本發(fā)明涉及輻射熱回收型加熱器、將該輻射熱回收型加熱器作為高溫側(cè)熱交換器的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、以及利用該輻射熱回收型加熱器進(jìn)行熱回收的焚燒爐。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)，已知使斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫?zé)峤粨Q器暴露在焚燒爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1。)

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特許第2564849號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

可是，關(guān)于上述以往的高溫?zé)峤粨Q器，并沒(méi)有公開(kāi)用于提高熱交換性能的具體的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是鑒于該情況而完成的，目的在于提供能夠提高熱交換性能的輻射熱回收型加熱器以及利用了該輻射熱回收型加熱器的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)和焚燒爐。

用于解決問(wèn)題的手段

關(guān)于用于解決上述課題的本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器，在加熱器的安裝部配置有多個(gè)具有熱介質(zhì)的往路和返路的傳熱管，所述傳熱管的一個(gè)通路的安裝節(jié)圓為小徑，所述傳熱管的另一個(gè)通路的安裝節(jié)圓為大徑，多個(gè)所述傳熱管被收納在容器內(nèi)，且容器暴露在高溫中，由此，各傳熱管吸收來(lái)自該容器的輻射熱，其中，各傳熱管的一個(gè)通路和另一個(gè)通路以等間隔的節(jié)距角配置于安裝部，一個(gè)通路以與另一個(gè)通路的從容器朝向該容器的中心的投影面完全不重合的方式在從另一個(gè)通路的節(jié)距角偏移了規(guī)定的角度的位置處配置于安裝部。

在上述輻射熱回收型加熱器中，可以是，一個(gè)通路在相對(duì)于另一個(gè)通路偏移了節(jié)距角的一半角度的位置處配置于安裝部。

關(guān)于用于解決上述課題的本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器，在加熱器的安裝部配置有多個(gè)具有熱介質(zhì)的往路和返路的傳熱管，所述傳熱管的一個(gè)通路的安裝節(jié)圓為小徑，所述傳熱管的另一個(gè)通路的安裝節(jié)圓為大徑，多個(gè)所述傳熱管被收納在容器內(nèi)，且容器暴露在高溫中，由此，各傳熱管吸收來(lái)自該容器的輻射熱，其中，各傳熱管的一個(gè)通路和/或另一個(gè)通路以從容器朝向該容器的中心方向的投影面積擴(kuò)大的方式形成有沿著該投影面的扁平或橢圓的加工部。

關(guān)于上述輻射熱回收型加熱器，可以是，在容器內(nèi)填充有惰性氣體。

關(guān)于上述輻射熱回收型加熱器，可以是，在該輻射熱回收型加熱器中設(shè)置有用于向容器內(nèi)供給惰性氣體的惰性氣體供給路徑。

關(guān)于上述輻射熱回收型加熱器，可以是，使用氦氣作為惰性氣體。

關(guān)于上述輻射熱回收型加熱器，可以是，容器內(nèi)被密閉，在使容器暴露于高溫中時(shí)，能夠?qū)⑷萜鲀?nèi)保持為比大氣壓高的壓力。

關(guān)于上述輻射熱回收型加熱器，可以是，在所述輻射熱回收型加熱器中設(shè)置有壓力調(diào)整閥。

用于解決上述課題的本發(fā)明的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)將上述輻射熱回收型加熱器作為高溫側(cè)熱交換器。

關(guān)于用于解決上述課題的本發(fā)明的焚燒爐，上述輻射熱回收型加熱器被設(shè)置成暴露在爐內(nèi)的能夠進(jìn)行熱回收的空的空間內(nèi)。

發(fā)明的效果

如上所述，根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明，將各傳熱管的一個(gè)通路和另一個(gè)通路以等間隔的節(jié)距角配置于安裝部，一個(gè)通路以與另一個(gè)通路的從容器朝向該容器的中心的投影面完全不重合的方式在從另一個(gè)通路的節(jié)距角偏移了規(guī)定的角度的位置處配置于安裝部，因此，能夠防止從進(jìn)行熱放射的容器朝向一個(gè)通路的輻射熱被另一個(gè)通路遮擋。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)從容器朝向各傳熱管的直達(dá)熱傳遞量的提高。

根據(jù)權(quán)利要求2所述的本發(fā)明，一個(gè)通路在相對(duì)于另一個(gè)通路偏移了節(jié)距角的一半角度的位置處配置于安裝部，由此，能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)所述的直達(dá)熱傳遞量的提高。

根據(jù)權(quán)利要求3所述的本發(fā)明，各傳熱管的一個(gè)通路和/或另一個(gè)通路以使從容器朝向該容器的中心方向的投影面積擴(kuò)大的方式形成有沿著該投影面的扁平或橢圓的加工部，因此，與未形成加工部的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)從容器朝向各傳遞管的直達(dá)熱傳遞量的提高。

根據(jù)權(quán)利要求4所述的本發(fā)明，通過(guò)在收納有傳熱管的容器內(nèi)填充惰性氣體，能夠抑制傳熱管的高溫氧化從而保護(hù)傳熱管，能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱管的耐久性的提高。另外，根據(jù)權(quán)利要求5所述的本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置用于向容器內(nèi)供給惰性氣體的惰性氣體供給路徑，能夠容易地將容器內(nèi)的空氣與惰性氣體進(jìn)行置換。

根據(jù)權(quán)利要求6所述的本發(fā)明，通過(guò)使用氦氣作為惰性氣體，不但能夠抑制傳熱管的高溫氧化，還能夠使容器內(nèi)的自然對(duì)流熱傳遞量增加，從而能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱管的耐久性的提高和熱傳遞效率的提高。

根據(jù)權(quán)利要求7所述的本發(fā)明，在將容器內(nèi)密閉并將容器暴露于高溫下時(shí)，能夠?qū)⑷萜鲀?nèi)保持為比大氣壓高的壓力，由此也不但能夠抑制傳熱管的高溫氧化，還能夠使容器內(nèi)的自然對(duì)流熱傳遞量增加，從而能夠?qū)崿F(xiàn)傳熱管的耐久性的提高和熱傳遞效率的提高。另外，根據(jù)權(quán)利要求8所述的本發(fā)明，能夠防止內(nèi)部壓力變得過(guò)高。

根據(jù)權(quán)利要求9所述的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)將上述輻射熱回收型加熱器作為高溫側(cè)熱交換器，能夠提高從該高溫側(cè)熱交換器回收的熱量。

根據(jù)權(quán)利要求10所述的焚燒爐，通過(guò)將上述輻射熱回收型加熱器設(shè)置成暴露在爐內(nèi)的能夠進(jìn)行熱回收的空的空間內(nèi)，能夠高效地回收焚燒爐內(nèi)的廢熱。

附圖說(shuō)明

圖1是示出將具有本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置于焚燒爐中的狀態(tài)的焚燒爐的局部剖視圖。

圖2是示出將具有本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置于焚燒爐中的狀態(tài)的局部端面圖。

圖3是沿圖2中的I-I線的剖視圖。

圖4是對(duì)圖3中的另一投影面進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。

圖5的(a)是示出本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的另一實(shí)施方式的局部端面圖，(b)是其局部剖視圖，(c)和(d)是示出該圖(b)的再一個(gè)實(shí)施方式的局部剖視圖。

圖6的(a)是示出本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的再一個(gè)實(shí)施方式的局部端面圖，(b)是其局部剖視圖，(c)和(d)是示出該圖(b)的再一實(shí)施方式的局部剖視圖。

圖7的(a)是示出本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的另一實(shí)施方式所涉及的設(shè)置狀態(tài)的局部端面圖，(b)是沿該圖(a)中的II-II線的剖視圖。

圖8的(a)是示出本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的再一個(gè)實(shí)施方式所涉及的設(shè)置狀態(tài)的局部端面圖，(b)是沿該圖(a)中的II-II線的剖視圖。

圖9是示出在本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器的容器內(nèi)使用了惰性氣體時(shí)的自然對(duì)流熱傳遞量與容器內(nèi)壓力之間的關(guān)系的曲線圖。

圖10的(a)是示出圖7的輻射熱回收型加熱器的再一個(gè)實(shí)施方式的局部端面圖，(b)是沿該圖(a)中的IV-IV線的剖視圖。

圖11的(a)是示出圖8的輻射熱回收型加熱器的再一個(gè)實(shí)施方式的局部端面圖，(b)是沿該圖(a)中的V-V線的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1示出了將具有輻射熱回收型加熱器1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10設(shè)置于焚燒爐2中的狀態(tài)，圖2示出了該焚燒爐2中的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的部分，圖3示出了該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10中的輻射熱回收型加熱器1的重要部位。

關(guān)于本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器1，多根U字傳熱管12呈放射狀配置于加熱器1的安裝部11，并且它們被收納于容器13內(nèi)，容器13暴露在高溫中，由此，U字傳熱管12吸收來(lái)自該容器13的輻射熱。

安裝部11形成為圓盤(pán)狀。在本實(shí)施方式中，其構(gòu)成了斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的高溫側(cè)的氣缸蓋。以從該安裝部11的中心C起成為放射狀的方式配置有多根U字傳熱管12。

U字傳熱管12是呈U字狀彎曲形成的傳熱管，具有熱介質(zhì)的往路和返路。其一個(gè)通路121的安裝節(jié)圓形成為小徑，另一個(gè)通路122的安裝節(jié)圓形成為大徑。此時(shí)，U字傳熱管12在安裝部11的周向上以等間隔的節(jié)距角θ設(shè)置。但是，內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121以與另一個(gè)通路122的從容器13所位于的外周側(cè)朝向中心C的投影面122A完全不重合的方式，在以節(jié)距角θ的一半角度1/2θ的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的角度α的位置處配置于安裝部11。

容器13形成為能夠?qū)⒊仕龇派錉钆渲玫乃蠻字傳熱管12收納于其內(nèi)部的有底圓筒狀，在將U字傳熱管12收納于容器13內(nèi)的狀態(tài)下，容器13被設(shè)置成在容器13的開(kāi)口部周緣與安裝部11之間形成有間隙的狀態(tài)。即，關(guān)于該容器13，由于其暴露在高溫下，因此與不使用時(shí)的溫度差較大，如果將安裝部11和容器13緊密地固定，則在使用時(shí)暴露在高溫下時(shí)，容器13內(nèi)成為高壓而發(fā)生熱變形，從而導(dǎo)致容器13損傷。因此，在容器13內(nèi)，以在與安裝部11之間形成有間隙的狀態(tài)收納U字傳熱管12，從而使U字傳熱管12能夠吸收來(lái)自該容器13的輻射熱但卻不會(huì)追隨容器13的溫度變化。該容器13由不銹鋼等金屬、陶瓷或金屬陶瓷等耐熱性?xún)?yōu)異的材料形成。

這樣形成的輻射熱回收型加熱器1被作為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的高溫側(cè)的熱交換器來(lái)使用。作為該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10，只要能夠?qū)妮椛錈峄厥招图訜崞?回收的熱作為該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的高溫側(cè)熱源來(lái)使用，就不特別限定，可以使用與從輻射熱回收型加熱器1回收的熱量相對(duì)應(yīng)的各種斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10。

焚燒爐2構(gòu)成為，使被焚燒物燃燒時(shí)所產(chǎn)生的燃燒氣體變得高溫，并在該焚燒爐2內(nèi)通過(guò)，經(jīng)過(guò)脫硫、脫塵等從煙道排出。所述斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10被設(shè)置成：從高溫的燃燒氣體通過(guò)的部位、例如設(shè)置于二次焚燒爐21的側(cè)壁部211上的開(kāi)口部211a將該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的輻射熱回收型加熱器1的容器13部分插入，利用容器13的凸緣部131堵塞開(kāi)口部211a，從而使輻射熱回收型加熱器1的容器13部分暴露在二次焚燒爐21內(nèi)的空的空間210中。但是，作為設(shè)置斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的位置，只要是焚燒爐2內(nèi)的燃燒氣體變得高溫后通過(guò)的部位即可，不限于二次焚燒爐21內(nèi)的側(cè)壁部211，其它如二次焚燒爐21內(nèi)的頂部或爐出口煙道等，只要是能夠使輻射熱回收型加熱器1暴露于在焚燒爐2內(nèi)變得高溫的部分的空的空間中的位置即可，并不特別限定。

通過(guò)像這樣設(shè)置于焚燒爐2的二次焚燒爐21的側(cè)壁部211而暴露在該二次焚燒爐21內(nèi)的空的空間210中的輻射熱回收型加熱器1接受焚燒爐2的二次焚燒爐21內(nèi)的焚燒熱，使得容器13在整體上被加熱，收納在該容器13內(nèi)的U字傳熱管12被來(lái)自容器13的輻射熱加熱。

此時(shí)，關(guān)于U字傳熱管12，通過(guò)將內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121在以節(jié)距角θ的一半角度1/2θ的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的角度α的位置處配置于安裝部11，由此，另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C的投影面122A與內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121完全不重合，因此，從容器13朝向一個(gè)通路121的輻射熱不會(huì)被另一個(gè)通路122遮擋，能夠沒(méi)有遺漏地使整個(gè)U字傳熱管12接受輻射熱。

因此，能夠提高輻射熱回收型加熱器1的熱交換效率，并且還能夠防止輻射熱僅集中在U字傳熱管12的一部分上而產(chǎn)生熱斑，因此也能夠提高U字傳熱管12的耐久性。

并且，只要是另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C的投影面122A與內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121完全不重合的結(jié)構(gòu)即可，并不如上述那樣特別限定于這樣的結(jié)構(gòu)：將內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121在以節(jié)距角θ的一半1/2θ的角度α的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的位置處配置于安裝部11，也可以是這樣的結(jié)構(gòu)：在以很小的角度α的量偏移的位置處將一個(gè)通路121配置于安裝部11。但是，另一個(gè)通路122的投影面122A和一個(gè)通路121越是完全不重合，接受輻射熱的面越大，輻射熱的回收效率越高，因此，在以節(jié)距角θ的一半1/2θ的角度α的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的角度α處將一個(gè)通路121配置于安裝部11上的結(jié)構(gòu)是能夠獲得最好效果的結(jié)構(gòu)。

另外，在本實(shí)施方式中，一個(gè)通路121構(gòu)成為與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C的投影面122A完全不重合，但也可以如圖4所示那樣構(gòu)成為與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C收束的投影面122B完全不重合。即，關(guān)于容器13，其周?chē)鸀閳A形，其不是從一個(gè)方向輻射熱量，而是從周向沒(méi)有遺漏地輻射熱量。因此，一個(gè)通路121即使形成為與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C的投影面122A重合的結(jié)構(gòu)，但只要是不與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C收束的投影面122B重合的結(jié)構(gòu)，就能夠吸收從容器13的周向繞過(guò)來(lái)的輻射熱，從而，能夠沒(méi)有遺漏地使U字傳熱管12的一個(gè)通路121接受輻射熱。

另外，關(guān)于一個(gè)通路121，如圖3所示，連接中心C和一個(gè)通路121的中心121C的直線與一個(gè)通路121的外周相交的點(diǎn)121R從最正面接受來(lái)自容器13的輻射熱，因此，如果考慮輻射熱的吸收，則優(yōu)選以使該點(diǎn)121R不與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C的投影面122A重合的方式來(lái)設(shè)定偏移的角度α，更優(yōu)選的是，如圖4所示，以使該點(diǎn)121R不與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C收束的投影面122B重合的方式來(lái)設(shè)定偏移的角度α。

作為該角度α，在設(shè)置于安裝部11的U字傳熱管12的數(shù)量較多的情況下，調(diào)整幅度變小。即使在這樣的情況下，在將內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121設(shè)置在以節(jié)距角θ的一半1/2θ的角度α的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的位置處時(shí)，也能夠使另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C收束的投影面122B與內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121的重合處于最小限度，因此，作為考慮了吸收輻射熱的結(jié)構(gòu)，是最優(yōu)選的。

另外，與上述相反，在設(shè)置于安裝部11的U字傳熱管12的數(shù)量較少的情況下，偏移的角度α產(chǎn)生裕量。在這樣的情況下，關(guān)于U字傳熱管12，不限于將內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121在以節(jié)距角θ的一半1/2θ的角度α的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的位置處配置于安裝部11上，只要處于使另一個(gè)通路122的所述投影面122A、122B不與內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121重合的范圍內(nèi)即可，可以任意變更偏移的角度α。

圖5示出了本發(fā)明的輻射熱回收型加熱器1的另一實(shí)施方式。即，該輻射熱回收型加熱器1在U字傳熱管12的處于內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121上形成有進(jìn)行了扁平或橢圓加工而成的加工部123，從而實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)通路121的從容器13朝向中心C的投影面積121A向加工部123的從容器13朝向中心C的投影面積123A的擴(kuò)大。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與通過(guò)加工成扁平或橢圓而使得加工部123的投影面積123A從一個(gè)通路121的投影面積121A起所實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)大相對(duì)應(yīng)，能夠吸收大量的輻射熱，因此能夠?qū)崿F(xiàn)熱交換效率的提高。

并且，在這種情況下也優(yōu)選使U字傳熱管12的處于內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121不與另一個(gè)通路122的從容器13朝向中心C的投影面122A重合，但是，即使它們重合，也依然實(shí)現(xiàn)了從能夠吸收輻射熱的一個(gè)通路121的投影面積121A向加工部123的投影面積123A的擴(kuò)大。因此，如圖6所示，即使U字傳熱管12的一個(gè)通路121沒(méi)有與另一個(gè)通路122的配置位置錯(cuò)開(kāi)而是以相同的節(jié)距角θ進(jìn)行安裝，但是與在同樣的結(jié)構(gòu)下沒(méi)有加工成扁平或橢圓的情況相比，輻射熱的吸收效果增大。

因此，關(guān)于U字傳熱管12，如圖5所示，可以使一個(gè)通路121相對(duì)于另一個(gè)通路122偏移并在U字傳熱管12的一個(gè)通路121上形成加工部123(圖5的(b))，或者，也可以在另一個(gè)通路122上形成加工部123(圖5的(c))，也可以在雙方上形成加工部123、123(圖5的(d))。另外，如圖6所示，可以使一個(gè)通路121相對(duì)于另一個(gè)通路122不偏移并在U字傳熱管12的一個(gè)通路121上形成加工部123(圖6的(b))，或者，也可以在另一個(gè)通路122上形成加工部123(圖6的(c))，也可以在雙方上形成加工部123、123(圖6的(d))。

上述實(shí)施例的加熱器由于暴露在焚燒爐2的內(nèi)部，因此從防止U字傳熱管12腐蝕的觀點(diǎn)出發(fā)，其構(gòu)成為利用容器13進(jìn)行覆蓋的輻射熱回收型加熱器1，但是，在應(yīng)用于流動(dòng)爐等防腐的可能性較小的爐的情況下，無(wú)需利用容器13進(jìn)行覆蓋。即，也可以應(yīng)用于傳熱管與氣體直接進(jìn)行熱傳遞的形式的而不是輻射型的加熱器中。另外，不僅可以用于熱回收，還可以用于散熱(即冷熱用)。

另一方面，在構(gòu)成為利用容器13進(jìn)行覆蓋的輻射熱回收型加熱器1的情況下，從進(jìn)一步防止腐蝕的觀點(diǎn)出發(fā)，可以在容器13內(nèi)填充惰性氣體。

圖7示出了設(shè)置有惰性氣體供給管14的輻射熱回收型加熱器1，其中，該惰性氣體供給管14從容器13與安裝部11之間的間隙向容器13內(nèi)的空間中供給惰性氣體。惰性氣體供給管14構(gòu)成為通過(guò)閥門(mén)14a的開(kāi)閉將來(lái)自泵等的惰性氣體填充到容器13內(nèi)的空間中，關(guān)于惰性氣體供給管14，可以設(shè)置成使惰性氣體的供給開(kāi)口部面對(duì)容器13與安裝部11之間的間隙，也可以使惰性氣體供給管14從所述間隙延伸至容器13的內(nèi)部進(jìn)行設(shè)置。但是，在延伸至容器13的內(nèi)部進(jìn)行設(shè)置的情況下，惰性氣體供給管14采用以能夠承受來(lái)自容器13的輻射熱的方式由不銹鋼制等的構(gòu)件構(gòu)成的惰性氣體供給管。

作為所使用的惰性氣體，可以列舉出氦氣、氬氣等稀有氣體類(lèi)、或者氮?dú)?、二氧化碳等反?yīng)性較低的氣體、或者它們的混合氣體。

根據(jù)這樣構(gòu)成的輻射熱回收型加熱器1，如果將來(lái)自惰性氣體供給管14的惰性氣體填充到設(shè)有U字傳熱管12的容器13內(nèi)的空間中而使該容器13內(nèi)的空氣與惰性氣體置換，則該容器13內(nèi)的U字傳熱管12被惰性氣體抑制發(fā)生高溫氧化而受到保護(hù)，提高了U字傳熱管12的耐久性。

另外，在使用了氦氣作為惰性氣體的情況下，容器13內(nèi)的U字傳熱管12能夠提高基于自然對(duì)流的熱傳遞量，使熱傳遞量提高為空氣的情況下的將近大約3倍，從而能夠?qū)崿F(xiàn)輻射熱回收型加熱器1的熱交換性能的提高。

并且，在本實(shí)施方式中，容器13由在與安裝部11之間具有間隙的開(kāi)放系統(tǒng)構(gòu)成，因此，即使容器13的溫度上升，也能夠保持大氣壓狀態(tài)，但是，也可以如圖8所示那樣，以構(gòu)成為將設(shè)置于該安裝部11的凸緣部11a與容器13之間的間隙密閉從而能夠?qū)θ萜?3內(nèi)加壓的方式，形成為密閉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中，在這種情況下，在容器13與安裝部11之間的間隙中夾裝耐熱性和耐壓性的密封墊3等來(lái)將兩者夾持固定，以免容器13由于溫度變化所導(dǎo)致的熱變形而損傷。另外，為了防止內(nèi)部壓力變得過(guò)高，在設(shè)置于安裝部11上的配管15中設(shè)置壓力調(diào)整閥15a，從而能夠調(diào)整容器13內(nèi)的內(nèi)壓。

并且，在形成為密閉的結(jié)構(gòu)的情況下，僅通過(guò)在容器13內(nèi)供給有惰性氣體無(wú)法在容器13內(nèi)良好地通過(guò)惰性氣體進(jìn)行置換，因此，可以是：在填充惰性氣體時(shí)，在從惰性氣體供給管14或配管15或者另行設(shè)置的專(zhuān)用配管(省略圖示)對(duì)容器13內(nèi)進(jìn)行減壓后，從惰性氣體供給管14將惰性氣體供給至該容器13內(nèi)，由此在該容器13內(nèi)填充惰性氣體。

通過(guò)像這樣能夠提高容器13內(nèi)的壓力，由此，在借助惰性氣體提高了內(nèi)壓的容器13內(nèi)，不但能夠通過(guò)前述的高溫氧化抑制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)U字傳熱管12的保護(hù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)基于自然對(duì)流的熱傳遞量的提高。因此，在使用氦氣作為惰性氣體的情況下，如圖9所示，能夠?qū)崿F(xiàn)以釋放系統(tǒng)構(gòu)成容器13內(nèi)并對(duì)該容器13內(nèi)填充了氦氣的情況的大約1.5倍以上的熱傳遞量的提高。與以釋放系統(tǒng)構(gòu)成容器13內(nèi)并對(duì)該容器13內(nèi)填充了空氣的情況相比較，能夠?qū)崿F(xiàn)大約5倍的熱傳遞量的提高。即，在使用了氦氣作為惰性氣體的情況下，能夠獲得基于氦氣所實(shí)現(xiàn)的自然對(duì)流熱傳遞量的提高、和基于密閉系統(tǒng)的容器13的結(jié)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的自然對(duì)流熱傳遞量的提高這兩方面的效果，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加優(yōu)異的自然對(duì)流熱傳遞量的提高。

通過(guò)像這樣在容器13內(nèi)填充惰性氣體，能夠?qū)崿F(xiàn)U字傳熱管12的耐久性的提高、和基于自然對(duì)流的熱傳遞量的提高，因此，輻射熱回收型加熱器1能夠提高耐久性和熱回收效率，使用了該輻射熱回收型加熱器1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10和焚燒爐2能夠?qū)崿F(xiàn)輸出的提高。

另外，通過(guò)在容器13內(nèi)填充惰性氣體，能夠?qū)崿F(xiàn)基于自然對(duì)流的熱傳遞量的提高，因此，即使減少設(shè)在容器13內(nèi)的U字傳熱管12的數(shù)量，也能夠獲得與未填充惰性氣體時(shí)同等程度的輸出，能夠?qū)崿F(xiàn)輻射熱回收型加熱器1的小型化，使用了該輻射熱回收型加熱器1的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。另外，使用了該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的焚燒爐2能夠?qū)崿F(xiàn)該斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)10的輻射熱回收型加熱器1部分的小型化，因此，即使是有限的空的空間240也能夠進(jìn)行安裝。

并且，在本實(shí)施方式中，關(guān)于輻射熱回收型加熱器1，U字傳熱管12設(shè)置于容器13內(nèi)，但是其形狀、根數(shù)、配置結(jié)構(gòu)并不特別限定，可以使用在這種輻射熱回收型加熱器1中采用的各種傳熱管。因此，圖7和圖8所示的U字傳熱管12可以如圖5和圖6所示那樣形成為各種形狀。另外，圖7和圖8所示的U字傳熱管12構(gòu)成為：將內(nèi)徑側(cè)的一個(gè)通路121在以節(jié)距角θ的一半角度1/2θ的量從另一個(gè)通路122的配置位置偏移的角度α的位置處配置于安裝部11，由此容易吸收輻射熱，但也可以如圖10和圖11所示那樣，不使一個(gè)通路121和另一個(gè)通路122的節(jié)距角θ錯(cuò)開(kāi)地進(jìn)行配置。即使在這種情況下，也能夠獲得基于容器13內(nèi)的惰性氣體的填充所帶來(lái)的效果，因此能夠?qū)崿F(xiàn)U字傳熱管12的耐久性的提高和熱傳遞效率的提高。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：輻射熱回收型加熱器；

10：斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)；

11：安裝部；

12：U字傳熱管；

121：一個(gè)通路；

122：另一個(gè)通路；

122A：投影面；

123：加工部；

123A：投影面；

13：容器；

14：惰性氣體供給管(惰性氣體供給路徑)；

15a：壓力調(diào)整閥；

2：焚燒爐；

210：空的空間；

θ：節(jié)距角；

α：角度。