JP3366521B2 - 熱交換器及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器及びその製造方法Info
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- JP3366521B2 JP3366521B2 JP06005596A JP6005596A JP3366521B2 JP 3366521 B2 JP3366521 B2 JP 3366521B2 JP 06005596 A JP06005596 A JP 06005596A JP 6005596 A JP6005596 A JP 6005596A JP 3366521 B2 JP3366521 B2 JP 3366521B2
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- Japan
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- casing
- heat exchanger
- wire
- metal material
- wire mesh
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1412—Pulse-tube cycles characterised by heat exchanger details
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱交換器に関し、特
にスターリング機関、ビルマイヤー冷凍機、パルスチュ
ーブ冷凍機等に用いられる小型の熱交換器に関するもの
である。
にスターリング機関、ビルマイヤー冷凍機、パルスチュ
ーブ冷凍機等に用いられる小型の熱交換器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のスターリング機関やパルス
チューブ冷凍機に用いられる小型の熱交換器の一構成例
を示す図である。同図において、１は熱交換器のケーシ
ングであり、冷却水（図示せず）で冷却され、温度が一
定に保たれている。このケーシング１内に図３に示す構
造の金網２（構成は後に詳述する）が複数枚積層され、
密に充填している。４は配管であり、該配管４から流れ
る高温の媒体３がこの金網２の積層体を通過する場合、
その媒体３はまず金網２と熱交換し、該金網２の温度を
上げる。温度の上がった金網は熱伝導によりケーシング
１に熱を伝える。媒体３は結果的にケーシング１に放熱
することになる。
チューブ冷凍機に用いられる小型の熱交換器の一構成例
を示す図である。同図において、１は熱交換器のケーシ
ングであり、冷却水（図示せず）で冷却され、温度が一
定に保たれている。このケーシング１内に図３に示す構
造の金網２（構成は後に詳述する）が複数枚積層され、
密に充填している。４は配管であり、該配管４から流れ
る高温の媒体３がこの金網２の積層体を通過する場合、
その媒体３はまず金網２と熱交換し、該金網２の温度を
上げる。温度の上がった金網は熱伝導によりケーシング
１に熱を伝える。媒体３は結果的にケーシング１に放熱
することになる。
【０００３】逆に配管４から流れる低温の媒体３が金網
２の積層体を通過する場合は、媒体３は金網２の温度を
下げる。温度の下がった金網２は熱伝導によりケーシン
グ１から熱を受ける。即ち、媒体３はどんな温度であろ
うと、またどんな流れ方向であろうと常にケーシング１
の温度に近づくように熱交換する。この型の熱交換器は
媒体３の流れの圧力損失が比較的小さく、また媒体流れ
の整流効果も含まれるため、小型の冷凍機や熱機関の熱
交換器として広く用いられている。
２の積層体を通過する場合は、媒体３は金網２の温度を
下げる。温度の下がった金網２は熱伝導によりケーシン
グ１から熱を受ける。即ち、媒体３はどんな温度であろ
うと、またどんな流れ方向であろうと常にケーシング１
の温度に近づくように熱交換する。この型の熱交換器は
媒体３の流れの圧力損失が比較的小さく、また媒体流れ
の整流効果も含まれるため、小型の冷凍機や熱機関の熱
交換器として広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の熱交換
器において、媒体３は金網２の積層体を通過するとき金
網２と熱交換し、その金網２はケーシング１に熱を伝え
るから、媒体３の熱が熱交換器で効率良く熱交換される
ためには、金網２がケーシング１の内壁に十分に熱的に
密に接触している必要がある。ところが、従来はケーシ
ング１内に単に金網２を挿入しただけであったので、金
網２とケーシング１の間の熱的接触が殆どなく、金網２
はケーシングに熱を効率良く伝えることができないいと
いう問題があった。また、金網２の外径をケーシング１
の内径より少し大きくして、該金網２をケーシング１の
内に挿入しても双方の熱的接触を十分にすることは難し
い。上記のように金網２とケーシング１内壁との熱的接
触が十分でないということがこの型の熱交換器の熱交換
効率が低い原因となっていた。
器において、媒体３は金網２の積層体を通過するとき金
網２と熱交換し、その金網２はケーシング１に熱を伝え
るから、媒体３の熱が熱交換器で効率良く熱交換される
ためには、金網２がケーシング１の内壁に十分に熱的に
密に接触している必要がある。ところが、従来はケーシ
ング１内に単に金網２を挿入しただけであったので、金
網２とケーシング１の間の熱的接触が殆どなく、金網２
はケーシングに熱を効率良く伝えることができないいと
いう問題があった。また、金網２の外径をケーシング１
の内径より少し大きくして、該金網２をケーシング１の
内に挿入しても双方の熱的接触を十分にすることは難し
い。上記のように金網２とケーシング１内壁との熱的接
触が十分でないということがこの型の熱交換器の熱交換
効率が低い原因となっていた。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、金網とケーシング内壁の熱的接触を密にし、熱交換
効率の良い熱交換器を提供することを目的とする。
で、金網とケーシング内壁の熱的接触を密にし、熱交換
効率の良い熱交換器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、ケーシング内に多数枚の金網
を積層充填させ、該ケーシング内を流れる媒体と該ケー
シングとの間で該金網を介して熱交換する熱交換器にお
いて、積層した金網端部と金網端部の間に塑性変形しや
すい金属材を介在させ該金属材の塑性変形により金網端
部とケーシング内壁の双方に熱的に密に接触させたこと
を特徴とする。
請求項１に記載の発明は、ケーシング内に多数枚の金網
を積層充填させ、該ケーシング内を流れる媒体と該ケー
シングとの間で該金網を介して熱交換する熱交換器にお
いて、積層した金網端部と金網端部の間に塑性変形しや
すい金属材を介在させ該金属材の塑性変形により金網端
部とケーシング内壁の双方に熱的に密に接触させたこと
を特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の熱交換器において、塑性変形しやすい金属材に
インディウム又は鉛を用いたことを特徴とする。
に記載の熱交換器において、塑性変形しやすい金属材に
インディウム又は鉛を用いたことを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、ケーシン
グ内に多数枚の金網を積層充填させ、該ケーシング内を
流れる媒体と該ケーシングとの間で金網を介して熱交換
する熱交換器の製造方法であって、金網端部と金網端部
の間にリング状又はガスケット状の塑性変形しやすい金
属材を介在させて多数の該金網を積層し、該積層した金
網積層体を積層方向に圧縮することにより、該塑性変形
しやすい金属材を塑性変形させ、該金属材を該金網端部
とケーシング内壁の双方に熱的に密に接触させることを
特徴とする。
グ内に多数枚の金網を積層充填させ、該ケーシング内を
流れる媒体と該ケーシングとの間で金網を介して熱交換
する熱交換器の製造方法であって、金網端部と金網端部
の間にリング状又はガスケット状の塑性変形しやすい金
属材を介在させて多数の該金網を積層し、該積層した金
網積層体を積層方向に圧縮することにより、該塑性変形
しやすい金属材を塑性変形させ、該金属材を該金網端部
とケーシング内壁の双方に熱的に密に接触させることを
特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本発明はこの実施の形態に
限定されるものではない。図１は本発明の熱交換器の構
成例を示す図である。同図において、１は熱交換器のケ
ーシングであり、２は該ケーシング１内に積層収納され
た金網である。該金網２は図３（ａ）に示すように、ケ
ーシング１の断面形状に合わせた形状（図では円形）
で、同図（ｂ）及び（ｃ）に示すように金属線２ａを縦
横に編んだ形状である。
に基づいて説明する。なお、本発明はこの実施の形態に
限定されるものではない。図１は本発明の熱交換器の構
成例を示す図である。同図において、１は熱交換器のケ
ーシングであり、２は該ケーシング１内に積層収納され
た金網である。該金網２は図３（ａ）に示すように、ケ
ーシング１の断面形状に合わせた形状（図では円形）
で、同図（ｂ）及び（ｃ）に示すように金属線２ａを縦
横に編んだ形状である。
【００１０】金網２の端部とケーシング１の内壁との接
触部近傍にはインディウム又は鉛等の塑性変形しやすく
且つ熱伝導性に優れた金属材７が介在している。該金属
材７は変形して金網２の端部とケーシング１の内壁に熱
的に密に接触している。ケーシング１は水室５の中を通
る冷却水６により温度が一定に保たれている。また、４
はケーシング１に接続され媒体３が通る配管である。
触部近傍にはインディウム又は鉛等の塑性変形しやすく
且つ熱伝導性に優れた金属材７が介在している。該金属
材７は変形して金網２の端部とケーシング１の内壁に熱
的に密に接触している。ケーシング１は水室５の中を通
る冷却水６により温度が一定に保たれている。また、４
はケーシング１に接続され媒体３が通る配管である。
【００１１】上記構成の熱交換器において、配管４の中
を通る媒体３が金網２の積層体を通過することにより、
媒体３と金網２との間で熱交換が行われる。媒体３の温
度が金網２の温度より高い場合、媒体３は金網２を加熱
してその温度を上げる。また、媒体３の温度が金網２の
温度より低い場合、媒体３は金網２を冷却してその温度
を下げる。ケーシング１の温度は水室５の中を通る冷却
水６で冷却され一定であるから、金網２とケーシング１
との温度差により熱伝導が生じ、金網２の温度を一定に
保つ方向に熱伝導が起こる。
を通る媒体３が金網２の積層体を通過することにより、
媒体３と金網２との間で熱交換が行われる。媒体３の温
度が金網２の温度より高い場合、媒体３は金網２を加熱
してその温度を上げる。また、媒体３の温度が金網２の
温度より低い場合、媒体３は金網２を冷却してその温度
を下げる。ケーシング１の温度は水室５の中を通る冷却
水６で冷却され一定であるから、金網２とケーシング１
との温度差により熱伝導が生じ、金網２の温度を一定に
保つ方向に熱伝導が起こる。
【００１２】また、金網２と熱交換を行う媒体３も金網
２の積層体を通過することにより、温度が前記冷却水６
の温度に保たれる方向に放熱又は吸熱する。ここで上記
のようにインディウム又は鉛等の塑性変形しやすく且つ
熱伝導性に優れた金属材７が金網２の端部とケーシング
１の内壁とに介在しているので、双方の接触部での熱抵
抗を極めて小さくし、金網２とケーシング１との熱伝導
が良好となり、金網は冷却水６の温度に略一定に保た
れ、同じに媒体３も金網２の積層体を通過した後、冷却
水６の温度近傍となる。
２の積層体を通過することにより、温度が前記冷却水６
の温度に保たれる方向に放熱又は吸熱する。ここで上記
のようにインディウム又は鉛等の塑性変形しやすく且つ
熱伝導性に優れた金属材７が金網２の端部とケーシング
１の内壁とに介在しているので、双方の接触部での熱抵
抗を極めて小さくし、金網２とケーシング１との熱伝導
が良好となり、金網は冷却水６の温度に略一定に保た
れ、同じに媒体３も金網２の積層体を通過した後、冷却
水６の温度近傍となる。
【００１３】図２は本発明の熱交換器の製造方法の一例
を説明するための図である。図示するように、ケーシン
グ１内に複数枚の金網２をその端部と端部の間に塑性変
形しやすく且つ熱伝導性に優れた金属材７を介在させて
積層する。該金属材７には図４（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、インディウム又は鉛等の塑性変形しやすく且つ
熱伝導性に優れた金属をガスケット状（断面が矩形状）
に形成したもの、又は図５（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、リング状（断面が円形状）に形成したものを用い
る。なお、図４及び図５において、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。
を説明するための図である。図示するように、ケーシン
グ１内に複数枚の金網２をその端部と端部の間に塑性変
形しやすく且つ熱伝導性に優れた金属材７を介在させて
積層する。該金属材７には図４（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、インディウム又は鉛等の塑性変形しやすく且つ
熱伝導性に優れた金属をガスケット状（断面が矩形状）
に形成したもの、又は図５（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、リング状（断面が円形状）に形成したものを用い
る。なお、図４及び図５において、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。
【００１４】上記のように積層された金網２の積層体を
積層方向に加圧圧縮することにより、金属材７は塑性変
形しやすい材料からなるから、塑性変形し金網２とケー
シング１の内壁に密着する。この結果、金網２とケーシ
ング１は塑性変形しやすく且つ熱伝導性に優れた金属材
７を介して強く熱的に接触することになり、金網２から
ケーシング１に熱を効率よく伝えることができる。
積層方向に加圧圧縮することにより、金属材７は塑性変
形しやすい材料からなるから、塑性変形し金網２とケー
シング１の内壁に密着する。この結果、金網２とケーシ
ング１は塑性変形しやすく且つ熱伝導性に優れた金属材
７を介して強く熱的に接触することになり、金網２から
ケーシング１に熱を効率よく伝えることができる。
【００１５】なお、上記実施の形態例では塑性変形しや
すい金属材７として、インディウム又は鉛を用いる例を
示したが、これに限定されるものではなく、塑性変形し
やすく且つ熱伝導性に優れた金属であれば良い。
すい金属材７として、インディウム又は鉛を用いる例を
示したが、これに限定されるものではなく、塑性変形し
やすく且つ熱伝導性に優れた金属であれば良い。
【００１６】
【発明の効果】以上説明しように本願発明によれば下記
のような優れた効果が得られる。 （１）請求項１に記載の発明によれば、積層した金網端
部と金網端部の間に塑性変形しやすい金属材を介在させ
該金属材の塑性変形により、該金網端部とケーシング内
壁の双方に熱的に密に接触させたので、熱交換器の熱交
換効率を向上させることができる。
のような優れた効果が得られる。 （１）請求項１に記載の発明によれば、積層した金網端
部と金網端部の間に塑性変形しやすい金属材を介在させ
該金属材の塑性変形により、該金網端部とケーシング内
壁の双方に熱的に密に接触させたので、熱交換器の熱交
換効率を向上させることができる。
【００１７】（２）また、請求項２に記載の発明によれ
ば、金網端部と金網端部の間にリング状又はガスケット
状の塑性変形しやすい金属材を介在させて多数の該金網
を積層し、積層した金網積層体を積層方向に圧縮するこ
とにより、塑性変形しやすい金属材を塑性変形させ、該
金属材を金網端部とケーシング内壁の双方に熱的に密に
接触させたので、熱交換効率のよい熱交換器を容易に製
造できる。
ば、金網端部と金網端部の間にリング状又はガスケット
状の塑性変形しやすい金属材を介在させて多数の該金網
を積層し、積層した金網積層体を積層方向に圧縮するこ
とにより、塑性変形しやすい金属材を塑性変形させ、該
金属材を金網端部とケーシング内壁の双方に熱的に密に
接触させたので、熱交換効率のよい熱交換器を容易に製
造できる。
【図１】本発明の熱交換器の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の熱交換器の製造方法を説明するための
図である。
図である。
【図３】熱交換器に用いる金網の構成を示す図で、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は部分拡大平面図、同図
（ｃ）は部分拡大断面図である。
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は部分拡大平面図、同図
（ｃ）は部分拡大断面図である。
【図４】ガスケット状の塑性しやすい金属材の構成を示
す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図であ
る。
す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図であ
る。
【図５】リング状の塑性しやすい金属材の構成を示す図
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。
で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は断面図である。
【図６】従来の熱交換器の構成を示す図である。
１ ケーシング
２ 金網
３ 媒体
４ 配管
５ 水室
６ 冷却水
７ 塑性変形しやすい金属材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F28D 7/10
B21D 53/02
F28F 1/40
F25B 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ケーシング内に多数枚の金網を積層充填
させ、該ケーシング内を流れる媒体と該ケーシングとの
間で該金網を介して熱交換する熱交換器において、 前記積層した金網端部と金網端部の間に塑性変形しやす
い金属材を介在させ該金属材の塑性変形により該金網端
部と前記ケーシング内壁の双方に熱的に密に接触させた
ことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の熱交換器において、前
記塑性変形しやすい金属材にインディウム又は鉛を用い
たことを特徴とする熱交換器。 - 【請求項３】 ケーシング内に多数枚の金網を積層充填
させ、該ケーシング内を流れる媒体と該ケーシングとの
間で該金網を介して熱交換する熱交換器の製造方法であ
って、 前記金網端部と前記金網端部の間にリング状又
はガスケット状の塑性変形しやすい金属材を介在させて
多数の該金網を積層し、該積層した金網積層体を積層方
向に圧縮することにより、該塑性変形しやすい金属材を
塑性変形させ、該金属材を該金網端部と前記ケーシング
内壁の双方に熱的に密に接触させることを特徴とする熱
交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06005596A JP3366521B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 熱交換器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06005596A JP3366521B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 熱交換器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229575A JPH09229575A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3366521B2 true JP3366521B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=13131025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06005596A Expired - Fee Related JP3366521B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 熱交換器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3366521B2 (ja) |
-
1996
- 1996-02-21 JP JP06005596A patent/JP3366521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09229575A (ja) | 1997-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |