JPH08313083A - Regenerative heat exchanger for stirling engine - Google Patents

Regenerative heat exchanger for stirling engine

Info

Publication number
JPH08313083A
JPH08313083A JP14574795A JP14574795A JPH08313083A JP H08313083 A JPH08313083 A JP H08313083A JP 14574795 A JP14574795 A JP 14574795A JP 14574795 A JP14574795 A JP 14574795A JP H08313083 A JPH08313083 A JP H08313083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
regenerative heat
peripheral surface
cylinder
stirling engine
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.)
Pending
Application number
JP14574795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyuki Kuwaki
康之 桑木
Takafumi Nakayama
隆文 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP14574795A priority Critical patent/JPH08313083A/en
Publication of JPH08313083A publication Critical patent/JPH08313083A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve the heat exchange performance in the regenerative heat exchanger of a Stirling engine having heat exchange cool storage medium capable of passing operating gas in a cylinder opened at both end faces. CONSTITUTION: In a displacer containing cool storage medium 24 made of sintered metal in a cylinder 22, threaded surfaces extending at the entire periphery engaging the inner periphery of the cylinder 22 with the outer periphery of the medium 24 or the outer periphery of the medium is covered with a sealing material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、動力の発生に用いるス
ターリングエンジンや、低温の発生に用いるスターリン
グ冷凍機などのスターリング機関に関し、特に、その再
生熱交換器の熱交換性能の改善に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Stirling engine such as a Stirling engine used for generating power and a Stirling refrigerator used for generating low temperature, and more particularly to improvement of heat exchange performance of a regenerative heat exchanger thereof. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】スターリングエンジンは、理論的に極め
て高い熱効率が得られること、石油以外にあらゆる種類
の熱源を用いることが出来ること、静粛で低公害である
こと等の利点から、従来より研究が進められている。
又、スターリングエンジンの逆サイクルであるスターリ
ング冷凍機についても、上記と同様の理由から、特に近
年はフロン等の有害な冷媒が不要である等の理由から、
大きな注目を浴びている。
2. Description of the Related Art Stirling engines are theoretically extremely high in thermal efficiency, can use all kinds of heat sources other than petroleum, and are quiet and have low pollution. It is being advanced.
Further, also for the Stirling refrigerator, which is the reverse cycle of the Stirling engine, for the same reason as above, particularly in recent years, because harmful refrigerants such as CFC are unnecessary,
It's getting a lot of attention.

【0003】例えば図5は、ディスプレーサタイプのス
ターリング冷凍機を示している。本体ハウジング(1)に
は膨張シリンダー(2)と圧縮シリンダー(3)とが90度
の角度差で取り付けられ、膨張シリンダー(2)に内蔵さ
れたディスプレーサ(6)と、圧縮シリンダー(3)に内蔵
された圧縮ピストン(7)は、共通のクランク機構(5)に
連結されて、互いに位相がずれた状態で往復駆動され
る。
For example, FIG. 5 shows a displacer type Stirling refrigerator. The expansion cylinder (2) and the compression cylinder (3) are attached to the main body housing (1) at an angle difference of 90 degrees, and the expansion cylinder (2) has a built-in displacer (6) and a compression cylinder (3). The built-in compression piston (7) is connected to a common crank mechanism (5) and is reciprocally driven in a state in which the phases are shifted from each other.

【0004】ディスプレーサ(6)は、図6に示す如く両
端が開口(18)(19)した筒体(17)の内部に、例えば焼結金
属からなる蓄冷材(14)が充填されており、筒体(17)の一
方の開口(18)から流入した作動ガスGは蓄冷材(14)の内
部を通過し、他方の開口(19)から流出するまでの過程
で、蓄冷材(14)との熱交換が行なわれる。該ディスプレ
ーサ(6)は再生熱交換器としての機能を兼ね備えたもの
であって、その熱交換性能はスターリング冷凍機の成績
係数を大きく左右することになる。
As shown in FIG. 6, the displacer (6) is filled with a regenerator material (14) made of, for example, a sintered metal inside a cylindrical body (17) having openings (18) and (19) at both ends. The working gas G that has flowed in from one opening (18) of the tubular body (17) passes through the inside of the cold storage material (14) and then flows out from the other opening (19) to the cold storage material (14). Heat exchange is performed. The displacer (6) also has a function as a regenerative heat exchanger, and its heat exchange performance greatly influences the coefficient of performance of the Stirling refrigerator.

【0005】又、図5の如く膨張シリンダー(2)及び圧
縮シリンダー(3)は夫々オイルシール(8)(9)によって
クランク室(12)と仕切られており、膨張シリンダー(2)
の基端部と圧縮シリンダー(3)の先端部とは、連絡管
(4)によって互いに連通されている。クランク室(12)に
はオイル(10)が注入されている。
Further, as shown in FIG. 5, the expansion cylinder (2) and the compression cylinder (3) are separated from the crank chamber (12) by oil seals (8) and (9), respectively.
The base end of the cylinder and the tip of the compression cylinder (3) are connected
They are communicated with each other by (4). Oil (10) is injected into the crank chamber (12).

【0006】図7は、横軸に時間T、縦軸にストローク
Sをとって、上記スターリング冷凍機の動作を表わした
ものである。スターリング冷凍機に於いては、ディスプ
レーサ(6)が図7の曲線B、Cの如く往復移動すると同
時に、圧縮ピストン(7)が図7の曲線Dの如く往復移動
することによって、膨張シリンダー(2)の膨張空間(11)
は、図7の直線Aと曲線Bに挟まれた幅領域で容積変化
し、圧縮シリンダー(3)の圧縮空間(13)は、図7の曲線
Cと曲線Dに挟まれた幅領域で容積変化する。
FIG. 7 shows the operation of the above Stirling refrigerator with the horizontal axis representing time T and the vertical axis representing stroke S. In the Stirling refrigerator, the displacer (6) reciprocates as shown by curves B and C in FIG. 7, and at the same time the compression piston (7) reciprocates as shown by curve D in FIG. ) Expansion space (11)
Shows a change in volume in the width region between the straight line A and the curve B in FIG. 7, and the compression space (13) of the compression cylinder (3) has a volume in the width region between the curves C and D in FIG. Change.

【0007】この結果、図7のの行程では、圧縮空間
(13)内のガスが圧縮され、連絡管(4)を経て膨張シリン
ダー(2)内へ流入する(等温圧縮)。このガスは図7の
の行程で、ディスプレーサ(6)内の蓄冷材(14)を通過
し、蓄冷材(14)と熱交換を行なって、温度低下する(定
積冷却)。蓄冷材(14)を通過したガスは図7のの行程
で、膨張シリンダー(2)の膨張空間(11)へ流入し、その
後、ディスプレーサ(6)の降下に伴って膨張する(等温
膨張)。次に、図7のの行程では、ディスプレーサ
(6)の上昇に伴って、膨張空間(11)内のガスが蓄冷材(1
4)を通過し、蓄冷材(14)と熱交換を行なって、温度上昇
した後、連絡管(4)を経て再び圧縮空間(13)へ流入する
(定積加熱)。この結果、膨張シリンダー(2)頭部に設け
たコールドヘッド(15)が冷却されるのである。
As a result, in the process of FIG.
The gas in (13) is compressed and flows into the expansion cylinder (2) through the connecting pipe (4) (isothermal compression). This gas passes through the cool storage material (14) in the displacer (6) in the process of FIG. 7 and exchanges heat with the cool storage material (14) to lower the temperature (constant volume cooling). The gas that has passed through the regenerator material (14) flows into the expansion space (11) of the expansion cylinder (2) in the process of FIG. 7, and then expands as the displacer (6) descends (isothermal expansion). Next, in the process of FIG. 7, the displacer is
As the temperature of (6) rises, the gas in the expansion space (11)
After passing through 4), exchanging heat with the regenerator material (14) and raising the temperature, it again flows into the compression space (13) via the connecting pipe (4).
(Heating with constant volume). As a result, the cold head (15) provided on the head of the expansion cylinder (2) is cooled.

【0008】ところで、ディスプレーサ(6)は、図6に
示す様に筒体(17)の内部に蓄冷材(14)を充填したもので
あるが、焼結金属からなる蓄冷材(14)は、上述の如く作
動ガスGと熱交換を行なって、その際に生じる温度差
(例えば約200℃)によって熱変形することになる。デ
ィスプレーサ(6)は膨張シリンダー(2)の内周面との間
で気密を保ち、且つスムーズに往復移動する必要がある
ので、蓄冷材(14)の熱変形に伴って、筒体(17)の外径が
変化することは避けねばならない。そこで、蓄冷材(14)
の自由な熱変形のために、図示の如く蓄冷材(14)と筒体
(17)の間には、ある程度の隙間(例えば0.5mm程度)を
設けることが行なわれている。
By the way, the displacer (6) has a cylindrical body (17) filled with a cool storage material (14) as shown in FIG. 6, but the cool storage material (14) made of a sintered metal is The heat exchange with the working gas G is performed as described above, and the temperature difference generated at that time is generated.
(For example, about 200 ° C.) causes thermal deformation. The displacer (6) is required to maintain airtightness with the inner peripheral surface of the expansion cylinder (2) and to smoothly reciprocate, so that the tubular body (17) is deformed due to the thermal deformation of the regenerator material (14). Changes in the outer diameter of the must be avoided. Therefore, cool storage material (14)
For the free thermal deformation of the regenerator material (14) and cylinder
A certain amount of gap (for example, about 0.5 mm) is provided between (17).

【0009】又、蓄冷材(14)を焼結金属から形成する際
の加工精度には限度があり、組立の際に蓄冷材(14)を筒
体(17)の内部に装填するためには、両者の嵌合せはスキ
マ嵌めとせざるを得ない。
Further, there is a limit to the processing accuracy when the cold storage material (14) is formed from sintered metal, and in order to load the cold storage material (14) into the cylindrical body (17) at the time of assembly. , There is no choice but to fit them with a clearance fit.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蓄冷材
(14)と筒体(17)の間に隙間が存在すると、筒体(17)の開
口(18)から蓄冷材(14)の内部へ流入した作動ガスが、矢
印の如く蓄冷材(14)の外周面から隙間空間へ漏出し、流
動抵抗の小さい隙間空間を直進して、蓄冷材(14)と殆ど
熱交換を行なうことなく、筒体(17)の開口(19)から流出
することになる。この結果、ディスプレーサ(6)によっ
て構成される再熱交換器の熱交換性能が低下し、これに
よってスターリング冷凍機の成績係数が大きく低下する
問題がある。又、この問題は、スターリング冷凍機に限
らず、再生熱交換器を具えたその他のスターリング機関
に於いても同様に発生する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
If there is a gap between the (14) and the cylinder (17), the working gas flowing from the opening (18) of the cylinder (17) into the regenerator material (14), the regenerator material (14) It leaks out from the outer peripheral surface to the clearance space, goes straight through the clearance space with small flow resistance, and flows out from the opening (19) of the tubular body (17) with almost no heat exchange with the regenerator material (14). Become. As a result, there is a problem that the heat exchange performance of the reheat exchanger constituted by the displacer (6) deteriorates, and the coefficient of performance of the Stirling refrigerator greatly decreases. This problem also occurs not only in the Stirling refrigerator but also in other Stirling engines equipped with a regenerative heat exchanger.

【0011】本発明の目的は、再生熱交換器の熱交換性
能を改善することによって、スターリング機関の熱効率
を上げることである。
It is an object of the present invention to improve the heat exchange performance of a regenerative heat exchanger, thereby increasing the thermal efficiency of a Stirling engine.

【0012】[0012]

【課題を解決する為の手段】本発明に係るスターリング
機関の再生熱交換器は、両端が開口した筒体の内部に、
作動ガスの通過が可能な熱交換用の充填材を配置してな
り、筒体の内周面と充填材の外周面には、互いに噛合し
て全周を伸びる凹凸面が形成されていることを特徴とす
る。具体的構成において、上記凹凸面は、互いに噛合す
るねじ面である。
A regenerative heat exchanger for a Stirling engine according to the present invention has a tubular body having open ends.
A filler for heat exchange that allows passage of working gas is arranged, and an uneven surface is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical body and the outer peripheral surface of the filler that mesh with each other and extend all around. Is characterized by. In a specific configuration, the uneven surface is a threaded surface that meshes with each other.

【0013】又、本発明に係るスターリング機関の他の
再生熱交換器においては、充填材の外周面が、作動ガス
の漏出を防止するシール材によって覆われている。具体
的構成において、シール材は、充填材と略同一の熱膨張
率を有する材料から形成される。
Further, in another regenerative heat exchanger of the Stirling engine according to the present invention, the outer peripheral surface of the filling material is covered with a sealing material which prevents leakage of the working gas. In a specific configuration, the seal material is made of a material having a thermal expansion coefficient that is substantially the same as that of the filler.

【0014】尚、何れの構成に於いても、筒体の内周面
と充填材の外周面の間には、充填材の熱膨張率に応じた
隙間が設けられている。
In any structure, a gap corresponding to the coefficient of thermal expansion of the filler is provided between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the filler.

【0015】[0015]

【作用】筒体の内周面と充填材の外周面に凹凸面を形成
した構成では、仮に充填材へ流入した作動ガスが、筒体
との間の隙間空間へ漏出したとしても、該隙間空間は、
凹凸面の噛み合いにより、筒軸方向に沿って屈曲した流
動抵抗の大きな流路となっているので、該隙間空間内の
作動ガスは乱流となり、充填材の表面と衝突することに
なる。又、流動抵抗の増大に伴って、該隙間空間のガス
圧力が、従来のストレートな隙間空間の場合よりも高く
なり、充填材から漏出する作動ガスの流量が減少する。
この結果、筒体の開口から充填材へ流入した殆どの作動
ガスが漏出することなく、充填材の内部を通過して、充
填材と充分に熱交換を行なうことになる。
With the structure in which the inner and outer peripheral surfaces of the cylindrical body and the outer peripheral surface of the filling material are formed with irregularities, even if the working gas flowing into the filling material leaks into the space between the cylindrical body and the gap, Space is
The meshing of the concave and convex surfaces forms a flow path having a large flow resistance that is bent along the cylinder axis direction, so that the working gas in the gap space becomes a turbulent flow and collides with the surface of the filler. Further, as the flow resistance increases, the gas pressure in the gap space becomes higher than that in the conventional straight gap space, and the flow rate of the working gas leaking from the filling material decreases.
As a result, most of the working gas that has flowed into the filling material from the opening of the tubular body does not leak out, passes through the inside of the filling material, and sufficiently exchanges heat with the filling material.

【0016】又、凹凸面をねじ面とした具体的構成で
は、ねじ面の噛み合いによって螺旋状の流路が形成さ
れ、該流路に沿って、作動ガスが流れることになる。該
ガス流路はねじピッチに応じて長いものとなり、作動ガ
スの流動抵抗は大きくなる。この結果、筒体の開口から
充填材へ流入した殆どの作動ガスが漏出することなく、
充填材の内部を通過して、充填材と充分に熱交換を行な
うことになる。
Further, in a concrete structure in which the uneven surface is a threaded surface, a spiral flow path is formed by the engagement of the threaded surfaces, and the working gas flows along the flow path. The gas flow path becomes long according to the thread pitch, and the flow resistance of the working gas increases. As a result, most of the working gas that has flowed into the filler through the opening of the cylinder does not leak,
It passes through the inside of the filling material and sufficiently exchanges heat with the filling material.

【0017】充填材の外周面をシール材で覆った構成で
は、充填材の内部に流入した作動ガスは、シール材によ
りシールされて、筒体との隙間空間へ流出することはな
い。従って、筒体の開口から充填材へ流入した全ての作
動ガスが漏出することなく、充填材の内部を通過して、
充填材と充分に熱交換を行なうことになる。
In the structure in which the outer peripheral surface of the filling material is covered with the sealing material, the working gas that has flowed into the inside of the filling material is sealed by the sealing material and does not flow out into the space between the tubular body. Therefore, all the working gas flowing into the filling material from the opening of the tubular body does not leak, and passes through the inside of the filling material,
Sufficient heat exchange with the filler.

【0018】又、シール材を充填材と略同一の熱膨張率
を有する材料から形成した具体的構成では、温度変化に
よって充填材が膨張或いは収縮したとしても、シール材
も同様に膨張或いは収縮するので、シール材と充填材の
間に隙間が生じたり、シール材が熱応力で破損すること
はない。
Further, in a specific structure in which the seal material is made of a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as the filler, even if the filler expands or contracts due to temperature change, the seal material also expands or contracts. Therefore, a gap is not created between the seal material and the filler, and the seal material is not damaged by thermal stress.

【0019】尚、何れの構成に於いても、筒体の内周面
と充填材の外周面の間には、充填材の熱膨張率に応じた
隙間空間が設けられているので、該隙間空間によって充
填材の熱変形が吸収される。従って、筒体が変形する虞
れはない。
In any of the structures, a gap space is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical body and the outer peripheral surface of the filling material according to the coefficient of thermal expansion of the filling material. The space absorbs the thermal deformation of the filler. Therefore, there is no possibility that the cylinder will be deformed.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明に係るスターリング機関の再生熱
交換器によれば、作動ガスと充填材が充分に接触して熱
交換を行なうので、熱交換性能が良好であり、この結
果、スターリング機関の熱効率は高いものとなる。
According to the regenerative heat exchanger of the Stirling engine according to the present invention, the working gas and the filling material are sufficiently brought into contact with each other to perform the heat exchange, so that the heat exchange performance is excellent. As a result, the Stirling engine The thermal efficiency of is high.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を図5に示すスターリング冷凍
機のディスプレーサに実施した2つの例につき、図面に
沿って詳述する。尚、該スターリング冷凍機の動作につ
いては従来と同一であるので、説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Two examples in which the present invention is applied to the displacer of the Stirling refrigerator shown in FIG. 5 will be described in detail with reference to the drawings. Since the operation of the Stirling refrigerator is the same as the conventional one, the description is omitted.

【0022】第1実施例 図1に示すディスプレーサ(21)は、樹脂製の筒体(22)の
内周面に内ねじ(23)を形成すると共に、ステンレス鋼、
鉛、或いは銅等の焼結金属からなる蓄冷材(24)の外周面
に外ねじ(25)を形成して、内ねじ(23)と外ねじ(25)を互
いに噛合させたものである。但し、内ねじ(23)と外ねじ
(25)は、相互の間に蓄冷材(24)の熱膨張に応じた適度の
隙間を設けるべく、ピッチ円直径などの諸元が決められ
ている。従って、筒体(22)の内部へ蓄冷材(24)をねじ込
むことによって、ディスプレーサ(21)の組立が可能であ
る。
First Embodiment A displacer (21) shown in FIG. 1 has an inner thread (23) formed on the inner peripheral surface of a resin cylinder (22) and is made of stainless steel,
An outer screw (25) is formed on the outer peripheral surface of a regenerator material (24) made of a sintered metal such as lead or copper, and the inner screw (23) and the outer screw (25) are meshed with each other. However, the inner screw (23) and the outer screw
Specifications of (25) such as a pitch circle diameter are determined in order to provide a proper gap between them in accordance with the thermal expansion of the regenerator material (24). Therefore, the displacer (21) can be assembled by screwing the regenerator material (24) into the tubular body (22).

【0023】圧縮シリンダーの圧縮空間から膨張シリン
ダーへ送り込まれたヘリウムなどの作動ガスは、筒体(2
2)の一方の開口から蓄冷材(24)の内部へ流入し、その殆
どが蓄冷材(24)の内部を通過して、蓄冷材(24)と充分な
熱交換を行なった後、筒体(22)の他方の開口から膨張シ
リンダーの膨張空間へ流出する。
The working gas such as helium sent from the compression space of the compression cylinder to the expansion cylinder is stored in the cylinder (2
2) It flows into the inside of the cold storage material (24) through one of the openings, most of it passes through the inside of the cold storage material (24), and after sufficient heat exchange with the cold storage material (24), the tubular body It flows into the expansion space of the expansion cylinder from the other opening of (22).

【0024】ここで、極く一部の作動ガスは、筒体(22)
の内周面と蓄冷材(24)の外周面の間の隙間空間へ漏出す
ることになる。しかし、図2に示す如く、筒体(22)の内
ねじ(23)と蓄冷材(24)の外ねじ(25)の間には、ジグザグ
に屈曲する流路が形成されているので、該流路を筒軸方
向へ流れる作動ガスは、流れの向きが変化する度に渦を
巻くことになって、大きな圧力損失が生じる。
Here, only a part of the working gas is the cylindrical body (22).
It will leak into the gap space between the inner peripheral surface of and the outer peripheral surface of the cool storage material (24). However, as shown in FIG. 2, a zigzag bent flow path is formed between the inner screw (23) of the tubular body (22) and the outer screw (25) of the regenerator material (24). The working gas flowing in the flow path in the cylinder axis direction swirls every time the direction of the flow changes, resulting in a large pressure loss.

【0025】又、漏出ガスの一部は、矢印の如くねじ山
に沿って螺旋状に流れることになる。この場合、螺旋状
のガス流路の全長Lは、蓄冷材(24)の直径をD、蓄冷材
(24)の高さをH、ねじピッチをpとすると、L≒πDH
/pとなる。これに対し、従来のディスプレーサにおい
ては、漏出ガスが筒体と蓄冷材の間の隙間を筒軸方向に
直進していたので、ガス流路の長さは蓄冷材(24)の高さ
Hとなる。従って、図2の本実施例の場合、従来のπD
/p倍だけ流路が長くなり、これに応じて流動抵抗も増
大する。
Further, a part of the leaked gas flows spirally along the screw thread as shown by the arrow. In this case, the total length L of the spiral gas flow path is defined by the diameter D of the cold storage material (24),
If the height of (24) is H and the screw pitch is p, L ≒ πDH
/ P. On the other hand, in the conventional displacer, since the leaked gas traveled straight through the gap between the cylinder and the regenerator material in the cylinder axis direction, the length of the gas flow path was equal to the height H of the regenerator material (24). Become. Therefore, in the case of the present embodiment of FIG.
The flow path becomes longer by a factor of / p, and the flow resistance increases accordingly.

【0026】この結果、蓄冷材(24)の内部から隙間空間
へ漏出するガスの流量は極く僅かとなり、蓄冷材(24)へ
流入した殆どの作動ガスが蓄冷材(24)内を流れて、蓄冷
材(24)と充分な熱交換を行なうのである。
As a result, the flow rate of the gas leaking from the inside of the cool storage material (24) to the clearance space becomes extremely small, and most of the working gas flowing into the cool storage material (24) flows in the cool storage material (24). , Sufficient heat exchange with the cold storage material (24).

【0027】第2実施例 図3に示すディスプレーサ(27)に於いては、焼結金属か
らなる蓄冷材(29)の外周面を覆ってシール材(30)が設け
られている。シール材(30)は、蓄冷材(29)を構成する焼
結金属と同一金属、或いは熱膨張係数が略同一の材料か
ら形成され、図4に示す如く蓄冷材(29)の外周面と密着
して配置されている。
Second Embodiment In the displacer (27) shown in FIG. 3, the sealing material (30) is provided so as to cover the outer peripheral surface of the regenerator material (29) made of sintered metal. The seal material (30) is made of the same metal as the sintered metal that constitutes the cold storage material (29) or a material having a thermal expansion coefficient of approximately the same, and as shown in FIG. 4, it adheres closely to the outer peripheral surface of the cold storage material (29). Are arranged.

【0028】例えばシール材(30)をステンレス鋼から形
成する場合、予めステンレス鋼製の薄肉パイプを作製
し、該薄肉パイプに焼結金属を充填し、この状態で焼結
金属に熱を加えて成形を施す方法が採用可能である。該
方法によれば、蓄冷材(29)の外周面とシール材(30)の内
周面が互いに融着することになる。
For example, when the sealing material (30) is made of stainless steel, a thin-walled pipe made of stainless steel is prepared in advance, the thin-walled pipe is filled with sintered metal, and heat is applied to the sintered metal in this state. A method of performing molding can be adopted. According to this method, the outer peripheral surface of the regenerator material (29) and the inner peripheral surface of the seal material (30) are fused to each other.

【0029】又、シール材(30)を樹脂から形成する場合
は、蓄冷材(29)を焼結によって作製した後、該蓄冷材(2
9)の外周面に樹脂を塗布する方法が採用可能である。
When the sealing material (30) is made of resin, the regenerator material (29) is prepared by sintering and then the regenerator material (2) is used.
A method of applying resin to the outer peripheral surface of 9) can be adopted.

【0030】該ディスプレーサ(27)によれば、蓄冷材(2
9)の内部に流入した作動ガスは、シール材(30)によりシ
ールされて、筒体(28)との隙間空間へ流出することはな
い。従って、筒体(28)の開口から蓄冷材(29)の内部へ流
入した全ての作動ガスが漏出することなく、蓄冷材(29)
内部を通過して、蓄冷材(29)と充分に熱交換を行なうの
である。
According to the displacer (27), the regenerator material (2
The working gas that has flowed into the inside of 9) is sealed by the sealing material (30) and does not flow out into the space between the tubular body (28). Therefore, all the working gas flowing into the cool storage material (29) from the opening of the tubular body (28) does not leak out, and the cool storage material (29)
It passes through the inside and sufficiently exchanges heat with the regenerator material (29).

【0031】尚、シール材(30)は、蓄冷材(29)と略同一
の熱膨張率を有する材料から形成されているので、温度
変化によって蓄冷材(29)が膨張或いは収縮する際、シー
ル材(30)も同様に膨張或いは収縮するので、シール材(3
0)と蓄冷材(29)の間に隙間が生じたり、シール材(30)が
熱応力で破損することはない。
Since the seal material (30) is made of a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as the regenerator material (29), when the regenerator material (29) expands or contracts due to a temperature change, it seals. Since the material (30) also expands or contracts in the same manner, the sealing material (3
No gap is created between the cold storage material (0) and the cold storage material (29), and the seal material (30) is not damaged by thermal stress.

【0032】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば、筒体(22)の内周面及び蓄冷材(24)の外周面に形成す
べき凹凸面は、ねじ面に限らず、蛇腹面や角溝の繰返し
パターンなど、大きな流動抵抗を生じる種々の形状が採
用可能である。又、本発明は、図5に示す如くディスプ
レーサに蓄冷材を内蔵したスターリング冷凍機に限ら
ず、再生熱交換器をディスプレーサとは別個に配置した
もの等、あらゆる種類のスターリング機関に実施できる
のは言うまでもない。
The description of the above embodiments is for the purpose of illustrating the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof. Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, the uneven surface to be formed on the inner peripheral surface of the tubular body (22) and the outer peripheral surface of the cool storage material (24) is not limited to the screw surface, but various flow resistances such as a bellows surface and a repeating pattern of square grooves are generated. The shape of can be adopted. Further, the present invention is not limited to the Stirling refrigerator in which the cold storage material is incorporated in the displacer as shown in FIG. 5, but can be applied to all types of Stirling engines such as a regenerator arranged separately from the displacer. Needless to say.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例におけるディスプレーサの
一部破断斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a displacer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】該ディスプレーサの要部を拡大した断面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the displacer.

【図3】本発明の第2実施例におけるディスプレーサの
一部破断斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a displacer according to a second embodiment of the present invention.

【図4】該ディスプレーサの要部を拡大した断面図であ
る。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the displacer.

【図5】本発明を実施すべきスターリング冷凍機の断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view of a Stirling refrigerator in which the present invention is implemented.

【図6】従来のディスプレーサの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional displacer.

【図7】スターリング冷凍サイクルの行程を説明する図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of a Stirling refrigeration cycle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(21) ディスプレーサ (22) 筒体 (23) 内ねじ (24) 蓄冷材 (25) 外ねじ (21) Displacer (22) Cylindrical body (23) Inner thread (24) Regenerator material (25) Outer thread

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両端が開口した筒体の内部に、作動ガス
の通過が可能な熱交換用の充填材を配置してなるスター
リング機関の再生熱交換器に於いて、筒体の内周面と充
填材の外周面には、互いに噛合して全周を伸びる凹凸面
が形成されていることを特徴とするスターリング機関の
再生熱交換器。
1. A regenerative heat exchanger for a Stirling engine, wherein a heat exchange filler capable of passing a working gas is arranged inside a cylindrical body having open both ends. A regenerative heat exchanger for a Stirling engine, characterized in that an uneven surface that meshes with each other and extends over the entire circumference is formed on the outer peripheral surface of the filling material.
【請求項2】 凹凸面は、互いに噛合するねじ面である
請求項1に記載の再生熱交換器。
2. The regenerative heat exchanger according to claim 1, wherein the uneven surface is a threaded surface that meshes with each other.
【請求項3】 両端が開口した筒体の内部に、作動ガス
の通過が可能な充填材を配置してなるスターリング機関
の再生熱交換器に於いて、充填材の外周面は、作動ガス
の漏出を防止するシール材によって覆われていることを
特徴とするスターリング機関の再生熱交換器。
3. In a regenerative heat exchanger of a Stirling engine, wherein a filler capable of passing a working gas is arranged inside a cylindrical body having both ends opened, and an outer peripheral surface of the filler is filled with a working gas. A regenerative heat exchanger for a Stirling engine, which is covered with a sealing material that prevents leakage.
【請求項4】 シール材は、充填材と略同一の熱膨張率
を有する材料から形成されている請求項3に記載の再生
熱交換器。
4. The regenerative heat exchanger according to claim 3, wherein the sealing material is made of a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as the filling material.
【請求項5】 筒体の内周面と充填材の外周面の間に
は、充填材の熱膨張率に応じた隙間が設けられている請
求項1乃至請求項4の何れかに記載の再生熱交換器。
5. The gap according to claim 1, wherein a gap corresponding to the coefficient of thermal expansion of the filler is provided between the inner peripheral surface of the cylindrical body and the outer peripheral surface of the filler. Regenerative heat exchanger.
JP14574795A 1995-05-18 1995-05-18 Regenerative heat exchanger for stirling engine Pending JPH08313083A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14574795A JPH08313083A (en) 1995-05-18 1995-05-18 Regenerative heat exchanger for stirling engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14574795A JPH08313083A (en) 1995-05-18 1995-05-18 Regenerative heat exchanger for stirling engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08313083A true JPH08313083A (en) 1996-11-29

Family

ID=15392224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14574795A Pending JPH08313083A (en) 1995-05-18 1995-05-18 Regenerative heat exchanger for stirling engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08313083A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112880226A (en) * 2021-03-11 2021-06-01 中国科学院上海技术物理研究所 Cold storage filler filling device for Stirling type refrigeration product and operation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112880226A (en) * 2021-03-11 2021-06-01 中国科学院上海技术物理研究所 Cold storage filler filling device for Stirling type refrigeration product and operation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10001079B2 (en) Coolant penetrating cold-end pressure vessel
US20100229572A1 (en) Regenerative refrigerator
JPS62118046A (en) Stirling engine
JPH08313083A (en) Regenerative heat exchanger for stirling engine
CN216347148U (en) Stirling refrigerator
JP2828948B2 (en) Regenerative heat exchanger
JP5415502B2 (en) Cryogenic refrigerator
CN207420873U (en) Thermocompressor and its heat-exchange system
JPS629184A (en) Heat exchanger
CN107489624B (en) Thermal compressor and heat exchange system thereof
JPS6113727Y2 (en)
JPH05340621A (en) Vuilleumier heat pump device
JPH0125256Y2 (en)
JP2022126185A (en) Heat exchanger
JPH0147713B2 (en)
JPS6353465B2 (en)
JP2010077816A (en) Method for heating/cooling working gas
JPH06147669A (en) Vuilleumier heat pump device
JPS61237873A (en) Heat exchanger of displacer type stirling engine
JPH03236549A (en) Expander for inverse stirling cycle refrigerator
JPH0654099B2 (en) Heat exchanger for displacer type Stirling engine
JPS61291872A (en) Refrigerator
JPH06173762A (en) Hot ga engine
JPH0215787B2 (en)
JPH05248719A (en) Billmyer heat pump device