JPS6235046A - スタ−リング機関の熱交換器 - Google Patents
スタ−リング機関の熱交換器Info
- Publication number
- JPS6235046A JPS6235046A JP17449685A JP17449685A JPS6235046A JP S6235046 A JPS6235046 A JP S6235046A JP 17449685 A JP17449685 A JP 17449685A JP 17449685 A JP17449685 A JP 17449685A JP S6235046 A JPS6235046 A JP S6235046A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dome
- cylinder head
- shaped
- chamber
- stirling engine
- 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.)
- Granted
Links
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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、スターリング機関の熱交換器を構成するシ
リンダヘッドの構造に関するものである。
リンダヘッドの構造に関するものである。
第３図は特開昭５２−２５９５２号公報に記載されたデ
ィスプレーサ形スターリング機関の熱交換器を示す断面
図である０図において、１は高温シリンダ、１ａは膨脹
室、２は高温シリンダ１の周囲に同心円環状に構成され
た再生器ハウジング、２ａは再生器室、３は該再生器ハ
ウジング２に対し、オーリングシール３ｂと固定ボルト
１０２とにより密封固定される低温シリンダ、３ａは圧
縮室である。４は上記高温シリンダ１のヘッド面から上
記再生器ハウジング２のヘッド部へ放射状に配管された
複数のヒータ管、５は金網等で構成された同心円環状の
再生器室内部である。６は該再生画充填物５の下方に配
置された同心円環状クーラ、６ａは該同心円環状クーラ
６にロウ付等で組立られた冷却管、６ｂ、６ｃは上記同
心円環状クーラ６を外気と密閉するためのオーリングシ
ールである。７．８はクーラ６を冷却するための冷却水
入口管、冷却水出口管である。
ィスプレーサ形スターリング機関の熱交換器を示す断面
図である０図において、１は高温シリンダ、１ａは膨脹
室、２は高温シリンダ１の周囲に同心円環状に構成され
た再生器ハウジング、２ａは再生器室、３は該再生器ハ
ウジング２に対し、オーリングシール３ｂと固定ボルト
１０２とにより密封固定される低温シリンダ、３ａは圧
縮室である。４は上記高温シリンダ１のヘッド面から上
記再生器ハウジング２のヘッド部へ放射状に配管された
複数のヒータ管、５は金網等で構成された同心円環状の
再生器室内部である。６は該再生画充填物５の下方に配
置された同心円環状クーラ、６ａは該同心円環状クーラ
６にロウ付等で組立られた冷却管、６ｂ、６ｃは上記同
心円環状クーラ６を外気と密閉するためのオーリングシ
ールである。７．８はクーラ６を冷却するための冷却水
入口管、冷却水出口管である。
また、９は中空密閉構造のディスプレーサ、１０は該デ
ィスプレーサ９に装着されたガスシールリング、１）は
動力ビストン、１０１は上記動力ビストン１）の中心軸
部に設けられ、ディスプレーサロッド１３をシールする
ロッドシール、１４は上記動力ビストン１）に固定され
た動力ピストンロンドである。低温シリンダ３の下部は
上記ディスプレーサ９と上記動力ビストン１）とを所定
の位相差で往復動させるクランク機構及び各々のコンロ
ッドを備えたクランクケースとなっている。
ィスプレーサ９に装着されたガスシールリング、１）は
動力ビストン、１０１は上記動力ビストン１）の中心軸
部に設けられ、ディスプレーサロッド１３をシールする
ロッドシール、１４は上記動力ビストン１）に固定され
た動力ピストンロンドである。低温シリンダ３の下部は
上記ディスプレーサ９と上記動力ビストン１）とを所定
の位相差で往復動させるクランク機構及び各々のコンロ
ッドを備えたクランクケースとなっている。
次に動作について説明する。
ディスプレーサ形スクーリング機関では、ヒータ管４、
クーラ６を各々連続的に加熱冷却することにより、作業
流体を膨張、圧縮させ、該作業流体を熱交換器内に往復
流動させる。即ち、作業流体は、ヒータ管４から再生器
室内部に充項された再生画充填物５を介してクーラ６へ
、又はその逆方向に流動する。そして、ヒータ管４への
加熱エネルギが各ピストンの往復動を介してクランク軸
の回転軸の回転エネルギに変換される。
クーラ６を各々連続的に加熱冷却することにより、作業
流体を膨張、圧縮させ、該作業流体を熱交換器内に往復
流動させる。即ち、作業流体は、ヒータ管４から再生器
室内部に充項された再生画充填物５を介してクーラ６へ
、又はその逆方向に流動する。そして、ヒータ管４への
加熱エネルギが各ピストンの往復動を介してクランク軸
の回転軸の回転エネルギに変換される。
しかるに、従来のディスプレーサ形スクーリング機関の
熱交換器においては以下のような問題点がある。即ち、
高温シリンダ１と再生器ハウジング２の構成において、
それらは内圧１０〜６０気圧に耐えなければならないと
いう必要性から設計上各々の壁の肉厚が厚くなり、その
結果、上記高温シリンダ１から再生器ハウジング２を介
してクーラ６への熱伝導損失が大きくなって、エンジン
の熱効率が悪くなってしまう、また、上記高温シリンダ
１と上記再生器ハウジング２との接合部で大きな断面積
変化があり、このため溶接応力の外に大きな熱応力集中
が発生し、破損しやすいという問題があった。
熱交換器においては以下のような問題点がある。即ち、
高温シリンダ１と再生器ハウジング２の構成において、
それらは内圧１０〜６０気圧に耐えなければならないと
いう必要性から設計上各々の壁の肉厚が厚くなり、その
結果、上記高温シリンダ１から再生器ハウジング２を介
してクーラ６への熱伝導損失が大きくなって、エンジン
の熱効率が悪くなってしまう、また、上記高温シリンダ
１と上記再生器ハウジング２との接合部で大きな断面積
変化があり、このため溶接応力の外に大きな熱応力集中
が発生し、破損しやすいという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高温シリンダからクーラへの熱伝導損失及び
高温シリンダと再生器ハウジングとの接合部での熱応力
集中を低減させて、機関の熱効率及び耐久性の向上を図
ることのできるスターリング機関の熱交換器を提供する
ことを目的とする。
たもので、高温シリンダからクーラへの熱伝導損失及び
高温シリンダと再生器ハウジングとの接合部での熱応力
集中を低減させて、機関の熱効率及び耐久性の向上を図
ることのできるスターリング機関の熱交換器を提供する
ことを目的とする。
この発明に係るスターリング機関の熱交換器は、高温と
なるシリンダヘッド部をドーム状とし、かつ膨脹室と再
生器室とを区画するためのドーム状分割ライナを上記ド
ーム状シリンダヘッド内に嵌装するとともに、ヒータチ
ューブをアニユラ−状とし、該ヒータチューブを構成す
る内管の一端を上記分割ライナに、外管を上記シリンダ
ヘッドに連通接合したものである。
なるシリンダヘッド部をドーム状とし、かつ膨脹室と再
生器室とを区画するためのドーム状分割ライナを上記ド
ーム状シリンダヘッド内に嵌装するとともに、ヒータチ
ューブをアニユラ−状とし、該ヒータチューブを構成す
る内管の一端を上記分割ライナに、外管を上記シリンダ
ヘッドに連通接合したものである。
この発明においては、シリンダヘッドの形状が断面積変
化の少ない形状となりシリンダヘッドに発生する熱応力
が小さくなるから、シリンダヘッドの薄肉化が可能とな
って熱伝導損失が小さくなり、しかもヒータ管をアニユ
ラ−状としたから、該ヒータ管に作用する熱応力が減少
し、寿命が長くなる。
化の少ない形状となりシリンダヘッドに発生する熱応力
が小さくなるから、シリンダヘッドの薄肉化が可能とな
って熱伝導損失が小さくなり、しかもヒータ管をアニユ
ラ−状としたから、該ヒータ管に作用する熱応力が減少
し、寿命が長くなる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例を示す断面図である。図中、第２
図と同一符号は同一の部分を示す。
図は本発明の一実施例を示す断面図である。図中、第２
図と同一符号は同一の部分を示す。
１５はドーム状に形成されたシリンダヘッドであり、そ
の円筒部１５ｂは再生器ハウジングとなっている。１６
はこのシリンダヘッド１５のドームの内部に、所定のす
きま、即ちアニエラー状ガス通路１８が形成されるよう
にほぼ密着状態に嵌装されたドーム状分割ライナであり
、これにより再生器室２ａ及び膨脹室１ａが形成されて
いる。換言すれば、この分割ライナ１６により膨脹室１
ａと再生器室２ａとが区画されている。またこの分割ラ
イナ１６の頂部には突起１６ａが形成されており、該突
起１６ａはシリンダヘッド１５の中心軸部に設けられた
孔１５ａに嵌合され、該嵌合部はロウ付又は溶接によっ
て接合されている。
の円筒部１５ｂは再生器ハウジングとなっている。１６
はこのシリンダヘッド１５のドームの内部に、所定のす
きま、即ちアニエラー状ガス通路１８が形成されるよう
にほぼ密着状態に嵌装されたドーム状分割ライナであり
、これにより再生器室２ａ及び膨脹室１ａが形成されて
いる。換言すれば、この分割ライナ１６により膨脹室１
ａと再生器室２ａとが区画されている。またこの分割ラ
イナ１６の頂部には突起１６ａが形成されており、該突
起１６ａはシリンダヘッド１５の中心軸部に設けられた
孔１５ａに嵌合され、該嵌合部はロウ付又は溶接によっ
て接合されている。
また、１７は外管１７ａ及び内管１７ｂにより構成され
るアニユラ−状ヒータ管であり、上記外管１７ａは一端
が閉塞され、他端はドーム状シリンダヘッド１５にロウ
付又は溶接され、その内部空間は上記ガス通路１８と連
通している。また上記内管１７ｂは上記外管１７ａ内に
アニユラ−状すきま１７ｃをもって嵌挿されており、そ
の一端は開放され、他端は分割ライナ１６にロウ付又は
溶接によって接合されて膨脹室１ａと連通している。
るアニユラ−状ヒータ管であり、上記外管１７ａは一端
が閉塞され、他端はドーム状シリンダヘッド１５にロウ
付又は溶接され、その内部空間は上記ガス通路１８と連
通している。また上記内管１７ｂは上記外管１７ａ内に
アニユラ−状すきま１７ｃをもって嵌挿されており、そ
の一端は開放され、他端は分割ライナ１６にロウ付又は
溶接によって接合されて膨脹室１ａと連通している。
以上の様に構成された本実施例では、第３図の従来例と
同様に、膨脹室ｌａ内の作業流体は内管１７ｂの内部、
外管１７ａと内管１７ｂとの間のアニエラー状すきま１
７ｃ１アニユラ−状ガス通路１８を介して再生器部に流
入・流出することが可能であり、エンジンの基本構成は
保たれる。従って、このようなシリンダヘッド構成であ
ってもスターリングエンジンとして十分に作用すること
は言及するまでもない。
同様に、膨脹室ｌａ内の作業流体は内管１７ｂの内部、
外管１７ａと内管１７ｂとの間のアニエラー状すきま１
７ｃ１アニユラ−状ガス通路１８を介して再生器部に流
入・流出することが可能であり、エンジンの基本構成は
保たれる。従って、このようなシリンダヘッド構成であ
ってもスターリングエンジンとして十分に作用すること
は言及するまでもない。
また、この様なシリンダヘッド構成では、耐圧容器とな
るドーム状シリンダヘッド１５の形状は断面積変化の少
ないスムーズな断面形状となり、またシリンダへラド１
５の球形部と円筒部の接点近傍の縦軸方向温度分布は、
アニユラ−状ガス通路１８によってほぼ均一化されほと
んど無視できる。この様なことからシリンダヘッド１５
に大きな熱応力が発生するようなことはなく、この部材
の肉厚を薄くできる。その結果熱伝導損失を従来に比し
減少させることができ、エンジンの熱効率を向上するこ
とができる。
るドーム状シリンダヘッド１５の形状は断面積変化の少
ないスムーズな断面形状となり、またシリンダへラド１
５の球形部と円筒部の接点近傍の縦軸方向温度分布は、
アニユラ−状ガス通路１８によってほぼ均一化されほと
んど無視できる。この様なことからシリンダヘッド１５
に大きな熱応力が発生するようなことはなく、この部材
の肉厚を薄くできる。その結果熱伝導損失を従来に比し
減少させることができ、エンジンの熱効率を向上するこ
とができる。
一方、ヒータ管の構成をアニユラ−形状としたので、ヒ
ータ管に作用する熱応力を半減できるという大きな特徴
を有している。
ータ管に作用する熱応力を半減できるという大きな特徴
を有している。
第２図は本発明の他の実施例を示し、これはドーム状分
割うイチ１５０円筒部分が分割２分離できるようにした
ものである０図において、１９は分割ライナであり、ア
ニユラ−状ガス通路１８と常温時（非運転時）すきまバ
メ状態で嵌合され、高温時に密着するようになっている
。このため分割ライナ１９は、ドーム状分割ライナを構
成する材料の線膨張率より大きな値の材料で形成されて
いる。
割うイチ１５０円筒部分が分割２分離できるようにした
ものである０図において、１９は分割ライナであり、ア
ニユラ−状ガス通路１８と常温時（非運転時）すきまバ
メ状態で嵌合され、高温時に密着するようになっている
。このため分割ライナ１９は、ドーム状分割ライナを構
成する材料の線膨張率より大きな値の材料で形成されて
いる。
このような実施例によっても、上記第１図の実施例と同
様の機能作用を有することは言及するまでもない。
様の機能作用を有することは言及するまでもない。
以上のように、この発明によれば、シリンダヘッドを断
面積変化の少ないドーム形状にするとともに、該ドーム
状シリンダヘッド内にドーム状分割ライナを嵌装し、こ
れらの間に熱交換器を構成したので、ヘッドとヒータ管
取付近傍の温度分布が一様となり、熱応力の発生が軽減
でき、シリンダヘッドの薄肉化、ひいては熱伝導損失の
軽減が実現でき、エンジンの熱効率を向上することがで
きる効果がある。また、ヒータ管をアニユラ−状とした
ので、該ヒータ管に作用する熱応力も軽減でき、長寿命
化を図ることができる効果がある。
面積変化の少ないドーム形状にするとともに、該ドーム
状シリンダヘッド内にドーム状分割ライナを嵌装し、こ
れらの間に熱交換器を構成したので、ヘッドとヒータ管
取付近傍の温度分布が一様となり、熱応力の発生が軽減
でき、シリンダヘッドの薄肉化、ひいては熱伝導損失の
軽減が実現でき、エンジンの熱効率を向上することがで
きる効果がある。また、ヒータ管をアニユラ−状とした
ので、該ヒータ管に作用する熱応力も軽減でき、長寿命
化を図ることができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるスターリング機関の熱
交換器の要部断面構成図、第２−は本発明の他の実施例
を示す図、第３図は従来のスターリング機関の熱交換器
の断面図である。 １ａ・・・膨脹室、２ａ・・・再生器室、１５・・・ド
ーム状シリンダヘッド、１６・・・ドーム状分割ライナ
、１７・・・アニユラ−状ヒータ管、１７ａ・・・外管
、エフｂ・・・内管、１７ｃ・・・アニユラ−状すきま
、１８・・・アニユラ−状ガス通路。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
交換器の要部断面構成図、第２−は本発明の他の実施例
を示す図、第３図は従来のスターリング機関の熱交換器
の断面図である。 １ａ・・・膨脹室、２ａ・・・再生器室、１５・・・ド
ーム状シリンダヘッド、１６・・・ドーム状分割ライナ
、１７・・・アニユラ−状ヒータ管、１７ａ・・・外管
、エフｂ・・・内管、１７ｃ・・・アニユラ−状すきま
、１８・・・アニユラ−状ガス通路。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）その円筒部が再生器ハウジングとなるドーム状シ
リンダヘッドと、 該ドーム状シリンダヘッド内部に、該シリンダヘッド内
壁との間に再生器室が、該再生器室上方にこれと連通す
るガス通路が形成されるよう嵌装され膨脹室と上記再生
器室とを区画するドーム状分割ライナと、 上記ドーム状シリンダヘッドの適宜箇所に複数個設けら
れ、各々が外管及び該外管内にすきまをもって嵌挿され
た内管からなるアニュラー状ヒータ管とを備え、 上記外管は一端が閉塞され他端が上記ドーム状シリンダ
ヘッドに接合されて上記ガス通路に連通するよう設けら
れ、 上記内管は一端が開放され他端が上記ドーム状分割ライ
ナに接合されて上記膨脹室に連通するよう設けられてい
ることを特徴とするスターリング機関の熱交換器。 - （２）上記ドーム状分割ライナは、その円筒部と球形部
とが別体構造となっていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のスターリング機関の熱交換器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174496A JPH0639942B2 (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | スタ−リング機関の熱交換器 |
| US06/851,443 US4662176A (en) | 1985-04-15 | 1986-04-14 | Heat exchanger for a Stirling engine |
| EP86302802A EP0202034B1 (en) | 1985-04-15 | 1986-04-15 | A stirling engine |
| DE8686302802T DE3672685D1 (en) | 1985-04-15 | 1986-04-15 | Stirling-motor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174496A JPH0639942B2 (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | スタ−リング機関の熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235046A true JPS6235046A (ja) | 1987-02-16 |
| JPH0639942B2 JPH0639942B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=15979504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60174496A Expired - Fee Related JPH0639942B2 (ja) | 1985-04-15 | 1985-08-08 | スタ−リング機関の熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639942B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02107045U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-24 | ||
| JP2008014218A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
| WO2011070787A1 (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | 株式会社ｅスター | スターリングエンジン及びスターリングエンジンを用いた発電装置又は動力装置における伝熱管群の不純物除去方法 |
| CN109538374A (zh) * | 2019-01-05 | 2019-03-29 | 白坤生 | 斯特林发动机换热器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58104349A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 外燃機関 |
| JPS58178852A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | Asahi Glass Co Ltd | スタ−リング機関 |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP60174496A patent/JPH0639942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58104349A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 外燃機関 |
| JPS58178852A (ja) * | 1982-04-13 | 1983-10-19 | Asahi Glass Co Ltd | スタ−リング機関 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02107045U (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-24 | ||
| JP2008014218A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Estir:Kk | スターリングエンジン |
| WO2011070787A1 (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | 株式会社ｅスター | スターリングエンジン及びスターリングエンジンを用いた発電装置又は動力装置における伝熱管群の不純物除去方法 |
| JP5425934B2 (ja) * | 2009-12-09 | 2014-02-26 | 株式会社ｅスター | スターリングエンジン及びスターリングエンジンを用いた発電装置又は動力装置における伝熱管群の不純物除去方法 |
| US9097206B2 (en) | 2009-12-09 | 2015-08-04 | Estir Co., Ltd. | Stirling engine and method of removing impurities in a heat-transfer tube group in a power device or a power-generating device which uses a stirling engine |
| CN109538374A (zh) * | 2019-01-05 | 2019-03-29 | 白坤生 | 斯特林发动机换热器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0639942B2 (ja) | 1994-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4662176A (en) | Heat exchanger for a Stirling engine | |
| US9151243B2 (en) | Coolant penetrating cold-end pressure vessel | |
| JP2006118430A (ja) | 熱機関 | |
| JPH0639942B2 (ja) | スタ−リング機関の熱交換器 | |
| JPS61237871A (ja) | デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 | |
| JPS61237873A (ja) | デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 | |
| JPS61237874A (ja) | デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 | |
| JPS61237872A (ja) | デイスプレ−サ形スタ−リング機関の熱交換器 | |
| JPS6042346B2 (ja) | スタ−リング機関 | |
| JPS6113727Y2 (ja) | ||
| JPH0213149B2 (ja) | ||
| RU2778028C1 (ru) | Нагревательная головка двигателя стирлинга | |
| JPS62190391A (ja) | 熱交換器 | |
| WO1998053194A1 (en) | Stirling cycle machine | |
| JP2603683B2 (ja) | スターリングサイクル機関の高温側熱交換器 | |
| US20260092576A1 (en) | Hot-gas free-piston stirling engine with efficient hot air inlet | |
| JP2647863B2 (ja) | スターリングエンジン | |
| JPS61237870A (ja) | デイスプレ−サ形スタ−リング機関のピストン駆動機構 | |
| JPH0256505B2 (ja) | ||
| JPH0747945B2 (ja) | スタ−リングエンジン | |
| JPH0256502B2 (ja) | ||
| JPS5985459A (ja) | スタ−リングエンジン用冷却器 | |
| JPH0257216B2 (ja) | ||
| JPS63162953A (ja) | スタ−リングエンジン | |
| JPH02112655A (ja) | スターリングサイクル機関の高温側熱交換器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |