JPS60175754A - 蓄熱器ユニツト - Google Patents

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】 本発明はシリンダライナな有する熱ガスエンジンに装着
する蓄熱器ユニットに関する。この熱ガスエンジンは各
シリンダが環状の蓄熱器に囲繞され、且環状のガス冷却
器に当接するよう構成される態様のエンジンである。

この種の熱ガスエンジンにおいてはエンジンに対し有効
な範囲で変化する温度に保たれ、容積が変化する２室間
において作動ガスを流動させるこ多く一方低温域は約７
０℃である。この場合エンジン構成部材の熱伝導などに
より熱が容積の変化する２室間に放出されることはエネ
ルギーの損失、延いてはエンジンの効率低下を生ずる。

また２つの温度域間の、より大なる差は熱効率を上昇さ
せ得る利点がある反面、同時に放熱によるエネルギしか
して本発明の目的はシリンダの放射方向並びに軸方向へ
の熱伝導即ち放熱が最小限に抑止され得る熱ガスエンジ
ンの蓄熱器ユニットを提供することにある。

本発明による蓄熱器ユニットはほぼ同一長を持ち、相互
が端部近傍において結合された２つの円筒状壁部材を具
備しており、前記２円筒状壁部材は同軸に配設され、且
両円筒状壁部材間に間隙が区画されるよう互いに離間さ
れている。２円筒状壁部材の内外側の部材には前記間隙
の軸方向長さより短かい軸方向長さを有した蓄熱器が外
側円筒状部材を囲繞するよう装着される。

以下本発明を第１図並びに第２図に示す実施例に沿って
説明する。

本発明による蓄熱器ユニットが装着される熱ガスエンジ
ンは例えば複動型であり、米国特願第２９２、’ｉ’０
４号等に開示されている。熱ガスエンジンのシリンダは
第２図に点線で上端部が示されたピストンｌによりその
内部が容積の変化する２室に区分される。第２図の状態
ではピストン１が最上位の位置にあり、容積の変化する
２室の一方の上部室２は容積が最少になっている。

蓄熱器ユニットには内側円筒壁部材３が包有され、前記
内側円筒壁部材３は好ましくは真空はんだ付は法により
外側円筒壁部材４に溶着されている。前記内、外側円筒
壁部材３，４はクロミウムを２５％含有した耐熱ステン
レス鋼で形成することが好ましい。内側円筒壁部材３は
最適な実施形態においては厚さ約３１Ｂ、直径８５Ｗ１
長さ１１５簡にされ、一方外側円筒壁部材４は厚さが前
記内側円筒壁部材３より僅かに薄（、約２．５襲にされ
、内、外側円筒壁部材３，４間には２ｍの間隙が置かれ
る。

蓄熱器６が外側円筒壁部材４の上部を囲繞するように配
設されており、前記蓄熱器６は多数の環状のワイヤ材で
成り、前記蓄熱器６はステンレス鋼を積層して形成した
囲い板７で囲繞される。蓄熱器６を構成するワイヤ材は
好ましくはクロニウムを１８％、ニッケルを８％含有し
た一般的なステンレス鋼で形成することが好適である。

また蓄熱器６自体は周仰の構成のものであり、好ましく
は円筒壁部材３，４の溶着部と同様に外側円筒壁部材４
に真空はんだ付けされている。上記間隙５は蓄熱器６よ
り更に下方に延びるよう区画される。

内側円筒壁部材５は０リングでなる密閉部材を受容する
環状の溝８を備えており、一方、外側円筒壁部材４もま
た同様の溝９を備えている。更に外側円筒壁部材４には
孔１０が設けられており、前記孔１０には管体１１が挿
入され、この管体１１を介し間隙５内部に大気が流入し
得る。

第２図から本発明の蓄熱器ユニットカシリンダヘッド１
２と冷却器１３０間に装着されることが理解されよう。

蓄熱器ユニットは肩面１４，１５に当接され、且密封部
材１６，１）、１８により気密にされている。またＯ　
ＩＪソング８は内側円筒壁部材３の下方部とシリンダラ
イナ１９０間を密閉する。ピストン１はシリンダライナ
１９に対して摺動可能な数個のピストンリング（図示せ
ず）を備えている。上方のピストンリングの上端位置が
第２図に矢印２０で示されている。

更に本発明の熱交換ユニットの作用を、熱ガスエンジン
の動作に関連して説明するに、熱ガスエ（５） ンジンの容積が変化する室、蓄熱器６内部、冷却器１３
並びに図示していないガスの流路、例えば上部室２と蓄
熱器６間等には例えば平均１５ＭＰａの高圧の作動ガス
が充填されている。上部室２と蓄熱器６の上部の作動ガ
ス温度は７００℃以上になる。

また作動ガスとしてヘリウムを用いる熱ガスエンジン、
即ち運転速度が低速の砥善鴫熱ガスエンジンの場合は孔
１０並びに管体１１を介するガス抜き口は不要となる。

且真空雰囲気で行なわれる構成部材のはんだ付は時に間
隙５からガス抜きが光全に行なわれる。一方熱ガスエン
ジンの始動後運転を継続させるとガスは高温、高圧で且
分子も小さく且内側円筒壁部材３が薄手であるからヘリ
ウムが間隙５内に流動される。この場合ヘリウムは熱伝
導性が低いから間隙５は絶縁部の如く働き、シリンダの
放射方向に熱が逃げることを阻止し得る。また内側・円
筒壁部材３は相対的に犬なる軸方向への熱の放出を防ぐ
よう作用する。

内側円筒壁部材３は、頂部が約７００’、底部が２００
°　以下になる。また蓄熱器６は頂部が約’７００’、
（６） 底部が１００°μ下になる。

上述の如く構成された蓄熱器ユニットの構成部材は熱ガ
スエンジンの始動並びに冷却時の温度変化に対し充分な
耐性を有し得ることが判明した。

０リング１６，１７．１８は相対的に低温のいわば冷却
路に近接して配役せしめられるため、ｏリングの温度は
その使用限界温度の約２５０°以下に保たれ得る。且内
側円筒壁部材３と冷却器１３あるいはエンジンライナ１
９間の接触面は非常に小さいから、軸方向への放熱も最
小限になる。

作動ガスが水素である場合、孔１０および管体１１で形
成されるガス抜き口が必要となる。水素は熱伝導が極め
て高（、極く低い割合で大気中に流出させるが、これは
安全上問題は無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による蓄熱器ユニットの垂直断面図、第
２図は蓄熱器ユニットを装着した熱ガスエンジンの部分
垂直断面図である。 ｌ・・・ピストン、２・・・上部室、３・・・内側円筒
壁部材、４・・・外側円筒壁部材、５・・・間隙、６・
・・蓄熱器、７・・・囲い板、８，９・・・溝、１０・
・・孔、１１・・・管体、１２・・・シリンダヘッド、
１３・・・冷却器、１４．１５・・・肩面、１６．１’
７．１８・・・０リング、１９・・・シリンダヘッド 特許出願人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）実質的に同一長を有し、互いに端部近傍において
   結合された２つの円筒状壁部材を具備し、前記２円筒状
   壁部材は、同軸に配列され且両円筒状壁部材間に間隙が
   区画されるように互いに離間され、２円筒状壁部材の内
   外側の部材には前記間隙の軸方向の長さより短かい軸方
   向長さを有した蓄熱器が装着されていることを特徴とす
   る、各シリンダが環状の蓄熱器に囲繞されると共に環状
   のガス冷却器に当接するように構成された熱ガスエンジ
   ンの蓄熱器ユニット。
2. （２）外側円筒状壁部材が大気への放出口を有してなる
   特許請求の範囲第１項記載の蓄熱器ユニット。
3. （３）２円筒状壁部材が真空はんだ付げにより溶着され
   てなる特許請求の範囲第１項又は第２項の蓄熱器ユニッ
   ト