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公開番号2025021696
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023125600
出願日2023-08-01
発明の名称スターリングエンジン
出願人ヤンマーホールディングス株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類F02G 1/055 20060101AFI20250206BHJP(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】凝縮水がヒータ管と接した状態で滞留することを回避して、蒸気からヒータ管への伝熱性を向上させる。
【解決手段】スターリングエンジンは、熱源から熱を受領する熱媒を収容するサーモサイフォンと、作動ガスを収容する本体と、本体内に配置され、熱媒により熱を作動ガスに付与するヒータと、を備える。ヒータは、作動ガスが内部を流れる少なくとも1本のヒータ管と、サーモサイフォンから供給される熱媒としての蒸気から凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出口と、を有する。凝縮水排出口は、ヒータ管よりも下方に位置する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
熱源から熱を受領する熱媒を収容するサーモサイフォンと、
作動ガスを収容する本体と、
前記本体内に配置され、前記熱媒により前記熱を前記作動ガスに付与するヒータと、を備えたスターリングエンジンであって、
前記ヒータは、
前記作動ガスが内部を流れる少なくとも１本のヒータ管と、
前記サーモサイフォンから供給される前記熱媒としての蒸気から凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出口と、を有し、
前記凝縮水排出口は、前記ヒータ管よりも下方に位置する、スターリングエンジン。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記サーモサイフォンは、
前記熱媒としての前記蒸気が流れる主配管と、
前記主配管から分岐して設けられ、前記ヒータ管の軸方向に並んで配置される複数の分岐配管と、をさらに有し、
前記ヒータは、複数の前記分岐配管と接続される蒸気導入口を有する、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項３】
前記ヒータは、前記ヒータ管が通る貫通孔を有する隔壁をさらに有し、
前記隔壁は、前記ヒータ管の周囲の空間を前記軸方向において区切ることにより、前記軸方向に複数の熱媒流通空間を形成し、
複数の前記蒸気導入口は、前記隔壁によって区切られた各熱媒流通空間に対応して位置して、各熱媒流通空間に前記蒸気を導入する、請求項２に記載のスターリングエンジン。
【請求項４】
前記サーモサイフォンは、前記主配管および複数の前記分岐配管の組を、前記ヒータの周方向に複数有する、請求項２に記載のスターリングエンジン。
【請求項５】
前記ヒータ管は、基準面に対して傾斜して位置する、請求項１に記載のスターリングエンジン。
【請求項６】
前記サーモサイフォンは、前記凝縮水排出口から排出される前記凝縮水を、前記熱源の流路内の配管に導く凝縮水導入配管と、をさらに有し、
前記凝縮水導入配管における前記熱源の前記流路との接続部は、前記凝縮水排出口よりも下方に位置する、請求項１から５のいずれかに記載のスターリングエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリングエンジンに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１では、排気を通すダクト内に、排気中の熱により水を水蒸気に変換する熱交換器を設け、該水蒸気を被加熱体に導き、該被加熱体を凝縮熱により加熱する装置が開示されている。熱交換を行う媒体（熱媒）として水を利用する上記熱交換器は、サーモサイフォンとも呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１０－１０１２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水蒸気の凝縮熱により被加熱体（例えばヒータ管）を加熱した後、凝縮熱の放出によって水蒸気が凝縮した水（凝縮水）は、配管を通って熱交換器に戻される。特許文献１では、上記配管の接続口（凝縮水入口）がヒータ管の下部と同じ高さ位置にあるため、凝縮水が上記配管に排水されるまで、凝縮水がヒータ管の下部と接した状態で滞留しやすい。凝縮水がヒータ管と接して滞留すると、ヒータ管への伝熱性が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、凝縮水がヒータ管と接した状態で滞留することを回避して、蒸気からヒータ管への伝熱性を向上させることができるスターリングエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係るスターリングエンジンは、熱源から熱を受領する熱媒を収容するサーモサイフォンと、作動ガスを収容する本体と、前記本体内に配置され、前記熱媒により前記熱を前記作動ガスに付与するヒータと、を備えたスターリングエンジンであって、前記ヒータは、前記作動ガスが内部を流れる少なくとも１本のヒータ管と、前記サーモサイフォンから供給される前記熱媒としての蒸気から凝縮した凝縮水を排出する凝縮水排出口と、を有し、前記凝縮水排出口は、前記ヒータ管よりも下方に位置する。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、凝縮水がヒータ管と接した状態で滞留することを回避して、蒸気からヒータ管への伝熱性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施の一形態に係るスターリングエンジンの概略の構成を示す説明図である。
上記スターリングエンジンの本体内の膨張空間での圧力と容積との変化を示す説明図である。
上記本体内の圧縮空間での圧力と容積との変化を示す説明図である。
サーモサイフォンおよびヒータの構成の詳細を示す斜視図である。
上記サーモサイフォンおよび上記ヒータの断面図である。
上記サーモサイフォンの他の構成を示す説明図である。
上記サーモサイフォンのさらに他の構成を示す説明図である。
上記ヒータが有するヒータ管の他の配置例を示す断面図である。
上記本体と上記サーモサイフォンとの接続関係を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
＜１．スターリングエンジンの基本構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るスターリングエンジン１００の基本構成を示す説明図である。スターリングエンジン１００は、サーモサイフォン１と、エンジン部２０と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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