300W級低温度差スターリングエンジンの性能


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 300W級低温度差スターリングエンジンは製作されてから現在まで、数々の改良を施しながら、実験が行われました。これらの実験について、その方法や、得られたエンジン性能の一部を紹介します。



測定装置

 エンジンの性能試験は概ね以下のように行われます。エンジン内に供給される高温熱源には、高温槽により一定の温度に加熱、保温されたエチレングリコールを用い、低熱源には水道水を用います。両熱源とも加圧ポンプにより機関内と恒温槽内を循環させる方式を採用しています。これらの流量は面積流量計を用いて調整します。またエンジン内ガス温度及び熱源温度は、エンジン各部に配置されたK熱電対によって測定し、ハイブリッドレコーダにより表示、記録します。エンジン内圧力は低温空間側の冷却板に取り付けられた圧力センサと、圧縮空間と膨張空間との間に設置された差圧センサで測定します。軸出力は、エンジンの出力軸に取り付けられたプーリにブレーキをかけ、測定された軸トルクとエンジン回転数により算出します。バッファ圧力は、コンプレッサにより加圧された空気をバッファ空間に導き、圧力調整器により所定のバッファ圧力に調整します。


1 Test Engine 2 Air Compressor 3 Pressure Control Valve
4 Constant Temperature Water Bath 5Heater for Heat Source 6Flow Control Valve
7Pomp for Heat Source 8Water Bath 9Flow Control Valve
10Pomp for Coolant Water 11Spring Balancer 12Pressure Transducer of Cold End
13Differential Pressure Gauge 14Strain Amplifier 15Hybrid Recorder
16A/D Converter 17Personal Computer 18Central Control Panel

実験装置系統


実験データ

 300W級低温度差スターリングエンジンの性能の一例を紹介します。

Experimental Conditions
Heat Source:
Fluid Material Ethren Glycol
Temperature 130 degree Celsius
Flow Volume 20 l/min
Heat Sink:
Fluid Material Water
Temperature 15 degree Celsius
Flow Volume 20 l/min

大気圧運転時のエンジン内各部の温度(左)とエンジン出力(右)


300W級低温度差スターリングエンジンの構造


300W級低温度差スターリングエンジン

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