JPH0719111A

JPH0719111A - 外燃機関の加熱器

Info

Publication number: JPH0719111A
Application number: JP18224293A
Authority: JP
Inventors: Junji Matsue; 準治松栄; Toshikazu Ishihara; 寿和石原; Izumi Okamoto; 泉岡本; Yoshiaki Kurosawa; 美暁黒澤; Masahisa Otake; 雅久大竹
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ＶＭ（ブルマイヤ）サイクルやスターリング
サイクルなどの外燃機関の加熱器の伝熱性能を向上させ
ると共に、部品加工及び取付加工を容易にし、高価な合
金を不用とする。【構成】多数のチューブを用いる代りに、プレスやエ
ッチング等により加工された板を複数枚積層して接合
し、作動ガス及び燃焼ガスの流路を形成する構造にする
。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷暖房、給湯、動力など
に用いる外燃機関の加熱器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＶＭ（ブルマイヤ）サイクル駆動
方式の外燃機関の部分断面図を図７に示す。図７におい
て、作動ガスが封入されたシリンダ１は高温側ディスプ
レーサであるピストン２によって圧縮室３と膨張室（図
示せず）に区画され、この圧縮室３と膨張室との間に加
熱器４、再生器５、冷却器６が設置されている。このピ
ストン２が図で上方へ動くと作動ガスは圧縮されて加熱
器４、再生器５、冷却器６、膨張室を経て図示しない中
間熱交換器へ送られるが、この間に冷却器６から温水配
管を経て室外側熱交換器（図示せず）で放熱されて戻る
ようになっている。一方加熱源（バーナーなど）７の燃
料ガスは空気予熱器８で予熱され、且つ旋回気流発生器
９で旋回された空気と混合され、燃焼室で燃焼する。そ
して、燃焼ガスは、環状に配置された多数の加熱管１１
から成る加熱器４の間を通って加熱管１１内の作動ガス
を加熱し、排ガスとして出て行く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来の加熱
管１１は高温に曝されるため高価な耐熱合金製で曲げ加
工が困難であり、管外側の熱伝達が悪く、又、管内側も
伝熱性能を向上させるためにフィン等を取り付ける必要
があるが、その加工取付は容易でなく、更に加熱管は配
列上複雑な曲げが要求され、燃焼ガスの流路となる加熱
管の間のギャップ調整も困難である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による加熱器は、
（１）外周面に凹凸が形成され、穴加工が施された複数
枚の環状板を積層してロー付け等により接合し、前記穴
が全体として管状の流路を形成し、この流路を隣接同士
Ｕベント管で連結して作動ガスの流路Ａとし、接合後内
周面を切り取ることにより外周面の凹凸だけが残り、複
数個に分割された接合体の間を燃焼ガスの流路Ｂとし、
（２）内周面に凹凸が形成され、（１）項と同様にし
て、接合後外周面を切り取ることにより（１）項と同じ
構造体を得る、（３）外周面又は内周面のどちらかに凹
凸が形成され、穴加工が施された複数枚の環状板と、外
周面及び内周面のどちらにも凹凸がなく、前記環状板の
巾より小さい巾を有して穴加工された複数枚の環状板と
を交互に積層するか、或は、外周面に凹凸が形成され、
穴加工されて外周面の直径が少し小さい複数枚の環状板
と、内周面に凹凸が形成され、穴加工されて内周面の直
径が少し大きい複数枚の環状板とを交互に積層してロー
付け等により接合後、半径方向に切断して複数個の弧状
のブロック接合体を形成する、以上（１）〜（３）の構
造にして上記の課題を解決した。

【０００５】

【作用】加工穴によって形成された作動ガスの管状の流
路Ａの外周面積は極めて大きくなり、従って燃焼ガスか
ら作動ガスへの燃焼伝達面積が大きくなって伝熱性能が
格段に向上する。

【０００６】

【実施例】本発明を適用した第１実施例の加熱器１４を
取り付けた外燃機関の部分断面図を図１に示す。図１に
おいて図７と同じ部品は同じ符号を付し、異なる点のみ
を説明する。加熱器１４の内周面１５を切り取る前の展
開斜視図を図２（Ａ）に、内周面を切り取った後の斜視
図を図２（Ｂ）に示すが、鉄板製の環状板２１の外周面
１６にはプレス加工又はエッチング等により放射状に切
込み２２が、又切込みと切込みのほぼ中間に穴２３が形
成される。この環状板２１を切込み２２及び穴２３が一
致するように積み重ね、ロー付け等で接合した後、内周
面１５を切り取ると、図２（Ｂ）に示すように複数個の
接合体２４が得られる。この接合体２４の隣接同士を図
１に示すようにＵベント管２５で接合し（この際、最上
部の環状板の穴２３′は大きくしておく）、シリンダ１
の垂直穴１ａ及び斜行穴１ｂと穴２３が合致するように
して接合体２４を環状にシリンダ１にロー付け等で固定
する。穴２３で形成されるのが流路Ａで、切込み２２で
形成されるのが流路Ｂである。

【０００７】次に、この加熱器１４の作用について説明
する。図７の場合と同様にして作動ガスはシリンダ１の
穴１ｂから穴２３で形成された流路Ａ、Ｕベント管２
５、隣接の流路Ａ、シリンダの穴１ａ、再生器５へと流
れる。一方燃焼ガスは空間１０から切込み２２で形成さ
れた流路Ｂを通って排出され、この間に加熱器１４を介
して作動ガスを加熱する。

【０００８】図３は第２実施例の環状板３１の斜視図
で、切込み３２が内周面１５ａに設けられていること
と、積み重ねてロー付け等で接合した後に外周面１６ａ
を切り取ること以外は第１実施例と同じで、完成した接
合体は図２（Ｂ）と全く同じになる。

【０００９】図４（Ａ），図４（Ｂ）はそれぞれ第３，
第４実施例の加熱器３４，４４の展開斜視図を示す。第
３、第４実施例のものはいずれも外周や内周を切り離さ
なくてもよい例である。図４（Ａ）の加熱器３４を構成
するブロック接合体３４ａは、図２（Ａ）に示す環状板
２１と、環状板２１と同様に穴加工されて巾が環状板２
１の巾より小さく切込みのない環状板４１とを穴２３を
合致させて交互に積み重ねてロー付け等で接合した後
に、半径方向に複数箇処で切断して形成される。最上部
の環状板の穴２３′を大きくしてＵベント管２５で連結
するのは図１の場合と同様である。尚前記の半径方向に
切断する代りに、環状板２１，４１を予め弧状に分割し
たものからブロック接合体３４ａを形成してもよい。図
４（Ｂ）の加熱器４４を構成するブロック接合体４４ａ
は、環状板２１と同様に穴加工されて外周面１６ｃに切
込み５２が設けられ外周面１６ａの直径が少し小さい環
状板５１と、同じく穴加工されて内周面１５ｂに切込み
６２が設けられ内周面１５ｂの直径が少し大きい環状板
６１とを穴２３を合致させて交互に積み重ねてロー付け
等で接合した後に、半径方向に複数箇処で切断して形成
される。環状板５１，６１を予め分割してブロック接合
体４４ａを形成できることは図４（Ａ）の第３実施例と
同様である。

【００１０】上述の第３，第４実施例の作用としては、
燃焼ガスは図４（Ａ），（Ｂ）に示すようにそれぞれの
環状板の切込みと、ブロック接合体同士の隙間Ｃとを流
れるが、隙間Ｃは弧状に切断された環状板の加熱による
ひずみを逃がす役目も果たす。

【００１１】尚、図５は第５実施例の加熱器の展開斜視
図、図６（Ａ）は第６実施例の加熱器を取り付けた外燃
機関の部分断面図、図６（Ｂ）は第６実施例の加熱器の
部分拡大正面図である。第５実施例のものは、図５に示
されるように、燃焼ガス流路用の溝８１及び作動ガス流
路用の穴８２の溝巾、穴径を変えてフィンを形成したも
ので、積層接合後外周（内周の場合も考えられる）を切
り離す。第６実施例のものは、図６に示されるように、
加工穴の直径を大小２種にして交互に積み重ねたもの
で、作動ガスの管状流路の表面積が大きくなる。即ち、
図５及び図６に示される第５実施例及び第６実施例の加
熱器は、数枚おきに凹凸の大きさや形状を変化させ、燃焼ガス
流路にフィンを形成させ、又、燃焼ガス流れを均一化す
るためフィン間隔を変化させることもでき、又、数枚おきに作動ガス流路になる穴の大きさを変化
させたり、穴に凹凸を加工するなどして形状を変化させ
ることにより、作動ガス流路にフィンを形成させたるこ
ともでき、又、板を数枚おきにずらして積層することにより燃焼
ガス流路、作動ガス流路を変化させ、フィンを形成させ
ることもできるようにしたものである。又、直線形切込
みを曲線形切込みに変えると燃焼ガスの接触表面積が大
きくなり、伝熱性能が更に向上される。又、Ｕベント管
の代りに穴加工した板を積層してもよい。

【００１２】

【発明の効果】本発明による外燃機関の加熱器は、上述
のように構成されているので、下記の効果がある。複数枚の板を積層するため伝熱面は凹凸ができ、伝熱
促進となり、機関効率が向上する。積層する板の形状を変化させることにより、容易に伝
熱面にフィンを形成することができ、更に伝熱促進が期
待され、機関効率が向上する。燃焼ガス流路となる隙間は、チューブ方式に比べると
容易に調節できる。又、低コストの鉄板が使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による加熱器の第１実施例を取り付けた
外燃機関の部分断面図である。

【図２】（Ａ）は図１に示す加熱器の内周面を切り取る
前の展開斜視図、（Ｂ）は内周面を切り取った後の斜視
図である。

【図３】第２実施例の環状板の斜視図である。

【図４】（Ａ）は第３実施例の加熱器の展開斜視図、
（Ｂ）は第４実施例の加熱器の展開斜視図である。

【図５】第５実施例の加熱器の展開斜視図である。

【図６】（Ａ）は第６実施例の加熱器を取り付けた外燃
機関の部分断面図、（Ｂ）は第６実施例の加熱器の部分
拡大正面図である。

【図７】従来の加熱器が取り付けられた外燃機関の部分
断面図である。

【符号の説明】

１：シリンダ２：ピストン３：圧縮室５：再生器６：冷却器１４：加熱器２１：環状板２２：凹凸（切込み）２３：穴２４：接合体２５：Ｕベント管３２：凹凸（切込み）３４：加熱器３４ａ：ブロック接合体４１：環状板４４：加熱器４４ａ：ブロック接合体５１：環状板５２：凹凸（切込み）６１：環状板６２：凹凸（切込み）Ａ：流路Ｂ：流路Ｃ：隙間

フロントページの続き (72)発明者黒澤美暁大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者大竹雅久大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作動ガスが封入されたシリンダと、この
シリンダ内を膨張室と圧縮室とに区画するピストンと、
これら膨張室と圧縮室との間に設置された加熱器、再生
器および冷却器とを備えた外燃機関において、前記加熱
器は、外周面に凹凸が形成され、穴加工が施された複数
枚の環状板を積層してロー付け等により接合し、前記穴
が全体として管状の流路を形成し、この流路を隣接同士
Ｕベント管で連結して作動ガスの流路Ａとし、また、接
合後内周面を切り取ることにより外周面の凹凸だけが残
り、複数個に分割された接合体の間を燃焼ガスの流路Ｂ
とし、この流路Ｂを流れる燃焼ガスと前記流路Ａを流れ
る作動ガスとで熱交換させることを特徴とする外燃機関
の加熱器。
【請求項２】作動ガスが封入されたシリンダと、この
シリンダ内を膨張室と圧縮室とに区画するピストンと、
これら膨張室と圧縮室との間に設置された加熱器、再生
器および冷却器とを備えた外燃機関において、前記加熱
器は、内周面に凹凸が形成され、穴加工が施された複数
枚の環状板を積層してロー付け等により接合し、前記穴
が全体として管状の流路を形成し、この流路を隣接同士
Ｕベント管で連結して作動ガスの流路Ａとし、また、接
合後外周面を切り取ることにより内周面の凹凸だけが残
り、複数個に分割された接合体の間を燃焼ガスの流路Ｂ
とし、この流路Ｂを流れる燃焼ガスと前記流路Ａを流れ
る作動ガスとで熱交換させることを特徴とする外燃機関
の加熱器。
【請求項３】作動ガスが封入されたシリンダと、この
シリンダ内を膨張室と圧縮室とに区画するピストンと、
これら膨張室と圧縮室との間に設置された加熱器、再生
器および冷却器とを備えた外燃機関において、前記加熱
器は、外周面又は内周面のどちらかに凹凸が形成され、
穴加工が施された複数枚の環状板と、外周面及び内周面
のどちらにも凹凸が無く、前記環状板の巾より小さい巾
を有して穴加工された複数枚の環状板とを交互に積層す
るか、或は、外周面に凹凸が形成され、穴加工されて外
周面の直径が少し小さい複数枚の環状板と、内周面に凹
凸が形成され、穴加工されて内周面の直径が少し大きい
複数枚の環状板とを交互に積層してロー付け等により接
合後、半径方向に切断して複数個の弧状のブロック接合
体を形成することを特徴とする外燃機関の加熱器。