상기 환형 플랜지는 상기 마운팅 브라켓의 중앙 개구에서 상방으로 뻗어 있어서 상기 연소기와 상기 마운팅 브라켓 사이의 경계면을 차폐하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
7. 제6항에 있어서, 상기 마운팅 브라켓과 냉각 채널은 동일한 재료로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
8. 마운팅 브라켓, 마운팅 브라켓에 부착되는 연소기, 마운팅 브라켓에 부착되 는 스털링 엔진, 연소기 내에 위치하는 헤드를 가지는 엔진, 연소기와 스털링 엔진 사이의 환형 간극을 봉합하기 위한 환형 실링 부재, 및 실링 부재를 냉각하기 위하여 위치하고 스털링 엔진을 둘러싸는 냉각 채널을 포함하여 이루어지는 스털링 엔진 어셈블리에 있어서,

   환형 립(annular lip)이 상기 냉각 채널의 하부지역으로부터 뻗어 있고, 상기 실링 부재의 하부는 엔진에 대하여 봉합하고 상기 실링 부재의 상부는 상기 환형 립을 따라 맞추어져서 연소기에 대하여 봉합하게 되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
9. 제8항에 있어서, 상기 환형 립은 상방으로 뻗어 있고 뒤쪽으로는 엔진 쪽을 향하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
10. 제9항에 있어서, 상기 환형 립은 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있는 부분에서 끝나는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실링의 상부를 둘러싸고 있는 상부 클램핑 밴드를 더 포함하여서 상기 환형 립과 상부 클램핑 밴드 사이의 상부를 체결하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드 아래의 엔진에 고정되는 환형 판 및 실링의 하부를 둘러싸는 하부 클램핑 밴드를 더 포함하여서 상기 환형 판과 상기 하부 클램핑 밴드 사이의 하부를 체결하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마운팅 브라켓과 냉각 채널은 동일한 재료로 되어 있는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리.
14. 마운팅 브라켓, 마운팅 브라켓에 부착되는 연소기, 및 연소기 내에 위치하는 헤드를 가지는 스털링 엔진을 포함하여 이루어지는 스털링 엔진 어셈블리의 조립방법에 있어서,

    냉각 채널을 상기 연소기 아래에 있는 브라켓에 고정시키는 단계 및 이어서 상기 채널과 상기 엔진의 사이에 유연성 있는 실링을 고정시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리의 조립방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 유연성 있는 실링은 상기 엔진에 맞추어지기 전에 상기 채널에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리의 조립방법.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 실링은 상기 스털링 엔진의 헤드가 상기 연소기 안으로 삽입되기 전에 상기 채널에 맞추어지는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리의 조립방법.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 채널은 융합연결에 의해 상기 브라켓에 영구적으로 마운팅되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진 어셈블리의 조립방법.

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