JP2001091075A - スターリング機関用熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した熱交換性能を有するとともに、製
造コストの削減を可能としたスターリング機関用熱交換
器を提供する。 【解決手段】 円筒状の放熱器４内周面の一端にコルゲ
ートフィン２を仮止めしておき、該コルゲートフィン２
の内径よりわずかに大きな外径を有するリング３を前記
コルゲートフィン２の内側に同心的に挿入する。これに
より、リング３がコルゲートフィン２を放熱器４側へ圧
着して、該コルゲートフィン２は放熱器４内に確実に固
定されるため、これらコルゲートフィン２及びリング３
から構成される熱交換器１ａが容易に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング機関
に用いられる熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６（ａ）は従来のスターリング機関用
熱交換器周辺の斜視図であり、図６（ｂ），（ｃ）はそ
の要部拡大図である。図６（ａ）に示すように、高温側
熱交換器１ａ，低温側熱交換器１ｂは、それぞれ上下が
開放された円筒状の放熱器４，吸熱器５の中空部分に挿
入されたコルゲートフィン２によって形成されている。

【０００３】以下、高温側熱交換器１ａの場合を例にし
てその製作手順について説明する。２はコルゲートフィ
ンであり、その側面の全周囲にはコルゲート加工が施さ
れている。即ち、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すよう
にコルゲートフィン２の側面には、軸方向に沿って等間
隔に直線上に延びる多数のＶ字状の突出部２ａ，２ａ，
２ａ・・・と、該突出部２ａと２ａとの間に位置し前記
突出部２ａと略等しい形状の多数の溝部２ｂ，２ｂ，２
ｂ・・・とからなるギザギザが形成されている。そし
て、このコルゲートフィン２の外径（突出部２ａ，２
ａ，２ａ・・・を滑らかに結んでできる円の直径）は、
放熱器４の内径と略等しい寸法に選ばれている。そのた
め、コルゲートフィン２を放熱器４の中空部分に同心的
に軸を揃えて挿入することができる。

【０００４】しかし、ただ挿入しただけでは、コルゲー
トフィン２が放熱器４に固定されていないため、このま
までは熱交換器１ａとして使用できない。そこで、従来
はコルゲートフィン２の突出部２ａと放熱器４の内周面
とを接着若しくは溶接することによって両者を強固に固
定していた。接着による場合は、図６（ｂ）に示すよう
に放熱器４の内周面に接着剤１４を薄く塗り広げてお
き、そこにコルゲートフィン２を挿入した後、所定の位
置にコルゲートフィン２をしばらく保持して乾燥させる
ことにより固定していた。一方、溶接による場合は、ま
ずコルゲートフィン２を放熱器４内に挿入する。そし
て、図６（ｃ）に示すように放熱器４の内周面とコルゲ
ートフィン２の突出部２ａとの互いに接触若しくは近接
する部分に溶接を施すことで固定を確実にしていた。１
５はその溶接部である。

【０００５】図７は、上述のようにしてコルゲートフィ
ン２（この場合は、熱交換器１ａ，１ｂ）を固着させた
放熱器４及び吸熱器５を搭載したフリーピストン型スタ
ーリング冷凍機の概略的な側面断面図である。図７に示
すように、スターリング冷凍機２０は、内部に円筒状の
空間を有するシリンダ６内の前記空間内にディスプレー
サ７及びピストン８を配設することにより、前記空間内
に形成された圧縮空間９と膨張空間１０との間に再生器
１１を設けて閉回路を構成し、この閉回路の作動空間に
ヘリウム等の作動ガスを充填するとともに、前記ピスト
ン８をリニアモータ（図示せず）等の外部動力によって
シリンダ６の軸方向に振動させる。ピストン８の振動は
前記圧縮空間９に封入された前記作動ガスに周期的な圧
力変化をもたらし、圧縮に伴って上昇した背圧の脈動に
より前記作動ガスを前記再生器１１を介して膨張空間１
０に流入させる。このとき、ガスの移動量の変化により
ディスプレーサ７に周期的な軸方向の振動力を生じさせ
る。

【０００６】これにより、ディスプレーサ７は、一端が
該ディスプレーサ７に固着されるとともにピストン８を
貫通するディスプレーサロッド１２の他端とシリンダ６
の底部との間に接続されたスプリング１３により、ピス
トン８と同じ周期で所定の位相差を保ってシリンダ６内
を軸方向に往復運動することになる。ディスプレーサ７
及びピストン８が適当な位相差を保って往復動すると
き、前記作動空間に封入された作動ガスは逆スターリン
グサイクルとして既知の熱力学サイクルを構成し、主と
して膨張空間１０に冷熱を発生する。

【０００７】以下にその原理について説明する。ピスト
ン８により圧縮された圧縮空間９内の作動ガスは再生器
１１を経由して膨張空間１０へ移動する際に、前記再生
器１１が半サイクル前に蓄えていた冷熱を受け取り予冷
される。このとき、高温側熱交換器１ａを介して放熱器
４から外部に圧縮空間９で生じた熱を放出する。大部分
の作動ガスが膨張空間１０に流入すると、該空間１０内
部の圧力上昇によってディスプレーサ７を押し下げるよ
うにして膨張が始まる。そして、ある程度膨張すると、
ピストン１３の復帰力によりディスプレーサ７は逆に押
し上げられ、圧力の高まった膨張空間１０内の作動ガス
は再生器１１を通過して再び圧縮空間９に移動する。こ
のとき、低温側熱交換器１ｂを介して吸熱器５で外部か
ら熱を奪い外部の空気を冷却する。そうして、大部分の
作動ガスが圧縮空間１０へ戻ると、再びピストン８の圧
縮を受けて次のサイクルに移行する。以上のような一連
のサイクルが連続的に繰り返されることにより、スター
リング冷凍機２０から極低温の冷熱を取り出すことがで
きる。

【０００８】このように圧縮空間９と膨張空間１０との
間で、作動ガスを再生器１１を介して往復させて吸熱器
５から冷熱を取り出すスターリング冷凍機２０では、限
られたスペースの中で高温側熱交換器１ａの放熱量及び
低温側熱交換器１ｂの吸熱量が大きいほど、再生器１１
を通過する作動ガスに対する予冷若しくは予熱の効率が
向上するため、その分再生器１１に掛かる負担を軽減で
き、ひいてはスターリング冷凍機２０の冷凍性能の向上
が図れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスターリング機関用熱交換器の構成では、放熱
器４若しくは吸熱器５とコルゲートフィン２とを接着や
溶接によって固定していたが、このような手作業による
製作工程は非常に手間と時間がかかるため、生産性が悪
かった。そのため、製造コストの削減が困難であるでな
く、できあがった製品の品質、即ち熱交換性能にバラツ
キが生じやすく製品の安定性・信頼性に欠けるという問
題があった。更に、スターリング冷凍機２０の長期の使
用に伴い、コルゲートフィン２が損傷したりしてその性
能が劣化しても、これを取り外して交換することはでき
なかった。従って、修理時における使用者の経済的負担
の増加や地球環境に配慮した資源の再生利用、いわゆる
リサイクルの面で課題があった。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、個々の品質のバラツキが少なく高い熱
交換性能を有するとともに、製造方法の簡略化を図るこ
とによりコストダウンを可能としたスターリング機関用
熱交換器を提供することを目的とする。また、本発明
は、必要に応じて部品を取り外して交換できるリサイク
ルに適したスターリング機関用熱交換器を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスターリング機関用熱交換器では、円筒状
部材の中空部分に同心的に挿入されたコルゲートフィン
と、前記中空部分に同心的に挿入され前記コルゲートフ
ィンを前記円筒状部材側へ圧着するリング状部材とから
なることを特徴とする。この構成によると、円筒状部材
に挿入されたコルゲートフィンと前記円筒状部材との接
触部分に接着や溶接を施すことなく、コルゲートフィン
はその内側に挿入されるリング状部材により圧着されて
確実に固定される。

【００１２】尚、前記リング状部材の側面の一端は先細
に形成されたテーパ状の構造を有するものとすればよ
い。これによると、該リング状部材の前記中空部分への
挿入が容易になる。

【００１３】そして、前記リング状部材の熱膨張率を前
記コルゲートフィンの熱膨張率と同程度若しくはそれよ
り大きくすれば、周辺温度の上昇によって熱交換機が高
温になっても、前記リング状部材は前記コルゲートフィ
ンに対し充分な圧接力をもって圧着するため、両者の間
に隙間ができる恐れがなくなる。

【００１４】逆に、前記リング状部材の熱膨張率を前記
コルゲートフィンの熱膨張率と同程度若しくはそれより
小さくすれば、周辺温度の下降によって熱交換機が低温
になっても、前記リング状部材は前記コルゲートフィン
に対し充分な圧接力をもって圧着するため、両者の間に
隙間ができる恐れがなくなる。

【００１５】また、前記リング状部材を熱伝導性の高い
材質で形成すると、該リング状部材でも充分な熱交換効
果を得ることができ、スターリング機関用熱交換機の熱
交換効率が向上する。

【００１６】更に、前記コルゲートフィンの前記リング
状部材及び前記円筒状部材との接触する部分の面積を大
きくするとよい。これによると、コルゲートフィンを介
して前記リング状部材及び前記円筒状部材に伝熱される
熱量が増加し、スターリング機関用熱交換機の熱交換効
率が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。尚、以下の実施形態では、
放熱器４を用いた高温側熱交換器１ａ（以下、単に「熱
交換器」という。）を例にして説明するが、熱交換器を
構成する部材、その材料の選択、設計変更等については
吸熱器５を用いる低温側熱交換器１ｂに対してもそのま
ま適用できる。従って、特に断らない限り、以下の説明
で放熱器４とあるのを吸熱器５と読み替えてもよいこと
は勿論である。また、本発明に係る熱交換器は、上述し
た従来技術に係る熱交換器とその製造方法や構造が異な
るだけなので、以下の各実施形態において従来品と共通
の部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を
省略する。

【００１８】＜第１の実施形態＞図１（ａ）は、本発明
の第１の実施形態で用いるスターリング機関用熱交換器
周辺のの斜視図である。図１（ａ）に示すように本実施
形態に係る熱交換器１ａは、所定の長さを有する円筒状
の放熱器４の中空部分に同心的に挿入されたコルゲート
フィン２と、前記中空部分に同心的に挿入され前記コル
ゲートフィン２を前記放熱器４側へ圧着するリング３と
から構成されている。コルゲートフィン２の外径は放熱
器４の内径と略等しい寸法に選ばれており、一方のリン
グ３の外径はコルゲートフィン２の内径よりわずかに大
きな寸法に設定されている。コルゲートフィン２は、側
面の全周囲に軸方向に沿って等間隔で直線上に延びるコ
ルゲート加工が施された円筒状の部材であり、その軸方
向と垂直な方向に伸縮できるような弾性を有している。
従って、図示の如くリング３が挿入されると、コルゲー
トフィン２はその弾性によって放熱器４側へ押し広げら
れて圧着される。

【００１９】次に、この熱交換器１ａの製作手順を図２
を参照して説明する。まず、コルゲートフィン２を放熱
器４の一端に仮止めしておく。１６はリング嵌入用の治
具であり、先細に形成された円柱状の部材である。この
治具１６の側面の外径はリング３の内径と略等しい寸法
に選ばれており、リング３を挿入するとその途中で図示
の如くリング３が保持されるようになっている。この状
態で、矢印の方向に先細になった部分から治具１６を放
熱器４に挿入してゆく。リング３がコルゲートフィン２
の側面内周に沿って嵌入され、充分な圧接力をもってコ
ルゲートフィン２を放熱器４側に圧着するとともに、そ
の先端が放熱器４の先端と同一平面になる位置に固定さ
れたのを確認してから、治具１６のみを矢印とは逆の方
向に引き抜くと、図１（ａ）に示すような熱交換器１ａ
が得られる。

【００２０】尚、前記治具１６としては、例えば、図３
（ａ）に示すように円柱状の側面の数カ所に軸方向に延
びるスリット部１６ａを設けておき、その開放端にキャ
ップ１６ｂを被せた構成のものを好適に用いることがで
きる。これによると、図２に示すように治具１６を放熱
器４内に挿入して、リング３が適切な位置に固定された
後、キャップ１６ｂをつまんで内側に力を加えると、治
具１６側面の外径が縮小してリング３の保持が解かれる
ため、リング３が治具１６と共に引き抜かれることな
く、確実に治具１６のみを引き抜くことができる。

【００２１】また、治具１６としては、図３（ｂ）に示
すように中空の弾性体で形成したものを用いてもよい。
この場合、治具１６の中空部分に空気を封入すると、空
気圧によって外観形状が保たれるため、外から力を加え
ても治具１６は容易に変形することはない。従って、上
述したように治具１６を放熱器４内に挿入して、リング
３が適切な位置に固定された後、治具１６内の空気を抜
いてつまんで内側に力を加えると、治具１６は外力によ
って側面の外径が縮小する方向に容易に変形してリング
３の保持が解かれるため、リング３が治具１６と共に引
き抜かれることなく、治具１６のみを確実に引き抜くこ
とができる。

【００２２】ところで、本実施形態で用いるリング３
は、図１（ｂ），（ｃ）に示すように側面の外径及び厚
みが上下方向のどの部位でも一定の円筒状の部材であ
る。従って、コルゲートフィン２はリング３により放熱
器４側へ圧着されるため、従来のように接着や溶接を施
さなくても、コルゲートフィン２を放熱器４内の適切な
位置に固定することができる。これにより、熱交換器１
ａの組立工程が簡素化されるため、製造コストの削減を
図ることができる。

【００２３】また、リング３は放熱器４から引き抜くこ
とにより、コルゲートフィン２も同時に取り外すことが
できる。よって、スターリング冷凍機を長期間にわたっ
て使用した場合等において、コルゲートフィン２が損傷
を受けて品質が劣化しても、必要に応じてコルゲートフ
ィン２を容易に交換することができるため、非常に経済
的であり、リサイクルにも適した熱交換器を実現でき
る。更に、本実施形態で用いられる熱交換器１ａは、図
６（ａ），（ｂ）に示す従来の熱交換器と同様の局所構
造をもっているため、この従来のものと比べても熱交換
性能的にはほとんど遜色はない。

【００２４】＜第２の実施形態＞図４（ａ）は本発明の
第２の実施形態で用いるスターリング機関用熱交換器の
斜視図である。上記第１の実施形態では、リング３とし
て軸方向のどの部位においても断面形状が等しい直円筒
状のものを用いた。このリング３は上述したようにコル
ゲートフィン２の内径と略等しい外径を有しているが、
実際にはコルゲートフィン２の圧着・固定を確実にする
ため、その外径はコルゲートフィン２の内径に対し若干
大きく設定されている。この場合、上述したようにコル
ゲートフィン２を仮止めした放熱器４内にリング３を嵌
入する際、コルゲートフィン２を外側へ押し広げるよう
にしてリング３を挿入する必要があるため、リング３に
無理な力を加えてしまいやすく、場合によってはコルゲ
ートフィン２の変形や破損を招く恐れがある。

【００２５】そこで、本実施形態ではリング３として、
図３（ｂ），（ｃ）に示すようにその下端部から所定の
長さの部分に先細構造のテーパ３ａが設けられたものを
用いる。これにより、リング３のテーパ３ａを除く部分
の側面の外径がコルゲートフィン２の内径よりも大きく
ても、外径の比較的小さいテーパ３ａの部分から挿入す
ることにより、始めは小さな力で徐々に大きな力を加え
ていけば、スムーズにリング３を放熱器４内に挿入する
ことができる。従って、リング３を挿入する際、上記第
１の実施形態のようなリング嵌入用の治具が不要となる
とともに、コルゲートフィン２に無理な力が加わりにく
く、その分コルゲートフィン２が破損や変形する危険性
が軽減される。

【００２６】＜第３の実施形態＞本発明の第３の実施形
態について説明する。上記第１の実施形態においては、
熱交換器１を構成するコルゲートフィン２及びリング３
の材質としては特に限定しなかった。しかし、高温側熱
交換器１ａの場合、図６に示すように圧縮空間９に流入
する作動ガスは再生器１１により予熱されて高温になっ
ており、逆に圧縮空間９から流出する作動ガスも圧縮過
程で温度が上昇しているため、いずれにしても高温側熱
交換器１ａは通過する作動ガスを通じての加熱により高
温になる。従って、図１（ａ）においてリング３がコル
ゲートフィン２より熱膨張率の小さな材質からなる場
合、温度が上昇すると、熱膨張率の違いによりリング３
とフィン２との間に隙間が生ずる可能性がある。その結
果、リング３はコルゲートフィン２を放熱器４側に充分
圧着できず、コルゲートフィン２と放熱器４との接触面
積を充分に確保することができなくなるため、高温側熱
交換器１ａの熱交換性能の低下を招く可能性がある。

【００２７】そこで、本実施形態ではリング３としてコ
ルゲートフィン２の熱膨張率と同程度若しくはそれより
大きな材質を選択する。これにより、温度が上昇しても
リング３の膨張の割合がコルゲートフィン２と同程度若
しくはそれより大きくなるため、隙間ができることなく
充分な接触圧をもってコルゲートフィン２は放熱器４側
に圧着される。この結果、両者の接触面積を充分に確保
することができ、常時安定した熱交換性能を有する高温
側熱交換器１ａを実現できる。尚、放熱器４の熱膨張率
は、同じ理由からコルゲートフィン２と同程度若しくは
それより小さいものが好ましい。

【００２８】＜第４の実施形態＞本発明の第４の実施形
態について説明する。上記第１の実施形態においては、
熱交換器１を構成するコルゲートフィン２及びリング３
の材質としては特に限定しなかった。しかし、低温側熱
交換器１ｂの場合、図６に示すように膨張空間１０に流
入する作動ガスは再生器１１により予冷されて低温にな
っており、逆に膨張空間１０から流出する作動ガスも膨
張過程で温度が下降しているため、いずれにしても低温
側熱交換器１ｂは通過する作動ガスを通じての冷却によ
り低温になる。従って、図１（ａ）においてリング３が
コルゲートフィン２より熱膨張率の大きな材質からなる
場合、温度が下降すると、熱膨張率の違いによりリング
３とフィン２との間に隙間が生ずる可能性がある。その
結果、リング３はコルゲートフィン２を吸熱器５側に充
分圧着できず、コルゲートフィン２と吸熱器５との接触
面積を充分に確保することができなくなるため、低温側
熱交換器１ｂの熱交換性能の低下を招く可能性がある。

【００２９】そこで、本実施形態ではリング３としてコ
ルゲートフィン２の熱膨張率と同程度若しくはそれより
小さな材質を選択する。これにより、温度が下降しても
リング３の膨張の割合がコルゲートフィン２と同程度も
しくはそれより小さくなるため、隙間ができることなく
充分な接触圧をもってコルゲートフィン２は吸熱器５側
に圧着される。この結果、両者の接触面積を充分に確保
することができ、常時安定した熱交換性能を有する低温
側熱交換器１ｂを実現できる。尚、吸熱器５の膨張率
は、同じ理由からコルゲートフィン２と同程度若しくは
それより大きいものが好ましい。

【００３０】＜第５の実施形態＞本発明の第５の実施形
態について説明する。本発明に係る熱交換器１ａ（図１
（ａ）参照）の構成では、作動ガスはリング３と放熱器
４との間の部分を通過するため、コルゲートフィン２だ
けでなくリング３でも熱交換の作用を得ることが可能で
ある。そこで、本実施形態では、リング３として銅やア
ルミニウム系の熱伝導性の高い材料を選択する。これに
より、熱交換器１ａの熱交換性能の向上が図れる。

【００３１】＜第６の実施形態＞図５（ａ）は、本発明
の第６の実施形態に係る熱交換器周辺の斜視図であり、
図５（ｂ）はその要部拡大図である。上記各実施形態に
おいては、コルゲートフィン２の側面のコルゲート加工
が施された部分の構造については詳述しなかったが、Ｖ
字状の突出部２ａと溝部２ｂとによって構成されている
ことは図６（ｂ），（ｃ）に示す従来の構造と同じであ
る。ところで、本発明に係る熱交換器１ａの構成では、
コルゲートフィン２の突出部２ａ，溝部２ｂは、それぞ
れ放熱器４の側面内周部，リング３の側面外周部に接し
ている。しかし、その接触面積が小さい場合、放熱器４
から外部空間への放熱（吸熱器５の場合は外部空間から
の吸熱）の効率が不十分となり、熱交換器の安定した熱
交換性能、ひいてはスターリング冷凍機から充分な冷凍
能力が得られくなる。

【００３２】そこで、本実施形態では、図５（ｂ）に示
すようにコルゲートフィン２の突出部２ａ，溝部２ｂの
形状を、それぞれ放熱器４の側面内周部，リング３の側
面外周部に沿うような形状とする。これにより、突出部
２ａ，溝部２ｂはそれぞれ比較的大きな面積で放熱器
４，リング３と接触するようになり、コルゲートフィン
２を介する熱交換器１ａの熱交換効率を向上させること
ができ、スターリング冷凍機から安定した冷凍能力を得
ることができる。

【００３３】尚、上記各実施形態では、コルゲートフィ
ン２と放熱器４若しくは吸熱器５との接触部分に溶接や
接着を施さずに、リング３による圧着のみを利用してコ
ルゲートフィン２を放熱器４若しくは吸熱器５に固定す
る場合について説明したが、従来のように前記接触部分
にわずかながら溶接や接着を施してもよい。この場合
は、コルゲートフィン２の圧着・固定が一層確実にな
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、円
筒状部材の中空部分に同心的に挿入されたコルゲートフ
ィンと、前記中空部分に同心的に挿入され前記コルゲー
トフィンを前記円筒状部材側へ圧着するリング状部材と
からなるスターリング機関用熱交換器の構成としたこと
により、従来のようなコルゲートフィンと円筒状部材と
の接着や溶接といった手作業による工程が省略されるた
め、スターリング機関用熱交換器の生産性が向上すると
ともに、該熱交換器の製造コストの削減を図ることがで
きる。また、リング状部材は円筒状部材から引き抜くこ
とにより、コルゲートフィンも同時に取り外すことがで
きる。よって、スターリング冷凍機を長期間にわたって
使用した場合等において、コルゲートフィンが損傷を受
けて品質が劣化しても、必要に応じてコルゲートフィン
２容易に交換することができるため、非常に経済的であ
り、リサイクルにも適した熱交換器を実現できる。

【００３５】そして、前記リング状部材の側面の一端に
先細に形成されたテーパ状の構造をもたせることによ
り、リング状部材のテーパを除く部分の側面の外径がコ
ルゲートフィンの内径よりも大きくても、外径の比較的
小さいテーパの部分から挿入することにより、始めは小
さな力で徐々に大きな力を加えていけば、スムーズにリ
ング状部材を前記円筒状部材内に挿入することができ
る。従って、リング状部材を挿入する際、リング嵌入用
の治具が不要となるとともに、コルゲートフィンに無理
な力が加わりにくく、その分コルゲートフィンが破損や
変形する危険性が軽減される。

【００３６】また、リング状部材としてコルゲートフィ
ンの熱膨張率と同程度若しくはそれより大きな材質を選
択する。これにより、高温側熱交換器周辺の温度が上昇
してもリング状部材の膨張の割合がコルゲートフィンと
同程度若しくはそれより大きくなるため、隙間ができる
ことなく充分な接触圧をもってコルゲートフィンは円筒
状部材に圧着される。この結果、両者の接触面積を充分
に確保することができ、常時安定した熱交換性能を有す
る熱交換器を実現できる。

【００３７】また、リング状部材としてコルゲートフィ
ンの熱膨張率と同程度若しくはそれより小さな材質を選
択する。これにより、低温側熱交換器周辺の温度が下降
してもリング状部材の膨張の割合がコルゲートフィンと
同程度若しくはそれより小さくなるため、隙間ができる
ことなく充分な接触圧をもってコルゲートフィンは円筒
状部材に圧着される。この結果、両者の接触面積を充分
に確保することができ、常時安定した熱交換性能を有す
る熱交換器を実現できる。

【００３８】また、リング状部材として銅やアルミニウ
ム系の熱伝導性の高い材料を選択する。これにより、リ
ング状部材でも充分な熱交換の効果を得ることができる
ため、熱交換器の熱交換性能の向上が図れる。

【００３９】さらに、前記コルゲートフィンの前記リン
グ状部材及び前記円筒状部材との接触する部分の面積を
大きくすることにより、コルゲートフィンを介する熱伝
達による熱交換効率を向上させることができ、スターリ
ング冷凍機から安定した冷凍能力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 本発明の第１の実施形態に係るスター
リング機関用熱交換器周辺の一例の斜視図である。 （ｂ） その熱交換器を構成するリングの斜視図であ
る。 （ｃ） そのリングの側面図である。

【図２】 その熱交換器の製作の一工程を示す斜視図
である。

【図３】（ａ） リング嵌入用治具の一例の側面図であ
る。 （ｂ） リング嵌入用治具の他の例の側面断面図であ
る。

【図４】（ａ） 本発明の第２の実施形態に係るスター
リング機関用熱交換器周辺の一例の斜視図である。 （ｂ） その熱交換器を構成するリングの斜視図であ
る。 （ｃ） そのリングの側面図である。

【図５】（ａ） 本発明の第６の実施形態に係るスター
リング機関用熱交換器周辺の一例の斜視図である。 （ｂ） その熱交換器の要部拡大図である。

【図６】（ａ） 従来のスターリング機関用熱交換器周
辺の斜視図である。 （ｂ） その熱交換器の一例の要部拡大図である。 （ｃ） その熱交換器の他の例の要部拡大図である。

【図７】 フリーピストン型スターリング冷凍機の概略
的な側面断面図である。

【符号の説明】

１ａ 高温側熱交換器 １ｂ 低温側熱交換器 ２ コルゲートフィン ２ａ 突出部 ２ｂ 溝部 ３ リング ４ 放熱器 ５ 吸熱器 ６ シリンダ ７ ディスプレーサ ８ ピストン ９ 圧縮空間 １０ 膨張空間 １１ 再生器 １２ ディスプレーサロッド １３ スプリング １４ 接着剤 １５ 溶接部 １６ 治具 ２０ スターリング冷凍機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 9/14 ５２０ Ｆ２５Ｂ 9/14 ５２０Ａ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状部材の中空部分に同心的に挿入さ
   れたコルゲートフィンと、前記中空部分に同心的に挿入
   され前記コルゲートフィンを前記円筒状部材側へ圧着す
   るリング状部材とからなることを特徴とするスターリン
   グ機関用熱交換器。
2. 【請求項２】 前記リング状部材の側面の一端は先細に
   形成されたテーパ状の構造を有することを特徴とする請
   求項１に記載のスターリング機関用熱交換器。
3. 【請求項３】 前記リング状部材の熱膨張率を前記コル
   ゲートフィンの熱膨張率と同程度若しくはそれより大き
   くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   スターリング機関用熱交換器。
4. 【請求項４】 前記リング状部材の熱膨張率を前記コル
   ゲートフィンの熱膨張率と同程度若しくはそれより小さ
   くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
   スターリング機関用熱交換器。
5. 【請求項５】 前記リング状部材は熱伝導性の高い材質
   で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４
   のいずれかに記載のスターリング機関用熱交換器。
6. 【請求項６】 前記コルゲートフィンの前記リング状部
   材及び前記円筒状部材との接触する部分の面積を大きく
   したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに
   記載のスターリング機関用熱交換器。