斯特林發動機制造技術

本實用新型專利技術提供一種斯特林發動機，其特征在于：加熱部(10)包括加熱部頭(10a)和傳熱管組(A)，加熱部頭(10a)設置有：與高溫空間(3)連通的第一貫通孔組(30R)；和與再生部(5)連通的第二貫通孔組(30S)，第一貫通孔組(30R)形成在與第二貫通孔組(30S)相比更靠加熱部頭(10a)的中心區域的位置，構成傳熱管組(A)的各個U字管(11、12、13)的一端安裝于構成第一貫通孔組(30R)的貫通孔，另一端安裝于構成第二貫通孔組(30S)的貫通孔，將U字管(11、12、13)配置在列方向上，由此在各個U字管(11、12、13)之間形成平行的排出氣體流路，由此能夠從在煙道內流動的排出氣體有效地回收熱量，并且能夠不設置流路分離部地利用工作氣體管連接加熱部(10)和再生部(5)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術特別涉及從在煙道中流動的排出氣體回收熱量的斯特林發動機。
技術介紹
有效利用廢熱、生物量、冷暖氣等熱源，能夠有助于解決環境問題和能量問題。斯特林發動機具有不挑選熱源，只要有溫度差就能夠運轉的特征，所以能夠應用于這些熱源的有效利用。特別是自在煙道中流動的排出氣體的熱量回收作為廢熱利用受到關注，提出有適于這樣的煙道設置的斯特林發動機。·(非專利文獻I)在非專利文獻I中，配置于煙道內的加熱部由橫向排成一列的U字管構成，燃燒氣體的流向與成為加熱器的U字管的列方向正交，由此使加熱器溫度分布均勻化。本專利技術者參考非專利文獻I設計了圖13所示的加熱部。圖13是表示斯特林發動機的加熱部的結構的主要部分立體圖。如該圖所示，該斯特林發動機的加熱部構成為，大小不同的相似形的U字管101、102、103、104、105配置在同一平面內，并且，各個U字管101、102、103、104、105橫向排列成一列。另外，如箭頭所示，圖13所示的加熱部與非專利文獻I同樣，燃燒氣體的流向與U字管的列方向正交。另外，在U字管的加熱部中的燃燒氣體(排出氣體)的壓力損失不會成為問題的情況下，可以通過使燃燒氣體(排出氣體)的流向與U字管的列方向平行，使燃燒氣體與U字管更多地接觸，增大傳熱面積，提高從加熱部取入發動機的熱量。現有技術文獻專利文獻非專利文獻I ,第^--次斯特林發動機循環研討會”(Stirling CycleSymposium)講演論文集41頁、42頁(3kW級斯特林發動機發電機的開發研究)2008年11月5日出版，出版社社團法人日本機械學會
技術實現思路
專利技術要解決的課題在這種斯特林發動機中,在置換活塞(displacer piston,換氣活塞)與加熱部之間形成高溫空間，并且在置換活塞的外周配置有再生部和冷卻部。由此，如果各個U字管101、102、103、104、105的一端位于中心區域的高溫空間，另一端位于外周區域的再生部，則U字管101、102、103、104、105能夠與高溫空間和再生部直接連接，能夠使工作氣體流暢地流動。但是，在圖13所示的加熱部的結構中，為了將U字管101、102、103、104、105的一端與高溫空間連接，將另一端與再生部連接，需要設置流路分離部。使用圖14說明這一點。圖14是從加熱部側看圖13所示的斯特林發動機的流路分離部的立體圖。在流路分離部110設置有與加熱部連通的第一開口部IIOA和第二開口部110B。第一開口部IlOA形成于加熱部的內周側，第二開口部IlOB形成于加熱部的外周側，第一開口部IlOA和第二開口部IlOB形成將加熱部分為兩部分而得的一方和另一方。U字管101位于一端側開口部IOlX和另一端側開口部101Y，U字管102位于一端側開口部102Χ和另一端側開口部102Υ，U字管103位于一端側開口部103Χ和另一端側開口部103Y，U字管104位于一端側開口部104X和另一端側開口部104Y，U字管105位于一端側開口部105X和另一端側開口部105Y。圖14中，U字管103的一端側開口部103X、U字管104的一端側開口部104X和U字管105的一端側開口部105X，位于第一開口部110A。此外，U字管101的另一端側開口部IOlY和U字管102的另一端側開口部102Y，位于第二開口部110B。另一方面，U字管101的一端側開口部101X、U字管102的一端側開口部102X和U字管103的另一端側開口部 103Y、U字管104的另一端側開口部104Y、U字管105的另一端側開口部105Y，利用流路分離路110與加熱部不連通，而從流路分離部110的外周端與再生部連接。如上所述，在圖13所示的斯特林發動機中，通過設置圖14所示的流路分離部110，能夠使U字管101、102、103、104、105的一端與高溫空間相連，另一端與再生部相連。在非專利文獻I中沒有公開流路分離部，但是如果沒有與圖13所示的流路分離部110相當的部件，則不能夠使工作氣體在高溫空間與再生部之間流通。在設置這樣的流路分離部110的情況下，產生對工作氣體的流動的阻力，而且需要考慮不均勻的流動對高溫空間和再生部的影響。于是，本專利技術的目的在于提供一種斯特林發動機，其能夠有效地從在煙道內流動的排出氣體回收熱量，并且能夠不設置流路分離部地利用工作氣體管連接加熱部和再生部。用于解決課題的方法第一方面記載的本專利技術提供一種斯特林發動機，其具有置換活塞和動力活塞，將由上述置換活塞分離開的一方的空間作為高溫空間，將另一方的空間作為低溫空間，在夾著上述高溫空間與上述置換活塞相對的位置配置有加熱部，在上述置換活塞的外周配置有再生部和冷卻部，由上述加熱部使工作氣體加熱、膨脹，由上述冷卻部使上述工作氣體冷卻、收縮，使工作氣體在上述高溫空間與上述低溫空間之間移動，其中上述加熱部包括形成上述高溫空間的至少一部分的加熱部頭；和安裝于上述加熱部頭的傳熱管組，在上述加熱部頭設置有與上述高溫空間連通的第一貫通孔組；和與上述再生部連通的第二貫通孔組，上述第一貫通孔組形成在與上述第二貫通孔組相比更靠上述加熱部頭的中心區域的位置，構成上述傳熱管組的各個U字管的一端安裝于構成上述第一貫通孔組的貫通孔，各個上述U字管的另一端安裝于構成上述第二貫通孔組的貫通孔，通過將上述U字管配置在列方向上，在各個上述U字管之間形成平行的排出氣體流路。第二方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面記載的斯特林發動機中，上述傳熱管組包括位于排出氣體流的上游側的第一傳熱管組；和位于上述排出氣體流的下游側的第二傳熱管組，構成上述第一傳熱管組的上述U字管和構成上述第二傳熱管組的上述U字管，相對于俯視圖中的上述加熱部頭的二分假想線對稱設置。第三方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面或第二方面記載的斯特林發動機中，在上述傳熱管組具有大小不同的U字管，大小不同的上述U字管配置在同一平面內。第四方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面到第三方面中任一方面記載的斯特林發動機中，構成上述第二貫通孔組的上述貫通孔呈圓弧狀配置。第五方面記載的本專利技術的特征是，在第二方面到第四方面中任一方面記載的斯特林發動機中，作為上述傳熱管組，具有第三傳熱管組和第四傳熱管組，構成上述第三傳熱管組的上述U字管和構成上述第四傳熱管組的上述U字管，相對于與上述二分假想線正交的假想線對稱設置。第六方面記載的本專利技術的特征是，在第五方面記載的斯特林發動機中，構成上述第三傳熱管組和上述第四傳熱管組的上述U字管，比構成上述第一傳熱管組和上述第二傳熱管組的上述U字管大。·第七方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面到第六方面中任一方面記載的斯特林發動機中，構成上述傳熱管組的上述U字管，在平滑圓管的外表面設置有波紋螺旋狀成型的外管。第八方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面到第七方面中任一方面記載的斯特林發動機中，構成上述傳熱管組的上述U字管是銅制的。第九方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面到第七方面中任一方面記載的斯特林發動機中，構成上述傳熱管組的上述U字管是不銹鋼制的。第十方面記載的本專利技術的特征是，在第一方面到第七方面中任一方面記載的斯特林發動機中，構成上述傳熱管組的上述U字管是鈦制或鎳鉻合金的。第十一方面記載的本專利技術的特征是，在第九方面或第本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.12.09 JP 2009-2792181.一種斯特林發動機，其特征在于 具有置換活塞和動力活塞，將由所述置換活塞分離開的一方的空間作為高溫空間，將另一方的空間作為低溫空間，在夾著所述高溫空間與所述置換活塞相對的位置配置有加熱部，在所述置換活塞的外周配置有再生部和冷卻部，由所述加熱部使工作氣體加熱、膨脹，由所述冷卻部使所述工作氣體冷卻、收縮，使工作氣體在所述高溫空間與所述低溫空間之間移動，其中 所述加熱部包括形成所述高溫空間的至少一部分的加熱部頭；和安裝于所述加熱部頭的傳熱管組， 在所述加熱部頭設置有與所述高溫空間連通的第一貫通孔組；和與所述再生部連通的第二貫通孔組， 所述第一貫通孔組形成在與所述第二貫通孔組相比更靠所述加熱部頭的中心區域的位置， 構成所述傳熱管組的各個U字管的一端安裝于構成所述第一貫通孔組的貫通孔，各個所述U字管的另一端安裝于構成所述第二貫通孔組的貫通孔， 通過將所述U字管配置在列方向上，在各個所述U字管之間形成平行的排出氣體流路。2.如權利要求I所述的斯特林發動機，其特征在于 所述傳熱管組包括位于排出氣體流的上游側的第一傳熱管組；和位于所述排出氣體流的下游側的第二傳熱管組， 構成所述第一傳熱管組的所述U字管和構成所述第二傳熱管組的所述U字管，相對于俯視圖中的所述加熱部...

【專利技術屬性】
技術研發人員：赤澤輝行，中塚勉，田原妙子，坂本修，
申請(專利權)人：株式會社伊斯特，
類型：
國別省市：