JPH0886526A - ヴィルミエルガス機関 - Google Patents
ヴィルミエルガス機関Info
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- JPH0886526A JPH0886526A JP24676894A JP24676894A JPH0886526A JP H0886526 A JPH0886526 A JP H0886526A JP 24676894 A JP24676894 A JP 24676894A JP 24676894 A JP24676894 A JP 24676894A JP H0886526 A JPH0886526 A JP H0886526A
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- JP
- Japan
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- temperature side
- heat exchanger
- temperature
- low
- low temperature
- Prior art date
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Classifications
-
- 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
- F02G1/044—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 having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
- F02G1/0445—Engine plants with combined cycles, e.g. Vuilleumier
-
- 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
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02G2250/00—Special cycles or special engines
- F02G2250/18—Vuilleumier cycles
-
- 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
- F25B2309/001—Gas cycle refrigeration machines with a linear configuration or a linear motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温側高温部熱交換器、高温側再生器、高温
側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側再生
器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高温ディス
プレーサ及び低温ディスプレーサを有するヴィルミエル
ガス機関において、各熱交換器のフィンに特殊加工を必
要としない安価なフィンを得る。 【構成】 前記各熱交換器はその外円部３８ｂとスリー
ブ１５ｂとの間にアコーディオン形フィン３８ａを挟み
込む構造にする。
側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側再生
器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高温ディス
プレーサ及び低温ディスプレーサを有するヴィルミエル
ガス機関において、各熱交換器のフィンに特殊加工を必
要としない安価なフィンを得る。 【構成】 前記各熱交換器はその外円部３８ｂとスリー
ブ１５ｂとの間にアコーディオン形フィン３８ａを挟み
込む構造にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷暖房の空気調和に使用
されるヴィルミエルガス機関（Ｖｕｉｌｌ−ｅｒｍｉｅ
ｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）の改良に関する。
されるヴィルミエルガス機関（Ｖｕｉｌｌ−ｅｒｍｉｅ
ｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のヴィルミエルガス機関（以下ＶＭ
機関と略称する）の要部断面図を図６に示し、その構
造、作動について説明する。高温ディスプレーサ９は直
径ａのロッド１９と直径ｂのロッド２０とが直列になっ
た段違いロッドを有し、ロッド２０の端部は加振器（図
示せず）により強制的に図で上、下に駆動される。一
方、円筒形のスリーブ１５ａ、１５ｂの外側には図で上
から順に高温側高温部熱交換器４３、高温側再生器１、
高温側中温部熱交換器７、低温側中温部熱交換器１２、
低温側再生器２及び低温側低温部熱交換器８が配設さ
れ、中温部熱交換器の高温側７と低温側１２とはリング
形部２１を介して一体となっている。更に、高温側再生
器１、高温側中温部熱交換器７、低温側中温部熱交換器
１２の外側にはそれぞれ高温側円筒形シェル４、中温側
円筒形シェル６ａ、６ｂが配設され、又、低温側再生器
２及び低温側低温部熱交換器８の外側には低温側円筒形
シェル５が配設されて外部と隔離される。高温側円筒形
シェル４の頭部には電気ヒータ３が設けられ、暖房用と
して高温側中温部熱交換器７及び低温側中温部熱交換器
１２から熱を取り出し、冷房用として低温側低温部熱交
換器８から冷熱を与えられる。搬送用媒体としては水が
それぞれの熱交換器の外側に配置される。ここで電気ヒ
ータ３により加熱された高温側作動空間１６及び中温側
作動空間１７内のヘリウム等の作動ガスによって、高温
側中温部熱交換器７を介して外側の水を加熱し、一方、
低温側作動空間１８及び中温側作動空間１７内の作動ガ
スは低温側中温部熱交換器１２を介して外側の水を加熱
するとともに、低温側低温部熱交換器８を介して外側の
水から熱を奪う。このとき、前記高温ディスプレーサ９
の上下運動は作動ガスを高温側作動空間１６と中温側作
動空間１７との間を、高温側高温部熱交換器４３、高温
側再生器１及び高温側中温部熱交換器７を通って交番さ
せる。また、前記低温ディスプレーサの上下運動は作動
ガスを低温側作動空間１８及び中温側作動空間１７の間
を、低温側低温部熱交換器８、低温側再生器２及び低温
側中温部熱交換器１２を通って交番させる。その際高温
の作動ガスと低温の作動ガスの割合が変化することによ
り圧力変動を生ずるが、ロツド１９、２０の直径ａ、ｂ
の違いにより低温ディスプレーサ１０に加振力を生じ、
高温ディスプレーサ９とはある一定の位相差を保つよう
に低温ディスプレーサ１０が作動する。このとき、各再
生器１、２の蓄熱作用により各作動空間は温度が一定に
保たれる。機関としての出力は各熱交換器７、８、１２
の熱の放出、吸収を暖房、冷房として利用するわけであ
る。
機関と略称する）の要部断面図を図６に示し、その構
造、作動について説明する。高温ディスプレーサ９は直
径ａのロッド１９と直径ｂのロッド２０とが直列になっ
た段違いロッドを有し、ロッド２０の端部は加振器（図
示せず）により強制的に図で上、下に駆動される。一
方、円筒形のスリーブ１５ａ、１５ｂの外側には図で上
から順に高温側高温部熱交換器４３、高温側再生器１、
高温側中温部熱交換器７、低温側中温部熱交換器１２、
低温側再生器２及び低温側低温部熱交換器８が配設さ
れ、中温部熱交換器の高温側７と低温側１２とはリング
形部２１を介して一体となっている。更に、高温側再生
器１、高温側中温部熱交換器７、低温側中温部熱交換器
１２の外側にはそれぞれ高温側円筒形シェル４、中温側
円筒形シェル６ａ、６ｂが配設され、又、低温側再生器
２及び低温側低温部熱交換器８の外側には低温側円筒形
シェル５が配設されて外部と隔離される。高温側円筒形
シェル４の頭部には電気ヒータ３が設けられ、暖房用と
して高温側中温部熱交換器７及び低温側中温部熱交換器
１２から熱を取り出し、冷房用として低温側低温部熱交
換器８から冷熱を与えられる。搬送用媒体としては水が
それぞれの熱交換器の外側に配置される。ここで電気ヒ
ータ３により加熱された高温側作動空間１６及び中温側
作動空間１７内のヘリウム等の作動ガスによって、高温
側中温部熱交換器７を介して外側の水を加熱し、一方、
低温側作動空間１８及び中温側作動空間１７内の作動ガ
スは低温側中温部熱交換器１２を介して外側の水を加熱
するとともに、低温側低温部熱交換器８を介して外側の
水から熱を奪う。このとき、前記高温ディスプレーサ９
の上下運動は作動ガスを高温側作動空間１６と中温側作
動空間１７との間を、高温側高温部熱交換器４３、高温
側再生器１及び高温側中温部熱交換器７を通って交番さ
せる。また、前記低温ディスプレーサの上下運動は作動
ガスを低温側作動空間１８及び中温側作動空間１７の間
を、低温側低温部熱交換器８、低温側再生器２及び低温
側中温部熱交換器１２を通って交番させる。その際高温
の作動ガスと低温の作動ガスの割合が変化することによ
り圧力変動を生ずるが、ロツド１９、２０の直径ａ、ｂ
の違いにより低温ディスプレーサ１０に加振力を生じ、
高温ディスプレーサ９とはある一定の位相差を保つよう
に低温ディスプレーサ１０が作動する。このとき、各再
生器１、２の蓄熱作用により各作動空間は温度が一定に
保たれる。機関としての出力は各熱交換器７、８、１２
の熱の放出、吸収を暖房、冷房として利用するわけであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６に示す低温側低温
部熱交換器８の断面立面図、平面図をそれぞれ図７、図
８に示し、又、図８のＡ部拡大部を図９に示す。図９に
示されるような細長い矩形のフィン８ｂは細長い溝８ａ
をワイヤカツト等の特殊加工で加工され、高価な加工費
を必要とし、しかも一度加工すると修正は困難であると
いう問題があった。又、図６に示す高温側中温部熱交換
器７及び低温側中温部熱交換器１２についても同様であ
る。そこで安価なフィンを得ることが本発明の目的であ
る。
部熱交換器８の断面立面図、平面図をそれぞれ図７、図
８に示し、又、図８のＡ部拡大部を図９に示す。図９に
示されるような細長い矩形のフィン８ｂは細長い溝８ａ
をワイヤカツト等の特殊加工で加工され、高価な加工費
を必要とし、しかも一度加工すると修正は困難であると
いう問題があった。又、図６に示す高温側中温部熱交換
器７及び低温側中温部熱交換器１２についても同様であ
る。そこで安価なフィンを得ることが本発明の目的であ
る。
【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、高温側高温部熱交換器、高温側再生器、
高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側
再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高温デ
ィスプレーサ及び低温ディスプレーサを有するヴィルミ
エルガス機関において、第１の発明として、前記高温側
中温部熱交換器はアコーディオン形のフィンを有するヴ
ィルミエルガス機関を提供し、第２の発明として、前記
低温側中温部熱交換器はアコーディオン形のフィンを有
するヴィルミエルガス機関を提供し、第３の発明とし
て、前記低温側低温部熱交換器はアコーディオン形のフ
ィンを有するヴィルミエルガス機関を提供しようとする
ものである。
決するために、高温側高温部熱交換器、高温側再生器、
高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側
再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高温デ
ィスプレーサ及び低温ディスプレーサを有するヴィルミ
エルガス機関において、第１の発明として、前記高温側
中温部熱交換器はアコーディオン形のフィンを有するヴ
ィルミエルガス機関を提供し、第２の発明として、前記
低温側中温部熱交換器はアコーディオン形のフィンを有
するヴィルミエルガス機関を提供し、第３の発明とし
て、前記低温側低温部熱交換器はアコーディオン形のフ
ィンを有するヴィルミエルガス機関を提供しようとする
ものである。
【０００５】
【作用】アコーディオン形フィンの長さ及び山形形状を
選択して、希望する伝熱面積及びＲｅ数に適合させるこ
とができ、しかも各種の長さ及び山形形状のアコーディ
オン形フィンが市販で安価に得られる。
選択して、希望する伝熱面積及びＲｅ数に適合させるこ
とができ、しかも各種の長さ及び山形形状のアコーディ
オン形フィンが市販で安価に得られる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明によるヴィルミエルガス機関の
実施例について図１乃至図５を参照して説明する。図１
は本発明によるアコーディオン形フィンを有する高温側
及び低温側の中温部熱交換器３７、４２と低温側低温部
熱交換器３８とを備えるＶＭ機関の要部断面図、図２は
アコーディオン形フィン３８ａを備える低温側低温部熱
交換器３８の平面図、図３、図４はそれぞれ図２に使用
されるアコーディオン形フィン３８ａの立面図、平面
図、図５は図２の部分斜視拡大図である。図１におい
て、図６と同じ部品は同じ符号を付し、異なる点のみを
説明する。アコーディオン形フィン３８ａは円筒形にし
て熱交換器３８の円筒形外円部３８ｂとスリーブ１５ｂ
との間に挿入され、外周の上下端部の総ての山形頂部３
９が外円部３８ｂにろう付けされ、内周の上下端部の一
部の山形頂部４０がスリーブ１５ｂに部分的にろう付け
されるのが望ましい（図５参照）。アコーディオン形フ
ィンは長さ、山形形状の各種のものが市販されているの
で、希望する伝熱面積及びＲｅ数のものを安価に選定す
ることができる。高温側中温部熱交換器３７及び低温側
中温部熱交換器４２についても全く同様の構造、作用を
有するものとすることができる。
実施例について図１乃至図５を参照して説明する。図１
は本発明によるアコーディオン形フィンを有する高温側
及び低温側の中温部熱交換器３７、４２と低温側低温部
熱交換器３８とを備えるＶＭ機関の要部断面図、図２は
アコーディオン形フィン３８ａを備える低温側低温部熱
交換器３８の平面図、図３、図４はそれぞれ図２に使用
されるアコーディオン形フィン３８ａの立面図、平面
図、図５は図２の部分斜視拡大図である。図１におい
て、図６と同じ部品は同じ符号を付し、異なる点のみを
説明する。アコーディオン形フィン３８ａは円筒形にし
て熱交換器３８の円筒形外円部３８ｂとスリーブ１５ｂ
との間に挿入され、外周の上下端部の総ての山形頂部３
９が外円部３８ｂにろう付けされ、内周の上下端部の一
部の山形頂部４０がスリーブ１５ｂに部分的にろう付け
されるのが望ましい（図５参照）。アコーディオン形フ
ィンは長さ、山形形状の各種のものが市販されているの
で、希望する伝熱面積及びＲｅ数のものを安価に選定す
ることができる。高温側中温部熱交換器３７及び低温側
中温部熱交換器４２についても全く同様の構造、作用を
有するものとすることができる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によるヴィルミエルガス機関は、
上述のように構成されているので、アコーディオン形フ
ィンの長さ、山形形状、厚みを自由に市販品から選択し
て希望する伝熱面積、Ｒｅ数の値が得られて、安価であ
り、又一度加工したものを変更することも容易である。
上述のように構成されているので、アコーディオン形フ
ィンの長さ、山形形状、厚みを自由に市販品から選択し
て希望する伝熱面積、Ｒｅ数の値が得られて、安価であ
り、又一度加工したものを変更することも容易である。
【図１】本発明によるＶＭ機関の一実施例の要部断面図
である。
である。
【図２】図１に示す低温側低温部熱交換器の平面図であ
る。
る。
【図３】図２に使用されるアコーディオン形フィンの立
面図である。
面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】図２の部分斜視拡大図である。
【図６】従来のＶＭ機関の要部断面図である。
【図７】図６に示す低温側低温部熱交換器の断面立面図
である。
である。
【図８】図６に示す低温側低温部熱交換器の平面図であ
る。
る。
【図９】図８のＡ部拡大図である。
１：高温側再生器 ２：低温側再生器 ４：高温側円筒形シェル ５：低温側円筒形シェル ６ａ、６ｂ：中温側円筒形シェル ９：高温ディスプレーサ １０：低温ディスプレーサ １５ａ、１５ｂ：スリーブ ３７：高温側中温部熱交換器 ３８：低温側低温部熱交換器 ３８ａ：アコーディオン形フィン ３８ｂ：外円部 ３９、４０：山形頂部 ４２：低温側中温部熱交換器 ４３：高温側高温部熱交換器
Claims (3)
- 【請求項１】 高温側高温部熱交換器、高温側再生器、
高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側
再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、高温デ
ィスプレーサ及び低温ディスプレーサを有するヴィルミ
エルガス機関において、前記高温側中温部熱交換器はア
コーディオン形のフィンを有することを特徴とするヴィ
ルミエルガス機関。 - 【請求項２】 高温側高温部熱交換器、高温側再生器、
高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側
再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、その内
側にスリーブを介して高温ディスプレーサ及び低温ディ
スプレーサを有するヴィルミエルガス機関において、前
記低温側中温部熱交換器はアコーディオン形のフィンを
有することを特徴とするヴィルミエルガス機関。 - 【請求項３】 高温側高温部熱交換器、高温側再生器、
高温側中温部熱交換器、低温側中温部熱交換器、低温側
再生器及び低温側低温部熱交換器を有し、更に、その内
側にスリーブを介して高温ディスプレーサ及び低温ディ
スプレーサを有するヴィルミエルガス機関において、前
記低温側低温部熱交換器はアコーディオン形のフィンを
有することを特徴とするヴィルミエルガス機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24676894A JPH0886526A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | ヴィルミエルガス機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24676894A JPH0886526A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | ヴィルミエルガス機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886526A true JPH0886526A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=17153383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24676894A Pending JPH0886526A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-16 | ヴィルミエルガス機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886526A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021056A1 (fr) * | 2000-09-01 | 2002-03-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Echangeur thermique pour appareil refrigerant de stirling, dispositif echangeur thermique, et procede de fabrication d'un dispositif echangeur thermique |
| US7225859B2 (en) | 2000-09-01 | 2007-06-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Heat exchanger element and heat exchanger member for a stirling cycle refrigerator and method of manufacturing such a heat exchanger member |
| CN102713468A (zh) * | 2010-02-24 | 2012-10-03 | Lg电子株式会社 | 超低温制冷机 |
-
1994
- 1994-09-16 JP JP24676894A patent/JPH0886526A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021056A1 (fr) * | 2000-09-01 | 2002-03-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Echangeur thermique pour appareil refrigerant de stirling, dispositif echangeur thermique, et procede de fabrication d'un dispositif echangeur thermique |
| US7225859B2 (en) | 2000-09-01 | 2007-06-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Heat exchanger element and heat exchanger member for a stirling cycle refrigerator and method of manufacturing such a heat exchanger member |
| CN102713468A (zh) * | 2010-02-24 | 2012-10-03 | Lg电子株式会社 | 超低温制冷机 |
| CN102713468B (zh) * | 2010-02-24 | 2015-07-01 | Lg电子株式会社 | 超低温制冷机 |
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