JP2731140B2

JP2731140B2 - 再生式熱交換器

Info

Publication number: JP2731140B2
Application number: JP25278196A
Authority: JP
Inventors: 明人鳥居; 公和小原
Original assignee: IDOTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: IDOTAI TSUSHIN SENTAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JPH09273821A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、逆スターリング冷
凍機、ＧＭ冷凍機又はパルス管冷凍機などの極低温冷凍
機に用いられる再生式熱交換器（再生器、蓄冷器又はリ
ジェネレータとも言う）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１９は再生式熱交換器の利用例を示す
図であり、特に限定しないが、逆スターリング冷凍機
（以下「冷凍機」と略す）の模式構成図である。この冷
凍機は、概略、二つのシリンダ装置１、２とその間を接
続する配管３とから構成されている。図面右側のシリン
ダ装置１は「圧縮シリンダ」と呼ばれるもの、図面左側
のシリンダ装置２は「膨張シリンダ」と呼ばれるもので
あり、以下、これらの通称で呼ぶことにする。

【０００３】圧縮シリンダ１は、所定の周期で往復動す
るピストン（以下「圧縮ピストン」）４によって内部を
２室に画成し、圧縮ピストン４が上死点位置（図示の位
置）のときに容積を最小とする室（以下「圧縮室」）５
を、配管３に連通させて構成する。なお、６は気密性確
保のためのシール部材である。膨張シリンダ２は、所定
の周期で往復動するピストン（以下「膨張ピストン」）
７と、この膨張ピストン７に内装された再生式熱交換器
８と、膨張ピストン７が上死点位置（図示の位置は中間
点位置）のときに容積を最小とする室（以下「膨張
室」）９と、膨張室９の室壁を兼ねるとともに被冷却体
１０に接する冷却部１１と、を備えている。なお、１２
〜１４は気密性確保のためのシール部材である。

【０００４】再生式熱交換器８は、両端開放の円筒状ケ
ーシング内に、マトリックスと呼ばれる多数枚（例えば
１０００枚以上）の円形メッシュプレートを積層状態に
充填して構成する。圧縮室５と膨張室９との間は、配管
３、膨張ピストン７の側面孔７ａ、再生式熱交換器８の
内部、及び、膨張ピストン７の端面孔７ｂを介して連通
しており、これら連通各部に、ヘリウム、水素又は窒素
等の高圧の冷媒ガスが充填されている。

【０００５】このような構成の冷凍機は、逆スターリン
グサイクル、すなわち、「等温圧縮行程」、「等容放熱
行程」、「等温膨張行程」及び「等容吸熱行程」の四つ
の行程からなるサイクルを繰り返し実行する。図２０は
上記冷凍機のピストン軌跡図である。実線のサインカー
ブＡは膨張ピストン２の往復動軌跡を示し、一点鎖線の
サインカーブＢは圧縮ピストン１の往復動軌跡を示して
いる。なお、黒丸（●）は上死点、黒三角（▲）は中間
点、白丸（○）は下死点を表している。この軌跡図から
理解されるように、圧縮ピストン１と膨張ピストン２の
往復動周期は一致し、かつ、圧縮ピストン１の周期が１
／４周期（位相角で９０度）遅れている。

【０００６】以下、各行程の動作を説明すると、（１）等温圧縮行程では、圧縮室５内の冷媒ガスが圧縮
され、この圧縮によって生じた熱は配管３から外部に逃
がされ等温過程となる。（２）等容放熱行程では、圧縮された冷媒ガスがその容
積を変えることなく膨張室９に移送されるが、移送経路
中の再生式熱交換器８は、前のサイクルの等容吸熱行程
で冷却されているため、この再生式熱交換器８によって
熱交換が行われ、膨張室９には充分に冷やされた冷媒ガ
スが移送される。（３）等温膨張行程では、膨張室９の容積拡大に伴い、
同室９内の冷媒ガスが周囲の熱（主に冷却部１１の熱）
を奪いながら等温膨張する。（４）等容吸熱行程では、等温膨張した冷媒ガスがその
容積を変えることなく圧縮室５に移送されるが、移送経
路中の再生式熱交換器８は、前の等容放熱行程で熱を蓄
えているため、低温の冷媒ガスと高温の再生式熱交換器
８との間で熱交換が行われ、再生式熱交換器８は冷やさ
れ、冷媒ガスの温度は上昇して１サイクルが完了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記冷
凍機の再生式熱交換器にあっては、多数のメッシュプレ
ートを一枚のメッシュスクリーンから打ち抜いて製作す
るため、それぞれのメッシュプレートの形状ばらつきが
相当に大きく、しかも、積層する際のプレート同士の重
なり具合もその都度異なるという不都合があり、再生式
熱交換器の高圧ガスの貫通面積や貫通経路長などの流路
特性を要求どおり正しく設定することが困難であるとい
う問題点があった。

【０００８】そこで、本発明は、高圧ガスの貫通面積や
貫通経路長などの流路特性を要求どおり正しく設定でき
る有益な技術の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
円筒状ケーシングの内部に多数の細孔を有する円形プレ
ート積層体を実装し、該円形プレート積層体とケーシン
グ内を通過する気体との間で熱を交換する再生式熱交換
器において、前記円形プレート積層体を構成する各円形
プレートの外周上の所定位置に特定形状部位を形成した
ことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、円筒状ケーシング
の内部に多数の細孔を有する円形プレート積層体を実装
し、該円形プレート積層体とケーシング内を通過する気
体との間で熱を交換する再生式熱交換器において、前記
円形プレート積層体を構成する各円形プレートは、ドー
ナツ状の形状を有し、かつ、該円形プレートの内周上の
所定位置に特定形状部位を形成したことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、円筒状ケーシング
の内部に多数の細孔を有する円形プレート積層体を実装
し、該円形プレート積層体とケーシング内を通過する気
体との間で熱を交換する再生式熱交換器において、前記
円形プレート積層体を構成する各円形プレートの円形平
面内の所定位置に特定形状部位を形成したことを特徴と
する。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３記載の発明において、前記円形プレートは、リソグラ
フィ技術によって形成された多数の細孔を有し、かつ、
リソグラフィ工程で使用されたホトレジスト膜を除去せ
ずに残してあることを特徴とする。請求項１又は２記載
の発明では、円形プレート積層体の外周面（請求項２記
載の発明では内周面）に、特定形状部位による目視可能
な指標線が現れ、この指標線の傾きを見るだけで、各円
形プレートの細孔の重なり具合、すなわち、高圧ガス貫
通面積や貫通経路長などの流路特性が確認される。

【００１３】請求項３記載の発明では、円形プレートの
平面内の所定位置に設けられた特定形状部位を、積層時
に重ね合わせることにより円形プレート間の位置決めが
行なわれるため、各円形プレートの細孔の重なり具合、
すなわち、高圧ガス貫通面積や貫通経路長などの所望の
流路特性が容易に得られる。請求項４記載の発明では、
各円形プレートの間に、熱伝導率の小さいホトレジスト
膜が挟み込まれるため、円形プレート積層体の高圧ガス
の流れ方向の熱伝導が抑えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図１は本発明に係る再生式熱交換器の
一実施例を示す図である。なお、従来例（図１９）と共
通する構成要素には、同一の符号を付すとともにその説
明を省略する。

【００１５】図１において、２０は膨張シリンダ（図１
９の膨張シリンダ２に相当するもの）である。膨張シリ
ンダ２０は、シリンダ本体２１の内部に所定の周期（図
２０のサインカーブＡ参照）で往復動するピストン２２
を実装しており、このピストン２２は、円筒状ケーシン
グとしての筒状部２２ａと、該筒状部２２ａに実装され
た円形プレート積層体２３と、該筒状部２２ａの下端側
開放口を閉鎖する中実部２２ｂと、筒状部２２ａの上端
に穿設された開口２２ｃと、中実部２２ｂの上端−側面
間に穿設された連通路２２ｄとを含む再生式熱交換器２
４を備えている。

【００１６】円形プレート積層体２３は、図２に示す形
状を有する円形プレート２５を多数枚積層し、外周面を
溶接等で固定して構成したもので、各々の円形プレート
２５には、多数の細孔２５ａが形成されると共に、プレ
ート外周上の所定位置及び該所定位置から９０度離れた
位置に二つの三角状突起部２５ｂ、２５ｃが形成されて
いる。図３（ａ）は図２のＡ部拡大図、図３（ｂ）は細
孔２５ａの拡大図である。特に限定しないが、細孔２５
ａの長さＬは１ｍｍ（最大長）、幅Ｗ及び間隔Ｄは共
に５０μｍである。

【００１７】このような構成において、図４に示すよう
に、円形プレート２５の三角状突起部２５ｂ、２５ｃを
揃えながら、多数の円形プレート２５を積層して円形プ
レート積層体２３を構成すれば、その円形プレート積層
体２３の外周面に、軸方向に平行する２本の峰（指標
線）２３ａ、２３ｂが現れる。第１の峰２３ａは一方の
三角状突起部２５ｂで構成され、第２の峰２３ｂは他方
の三角状突起部２５ｃで構成される。この場合、積層し
た各円形プレート２５の細孔２５ａが正確に重なり合う
から、円形プレート積層体２３の両端間における高圧ガ
スの貫通面積が最大になる。

【００１８】これに対して、図５に示すように、円形プ
レート２５の三角状突起部２５ｂ、２５ｃを交互に揃え
ながら、多数の円形プレート２５を積層して円形プレー
ト積層体２３を構成すれば、その円形プレート積層体２
３の外周面に、軸方向に平行する３本の峰（指標線）２
３ｃ、２３ｄ、２３ｅが現れる。第１の峰２３ｃは一方
の三角状突起部２５ｂで構成され、第２の峰２３ｄは二
つの三角状突起部２５ｂ、２５ｃで構成され、第３の峰
２３ｅは他方の三角状突起部２５ｃで構成される。この
場合、積層した各円形プレート２５の細孔２５ａが９０
度交差して重なり合うから、円形プレート積層体２３の
両端間における高圧ガスの貫通面積が最小になる。

【００１９】また、図６に示すように、円形プレート２
５の三角状突起部２５ｂ、２５ｃをα度ずつずらしなが
ら、多数の円形プレート２５を積層して円形プレート積
層体２３を構成すれば、その円形プレート積層体２３の
外周面に、軸方向と非平行の２本の峰（指標線）２３
ｆ、２３ｇが現れる。第１の峰２３ｆは一方の三角状突
起部２５ｂで構成され、第２の峰２３ｇは他方の三角状
突起部２５ｃで構成される。この場合、積層した各円形
プレート２５の細孔２５ａがα度ずれながら重なり合う
から、円形プレート積層体２３の両端間における高圧ガ
スの貫通面積がやや少なくなるとともに、同両端間にお
ける高圧ガスの貫通経路がねじられるから、経路長を延
長して高圧ガスの接触面積を拡大できる。

【００２０】また、図７に示すように、奇数番目（１番
目、３番目、５番目……）の円形プレート２５の三角状
突起部２５ｂ、２５ｃを揃えると共に、偶数番目（２番
目、４番目……）の円形プレート２５の三角状突起部２
５ｂ、２５ｃをβ度ずつずらしながら、多数の円形プレ
ート２５を積層して円形プレート積層体２３を構成すれ
ば、その円形プレート積層体２３の外周面に、軸方向に
平行する２本の峰（指標線）２３ｈ、２３ｉと、軸方向
と非平行の２本の峰（指標線）２３ｊ、２３ｋが現れ
る。第１の峰２３ｈは奇数番目の円形プレート２５の一
方の三角状突起部２５ｂで構成され、第２の峰２３ｉは
奇数番目の円形プレート２５の他方の三角状突起部２５
ｃで構成される。また、第３の峰２３ｊは偶数番目の円
形プレート２５の一方の三角状突起部２５ｂで構成さ
れ、第４の峰２３ｋは偶数番目の円形プレート２５の他
方の三角状突起部２５ｃで構成される。なお、円形プレ
ート積層体２３の両端付近における第１〜第４の峰２３
ｈ〜２３ｋは、奇数番目の円形プレートと偶数番目の円
形プレートの三角状突起部２５ｂ、２５ｃが混在してい
る。この場合、隣り合う円形プレート２５の細孔２５ａ
同士が、円形プレート積層体２３の一端側において交差
し、他端側において重なり合うから、他端側から一端側
へと高圧ガスの貫通面積を線形的に増加させることがで
きる。

【００２１】したがって、これらの好ましい実施例によ
れば、円形プレート積層体２３の外周面の峰（指標線）
の数や峰の傾き（円形プレート積層体２３の軸線に対す
る傾き）を見るだけで、当該円形プレート積層体２３の
貫通面積や貫通経路長などの、高圧ガスに対する流路特
性を速やかに見分けることができるから、例えば、異な
る流路特性を有する複数の円形プレート積層体を用意し
ておき、その中から冷凍機の性能に適した円形プレート
積層体を容易に選択できるという従来技術にない格別有
利な効果が得られる。

【００２２】なお、図４、図５、図６又は図７の円形プ
レート積層体２３は、そのままの形でケーシングに実装
しても構わないが、ケーシング内面に、峰を受け止める
ための加工（例えば係合溝）を必要とするため、図８に
示すように、峰を削り落としてから実装するのが好まし
い。円形プレート２５の製作には、ＬＳＩ製造プロセス
におけるリソグラフィ技術を利用できる。ホトレジスト
膜を形成した金属薄板の上に、図２のパターンを有する
ホトマスクを重ね合わせ、このホトマスクを介してホト
レジスト膜を露光し、現像した後、所定のエッチング溶
液に浸すことによって、図２に示す円形プレート２５を
得ることができる。リソグラフィ技術はμｍオーダーの
精度を出せるため、ばらつきの少ない円形プレート２５
を大量に製作できる。

【００２３】この場合、ホトレジスト膜は、除去せずに
そのまま残しておくのが望ましい。金属よりも熱伝導率
の小さいホトレジスト膜を間にして円形プレートを積層
でき、円形プレート積層体の高圧ガスの流れ方向の熱伝
導を抑制できるからである。なお、上記例では、円形プ
レート２５に二つの三角状突起部２５ｂ、２５ｃを設け
ているが、これに限らない。少なくとも所定位置に１個
を設けてあればよく、あるいは、その形状も三角状に限
らない。円弧や凹状であってもよい。要は、他の部分と
識別できる特定の形状を有していればよい。

【００２４】また、ある種の冷凍機では、ディスプレー
サの周囲に熱交換器を配置することがある。このタイプ
の熱交換器には、ドーナツ状の形状を有する円形プレー
トを用いるが、この場合には、図９に示すように、円形
プレート２５′の内周上の所定位置に特定形状部位とし
ての、例えば、三角状突起部２５ｂ′、２５ｃ′を形成
することができる。

【００２５】ところで、上述したようなプレート外周の
所定位置に特定形状部位（三角状突起部２５ｂ、２５
ｃ）が形成された円形プレート２５においては、三角状
突起部２５ｂ、２５ｃの揃え方に応じて各円形プレート
２５の細孔２５ａを任意の角度で重ね合わせることがで
き、円形プレート積層体２３の両端間における高圧ガス
の貫通面積を任意に設定することができるとともに、円
形プレート積層体２３の外周面に現れる三角状突起部２
５ｂ、２５ｃによる峰（指標線）を観察することにより
円形プレート２５の積層状態を容易に把握することがで
きるが、円形プレート積層体２３のケーシングへの実装
に際し、峰を削り落とす製造工程を必要とする上、円形
プレート２５の所定位置に三角状突起部２５ｂ、２５ｃ
を精度良く形成する必要がある。

【００２６】本出願人は、このような製作上の困難性を
解決し、かつ円形プレート２５の積層状態を任意に設定
することができる有効な形態を見出したので、以下に図
を示して説明する。図１０に示すように、円形プレート
２５には、多数の細孔２５ａが形成されると共に、細孔
２５ａが形成されていないプレート平面の外縁部の所定
位置に貫通孔２６ａ〜２６ｆが形成されている。この貫
通孔２６ａ〜２６ｆは各々円形プレート２５の中心点Ｃ
から半径Ｒの円周上にあり、かつ隣り合う貫通孔は各々
所定の角度γ度、例えば６０度ずつ離れて形成されてい
る。

【００２７】このような構成において、図１１に示すよ
うに、位置決めピン２７を円形プレート２５の貫通孔２
６ａに貫通させ、多数の円形プレート２５を積層して円
形プレート積層体２３を構成する。この場合、積層した
各円形プレート２５の細孔２５ａが正確に重なり合うか
ら、円形プレート積層体２３の両端間における高圧ガス
の貫通面積が最大になる。

【００２８】これに対して、図１２に示すように、位置
決めピン２７を円形プレート２５の貫通孔２６ａ、２６
ｆに交互に貫通させ、多数の円形プレート２５を積層し
て円形プレート積層体２３を構成すると、積層した各円
形プレート２５の細孔２５ａが６０度ずつ傾斜して重な
り合うから、円形プレート積層体２３の両端間における
高圧ガスの貫通面積は抑制される。

【００２９】また、図１３に示すように、位置決めピン
２７を円形プレート２５の貫通孔２６ａ、２６ｆ、２６
ｅ・・・にγ＝６０度ずつずらしながら貫通させ、多数の
円形プレート２５を積層して円形プレート積層体２３を
構成すると、積層した各円形プレート２５の細孔２５ａ
が６０度ずつずれながら重なり合うから、円形プレート
積層体２３の両端間における高圧ガスの貫通面積が少な
くなるとともに、同両端間における高圧ガスの貫通経路
がねじられるから、経路長を延長して高圧ガスの接触面
積を拡大できる。

【００３０】したがって、これらの実施例によれば、円
形プレート２５の積層に際し、位置決めピン２７に貫通
させる貫通孔２６ａ〜２６ｆの設定により、当該円形プ
レート積層体２３の貫通面積や貫通経路長などの、高圧
ガスに対する流路特性を任意かつ容易に設定することが
できる。なお、図１１、図１２又は図１３の円形プレー
ト積層体２３は、そのままの形でケーシングに実装する
ことができ、ケーシング内面側に特別の加工を設ける必
要も、また円形プレート積層体２３の外周面を研削する
必要もないため、円形プレート積層体２３の製造工程を
極めて簡略化することができると共に、所望の流路特性
を容易に実現することができる。ここで、上述したよう
に円形プレート２５の製作には、ＬＳＩ製造プロセスに
おけるリソグラフィ技術を利用できるため、円形プレー
ト２５の素材となる金属薄膜を図１０に示した細孔２５
ａおよび貫通孔２６ａ〜２６ｆのパターンにエッチング
することによって、位置決め手段である貫通孔２６ａ〜
２６ｆが形成された円形プレート２５を極めて容易に得
ることができる。

【００３１】次に、上記特定形状部位（貫通孔２６ａ〜
２６ｆ）と同等の技術思想に基づく他の実施形態を説明
する。図１４（ａ）に示すように、円形プレート２５の
外縁部には、図１０の貫通孔２６ａ〜２６ｆと同様の配
置条件（同一円周上および等角度間隔）で形成された係
合突起２８ａ〜２８ｆが形成されている。ここでは図１
０の貫通孔２６ａ〜２６ｆと同様に、係合突起２８ａ〜
２８ｆは各々円形プレート２５の中心点Ｃから半径Ｒの
円周上にあり、隣り合う係合突起は各々所定の角度γ
度、例えば６０度ずつ離れて設置されている。ここで、
係合突起２８ａ〜２８ｆの断面形状は図１４（ｂ）に示
すように、図の左方向に突出し、右方向には窪んだ凹凸
形状が形成されている。そして、この係合突起２８ａは
他の円形プレート２５´との積層に際し、窪み部に他の
プレートの突起部２８ａが係合して円形プレート２５、
２５´相互が位置決めされる。

【００３２】このような構成によれば、図１５に示すよ
うに円形プレート２５の係合突起２８ａ同士を係合させ
て、多数の円形プレート２５を積層して円形プレート積
層体２３を構成すれば、各々積層した各円形プレート２
５の細孔２５ａが正確に重なり合い、高圧ガスの貫通面
積を最大とした円形プレート積層体２３を実現すること
ができる。また、図１６に示すように係合突起２８ａ、
２８ｆ、２８ａ・・・を交互に係合させて、多数の円形プ
レート２５を積層して円形プレート積層体２３を構成す
れば、積層した各円形プレート２５の細孔２５ａが６０
度ずつ傾斜して重なり合い、高圧ガスの貫通面積が抑制
された円形プレート積層体２３を実現することができ
る。さらに、図１７に示すように係合突起２８ａ、２８
ｆ、２８ｅ・・・をずらしながら係合させて、多数の円形
プレート２５を積層して円形プレート積層体２３を構成
すれば、高圧ガスの貫通面積を少なくするとともに、高
圧ガスの貫通経路をねじり、経路長を延長して高圧ガス
の接触面積を拡大した円形プレート積層体２３を実現す
ることができる。

【００３３】したがって、これらの実施例によれば、円
形プレート２５の積層に際し、係合突起２８ａ〜２８ｆ
の設定により、当該円形プレート積層体２３の貫通面積
や貫通経路長などの、高圧ガスに対する流路特性を任意
かつ容易に設定することができる。さらに、同等の技術
思想に基づいて、円形プレートへの適用が可能な実施形
態を図１８に示して説明する。本実施例の特徴は、円形
プレート２５の平面内の細孔２５ａの形成されていない
部位、例えば外縁部に積層される円形プレート２５同士
の位置決めを行なう機能を有していれば良好に適用する
ことができるため、図１８（ａ）から（ｃ）に示すよう
に外縁部に折りを有する切り欠き（切り欠き屈曲部と記
す）あるいは図１８（ｄ）に示すような外周部に開いた
係合突起（開端突起と記す）を形成したものであっても
よい。これらはいずれも上述した実施例同様に円形プレ
ート２５に対して所定の配置条件を有して形成され、図
１１から図１３、あるいは図１５から図１７のような円
形プレート積層体２３を構成することができる。

【００３４】なお、本実施例においては、位置決め用の
貫通孔、係合突起、切り欠き屈曲部あるいは開端突起等
の特定形状部位の設置角度をγ＝６０度と設定したが、
γ＝９０度あるいはγ＝４５度等で形成することによ
り、円形プレートの細孔２５ａ同士を重ねる（０度）、
あるいは９０度交差させて重ねることができるため、円
形プレート積層体２３の両端間における高圧ガスの貫通
面積を最大および最小に設定することができる。また、
これらの特定形状部位を円形プレート２３の外縁部全周
にわたって設けたが、例えば図１０および図１５のよう
に細孔２５ａを重ね合わせて積層する場合には、１つの
貫通孔２６ａあるいは係合突起２８ａのみを形成すれば
よく、また図１２および図１６のように細孔２５ａをγ
＝０度、６０度、０度・・・と傾斜を繰り返して重ねる場
合には、２つの貫通孔２６ａ、２６ｆあるいは係合突起
２８ａ、２８ｆを形成すればよい。つまり図１３および
図１７のように細孔２５ａを順次γ＝６０度ずつずらし
て重ねる場合のみ、円形プレートの全周に特定形状部位
を形成すればよい。

【００３５】

【発明の効果】請求項１又は２記載の発明によれば、円
形プレート積層体の外周面（請求項２記載の発明では内
周面）に現れる指標線の傾きを見るだけで、各円形プレ
ートの細孔の重なり具合、すなわち、高圧ガス貫通面積
や貫通経路長などの流路特性を確認することができる。

【００３６】また、請求項３記載の発明によれば、円形
プレートの平面内の所定位置に設けられた特定形状部位
を、重ね合わせるだけで円形プレート間の位置決めが行
なわれるため、各円形プレートの細孔の重なり具合、す
なわち、高圧ガス貫通面積や貫通経路長などの所望の流
路特性が容易に得られる。また、請求項４記載の発明に
よれば、各円形プレートの間に熱伝導率の小さいホトレ
ジスト膜が挟み込まれるため、円形プレート積層体の高
圧ガスの流れ方向の熱伝導を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の概念的な断面図である。

【図２】一実施例の円形プレートの外観図である。

【図３】図２のＡ部及び細孔の拡大図である。

【図４】一実施例の円形プレート積層体の構成図（その
１）である。

【図５】一実施例の円形プレート積層体の構成図（その
２）である。

【図６】一実施例の円形プレート積層体の構成図（その
３）である。

【図７】一実施例の円形プレート積層体の構成図（その
４）である。

【図８】一実施例の円形プレート積層体の構成図（その
５）である。

【図９】ドーナツ状円形プレートの外観図である。

【図１０】他の実施例の円形プレートの外観図である。

【図１１】他の実施例の円形プレート積層体の構成図
（その１）である。

【図１２】他の実施例の円形プレート積層体の構成図
（その２）である。

【図１３】他の実施例の円形プレート積層体の構成図
（その３）である。

【図１４】さらに他の実施例の円形プレートの外観図で
ある。

【図１５】さらに他の実施例の円形プレート積層体の構
成図（その１）である。

【図１６】さらに他の実施例の円形プレート積層体の構
成図（その２）である。

【図１７】さらに他の実施例の円形プレート積層体の構
成図（その３）である。

【図１８】他の実施例の技術思想に基づく適用可能な実
施形態の円形プレートの要部詳細図である。

【図１９】逆スターリングサイクル冷凍機の模式図であ
る。

【図２０】逆スターリングサイクル冷凍機のピストン軌
跡図である。

【符号の説明】

２２ａ：筒状部（円筒状ケーシング）２３：再生式熱交換器２４：円形プレート積層体２５、２５´：円形プレート２５ａ：細孔２５ｂ、２５ｃ：三角状突起部（特定形状部位）２６ａ〜２６ｆ：貫通孔（特定形状部位）２７：位置決めピン２８ａ〜２８ｆ：係合突起（特定形状部位）２９：切り欠き屈曲部（特定形状部位）３０：開端突起（特定形状部位）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状ケーシングの内部に多数の細孔を有
する円形プレート積層体を実装し、該円形プレート積層
体とケーシング内を通過する気体との間で熱を交換する
再生式熱交換器において、前記円形プレート積層体を構成する各円形プレートの外
周上の所定位置に特定形状部位を形成したことを特徴と
する再生式熱交換器。
【請求項２】円筒状ケーシングの内部に多数の細孔を有
する円形プレート積層体を実装し、該円形プレート積層
体とケーシング内を通過する気体との間で熱を交換する
再生式熱交換器において、前記円形プレート積層体を構成する各円形プレートは、
ドーナツ状の形状を有し、かつ、該円形プレートの内周
上の所定位置に特定形状部位を形成したことを特徴とす
る再生式熱交換器。
【請求項３】円筒状ケーシングの内部に多数の細孔を有
する円形プレート積層体を実装し、該円形プレート積層
体とケーシング内を通過する気体との間で熱を交換する
再生式熱交換器において、前記円形プレート積層体を構成する各円形プレートの円
形平面内の所定位置に特定形状部位を形成したことを特
徴とする再生式熱交換器。
【請求項４】前記円形プレートは、リソグラフィ技術に
よって形成された多数の細孔を有し、かつ、リソグラフ
ィ工程で使用されたホトレジスト膜を除去せずに残して
あることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３
記載の再生式熱交換器。