JP3258796B2 - スターリング機関の熱再生器 - Google Patents
スターリング機関の熱再生器Info
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- heat regenerator
- stirling engine
- heat
- stirling
- filling rate
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G1/00—Hot gas positive-displacement engine plants
- F02G1/04—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
- F02G1/043—Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2257/00—Regenerators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02G2270/00—Constructional features
- F02G2270/42—Displacer drives
- F02G2270/425—Displacer drives the displacer being driven by a four-bar mechanism, e.g. a rhombic mechanism
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エアコン用の動力源と
して有望なスターリングエンジン、電力を使用しない熱
動空調機ヴィルミエヒートポンプ、広い温度範囲に対応
可能なスターリング冷凍機等のスターリング機関に使用
される熱再生器に関する。
して有望なスターリングエンジン、電力を使用しない熱
動空調機ヴィルミエヒートポンプ、広い温度範囲に対応
可能なスターリング冷凍機等のスターリング機関に使用
される熱再生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はスターリング機関の概略縦断面正
面図であって、１Ａ及び１Ｂは第１及び第２のピスト
ン、２は駆動部であり、第１の熱交換器３Ａと第２の熱
交換器３Ｂとの間に熱再生器４が配置されている。その
スターリング機関にはスターリングエンジン、スターリ
ング冷凍機、ヴィルミエヒートポンプ等が含まれ、スタ
ーリングエンジンは第１の熱交換器３Ａが加熱され第２
の熱交換器３Ｂが冷却され、スターリング冷凍機は外部
から駆動され第２の熱交換器３Ｂを冷却すると第１の熱
交換器３Ａが冷え、ヴィルミエヒートポンプは両者の性
能を併せ持つ。その熱再生器４には、例えば、金網を何
重にも重ねた充填材を熱再生器ハウジング内にセットし
て用いる金網方式があって、ステンレス鋼金網又は銅系
金網を積層したものが一般的であるが、金属球、セラミ
ックス球、金属細線の撚線なども採用されることがあ
る。
面図であって、１Ａ及び１Ｂは第１及び第２のピスト
ン、２は駆動部であり、第１の熱交換器３Ａと第２の熱
交換器３Ｂとの間に熱再生器４が配置されている。その
スターリング機関にはスターリングエンジン、スターリ
ング冷凍機、ヴィルミエヒートポンプ等が含まれ、スタ
ーリングエンジンは第１の熱交換器３Ａが加熱され第２
の熱交換器３Ｂが冷却され、スターリング冷凍機は外部
から駆動され第２の熱交換器３Ｂを冷却すると第１の熱
交換器３Ａが冷え、ヴィルミエヒートポンプは両者の性
能を併せ持つ。その熱再生器４には、例えば、金網を何
重にも重ねた充填材を熱再生器ハウジング内にセットし
て用いる金網方式があって、ステンレス鋼金網又は銅系
金網を積層したものが一般的であるが、金属球、セラミ
ックス球、金属細線の撚線なども採用されることがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な金網を積層したものは性能が優れているが、スターリ
ング機関の熱再生器は熱容量が大きくガスの通過抵抗が
小さく充填材を通る熱リーフが小さいことが望ましく、
性能を高めるために金網をプレスして焼結しており、金
網をプレスしたまま焼結するのは治具代及び熱処理費用
が掛かって非常に高価になってしまうという問題があっ
た。又、特に熱再生器の形状が中空の円筒状の場合には
中空部が無駄になるのは避けられないという問題があっ
た。
な金網を積層したものは性能が優れているが、スターリ
ング機関の熱再生器は熱容量が大きくガスの通過抵抗が
小さく充填材を通る熱リーフが小さいことが望ましく、
性能を高めるために金網をプレスして焼結しており、金
網をプレスしたまま焼結するのは治具代及び熱処理費用
が掛かって非常に高価になってしまうという問題があっ
た。又、特に熱再生器の形状が中空の円筒状の場合には
中空部が無駄になるのは避けられないという問題があっ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するために、スターリングエンジン、スターリング
冷凍機、ヴィルミエヒートポンプ等のスターリング機関
の熱再生器の充填材としてストッキングのような筒状に
メリヤス編みに編んだ金属細線をドーナツ状に丸め込ん
だものを複数個セットしてプレスしたものを使用する場
合において、前記熱再生器は前記充填材の充填率又は材
質を変えて形成されていることを特徴とするスターリン
グ機関の熱再生器を提供しようとするものである。そし
て、スターリングエンジン、ヴィルミエヒートポンプ又
はスターリング冷凍機の場合においては、前記熱再生器
は、高温サイドの充填率が比較的低く、低温サイドの充
填率が比較的高く形成するようにし、又、スターリング
冷凍機の場合においては、前記熱再生器は、低温サイド
に銅系材料の金属細線を用い、高温サイドにステンレス
鋼材料の金属細線を用いて形成するようにし、又、前記
熱再生器の充填率はいずれの場合も１５〜４０％の範囲
とした。
解決するために、スターリングエンジン、スターリング
冷凍機、ヴィルミエヒートポンプ等のスターリング機関
の熱再生器の充填材としてストッキングのような筒状に
メリヤス編みに編んだ金属細線をドーナツ状に丸め込ん
だものを複数個セットしてプレスしたものを使用する場
合において、前記熱再生器は前記充填材の充填率又は材
質を変えて形成されていることを特徴とするスターリン
グ機関の熱再生器を提供しようとするものである。そし
て、スターリングエンジン、ヴィルミエヒートポンプ又
はスターリング冷凍機の場合においては、前記熱再生器
は、高温サイドの充填率が比較的低く、低温サイドの充
填率が比較的高く形成するようにし、又、スターリング
冷凍機の場合においては、前記熱再生器は、低温サイド
に銅系材料の金属細線を用い、高温サイドにステンレス
鋼材料の金属細線を用いて形成するようにし、又、前記
熱再生器の充填率はいずれの場合も１５〜４０％の範囲
とした。
【０００５】
【作用】例えば、スターリングエンジンに充填率の異な
る熱再生器を組み込んだ場合、ガスは熱再生器（蓄熱
器）の中を上下する訳であるが、ガスは高温になると膨
張し熱再生器中の流速を増すので高温部分の熱再生器充
填率は低い方が抵抗が少なく性能に良い影響を与える。
ガスが低温部分を通過するときはその逆の関係である。
又、スターリング冷凍機に材質の異なる熱再生器を組み
込んだ場合、熱再生器低温側は−５０〜−２５０℃まで
低下し、特に−１００℃以下になるとステンレス鋼材料
の比熱は低下が目立つので熱再生能力が落ちてくるの
で、それをカバーするためそれらの超低温領域には低い
温度での比熱の低下が少ない銅系材料の充填材を使うの
が性能を保つ上から都合が良い。
る熱再生器を組み込んだ場合、ガスは熱再生器（蓄熱
器）の中を上下する訳であるが、ガスは高温になると膨
張し熱再生器中の流速を増すので高温部分の熱再生器充
填率は低い方が抵抗が少なく性能に良い影響を与える。
ガスが低温部分を通過するときはその逆の関係である。
又、スターリング冷凍機に材質の異なる熱再生器を組み
込んだ場合、熱再生器低温側は−５０〜−２５０℃まで
低下し、特に−１００℃以下になるとステンレス鋼材料
の比熱は低下が目立つので熱再生能力が落ちてくるの
で、それをカバーするためそれらの超低温領域には低い
温度での比熱の低下が少ない銅系材料の充填材を使うの
が性能を保つ上から都合が良い。
【０００６】
【実施例】以下、本発明によるスターリング機関の熱再
生器の実施例について図１及び図２を参照して説明す
る。図１（Ａ）〜（Ｅ）は本発明によるメリヤス編み充
填材の製作法の実施例を示す説明図であり、図２（Ａ）
はスターリング冷凍機、スターリングエンジン、ヴィル
ミエヒートポンプの場合における本発明による熱再生器
の実施例の断面正面図、（Ｂ）はスターリング冷凍機の
場合における本発明による熱再生器の実施例の断面正面
図である。図２（Ａ）においては、充填率の低いものを
高温サイドに、充填率の高いものを低温サイドに配置す
るようにしたものであり、図２（Ｂ）においては、銅系
材料を低温サイドに、ステンレス鋼材料を高温サイドに
配置するようにしたものである。図１に示すスターリン
グ機関の熱再生器の製作法は下記のとおりである。ま
ず、図１（Ａ）〜（Ｃ）のように、ストッキング状の金
属線編物をくるくる巻いてドーナツ状に形作る。つぎ
に、その大きさを変えたものを複数個用意して、図１
（Ｄ）のように、プレス型にセットする。つぎに、プレ
スの後は、図１（Ｅ）のように、中空円筒状に成形され
る訳であるが、そのプレス形にセットするときに材質及
びドーナツ巻き状の密度を変えたものを用意すると、図
２に示すような充填率及び材質が一様でないものができ
あがる。尚、熱再生器の充填材は図３における第１の熱
交換器３Ａと第２の熱交換器３Ｂとの間に充填される
が、その充填率は１５〜４０％の範囲とされる。尚、こ
れまでの説明は中空円筒状のものについて行ってきた
が、シリンダと別置きの円筒タイプ熱再生器でも同様に
考えることができる。
生器の実施例について図１及び図２を参照して説明す
る。図１（Ａ）〜（Ｅ）は本発明によるメリヤス編み充
填材の製作法の実施例を示す説明図であり、図２（Ａ）
はスターリング冷凍機、スターリングエンジン、ヴィル
ミエヒートポンプの場合における本発明による熱再生器
の実施例の断面正面図、（Ｂ）はスターリング冷凍機の
場合における本発明による熱再生器の実施例の断面正面
図である。図２（Ａ）においては、充填率の低いものを
高温サイドに、充填率の高いものを低温サイドに配置す
るようにしたものであり、図２（Ｂ）においては、銅系
材料を低温サイドに、ステンレス鋼材料を高温サイドに
配置するようにしたものである。図１に示すスターリン
グ機関の熱再生器の製作法は下記のとおりである。ま
ず、図１（Ａ）〜（Ｃ）のように、ストッキング状の金
属線編物をくるくる巻いてドーナツ状に形作る。つぎ
に、その大きさを変えたものを複数個用意して、図１
（Ｄ）のように、プレス型にセットする。つぎに、プレ
スの後は、図１（Ｅ）のように、中空円筒状に成形され
る訳であるが、そのプレス形にセットするときに材質及
びドーナツ巻き状の密度を変えたものを用意すると、図
２に示すような充填率及び材質が一様でないものができ
あがる。尚、熱再生器の充填材は図３における第１の熱
交換器３Ａと第２の熱交換器３Ｂとの間に充填される
が、その充填率は１５〜４０％の範囲とされる。尚、こ
れまでの説明は中空円筒状のものについて行ってきた
が、シリンダと別置きの円筒タイプ熱再生器でも同様に
考えることができる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によるスターリング機関の熱再生
器は、上述のように構成されているので、下記のような
優れた効果を有する。従来のように金網をプレスした後
焼結し仕上げ加工を必要としないため、低コストにな
る。従来のように熱再生器の形状が中空の円筒状の場
合、その中空部が無駄になるのを避けることができる。
熱再生器の上下（高温部、低温部）の充填材料、充填率
を容易に変えることができる。
器は、上述のように構成されているので、下記のような
優れた効果を有する。従来のように金網をプレスした後
焼結し仕上げ加工を必要としないため、低コストにな
る。従来のように熱再生器の形状が中空の円筒状の場
合、その中空部が無駄になるのを避けることができる。
熱再生器の上下（高温部、低温部）の充填材料、充填率
を容易に変えることができる。
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明によるメリヤス編み充
填材の製作法の実施例を示す説明図である。
填材の製作法の実施例を示す説明図である。
【図２】（Ａ）はスターリング冷凍機、スターリングエ
ンジン、ヴィルミエヒートポンプの場合における本発明
による熱再生器の実施例の断面正面図、（Ｂ）はスター
リング冷凍機の場合における本発明による熱再生器の実
施例の断面正面図である。
ンジン、ヴィルミエヒートポンプの場合における本発明
による熱再生器の実施例の断面正面図、（Ｂ）はスター
リング冷凍機の場合における本発明による熱再生器の実
施例の断面正面図である。
【図３】本発明による熱再生器が組み込まれるスターリ
ング機関の概略縦断面正面図である。
ング機関の概略縦断面正面図である。
１Ａ：第１のピストン １Ｂ：第２のピストン ２：駆動部 ３Ａ：第１の熱交換器 ３Ｂ：第２の熱交換器 ４：熱再生器
フロントページの続き (72)発明者 井上 貴至 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 桑木 康之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−91463（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−223575（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−121984（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 9/00 F02G 1/057
Claims (4)
- 【請求項１】 スターリングエンジン、スターリング冷
凍機、ヴィルミエヒートポンプ等のスターリング機関の
熱再生器の充填材としてストッキングのような筒状にメ
リヤス編みに編んだ金属細線をドーナツ状に丸め込んだ
ものを複数個セットしてプレスしたものを使用する場合
において、前記熱再生器は前記充填材の充填率又は材質
を変えて形成されていることを特徴とするスターリング
機関の熱再生器。 - 【請求項２】 スターリングエンジン、ヴィルミエヒー
トポンプ又はスターリング冷凍機の場合においては、前
記熱再生器は、高温サイドの充填率が比較的低く、低温
サイドの充填率が比較的高く形成されている請求項１記
載のスターリング機関の熱再生器。 - 【請求項３】 スターリング冷凍機の場合においては、
前記熱再生器は、低温サイドに銅系材料の金属細線を用
い、高温サイドにステンレス鋼材料の金属細線を用いて
形成されている請求項１記載のスターリング機関の熱再
生器。 - 【請求項４】 前記熱再生器の充填率はいずれの場合も
１５〜４０％の範囲とされている請求項１〜３のいずれ
かに記載のスターリング機関の熱再生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30061793A JP3258796B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | スターリング機関の熱再生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30061793A JP3258796B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | スターリング機関の熱再生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151402A JPH07151402A (ja) | 1995-06-16 |
| JP3258796B2 true JP3258796B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=17887018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30061793A Expired - Fee Related JP3258796B2 (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | スターリング機関の熱再生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3258796B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6591609B2 (en) | 1997-07-15 | 2003-07-15 | New Power Concepts Llc | Regenerator for a Stirling Engine |
| CN100376852C (zh) * | 2006-03-14 | 2008-03-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 用于回热式制冷机的油润滑无阀型往复式压力波发生装置 |
| US11826681B2 (en) | 2006-06-30 | 2023-11-28 | Deka Products Limited Partneship | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| MX2011001778A (es) | 2008-08-15 | 2011-05-10 | Deka Products Lp | Aparato expendedor de agua. |
| US9593809B2 (en) | 2012-07-27 | 2017-03-14 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP30061793A patent/JP3258796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07151402A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |