JP2006524792A - インボリュートフォイル型再生器 - Google Patents

Abstract

内側の柱面状チューブと外側の柱面状チューブの間の環状ギャップ内に配置された複数のインボリュートフォイル（ｉｎｖｏｌｕｔｅ ｆｏｉｌｓ）を有する再生器（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）。該フォイルの該インボリュート形状は該再生器全体を通しての均一な間隔と流体接触用の実質的な表面積を提供する。

Description

本発明は一般的に熱再生器（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）に関し、特に該再生器の熱伝達面（ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｕｒｆａｃｅｓ）を形成するために充分な熱伝導率（ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）の材料の薄い、平面状（ｐｌａｎａｒ）シートを使う熱再生器に関する。

多くのデバイス、特にスターリングサイクル機械（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ ｃｙｃｌｅ ｍａｃｈｉｎｅｓ）は、流れる流体（ｆｌｏｗｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）からそれへ熱エネルギーが伝達され、かつ、該流体へそれから熱エネルギーが伝達される熱再生器を有する。再生器は普通ステンレスの様な金属製の、ウール（ｗｏｏｌ）、フォイル（ｆｏｉｌｓ）又は球（ｓｐｈｅｒｅｓ）の様な大表面積構造体（ｌａｒｇｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）を有するよう作られる。

例えば、スターリングサイクルエンジンでは、往復ピストン（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｐｉｓｔｏｎ）を駆動するために往復ディスプレーサー（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｃｅｒ）により作動ガス（ｗｏｒｋｉｎｇ ｇａｓ）が高温空間（ｗａｒｍｅｒ ｓｐａｃｅ）と低温空間（ｃｏｏｌｅｒ ｓｐａｃｅ）の間を動かされる。該ガスは該サイクルの１つ部分中に加熱され、もう１つの部分中に冷却される。該高温のガスが該高温の空間から輸送されつつある時、それは再生器を通って流れ、そして熱エネルギーは対流、すなわち、該再生器表面上での高温ガス分子の衝突（ｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔ）、により該再生器へ伝達される。該ガスが該再生器を通り該低温空間へながれる時該熱エネルギーが該再生器へ伝達されると該再生器は加熱され、該ガスは冷却される。

一旦該ガスが該低温空間内で冷却されると、それは再び該再生器を通るよう駆動されるが、普通それは該ガスが該高温空間から駆動された時とは反対の方向である。該再生器を通って流れる低温ガスは該ガスが該再生器を加熱したのと同じ対流機構、すなわち該再生器表面上でのガス分子の衝突、により加熱される。再生器は従って該スターリングサイクルエンジン（Ｓｔｉｒｌｉｎｇ ｃｙｃｌｅ ｅｎｇｉｎｅ）の効率（ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を改善し、何故ならば該ガスは予備加熱された被加熱端部（ｈｅａｔｅｄ ｅｎｄ ｐｒｅ−ｗａｒｍｅｄ）に入り、ガスは予備冷却された低温端部（ｃｏｏｌｅｒ ｅｎｄ ｐｒｅ−ｃｏｏｌｅｄ）に入るからである。勿論、再生器はスターリングサイクル機械の他の多くの機械の効率を改善する。

従来の再生器では、実質的な熱伝達が起こるよう流れる流体分子と再生器の表面との間に実質的量の接触があらねばならない。スターリングサイクル機械で使われる１つの種類の再生器はステンレス鋼の様な金属の長く薄いストリップを使い、該ストリップはロール（ｒｏｌｌ）に捲かれ、１つの室内に置かれ、該室を通ってガスは該ロールの長手方向に流れる（ｆｌｏｗｓ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｌｌ）。金属の各層は流体が通過するための、該各層と次の隣接層との間の空間又はギャップ、を有する。

例え再生器の層の均一な間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）を有することが望ましくても、実際には、間隔のこの様な均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を達成することは難しいことが多い。被加熱端（ｈｅａｔｅｄ ｅｎｄ）と被冷却端（ｃｏｏｌｅｄ ｅｎｄ）の間の温度差は該ギャップ寸法を変えるバックリング（ｂｕｃｋｌｉｎｇ）を引き起こすかも知れない。加えて、捲き付け型再生器（ｗｏｕｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を通る流体の流れは半径方向に均一に分布され得ず、それは実質的により多くの流れを有する範囲により少ない流れを有する範囲よりも多く該金属を膨張（ｅｘｐａｎｄ）又は収縮（ｃｏｎｔｒａｃｔ）させ得る。これらの問題の全ては、より大きいギャップを通る高い流体流量（ｈｉｇｈ ｆｌｕｉｄ ｆｌｏｗ ｒａｔｅｓ）と、より小さいギャップを通る低い流量（ｌｏｗ ｆｌｏｗ ｒａｔｅｓ）と、に帰着する。不均一流れ（Ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍ ｆｌｏｗ）は不利であり、何故ならば大きなギャップは該再生器を通って流れる幾らかのガスが、熱伝達が起こるべき表面と乏しい接触をさせておくからである。更に、フリーピストン機械（ｆｒｅｅ−ｐｉｓｔｏｎ ｍａｃｈｉｎｅｓ）と称されるクラスの機械に重要な圧力降下（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ）は従来の再生器では妥協させられることが多く、それにより可動部品の予期せぬ力学的運動（ｕｎａｎｔｉｃｉｐａｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｔｉｏｎ）に帰着する。

従って流体が通って流れる再生器の全体の領域中で実質的に均一な間隔を保持するニーヅが再生器用に存在する。

本発明は、流体内へそして流体から、熱エネルギーを伝達するために流体が通って流れることが出来る再生器である。該再生器は半径方向に外方へ面する柱面状（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の面（ｓｕｒｆａｃｅ）を有する内側の壁（ｉｎｎｅｒ ｗａｌｌ）を具備する。外側の壁（ｏｕｔｅｒ ｗａｌｌ）は該内側の壁から半径方向に外方へ隔てられ、該内側の壁と実質的に同軸（ｃｏａｘｉａｌ）である。該外側の壁は半径方向に内方に面する柱面状（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の面（ｓｕｒｆａｃｅ）を有する。それにより環状のギャップが該内側の壁と該外側の壁の間に形成される。該環状のギャップ内に複数のフォイルが配置される。該フォイルは該内側の壁の該半径方向に外方へ面する柱面状の面の実質的なインボリュート（ｉｎｖｏｌｕｔｅｓ）に沿って延びる。各フォイルは該柱面状の面の１つに設置された第１エッジ（ｆｉｒｓｔ ｅｄｇｅ）と該第１エッジから隔てられた第２エッジ（ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｇｅ）とを有する。該第２エッジは前記柱面状の面のもう１つの近くにあり、該第１エッジから円周方向に変位させられている。

好ましい実施例では、各フォイルはそのそれぞれの内側のエッジで該内側の壁の該半径方向に外方に面する柱面状の面に設置され（ｍｏｕｎｔｓ）、該外側の壁の該半径方向に内方へ面する柱面状の面の方へ延び、そしてそれに対するようにシートする（ｓｅａｔｓ）。なおもっと好ましい実施例では、各フォイルはそれと各次の隣接するフォイルとの間に配置された少なくとも１つのスペーサー（ｓｐａｃｅｒ）を有する。該スペーサーはカップの形の又は何等かの他の形の、該次の隣接するフォイルの方へ変形（ｄｅｆｏｒｍｅｄ）されたフォイルのタブ（ｔａｂ）又は領域（ｒｅｇｉｏｎ）とすることが出来る。

図で図解される本発明の好ましい実施例の説明では、明解さのために特定の用語法に頼っている。しかしながら、本発明が選択された特定の用語に限定されるようには意図されておらず、各特定の用語は、同様な目的を達成するために同様な仕方で動作する全ての技術的等化物を含むと理解されるべきである。例えば、用語、連結された、又はそれと同様な用語が使われることが多い。それらは直接の連結に限定されず、この様な連結が当業者により等価であると認識されるところでは他の要素を通しての連結も含んでいる。

再生器１０の好ましい実施例が図１で示され、それは内側の柱面状壁１２と外側の柱面状壁１４を有する。該内側の壁は、好ましい実施例では、図１３で示す様に、中でスターリングサイクル機械１５のディスプレーサー１３が往復する、壁である。好ましい実施例では、該外側の壁１４は該内側の壁１２と同軸であり、内側と外側の両壁は図２に示す様に円柱面（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ）である。

該内側の壁１２の半径方向に外方へ面する柱面状の面２２と該外側の壁１４の半径方向に内方へ面する面２４の間に形成されたギャップがある。該ギャップは好ましくは環状であるのがよく、実質的な部分を伸ばし、そして好ましくは本質的にその全体は内側、外側の壁１２、１４の長さであるのがよい。考慮されたスターリングサイクル機械１５では、作動ガスの様な流体が、該スターリングサイクル機械技術と従来の再生器の当業者に明らかである仕方で該環状ギャップ１７を通って流れる。

内側と外側の壁１２と１４間の環状ギャップ内に位置付けられた多くのフォイル１６がある。該フォイル１６は、それへそしてそれから、熱エネルギーが容易に伝達されるが、それに該熱エネルギーを周囲構造体（ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）へ急速に導かせる高い熱伝導率は有しない、材料製である。ステンレス鋼はエンジン｛プライムムーバー（ｐｒｉｍｅ ｍｏｖｅｒｓ）｝と共に用いられる該フォイル１６用の好ましい材料であり、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）又は同様なプラスチックはクーラー｛ヒートポンプ（ｈｅａｔ ｐｕｍｐ）｝用として好ましい。該フォイルは好ましくはそれらの厚さより実質的に大きい長さと幅を有するのがよい。例えば、考慮されたフォイルは６０ｍｍの長さ、１３．６７ｍｍの幅そして０．０２５４ｍｍの厚さを有する。これらの寸法は単に例示的なもので、該寸法は可成り変わり得ることは理解されるであろう。例えば、フォイルの幅は環状ギャップを跨ぐ距離、取り付けられるエッジの角度、そして該フォイルにインボリュートを形成させる他の要因により決定される。

該フォイル１６の各々は等しい幅の隔てられる間隔で、その内側のエッジで、半径方向に外方へ面する面２２に、設置され、そして各々は内方へ面する面２４と接触するために面２２の実質的なインボリュートである経路に沿って延びる。該フォイルの外側のエッジは面２４に対するよう溶接、接着（ａｄｈｅｒｅｄ）又は他の仕方でシート（ｓｅａｔｅｄ）させられ得るが、これは必要ではない。該外側エッジは、それらが該内方に面する面２４に対するようシートし、該フォイル再生器構造体の僅かな圧縮しか引き起こさないように、自由にしておかれることも可能である。この構成では、該再生器は、該フォイル及び該壁１２及び１４用にプラスチックフォイル及び金属壁の様に異なる材料を使う時起こる差動膨張（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎｓ）を調停（ａｃｃｏｍｏｄａｔｅ）するよう適応する。

該半径方向に外方に面する面２２のインボリュートに沿って横たわり、柱面状の面２２の周りに等しい間隔で隔てられることにより、各フォイル１６は、各フォイルの全体の長さと幅に沿ってその最も近い隣に対し一定間隔（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｓｐａｃｉｎｇ）を保持する。かくして全ての半径方向及び長手方向位置で該フォイル１６の各々間には均一な間隔があるので、該環状ギャップを通って流れるガスは優先して流れ過ぎるべき何等かのより大きい通路を有しない。この均一流れは”ホットスポット（ｈｏｔ ｓｐｏｔｓ）”そして同様に”コールドスポット（ｃｏｌｄ ｓｐｏｔｓ）”が、設置される機械の効率へ与える該再生器１０の効果を減じることを防止する。

該再生器１０は幾つかの方法の１つにより製造することが出来る。好ましい方法では、実質的に平面状の壁３２は、各々が該壁３２の主要な面４２に沿って、フォイルのエッジで、金属のフォイルと壁を使う時は、好ましくは溶接、蝋付け（ｂｒａｚｉｎｇ）又は半田付けにより、或いは該材料がプラスチックの時は、ホットメルテイング（ｈｏｔ−ｍｅｌｔｉｎｇ）、ソルベントボンデイング（ｓｏｌｖｅｎｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）、超音波溶接又は他のプラスチックボンデイング技術、により取り付けられた、複数の実質的に平行な平面状のフォイル３６を有する。各フォイルのエッジは、例えば、０．０２５４ｍｍの厚さのフォイル用に０．１１５ｍｍだけ各隣接フォイルから等しく隔てられ、該壁３２に実質的に直角に設置される。一旦該フォイルの全てが取り付けられると、該構造体は、図３に示す様に該フォイル３６と該壁３６の面に沿って見た時本の外観を有する。該フォイルの各々は該”本”の”ページ”であり、その”背（ｓｐｉｎｅ）”は該壁３２である。

一旦該フォイル３６が全て該壁３２に設置されると、該壁３２は、図４で示す様に円柱面（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）を形成するよう、好ましくはそれをぐるりと曲げる（該フォイル３６から離れるように）ことにより変形される。該壁は直角柱面（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）又は何等かの他の望ましい形状に曲げられ得る。該壁３２の相対するエッジは、以前の平面状壁を、それへとそれが曲げられる該円柱面状の形で保持するために、溶接による様にして、相連結される。該フォイル３６の各々はその実質的に平面状の形を保持し、該壁３２に半径方向に配向される。

図４に示す形状（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）のフォイル３６の各々間の空間はパイ形（ｐｉｅ−ｓｈａｐｅｄ）であり、何故ならばそれは該壁３２からの半径方向の距離の関数として幅が増えるからである。もし該再生器がこの形状で組み立てられるとしたら、その不均一なギャップは、その大抵のガスが、該壁３２から最も大きい半径方向距離にある、該フォイル３６間のギャップの最も幅広の領域を通って流れさせておき、何故ならば流体流れの抵抗がそこで最小であるからである。

該フォイルが図４の形状になっている時該再生器を組み立てる代わりに、該全体構造体は次に、同時に該壁３２を一方向に回転させながら、人の手（ｐｅｒｓｏｎ’ｓ ｈａｎｄ）、漏斗型チューブ（ｆｕｎｎｅｌ−ｓｈａｐｅｄ ｔｕｂｅ）の様な直径が減じるデバイス（ｄｉａｍｅｔｅｒ−ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）又はもう１つのデバイス内に置かれる。該フォイル３６の外側のエッジは、該壁３２の回転中、該直径が減じるデバイスの面に対してシートしており、そして半径方向に最も内側のエッジが該壁３２と共に回転し、半径方向に最も外側のエッジが該フォイル３６と壁３２の組み合わせの直径を減じるため使われる該デバイスに対するようシートしたまま留まると、該フォイルの先端での摩擦抵抗により、該フォイル３６の全部は時計方向の様な、１つの円周方向に曲がる。該フォイルの全てが同じ円周方向に曲がり、該直径が減じるデバイスの直径が減じると、該フォイルは該壁３２の実質的なインボリュートを形成し始める。これが起こると、該フォイル３６の外側エッジは該壁３２により近くなり、それは該壁３２と該フォイル３６の組み合わせが、該曲げられたフォイルの外側エッジが対してシートする外側の柱面状壁内に挿入されることを可能にする。該壁３２と該フォイル３６が挿入される該外側の壁は内方へ面する柱面状の面を有し、該柱面状の面は、曲げる前の該フォイル３６の外側エッジよりも該半径方向に外方へ面する面４２に近い。その最終構造体は図１に略図的に示すそれと構造的に同一である。

最初に複数の平行フォイルを、該壁へのゼロ度に近づく角度で、壁に取り付けることにより、本発明の再生器を形成することも可能である。次いで該壁は柱面状の外側の壁を形成するよう図４で示すそれと反対方向に曲げられるので、該フォイルが該壁の内方へ延びる。次いで、該フォイルが同じ円周方向に全て回転された後、該外側の壁内にチューブが挿入され、そしてそれらの内側エッジが該チューブに取り付けられ、該チューブは再生器を形成する該内側の壁として役立つ。この実施例では、該フォイルは実質的に直角で該内側の壁に取り付けられ、該外側の壁に向かってインボリュートに沿って外方へカーブし、それらが取り付けられたその角度で該外側の壁と交叉（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｎｇ）する。

本発明の再生器を作るもう１つの方法は”スタック（ｓｔａｃｋ）”内で複数のフォイル４６を相互に平行に整合（ａｌｉｇｎ）させることである。該フォイルと同様な又は同一の材料製であるのが好ましいが、該フォイル４６より遙かに短いスペーサー４８が、該フォイル４６の内側のエッジの近くで各対のフォイル４６間に置かれる。次に該フォイル４６のスタックは、全てが該フォイル４６の内側のエッジの近くに整合された該スペーサー４８と密着した関係に相互にパック（ｐａｃｋｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ）される。次いで該フォイル４６と該スペーサー４８の内側のエッジに熱が印加される。該スペーサー４８とフォイル４６は該内側エッジで僅かに熔けるのに充分な程熱くなり、そして次いでそれらは、冷却され、図６で示す様な該内側のエッジでの薄い壁４２を形成する固化（ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を引き起こす。該熱は該フォイルに直角な平行線の沿って印加され得て、該フォイルとスペーサーを一緒に溶接するよう、溶融可能なロッドにより伴われてもよい。一旦該薄い壁４２が形成されると、それは次いで柱面（ｃｙｌｉｎｄｅｒ）になるよう曲げられるか、或いは１つの柱面の周りに曲げられ該柱面に取り付けられ、該フォイル４６は同じ方向に円周方向に回転され、そして図３及び４と組み合わせて説明された方法に於ける様に、その該デバイス全体が柱面状の外側に壁の中に置かれる。

本発明の再生器を作るもう１つの代わりの方法は、図７で示すステンレス鋼リング５０の様な１つ以上のリングを、該フォイル５６の各々の１つのエッジの近くに形成された複数の整合されたアパーチャー（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を通るよう挿入することである。該リング５０はフォイルを該リング５０から滑り外れることから防止するための重なり合う端部を有する。又短いフォイルの様な、スペーサーを該フォイルを隔てるために該リング上に置くことが出来る。該リング端を拡げることにより一旦全ての該フォイル５６が該リング５０上に置かれると、該リング５０は跳ねて閉じられ、そして円柱面の形のチューブが、該フォイル５６の該内方へ面するエッジが該チューブ壁の半径方向に外方に面する面に対するようシートするまで、該リング５０内に挿入される。次いで該フォイルは該チューブに取り付けられ、同じ方向に円周方向に曲げられ、そして次いでその全体の構造体が第２のチューブ内に挿入される。代わりに、該フォイルとスペーサーは図６に付随して説明された実施例の於ける様に壁を形成するため加熱されることも可能である。

本発明の再生器のフォイルの各々は、各次の隣接フォイルに対するその間隔を機械的に保持するスペーサー構造体を有することが出来る。図８に示す１実施例では、フォイル１０６はスペーサーとして役立つタブ１１０を有する。各タブ１１０はＵ型の曲線に沿って該フォイル１０６を切り、次いで該Ｕ型曲線内にある該フォイル１０６の部分の自由端を、図９と１０で示す様に該フォイル１０６を含む平面に対し横断する経路に沿って１つの側へ押すことにより形成される。図１０で、該フォイル１０６は、次の隣接フォイル１０４に対するようシートすることによりスペーサーとして機能するそのタブ１１０を伴って示される。該フォイル１０８は該フォイル１０６に対するようシートするタブ１１８を有する。

図１１と１２に示す代わりの実施例では、該スペーサーは該フォイル１２６に形成されたバンプ（ｂｕｍｐｓ）１２０である。該バンプ１２０は、該フォイルをモールドされた器具で凹部内へ押し（ｆｏｒｃｉｎｇ）、それにより該フォイルを局部的に延ばすことによる様な、該フォイル１２６の塑性変形により形成され得る。該バンプ１２０の各々の先端は次の隣接するフォイル１２８に対するようシートし、もう１つの隣接するフォイル１２４のバンプ１３４はフォイル１２６に対するようシートする。

本発明により作られる再生器は、液体又はガスの様な流体が、サイクルの１つの部分中長手方向に１方向にそれを通って流れ、そして次いで該サイクルのもう１つの部分中長手方向に反対方向にそれを通って流れる環境内に置かれてもよい。好ましい実施例では、該再生器は、図１３で示す様な、隣接柱面状構造体に仮付け溶接された（ｔａｃｋ ｗｅｌｄｅｄ）又は他の仕方で堅く結合されたその内側及び外側の柱面状壁を有するスターリングサイクル機械に設置される。各フォイルの長手方向端部は、該フォイルと隣接構造体の間の仮付け溶接によるか又はそれら間で金属ウール（エンジンの場合）又はプラスチックフオーム（ヒートポンプの場合）を圧縮することにより長手方向及び円周方向の運動に対して支持されている。該ウール又はフオームは該フォイルを拘束し、それにより該流体が最初に１つの方向に次いで反対方向に急速に変位させられる時、該再生器又はその部品の如何なる運動にも抵抗する。該ウール又はフオームは幾らか再生目的に役立ち得るが、最も重要なこととしては該フォイルの円周方向運動又は該構造体全体か、又は何等かの要素部分の長手方向運動を防止するために機械的停止部（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｏｐ）として作用する。

本発明の或る好ましい実施例が詳細に開示されたが、本発明の精神と続く請求項の範囲から離れることなく種々の変型が採用され得ることは理解されるべきである。

本発明の好ましい実施例を図解する略端面図である。 本発明の好ましい実施例を図解する断面の端面図である。 実質的に平面状の配向で、設置される壁に対し実質的に直角で該フォイルを有する、製造の中間状態での本発明を図解する斜視図である。 製造の中間状態の本発明を図解する端面図である。 製造の中間状態の本発明を図解する斜視図である。 製造の中間状態の本発明の代わりの実施例を図解する略端面図である。 該フォイル内のアパーチャを通って延びるリングを使う本発明の代わりの実施例を図解する斜視図であり、そこでは相対的面を強調するために厚さは拡大されている。 スペーサーの１実施例を有するフォイルを図解する側面図である。 図８のフォイルをそのスペーサーと共に図解する斜視図であり、そこでは厚さは拡大されている。 他のフォイルに対し動作可能な位置の図８のフォイルを図解する端面図であり、そこでは厚さは拡大されている。 代わりのフォイルと、スペーサーのもう１つの実施例と、を図解する斜視図であり、そこでは厚さは拡大されている。 他の同様なフォイルに対し動作可能な位置の図１１のフォイルを図解する端面図であり、そこでは厚さは拡大されている。 スターリングサイクル機械上での再生器の設置を図解する略側面図である。

Claims (22)

1. 流体が、該流体内へそして該流体から、熱エネルギーを伝達するように流れ得る再生器に於いて、該再生器が
   ａ）半径方向に外方へ面する柱面状の面を有する内側の壁と、
   ｂ）該内側の壁と実質的に同軸であり、該内側の壁から半径方向に外方へ隔てられた外側の壁であるが、該内側の壁と該外側の壁との間に環状ギャップを形成する該外側の壁と、を具備しており、前記外側の壁は半径方向に内方に面する柱面状の面を備えており、該再生器は又、
   ｃ）該半径方向に外方に面する柱面状の面の実質的なインボリュートに沿って延びながら該環状ギャップ内にある複数のフォイルを具備しており、各フォイルは前記柱面状の面の１つに設置された第１エッジと該第１エッジから隔てられた第２エッジとを備えており、前記第２エッジは前記柱面状の面のもう１つの近くにあり、かつ、該第１エッジから円周方向に変位させられていることを特徴とする該再生器。
2. 前記第１エッジは外側のエッジであり、そして各フォイルのそれぞれの外側のエッジは該外側の壁の半径方向に内方に面する柱面状の面に対するようシートしておりそして各フォイルは該内側の壁の該半径方向に外方に面する柱面状の面に向かって延びることを特徴とする請求項１の該再生器。
3. 前記第１エッジは内側のエッジであり、そして各フォイルはそのそれぞれの内側のエッジで該内側の壁の半径方向に外方に面する柱面状の面に設置されておりそして各フォイルは該外側の壁の半径方向に内方に面する柱面状の面に向かって延びることを特徴とする請求項１の該再生器。
4. 該フォイルが円周方向に隔てられた間隔で該内側の壁の半径方向に外方に面する柱面状の面に設置されていることを特徴とする請求項３の該再生器。
5. 該円周状に隔てられた間隔の全てが実質的に等しいことを特徴とする請求項４の該再生器。
6. 複数の長手方向ギャップであるが、各長手方向ギャップが該フォイルの１つとそのそれぞれの次の隣接するフォイルとの間に形成されている様な該複数の長手方向ギャップが、該内側の壁から該外側の壁へ延びることを特徴とする請求項５の該再生器。
7. 各長手方向ギャップのギャップ幅が該内側の壁の該半径方向に外方に面する柱面状の面から全ての半径方向の距離で実質的に同じであることを特徴とする請求項６の該再生器。
8. 更に複数のスペーサーを具備しており、各スペーサーが前記長手方向ギャップの１つ内に設置されることを特徴とする請求項７の該再生器。
9. 各スペーサーが該フォイルの１つに設置されたタブであることを特徴とする請求項８の該再生器。
10. 各タブが各それぞれのフォイルの該次の隣接するフォイルの方へ変形された部分から形成されることを特徴とする請求項９の該再生器。
11. 更に、各タブの少なくとも１部分を囲む各フォイル内の曲線の切り込みを具備することを特徴とする請求項１０の該再生器。
12. 該柱面状の面が円柱面状の面であることを特徴とする請求項１１の該再生器。
13. 流体が、該流体内へそして該流体から、熱エネルギーを伝達するよう、通して流れ得る再生器に於いて、該再生器が
    ａ）半径方向に外方へ面する柱面状の面を有する内側の壁と、
    ｂ）該内側の壁と実質的に同軸であり、該内側の壁から半径方向に外方へ隔てられた外側の壁であるが、該内側の壁と該外側の壁の間に環状ギャップを形成する該外側に壁と、を具備しており、前記外側の壁は半径方向に内方に面する柱面状の面を備えており、該再生器は又、
    ｃ）該半径方向に外方に面する柱面状の面の実質的なインボリュートに沿って延びながら該環状ギャップ内にある複数のフォイルを具備しており、各フォイルは前記半径方向に外方へ面する柱面状の面に設置された内側のエッジと該内側のエッジから隔てられた外側のエッジとを備えており、前記外側のエッジは該半径方向に内方に面した柱面状の面の近くにあり、かつ、該内側のエッジから円周方向に変位させられており、
    ｄ）該フォイルは実質的に等しい円周方向に隔てられた間隔で、該内側の面の該半径方向に外方に面した柱面状の面に設置されていることを特徴とする該再生器。
14. 複数の長手方向のギャップであるが、各長手方向ギャップが該フォイルの１つとそのそれぞれの次の隣接するフォイルとの間に形成されている様な該複数の長手方向ギャップが、該内側の壁から該外側の壁へ延びており、そして各長手方向ギャップが該内側の壁の該半径方向に外方へ面する柱面状の面から全ての半径方向距離で実質的に同じギャップ幅を有することを特徴とする請求項１３の該再生器。
15. 更に複数のスペーサーを具備しており、各スペーサーは前記長手方向ギャップの１つ内に設置されることを特徴とする請求項１４の該再生器。
16. 各該スペーサーが該フォイルの１つに設置されたタブであることを特徴とする請求項１５の該再生器。
17. 各タブが各それぞれのフォイルの該次の隣接するフォイルの方へ変形された部分から形成されることを特徴とする請求項１６の該再生器。
18. 更に各該タブの少なくとも１部分を囲む各該フォイル内の曲線の切り込みを具備することを特徴とする請求項１７の該再生器。
19. 該柱面状の面が円柱面状の面を有することを特徴とする請求項１８の該再生器。
20. 流体が、該流体内へそして該流体から、熱エネルギーを伝達するよう、通して流れ得る再生器を作る方法に於いて、該方法が
    ａ）複数のフォイルを熱伝導性の壁に対し横断的に配置する過程を具備しており、前記フォイルの各々は該壁の近くの内側のエッジと、該壁から隔てられ相対する外側のエッジとを有しており、そして該壁は第１エッジと、相対する第２エッジとを有しており、該方法は又
    ｂ）各フォイルの該内側のエッジを該壁に設置する過程と、
    ｃ）該壁を曲げそして該第１壁エッジを第２壁エッジに設置し、それにより半径方向に外方に面する柱面状の面を有し、該フォイルがそれに設置される内側の壁を形成する過程と、
    ｄ）該内側の壁と実質的に同軸でそれから半径方向に外方へ隔てられた外側の壁を配置する過程と、を具備しており、前記外側の壁は半径方向に内方に面した柱面状の面を有しており、それにより該内側の壁と該外側の壁の間に環状ギャップを形成しており、該ギャップ内では該フォイルは該内側の壁の該半径方向に外方に面する柱面状の面の実質的インボリュートに沿って延びるよう配置されており、各フォイルの前記外側のエッジは該外側の壁の該半径方向に内方に面する柱面状の面の近くに、該内側のエッジから円周方向に変位させられて配置されていることを特徴とする該方法。
21. 流体が、該流体内へそして該流体から、熱エネルギーを伝達するよう、通して流れ得る再生器を作る方法に於いて、該方法が
    ａ）複数の実質的に平面状のフォイルを相互に実質的に平行に配置する過程を具備しており、前記フォイルの各々は内側のエッジと外側のエッジとを有しており、該方法は又
    ｂ）各フォイル間にスペーサーを挿入する過程と、
    ｃ）該フォイルの該内側のエッジと該スペーサーとを、それらが一緒に接合されまで加熱し、それにより該フォイルの該内側のエッジに壁を形成する過程を具備しており、前記壁は第１及び第２の相対するエッジを有しており、該方法は更に
    ｄ）該壁を曲げ、該第１壁エッジを該第２壁エッジに設置し、それにより内側の壁を形成する過程を具備しており、該内側の壁は該フォイルがそれに設置される半径方向に外方に面する柱面状の面を有しており、そして該方法は又更に
    ｅ）該内側の壁に実質的に同軸で、それから半径方向に外方に隔てられた外側の壁を配置する過程を具備しており、前記外側の壁は半径方向に内方に面する柱面状の面を有しており、それにより該内側の壁と該外側の壁の間に環状のギャップを形成しており、該ギャップ内で該フォイルは該内側の壁の該半径方向に外方に面する柱面状の面の実質的なインボリュートに沿って延びるよう配置されており、各フォイルの前記外側のエッジは該外側の壁の該半径方向に内方に面する柱面状の面の近くに配置され、該内側のエッジから円周方向に変位させられていることを特徴とする該方法。
22. 流体が、該流体内へそして該流体から、熱エネルギーを伝達するよう、通して流れ得る再生器を作る方法に於いて、該方法が
    ａ）複数の実質的に平面状のフォイルを相互に平行に配置する過程を具備しており、前記フォイルの各々は内側のエッジと、相対する外側のエッジとを有しており、該方法は又
    ｂ）各フォイル内に少なくとも１つのアパーチャーを形成し、そして該アパーチャーを整合させる過程と、
    ｃ）該フォイル内の該整合されたアパーチャーを通るようリングを挿入する過程と、
    ｄ）該フォイルの該内側のエッジに壁を形成する過程と、を具備しており、前記壁は第１と第２の相対するエッジを有しており、該方法は更に
    ｅ）該壁を曲げ、該第１壁エッジを該第２壁エッジに設置し、それにより内側の壁を形成する過程を具備しており、該内側の壁は該フォイルがそれに設置される半径方向に外方に面する柱面状の面を有しており、該方法は又更に
    ｆ）該内側の壁と実質的に同軸で、該内側の壁から半径方向に外方へ隔てられた外側の壁を配置する過程を具備しており、前記外側の壁は半径方向に内方に面する柱面状の面を有しており、それにより該内側に壁と該外側の壁の間に環状のギャップを形成しており、該ギャップ内では該フォイルは該内側の壁の該半径方向に外方に面する柱面状の面の実質的なインボリュートに沿って延びるよう配置されており、各フォイルの前記外側のエッジは該外側の壁の該半径方向に内方に面する柱面状の面の近くに配置され、該内側のエッジから円周方向に変位させられていることを特徴とする該方法。
    
    

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