JPH0719632A - 外燃機関の熱交換器 - Google Patents
外燃機関の熱交換器Info
- Publication number
- JPH0719632A JPH0719632A JP18226893A JP18226893A JPH0719632A JP H0719632 A JPH0719632 A JP H0719632A JP 18226893 A JP18226893 A JP 18226893A JP 18226893 A JP18226893 A JP 18226893A JP H0719632 A JPH0719632 A JP H0719632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- tube
- combustion engine
- cylinder
- external combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シェルアンドチュ−ブタイプ熱交換器の管
板，またはバッフルプレ−トに設ける多数の穴を効率良
く，かつ高量産性に加工形成すること。 【構成】 作動ガスが封入されたシリンダと，このシリ
ンダ内を膨張室と圧縮室とに区画するピストンと，該膨
張室と該圧縮室との間に設置された加熱器，再生器及び
シェルアンドチュ−ブタイプの熱交換器とを備えた外燃
機関において，前記熱交換器の管板３０及びバッフルプ
レ−ト３１を，プレスやエッチング等により穴加工され
た薄板を複数枚積層した積層体で構成し，それらをロ−
付け，または拡散接合等により一体成形して構成した。
板，またはバッフルプレ−トに設ける多数の穴を効率良
く，かつ高量産性に加工形成すること。 【構成】 作動ガスが封入されたシリンダと，このシリ
ンダ内を膨張室と圧縮室とに区画するピストンと，該膨
張室と該圧縮室との間に設置された加熱器，再生器及び
シェルアンドチュ−ブタイプの熱交換器とを備えた外燃
機関において，前記熱交換器の管板３０及びバッフルプ
レ−ト３１を，プレスやエッチング等により穴加工され
た薄板を複数枚積層した積層体で構成し，それらをロ−
付け，または拡散接合等により一体成形して構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，冷暖房，給湯，動力等
に用いられる外燃機関の熱交換器の改良に関する。
に用いられる外燃機関の熱交換器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の装置としてのブィルミエ
サイクルやスタ−リングサイクルなどの外燃機関のシェ
ルアンドチュ−ブタイプ熱交換器の管板及びバッフルプ
レ−トの穴加工はキリ等による機械加工のものが主であ
った。図５は，中温側熱交換器及び低温側熱交換器等の
シェルアンドチュ−ブタイプ熱交換器に適用される従来
の管板２０及びバッフルプレ−ト２１の組み立て構成を
示すが，これらの管板２０及びバッフルプレ−ト２１は
図示のように熱交換器のシリンダインナ−スリ−ブ２２
とアウタ−スリ−ブ２３との間に介装され，管板２０及
びバッフルプレ−ト２１には，作動ガスを流通させるた
めの複数のチュ−ブ２４を貫通させるために，多数の穴
が設けられている。この穴を開けるための加工は上に述
べたようにいちいち機械加工によって行われていた。な
お，チュ−ブ内部を流通するヘリウム等の作動ガスと熱
交換するための冷却水等の熱交換媒体は矢印Ａから矢印
Ｂの方向に循環する。
サイクルやスタ−リングサイクルなどの外燃機関のシェ
ルアンドチュ−ブタイプ熱交換器の管板及びバッフルプ
レ−トの穴加工はキリ等による機械加工のものが主であ
った。図５は，中温側熱交換器及び低温側熱交換器等の
シェルアンドチュ−ブタイプ熱交換器に適用される従来
の管板２０及びバッフルプレ−ト２１の組み立て構成を
示すが，これらの管板２０及びバッフルプレ−ト２１は
図示のように熱交換器のシリンダインナ−スリ−ブ２２
とアウタ−スリ−ブ２３との間に介装され，管板２０及
びバッフルプレ−ト２１には，作動ガスを流通させるた
めの複数のチュ−ブ２４を貫通させるために，多数の穴
が設けられている。この穴を開けるための加工は上に述
べたようにいちいち機械加工によって行われていた。な
お，チュ−ブ内部を流通するヘリウム等の作動ガスと熱
交換するための冷却水等の熱交換媒体は矢印Ａから矢印
Ｂの方向に循環する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】外燃機関の熱交換器の
管板及びバッフルプレ−トに要求されるチュ−ブ差し込
み穴は数百個から二千個位と数が多いにも拘わらず，従
来は板厚が厚い管板，バッフルプレ−トへ，一つ一つ穴
加工を行っていたため，工具寿命が短く，また加工時間
を多く要するという問題点があった。本発明は従来技術
の上記課題（問題点）を解決するようにした外燃機関の
熱交換器を提供することを目的とする。
管板及びバッフルプレ−トに要求されるチュ−ブ差し込
み穴は数百個から二千個位と数が多いにも拘わらず，従
来は板厚が厚い管板，バッフルプレ−トへ，一つ一つ穴
加工を行っていたため，工具寿命が短く，また加工時間
を多く要するという問題点があった。本発明は従来技術
の上記課題（問題点）を解決するようにした外燃機関の
熱交換器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，このような従
来技術の問題点を解決するために，作動ガスが封入され
たシリンダと，このシリンダ内を膨張室と圧縮室とに区
画するピストンと，該膨張室と該圧縮室との間に設置さ
れた加熱器，再生器及びシェルアンドチュ−ブタイプの
熱交換器とを備えた外燃機関において，前記熱交換器の
管板及びバッフルプレ−トを，プレスやエッチング等に
より穴加工された薄板を複数枚積層した積層体で構成
し，それらをロ−付け，または拡散接合等により一体成
型する構成とした。
来技術の問題点を解決するために，作動ガスが封入され
たシリンダと，このシリンダ内を膨張室と圧縮室とに区
画するピストンと，該膨張室と該圧縮室との間に設置さ
れた加熱器，再生器及びシェルアンドチュ−ブタイプの
熱交換器とを備えた外燃機関において，前記熱交換器の
管板及びバッフルプレ−トを，プレスやエッチング等に
より穴加工された薄板を複数枚積層した積層体で構成
し，それらをロ−付け，または拡散接合等により一体成
型する構成とした。
【０００５】
【作用】管板及びバッフルプレ−トを薄板の積層体で構
成し，チュ−ブ差し込み穴加工を薄板へのプレス，また
はフォトエッチングで行うことにより，従来のキリ等に
よる機械加工の場合に比べ工具寿命を伸ばすことが可能
となり，また同時に複数の穴加工が高量産性に適した手
段となるため，穴加工時間が著しく短縮される。
成し，チュ−ブ差し込み穴加工を薄板へのプレス，また
はフォトエッチングで行うことにより，従来のキリ等に
よる機械加工の場合に比べ工具寿命を伸ばすことが可能
となり，また同時に複数の穴加工が高量産性に適した手
段となるため，穴加工時間が著しく短縮される。
【０００６】
【実施例】以下，本発明の一実施例につき図面を参照し
て詳細に述べる。図１は，本発明の一実施例を示す外燃
機関の概略図である。図１において，参照符号１及び２
は，互いにほぼ直角位置に配置されたピストンロッド３
及び４に連結されて，それぞれ往復運動するところの作
動媒体封入の高温側シリンダ５及び低温側シリンダ６を
内蔵する高温側ディスプレ−サ−のピストン及び低温側
ディスプレ−サ−のピストンである。この高温側ディス
プレ−サ−のシリンダ５の高温室（圧縮室）５ａには多
管式チュ−ブよりなる加熱器７が接続されている。
て詳細に述べる。図１は，本発明の一実施例を示す外燃
機関の概略図である。図１において，参照符号１及び２
は，互いにほぼ直角位置に配置されたピストンロッド３
及び４に連結されて，それぞれ往復運動するところの作
動媒体封入の高温側シリンダ５及び低温側シリンダ６を
内蔵する高温側ディスプレ−サ−のピストン及び低温側
ディスプレ−サ−のピストンである。この高温側ディス
プレ−サ−のシリンダ５の高温室（圧縮室）５ａには多
管式チュ−ブよりなる加熱器７が接続されている。
【０００７】加熱器７の先端と該高温側シリンダ５の中
温室（膨張室）５ｂとの間には高温側再生器９と中温側
熱交換器１０が連接介在され，また低温側シリンダ６の
低温室（圧縮室）６ａと中温室（膨張室）６ｂとの間に
は低温側熱交換器１１と低温側再生器１２とが連接介在
されている。参照符号１３は高温側シリンダ５の中温室
５ｂと低温側シリンダ６の低温室６ａとを連通する連結
ダクトである。ピストンロッド３及び４には，それぞれ
クロスガイド１４及び１５が固定され，このクロスガイ
ド１４及び１５にはクランク機構１６が接続され，この
クランク機構１６が始動時は機械室等に設けられた電動
機の動力により，始動後は外燃機関自らの動力により回
転することにより，ピストン１及び２が往復運動され
る。高温側ディスプレ−サの上方にはガスバ−ナ等の加
熱手段１７が設けられている。
温室（膨張室）５ｂとの間には高温側再生器９と中温側
熱交換器１０が連接介在され，また低温側シリンダ６の
低温室（圧縮室）６ａと中温室（膨張室）６ｂとの間に
は低温側熱交換器１１と低温側再生器１２とが連接介在
されている。参照符号１３は高温側シリンダ５の中温室
５ｂと低温側シリンダ６の低温室６ａとを連通する連結
ダクトである。ピストンロッド３及び４には，それぞれ
クロスガイド１４及び１５が固定され，このクロスガイ
ド１４及び１５にはクランク機構１６が接続され，この
クランク機構１６が始動時は機械室等に設けられた電動
機の動力により，始動後は外燃機関自らの動力により回
転することにより，ピストン１及び２が往復運動され
る。高温側ディスプレ−サの上方にはガスバ−ナ等の加
熱手段１７が設けられている。
【０００８】次に，この外燃機関の動作を説明すると，
先ずクランク機構１６の回転により９０°ずれた高温側
ディスプレ−サ−ピストン１と低温側ディスプレ−サ−
ピストン２とが往復運動すれば，この高温側シリンダ５
の高温室５ａの作動ガスが押し出されて高温再生器９へ
導かれる。これと同様に，低温側シリンダ６の低温室６
ａの作動ガスが押し出され低温側熱交換機１１の多管式
チュ−ブ内部を流通する。
先ずクランク機構１６の回転により９０°ずれた高温側
ディスプレ−サ−ピストン１と低温側ディスプレ−サ−
ピストン２とが往復運動すれば，この高温側シリンダ５
の高温室５ａの作動ガスが押し出されて高温再生器９へ
導かれる。これと同様に，低温側シリンダ６の低温室６
ａの作動ガスが押し出され低温側熱交換機１１の多管式
チュ−ブ内部を流通する。
【０００９】図２は，図１における中温側熱交換器１０
及び低温側熱交換器１１に適用される，即ち，シェルア
ンドチュ−ブ熱交換器に適用される管板３０及びバッフ
ルプレ−ト３１の組み立て構成を示す。図２に示すよう
に，本発明に係わる管板３０及びバッフルプレ−ト３１
は，それぞれ複数枚（例えば８枚から２０枚程度）の薄
板からなる積層体で構成されている。図３は管板３０の
第１の実施例で，同図に示すように夫々リング状の薄板
３０Ａに対しては，多管式チュ−ブを挿入するための多
数の穴３０Ｂ（ク−ラ−チュ−ブ径が通常のφ１から２
ミリ程度の場合で，約数百個から二千個程度の穴）が設
けられている。これらの薄板３０Ａの厚さは穴径にもよ
るが，例えば０．２から０．５ミリ程度に薄い板であ
る。このように薄板の厚さが薄いので，その穴加工は従
来のようにキリ等を使用することなく，プレス加工，ま
たはフォトエッチング加工が好適である。この薄板３０
Ａは複数枚積層されて，各穴３０Ｂに挿入されるチュ−
ブ２４との間およびシリンダインナ−スリ−ブ２２との
間がロ−付け，または拡散接合等の接合手段によって組
み立てられる。図３における薄板は管板３０の場合を示
したが，バッフルプレ−ト３１の場合も同様である。
及び低温側熱交換器１１に適用される，即ち，シェルア
ンドチュ−ブ熱交換器に適用される管板３０及びバッフ
ルプレ−ト３１の組み立て構成を示す。図２に示すよう
に，本発明に係わる管板３０及びバッフルプレ−ト３１
は，それぞれ複数枚（例えば８枚から２０枚程度）の薄
板からなる積層体で構成されている。図３は管板３０の
第１の実施例で，同図に示すように夫々リング状の薄板
３０Ａに対しては，多管式チュ−ブを挿入するための多
数の穴３０Ｂ（ク−ラ−チュ−ブ径が通常のφ１から２
ミリ程度の場合で，約数百個から二千個程度の穴）が設
けられている。これらの薄板３０Ａの厚さは穴径にもよ
るが，例えば０．２から０．５ミリ程度に薄い板であ
る。このように薄板の厚さが薄いので，その穴加工は従
来のようにキリ等を使用することなく，プレス加工，ま
たはフォトエッチング加工が好適である。この薄板３０
Ａは複数枚積層されて，各穴３０Ｂに挿入されるチュ−
ブ２４との間およびシリンダインナ−スリ−ブ２２との
間がロ−付け，または拡散接合等の接合手段によって組
み立てられる。図３における薄板は管板３０の場合を示
したが，バッフルプレ−ト３１の場合も同様である。
【００１０】本発明を構成する管板の形状は第１の実施
例に示すようなリング状のものに限定されるものではな
い。図４は管板の第２の実施例を示すもので，本実施例
の場合には，円板状に形成した薄板３０Ｃに対して第１
の実施例の場合と同様，穴３０Ｂが上に述べた手段で設
けられている。
例に示すようなリング状のものに限定されるものではな
い。図４は管板の第２の実施例を示すもので，本実施例
の場合には，円板状に形成した薄板３０Ｃに対して第１
の実施例の場合と同様，穴３０Ｂが上に述べた手段で設
けられている。
【００１１】
【発明の効果】本発明は上記のように，シェルアンドチ
ュ−ブ熱交換器の管板及びバッフルプレ−トを薄板によ
る積層体で構成したので，次のような優れた効果を有す
る。 薄板への穴加工は，従来のようにキリ等を使用するこ
となく，プレス加工，またはフォトエッチング加工が適
用可能となり，そのため量産性を著しく向上させること
ができるようになった。 このため，キリ等による機械加工の場合に比べ，穴加
工時の工具寿命が伸び，さらに加工時間が短縮できるよ
うになった。
ュ−ブ熱交換器の管板及びバッフルプレ−トを薄板によ
る積層体で構成したので，次のような優れた効果を有す
る。 薄板への穴加工は，従来のようにキリ等を使用するこ
となく，プレス加工，またはフォトエッチング加工が適
用可能となり，そのため量産性を著しく向上させること
ができるようになった。 このため，キリ等による機械加工の場合に比べ，穴加
工時の工具寿命が伸び，さらに加工時間が短縮できるよ
うになった。
【図１】本発明の一実施例を適用した外燃機関の概略構
成図である。
成図である。
【図２】本発明における管板及びバッフルプレ−トの組
み立て構成を示す縦断正面図である。
み立て構成を示す縦断正面図である。
【図３】管板の第１の実施例を示す斜視図である。
【図４】管板の第２の実施例を示す斜視図である。
【図５】従来例における管板及びバッフルプレ−トの組
み立て構成を示す縦断正面図である。
み立て構成を示す縦断正面図である。
２２：シリンダインナ−スリ−ブ ２３：アウタ−スリ−ブ ２４：チュ−ブ ３０：管板 ３０Ａ：薄板 ３０Ｂ：穴 ３０Ｃ：薄板 ３１：バッフルプレ−ト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石野 光彦 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 大竹 雅久 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 作動ガスが封入されたシリンダと，この
シリンダ内を膨張室と圧縮室とに区画するピストンと，
該膨張室と該圧縮室との間に設置された加熱器，再生器
及びシェルアンドチュ−ブタイプの熱交換器とを備えた
外燃機関において，前記熱交換器の管板及びバッフルプ
レ−トを，プレスやエッチング等により穴加工された薄
板を複数枚積層した積層体で構成し，それらをロ−付
け，または拡散接合等により一体成形することを特徴と
する外燃機関の熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05182268A JP3101470B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 外燃機関の熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05182268A JP3101470B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 外燃機関の熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719632A true JPH0719632A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3101470B2 JP3101470B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=16115292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05182268A Expired - Fee Related JP3101470B2 (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 外燃機関の熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101470B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004069137A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Global Cooling Bv | スターリング機関用の熱交換器 |
| JP2009047152A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Thermo Giken Kk | フリーピストン型スターリングサイクルサイクル機関 |
| JP2019537685A (ja) * | 2016-11-20 | 2019-12-26 | シュミット、ジョシュア、エム． | 高い動的密度範囲の熱サイクル・エンジン |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP05182268A patent/JP3101470B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004069137A (ja) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Global Cooling Bv | スターリング機関用の熱交換器 |
| JP2009047152A (ja) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Thermo Giken Kk | フリーピストン型スターリングサイクルサイクル機関 |
| JP4665199B2 (ja) * | 2007-08-21 | 2011-04-06 | サーモ技研株式会社 | フリーピストン型スターリングサイクルサイクル機関 |
| JP2019537685A (ja) * | 2016-11-20 | 2019-12-26 | シュミット、ジョシュア、エム． | 高い動的密度範囲の熱サイクル・エンジン |
| EP3542044A4 (en) * | 2016-11-20 | 2020-07-15 | Joshua M. Schmitt | HIGH DYNAMIC DENSITY RANGE THERMAL CYCLE ENGINE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3101470B2 (ja) | 2000-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |