JPH05272407A - 熱ガス機関のヒータヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、作動ガスの流れを阻害することな
く、複数のヒータチユーブ内において作動ガスを均一に
加熱することを目的とする。 【構成】 マニホールド間に複数のヒータチユーブを円
周状に配設する。ここで、中央のヒータチユーブにフイ
ンを配設すると共に、中央に配列されるヒータチユーブ
同士の間隔を、外側に配列されるヒータチユーブ同士の
間隔よりも相対的に広くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱ガス機関のヒータヘ
ツドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スターリング機関の燃焼器の従来技術と
して、例えば実開昭６０−１５５７５９号公報に開示さ
れた「熱ガス機関のヒータヘツド」がある。この従来技
術を図４に基づいて説明すると、熱ガス機関の膨張空間
７１を構成するシリンダ７２と蓄熱器ハウジング７３と
はヒータチユーブ７４を介して接続される。ここで、複
数のヒータチユーブ７４を介在させるためにシリンダ７
２とヒータチユーブ７４との間および蓄熱器ハウジング
７３とヒータチユーブ７４との間には、それぞれマニホ
ールド７５，７６が配設される。そして、膨張空間７１
と図示しない圧縮空間との間を蓄熱器ハウジング７３お
よびヒータチユーブ７４を介して作動ガスが往復流す
る。

【０００３】このとき、シリンダ７２とマニホールド７
５との接続部および蓄熱器ハウジング７３とマニホール
ド７５との接続部においてそれぞれ絞り部７７，７８が
存在するため、マニホールド７５，７６の中央に作動ガ
スの流れが集中してしまう。

【０００４】この作動ガスの集中により複数のヒータチ
ユーブ７４には作動ガス流量のばらつきが生じ、作動ガ
スの効率良い加熱ができない。そこで、マニホールド７
５，７６内の中央にそれぞれ整流板７９，８０を配設し
て、外側に配設されたヒータチユーブ７４にも作動ガス
が流れやすくなるようにして、複数のヒータチユーブ７
４全体に均一に作動ガスが流れるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この整流板
７９，８０の存在により、作動ガスの流れの拡大・縮小
が生じ、作動ガスの圧損が増加してしまう。この結果、
熱ガス機関の出力減少といつた不具合を有することとな
る。

【０００６】そこで、本発明では、作動ガスの流れを阻
害することなく、複数のヒータチユーブ内において作動
ガスを均一に加熱することを、その技術的課題とする。

【０００７】

【発明の構成】

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した本発明の技術的
課題を解決するために講じた本発明の技術的手段は、シ
リンダと蓄熱器ハウジングとを接続する複数のヒータチ
ユーブと、シリンダとヒータチユーブとの間、および蓄
熱器ハウジングとヒータチユーブとの間にそれぞれ配設
されるマニホールドとから熱ガス機関のヒータヘツドを
構成し、ヒータチユーブはマニホールド上において円周
状に配列され、各ヒータチユーブの管径を均一にすると
共に、中央側に配列されるヒータチユーブにフインを配
設し、且つ中央側に配列されるヒータチユーブ同士の間
隔を、外側に配列されるヒータチユーブ同士の間隔より
も相対的に広くしたことである。

【０００９】

【作用】上述した本発明の技術的手段によれば、中央側
に配列されたヒータチユーブにフインを配設したこと
で、そこでの吸熱量が増大し、どのチユーブ内の作動ガ
スも均一に加熱される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の技術的手段を具体化した実施
例について添付図面に基づいて説明する。

【００１１】図１に熱ガス機関のヒータヘツドを示す。
ここで、熱ガス機関の燃焼空間１１は断熱材を有するハ
ウジング１２により構成され、ハウジング１２の頂部中
央には燃料噴射ノズル１３およびスワラ１４が配設され
ている。このスワラ１４は燃焼用空気に旋回流を与える
もので、図示しない空気予熱器およびブロワと通路１５
を介して連通している。燃焼空間１１の下部には熱ガス
機関のヒータチユーブ１６が複数配設されている。この
ヒータチユーブ１６は、シリンダ１７と蓄熱器ハウジン
グ１８とを接続し、ヒータチユーブ１６とシリンダ１７
との間、およびヒータチユーブ１６と蓄熱器ハウジング
１８との間にそれぞれマニホールド１９，２１が配設さ
れている。尚、燃焼空間１１で生成された燃焼ガスの排
気ガスは排気出口２０より空気予熱器へと流出する。

【００１２】図２において、複数のヒータチユーブ１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄはマニホールド１９，２１
上において円周状に配列され、その各管径はいずれもｒ
０であり均一とされている。しかし、中央側に配列され
作動ガスの流れやすいヒータチユーブ１６ａ，１６ｂに
はフイン２２，２３がそれぞれ配設されている。また、
中央側に配列されるヒータチユーブ１６ａ，１６ｂ同士
およびヒータチユーブ１６ｂ，１６ｃ同士の間隔ｓ１，
ｓ２を、外側に配列されるヒータチユーブ１６ｃ，１６
ｄ同士の間隔よりも相対的に広くしている。尚、本実施
例では各間隔の関係はｓ１＞ｓ２＞ｓ３となつている。
尚、ヒータチユーブ１６の配列は図３においても左右対
象となつている。

【００１３】以上の構成を有する熱ガス機関のヒータヘ
ツドの作動について説明する。

【００１４】図示しないブロワより給送された空気は、
空気予熱器において高温排気ガスにより予熱され、昇温
してスワラ１４へと導かれる。スワラ１４により旋回流
が付与された空気は燃料噴射ノズル１３から噴射された
燃料と混合され、点火されて連続燃焼を行う。この連続
燃焼によつて発生した高温燃焼ガスはヒータチユーブ１
６へと導かれる。ここで、高温燃焼ガスとヒータチユー
ブ１６内を流れる作動ガスとの間で熱交換が行われ、ヒ
ータチユーブ１６内の作動ガスが昇温すると共に燃焼ガ
スが降温し、燃焼ガスは燃焼空間１１内の上方に位置す
る排気ガス出口２０から空気予熱器を介して外部へと排
出される。

【００１５】ここで、作動ガスは中央に配設されたヒー
タチユーブ１６ａ，１６ｂに集中しやすいが、ヒータチ
ユーブ１６ａ，１６ｂにはフイン２２，２３が配設され
ているため、そこでの吸熱量が増大する。尚、中央側で
の隣合うヒータチユーブ同士の間隔が広くなつているの
で、高温燃焼ガスの流量が多くなり、前述の吸熱量の増
大に対応できると共に、フイン２２，２３による流動抵
抗を相殺できる。一方、外側のヒータチユーブ１６ｃ，
１６ｄには相対的に少量の作動ガスしか流れないが、フ
インが配設されていないために、そこでの吸熱量は相対
的に小さくなる。この結果、ヒータチユーブ１６全体の
作動ガスの流れにはばらつきがあるが、配設位置によつ
て燃焼ガスからの吸熱量が作動ガス流量に比例するの
で、ヒータチユーブ１６全体において作動ガスが均一に
加熱される。

【００１６】

【発明の効果】以上に示した様に本発明では、中央側に
配列されるヒータチユーブにフインを配設したことで、
作動ガスの吸熱量がマニホールド内での作動ガスの流量
分布に比例し、それと共に、吸熱量に比例して、中央側
に配列されるヒータチユーブ同士の間隔を外側に配列さ
れるヒータチユーブ同士の間隔よりも相対的に広くした
ことで、全体として作動ガスは均一に加熱される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の熱ガス機関のヒータヘツドの全
体構成図を示す。

【図２】図１における要部拡大断面図を示す。

【図３】従来技術の熱ガス機関のヒータヘツドの構成図
を示す。

【符号の説明】

１７ シリンダ、 １８ 蓄熱器ハウジング、 １６ ヒータチユーブ、 １９，２１ マニホールド、 ２２，２３ フイン、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと蓄熱器ハウジングとを接続す
   る複数のヒータチユーブと、 前記シリンダと前記ヒータチユーブとの間、および前記
   蓄熱器ハウジングと前記ヒータチユーブとの間にそれぞ
   れ配設されるマニホールドとを有し、 前記ヒータチユーブは前記マニホールド上において円周
   状に配列され、各ヒータチユーブの管径を均一にすると
   共に、 中央側に配列される前記ヒータチユーブにフインを配設
   し、且つ中央側に配列される前記ヒータチユーブ同士の
   間隔を、外側に配列される前記ヒータチユーブ同士の間
   隔よりも相対的に広くしたことを特徴とする熱ガス機関
   のヒータヘツド。