JP2005249217A - スターリング冷凍機の冷熱移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スターリング冷凍機の冷却端部と凝縮部との間における熱抵抗の低減を図りながら、該凝縮部における作動流体の流入口および流出口が破損してしまう虞れのないスターリング冷凍機の冷熱移送装置を提供すること。
【解決手段】流入口３１３，３１４から流入した作動流体を流出口３１５，３１６に向けて流動させるための流路３１１，３１２を有し、流路３１１，３１２を流動する作動流体が凝縮することにより、スターリング冷凍機１０の冷却端部１１で発生した冷熱を取得する凝縮部３１を備え、凝縮部３１で取得した冷熱を所定の冷却部位に移送するためのスターリング冷凍機１０の冷熱移送装置２１において、流入口３１３，３１４および流出口３１５，３１６に締付力が作用することを規制した態様で、凝縮部３１を冷却端部１１に締め付けて密着させる締付手段４１を備えたものである。
【選択図】 図５

Description

本発明は、スターリング冷凍機の冷熱移送装置に関し、より詳細には、凝縮部の流路を流動する作動流体が凝縮することにより取得したスターリング冷凍機の冷却端部からの冷熱を、所定の冷却部位に移送するための冷熱移送装置の改良に関する。

近年、環境保護の観点からスターリング冷凍機が注目されている。スターリング冷凍機は、外部に圧縮機や凝縮器等を備えていない自己冷却型の冷凍機であり、内部のガスを往復圧縮機で圧縮・膨張させることで、冷却端部で冷熱を発生させ、放熱端部で高熱を発生させるものである。ここに、内部のガスとしては、例えばヘリウムガス等の自然冷媒が用いられており、フロン系ガスを用いないので、スターリング冷凍機は地球環境に優しいものである。また、スターリング冷凍機は、小型であり、高エネルギー効率を有することも周知である。

しかしながら、スターリング冷凍機は、内部のガスの圧縮および膨張による冷凍効果を利用するものであるため、圧縮・膨張空間の構造に制約があり、冷却端部の面積が僅かな部分に限られている。そのため、スターリング冷凍機を用いる場合には、冷却端部で発生した冷熱を、冷却することが必要な所定の冷却部位まで効率よく移送するための技術が求められている。

そのような技術として、次のようなスターリング冷凍機の冷熱移送装置が提案されている。かかる冷熱移送装置は、縦置きにしたスターリング冷凍機の冷却端部に取り付けられ、内部の作動流体を凝縮させるための凝縮部と、所定の冷却部位に配設され、作動流体を蒸発させるための蒸発部と、凝縮部で凝縮された作動流体を蒸発部へ移動させるための液体ラインと、蒸発部で蒸発させた作動流体を凝縮部へ移動させるための気体ラインとが備えられ、作動流体を相変化させながら冷熱を移送するものであって、冷却端部と凝縮部との間における熱抵抗の低減を図るために、凝縮部の外部に弾性力によって該凝縮部を冷却端部に密着させるための締付部材が備えられてなるものである（例えば、特許文献１）。

特開２００３−２１４７５０号公報

ところで、上記特許文献１に提案されているスターリング冷凍機の冷熱移送装置では、凝縮部は、気体ラインおよび液体ラインのそれぞれと例えばロウ付け等により接続されている。すなわち、上記冷熱移送装置の凝縮部において、作動流体の流入口となる気体ラインとの接続部分と、作動流体の流出口となる液体ラインとの接続部分とは、ともにロウ付けされて形成されている。そのため、上記締付部材により凝縮部を締め付けて冷却端部に密着させる場合には、かかる締付部材の締付力（弾性力）が、流入口および流出口にまで伝達することになる結果、該流入口および流出口が破損してしまう虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、スターリング冷凍機の冷却端部と凝縮部との間における熱抵抗の低減を図りながら、該凝縮部における作動流体の流入口および流出口が破損してしまう虞れのないスターリング冷凍機の冷熱移送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置は、流入口から流入した作動流体を流出口に向けて流動させるための流路を有し、前記流路を流動する作動流体が凝縮することにより、スターリング冷凍機の冷却端部で発生した冷熱を取得する凝縮部を備え、前記凝縮部で取得した冷熱を所定の冷却部位に移送するためのスターリング冷凍機の冷熱移送装置において、前記流入口および流出口に締付力が作用することを規制した態様で、前記凝縮部を前記冷却端部に締め付けて密着させる締付手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置は、上記請求項１において、前記締付手段は、前記凝縮部を覆う態様で該凝縮部を前記冷却端部に締め付けるための締付用弾性部材と、前記流路と前記締付用弾性部材との間に介在するスペーサとを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置は、上記請求項１または上記請求項２において、前記凝縮部は、前記冷却端部の外形に沿って形成され、かつ左右に分離した一対の流路を備えて成ることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置は、上記請求項１において、前記流路は、前記冷却端部の外形に沿って延在する第一部分と、前記第一部分の一端から前記流入口に臨み、かつ前記冷却端部から離隔する方向に沿って延在する第二部分と、前記第一部分の他端から前記流出口に臨み、かつ前記第二部分の延在方向に沿って延在する第三部分とを備えて成り、前記締付手段は、前記第二部分と第三部分とを締結する締結部材を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置は、上記請求項１において、前記凝縮部は、前記冷却端部の外形に沿って形成され、かつ左右に分離した一対の流路を備えて成り、前記一対の流路は、それぞれ、前記冷却端部の外形に沿って延在する第一部分と、前記第一部分の一端から前記流入口に臨み、かつ前記冷却端部から離隔する方向に沿って延在する第二部分と、前記第一部分の他端から前記流出口に臨み、かつ前記冷却端部から離隔する方向に沿って延在する第三部分とを備えて成り、前記締付手段は、前記一対の流路のそれぞれの第二部分どうしを締結する第一締結部材と、前記一対の流路のそれぞれの第三部分どうしを締結する第二締結部材とを備えたことを特徴とする。

本発明のスターリング冷凍機の冷熱移送装置によれば、締付手段が、流入口および流出口に締付力が作用することを規制した態様で、凝縮部をスターリング冷凍機の冷却端部に締め付けて密着させるので、該冷却端部と凝縮部との間における熱抵抗の低減を図ることができ、しかも、流入口および流出口が破損してしまう虞れがないという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置を示した説明図であり、その一部を断面で示している。図２は、図１におけるスターリング冷凍機の冷熱移送装置を模式的に示した説明図である。

これら図１および図２において、スターリング冷凍機１０は、自動販売機１に適用されるものであり、自動販売機１の機内の機械室２に横置きに載置されている。このスターリング冷凍機１０は、稼働することにより冷熱を発生する円筒状の冷却端部１１と、高熱を発生する円筒状の放熱端部１２とを有している。

スターリング冷凍機１０の冷熱移送装置（以下、単に冷熱移送装置ともいう）２１は、熱輸送手段であるヒートパイプ３０と、締付手段４１とを備えて構成してある。

ヒートパイプ３０は、その内部に作動流体が封入してあり、冷却端部１１に熱的に接続した凝縮部３１と、所定の冷却部位に配設した蒸発部３２と、凝縮部３１から蒸発部３２へ作動流体を移動させるための液体ライン３３と、蒸発部３２から凝縮部３１へ作動流体を移動させるための気体ライン３４とを備えて構成してある。ここに、作動流体としては、例えば二酸化炭素等のように常温では気体であって、冷却端部１１で発生した冷熱の温度では凍らない不凍冷媒が用いられている。

凝縮部３１は、図３および図４に示したように、スターリング冷凍機１０の冷却端部１１の側周面を覆う態様で配設してあり、左右に分離した一対の流路３１１，３１２を備えて構成してある。各流路３１１，３１２は、冷却端部１１の側周面に熱的に接続してあり、冷却端部１１からの冷熱により、流路３１１，３１２の内部における作動流体は凝縮されることになる。また、各流路３１１，３１２の上部には、該流路３１１，３１２に作動流体を流入させるための流入口３１３，３１４が設けてある一方、各流路３１１，３１２の下部には、該流路３１１，３１２から作動流体を流出させるための流出口３１５，３１６が設けてある。流入口３１３，３１４は、それぞれ凝縮部３１における気体ライン３４との接続部分であり、例えばロウ付けにより形成してある。流出口３１５，３１６は、それぞれ凝縮部３１における液体ライン３３との接続部分であり、例えばロウ付けにより形成してある。

蒸発部３２は、上述のように自動販売機１における所定の冷却部位、例えば凝縮部３１から所定の距離だけ離隔した位置に配設してある。より詳細に説明すると、蒸発部３２は、その内部に作動流体の流路３２１が形成してあるとともに、その外部に熱交換用フィン３２２が設けられている。この蒸発部３２では、熱交換用フィン３２２を介して外気から得た熱により流路３２１を流れる作動流体が気化される。換言すると、蒸発部３２の周辺領域は、作動流体が気化することによって熱が奪われることになり、冷却される。そして、図２に示したように、ファン３２３を利用して冷却された冷気を被冷却物に送り込むことにより、該被冷却物が冷却されることになる。

液体ライン３３は、凝縮部３１と蒸発部３２とを繋ぐものである。この液体ライン３３は、凝縮部３１で凝縮された作動流体を、凝縮部３１から蒸発部３２まで移動させるためのものである。より詳細に説明すると、液体ライン３３は、流路３１１，３１２からの作動流体を途中で合流させて蒸発部３２まで移動させるためのものである。

気体ライン３４は、上記液体ライン３３とは別個に、凝縮部３１と蒸発部３２とを繋ぐものである。この気体ライン３４は、蒸発部３２で気化された作動流体を、蒸発部３２から凝縮部３１まで移動させるためのものである。より詳細に説明すると、気体ライン３４は、蒸発部３２からの作動流体を途中で分岐させて、各流入口３１３，３１４を通じて各流路３１１，３１２に移動させるためのものである。

液体ライン３３と気体ライン３４との配置関係は、気体ライン３４が液体ライン３３の上方に位置するようになっている。これは、気体ライン３４を通る作動流体の密度の方が、液体ライン３３を通る作動流体の密度よりも小さいためである。

このようなヒートパイプ３０は、上述のように、液体ライン３３と気体ライン３４とが別個に設けられており、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと呼ばれるものであり、次のようにしてスターリング冷凍機１０の冷却端部１１で発生した冷熱を移送する。

前提として、スターリング冷凍機１０を稼動させる。スターリング冷凍機１０を稼動させると、該スターリング冷凍機１０は、冷却端部１１で冷熱を発生し、放熱端部１２で高熱を発生する。

スターリング冷凍機１０の冷却端部１１に熱的に接続している凝縮部３１においては、流路３１１，３１２の内部における作動流体（気体状態）が該冷却端部１１からの冷熱により急激に冷却されて凝縮される。これにより、作動流体は、凝縮液（液体状態）になる。そうすると、凝縮液になった作動流体は、蒸気のときに比してその密度が大きくなるため、その重力により下方に向かって流れる。そして、凝縮液である作動流体は、流出口３１５，３１６を通過した後、液体ライン３３を通じて蒸発部３２まで移動することになる。

所定の冷却部位に配設してある蒸発部３２においては、凝縮液である作動流体（液体状態）は、熱交換用フィン３２２を介して外気から得た熱により気化され、蒸気（気体状態）になる。換言すると、蒸発部３２の周辺領域の外気は、作動流体が気化されることにより、熱が奪われて冷却される。その結果、ファン３２３を利用して冷却された外気を収容庫等の機内に送り込むことにより、該機内の商品を冷却することができる。

蒸気になった作動流体は、凝縮液のときに比してその密度が小さくなるため、上方に向かって流れる。そして、蒸気である作動流体は、気体ライン３４を通じて凝縮部３１まで移動することになる。このようにして凝縮部３１に移動した作動流体は、流入口３１３，３１４から流路３１１，３１２内に流れ、再び凝縮されて上記の相変化を繰り返すことになる。

このように作動流体を相変化させながら、上記凝縮部３１、液体ライン３３、蒸発部３２および気体ライン３４の間を循環させることにより、スターリング冷凍機１０の冷却端部１１から得た冷熱を所定の冷却部位に移送することができる。

一方、締付手段４１は、図５に示したように、締付バンド（締付弾性部材）４１１と、スペーサ４１２，４１３とを備えて構成してある。締付バンド４１１は、例えばゴム等の弾性材から形成したものであり、凝縮部３１の側周面を覆う態様で、該凝縮部３１を冷却端部１１に締め付けるためのものである。スペーサ４１２，４１３は、例えばポリプロピレン樹脂や塩化ビニル樹脂等の樹脂材から形成したものであり、それぞれ、流路３１１，３１２と締付バンド４１１との間に介在している。従って、各流入口３１３，３１４と締付バンド４１１との間、並びに各流出口３１５，３１６と締付バンド４１１との間には、スペーサ４１２，４１３は介在していない。

つまり、締付手段４１は、流路３１１，３１２と締付バンド４１１との間にスペーサ４１２，４１３を介在させた状態で、該締付バンド４１１の締付力により凝縮部３１を冷却端部１１に締め付けていることになる。そのため、締付バンド４１１の締付力をスペーサ４１２，４１３を介して均等に流路３１１，３１２に伝達することができ、該流路３１１，３１２を冷却端部１１の側周面に密着させることができる。また、スペーサ４１２，４１３の存在により、締付バンド４１１の締付力が各流入口３１３，３１４および各流出口３１５，３１６に作用することを規制することができる。

以上のような冷熱移送装置２１によれば、締付手段４１が、凝縮部３１の流路３１１，３１２を冷却端部１１に密着させるので、これらの間における熱抵抗の低減を図ることができ、冷却端部１１で発生した冷熱と、移送する冷熱との温度差を極めて低いものにすることができる。また、締付バンド４１１の締付力が各流入口３１３，３１４および各流出口３１５，３１６に作用することを規制するので、該凝縮部３１における作動流体の各流入口３１３，３１４および各流出口３１５，３１６が破損してしまう虞れがない。従って、ヒートパイプ３０の内部耐圧性能が低下して、作動流体の漏洩等を引き起こす虞れがない。

＜実施の形態２＞
図６および図７は、本発明の実施の形態２に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を説明するための説明図である。尚、上述の実施の形態１に係る冷熱移送装置２１と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明の実施の形態２に係る冷熱移送装置２２は、上述の実施の形態１と同様に、自動販売機１の機内の機械室２に横置きに載置されたスターリング冷凍機１０に適用するものであり、ヒートパイプ３０１と、締付手段４２とを備えて構成してある。

ヒートパイプ３０１は、その内部に作動流体が封入してあり、冷却端部１１に熱的に接続した凝縮部３５と、所定の冷却部位に配設した蒸発部３２と、凝縮部３５から蒸発部３２へ作動流体を移動させるための液体ライン３３と、蒸発部３２から凝縮部３５へ作動流体を移動させるための気体ライン３４とを備えて構成してある。尚、蒸発部３２、液体ライン３３および気体ライン３４は、上述の実施の形態１と同一のものであり、作動流体も上述の実施の形態１と同一のものである。

凝縮部３５は、図６および図７に示したように、スターリング冷凍機１０の冷却端部１１の側周面を覆う態様で配設してあり、左右に分離した一対の流路３５１，３５２を備えて構成してある。各流路３５１，３５２は、冷却端部１１の側周面に熱的に接続してあり、冷却端部１１からの冷熱により、流路３５１，３５２の内部における作動流体は凝縮されることになる。また、各流路３５１，３５２の上部における冷却端部１１と離隔する方向に沿って延在する部分であって互いに対向する位置には、曲げ加工が施された上部側屈曲部（第二部分）３５１ａ，３５２ａが形成してあり、上部側屈曲部３５１ａ，３５２ａの上部には流入口３５３，３５４が設けてある。また、各流路３５１，３５２の下部における冷却端部１１と離隔する方向に沿って延在する部分であって互いに対向する位置には、曲げ加工が施された下部側屈曲部（第三部分）３５１ｂ、３５２ｂが形成してあり、下部側屈曲部３５１ｂ、３５２ｂの下部には流出口３５５，３５６が設けてある。これら流入口３５３，３５４および流出口３５５，３５６は、上述の実施の形態１のおける流出口３１３，３１４および流出口３１５，３１６と同一のものである。

締付手段４２は、二つの締結部材４２１，４２２を備えて構成してある。第１締結部材４２１は、対向する上部側屈曲部３５１ａ，３５２ａどうしを締結するものであり、第２締結部材４２２は、対向する下部側屈曲部３５１ｂ、３５２ｂどうしを締結するものである。これら二つの締結部材４２１，４２２は、ともにボード４２１ａ，４２２ａと、ボルト４２１ｂ，４２２ｂと、ナット４２１ｃ，４２２ｃとを備えて構成してある。より詳細には、第１締結部材４２１は、各上部側屈曲部３５１ａ，３５２ａの外側にボード４２１ａを配置し、対応するボード４２１ａの貫通孔を貫通したボルト４２１ｂの雄ネジ部とナット４２１ｃの雌ネジ部とが螺合することによって、対向する上部側屈曲部３５１ａ，３５２ａどうしを締結している。また、第２締結部材４２２は、各下部側屈曲部３５１ｂ、３５２ｂの外側にボード４２２ａを配置し、対応するボード４２２ａの貫通孔を貫通したボルト４２２ｂの雄ネジ部とナット４２２ｃの雌ネジ部とが螺合することによって、対向する下部側屈曲部３５１ｂ、３５２ｂどうしを締結している。

つまり、締付手段４２は、二つの締結部材４２１，４２２によって、上部側屈曲部３５１ａ，３５２ａどうし、並びに下部側屈曲部３５１ｂ、３５２ｂどうしを締結し、かかる締結力によって凝縮部３５を冷却端部１１に締め付けていることになる。そのため、二つの締結部材４２１，４２２による締結力（締付力）により、流路３５１，３５２を冷却端部１１の側周面に密着させることができる。また、対向する屈曲部どうしのみを締結するので、かかる締結力（締付力）が各流入口３５３，３５４および各流出口３５５，３５６に作用することを規制することができる。

以上のような冷熱移送装置２２によれば、締付手段４２が、凝縮部３５の流路３５１，３５２を冷却端部１１に密着させるので、これらの間における熱抵抗の低減を図ることができ、冷却端部１１で発生した冷熱と、移送する冷熱との温度差を極めて低いものにすることができる。また、各締結部材４２１，４２２の締付力が各流入口３５３，３５４および各流出口３５５，３５６に作用することを規制するので、該凝縮部３５における作動流体の各流入口３５３，３５４および各流出口３５５，３５６が破損してしまう虞れがない。従って、ヒートパイプ３０１の内部耐圧性能が低下して、作動流体の漏洩等を引き起こす虞れがない。

＜実施の形態３＞
図８〜図１０は、本発明の実施の形態３に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を説明するための説明図である。尚、上述の実施の形態１および実施の形態２に係る冷熱移送装置２１，２２と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明の実施の形態３に係る冷熱移送装置２３は、自動販売機１の機内の機械室２に縦置きに載置されたスターリング冷凍機１０に適用するものであり、ヒートパイプ３０２と、締付手段４３とを備えて構成してある。

ヒートパイプ３０２は、その内部に作動流体が封入してあり、冷却端部１１に熱的に接続した凝縮部３６と、所定の冷却部位に配設した蒸発部３２と、凝縮部３６から蒸発部３２へ作動流体を移動させるための液体ライン３３と、蒸発部３２から凝縮部３６へ作動流体を移動させるための気体ライン３４とを備えて構成してある。尚、蒸発部３２、液体ライン３３および気体ライン３４は、上述の実施の形態１および実施の形態２と略同一のものであり、作動流体も上述の実施の形態１および実施の形態２と同一のものである。

凝縮部３６は、図８および図９に示したように、スターリング冷凍機１０の冷却端部１１の外形に沿った形状に曲げて形成してあり、該冷却端部１１の円周方向に沿って延在する流路３６１を備えて構成してある。流路３６１は、冷却端部１１の側周面に熱的に接続してあり、冷却端部１１からの冷熱により流路３６１の内部における作動流体は凝縮されることになる。流路３６１の一端には、流入口３６２が設けてある一方、流路３６１の他端には、流出口３６３が設けてある。流入口３６２および流出口３６３は、上述の実施の形態１における流入口３１３，３１４および流出口３１５，３１６と略同一のものであり、流入口３６２の方が流出口３６３よりも上方に設けてある。

締付手段４３は、図１０に示したように、締付バンド（締付弾性部材）４３１と、スペーサ４３２とを備えて構成してある。締付バンド４３１は、例えばゴム等の弾性材から形成したものであり、凝縮部３６の側周面を覆う態様で、該凝縮部３６を冷却端部１１に締め付けるためのものである。スペーサ４３２は、例えばポリプロピレン樹脂や塩化ビニル樹脂等の樹脂材から形成したものであり、流路３６１と締付バンド４３１との間に介在している。従って、流入口３６２と締付バンド４３１との間、並びに流出口３６３と締付バンド４３１との間には、スペーサ４３２は介在していない。

つまり、締付手段４３は、流路３６１と締付バンド４３１との間にスペーサ４３２を介在させた状態で、該締付バンド４３１の締付力により凝縮部３６を冷却端部１１に締め付けていることになる。そのため、締付バンド４３１の締付力をスペーサ４３２を介して均等に流路３６１に伝達することができ、該流路３６１を冷却端部１１の側周面に密着させることができる。また、スペーサ４３２の存在により、締付バンド４３１の締付力が流入口３６２および流出口３６３に作用することを規制することができる。

以上のような冷熱移送装置２３によれば、締付手段４３が、凝縮部３６の流路３６１を冷却端部１１に密着させるので、これらの間における熱抵抗の低減を図ることができ、冷却端部１１で発生した冷熱と、移送する冷熱との温度差を極めて低いものにすることができる。また、締付バンド４３１の締付力が流入口３６２および流出口３６３に作用することを規制するので、該凝縮部３６における作動流体の流入口３６２および流出口３６３が破損してしまう虞れがない。従って、ヒートパイプ３０２の内部耐圧性能が低下して、作動流体の漏洩等を引き起こす虞れがない。

＜実施の形態４＞
図１１および図１２は、本発明の実施の形態４に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を説明するための説明図である。尚、上述の実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３に係る冷熱移送装置２１，２２，２３と同一の構成を有するものには、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明の実施の形態４に係る冷熱移送装置２４は、上述の実施の形態３と同様に、自動販売機１の機内の機械室２に縦置きに載置されたスターリング冷凍機１０に適用するものであり、ヒートパイプ３０３と、締付手段４４とを備えて構成してある。

ヒートパイプ３０３は、その内部に作動流体が封入してあり、冷却端部１１に熱的に接続した凝縮部３７と、所定の冷却部位に配設した蒸発部３２と、凝縮部３７から蒸発部３２へ作動流体を移動させるための液体ライン３３と、蒸発部３２から凝縮部３７へ作動流体を移動させるための気体ライン３４とを備えて構成してある。尚、蒸発部３２、液体ライン３３および気体ライン３４は、上述の実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と略同一のものであり、作動流体も上述の実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と同一のものである。

凝縮部３７は、図１１および図１２に示したように、スターリング冷凍機１０の冷却端部１１の外形に沿った形状に曲げて形成してあり、該冷却端部１１の円周方向に沿って延在する流路３７１を備えて構成してある。流路３７１は、冷却端部１１の側周面に熱的に接続してあり、冷却端部１１からの冷熱により流路３７１の内部における作動流体は凝縮されることになる。流路３７１の一端側および他端側における冷却端部１１に離隔する方向に沿って延在する部分であって互いに対向する位置には、曲げ加工が施された屈曲部（第二部分、第三部分）３７１ａ，３７１ｂが形成してあり、屈曲部３７１ａの一端側には流入口３７２が設けてある一方、屈曲部３７１ｂの他端側には流出口３７３が設けてある。流入口３７２および流出口３７３は、上述の実施の形態１における流入口３１３，３１４および流出口３１５，３１６と略同一のものであり、流入口３７２の方が流出口３７３よりも上方に設けてある。

締付手段４４は、締結部材４４１を備えて構成してある。締結部材４４１は、対向する屈曲部３７１ａ，３７１ｂを締結するものである。この締結部材４４１は、ボード４４１ａと、ボルト４４１ｂと、ナット４４１ｃとを備えて構成してある。より詳細には、締結部材４４１は、屈曲部３７１ａ，３７１ｂのそれぞれの外側にボード４４１ａを配置し、対応するボード４４１ａの貫通孔を貫通したボルト４４１ｂの雄ネジ部とナット４４１ｃの雌ネジ部とが螺合することによって、対向する屈曲部３７１ａ，３７１ｂどうしを締結している。

つまり、締付手段４４は、締結部材４４１によって、対応する屈曲部３７１，３７２どうしを締結し、かかる締結力によって凝縮部３７を冷却端部１１に締め付けていることになる。そのため、締結部材４４１による締結力（締付力）により、流路３７１を冷却端部１１の側周面に密着させることができる。また、対向する屈曲部３７１ａ，３７１ｂどうしのみを締結するので、かかる締結力（締付力）が流入口３７２および流出口３７３に作用することを規制することができる。

以上のような冷熱移送装置２４によれば、締付手段４４が、凝縮部３７の流路３７１を冷却端部１１に密着させるので、これらの間における熱抵抗の低減を図ることができ、冷却端部１１で発生した冷熱と、移送する冷熱との温度差を極めて低いものにすることができる。また、締結部材４４１の締付力が流入口３７２および流出口３７３に作用することを規制するので、該凝縮部３７における作動流体の流入口３７２および流出口３７３が破損してしまう虞れがない。従って、ヒートパイプ３０３の内部耐圧性能が低下して、作動流体の漏洩等を引き起こす虞れがない。

以上、本発明の好適な実施の形態１〜４について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。例えば、上述の実施の形態１および実施の形態２においては、冷熱移送装置２１，２２は、一のヒートパイプ３０，３０１を有したものであったが、本発明では、冷熱移送装置は、複数のヒートパイプを備えたものであってもよい。この場合、左右に分離した態様の一対の流路（３１１，３１２等）は、それぞれ別個のヒートパイプを形成するものであっても構わない。これによっても、上記実施の形態１および実施の形態２と同様の作用効果を奏することができる。

以上のように、本発明に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置は、例えばスターリング冷凍機の冷却端部で発生した冷熱を移送するのに有用である。

本発明の実施の形態１に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置を示した説明図であり、その一部を断面で示している。 図１におけるスターリング冷凍機の冷熱移送装置を模式的に示した説明図である。 図１におけるスターリング冷凍機の冷熱移送装置を構成する凝縮部の構成を示したものであり、スターリング冷凍機の正面から示した正面図である。 図３における凝縮部の構成を示したものであり、スターリング冷凍機の側方から示した側面図である。 本発明の実施の形態１に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を示したものであり、スターリング冷凍機の正面から示した正面図である。 本発明の実施の形態２に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を示したものであり、スターリング冷凍機の正面から示した正面図である。 本発明の実施の形態２に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を示したものであり、スターリング冷凍機の側方から示した側面図である。 本発明の実施の形態３に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置を構成する凝縮部を示したものであり、スターリング冷凍機の側方から示した側面図である。 図８における凝縮部の構成を示したものであり、スターリング冷凍機の上方側から見た平面図である。 本発明の実施の形態３に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を示したものであり、スターリング冷凍機の上方側から見た平面図である。 本発明の実施の形態４に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を示したものであり、スターリング冷凍機の上方側から見た平面図である。 本発明の実施の形態４に係るスターリング冷凍機の冷熱移送装置の特徴部分を示したものであり、スターリング冷凍機の側方から示した側面図である。

符号の説明

１０ スターリング冷凍機
１１ 冷却端部
１２ 放熱端部
２１〜２４ 冷熱移送装置
３０，３０１〜３０３ ヒートパイプ
３１ 凝縮部
３１１，３１２ 流路
３１３，３１４ 流入口
３１５，３１６ 流出口
３２ 蒸発部
３３ 液体ライン
３４ 気体ライン
３５〜３７ 凝縮部
３５１，３５２ 流路
３５１ａ，３５２ａ 上部側屈曲部
３５１ｂ，３５２ｂ 下部側屈曲部
３５３，３５４ 流入口
３５５，３５６ 流出口
３６１ 流路
３６２ 流入口
３６３ 流出口
３７１ 流路
３７１ａ，３７１ｂ 屈曲部
３７２ 流入口
３７３ 流出口
４１〜４４ 締付手段
４１１ 締付バンド
４１２，４１３ スペーサ
４２１ 第１締結部材
４２２ 第２締結部材
４３１ 締付バンド
４３２ スペーサ
４４１ 締結部材

Claims (5)

1. 流入口から流入した作動流体を流出口に向けて流動させるための流路を有し、前記流路を流動する作動流体が凝縮することにより、スターリング冷凍機の冷却端部で発生した冷熱を取得する凝縮部を備え、
   前記凝縮部で取得した冷熱を所定の冷却部位に移送するためのスターリング冷凍機の冷熱移送装置において、
   前記流入口および流出口に締付力が作用することを規制した態様で、前記凝縮部を前記冷却端部に締め付けて密着させる締付手段を備えたことを特徴とするスターリング冷凍機の冷熱移送装置。
2. 前記締付手段は、
   前記凝縮部を覆う態様で該凝縮部を前記冷却端部に締め付けるための締付用弾性部材と、
   前記流路と前記締付用弾性部材との間に介在するスペーサと
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスターリング冷凍機の冷熱移送装置。
3. 前記凝縮部は、前記冷却端部の外形に沿って形成され、かつ左右に分離した一対の流路を備えて成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスターリング冷凍機の冷熱移送装置。
4. 前記流路は、
   前記冷却端部の外形に沿って延在する第一部分と、
   前記第一部分の一端から前記流入口に臨み、かつ前記冷却端部から離隔する方向に沿って延在する第二部分と、
   前記第一部分の他端から前記流出口に臨み、かつ前記第二部分の延在方向に沿って延在する第三部分と
   を備えて成り、
   前記締付手段は、前記第二部分と第三部分とを締結する締結部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスターリング冷凍機の冷熱移送装置。
5. 前記凝縮部は、前記冷却端部の外形に沿って形成され、かつ左右に分離した一対の流路を備えて成り、
   前記一対の流路は、それぞれ、前記冷却端部の外形に沿って延在する第一部分と、前記第一部分の一端から前記流入口に臨み、かつ前記冷却端部から離隔する方向に沿って延在する第二部分と、前記第一部分の他端から前記流出口に臨み、かつ前記冷却端部から離隔する方向に沿って延在する第三部分とを備えて成り、
   前記締付手段は、
   前記一対の流路のそれぞれの第二部分どうしを締結する第一締結部材と、
   前記一対の流路のそれぞれの第三部分どうしを締結する第二締結部材と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスターリング冷凍機の冷熱移送装置。

Images