JPS6370011A - スタ−リングエンジン用燃料流量制御装置 - Google Patents

スタ−リングエンジン用燃料流量制御装置

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JPS6370011A
JPS6370011A JP21670986A JP21670986A JPS6370011A JP S6370011 A JPS6370011 A JP S6370011A JP 21670986 A JP21670986 A JP 21670986A JP 21670986 A JP21670986 A JP 21670986A JP S6370011 A JPS6370011 A JP S6370011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel flow
control device
flow control
stirling engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP21670986A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Koseki
小関 秀則
Michio Fujiwara
通雄 藤原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP21670986A priority Critical patent/JPS6370011A/ja
Publication of JPS6370011A publication Critical patent/JPS6370011A/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
    • F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes

Landscapes

  • Gas Burners (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スターリングエンジン用燃料流量制御装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
第7図は例えば、20th、 lECEC(Inter
nationalEnergy Conversion
 Engineering Conterence)の
前刷集Vol、3、 P、8.826に示された従来の
スターリングエンジンの主要部を示す断面構成図であり
、図において、(1)は気体燃料配管、(2)はこの気
体燃料配管(1)の途中に設けられた気体燃料流量制御
バルブ、(3)は燃焼室、(4)は燃焼室(3)の一部
に設置され、気体燃料を燃焼室に噴射する燃料ノズル。
(5)は燃焼室(3)の周囲に配設された空気予熱器、
(6)は空気予熱器中の空気流路、(7)は空気に旋回
を与えるスワーラ、(8)は空気予熱器中の燃焼ガス流
路。
(9)はエンジン熱交換器である。
次に動作について説明する。燃焼用空気は空気予熱器(
5)の空気流路(6)を通過する際に、燃焼ガス流路(
8)中の燃焼ガスと熱交換を行ない、予熱される。予熱
された燃焼用空気は、スワーラ(7)により旋回がかけ
られ、燃料ノズル(4)より噴射される気体燃料と混合
し、混合気は燃焼室(3)の内部で燃焼する。燃焼ガス
は、エンジン熱交換器(9)に熱エネルギを与えた後、
空気予熱器(5)中の燃焼ガス流路(8)を通過する際
に、新たに導入される空気に熱エネルギを与え、系外に
排出される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第3図は上記従来の装置の流路途中の各要素における圧
力損失を示した特性図である。すなわち、図中、実線は
燃料流最小の時、破線は燃料流量大の時のそれぞれ気体
燃料流量制御バルブ(2)、燃料ノズル(4)、空気予
熱器(5)(燃焼ガス通路側)の各部における圧力損失
の様子を示す。燃焼器における発生熱量を小さくする時
には、図中実線の様に、気体燃料流量制御バルブ(2)
の圧力損失ΔPcvを増大させて、気体燃料流量を小に
し、又、発熱量を大きくする時には、図中破線の様に、
気体燃料流量制御バルブ(2)の圧力損失を、燃料ノズ
ル(4)における圧力損失△Pnの増大、および空気予
熱器(5)(燃焼ガス通路側)の圧力損失△Phの増大
に見合う分だけ減少させて、全体の圧力バランスを取る
必要がある。
ΔPcvi + ΔPNi +Pni = Pf   
  (1)式ここで、Pfは気体燃料の供給圧力iは燃
料流量の大小を表わす添字である。
気体燃料流量の小の時(i=1とする)は、△Pcv1
+ΔPNI + △Pu1= Pf     (2)式
%式%) Rcv2 + △PN2 +△PH2= Pf    
 (3)式となり、i = 1とi = 2の時の気体
燃料流量の比をRとし、燃焼ガス温度、空気過剰率一定
とすれば、△PNi、ΔPui、はR2に比例するから
ΔPN2 = R2△PNI          (4
)式△Pn2= R2ΔPat          (
5)式となり、 i = 2の時は(4) I (5)
式を(3)式に代入して△Pav2 +R2△PN1 
+ R’ △PH1= Pfとなるので △PCv1−△PCv2 = (Pf−△PNI−△Pat ) −(Pf−R2
△PNi−R2△PHI)=(R”−1)(△PNI+
ΔPH1)となり、この分だけi=1の時に比べて i
=2の時は気体燃料流量制御バルブにおける圧力損失t
2cvを減少させる必要がある。この様に、ΔPav 
iは△PNiと△PHiによって決定されてしまうが、
発熱量が大の時に合わせて燃料ノズルの燃料噴射孔の個
数、面積等を決定すると、発熱量小の時には、第3図か
られかるようにΔPN2に任較して△PNIが非常に小
さいものとなり、燃料ノズル(4)から燃焼室(3)へ
の燃料噴射速度が非常に小さくなり、空気との混合が悪
化し、燃焼効率の低下、火炎宛定性の低下を招くという
問題点があった。逆に発熱量小の時に合わせて燃料ノズ
ル(4)の燃料噴射孔の個数、面積を決定すると、△P
N2が大となるがその上限は(3)式によって規制され
るので必要な大きさの発熱量が得られなくなる。その結
東、中間的な発熱量に合わせた燃料噴射孔の個数、面積
に決定されていた。
しかしながら、中間的な大きさの発熱量に合わせても、
発熱量が小の時には燃焼効率の低下や火炎安定性の低下
を招き、逆に発熱量大の時には必要な大きさの発熱量が
得られないという上記問題点はそのまま存在していた。
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、発熱量の広い範囲において常に良好な燃焼
状態を実現できるスターリングエンジン用燃料流量制御
装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るスターリングエンジン用燃料流量制御装
置は、燃焼空間に設けられ、内部を気体燃料が通過する
管と、この管に設けられ燃料噴射断面積を変化させる可
動部とを有する燃料ノズルを備え、上記可動部を駆動し
て上記燃料噴射断面積を変化させることにより上記燃焼
空間へ噴射される燃料流量を制御するようにしたもので
ある。
〔作用〕
この発明における燃料ノズルは、可動部と固定部を有し
、可動部を駆動することにより燃料噴射断面積を変えて
燃料流量を制御するように構成されているので、燃料流
量と共に燃料噴射速度も制御されることになり、発熱量
の変化Iこ応じて常に良好な燃焼状態を実現できる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図をもとに説明する。第1
図aはこの発明の一実施例によるスターリングエンジン
用燃料流量制御装置を示す断面図である。図において、
aυは内部を気体燃料が通過する管、Q2はこの管aυ
に設けられた可動部、(12a)は細長いスリット状の
噴射孔、αOは可動部(12を駆動する例えばパルスモ
ータである。第6図すに可動部を拡大して示す。スリッ
ト(12a)は周方向に所定間隔で複数本設けられてい
るが、この図では明瞭のため1本だけを示している。
このように構成された燃料流量制御装置において、可動
部Qのはパルスモータa0により駆動されて第1図aに
太線矢印で示すように上下に移動し、スリット状噴射孔
(12a)の噴射長さeすなわち燃料噴射断面積を変化
させる。よって、燃焼空間へ噴射される燃料流量が制御
される。なお、空気予熱器等の構成は第7図に示す従来
例と同様であるので、ここでは図示していない。
第2図はこの時の流路途中の各要素における圧力損失を
示す特性図である。ここで空気予熱器は第3図と同じも
のを用いており、両図における圧力線の実線および破線
はそれぞれ同一の燃料流量に対するものである。さて、
第2図においては第1図a、bに示したように燃料ノズ
ル自体が燃料流制御機能を有しているので、第3図に示
された専用の気体燃料流量制御バルブ(2)は無く、燃
料ノズルでの圧力損失は、燃料流最小の時(図中実線)
は△Pnt、燃料流量大の時(図中破線)は△Pnzと
なる。
八Pfxを第3図の△PNIと、又t2izを同じく第
3図のiN2と比較してわかるように、 △pA1>  △PNI    △P〈2〉二PN2と
なっており、特に燃料流最小の時の△PN 1と△PN
Iの相違はかなり大きくなっている。流速νと圧力損失
△Pの間にはシαイ△Pなる関係があるので、第2図に
おける燃料ノズルからの燃料噴射速度は第7図における
それよりも m−倍大きくなり、これにより燃料と空気
の混合が良くなり、燃料流最小の時の燃焼効率および火
炎安定性が、第7図の従来例と比較して大幅に改善され
た。
さて第2図においては、第3図の気体燃料流量制御バル
ブを省略することによる圧力損失へPcvlを燃料ノズ
ル部における圧力損失△Pntのみに与えた。すなわち △PCv1+△PN1=△PK1 第3図はこれを空気予熱器の圧力損失82首にも与えた
時のものである。すなわち、 △PCv1+△PN1+△PH1=△Pd十△PFi1
=ΔPN’l+△P1ii = Pf ここで、第2図、第3図、および第3図より△PNI 
(△P右〈△丙   △PH1(△pd1となり、Δ対
は△P4よりは小さくなるが、その分を空気予熱器の圧
力損失増加分△PHI−ΔPH1にまわしているので空
気予熱器内燃焼ガス流速を上げることができ、空気予熱
器の熱伝達率を増加させることが可能となり、空気予熱
器をよりコンパクトにすることが可能となる効果もある
。
なお、上記実施例では可動部(1すを管Qηの先端部に
設けたが、第4図のように管(11)の内部に設けても
よい。第4図において、(Ha)は細長いスリット状の
噴射孔である。第4図のような構成の場合、ここでの圧
力損失が大きい時、本来の流れるべき流路(図中実線の
矢印)以外に管01)と可動部(6)のすき間の流路(
図中破線の矢印)を通過する燃料もあり、これは燃料の
噴射速度を下げるので望ましくないが、燃料ノズル特に
管αυの材質をセラミックにすると、線膨張係数が金属
に比較して小さいので燃料ノズル部の温度が上昇しても
上記すき間の増加を小さくでき、分流を減少させる効果
を有する。
また、セラミックで作成することを考えれば、その製作
上の容易さから第5図、第6図のような燃料ノズルも考
えられる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、燃焼空間に設けられ
、内部を気体燃料が通過する管と、この管に設けられ燃
料噴射断面積を変化させる可動部とを有する燃料ノズル
を備え、上記可動部を駆動して上記燃料噴射断面積を変
化させることにより上記燃焼空間へ噴射される燃料流量
を制御するようにしたので、燃料流量の制御に伴って燃
料噴射速度をも制御でき、発熱量の広い範囲において常
に良好な燃焼状態を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図aはこの発明の一実施例によるスターリングエン
ジン用燃料流量制御装置を示す断面図、第1図すは第1
図aに示す可動部の一部を拡大して示す斜視図、第2図
、第3図はそれぞれ第1図の装置による燃料ノズルと空
気予熱器における圧力損失を示す特性図、第4図〜第6
図はそれぞれこの発明の他の実施例によるスターリング
エンジン用燃料流量制御装置の要部を示す断面図、第7
図は従来のスターリングエンジン用燃料流量制御装置、
燃焼器、および空気予熱器を示す断面構成図、第3図は
第7図の装置による気体燃料制御バルブ、燃料ノズル、
および空気予熱器における圧力損失を示す特性図である
。 図において、(1)は気体燃料配管、(2)は気体燃料
流量制御バルブ、(3)は燃焼室、(4)は燃料ノズル
。 (5)は空気予熱器、(6)は空気予熱器空気流路、(
7)はスワーラ、(8)は空気予熱器燃焼ガス流路、(
9)はエンジン熱交換器、 QOはパルスモータ、0旧
土管、(2)は可動部、  (11a)、(12a)は
スリット状噴射孔である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料空間に設けられ、内部を気体燃料が通過する
    管と、この管に設けられ燃料噴射断面積を変化させる可
    動部とを有する燃料ノズルを備え、上記可動部を駆動し
    て上記燃料噴射断面積を変化させることにより上記燃焼
    空間へ噴射される燃料流量を制御するようにしたスター
    リングエンジン用燃料流量制御装置。
  2. (2)可動部は管内に設けられている特許請求の範囲第
    1項記載のスターリングエンジン用燃料流量制御装置。
  3. (3)可動部は管の先端部に設けられている特許請求の
    範囲第1項記載のスターリングエンジン用燃料流量制御
    装置。
  4. (4)燃料ノズルはセラミックで形成されている特許請
    求の範囲第1項ないし第3項の何れかに記載のスターリ
    ングエンジン用燃料流量制御装置。
JP21670986A 1986-09-11 1986-09-11 スタ−リングエンジン用燃料流量制御装置 Pending JPS6370011A (ja)

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JP21670986A JPS6370011A (ja) 1986-09-11 1986-09-11 スタ−リングエンジン用燃料流量制御装置

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JP21670986A JPS6370011A (ja) 1986-09-11 1986-09-11 スタ−リングエンジン用燃料流量制御装置

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JPS6370011A true JPS6370011A (ja) 1988-03-30

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ID=16692690

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JP21670986A Pending JPS6370011A (ja) 1986-09-11 1986-09-11 スタ−リングエンジン用燃料流量制御装置

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JP (1) JPS6370011A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53758A (en) * 1976-06-11 1978-01-06 Sna Resources Toothbrush
JPS5949419A (ja) * 1982-09-14 1984-03-22 Sanree Reinetsu Kk ガスバ−ナ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53758A (en) * 1976-06-11 1978-01-06 Sna Resources Toothbrush
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