JPS60132054A - 熱ガス機関用の再生器 - Google Patents

熱ガス機関用の再生器

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Publication number
JPS60132054A
JPS60132054A JP23887983A JP23887983A JPS60132054A JP S60132054 A JPS60132054 A JP S60132054A JP 23887983 A JP23887983 A JP 23887983A JP 23887983 A JP23887983 A JP 23887983A JP S60132054 A JPS60132054 A JP S60132054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
regenerator
heat storage
flow path
storage body
working fluid
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
Application number
JP23887983A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Azuma
勝美 東
Takasato Shiyudou
崇聡 首藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP23887983A priority Critical patent/JPS60132054A/ja
Publication of JPS60132054A publication Critical patent/JPS60132054A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/053—Component parts or details
    • F02G1/057—Regenerators
    • 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
    • F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスターリングエンジンなどの熱ガス機関用、U
牛脂に関する。
スターリングエンジンに代表される熱ガス機関は、水素
、ヘリウム、空気などの作動流体を密封し、これを外部
より加熱、冷却し、作動流体が膨張、圧縮する過程にお
いて熱エネルギーを仕事に変換する閉サイクル原動機で
ある。
熱ガス機関には多くの種類があり、例えばスターリング
エンジン一つをとっても種々の形式、構造のものが提案
されている。しかし、いかなる種類、形式のものにして
も作動流体は高温室と低温室間をそれらの間に設けられ
た再生器、冷却器を経由して往復する構成となっており
、再生器の特性は熱ガス機関の性能を大きく左右するも
のである。
再生器に要求される性能としては、温度効率(作動流体
の熱エネルギーが再生器にどれだけ伝達されるかの効率
)が高いこと、流体の圧力損失が少ないことなどがあげ
られるが、さらに、熱ガス機関に組み込む際のスペース
上の制約からコンパクトであることが要求される。
したがって、(賞iの目的は、温度効率が高く、流体の
圧力損失が少なく、コンパクトな熱ガス機関用の再生器
を提供することにある。
本発明の再生器は、軸方向長さが半径方向厚さより長く
された蓄熱体が、内側および外側ケーシングの間に保持
され、前記蓄熱体の内周から外周あるいは外周から内周
へ通り抜ける作動流体の流通路が形成されている。
したがって、作動流体は蓄熱体を半径方向に通り抜ける
ので、蓄熱体の軸方向長さを長くとることにより、内側
および外側ケーシングの間隔が狭くても蓄熱体への流入
面積を広くとることができ、作動流体の圧損の低減を図
ることができる。また、内側および外側ケーシングによ
って形成される空間の断面積当りの蓄熱体量も大きくす
ることができる。このようにコンパクトな形状で熱効率
が高く、作動流体の圧損が少ない再生器が得られる。
本発明の好ましい態様によれば、蓄熱体は軸方向に複数
配列される。これにより、作動流体が各蓄熱体を内周力
、5外周−J周カ、5内周へ連続的に通り抜けるように
し、熱効率をより高めることができる。
本発明のさらに好ましい態様によれば、流通路は作動流
体の出入口側に向けて広がるテーパ状をなしている。こ
れにより、蓄熱体への作動流体の出入りに伴なう流量の
増減に応じて流路幅が変わり、各部における流速が均一
となるとともに無効容積が最小限に抑えられる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図には本発明の再生器が適用されるスターリングエ
ンジンの一例が示されている。このスターリングエンジ
ンは、一端が半球状に閉じた円筒体状をなすセラミック
ス製の加熱器1を有し、この加熱器1は円筒状の圧力容
器2に収容されている。加熱器1の内部には円筒状のバ
ーナ3が配置されている。加熱器1と圧力容器2との間
には加熱器lの外周を囲むように作動流体の流路4が形
成されている。加熱器1の下方にはシリンダ5が設けら
れておりJjl熱器1の下面とディスプレーサ8の」二
面にはさまれるシリンダ−5の内部空間は高温室17を
形成している。シリンダ5の上縁部5aはスカート状に
広がって上方に伸び、流路4を仕切る隔壁をなしている
。したがって、作動流体の流路4はシリンダ5の上縁部
5aと加熱器lの外周との間を通り、さらにシリンダ5
の上縁部5aと圧力容器2の内周との間を通るように形
成されている。
シリンダ5の下部外周と圧力容器2の内周との間には円
筒状の再生器6が配置され、再生器8の下方には冷却器
7が配置されている。冷却器7の流体通路は低温室8に
連通している。
作動流体は高温室17、流路4.再生器6.冷却器7お
よび低温室8の間を往復動する。そして、流路4の加熱
器1外周とシリンダ5の上縁部5aとの間を通る際に加
熱器1によって加熱され、再生器6を通る際にその熱が
蓄熱され、冷却器7を通る際に冷却される。このように
作動流体の封入空間は再生器6を境にして高温側と(i
−Thllとに分かれており、高温側と低温側とを作動
流体が往復することにより、パワーピストン10が往復
動して外力が取出される。
第2図には上記スターリングエンジンに適用される本発
明の再生器の実施例が示されている。すなわち、この再
生器8は内側ケーシング11と外側ケーシング12とか
らなる二重円筒状のケーシング内に軸方向に3つに分割
された環状もしくは環を周方向に分割した形状の蓄熱体
+3a、13b、+3cが収納されてできている。各蓄
熱体+3a、13b、+3cはそれぞれ軸方向の長さが
半径方向の厚さよりも長く形成され、材質としては例え
ば金属網の多層体、金属繊維体、金属またはセラミック
スの多孔質焼結体が用いられている。蓄熱体13aは外
側ケーシング12の内方突出リング12aと内側ケーシ
ング11のフランジllaとの間に保持され、蓄熱体+
3bは内側ケーシング11のフランジIlbと外側ケー
シング12の内方突出リング12bとの間に保持され、
蓄熱体13cは外側ケーシング12の内方突出リング1
2cと内側−長回−シング11のフランジlieとの間
に保持されている。内側ケーシング11のフランジll
aとフランジllbとの間に形成された環状溝内には断
熱材+4aが嵌着されており、外側ケーシング12の内
方突出リング+2bと内方突出リング12cとの間に形
成された環状溝内には断熱材+4bが嵌着されている。
断熱材の材質としては、例えば不定形耐火物、または、
低熱伝導率のセラミックスなどが用いられる。そして、
本発明においては、作動流体の流通路15a、+5b、
15c、15dが各蓄熱体+3a、13b、+3cの内
周または外周に面して形成され、作動流体が各蓄熱体+
3a、13b、13cの内周から外周へまたは外周から
内周へ出入りするようになっている。すなわち、流通路
15aは再生器8の上端開口部から蓄熱体+3aの内周
に面すると共に下方に向けて狭められるテーパ状をなし
ており、流通路+5bは蓄熱体13aと+3bとの外周
に面すると共に上下方向に向けて狭められるテーパ状を
なしており、流通路15cは蓄熱体13bと13cられ
るテーパ状をなしており、流通路+5dは蓄熱体13c
の外周に面し再生器8の下端に開口すると共に開口部に
向けて広がるテーパ状をなしている。そして、外側ケー
シング12の流通路15bの中央部に位置する部分は肉
薄に形成されており、同様に内側ケーシング11の流通
路15Cの中央部に位置する部分も肉薄に形成されてい
る。なお、図において再生器6の上方は高温側Aとなっ
ており、再生器6の下方は低温側Bとなっている。
上記の構成において、作動流体が例えば高温側Aから低
温側Bに流れるとき、作動流体は高温側Aから流通路+
5aに流入し、蓄熱体13aを内周から外周方向に通り
抜けて流通路15bに入り、蓄熱体+3bを外周から内
周方向に通り抜けて流通路15cに入り、蓄熱体13c
を内周から外周方向に通り抜けて流通路15dから低温
側Bに流出する。そして、作動流体は各蓄熱体13a、
13b、+3cを通り抜けるときに熱を各蓄熱体13a
 、13b、+3cに順次例j話になる。また、作動流
体が低温側Bから高温側Aに流れるときは、作動流体は
上記と逆の経路を流れ、熱を各蓄熱体13c、13b、
+3aから順次受けとって昇温する。このように作動流
体は各蓄熱体13a、13b、13cを半径方向に通り
抜けるので、内側ケーシング11と外側ケーシング12
との間隔が狭くても各蓄熱体+3a、tab、+3cへ
の流入面積を広くとることができ、圧損の低減を図るこ
とができる。また、内側ケーシング11と外側ケーシン
グ12とで形成される空間の断面積当りの蓄熱体量も大
きくすることができる。ところで、各流通路15a、+
5b、+5c、+5dはテーパ状に形成されているので
、各蓄熱体13a。
13b、13cへの作動流体の出入りに伴なう流量の増
減に応じて流路幅が変わり、各部における流速が均一と
なるとともに、無効容積が最小限に抑えられる。そして
、各蓄熱体13a、13b、+3cは間隔をおいて配置
され、それらの間に流通路+5b、15cが介在すると
共にそれらの保持部分には断熱材+4a、14bが設け
られてmので、高温側Aから低温例日への熱伝達を防止
することができる。また、内側のケーシング11および
外側のケーシング12には肉薄部分が設けられているの
で、各ケーシング11.12を軸方向に通る熱伝達もで
きるだけ少なくされている。
以上説明したように、本発明によれば、たとえば円筒状
をなし軸方向長さが半径方向厚さより長くされた蓄熱体
が、たとえば二重円筒状をなす内側および外側ケーシン
グの間に保持され、前記蓄熱体の内周から外周あるいは
外周から内周へ通り抜ける作動流体の流通路が形成され
ているので、作動流体が軸方向に長い蓄熱体の内外周面
から流入流出し、作動流体の流入流出面積を広くとって
圧損を減少させ、かつ、熱効率を高めることができる。
また、内側および外側ケーシングによって形成される空
間の断面積が小さくても蓄熱体を軸方向に長くすること
により、蓄熱体量を増大させることができる。
さらにシリンダの周囲に環状に蓄熱体を配置すト雪とが
でき、かつ、そうすることにより、内側および外側ケー
シングの間隔が狭くても全周が利用できるので所要の蓄
熱体容積を確保でき、コンパクトな形状となり、熱ガス
機関に組み込みやすくなっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されるスターリングエンジンの一
例を示す右半断面図、第2図は本発明による再生器の一
実施例を示す断面図である。 図中、11は内側ケーシング、12は外側ケーシング、
+3a、+3b、+3cは蓄熱体、15、+5a、+5
b、15c、15dは作動流体の流通路、16C]ケー
シングである。 1 ¥l)A

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)軸方向長さが半径方向厚さより長くされた蓄熱体
    が、内側および外側ケーシングの間に保持され、前記蓄
    熱体の内周から外周あるいは外周から内周へ通り抜ける
    作動流体の流通路が形成されていることを特徴とする熱
    ガス機関用の再生器。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記蓄熱体は軸
    方向に配列された複数のものからなる熱ガス機関用の再
    生器。 (3)特許請求の範囲第1項または第2項において、前
    記流通路は作動流体の出入口側に向けて広がるテーパ状
    をなすように形成されている熱ガス機関用の再生器。
JP23887983A 1983-12-20 1983-12-20 熱ガス機関用の再生器 Pending JPS60132054A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23887983A JPS60132054A (ja) 1983-12-20 1983-12-20 熱ガス機関用の再生器

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23887983A JPS60132054A (ja) 1983-12-20 1983-12-20 熱ガス機関用の再生器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60132054A true JPS60132054A (ja) 1985-07-13

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ID=17036619

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23887983A Pending JPS60132054A (ja) 1983-12-20 1983-12-20 熱ガス機関用の再生器

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JP (1) JPS60132054A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014020297A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Honda Motor Co Ltd スターリングエンジン

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014020297A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Honda Motor Co Ltd スターリングエンジン

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