電気回収エンジン
【課題】十分な伝熱性能を有する低温排熱用熱交換器により、工場などの煙道から排出される２００℃域の低温排熱からでも効率よく電気エネルギーに変換できる電気回収エンジンを提供すること。
【解決手段】本発明の電気回収エンジンは、一方のディスプレーサピストン２０Ａの膨張空間２２Ａと連通する一方のガス通路５１Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂの膨張空間２２Ｂと連通する他方のガス通路５１Ｂと、一方のガス通路５１A及び他方のガス通路５１Ｂを加熱する熱媒体通路５２とを形成する熱交換器５０によって、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結してユニット化したことを特徴とする。
【解決手段】本発明の電気回収エンジンは、一方のディスプレーサピストン２０Ａの膨張空間２２Ａと連通する一方のガス通路５１Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂの膨張空間２２Ｂと連通する他方のガス通路５１Ｂと、一方のガス通路５１A及び他方のガス通路５１Ｂを加熱する熱媒体通路５２とを形成する熱交換器５０によって、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結してユニット化したことを特徴とする。
【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を用いた電気回収エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、出力数ｋW〜数十ｋWのスターリングエンジンの実用開発が欧州をはじめとした諸外国で活発に進められている。しかし、これらの装置は、高コストな熱交換器や低メンテナンス性などの問題により民生レベルで広く普及するには至っていない。
また、国内においても、１９８０年代に国家プロジェクトとして『汎用スターリングエンジンの研究開発』が実施された。しかし、当時のスターリングエンジンは量産技術を活かしにくく、高コストな構造であったため、現在でもその研究成果が活用された製品は完成していないのが実情である。
一方、スターリングエンジンは理論熱効率が高い外燃機関であり、省エネルギー技術の分野で有望視されている。
既に、本発明者は、熱交換器での加熱温度を高くすることができ、この熱交換器における高温部と冷却器における低温部との連結による熱損失を抑えることで、熱効率に優れた高効率なスターリングエンジンを提案している（特許文献１）。
また、本発明者は、ディスプレーサピストン、パワーピストン、板バネなどの部品の寸法や角度、平面度などのばらつきを緩和して低コストのスターリングエンジン（特許文献２）、冷却効率の高い冷却器（特許文献３）、摺動損失を低減し、信頼性の高いスコッチ・ヨーク機構を用いたスターリングエンジン（特許文献４）、小型で高性能なアクチュエータを適用できるスターリングエンジン（特許文献５）、スターリングエンジンの効率を上げるための高効率な熱交換器（特許文献６、７、８）を提案している。
【特許文献１】特開２００５−１３３６５３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７０６１号公報
【特許文献３】特開２００７−２２４８５５号公報
【特許文献４】特開２００８−１０１５０１号公報
【特許文献５】特開２００９−４１４２６号公報
【特許文献６】特開２００６−２８３６５８号公報
【特許文献７】特開２００７−２７０７８９号公報
【特許文献８】特開２００８−１４２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これまで大気中に捨てられてきた熱エネルギーを、電気エネルギーとして回収することは、省エネルギーに大きく貢献でき、利用価値も高い。特に、工場などの煙道から排出される熱は現在まで有効に利用できていない。
しかし、工場から出る排熱の温度領域は、必ずしも高温ではなく、１００℃から３００℃程度の低温域であることも最も多い。
低温排熱を用いるスターリングエンジンは、理論熱効率が低下し、高い発電出力を得ることは容易ではない。これは、理論熱効率が低くなるため、発電出力が低下する。そのため、低温排熱をエンジン内にできるだけ多くの熱エネルギーを取り込み、発電出力量を多くする必要がある。従って、低温排熱を用いるスターリングエンジンは、排熱と接する伝熱面積を、高温排熱を利用できる場合よりも非常に大きくとる必要がある。その結果、エンジン内の無効容積や流路抵抗が大きくなるために、出力低下となり、低温排熱からの電気回収を困難なものにしている。
【０００４】
そこで本発明は、十分な伝熱性能を有する低温排熱用熱交換器により、工場などの煙道から排出される２００℃域の低温排熱からでも無効容積や通路抵抗が小さく効率よく電気エネルギーに変換できる電気回収エンジン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】
【０００５】
請求項１記載の本発明の電気回収エンジンは、ディスプレーサピストンとパワーピストンとを同軸上に配置した一対のスターリングエンジンを備え、前記スターリングエンジンはそれぞれが再生器と冷却器とを有し、一方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンと、他方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンとを対向させて配置した電気回収エンジンであって、一方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する一方のガス通路と、他方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する他方のガス通路と、一方の前記ガス通路及び他方の前記ガス通路を加熱する熱媒体通路とを形成する熱交換器によって、一方の前記スターリングエンジンと他方の前記スターリングエンジンとを連結してユニット化したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の電気回収エンジンにおいて、前記熱媒体通路を流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の電気回収エンジンにおいて、前記熱交換器を、一方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部と、他方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の電気回収エンジンにおいて、前記熱媒体通路に前記熱媒体を導入する導入口と、前記熱媒体通路から前記熱媒体を導出する導出口とを前記熱交換器の外周面に配置し、前記熱媒体通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間には配置しないことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載の電気回収エンジンにおいて、排熱ガスダクトに設けた吸熱用熱交換器と、前記吸熱用熱交換器と前記熱交換器とを前記熱媒体が循環する配管とを設けたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の電気回収エンジンにおいて、一方の前記ガス通路を、他方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させ、他方の前記ガス通路を、一方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の電気回収エンジンにおいて、前記ガス通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間に配置し、前記熱媒体通路を流れるガスの流れ方向を、前記ディスプレーサピストンの軸に直交する方向としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項６に記載の電気回収エンジンにおいて、前記ガス通路を、複数の直管で構成し、それぞれの前記直管を円弧状に配置したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１に記載の電気回収エンジンにおいて、一対の前記スターリングエンジンを０度の位相で同期運転させることを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれリニア発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方のリニア発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方のリニア発電機を取り付けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれ回転式発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方の回転式発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方の回転式発電機を取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、一対のスターリングエンジンを対向配置することで、一層シンプルで高性能な構造となり、未利用な低温排熱からの電気回収を実現できる電気回収エンジンを提供することができる。
また、本発明は、低温排熱を利用する場合でも、無効容積や通路抵抗を小さくでき、そのため、効率よく電気エネルギーに変換できる電気回収エンジンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態による電気回収エンジンは、一方のディスプレーサピストンの膨張空間と連通する一方のガス通路と、他方のディスプレーサピストンの膨張空間と連通する他方のガス通路と、一方のガス通路及び他方のガス通路を加熱する熱媒体通路とを形成する熱交換器によって、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結してユニット化したものである。本実施の形態によれば、一対のスターリングエンジンを対向させ、それぞれのスターリングエンジンに必要な熱交換器を一つの熱交換器で構成し、この熱交換器によって一対のスターリングエンジンを連結することで、２つの別々のスターリングエンジンと比較してシンプルな構成とすることができる。また、熱交換器の両側にスターリングエンジンが配置されるため、例えば、熱交換器を煙道中に配置してスターリングエンジンを煙道から突出させて施工できるため、排熱ガスダクトなどの煙道への施工性が良い。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、熱媒体通路に流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたものである。本実施の形態によれば、オイル又は溶融塩を熱媒体として用いることで、特に低温排熱を利用する場合に、伝熱面積が小さくても十分な熱回収を行うことができ、熱交換器のデッドスペース、すなわち無効容積を少なくすることができる。そのため、圧力変化を高めることができ、図示動力を高め、発電出力を高めることができる。また、低温排熱の熱エネルギーを一旦、熱媒体に蓄熱するロスを熱伝導性のよい材料（ＳｉＣや銅材料等）で熱交換器を構成することで、熱交換器損失を小さくでき、熱媒体を使った熱交換器損失をカバーすることができるため、効率のよい電気回収エンジンを実現できる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、熱交換器を、一方のディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したものである。本実施の形態によれば、ディスプレーサピストンの膨張空間外周を加熱できるので熱効率を高めることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、熱媒体通路に熱媒体を導入する導入口と、熱媒体通路から熱媒体を導出する導出口とを熱交換器の外周面に配置し、熱媒体通路を、対向する一対のディスプレーサピストンの間には配置しないものである。本実施の形態によれば、オイル又は溶融塩を用いた小型の熱交換器をピストンヘッド間ではなくピストンヘッド外周だけに配置することで、ディスプレーサピストンの軸方向の長さを短くできる。
本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、排熱ガスダクトに設けた吸熱用熱交換器と、吸熱用熱交換器と熱交換器とを熱媒体が循環する配管とを設けたものである。本実施の形態によれば、オイル又は溶融塩を熱媒体として排熱ガスダクトの熱をスターリングエンジンに搬送するため、高い熱効率で排熱を利用することができる。また、スターリングエンジンを排熱ガスダクトの配置に影響されずに施工できるために、施工性が良い。したがって、排気ガスダクトをエンジン設置が困難な高所や狭所の場所でも、レイアウトの自由度を高め、様々な排熱源に対応することができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一方のガス通路を、他方のスターリングエンジンの再生器と連通させ、他方のガス通路を、一方のスターリングエンジンの再生器と連通させたものである。本実施の形態によれば、一方のスターリングエンジンの膨張空間から導出させたガスを同じスターリングエンジンの再生器に戻すことなく、対向する他方のスターリングエンジンの再生器に導き、他方のスターリングエンジンの膨張空間から導出させたガスを同じスターリングエンジンの再生器に戻すことなく、対向する一方のスターリングエンジンの再生器に導くため、例えばガス通路をＵ字状に曲げる必要が無く、流路抵抗の少ないガス通路とすることができるため、圧力損失を低減し、効率を高めることができる。さらに、Ｕ字部のような曲げ部分がある場合と比較して、減肉することもなく、信頼性を高める。さらに、腐食性のガスに対して、溶射（金属、セラミックス）並びにコーティングをガス通路材料に施した場合でも、曲げ部がないことから、耐腐食性膜とガス通路材料との密着強度を高め、耐久性を向上させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、ガス通路を、対向する一対のディスプレーサピストンの間に配置し、熱媒体通路を流れるガスの流れ方向を、ディスプレーサピストンの軸に直交する方向としたものである。本実施の形態によれば、排熱ガスダクトのような煙道に施工した場合に、煙道を流れるガスの排熱を効率よく回収することができる。
本発明の第８の実施の形態は、第６の実施の形態による電気回収エンジンにおいてガス通路を、複数の直管で構成し、それぞれの直管を円弧状に配置したものである。本実施の形態によれば、排熱ガスダクトのような煙道を流れるガス流に対する抵抗を小さくでき、効率よく熱回収を行うことができる。
本発明の第９の実施の形態は、第１の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させるものである。本実施の形態によれば、一対のスターリングエンジンの同期運転によって低振動化を図ることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、それぞれのパワーピストンにはそれぞれリニア発電機を取り付け、それぞれのディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたものである。本実施の形態によれば、リニア発電機を用いることで回転式発電機と比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれの制御モータによって同期を容易に行うことができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一方のパワーピストン及び一方のディスプレーサピストンには一方のリニア発電機を取り付け、他方のパワーピストン及び他方のディスプレーサピストンには他方のリニア発電機を取り付けたものである。本実施の形態によれば、リニア発電機を用いることで回転式発電機と比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれのリニア発電機の負荷を一定に保つことで同期を容易に行うことができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、それぞれのパワーピストンにはそれぞれ回転式発電機を取り付け、それぞれのディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたものである。本実施の形態によれば、パワーピストンとディスプレーサピストンとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一方のパワーピストン及び一方のディスプレーサピストンには一方の回転式発電機を取り付け、他方のパワーピストン及び他方のディスプレーサピストンには他方の回転式発電機を取り付けたものである。本実施の形態によれば、パワーピストンとディスプレーサピストンとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
【実施例】
【０００８】
以下本発明の一実施例による電気回収エンジンについて図面とともに説明する。
図１は本実施例による電気回収エンジンの外観斜視図、図２は同電気回収エンジンの要部断面斜視図、図３は同電気回収エンジンの断面図、図４は同電気回収エンジンの吸熱用熱交換器を示す断面図、図５は図４におけるＸ−Ｘ線による断面図である。
図１に示すように、本実施例による電気回収エンジンの密閉容器１０は、円筒形状の胴部１１と、胴部１１の両端に配置された容器端部１２Ａ、１２Ｂとで構成されている。ここで容器端部１２Ａ、１２Ｂは、胴部１１よりも大きな径の円筒形状で構成されている。
胴部１１の長手方向の中央部外周面には、熱媒体を導入する熱媒体導入口１３と、熱媒体を導出する熱媒体導出口１４とが取り付けられている。
また、胴部１１の両端部外周面には、それぞれ冷却水を導入する冷却水導入口１５Ａ、１５Ｂと、冷却水を導出する冷却水導出口１６Ａ、１６Ｂが取り付けられている。
それぞれの容器端部１２Ａ、１２Ｂには、容器端部１２Ａ、１２Ｂ内部に配置されるリニア発電機用配線を取り出す配線接続部１７Ａ、１７Ｂを設けている。
【０００９】
次に、本実施例による電気回収エンジンの内部構成について、図２及び図３を用いて説明する。
胴部１１の長手方向の中央部は端板１８で区切られ（図２では端板１８は省略）、胴部１１内部には、この端板１８を挟んで一対のシリンダ部１９Ａ、１９Ｂが形成されている。
それぞれのシリンダ部１９Ａ、１９Ｂ内には、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂが配置されている。
本実施例による電気回収エンジンは、一方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン２０Ａと、他方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン２０Ｂとを対向させて配置している。
ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの軸方向にはパワーピストン２１Ａ、２１Ｂが同軸上に配置されている。パワーピストン２１Ａ、２１Ｂは容器端部１２Ａ、１２Ｂ内に配置されている。
パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの外周には、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂとともに往復動作するインナーヨーク３１Ａ、３１Ｂが固定されている。インナーヨーク３１Ａ、３１Ｂは、円筒状に構成され、その外周には磁石３２Ａ、３２Ｂが固定される。
インナーヨーク３１Ａ、３１Ｂの外周部には、円筒状のアウターヨーク３３Ａ、３３Ｂがインナーヨーク３１Ａ、３１Ｂと所定のギャップを持って配置される。アウターヨーク３３Ａ、３３Ｂの内周側にはコイル３４Ａ、３４Ｂが固定されている。コイル３４Ａ、３４Ｂと磁石３２Ａ、３２Ｂとは対向して配置されている。磁石３２Ａ、３２Ｂを有するインナーヨーク３１Ａ、３１Ｂと、コイル３４Ａ、３４Ｂを有するアウターヨーク３３Ａ、３３Ｂによってリニア発電機３０Ａ、３０Ｂが構成される。
胴部１１内の、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの外周部には、再生器４１Ａ、４１Ｂ及び冷却器４２Ａ、４２Ｂを備えている。再生器４１Ａ、４１Ｂ及び冷却器４２Ａ、４２Ｂは、リング状に構成されている。冷却器４２Ａには、冷却水導入口１５Ａと冷却水導出口１６Ａが接続され、冷却器４２Ｂには、冷却水導入口１５Ｂと冷却水導出口１６Ｂが接続されている。
ディスプレーサピストン２０Ａの膨脹空間２２Ａは、シリンダ部１９Ａ、端板１８、及びディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッドによって形成している。また、ディスプレーサピストン２０Ｂの膨脹空間２２Ｂは、シリンダ部１９Ｂ、端板１８、及びディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッドによって形成している。
なお、一対のスターリングエンジンを同期運転させる場合には、端板１８を設けずに構成することもできる。この場合には、一方のディスプレーサピストン２０Ａの膨脹空間２２Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂの膨脹空間２２Ｂとは共通の膨張空間となる。
【００１０】
熱交換器５０は、胴部１１の長手方向の中央部であって、一方のディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置している。冷却器４２Ａ、４２Ｂは、胴部１１の両端に配置し、再生器４１Ａ、４１Ｂは熱交換器５０と冷却器４２Ａ、４２Ｂとの間に配置している。
熱交換器５０は、一方のディスプレーサピストン２０Ａの膨張空間２２Ａと連通する一方のガス通路５１Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂの膨張空間２２Ｂと連通する他方のガス通路５１Ｂと、一方のガス通路５１Ａ及び他方のガス通路５１Ｂを加熱する熱媒体通路５２とを形成している。このように熱交換器５０は、一方のガス通路５１Ａと他方のガス通路５１Ｂとを一体に構成することで、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結しており、ユニット化されている。
熱交換器５０は、一方のディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置し、熱媒体通路５２は、対向する一対のディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの間には配置していない。熱媒体通路５２を流れる熱媒体にはオイルを用いている。また、排熱温度が高い場合は熱媒体に溶融塩を使用してもよい。
【００１１】
一方のガス通路５１Ａは一方の再生器４１Ａと連通し、一方の再生器４１Ａは一方の冷却器４２Ａと連通し、一方の冷却器４２Ａは一方のディスプレーサピストン２０Ａの圧縮空間２３Ａと連通している。
また、他方のガス通路５１Ｂは他方の再生器４１Ｂと連通し、他方の再生器４１Ｂは他方の冷却器４２Ｂと連通し、他方の冷却器４２Ｂは他方のディスプレーサピストン２０Ｂの圧縮空間２３Ｂと連通している。
ロッドの一端側は大径ロッド２４Ａ、２４Ｂ、ロッドの他端側は小径ロッド２５Ａ、２５Ｂで構成され、大径ロッド２４Ａ、２４Ｂはディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂに固定され、小径ロッド２５Ａ、２５Ｂは板バネ２６Ａ、２６Ｂに連結されている。
容器端部１２Ａ、１２Ｂは、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂ、リニア発電機３０Ａ、３０Ｂを内部に収容する。
以上のように、一方のスターリングエンジンは、ディスプレーサピストン２０Ａ、パワーピストン２１Ａ、加熱部である熱交換器５０、再生器４１Ａ、及び冷却器４２Ａによって構成され、他方のスターリングエンジンは、ディスプレーサピストン２０Ｂ、パワーピストン２１Ｂ、加熱部である熱交換器５０、再生器４１Ｂ、及び冷却器４２Ｂによって構成されている。
【００１２】
上記構成において、熱交換器５０での加熱によって、封入されている気体が膨張してディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂを端板１８から離間する方向（端部方向）へ移動させる。ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの端部方向への移動によって、圧縮空間２３Ａ、２３Ｂにあるガスが圧縮されてパワーピストン２１Ａ、２１Ｂを端部方向へ移動させる。パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの端部方向への移動によって、気体はディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの膨張空間２２Ａ、２２Ｂから、熱交換器５０、再生器４１Ａ、４１Ｂ、及び冷却器４２Ａ、４２Ｂを通過してディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂとパワーピストン２１Ａ、２１Ｂとの間の圧縮空間２３Ａ、２３Ｂに移動する。そしてディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの端板１８に近接する方向（中心方向）への移動によって圧縮空間２３Ａ、２３Ｂが低圧になることで、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂは中心方向へ移動する。パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの中心方向への移動によって、圧縮空間２３Ａ、２３Ｂの気体は、冷却器４２Ａ、４２Ｂ、再生器４１Ａ、４１Ｂ、及び熱交換器５０を通過して、膨張空間２２Ａ、２２Ｂに移動する。
このように、熱交換器５０での加熱と冷却器４２Ａ、４２Ｂでの冷却によって、気体は膨張収縮を行いながら膨張空間２２Ａ、２２Ｂと圧縮空間２３Ａ、２３Ｂを往復することで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂを移動させるとともに、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂを移動させる。そして、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの移動によって発電を行うことができる。
なお、本実施例による一対のスターリングエンジンは、同期運転させることが好ましい。
【００１３】
次に、本実施例による電気回収エンジンの吸熱用熱交換器について、図４及び図５を用いて説明する。
吸熱用熱交換器６０は排熱ガスダクト７１の煙道中に設けられる。吸熱用熱交換器６０は二重管シェルで構成され、二重管シェル内には排ガスを流す複数のチューブ６１が設けられている。チューブ６１の外周空間６２が熱媒体の通路となり、この熱媒体の通路は、導入口６３と導出口６４を備えている。二重管シェルの外径は排熱ガスダクト７１よりも大きく、チューブ６１の総断面積を排熱ガスダクト７１の断面積よりも大きくすることで、吸熱用熱交換器６０を通過する排ガスの流通抵抗を小さくしている。また、導入口６３を排ガス流れの下流側に、導出口６４を排ガス流れの上流側に配置することで、熱媒体の流れと排ガス流れが対向流となるように構成されている。
なお、導入口６３は図１から図３に示す熱媒体導出口１４と配管で接続され、導出口６４は図１から図３に示す熱媒体導入口１３と配管で接続されており、熱媒体であるオイルは、吸熱用熱交換器６０と熱交換器５０とを循環する。
【００１４】
次に、本実施例による電気回収エンジンの他の吸熱用熱交換器について、図６及び図７を用いて説明する。
図６は同電気回収エンジンの他の吸熱用熱交換器を示す断面図、図７は図６におけるＸ−Ｘ線による断面図である。
吸熱用熱交換器８０は排熱ガスダクト７１の煙道中に設けられる。吸熱用熱交換器８０は二重管シェルで構成され、二重管シェル内の内周部には排ガスの流路空間が形成され、この排ガスの流路空間にフィン８１が設けられている。フィン８１は、複数の平板で構成され、それぞれの平板は、二重管シェルの管軸方向を長手方向として、内管に放射状に立設されている。二重管シェル内の外周部には、螺旋状の熱媒体通路８２が形成されている。排ガスの流路空間における伝熱面積が十分である場合は、フィン８１を設けることなく、排ガスの流路空間を貫通穴で構成してもよい。熱媒体通路８２は、導入口８３と導出口８４を備えている。二重管シェルの外径は排熱ガスダクト７１よりも大きく、フィン８１間の排ガス流路の総断面積を排熱ガスダクト７１の断面積よりも大きくすることで、吸熱用熱交換器８０を通過する排ガスの流通抵抗を小さくしている。また、導入口８３を排ガス流れの下流側に、導出口８４を排ガス流れの上流側に配置することで、熱媒体の流れと排ガス流れが対向流となるように構成されている。
なお、導入口８３は図１から図３に示す熱媒体導出口１４と配管で接続され、導出口８４は図１から図３に示す熱媒体導入口１３と配管で接続されており、熱媒体であるオイルは、吸熱用熱交換器８０と熱交換器５０とを循環する。
【００１５】
以下本発明の他の実施例による電気回収エンジンについて図面とともに詳細に説明する。
図８は本実施例による電気回収エンジンの概念構成図、図９は同電気回収エンジンの外観要部斜視図である。
本実施例による電気回収エンジンについても、一方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン１２０Ａと、他方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン１２０Ｂとを対向させて配置し、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの軸方向にはパワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂが同軸上に配置されている。
ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂは、シリンダ部１１９Ａ、１１９Ｂ内に配置されている。
パワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂには、リニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂを取り付けている。
ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの外周部には、再生器１４１Ａ、１４１Ｂ及び冷却器１４２Ａ、１４２Ｂを備えている。再生器１４１Ａ、１４１Ｂ及び冷却器１４２Ａ、１４２Ｂは、リング状に構成されている。冷却器１４２Ａ、１４２Ｂには、冷却水導入口１１５Ａ、１１５Ｂと冷却水導出口１１６Ａ、１１６Ｂが接続されている。
ディスプレーサピストン１２０Ａの膨脹空間１２２Ａは、シリンダ部１１９Ａ、端板１１８Ａ、及びディスプレーサピストン１２０Ａのピストンヘッドによって形成している。また、ディスプレーサピストン１２０Ｂの膨脹空間１２２Ｂは、シリンダ部１１９Ｂ、端板１１８Ｂ、及びディスプレーサピストン１２０Ｂのピストンヘッドによって形成している。
【００１６】
熱交換器１５０は、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの端板１１８Ａと、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの端板１１８Ｂとの間に配置している。冷却器１４２Ａ、１４２Ｂは、シリンダ部１１９Ａ、１１９Ｂの端部に配置し、再生器１４１Ａ、１４１Ｂは熱交換器１５０と冷却器１４２Ａ、１４２Ｂとの間に配置している。
熱交換器１５０は、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの膨張空間１２２Ａと連通する一方のガス通路１５１Ａと、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの膨張空間１２２Ｂと連通する他方のガス通路１５１Ｂと、一方のガス通路１５１Ａ及び他方のガス通路１５１Ｂを加熱する熱媒体通路１５２とを形成している。このように熱交換器１５０は、一方のガス通路１５１Ａと他方のガス通路１５１Ｂとを一体に構成することで、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結しており、ユニット化されている。なお、熱媒体通路１５２は、工場に設置され、又は車輌が搭載している排気ガス通路や排熱ダクトを直接利用するものであってもよく、熱媒体通路１５２には排気ガスが熱媒体として流れる。
熱交換器１５０は、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを、対向する一対のディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの間に配置し、熱媒体通路１５２を流れるガスの流れ方向を、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの軸に直交する方向としている。
本実施例では、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを排熱ガスダクト１７１内に配置している。ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂは、複数の直管で構成し、それぞれの直管を円弧状に配置している。
本実施例による熱交換器１５０は、一方のガス通路１５１Ａは他方の再生器１４１Ｂと連通し、他方の再生器１４１Ｂは他方の冷却器１４２Ｂと連通し、他方の冷却器１４２Ｂは他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの圧縮空間１２３Ｂと連通している。
また、他方のガス通路１５１Ｂは一方の再生器１４１Ａと連通し、一方の再生器１４１Ａは一方の冷却器１４２Ａと連通し、一方の冷却器１４２Ａは一方のディスプレーサピストン１２０Ａの圧縮空間１２３Ａと連通している。
本実施例による電気回収エンジンは、それぞれのディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれ制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂを取り付け、それぞれの制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂによって、一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させる。
【００１７】
上記構成において、熱交換器１５０での加熱によって、封入されている気体が膨張してディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂを端板１１８Ａ、１１８Ｂから離間する方向（端部方向）へ移動させる。
ここで、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの端部方向への移動によって、圧縮空間１２３Ａにあるガスが圧縮されてパワーピストン１２１Ａを端部方向へ移動させる。パワーピストン１２１Ａの端部方向への移動によって、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの膨張空間１２２Ｂにある気体が、熱交換器１５０、再生器１４１Ａ、及び冷却器１４２Ａを通過してディスプレーサピストン１２０Ａとパワーピストン１２１Ａとの間の圧縮空間１２３Ａに移動する。そしてディスプレーサピストン１２０Ａの端板１１８Ａに近接する方向（中心方向）への移動によって圧縮空間１２３Ａが低圧になることで、パワーピストン１２１Ａは中心方向へ移動する。パワーピストン１２１Ａの中心方向への移動によって、一方の圧縮空間１２３Ａの気体は、冷却器１４２Ａ、再生器１４１Ａ、及び熱交換器１５０を通過して、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの膨張空間１２２Ｂに移動する。
また、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの端部方向への移動によって、圧縮空間１２３Ｂにあるガスが圧縮されてパワーピストン１２１Ｂを端部方向へ移動させる。パワーピストン１２１Ｂの端部方向への移動によって、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの膨張空間１２２Ａにある気体は、熱交換器１５０、再生器１４１Ｂ、及び冷却器１４２Ｂを通過してディスプレーサピストン１２０Ｂとパワーピストン１２１Ｂとの間の圧縮空間１２３Ｂに移動する。そしてディスプレーサピストン１２０Ｂの中心方向への移動によって圧縮空間１２３Ｂが低圧になることで、パワーピストン１２１Ｂは中心方向へ移動する。パワーピストン１２１Ｂの中心方向への移動によって、他方の圧縮空間１２３Ｂの気体は、冷却器１４２Ｂ、再生器１４１Ｂ、及び熱交換器１５０を通過して、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの膨張空間１２２Ａに移動する。
【００１８】
このように、熱交換器５０での加熱と冷却器４２Ａ、４２Ｂでの冷却によって、気体は膨張収縮を行いながら膨張空間２２Ａ、２２Ｂと圧縮空間２３Ａ、２３Ｂを往復することで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂを移動させるとともに、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂを移動させる。そして、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの移動によって発電を行うことができる。
特に、本実施例では、一方のスターリングエンジンの膨張空間１２２Ａから導出させたガスを同じスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ａに戻すことなく、対向する他方のスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ｂに導き、他方のスターリングエンジンの膨張空間１２２Ｂから導出させたガスを同じスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ｂに戻すことなく、対向する一方のスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ａに導くため、ガス通路１５１Ａ、１５１ＢをＵ字状に曲げる必要が無く、流路抵抗の少ないガス通路とすることができ、効率が高まるとともに、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを直管で構成できるため、Ｕ字部のような曲げ部分がある場合と比較して耐久性を向上させることができる。
【００１９】
以下本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンについて図面とともに説明する。
図１０から図１２は、それぞれ異なる実施例による電気回収エンジンの概念構成図である。下記の説明においては、図８と同一機能を有する構成には同一符号を付して説明を省略する。
図１０に示す実施例は、図８に示す実施例における制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂの代わりに、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの往復運動をリニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂに取り付けたパワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂから電気的に制御するものであり、リニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂの負荷制御を行う同期制御部１９０を設けている。
図１１に示す実施例は、図８に示す実施例におけるリニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂの代わりに、クランク機構２０１Ａ、２０１Ｂを介して回転式発電機２００Ａ、２００Ｂを設けたものである。
図１２に示す実施例は、図１１に示す実施例における制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂの代わりに、クランク機構２０１Ａ、２０１Ｂを介してディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂを回転式発電機２００Ａ、２００Ｂに接続し、更に、回転式発電機２００Ａ、２００Ｂの負荷制御を行う同期制御部１９０を設けたものである。
図１０から図１２に示す実施例による電気回収エンジンは、それぞれの構成によって一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させる。
なお、図８及び図９に示した同期運転のための構成、及び図１０から図１２に示した同期運転のための構成は、図１から図３に示した実施例に適用することができる。
【００２０】
本実施例による電気回収エンジンは、一方のディスプレーサピストン２０Ａ、１２０Ａの膨張空間２２Ａ、１２２Ａと連通する一方のガス通路５１Ａ、１５１Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂ、１２０Ｂの膨張空間２２Ｂ、１２２Ｂと連通する他方のガス通路５１Ｂ、１５１Ｂと、一方のガス通路５１Ａ、１５１Ａ及び他方のガス通路５１Ｂ、１５１Ｂを加熱する熱媒体通路５２、１５２とを形成する熱交換器５０、１５０によって、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結してユニット化したことで、２つの別々のスターリングエンジンと比較してシンプルな構成とすることができる。また、熱交換器５０、１５０の両側にスターリングエンジンが配置されるため、例えば、熱交換器５０、１５０を煙道中に配置してスターリングエンジンを煙道から突出させて施工できるため、排熱ガスダクトなどの煙道への施工性が良い。
本実施例による電気回収エンジンは、熱媒体通路５２に流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたことで、特に低温排熱を利用する場合に、伝熱面積が小さくても十分な熱回収を行うことができ、熱交換器のデッドスペースを少なくすることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、熱交換器５０を、一方のディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したことで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの膨張空間２３Ａ、２３Ｂの外周を加熱できるので熱効率を高めることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、熱媒体通路５２を、対向する一対のディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの間には配置せず、熱媒体通路５２に熱媒体を導入する導入口１３と、熱媒体通路５２から熱媒体を導出する導出口１４とを熱交換器５０の外周面に配置したことで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの軸方向の長さを短くできる。
本実施例による電気回収エンジンは、排熱ガスダクト７１に設けた吸熱用熱交換器６０、８０と、吸熱用熱交換器６０、８０と熱交換器５０とを熱媒体が循環する配管とを設けたことで、高い熱効率で排熱を利用することができるとともに、スターリングエンジンを排熱ガスダクトの配置に影響されずに施工できるために、施工性が良い。
本実施例による電気回収エンジンは、一方のガス通路１５１Ａを、他方のスターリングエンジンの再生器１４１Ｂと連通させ、他方のガス通路１５１Ｂを、一方のスターリングエンジンの再生器１４１Ａと連通させたことで、ガス通路１５１Ａ、１５１ＢをＵ字状に曲げる必要が無く、流路抵抗の少ないガス通路１５１Ａ、１５１Ｂとすることができ、効率が高まるとともに、Ｕ字部のような曲げ部分がある場合と比較して耐久性を向上させることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、ガス通路１５０を、対向する一対のディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの間に配置し、熱媒体通路１５２を流れるガスの流れ方向を、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの軸に直交する方向としたことで、排熱ガスダクト１７１のような煙道に施工した場合に、煙道を流れるガスの排熱を効率よく回収することができる。
本実施例による電気回収エンジンは、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを複数の直管で構成し、それぞれの直管をリング状に配置したことで、排熱ガスダクト１７１のような煙道を流れるガス流に対する抵抗を小さくでき、効率よく熱回収を行うことができる。
本実施例による電気回収エンジンは、一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させることで、一対のスターリングエンジンの同期運転によって低振動化を図ることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、それぞれのパワーピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれリニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂを取り付け、それぞれのディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれ制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂを取り付けたことで、回転式発電機２００Ａ、２００Ｂと比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれの制御モータによって同期を容易に行うことができる。
本実施による電気回収エンジンは、一方のパワーピストン１２１Ａ及び一方のディスプレーサピストン１２０Ａには一方のリニア発電機１３０Ａを取り付け、他方のパワーピストン１２１Ｂ及び他方のディスプレーサピストン１２０Ｂには他方のリニア発電機１３０Ｂを取り付けたことで、リニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂを用いることで回転式発電機２００Ａ、２００Ｂと比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれのリニア発電機の負荷を一定に保つことで同期を容易に行うことができる。
本実施による電気回収エンジンは、それぞれのパワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂにはそれぞれ回転式発電機２００Ａ、２００Ｂを取り付け、それぞれのディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれ制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂを取り付けたことで、パワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂとディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
本実施例による電気回収エンジンは、一方のパワーピストン１２１Ａ及び一方のディスプレーサピストン１２０Ａには一方の回転式発電機２００Ａを取り付け、他方のパワーピストン１２１Ｂ及び他方のディスプレーサピストン１２０Ｂには他方の回転式発電機２００Ｂを取り付けたものである。本実施の形態によれば、パワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂとディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の電気回収エンジンは、工場排熱のみならず、自動車や船舶等のエンジンの排熱にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例による電気回収エンジンの外観斜視図
【図２】同電気回収エンジンの要部断面斜視図
【図３】同電気回収エンジンの断面図
【図４】同電気回収エンジンの吸熱用熱交換器を示す断面図
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線による断面図
【図６】本実施例による電気回収エンジンの他の吸熱用熱交換器を示す断面図
【図７】図６におけるＸ−Ｘ線による断面図
【図８】本発明の他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【図９】同電気回収エンジンの外観要部斜視図
【図１０】本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【図１１】本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【図１２】本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【符号の説明】
【００２３】
２０Ａ、２０Ｂ ディスプレーサピストン
２１Ａ、２１Ｂ パワーピストン
２２Ａ、２２Ｂ 膨脹空間
３０Ａ、３０Ｂ リニア発電機
４１Ａ、４１Ｂ 再生器
４２Ａ、４２Ｂ 冷却器
５０ 熱交換器
１２０Ａ、１２０Ｂ ディスプレーサピストン
１２１Ａ、１２１Ｂ パワーピストン
１２２Ａ、１２２Ｂ 膨脹空間
１３０Ａ、１３０Ｂ リニア発電機
１４１Ａ、１４１Ｂ 再生器
１４２Ａ、１４２Ｂ 冷却器
１５０ 熱交換器
１８０Ａ、１８０Ｂ 制御モータ
１９０ 同期制御部
２００Ａ、２００Ｂ 回転式発電機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリングエンジンを用いた電気回収エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、出力数ｋW〜数十ｋWのスターリングエンジンの実用開発が欧州をはじめとした諸外国で活発に進められている。しかし、これらの装置は、高コストな熱交換器や低メンテナンス性などの問題により民生レベルで広く普及するには至っていない。
また、国内においても、１９８０年代に国家プロジェクトとして『汎用スターリングエンジンの研究開発』が実施された。しかし、当時のスターリングエンジンは量産技術を活かしにくく、高コストな構造であったため、現在でもその研究成果が活用された製品は完成していないのが実情である。
一方、スターリングエンジンは理論熱効率が高い外燃機関であり、省エネルギー技術の分野で有望視されている。
既に、本発明者は、熱交換器での加熱温度を高くすることができ、この熱交換器における高温部と冷却器における低温部との連結による熱損失を抑えることで、熱効率に優れた高効率なスターリングエンジンを提案している（特許文献１）。
また、本発明者は、ディスプレーサピストン、パワーピストン、板バネなどの部品の寸法や角度、平面度などのばらつきを緩和して低コストのスターリングエンジン（特許文献２）、冷却効率の高い冷却器（特許文献３）、摺動損失を低減し、信頼性の高いスコッチ・ヨーク機構を用いたスターリングエンジン（特許文献４）、小型で高性能なアクチュエータを適用できるスターリングエンジン（特許文献５）、スターリングエンジンの効率を上げるための高効率な熱交換器（特許文献６、７、８）を提案している。
【特許文献１】特開２００５−１３３６５３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４７０６１号公報
【特許文献３】特開２００７−２２４８５５号公報
【特許文献４】特開２００８−１０１５０１号公報
【特許文献５】特開２００９−４１４２６号公報
【特許文献６】特開２００６−２８３６５８号公報
【特許文献７】特開２００７−２７０７８９号公報
【特許文献８】特開２００８−１４２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これまで大気中に捨てられてきた熱エネルギーを、電気エネルギーとして回収することは、省エネルギーに大きく貢献でき、利用価値も高い。特に、工場などの煙道から排出される熱は現在まで有効に利用できていない。
しかし、工場から出る排熱の温度領域は、必ずしも高温ではなく、１００℃から３００℃程度の低温域であることも最も多い。
低温排熱を用いるスターリングエンジンは、理論熱効率が低下し、高い発電出力を得ることは容易ではない。これは、理論熱効率が低くなるため、発電出力が低下する。そのため、低温排熱をエンジン内にできるだけ多くの熱エネルギーを取り込み、発電出力量を多くする必要がある。従って、低温排熱を用いるスターリングエンジンは、排熱と接する伝熱面積を、高温排熱を利用できる場合よりも非常に大きくとる必要がある。その結果、エンジン内の無効容積や流路抵抗が大きくなるために、出力低下となり、低温排熱からの電気回収を困難なものにしている。
【０００４】
そこで本発明は、十分な伝熱性能を有する低温排熱用熱交換器により、工場などの煙道から排出される２００℃域の低温排熱からでも無効容積や通路抵抗が小さく効率よく電気エネルギーに変換できる電気回収エンジン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】
【０００５】
請求項１記載の本発明の電気回収エンジンは、ディスプレーサピストンとパワーピストンとを同軸上に配置した一対のスターリングエンジンを備え、前記スターリングエンジンはそれぞれが再生器と冷却器とを有し、一方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンと、他方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンとを対向させて配置した電気回収エンジンであって、一方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する一方のガス通路と、他方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する他方のガス通路と、一方の前記ガス通路及び他方の前記ガス通路を加熱する熱媒体通路とを形成する熱交換器によって、一方の前記スターリングエンジンと他方の前記スターリングエンジンとを連結してユニット化したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の電気回収エンジンにおいて、前記熱媒体通路を流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の電気回収エンジンにおいて、前記熱交換器を、一方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部と、他方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の電気回収エンジンにおいて、前記熱媒体通路に前記熱媒体を導入する導入口と、前記熱媒体通路から前記熱媒体を導出する導出口とを前記熱交換器の外周面に配置し、前記熱媒体通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間には配置しないことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載の電気回収エンジンにおいて、排熱ガスダクトに設けた吸熱用熱交換器と、前記吸熱用熱交換器と前記熱交換器とを前記熱媒体が循環する配管とを設けたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の電気回収エンジンにおいて、一方の前記ガス通路を、他方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させ、他方の前記ガス通路を、一方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の電気回収エンジンにおいて、前記ガス通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間に配置し、前記熱媒体通路を流れるガスの流れ方向を、前記ディスプレーサピストンの軸に直交する方向としたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項６に記載の電気回収エンジンにおいて、前記ガス通路を、複数の直管で構成し、それぞれの前記直管を円弧状に配置したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１に記載の電気回収エンジンにおいて、一対の前記スターリングエンジンを０度の位相で同期運転させることを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれリニア発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方のリニア発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方のリニア発電機を取り付けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれ回転式発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項９に記載の電気回収エンジンにおいて、一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方の回転式発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方の回転式発電機を取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、一対のスターリングエンジンを対向配置することで、一層シンプルで高性能な構造となり、未利用な低温排熱からの電気回収を実現できる電気回収エンジンを提供することができる。
また、本発明は、低温排熱を利用する場合でも、無効容積や通路抵抗を小さくでき、そのため、効率よく電気エネルギーに変換できる電気回収エンジンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１の実施の形態による電気回収エンジンは、一方のディスプレーサピストンの膨張空間と連通する一方のガス通路と、他方のディスプレーサピストンの膨張空間と連通する他方のガス通路と、一方のガス通路及び他方のガス通路を加熱する熱媒体通路とを形成する熱交換器によって、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結してユニット化したものである。本実施の形態によれば、一対のスターリングエンジンを対向させ、それぞれのスターリングエンジンに必要な熱交換器を一つの熱交換器で構成し、この熱交換器によって一対のスターリングエンジンを連結することで、２つの別々のスターリングエンジンと比較してシンプルな構成とすることができる。また、熱交換器の両側にスターリングエンジンが配置されるため、例えば、熱交換器を煙道中に配置してスターリングエンジンを煙道から突出させて施工できるため、排熱ガスダクトなどの煙道への施工性が良い。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、熱媒体通路に流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたものである。本実施の形態によれば、オイル又は溶融塩を熱媒体として用いることで、特に低温排熱を利用する場合に、伝熱面積が小さくても十分な熱回収を行うことができ、熱交換器のデッドスペース、すなわち無効容積を少なくすることができる。そのため、圧力変化を高めることができ、図示動力を高め、発電出力を高めることができる。また、低温排熱の熱エネルギーを一旦、熱媒体に蓄熱するロスを熱伝導性のよい材料（ＳｉＣや銅材料等）で熱交換器を構成することで、熱交換器損失を小さくでき、熱媒体を使った熱交換器損失をカバーすることができるため、効率のよい電気回収エンジンを実現できる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、熱交換器を、一方のディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したものである。本実施の形態によれば、ディスプレーサピストンの膨張空間外周を加熱できるので熱効率を高めることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、熱媒体通路に熱媒体を導入する導入口と、熱媒体通路から熱媒体を導出する導出口とを熱交換器の外周面に配置し、熱媒体通路を、対向する一対のディスプレーサピストンの間には配置しないものである。本実施の形態によれば、オイル又は溶融塩を用いた小型の熱交換器をピストンヘッド間ではなくピストンヘッド外周だけに配置することで、ディスプレーサピストンの軸方向の長さを短くできる。
本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、排熱ガスダクトに設けた吸熱用熱交換器と、吸熱用熱交換器と熱交換器とを熱媒体が循環する配管とを設けたものである。本実施の形態によれば、オイル又は溶融塩を熱媒体として排熱ガスダクトの熱をスターリングエンジンに搬送するため、高い熱効率で排熱を利用することができる。また、スターリングエンジンを排熱ガスダクトの配置に影響されずに施工できるために、施工性が良い。したがって、排気ガスダクトをエンジン設置が困難な高所や狭所の場所でも、レイアウトの自由度を高め、様々な排熱源に対応することができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一方のガス通路を、他方のスターリングエンジンの再生器と連通させ、他方のガス通路を、一方のスターリングエンジンの再生器と連通させたものである。本実施の形態によれば、一方のスターリングエンジンの膨張空間から導出させたガスを同じスターリングエンジンの再生器に戻すことなく、対向する他方のスターリングエンジンの再生器に導き、他方のスターリングエンジンの膨張空間から導出させたガスを同じスターリングエンジンの再生器に戻すことなく、対向する一方のスターリングエンジンの再生器に導くため、例えばガス通路をＵ字状に曲げる必要が無く、流路抵抗の少ないガス通路とすることができるため、圧力損失を低減し、効率を高めることができる。さらに、Ｕ字部のような曲げ部分がある場合と比較して、減肉することもなく、信頼性を高める。さらに、腐食性のガスに対して、溶射（金属、セラミックス）並びにコーティングをガス通路材料に施した場合でも、曲げ部がないことから、耐腐食性膜とガス通路材料との密着強度を高め、耐久性を向上させることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、ガス通路を、対向する一対のディスプレーサピストンの間に配置し、熱媒体通路を流れるガスの流れ方向を、ディスプレーサピストンの軸に直交する方向としたものである。本実施の形態によれば、排熱ガスダクトのような煙道に施工した場合に、煙道を流れるガスの排熱を効率よく回収することができる。
本発明の第８の実施の形態は、第６の実施の形態による電気回収エンジンにおいてガス通路を、複数の直管で構成し、それぞれの直管を円弧状に配置したものである。本実施の形態によれば、排熱ガスダクトのような煙道を流れるガス流に対する抵抗を小さくでき、効率よく熱回収を行うことができる。
本発明の第９の実施の形態は、第１の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させるものである。本実施の形態によれば、一対のスターリングエンジンの同期運転によって低振動化を図ることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、それぞれのパワーピストンにはそれぞれリニア発電機を取り付け、それぞれのディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたものである。本実施の形態によれば、リニア発電機を用いることで回転式発電機と比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれの制御モータによって同期を容易に行うことができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一方のパワーピストン及び一方のディスプレーサピストンには一方のリニア発電機を取り付け、他方のパワーピストン及び他方のディスプレーサピストンには他方のリニア発電機を取り付けたものである。本実施の形態によれば、リニア発電機を用いることで回転式発電機と比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれのリニア発電機の負荷を一定に保つことで同期を容易に行うことができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、それぞれのパワーピストンにはそれぞれ回転式発電機を取り付け、それぞれのディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたものである。本実施の形態によれば、パワーピストンとディスプレーサピストンとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第９の実施の形態による電気回収エンジンにおいて、一方のパワーピストン及び一方のディスプレーサピストンには一方の回転式発電機を取り付け、他方のパワーピストン及び他方のディスプレーサピストンには他方の回転式発電機を取り付けたものである。本実施の形態によれば、パワーピストンとディスプレーサピストンとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
【実施例】
【０００８】
以下本発明の一実施例による電気回収エンジンについて図面とともに説明する。
図１は本実施例による電気回収エンジンの外観斜視図、図２は同電気回収エンジンの要部断面斜視図、図３は同電気回収エンジンの断面図、図４は同電気回収エンジンの吸熱用熱交換器を示す断面図、図５は図４におけるＸ−Ｘ線による断面図である。
図１に示すように、本実施例による電気回収エンジンの密閉容器１０は、円筒形状の胴部１１と、胴部１１の両端に配置された容器端部１２Ａ、１２Ｂとで構成されている。ここで容器端部１２Ａ、１２Ｂは、胴部１１よりも大きな径の円筒形状で構成されている。
胴部１１の長手方向の中央部外周面には、熱媒体を導入する熱媒体導入口１３と、熱媒体を導出する熱媒体導出口１４とが取り付けられている。
また、胴部１１の両端部外周面には、それぞれ冷却水を導入する冷却水導入口１５Ａ、１５Ｂと、冷却水を導出する冷却水導出口１６Ａ、１６Ｂが取り付けられている。
それぞれの容器端部１２Ａ、１２Ｂには、容器端部１２Ａ、１２Ｂ内部に配置されるリニア発電機用配線を取り出す配線接続部１７Ａ、１７Ｂを設けている。
【０００９】
次に、本実施例による電気回収エンジンの内部構成について、図２及び図３を用いて説明する。
胴部１１の長手方向の中央部は端板１８で区切られ（図２では端板１８は省略）、胴部１１内部には、この端板１８を挟んで一対のシリンダ部１９Ａ、１９Ｂが形成されている。
それぞれのシリンダ部１９Ａ、１９Ｂ内には、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂが配置されている。
本実施例による電気回収エンジンは、一方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン２０Ａと、他方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン２０Ｂとを対向させて配置している。
ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの軸方向にはパワーピストン２１Ａ、２１Ｂが同軸上に配置されている。パワーピストン２１Ａ、２１Ｂは容器端部１２Ａ、１２Ｂ内に配置されている。
パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの外周には、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂとともに往復動作するインナーヨーク３１Ａ、３１Ｂが固定されている。インナーヨーク３１Ａ、３１Ｂは、円筒状に構成され、その外周には磁石３２Ａ、３２Ｂが固定される。
インナーヨーク３１Ａ、３１Ｂの外周部には、円筒状のアウターヨーク３３Ａ、３３Ｂがインナーヨーク３１Ａ、３１Ｂと所定のギャップを持って配置される。アウターヨーク３３Ａ、３３Ｂの内周側にはコイル３４Ａ、３４Ｂが固定されている。コイル３４Ａ、３４Ｂと磁石３２Ａ、３２Ｂとは対向して配置されている。磁石３２Ａ、３２Ｂを有するインナーヨーク３１Ａ、３１Ｂと、コイル３４Ａ、３４Ｂを有するアウターヨーク３３Ａ、３３Ｂによってリニア発電機３０Ａ、３０Ｂが構成される。
胴部１１内の、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの外周部には、再生器４１Ａ、４１Ｂ及び冷却器４２Ａ、４２Ｂを備えている。再生器４１Ａ、４１Ｂ及び冷却器４２Ａ、４２Ｂは、リング状に構成されている。冷却器４２Ａには、冷却水導入口１５Ａと冷却水導出口１６Ａが接続され、冷却器４２Ｂには、冷却水導入口１５Ｂと冷却水導出口１６Ｂが接続されている。
ディスプレーサピストン２０Ａの膨脹空間２２Ａは、シリンダ部１９Ａ、端板１８、及びディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッドによって形成している。また、ディスプレーサピストン２０Ｂの膨脹空間２２Ｂは、シリンダ部１９Ｂ、端板１８、及びディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッドによって形成している。
なお、一対のスターリングエンジンを同期運転させる場合には、端板１８を設けずに構成することもできる。この場合には、一方のディスプレーサピストン２０Ａの膨脹空間２２Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂの膨脹空間２２Ｂとは共通の膨張空間となる。
【００１０】
熱交換器５０は、胴部１１の長手方向の中央部であって、一方のディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置している。冷却器４２Ａ、４２Ｂは、胴部１１の両端に配置し、再生器４１Ａ、４１Ｂは熱交換器５０と冷却器４２Ａ、４２Ｂとの間に配置している。
熱交換器５０は、一方のディスプレーサピストン２０Ａの膨張空間２２Ａと連通する一方のガス通路５１Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂの膨張空間２２Ｂと連通する他方のガス通路５１Ｂと、一方のガス通路５１Ａ及び他方のガス通路５１Ｂを加熱する熱媒体通路５２とを形成している。このように熱交換器５０は、一方のガス通路５１Ａと他方のガス通路５１Ｂとを一体に構成することで、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結しており、ユニット化されている。
熱交換器５０は、一方のディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置し、熱媒体通路５２は、対向する一対のディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの間には配置していない。熱媒体通路５２を流れる熱媒体にはオイルを用いている。また、排熱温度が高い場合は熱媒体に溶融塩を使用してもよい。
【００１１】
一方のガス通路５１Ａは一方の再生器４１Ａと連通し、一方の再生器４１Ａは一方の冷却器４２Ａと連通し、一方の冷却器４２Ａは一方のディスプレーサピストン２０Ａの圧縮空間２３Ａと連通している。
また、他方のガス通路５１Ｂは他方の再生器４１Ｂと連通し、他方の再生器４１Ｂは他方の冷却器４２Ｂと連通し、他方の冷却器４２Ｂは他方のディスプレーサピストン２０Ｂの圧縮空間２３Ｂと連通している。
ロッドの一端側は大径ロッド２４Ａ、２４Ｂ、ロッドの他端側は小径ロッド２５Ａ、２５Ｂで構成され、大径ロッド２４Ａ、２４Ｂはディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂに固定され、小径ロッド２５Ａ、２５Ｂは板バネ２６Ａ、２６Ｂに連結されている。
容器端部１２Ａ、１２Ｂは、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂ、リニア発電機３０Ａ、３０Ｂを内部に収容する。
以上のように、一方のスターリングエンジンは、ディスプレーサピストン２０Ａ、パワーピストン２１Ａ、加熱部である熱交換器５０、再生器４１Ａ、及び冷却器４２Ａによって構成され、他方のスターリングエンジンは、ディスプレーサピストン２０Ｂ、パワーピストン２１Ｂ、加熱部である熱交換器５０、再生器４１Ｂ、及び冷却器４２Ｂによって構成されている。
【００１２】
上記構成において、熱交換器５０での加熱によって、封入されている気体が膨張してディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂを端板１８から離間する方向（端部方向）へ移動させる。ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの端部方向への移動によって、圧縮空間２３Ａ、２３Ｂにあるガスが圧縮されてパワーピストン２１Ａ、２１Ｂを端部方向へ移動させる。パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの端部方向への移動によって、気体はディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの膨張空間２２Ａ、２２Ｂから、熱交換器５０、再生器４１Ａ、４１Ｂ、及び冷却器４２Ａ、４２Ｂを通過してディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂとパワーピストン２１Ａ、２１Ｂとの間の圧縮空間２３Ａ、２３Ｂに移動する。そしてディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの端板１８に近接する方向（中心方向）への移動によって圧縮空間２３Ａ、２３Ｂが低圧になることで、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂは中心方向へ移動する。パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの中心方向への移動によって、圧縮空間２３Ａ、２３Ｂの気体は、冷却器４２Ａ、４２Ｂ、再生器４１Ａ、４１Ｂ、及び熱交換器５０を通過して、膨張空間２２Ａ、２２Ｂに移動する。
このように、熱交換器５０での加熱と冷却器４２Ａ、４２Ｂでの冷却によって、気体は膨張収縮を行いながら膨張空間２２Ａ、２２Ｂと圧縮空間２３Ａ、２３Ｂを往復することで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂを移動させるとともに、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂを移動させる。そして、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの移動によって発電を行うことができる。
なお、本実施例による一対のスターリングエンジンは、同期運転させることが好ましい。
【００１３】
次に、本実施例による電気回収エンジンの吸熱用熱交換器について、図４及び図５を用いて説明する。
吸熱用熱交換器６０は排熱ガスダクト７１の煙道中に設けられる。吸熱用熱交換器６０は二重管シェルで構成され、二重管シェル内には排ガスを流す複数のチューブ６１が設けられている。チューブ６１の外周空間６２が熱媒体の通路となり、この熱媒体の通路は、導入口６３と導出口６４を備えている。二重管シェルの外径は排熱ガスダクト７１よりも大きく、チューブ６１の総断面積を排熱ガスダクト７１の断面積よりも大きくすることで、吸熱用熱交換器６０を通過する排ガスの流通抵抗を小さくしている。また、導入口６３を排ガス流れの下流側に、導出口６４を排ガス流れの上流側に配置することで、熱媒体の流れと排ガス流れが対向流となるように構成されている。
なお、導入口６３は図１から図３に示す熱媒体導出口１４と配管で接続され、導出口６４は図１から図３に示す熱媒体導入口１３と配管で接続されており、熱媒体であるオイルは、吸熱用熱交換器６０と熱交換器５０とを循環する。
【００１４】
次に、本実施例による電気回収エンジンの他の吸熱用熱交換器について、図６及び図７を用いて説明する。
図６は同電気回収エンジンの他の吸熱用熱交換器を示す断面図、図７は図６におけるＸ−Ｘ線による断面図である。
吸熱用熱交換器８０は排熱ガスダクト７１の煙道中に設けられる。吸熱用熱交換器８０は二重管シェルで構成され、二重管シェル内の内周部には排ガスの流路空間が形成され、この排ガスの流路空間にフィン８１が設けられている。フィン８１は、複数の平板で構成され、それぞれの平板は、二重管シェルの管軸方向を長手方向として、内管に放射状に立設されている。二重管シェル内の外周部には、螺旋状の熱媒体通路８２が形成されている。排ガスの流路空間における伝熱面積が十分である場合は、フィン８１を設けることなく、排ガスの流路空間を貫通穴で構成してもよい。熱媒体通路８２は、導入口８３と導出口８４を備えている。二重管シェルの外径は排熱ガスダクト７１よりも大きく、フィン８１間の排ガス流路の総断面積を排熱ガスダクト７１の断面積よりも大きくすることで、吸熱用熱交換器８０を通過する排ガスの流通抵抗を小さくしている。また、導入口８３を排ガス流れの下流側に、導出口８４を排ガス流れの上流側に配置することで、熱媒体の流れと排ガス流れが対向流となるように構成されている。
なお、導入口８３は図１から図３に示す熱媒体導出口１４と配管で接続され、導出口８４は図１から図３に示す熱媒体導入口１３と配管で接続されており、熱媒体であるオイルは、吸熱用熱交換器８０と熱交換器５０とを循環する。
【００１５】
以下本発明の他の実施例による電気回収エンジンについて図面とともに詳細に説明する。
図８は本実施例による電気回収エンジンの概念構成図、図９は同電気回収エンジンの外観要部斜視図である。
本実施例による電気回収エンジンについても、一方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン１２０Ａと、他方のスターリングエンジンのディスプレーサピストン１２０Ｂとを対向させて配置し、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの軸方向にはパワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂが同軸上に配置されている。
ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂは、シリンダ部１１９Ａ、１１９Ｂ内に配置されている。
パワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂには、リニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂを取り付けている。
ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの外周部には、再生器１４１Ａ、１４１Ｂ及び冷却器１４２Ａ、１４２Ｂを備えている。再生器１４１Ａ、１４１Ｂ及び冷却器１４２Ａ、１４２Ｂは、リング状に構成されている。冷却器１４２Ａ、１４２Ｂには、冷却水導入口１１５Ａ、１１５Ｂと冷却水導出口１１６Ａ、１１６Ｂが接続されている。
ディスプレーサピストン１２０Ａの膨脹空間１２２Ａは、シリンダ部１１９Ａ、端板１１８Ａ、及びディスプレーサピストン１２０Ａのピストンヘッドによって形成している。また、ディスプレーサピストン１２０Ｂの膨脹空間１２２Ｂは、シリンダ部１１９Ｂ、端板１１８Ｂ、及びディスプレーサピストン１２０Ｂのピストンヘッドによって形成している。
【００１６】
熱交換器１５０は、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの端板１１８Ａと、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの端板１１８Ｂとの間に配置している。冷却器１４２Ａ、１４２Ｂは、シリンダ部１１９Ａ、１１９Ｂの端部に配置し、再生器１４１Ａ、１４１Ｂは熱交換器１５０と冷却器１４２Ａ、１４２Ｂとの間に配置している。
熱交換器１５０は、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの膨張空間１２２Ａと連通する一方のガス通路１５１Ａと、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの膨張空間１２２Ｂと連通する他方のガス通路１５１Ｂと、一方のガス通路１５１Ａ及び他方のガス通路１５１Ｂを加熱する熱媒体通路１５２とを形成している。このように熱交換器１５０は、一方のガス通路１５１Ａと他方のガス通路１５１Ｂとを一体に構成することで、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結しており、ユニット化されている。なお、熱媒体通路１５２は、工場に設置され、又は車輌が搭載している排気ガス通路や排熱ダクトを直接利用するものであってもよく、熱媒体通路１５２には排気ガスが熱媒体として流れる。
熱交換器１５０は、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを、対向する一対のディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの間に配置し、熱媒体通路１５２を流れるガスの流れ方向を、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの軸に直交する方向としている。
本実施例では、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを排熱ガスダクト１７１内に配置している。ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂは、複数の直管で構成し、それぞれの直管を円弧状に配置している。
本実施例による熱交換器１５０は、一方のガス通路１５１Ａは他方の再生器１４１Ｂと連通し、他方の再生器１４１Ｂは他方の冷却器１４２Ｂと連通し、他方の冷却器１４２Ｂは他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの圧縮空間１２３Ｂと連通している。
また、他方のガス通路１５１Ｂは一方の再生器１４１Ａと連通し、一方の再生器１４１Ａは一方の冷却器１４２Ａと連通し、一方の冷却器１４２Ａは一方のディスプレーサピストン１２０Ａの圧縮空間１２３Ａと連通している。
本実施例による電気回収エンジンは、それぞれのディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれ制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂを取り付け、それぞれの制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂによって、一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させる。
【００１７】
上記構成において、熱交換器１５０での加熱によって、封入されている気体が膨張してディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂを端板１１８Ａ、１１８Ｂから離間する方向（端部方向）へ移動させる。
ここで、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの端部方向への移動によって、圧縮空間１２３Ａにあるガスが圧縮されてパワーピストン１２１Ａを端部方向へ移動させる。パワーピストン１２１Ａの端部方向への移動によって、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの膨張空間１２２Ｂにある気体が、熱交換器１５０、再生器１４１Ａ、及び冷却器１４２Ａを通過してディスプレーサピストン１２０Ａとパワーピストン１２１Ａとの間の圧縮空間１２３Ａに移動する。そしてディスプレーサピストン１２０Ａの端板１１８Ａに近接する方向（中心方向）への移動によって圧縮空間１２３Ａが低圧になることで、パワーピストン１２１Ａは中心方向へ移動する。パワーピストン１２１Ａの中心方向への移動によって、一方の圧縮空間１２３Ａの気体は、冷却器１４２Ａ、再生器１４１Ａ、及び熱交換器１５０を通過して、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの膨張空間１２２Ｂに移動する。
また、他方のディスプレーサピストン１２０Ｂの端部方向への移動によって、圧縮空間１２３Ｂにあるガスが圧縮されてパワーピストン１２１Ｂを端部方向へ移動させる。パワーピストン１２１Ｂの端部方向への移動によって、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの膨張空間１２２Ａにある気体は、熱交換器１５０、再生器１４１Ｂ、及び冷却器１４２Ｂを通過してディスプレーサピストン１２０Ｂとパワーピストン１２１Ｂとの間の圧縮空間１２３Ｂに移動する。そしてディスプレーサピストン１２０Ｂの中心方向への移動によって圧縮空間１２３Ｂが低圧になることで、パワーピストン１２１Ｂは中心方向へ移動する。パワーピストン１２１Ｂの中心方向への移動によって、他方の圧縮空間１２３Ｂの気体は、冷却器１４２Ｂ、再生器１４１Ｂ、及び熱交換器１５０を通過して、一方のディスプレーサピストン１２０Ａの膨張空間１２２Ａに移動する。
【００１８】
このように、熱交換器５０での加熱と冷却器４２Ａ、４２Ｂでの冷却によって、気体は膨張収縮を行いながら膨張空間２２Ａ、２２Ｂと圧縮空間２３Ａ、２３Ｂを往復することで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂを移動させるとともに、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂを移動させる。そして、パワーピストン２１Ａ、２１Ｂの移動によって発電を行うことができる。
特に、本実施例では、一方のスターリングエンジンの膨張空間１２２Ａから導出させたガスを同じスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ａに戻すことなく、対向する他方のスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ｂに導き、他方のスターリングエンジンの膨張空間１２２Ｂから導出させたガスを同じスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ｂに戻すことなく、対向する一方のスターリングエンジンの圧縮空間１２３Ａに導くため、ガス通路１５１Ａ、１５１ＢをＵ字状に曲げる必要が無く、流路抵抗の少ないガス通路とすることができ、効率が高まるとともに、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを直管で構成できるため、Ｕ字部のような曲げ部分がある場合と比較して耐久性を向上させることができる。
【００１９】
以下本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンについて図面とともに説明する。
図１０から図１２は、それぞれ異なる実施例による電気回収エンジンの概念構成図である。下記の説明においては、図８と同一機能を有する構成には同一符号を付して説明を省略する。
図１０に示す実施例は、図８に示す実施例における制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂの代わりに、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの往復運動をリニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂに取り付けたパワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂから電気的に制御するものであり、リニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂの負荷制御を行う同期制御部１９０を設けている。
図１１に示す実施例は、図８に示す実施例におけるリニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂの代わりに、クランク機構２０１Ａ、２０１Ｂを介して回転式発電機２００Ａ、２００Ｂを設けたものである。
図１２に示す実施例は、図１１に示す実施例における制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂの代わりに、クランク機構２０１Ａ、２０１Ｂを介してディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂを回転式発電機２００Ａ、２００Ｂに接続し、更に、回転式発電機２００Ａ、２００Ｂの負荷制御を行う同期制御部１９０を設けたものである。
図１０から図１２に示す実施例による電気回収エンジンは、それぞれの構成によって一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させる。
なお、図８及び図９に示した同期運転のための構成、及び図１０から図１２に示した同期運転のための構成は、図１から図３に示した実施例に適用することができる。
【００２０】
本実施例による電気回収エンジンは、一方のディスプレーサピストン２０Ａ、１２０Ａの膨張空間２２Ａ、１２２Ａと連通する一方のガス通路５１Ａ、１５１Ａと、他方のディスプレーサピストン２０Ｂ、１２０Ｂの膨張空間２２Ｂ、１２２Ｂと連通する他方のガス通路５１Ｂ、１５１Ｂと、一方のガス通路５１Ａ、１５１Ａ及び他方のガス通路５１Ｂ、１５１Ｂを加熱する熱媒体通路５２、１５２とを形成する熱交換器５０、１５０によって、一方のスターリングエンジンと他方のスターリングエンジンとを連結してユニット化したことで、２つの別々のスターリングエンジンと比較してシンプルな構成とすることができる。また、熱交換器５０、１５０の両側にスターリングエンジンが配置されるため、例えば、熱交換器５０、１５０を煙道中に配置してスターリングエンジンを煙道から突出させて施工できるため、排熱ガスダクトなどの煙道への施工性が良い。
本実施例による電気回収エンジンは、熱媒体通路５２に流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたことで、特に低温排熱を利用する場合に、伝熱面積が小さくても十分な熱回収を行うことができ、熱交換器のデッドスペースを少なくすることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、熱交換器５０を、一方のディスプレーサピストン２０Ａのピストンヘッド側の外周部と、他方のディスプレーサピストン２０Ｂのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したことで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの膨張空間２３Ａ、２３Ｂの外周を加熱できるので熱効率を高めることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、熱媒体通路５２を、対向する一対のディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの間には配置せず、熱媒体通路５２に熱媒体を導入する導入口１３と、熱媒体通路５２から熱媒体を導出する導出口１４とを熱交換器５０の外周面に配置したことで、ディスプレーサピストン２０Ａ、２０Ｂの軸方向の長さを短くできる。
本実施例による電気回収エンジンは、排熱ガスダクト７１に設けた吸熱用熱交換器６０、８０と、吸熱用熱交換器６０、８０と熱交換器５０とを熱媒体が循環する配管とを設けたことで、高い熱効率で排熱を利用することができるとともに、スターリングエンジンを排熱ガスダクトの配置に影響されずに施工できるために、施工性が良い。
本実施例による電気回収エンジンは、一方のガス通路１５１Ａを、他方のスターリングエンジンの再生器１４１Ｂと連通させ、他方のガス通路１５１Ｂを、一方のスターリングエンジンの再生器１４１Ａと連通させたことで、ガス通路１５１Ａ、１５１ＢをＵ字状に曲げる必要が無く、流路抵抗の少ないガス通路１５１Ａ、１５１Ｂとすることができ、効率が高まるとともに、Ｕ字部のような曲げ部分がある場合と比較して耐久性を向上させることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、ガス通路１５０を、対向する一対のディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの間に配置し、熱媒体通路１５２を流れるガスの流れ方向を、ディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂの軸に直交する方向としたことで、排熱ガスダクト１７１のような煙道に施工した場合に、煙道を流れるガスの排熱を効率よく回収することができる。
本実施例による電気回収エンジンは、ガス通路１５１Ａ、１５１Ｂを複数の直管で構成し、それぞれの直管をリング状に配置したことで、排熱ガスダクト１７１のような煙道を流れるガス流に対する抵抗を小さくでき、効率よく熱回収を行うことができる。
本実施例による電気回収エンジンは、一対のスターリングエンジンを０度の位相で同期運転させることで、一対のスターリングエンジンの同期運転によって低振動化を図ることができる。
本実施例による電気回収エンジンは、それぞれのパワーピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれリニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂを取り付け、それぞれのディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれ制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂを取り付けたことで、回転式発電機２００Ａ、２００Ｂと比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれの制御モータによって同期を容易に行うことができる。
本実施による電気回収エンジンは、一方のパワーピストン１２１Ａ及び一方のディスプレーサピストン１２０Ａには一方のリニア発電機１３０Ａを取り付け、他方のパワーピストン１２１Ｂ及び他方のディスプレーサピストン１２０Ｂには他方のリニア発電機１３０Ｂを取り付けたことで、リニア発電機１３０Ａ、１３０Ｂを用いることで回転式発電機２００Ａ、２００Ｂと比較して伝達ロスが少なく高効率な電気回収が行えるとともに、それぞれのリニア発電機の負荷を一定に保つことで同期を容易に行うことができる。
本実施による電気回収エンジンは、それぞれのパワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂにはそれぞれ回転式発電機２００Ａ、２００Ｂを取り付け、それぞれのディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂにはそれぞれ制御モータ１８０Ａ、１８０Ｂを取り付けたことで、パワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂとディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
本実施例による電気回収エンジンは、一方のパワーピストン１２１Ａ及び一方のディスプレーサピストン１２０Ａには一方の回転式発電機２００Ａを取り付け、他方のパワーピストン１２１Ｂ及び他方のディスプレーサピストン１２０Ｂには他方の回転式発電機２００Ｂを取り付けたものである。本実施の形態によれば、パワーピストン１２１Ａ、１２１Ｂとディスプレーサピストン１２０Ａ、１２０Ｂとの位相が固定されているので同期を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の電気回収エンジンは、工場排熱のみならず、自動車や船舶等のエンジンの排熱にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例による電気回収エンジンの外観斜視図
【図２】同電気回収エンジンの要部断面斜視図
【図３】同電気回収エンジンの断面図
【図４】同電気回収エンジンの吸熱用熱交換器を示す断面図
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線による断面図
【図６】本実施例による電気回収エンジンの他の吸熱用熱交換器を示す断面図
【図７】図６におけるＸ−Ｘ線による断面図
【図８】本発明の他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【図９】同電気回収エンジンの外観要部斜視図
【図１０】本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【図１１】本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【図１２】本発明の更に他の実施例による電気回収エンジンの概念構成図
【符号の説明】
【００２３】
２０Ａ、２０Ｂ ディスプレーサピストン
２１Ａ、２１Ｂ パワーピストン
２２Ａ、２２Ｂ 膨脹空間
３０Ａ、３０Ｂ リニア発電機
４１Ａ、４１Ｂ 再生器
４２Ａ、４２Ｂ 冷却器
５０ 熱交換器
１２０Ａ、１２０Ｂ ディスプレーサピストン
１２１Ａ、１２１Ｂ パワーピストン
１２２Ａ、１２２Ｂ 膨脹空間
１３０Ａ、１３０Ｂ リニア発電機
１４１Ａ、１４１Ｂ 再生器
１４２Ａ、１４２Ｂ 冷却器
１５０ 熱交換器
１８０Ａ、１８０Ｂ 制御モータ
１９０ 同期制御部
２００Ａ、２００Ｂ 回転式発電機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレーサピストンとパワーピストンとを同軸上に配置した一対のスターリングエンジンを備え、前記スターリングエンジンはそれぞれが再生器と冷却器とを有し、
一方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンと、他方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンとを対向させて配置した電気回収エンジンであって、
一方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する一方のガス通路と、他方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する他方のガス通路と、一方の前記ガス通路及び他方の前記ガス通路を加熱する熱媒体通路とを形成する熱交換器によって、一方の前記スターリングエンジンと他方の前記スターリングエンジンとを連結してユニット化したことを特徴とする電気回収エンジン。
【請求項２】
前記熱媒体通路を流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたことを特徴とする請求項１に記載の電気回収エンジン。
【請求項３】
前記熱交換器を、一方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部と、他方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したことを特徴とする請求項２に記載の電気回収エンジン。
【請求項４】
前記熱媒体通路に前記熱媒体を導入する導入口と、前記熱媒体通路から前記熱媒体を導出する導出口とを前記熱交換器の外周面に配置し、前記熱媒体通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間には配置しないことを特徴とする請求項３に記載の電気回収エンジン。
【請求項５】
排熱ガスダクトに設けた吸熱用熱交換器と、前記吸熱用熱交換器と前記熱交換器とを前記熱媒体が循環する配管とを設けたことを特徴とする請求項２に記載の電気回収エンジン。
【請求項６】
一方の前記ガス通路を、他方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させ、他方の前記ガス通路を、一方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させたことを特徴とする請求項１に記載の電気回収エンジン。
【請求項７】
前記ガス通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間に配置し、前記熱媒体通路を流れるガスの流れ方向を、前記ディスプレーサピストンの軸に直交する方向としたことを特徴とする請求項６に記載の電気回収エンジン。
【請求項８】
前記ガス通路を、複数の直管で構成し、それぞれの前記直管を円弧状に配置したことを特徴とする請求項６に記載の電気回収エンジン。
【請求項９】
一対の前記スターリングエンジンを０度の位相で同期運転させることを特徴とする請求項１に記載の電気回収エンジン。
【請求項１０】
それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれリニア発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１１】
一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方のリニア発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方のリニア発電機を取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１２】
それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれ回転式発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１３】
一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方の回転式発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方の回転式発電機を取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１】
ディスプレーサピストンとパワーピストンとを同軸上に配置した一対のスターリングエンジンを備え、前記スターリングエンジンはそれぞれが再生器と冷却器とを有し、
一方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンと、他方の前記スターリングエンジンの前記ディスプレーサピストンとを対向させて配置した電気回収エンジンであって、
一方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する一方のガス通路と、他方の前記ディスプレーサピストンの膨張空間と連通する他方のガス通路と、一方の前記ガス通路及び他方の前記ガス通路を加熱する熱媒体通路とを形成する熱交換器によって、一方の前記スターリングエンジンと他方の前記スターリングエンジンとを連結してユニット化したことを特徴とする電気回収エンジン。
【請求項２】
前記熱媒体通路を流れる熱媒体としてオイル又は溶融塩を用いたことを特徴とする請求項１に記載の電気回収エンジン。
【請求項３】
前記熱交換器を、一方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部と、他方の前記ディスプレーサピストンのピストンヘッド側の外周部とに、リング状に配置したことを特徴とする請求項２に記載の電気回収エンジン。
【請求項４】
前記熱媒体通路に前記熱媒体を導入する導入口と、前記熱媒体通路から前記熱媒体を導出する導出口とを前記熱交換器の外周面に配置し、前記熱媒体通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間には配置しないことを特徴とする請求項３に記載の電気回収エンジン。
【請求項５】
排熱ガスダクトに設けた吸熱用熱交換器と、前記吸熱用熱交換器と前記熱交換器とを前記熱媒体が循環する配管とを設けたことを特徴とする請求項２に記載の電気回収エンジン。
【請求項６】
一方の前記ガス通路を、他方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させ、他方の前記ガス通路を、一方の前記スターリングエンジンの前記再生器と連通させたことを特徴とする請求項１に記載の電気回収エンジン。
【請求項７】
前記ガス通路を、対向する一対の前記ディスプレーサピストンの間に配置し、前記熱媒体通路を流れるガスの流れ方向を、前記ディスプレーサピストンの軸に直交する方向としたことを特徴とする請求項６に記載の電気回収エンジン。
【請求項８】
前記ガス通路を、複数の直管で構成し、それぞれの前記直管を円弧状に配置したことを特徴とする請求項６に記載の電気回収エンジン。
【請求項９】
一対の前記スターリングエンジンを０度の位相で同期運転させることを特徴とする請求項１に記載の電気回収エンジン。
【請求項１０】
それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれリニア発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１１】
一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方のリニア発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方のリニア発電機を取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１２】
それぞれの前記パワーピストンにはそれぞれ回転式発電機を取り付け、それぞれの前記ディスプレーサピストンにはそれぞれ制御モータを取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【請求項１３】
一方の前記パワーピストン及び一方の前記ディスプレーサピストンには一方の回転式発電機を取り付け、他方の前記パワーピストン及び他方の前記ディスプレーサピストンには他方の回転式発電機を取り付けたことを特徴とする請求項９に記載の電気回収エンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２８１２９４（Ｐ２０１０−２８１２９４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３６７８３（Ｐ２００９−１３６７８３）
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）「国等の委託研究の成果に係る特許出願（エネルギー使用合理化技術戦略的開発、エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発、セラミックス製熱交換器と新形式リニア発電機を用いた次世代エンジンの開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）」
【出願人】（５０６０６５７２５）株式会社ｅスター (17)
【出願人】（５０３３６１４００）独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 (453)
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）「国等の委託研究の成果に係る特許出願（エネルギー使用合理化技術戦略的開発、エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発、セラミックス製熱交換器と新形式リニア発電機を用いた次世代エンジンの開発、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）」
【出願人】（５０６０６５７２５）株式会社ｅスター (17)
【出願人】（５０３３６１４００）独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 (453)
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