ES2256581T3 - REGENERATOR AND REGENERATIVE HEAT SYSTEM FOR FLUIDIZED GAS USED BY THE REGENERATOR. - Google Patents

REGENERATOR AND REGENERATIVE HEAT SYSTEM FOR FLUIDIZED GAS USED BY THE REGENERATOR.

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ES2256581T3
ES2256581T3 ES02796355T ES02796355T ES2256581T3 ES 2256581 T3 ES2256581 T3 ES 2256581T3 ES 02796355 T ES02796355 T ES 02796355T ES 02796355 T ES02796355 T ES 02796355T ES 2256581 T3 ES2256581 T3 ES 2256581T3
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thermal conductivity
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Shohzoh Tanaka
David Berchowitz M.
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Abstract

Regenerador (1) compuesto de una película (2) de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica, en el que la película (2) de resina tiene una estructura (2, 3, 4) de múltiples capas, al menos en una parte de la misma, que ocupa una anchura predeterminada desde un borde de la misma.Regenerator (1) composed of a resin film (2) in the form of a strip rolled in a cylindrical shape, in which the resin film (2) has a multilayer structure (2, 3, 4), at least in a part thereof, which occupies a predetermined width from an edge thereof.

Description

Regenerador y sistema regenerativo de calor para gas fluidizado que utiliza el regenerador.Regenerator and heat regenerative system for fluidized gas used by the regenerator.

Campo técnicoTechnical field

La presente invención se refiere a un regenerador para el uso en un refrigerador de ciclo de Stirling o similar y se refiere también a un sistema de regeneración de calor de gas de flujo que emplea tal regenerador.The present invention relates to a regenerator for use in a Stirling cycle refrigerator or similar and it also refers to a gas heat regeneration system of flow that employs such a regenerator.

Técnica anteriorPrior art

Tal como se muestra en la figura 8, un tipo de regenerador 1 convencional para el uso en un refrigerador de ciclo de Stirling está compuesto de, por ejemplo, una película 2 de resina, que tiene salientes 2a finos formados en la superficie de la misma, enrollada en una forma cilíndrica con un espacio hueco dejado dentro de ella.As shown in Figure 8, a type of Conventional regenerator 1 for use in a cycle refrigerator of Stirling is composed of, for example, a movie 2 of resin, which has 2nd fine projections formed on the surface of the same, rolled in a cylindrical shape with a hollow space left inside her.

La figura 9 es una vista en corte transversal de un ejemplo de refrigerador de ciclo de Stirling de tipo de pistón libre que incorpora el regenerador 1. En primer lugar, se describirá el funcionamiento de este refrigerador de ciclo de Stirling. Tal como se muestra en la figura 9, el refrigerador de ciclo de Stirling de tipo de pistón libre incluye un cilindro 8 que tiene dentro un gas de trabajo tal como helio sellado dentro del mismo, un desplazador 7 y un pistón 5 dispuesto para dividir el espacio dentro del cilindro 8 en un espacio 10 de expansión y un espacio 9 de compresión, un motor 6 lineal para accionar el pistón 5 para que se mueva alternativamente, un absorbedor 14 de calor proporcionado en el lado del espacio 10 de expansión para absorber calor del exterior y un expulsor 13 de calor dispuesto en el lado del espacio 9 de compresión para expulsar calor al exterior.Figure 9 is a cross-sectional view of An example of a piston-type Stirling cycle refrigerator free that incorporates regenerator 1. First, it will be described How this Stirling cycle refrigerator works. Such as shown in figure 9, the Stirling cycle refrigerator Free piston type includes a cylinder 8 that has inside a working gas such as helium sealed inside it, a displacer 7 and a piston 5 arranged to divide the space inside of cylinder 8 in an expansion space 10 and a space 9 of compression, a linear motor 6 to drive the piston 5 so that it alternately move, a heat absorber 14 provided in the side of the expansion space 10 to absorb heat from the outside  and a heat expeller 13 disposed on the side of space 9 of compression to expel heat to the outside.

En la figura 9, los números de referencia 11 y 12 representan muelles planos que sustentan el desplazador 7 y el pistón 5, respectivamente, y les permiten moverse alternativamente por elasticidad. El número de referencia 15 representa un intercambiador de calor expulsor de calor, y el número de referencia 16 representa un intercambiador de calor absorbedor de calor. Estos intercambiadores de calor provocan el intercambio de calor entre el interior y el exterior del refrigerador. Entre el intercambiador 15 de calor expulsor de calor y el intercambiador 16 de calor absorbedor de calor está dispuesto un regenerador 1.In Figure 9, reference numbers 11 and 12 they represent flat springs that support displacer 7 and the piston 5, respectively, and allow them to move alternately by elasticity. Reference number 15 represents a heat exchanger heat exchanger, and reference number 16 represents a heat exchanger heat exchanger. These heat exchangers cause heat exchange between the inside and outside of the refrigerator. Between exchanger 15 Heat expeller heat and heat exchanger 16 Heat absorber is arranged a regenerator 1.

En esta estructura, cuando el motor 6 lineal se acciona, el pistón 5 sube dentro del cilindro 8 comprimiendo el gas de trabajo en el espacio 9 de compresión. A medida que el gas de trabajo se comprime, su temperatura sube, pero, simultáneamente, el gas de trabajo es enfriado mediante el intercambio de calor con el aire exterior por el expulsor 13 de calor a través del intercambiador 15 de calor expulsor de calor. Por tanto, se consigue una compresión isotérmica. El gas de trabajo comprimido en el espacio 9 de compresión por el pistón 5 fluye, bajo presión, al interior del regenerador 1 y luego al interior del espacio 10 de expansión. Mientras tanto, el calor del gas de trabajo se almacena en la película 2 de resina que constituye el regenerador 1, y por tanto, la temperatura del gas de trabajo baja.In this structure, when the linear motor 6 is actuates, the piston 5 rises inside the cylinder 8 compressing the gas working in compression space 9. As the gas from work is compressed, its temperature rises, but, simultaneously, the Work gas is cooled by exchanging heat with the outside air through the heat expeller 13 through the heat exchanger 15 heat expeller. Therefore, it is achieved  an isothermal compression. The compressed work gas in the Compression space 9 by the piston 5 flows, under pressure, to the inside the regenerator 1 and then inside the space 10 of expansion. Meanwhile, the heat of the working gas is stored in the resin film 2 constituting the regenerator 1, and by Therefore, the working gas temperature drops.

El gas de trabajo que ha fluido al interior del espacio 10 de expansión se encuentra bajo una alta presión y se expande cuando el desplazador 7, que se mueve alternativamente con una diferencia de fase predeterminada mantenida en relación con el pistón 5, baja. Mientras tanto, la temperatura del gas de trabajo baja, pero el gas de trabajo es calentado mediante la absorción de calor del exterior por el absorbedor 14 de calor a través de intercambiador 16 de calor absorbedor de calor. Por tanto, se consigue una expansión isotérmica. A partir de entonces, el desplazador 7 comienza a subir, y por tanto, el gas de trabajo en el espacio 10 de expansión fluye a través del regenerador 1 de vuelta al interior del espacio 9 de compresión. Mientras tanto, el gas de trabajo recibe el calor almacenado en el regenerador 1, y por tanto, la temperatura del gas de trabajo sube. Esta secuencia de operaciones, llamada ciclo de Stirling, se repite mediante el movimiento alternativo de los componentes accionados, con el resultado de que el absorbedor 14 de calor absorbe calor del aire exterior y se enfría gradualmente.The working gas that has flowed into the expansion space 10 is under high pressure and it expands when displacer 7, which moves alternately with a predetermined phase difference maintained in relation to the piston 5, lower. Meanwhile, the working gas temperature low, but the working gas is heated by absorbing heat from outside by heat absorber 14 through heat exchanger 16 heat absorber. Therefore, it Get an isothermal expansion. From then on, the displacer 7 begins to rise, and therefore, the working gas in the expansion space 10 flows through the regenerator 1 back inside the compression space 9. Meanwhile, the gas of work receives the heat stored in regenerator 1, and therefore, the working gas temperature rises. This sequence of operations, called the Stirling cycle, is repeated by the alternative movement of the driven components, with the result that the heat absorber 14 absorbs heat from the air outside and gradually cools.

De este modo, la energía calorífica del gas de trabajo es regenerada por el regenerador 1 entre el espacio 9 de compresión y el espacio 10 de expansión. Aquí, aumentar la cantidad de calor almacenada en el regenerador 1 tiene como resultado una mayor eficiencia de regeneración de energía calorífica. Esto posibilita conseguir un ciclo de Stirling ideal y así mejorar el rendimiento de refrigeración del refrigerador de ciclo de Stirling.In this way, the heat energy of the gas from work is regenerated by regenerator 1 between space 9 of compression and expansion space 10. Here, increase the amount of heat stored in regenerator 1 results in a greater efficiency of heat energy regeneration. This makes it possible to achieve an ideal Stirling cycle and thus improve the refrigeration performance of the cycle refrigerator Stirling.

Sin embargo, en la estructura del regenerador 1 convencional descrito anteriormente, el regenerador 1 propiamente dicho se compone de una película 2 de resina, que generalmente tiene una baja conductividad térmica. Esto da lugar a una baja conducción de calor del gas de trabajo a la película 2 de resina. Por tanto, el regenerador 1 no puede almacenar una cantidad suficiente de calor, lo que tiene como resultado una eficiencia de regeneración de energía calorífica insatisfactoria. Esto reduce el rendimiento de refrigeración del refrigerador de ciclo de Stirling. Además, los bordes del regenerador son propensos a deformarse, provocando variaciones en el rendimiento de regeneración y dando lugar a un rendimiento de regeneración inestable. Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un regenerador que ofrezca una excelente eficiencia de regeneración de energía calorífica y un rendimiento de regeneración estable.However, in the structure of the regenerator 1 conventional described above, regenerator 1 itself said is made up of a resin film 2, which generally has Low thermal conductivity This results in low driving of heat from the working gas to the resin film 2. Therefore the regenerator 1 cannot store a sufficient amount of heat, which results in a regeneration efficiency of unsatisfactory heat energy. This reduces the performance of Stirling cycle refrigerator cooling. In addition, the regenerator edges are prone to deformation, causing variations in regeneration performance and resulting in a unstable regeneration performance. Therefore, an object of the present invention is to provide a regenerator that offers excellent heat energy regeneration efficiency and a stable regeneration performance.

El documento DE 3240598 describe un dispositivo giratorio de recuperación de calor que tiene una matriz hecha de plástico. Las dimensiones de la matriz están adaptadas a unos parámetros dimensionales específicos, y la tira de matriz está equipada con unas protuberancias transversales que tienen una longitud que es menor que la anchura de la tira, a fin de permitir que una tensión de enrollamiento actúe sobre la tira sin influir en las dimensiones de las protuberancias. Los parámetros dimensionales permitidos por el uso de plástico permiten la producción de discos de matriz que tienen un grosor mínimo que reduce las pérdidas circunferenciales por fugas.Document DE 3240598 describes a device rotating heat recovery that has a matrix made of plastic. The dimensions of the matrix are adapted to some specific dimensional parameters, and the matrix strip is equipped with transverse protuberances that have a length that is less than the width of the strip, in order to allow that a winding tension acts on the strip without influencing the dimensions of the bumps. The dimensional parameters allowed by the use of plastic allow the production of discs of matrix that have a minimum thickness that reduces losses circumferential for leaks.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un regenerador compuesto de una película de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica, la película de resina tiene una estructura de múltiples capas, al menos en una parte de la misma, que ocupa una anchura predeterminada desde un borde de la misma. Esto ayuda a aumentar la resistencia de los bordes del regenerador para que sean menos propensos a deformarse y ayuda por tanto a estabilizar el rendimiento del regenerador.According to one aspect of the present invention, provides a regenerator composed of a resin film with strip form rolled in a cylindrical shape, the film of resin has a multilayer structure, at least in one part of it, which occupies a predetermined width from a edge of it. This helps increase the resistance of regenerator edges to make them less likely to deform and therefore helps stabilize the regenerator performance.

Cuando el gas de trabajo caliente fluye al interior del regenerador por un extremo del mismo, el calor del gas de trabajo se almacena en la película de resina. Aquí, la capa que tiene una alta conductividad térmica formada en la película de resina mejora la conducción de calor en el regenerador. Por tanto, se almacena más calor en la película de resina. Cuando el gas de trabajo frío fluye al interior del regenerador por el otro extremo del mismo, el gas de trabajo recibe el calor almacenado en la película de resina. Aquí, la capa que tiene una alta conductividad térmica formada en la película de resina mejora la conducción de calor en el regenerador 1 y proporciona una mayor capacidad calorífica. Por tanto, se expulsa más calor al gas de trabajo. De este modo, es posible conseguir una gran eficiencia de regeneración de energía calorífica.When hot work gas flows to inside the regenerator at one end thereof, the heat of the gas Working is stored in the resin film. Here, the layer that It has a high thermal conductivity formed in the film Resin improves heat conduction in the regenerator. So, more heat is stored in the resin film. When the gas from cold work flows into the regenerator at the other end thereof, the working gas receives the heat stored in the resin film Here, the layer that has a high conductivity thermal formed in the resin film improves the conduction of heat in regenerator 1 and provides greater capacity calorific Therefore, more heat is expelled to the working gas. From In this way, it is possible to achieve a high regeneration efficiency of heat energy.

La película de resina puede tener una pluralidad de salientes finos formados en la superficie de la misma. Esto deja espacios entre las diferentes vueltas de la película de resina colocadas unas encima de otras y permite por tanto que el gas de trabajo circule por estos espacios desde el extremo a alta temperatura hasta el extremo a baja temperatura y viceversa a lo largo del eje del cilindro.The resin film may have a plurality of fine protrusions formed on the surface thereof. This leaves spaces between the different turns of the resin film placed on top of each other and therefore allows the gas from work circulate through these spaces from the end to high temperature to the extreme at low temperature and vice versa at Cylinder shaft length.

Preferiblemente, en el regenerador compuesto de una película de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica, la película de resina se compone de dos películas de resina con forma de tira que tienen una capa con una mayor conductividad térmica que las dos películas de resina laminadas entre las dos películas de resina. Esto evita dejar expuesta al exterior la capa que tiene una alta conductividad térmica.Preferably, in the regenerator composed of a strip-shaped resin film rolled in a shape cylindrical, the resin film is composed of two films of strip-shaped resin that have a layer with a higher thermal conductivity than the two laminated resin films between the two resin films. This avoids leaving exposed to outer layer that has a high thermal conductivity.

En particular, formar la capa que tiene una alta conductividad térmica sobre la película de resina para que ocupe un anchura predeterminada desde un borde del regenerador ayuda a reducir la superficie, y por tanto los costes materiales y demás, de la capa que tiene una alta conductividad térmica en comparación con un caso en el que la capa que tiene una alta conductividad térmica se forma en toda la película de resina. La capa que tiene una alta conductividad térmica puede formarse fácilmente imprimiéndose sobre la película de resina como tinta de resina que contiene un ingrediente que tiene una alta conductividad térmica. En ese caso, como ingrediente que tiene una alta conductividad térmica son aptas partículas finas de al menos uno de entre oro, plata, cobre, aluminio y carbono.In particular, form the layer that has a high thermal conductivity on the resin film to occupy a default width from a regenerator edge helps reduce the surface, and therefore the material and other costs, of the layer that has a high thermal conductivity compared with a case in which the layer that has a high conductivity Thermal is formed throughout the resin film. The layer you have high thermal conductivity can be easily formed printing on the resin film as resin ink that It contains an ingredient that has a high thermal conductivity. In that case, as an ingredient that has a high thermal conductivity fine particles of at least one of gold, silver are suitable, Copper, aluminum and carbon.

Al disponer el regenerador de la presente invención en un espacio con forma de rosquilla que sirve como paso de flujo para un gas alternativo, resulta posible producir un versátil sistema de regeneración de calor de gas de flujo que ofrece una gran eficiencia de regeneración de energía calorífica. En particular, al aplicar la presente invención a un refrigerador de ciclo de Stirling de tipo de pistón libre, es posible conseguir un excelente rendimiento de refrigeración.By having the regenerator present invention in a donut-shaped space that serves as a step of flow for an alternative gas, it is possible to produce a versatile flow gas heat regeneration system that It offers great efficiency of heat energy regeneration. In in particular, when applying the present invention to a refrigerator of Stirling cycle of free piston type, it is possible to get a Excellent cooling performance.

A fin de que la presente invención se entienda con más facilidad, ahora se describirán realizaciones específicas de la misma con referencia a los dibujos adjuntos.In order that the present invention be understood more easily, specific embodiments of the same with reference to the attached drawings.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de una primera realización de la invención.Figure 1 is a perspective view that shows the structure of the regenerator of a first embodiment of the invention.

La figura 2 es una vista en corte ampliada del regenerador.Figure 2 is an enlarged sectional view of the regenerator.

La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de una segunda realización de la invención.Figure 3 is a perspective view that shows the structure of the regenerator of a second embodiment of the invention.

La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de una tercera realización de la invención.Figure 4 is a perspective view that shows the structure of the regenerator of a third embodiment of the invention.

La figura 5 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de una cuarta realización de la invención.Figure 5 is a perspective view that shows the structure of the regenerator of a fourth embodiment of the invention.

La figura 6 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de una quinta realización de la invención.Figure 6 is a perspective view that shows the structure of the regenerator of a fifth embodiment of the invention.

La figura 7 es una vista en corte ampliada que muestra el regenerador de una sexta realización de la invención.Figure 7 is an enlarged sectional view that shows the regenerator of a sixth embodiment of the invention.

La figura 8 es una vista en perspectiva que muestra la estructura de un ejemplo de un regenerador convencional.Figure 8 is a perspective view that shows the structure of an example of a regenerator conventional.

La figura 9 es una vista en corte lateral que muestra un ejemplo de un refrigerador de ciclo de Stirling de tipo de pistón libre.Figure 9 is a side sectional view that shows an example of a type Stirling cycle refrigerator free piston

Mejor modo de realizar la invenciónBest way to carry out the invention

Con referencia a los dibujos, se describirá una primera realización de la invención. La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de la primera realización de la invención, y la figura 2 es una vista en corte ampliada del regenerador. Tal como se muestra en la figura 1, el regenerador 1 se compone de una película 2 de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica. La película 2 de resina está hecha de un material que tiene un alto calor específico, una baja conductividad térmica, una alta resistencia calorífica, una baja absorción de humedad y otras propiedades deseables, incluyendo ejemplos apropiados el tereftalato de polietileno (PET) y la poliimida.With reference to the drawings, a First embodiment of the invention. Figure 1 is a view in perspective showing the regenerator structure of the first embodiment of the invention, and Figure 2 is a sectional view Extended regenerator. As shown in Figure 1, the regenerator 1 consists of a resin film 2 shaped rolled strip in a cylindrical shape. The resin film 2 is made of a material that has a specific high heat, a low thermal conductivity, high heat resistance, low moisture absorption and other desirable properties, including appropriate examples polyethylene terephthalate (PET) and the polyimide

La película 2 de resina tiene una pluralidad de salientes 2a finos formados con regularidad en toda una superficie de la misma. Estos salientes 2a pueden formarse, por ejemplo, por impresión, grabado o termoformación. Tal como se muestra en la figura 2, los salientes 2a permiten que queden espacios entre las diferentes vueltas de la película 2 de resina colocadas unas sobre otras. Por tanto, tal como se muestra en la figura 1, el gas de trabajo fluye por estos espacios desde el extremo 1H a alta temperatura hasta el extremo 1C a baja temperatura, tal como se indica mediante una flecha A, y viceversa a lo largo del eje del cilindro (indicada la dirección por una línea B de rayas y puntos).The resin film 2 has a plurality of 2nd protrusions formed regularly on a whole surface Of the same. These projections 2a can be formed, for example, by printing, engraving or thermoforming. As shown in the Figure 2, the projections 2a allow spaces to remain between the different turns of the resin film 2 placed on others. Therefore, as shown in Figure 1, the gas from work flows through these spaces from the 1H end to high temperature to end 1C at low temperature, as indicated by an arrow A, and vice versa along the axis of the cylinder (indicated the direction by a line B of stripes and points).

Sobre ambas superficies de la película 2 de resina se forman, como películas delgadas, unas capas 3 de resina que contienen un ingrediente que tiene una mayor conductividad térmica que la película 2 de resina. Como ingrediente que tiene una alta conductividad térmica son aptas partículas finas de al menos uno de entre oro, plata, cobre, aluminio, carbono o similar utilizados por separado o como una mezcla de dos o más de ellos. Las partículas finas se mezclan con un material de resina tal como el polietileno, y la mezcla se imprime luego, como tinta, sobre ambas superficies de la película 2 de resina para cubrirla con las capas 3 de resina.On both surfaces of film 2 of resin, like thin films, forms 3 layers of resin that contain an ingredient that has a higher conductivity thermal than resin film 2. As an ingredient that has a high thermal conductivity are fine fine particles of at least one of gold, silver, copper, aluminum, carbon or similar used separately or as a mixture of two or more of them. The fine particles are mixed with a resin material such as the polyethylene, and the mixture is then printed, as ink, on both resin film 2 surfaces to cover it with layers 3 of resin.

A continuación se describirá cómo se logra la regeneración de calor en un refrigerador de ciclo de Stirling que emplea este regenerador 1. Cuando un gas de trabajo comprimido, y por tanto calentado, fluye al interior del regenerador 1 por el extremo 1H a alta temperatura del mismo, la energía calorífica del gas de trabajo se almacena en la película 2 de resina. Aquí, puesto que las capas 3 de resina sobre la película 2 de resina tienen una conductividad térmica lo suficientemente alta, la energía calorífica circula primero a lo largo de las capas 3 de resina y luego se almacena en toda la película 2 de resina. Por tanto, se almacena una cantidad suficiente de calor. Por otra parte, cuando el gas de trabajo expandido, y por tanto enfriado, fluye al interior de regenerador 1 por el extremo 1C a baja temperatura del mismo, el calor almacenado se expulsa. Aquí, la energía calorífica circula a lo largo de las capas 3 de resina y se expulsa de toda la película 2 de resina al gas de trabajo. Por tanto, se expulsa una cantidad suficiente de calor. De este modo, el regenerador 1 trabaja con una eficiencia de regeneración de energía mejorada.Next, it will be described how the heat regeneration in a Stirling cycle refrigerator that employs this regenerator 1. When a compressed work gas, and therefore heated, it flows into the regenerator 1 through the 1H high temperature end thereof, the heat energy of the Work gas is stored in resin film 2. Here put that the resin layers 3 on the resin film 2 have a thermal conductivity high enough, heat energy circulates first along the resin layers 3 and then it Stores throughout the resin film 2. Therefore, a sufficient amount of heat. Moreover, when the gas from expanded work, and therefore cooled, flows into regenerator 1 at the low temperature end 1C thereof, the Stored heat is ejected. Here, heat energy circulates to along the resin layers 3 and ejected from the entire film 2 from resin to working gas. Therefore, an amount is ejected Enough of heat. In this way, the regenerator 1 works with a Improved energy regeneration efficiency.

Con referencia a los dibujos, se describirá una segunda realización de la invención. La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de la segunda realización de la invención. Tal como se muestra en la figura 3, la película 2 de resina tiene una pluralidad de salientes 2a finos formados con regularidad en toda una superficie de la misma. Estos salientes 2a permiten que queden espacios entre las diferentes vueltas de la película 2 de resina colocadas unas sobre otras. Por tanto, el gas de trabajo fluye por estos espacios desde el extremo 1H a alta temperatura hasta el extremo 1C a baja temperatura, tal como se indica mediante una flecha A, y viceversa a lo largo del eje del cilindro (indicada la dirección por una línea B de rayas y puntos).With reference to the drawings, a second embodiment of the invention. Figure 3 is a view in perspective showing the structure of the regenerator of the second embodiment of the invention. As shown in Figure 3, the Resin film 2 has a plurality of fine 2nd protrusions formed regularly on a whole surface of it. These 2nd protrusions allow spaces between the different turns of the resin film 2 placed on top of each other. By therefore, the working gas flows through these spaces from the end 1H at high temperature to end 1C at low temperature, such as indicated by an arrow A, and vice versa along the cylinder axis (indicated by a line B of stripes and points).

Tal como se muestra en la figura 3, sobre ambas superficies de la película 2 de resina están formadas, en forma de tiras dispuestas a intervalos regulares a lo largo del eje del cilindro, unas capas 3 de resina que contienen un ingrediente que tiene una mayor conductividad térmica que la película 2 de resina. En las partes sobre las superficies de la película 2 de resina en las que no están formadas las capas 3 de resina, se colocan de antemano unas máscaras en forma de tiras dispuestas a intervalos regulares. Entonces, el revestimiento se lleva a cabo exactamente igual a la primera realización. Por último, las mascaras se quitan y eliminan para obtener las capas 3 de resina. Las tiras de las capas 3 de resina pueden disponerse a intervalos irregulares.As shown in figure 3, on both Resin film 2 surfaces are formed, in the form of strips arranged at regular intervals along the axis of the cylinder, 3 layers of resin that contain an ingredient that It has a higher thermal conductivity than resin film 2. In the parts on the surfaces of the resin film 2 in those that are not formed layers 3 of resin, are placed beforehand some masks in the form of strips arranged at intervals regular. Then, the coating is carried out exactly Same as the first embodiment. Finally, the masks are removed and remove to obtain 3 layers of resin. The strips of the layers 3 of resin can be arranged at irregular intervals.

A continuación se describirá como se logra una regeneración de calor en un refrigerador de ciclo de Stirling que emplea este regenerador 1. Cuando un gas de trabajo comprimido, y por tanto calentado, fluye al interior del regenerador 1 por el extremo 1H a alta temperatura del mismo, la energía calorífica del gas de trabajo se almacena en la película 2 de resina. Aquí, puesto que las capas 3 de resina sobre la película 2 de resina tienen una conductividad térmica lo suficientemente alta, la energía calorífica circula primero hasta las tiras individuales de las capas 3 de resina y luego se almacena de las tiras individuales a la película 2 de resina. Por tanto, se almacena una cantidad suficiente de calor. Por otra parte, cuando el gas de trabajo expandido, y por tanto enfriado, fluye al interior de regenerador 1 por el extremo 1C a baja temperatura del mismo, el calor almacenado se expulsa. Aquí, la energía calorífica circula de la película 2 de resina a las tiras individuales de las capas 3 de resina y luego se expulsa al gas de trabajo. Por tanto, se expulsa una cantidad suficiente de calor. De este modo, el regenerador 1 trabaja con una eficiencia de regeneración de energía mejorada.Next, it will be described how a heat regeneration in a Stirling cycle refrigerator that employs this regenerator 1. When a compressed work gas, and therefore heated, it flows into the regenerator 1 through the 1H high temperature end thereof, the heat energy of the Work gas is stored in resin film 2. Here put that the resin layers 3 on the resin film 2 have a thermal conductivity high enough, heat energy first circulate to the individual strips of layers 3 of resin and then stored from individual strips to film 2  of resin. Therefore, a sufficient amount of heat is stored. On the other hand, when the work gas expanded, and therefore cooled, flows into regenerator 1 through end 1C to low temperature of the same, the stored heat is expelled. Here, the heat energy circulates from the resin film 2 at individual strips of resin layers 3 and then ejected to working gas Therefore, a sufficient amount of hot. In this way, the regenerator 1 works with an efficiency of Enhanced energy regeneration.

En esta realización, las capas 3 de resina sobre la película 2 de resina se forman en forma de tiras dispuestas a intervalos. Esto ayuda a reducir la pérdida de calor durante la conducción de calor a través de las capas 3 de resina desde el extremo 1H a alta temperatura hasta el extremo 1C a baja temperatura. Además, las capas 3 de resina tienen una superficie más pequeña que cuando se forman en toda la película 2 de resina. Esto ayuda a reducir la cantidad del ingrediente de alta conductividad térmica empleado y por tanto ayuda a reducir costes. Aunque las partes en las que no se forman las capas 3 de resina tienen una conductividad térmica relativamente baja, puesto que las capas 3 de resina se forman en forma de tiras, mediante la determinación de las anchuras y los intervalos de las tiras de las capas 3 de resina para que el gas de trabajo haga un contacto tan pequeño como sea posible con esas partes de baja conductividad térmica, es posible minimizar la reducción de la eficiencia de regeneración de energía calorífica.In this embodiment, the resin layers 3 on the resin film 2 is formed in the form of strips arranged to intervals. This helps reduce heat loss during heat conduction through the layers 3 of resin from the 1H end at high temperature to 1C end at low temperature. In addition, the resin layers 3 have a surface smaller than when they are formed in the entire resin film 2. This helps reduce the amount of high ingredient thermal conductivity used and therefore helps reduce costs. Although the parts where resin layers 3 are not formed they have a relatively low thermal conductivity, since the 3 layers of resin are formed in the form of strips, by means of determination of the widths and the intervals of the strips of the 3 layers of resin for the working gas to make such a contact small as possible with those parts of low conductivity thermal, it is possible to minimize the reduction of the efficiency of heat energy regeneration.

Con referencia a los dibujos, se describirá una tercera realización de la invención. La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de la tercera realización de la invención. Tal como se muestra en la figura 4, la película 2 de resina tiene una pluralidad de salientes 2a finos formados con regularidad en toda una superficie de la misma. Estos salientes 2a permiten que queden espacios entre las diferentes vueltas de la película 2 de resina colocadas unas sobre otras. Por tanto, el gas de trabajo fluye por estos espacios desde el extremo 1H a alta temperatura hasta el extremo 1C a baja temperatura, tal como se indica mediante una flecha A, y viceversa a lo largo del eje del cilindro (indicada la dirección por una línea B de rayas y puntos). Aquí, las partes del regenerador 1 alrededor del extremo 1H a alta temperatura y del extremo 1C a baja temperatura contribuyen a la regeneración de energía calorífica en un grado particularmente elevado.With reference to the drawings, a third embodiment of the invention. Figure 4 is a view in perspective showing the structure of the third regenerator embodiment of the invention. As shown in Figure 4, the Resin film 2 has a plurality of fine 2nd protrusions formed regularly on a whole surface of it. These 2nd protrusions allow spaces between the different turns of the resin film 2 placed on top of each other. By therefore, the working gas flows through these spaces from the end 1H at high temperature to end 1C at low temperature, such as indicated by an arrow A, and vice versa along the cylinder axis (indicated by a line B of stripes and points). Here, the parts of regenerator 1 around end 1H at high temperature and end 1C at low temperature contribute to the regeneration of heat energy to a degree particularly high.

Tal como se muestra en la figura 4, sobre ambas superficies de la película 2 de resina se forman, mediante el mismo proceso que en la segunda realización, unas capas 3 de resina que contienen un ingrediente que tiene una mayor conductividad térmica que la película 2 de resina para que ocupen una anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1.As shown in Figure 4, on both surfaces of the resin film 2 are formed, by the same process that in the second embodiment, layers 3 of resin that contain an ingredient that has a higher thermal conductivity that the resin film 2 to occupy a width default from each edge of the regenerator 1.

En esta realización, las capas 3 de resina sobre la película 2 de resina se forman para que ocupen una anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1 y por tanto tienen una superficie más pequeña que cuando se forman en toda la película. Por consiguiente, esto ayuda a reducir la cantidad del ingrediente de alta conductividad térmica empleado y por tanto ayuda a reducir costes. Además, puesto que estas partes del regenerador 1 contribuyen a la regeneración de energía calorífica en un alto grado, apenas se produce reducción del rendimiento en los resultados del regenerador 1.In this embodiment, the resin layers 3 on the resin film 2 is formed to occupy a width predetermined from each edge of regenerator 1 and therefore have a smaller surface than when they form throughout the movie. Therefore, this helps reduce the amount of High thermal conductivity ingredient used and therefore It helps reduce costs. Also, since these parts of the regenerator 1 contribute to the regeneration of heat energy to a high degree, there is hardly any reduction in performance in the results of the regenerator 1.

Con referencia a los dibujos, se describirá una cuarta realización de la invención. La figura 5 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de la cuarta realización de la invención.With reference to the drawings, a fourth embodiment of the invention. Figure 5 is a view in perspective showing the structure of the regenerator of the fourth embodiment of the invention.

Tal como se muestra en la figura 5, sobre ambas superficies de la película 2 de resina se forman, en forma de tiras dispuestas a intervalos regulares a lo largo del eje del cilindro, unas capas 3 de resina que contienen un ingrediente que tiene una mayor conductividad térmica que la película 2 de resina para que ocupen un anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1.As shown in figure 5, on both Resin film 2 surfaces are formed, in the form of strips arranged at regular intervals along the axis of the cylinder, 3 layers of resin that contain an ingredient that has a higher thermal conductivity than resin film 2 so that occupy a predetermined width from each edge of the regenerator one.

En esta realización, las capas 3 de resina sobre la película 2 de resina se forman a intervalos para que ocupen una anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1 y por tanto tienen una superficie más pequeña que cuando se forman en toda la película. Por consiguiente, esto ayuda a reducir la cantidad del ingrediente de alta conductividad térmica empleado y por tanto ayuda a reducir costes. Además, puesto que estas partes del regenerador 1 contribuyen a la regeneración de energía calorífica en un alto grado, apenas se produce reducción del rendimiento en los resultados del regenerador 1.In this embodiment, the resin layers 3 on the resin film 2 is formed at intervals to occupy a default width from each edge of regenerator 1 and by both have a smaller surface than when they form in the whole movie. Therefore, this helps reduce the amount of the high thermal conductivity ingredient used and therefore it helps reduce costs. Also, since these parts of regenerator 1 contribute to energy regeneration calorific to a high degree, there is hardly any reduction in performance on regenerator results 1.

En las realizaciones descritas hasta ahora, la película 2 de resina se describe como teniendo la capas 3 de resina formadas sobre ambas superficies de la misma. Sin embargo, también es posible formar una capa de resina sólo sobre una superficie de la película de resina. En ese caso, se requiere menos tinta y sólo es necesario realizar el revestimiento una vez. Esto reduce mucho los costes.In the embodiments described so far, the resin film 2 is described as having resin layers 3 formed on both surfaces of it. However, also it is possible to form a resin layer only on a surface of The resin film. In that case, less ink is required and only It is necessary to perform the coating once. This greatly reduces the costs.

Con referencia a los dibujos, se describirá una quinta realización de la invención. La figura 6 es una vista en perspectiva que muestra la estructura del regenerador de la quinta realización de la invención.With reference to the drawings, a fifth embodiment of the invention. Figure 6 is a view in perspective showing the structure of the fifth regenerator embodiment of the invention.

Tal como se muestra en la figura 6, sobre ambas superficies de la película 2 de resina se forman unos revestimientos 4 de resina de polietileno o similar para que ocupen un anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1. En las partes centrales sobre las superficies de la película 2 de resina en las que no es necesario formar los revestimientos 4 de resina, se colocan de antemano unas máscaras. A continuación, un material de resina se imprime como tinta sobre ambas superficies de la película 2 de resina para obtener un revestimiento. Por último, las máscaras se quitan y eliminan para obtener los revestimientos 4 de resina.As shown in Figure 6, on both surfaces of the resin film 2 coatings are formed  4 of polyethylene resin or the like to occupy a width default from each edge of the regenerator 1. In the parts central on the surfaces of the resin film 2 in the that it is not necessary to form the resin coatings 4, put some masks in advance. Then a material of resin is printed as ink on both surfaces of the film 2 resin to obtain a coating. Finally, the masks are removed and removed to obtain the coatings 4 of resin.

En esta realización, al formarse los revestimientos 4 de resina, las partes de la película 2 de resina que ocupan una anchura predeterminada desde cada borde de la misma, es decir, las partes que contribuyen a la regeneración de energía calorífica en un alto grado, se hacen más gruesas. Esto no sólo ayuda a aumentar la capacidad de almacenamiento de calor y a mejorar así la eficiencia de regeneración de energía calorífica, sino que también ayuda a hacer que la película 2 de resina sea menos propensa a producir arrugas cuando se enrolla.In this embodiment, when the resin coatings 4, resin film parts 2 that occupy a predetermined width from each edge of it, that is, the parts that contribute to energy regeneration calorific to a high degree, they get thicker. This not only helps increase heat storage capacity and to thus improve the efficiency of heat energy regeneration, it also helps make resin film 2 less prone to wrinkles when rolled.

En esta realización, la película 2 de resina se describe como teniendo los revestimientos 4 de resina formados sobre ambas superficies de la misma. También es posible formar un revestimiento de resina sólo sobre una superficie de la película de resina. En ese caso, se requiere menos tinta y sólo es necesario realizar el revestimiento una vez. Esto reduce mucho los costes.In this embodiment, the resin film 2 is describes how having the resin coatings 4 formed on both surfaces of it. It is also possible to form a resin coating only on a film surface of resin. In that case, less ink is required and only necessary Perform the coating once. This greatly reduces the costs

Con referencia a los dibujos, se describirá una sexta realización de la invención. La figura 7 es una vista en corte ampliada que muestra el regenerador de la sexta realización de la invención. Tal como se muestra en la figura 7, el regenerador 1 se compone de una película 20 de resina compuesta enrollada en una forma cilíndrica. La película 20 de resina compuesta se compone de dos películas 21 y 22 de resina con forma de tira que tienen una capa 3 de resina, descrita posteriormente, laminada entre ellas. Una película 21 de resina tiene una pluralidad de salientes 2a finos formados con regularidad en toda una superficie de la misma. Tal como se muestra en la figura 7, estos salientes 2a permiten que queden espacios entre las diferentes vueltas de la película 20 de resina compuesta colocadas unas sobre otras. Por tanto, tal como se muestra en la figura 1, el gas de trabajo fluye por estos espacios desde el extremo 1H a alta temperatura hasta el extremo 1C a baja temperatura, tal como se indica mediante una flecha A, y viceversa a lo largo del eje del cilindro.With reference to the drawings, a sixth embodiment of the invention. Figure 7 is a view in enlarged cut showing the regenerator of the sixth embodiment of the invention. As shown in Figure 7, the regenerator 1 it consists of a composite resin film 20 rolled in a cylindrical. The composite resin film 20 is composed of two films 21 and 22 of strip-shaped resin having a resin layer 3, described later, laminated between them. A Resin film 21 has a plurality of 2nd fine projections formed regularly on a whole surface of it. Such as shown in figure 7, these projections 2a allow there are spaces between the different turns of movie 20 of Composite resin placed on top of each other. Therefore, as is shown in figure 1, the working gas flows through these spaces from end 1H at high temperature to end 1C at low temperature, as indicated by an arrow A, and vice versa at along the axis of the cylinder.

Sobre una superficie de la película 22 de resina se forma, como una película delgada, una capa 3 de resina que tiene una mayor conductividad térmica que la película 22 de resina. Las dos películas 21 y 22 de resina se colocan juntas para que la superficie de la película 22 de resina sobre la que se forma la capa 3 de resina se mantenga en contacto inmediato con la superficie de la película 21 de resina en la que no están formados los salientes 2a. De este modo, se produce la película 20 de resina compuesta que tiene la capa 3 de resina laminada dentro de ella.On a surface of the resin film 22 it forms, like a thin film, a layer 3 of resin that has higher thermal conductivity than resin film 22. The two resin films 21 and 22 are placed together so that the surface of the resin film 22 on which the layer is formed 3 resin keep in immediate contact with the surface of the resin film 21 in which the protrusions are not formed 2nd. In this way, the composite resin film 20 is produced which It has layer 3 of resin laminated inside it.

En esta realización, la capa 3 de resina no queda expuesta al exterior y por tanto nunca se cae. Esto mejora mucho la durabilidad. En este caso, la capa 3 de resina laminada puede formarse en tiras dispuestas a intervalos predeterminados a lo largo del eje del cilindro, tal como se muestra en la figura 3, o puede formarse para ocupar una anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1, tal como se muestra en la figura 4, o puede formarse en tiras dispuestas a intervalos predeterminados a lo largo del eje del cilindro para ocupar una anchura predeterminada desde cada borde del regenerador 1, tal como se muestra en la figura 5.In this embodiment, the resin layer 3 is not left exposed to the outside and therefore never falls. This greatly improves the durability. In this case, the laminated resin layer 3 can form in strips arranged at predetermined intervals at length of the cylinder shaft, as shown in figure 3, or can be formed to occupy a predetermined width from each edge of regenerator 1, as shown in figure 4, or it can be formed in strips arranged at predetermined intervals at cylinder axis length to occupy a predetermined width from each edge of the regenerator 1, as shown in the figure 5.

En todas las realizaciones descritas anteriormente, la capa 3 o capas de resina se describen como siendo impresas como tinta. Sin embargo, pueden formarse mediante cualquier otro método, tal como la pintura, la deposición de vapor, la electrodeposición o la aplicación de una cinta de película delgada.In all the described embodiments above, layer 3 or resin layers are described as being Printed as ink. However, they can be formed by any other method, such as painting, vapor deposition, electrodeposition or application of a film tape thin.

Al disponer un regenerador 1 estructurado tal como se ha descrito anteriormente en un espacio con forma de rosquilla para constituir un sistema en el que se hace que un gas fluya a través de dicho espacio de manera alternativa, es posible producir un sistema versátil de regeneración de calor de gas de flujo tal como ejemplifica un refrigerador de ciclo de Stirling de tipo de pistón libre.By arranging a structured regenerator 1 such as described above in a space shaped donut to constitute a system in which a gas is made flow through said space alternately, it is possible produce a versatile gas heat regeneration system of flow as exemplified by a Stirling cycle refrigerator of type of free piston.

Aplicabilidad industrialIndustrial applicability

Tal como se ha descrito anteriormente, según la presente invención, en un regenerador compuesto de una película de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica, sobre la superficie de la película de resina, se forma una capa que tiene una mayor conductividad térmica que la película de resina o, alternativamente, se forma un revestimiento de resina para que ocupe una anchura predeterminada desde un borde del regenerador. Esto aumenta la conducción de calor en el regenerador y estabiliza el rendimiento del mismo. En un sistema de regeneración de calor de gas de flujo que tiene este regenerador dispuesto en un espacio con forma de rosquilla, cuando un gas de trabajo caliente fluye al interior del regenerador por un extremo del mismo, el calor del gas de trabajo se almacena en la película de resina. Aquí, la capa que tiene una alta conductividad térmica o el revestimiento de resina formado sobre la película de resina mejoran la conducción de calor en el regenerador. Por tanto, en la película de resina se almacena más calor. Cuando el gas de trabajo frío fluye al interior del regenerador por el otro extremo del mismo, el calor almacenado en la película de resina se expulsa al gas de trabajo. Aquí, la capa que tiene una alta conductividad térmica o el revestimiento de resina formado sobre la película de resina mejoran la conducción de calor en el regenerador y aumentan la capacidad calorífica del mismo. Por tanto, se expulsa más calor al gas de trabajo. De este modo, es posible conseguir una gran eficiencia de regeneración de energía calorífica.As described above, according to the present invention, in a regenerator composed of a film of strip-shaped resin rolled in a cylindrical shape, on the surface of the resin film, a layer is formed that has a higher thermal conductivity than the resin film or, alternatively, a resin coating is formed so that occupy a predetermined width from a regenerator edge. This increases the heat conduction in the regenerator and stabilizes the performance of it. In a heat regeneration system of flow gas that has this regenerator arranged in a space with donut shape, when a hot working gas flows to the inside the regenerator at one end thereof, the heat of the gas Working is stored in the resin film. Here, the layer that It has high thermal conductivity or resin coating formed on the resin film improve heat conduction in the regenerator. Therefore, the resin film is stored more heat. When cold working gas flows into the regenerator at the other end of it, the heat stored in the Resin film is ejected to the working gas. Here, the layer that It has high thermal conductivity or resin coating formed on the resin film improve heat conduction in the regenerator and increase its heat capacity. By therefore, more heat is expelled to the working gas. In this way, it is possible to achieve high energy regeneration efficiency calorific

En particular, cuando el regenerador de la presente invención se aplica a un refrigerador de ciclo de Stirling de tipo de pistón libre, es posible conseguir un excelente rendimiento de refrigeración.In particular, when the regenerator of the The present invention is applied to a Stirling cycle refrigerator Free piston type, it is possible to get excellent cooling performance

Claims (6)

1. Regenerador (1) compuesto de una película (2) de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica, en el que la película (2) de resina tiene una estructura (2, 3, 4) de múltiples capas, al menos en una parte de la misma, que ocupa una anchura predeterminada desde un borde de la misma.1. Regenerator (1) composed of a film (2) of strip-shaped resin rolled in a cylindrical shape, in which the resin film (2) has a structure (2, 3, 4) of multiple layers, at least in a part of it, which occupies a default width from one edge of it. 2. Regenerador (1) según la reivindicación 1, en el que la película de resina tiene una pluralidad de salientes (2a) finos formados en una superficie de la misma.2. Regenerator (1) according to claim 1, in which the resin film has a plurality of projections (2a) fines formed on a surface thereof. 3. Regenerador (1) según la reivindicación 1, en el que una capa (3, 4) utilizada para formar la estructura de múltiples capas tiene una mayor conductividad térmica que la película (2) de resina.3. Regenerator (1) according to claim 1, in which one layer (3, 4) used to form the structure of multiple layers have a higher thermal conductivity than the resin film (2). 4. Regenerador (1) según la reivindicación 3, en el que la capa (3, 4) que tiene una mayor conductividad térmica es una capa (2) de resina que contiene un ingrediente que tiene una alta conductividad térmica, y el ingrediente que tiene una alta conductividad térmica es partículas finas de al menos uno de entre oro, plata, cobre, aluminio y carbono.4. Regenerator (1) according to claim 3, in the one that the layer (3, 4) that has a higher thermal conductivity is a layer (2) of resin that contains an ingredient that has a high thermal conductivity, and the ingredient that has a high thermal conductivity is fine particles of at least one of Gold, silver, copper, aluminum and carbon. 5. Regenerador según la reivindicación 1 y compuesto de una película (20) de resina con forma de tira enrollada en una forma cilíndrica, componiéndose la película (20) de resina de dos películas (21, 22) de resina con forma de tira que tienen una capa (3) con una mayor conductividad térmica que las dos películas (21, 22) de resina laminada entre las dos películas de resina.5. Regenerator according to claim 1 and composed of a resin film (20) in the form of a rolled strip  in a cylindrical shape, the resin film (20) being composed of two films (21, 22) of strip-shaped resin having a layer (3) with a higher thermal conductivity than the two laminated resin films (21, 22) between the two films of resin. 6. Sistema de regeneración de calor de gas de flujo que comprende un regenerador (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5 dispuesto en un camino de flujo de un gas alternativo.6. Gas heat regeneration system flow comprising a regenerator (1) according to one of the claims 1 to 5 arranged in a flow path of a gas alternative.
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