发明名称 史特灵引擎之热系统改良
摘要 一种热循环引擎,其有一热交换器用来将热能自一加热过的外流体透过加热器头转移至工作流体。该热交换器有一组热转移销,每一热转移销有一轴线指向为远离该膨胀汽缸之汽缸壁,或另一种选择为有一组散热片大致与膨胀汽缸之轴线排成一行。该等热转移销之高度和密度可能随依流经方向之距离而变动,且销结构可能由堆叠复数个多孔环与一加热器头接触之方式制造。一环形燃烧器辅助主燃烧室用来供应额外燃料使废气有额外燃烧。一种热循环引擎蓄热器有一无规则纤维结构网成形为填满一指定容积及一材料用来在该纤维结构网间之紧密接触点交联该等纤维。
申请公布号 TW481729 申请公布日期 2002.04.01
申请号 TW090105064 申请日期 2001.03.30
申请人 新动力观念公司 发明人 卡定;葛汤玛;蓝克里;蓝莱恩;诺麦可;欧肯顿
分类号 F02G1/043 主分类号 F02G1/043
代理机构 代理人 黄庆源 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种热循环引擎,其有一活塞在一膨胀汽缸内经历往复线性运动,该膨胀汽缸有一汽缸壁且容纳一工作流体由来自一外热源之热经传导通过一加热器头将其加热,该热循环引擎之改良处包括:一热交换器,其用来将热能自一加热过的外流体透过该加热器头转移至该工作流体,该热交换器包含一组热转移销,其中每一热转移销有一轴线指向为远离该膨胀汽缸之汽缸壁。2.如申请专利范围第1项之热循环引擎,其中每一热转移销之轴线大致垂直于该膨胀汽缸之汽缸壁。3.如申请专利范围第1项之热循环引擎,其更包含复数个分界结构物用来将该组热转移销依空间分隔成数个热转移销小组。4.如申请专利范围第1项之热循环引擎,其中每一热转移销小组内之热转移销具有大致相互平行之轴线。5.如申请专利范围第1项之热循环引擎,其中该组热转移销内之一小组(最多达全组热转移销)所包含之热转移销的特征在于一高度和一直径,该等热转移销从该加热器头延伸至该外流体内。6.如申请专利范围第1项之热循环引擎,其更包含一销衬用来将该加热过的外流体导入一流经内,该流经之特征在于一通过该组热转移销之方向。7.如申请专利范围第6项之热循环引擎,其中该销衬垂直于该加热器头之一尺寸依该流经方向缩减。8.如申请专利范围第6项之热循环引擎,其中该等热转移销具有一依该流径方向加大之横断流径表面积。9.如申请专利范围第6项之热循环引擎,且中该等热转移销具有一依该流径方向加大之族群密度。10.如申请专利范围第6项之热循环引擎,其中该等热转移销之高度和密度随依该流径方向之距离而变动。11.一种热交换器制造方法,该热交换器用来将热能从一加热过的外流体透过一加热器头转移至工作流体,该方法包括:a.铸造出整体浇铸于一镶板上之至少一热转移销阵列;及b.将该热转移销阵列接着于该加热器头。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该接着步骤包含以机械方式使该镶板附着于该加热器头。13.如申请专利范围第11项之方法,其中该接着步骤包含将该热转移销阵列之镶板焊接于该加热器头。14.一种热交换器制造方法,该热交换器用来将热能从一加热过的外流体透过一加热器头转移至工作流体,该方法包括:a.制造复数个多孔环;b.将该等多孔环以与该加热器头接触之方式堆叠;及c.将该等多孔环接着于该加热器头。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该制造步骤包含自一金属片冲压成形该等环。16.一种热循环引擎,其有一活塞在一膨胀汽缸内经历往复线性运动,该膨胀汽缸有一汽缸壁且容纳一工作流体,该工作流体由来自一燃料供应之外燃烧室之废气的热经传导通过一加热器头将其加热,该热循环引擎之改良处包括:a.一热感测器,其用来测量该加热器头之一最高温点的加热器头温度。17.如申请专利范围第16项之热循环引擎,其中该热感测器为一热电偶。18.如申请专利范围第16项之热循环引擎,其更包含一燃料调节器至少以该加热器头达最高温时之温度为基础调节燃料供应。19.一种热循环引擎,其有一活塞在一膨胀汽缸内经历往复线性运动,该膨胀汽缸有一汽缸壁且容纳一工作流体,该工作流体由来自一有燃料供应之外燃烧室之废气的热经传导通过一加热器头将其加热,该热循环引擎之改良处包括:a.一从属环形燃烧器,其用来供应额外燃料使废气有额外燃烧。20.一种热循环引擎之蓄热器,该蓄热器包含:a.一无规则纤维结构网,其成形为填满一指定容积;及b.一材料用来在该结构网之纤维间紧密接触点交联该等纤维。21.如申请专利范围第20项之蓄热器,其中该等纤维为金属。22.如申请专利范围第20项之蓄热器,其中该等纤维为钢丝绒。23.如申请专利范围第20项之蓄热器,其中该纤维交联材料为镍。24.如申请专利范围第20项之蓄热器,其中该等纤维为矽玻璃且该纤维交联材料为原矽酸四乙酯。25.一种热循环引擎之蓄热器,该蓄热器包含:a.一容积,其由一内套管和一外套管(该内套管和外套管为大致共心)及二个平行平面(每一平面大致垂直于该内套管和外套管)定义;b.一无规则纤维结构网,其装在该容积内;及c.一第一筛板和一第二筛板,每一筛板皆耦接于该内套管和外套管二者且卧于该二平行平面其中之一内,藉以将该无规则纤维结构网关在该容积内。26.如申请专利范围第25项之蓄热器,其中该等纤维为钢丝绒。27.一种热循环引擎蓄热器之制造方法,该方法包含:a.以一无规则导电纤维结构网填满一造型模具;b.将该造型模具浸没在一电镀溶液内;及c.以使纤维间紧密接触点有一用来交联该等导电纤维之材料沈积的方式在该溶液与该无规则纤维结构网间施加一电流。28.一种热循环引擎蓄热器之制造方法,该方法包含:a.以一无规则导电纤维结构网填满一造型模具;及b.将该无规则纤维结构网以在纤维间紧密接触点使该等纤维交联之方式烧结。29.一种热循环引擎蓄热器之制造方法,该方法包含:a.将一网状发泡材造形为一指定形状;b.使一陶瓷浆料沈积于该网状发泡材上;c.以使该发泡材烧掉之方式热处理该浆料;及d.烧结该陶瓷。30.一种用来控制有外燃烧室之热循环引擎之加热器头之局部实测温度的方法,该方法包含调节一供予该外燃烧室之燃料流量。31.一种热循环引擎,其有一活塞在一膨胀汽缸内经历往复线性运动,该膨胀汽缸有一纵向轴线和一汽缸壁且容纳一工作流体,该工作流体由来自一外热源的热经传导通过一加热器头将其加热,该热循环引擎之改良处包括:一热交换器,其用来将热能自一加热过的外流体透过该加热器头转移至该工作流体,该热交换器包含一组摺叠式散热片,每一散热片大致以一平行于该膨胀汽缸轴线之方向排列。图式简单说明:图1a至1e描绘一习知之史特灵循环机的运作原理;图2显示依据一本发明较佳实施例之热机之加热器头和燃烧室的侧剖面图;图3为依据一本发明替代实施例,图2加热器头和燃烧室沿着使面内和面外之热销明确显示之一方向取得的另一剖面图,且包括衬着加热器头顶部之内表面和外表面的热转移销;图4为依据一本发明实施例独立浇铸用来组装于一加热器头之热转移销阵列的透视图;图5a为一用来安装热转移销阵列(例如图4所示)铸造扇形体之加热器头的预视透视图;图5b显示一已安装热转移销阵列铸造扇形体之加热器头的顶视透视图,其中销衬已拆下以显示热转移销;图5c为依据一本发明实施例之图3加热器头总成的侧剖面图,图中显示加热器头温度感测器与废气之间的陶瓷绝缘;图6a为依据一本发明实施例之图3加热器头总成的侧剖面图(其中有数个热转移销示意绘出以求清楚显示),图中显示工作流体受驱进入一史特灵循环引擎之蓄热器内时的典型温度梯度;图6b显示与图6a相同之侧剖面图,图中显示附加的热转移销(未依比例),且气流道已拆下以求清楚显示;图7a至7d绘出依据一本发明实施例施加热转移销环以在流体与一加热器头间提供热转移;图8a绘出依据一本发明实施例以电镀一有纤毛原始材料之方式制造一蓄热器。图8b为依据本发明之史特灵循环引擎之蓄热室的剖面图;图9为依据一本发明实施例之燃烧器和热回收总成的侧剖面图;图10a为依据一本发明较佳实施例之史特灵循环引擎之燃料进给歧管的侧剖面图;图10b为取自图10a剖线BB之燃料进给歧管顶视剖面图;图10c为取自图10a剖线AA之燃料进给歧管顶视剖面图,图中显示燃料喷口;图11为图3加热器头总成之侧剖面图(其中有数个热转移销示意绘出以求清楚显示),其依据本发明一替代实施例具备一第二燃烧区;图12a和12b为依据本发明一替代实施例之热循环引擎之燃烧器和热回收总成的侧剖面图;且图13a至13c显示用来在加热器头与废气或工作流体间转移热之摺叠式散热片的替代构造。
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