JP2002098431A - Cylinder block for heat engine - Google Patents

Cylinder block for heat engine

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JP2002098431A
JP2002098431A JP2000293092A JP2000293092A JP2002098431A JP 2002098431 A JP2002098431 A JP 2002098431A JP 2000293092 A JP2000293092 A JP 2000293092A JP 2000293092 A JP2000293092 A JP 2000293092A JP 2002098431 A JP2002098431 A JP 2002098431A
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heat exchanger
inner cylinder
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peripheral surface
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve workability at low cost, and refine working accuracy for improvements of heat exchange performance and reliability by constructing each section, by making use of the casting of lost wax and machining with respect to the heat exchanger of a Stirling freezer. SOLUTION: An outer peripheral surface of a high temperature side heat exchanger body 45 in a low-temperature side heat exchange housing 32 and a high-temperature side heat exchange housing, and fins 38, 50 are formed integrally with lost wax and casting, such that the fins 38, 50 are provided on the outer peripheral surface of the high temperature side heat exchanger body. On the inside of the high-temperature side heat exchanger body an inside cylinder, a low-temperature side heat exchange housing inner cylinder 32', and a high-temperature side heat exchange inner cylinder 45' are forced into the inside of the body for integration thereof.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリング冷凍
機等のスターリングサイクル機器、ヴィルミエサイクル
機器又はクーク・ヤーボロフサイクル機器の熱機関用の
シリンダブロックに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylinder block for a heat engine of a Stirling cycle device such as a Stirling refrigerator, a Vilmier cycle device or a Kuku-Yaborov cycle device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境問題におけるフロン代替
の冷凍装置として、又従来の冷却装置より使用温度が広
範囲で、従って、冷凍庫、冷蔵庫、投げ込み式クーラー
等の業務用又は家庭用の冷熱利用機器をはじめとして、
低温液循環器、低温恒温器、恒温槽、ヒートショック試
験装置、凍結乾燥機、温度特性試験装置、血液・細胞保
存装置、コールドクーラ、その他各種の冷熱装置等のあ
らゆる産業分野の冷熱利用機器に適用可能な、コンパク
トで、しかも成績係数が高く、エネルギー効率が良好と
なる冷凍機として、スターリング冷凍機が脚光を浴びて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, as a refrigeration system that substitutes CFCs for global environmental problems, the operating temperature of the refrigeration system is wider than that of conventional refrigeration systems. Including
Low-temperature liquid circulators, low-temperature thermostats, constant-temperature baths, heat shock test equipment, freeze dryers, temperature characteristic test equipment, blood / cell storage devices, cold coolers, and various other types of cold heat equipment such as cooling equipment The Stirling refrigerator has been spotlighted as a refrigerator that is applicable, compact, has a high coefficient of performance, and has good energy efficiency.

【0003】ところで、スターリング冷凍機では、作動
ガスが圧縮室(高温室)と膨張室(低温室)との間を流
動し、この流路に沿って配設された吸熱用熱交換器(低
温側熱交換器)及び放熱用熱交換器(高温側熱交換器)
により、夫々冷熱冷媒及び放熱用冷媒との熱交換が行わ
れる。従来、熱交換器としては、例えば、シェルアンド
チューブ式熱交換器やプレートフィン式熱交換器等があ
る。
In a Stirling refrigerator, a working gas flows between a compression chamber (high-temperature chamber) and an expansion chamber (low-temperature chamber), and a heat-absorbing heat exchanger (low-temperature chamber) disposed along this flow path. Side heat exchanger) and heat exchanger for heat dissipation (high temperature side heat exchanger)
As a result, heat exchange with the cold refrigerant and the heat radiation refrigerant is performed, respectively. Conventionally, as a heat exchanger, for example, there is a shell-and-tube heat exchanger, a plate-fin heat exchanger, or the like.

【0004】スターリング冷凍機における熱交換器は、
熱交換性能、信頼性を向上させるために、作動ガスの流
れが部分的に阻害されるようなことなく均一に流れる流
路や、肉厚が均一な精密に形成されたフィン等が要求さ
れ、さらに、低コスト化を実現するために熱交換器自体
の加工性に優れ、しかもスターリング冷凍機の全体構造
を簡単にする構成が要求される。
[0004] The heat exchanger in the Stirling refrigerator is
In order to improve the heat exchange performance and reliability, a flow path that flows uniformly without partially obstructing the flow of the working gas, a precisely formed fin with a uniform thickness, etc. are required. Further, in order to realize a low cost, a configuration is required in which the heat exchanger itself is excellent in workability and simplifies the entire structure of the Stirling refrigerator.

【0005】シェルアンドチューブ式熱交換器は組立に
手間がかかり低コスト化では問題があり、プレートフィ
ン式熱交換器も、同様にコスト面で問題があった。本発
明者等は、上記問題を解決する手段として、外周面及び
内周面に周方向のフィン及び作動流体用の長手方向の細
溝を一体的にロストワックス鋳造で形成したことを特徴
とする熱機関用のシリンダブロックを提案している(特
願平10−365364号参照。)。
[0005] The shell and tube type heat exchanger has a problem in that it takes time and effort to assemble it, and there is a problem in reducing the cost. The plate fin type heat exchanger also has a problem in cost. As a means for solving the above problems, the present inventors are characterized in that circumferential fins and longitudinal narrow grooves for working fluid are integrally formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface by lost wax casting. A cylinder block for a heat engine has been proposed (see Japanese Patent Application No. 10-365364).

【0006】この先行する発明に係る熱機関用のシリン
ダブロックの特徴を、その一部である放熱用熱交換器
(高温側熱交換器)を例に挙げて、図5において簡単に
説明する。図5(a)、(b)は放熱用熱交換器の断面
及びそのC−C断面図であり、図5(c)は要部拡大図
である。この放熱用熱交換器27は、アニュラータイプ
の熱交換器であり、高温側熱交換ハウジング44内に熱
交換器本体45がシール47を介して装着され、さらに
その内側シリンダ31が密着するように組立てられてい
る。
The features of the cylinder block for a heat engine according to the preceding invention will be briefly described with reference to FIG. 5 by taking a part of a heat-dissipating heat exchanger (high-temperature side heat exchanger) as an example. 5A and 5B are a cross-sectional view of the heat exchanger for heat radiation and a CC cross-sectional view thereof, and FIG. 5C is an enlarged view of a main part. The heat-radiating heat exchanger 27 is an annular-type heat exchanger. The heat-exchanging body 45 is mounted in the high-temperature-side heat exchanging housing 44 via a seal 47, and the inner cylinder 31 is further adhered thereto. Assembled.

【0007】熱交換器本体45の外周面及び内周面にフ
ィン50及び作動流体用の細溝51が、ロストワックス
鋳造により一体的に形成されている。冷却水等の熱交換
媒体は、流入口48から流路46内に流入して流出口4
9から流出する。一方、作動流体は、細溝51と内側シ
リンダ31で形成される細溝通路を通過する。これによ
り、作動流体の熱が熱交換媒体に放熱され、熱交換が行
われる。
A fin 50 and a narrow groove 51 for working fluid are integrally formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the heat exchanger body 45 by lost wax casting. A heat exchange medium such as cooling water flows into the flow channel 46 from the inlet 48 and flows out of the outlet 4.
Flow out of 9. On the other hand, the working fluid passes through a narrow groove passage formed by the narrow groove 51 and the inner cylinder 31. Thereby, the heat of the working fluid is radiated to the heat exchange medium, and heat exchange is performed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記放熱用熱交換器
は、熱交換器本体にフィン及び細溝がロストワックス鋳
造で一体的に形成される構成であるから、熱交換器全体
の構成が簡単となる。ところで、フィンはロストワック
ス鋳造で比較的精密に形成できるが、作動流体用の細溝
は、伝熱性能向上のために細溝の幅を小さくしていく
と、ロストワックス鋳造では鋳物のカスやバリ等が残っ
てしまい、鋳造後のカスやバリ等を取る作業が必要とな
り、この面での作業性の改善という点では、十分とは言
えない。
The radiating heat exchanger has a structure in which the fins and the narrow grooves are integrally formed in the heat exchanger body by lost wax casting, so that the entire structure of the heat exchanger is simple. Becomes By the way, fins can be formed relatively accurately by lost wax casting, but the narrow groove for working fluid, if the width of the narrow groove is reduced in order to improve heat transfer performance, in lost wax casting, casting residue Burrs and the like remain, and it is necessary to perform work for removing scum and burrs after casting, which is not sufficient in terms of improvement of workability in this aspect.

【0009】本発明は、このように細溝の幅を狭くした
場合に生じる先行発明の改善点を解決することを目的と
するものであり、ロストワックス鋳造による外周面のひ
れを含めて一体的に形成することで高温側及び低温側熱
交換器を夫々簡単な構造とするとともに、内周面に幅の
狭い細溝でも溝内にカスやバリ等が残ることなく精密に
形成可能として、作動ガスの流れが部分的に阻害するよ
うなことが解消し、冷却用熱交換器の熱交換性能、信頼
性が向上するとともに、加工性を改善し低コスト化を図
ることを具体的な課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the improvement of the prior invention which is caused when the width of the narrow groove is reduced in this way, and includes an integral part including a fin on the outer peripheral surface by lost wax casting. The heat exchanger on the high-temperature side and the low-temperature side have a simple structure, and even a narrow groove on the inner peripheral surface can be formed precisely without leaving residue or burrs in the groove. The specific issues are to solve the problem that the gas flow is partially obstructed, improve the heat exchange performance and reliability of the cooling heat exchanger, and improve the workability and reduce the cost. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、頂壁及び側壁を有する円筒状の頂部熱交換
ハウジングと、該頂部熱交換ハウジング内に配設され、
熱機関のピストン又はディスプレーサが摺動する内側シ
リンダとを有するシリンダブロックであって、上記頂部
熱交換ハウジングの先端側には、頂部熱交換ハウジング
内筒が圧入されて設けられており、上記頂部熱交換ハウ
ジングの内筒の内周面には、上記内側シリンダの外周面
とともに作動ガス用の流路を形成する軸方向に直線状の
細溝が機械加工で形成されており、上記頂部熱交換ハウ
ジングの基端側の内周面は、上記内側シリンダの外周面
とともに作動ガスの再生器用の環状流路を構成している
ことを特徴とする熱機関用のシリンダブロックを提供す
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cylindrical top heat exchange housing having a top wall and a side wall, and is disposed in the top heat exchange housing.
A cylinder block having an inner cylinder on which a piston or a displacer of a heat engine slides, wherein a top heat exchange housing inner cylinder is press-fitted and provided at a front end side of the top heat exchange housing; On the inner peripheral surface of the inner cylinder of the exchange housing, an axially linear narrow groove forming a flow path for the working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder is formed by machining, and the top heat exchange housing is formed. The inner peripheral surface on the base end side of the inner cylinder forms an annular flow passage for a regenerator of the working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder, thereby providing a cylinder block for a heat engine.

【0011】そして、本発明は上記課題を解決するため
に、熱機関のピストン又はディスプレーサが摺動する内
側シリンダを有するシリンダブロックであって、上記内
側シリンダの外側には、円筒状の環状熱交換ハウジング
とその内側に挿入固定された熱交換器本体とから成る熱
交換器が配設されており、上記熱交換器本体の外周面に
は、熱交換用のフィンが形成されており、上記熱交換器
本体の内側には熱交換器内筒が圧入されて設けられてお
り、上記熱交換器内筒の内周面には、上記内側シリンダ
の外周面とともに作動ガス用の流路を形成する軸方向に
直線状の細溝が機械加工で形成されており、上記環状熱
交換ハウジングと上記熱交換器本体との間の空間が冷媒
通路とされ、該冷媒通路が連通するように、上記環状熱
交換ハウジングに冷媒入口及び冷媒出口が形成されてい
ることを特徴とする熱機関用のシリンダブロックを提供
する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a cylinder block having an inner cylinder on which a piston or a displacer of a heat engine slides, wherein a cylindrical annular heat exchanger is provided outside the inner cylinder. A heat exchanger comprising a housing and a heat exchanger body inserted and fixed inside the housing is provided, and fins for heat exchange are formed on an outer peripheral surface of the heat exchanger body. A heat exchanger inner cylinder is press-fitted and provided inside the exchanger body, and a flow path for working gas is formed on an inner peripheral surface of the heat exchanger inner cylinder together with an outer peripheral surface of the inner cylinder. A narrow groove is formed in the axial direction by machining, and the space between the annular heat exchange housing and the heat exchanger body is a refrigerant passage, and the annular passage is communicated with the refrigerant passage. Heat exchange housing To provide a cylinder block for thermal engine, characterized in that medium inlet and a refrigerant outlet are formed.

【0012】そして、本発明は上記課題を解決するため
に、頂壁及び側壁を有する円筒状の頂部熱交換ハウジン
グと、該頂部熱交換ハウジング内に配設され、熱機関の
ピストン又はディスプレーサが摺動する内側シリンダと
を有するシリンダブロックであって、上記頂部熱交換ハ
ウジングの先端側には、頂部熱交換ハウジング内筒が圧
入されて設けられており、上記頂部熱交換ハウジングの
内筒の内周面には、上記内側シリンダの外周面とともに
作動ガス用の流路を形成する軸方向に直線状の細溝が機
械加工で形成されており、上記頂部熱交換ハウジングの
基端側の内周面は、上記内側シリンダの外周面とともに
作動ガスの再生器用の環状流路を形成しており、上記内
側シリンダの外側には、円筒状の環状熱交換ハウジング
とその内側に挿入固定された熱交換器本体とから成る熱
交換器が配設されており、上記熱交換器本体の外周面に
は、熱交換用のフィンが形成されており、上記熱交換器
本体の内側には熱交換器内筒が圧入されて設けられてお
り、上記熱交換器内筒の内周面には、上記内側シリンダ
の外周面とともに作動ガス用の流路を形成する軸方向に
直線状の細溝が機械加工で形成されており、上記環状熱
交換ハウジングと上記熱交換器本体との間の空間が冷媒
通路とされ、該冷媒通路が連通するように、上記環状熱
交換ハウジングに冷媒入口及び冷媒出口が形成されてい
ることを特徴とする熱機関用のシリンダブロックを提供
する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a cylindrical top heat exchange housing having a top wall and side walls, and a piston or displacer for a heat engine which is disposed in the top heat exchange housing and slides. An inner cylinder that moves, and a top heat exchange housing inner cylinder is press-fitted and provided at a distal end side of the top heat exchange housing, and an inner circumference of the inner cylinder of the top heat exchange housing is provided. An axially linear narrow groove forming a flow path for the working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder is formed on the surface by machining, and the inner peripheral surface on the base end side of the top heat exchange housing is formed. Forms an annular flow path for the regenerator of the working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder, and a cylindrical annular heat exchange housing and an inner side thereof are inserted outside the inner cylinder. A heat exchanger comprising a fixed heat exchanger main body is provided, and a fin for heat exchange is formed on an outer peripheral surface of the heat exchanger main body, and inside the heat exchanger main body. The heat exchanger inner cylinder is provided by press-fitting, and the inner peripheral surface of the heat exchanger inner cylinder has an axially linear shape that forms a flow path for working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder. A narrow groove is formed by machining, a space between the annular heat exchange housing and the heat exchanger body is a refrigerant passage, and a refrigerant inlet is provided in the annular heat exchange housing so that the refrigerant passage communicates with the refrigerant passage. And a cylinder block for a heat engine, wherein a refrigerant outlet is formed.

【0013】上記頂部熱交換ハウジングは、その先端側
外周面に、上記頂部熱交換ハウジングと一体にロストワ
ックス鋳造又は鋳鉄で成形されたフィン、又は別体に形
成され後付けされたフィンを有する構成としてもよい。
The top heat exchange housing has a fin formed on the outer peripheral surface on a distal end side thereof integrally formed with the top heat exchange housing by lost wax casting or cast iron, or a fin formed separately and attached later. Is also good.

【0014】本発明のシリンダブロックが適用できる熱
機関としては、スターリングサイクル機器、ヴィルミエ
サイクル機器又はクーク・ヤーボロフサイクル機器等が
ある。
As a heat engine to which the cylinder block of the present invention can be applied, there are a Stirling cycle device, a Vilmier cycle device, a Kuku-Yarlov cycle device, and the like.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して以下に説明する。図1〜図5は、本
発明に係る熱機関用シリンダブロックの実施例を説明す
る図であり、図1は、本発明に係る熱機関用シリンダブ
ロックが適用される熱機関の一例であるスターリング冷
凍機1を説明する全体図である。スターリング冷凍機1
のハウジング2は、鋳物で形成され、その内部は半密閉
状態に保持される。このハウジング2内は、区画壁3に
よってモータ室4とクランク室5とに区画されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings. FIGS. 1 to 5 are diagrams illustrating an embodiment of a cylinder block for a heat engine according to the present invention. FIG. 1 is a Stirling example of a heat engine to which the cylinder block for a heat engine according to the present invention is applied. FIG. 1 is an overall view illustrating a refrigerator 1. Stirling refrigerator 1
Is formed of a casting, and the inside thereof is held in a semi-sealed state. The interior of the housing 2 is partitioned into a motor chamber 4 and a crank chamber 5 by a partition wall 3.

【0016】このモータ室4には正逆回転可能なモータ
6が配設されており、又クランク室5には、モータ6の
回転動作を往復動に変換するクランクシャフト7と、コ
ンロッド8と、クロスガイドヘッド9が配設され、スタ
ーリング冷凍機1の駆動手段として機能している。
The motor chamber 4 is provided with a forward / reverse rotatable motor 6, and the crank chamber 5 has a crankshaft 7 for converting the rotation of the motor 6 into reciprocating motion, a connecting rod 8, A cross guide head 9 is provided and functions as a driving unit of the Stirling refrigerator 1.

【0017】クランクシャフト7の二つのクランク部1
0、11は、モータ6の正転時にクランク部11がクラ
ンク部10より先行して移動するように、位相差を付け
て形成されている。この位相差は、一般的には約90度
の位相差が採用される。
Two crank parts 1 of the crankshaft 7
0 and 11 are formed with a phase difference so that the crank portion 11 moves ahead of the crank portion 10 when the motor 6 rotates forward. As this phase difference, a phase difference of about 90 degrees is generally adopted.

【0018】クランク室5の上部には、圧縮シリンダ1
2と、圧縮シリンダ12の若干上方に伸びて位置した膨
張シリンダ13とが配設されている。圧縮シリンダ12
と膨張シリンダ13、並びにハウジング2内には、作動
ガスとして、例えば、ヘリウム、水素、窒素等が封入さ
れている。圧縮シリンダ12は、ハウジング2にボルト
等によって固定される圧縮シリンダブロック14を有
し、この圧縮シリンダブロック14の空間内を圧縮ピス
トン15が往復する。この空間の上部(圧縮空間)が高
温室16であり、この中の作動ガスは圧縮されて高温と
なる。
At the top of the crankcase 5, a compression cylinder 1
2 and an expansion cylinder 13 extending slightly above the compression cylinder 12. Compression cylinder 12
The working gas, for example, helium, hydrogen, nitrogen, or the like is sealed in the expansion cylinder 13 and the housing 2. The compression cylinder 12 has a compression cylinder block 14 fixed to the housing 2 by bolts or the like. A compression piston 15 reciprocates in the space of the compression cylinder block 14. The upper part (compression space) of this space is the high-temperature chamber 16, and the working gas therein is compressed to become high temperature.

【0019】圧縮ピストンロッド17は、圧縮ピストン
15とクロスガイドヘッド9を連結し、圧縮シリンダ1
2とクランク室5の間をオイルシール19を通って伸び
ている。往復動する圧縮ピストン15は上死点及び下死
点で摺動方向が反転するため、速度がゼロになり、上死
点及び下死点付近では速度が遅く単位時間当たりの容積
の変化量も小さく、下死点から上死点及び上死点から下
死点に向かって移動するときの夫々の中間点で最高速度
になり、単位時間当たりの圧縮ピストン15の移動によ
る容積の変化量も最大となる。
The compression piston rod 17 connects the compression piston 15 and the cross guide head 9, and the compression cylinder 1
2 and a crank chamber 5 extend through an oil seal 19. Since the sliding direction of the reciprocating compression piston 15 is reversed at the top dead center and the bottom dead center, the speed becomes zero, and the speed is slow near the top dead center and the bottom dead center, and the change amount of the volume per unit time is also small. It is small and has the maximum speed at each intermediate point when moving from bottom dead center to top dead center and from top dead center to bottom dead center, and the amount of change in volume due to movement of the compression piston 15 per unit time is also maximum. Becomes

【0020】一方、膨張シリンダ13は、ハウジング2
にボルト等によって固定される膨張シリンダブロック2
0を有し、この膨張シリンダブロック20の空間内を膨
張ピストン21が往復摺動して、この空間の上部(膨張
空間)が低温室22であり、この中の作動ガスが膨張し
低温となる。膨張ピストンロッド23は、膨張ピストン
21とクロスガイドヘッド18とを連結し、膨張シリン
ダ13とクランク室5との間をオイルシール25を通っ
て伸びている。膨張ピストン21は、圧縮ピストン15
より90度の位相だけ先行して移動する。
On the other hand, the expansion cylinder 13 is
Cylinder block 2 fixed to bolts and the like
The expansion piston 21 reciprocates in the space of the expansion cylinder block 20, and the upper part (expansion space) of the space is a low-temperature chamber 22, in which the working gas expands to a low temperature. . The expansion piston rod 23 connects the expansion piston 21 and the cross guide head 18, and extends between the expansion cylinder 13 and the crank chamber 5 through an oil seal 25. The expansion piston 21 is
It moves ahead 90 degrees more.

【0021】膨張シリンダブロック20には、圧縮シリ
ンダ12の圧縮空間に作動ガスが流入流出するマニホー
ルド26が連通するように設けられており、さらに放熱
用熱交換器(高温側熱交換器)27、再生器28及び冷
却用熱交換器(低温側熱交換器)29が互いに順次連通
して環状に配設されている。
The expansion cylinder block 20 is provided with a manifold 26 through which a working gas flows into and out of the compression space of the compression cylinder 12. The manifold 26 further includes a heat-radiating heat exchanger (high-temperature-side heat exchanger) 27. A regenerator 28 and a heat exchanger for cooling (low-temperature side heat exchanger) 29 are annularly arranged so as to sequentially communicate with each other.

【0022】圧縮シリンダブロック14の上端部近くに
は、高温室16とマニホールド26を連通する連通孔3
0が形成されており、これにより、高温室16と低温室
22は、連通孔30、マニホールド26、放熱用熱交換
器27、再生器28及び冷却用熱交換器29を介して互
いに順次連通するように構成されている。
In the vicinity of the upper end of the compression cylinder block 14, a communication hole 3 for communicating the high temperature chamber 16 and the manifold 26 is provided.
0 is formed, whereby the high-temperature chamber 16 and the low-temperature chamber 22 sequentially communicate with each other via the communication hole 30, the manifold 26, the heat exchanger 27 for heat radiation, the regenerator 28, and the heat exchanger 29 for cooling. It is configured as follows.

【0023】本発明に係る熱機関用シリンダブロック
を、その一例として、上記膨張シリンダブロック20に
より、図2〜図4により詳細に説明する。図2におい
て、膨張シリンダブロック20は、内側シリンダ31
と、内側シリンダ31の下部外側に同心的に配設され
た、放熱用熱交換器27及びその上に配設された低温側
熱交換ハウジング(頂部熱交換ハウジング)32とから
構成される。内側シリンダ31は、膨張ピストン21の
往復するシリンダ空間を形成しており、上部33及び下
部34がOリング24を介して組み合わされて構成さる
れか、又は一体に製造してもよい。
A cylinder block for a heat engine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 2, the expansion cylinder block 20 includes an inner cylinder 31.
And a heat-radiating heat exchanger 27 and a low-temperature-side heat exchange housing (top heat exchange housing) 32 disposed concentrically outside the lower part of the inner cylinder 31. The inner cylinder 31 forms a cylinder space in which the expansion piston 21 reciprocates, and the upper cylinder 33 and the lower cylinder 34 may be combined via the O-ring 24 or may be manufactured integrally.

【0024】図3(a)は低温側熱交換ハウジング32
を示しており、図3(b)は図3(a)のA−A断面で
あり、図3(c)は要部拡大図である。図2及び図3に
おいて、低温側熱交換ハウジング32は、円筒状をして
おり、頂壁35、側壁36及び下端フランジ部37とか
ら構成される。側壁36の先端側(図中上側)外周面に
はフィン38及び中間フランジ38’が形成されてい
る。頂壁35は、フランジ頂壁部35’と中央頂壁部3
5”とから構成され、中央頂壁部35”は、図2中のW
で示すように、側壁36の頂端内面に溶着されて一体化
される。又、頂壁35は、側壁36とともに後記するロ
ストワックス鋳造や機械加工等によって一体に形成して
もよい。
FIG. 3A shows a low-temperature side heat exchange housing 32.
3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3A, and FIG. 3C is an enlarged view of a main part. 2 and 3, the low-temperature side heat exchange housing 32 has a cylindrical shape and includes a top wall 35, a side wall 36, and a lower end flange portion 37. Fins 38 and intermediate flanges 38 'are formed on the outer peripheral surface of the side wall 36 at the distal end side (upper side in the figure). The top wall 35 includes a flange top wall 35 ′ and a central top wall 3.
5 ", and the central top wall portion 35"
As shown by, it is welded and integrated with the inner surface of the top end of the side wall 36. Further, the top wall 35 may be formed integrally with the side wall 36 by lost wax casting, machining, or the like described later.

【0025】側壁36の先端側内周面には、頂部熱交換
ハウジング内筒32’が圧入され、側壁36の一部をな
すかのように一体に形成されている。この頂部熱交換ハ
ウジング内筒32’は、側壁36とは別に銅やアルミニ
ウム等の材料で形成される円筒状の部品である。頂部熱
交換ハウジング内筒32’の外面には、上記のとおり側
壁36の先端側内周面に圧入可能なように滑らかに形成
されているが、その内周面には、長軸方向の細溝39が
円周方向に間隔をおいて多数本形成されている。
A top heat exchange housing inner cylinder 32 ′ is press-fitted to the inner peripheral surface on the distal end side of the side wall 36, and is integrally formed as if forming a part of the side wall 36. The top heat exchange housing inner cylinder 32 ′ is a cylindrical component formed of a material such as copper or aluminum separately from the side wall 36. As described above, the outer surface of the top heat exchange housing inner cylinder 32 ′ is formed smoothly so as to be able to be press-fitted into the inner peripheral surface on the distal end side of the side wall 36. A large number of grooves 39 are formed at intervals in the circumferential direction.

【0026】この細溝39は、ワイヤカット、ブローチ
加工等の機械加工により形成されるもので、図3(c)
に示すピッチpは1〜1.5mm程度であり、深さd
は1.5〜3mm程度である。そして、頂部熱交換ハ
ウジング内筒32’自体の肉厚tは、5〜6mm程度
であり、フィン38より狭いピッチになっている。
The narrow groove 39 is formed by machining such as wire cutting and broaching.
Pitch p 1 shown in is about 1-1.5 mm, depth d
1 is about 1.5 to 3 mm. Then, the thickness t 1 of the top heat exchange housing tube 32 'itself is about 5 to 6 mm, has a narrow pitch than the fin 38.

【0027】頂部熱交換ハウジング内筒32’の内面
は、内側シリンダ31の外面と密着するように組立てら
れ、細溝39と内側シリンダ31の外面とにより作動ガ
スの流路が形成される。このようにして低温側熱交換ハ
ウジング32の頂部(コールドヘッド40)は、冷却用
熱交換器(低温側熱交換器)29を形成している。この
コールドヘッド40は、空気、水、アルコールその他の
冷熱冷媒と接触して、冷熱冷媒の冷却を行う。
The inner surface of the top heat exchange housing inner cylinder 32 ′ is assembled so as to be in close contact with the outer surface of the inner cylinder 31, and the narrow groove 39 and the outer surface of the inner cylinder 31 form a flow path for working gas. Thus, the top part (cold head 40) of the low-temperature side heat exchange housing 32 forms the cooling heat exchanger (low-temperature side heat exchanger) 29. The cold head 40 is in contact with air, water, alcohol, or other cold refrigerant to cool the cold refrigerant.

【0028】低温側熱交換ハウジング32の下部内周面
には環状の凹部41が形成され、頂部熱交換ハウジング
内筒32’の下端部及び内側シリンダ31とともに環状
空間42を形成し、その内部に金属メッシュ等の再生器
材料が充填され再生器28が形成されている。低温側熱
交換ハウジング32の下端のフランジ部37は放熱用熱
交換器27の上端のフランジ部43に載置される。
An annular recess 41 is formed in the lower inner peripheral surface of the low-temperature side heat exchange housing 32, and an annular space 42 is formed together with the lower end of the top heat exchange housing inner cylinder 32 'and the inner cylinder 31. A regenerator material such as a metal mesh is filled to form a regenerator 28. The flange 37 at the lower end of the low-temperature side heat exchange housing 32 is mounted on the flange 43 at the upper end of the heat exchanger 27 for heat radiation.

【0029】本発明の低温側熱交換ハウジング32は、
頂部熱交換ハウジング内筒32’を除いて、SUS系等
の材料によりロストワックス法などにより鋳造される。
即ち、本発明の低温側熱交換ハウジング32は、外周面
に冷却フィン38が、内周面に作動ガスの流路用の細溝
39が形成されるように、側壁36に頂部熱交換ハウジ
ング内筒32’を圧入して構成するものである。
The low-temperature side heat exchange housing 32 of the present invention comprises:
Except for the top heat exchange housing inner cylinder 32 ', it is cast by a lost wax method or the like using a material such as SUS.
That is, in the low-temperature side heat exchange housing 32 of the present invention, the cooling fin 38 is formed on the outer peripheral surface and the narrow groove 39 for the flow path of the working gas is formed on the inner peripheral surface. The tube 32 'is press-fitted.

【0030】このようにロストワックッス鋳造で製作さ
れた低温側熱交換ハウジング32は、その外面に形成さ
れる冷却フィン38が細かい襞状に精密に鋳造されるか
ら、きわめて放熱性能に優れており、又内面に形成され
る軸方向の細溝39は機械加工により、バリを残さず細
かく形成することができ、作動ガスの流れを部分的に阻
害することなく均一に流れるようにすることができ、冷
凍性能を向上させる。
The low-temperature side heat exchange housing 32 manufactured by the lost wax casting as described above has extremely excellent heat radiation performance because the cooling fins 38 formed on the outer surface thereof are precisely cast in a fine fold. The axial narrow groove 39 formed on the inner surface can be finely formed by machining without leaving burrs, and can flow uniformly without partially obstructing the flow of the working gas. Improve performance.

【0031】図4(b)は、図4(a)のB−B断面で
あり、図4(c)は要部の拡大図である。放熱用熱交換
器27は、図2及び図4に示されるようなアニュラータ
イプの熱交換器であり、この放熱用熱交換器27は、高
温側熱交換ハウジング(環状熱交換ハウジング)44と
その中に同心的に挿入された熱交換器本体45とを有し
ている。高温側熱交換ハウジング44は、通常の鋳鉄等
により製作される。
FIG. 4B is a sectional view taken along the line BB of FIG. 4A, and FIG. 4C is an enlarged view of a main part. The heat-radiating heat exchanger 27 is an annular-type heat exchanger as shown in FIGS. 2 and 4. The heat-radiating heat exchanger 27 includes a high-temperature-side heat exchange housing (annular heat exchange housing) 44 and a heat-exchange housing 44. And a heat exchanger body 45 concentrically inserted therein. The high-temperature side heat exchange housing 44 is made of ordinary cast iron or the like.

【0032】高温側熱交換ハウジング44と熱交換器本
体45との間に冷却水等の熱交換媒体用の流路46が形
成され、上下端はシール47に封止されている。この流
路46に連通するように、流入口48及び流出口49が
形成されている。
A flow path 46 for a heat exchange medium such as cooling water is formed between the high-temperature side heat exchange housing 44 and the heat exchanger body 45, and upper and lower ends are sealed with seals 47. An inflow port 48 and an outflow port 49 are formed so as to communicate with the flow path 46.

【0033】この流路46に面して熱交換器本体45の
外周壁に多数の放熱フィン50が形成されている。熱交
換器本体45は、SUS、銅、アルミニウム、又はその
他の材料により、ロストワックス法により鋳造されてい
る。熱交換器本体45の外面に形成される放熱フィン5
0は襞状に精密に鋳造されるのできわめて放熱性能に優
れている。
A large number of radiating fins 50 are formed on the outer peripheral wall of the heat exchanger body 45 facing the flow path 46. The heat exchanger body 45 is cast from SUS, copper, aluminum, or another material by a lost wax method. Radiation fins 5 formed on the outer surface of heat exchanger body 45
0 is extremely excellent in heat radiation performance because it is precisely cast in a pleated shape.

【0034】熱交換器本体45の内周面には、熱交換器
内側筒45’が圧入され、熱交換器本体45の一部をな
すかのように一体に形成されている。この熱交換器内側
筒45’は、熱交換器本体45とは別に銅やアルミニウ
ム等の材料で形成される円筒状の部品である。熱交換器
内側筒45’の外面は、上記のとおり熱交換器本体45
の先端側内周面に圧入可能なように滑らかに形成されて
いるが、その内周面には、長軸方向の細溝51が円周方
向に間隔をおいて多数本形成されている。
A heat exchanger inner cylinder 45 ′ is press-fitted into the inner peripheral surface of the heat exchanger main body 45, and is integrally formed as if forming a part of the heat exchanger main body 45. The heat exchanger inner tube 45 ′ is a cylindrical component formed of a material such as copper or aluminum separately from the heat exchanger main body 45. The outer surface of the heat exchanger inner tube 45 'is connected to the heat exchanger body 45 as described above.
Is formed so as to be able to be press-fitted into the inner peripheral surface on the front end side, and a large number of narrow grooves 51 in the longitudinal direction are formed on the inner peripheral surface at intervals in the circumferential direction.

【0035】この細溝51は、ワイヤカット、ブローチ
加工等の機械加工により形成されるもので、図4(d)
に示すピッチpは1〜1.5mm程度であり、深さd
は1.5〜3mm程度である。そして、熱交換器内側
筒45’自体の肉厚tは、5〜6mm程度であり、放
熱フィン50より狭いピッチになっている。
The narrow grooves 51 are formed by machining such as wire cutting and broaching.
Pitch p 2 shown in is about 1-1.5 mm, depth d
2 is about 1.5 to 3 mm. The heat exchanger inner tube 45 'the thickness t 2 of itself is about 5 to 6 mm, it has a narrow pitch from the heat radiating fins 50.

【0036】熱交換器内側筒45’の内面は、内側シリ
ンダ31の外面と密着するように組立てられ、細溝51
と内側シリンダ31の外面とによりヘリウム等の作動ガ
スの流路が形成される。
The inner surface of the heat exchanger inner cylinder 45 ′ is assembled so as to be in close contact with the outer surface of the inner cylinder 31, and has a narrow groove 51.
And the outer surface of the inner cylinder 31 form a flow path for a working gas such as helium.

【0037】図1に示すように、放熱用熱交換器27は
冷却水循環管路52及び冷却水用ポンプP1を介して放
熱器(ラジエータ)53と接続しており、冷却水を循環
している。放熱用熱交換器27で熱交換され加熱された
冷却水は放熱器53の冷却ファン54より冷却される。
冷却水循環管路52は、リザーババルブ55を介して、
リザーバタンク56が接続されている。又、放熱器53
には、エアー抜き57が接続されていると共に、ドレー
ンバルブ58が接続されている。
As shown in FIG. 1, the heat radiating heat exchanger 27 is connected to a radiator (radiator) 53 via a cooling water circulation pipe 52 and a cooling water pump P1 to circulate the cooling water. . The cooling water heated and exchanged by the heat exchanger 27 is cooled by the cooling fan 54 of the radiator 53.
The cooling water circulation line 52 is connected via a reservoir valve 55 to
The reservoir tank 56 is connected. Also, the radiator 53
Is connected to an air vent 57 and a drain valve 58.

【0038】次に、本発明の上記実施例のスターリング
冷凍機の作用を説明する。モータ6によってクランクシ
ャフト7が正方向に回転し、クランク室5内のクランク
部10、11が90度位相がずれて回転する。このクラ
ンク部10、11に回動自在に連結されたコンロッド
8、8’を介して、クロスガイドヘッド9、18が往復
動する。クロスガイドヘッド9、18の夫々に圧縮ピス
トンロッド17及び膨張ピストンロッド23を介して連
結された圧縮ピストン15及び膨張ピストン21が、互
いに90度の位相差をもって往復動する。
Next, the operation of the Stirling refrigerator of the above embodiment of the present invention will be described. The motor 6 rotates the crankshaft 7 in the forward direction, and the crank portions 10 and 11 in the crank chamber 5 rotate with a phase shift of 90 degrees. The cross guide heads 9 and 18 reciprocate via connecting rods 8 and 8 'rotatably connected to the crank portions 10 and 11. The compression piston 15 and the expansion piston 21 connected to the cross guide heads 9 and 18 via the compression piston rod 17 and the expansion piston rod 23 reciprocate with a phase difference of 90 degrees from each other.

【0039】膨張ピストン21が90度先行して上死点
付近でゆっくりと移動中、圧縮ピストン15は中間付近
を上死点に向かって急速に移動して作動ガスの圧縮動作
を行う。圧縮された作動ガスは、連通孔30及びマニホ
ールド26を通り放熱用熱交換器27の熱交換器内側筒
45’の内周面に機械加工で形成された細溝51内に流
入する。放熱用熱交換器27内で冷却水に放熱した作動
ガスは、再生器28で冷却され、冷却用熱交換器29の
頂部熱交換ハウジング内筒32’に形成された細溝39
内を通って低温室22(膨張空間)内に流入する。
While the expansion piston 21 moves slowly near the top dead center 90 degrees ahead of it, the compression piston 15 moves rapidly toward the top dead center near the middle to compress the working gas. The compressed working gas passes through the communication hole 30 and the manifold 26 and flows into the narrow groove 51 formed by machining on the inner peripheral surface of the heat exchanger inner tube 45 ′ of the heat radiation heat exchanger 27. The working gas that has radiated heat to the cooling water in the heat radiating heat exchanger 27 is cooled by the regenerator 28, and the narrow groove 39 formed in the top heat exchange housing inner cylinder 32 ′ of the cooling heat exchanger 29.
It flows into the low temperature chamber 22 (expansion space) through the inside.

【0040】圧縮ピストン15が上死点近辺でゆっくり
と移動している時に膨張ピストン21は急激に下死点に
向かって移動し低温室22(膨張空間)に流入した作動
ガスは急激に膨張し冷熱が発生する。これによりコール
ドヘッド40は冷却され低温となる。
When the compression piston 15 is slowly moving near the top dead center, the expansion piston 21 moves rapidly toward the bottom dead center, and the working gas flowing into the low temperature chamber 22 (expansion space) expands rapidly. Cold heat is generated. Thereby, the cold head 40 is cooled to a low temperature.

【0041】そして、コールドヘッド40において、冷
却フィン38に接する冷熱冷媒を冷却する。膨張ピスト
ン21が下死点から上死点に移動するときには圧縮ピス
トン15は中間位置から下死点に向かっており、作動ガ
スは低温室22よりコールドヘッド40の細溝39を通
り再生器28に流入し作動ガスの有する冷熱を再生器2
8に蓄熱する。再生器28に蓄熱された冷熱は、上記の
ように高温室16から放熱用熱交換器27を通して送ら
れてくる作動ガスを、再度冷却するために再利用され
る。
Then, in the cold head 40, the cold refrigerant in contact with the cooling fins 38 is cooled. When the expansion piston 21 moves from the bottom dead center to the top dead center, the compression piston 15 moves from the intermediate position to the bottom dead center, and the working gas flows from the low temperature chamber 22 through the narrow groove 39 of the cold head 40 to the regenerator 28. Regenerator 2
Store heat in 8. The cold stored in the regenerator 28 is reused to cool the working gas sent from the high-temperature chamber 16 through the heat-radiating heat exchanger 27 again as described above.

【0042】そして、コールドヘッド40において冷却
された冷熱冷媒は、各種の冷熱利用機器を冷却する。例
えば、冷熱冷媒は、冷凍庫等の冷熱利用機器内の冷熱冷
媒配管に送られ、冷熱利用機器内で冷凍あるいは冷却作
用を行う。コールドヘッド40に循環して戻され、再度
冷却される。
Then, the cold refrigerant cooled in the cold head 40 cools various cold utilization devices. For example, the cold refrigerant is sent to a cold refrigerant pipe in a cold utilization device such as a freezer, and performs freezing or cooling in the cold utilization device. It is circulated back to the cold head 40 and cooled again.

【0043】放熱用熱交換器27で熱交換された冷却水
は、冷却水循環管路52から放熱器に流れ、そこで冷却
ファンにより冷却され、再度放熱用熱交換器27へと循
環する。
The cooling water that has been heat-exchanged in the heat-radiating heat exchanger 27 flows from the cooling-water circulation pipe 52 to the radiator, where it is cooled by the cooling fan and circulated to the heat-radiating heat exchanger 27 again.

【0044】以上、本発明の実施例を説明したが、ここ
で、本発明の特徴について整理すると次の通りである。
本発明は、冷却用熱交換器及び放熱用熱交換器の構造を
なるべく簡単な構造とするために、冷却用熱交換器を構
成する頂部熱交換ハウジングに放熱用熱交換器を構成す
る熱交換器本体を圧入し、夫々外周面に熱交換用のフィ
ンを、内周面に作動流体の通過する細溝を形成するもの
である。
The embodiments of the present invention have been described above. Here, the features of the present invention will be summarized as follows.
In order to make the structure of the cooling heat exchanger and the heat radiating heat exchanger as simple as possible, the present invention relates to a heat exchanging device comprising a heat exchanging heat exchanger in a top heat exchanging housing constituting a cooling heat exchanger. The main body is press-fitted, fins for heat exchange are formed on the outer peripheral surface, and narrow grooves through which the working fluid passes are formed on the inner peripheral surface.

【0045】ところで、フィンは頂部熱交換ハウジング
及び熱交換器本体とロストワックス鋳造等で比較的精密
に形成できるが、作動流体用の細溝はロストワックス鋳
造では鋳物のカスやバリ等が残ってしまい作動流体の流
れを阻害し、不均一な流れを生じ、熱交換器の性能及び
信頼性を損なう原因となっていた。
By the way, the fins can be formed relatively accurately by the lost heat casting and the top heat exchange housing and the heat exchanger body, but the fine grooves for the working fluid remain in the lost wax casting due to the residue of the castings and burrs. As a result, the flow of the working fluid is obstructed, causing a non-uniform flow, which impairs the performance and reliability of the heat exchanger.

【0046】そこで、本発明では、フィンについては、
頂部熱交換ハウジング及び熱交換器本体と夫々一体的に
ロストワックス鋳造などで形成するが、作動流体用の細
溝については、頂部熱交換ハウジング内筒及び熱交換器
内側筒の内周面に夫々細溝を形成し、頂部熱交換ハウジ
ング及び熱交換器本体に夫々圧入して形成する。これに
より、幅の狭い細溝でも溝内にカスやバリ等が残ること
なく精密に機械加工され、作動ガスの流れが部分的に阻
害するようなことが解消される。この結果、冷却用熱交
換器の熱交換性能、信頼性が向上する。
Therefore, in the present invention, the fins are
The top heat exchange housing and the heat exchanger body are integrally formed by lost wax casting, etc., and the narrow grooves for the working fluid are formed on the inner peripheral surfaces of the top heat exchange housing inner cylinder and the heat exchanger inner cylinder, respectively. A narrow groove is formed and press-fitted into the top heat exchange housing and the heat exchanger body, respectively. Thereby, even a narrow groove having a small width is machined precisely without leaving residue or burrs in the groove, and the flow of the working gas is partially prevented from being obstructed. As a result, the heat exchange performance and reliability of the cooling heat exchanger are improved.

【0047】以上、本発明の実施の形態を実施例に基づ
いて説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるこ
となく、特許請求の範囲記載の技術的事項の範囲内でい
ろいろな実施例があることは言うまでもない。
Although the embodiments of the present invention have been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the technical matters described in the claims. It goes without saying that there are embodiments.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明のスターリング冷却装置による
と、次のような効果を奏することができる。 (1)膨張シリンダーブロックを構成する頂部熱交換ハ
ウジングを、その側壁の外周面に冷熱冷媒冷却用のフィ
ンが一体に形成されるように、ロストワックス等で鋳造
されるとともに、その側壁の内周面には機械加工で細溝
が形成された頂部熱交換ハウジング内筒を圧入して一体
とすることにより、スターリング冷凍機自体の構造が簡
単となるとともに、フィンが均一な肉厚を有し精密に形
成され、又幅の狭い細溝でも溝内にカスやバリ等が残る
ことなく精密に機械加工され、作動ガスの流れが部分的
に阻害するようなことが解消される。この結果、冷却用
熱交換器の熱交換性能、信頼性が向上する。
According to the Stirling cooling device of the present invention, the following effects can be obtained. (1) The top heat exchange housing constituting the expansion cylinder block is cast with lost wax or the like so that fins for cooling the cooling medium are integrally formed on the outer peripheral surface of the side wall, and the inner periphery of the side wall is formed. The internal structure of the Stirling refrigerator itself is simplified by press-fitting the inner cylinder of the top heat exchange housing with a narrow groove formed by machining on the surface, and the fins have a uniform thickness and precision. Even a narrow groove having a small width is precisely machined without leaving residue, burrs and the like in the groove, and the flow of the working gas is partially prevented from being obstructed. As a result, the heat exchange performance and reliability of the cooling heat exchanger are improved.

【0049】(2)放熱熱交換器を構成する熱交換器本
体も、その外周面に放熱用冷却水が接触するフィンが一
体に形成されるように、ロストワックス等で鋳造される
とともに、その内周面には機械加工で細溝が形成された
熱交換器内側筒を圧入して一体とすることにより、スタ
ーリング冷凍機自体の構造が簡単となるとともに、フィ
ンが均一な肉厚を有し精密に形成され、又幅の狭い細溝
でも溝内にカスやバリ等が残ることなく精密に機械加工
され、作動ガスの流れが部分的に阻害するようなことが
解消される。この結果、放熱用熱交換器の熱交換性能、
信頼性が向上する。
(2) The heat exchanger body constituting the heat radiation heat exchanger is cast with lost wax or the like so that fins for contacting the cooling water for heat radiation are integrally formed on the outer peripheral surface thereof. By press-fitting the inner cylinder of the heat exchanger with a narrow groove formed by machining on the inner peripheral surface, the structure of the Stirling refrigerator itself is simplified and the fins have a uniform thickness. Even a narrow groove that is formed precisely and is precisely machined without leaving scum and burrs in the groove, the flow of the working gas is partially prevented from being obstructed. As a result, the heat exchange performance of the heat exchanger for heat dissipation,
Reliability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る熱機関用シリンダブロックの適用
例であるスターリング冷凍機を説明する全体図である。
FIG. 1 is an overall view illustrating a Stirling refrigerator as an application example of a cylinder block for a heat engine according to the present invention.

【図2】本発明に係る熱機関用シリンダブロックの実施
例として、膨張シリンダブロックを説明する図であり、
その断面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an expansion cylinder block as an embodiment of the cylinder block for a heat engine according to the present invention;
It is sectional drawing.

【図3】図2の膨張シリンダブロックの低温側熱交換ハ
ウジング(頂部熱交換ハウジング)を説明する断面図及
び平面図である。
3 is a cross-sectional view and a plan view illustrating a low-temperature side heat exchange housing (top heat exchange housing) of the expansion cylinder block of FIG. 2;

【図4】図2の膨張シリンダブロックの高温側熱交換ハ
ウジング(環状熱交換ハウジング)を説明する断面図及
び平面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view and a plan view illustrating a high-temperature side heat exchange housing (annular heat exchange housing) of the expansion cylinder block of FIG. 2;

【図5】従来の熱交換器の一例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional heat exchanger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スターリング冷凍機 2 ハウジング 6 モータ 14 圧縮シリンダブロック 15 圧縮ピストン 20 膨張シリンダブロック 21 膨張ピストン 27 放熱用熱交換器 28 再生器 29 冷却用熱交換器 32 低温側熱交換ハウジング(頂部熱交換ハウジン
グ) 32’ 頂部熱交換ハウジング内筒 36 頂部熱交換ハウジングの側壁 38 冷却フィン 38’ 中間フランジ 39、51 細溝 41 再生器用の環状の凹部 44 高温側熱交換ハウジング(環状熱交換ハウジン
グ) 45 熱交換器本体 45’ 熱交換器内筒 50 放熱用フィン 53 放熱器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stirling refrigerator 2 Housing 6 Motor 14 Compression cylinder block 15 Compression piston 20 Expansion cylinder block 21 Expansion piston 27 Heat dissipation heat exchanger 28 Regenerator 29 Cooling heat exchanger 32 Low temperature side heat exchange housing (top heat exchange housing) 32 'Top heat exchange housing inner cylinder 36 Side wall of top heat exchange housing 38 Cooling fin 38' Intermediate flange 39, 51 Narrow groove 41 Annular recess for regenerator 44 High temperature side heat exchange housing (annular heat exchange housing) 45 Heat exchanger body 45 'heat exchanger inner tube 50 radiator fin 53 radiator

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 9/00 F25B 9/00 J Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F25B 9/00 F25B 9/00 J

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 頂壁及び側壁を有する円筒状の頂部熱交
換ハウジングと、該頂部熱交換ハウジング内に配設さ
れ、熱機関のピストン又はディスプレーサが摺動する内
側シリンダとを有するシリンダブロックであって、 上記頂部熱交換ハウジングの先端側には、頂部熱交換ハ
ウジング内筒が圧入されて設けられており、 上記頂部熱交換ハウジング内筒の内周面には、上記内側
シリンダの外周面とともに作動ガス用の流路を形成する
軸方向に直線状の細溝が機械加工で形成されており、 上記頂部熱交換ハウジングの基端側の内周面は、上記内
側シリンダの外周面とともに作動ガスの再生器用の環状
流路を構成していることを特徴とする熱機関用のシリン
ダブロック。
1. A cylinder block having a cylindrical top heat exchange housing having a top wall and a side wall, and an inner cylinder disposed in the top heat exchange housing and in which a piston or a displacer of a heat engine slides. A top heat exchange housing inner cylinder is press-fitted and provided on the top end side of the top heat exchange housing, and an inner peripheral surface of the top heat exchange housing inner cylinder operates together with an outer peripheral surface of the inner cylinder. An axially straight narrow groove forming a gas flow path is formed by machining, and the inner peripheral surface on the base end side of the top heat exchange housing is formed along with the outer peripheral surface of the inner cylinder for working gas. A cylinder block for a heat engine, comprising an annular flow path for a regenerator.
【請求項2】 熱機関のピストン又はディスプレーサが
摺動する内側シリンダを有するシリンダブロックであっ
て、 上記内側シリンダの外側には、円筒状の環状熱交換ハウ
ジングとその内側に挿入固定された熱交換器本体とから
成る熱交換器が配設されており、 上記熱交換器本体の外周面には、熱交換用のフィンが形
成されており、上記熱交換器本体の内側には熱交換器内
筒が圧入されて設けられており、 上記熱交換器内筒の内周面には、上記内側シリンダの外
周面とともに作動ガス用の流路を形成する軸方向に直線
状の細溝が機械加工で形成されており、 上記環状熱交換ハウジングと上記熱交換器本体との間の
空間が冷媒通路とされ、該冷媒通路が連通するように、
上記環状熱交換ハウジングに冷媒入口及び冷媒出口が形
成されていることを特徴とする熱機関用のシリンダブロ
ック。
2. A cylinder block having an inner cylinder on which a piston or a displacer of a heat engine slides, wherein a cylindrical annular heat exchange housing and a heat exchanger inserted and fixed inside the housing are provided outside the inner cylinder. A heat exchanger comprising: a heat exchanger; and a heat exchange fin formed on an outer peripheral surface of the heat exchanger body, and a heat exchanger inside the heat exchanger body. A cylinder is press-fitted, and an axially linear narrow groove forming a flow path for working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder is machined on the inner peripheral surface of the heat exchanger inner cylinder. The space between the annular heat exchange housing and the heat exchanger body is a refrigerant passage, so that the refrigerant passage communicates,
A cylinder block for a heat engine, wherein a coolant inlet and a coolant outlet are formed in the annular heat exchange housing.
【請求項3】 頂壁及び側壁を有する円筒状の頂部熱
交換ハウジングと、該頂部熱交換ハウジング内に配設さ
れ、熱機関のピストン又はディスプレーサが摺動する内
側シリンダとを有するシリンダブロックであって、 上記頂部熱交換ハウジング内筒の先端側には、頂部熱交
換ハウジング内筒が圧入されて設けられており、 上記頂部熱交換ハウジング内筒の内周面には、上記内側
シリンダの外周面とともに作動ガス用の流路を形成する
軸方向に直線状の細溝が機械加工で形成されており、 上記頂部熱交換ハウジングの基端側の内周面は、上記内
側シリンダの外周面とともに作動ガスの再生器用の環状
流路を形成しており、 上記内側シリンダの外側には、円筒状の環状熱交換ハウ
ジングとその内側に挿入固定された熱交換器本体とから
成る熱交換器が配設されており、 上記熱交換器本体の外周面には、熱交換用のフィンが形
成されており、上記熱交換器本体の内側には熱交換器内
筒が圧入されて設けられており、 上記熱交換器内筒の内周面には、上記内側シリンダの外
周面とともに作動ガス用の流路を形成する軸方向に直線
状の細溝が機械加工で形成されており、 上記環状熱交換ハウジングと上記熱交換器本体との間の
空間が冷媒通路とされ、該冷媒通路が連通するように、
上記環状熱交換ハウジングに冷媒入口及び冷媒出口が形
成されていることを特徴とする熱機関用のシリンダブロ
ック。
3. A cylinder block having a cylindrical top heat exchange housing having a top wall and side walls, and an inner cylinder disposed within the top heat exchange housing and on which a piston or displacer of a heat engine slides. A top heat exchange housing inner cylinder is press-fitted and provided on the distal end side of the top heat exchange housing inner cylinder. An outer peripheral surface of the inner cylinder is provided on an inner peripheral surface of the top heat exchange housing inner cylinder. In addition, an axially linear narrow groove forming a flow path for working gas is formed by machining, and the inner peripheral surface on the base end side of the top heat exchange housing operates together with the outer peripheral surface of the inner cylinder. An annular flow path for a gas regenerator is formed. Outside the inner cylinder, a heat exchanger comprising a cylindrical annular heat exchange housing and a heat exchanger main body inserted and fixed inside the housing. A heat exchange fin is formed on the outer peripheral surface of the heat exchanger body, and a heat exchanger inner cylinder is press-fitted and provided inside the heat exchanger body. On the inner peripheral surface of the heat exchanger inner cylinder, an axially linear narrow groove forming a flow path for working gas together with the outer peripheral surface of the inner cylinder is formed by machining. The space between the annular heat exchange housing and the heat exchanger body is a refrigerant passage, so that the refrigerant passage communicates.
A cylinder block for a heat engine, wherein a coolant inlet and a coolant outlet are formed in the annular heat exchange housing.
【請求項4】 上記頂部熱交換ハウジングは、その先
端側外周面に、上記頂部熱交換ハウジングと一体にロス
トワックス鋳造又は鋳鉄で成形されたフィン、又は別体
に形成され後付けされたフィンを有することを特徴とす
る、請求項1又は3記載の熱機関用のシリンダブロッ
ク。
4. The top heat exchange housing has, on its outer peripheral surface on the distal end side, a fin molded integrally with the top heat exchange housing by lost wax casting or cast iron, or a fin formed separately and attached later. The cylinder block for a heat engine according to claim 1 or 3, wherein:
【請求項5】 熱機関が、スターリングサイクル機
器、ヴィルミエサイクル機器又はクーク・ヤーボロフサ
イクル機器であることを特徴とする、請求項1、2、3
又は4記載の熱機関用のシリンダブロック。
5. The heat engine according to claim 1, wherein the heat engine is a Stirling cycle device, a Virmier cycle device or a Kuku-Javlov cycle device.
Or a cylinder block for a heat engine according to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007034768A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-29 Sharp Kabushiki Kaisha Heat exchanger for stirling engine and stirling engine using the same
WO2007049355A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Fuji Electric Retail Systems Co., Ltd. Heat exchanger and method for manufacturing same
JP2016160972A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 ヤマウチ株式会社 Torque limiter

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