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公開番号2024044848
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022150623
出願日2022-09-21
発明の名称外燃機関
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02G 1/055 20060101AFI20240326BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】温度変化に対する応答性を低下させることなく、外部の熱源から作動気体への熱交換の効率を向上させるとともに、シリンダの耐圧性を向上させることができる外燃機関を提供する。
【解決手段】加熱による作動気体の膨張によってピストン8を動かすための高温側シリンダ2と、冷却による作動気体の圧縮によってピストン8を動かすための低温側シリンダ3と、を有する外燃機関(スターリングエンジン1)において、高温側シリンダ2を加熱するための熱媒体が内部を流れる熱媒体流路7を備え、熱媒体流路7は、高温側シリンダ2内の作動気体を膨張させるための膨張空間9を貫通するように設けられていることを特徴とする。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
加熱による作動気体の膨張によってピストンを動かすための高温側シリンダと、冷却による前記作動気体の圧縮によって前記ピストンを動かすための低温側シリンダと、を有する外燃機関において、
前記作動気体を加熱するための熱媒体が内部を流れる熱媒体流路を備え、
前記熱媒体流路は、前記高温側シリンダ内の前記作動気体を膨張させるための空間である膨張空間を貫通するように設けられていることを特徴とする、外燃機関。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記熱媒体流路は、前記高温側シリンダ内の前記膨張空間を貫通し、更に前記高温側シリンダの外周面に沿ってその周囲を囲うように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の外燃機関。
【請求項３】
前記高温側シリンダ内の前記膨張空間を貫通するように設けられた前記熱媒体流路は、前記膨張空間において、前記ピストンの摺動軸に略直交する平面上に同心円状に分岐する複数の分岐流路を有することを特徴とする、請求項１に記載の外燃機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の熱源からの加熱により動力を生成する外燃機関に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する研究開発が行われている。そうした中で、熱効率がよく、多種多様な熱源を利用できるため低炭素社会の実現に資することが期待されるスターリングエンジンをはじめとした外燃機関への注目が高まっている。
【０００３】
こうした外燃機関において熱効率を向上させるためには、外部の熱源からの熱を効率よく作動流体に伝達することが重要となる。例えば特許文献１では、膨張シリンダと圧縮シリンダを備えるスターリングエンジン用加熱器において、膨張シリンダの外面に複数のフィンを形成するとともに、同シリンダの内面に複数のスリットを形成することにより、高温の燃焼ガスとの接触面積を増大させて熱伝導を促進し、スターリングエンジンの出力効率を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では、外部のバーナによってヒータヘッドを加熱することで動力を生成するスターリングエンジンにおいて、ヒータヘッドの表面に粗面化処理を施すことにより、ヒータヘッド表面の放射率を高め、これにより加熱効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
実開平１－５１７５３号公報
特開２００９－２８７４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２が開示する技術のように、スターリングエンジンなどの外燃機関の高温側シリンダに対し、形状の加工や表面処理によって表面積を増大させることで高温の熱媒体又は作動気体との接触確率を高め、それにより膨張空間内の作動気体との熱交換効率を向上させようとする場合、表面積の増大によりシリンダの熱容量も増加してしまうため、温度変化に対する応答性が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
また、シリンダの外面や内面に多数の凹凸を設ける形状とした場合、応力の分布が不均一となることなどによりシリンダの耐圧性に悪影響を与えるおそれもある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、温度変化に対する応答性を低下させることなく、外部の熱源から作動気体への熱交換の効率を向上させるとともに、シリンダの耐圧性を向上させることができる外燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、加熱による作動気体の膨張によってピストン８を動かすための高温側シリンダ２と、冷却による作動気体の圧縮によってピストン８を動かすための低温側シリンダ３と、を有する外燃機関（実施形態におけるスターリングエンジン１）において、作動気体を加熱するための熱媒体が内部を流れる熱媒体流路７を備え、熱媒体流路７は、高温側シリンダ２内の作動気体を膨張させるための空間である膨張空間９を貫通するように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この外燃機関においては、高温側シリンダ内の膨張空間を貫通するように熱媒体流路が設けられているので、熱媒体流路を流れる高温の熱媒体と、膨張空間内の作動気体との間で効率よく熱交換を行うことができ、作動気体の加熱効率を向上させることができる。また、高温側シリンダ自体の形状加工や表面処理により高温側シリンダの熱容量が増加して熱応答性が低下してしまうということもない。
（【００１１】以降は省略されています）

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