專利名稱：余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回收從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣的熱能的余熱回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
有一種余熱回收裝置，其利用熱機(jī)，回收搭載于小汽車、公共汽車、貨車等車輛上 的內(nèi)燃機(jī)的余熱。作為用于這種用途的余熱回收裝置，例如有理論熱效率優(yōu)良的斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)。在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下技術(shù)在從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣的通路內(nèi)設(shè)置第一斯特林 發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器和第二斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的加熱器，并且將第一斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)配置于廢氣的凈 化催化劑的下游側(cè)，將第二斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)配置于廢氣的凈化催化劑的上游側(cè)?，F(xiàn)有技術(shù)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-187139號(hào)公報(bào)在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的技術(shù)，由于相對(duì)于廢氣的流動(dòng)重疊有各熱交換器的加熱 器，因而在廢氣的流動(dòng)方向上游側(cè)的加熱器回收熱能而溫度降低了的廢氣，被導(dǎo)入廢氣的 流動(dòng)方向下游側(cè)的加熱器。并且，從內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣，由于首先被導(dǎo)入配置于上游側(cè)的加 熱器，因而廢氣難以流入配置于下游側(cè)的加熱器。其結(jié)果，有可能在多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)之間 產(chǎn)生的動(dòng)力存在差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況作出的，其目的在于在利用多個(gè)余熱回收機(jī)回收余熱的情 況下降低各余熱回收機(jī)關(guān)所產(chǎn)生的動(dòng)力的差異。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)余熱回收機(jī)， 具有將從余熱回收對(duì)象排出的熱介質(zhì)的熱能向工作流體賦予的加熱器，通過(guò)上述熱介質(zhì)的 熱能來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力；和熱介質(zhì)通路，至少設(shè)有上述余熱回收機(jī)的個(gè)數(shù)的量，用于使上述熱介質(zhì) 通過(guò)，在上述余熱回收系統(tǒng)中，在各上述熱介質(zhì)通路的內(nèi)部設(shè)置各上述余熱回收機(jī)所具有 的上述加熱器，并且，各上述加熱器從上述熱介質(zhì)的流動(dòng)方向的上游側(cè)向下游側(cè)而配置。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，在上述余熱回收系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，通過(guò)由設(shè)在各上述余 熱回收機(jī)所具有的上述加熱器之間的分隔部件來(lái)將單一的管分隔，構(gòu)成各上述熱介質(zhì)通 路。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，在上述余熱回收系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，在配置于上述熱介質(zhì) 的流動(dòng)方向的上游側(cè)的上述加熱器與設(shè)置了配置于上述熱介質(zhì)的流動(dòng)方向的下游側(cè)的上 述加熱器的上述熱介質(zhì)通路之間，設(shè)有絕熱材料。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，在上述余熱回收系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，各上述熱介質(zhì)通路由 分別獨(dú)立的不同的管構(gòu)成。作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，在上述余熱回收系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，各上述加熱器，在與 上述余熱回收機(jī)的輸出軸的中心軸垂直相交的方向上，相互向相反的方向錯(cuò)開(kāi)配置。
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作為本發(fā)明的優(yōu)選方式，在上述余熱回收系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，多個(gè)上述余熱回收機(jī) 的各輸出軸被相互連結(jié)。本發(fā)明在利用多個(gè)熱回收機(jī)回收余熱的情況下，能減少各余熱回收機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng) 力之差。


圖1是表示實(shí)施例1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖2是表示實(shí)施例1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)所具備的空氣軸承的結(jié)構(gòu)例以及在活塞的支 承中使用的近似直線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖3-1是表示利用實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)執(zhí)行搭載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的余熱回 收時(shí)的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖3-2是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)搭載于車輛上的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖3-3是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)搭載于車輛上的狀態(tài)的主視圖。圖4是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)中的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的連結(jié)方法的示意 圖。圖5是表示構(gòu)成實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的另一結(jié)構(gòu)例的示意 圖。圖6是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)的俯視圖。圖7是實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。圖8是表示實(shí)施例1的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖9是實(shí)施例1的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。圖10是表示實(shí)施例1的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖11是實(shí)施例1的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。圖12是表示實(shí)施例2的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖13是實(shí)施例2的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。圖14是表示實(shí)施例2的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖15是實(shí)施例2的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。圖16是表示實(shí)施例2的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖17是實(shí)施例2的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明l、la、lb、lc、ld、le 余熱回收系統(tǒng)2從動(dòng)軸8連結(jié)軸28、28A、28B、28a、28Aa、28Ba、28b、28Ab、28Bb、28c、28Ac、28Bc、28d、28Ad、28Bd、 28e、28Ae、28Be 排氣通路29、29a、29b 分隔部件30絕熱材料71內(nèi)燃機(jī)100、100A、100B、IOOAa, IOOBa, IOOAbUOOBb, lOOAc、lOOBc、IOOAcU IOOBcU 100Ae、IOOBe斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)101高溫側(cè)氣缸102低溫側(cè)氣缸103高溫側(cè)活塞104低溫側(cè)活塞105、105a、105b、105c、105d、105e 加熱器106再生器107冷卻器108熱交換器110 曲軸114 框體114A 曲柄箱114B 氣紅體200 車輛201 底板
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖的同時(shí)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中，本發(fā)明不由下述說(shuō)明限定。并且， 下述說(shuō)明中的結(jié)構(gòu)要素中包含本領(lǐng)域技術(shù)人員能容易想到的、實(shí)際上相同的結(jié)構(gòu)要素，即 包含所謂均等范圍的結(jié)構(gòu)要素。實(shí)施例1下面，作為余熱回收機(jī)的一例舉出作為外燃機(jī)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。并且，在下面說(shuō)明 利用作為余熱回收機(jī)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)回收搭載于車輛等上的內(nèi)燃機(jī)所排出的廢氣的熱能 的例子，即說(shuō)明了廢氣的回收對(duì)象為內(nèi)燃機(jī)的例子，但余熱的回收對(duì)象不限于此。在本實(shí)施 例中，例如也可以將工廠、機(jī)械設(shè)備或發(fā)電設(shè)施的余熱作為回收對(duì)象。本實(shí)施例具備下述特征其包括回收從內(nèi)燃機(jī)排出的熱介質(zhì)、即廢氣的熱能的多 個(gè)余熱回收機(jī)和熱介質(zhì)通路，所述熱介質(zhì)通路至少設(shè)有余熱回收機(jī)的個(gè)數(shù)的量，使從內(nèi)燃 機(jī)排出的熱介質(zhì)、即廢氣通過(guò)；在各熱介質(zhì)通路的內(nèi)部設(shè)置各余熱回收機(jī)所具備的加熱器， 并且，各加熱器從熱介質(zhì)所流動(dòng)的方向的上游側(cè)向下游側(cè)而進(jìn)行配置。首先，說(shuō)明構(gòu)成本實(shí) 施例的余熱回收系統(tǒng)的余熱回收機(jī)即斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成。圖1是表示實(shí)施例1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的剖視圖。圖2是表示實(shí)施例1的斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)所具備的空氣軸承的結(jié)構(gòu)例以及在活塞的支承中使用的近似直線機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的剖 視圖。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100是所謂的外燃機(jī)，其用于將從作為余熱回收對(duì)象的內(nèi)燃機(jī)一樣的 熱機(jī)等排出的廢氣(相當(dāng)于熱介質(zhì))等所具有的熱能變換成動(dòng)能，作為曲軸110的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)輸出。曲軸110成為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸。其中，曲軸110以旋轉(zhuǎn)軸(余熱回收 機(jī)旋轉(zhuǎn)軸)Zs為中心旋轉(zhuǎn)。余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs是作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸的曲 軸Iio的中心軸。在本實(shí)施例中，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100是α型直列二氣缸斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)100中，收容于作為第一氣缸的高溫側(cè)氣缸101的內(nèi)部的第一活塞即高溫側(cè)活塞103和收容于作為第二氣缸的低溫側(cè)氣缸102的內(nèi)部的第二活塞即低溫側(cè)活塞104串聯(lián)地排列， 即，直列地配置。并且，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100是高溫側(cè)活塞103在高溫側(cè)氣缸101的內(nèi)部往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，低溫側(cè)活塞104在低溫側(cè)氣缸102的內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)式熱機(jī)。高溫側(cè)氣缸101和低溫側(cè)氣缸102直接或間接地被支承的同時(shí)固定在作為基準(zhǔn)體 的基板111上。在本實(shí)施例的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100中，該基板111成為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的 各結(jié)構(gòu)要素的位置基準(zhǔn)。通過(guò)如此構(gòu)成，可確保各上述結(jié)構(gòu)要素的相對(duì)的位置精度。如后文所述，本實(shí)施例的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100，在高溫側(cè)氣缸101和高溫側(cè)活塞103 之間以及低溫側(cè)氣缸102和低溫側(cè)活塞104之間夾有空氣軸承GB。由于通過(guò)在作為基準(zhǔn)體 的基板111上直接或間接地安裝高溫側(cè)氣缸101和低溫側(cè)氣缸102，能精度良好地保持活塞 與氣缸之間的間隙，因而能充分地發(fā)揮空氣軸承GB的功能。并且，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的裝 配也變得容易。在高溫側(cè)氣缸101與低溫側(cè)氣缸102之間，配置有由大致呈U字形的加熱器105、 再生器106和冷卻器107構(gòu)成的熱交換器108。如此，因?qū)⒓訜崞?05形成為大致呈U字 形，在如內(nèi)燃機(jī)的排氣通路內(nèi)一樣的比較狹窄的空間內(nèi)，也能容易配置加熱器105。并且，如 該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100 —樣，通過(guò)直列地配置高溫側(cè)氣缸101和低溫側(cè)氣缸102，即使在如內(nèi) 燃機(jī)的排氣通路一樣的筒狀空間內(nèi)也能比較容易地配置加熱器105。熱交換器108的結(jié)構(gòu) 要素中的至少加熱器105，配置于作為余熱回收對(duì)象的內(nèi)燃機(jī)的排氣通路(相當(dāng)于熱介質(zhì) 通路)28內(nèi)。加熱器105的一方端部與高溫側(cè)氣缸101相連接，另一方端部與再生器106相連 接。再生器106的一方端部與加熱器105相連接，其另一方端部與冷卻器107相連接。冷卻 器107的一方端部與再生器106相連接，另一方端部與低溫側(cè)氣缸102相連接。在高溫側(cè) 氣缸101和低溫側(cè)氣缸102以及熱交換器108內(nèi)密封有工作流體(在本實(shí)施例中為空氣)， 上述工作流體在高溫側(cè)氣缸101與加熱器105之間、加熱器105與再生器106之間、再生器 106與冷卻器107之間以及冷卻器107與低溫側(cè)氣缸102之間流出流入。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，由加熱器105向工作流體賦予廢氣的熱能，并且，在冷卻器107從 工作流體放出熱而構(gòu)成斯特林循環(huán)。由此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生動(dòng)力。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100 所產(chǎn)生的動(dòng)力，從曲軸110輸出。在這里，將高溫側(cè)氣缸101的內(nèi)部且存在工作流體的空間 稱作高溫側(cè)工作空間MSH，將低溫側(cè)氣缸102的內(nèi)部且存在工作流體的空間稱作低溫側(cè)工 作空間MSL。在不區(qū)別兩者的情況下，簡(jiǎn)單稱作工作空間MS。工作空間MS是內(nèi)部的工作流 體被膨脹或壓縮的空間。加熱器105、冷卻器107例如可形成將導(dǎo)熱率高且耐熱性優(yōu)良的材料(例如銅、銅 合金)的管捆束多個(gè)的結(jié)構(gòu)。并且，再生器106可由多孔質(zhì)的蓄熱體構(gòu)成。其中，加熱器 105、冷卻器107以及再生器106的結(jié)構(gòu)不限于該例，可根據(jù)熱源的熱條件、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100的規(guī)格等，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。高溫側(cè)活塞103及低溫側(cè)活塞104，經(jīng)由空氣軸承GB被支承在高溫側(cè)氣缸101和 低溫側(cè)氣缸102內(nèi)。即，形成不使用潤(rùn)滑油而使活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造。由此，減少 活塞與氣缸之間的摩擦而可提高斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的熱效率。并且，通過(guò)減少活塞與氣缸 之間的摩擦，例如即使如從內(nèi)燃機(jī)的廢氣回收熱能的情況一樣，在低熱源、低溫度差的運(yùn)轉(zhuǎn) 條件下進(jìn)行余熱回收的情況下，也能使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)轉(zhuǎn)而回收熱能。
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由于構(gòu)成空氣軸承GB，圖2所示的、高溫側(cè)活塞103與高溫側(cè)氣缸101之間的間隙 tc，跨越高溫側(cè)活塞103及高溫側(cè)氣缸101的整個(gè)外周而成為十?dāng)?shù)ym 數(shù)十μ m。另外， 低溫側(cè)活塞104及低溫側(cè)氣缸102也是相同的結(jié)構(gòu)。高溫側(cè)氣缸101和高溫側(cè)活塞103以 及低溫側(cè)氣缸102和低溫側(cè)活塞104，例如可利用加工容易的金屬材料構(gòu)成。在本發(fā)明中，使氣體(在本實(shí)施例中為與工作流體相同的空氣)a從高溫側(cè)活塞 103及低溫側(cè)活塞104的側(cè)壁上設(shè)置的供氣口 HE流出而形成空氣軸承GB。如圖1、圖2所 示，在高溫側(cè)活塞103及低溫側(cè)活塞104的內(nèi)部，分別形成有高溫側(cè)活塞內(nèi)空間103IR及低 溫側(cè)活塞內(nèi)空間104IR。在高溫側(cè)活塞103上設(shè)有用于向高溫側(cè)活塞內(nèi)空間103IR供給氣體a的氣體導(dǎo)入 口 HI，在低溫側(cè)活塞104上設(shè)有用于向低溫側(cè)活塞內(nèi)空間104IR供給氣體a的氣體導(dǎo)入口 HI。在各氣體導(dǎo)入口 HI上連接有氣體供給管118。氣體供給管118的一端與空氣軸承用 泵117相連接，將從空氣軸承用泵117吐出的氣體a導(dǎo)入到高溫側(cè)活塞內(nèi)空間103IR及低 溫側(cè)活塞內(nèi)空間104IR。被導(dǎo)入到高溫側(cè)活塞內(nèi)空間103IR及低溫側(cè)活塞內(nèi)空間104IR的氣體a，從高溫側(cè) 活塞103及低溫側(cè)活塞104的側(cè)壁上設(shè)置的供給口 HE流出，以形成空氣軸承GB。其中，該 空氣軸承GB是靜壓空氣軸承。另外，本實(shí)施例的空氣軸承GB為靜壓空氣軸承，但也可以利 用動(dòng)壓空氣軸承。高溫側(cè)活塞103、低溫側(cè)活塞104的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由連桿109向作為輸出軸的曲軸 110傳遞，在這里被變換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，連桿109也可以被圖2所示的近似直線機(jī)構(gòu) (例如蚱蜢機(jī)構(gòu)(Grasshoper Mechanism)、瓦特拉桿機(jī)構(gòu))119支承。由此，可使高溫側(cè)活 塞103及低溫側(cè)活塞104大致以直線狀往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如此，通過(guò)近似直線機(jī)構(gòu)119支承連桿109時(shí)，由于高溫側(cè)活塞103的側(cè)向力 FS(向活塞的徑方向的力)幾乎成為0，因而即使通過(guò)負(fù)荷能力較小的空氣軸承GB，也能充 分地支承高溫側(cè)活塞103、低溫側(cè)活塞104。在本實(shí)施例中，通過(guò)近似直線機(jī)構(gòu)119來(lái)支承 側(cè)向力FS的大部分，通過(guò)空氣軸承GB來(lái)支承低溫側(cè)活塞104等的往復(fù)運(yùn)動(dòng)從近似直線運(yùn) 動(dòng)脫離時(shí)產(chǎn)生的量的側(cè)向力FS。如圖1所示，構(gòu)成斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的高溫側(cè)氣缸101、高溫側(cè)活塞103、連桿109、 曲軸110等各結(jié)構(gòu)要素收容在框體114內(nèi)。在這里，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的框體114包含曲 柄箱114A和氣缸體114B而構(gòu)成。框體114內(nèi)，通過(guò)作為框體內(nèi)加壓?jiǎn)卧募訅河帽?15 被加壓。如此，通過(guò)用加壓用泵115對(duì)框體114內(nèi)進(jìn)行加壓，以對(duì)高溫側(cè)工作空間MSH、低溫 側(cè)工作空間MSL以及熱交換器108內(nèi)的工作流體進(jìn)行加壓，能增加工作流體吸取熱能時(shí)的 工作流體的容量。由此，可從作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸的曲軸110輸出更多的輸出 功率。在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生規(guī)定輸出功率的情況下，框體114的內(nèi)部例如被加壓至 規(guī)定的壓力(例如IMPa左右)。因此，需要構(gòu)成為保持曲軸110與框體114之間的氣密性， 將曲軸110的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向框體114的外部輸出。在本實(shí)施例中，如圖1所示，經(jīng)由以非接觸 方式將曲軸110的旋轉(zhuǎn)向從動(dòng)軸(磁耦合器從動(dòng)軸)2傳遞的磁耦合器9，將曲軸110的輸 出功率向框體114的外部輸出。即，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出從磁耦合器9所具有的從動(dòng) 軸2輸出。
如此，從動(dòng)軸2成為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸。從動(dòng)軸2以余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸 Zs為中心旋轉(zhuǎn)。余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs是作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸的從動(dòng)軸2的中 心軸。另外，代替磁耦合器9，也可以在曲軸110和構(gòu)成框體114的曲柄箱114A之間設(shè)置密 封軸承，以保持曲軸110和框體114之間的氣密性。在這里，如圖1所示，也可以設(shè)置使曲軸110的扭矩變化而輸出的作為變換單元的 增速裝置3，將曲軸110的旋轉(zhuǎn)速度增速后向磁耦合器9輸入。由此，由于能使曲軸110的 扭矩降低，因而能抑制磁耦合器9的扭矩傳遞容量。并且，當(dāng)起動(dòng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100時(shí)，將 如電動(dòng)機(jī)一樣的起動(dòng)單元的輸出功率向從動(dòng)軸2輸入而使曲軸110旋轉(zhuǎn)，在這種情況下增 速裝置3起到減速裝置的功能。由此，可抑制磁耦合器9的扭矩傳遞容量。圖1所示的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100，在高溫側(cè)氣缸101 —側(cè)配置有磁耦合器9和增速裝 置9。在這里，在連結(jié)2臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸110的情況下，在低溫側(cè)氣缸102 —側(cè) 也配置磁耦合器(輸入用磁耦合器)91。也可以連結(jié)1臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100所具有的輸入 側(cè)磁耦合器91的從動(dòng)軸和另1臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100所具有的磁耦合器9的從動(dòng)軸2。由 此，可將2臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100所產(chǎn)生的動(dòng)力合成后輸出。在單獨(dú)使用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100 的情況下，磁耦合器9配置于高溫側(cè)氣缸101 —側(cè)或低溫側(cè)氣缸102 —側(cè)中的任一側(cè)即可。圖3-1是表示利用實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)執(zhí)行搭載于車輛上的內(nèi)燃機(jī)的余熱回 收時(shí)的結(jié)構(gòu)例的示意圖。圖3-2是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)搭載于車輛上的狀態(tài)的側(cè) 視圖。圖3-3是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)搭載于車輛上的狀態(tài)的主視圖。本實(shí)施例的 余熱回收系統(tǒng)1具有多臺(tái)(在本實(shí)施例中為2臺(tái))斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B。然后，將各斯 特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的加熱器105配置于作為余熱回收對(duì)象的內(nèi)燃機(jī)71的排氣通路28 的內(nèi)部，回收從內(nèi)燃機(jī)71排出的廢氣Ex的熱能。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的各加熱器，從 廢氣Ex流動(dòng)的方向的上游側(cè)向下游側(cè)而配置。因此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B也從廢氣Ex 流動(dòng)的方向的上游側(cè)向下游側(cè)而配置。在本實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)71例如搭載于小汽車、貨車等車輛200上，作為車輛200的 動(dòng)力源。內(nèi)燃機(jī)71在車輛200的行駛過(guò)程中作為主要的動(dòng)力源而產(chǎn)生動(dòng)力，使車輛200行 駛。另一方面，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B，在廢氣Ex的溫度達(dá)不到一定程度的溫度時(shí)，不能 產(chǎn)生所需最低限度的輸出功率。因此，在本實(shí)施例中，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B，在內(nèi)燃機(jī) 71所排出的廢氣Ex的溫度超過(guò)預(yù)定溫度時(shí)從內(nèi)燃機(jī)71的廢氣Ex回收熱能而產(chǎn)生輸出功 率，與內(nèi)燃機(jī)71 —起使車輛200行駛。如此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B成為車輛200的從 屬動(dòng)力源。在本實(shí)施例中，利用斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B回收的廢氣Ex的熱能，在斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)100AU00B中被變換成動(dòng)能。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的輸出軸之間通過(guò)連結(jié)軸8連 結(jié)。由此，在本實(shí)施例中，將斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的動(dòng)力合成后，從作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100A的輸出軸的從動(dòng)軸2輸出。在從動(dòng)軸2上安裝有作為動(dòng)力斷續(xù)單元的離合器76輸出， 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的輸出功率經(jīng)由離合器76向斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器75傳遞。內(nèi)燃機(jī)71的輸出功率經(jīng)由內(nèi)燃機(jī)71的輸出軸71s向內(nèi)燃機(jī)用變速器74輸入。內(nèi) 燃機(jī)用變速器74將內(nèi)燃機(jī)71的動(dòng)力和從斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器75輸出的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100的動(dòng)力合成后向變速器輸出軸79輸出，經(jīng)由差速齒輪80對(duì)驅(qū)動(dòng)輪81進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在這里，作為動(dòng)力斷續(xù)單元的離合器76設(shè)在內(nèi)燃機(jī)用變速器74和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A之間。在本實(shí)施例中，設(shè)在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器75的輸入軸75s和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100的從動(dòng)軸2之間。離合器76通過(guò)接合、分離來(lái)使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的從動(dòng)軸2和斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器75的輸入軸75s之間的機(jī)械方式的連接斷續(xù)。在這里，離合器76通過(guò) 內(nèi)燃機(jī)ECU (Electronic Control Unit，電子控制設(shè)備)50進(jìn)行控制。離合器76接合時(shí)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的從動(dòng)軸2和內(nèi)燃機(jī)71的輸出軸71s經(jīng)由 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器75及內(nèi)燃機(jī)用變速器74直接結(jié)合。由此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B 所產(chǎn)生的動(dòng)力及內(nèi)燃機(jī)71所產(chǎn)生的動(dòng)力在內(nèi)燃機(jī)用變速器74被合成，從變速器輸出軸79 輸出。另一方面，將離合器76分離時(shí)，內(nèi)燃機(jī)71的輸出軸71s與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的從動(dòng) 軸2分開(kāi)而旋轉(zhuǎn)。如此，在本實(shí)施例中，將構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)1的多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、 100B的動(dòng)力，經(jīng)由斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)用變速器75向內(nèi)燃機(jī)用變速器74輸入，與內(nèi)燃機(jī)71的動(dòng) 力合成后輸出，從而使車輛200行駛。如圖3-2、圖3-3所示，構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B搭載于車 輛200的底板201的路面一側(cè)，即底板下側(cè)。一般來(lái)說(shuō)，由于車輛200的底板下側(cè)狹窄，因 而在將多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B搭載于車輛200的底板下側(cè)的情況下，難以在高度H 方向上并列配置多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B。另一方面，由于在車輛200的長(zhǎng)度L方向 及寬度W方向上有一定程度的富余，因而在車輛200的長(zhǎng)度L方向及寬度W方向上比較容 易地并列配置多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B。并且，搭載于車輛200上的內(nèi)燃機(jī)71的廢氣 Ex所流動(dòng)的方向是車輛200的長(zhǎng)度方向。因此，在車輛200的底板下側(cè)配置多個(gè)斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)100AU00B的情況下，如本實(shí)施例一樣在車輛200的長(zhǎng)度L方向上并列配置是比較合 理的。圖4是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)中的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的連結(jié)方法的示意 圖。構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)1的多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B中，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的磁耦合 器9和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的輸入用磁耦合器91由連結(jié)軸8連結(jié)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的曲軸110與磁耦合器9連結(jié)，并且，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的 輸入用磁耦合器91與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的曲軸110連結(jié)。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100B的曲軸110，經(jīng)由磁耦合器9、連結(jié)軸8、輸入用磁耦合器91，與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的曲 軸110連結(jié)。另外，如上所述，代替磁耦合器9及輸入用磁耦合器91，也可以在曲軸110與圖1 所示的曲柄箱114A之間設(shè)置密封軸承，可從曲柄箱114A直接拿出曲軸110。在這種情況 下，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B的各曲軸110例如通過(guò)聯(lián)軸器連結(jié)。如此，在本實(shí)施例中，各 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的曲軸110之間間接或直接連結(jié)。通過(guò)將各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B所具有的曲軸之間連結(jié)，各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100A、100B所產(chǎn)生的動(dòng)力被合成。被合成的多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B的動(dòng)力，從構(gòu)成斯 特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的磁耦合器9的從動(dòng)軸2輸出后，如上所述地，與內(nèi)燃機(jī)71的動(dòng)力合成。如圖4所示，配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A和配置 于在廢氣Ex流動(dòng)著的方向上比斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A靠下游的一側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B中， 其高溫氣缸101都配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)。由此，溫度高的廢氣Ex在加熱 器105的高溫側(cè)氣缸101 —側(cè)流動(dòng)，因而能有效地對(duì)流入高溫側(cè)氣缸101內(nèi)的工作流體進(jìn) 行加熱。其結(jié)果，由于能使流入高溫側(cè)氣缸101內(nèi)的工作流體的溫度變高，因而提高斯特林
9發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的熱效率。圖5是表示構(gòu)成實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的另一結(jié)構(gòu)例的示意 圖。在該例中，多個(gè)(更具體為2臺(tái))斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B共用曲柄箱114A及曲軸 110。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B配置 于在廢氣Ex流動(dòng)著的方向上比斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A靠下游的一側(cè)上。并且，向廢氣Ex流動(dòng) 著的方向，依次排列有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的高溫側(cè)氣缸101、低溫側(cè)氣缸102、斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)100B的高溫側(cè)氣缸101、低溫側(cè)氣缸102。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A—側(cè)的曲軸110和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B—側(cè)的曲軸110成一 體，曲軸110的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由磁耦合器9而向從動(dòng)軸2傳遞。如此，在本實(shí)施例中，也可以共用 圖3-1等中所示的構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)1的多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的曲柄箱114A及 曲軸110。由此，不需要將多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的輸出軸之間連結(jié)的單元，因而能 減少斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的輸出軸方向的尺寸。在本實(shí)施例中，高溫側(cè)氣缸101、熱交換器108和低溫側(cè)氣缸102的一個(gè)組合構(gòu)成 一個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100，如圖5所示，在共用曲軸110、作為框體一部分的曲柄箱114A的情 況下，設(shè)為有多個(gè)(在圖5的例子中為2個(gè))斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B。接著，對(duì)本實(shí)施例 的余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。下面說(shuō)明中，不討論多臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的輸出軸之 間的連結(jié)構(gòu)造、是否共用框體。圖6是表示實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖7是實(shí)施例1的余熱回收系統(tǒng) 的主視圖。余熱回收系統(tǒng)1具有多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B，其搭載于車輛的底板201和 路面之間，即車輛的底板下側(cè)。構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)1的各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的加熱 器105配置于作為熱介質(zhì)通路的排氣通路28內(nèi)。排氣通路28由第一排氣通路(第一熱介質(zhì)通路)28A和第二排氣通路(第二熱介 質(zhì)通路)28B構(gòu)成，所述第一排氣通路28A，將廢氣Ex向配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游 側(cè)(下面稱作上游側(cè))的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A引導(dǎo)，第二排氣通路28B，將廢氣Ex向配置于 在廢氣Ex流動(dòng)著的方向上比斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A靠下游的一側(cè)(下面稱作下游側(cè))的斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)100B引導(dǎo)。如此，排氣通路28至少設(shè)有多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的個(gè)數(shù)的 量。在這里，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B都是與圖1所示的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100相同的結(jié)構(gòu)，記 號(hào)A、B用于區(qū)別上游側(cè)和下游側(cè)。在本實(shí)施例中，構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B，向廢氣Ex流動(dòng) 著的方向，依次以串聯(lián)并排的方式排列有斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的高溫側(cè)氣缸101、低溫側(cè)氣 缸102、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的高溫側(cè)氣缸101、低溫側(cè)氣缸102。S卩，各氣缸中心軸Zc相對(duì) 于余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs幾乎成為相同的角度。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的高溫側(cè)氣缸101 都配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)。并且，各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的余熱回收機(jī) 旋轉(zhuǎn)軸Zs配置成，與廢氣Ex的流動(dòng)的方向大致平行。并且，多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B, 由于如上所述地相互連結(jié)各輸出軸之間，因而多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的輸出軸的中 心軸，即余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs變得相同。由此，能減少長(zhǎng)度方向(余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs方 向)以及寬度方向(與余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs及氣缸中心軸Zc垂直相交的方向)的尺寸。在該余熱回收系統(tǒng)1中，在從余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs的方向觀察斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100A、100B的情況下，加熱器105配置成與氣缸中心軸Zc大致平行。即，加熱器105的中心
10軸Zh與氣缸中心軸Zc大致平行地配置。因此，在從余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs的方向觀察斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的情況下，如圖7所示，配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器 105被配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105隱藏。因此，用單一的管形成排氣 通路28，并且將斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的加熱器配置于單一的管中時(shí)，廢氣難以流入配 置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105。其結(jié)果，在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A和斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)100B之間，有可能產(chǎn)生動(dòng)力差。因此，在本實(shí)施例中，在上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105與下游側(cè)的斯 特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105之間，設(shè)置分隔部件29。由此，通過(guò)分隔部件29分隔由單 一的管構(gòu)成的排氣通路28的內(nèi)部，從而在由單一的管構(gòu)成的排氣通路28的內(nèi)部，構(gòu)成第一 排氣通路28A和第二排氣通路28B。然后，廢氣Ex同時(shí)流入第一排氣通路28A的入口 2811 和第二排氣通路28B的入口 2812，并流入到各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B的加熱器105后，同 時(shí)從第一排氣通路28A的出口 28W1和第二排氣通路28B的出口 28W2流出。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，由于同時(shí)向第一排氣通路28A和第二排氣通路28B分別單獨(dú)地 導(dǎo)入廢氣Ex，因而向上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105及下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100B的加熱器105供給的廢氣Ex成為分別相同程度的溫度。其結(jié)果，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A 和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B所產(chǎn)生的動(dòng)力成為相同程度，從而可減少兩者的動(dòng)力差。由此，在如 余熱回收系統(tǒng)1 一樣將多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的動(dòng)力合成后輸出的情況下，可不需 要吸收各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的動(dòng)力差的機(jī)構(gòu)，或可將其形成簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。分隔部件29只要設(shè)在配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105與配置于 下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105之間即可。即，分隔部件29只要架設(shè)在配置于 上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105的低溫側(cè)氣缸102 —側(cè)與配置于下游側(cè)的斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105的高溫側(cè)氣缸101 —側(cè)之間(圖6的A、B所示的部分)即可。 但是，如本實(shí)施例一樣，在配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105的側(cè)部及配置 于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105的側(cè)部都設(shè)置分隔部件29時(shí)，能使廢氣Ex更 可靠地分支而向各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的加熱器導(dǎo)入。另外，在將圖1所示的再生器 106向第一排氣通路28A以及第二排氣通路28B的內(nèi)部配置的情況下，優(yōu)選的是在再生器 106的側(cè)部也設(shè)置分隔部件29。特別是，在本實(shí)施例中，第二排氣通路28B與配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A 的加熱器105相鄰而設(shè)置，并且，第一排氣通路28A與配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B 的加熱器105相鄰而設(shè)置。因此，通過(guò)還將分隔部件29設(shè)在加熱器105的側(cè)部，可抑制各 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B的加熱器與在第一排氣通路28A流動(dòng)的廢氣Ex或在第二排氣通 路28B流動(dòng)的廢氣Ex之間的接觸。S卩，在第二排氣通路28B中，由于可抑制配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加 熱器105與在第二排氣通路28B流動(dòng)的廢氣Ex之間的接觸，因而廢氣Ex在最大限度地抑 制溫度降低的狀態(tài)下向配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105流入。并且，在第 一排氣通路28A中，由于通過(guò)了配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105后的溫度 降低了的廢氣Ex與配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105之間的接觸被抑制， 因而可抑制下游側(cè)的加熱器105的溫度降低。其結(jié)果，能更加可靠地減少多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng) 機(jī)100AU00B的動(dòng)力差。
并且，在配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)的加熱器105、和設(shè)置了配置于廢 氣Ex流動(dòng)著的方向的下游側(cè)的加熱器105的熱介質(zhì)通路，即第二排氣通路28B之間，也可 以設(shè)置絕熱材料30(在以下例子中也相同)。由此，可抑制在第二排氣通路28B流動(dòng)的廢 氣Ex的熱向與第二排氣通路28B相鄰而設(shè)置的、配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加 熱器105移動(dòng)。其結(jié)果，由于能更加可靠地抑制向配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加 熱器105流入的廢氣Ex的溫度降低，因而能更加可靠地減少多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B 的動(dòng)力差。其中，絕熱材料30既可以設(shè)在第二排氣通路28B —側(cè)，又可以設(shè)在配置于上游 側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105 —側(cè)上。并且，也可以在分隔部件29本身上設(shè)置絕 熱構(gòu)造。并且，在第一排氣通路28A與配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105相 鄰的部分上，由配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A的加熱器105回收熱能，流動(dòng)著溫度降 低了的廢氣Ex。在配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的下游側(cè)的加熱器105與設(shè)置了配置于廢 氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)的加熱器105的熱介質(zhì)通路，即第一排氣通路28A之間，也可 以設(shè)置絕熱材料30 (在以下例子中也相同)。由此，可抑制流入配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105的廢氣Ex的 熱被在第一排氣通路28A流動(dòng)著的溫度降低了的廢氣Ex奪取。其結(jié)果，由于可抑制斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的各加熱器105的溫度差，因而能更加可靠地減少多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 100AU00B的動(dòng)力差。其中，該絕熱材料既可以設(shè)在第一排氣通路28A—側(cè)，又可以設(shè)在配 置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100B的加熱器105 —側(cè)。并且，也可以將分隔部件29本身構(gòu) 成為絕熱構(gòu)造。分隔部件29例如為板狀的部件，其可以安裝在排氣通路28的內(nèi)部，也可以安裝在 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B上。在將分隔部件29安裝在排氣通路的內(nèi)部的情況下，例如通過(guò) 焊接等方式安裝在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100AU00B的與加熱器105相對(duì)的一側(cè)的排氣通路內(nèi)壁面 上。并且，在將分隔部件29安裝在斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B上的情況下，例如在加熱器105 上固定分隔部件29，或在圖1所示的基板111上固定分隔部件29。余熱回收系統(tǒng)1具有2臺(tái)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100A、100B，但斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)不限于 此。作為熱介質(zhì)通路的排氣通路28，根據(jù)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)至少被分隔成斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) 的個(gè)數(shù)的量。(第一變形例)圖8是表示實(shí)施例1的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖9是實(shí)施例1的 第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。本變形例為與上述實(shí)施例1大致相同的結(jié)構(gòu)，不同 點(diǎn)在于使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Aa、100Ba的各加熱器105a傾斜。其他結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施例1 相同，在實(shí)施例1中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)也可適用于本變形例中。如圖8、圖9所示，余熱回收系統(tǒng)la，在配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAa的加 熱器105a與配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBa的加熱器105a之間，設(shè)有分隔部件29a。 由此，用分隔部件29a分隔由單一的管構(gòu)成的排氣通路28a的內(nèi)部，從而在由單一的管構(gòu)成 的排氣通路28a的內(nèi)部，構(gòu)成第一排氣通路28Aa和第二排氣通路28Ba。如圖9所示，構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)Ia的上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAa及下游側(cè)的斯 特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOBa，各加熱器105a相對(duì)于包含氣缸中心軸Zc及余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs的平面向相反的方向傾斜。即，各加熱器105a的中心軸Zh以預(yù)定的角度θ 1交叉。斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)lOOAa、IOOBa的各加熱器105a在相對(duì)于上述平面傾斜的狀態(tài)下，配置于第一排氣通路 28Aa的內(nèi)部和第二排氣通路28Ba的內(nèi)部。由此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Aa、100Ba的各加熱器 105a配置成，在與作為輸出軸的中心軸的余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs垂直相交的方向上，相互向 相反的方向錯(cuò)開(kāi)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAa、IOOBa的各高溫側(cè)氣缸101、低溫側(cè)氣缸102串聯(lián)排 列而配置，構(gòu)成為氣缸中心軸Zc都平行。如上所述，通過(guò)使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Aa、100Ba的加熱器傾斜，在從余熱回收機(jī)旋 轉(zhuǎn)軸Zs的方向觀察斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Aa、100Ba的情況下，上游側(cè)的加熱器105a與下游側(cè) 的加熱器105a重疊的部分與不使加熱器105a傾斜的情況相比變小。由此，與不使斯特林發(fā) 動(dòng)機(jī)lOOAa、IOOBa的各加熱器105a傾斜的情況相比，能減少第一排氣通路28Aa及第二排 氣通路28Ba的彎曲部。其結(jié)果，本變形例除了上述實(shí)施例1起到的作用、效果以外，由于還 能減少?gòu)U氣Ex流動(dòng)時(shí)的阻力，因而還可以得到可抑制作為余熱回收對(duì)象的熱機(jī)，即圖3-1 所示的內(nèi)燃機(jī)71的排氣效率降低的作用、效果。并且，余熱回收系統(tǒng)la，由于與不使加熱 器105a傾斜的情況相比能簡(jiǎn)化分隔部件29a的形狀，因而余熱回收系統(tǒng)Ia的制造、保養(yǎng)、 檢查變得容易。(第二變形例)圖10是表示實(shí)施例1的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖11是實(shí)施例1 的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。本變形例為與上述實(shí)施例1的第一變形例大致 相同的結(jié)構(gòu)，不同點(diǎn)在于通過(guò)使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAb的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸102 和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBb的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸102傾斜，使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Ab、 IOOBb的加熱器105b傾斜。其他結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施例1的第一變形例相同，在實(shí)施例1的 第一變形例中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)也可適用于本變形例中。如圖10、圖11所示，余熱回收系統(tǒng)lb，在配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAb的 加熱器105b與配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBb的加熱器105b之間，設(shè)有分隔部件 29b。由此，用分隔部件29b分隔由單一的管構(gòu)成的排氣通路28b的內(nèi)部，從而在由單一的 管構(gòu)成的排氣通路28b的內(nèi)部，構(gòu)成第一排氣通路28Ab和第二排氣通路28Bb。如圖11所示，構(gòu)成上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAb的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸 102和構(gòu)成下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBb的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸102，以余熱回收 機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs為中心，氣缸中心軸Zc分別向相反的方向傾斜。由于各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Ab、 IOOBb中，加熱器105b的中心軸Zh與氣缸中心軸Zc平行，因而通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，各加熱器 105b向以余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs為中心而不同的方向傾斜，各加熱器105b的中心軸Zh以預(yù) 定的角度θ 2交叉。由此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAbUOOBb的各加熱器105b，在與作為輸出軸的 中心軸的余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向錯(cuò)開(kāi)配置。即使這樣構(gòu)成，與不使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAbUOOBb的各加熱器105b傾斜的情況相 比，能減少第一排氣通路28Ab及第二排氣通路28Bb的彎曲部。其結(jié)果，本變形例起到與上 述的實(shí)施例1的第一變形例相同的作用、效果。如上所述，在本實(shí)施例及其變形例中，包括多個(gè)余熱回收機(jī)，回收從余熱回收對(duì) 象排出的熱介質(zhì)的熱能；和熱介質(zhì)通路，至少設(shè)有余熱回收機(jī)的個(gè)數(shù)的量，用于使熱介質(zhì)通 過(guò)；其中，在各熱介質(zhì)通路的內(nèi)部設(shè)置各余熱回收機(jī)所具有的加熱器，并且，各加熱器配置成從熱介質(zhì)流動(dòng)的方向的上游側(cè)向下游側(cè)。由此，由于可獨(dú)立地向各余熱回收機(jī)所具有的 加熱器供給熱介質(zhì)，因而可減少向各加熱器供給的熱介質(zhì)的溫度差。其結(jié)果，由于各余熱回 收機(jī)產(chǎn)生相同程度大小的動(dòng)力，因而在利用多個(gè)余熱回收機(jī)回收余熱的情況下，可減少各 余熱回收機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力之差。實(shí)施例2實(shí)施例2雖然為與實(shí)施例1大致相同的結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)在于由分別獨(dú)立的不同的 管構(gòu)成設(shè)置了配置于熱介質(zhì)流動(dòng)著的方向上游側(cè)的余熱回收機(jī)的加熱器的熱介質(zhì)通路和 設(shè)置了配置于熱介質(zhì)流動(dòng)著的方向下游側(cè)的余熱回收機(jī)的加熱器的熱介質(zhì)通路。其他結(jié)構(gòu) 與實(shí)施例1相同。圖12是表示實(shí)施例2的余熱回收系統(tǒng)的俯視圖。圖13是實(shí)施例2的余熱回收系 統(tǒng)的主視圖。構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)Ic的多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAc、IOOBc的配置、其氣缸配置 由于與上述的實(shí)施例1相同，因而省略說(shuō)明。向構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)Ic的多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAc、IOOBc的加熱器105c供給圖 3-1所示的內(nèi)燃機(jī)71的廢氣Ex的熱介質(zhì)通路即排氣通路28c，由不同的2個(gè)管構(gòu)成。艮口， 排氣通路28c由第一排氣通路28Ac和第二排氣通路28Bc構(gòu)成，所述第一排氣通路28Ac在 內(nèi)部配置有配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAc的加熱器105c，所述第二排氣通路28Bc在 內(nèi)部配置有配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBc的加熱器105c。如此，將多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAcUOOBc的各加熱器105c，設(shè)在由不同的管構(gòu)成 的第一排氣通路28Ac的內(nèi)部和第二排氣通路28Bc的內(nèi)部。由此，由于同時(shí)向第一排氣通路 28Ac和第二排氣通路28Bc分別獨(dú)立地導(dǎo)入廢氣Ex，因而向上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAc 的加熱器105c及下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBc的加熱器105c供給的廢氣Ex分別成為不 同程度的溫度。其結(jié)果，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAc和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBc所產(chǎn)生的動(dòng)力成為相 同程度，因而減少兩者的動(dòng)力差。并且，余熱回收系統(tǒng)1，在分別獨(dú)立的第一排氣通路28Ac和第二排氣通路28Bc上 收容各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAc、IOOBc的加熱器105c。由此，能完全排除第一排氣通路28Ac內(nèi) 的廢氣Ex與第二排氣通路28Bc內(nèi)的廢氣Ex之間的干涉，因而向多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAc、 IOOBc的各加熱器105c供給的廢氣Ex的溫度管理變得比較容易。并且，由于余熱回收系統(tǒng) Ic不需要用于將單一的排氣通路內(nèi)分隔的分隔部件，因而能比較簡(jiǎn)單地構(gòu)成。(第一變形例)圖14是表示實(shí)施例2的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖15是實(shí)施例2 的第一變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。本變形例為與上述的實(shí)施例2大致相同的結(jié)構(gòu)， 不同點(diǎn)在于使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Ad、100Bd的加熱器105d傾斜。其他結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施例 2相同，在實(shí)施例2中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)還可以適用于本變形例中。如圖15所示，構(gòu)成余熱回收系統(tǒng)Id的上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAd及下游側(cè)的 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOBd，其各加熱器105d相對(duì)于包含氣缸中心軸Zc及余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs 的平面向相反的方向傾斜。即，各加熱器105d的中心軸Zh以預(yù)定的角度Θ1交叉。斯特 林發(fā)動(dòng)機(jī)100Ad、IOOBd的各加熱器105d在相對(duì)于上述平面傾斜的狀態(tài)下，配置于第一排氣 通路28Aa的內(nèi)部和第二排氣通路28Bd的內(nèi)部。由此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Ad、100Bd的各加 熱器105d，在與作為輸出軸的中心軸的余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向錯(cuò)開(kāi)配置。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAd、IOOBd的各高溫側(cè)氣缸101、低溫側(cè)氣缸102串聯(lián) 排列而配置，構(gòu)成為氣缸中心軸Zc都平行。如圖14、圖15所示，余熱回收系統(tǒng)ld，由不同的管構(gòu)成用于向多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) lOOAd、IOOBd供給廢氣Ex的排氣通路28d。S卩，排氣通路28d由第一排氣通路28Ad、第二排 氣通路28Bd構(gòu)成。并且，配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAd的加熱器105d收容在第一 排氣通路28Ad的內(nèi)部，配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBd的加熱器105d收容在第二排 氣通路28Bd的內(nèi)部。余熱回收系統(tǒng)ld，由于使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAd、IOOBd的加熱器105d傾斜，因而與 不使各加熱器105d傾斜的情況相比，可減少第一排氣通路28Ad及第二排氣通路28Bd的彎 曲部。其結(jié)果，本變形例除了上述實(shí)施例2起到的作用、效果以外，由于還能減少?gòu)U氣Ex流 動(dòng)時(shí)的阻力，因而還可以得到可抑制作為余熱回收對(duì)象的熱機(jī)，即圖3-1所示的內(nèi)燃機(jī)71 的排氣效率降低的作用、效果。(第二變形例)圖16是表示實(shí)施例2的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖17是實(shí)施例2 的第二變形例的余熱回收系統(tǒng)的主視圖。本變形例為與上述的實(shí)施例2的第一變形例大致 相同的結(jié)構(gòu)，不同點(diǎn)在于通過(guò)使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAe的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸102 和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBe的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸102傾斜，使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAe、 IOOBe的加熱器105e傾斜。其他結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施例2的第一變形例相同，在實(shí)施例2的 第一變形例中公開(kāi)的結(jié)構(gòu)還可以適用于本變形例中。如圖17所示，構(gòu)成上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAe的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸 102和構(gòu)成下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBe的高溫側(cè)氣缸101及低溫側(cè)氣缸102，以余熱回收 機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs為中心，氣缸中心軸Zc分別向相反的方向傾斜。由于各斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAe、 IOOBe中，加熱器105e的中心軸Zh與氣缸中心軸Zc平行，因而通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，各加熱器 105e向以余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs為中心而不同的方向傾斜，各加熱器105e的中心軸Zh以預(yù) 定的角度θ 2交叉。由此，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)100Ae、100Be的各加熱器105e，在與作為輸出軸的 中心軸的余熱回收機(jī)旋轉(zhuǎn)軸Zs垂直相交的方向上，相互向相反的方向錯(cuò)開(kāi)配置。如圖16、圖17所示，余熱回收系統(tǒng)le，由不同的管構(gòu)成用于向多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī) lOOAe、IOOBe供給廢氣Ex的排氣通路28e。S卩，排氣通路28e由第一排氣通路28Ae、第二排 氣通路28Be構(gòu)成。并且，配置于上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOAe的加熱器105e收容在第一 排氣通路28Ae的內(nèi)部，配置于下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)IOOBe的加熱器105e收容在第二排 氣通路28Be的內(nèi)部。即使這樣構(gòu)成，與不使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)lOOAe、IOOBe的各加熱器105e傾斜的情況相 比，能減少第一排氣通路28Ae及第二排氣通路28Be的彎曲部。其結(jié)果，本變形例起到與上 述的實(shí)施例2的第一變形例相同的作用、效果。如上所述，實(shí)施例2及其變形例，由于具有與實(shí)施例1及其變形例相同的結(jié)構(gòu)，因 而起到與實(shí)施例1及其變形例相同的作用、效果。實(shí)施例2及其變形例中，由分別獨(dú)立的管 構(gòu)成向多個(gè)余熱回收機(jī)的加熱器供給熱介質(zhì)的熱介質(zhì)通路。由此，能完全排除在各熱介質(zhì) 通路內(nèi)流動(dòng)的熱介質(zhì)之間的干涉，從而向多個(gè)余熱回收機(jī)的各加熱器供給的熱介質(zhì)的溫度 管理變得比較容易。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的余熱回收系統(tǒng)，對(duì)利用多個(gè)余熱回收機(jī)回收余熱的情況有用， 特別是適合于減少各余熱回收機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力之差。
權(quán)利要求
一種余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)余熱回收機(jī)，具有將從余熱回收對(duì)象排出的熱介質(zhì)的熱能向工作流體賦予的加熱器，通過(guò)所述熱介質(zhì)的熱能來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力；和熱介質(zhì)通路，至少設(shè)有所述余熱回收機(jī)的個(gè)數(shù)的量，用于使所述熱介質(zhì)通過(guò)，在所述余熱回收系統(tǒng)中，在各所述熱介質(zhì)通路的內(nèi)部設(shè)置各所述余熱回收機(jī)所具有的所述加熱器，并且，各所述加熱器從所述熱介質(zhì)的流動(dòng)方向的上游側(cè)向下游側(cè)而配置。
2.如權(quán)利要求1所述的余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)由設(shè)在各所述余熱回收機(jī)所 具有的所述加熱器之間的分隔部件來(lái)將單一的管分隔，構(gòu)成各所述熱介質(zhì)通路。
3.如權(quán)利要求2所述的余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，在配置于所述熱介質(zhì)的流動(dòng)方向 的上游側(cè)的所述加熱器與設(shè)置了配置于所述熱介質(zhì)的流動(dòng)方向的下游側(cè)的所述加熱器的 所述熱介質(zhì)通路之間，設(shè)有絕熱材料。
4.如權(quán)利要求1所述的余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，各所述熱介質(zhì)通路由分別獨(dú)立的 不同的管構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，各所述加熱器，在與 所述余熱回收機(jī)的輸出軸的中心軸垂直相交的方向上，相互向相反的方向錯(cuò)開(kāi)配置。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)所述余熱回收機(jī) 的各輸出軸被相互連結(jié)。
全文摘要
余熱回收系統(tǒng)(1)具有多個(gè)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(100A、100B)。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(100A、100B)的加熱器(105)配置于作為熱介質(zhì)通路的排氣通路(28)內(nèi)。排氣通路(28)內(nèi)，通過(guò)分隔部件(29)被分隔成第一排氣通路(28A)和第二排氣通路(28B)。配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的上游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(100A)的加熱器(105)設(shè)在第一排氣通路(28A)內(nèi)，配置于廢氣Ex流動(dòng)著的方向的下游側(cè)的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(100B)的加熱器(105)設(shè)在第二排氣通路(28B)內(nèi)。
文檔編號(hào)F02G1/043GK101960130SQ20098010670
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者澤田大作, 片山正章, 矢口寬 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社