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公開番号2025042517
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2023149584
出願日2023-09-14
発明の名称スターリング機関、スターリング機関の製造方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人弁理士法人航栄事務所
主分類F02G 1/055 20060101AFI20250319BHJP(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】熱効率を向上させたスターリング機関、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】スターリングエンジン1は、直列に配置された加熱器67、再生器69、及び冷却器68を含む熱交換器6と、作動ガスが膨張する膨張室21と、作動ガスが圧縮される圧縮室22と、を備える。加熱器67は、作動ガスが流通する作動ガス流路671と、作動ガスと熱交換を行う熱源流体が流通する熱源流体流路672と、を有する。膨張室21の外側には、加熱器67の熱源流体流路672に熱源流体を導入する熱源流体導入室80が設けられており、膨張室21と熱源流体導入室80とを区画形成する天井壁27には、膨張室21側及び熱源流体導入室80側のうち少なくとも一方に複数の溝29が形成されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
直列に配置された加熱器、再生器、及び冷却器を含む熱交換器と、
前記加熱器側に配置され、作動流体が膨張する膨張室と、
前記冷却器側に配置され、前記作動流体が圧縮される圧縮室と、を備え、前記作動流体を前記膨張室と前記圧縮室との間で前記熱交換器を介して移動させて前記膨張室及び前記圧縮室の容積変化を繰り返すことにより熱と動力との変換を行うスターリングサイクルを構成するスターリング機関であって、
前記加熱器は、
前記膨張室及び前記再生器に連通し、前記作動流体が流通する第１流路と、
前記作動流体と熱交換を行う第１流体が流通する第２流路と、を有し、
前記膨張室の外側には、前記加熱器の前記第２流路に前記第１流体を導入する流体導入室が設けられており、
前記膨張室と前記流体導入室とを区画形成する隔壁には、前記膨張室側及び前記流体導入室側のうち少なくとも一方に複数の溝が形成されている、
スターリング機関。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスターリング機関であって、
前記隔壁は、前記膨張室側に突出した略円錐形状の突出部を有し、
前記流体導入室には、突出部の中心軸に沿って延在し、前記突出部の頂部に向かって前記第１流体を案内するガイド部が設けられている、
スターリング機関。
【請求項３】
請求項２に記載のスターリング機関であって、
前記複数の溝は、前記頂部から前記加熱器に向かう方向に沿って形成された溝を含む、
スターリング機関。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のスターリング機関であって、
シリンダと、
前記シリンダの内部に配置され、往復動するピストンと、をさらに備え、
前記膨張室は、前記ピストンと前記シリンダとにより囲まれた空間であり、
前記隔壁は、前記シリンダの天井壁である、
スターリング機関。
【請求項５】
請求項４に記載のスターリング機関であって、
前記熱交換器及び前記シリンダは、金属粉末が積層された積層造形体である、
スターリング機関。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項に記載のスターリング機関の製造方法であって、
金属粉末を積層造形することによって前記加熱器、前記流体導入室、及び前記隔壁を一体に形成する、
スターリング機関の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリング機関、及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 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、持続可能且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。
【０００３】
熱エネルギーと動力との変換を行う熱機関として、スターリングエンジンが知られている。スターリングエンジンは、作動ガスを加熱器、再生器、及び冷却器を介して加熱器側の膨張室と冷却器側の圧縮室の間で往復移動させて、膨張室及び圧縮室の容積変化を繰り返すことにより熱エネルギーと動力の変換を行う（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２６１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スターリングエンジンのようなスターリング機関では、その出力性能は、作動ガスの熱交換量に大きく依存する。出力性能の向上のために、作動ガスがより多くの熱エネルギーを授受可能で高熱効率なスターリング機関が望まれていた。
【０００６】
本発明は、熱効率を向上させたスターリング機関、及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
直列に配置された加熱器、再生器、及び冷却器を含む熱交換器と、
前記加熱器側に配置され、作動流体が膨張する膨張室と、
前記冷却器側に配置され、前記作動流体が圧縮される圧縮室と、を備え、前記作動流体を前記膨張室と前記圧縮室との間で前記熱交換器を介して移動させて前記膨張室及び前記圧縮室の容積変化を繰り返すことにより熱と動力との変換を行うスターリングサイクルを構成するスターリング機関であって、
前記加熱器は、
前記膨張室及び前記再生器に連通し、前記作動流体が流通する第１流路と、
前記作動流体と熱交換を行う第１流体が流通する第２流路と、を有し、
前記膨張室の外側には、前記加熱器の前記第２流路に前記第１流体を導入する流体導入室が設けられており、
前記膨張室と前記流体導入室とを区画形成する隔壁には、前記膨張室側及び前記流体導入室側のうち少なくとも一方に複数の溝が形成されている。
【０００８】
また、本発明は、
上記スターリング機関の製造方法であって、
金属粉末を積層造形することによって前記加熱器、前記流体導入室、及び前記隔壁を一体に形成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スターリング機関の熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明のスターリング機関の一例であるスターリングエンジン１を示す断面図である。
熱交換器６の要部構成を示す断面図である。
図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線の断面図である。
加熱器６７に設けられる作動ガス流路６７１及び熱源流体流路６７２を模式的に示す図である。
隔壁６０により区画形成された加熱器６７の作動ガス流路６７１及び熱源流体流路６７２の断面を模式的に示す図である。
（ａ）は、加熱器６７の作動ガス流路６７１に設けられた螺旋状流れ発生部５５を示す図であり、（ｂ）は、熱源流体の流れ方向から見た作動ガス流路６７１を示す図である。
（ａ）は、熱源流体導入室８０を流れる熱源流体の流れ（破線）を示す図であり、（ｂ）は、膨張室２１側から見た天井壁２７を示す図である。
図２のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線の断面図である。
冷却器６８に設けられる作動ガス流路６８１及び冷却流体流路６８２を模式的に示す図である。
蓄熱体７１の斜視図である。
図１０の白抜き矢印方向から見た蓄熱体７１の側面図である。
蓄熱体７１の単位構造体７２の斜視図である。
蓄熱体７１の辺要素７３を第２方向から見た図（上図）と第１方向から見た図（下図）である。
蓄熱体７１が筐体７０に収容された状態の再生器６９の上面図である。
蓄熱体７１が筐体７０に収容された状態の再生器６９の側面図である。
一体に形成された熱交換器６、熱源流体導入室８０、及び熱源流体排出路５１の側面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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