JP2006207851A - 再生器およびその製造方法ならびにスターリング機関、スターリング冷却庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 流路の均一性および安定性を向上させた再生器およびその製造方法ならびに該再生器を備えたスターリング機関およびスターリング冷却庫を提供する。
【解決手段】 再生器１６は、ギャップ（隙間）を設けながら巻回される第１フィルム３１と、第１フィルム３１上の一部に接着層を介して貼り付けられ、巻回された第１フィルム３１間のギャップを規定するフィルム製スペーサ３４とを備えた再生器フィルム３１Ａにより構成される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、再生器およびその製造方法ならびにスターリング機関およびスターリング冷却庫（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ／Ｆｒｅｅｚｅｒ）に関し、特に、流路の均一性および安定性を向上させた再生器およびその製造方法ならびに該再生器を備えたスターリング機関およびスターリング冷却庫に関する。

たとえば、スターリング機関における圧縮空間と膨張空間との間に設けられる再生器が従来から知られている。

たとえば、特開２００３−６５６２０号公報（従来例１）においては、帯状の樹脂フィルムを巻回してなる円筒形のスターリング機関用再生器であって、樹脂フィルムの片面に複数の微細な突起を規則正しく設けることにより重なった樹脂フィルムの間に隙間を形成するようにした再生器が開示されている。ここで、突起の形成方法としては、エンボス加工による方法などが開示されている。

また、特開２００４−１０１１１９号公報（従来例２）においては、片面側に複数の凸部が形成された樹脂フィルムを渦巻状に巻き付けることで形成される、樹脂フィルム間に凸部の高さ分の隙間を有する再生器が開示されている。ここで、樹脂フィルム上の凸部は印刷層により形成されている。
特開２００３−６５６２０号公報 特開２００４−１０１１１９号公報

しかしながら、上記のような再生器においては、以下のような問題があった。

従来例１，２に示されるように、樹脂フィルムの表面に形成される突起をエンボス加工や印刷層により形成した場合には、その突起の形状の安定性や均一性が十分でない場合がある。該突起の高さは再生器を通過する媒体の流路となるフィルム間の隙間を規定するため、突起の形状は、再生器における熱伝達率や圧力損失に影響する。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、流路の均一性および安定性を向上させた再生器およびその製造方法ならびに該再生器を備えたスターリング機関およびスターリング冷却庫を提供することにある。

本発明に係る再生器は、隙間を設けながら巻回されるフィルムと、フィルム上の一部に接着層を介して貼り付けられ、巻回されたフィルム間の隙間を規定するフィルム製スペーサとを備える。

上記構成によれば、フィルム間の隙間を安定させることができる。結果として、再生器における流路の均一性および安定性が向上する。

ここで、上記フィルム製スペーサを、フィルムの長手方向および幅方向と交差する斜め方向に延びるように帯状に形成することが好ましい。なお、斜め方向に延びる複数のフィルム製スペーサは、互いにほぼ平行に形成されることが好ましい。また、斜め方向に延びる複数のフィルム製スペーサは、フィルムの幅方向にオーバーラップして形成されることが好ましい。上記の「帯状」とは、細長く連続的に形成される場合のみならず、帯状のフィルム製スペーサが途中で分断されている場合や、島状のフィルム製スペーサが帯状に並ぶ場合も含む。

これにより、再生器を通過する媒体の流路を確保しながら、高さの安定したスペーサを再生器の軸方向および周方向に延在させることができる。結果として、再生器における流路の均一性および安定性が向上する。

フィルム製スペーサをフィルムの長手方向において周期的に形成することが好ましい。なお、ここでいう「周期的に形成」とは、等間隔、または、異なる複数の間隔（たとえば、Ｌ₀，Ｌ₁）が周期的に繰り返されることを意味する。

フィルム製スペーサとしてはフィルムよりも熱伝導率の高い素材が用いられると良い。

これにより、作動媒体から再生器への熱伝達効率を向上させることができる。

本発明に係る再生器の製造方法は、第１フィルム上に接着層を介して第２フィルムを貼り付ける工程と、第２フィルムをパターニングして第１フィルム上の一部にフィルム製スペーサを形成する工程と、フィルム製スペーサが形成された第１フィルムを巻回する工程とを備える。

これにより、簡単な手法で、流路の均一性および安定性の高い再生器を得ることができる。

ここで、第２フィルムをパターニングする工程は、横断面の先端部を通る高さ方向の軸に対して一方の刃線が相対的に小さな角度で交差し、他方の刃線が相対的に大きな角度で交差する刃を第２フィルムに押し付けることにより行なわれることが好ましい。

本発明に係るスターリング機関は、外殻体と、作動媒体を封入した外殻体内に組み付けられたシリンダと、シリンダ内で往復運動するピストンと、シリンダ内でピストンに対し位相差をもって往復運動するディスプレーサと、ピストンとディスプレーサとの間に形成された圧縮空間と、ディスプレーサに対してピストンの反対側に形成された膨張空間と、圧縮空間と膨張空間とを連通する連通路に配設された、上述した構成を有する再生器とを備える。また、本発明に係るスターリング冷却庫は、このスターリング機関を備える。

再生器が上述した構成を有することにより、作動効率の高いスターリング機関および冷却効率の高いスターリング冷却庫が提供される。

本発明によれば、再生器における流路の均一性および安定性を向上させることができる。

以下に、本発明に基づく再生器およびその製造方法ならびにスターリング機関およびスターリング冷却庫の一実施の形態について説明する。

なお、本願明細書において、「冷却庫」とは、「冷蔵庫」、「冷凍庫」および「冷凍冷蔵庫」の全てを含む概念である。

また、本実施の形態においては、スターリング機関としてのスターリング冷凍機、および、該スターリング冷凍機を備えたスターリング機関搭載機器としてのスターリング冷却庫について説明するが、本発明に係るスターリング機関は、スターリング冷凍機に限定されるものではなく、たとえば、発電機としても用いられる。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。

スターリング冷却庫１は、図１に示すように、放熱部２と吸熱部３とを有するスターリング冷凍機４（スターリング機関）と、放熱部２に取付けられた高温側蒸発器５、高温側凝縮器７およびパイプ２Ａ，２Ｂを含む第１高温側循環回路（第１循環回路）と、高温側蒸発器５、循環ポンプ６、発露防止パイプ９およびパイプ２Ｃ，２Ｄ，２Ｅを含む第２高温側循環回路（第２循環回路）と、吸熱部３に取付けられた低温側凝縮器１０、低温側蒸発器１１およびパイプ３Ａ，３Ｂを含む低温側循環回路とを備える。第１高温側循環回路は、スターリング冷凍機４の放熱部２の冷却を行ない、第２高温側循環回路は、発露防止パイプ９に熱を供給する。また、低温側循環回路は、冷却庫内の空気とスターリング冷凍機４の吸熱部３との熱交換を行なう。

第１と第２高温側循環回路内には水（Ｈ₂Ｏ）などが冷媒として封入されている。高温
側蒸発器５において蒸発した冷媒はパイプ２Ａ（高温側導管）を介して高温側凝縮器７に達する（図１中の破線矢印）。高温側凝縮器７において外気との熱交換が行なわれることで冷媒が凝縮する。この熱交換を促進するために、高温側凝縮器７近傍に気流を生じさせるファン８が設けられている。凝縮した冷媒は、パイプ２Ｂ（高温側戻り管）を介して高温側蒸発器５に戻る。第１高温側循環回路においては、このように、冷媒の蒸発と凝縮とによる自然循環を利用して、放熱部２で発生した熱を高温側凝縮器７に伝達することができるように、高温側凝縮器７が高温側蒸発器５より上方に配置されている。また、冷媒の沸点を調整するために、循環回路系内の圧力が調整（大気圧より減圧）されている。

一方、高温側蒸発器５の下部には、パイプ２Ｃが接続されている。高温側蒸発器５からパイプ２Ｃに液相の冷媒が流入する。パイプ２Ｃに流入した冷媒は、スターリング冷凍機４よりも下方に設けられた循環ポンプ６に達する。循環ポンプ６から吐出された冷媒は、パイプ２Ｄを介して発露防止パイプ９に送られる。ここで、発露防止パイプ９内を流れる冷媒は、スターリング冷凍機４の放熱部２から与えられた熱により比較的高温に保たれている。したがって、発露防止パイプ９を冷却庫の前面開口部に配置することで、ドア部等における発露を抑制することができる。発露防止パイプ９内を流れた冷媒は、パイプ２Ｅを介して高温側蒸発器５内に戻る。このように、第２高温側循環回路においては、循環ポンプ６による強制循環が行なわれている。

低温側循環回路内には二酸化炭素や炭化水素などが冷媒として封入されている。低温側凝縮器１０において凝縮した冷媒はパイプ３Ａ（低温側導管）を介して低温側蒸発器１１に達する。低温側蒸発器１１において冷媒が蒸発することで熱交換が行なわれる。この熱交換を促進するために、低温側蒸発器１１近傍に気流を生じさせるファン１２が設けられている。熱交換の後、ガス化された冷媒は、パイプ３Ｂ（低温側戻り管）を介して低温側凝縮器１０に戻る。低温側循環回路においては、このように、冷媒の蒸発と凝縮とによる自然循環を利用して、吸熱部３で発生した冷熱を伝達することができるように、低温側蒸発器１１が低温側凝縮器１０より下方に配置されている。また、冷媒の沸点を調整するために、循環回路系内の圧力が調整されている。

スターリング冷凍機４を作動させると、該冷凍機４の放熱部２で発生した熱が、高温側凝縮器７を介して空気と熱交換される。一方、スターリング冷凍機４の吸熱部３で発生した冷熱は、低温側蒸発器１１を介して冷却庫内の空気と熱交換される。冷却庫内からの暖かくなった気流は、再び低温側蒸発器１１近傍に送られ、繰り返し冷却される。

次に、図２を用いて、スターリング冷凍機４の構造の一例およびその動作について説明する。

図２に示すように、本実施の形態のスターリング冷凍機４は、フリーピストン型のスターリング機関であって、ケーシング３０と、該ケーシング３０に組付けられたシリンダ１３と、シリンダ１３内で往復動するピストン１４およびディスプレーサ１５と、再生器１６と、圧縮空間１７Ａと膨張空間１７Ｂとを含む作動空間１７と、放熱部２と、吸熱部３と、ピストン駆動手段としてのリニアモータ２３と、ピストンスプリング２４と、ディスプレーサスプリング２５と、ディスプレーサロッド２６と、背圧空間２７とを備える。

図２の例では、スターリング冷凍機４の外殻体（外壁）は、単一の容器で構成されず、背圧空間２７側に位置するケーシング３０（ベッセル部分）と、作動空間１７側に位置する放熱部２、チューブ１８Ａおよび吸熱部３とで主に構成される。ケーシング３０は、背圧空間２７を規定する。ケーシング３０には、シリンダ１３、リニアモータ２３、ピストンスプリング２４およびディスプレーサスプリング２５をはじめとする種々の部品が組付けられる。上記外殻体の内部には、ヘリウムガスや水素ガス、窒素ガスなどの作動媒体が充填される。

シリンダ１３は、略円筒状の形状を有し、内部にピストン１４とフリーピストンとしてのディスプレーサ１５とを往復動可能に受け入れる。シリンダ１３内において、ピストン１４とディスプレーサ１５とは同軸上に間隔をあけて配置され、このピストン１４およびディスプレーサ１５によってシリンダ１３内の作動空間１７が圧縮空間１７Ａと膨張空間１７Ｂとに区画される。より詳しくは、作動空間１７は、ピストン１４におけるディスプレーサ１５側の端面よりもディスプレーサ１５側に位置する空間であり、ピストン１４とディスプレーサ１５との間に圧縮空間１７Ａが形成され、ディスプレーサ１５と吸熱部３との間に膨張空間１７Ｂが形成される。圧縮空間１７Ａは主に放熱部２によって囲まれ、膨張空間１７Ｂは主に吸熱部３によって囲まれている。

圧縮空間１７Ａと膨張空間１７Ｂとの間には、チューブ１８Ａの内周面上に所定の隙間を有しながらフィルムが巻回されてなる再生器１６が配設されており、この再生器１６を介して圧縮空間１７Ａと膨張空間１７Ｂとが連通する。それにより、スターリング冷凍機４内に閉回路が構成される。この閉回路内に封入された作動媒体が、ピストン１４およびディスプレーサ１５の動作に合わせて流動することにより、後述する逆スターリングサイクルが実現される。

シリンダ１３の外側に位置する背圧空間２７にはリニアモータ２３が配設される。リニアモータ２３は、インナーヨーク２０と、可動マグネット部２１と、アウターヨーク２２とを有し、このリニアモータ２３によって、シリンダ１３の軸方向にピストン１４が駆動される。

ピストン１４の一端は、板バネなどで構成されるピストンスプリング２４と接続される。該ピストンスプリング２４は、ピストン１４に弾性力を付与する弾性力付与手段として機能する。該ピストンスプリング２４に弾性力を付加することにより、シリンダ１３内でピストン１４をより安定して周期的に往復動させることが可能となる。ディスプレーサ１５の一端は、ディスプレーサロッド２６を介してディスプレーサスプリング２５と接続される。ディスプレーサロッド２６はピストン１４を貫通して配設され、ディスプレーサスプリング２５は板バネなどで構成される。該ディスプレーサスプリング２５の周縁部と、ピストンスプリング２４の周縁部は、リニアモータ２３からピストン１４の背圧空間２７側（以下、後方と称する場合がある。）に延びる支持部材により支持される。

ピストン１４に対しディスプレーサ１５と反対側には、ケーシング３０によって囲まれた背圧空間２７が配設されている。背圧空間２７は、ケーシング３０内でピストン１４の周囲に位置する外周領域と、ケーシング３０内でピストン１４よりもピストンスプリング
２４側（後方側）に位置する後方領域とを含む。この背圧空間２７内にも、作動媒体が存在する。

放熱部２は、ベース部材３０Ａを介してケーシング３０に取付けられる。放熱部２と吸熱部３とは、チューブ１８Ａを介して接続される。放熱部２、吸熱部３の内周面上には、それぞれ内部熱交換器１８と内部熱交換器１９とが設けられる。内部熱交換器１８，１９は、それぞれ、圧縮空間１７Ａ，膨張空間１７Ｂと放熱部２，吸熱部３との間の熱交換を行なう。

ケーシング３０の後方側には、板バネ２８を介してバランスマス２９が取付けられている。バランスマス２９は、ピストン１４やディスプレーサ１５が振動することによって生じるケーシング３０の振動を吸収する質量部材である。具体的には、ピストン１４やディスプレーサ１５が振動することによってケーシング３０に振動が生じた場合に、このケーシング３０の振動に対して追従するようにバランスマス２９が振動することにより、スターリング冷凍機４の振動が低減される。

たとえば、ピストン１４のディスプレーサ１５側の端面上に第１距離センサが設けられ、ディスプレーサ１５の吸熱部３側の端面上に第２距離センサが設けられる。第１距離センサは、スターリング冷凍機４の動作時のピストン１４とディスプレーサ１５との間隔の経時変化を計測可能である。また、第２距離センサは、スターリング冷凍機４の動作時のディスプレーサ１５と吸熱部３との間隔の経時変化を計測可能である。

次に、このスターリング冷凍機４の動作について説明する。

まず、リニアモータ２３を作動させてピストン１４を駆動する。リニアモータ２３によって駆動されたピストン１４は、ディスプレーサ１５に接近し、圧縮空間１７Ａ内の作動媒体（作動ガス）を圧縮する。

ピストン１４がディスプレーサ１５に接近することにより、圧縮空間１７Ａ内の作動媒体の温度は上昇するが、放熱部２によってこの圧縮空間１７Ａ内に発生した熱が外部へと放出される。そのため、圧縮空間１７Ａ内の作動媒体の温度はほぼ等温に維持される。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルにおける等温圧縮過程に相当する。

ピストン１４がディスプレーサ１５に接近した後にディスプレーサ１５は吸熱部３側に移動する。他方、ピストン１４によって圧縮空間１７Ａ内において圧縮された作動媒体は再生器１６内に流入し、さらに膨張空間１７Ｂへと流れ込む。その際、作動媒体の持つ熱が再生器１６に蓄熱される。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルの等容冷却過程に相当する。

膨張空間１７Ｂ内に流入した高圧の作動媒体は、ディスプレーサ１５がピストン１４側（後方側）へ移動することにより膨張する。このようにディスプレーサ１５が後方側へ移動するのに伴い、ディスプレーサスプリング２５の中央部も後方側に突出するように変形する。

上記のように膨張空間１７Ｂ内で作動媒体が膨張することにより、膨張空間１７Ｂ内の作動媒体の温度は下降するが、吸熱部３によって外部の熱が膨張空間１７Ｂ内へと伝達されるため、膨張空間１７Ｂ内はほぼ等温に保たれる。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルの等温膨張過程に相当する。

その後、ディスプレーサ１５がピストン１４から遠ざかる方向に移動し始める。それにより、膨張空間１７Ｂ内の作動媒体は再生器１６を通過して再び圧縮空間１７Ａ側へと戻る。その際に再生器１６に蓄熱されていた熱が作動媒体に与えられるため、作動媒体は昇
温する。すなわち、本過程は、逆スターリングサイクルの等容加熱過程に相当する。

この一連の過程（等温圧縮過程−等容冷却過程−等温膨張過程−等容加熱過程）が繰り返されることにより、逆スターリングサイクルが構成される。この結果、吸熱部３は徐々に低温になり、極低温（たとえば−５０℃程度）を有するに至る。一方で、放熱部２は徐々に高温（たとえば６０℃程度）になる。上述したように、吸熱部３における冷熱は、低温側循環回路を介して冷却庫内に供給され、放熱部２における熱は、第１と第２高温側循環回路を介して冷却庫外に放出される。

上述したように、再生器１６は、スターリング冷凍機４の動作に関わる重要な部材であるので、再生器１６の熱伝達率を向上させたり、再生器１６における圧力損失を低減させたりすることは、スターリング冷凍機４の動作効率の向上の観点から重要である。したがって、再生器１６を通過する冷媒の流路となるフィルム間の隙間を安定させることは重要である。

図３は、本実施の形態に係る再生器１６の製造方法における各工程を示した図である。

まず、図３（ａ）に示すように、台紙としての第１フィルム３１が準備される。次に、図３（ｂ）に示すように、第１フィルム３１上に接着層を介して第２フィルム３２が貼り付けられ、再生器フィルム３１Ａが形成される。そして、図３（ｃ）に示すように、接着層および第２フィルム３２に切り落とし線３３が形成される。さらに、図３（ｄ）に示すように、切り落とし線３３の外側の接着層および第２フィルムが除去され、再生器１６における流路の幅（以下、ギャップと称する場合がある。）を規定するフィルム製スペーサ３４が形成される。

ここで、フィルム製スペーサ３４には、チルト角αが設けられている。つまり、フィルム製スペーサ３４は、第１フィルム３１の幅方向に対してα（たとえば３０°程度）の角度で交差するように延在している。換言すると、フィルム製スペーサ３４は、第１フィルム３１の長手方向および幅方向と交差する斜め方向に延びるように帯状に形成されている。なお、複数のフィルム製スペーサ３４は、互いにほぼ平行に形成されている。また、複数のフィルム製スペーサ３４は、フィルムの幅方向にオーバーラップして形成されている。なお、フィルム製スペーサ３４は、第１フィルム３１の長手方向において等間隔、つまり、周期的に形成されている。

第１フィルム３１としては、たとえば、５０μｍ程度の厚みを有するＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムが適用される。また、接着層としては、たとえば、１０μｍ程度の厚みを有するアクリル糊が適用される。第２フィルム３２としては、たとえば、１００μｍ程度の厚みを有するＰＥＴフィルムや、１００μｍ程度の厚みを有する銅箔やアルミニウム箔が適用される。第２フィルムとして銅箔やアルミニウム箔を用いることにより、再生器１６の熱伝達率を向上させることができる。また、第２フィルム３２から形成されるスペーサの幅は、適宜変更が可能であるが、たとえば、この幅を０．５ｍｍ程度，０．８ｍｍ程度にすることができる。また、再生器フィルム３１Ａの長手方向に並ぶように複数形成されるフィルム製スペーサ３４の中心間隔についても適宜変更が可能であるが、たとえば、この中心間隔を３ｍｍ程度にすることができる。

上記のような第１と第２フィルム３１，３２および接着層を用いることにより、たとえば、ギャップが１１０μｍ程度の再生器を得ることができる。ここで、第１フィルム３１上に貼り付けられる第２フィルム３２の厚みは均一である。したがって、再生器フィルム３１Ａが巻回されてなる再生器１６におけるギャップのばらつきが抑制される。また、フィルム製スペーサ３４にチルト角を設けることで、再生器１６の周方向のギャップのばらつきがさらに抑制される。なお、第２フィルム３２の厚みを適宜変更することで、フィルム製スペーサ３４の高さを自由に変更することが可能であり、再生器の設計の自由度は高い。

図４は、再生器フィルム３１Ａの製造装置を示した図である。図４を用いて、再生器フィルム３１Ａの形成工程について説明する。

第１巻き出し装置３５により、糊が塗られる台紙（被着体）としての第１フィルム３１が巻き出される。巻き出された台紙は、コーターヘッド３６に達する。コーターヘッド３６は、糊を塗工する部分であり、塗工機としての主要部分である。糊（接着層）の厚み調整は、コーターヘッド３６において行なわれる。

糊が塗工された第１フィルム３１は、乾燥炉３７に送られる。乾燥炉３７は、糊の揮発成分（溶剤）を飛ばし、乾燥させる。その後、第１フィルム３１は、ニップ３８に送られる。ニップ３８には第２巻き出し装置３９から第２フィルム３２が送られており、ニップ３８において第１と第２フィルム３１，３２が貼り合わせられ、再生器フィルム３１Ａが形成される。形成された再生器フィルム３１Ａは巻き取り機４０によって巻き取られる。

図５は、第１フィルム３１上の第２フィルム３２をパターニングする工程を示した図である。

第２フィルム３２をパターニングする工程は、図５（ａ）に示すように、横断面の先端部を通る高さ方向の軸４２に対して一方の刃線が相対的に小さな角度（θ１）で交差し、他方の刃線が相対的に大きな角度（θ２）で交差する刃４１（４１Ａ，４１Ｂ）を第２フィルム３２に押し付けることにより行なわれる。ここで、第２フィルム３２を残す側には上記大きな角度（θ２）側が押し当てられ、第２フィルム３２を除去する側には上記小さな角度（θ１）側が押し当てられる。これにより、図５（ｂ）に示すように、所定のパターンで第２フィルム３２と接着層３１Ｂとが除去され、フィルム製スペーサ３４が形成される。ここで、接着層３１Ｂが第２フィルム３２とともに除去されて第１フィルム３１上に多く残らないようにするため、該接着層３１Ｂには予め重合度を高めるアニール処理が施されている。この処理は、典型的には、糊が第１フィルム３１に塗工される前と、塗工された後とに施されるが、塗工前後のいずれか一方のみで実施されてもよい。

図６は、フィルム製スペーサ３４が形成された再生器フィルム３１Ａを巻回して再生器１６を形成する工程を示す。図６に示すように、再生器フィルム３１Ａが幾重にも重なるように巻回されて、再生器１６が形成される。

図７，図８は、それぞれ、図３（ｄ）に示される再生器フィルム３１Ａの変形例を示した図である。

図７に示される変形例においては、帯状に形成されるフィルム製スペーサ３４が途中で分断されている。また、図８に示される変形例においては、島状のフィルム製スペーサ３４が帯状に並んでいる。

上述した内容について要約すると、以下のようになる。

本実施の形態に係る再生器１６は、ギャップ（隙間）を設けながら巻回される第１フィルム３１と、第１フィルム３１上の一部に接着層３１Ｂを介して貼り付けられ、巻回された第１フィルム３１間のギャップを規定するフィルム製スペーサ３４とを備えた再生器フィルム３１Ａにより構成される。

フィルム製スペーサ３４を構成する第２フィルム３２としては、第１フィルム３１と同じ素材が用いられてもよいし、第１フィルム３１よりも熱伝導率の高い金属が用いられてもよい。

本実施の形態に係る再生器１６の製造方法は、第１フィルム３１上に接着層３１Ｂを介して第２フィルム３２を貼り付ける工程（図３（ａ），（ｂ））と、第２フィルム３２をパターニングして第１フィルム３１上の一部にフィルム製スペーサ３４を形成する工程（図３（ｃ），（ｄ））と、フィルム製スペーサ３４が形成された第１フィルム３１を巻回する工程（図６）とを備える。

本実施の形態に係るスターリング冷凍機４は、ケーシング３０を含む外殻体と、作動媒体を封入した外殻体内に組み付けられたシリンダ１３と、シリンダ１３内で往復運動するピストン１４と、シリンダ１３内でピストン１４に対し位相差をもって往復運動するディスプレーサ１５と、ピストン１４とディスプレーサ１５との間に形成された圧縮空間１７Ａと、ディスプレーサ１５に対してピストン１４の反対側に形成された膨張空間１７Ｂと、圧縮空間１７Ａと膨張空間１７Ｂとを連通する連通路に配設された再生器１６とを備える。

本実施の形態によれば、上記の構成により、流路の均一性および安定性が高い再生器および該再生器を備えたスターリング機関としてのスターリング冷凍機が提供される。結果として、動作効率の高いスターリング冷却庫が提供される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫の配管系統図である。 本発明の１つの実施の形態に係るスターリング冷却庫におけるスターリング冷凍機を示した側断面図である。 本発明の１つの実施の形態に係る再生器の製造方法における各工程を示した図である。 本発明の１つの実施の形態に係る再生器を構成する再生器フィルムの製造装置を示した図である。 第２フィルムをパターニングしてスペーサを形成する工程を示した図である。 再生器フィルムを巻回して再生器を形成する工程を示した図である。 図３（ｄ）に示される再生器フィルムの１つの変形例を示した図である。 図３（ｄ）に示される再生器フィルムの他の変形例を示した図である。

符号の説明

１ スターリング冷却庫、２ 放熱部、２Ａ〜２Ｅ パイプ（高温側循環回路）、３ 吸熱部、３Ａ，３Ｂ パイプ（低温側循環回路）、４ スターリング冷凍機、５ 高温側蒸発器、６ 循環ポンプ、７ 高温側凝縮器、８ ファン、９ 発露防止パイプ、１０ 低温側凝縮器、１１ 低温側蒸発器、１２ ファン、１３ シリンダ、１４ ピストン、１５ ディスプレーサ、１６ 再生器、１７ 作動空間、１７Ａ 圧縮空間、１７Ｂ 膨張空間、１８，１９ 内部熱交換器、１８Ａ チューブ、２０ インナーヨーク、２１ 可動マグネット、２２ アウターヨーク、２３ リニアモータ、２４ ピストンスプリング、２５ ディスプレーサスプリング、２６ ディスプレーサロッド、２７ 背圧空間、２８ 板バネ、２９ バランスマス、３０ ケーシング、３０Ａ ベース部材、３１ 第１フィルム、３１Ａ 再生器フィルム、３１Ｂ 接着層、３２ 第２フィルム、３３ 切り落とし線、３４ フィルム製スペーサ、３５ 第１巻き出し装置、３６ コーターヘッド、３７ 乾燥炉、３８ ニップ、３９ 第２巻き出し装置、４０ 巻き取り機、４１，４１Ａ，４１Ｂ 刃、４２ 軸。

Claims (6)

1. 隙間を設けながら巻回されるフィルムと、
   前記フィルム上の一部に接着層を介して貼り付けられ、巻回された前記フィルム間の隙間を規定するフィルム製スペーサとを備えた、再生器。
2. 前記フィルム製スペーサとして前記フィルムよりも熱伝導率の高い素材を用いた、請求項１に記載の再生器。
3. 第１フィルム上に接着層を介して第２フィルムを貼り付ける工程と、
   前記第２フィルムをパターニングして前記第１フィルム上の一部にフィルム製スペーサを形成する工程と、
   前記フィルム製スペーサが形成された前記第１フィルムを巻回する工程とを備えた、再生器の製造方法。
4. 前記第２フィルムをパターニングする工程は、横断面の先端部を通る高さ方向の軸に対して一方の刃線が相対的に小さな角度で交差し、他方の刃線が相対的に大きな角度で交差する刃を前記第２フィルムに押し付けることにより行なわれる、請求項３に記載の再生器の製造方法。
5. 外殻体と、
   作動媒体を封入した前記外殻体内に組み付けられたシリンダと、
   前記シリンダ内で往復運動するピストンと、
   前記シリンダ内で前記ピストンに対し位相差をもって往復運動するディスプレーサと、
   前記ピストンと前記ディスプレーサとの間に形成された圧縮空間と、
   前記ディスプレーサに対して前記ピストンの反対側に形成された膨張空間と、
   前記圧縮空間と前記膨張空間とを連通する連通路に配設された、請求項１または請求項２に記載の再生器とを備えた、スターリング機関。
6. 請求項５に記載のスターリング機関を備えた、スターリング冷却庫。

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