(57)【要約】【課題】  供給経路内の予混合ガスを過加熱させずに自然発火を防止する。【解決手段】  スターリングエンジンにおいて、供給経路内部の温度を計測可能な温度センサと、温度センサ及びファンに接続された制御装置を備え、制御装置によって温度センサの計測温度が所定の調節開始温度以上のときにファンの回転速度を上げる制御を行う。それによって温度センサの計測温度が所定の調節終了温度以下となったときに、ファンの回転速度を下げる。ファンの回転速度の変化は段階的に行うこともできる。【選択図】図１
2010236427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ヘッドを有するエンジン本体と、加熱ヘッドを加熱する加熱器を備え、該加熱器は、エンジン本体の加熱ヘッドの側面に対向しているバーナーと、バーナーに燃料ガスと空気を混合した予混合ガスを供給する供給経路と、供給経路に空気を供給するファンとを備えるスターリングエンジンであって、
供給経路内部の温度を計測可能な温度センサと、温度センサ及びファンに接続された制御装置を備え、
制御装置は、温度センサの計測温度が所定の調節開始温度以上のときにファンの回転速度を上げることを特徴とするスターリングエンジン。
【請求項２】
制御装置は、ファンの回転速度を上げたことによって、温度センサの計測温度が所定の調節終了温度より低くなったときに、ファンの回転速度を下げることを特徴とする請求項１記載のスターリングエンジン。
【請求項３】
制御装置は、ファンの回転速度の変化を段階的に行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスターリングエンジン。
【請求項４】
温度センサを、供給経路中、バーナーの直上部分に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスターリングエンジン。
【請求項５】
温度センサを、供給経路中、供給経路の入口部と水平方向及び高さ方向の対極位置に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスターリングエンジン。
【請求項６】
温度センサを、供給経路の内側壁に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスターリングエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スターリングエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の原動機に代わるものとして、各種のスターリングエンジンが提案されている。スターリングエンジンは、理論的な効率が高く、連続燃焼であるために燃料の種類に制限がなく、静粛性が高く、環境負荷が低い等の利点を備えている。最近では、家庭用コージェネレーションシステムの発電装置にスターリングエンジンを組み込んだものについても開発が行われている。
【０００３】
特許文献１、２はスターリングエンジンを開示している。この種のスターリングエンジンでは、加熱ヘッドを加熱するバーナーの燃料として、燃料ガスと空気を混合させた予混合ガスが用いられる。
【０００４】
従来、予混合ガスを予熱することによってスターリングエンジンの発電効率を向上させる各種技術が開発されている。特許文献１、２は、燃焼排気流路の外側に予混合ガスの供給経路を配置して、バーナーの燃焼排気の熱を回収して供給経路内の予混合ガスを予熱する技術を開示している。供給経路と燃焼排気流路の間に断熱材を設ける場合もあるが、この場合も断熱材の外側面からのわずかな放熱によって供給経路内の予混合ガスを予熱可能である。このようにして燃焼前の予混合ガスを予熱して発電効率を向上させ、スターリングエンジン全体のエネルギー効率を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５１３３９６号公報
【特許文献２】特表２００６−５１５０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、燃料となる予混合ガスには、予熱段階で過加熱されると、バーナーで燃焼させる前に自然発火してしまうという性質がある。特許文献１、２のスターリングエンジンでは、燃焼排気の熱によって供給経路が異常加熱されてしまった場合など、内部の予混合ガスが過加熱されて自然発火してしまう虞がある。断熱材を備える場合であっても、断熱材の経年劣化によって断熱材の機能が低下したときなど、供給経路に必要以上の熱が加わって予混合ガスが過加熱されてしまう事がある。その場合も予混合ガスは自然発火する虞がある。
供給経路内の予混合ガスが自然発火してしまうと、スターリングエンジンを構成する他部品に悪影響を及ぼす虞がある。従って、供給経路内の予混合ガスが自然発火温度に達しないように対策する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決する。本発明は、供給経路内の予混合ガスを燃焼排気の熱で予熱しつつ、供給経路内の予混合ガスを過加熱させずに自然発火を防止する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は加熱ヘッドを有するエンジン本体と、加熱ヘッドを加熱する加熱器を備え、該加熱器は、エンジン本体の加熱ヘッドの側面に対向しているバーナーと、バーナーに燃料ガスと空気を混合した予混合ガスを供給する供給経路と、供給経路に空気を供給するファンとを備えるスターリングエンジンとして具現化される。このスターリングエンジンは、供給経路内部の温度を計測可能な温度センサと、温度センサ及びファンに接続された制御装置を備えている。該制御装置は、温度センサの計測温度が所定の調節開始温度以上のときにファンの回転速度を上げる制御を行う。
【０００９】
このスターリングエンジンは、供給経路が過加熱され、内部が所定の調節開始温度以上になったときにファンの回転速度を上げる制御を行う。
ファンの回転速度が上がることで風量及び風速が増し、供給経路内が冷却される。また、通常、バーナーに供給される予混合ガス中には、燃焼余裕度が最大となる比率で空気が混合されている。ここに言う燃焼余裕度とは一酸化炭素の発生領域に対する余裕を表す度合いを指す。燃焼余裕度が最大となる比率の空気割合とは、燃料ガスが最適の燃焼性能で燃焼できる割合を言う。ファンの回転速度が上がることで予混合ガス中の空気の割合が増加すれば、予混合ガスの温度が低下し、バーナーで生成される燃焼排気の温度も低下する。燃焼排気の温度が低下すれば、供給経路に伝わる温度も低下するので、供給経路が異常加熱されることがなくなる。
従って、供給経路内の予混合ガスが過加熱されることもなくなり、予混合ガスの自然発火を防止できる。予混合ガスが自然発火する虞がないので、スターリングエンジンを構成する他部品に悪影響を及ぼす虞もない。
【００１０】
このスターリングエンジンでは、制御装置が、ファンの回転速度を上げたことによって、温度センサの計測温度が所定の調節終了温度より低くなったときに、ファンの回転速度を下げる制御を行うことが好ましい。
【００１１】
このスターリングエンジンは、ファンの回転速度を上げた結果、供給経路内の温度が所定の調節終了温度より低くなった場合に、ファンの回転速度を下げる制御を行う。これによって、予混合ガスの風量及び風速が減少し、供給経路内の冷却効果が弱くなる。予混合ガス中の空気の割合も最適割合に戻る。従って、再度予混合ガスを最適の温度になるように予熱し、燃焼させることができる。そして、スターリングエンジンの高い発電効率を維持することができる。
【００１２】
このスターリングエンジンでは、制御装置が、ファンの回転速度の変化を段階的に行うようにすることが好ましい。
【００１３】
このスターリングエンジンは、供給経路内が高温のときには、ファンの回転速度の増加を段階的に行う。供給経路内を段階的に冷却することができるので、スターリングエンジンのエネルギー効率を急激に低下させることなく予混合ガスの自然発火を防止することができる。
また、供給経路内の温度が所定の安全域まで下がった場合にも、ファンの回転速度の減少を段階的に行う。供給経路内の冷却効果を段階的に低減させられるので、予混合ガスの温度の急激な再上昇を防ぐことができる。
【００１４】
このスターリングエンジンでは、温度センサを、供給経路中、バーナーの直上部分に備えることが好ましい。
【００１５】
供給経路中のバーナーの直上部分は、高温の燃焼排気が生成される熱源に最も近いため他の部分に比べて高温となる。この部分の温度を基準にしてファンの回転速度を調節することで、予混合ガスの自然発火を確実に防止することができる。
【００１６】
このスターリングエンジンでは、温度センサを、供給経路中、供給経路の入口部と水平方向及び高さ方向の対極位置に備えることが好ましい。ここで、供給経路の入口部と水平方向及び高さ方向の対極位置とは、供給経路の入口部から一番離れた位置をいう。即ち、入口部から供給経路に入った予混合ガスが最も長く移送される位置をいう。
【００１７】
供給経路内の予混合ガスは、供給経路内を移送される距離が長くなるほど、長時間予熱されて高温となる。温度センサは供給経路の入口部から一番離れた位置、即ち内部の予混合ガスが一番高温となる位置に備えられる。この位置の温度を基準にしてファンの回転速度を調節することで、予混合ガスの自然発火をより確実に防止することができる。
【００１８】
このスターリングエンジンでは、温度センサを、供給経路の内側壁に備えることが好ましい。
【００１９】
予混合ガスの供給経路は燃焼排気流路の外側に備えられている。即ち、供給経路中最も高温になるのは内側壁部分である。この部分の温度を基準にファンの回転速度を調節することで、予混合ガスの自然発火をより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、加熱ヘッドをバーナーで加熱するスターリングエンジンにおいて、予熱中の予混合ガスの自然発火を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例に係るスターリングエンジンの構成を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の一実施例に係るスターリングエンジンにおける燃焼加熱器の構成を模式的に示す断面図。
【図３】本発明の一実施例に係るスターリングエンジンの動作手順を示すフローチャート。
【図４】図３の続きの手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）  スターリングエンジンはフリーピストン型のスターリングエンジンである。
（形態２）  ファンの回転速度は１０％ずつ段階的に増減できるように制御されている。
（形態３）  予混合ガスに使用する燃料ガスにメタンを用いる場合、調節開始温度は３００℃以上、調節終了温度は２００℃以下をそれぞれ予定する。
（形態４）  燃焼エラー発生時に燃料ガスの供給を停止して燃焼を停止させ、スターリングエンジンの運転を終了させるエラー停止機能を備える。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施例のスターリングエンジン１０の構成を示す模式図である。スターリングエンジン１０は、いわゆるβ形のスターリングエンジンであり、クランク機構などのピストン駆動機構を持たないフリーピストン型のスターリングエンジンである。スターリングエンジン１０は、エンジン本体７０と、燃焼加熱器２０を備えている。エンジン本体７０には、略円柱形状に形成された加熱ヘッド９４ａや、冷却器９６が設けられている。エンジン本体７０は、動作時に振動することから、図示しないフレームに防振機構を介して支持されている。一方、燃焼加熱器２０は、前記フレームに固定されている。従って、燃焼加熱器２０とエンジン本体７０は互いに固定されておらず、エンジン本体７０が動作時に振動しても、その振動が燃焼加熱器２０に伝わらないようになっている。
【００２４】
燃焼加熱器２０は、燃焼ガスを燃焼するリングバーナー２４を備えており、エンジン本体７０の加熱ヘッド９４ａを加熱する。スターリングエンジン１０は、燃焼加熱器２０によって加熱ヘッド９４ａを加熱し、冷却器９６によって冷却することによって、交流電力を発電して外部の電気機器に供給する。
【００２５】
以下ではエンジン本体７０の内部の構成について説明する。エンジン本体７０は、外形が略円柱形状をしているハウジング９４と、ハウジング９４内の作動空間１００、１０２内に設けられているディスプレーサ７８と、ハウジング９４内の作動空間１００に面している出力ピストン８０を備えている。エンジン本体７０の加熱ヘッド９４ａは、ハウジング９４の図面上方の端部に位置している。
【００２６】
ディスプレーサ７８は、作動空間１００、１０２内に設けられているシリンダ１０４内に収容されているとともに、ハウジング９４に固定されているシャフト７２に摺動可能に支持されている。ディスプレーサ７８とシャフト７２は２つの板ばね７６を介して接続されており、ディスプレーサ７８はシリンダ１０４の内面に沿って所定の周波数（固有振動数）で往復運動するようになっている。ディスプレーサ７８の固有振動数は、２つの板ばね７６のバネ定数によって調整することができる。また、シャフト７２は固定プレート７９を介してハウジング９４に固定されており、固定プレート７９には複数の孔７９ａが形成されている。
【００２７】
作動空間１００、１０２内には、作動ガスであるヘリウムガスが充填されている。作動空間１００、１０２のうち、ディスプレーサ７８よりも図面上方に位置する作動空間１０２は、燃焼加熱器２０によって加熱される加熱側作動空間である。加熱側作動空間１０２は、加熱ヘッド９４ａの内部に位置している。一方、ディスプレーサ７８よりも図面下方に位置する作動空間１００は、冷却器９６によって冷却される冷却側作動空間である。加熱側作動空間１０２と冷却側作動空間１００は、シリンダ１０４の外面とハウジング９４の内面との間の空間によって連通されており、その連通空間には再生器７４が設けられている。
【００２８】
エンジン本体７０では、加熱側作動空間１０２内のヘリウムガスが連続的に加熱されるとともに、冷却側作動空間１００内のヘリウムガスが連続的に冷却されることによって、ディスプレーサ７８がシリンダ１０４内で往復運動する。ディスプレーサ７８が往復運動すると、加熱側作動空間１０２の容積と冷却側作動空間１００の容積との割合が変化する。例えばディスプレーサ７８が加熱側作動空間１０２側に移動すると、加熱側作動空間１０２が減少するとともに冷却側作動空間１００が増大する。このとき、加熱側作動空間１０２内のヘリウムガスは、再生器７４を通って冷却側作動空間１００へと移動する。逆に、ディスプレーサ７８が冷却側作動空間１００側に移動すると、冷却側作動空間１００が減少するとともに加熱側作動空間１０２が増大する。このとき、冷却側作動空間１００内のヘリウムガスが再生器７４を通って加熱側作動空間１０２へと移動する。加熱側作動空間１０２の容積と冷却側作動空間１００の容積との割合が変化すると、高温状態のヘリウムガスと低温状態のヘリウムガスの割合が変化するため、作動空間全体１００、１０２の圧力が変化する。作動空間全体１００、１０２の圧力変化は、作動空間１００に面している出力ピストン８０に加えられる。
【００２９】
出力ピストン８０は、そのシャフト８２が板ばね８４、９２を介してハウジング９４に接続されており、図面上下方向に沿って所定の周波数（固有振動数）で往復運動可能に支持されている。出力ピストン８０の固有振動数は、板ばね８４、９２のバネ定数によって調整することができる。本実施例では、出力ピストン８０の固有振動数よりもディスプレーサ７８の固有振動数を幾分大きくして、両者に位相差を持たせている。
【００３０】
出力ピストン８０のシャフト８２には、複数の磁石８６が配設されている。また、ハウジング９４側には、複数の磁石８６と対向する位置に鉄心８８とコイル９０が設けられている。エンジン本体７０では、磁石８６群や鉄心８８やコイル９０等によって発電機が構成されており、出力ピストン８０が往復運動することによって、交流電力が発電されるようになっている。このとき、発電される交流電力の周波数は、出力ピストン８０の往復運動の周波数に等しくなる。従って、ディスプレーサ７８や出力ピストン８０の固有振動数を調整することによって、発電する交流電力の周波数を調整することができる。
【００３１】
以下、燃焼加熱器２０について説明する。図２は、燃焼加熱器２０の詳細な構成を示している。燃焼加熱器２０はリングバーナー２４と、該リングバーナー２４に燃焼ガスと空気を混合した予混合ガスを供給する供給経路２０２を備えている。
【００３２】
リングバーナー２４は環状に形成されたバーナーであり、その全周を加熱ヘッド９４ａの外側面に対向させて備えている。リングバーナー２４は、供給経路２０２から供給される予混合ガスを燃焼させて燃焼排気を生成し、加熱ヘッド９４ａを加熱する。該加熱ヘッド９４ａは、リングバーナー２４より上方で、断熱材２０４に取囲まれている。断熱材２０４と加熱ヘッド９４ａの間には、リングバーナー２４で生成された燃焼排気が上昇していく燃焼排気流路２０６が形成されている。燃焼排気流路２０６内を上昇した燃焼排気は、断熱材２０４の上部に形成された排気孔２０８から外部に排出される。
【００３３】
供給経路２０２は、リングバーナー２４及び断熱材２０４の外側を被覆するように設けられた通路である。供給経路２０２は、図に示すような二重構造の円筒状に形成されている。供給経路２０２は、内側壁２０２ａと、外側壁２０２ｂと、上面部２０２ｃと、内部空間２１０を備えてなる。
【００３４】
内側壁２０２ａは、断熱材２０４の外側面に沿った円筒状に形成されている。外側壁２０２ｂは、内側壁２０２ａより大径の円筒状に形成されており、内側壁２０２ａ及びリングバーナー２４の外周を取囲んで設けられている。内側壁２０２ａと外側壁２０２ｂの間には、供給された予混合ガスが移送される内部空間２１０が形成されている。上面部２０２ｃは、前記内部空間２１０の上部及び断熱材２０４の上面を覆うように設けられる。上面部２０２ｃには、内部空間２１０と連通する入口部２０９が開口されている。この入口部２０９を介して、外部から予混合ガスを供給可能としてある。
【００３５】
断熱材２０４の外側面からは、内部の燃焼排気の熱がわずかに放出される。その熱は内側壁２０２ａから内部空間２１０内に伝達される。この熱によって、供給経路２０２内の予混合ガスは、供給経路２０２内を流れている間に予熱される。
【００３６】
供給経路２０２とリングバーナー２４の下方には断熱材２２２が設けられ、リングバーナー２４で生成される燃焼排気熱が下方へ漏洩しないようにしてある。断熱材２２２と冷却器９６との間には、衝撃吸収用の弾性部材２２４が設けられている。
【００３７】
供給経路２０２の入口部２０９には、空気と燃料ガスを混合して予混合ガスとして供給経路２０２内へと送り込む混合管路２１２が取り付けられている。混合管路２１２には、混合管路２１２内へ空気を送り込むファン２１４が備えられている。混合管路２１２の途中にはガス供給管２１６が連結されている。そのガス供給管２１６には、混合管路２１２内へ送り込む燃料ガスの量を調節するガス量制御弁２１８が設けられている。ガス量制御弁２１８は制御装置２３０と接続されており、制御装置２３０からの信号を受けて開度が調整されるようにしてある。ガス供給管２１６から混合管路２１２内へ送り込まれた燃料ガスは混合管路２１２内で空気と混合されて予混合ガスとなり、供給経路２０２へ送られる。
【００３８】
供給経路２０２内には、温度センサとして熱電対２２０が設けられている。熱電対２２０は、その先端の計測部分を内側壁２０２ａ表面に備えている。熱電対２０２の計測部分が備えられているのは、入口部２０９から見た水平方向及び高さ方向の対極位置の内側壁２０２ａでもある。更に、リングバーナー２４の直上部分の内側壁２０２ａでもある。
この位置は、予混合ガスが供給経路内を最も長く移送される位置であり、熱源であるリングバーナー２４に最も接近する位置であり、供給経路２０２内で最も高温になる内側壁２０２ａの表面である。即ち、供給経路２０２内を移送される予混合ガスも、この位置で最も高温となる。熱電対２２０によってこの位置の温度を計測し、その計測温度を基準にして後述するファン２１４の回転速度の調節動作を行うので、予混合ガスの自然発火を確実に防止可能となる。
【００３９】
熱電対２２０は、供給経路２０２の外側壁２０２ｂから外方に引出され、制御装置２３０と接続されている。この制御装置２３０によって、熱電対２２０が計測した温度に応じて、ファン２１４の回転速度を変化させたり、前記ガス量制御弁２１８の開度を制御したりすることができる。制御装置２３０について、以下に説明する。
【００４０】
制御装置２３０は、熱電対２２０の計測温度が、所定の調節開始温度以上となった場合、ファン２１４の回転速度を上げる制御を行う。この調節開始温度は、燃料ガスに使用するガスの種類によって異なる。例えばメタンを使用する場合、調節開始温度を３００℃に設定することが好ましい。
ファン２１４の回転速度が上がることで風量及び風速が増し、供給経路２０２内が冷却される。また、供給経路２０２内を流れる予混合ガスの流れも速くなり、予混合ガス中の空気の割合が増加するため、予混合ガスの温度が低下する。そのためリングバーナー２４で生成される燃焼排気の温度も低下する。燃焼排気の温度が低下すれば、供給経路２０２に伝わる温度も低下するので、供給経路２０２が異常加熱されることがなくなる。
従って、供給経路２０２内の予混合ガスが過加熱されることがなくなり、予混合ガスの自然発火が防止される。
【００４１】
ファン２１４の回転速度の増加は段階的に行うことができる。例えば、スターリングエンジン１０の通常運転時におけるファン２１４の回転速度を１００％とした場合、１１０％、１２０％、１３０％のように１０％ずつ回転速度を増加させることができる。ここに言う通常運転時の回転速度（１００％）とは、予混合ガスの前記燃焼余裕度が最大となるような量の空気を送り出し可能な回転速度をいう。
ファン２１４の回転速度の増加は段階的に行うことによって、供給経路２０２内の温度に応じて段階的に冷却することができるので、スターリングエンジン１０の発電効率を急激に低下させることなく予混合ガスの自然発火を防止することができる。
【００４２】
また、制御装置２３０は、上記動作の結果、供給経路２０２内の温度が下がり、熱電対２２０の計測温度が所定の調節終了温度より低くなったときに、ファン２１４の回転速度を減少させる。この調節終了温度も、燃料ガスに使用するガスの種類によって異なる。例えばメタンを使用する場合は、調節開始温度を２００℃に設定することが好ましい。
この動作によって、予混合ガスの風量及び風速が減少し、供給経路２０２内の冷却効果が弱くなる。予混合ガス中の空気の割合も最適割合に戻る。従って、再度予混合ガスを最適の温度になるように予熱し、燃焼させることができる。そして、スターリングエンジンの高い発電効率を維持することができる。
【００４３】
また、ファン２１４の回転速度の減少も段階的に行うことができる。例えば、１２０％、１１０％、１００％（通常運転時）というように１０％ずつ段階的に回転速度を減少させることができる。予混合ガス中の空気量を段階的に最適状態に戻すことができ、予混合ガスの温度の急激な再上昇を防ぐことができる。
【００４４】
また、制御装置２３０は、上記の温度調整動作を行ってもなお熱電対２２０の計測温度が所定の調節開始温度以上で在り続けた場合、燃焼エラーとしてリングバーナー２４の燃焼を停止させるエラー停止動作を行う。
上記温度調整動作をある程度行ってもなお熱電対２２０の計測温度が所定の調節開始温度以上で在り続ける場合、燃焼加熱器２０に何らかの異常が発生している可能性が高い。そのため、その場合を燃焼エラーと判定してガス量制御弁２１８を閉弁して燃料ガスの供給を停止し、リングバーナー２４の燃焼を停止させることによって予混合ガスの自然発火を防止する。
【００４５】
更に、制御装置２３０は、運転スイッチがオンされたときの熱電対２２０の計測温度が所定の安全温度以下になっているかを判定し、所定の安全温度以下になっている場合にのみガス量制御弁２１８を開弁して燃料ガスを供給し、リングバーナー２４を点火する安全開始動作も行う。上記エラー停止動作が行われた後など、供給経路２０２内の予混合ガスが運転前に異常加熱されている場合にリングバーナー２４の点火を行わないようにしている。この安全温度も、燃料ガスに使用するガスの種類によって異なる。例えばメタンを使用する場合は、安全温度を前記調節開始温度と同じ２００℃に設定することが好ましい。
【００４６】
本実施例のスターリングエンジンの動作を以下に説明する。図３、図４のフローチャートは本実施例のスターリングエンジン１０の動作手順を示す。本例では、燃料ガスにメタンを用いる場合について説明する。
【００４７】
スターリングエンジン１０の運転スイッチがＯＮされると、制御装置２３０は、熱電対２２０の計測温度（以下「Ｔｃ」とする。）が安全温度である２００℃より低いどうかを判定する（図３中のＳ１）。Ｔｃが２００℃以上の場合（Ｓ１：ＮＯ）は、リングバーナー２４の点火は行われず、終了する（Ｓ２）。Ｔｃが２００℃より低い場合（Ｓ１：ＹＥＳ）は、リングバーナー２４を点火して燃焼を開始させる（Ｓ３）。
【００４８】
リングバーナー２４で燃焼を開始させたとき、ファン２１４は、予混合ガスの燃焼余裕度が最大となるような割合で空気を送り出し可能な回転速度で回転している。この状態のファン２１４の回転速度を１００％とする（Ｓ４）。この状態を通常運転状態とする。この通常運転状態において、制御装置２３０はＴｃが調節開始温度である３００℃より小さいか否かを定期的に判定している（Ｓ５）。Ｔｃが３００℃より低い場合（Ｓ５：ＹＥＳ）は、通常運転を継続する。Ｔｃが３００℃以上となった場合（Ｓ５：ＮＯ）は、ファン２１４の回転速度を１１０％に上げる（Ｓ６）。
【００４９】
ファン２１４の回転速度を１１０％として運転した状態（Ｓ６）で、制御装置２３０はＴｃが３００℃より低くなったか否かを判定する（Ｓ７）。Ｔｃが依然３００℃以上である場合（Ｓ７：ＮＯ）、ファン２１４の回転速度を１２０％に上げる（図４中のＳ９）。Ｔｃが３００℃より低くなっていれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、次にＴｃが調節終了温度である２００℃より低くなっているか否かを判定する（Ｓ８）。Ｔｃが依然２００℃以上である場合（Ｓ８：ＮＯ）、１１０％で運転を継続する（Ｓ６）。Ｔｃが２００℃より低くなっていれば（Ｓ８：ＹＥＳ）、ファン２１４の回転速度を１００％に戻し、通常運転状態に戻す（Ｓ４）。
【００５０】
ファン２１４の回転速度を１２０％として運転した状態（図４中のＳ９）で、制御装置２３０はＴｃが３００℃より低くなったか否かを判定する（Ｓ１０）。Ｔｃが依然３００℃以上である場合（Ｓ１０：ＮＯ）、ファン２１４の回転速度を１３０％に上げる（Ｓ１２）。Ｔｃが３００℃より低くなっていれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、次にＴｃが２００℃より低くなっているか否かを判定する（Ｓ１１）。Ｔｃが依然２００℃以上である場合（Ｓ１１：ＮＯ）、１２０％で運転を継続する（Ｓ９）。Ｔｃが２００℃より低くなっていれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ファン２１４の回転速度を１１０％に下げる（図３中のＳ６）。
【００５１】
ファン２１４の回転速度を１３０％として運転した状態（Ｓ１２）で、制御装置２３０はＴｃが３００℃より低くなったか否かを判定する（Ｓ１３）。Ｔｃが依然３００℃以上である場合（Ｓ１３：ＮＯ）、制御装置２３０は燃焼エラーとしてガス量制御弁２１８による燃料ガスの供給を停止してリングバーナー２４の燃焼を停止させ（Ｓ１５）、スターリングエンジン１０の運転を終了させる。Ｔｃが３００℃より低くなっていれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、次にＴｃが２００℃より低くなっているか否かを判定する（Ｓ１４）。Ｔｃが依然２００℃以上である場合（Ｓ１４：ＮＯ）、１３０％で運転を継続する（Ｓ１２）。Ｔｃが２００℃より低くなっていれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ファン２１４の回転速度を１２０％に下げる（Ｓ９）。
【００５２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
上記実施例では、温度センサとして熱電対を使用したが、温度センサは熱電対に限られず、サーミスタ等他の温度センサを使用することもできる。
制御装置によるファンの回転速度の増減は、実施例のような１０％ずつの増減には限られず、より細かな又はより大きな増減幅で増減させることも可能である。
ファンの回転速度の増減段階数も、実施例のような４段階（１００％、１１０％、１２０％、１３０％）には限らず、より少ない又はより多い段階数で増減させることも可能である。
ファンの回転速度を増加させるための条件は、前記実施例記載の計測温度が調節開始温度以上になった場合には限られない。調節開始温度を閾値に含めず、調節開始温度より高くなった場合にファンの回転速度を増加させることもできる。
同様に、ファンの回転速度を減少させるための条件も、前記実施例記載の計測温度が調節終了温度より低くなった場合には限られない。調節終了温度を閾値に含めて、調節開始温度以下になった場合にファンの回転速度を減少させることもできる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５３】
１０  スターリングエンジン
２０  燃焼加熱器
２４  リングバーナー
７０  エンジン本体
７２  シャフト
７４  再生器
７６  板ばね
７８  ディスプレーサ
７９  固定プレート
７９ａ  孔
８０  出力ピストン
８２  シャフト
８４  板ばね
８６  磁石
８８  鉄心
９０  コイル
９２  板ばね
９４  ハウジング
９４ａ  加熱ヘッド
９６  冷却器
１００  作動空間
１０２  作動空間
１０４  シリンダ
２０２  供給経路
２０２ａ  内側壁
２０２ｂ  外側壁
２０２ｃ  上面部
２０４  断熱材
２０６  燃焼排気流路
２０８  排気孔
２０９  入口部
２１０  内部空間
２１２  混合管路
２１４  ファン
２１６  ガス管
２１８  ガス量制御弁
２２０  熱電対
２２２  断熱材
２２４  弾性部材
２３０  制御装置
【図１】
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【図２】
2010236427.tif 000004
【図３】
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【図４】
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