新 形式 外 燃 機 関 の開 発 -試作第1号エンジンの試験- 横浜製機㈱ 関根宗平 須藤俊美 寺田聡里 NPO 日本スターリングエンジン普及協会 小井田幾夫、海法俊光、鶴野省三 1.はじめに 工場や焼却炉からの排熱や未利用バイオマス、 環を確実にすることで圧力差の拡大とメカニカ ルロスの縮小に取り組む。 また太陽光などを熱源とする外燃機関の実用化 が期待されている。これに応えるものとしてスタ ーリングエンジンがあるが、エンジン本体と加熱 器・冷却器が一体構造であるため、エンジン性能 確保の観点から加熱器・冷却器の容積は可能な限 り小さく、燃焼器もコンパクトに設計されなけれ ばならない。そのため多様な熱源の対応や、設置 する場所に制限があり、コストの関係からも普及 が進んでいない。これらの問題を解決するものと 図1 試作 1 号エンジン して、基本的にはスターリングサイクルエンジン ではあるが、新形式外燃機関の開発を始めた。こ こでは、試作 1 号機(図 1)の作動原理検証のた めの運転状況について述べる。 2.新形式外燃機関の概要 新形式外燃機関は、図2に示すように、大きく 分けて圧力発生部と出力発生部から構成される。 圧力発生部では、弁の開閉で加熱器と圧力差発生 器が導通し作動ガスをブロワで循環させること により等容加熱を行い、冷却器と圧力差発生器と のガス循環により等容冷却を行う。これを交互に 行うことで圧力差を発生させる。出力発生部では、 図2 新形式外燃機関構造原理図 この圧力差をピストンで出力に変える。 表1 運転状況 3.運転状況 項 目 実験値 熱媒温度(℃) 290 は表 1 に示す通りである。なお、加熱器の加熱は 加熱器出口温度(℃) 225 熱媒加熱器によって行った。 冷却器出口温度(℃) 30 運転試験結果として、自立運転時の主要な性能 4.まとめ 運転試験の結果、自立運転でき作動原理が確認 された。今後は、出力の増大を図るため、ガス循 加熱器圧力(MPa) 1.15 冷却器圧力(MPa) 0.97 エンジン回転数(rpm) 72
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