JP2002081774A - スターリング冷凍機用熱交換器及び熱交換器体 - Google Patents
スターリング冷凍機用熱交換器及び熱交換器体Info
- Publication number
- JP2002081774A JP2002081774A JP2000265231A JP2000265231A JP2002081774A JP 2002081774 A JP2002081774 A JP 2002081774A JP 2000265231 A JP2000265231 A JP 2000265231A JP 2000265231 A JP2000265231 A JP 2000265231A JP 2002081774 A JP2002081774 A JP 2002081774A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- main body
- corrugated fin
- shaped member
- ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、コルゲートフィンを固定する作業
が簡略化されると共にメンテナンスに有効な構成であっ
て、熱交換効率がより向上したスターリング冷凍機用熱
交換器とその熱交換器体を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の熱交換器４２は、コルゲート加
工により多数の溝が形成された薄板を各溝が軸方向と平
行になるように円筒状に成形したコルゲートフィン４２
１と、該コルゲートフィン４２１の内周に接する第１リ
ング状部材４２２とが一体化して成るものである。ま
た、本発明の熱交換器体４は管状の本体４１の内周面に
熱交換器４２１が圧接している。
が簡略化されると共にメンテナンスに有効な構成であっ
て、熱交換効率がより向上したスターリング冷凍機用熱
交換器とその熱交換器体を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の熱交換器４２は、コルゲート加
工により多数の溝が形成された薄板を各溝が軸方向と平
行になるように円筒状に成形したコルゲートフィン４２
１と、該コルゲートフィン４２１の内周に接する第１リ
ング状部材４２２とが一体化して成るものである。ま
た、本発明の熱交換器体４は管状の本体４１の内周面に
熱交換器４２１が圧接している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
機に備えられる吸熱器や放熱器などの熱交換器体とその
熱交換器に関するものである。
機に備えられる吸熱器や放熱器などの熱交換器体とその
熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】先ず、スターリング機関を利用したフリ
ーピストン型スターリング冷凍機の一般的な構成につい
て説明する。図９は該フリーピストン型スターリング冷
凍機の側面断面を概略的に示した図である。シリンダ１
内には低温部となる吸熱器２、再生器３、及び高温部と
なる放熱器４がこの順に収納されている。吸熱器２及び
放熱器４はいずれも管状の本体２１,４１の一端側の内
周面に熱交換器２２,４２を取り付けて成る熱交換器体
であり、各熱交換器２２,４２はシリンダ１内で再生器
３に隣接している。
ーピストン型スターリング冷凍機の一般的な構成につい
て説明する。図９は該フリーピストン型スターリング冷
凍機の側面断面を概略的に示した図である。シリンダ１
内には低温部となる吸熱器２、再生器３、及び高温部と
なる放熱器４がこの順に収納されている。吸熱器２及び
放熱器４はいずれも管状の本体２１,４１の一端側の内
周面に熱交換器２２,４２を取り付けて成る熱交換器体
であり、各熱交換器２２,４２はシリンダ１内で再生器
３に隣接している。
【０００３】上記シリンダ１内にはディスプレーサロッ
ド５の一端に固着したディスプレーサ６と該ディスプレ
ーサロッド５が貫通したピストン７が配設されている。
また、該ディスプレーサロッド５の他端はスプリング８
に接続されている。シリンダ１内ではこれらディスプレ
ーサ６とピストン７によって、吸熱器２の内部に膨張空
間９が形成され放熱器４の内部に圧縮空間１０が形成さ
れている。これら膨張空間９と圧縮空間１０とは再生器
３によって連通して閉回路を構成している。
ド５の一端に固着したディスプレーサ６と該ディスプレ
ーサロッド５が貫通したピストン７が配設されている。
また、該ディスプレーサロッド５の他端はスプリング８
に接続されている。シリンダ１内ではこれらディスプレ
ーサ６とピストン７によって、吸熱器２の内部に膨張空
間９が形成され放熱器４の内部に圧縮空間１０が形成さ
れている。これら膨張空間９と圧縮空間１０とは再生器
３によって連通して閉回路を構成している。
【０００４】このフリーピストン型スターリング冷凍機
の動作について説明する。ピストン７はリニアモータ
(図示せず)などの外部動力により、シリンダ１の軸方向
に所定の周期にて往復運動する。また、圧縮空間１０に
は予めヘリウムなどの作動ガスが封入されている。
の動作について説明する。ピストン７はリニアモータ
(図示せず)などの外部動力により、シリンダ１の軸方向
に所定の周期にて往復運動する。また、圧縮空間１０に
は予めヘリウムなどの作動ガスが封入されている。
【０００５】該ピストン７の移動により圧縮空間１０内
の作動ガスが圧縮されると、その作動ガスは放熱器４の
熱交換器４２を介して再生器３を通り膨張空間９に導か
れる(図中、点線矢印Ａ)。このとき、圧縮によって熱を
生じた作動ガスは熱交換器４２にて外部の空気と熱交換
されて熱を放出し、再生器３を通ることで該再生器３に
予め蓄えられていた冷熱を受け取って予冷される。
の作動ガスが圧縮されると、その作動ガスは放熱器４の
熱交換器４２を介して再生器３を通り膨張空間９に導か
れる(図中、点線矢印Ａ)。このとき、圧縮によって熱を
生じた作動ガスは熱交換器４２にて外部の空気と熱交換
されて熱を放出し、再生器３を通ることで該再生器３に
予め蓄えられていた冷熱を受け取って予冷される。
【０００６】作動ガスが膨張空間９に流入するとディス
プレーサ６はスプリング８に抗して押し下げられるの
で、作動ガスは膨張し冷熱が生じる。そして、ある程度
作動ガスが膨張すると、スプリング８の復帰力によりデ
ィスプレーサ６は反対方向に押し上げられる。
プレーサ６はスプリング８に抗して押し下げられるの
で、作動ガスは膨張し冷熱が生じる。そして、ある程度
作動ガスが膨張すると、スプリング８の復帰力によりデ
ィスプレーサ６は反対方向に押し上げられる。
【０００７】これによって、膨張空間９内の作動ガスは
吸熱器２の熱交換器２２を介して再生器３を通り再び圧
縮空間１０に移動する(図中、実線矢印Ａ')。このとき、
作動ガスは熱交換器２２にて外部の空気と熱交換されて
熱を吸収し、再生器３を通ることで該再生器３に蓄えら
れていた熱を受け取って余熱される。そして、圧縮空間
１０に戻った作動ガスは再びピストン７の圧縮を受け
る。
吸熱器２の熱交換器２２を介して再生器３を通り再び圧
縮空間１０に移動する(図中、実線矢印Ａ')。このとき、
作動ガスは熱交換器２２にて外部の空気と熱交換されて
熱を吸収し、再生器３を通ることで該再生器３に蓄えら
れていた熱を受け取って余熱される。そして、圧縮空間
１０に戻った作動ガスは再びピストン７の圧縮を受け
る。
【０００８】このような一連のサイクルが連続して繰り
返されることにより、吸熱器２にて極低温の冷熱が取り
出される。ここでは、吸熱器２の熱交換器２２での吸熱
量と放熱器４の熱交換器４２での放熱量とは大きい方が
好ましい。なぜならば、作動ガスに対する再生器３の予
冷及び予熱の効率が向上するので、再生器３にかかる負
担を軽減でき、ひいてはスターリング冷凍機の冷凍性能
の向上が達成できるからである。
返されることにより、吸熱器２にて極低温の冷熱が取り
出される。ここでは、吸熱器２の熱交換器２２での吸熱
量と放熱器４の熱交換器４２での放熱量とは大きい方が
好ましい。なぜならば、作動ガスに対する再生器３の予
冷及び予熱の効率が向上するので、再生器３にかかる負
担を軽減でき、ひいてはスターリング冷凍機の冷凍性能
の向上が達成できるからである。
【０００９】次に、上述したスターリング冷凍機の高温
側熱交換器体である放熱器４について図１０を参照して
説明する。尚、ここでは放熱器４とその熱交換器４２に
ついてのみ述べるが、低温側熱交換器体である吸熱器２
とその熱交換器２２も同様の構成である。
側熱交換器体である放熱器４について図１０を参照して
説明する。尚、ここでは放熱器４とその熱交換器４２に
ついてのみ述べるが、低温側熱交換器体である吸熱器２
とその熱交換器２２も同様の構成である。
【００１０】図に示すように、この熱交換器４２はコル
ゲート加工した薄板を円筒状に成形したコルゲートフィ
ン４２１である。その側面は軸方向に沿って直線状に延
びるＶ字型の溝４２１ａが多数、等間隔に形成されてお
り、ぎざぎざ状となっている。
ゲート加工した薄板を円筒状に成形したコルゲートフィ
ン４２１である。その側面は軸方向に沿って直線状に延
びるＶ字型の溝４２１ａが多数、等間隔に形成されてお
り、ぎざぎざ状となっている。
【００１１】ここでは、放熱器４の本体４１の中心側に
突出している部分を各溝４２１ａの底部４２１ｂとし、
本体４１の内周面の側に突出している部分を隣合う溝４
２１ａによって形成された頂部４２１ｃとする。各頂部
４２１ｃを滑らかに結んでできる円の直径(コルゲート
フィン４２１の外径)と本体４１の内径とはほぼ等し
く、本体４１とコルゲートフィン４２１とは互いの軸が
同心となるように配されている。
突出している部分を各溝４２１ａの底部４２１ｂとし、
本体４１の内周面の側に突出している部分を隣合う溝４
２１ａによって形成された頂部４２１ｃとする。各頂部
４２１ｃを滑らかに結んでできる円の直径(コルゲート
フィン４２１の外径)と本体４１の内径とはほぼ等し
く、本体４１とコルゲートフィン４２１とは互いの軸が
同心となるように配されている。
【００１２】この本体４１の内周面とコルゲートフィン
４２１の頂部４２１ｃとは接着剤又ははんだによって強
固に固定されている。図１１はコルゲートフィン４２１
を軸方向から見た要部拡大図であり、接着剤にて固定し
た状態を示している。この場合、先ず本体４１の内周面
に接着剤１１を薄く塗り広げておき、そこにコルゲート
フィン４２１を挿入する。そして、所定の位置にコルゲ
ートフィン４２１をしばらく保持した状態で接着剤１１
を乾燥させる。
４２１の頂部４２１ｃとは接着剤又ははんだによって強
固に固定されている。図１１はコルゲートフィン４２１
を軸方向から見た要部拡大図であり、接着剤にて固定し
た状態を示している。この場合、先ず本体４１の内周面
に接着剤１１を薄く塗り広げておき、そこにコルゲート
フィン４２１を挿入する。そして、所定の位置にコルゲ
ートフィン４２１をしばらく保持した状態で接着剤１１
を乾燥させる。
【００１３】また、図１２ははんだにて固定した状態を
示している。はんだ付けの場合は、先ずコルゲートフィ
ン４２１を本体４１内に挿入する。そして、コルゲート
フィン４２１を所定の位置に保持した状態で、本体４１
の内周面とコルゲートフィン４２１の頂部４２１ｃとが
接触もしくは近接する部分にはんだ１２を施す。
示している。はんだ付けの場合は、先ずコルゲートフィ
ン４２１を本体４１内に挿入する。そして、コルゲート
フィン４２１を所定の位置に保持した状態で、本体４１
の内周面とコルゲートフィン４２１の頂部４２１ｃとが
接触もしくは近接する部分にはんだ１２を施す。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の熱交換器体では接着又ははんだ付けによる固定
の工程が手作業で行われていた。故に、この工程は非常
に手間と時間がかかるので、生産性が悪く製造コストの
削減が困難であった。また、製品の品質、即ち熱交換性
能にばらつきが生じやすく、製品の安定性や信頼性に欠
けていた。
た従来の熱交換器体では接着又ははんだ付けによる固定
の工程が手作業で行われていた。故に、この工程は非常
に手間と時間がかかるので、生産性が悪く製造コストの
削減が困難であった。また、製品の品質、即ち熱交換性
能にばらつきが生じやすく、製品の安定性や信頼性に欠
けていた。
【００１５】さらに、スターリング冷凍機を長期間使用
するのに伴ってコルゲートフィン４２１が損傷した場
合、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という点
で問題があった。
するのに伴ってコルゲートフィン４２１が損傷した場
合、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という点
で問題があった。
【００１６】本発明は上記課題をかんがみて成されたも
のであり、コルゲートフィンを固定する作業が簡略化さ
れると共にメンテナンスに有効な構成であって、熱交換
効率がより向上したスターリング冷凍機用熱交換器とそ
の熱交換器体を提供することを目的とする。
のであり、コルゲートフィンを固定する作業が簡略化さ
れると共にメンテナンスに有効な構成であって、熱交換
効率がより向上したスターリング冷凍機用熱交換器とそ
の熱交換器体を提供することを目的とする。
【００１７】
【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冷凍機用熱交換器は、コルゲ
ート加工により多数の溝が形成された薄板を各溝が軸方
向と平行になるように円筒状に成形したコルゲートフィ
ンと、該コルゲートフィンの内周に接する第１リング状
部材とを一体化して成るものである。コルゲートフィン
と第１リング状部材とが一体化することで、その接触面
積は増大し良好な熱伝導性を示す。その一体化には接着
手段、例えばロウ付けやはんだ付けを施すとよい。
に、本発明のスターリング冷凍機用熱交換器は、コルゲ
ート加工により多数の溝が形成された薄板を各溝が軸方
向と平行になるように円筒状に成形したコルゲートフィ
ンと、該コルゲートフィンの内周に接する第１リング状
部材とを一体化して成るものである。コルゲートフィン
と第１リング状部材とが一体化することで、その接触面
積は増大し良好な熱伝導性を示す。その一体化には接着
手段、例えばロウ付けやはんだ付けを施すとよい。
【００１８】また、本発明の他のスターリング機関用熱
交換器は、コルゲート加工により多数の溝が形成された
薄板を各溝が軸方向と平行になるように円筒状に成形し
たコルゲートフィンと、該コルゲートフィンの外周に接
する第２リング状部材とを一体化したものである。これ
らコルゲートフィンと第２リング状部材とが一体化され
ていると、その接触面積は増大し良好な熱伝導性を示
す。その一体化には接着手段、例えばロウ付けやはんだ
付けを施すとよい。
交換器は、コルゲート加工により多数の溝が形成された
薄板を各溝が軸方向と平行になるように円筒状に成形し
たコルゲートフィンと、該コルゲートフィンの外周に接
する第２リング状部材とを一体化したものである。これ
らコルゲートフィンと第２リング状部材とが一体化され
ていると、その接触面積は増大し良好な熱伝導性を示
す。その一体化には接着手段、例えばロウ付けやはんだ
付けを施すとよい。
【００１９】上述したいずれの熱交換器もその外径が熱
交換器体の本体の内径よりも僅かに大きいと、熱交換器
を径方向に縮ませながら前記本体の中空に挿入しなけれ
ばならない。故に、熱交換器は本体内に圧接した状態で
位置固定される。
交換器体の本体の内径よりも僅かに大きいと、熱交換器
を径方向に縮ませながら前記本体の中空に挿入しなけれ
ばならない。故に、熱交換器は本体内に圧接した状態で
位置固定される。
【００２０】また、本発明の熱交換器体は上述した熱交
換器を本体の内周面に取り付けて成るものであって、該
本体の少なくとも一端には軸方向に沿って端側にいくほ
ど壁厚が薄くなるようにテーパーが形成されており、本
体の最大の内径は熱交換器の外径よりも大きい。従っ
て、本体の端部では熱交換器を簡単に挿入できる。そし
て、本体の内径が小さくなるに従って徐々に力を大きく
しながら熱交換器を挿入していくとよい。
換器を本体の内周面に取り付けて成るものであって、該
本体の少なくとも一端には軸方向に沿って端側にいくほ
ど壁厚が薄くなるようにテーパーが形成されており、本
体の最大の内径は熱交換器の外径よりも大きい。従っ
て、本体の端部では熱交換器を簡単に挿入できる。そし
て、本体の内径が小さくなるに従って徐々に力を大きく
しながら熱交換器を挿入していくとよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。尚、図１０〜１２に示す従来
技術と同じ名称の部材には同一の符号を付している。ま
た、各実施形態では放熱器４とその熱交換器４２につい
てのみ説明するが、その構成や部材の材料の選択、設計
変更などについては吸熱器２とその熱交換器２２にも適
用できる。従って、特に断らない限り、説明で放熱器４
及び熱交換器４２を吸熱器２及び熱交換器２２に読み変
えてもよいのはもちろんである。
図面を参照して説明する。尚、図１０〜１２に示す従来
技術と同じ名称の部材には同一の符号を付している。ま
た、各実施形態では放熱器４とその熱交換器４２につい
てのみ説明するが、その構成や部材の材料の選択、設計
変更などについては吸熱器２とその熱交換器２２にも適
用できる。従って、特に断らない限り、説明で放熱器４
及び熱交換器４２を吸熱器２及び熱交換器２２に読み変
えてもよいのはもちろんである。
【００２２】先ず、第１実施形態について説明する。図
１は本実施形態の熱交換器体である放熱器４の外観斜視
図である。また、図２は該放熱器４に内蔵された熱交換
器４２を示しており、(ａ)は外観斜視図であり、(ｂ)は
分解斜視図である。この熱交換器４２はコルゲートフィ
ン４２１と第１リング状部材４２２とから成る。
１は本実施形態の熱交換器体である放熱器４の外観斜視
図である。また、図２は該放熱器４に内蔵された熱交換
器４２を示しており、(ａ)は外観斜視図であり、(ｂ)は
分解斜視図である。この熱交換器４２はコルゲートフィ
ン４２１と第１リング状部材４２２とから成る。
【００２３】該コルゲートフィン４２１は図１０に示す
従来技術と同じ構成であって、コルゲート加工した薄板
を各溝４２１ａが軸方向と平行になるように円筒状に成
形して成るものである。また、第１リング状部材４２２
は良好な熱伝導性を有する材料から成る筒体である。
従来技術と同じ構成であって、コルゲート加工した薄板
を各溝４２１ａが軸方向と平行になるように円筒状に成
形して成るものである。また、第１リング状部材４２２
は良好な熱伝導性を有する材料から成る筒体である。
【００２４】図２(ａ)に示すように、コルゲートフィン
４２１の内周には第１リング状部材４２２が、互いの軸
が同心となるように接している。ここでは、コルゲート
フィン４２１の各底部４２１ｂを滑らかに結んでできる
円の直径(コルゲートフィン４２１の内径)と、第１リン
グ状部材４２２の外径とはほぼ等しい。
４２１の内周には第１リング状部材４２２が、互いの軸
が同心となるように接している。ここでは、コルゲート
フィン４２１の各底部４２１ｂを滑らかに結んでできる
円の直径(コルゲートフィン４２１の内径)と、第１リン
グ状部材４２２の外径とはほぼ等しい。
【００２５】これらコルゲートフィン４２１と第１リン
グ状部材４２２とは、円環状のロウ材１３にて接合され
る。即ち、コルゲートフィン４２１と第１リング状部材
４２２が接する部分に該ロウ材１３を置いて加熱する
と、溶解したロウ材１３はコルゲートフィン４２１の底
部４２１ｂに沿って流下する。
グ状部材４２２とは、円環状のロウ材１３にて接合され
る。即ち、コルゲートフィン４２１と第１リング状部材
４２２が接する部分に該ロウ材１３を置いて加熱する
と、溶解したロウ材１３はコルゲートフィン４２１の底
部４２１ｂに沿って流下する。
【００２６】これによって、図３に示すように、ロウ材
１３はコルゲートフィン４２１と第１リング状部材４２
２とが接する部分にほぼ一様に行き渡る。そして、ロウ
材１３が硬化することでコルゲートフィン４２１と第１
リング状部材４２２とは接合一体化される。尚、ここで
はロウ付けについて説明したが、このほかはんだ付けな
どが施されてもよい。
１３はコルゲートフィン４２１と第１リング状部材４２
２とが接する部分にほぼ一様に行き渡る。そして、ロウ
材１３が硬化することでコルゲートフィン４２１と第１
リング状部材４２２とは接合一体化される。尚、ここで
はロウ付けについて説明したが、このほかはんだ付けな
どが施されてもよい。
【００２７】上述した熱交換器４２は図１に示す本体４
１に互いの軸が同心となるように挿入されて放熱器４と
なる。熱交換器４２を本体４１に挿入するための構成は
次の通りである。即ち、本体４１及び熱交換器４２の断
面概略図である図４に示すように、本体４１の両端には
軸方向に沿って端側にいくほど壁厚が薄くなるようにテ
ーパーが形成されている(テーパー部４１ａ)。
１に互いの軸が同心となるように挿入されて放熱器４と
なる。熱交換器４２を本体４１に挿入するための構成は
次の通りである。即ち、本体４１及び熱交換器４２の断
面概略図である図４に示すように、本体４１の両端には
軸方向に沿って端側にいくほど壁厚が薄くなるようにテ
ーパーが形成されている(テーパー部４１ａ)。
【００２８】そして、熱交換器４２の外径(コルゲート
フィン４２１の外径)Ｒ1(=φＢ)は、本体４１の両端面
での最大の内径Ｒ2(=φＢ+α1)よりも僅かに小さく、ま
たテーパー部４１ａよりも軸方向に内側での内径Ｒ3(=
φＢ-α2)よりも僅かに大きく構成されている。
フィン４２１の外径)Ｒ1(=φＢ)は、本体４１の両端面
での最大の内径Ｒ2(=φＢ+α1)よりも僅かに小さく、ま
たテーパー部４１ａよりも軸方向に内側での内径Ｒ3(=
φＢ-α2)よりも僅かに大きく構成されている。
【００２９】従って、この熱交換器４２を本体４１の端
部から挿入していくと、最初は小さい力で簡単に熱交換
器４２を挿入できる。そして、本体４１の内径は徐々に
小さくなり最終的には熱交換器４２の外径Ｒ1よりも小
さくなるので、徐々に大きな力を加えながら熱交換器４
２を挿入していく。このようにすると、熱交換器４２を
本体４１に簡単に挿入できる。
部から挿入していくと、最初は小さい力で簡単に熱交換
器４２を挿入できる。そして、本体４１の内径は徐々に
小さくなり最終的には熱交換器４２の外径Ｒ1よりも小
さくなるので、徐々に大きな力を加えながら熱交換器４
２を挿入していく。このようにすると、熱交換器４２を
本体４１に簡単に挿入できる。
【００３０】ここでは、コルゲートフィン４２１の各底
部４２１ｂが第１リング状部材４２２に固定されている
ことから、その外径Ｒ1よりも小さい内径Ｒ3の本体４１
に収納されたコルゲートフィン４２１は各溝４２１ａが
押し広げられた状態となり、径方向外側に弾性力が生じ
る。
部４２１ｂが第１リング状部材４２２に固定されている
ことから、その外径Ｒ1よりも小さい内径Ｒ3の本体４１
に収納されたコルゲートフィン４２１は各溝４２１ａが
押し広げられた状態となり、径方向外側に弾性力が生じ
る。
【００３１】そして、該コルゲートフィン４２１は外径
Ｒ1及び各溝４２１ａの深さは軸方向に一定であること
から、前記弾性力によって熱交換器４２は本体４１の内
周面に均一に圧接され位置固定される。このとき、コル
ゲートフィン４２１と第１リング状部材４２２とは強固
に固定されていて変形しない。
Ｒ1及び各溝４２１ａの深さは軸方向に一定であること
から、前記弾性力によって熱交換器４２は本体４１の内
周面に均一に圧接され位置固定される。このとき、コル
ゲートフィン４２１と第１リング状部材４２２とは強固
に固定されていて変形しない。
【００３２】上述したように、本実施形態では接着剤や
はんだを用いなくても熱交換器４２を本体４１内の適切
な位置に固定できるので、工程が簡素化され製造コスト
の削減を達成できる。また、熱交換器体の熱交換性能が
安定する。
はんだを用いなくても熱交換器４２を本体４１内の適切
な位置に固定できるので、工程が簡素化され製造コスト
の削減を達成できる。また、熱交換器体の熱交換性能が
安定する。
【００３３】また、コルゲートフィン４２１が損傷した
場合には本体４１から該熱交換器４２を引き抜いて取り
出すこともできる。従って、必要に応じて容易に交換す
ることができるので、修理時における使用者の経済的負
担やリサイクルの問題を解消できる。
場合には本体４１から該熱交換器４２を引き抜いて取り
出すこともできる。従って、必要に応じて容易に交換す
ることができるので、修理時における使用者の経済的負
担やリサイクルの問題を解消できる。
【００３４】さらに、本実施形態で用いられる熱交換器
４２はコルゲートフィン４２１と第１リング状部材４２
２をロウやはんだなどにて一体化していることから、別
個に構成されているよりも良好な熱伝導性を示す。従っ
て、熱交換効率が向上する。
４２はコルゲートフィン４２１と第１リング状部材４２
２をロウやはんだなどにて一体化していることから、別
個に構成されているよりも良好な熱伝導性を示す。従っ
て、熱交換効率が向上する。
【００３５】次に、本発明に係る第２実施形態について
説明する。図５は本実施形態の熱交換器体である放熱器
４の外観斜視図である。また、図６は該放熱器４に内蔵
された熱交換器４２'を示しており、(ａ)は外観斜視図
であり、(ｂ)は分解斜視図である。
説明する。図５は本実施形態の熱交換器体である放熱器
４の外観斜視図である。また、図６は該放熱器４に内蔵
された熱交換器４２'を示しており、(ａ)は外観斜視図
であり、(ｂ)は分解斜視図である。
【００３６】この熱交換器４２'はコルゲートフィン４
２１と第２リング状部材４２２'とから成る。該コルゲ
ートフィン４２１は図１０に示す従来技術と同じ構成で
ある。また、第２リング状部材４２２'は良好な熱伝導
性及び弾性を有する材料から成る筒体である。
２１と第２リング状部材４２２'とから成る。該コルゲ
ートフィン４２１は図１０に示す従来技術と同じ構成で
ある。また、第２リング状部材４２２'は良好な熱伝導
性及び弾性を有する材料から成る筒体である。
【００３７】図６(ａ)に示すように、コルゲートフィン
４２１の外周には第２リング状部材４２２'が、互いに
軸が同心となるように接している。ここでは、コルゲー
トフィン４２１の外径と第２リング状部材４２２'の内
径とはほぼ等しい。また、コルゲートフィン４２１と第
２リング状部材４２２'と、第１実施形態のコルゲート
フィン４２１及び第１リング状部材４２２と同様に、ロ
ウ材１３やはんだなどにて接合、固定されている。
４２１の外周には第２リング状部材４２２'が、互いに
軸が同心となるように接している。ここでは、コルゲー
トフィン４２１の外径と第２リング状部材４２２'の内
径とはほぼ等しい。また、コルゲートフィン４２１と第
２リング状部材４２２'と、第１実施形態のコルゲート
フィン４２１及び第１リング状部材４２２と同様に、ロ
ウ材１３やはんだなどにて接合、固定されている。
【００３８】上述した熱交換器４２'は図５に示す本体
４１に互いの軸が同心となるように挿入されて放熱器４
となる。熱交換器４２'を本体４１に挿入するための構
成は次の通りである。即ち、本体４１及び熱交換器４
２'の断面概略図である図７に示すように、本体４１の
両端には第１実施形態と同様にテーパーが形成されてい
る(テーパー部４１ａ)。
４１に互いの軸が同心となるように挿入されて放熱器４
となる。熱交換器４２'を本体４１に挿入するための構
成は次の通りである。即ち、本体４１及び熱交換器４
２'の断面概略図である図７に示すように、本体４１の
両端には第１実施形態と同様にテーパーが形成されてい
る(テーパー部４１ａ)。
【００３９】そして、熱交換器４２'の外径(第２リング
状部材４２２'の外径)Ｒ1'(=φＢ')は本体４１の両端面
での最大の内径Ｒ2'(=φＢ'+α1')よりも僅かに小さ
く、またテーパー部４１ａよりも軸方向に内側での内径
Ｒ3'(=φＢ'-α2')よりも僅かに大きく構成されてい
る。
状部材４２２'の外径)Ｒ1'(=φＢ')は本体４１の両端面
での最大の内径Ｒ2'(=φＢ'+α1')よりも僅かに小さ
く、またテーパー部４１ａよりも軸方向に内側での内径
Ｒ3'(=φＢ'-α2')よりも僅かに大きく構成されてい
る。
【００４０】従って、第１実施形態と同様に、該熱交換
器４２'はテーパー部４１ａによって簡単に本体４１に
挿入することができる。また、本体４１内に収納された
熱交換器４２'は、コルゲートフィン４２１及び第２リ
ング状部材４２２'に生じる弾性力によって本体４１の
内周面に圧接され位置固定される。このとき、コルゲー
トフィン４２１と第２リング状部材４２２'とは強固に
固定されていて変形しない。
器４２'はテーパー部４１ａによって簡単に本体４１に
挿入することができる。また、本体４１内に収納された
熱交換器４２'は、コルゲートフィン４２１及び第２リ
ング状部材４２２'に生じる弾性力によって本体４１の
内周面に圧接され位置固定される。このとき、コルゲー
トフィン４２１と第２リング状部材４２２'とは強固に
固定されていて変形しない。
【００４１】上述したように、本実施形態も接着剤やは
んだを用いずに熱交換器４２'を本体４１内に適切な位
置に固定できる上、本体４１と熱交換器４２'とは固着
していないので自在に取り出すことができる。また、コ
ルゲートフィン４２１と第２リング状部材４２２'とは
一体化されていることからいっそう良好な熱伝導性を示
す。
んだを用いずに熱交換器４２'を本体４１内に適切な位
置に固定できる上、本体４１と熱交換器４２'とは固着
していないので自在に取り出すことができる。また、コ
ルゲートフィン４２１と第２リング状部材４２２'とは
一体化されていることからいっそう良好な熱伝導性を示
す。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の熱交換器は
本体との手作業による接着を必要としないので、熱交換
器体の生産性が向上し製造コストの削減を達成できる。
また、得られた熱交換器体は品質のばらつきが少なく、
安定した熱交換性能を有する。
本体との手作業による接着を必要としないので、熱交換
器体の生産性が向上し製造コストの削減を達成できる。
また、得られた熱交換器体は品質のばらつきが少なく、
安定した熱交換性能を有する。
【００４３】また、熱交換器はコルゲートフィンと第１
又は第２リング状部材とを一体化することで熱伝導性が
良好となり、熱交換効率が向上する。
又は第２リング状部材とを一体化することで熱伝導性が
良好となり、熱交換効率が向上する。
【００４４】また、熱交換器体の本体に熱交換器を圧接
させて位置固定するので、該熱交換器は本体より引き抜
いて取り出すことができる。従って、コルゲートフィン
が損傷を受けて熱交換器の品質が低下しても、必要に応
じてコルゲートフィン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ている。
させて位置固定するので、該熱交換器は本体より引き抜
いて取り出すことができる。従って、コルゲートフィン
が損傷を受けて熱交換器の品質が低下しても、必要に応
じてコルゲートフィン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ている。
【００４５】特に、熱交換器体の本体の端部にテーパー
を形成した構成であると、熱交換器の外径が本体の内径
よりも大きくてもスムーズに挿入することができる。
を形成した構成であると、熱交換器の外径が本体の内径
よりも大きくてもスムーズに挿入することができる。
【図１】 本発明に係る第１実施形態の熱交換器体であ
る放熱器の外観斜視図である。
る放熱器の外観斜視図である。
【図２】 上記第１実施形態の熱交換器を示しており、
(ａ)は外観斜視図、(ｂ)は分解斜視図である。
(ａ)は外観斜視図、(ｂ)は分解斜視図である。
【図３】 上記第１実施形態の熱交換器を軸方向から見
た要部拡大図である。
た要部拡大図である。
【図４】 上記第１実施形態の本体及び熱交換器の断面
概略図である。
概略図である。
【図５】 本発明に係る第２実施形態の熱交換器体であ
る放熱器の外観斜視図である。
る放熱器の外観斜視図である。
【図６】 上記第２実施形態の熱交換器を示しており、
(ａ)は外観斜視図、(ｂ)は分解斜視図である。
(ａ)は外観斜視図、(ｂ)は分解斜視図である。
【図７】 上記第２実施形態の熱交換器を軸方向から見
た要部拡大図である。
た要部拡大図である。
【図８】 上記第２実施形態の本体及び熱交換器の断面
概略図である。
概略図である。
【図９】 一般的なフリーピストン型スターリング冷凍
機の断面概略図である。
機の断面概略図である。
【図１０】 従来の熱交換器体である放熱器の外観斜視
図である。
図である。
【図１１】 従来の熱交換器の一例を示す要部拡大図で
ある。
ある。
【図１２】 従来の熱交換器の他の一例を示す要部拡大
図である。
図である。
４ 放熱器 ４１ 本体 ４１ａ テーパー部 ４２ 熱交換器 ４２１ コルゲートフィン ４２１ａ 溝 ４２２ 第１リング状部材 ４２２' 第２リング状部材
Claims (4)
- 【請求項１】 スターリング冷凍機用熱交換器体の管状
の本体の中空に挿入される熱交換器において、 コルゲート加工により多数の溝が形成された薄板を前記
溝が軸方向と平行になるように円筒状に成形したコルゲ
ートフィンと、該コルゲートフィンの内周に接する第１
リング状部材とが一体化して成ることを特徴とするスタ
ーリング冷凍機用熱交換器。 - 【請求項２】 スターリング冷凍機用熱交換器体の管状
の本体の中空に挿入される熱交換器において、 コルゲート加工により多数の溝が形成された薄板を前記
溝が軸方向と平行になるように円筒状に成形したコルゲ
ートフィンと、該コルゲートフィンの外周に接する第２
リング状部材とが一体化して成ることを特徴とするスタ
ーリング冷凍機用熱交換器。 - 【請求項３】 前記熱交換器の外径は前記スターリング
冷凍機用熱交換器体の本体の内径よりも僅かに大きいこ
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
ング冷凍機用熱交換器。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の熱交換器を前記本体の中空に挿入して成るものであっ
て、前記本体の少なくとも一端には軸方向に沿って端側
にいくほど壁厚が薄くなるようにテーパーが形成されて
おり、前記本体の最大の内径は前記熱交換器の外径より
も大きいことを特徴とするスターリング冷凍機用熱交換
器体。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265231A JP3563679B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | スターリング冷凍機用熱交換器及び熱交換器体 |
| CA002419724A CA2419724C (en) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | Heat exchanger element and heat exchanger member for a stirling cycle refrigerator and method of manufacturing such a heat exchanger member |
| PCT/JP2001/007515 WO2002021056A1 (fr) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | Echangeur thermique pour appareil refrigerant de stirling, dispositif echangeur thermique, et procede de fabrication d'un dispositif echangeur thermique |
| BRPI0114038-8A BR0114038B1 (pt) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | elemento de trocador de calor e membro de trocador de calor para um refrigerador de ciclo stirling e método para fabricação deste membro de trocador de calor. |
| EP01963405A EP1314938B1 (en) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | Heat exchanger for stirling refrigerating machine, heat exchanger body, and method of manufacturing heat exchanger body |
| DE60110813T DE60110813T2 (de) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | Wärmeaustauscher für stirling-kältemaschine, wärmeaustauscherkörper und herstellungsverfahren des wärmeaustauschkörpers |
| ES01963405T ES2240502T3 (es) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | Intercambiador de calor para una maquina de refrigeracion de ciclo de stirling, cuerpo del intercambiador de calor, y metodo de fabricacion del cuerpo del intercambiador de calor. |
| CNB01815042XA CN1206489C (zh) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | 斯特林冷冻机用热交换器体及其制造方法 |
| KR10-2003-7002977A KR100523776B1 (ko) | 2000-09-01 | 2001-08-30 | 열 교환기체 및 열 교환기체의 제조 방법 |
| TW090121598A TW552384B (en) | 2000-09-01 | 2001-08-31 | Heat exchanger element and heat exchanger member for a Stirling cycle refrigerator and method of manufacturing such a heat exchanger member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000265231A JP3563679B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | スターリング冷凍機用熱交換器及び熱交換器体 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002081774A true JP2002081774A (ja) | 2002-03-22 |
| JP3563679B2 JP3563679B2 (ja) | 2004-09-08 |
| JP2002081774A5 JP2002081774A5 (ja) | 2005-01-06 |
Family
ID=18752519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000265231A Expired - Fee Related JP3563679B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | スターリング冷凍機用熱交換器及び熱交換器体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3563679B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005214614A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Lg Electronics Inc | 極低温冷凍機 |
| WO2007034768A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | スターリング機関用熱交換器及びこれを用いるスターリング機関 |
| EP1538414A3 (en) * | 2003-12-03 | 2008-03-05 | Twinbird Corporation | Fin structure |
| JP2009537787A (ja) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | スーパー・コンダクター・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 熱交換器アッセンブリ |
| JP2021519407A (ja) * | 2018-04-06 | 2021-08-10 | スミトモ （エスエイチアイ） クライオジェニックス オブ アメリカ インコーポレイテッドＳｕｍｉｔｏｍｏ（ＳＨＩ）Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ． | 循環冷媒の冷却用ヒートステーション |
| US11649989B2 (en) | 2018-04-06 | 2023-05-16 | Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. | Heat station for cooling a circulating cryogen |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000265231A patent/JP3563679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1538414A3 (en) * | 2003-12-03 | 2008-03-05 | Twinbird Corporation | Fin structure |
| JP2005214614A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Lg Electronics Inc | 極低温冷凍機 |
| WO2007034768A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | スターリング機関用熱交換器及びこれを用いるスターリング機関 |
| JP2009537787A (ja) * | 2006-05-19 | 2009-10-29 | スーパー・コンダクター・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 熱交換器アッセンブリ |
| JP2021519407A (ja) * | 2018-04-06 | 2021-08-10 | スミトモ （エスエイチアイ） クライオジェニックス オブ アメリカ インコーポレイテッドＳｕｍｉｔｏｍｏ（ＳＨＩ）Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ． | 循環冷媒の冷却用ヒートステーション |
| JP7022221B2 (ja) | 2018-04-06 | 2022-02-17 | スミトモ （エスエイチアイ） クライオジェニックス オブ アメリカ インコーポレイテッド | 循環冷媒の冷却用ヒートステーション |
| US11649989B2 (en) | 2018-04-06 | 2023-05-16 | Sumitomo (Shi) Cryogenics Of America, Inc. | Heat station for cooling a circulating cryogen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3563679B2 (ja) | 2004-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7225859B2 (en) | Heat exchanger element and heat exchanger member for a stirling cycle refrigerator and method of manufacturing such a heat exchanger member | |
| CA2419724C (en) | Heat exchanger element and heat exchanger member for a stirling cycle refrigerator and method of manufacturing such a heat exchanger member | |
| US6993917B2 (en) | Coupling for heat transfer member | |
| CN100400866C (zh) | 冷却器的活塞组件 | |
| JPS62223577A (ja) | 熱駆動ヒ−トポンプ | |
| JP3563679B2 (ja) | スターリング冷凍機用熱交換器及び熱交換器体 | |
| JP3583637B2 (ja) | スターリング機関用再生器 | |
| US20120193063A1 (en) | Thermodynamic regenerator | |
| US6779342B2 (en) | Stirling engine | |
| KR100348618B1 (ko) | 맥동관 냉동기의 에프터 쿨러 및 그 제조방법 | |
| JP3591707B2 (ja) | スターリング機関用熱交換器 | |
| US6408631B1 (en) | Wave spring loaded split seal system | |
| JP3563703B2 (ja) | スターリング冷凍機用熱交換器及びその製造方法 | |
| JP2731140B2 (ja) | 再生式熱交換器 | |
| JP2003021412A (ja) | スターリング装置の蓄熱器 | |
| JP2003028527A (ja) | スターリング機関用内部熱交換器及びスターリング冷凍機 | |
| JP3263566B2 (ja) | スターリング機器のギャップ式熱交換器 | |
| KR100472636B1 (ko) | 스털링사이클계 열교환기 | |
| KR20220091845A (ko) | 와이어메쉬를 적층한 열교환부 및 재생기를 포함하는 열교환기 | |
| JP2006258400A (ja) | スターリング機関用熱交換器 | |
| JP3635904B2 (ja) | ガスサイクル機関冷凍機 | |
| KR100241462B1 (ko) | 스터링 사이클장치의 가스압축구조 | |
| JP2004132696A (ja) | スターリング機関用再生器 | |
| JPH08520Y2 (ja) | フリーピストンスターリングエンジン | |
| JPH05340621A (ja) | ビルマイヤヒートポンプ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20040521 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040601 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040603 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |