JPH06213523A - スターリング機関の加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ヒータ管を均一に加熱して燃焼室の高温化を防
止し、熱効率の向上を図る。 【構成】ヒータ管(52)の両側方には、該ヒータ管(52)に
近接して平面燃焼式の燃焼室(81, 82)が形成され、該両
燃焼室(81, 82)に覆われて上記ヒータ管(52)が位置する
加熱室(83)が形成されている。上記燃焼室(81, 82)は、
燃料ガスの燃料流入路(8e)が連通され、その上、燃焼用
空気を燃焼室(81, 82)内に導く外側多孔耐火板と、燃焼
ガスを上記加熱室(83)に導き且つ輻射熱で該加熱室(83)
を加熱する内側多孔耐火板とを備えている。また、上記
燃焼室(81)の外側には、燃焼用空気を輻射熱で加熱する
加熱空気室(84)と、燃焼用空気と燃焼ガスとを熱交換さ
せて放熱を遮断する空気予熱器(85)とが形成されてい
る。これによりヒータ管(52)を均一に加熱し、熱効率を
向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スターリング装置にお
ける作動ガスを加熱する加熱装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スターリング機関の１つとし
て空気調和装置などに用いられるヴィルミエヒートポン
プ装置が知られている。該ヴィルミエヒートポンプ装置
は、特開平１−１３７１６４号公報に開示されているよ
うに、高温側ヒートポンプと低温側ヒートポンプと備え
ている。該各ヒートポンプは、シリンダ内にディスプレ
ーサが嵌挿されてなり、該両ディスプレーサは、所定の
位相差（例えば、９０°）をもって往復動するように連
結される一方、高温側シリンダ内の高温空間と中温空間
とは高温側連通路により、低温側シリンダ内の低温空間
と中温空間とは低温側連通路により連通されている。そ
して、上記両ディスプレーサの往復動により各空間の容
積が変化し、作動ガスの圧力を変化させて熱サイクルを
形成し、各連通路のヒータ部及びクーラ部では吸熱を、
また中温部熱交換器では放熱をそれぞれ行っている。ま
た、上記高温側ヒートポンプでは、作動ガスが高温空間
から中温空間に移動する際に高温側連通路の再生器に蓄
熱し、作動ガスが中温空間から高温空間に移動する際に
は再生器に蓄えた熱を再生する一方、低温側ヒートポン
プでは、作動ガスが中温空間から低温空間に移動する際
に低温側連通路の再生器に蓄熱し、作動ガスが低温空間
から中温空間に移動する際には再生器に蓄えた熱を再生
することになる。

【０００３】上述したヴィルミエヒートポンプ装置にお
いて、図６に示すように、熱エネルギを与える加熱装置
(a) が設けられている。該加熱装置(a) は、高温側シリ
ンダ(b) の上部に設けられ、上記ヒータ部であるヒータ
管(c) が燃焼室(d) 内に位置している。そして、該燃焼
室(d) には、バーナ(e) が設けられ、該バーナ(e) の燃
焼ガスによりヒータ管(c) を加熱して該ヒータ管(c) を
通る作動ガスを加熱するようにしている。また、上記燃
焼室(d) の側部には、燃焼ガスの排気ガスによって燃焼
用空気を予熱する予熱器(f) が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したヴィルミエヒ
ートポンプ装置における加熱装置(a) においては、従
来、ガス拡散式であるため、燃焼ガスの対流伝熱係数が
低く、燃焼室(d) を必要以上に高温化しなければならな
いという問題があった。また、上記バーナ(e) による燃
焼ガスの対流によってのみヒータ管(c) を加熱してお
り、輻射熱を利用していないので、該ヒータ管(c) を均
一に加熱することができず、伝熱面積や死容積が大きく
なり、その上、燃焼室(d) の温度を高くしなければなら
ないという問題があった。更に、上記燃焼室(d) の温度
を高くしなければならないので、外気への放熱ロスや容
器への伝熱ロスが大きくなり、熱効率が低下するという
問題があった。

【０００５】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、ヒータ管を均一に加熱するようにして燃焼室の不必
要な高温化を防止すると共に、熱効率の向上を図ること
を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明が講じた手段は、ヒータ管の近傍で平面火
炎を形成するようにしたものである。具体的に、図３に
示すように、請求項１に係る発明が講じた手段は、先
ず、シリンダ(21)内にディスプレーサ(22)によって区画
形成された２つの作動ガス室(24, 25)が連通路(5) によ
って連通され、該連通路(5) の途中に形成されたヒータ
管(52)で該ヒータ管(52)を流れる作動ガスを加熱するス
ターリング機関の加熱装置を前提としている。そして、
上記ヒータ管(52)の両側方には、該ヒータ管(52)に近接
して平面燃焼式の燃焼室(81, 82)が形成され、該両燃焼
室(81, 82)に覆われて上記ヒータ管(52)が位置する加熱
室(83)が形成されている。加えて、上記燃焼室(81, 82)
は、燃料ガスを導入する燃料流入路(8e)が連通されると
共に、該燃焼室(81, 82)は、空気流入路(8f)より燃焼用
空気を燃焼室(81, 82)内に導く外側板(86)と、燃焼室(8
1, 82)内の燃焼ガスを上記加熱室(83)に導き且つ輻射熱
で該加熱室(83)を加熱する内側板(87)とを備えて形成さ
れた構成としている。

【０００７】また、請求項２に係る発明が講じた手段
は、上記請求項１の発明において、燃焼室(81, 82)の外
側板(86)は、多数の空気孔(86a,86a, … )が形成された
多孔耐火板で構成される一方、内側板(87)は、空気孔(8
6a,86a, … )より小径の多数のガス孔(87a,87a, … )が
形成されて火炎を遮断する多孔耐火板で構成されたもの
である。また、請求項３に係る発明が講じた手段は、上
記請求項１又は２の発明において、燃焼室(81, 82)の外
側には、空気流入路(8f)に連通して燃焼用空気が流入
し、該空気が燃焼室(81, 82)の輻射熱で加熱される加熱
空気室(84)が形成された構成としている。また、請求項
４に係る発明が講じた手段は、上記請求項１，２又は３
の発明において、燃焼室(81, 82)の外側には、互いに連
通する複数の環状空気通路(8h,8h, … )を備えた燃焼用
空気の空気流入路(8f)と、互いに連通する複数の環状ガ
ス通路(8p,8p, … )を備えて加熱室に連通するガス排出
路(8g)とよりなり、該環状空気通路(8h,8h, … )と環状
ガス通路(8p,8p, … )とが半径方向に交互に位置し且つ
最外周側に環状空気通路(8h)が位置して放熱を遮断する
空気予熱器(85)が形成された構成としている。

【０００８】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明では、
先ず、シリンダ(21)内に形成された２つの作動ガス室(2
4, 25)の間を作動ガスが流れ、該作動ガスは、ヒータ管
(52)を流れる際に加熱されることになる。一方、上記作
動ガスを加熱するための燃料ガスは、燃料流入路(8e)よ
り両燃焼室(81, 82)に導入し、新鮮空気である燃焼用空
気は、空気流入路(8f)を通って燃焼室(81, 82)に流入す
ることになる。そして、該燃焼室(81, 82)内で燃焼用空
気と燃料ガスとが混合されて平面燃焼し、高温の燃焼ガ
スが生成される。この燃焼室(81, 82)で生成された燃焼
ガスは、加熱室(83)に導入し、該加熱室(83)内におい
て、対流伝熱によってヒータ管(52)を加熱することにな
る。また、上記燃焼室(81, 82)における燃焼によって内
側板(87)が加熱され、該内側板(87)の輻射熱によって加
熱室(83)が加熱され、つまり、該ヒータ管(52)は、上記
燃焼ガスの対流伝熱と輻射熱との双方によって加熱され
ることになる。

【０００９】更に、請求項２に係る発明では、内側多孔
耐火板(87)は、燃焼室(81, 82)内で生じた火炎を遮断し
て該火炎がヒータ管(52)に当たらないようにしている。
また、請求項３に係る発明では、上記燃焼用空気は、空
気流入路(8f)を通って空気予熱器(85)に流入し、該空気
予熱器(85)から燃焼室(81, 82)に流入することになるの
で、該燃焼室(81, 82)における燃焼によって外側板(86)
からの輻射熱で加熱空気室(84)内の燃焼用空気が加熱さ
れることになる。つまり、該燃焼用空気が予め加熱され
て上記燃焼室(81, 82)に流入することになる。更にま
た、請求項４に係る発明では、上記加熱室(83)内でヒー
タ管(52)を加熱した燃焼ガスは、該加熱室(83)からガス
排出路(8g)を通って外部に排出されることになる。その
際、上記加熱室(83)からの燃焼ガスは、各環状ガス通路
(8p,8p,… )を順に通って排出され、一方、上記燃焼用
空気は、各環状空気通路(8h,8h,… )を通って加熱空気
室(84)に流入するので、各環状空気通路(8h,8h, … )と
環状ガス通路(8p,8p, … )との間で燃焼用空気と燃焼ガ
スとが熱交換し、該燃焼用空気が予熱されると共に、燃
焼用空気によって外部への放熱が阻止されることにな
る。

【００１０】

【発明の効果】従って、請求項１に係る発明によれば、
ヒータ管(52)の両側近傍に燃焼室(81,82)を形成するよ
うにしたゝめに、燃焼ガスの対流伝熱の他に、燃焼室(8
1, 82)からの輻射熱を利用することができるので、上記
ヒータ管(52)を均一に加熱することができる。この結
果、伝熱促進を図ることができ、伝熱面積を低減するこ
とができると共に、死容積を低減することができる。更
に、伝熱効率を向上させることができることから、上記
ヒータ管(52)と燃焼ガスとの温度差を小さくすることが
でき、必要以上の高温化を防止することができる。

【００１１】また、請求項２に係る発明によれば、外側
板及び内側板を外側多孔耐火板(86)及び内側多孔耐火板
(87)で形成したゝめに、輻射熱を有効に利用することが
できると共に、ヒータ管(52)に対して火炎を確実に遮断
することができる。また、請求項３に係る発明によれ
ば、燃焼室(81, 82)の外側に加熱空気室(84)を形成した
ゝめに、燃焼用空気が予め加熱されるので、燃焼効率の
向上を図ることができる。また、請求項４に係る発明に
よれば、燃焼室(81, 82)の外側に空気予熱器(85)を形成
したゝめに、燃焼用空気を予熱することができると共
に、燃焼用空気によって断熱することができ、外気への
放熱ロスや容器への伝熱ロスを低減することができるこ
とから、熱効率の向上を図ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に示すように、 (1)は、スターリング
機関としてのヴィルミエヒートポンプ装置であって、高
温側ヒートポンプ(2) と低温側ヒートポンプ(3) とを備
え、該両ヒートポンプ(2, 3)は、例えば９０°の交差角
度で互いに交差する方向に配置されている。そして、該
両ヒートポンプ(2, 3)は、それぞれシリンダ(21, 31)内
にディスプレーサ(22, 32)が往復動可能に嵌挿されて構
成され、該両シリンダ(21, 31)は、連結機構(4) のクラ
ンクケース(41)に一体に接合されて略密閉状態に閉塞さ
れている。上記両ディスプレーサ(22, 32)は、例えば９
０°の位相差で往復動するようにロッド(23, 33)を介し
て上記連結機構(4) に連結されている。該連結機構(4)
は、水平方向の回転中心をもってクランクケース(41)に
支持されたクランク軸(42)を有し、該クランク軸(42)に
は、クランクケース(41)内に位置するクランクピン(43)
が設けられると共に、外端に起動用モータ（図示せず）
が連結されている。また、上記クランクピン(43)には、
第１ベルクランク(44)が連結され、該第１ベルクランク
(44)の一端は、第１リンク(45)を介して高温側ロッド(2
3)の基端部が連結され、該高温側ロッド(23)は、上記ク
ランクケース(41)を貫通し、その先端が高温側ディスプ
レーサ(22)に結合されている。一方、上記第１ベルクラ
ンク(44)の他端は、第２ベルクランク(46)及び第２リン
ク(47)を介して低温側ロッド(33)の基端部が連結され、
該低温側ロッド(33)は、上記クランクケース(41)を貫通
し、その先端が低温側ディスプレーサ(32)に結合されて
いる。

【００１３】上記高温側シリンダ(21)内は、高温側ディ
スプレーサ(22)によってヘッド側空間が作動ガス室であ
る高温空間(24)に、ロッド側空間が作動ガス室である中
温空間(25)に区画されている。一方、上記低温側シリン
ダ(31)内は、低温側ディスプレーサ(32)によってヘッド
側空間が低温空間(34)に、ロッド側空間が中温空間(35)
に区画されている。そして、上記高温側ヒートポンプ
(2) の中温空間(25)と低温側ヒートポンプ(3) の中温空
間(35)とは中温部接続管(11)により接続され、これら高
温空間(24)、低温空間(34)及び各中温空間(25, 35)には
ヘリウム等の作動ガスが充填されている。上記高温側シ
リンダ(21)の高温空間(24)と中温空間(25)とは高温側連
通路(5)により、また、低温側シリンダ(31)の低温空間
(34)と中温空間(35)とは低温側連通路(6) によりそれぞ
れ連通されている。そして、該高温側連通路(5) は、高
温側シリンダ(21)の周壁に形成されて中温空間(25)に連
通する円筒状の環状空間(51)と、該環状空間(51)及び高
温空間(24)に連通する高温部熱交換器としてのヒータ管
(52)とより形成され、上記低温側連通路(6) は、低温側
シリンダ(31)の周壁に形成されて低温空間(34)及び中温
空間(35)に連通する円筒状の環状空間(61)より形成され
ている。また、上記高温側連通路(5) の環状空間(51)に
は、蓄熱式熱交換器からなる高温側再生器(7) と、該再
生器(7) の中温空間(25)側に位置するシェルアンドチュ
ーブ式の中温部高温側熱交換器(53)とが順に配設されて
いる。また、上記高温側シリンダ(21)の上方には、ヒー
タ管(52)内の作動ガスを加熱する加熱装置(8) が配設さ
れている。一方、上記低温側連通路(6) には、蓄熱式熱
交換器からなる低温側再生器(7) と、該再生器(7) の低
温空間(34)側に位置する低温部熱交換器としてのシェル
アンドチューブ式のクーラ(62)と、上記再生器(7) の中
温空間(35)側に位置するシェルアンドチューブ式の中温
部低温側熱交換器(63)とが順に配設されている。

【００１４】このヴィルミエヒートポンプ装置(1) にお
けるヒートポンプサイクルは、図２に示すようになる。
すなわち、作動ガス温度（Ｔ）とエントロピー（Ｓ）と
の関係を示す図４のＴ−Ｓ線図において、高温側サイク
ルの作動ガスは、行程A1→B1で加熱装置(8) によって加
熱されるヒータ管(52)から吸熱して等温膨張し、次の行
程B1→C1で熱を高温側再生器(7) に与えて等積冷却され
る。更に、作動ガスは、行程C1→D1で中温部高温側熱交
換器(53)を介して放熱して等温圧縮し、行程D1→A1では
上記高温側再生器(7) に与えた熱により等積加熱され
る。一方、低温側サイクルの作動ガスは、行程A2→B2で
熱を低温側再生器(7) に与えて等積冷却され、行程B2→
C2でクーラ(62)から吸熱して等温膨張し、次の行程C2→
D2で上記低温側再生器(7) に与えた熱により等積加熱さ
れ、行程D2→A2で中温部低温側熱交換器(63)を介して放
熱して等温圧縮する。

【００１５】一方、本発明の特徴とする上記加熱装置
(8) は、ヒータ管(52)で作動ガスを加熱するものであっ
て、図３に示すように、高温側シリンダ(21)の上部に設
けられたハウジング(8a)内に、外側燃焼室(81)及び内側
燃焼室(82)と、加熱室(83)と、加熱空気室(84)と、空気
予熱器(85)とが形成されて構成されている。該両燃焼室
(81, 82)は、図４に示すように、それぞれ円筒状に形成
されると共に、外側燃焼室(81)と内側燃焼室(82)との間
に所定間隔が存するように形成され、上記加熱空気室(8
4)の内部に配置され、つまり、該加熱空気室(84)が両燃
焼室(81, 82)の外側に形成されている。そして、該外側
燃焼室(81)と内側燃焼室(82)との間が両燃焼室(81, 82)
に覆われる加熱室(83)に形成され、該加熱室(83)の内部
には、上記ヒータ管(52)が複数本（数十本）収納されて
いる。更に、上記両燃焼室(81, 82)の上部は、２枚の上
板(8b, 8c)で形成された上部通路(8d)によって連通さ
れ、該上部通路(8d)には、燃料ガスを両燃焼室(81, 82)
に導入する燃料流入路(8e)が連通されている。

【００１６】また、上記両燃焼室(81, 82)は、ヒータ管
(52)の両側方に近接して形成され、外側板である外側多
孔耐火板(86)と内側板である内側多孔耐火板(87)とが近
接して並列に立設されて形成されている。尚、内側燃焼
室(82)において、外側多孔耐火板(86)は、加熱室(83)に
対して外側に位置する外側板（図３においては内周側）
で、内側多孔耐火板(87)は、加熱室(83)に対して内側に
位置する内側板で（図３においては外周側）である。該
外側多孔耐火板(86)は、セラミック等で形成され、直径
２mm〜５mmの多数の空気孔(86a,86a, … )が形成されて
なり、上記加熱空気室(84)より燃焼用空気が空気孔(86
a,86a, … )を通って燃焼室(81, 82)の内部に導入する
ように構成されている。また、上記内側多孔耐火板(87)
は、セラミック等で形成され、直径０．１mm〜１．０mm
の多数のガス孔(87a,87a, … )が形成されてなり、上記
燃焼室(81, 82)の内部で生成された燃焼ガスがガス孔(8
7a,87a, … )を通って加熱室(83)の内部に導入するよう
に構成されている。そして、上記両燃焼室(81, 82)は、
外側多孔耐火板(86)の空気孔(86a,86a, … )を通って流
入した燃焼用空気と燃料ガスとが混合して該燃料ガスが
燃焼して燃焼ガスを生成するように構成されている。そ
の際、上記燃焼ガスが加熱室(83)から吸引されるので、
両燃焼室(81, 82)の内部が負圧となり、燃焼ガスが加熱
空気室(84)に流出することはない。また、上記内側多孔
耐火板(87)は、燃焼室(81, 82)の内部の火炎を遮断する
と共に、輻射熱によって加熱室(83)の内部、つまり、ヒ
ータ管(52)を加熱するように構成される一方、上記外側
多孔耐火板(86)は、輻射熱を加熱空気室(84)に放熱する
ように構成され、該加熱空気室(84)は、両燃焼室(81, 8
2)に導入する燃焼用空気を加熱するように構成されてい
る。

【００１７】上記空気予熱器(85)は、図５に示すよう
に、空気流入路(8f)とガス排出路(8g)とよりなるプレー
ト式熱交換器で、加熱空気室(84)の外側に形成されてい
る。該空気流入路(8f)は、複数の環状空気通路(8h,8h,
… )と、該各環状空気通路(8h,8h, … )を連通する上部
通路(8i)及び下部通路(8j)とより形成され、また、上記
ガス排出路(8g)は、複数の環状ガス通路(8p,8p, … )
と、該各環状ガス通路(8p,8p, … )を連通する横路(8q)
とより形成されている。該環状空気通路(8h,8h, …)と
環状ガス通路(8p,8p, … )とは、ほゞ円環状に形成さ
れ、環状空気通路(8h,8h, … )と環状ガス通路(8p,8p,
… )とが交互に位置するように配置され、最外周部には
２つの環状空気通路(8h, 8h)が配置されている。また、
上記最外周の環状空気通路(8h)には、新鮮空気である燃
焼用空気の空気管(8r)が連接され、最内周の環状空気通
路(8h)は、上記加熱空気室(84)に連通されており、上記
上部通路(8i)と下部通路(8j)とは、各環状空気通路(8h,
8h, … )を燃焼用空気が流れる際、上部から下部に向う
下降流と、上部から下部に向う上昇流とが交互に形成さ
れるように各環状空気通路(8h,8h, … )を連通してい
る。そして、上記空気流入路(8f)は、燃焼用空気を空気
管(8r)から加熱空気室(84)に導くように形成されてい
る。また、上記最外周の環状ガス通路(8p)には、燃焼ガ
スの排気管(8s)が連接されており、上記横路(8q)は、上
記外側燃焼室(81)と加熱室(83)と加熱空気室(84)と環状
空気通路(8h,8h, … )及び環状ガス通路(8p,8p, … )と
を横断して半径方向に延び、最内周の環状ガス通路(8p)
と加熱室(83)とを連通すると共に、各環状ガス通路(8p,
8p, … )を燃焼ガスが流れる際、周回状に時計回り方向
と半時計回り方向との流れが交互に形成されるように各
環状ガス通路(8p,8p, … )を連通している。そして、上
記ガス排出路(8g)は、加熱室(83)の燃焼ガスを排気管(8
s)に排気するように形成されている。この空気流入路(8
f)とガス排出路(8g)とによって燃焼用空気と燃料ガスと
が熱交換して外部放熱を阻止するようにしている。

【００１８】次に、上記加熱装置(8) における作動ガス
の加熱動作について説明する。先ず、燃料ガスは、燃料
流入路(8e)より両燃焼室(81, 82)に導入する一方、新鮮
空気である燃焼用空気は、空気管(8r)より空気流入路(8
f)を通って空気予熱器(85)に流入し、該空気予熱器(85)
から燃焼室(81, 82)における外側多孔耐火板(86)の空気
孔(86a,86a, … )を通って燃焼室(81, 82)に流入するこ
とになる。そして、該燃焼用空気の流入運動量によって
該燃焼用空気と燃料ガスとが混合されて平面燃焼し、高
温の燃焼ガスが生成される。

【００１９】この燃焼室(81, 82)で生成された燃焼ガス
は、内側多孔耐火板(87)のガス孔(87a,87a, … )を通
り、加熱室(83)に導入され、該加熱室(83)内において、
対流伝熱によってヒータ管(52)を加熱することになる。
また、上記燃焼室(81, 82)における燃焼によって内側多
孔耐火板(87)が加熱され、該内側多孔耐火板(87)の輻射
熱によって加熱室(83)が加熱され、つまり、上記内側多
孔耐火板(87)からの輻射熱によってヒータ管(52)が加熱
されることになり、該ヒータ管(52)は、上記燃焼ガスの
対流伝熱と内側多孔耐火板(87)からの輻射熱との双方に
よって加熱されることになる。更に、上記内側多孔耐火
板(87)は、燃焼室(81, 82)内で生じた火炎を遮断して該
火炎がヒータ管(52)に当たらないようにしており、ま
た、上記燃焼室(81, 82)内は、負圧となっているので、
該燃焼室(81, 82)の燃焼ガスが外側多孔耐火板(86)を通
って加熱空気室(84)に逆流することはない。そして、該
加熱空気室(84)の燃焼用空気は、燃焼室(81, 82)におけ
る燃焼によって外側多孔耐火板(86)からの輻射熱で加熱
されることになる。つまり、該燃焼用空気が予め加熱さ
れて上記燃焼室(81, 82)に流入することになる。

【００２０】一方、上記加熱室(83)内でヒータ管(52)を
加熱した燃焼ガスは、該加熱室(83)からガス排出路(8g)
を通って排気管(8s)より排出されることになる。その
際、上記加熱室(83)からの燃焼ガスは、横路(8q)と環状
ガス通路(8p,8p, … )とを順に通って排気管(8s)より排
出され、一方、上記燃焼用空気は、環状空気通路(8h,8
h, … )と上部通路(8i)及び下部通路(8j)を通って加熱
空気室(84)に流入するので、各環状空気通路(8h,8h, …
)と環状ガス通路(8p,8p, … )との間で燃焼用空気と燃
焼ガスとが熱交換し、該燃焼用空気が予熱されると共
に、燃焼用空気によって外部への放熱が阻止されること
になる。

【００２１】従って、本実施例にによれば、上記ヒータ
管(52)の両側近傍に燃焼室(81, 82)を形成するようにし
たゝめに、燃焼ガスの対流伝熱の他に、燃焼室(81, 82)
からの輻射熱を利用することができるので、上記ヒータ
管(52)を均一に加熱することができる。この結果、伝熱
促進を図ることができ、伝熱面積を低減することができ
ると共に、死容積を低減することができる。また、伝熱
効率を向上させることができることから、上記ヒータ管
(52)と燃焼ガスとの温度差を小さくすることができ、必
要以上の高温化を防止することができる。また、上記燃
焼室(81, 82)の外側板及び内側板を外側多孔耐火板(86)
及び内側多孔耐火板(87)で形成したゝめに、輻射熱を有
効に利用することができると共に、ヒータ管(52)に対し
て火炎を確実に遮断することができる。また、上記燃焼
室(81, 82)の外側に加熱空気室(84)を形成したゝめに、
燃焼用空気が予め加熱されるので、燃焼効率の向上を図
ることができる。また、上記燃焼室(81, 82)の外側に空
気予熱器(85)を形成したゝめに、燃焼用空気を予熱する
ことができると共に、燃焼用空気によって断熱すること
ができ、特に、最外周に環状空気通路(8h)が位置するよ
うにしているので、確実に断熱を行うことができ、外気
への放熱ロスや容器への伝熱ロスを低減することができ
ることから、熱効率の向上を図ることができる。

【００２２】尚、本実施例は、ヴィルミエヒートポンプ
装置(1) について説明したが、本発明は、他のスターリ
ング機関にも適用することができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヴィルミエヒートポンプ装置の縦断面図であ
る。

【図２】ヴィルミエヒートポンプサイクルのＴ−Ｓ線図
である。

【図３】加熱装置を示す拡大縦断面図である。

【図４】燃焼室及び加熱室を示す斜視図である。

【図５】空気予熱器を示す斜視図である。

【図６】従来の加熱装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

1 ヴィルミエヒートポンプ装置 2 高温側ヒートポンプ 3 低温側ヒートポンプ 5 連通路 8 加熱装置 21,31 シリンダ 22,23 ディスプレーサ 52 ヒータ管 81,82 燃焼室 83 加熱室 84 加熱空気室 85 空気予熱器 86 外側多孔耐火板（外側板） 86a 空気孔 87 内側多孔耐火板（内側板） 87a ガス孔 8e 燃料流入路 8f 空気流入路 8g ガス排出路 8h 環状空気通路 8p 環状ガス通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ(21)内にディスプレーサ(22)に
   よって区画形成された２つの作動ガス室(24, 25)が連通
   路(5) によって連通され、該連通路(5) の途中に形成さ
   れたヒータ管(52)で該ヒータ管(52)を流れる作動ガスを
   加熱するスターリング機関の加熱装置において、 上記ヒータ管(52)の両側方には、該ヒータ管(52)に近接
   して平面燃焼式の燃焼室(81, 82)が形成され、該両燃焼
   室(81, 82)に覆われて上記ヒータ管(52)が位置する加熱
   室(83)が形成され、 上記燃焼室(81, 82)は、燃料ガスを導入する燃料流入路
   (8e)が連通されると共に、該燃焼室(81, 82)は、空気流
   入路(8f)より燃焼用空気を燃焼室(81, 82)内に導く外側
   板(86)と、燃焼室(81, 82)内の燃焼ガスを上記加熱室(8
   3)に導き且つ輻射熱で該加熱室(83)を加熱する内側板(8
   7)とを備えて形成されていることを特徴とするスターリ
   ング機関の加熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスターリング機関の加熱
   装置において、燃焼室(81, 82)の外側板(86)は、多数の
   空気孔(86a,86a, … )が形成された多孔耐火板で構成さ
   れる一方、内側板(87)は、空気孔(86a,86a, … )より小
   径の多数のガス孔(87a,87a, … )が形成されて火炎を遮
   断する多孔耐火板で構成されていることを特徴とするス
   ターリング機関の加熱装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のスターリング機関
   の加熱装置において、燃焼室(81, 82)の外側には、空気
   流入路(8f)に連通して燃焼用空気が流入し、該空気が燃
   焼室(81, 82)の輻射熱で加熱される加熱空気室(84)が形
   成されていることを特徴とするスターリング機関の加熱
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３記載のスターリング
   機関の加熱装置において、燃焼室(81, 82)の外側には、
   互いに連通する複数の環状空気通路(8h,8h,… )を備え
   た燃焼用空気の空気流入路(8f)と、互いに連通する複数
   の環状ガス通路(8p,8p, … )を備えて加熱室に連通する
   ガス排出路(8g)とよりなり、該環状空気通路(8h,8h, …
   )と環状ガス通路(8p,8p, … )とが半径方向に交互に位
   置し且つ最外周側に環状空気通路(8h)が位置して放熱を
   遮断する空気予熱器(85)が形成さていることを特徴とす
   るスターリング機関の加熱装置。