JPH0828980A

JPH0828980A - 熱駆動装置の熱再生器

Info

Publication number: JPH0828980A
Application number: JP16402094A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Hayashi; 広高林; Mitsuo Fukuda; 光男福田; Masaharu Ohori; 正春大堀; Keiichiro Utsunomiya; 敬一郎宇都宮; Masaaki Haba; 政明羽場
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】製作性や加工性が良く、圧力損失も少ない熱
駆動装置の熱再生器を得る。【構成】熱駆動装置における作動ガスに熱の授受を行
なう熱再生器に関し、伝熱性のある金属薄板をコルゲー
ト状にして複列の溝３７を形成した第１の蓄熱板３８
に、伝熱性のある金属薄板の平板である第２の蓄熱板３
９を接合してなる蓄熱部材４０を、第１の蓄熱板３８の
溝３７がシリンダの中心線方向に並ぶように渦巻き状に
巻回し、溝３７により周囲に作動ガスの流通する複列で
複層の作動ガス通路４３を持つ円筒体のユニット４１と
して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スターリングエンジン
や熱駆動型ヒートポンプ装置など、ヴィルミエサイクル
を用いた熱駆動装置のシリンダに組込まれる熱再生器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヴィルミエサイクルを用いた熱駆動装置
として、例えば熱駆動型ヒートポンプ装置は基本的には
特開昭６１ー４４２５４号公報や特開平２ー４１７４号
公報に開示されているような構成を採っている。前者は
図１７に示すように、第１と第２のガス作動装置２０
０，２０１を備えている。第１のガス作動装置２００
は、往復動されるディスプレーサー２０２により作動ガ
スで満たされた内部が高温室２０３と中温室２０４とに
区画された高温シリンダ２０５と、この高温シリンダ２
０５の高温室２０３と中温室２０４とを、高温室２０３
側から中温室２０４側に順に連設した高温側熱交換器２
０６と蓄熱器２０７と中温側熱交換器２０８とによる作
動ガス流路により連通させた構成で、高温側熱交換器２
０６には加熱手段２０９が併設されている。

【０００３】また、第２のガス作動装置２０１は、往復
動されるディスプレーサー２１０により作動ガスで満た
された内部が低温室２１１と中温室２１２とに区画され
た低温シリンダ２１３と、この低温シリンダ２１３の低
温室２１１と中温室２１２とを、低温室２１１側から中
温室２１２側に順に連設した低温側熱交換器２１４と蓄
冷器２１５と中温側熱交換器２１６とによる作動ガス流
路により連通させた構成である。

【０００４】第１と第２のガス作動装置２００，２０１
の中温室２０４，２１２は、各ガス流路の末端に設けら
れた連通部により相互に連通している。高温シリンダ２
０５と低温シリンダ２１３とは概ね直角をなして基部に
おいて結合され、その結合部分にはクランク機構部２１
７が組み込まれ、これにより高温側と低温側の各ディス
プレーサー２０２，２１０がある位相差をもって往復動
するように構成されている。

【０００５】後者も基本的には前者と同様の構成で、概
ね直角をなして基部側において結合された高温シリンダ
と低温シリンダとの結合部分に、高温シリンダと低温シ
リンダとで形成される平面に直角にクランク機構のクラ
ンク軸が配設され、このクランク軸にクランク機構部を
動かすスターターモータの回転軸が連結されている。

【０００６】このような熱駆動型ヒートポンプ装置は、
いずれも外燃機関に属するスターリングエンジンと同様
にヴィルミエサイクルを利用した基本構造を持ち、高温
側熱交換器２０６で強制的に作動ガスを加熱する外部加
熱方式により、低温側熱交換器２１４から低温熱媒体
を、中温側熱交換器２０８，２１６から中温熱媒体をそ
れぞれ取り出して、低温熱媒体を冷房に、中温熱媒体を
暖房に利用するようにしたものである。

【０００７】第１のガス作動装置２００の蓄熱器２０７
も第２のガス作動装置２０１の蓄冷器２１５も、ともに
作動ガスの熱を一旦蓄え、再び作動ガスに受け渡す熱再
生器であり、この熱再生器に関する従来技術としては、
例えば特開昭６２ー８２２６４号公報に示されているよ
うなものがある。即ち、シリンダの内周面に形成された
凹部に熱再生器と熱交換器がシリンダと同軸状に組込ま
れている。熱再生器と熱交換器の内周面側は、シリンダ
内に嵌合されディスプレーサーに対する摺動面を構成す
るライナにより被覆されている。熱再生器は、ＳＵＳ材
の金網をプレスで打ち抜き、リング状の蓄熱部材を形成
し、この蓄熱部材をライナに複数枚積層することにより
構成されている。しかし、この熱再生器は、ライナに蓄
熱部材を積層する作業が実際には非常に面倒なうえ困難
であり、積層の仕方などにより組立時にばらつきができ
るといった問題点がある。

【０００８】例えば特開昭６２ー１１８０４８号公報や
特開平５ー２９６５９０号公報には上記した問題点を解
消しようとする技術が示されている。前者は図１８に示
すように、多数の溝２１８を設けた金属薄板２１９を巻
込んで円柱体２２０を作り、これを輪切りにして熱再生
器２０７，２１５を構成する技術である。また、後者は
図１９に示すように、織金網２２１を螺旋状に巻回して
熱再生器２０７，２１５を構成し、この熱再生器２０
７，２１５の内周側から外周側へ図示のように作動ガス
を通すようにする技術である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の熱
再生器２０７，２１５において、金属薄板２１９を巻込
んだ円柱体２２０を輪切りにしたものでは、溝２１８を
緻密に形成することが困難で、溝２１８により作動ガス
を通すためどうしても作動ガスの通過面積が少なく、熱
再生機能が低くなり勝ちであるうえ、作動ガスの圧力損
失も高いといった問題点がある。また、織金網２２１を
渦巻き状にしたものでは、シリンダに同心状に組込んだ
場合、作動ガスの流れを周方向に変えなくてはならない
ため、圧力損失が大きくなる。そして、半径方向の織金
網２２１の層で蓄熱し、或いは放熱させるため、どうし
ても半径方向の寸法が大きくなるといった問題点があ
る。

【００１０】本発明は上記した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、その課題とするところは、製作
性、組立性が良く、圧力損失も少ない熱駆動装置の熱再
生器を得ることであり、そのコストを低減することであ
り、半径方向の寸法を大きくしないことであり、また、
その機能の向上を図ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項１の発明は、ヒータ管と熱再生器と熱交換器と
がシリンダ内に組込まれた第１のガス作動装置と、低温
側熱交換器と熱再生器と熱交換器とがシリンダに組込ま
れた第２のガス作動装置とを備えた熱駆動装置における
熱再生器に関し、伝熱性のある金属薄板をコルゲート状
にして複列の溝を形成した第１の蓄熱板に、伝熱性のあ
る金属薄板の平板である第２の蓄熱板を接合してなる蓄
熱部材を、第１の蓄熱板の溝がシリンダの中心線方向に
並ぶように渦巻き状に巻回し、溝により周囲に作動ガス
の流通する複列で複層のガス通路を持つ円筒体のユニッ
トとして構成する手段を採用する。

【００１２】前記課題を達成するために請求項２の発明
は、請求項１にかかる手段における円筒体のユニット
を、複数の単位ユニットを中心線方向に複数個積み重ね
て構成する手段を採用する。

【００１３】前記課題を達成するために請求項３の発明
は、ヒータ管と熱再生器と熱交換器とがシリンダ内に組
込まれた第１のガス作動装置と、低温側熱交換器と熱再
生器と熱交換器とがシリンダに組込まれた第２のガス作
動装置とを備えた熱駆動装置における熱再生器に関し、
伝熱性のある織金網にスリット状の開放部を全体に千鳥
状に形成した蓄熱部材を、その開放部が周方向に千鳥配
列するように渦巻き状に巻回して、中心線方向への作動
ガスの流通が可能な円筒体のユニットとして構成する手
段を採用する。

【００１４】前記課題を達成するために請求項４の発明
は、伝熱性のある織金網よりなる蓄熱部材を、渦巻き状
に巻回して、中心線方向への作動ガスの流通が可能な円
筒体の単位ユニットとして構成し、この単位ユニットを
複数個中心線方向に積み重ね円筒体に構成する手段を採
用する。

【００１５】前記課題を達成するために請求項５の発明
は、ヒータ管と熱再生器と熱交換器とがシリンダ内に組
込まれた第１のガス作動装置と、低温側熱交換器と熱再
生器と熱交換器とがシリンダに組込まれた第２のガス作
動装置とを備えた熱駆動装置における熱再生器に関し、
伝熱性のある横素線とそうでない縦素線とによる織金網
よりなる蓄熱部材を、その横素線が周方向に配列するす
るように渦巻き状に巻回して、中心線方向への作動ガス
の流通が可能な円筒体のユニットとして構成する手段を
採用する。

【００１６】前記課題を達成するために請求項６の発明
は、ヒータ管と熱再生器と熱交換器とがシリンダ内に組
込まれた第１のガス作動装置と、低温側熱交換器と熱再
生器と熱交換器とがシリンダに組込まれた第２のガス作
動装置とを備えた熱駆動装置における熱再生器に関し、
円筒状の胴部の両端に作動ガスの通過を可能に構成した
フランジを形成してなる熱伝導性の低いボビンに対し
て、その胴部に銅素線を隙間をもって多層状に巻着し、
中心線方向への作動ガスの流通が可能なユニットとして
構成する手段を採用する。

【００１７】前記課題を達成するために請求項７の発明
は、請求項６にかかる手段におけるユニットを、複数の
単位ユニットを中心線方向に複数個積み重ねて構成する
手段を採用する。

【００１８】前記課題を達成するために請求項８の発明
は、請求項２又は請求項４のいずれかにかかる手段にお
ける単位ユニット間に断熱材を介在させる手段を採用す
る。

【００１９】

【作用】請求項１にかかる前記手段においては、第１の
蓄熱板に第２の蓄熱板を接合して、第１の蓄熱板の溝が
シリンダの中心線方向に並ぶように渦巻き状に巻回すだ
けで、コルゲート状の第１の蓄熱板の溝により周囲に上
下方向に作動ガスを流通させることができる複列で複層
のガス通路を持つ円筒体のユニットが構成され、作動ガ
ス通路を通る作動ガスの熱は平面積の大きい第１の蓄熱
板と、それより平面積の少ない第２の蓄熱板に蓄熱さ
れ、第１の蓄熱板と第２の蓄熱板に蓄熱された熱は作動
ガス通路を通る作動ガスに受熱される。

【００２０】請求項２にかかる前記手段においては請求
項１にかかる作用とともに、作動ガスの流れ方向に単位
ユニット同士が分離しているため、各単位ユニット同士
の作動ガスの流れ方向についての接触熱伝導が減少し、
作動ガスと各単位ユニット間での熱の授受が円滑にな
る。

【００２１】請求項３にかかる前記手段においては、織
金網にスリット状の開放部を全体に千鳥状に形成した蓄
熱部材を開放部が周方向に千鳥配列するように渦巻き状
に巻回すだけで、作動ガスを中心線方向に通過させうる
円筒体のユニットを構成することができ、織金網の層間
を通る作動ガスの熱は織金網に蓄熱され、蓄熱された熱
は織金網の層間を通る作動ガスに受熱される。織金網は
作動ガスの流れ方向に開放部で分断されているため、作
動ガスの流れ方向についての織金網の接触熱伝導が減少
し、作動ガスとユニットとの熱の授受が円滑になる。

【００２２】請求項４にかかる前記手段においては、織
金網よりなる蓄熱部材を渦巻き状に巻回した単位ユニッ
トを積み重ねるだけで、作動ガスを中心線方向に通過さ
せうる円筒体を構成することができ、単位ユニットの織
金網の層間を通る作動ガスの熱は織金網に蓄熱され、蓄
熱された熱は織金網の層間を通る作動ガスに受熱され
る。織金網は単位ユニット毎に作動ガスの流れ方向に分
れているため、作動ガスの流れ方向についての織金網の
接触熱伝導が減少し、作動ガスとユニットとの熱の授受
も円滑になる。

【００２３】請求項５にかかる前記手段においては、伝
熱性のある横素線とそうでない縦素線とによる織金網よ
りなる蓄熱部材を横素線が周方向に配列するように渦巻
き状に巻回すだけで、作動ガスを中心線方向に通過させ
うる円筒体のユニットを構成することができ、織金網の
層間を通る作動ガスの熱は織金網に蓄熱され、蓄熱され
た熱は織金網の層間を通る作動ガスに受熱される。織金
網は縦素線で横素線同士の接触熱伝導が規制されている
ため、作動ガスの流れ方向についての織金網の接触熱伝
導が減少し、作動ガスとユニットとの熱の授受が円滑に
なる。

【００２４】前記課題を達成するために請求項６の発明
は、ボビンに銅素線を比較的粗な状態に巻着するだけ
で、中心線方向に作動ガスを流通させることができるユ
ニットを構成することができ、巻着された銅素線間を通
る作動ガスの熱は層状の銅素線に蓄熱され、蓄熱された
熱は銅素線間を通る作動ガスに受熱される。

【００２５】請求項７にかかる前記手段においては請求
項６にかかる作用とともに、作動ガスの流れ方向に単位
ユニット同士が分離しているため、各単位ユニット同士
の作動ガスの流れ方向についての接触熱伝導が減少し、
作動ガスと各単位ユニット間での熱の授受が円滑にな
る。

【００２６】請求項８にかかる前記手段においては請求
項２又は請求項４のいずれかにかかる作用とともに、作
動ガスの流れ方向に単位ユニット同士が分離していてそ
れらの間が断熱されるため、各単位ユニット同士の作動
ガスの流れ方向についての接触熱伝導が極めて少なくな
り、作動ガスと各単位ユニット間での熱の授受が極めて
円滑になる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。実施例１．図１はこの発明の一実施例としての熱駆動型
ヒートポンプ装置の構成を示した断面図である。始めに
この図１に基づいてその全体の構成について説明する。
図１に示すこの熱駆動型ヒートポンプ装置は、第１と第
２のガス作動装置１，２と、これらを動作させるクラン
ク機構部３，４及びスタータモータ５とを主体として構
成され、フレーム６にコイルスプリングを備えた懸架装
置７により弾性的に懸架されたベース８上に取付けられ
ている。第１のガス作動装置１と第２のガス作動装置２
とは、ベース８上に近接状態に並立された各クランク機
構部３，４の上部にそれぞれ設けられ、各クランク機構
部３，４間の中央部に各クランク機構部３，４の初期動
作のための単一のスタータモータ５が配置されている。

【００２８】第１のガス作動装置１は高温側シリンダ９
と、この高温側シリンダ９内を往復動する高温側ディス
プレーサー１０を備えている。高温側シリンダ９にはヘ
リウムガス等の作動ガスが充填され、高温側ディスプレ
ーサー１０はこの高温側シリンダ９内をシリンダヘッド
側の高温空間１１と、クランク機構部３側の高温側中温
空間１２とに区画している。高温側シリンダ９の下端は
クランク機構部３の外殻を構成しているクランクケース
１３の上端に連結され、クランクケース１３内のクラン
ク室上部に嵌装されたロッドシール部１４により高温側
シリンダ９の高温側中温空間１２とクランク室との気密
が保持される。

【００２９】高温側シリンダ９の高温空間１１と高温側
中温空間１２とは、高温空間１１側から高温側中温空間
１２側に順に連設したヒータ管１５と蓄熱再生器１６と
高温側中温部熱交換器１７とによるガス流路により連通
されている。ヒータ管１５は、高温側シリンダ９のシリ
ンダヘッドに複数本角状に並列配管され、高温側シリン
ダ９の上部側にキャップ状に被冠装着された燃焼装置１
８の燃焼室１９にそれぞれ配設されている。これらのヒ
ータ管１５の一端は高温空間１１にそれぞれ臨み、他端
は蓄熱再生器１６に連絡している。

【００３０】蓄熱再生器１６と高温側中温部熱交換器１
７とは高温側シリンダ９の内壁面に形成された凹部２０
に蓄熱再生器１６を上側に、高温側中温部熱交換器１７
を下側にしてそれぞれ高温側シリンダ９に同軸状に組付
けられ、それらの内周側は、高温側シリンダ９における
高温側ディスプレーサー１０との摺動面を形成するライ
ナ２１により被覆されている。

【００３１】第２のガス作動装置２も低温側シリンダ２
２と、この低温側シリンダ２２内を往復動する低温側デ
ィスプレーサー２３を備えている。低温側シリンダ２２
にもヘリウムガス等の作動ガスが充填され、低温側ディ
スプレーサー２３はこの低温側シリンダ２２内をシリン
ダヘッド側の低温空間２４と、クランク機構部４側の低
温側中温空間２５とに区画している。低温側シリンダ２
２の下端はクランク機構部４の外殻を構成するクランク
ケース２６の上端に連結され、クランクケース２６内の
クランク室上部に嵌装されたロッドシール部２７により
低温側シリンダ２２の低温側中温空間２５とクランク室
との気密が保持される。

【００３２】低温側シリンダ２２の低温空間２４と低温
側中温空間２５とは、低温空間２４側から低温側中温空
間２５側に順に連設した低温側熱交換器２８と熱再生器
２９と低温側中温部熱交換器３０とによるガス流路によ
り連通されている。低温側熱交換器２８と熱再生器２９
と低温側中温部熱交換器３０とは低温側シリンダ２２の
内壁面に形成された凹部２０に低温側熱交換器２８を上
側に、熱再生器２９を中間に、低温側中温部熱交換器３
０を下側にして、それぞれ低温側シリンダ２２に同軸状
に組付けられ、それらの内周側は、低温側シリンダ２２
における低温側ディスプレーサー２３との摺動面を形成
するライナ２１により被覆されている。

【００３３】第１のガス作動装置１の高温側中温空間１
２と、第２のガス作動装置２の低温側中温空間２５と
は、それぞれの底部を形成しているロッドシール部１
４，２７に形成した連通孔を経て各クランクケース１
３，２６に設けられた接続口に通じ、この接続口同士を
繋いだ外部連通管３１により相互に連通している。

【００３４】第１のガス作動装置１と第２のガス作動装
置２の高温側ディスプレーサー１０と低温側ディスプレ
ーサー２３とは、それぞれそれらの下部に設けられたク
ランク機構部３，４により所定の位相差（この実施例で
は９０°である）をもって高温側シリンダ９内と低温側
シリンダ２２内をそれぞれ往復動する。各クランク機構
部３，４は図１に示すようにほぼ相同の構成で、それら
の間に組付けられた両軸型のスタータモータ５の回転軸
の各端にクランクシャフトが連結されている。

【００３５】各クランクシャフトにはクランクケース１
３，２６内においてクランクシャフトの回転運動を往復
直線運動に変換するコンロッド３２の大径端が枢着され
ている。各コンロッド３２の小径端は、クランクケース
１３，２６の上部側に形成された筒部３３に摺動可能に
組込まれたクロスヘッド３４にピンにより連結され、ク
ランクシャフトの一回転により、クロスヘッド３４が筒
部３３内を上下に一往復動する。各クロスヘッド３４の
上部と高温側ディスプレーサー１０及び低温側ディスプ
レーサー２３の下端とはロッドシール部１４，２７を貫
いて設けた連結ロッド３５，３６によりそれぞれ連結さ
れ、高温側ディスプレーサー１０と低温側ディスプレー
サー２３はそれらに連結されたクロスヘッド３４と同期
してそれぞれ高温側シリンダ９内と低温側シリンダ２２
内の上死点と下死点の間を往復直線動する。各ロッドシ
ール部１４，２７を貫く連結ロッド３５，３６は、ロッ
ドシール部１４，２７の摺動面を気密状態で上下動す
る。

【００３６】続いて上記した基本構成の熱駆動型ヒート
ポンプ装置の動作について説明する。燃焼装置１８の運
転により燃焼装置１８が燃焼を開始すると、燃焼室１９
にある各ヒータ管１５は通常４００℃〜８００℃に加熱
され、高温側中温部熱交換器１７と低温側中温部熱交換
器３０とはそれぞれ３５℃〜８０℃になり、スタータモ
ータ５の駆動により起動する。スタータモータ５の駆動
とともに各クランク機構部３，４により、高温側ディス
プレーサー１０は高温側シリンダ９内を、低温側ディス
プレーサー２３は低温側シリンダ２２内をそれぞれ９０
°の位相差をもって往復動を始める。

【００３７】作動ガスは、第１のガス作動装置１では高
温側ディスプレーサー１０の動きにより高温空間１１か
らヒータ管１５、蓄熱再生器１６、高温側中温部熱交換
器１７を経て高温側中温空間１２に至る順の移動と、こ
の逆順での移動を交互に繰り返し、第２のガス作動装置
２では低温側ディスプレーサー２３の動きにより低温空
間２４から低温側熱交換器２８、熱再生器２９、低温側
中温部熱交換器３０を経て低温側中温空間２５に至る順
の移動と、この逆順での移動を交互に繰り返す。この
間、作動ガスの作動空間の体積は一定であり、作動ガス
の温度と圧力とが変化する。作動ガスの圧力の変化は第
１のガス作動装置１と第２のガス作動装置２とは外部連
通管３１で連通しているため瞬時に伝わり、圧力は全作
動空間において一様になる。

【００３８】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサー１０が上死点にある時、蓄熱再生器１６は高温の
作動ガスの通過により加熱され蓄熱されている。高温空
間１１は容積がない状態であり、高温側中温空間１２に
移動した作動ガスは低温側シリンダ２２の作用を受けて
圧力が上がり発熱し、高温側中温部熱交換器１７により
放熱される。この状態は熱的プロセスとしては等温圧縮
である。この時、第２のガス作動装置２の低温側ディス
プレーサー２３は、シリンダヘッド側への移動途中にあ
り、作動ガスは低温空間２４から低温側中温空間２５へ
移動している。熱再生器２９は低温空間２４からの低温
ガスに熱を奪われその蓄熱量が減少していく。熱再生器
２９からの受熱により加熱されて低温側中温空間２５へ
移動する作動ガスにより、低温側シリンダ２２内の作動
ガスの平均温度が上昇し、圧力が上昇する。この状態は
熱的プロセスとしては等容加熱（体積一定の状態変化）
である。

【００３９】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサー１０が上死点から下降途中になると、作動ガスは
高温側中温空間１２から高温空間１１へ移動する。蓄熱
再生器１６は高温側中温空間１２からの作動ガスに熱を
奪われその蓄熱量が減少していく。蓄熱再生器１６から
の受熱により加熱されて高温空間１１へ移動する作動ガ
スにより、高温側シリンダ９内の作動ガスの平均温度が
上昇し、圧力が上昇する。この状態は熱的プロセスとし
ては等容加熱である。この時、第２のガス作動装置２の
低温側ディスプレーサー２３は上死点になり、熱再生器
２９は低温の作動ガスの通過により冷却され蓄冷されて
いる。低温空間２４は容積がない状態であり、低温側中
温空間２５に移動した作動ガスは高温側シリンダ９の作
用を受けて圧力が上がり発熱し、低温側中温部熱交換器
３０により放熱される。この状態は熱的プロセスとして
は等温圧縮である。

【００４０】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサー１０が下死点になると、作動ガスは高温側中温空
間１２から高温空間へ１１へ移動する。蓄熱再生器１６
は高温側中温空間１２からの作動ガスに熱を奪われその
蓄熱量はほぼ無くなっている。高温空間１１の容積は最
大の状態にあり、蓄熱再生器１６からの受熱より加熱さ
れ高温空間１１に移動した作動ガスは低温側シリンダ２
２の作用を受けて圧力が下がり膨張して放熱するが、ヒ
ータ管１５を通じて燃焼装置１８から吸熱するので、熱
的プロセスとしては等温膨張となる。この時、第２のガ
ス作動装置２の低温側ディスプレーサー２３は上死点か
ら下降途中になっていて、作動ガスは低温側中温空間２
５から低温空間２４へ熱再生器２９により冷却されて移
動していく。熱再生器２９により冷却されて低温空間２
４へ移動する作動ガスにより、低温側シリンダ２２内の
作動ガスの平均温度が上昇し、圧力が上昇する。この状
態は熱的プロセスとしては等容冷却である。

【００４１】第１のガス作動装置１の高温側ディスプレ
ーサー１０が下死点からシリンダヘッド側への移動途中
になると、作動ガスは高温空間１１から高温側中温空間
１２へ移動している。蓄熱再生器１６は高温空間１１か
らの高温の作動ガスによりその蓄熱量を増加させてい
く。蓄熱再生器１６により冷却されて高温側中温空間１
２へ移動する作動ガスにより、高温側シリンダ９内の作
動ガスの平均温度が下降し、圧力が減少する。この状態
は熱的プロセスとしては等容冷却である。この時、第２
のガス作動装置２の低温側ディスプレーサー２３は下降
していき下死点になる。低温側ディスプレーサー２３が
下死点になると、作動ガスは低温側中温空間２５から低
温空間２４へ熱再生器２９に冷却されて移動している。
低温空間２４の容積は最大の状態にあり、熱再生器２９
により冷却され低温空間２４に移動した作動ガスは高温
側シリンダ９の作用を受けて圧力が下がり膨張して放熱
するが、低温側熱交換器２８により吸熱されるので熱的
プロセスとしては等温膨張となる。

【００４２】上記したサイクルが繰り返されて、高温側
中温部熱交換器１７と低温側中温部熱交換器３０とから
暖房出力が、低温側熱交換器２８から冷房出力がそれぞ
れ得られる。上記サイクルは、初期運転をスタータモー
タ５により起こせば、その後はスタータモータ５の動力
を必要とすることなく自律的な運転が可能である。

【００４３】この実施例１の熱駆動型ヒートポンプ装置
の特徴は、第１のガス作動装置１の高温側シリンダ９に
組込まれた蓄熱再生器１６及び第２のガス作動装置２の
低温側シリンダ２２に組込まれた熱再生器２９の構成に
あり、以下にその説明をする。なお、第１のガス作動装
置１の蓄熱再生器１６は蓄熱であり、第２のガス作動装
置２の熱再生器２９は蓄冷であるが、熱再生器としての
機能及び構成はいずれも同じであり、以降では第１のガ
ス作動装置１の蓄熱再生器１６で代表するものとして蓄
熱再生器１６について説明することにする。

【００４４】蓄熱再生器１６は、図２と図３に示すよう
に複列の溝３７を形成した第１の蓄熱板３８に平板であ
る第２の蓄熱板３９を接合してなる蓄熱部材４０を、渦
巻き状に巻回して円筒体のユニット４１として構成され
ている。第１の蓄熱板３８はアルミや銅など伝熱性のあ
る金属薄板を、図４に示すように対構成の成形歯車４２
に送り込んでコルゲート状に成形することにより形成さ
れ、相互に独立した複列の溝３７を有する。第２の蓄熱
板３８はアルミや銅など伝熱性のある金属薄板で、図４
に示すように成形の済んだ第１の蓄熱板３８の片面に対
して接合される。第１の蓄熱板３８に第２の蓄熱板３９
を接合してなる蓄熱部材４０は、図５に示すように第１
の蓄熱板３８の溝３７が高温側シリンダ９の中心線方向
に並ぶように渦巻き状に巻回して円筒体のユニット４１
として構成される。このユニット４１は、図２に示すよ
うに溝３７により周囲に作動ガスの流通する複列で複層
の作動ガス通路４３を持つ円筒体である。

【００４５】この円筒体は、高温側シリンダ９の内壁面
に形成された凹部２０に高温側シリンダ９と同心状に嵌
装される。作動ガス通路４３の上端側はヒータ管１５側
に接続され、下端側は高温側中温部熱交換器１７に接続
され蓄熱再生器１６として機能する。蓄熱再生器１６の
内周側は高温側シリンダ９に装着されるライナ２１の外
周面に当接される。

【００４６】この蓄熱再生器１６は、コルゲート状の第
１の蓄熱板３８に平板の第２の蓄熱板３９を接合して、
渦巻き状に巻回し端部を固着するだけの簡単な工程によ
り製造することができ、全体が円筒体のユニット４１と
して構成されているため、高温側シリンダ９への組付け
も簡単でばらつきも生じない。作動ガス通路４３は緻密
で多数構成されているうえ、流れる方向が高温側シリン
ダ９の中心線方向であり、作動ガスを半径方向へ変える
必要もないので作動ガスの圧力損失は十分に少なくな
る。作動ガス通路４３を上から下へ流れる作動ガスの熱
は接触面積が広く平面積も十分に大きい第１の蓄熱板３
８と、それよりは平面積の少ない第２の蓄熱板３９にそ
れぞれ蓄熱される。また、作動ガス通路４３を下から上
へ流れる作動ガスに、第１の蓄熱板３８と第２の蓄熱板
３９に蓄熱された熱は受熱されることになる。このよう
に、この蓄熱再生器１６によれば熱駆動型ヒートポンプ
装置等、熱駆動装置のコストを低減させることができ、
また、半径方向の寸法も小さくて済む。

【００４７】実施例２．この実施例２も第１のガス作動
装置１の高温側シリンダ９に組込まれた蓄熱再生器１６
及び第２のガス作動装置２の低温側シリンダ２２に組込
まれた熱再生器２９に関するものであり、実施例１の場
合と同様に蓄熱再生器１６で代表するものとして第１の
ガス作動装置１の蓄熱再生器１６について説明すること
にする。なお、熱駆動型ヒートポンプ装置については構
成も機能も実施例１で示したものを援用し、重複する説
明は省くことにする。

【００４８】この実施例２の蓄熱再生器１６は、図６に
示すように実施例１により示した円筒体のユニット４１
を複数個の単位ユニット４４に分割したことに特徴があ
るもので、分割にかかる構成以外は実施例１のものと製
造の仕方も構成部材もほぼ同じである。従って、それら
の説明については図に共通の符号を付し説明は省略す
る。この実施例２の蓄熱再生器１６は、実施例１のユニ
ット４１を輪切りにして複数の単位ユニット４４を構成
し、これらの単位ユニット４４を中心線方向に重ね合わ
せて高温側シリンダ９に組込むことにより構成される。
各単位ユニット４４はそのまま端面同士を突き合せわて
積層してもよいが、図６に示すように各単位ユニット４
４の合わせ面に、セラミックの多孔板やプラスチックメ
ッシュ或いは不織布などの断熱材４５を挟んで積層する
方が、蓄熱再生機能がより良いものとなる。上記以外の
構成は実施例１のものと同じである。

【００４９】この実施例２の蓄熱再生器１６では、作動
ガスの流れ方向に単位ユニット４４同士が分離している
ため、各単位ユニット４４同士の作動ガスの流れ方向に
ついての接触熱伝導が減少し、作動ガスと各単位ユニッ
ト４４間での熱の授受が円滑になり、実施例１のものよ
り蓄熱再生機能が向上する。特に各単位ユニット４４間
に断熱材４５を介在させた場合には、各単位ユニット４
４同士の作動ガスの流れ方向についての接触熱伝導が著
減し、作動ガスと各単位ユニット４４間での熱の授受が
より一層円滑になる。

【００５０】実施例３．この実施例３も第１のガス作動
装置１の高温側シリンダ９に組込まれた蓄熱再生器１６
及び第２のガス作動装置２の低温側シリンダ２２に組込
まれた熱再生器２９に関するものであり、実施例１の場
合と同様に蓄熱再生器１６で代表するものとして第１の
ガス作動装置１の蓄熱再生器１６について説明すること
にする。なお、熱駆動型ヒートポンプ装置については構
成も機能も実施例１で示したものを援用し、重複する説
明は省くことにする。

【００５１】この実施例３の蓄熱再生器１６は、図７に
示すような織金網４６にスリット状の開放部４７を全体
に千鳥状に形成した蓄熱部材４８を、その開放部４７が
周方向に千鳥配列するように図８に示すように渦巻き状
に巻回して端部を溶着等により固定し、中心線方向への
作動ガスの流通が可能な円筒体のユニット４９として構
成したものである。織金網４６は伝熱性のあるＳＵＳ材
やアルミや銅などよりなる素線を縦横に織り込んだ構成
で、開放部４７は縦方向の素線を中心線方向になん箇所
かで分断するために当該部の組成を部分的に切除したも
のである。

【００５２】円筒体のユニット４９は、高温側シリンダ
９の内壁面に形成された凹部２０に高温側シリンダ９と
同心状に嵌装される。ユニット４９の上端側はヒータ管
１５側に接続され、下端側は高温側中温部熱交換器１７
に接続され蓄熱再生器１６として機能する。蓄熱再生器
１６の内周側は高温側シリンダ９に装着されるライナ２
１の外周面に当接される。

【００５３】この蓄熱再生器１６は、開放部４７を設け
た織金網４６を渦巻き状に巻回し端部を固着するだけの
簡単な工程により製造することができ、全体が円筒体の
ユニット４９として構成されているため、高温側シリン
ダ９への組付けも簡単でばらつきも生じない。作動ガス
通路はユニット４９全体に分布しているうえ、流れる方
向が高温側シリンダ９の中心線方向であり、作動ガスを
半径方向へ変える必要もないので作動ガスの圧力損失は
十分に少なくなる。作動ガス通路を上から下へ流れる作
動ガスの熱は縦横の素線に蓄熱される。また、作動ガス
通路を下から上へ流れる作動ガスに素線に蓄熱された熱
は受熱されることになる。このように、この蓄熱再生器
１６によれば熱駆動型ヒートポンプ装置等、熱駆動装置
のコストを低減させることができ、半径方向の寸法も小
さくて済む。

【００５４】特にこの実施例３の蓄熱再生器１６では、
作動ガスの流れ方向に縦方向の素線の何本かが要所要所
に形成された開放部４７により分断され、蓄熱部材４８
の蓄熱部分が作動ガスの流れ方向に分離することにな
り、蓄熱部材４８の作動ガスの流れ方向についての接触
熱伝導が減少し、作動ガスと各蓄熱部材４８間での熱の
授受が円滑になり、蓄熱再生機能が向上する。

【００５５】実施例４．この実施例４も第１のガス作動
装置１の高温側シリンダ９に組込まれた蓄熱再生器１６
及び第２のガス作動装置２の熱再生器２９に関するもの
であり、実施例１の場合と同様に蓄熱再生器１６で代表
するものとして第１のガス作動装置１の蓄熱再生器１６
について説明することにする。なお、熱駆動型ヒートポ
ンプ装置については構成も機能も実施例１で示したもの
を援用し、重複する説明は省くことにする。

【００５６】この実施例４の蓄熱再生器１６は、図９に
示すように実施例３により示した円筒体のユニット４９
を複数個の単位ユニット５０に分割構成したものであ
り、分割にかかる構成以外は実施例３のものと製造の仕
方も構成部材もほぼ同じである。従って、それらの説明
については図に共通の符号を付し説明は省略する。この
実施例４の蓄熱再生器１６は、実施例３のユニット４９
より軸方向の寸法の小さい複数の単位ユニット５０を中
心線方向に重ね合わせて高温側シリンダ９に組込むこと
により構成される。

【００５７】各単位ユニット５０は実施例３により示し
た組成で、開放部４７なしの蓄熱部材４８を巻回し端部
を固定して構成されている。各単位ユニット５０はその
まま端面同士を突き合わせて積層してもよいが、図９に
示すように各単位ユニット５０の合わせ面に、プラスチ
ックメッシュや不織布などの断熱材４５を挟んで積層す
る方が、蓄熱再生機能がより良いものとなる。上記以外
の構成は実施例３のものと同じである。

【００５８】この実施例４の蓄熱再生器１６では、作動
ガスの流れ方向に単位ユニット５０同士が分離している
ため、各単位ユニット５０同士の作動ガスの流れ方向に
ついての接触熱伝導が減少し、作動ガスと各単位ユニッ
ト５０間での熱の授受が円滑になる。特に各単位ユニッ
ト５０間に断熱材４５を介在させた場合には、各単位ユ
ニット５０同士の作動ガスの流れ方向についての接触熱
伝導が著減し、作動ガスと各単位ユニット５０間での熱
の授受がより一層円滑になり、蓄熱再生機能が向上す
る。これ以外の作用効果は実施例３のものと同じであ
る。

【００５９】実施例５．この実施例５も第１のガス作動
装置１の高温側シリンダ９に組込まれた蓄熱再生器１６
及び第２のガス作動装置２の熱再生器２９に関するもの
であり、実施例１の場合と同様に蓄熱再生器１６で代表
するものとして第１のガス作動装置１の蓄熱再生器１６
について説明することにする。なお、熱駆動型ヒートポ
ンプ装置については構成も機能も実施例１で示したもの
を援用し、重複する説明は省くことにする。

【００６０】この実施例５の蓄熱再生器１６は、図１０
と図１１に示すように織金網５１よりなる蓄熱部材５２
を渦巻き状に巻回して端部を溶着等により固定し、中心
線方向への作動ガスの流通が可能な円筒体のユニット５
３として構成したものである。織金網５１は伝熱性のあ
るＳＵＳ材やアルミや銅などよりなる横素線５４と、伝
熱性の低いビニルやナイロンなどのプラスチック材又は
耐熱性のよいプラスチック材よりなる縦素線５５を縦横
に織り込んだ構成である。

【００６１】円筒体のユニット５３は、高温側シリンダ
９の内壁面に形成された凹部２０に高温側シリンダ９と
同心状に嵌装される。ユニット５３の上端側はヒータ管
１５側に接続され、下端側は高温側中温部熱交換器１７
に接続され蓄熱再生器１６として機能する。蓄熱再生器
１６の内周側は高温側シリンダ９に装着されるライナ２
１の外周面に当接される。

【００６２】この実施例５の蓄熱再生器１６では、作動
ガスの流れ方向へは縦素線５５により接触熱伝導が減少
し、作動ガスとユニット５３間での熱の授受が円滑にな
る。なお、縦素線５５の全部でなく何本かを伝熱性の低
いもので構成し、何本かを伝熱性のある素線で構成する
ようにすれば、蓄熱と作動ガスの流れ方向への接触熱伝
導の減少との調整も可能である。

【００６３】この蓄熱再生器１６も、実施例３のものと
同様に織金網５１を渦巻き状に巻回し端部を固着するだ
けの簡単な工程により製造することができ、全体が円筒
体のユニット５３として構成されているため、高温側シ
リンダ９への組付けも簡単でばらつきも生じず、実施例
３のものとほぼ同様の作用効果を果たす。

【００６４】実施例６．この実施例６も第１のガス作動
装置１の高温側シリンダ９に組込まれた蓄熱再生器１６
及び第２のガス作動装置２の低温側シリンダ２２に組込
まれた熱再生器２９に関するものであり、実施例１の場
合と同様に蓄熱再生器１６で代表するものとして第１の
ガス作動装置１の蓄熱再生器１６について説明すること
にする。なお、熱駆動型ヒートポンプ装置については構
成も機能も実施例１で示したものを援用し、重複する説
明は省くことにする。

【００６５】この実施例６の蓄熱再生器１６は、図１２
〜図１４に示すように、円筒状の胴部５６の両端に作動
ガスの通過を可能に構成した半径方向に張り出すフラン
ジ５７を形成してなる伝熱性の低いボビン５８に対し
て、その胴部５６に銅素線５９を隙間をもって多層状に
巻着し、中心線方向への作動ガスの流通が可能なユニッ
ト６０として構成したものである。ボビン５８はプラス
チックで形成され、フランジ５７には作動ガスを均一に
通すための通気孔６１が全面に分布している。銅素線５
９は巻着により相互間に隙間ができるようにボビン巻き
の前段階で図１４に示すように波付け６２が施され、ボ
ビン５８には比較的緩い状態に巻着されている。銅素線
５９をフランジ５７の外径寸法まで巻着したボビン５８
の外周にはスリーブ６３が嵌装されている。

【００６６】ユニット６０は、高温側シリンダ９の内壁
面に形成された凹部２０に高温側シリンダ９と同心状に
嵌装される。ユニット６０の上端側のフランジ５７はヒ
ータ管１５側に接続され、下端側のフランジ５７は高温
側中温部熱交換器１７に接続され蓄熱再生器１６として
機能する。蓄熱再生器１６の内周側には高温側シリンダ
９に装着されるライナ２１の外周面が当接することにな
る。

【００６７】この蓄熱再生器１６は、銅素線５９をボビ
ン５８に巻着し端部を固着するだけの簡単な工程により
製造することができ、全体が円筒体のユニット６０とし
て構成されているため、高温側シリンダ９への組付けも
簡単でばらつきも生じない。作動ガス通路は銅素線５９
の波付け６２により巻着に並行して銅素線５９相互間の
隙間として構成されるうえ、流れる方向が高温側シリン
ダ９の中心線方向であり、作動ガスを半径方向へ変える
必要もないので作動ガスの圧力損失は十分に少なくな
る。作動ガス通路を上から下へ流れる作動ガスの熱は銅
素線５９との接触面積も広く銅素線５９に十分に蓄熱さ
れる。蓄熱された熱は作動ガス通路を下から上へ流れる
作動ガスに受熱されることになる。このように、この蓄
熱再生器１６によれば熱駆動型ヒートポンプ装置等、熱
駆動装置のコストを低減させることができ、半径方向の
寸法も小さくて済む。なお、スリーブ６３については高
温側シリンダ９の内周面をそのまま利用することで構成
から削除することもできる。

【００６８】実施例７．この実施例７も第１のガス作動
装置１の高温側シリンダ９に組込まれた蓄熱再生器１６
及び第２のガス作動装置２の熱再生器２９に関するもの
であり、実施例１の場合と同様に蓄熱再生器１６で代表
するものとして第１のガス作動装置１の蓄熱再生器１６
について説明することにする。なお、熱駆動型ヒートポ
ンプ装置については構成も機能も実施例１で示したもの
を援用し、重複する説明は省くことにする。

【００６９】この実施例７の蓄熱再生器１６は、図１５
と図１６に示すように実施例６により示したユニット６
０を複数個の単位ユニット６４で構成したものであり、
分割にかかる構成以外は実施例６のものと製造の仕方も
構成部材も同じである。従って、それらの説明について
は図に共通の符号を付し説明は省略する。この実施例７
の蓄熱再生器１６は、実施例６のユニット６０より軸方
向の寸法の小さい複数の単位ユニット６４を中心線方向
に重ね合わせて高温側シリンダ９に組込むことにより構
成される。

【００７０】各単位ユニット６４は実施例６により示し
た構成で、そのボビン５８の胴部５６の長さが短いこと
以外は実施例６に示したものと同じ構成である。各単位
ユニット６４はそのままフランジ５７同士を突き合わせ
て積層してゆけばよい。この実施例７の蓄熱再生器１６
では、作動ガスの流れ方向に単位ユニット６４同士が分
離し、しかも伝熱性の低いフランジ５７で各銅素線５９
が隔てられているため、各単位ユニット６４の銅素線５
９同士の作動ガスの流れ方向についての接触熱伝導が減
少し、作動ガスと各単位ユニット６４間での熱の授受が
円滑になる。特に各単位ユニット６４間に断熱材を介在
させる必要もなく構成も簡素化する。これ以外の作用効
果は実施例６のものと同じであり、その説明は省略す
る。

【００７１】

【発明の効果】以上実施例による説明からも明らかなよ
うに請求項１の発明によれば、第１の蓄熱板に第２の蓄
熱板を接合して、第１の蓄熱板の溝がシリンダの中心線
方向に並ぶように渦巻き状に巻回すだけで、コルゲート
状の第１の蓄熱板の溝により周囲に上下方向に作動ガス
を流通させることができる複列で複層のガス通路を持つ
円筒体のユニットを構成することができ、製作性、組立
性が良く、圧力損失も少ない熱駆動装置の熱再生器が得
られ、半径方向の寸法も小さくなり、コストも低減す
る。

【００７２】請求項２の発明によれば請求項１の効果と
ともに、作動ガスの流れ方向に単位ユニット同士が分離
しているため、各単位ユニット同士の作動ガスの流れ方
向についての接触熱伝導が減少し、熱再生機能が向上す
る。

【００７３】請求項３の発明によれば、織金網にスリッ
ト状の開放部を全体に千鳥状に形成した蓄熱部材を開放
部が周方向に千鳥配列するように渦巻き状に巻回すだけ
で、作動ガスを中心線方向に通過させうる円筒体のユニ
ットを構成することができ、製作性、組立性が良く、圧
力損失も少ない熱駆動装置の熱再生器が得られ、半径方
向の寸法も小さくなり、コストも低減する。

【００７４】請求項４の発明によれば、織金網よりなる
蓄熱部材を渦巻き状に巻回した単位ユニットを積み重ね
るだけで、作動ガスを中心線方向に通過させうる円筒体
を構成することができ、製作性、組立性が良く、圧力損
失も少なく熱再生機能のよい熱駆動装置の熱再生器が得
られ、半径方向の寸法も小さくなり、コストも低減す
る。

【００７５】請求項５の発明によれば、伝熱性のある横
素線とそうでない縦素線とによる織金網よりなる蓄熱部
材を横素線が周方向に配列するように渦巻き状に巻回す
だけで、作動ガスを中心線方向に通過させうる円筒体の
ユニットを構成することができ、製作性、組立性が良
く、圧力損失も少なく熱再生機能のよい熱駆動装置の熱
再生器が得られ、半径方向の寸法も小さくなり、コスト
も低減する。

【００７６】請求項６の発明によれば、ボビンに銅素線
を比較的粗な状態に巻着するだけで、中心線方向に作動
ガスを流通させることができるユニットを構成すること
ができ、製作性、組立性が良く、圧力損失も少ない熱駆
動装置の熱再生器が得られ、半径方向の寸法も小さくな
り、コストも低減する。

【００７７】請求項７の発明によれば請求項６の効果と
ともに、作動ガスの流れ方向にユニット同士が分離して
いるため、各ユニット同士の作動ガスの流れ方向につい
ての接触熱伝導が減少し、熱再生機能が向上する。

【００７８】請求項８の発明によれば請求項２又は請求
項４のいずれかの効果とともに、作動ガスの流れ方向に
単位ユニット同士が分離していてそれらの間が断熱さ
れ、各ユニット同士の作動ガスの流れ方向についての接
触熱伝導が著減し、熱再生機能が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての熱駆動型ヒートポ
ンプ装置の全体の構成を示す断面図である。

【図２】実施例１の蓄熱再生器の構成を示す横断平面図
である。

【図３】実施例１の蓄熱再生器の構成を示す縦断面図で
ある。

【図４】実施例１の蓄熱再生器の製造過程を示す説明図
である。

【図５】同じく実施例１の蓄熱再生器の製造過程を示す
説明図である。

【図６】実施例２の蓄熱再生器の構成を示す縦断面図で
ある。

【図７】実施例３の蓄熱再生器の構成を示す展開図であ
る。

【図８】実施例３の蓄熱再生器の構成を示す斜視図であ
る。

【図９】実施例４の蓄熱再生器の構成を示す縦断面図で
ある。

【図１０】実施例５の蓄熱再生器の構成を示す展開図で
ある。

【図１１】実施例５の蓄熱再生器の構成を示す部分拡大
平面図である。

【図１２】実施例６の蓄熱再生器の構成を示す縦断面図
である。

【図１３】実施例６の蓄熱再生器の構成を示す平面図で
ある。

【図１４】実施例６の蓄熱再生器の銅素線の構成を示す
平面図である。

【図１５】実施例７の蓄熱再生器の構成を示す縦断面図
である。

【図１６】実施例７の蓄熱再生器の構成を示す部分拡大
縦断面図である。

【図１７】従来の熱駆動型ヒートポンプ装置の全体の構
成を示す構成図である。

【図１８】従来の熱再生器の構成を示す説明図である。

【図１９】同じく従来の熱再生器の構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１第１のガス作動装置２第２のガス作動装置９高温側シリンダ１０高温側ディスプレーサー１１高温空間１２高温側中温空間１５ヒータ管１６蓄熱再生器１７高温側中温部熱交換器２０凹部２１ライナ２２低温側シリンダ２３低温側ディスプレーサー２４低温空間２５低温側中温空間２８低温側熱交換器２９熱再生器３０低温側中温部熱交換器３７溝３８第１の蓄熱板３９第２の蓄熱板４０蓄熱部材４１ユニット４３作動ガス通路４４単位ユニット４５断熱材４６織金網４７開放部４８蓄熱部材４９ユニット５０単位ユニット５１織金網５２蓄熱部材５３ユニット５４横素線５５縦素線５６胴部５７フランジ５８ボビン５９銅素線６０ユニット６４単位ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宇都宮敬一郎岐阜県中津川市駒場町１番３号三菱電機株式会社中津川製作所内 (72)発明者羽場政明岐阜県中津川市駒場町１番３号三菱電機株式会社中津川製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】往復動するディスプレーサーにより作動
ガスで満たされた内部が高温空間と中温空間とに区画さ
れたシリンダの上記高温空間と中温空間とを、該シリン
ダ内に組込まれ、上記高温空間側から中温空間側に順に
連設したヒータ管と熱再生器と熱交換器とによるガス流
路により連通させ、上記ヒータ管には加熱手段が備えら
れた第１のガス作動装置と、往復動するディスプレーサ
ーにより作動ガスで満たされた内部が低温空間と中温空
間とに区画されたシリンダの上記低温空間と中温空間と
を、該シリンダ内に組込まれ、上記低温空間側から中温
空間側に順に連設した低温側熱交換器と熱再生器と熱交
換器とによるガス流路により連通させた第２のガス作動
装置を備えた熱駆動装置における上記熱再生器であっ
て、伝熱性のある金属薄板をコルゲート状にして複列の
溝を形成した第１の蓄熱板に、伝熱性のある金属薄板の
平板である第２の蓄熱板を接合してなる蓄熱部材を、上
記第１の蓄熱板の溝が上記シリンダの中心線方向に並ぶ
ように渦巻き状に巻回し、上記溝により周囲に作動ガス
の流通する複列で複層のガス通路を持つ円筒体のユニッ
トとして構成したことを特徴とする熱駆動装置の熱再生
器。
【請求項２】請求項１に記載の熱駆動装置における熱
再生器であって、円筒体のユニットを、複数の単位ユニ
ットを中心線方向に複数個積み重ねて構成したことを特
徴とする熱駆動装置の熱再生器。
【請求項３】往復動するディスプレーサーにより作動
ガスで満たされた内部が高温空間と中温空間とに区画さ
れたシリンダの上記高温空間と中温空間とを、該シリン
ダ内に組込まれ、上記高温空間側から中温空間側に順に
連設したヒータ管と熱再生器と熱交換器とによるガス流
路により連通させ、上記ヒータ管には加熱手段が備えら
れた第１のガス作動装置と、往復動するディスプレーサ
ーにより作動ガスで満たされた内部が低温空間と中温空
間とに区画されたシリンダの上記低温空間と中温空間と
を、該シリンダ内に組込まれ、上記低温空間側から中温
空間側に順に連設した低温側熱交換器と熱再生器と熱交
換器とによるガス流路により連通させた第２のガス作動
装置を備えた熱駆動装置における上記熱再生器であっ
て、伝熱性のある織金網にスリット状の開放部を全体に
千鳥状に形成した蓄熱部材を、上記開放部が周方向に千
鳥配列するように渦巻き状に巻回して、中心線方向への
作動ガスの流通が可能な円筒体のユニットとして構成し
たことを特徴とする熱駆動装置の熱再生器。
【請求項４】往復動するディスプレーサーにより作動
ガスで満たされた内部が高温空間と中温空間とに区画さ
れたシリンダの上記高温空間と中温空間とを、該シリン
ダ内に組込まれ、上記高温空間側から中温空間側に順に
連設したヒータ管と熱再生器と熱交換器とによるガス流
路により連通させ、上記ヒータ管には加熱手段が備えら
れた第１のガス作動装置と、往復動するディスプレーサ
ーにより作動ガスで満たされた内部が低温空間と中温空
間とに区画されたシリンダの上記低温空間と中温空間と
を、該シリンダ内に組込まれ、上記低温空間側から中温
空間側に順に連設した低温側熱交換器と熱再生器と熱交
換器とによるガス流路により連通させた第２のガス作動
装置を備えた熱駆動装置における上記熱再生器であっ
て、伝熱性のある織金網よりなる蓄熱部材を、渦巻き状
に巻回して、中心線方向への作動ガスの流通が可能な円
筒体の単位ユニットとして構成し、この単位ユニットを
複数個中心線方向に積み重ね円筒体に構成したことを特
徴とする熱駆動装置の熱再生器。
【請求項５】往復動するディスプレーサーにより作動
ガスで満たされた内部が高温空間と中温空間とに区画さ
れたシリンダの上記高温空間と中温空間とを、該シリン
ダ内に組込まれ、上記高温空間側から中温空間側に順に
連設したヒータ管と熱再生器と熱交換器とによるガス流
路により連通させ、上記ヒータ管には加熱手段が備えら
れた第１のガス作動装置と、往復動するディスプレーサ
ーにより作動ガスで満たされた内部が低温空間と中温空
間とに区画されたシリンダの上記低温空間と中温空間と
を、該シリンダ内に組込まれ、上記低温空間側から中温
空間側に順に連設した低温側熱交換器と熱再生器と熱交
換器とによるガス流路により連通させた第２のガス作動
装置を備えた熱駆動装置における上記熱再生器であっ
て、伝熱性のある横素線とそうでない縦素線とによる織
金網よりなる蓄熱部材を、上記横素線が周方向に配列す
るように渦巻き状に巻回して、中心線方向への作動ガス
の流通が可能な円筒体のユニットとして構成したことを
特徴とする熱駆動装置の熱再生器。
【請求項６】往復動するディスプレーサーにより作動
ガスで満たされた内部が高温空間と中温空間とに区画さ
れたシリンダの上記高温空間と中温空間とを、該シリン
ダ内に組込まれ、上記高温空間側から中温空間側に順に
連設したヒータ管と熱再生器と熱交換器とによるガス流
路により連通させ、上記ヒータ管には加熱手段が備えら
れた第１のガス作動装置と、往復動するディスプレーサ
ーにより作動ガスで満たされた内部が低温空間と中温空
間とに区画されたシリンダの上記低温空間と中温空間と
を、該シリンダ内に組込まれ、上記低温空間側から中温
空間側に順に連設した低温側熱交換器と熱再生器と熱交
換器とによるガス流路により連通させた第２のガス作動
装置を備えた熱駆動装置における上記熱再生器であっ
て、円筒状の胴部の両端に作動ガスの通過を可能に構成
したフランジを形成してなる熱伝導性の低いボビンに対
して、その胴部に銅素線を隙間をもって多層状に巻着
し、中心線方向への作動ガスの流通が可能なユニットと
して構成したことを特徴とする熱駆動装置の熱再生器。
【請求項７】請求項６に記載の熱駆動装置における熱
再生器であって、ユニットを、複数個の単位ユニットを
中心線方向に複数個積み重ねて構成したことを特徴とす
る熱駆動装置の熱再生器。
【請求項８】請求項２又は請求項４のいずれかに記載
の熱駆動装置における熱再生器であって、各単位ユニッ
ト間に断熱材を介在させたことを特徴とする熱駆動装置
の熱再生器。