JPH11223399A - Heat exchanger for heat engine - Google Patents

Heat exchanger for heat engine

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Publication number
JPH11223399A
JPH11223399A JP4292498A JP4292498A JPH11223399A JP H11223399 A JPH11223399 A JP H11223399A JP 4292498 A JP4292498 A JP 4292498A JP 4292498 A JP4292498 A JP 4292498A JP H11223399 A JPH11223399 A JP H11223399A
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JP
Japan
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heat exchange
heat
cylinder
heat exchanger
flow path
Prior art date
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Application number
JP4292498A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Sekiya
弘志 関谷
Nobuhisa Koumoto
伸央 甲元
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily manufacture a heat exchanger, and to improve heat exchange performance sealing an offset strip fin onto the inner surface of a heat exchange cylinder so that the offset strip fin faces the inside of a channel for an operation gas. SOLUTION: A heat exchanger is provided with an outer sleeve 41 and a cylindrical heat exchange cylinder 42 being inserted into the outer sleeve 41, sets a space being formed by an inner cylinder or a displacer cylinder 53 being arranged inside the heat exchange cylinder 42 to a channel 54 for the operation gas of a heat engine such as a helium gas, and provides an offset strip fin 35 so that the offset strip fin faces the operation gas channel 54. More specifically, the offset strip fin 35 is brazed along the inner surface of the heat exchanger cylinder 42 so that the longitudinal direction of a continuous-length- shaped batten is set to the circumferential direction of the heat exchange cylinder 42, thus easily manufacturing a heat exchanger and improving heat exchange performance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スターリングサイ
クル機器(スターリングエンジン、スターリング冷凍機
等)、ヴィルミエサイクル機器、クーク・ヤーボロフサ
イクル機器等の熱機関に装着される熱交換器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger mounted on a heat engine such as a Stirling cycle device (a Stirling engine, a Stirling refrigerating machine, etc.), a Vilmier cycle device, and a Kuku-Jarborov cycle device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、スターリングサイクル機器
(スターリングエンジン、スターリング冷凍機等)、ヴ
ィルミエサイクル機器、クーク・ヤーボロフサイクル機
器等の熱機関は、特開平7ー293334号公報、特開
平9ー151792号公報、特開平8ー158939号
公報等において知られているところである。
2. Description of the Related Art Conventionally, heat engines such as Stirling cycle devices (such as Stirling engines and Stirling refrigerating machines), Vilmier cycle devices, and Kuku-Yaborov cycle devices have been disclosed in JP-A-7-293334 and JP-A-9-933. These are known from, for example, JP-A-151792 and JP-A-8-158939.

【0003】図1において、1は熱機関の一例であるヴ
ィルミエサイクル機関を示し、その高温側ディスプレー
サー2及び低温側ディスプレーサー3は、互いにほぼ直
角位置に配置されたピストンロッド4及び5に連結さ
れ、夫々ヘリウム等の作動ガスを封入し、ガス用ロッド
シール4’及び5’により封止された高温側シリンダー
6及び低温側シリンダー7内を往復動する。この高温側
シリンダー6の高温室(圧縮室)8には多管式チューブ
よりなる加熱器9が接続されている。
[0003] In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a Vilmier cycle engine, which is an example of a heat engine, in which a high temperature side displacer 2 and a low temperature side displacer 3 are connected to piston rods 4 and 5 arranged at right angles to each other. The working cylinders are connected to each other and sealed with a working gas such as helium, and reciprocate in the high-temperature side cylinder 6 and the low-temperature side cylinder 7 sealed by the gas rod seals 4 ′ and 5 ′. A high-temperature chamber (compression chamber) 8 of the high-temperature cylinder 6 is connected to a heater 9 composed of a multi-tube tube.

【0004】加熱器9の先端9’と高温側シリンダー6
の中温室(膨張室)10との間には高温側再生器11と
中温側熱交換器12が連接介在され、また低温側シリン
ダー7の低温室(圧縮室)13と中温室(膨張室)14
との間には、低温側熱交換器15と低温側再生器16と
前記と同様の中温側熱交換器12が連接介在されてい
る。連結ダクト17は高温側シリンダー6の中温室10
と低温側シリンダー7の中温室14とを連通している。
[0004] The tip 9 'of the heater 9 and the high temperature side cylinder 6
A high temperature side regenerator 11 and a medium temperature side heat exchanger 12 are interposed between a medium temperature chamber (expansion chamber) 10 and a low temperature chamber (compression chamber) 13 of the low temperature cylinder 7 and a medium temperature chamber (expansion chamber). 14
, A low-temperature side heat exchanger 15, a low-temperature side regenerator 16, and a medium-temperature side heat exchanger 12 similar to the above are interposed. The connecting duct 17 is connected to the medium temperature chamber 10 of the high temperature side cylinder 6.
And the medium temperature chamber 14 of the low temperature side cylinder 7.

【0005】ピストンロッド4及び5には、夫々クロス
ガイド18及び19が固定され、このクロスガイド18
及び19にはクランク機構20が接続さている。このク
ランク機構20は、始動時は図示しない電動機等の動力
により、始動後はヴィルミエサイクル機関1自らの動力
により回転する。これにより、高温側ディスプレーサー
2及び低温側ディスプレーサー3が往復運動される。高
温側ディスプレーサ2の上方にはガスバーナ等の加熱手
段21が設けられている。
[0005] Cross guides 18 and 19 are fixed to the piston rods 4 and 5, respectively.
And 19 are connected to a crank mechanism 20. The crank mechanism 20 is rotated by the power of an electric motor or the like (not shown) at the time of start, and is rotated by the power of the Vilmier cycle engine 1 itself after the start. Thereby, the high temperature side displacer 2 and the low temperature side displacer 3 reciprocate. A heating means 21 such as a gas burner is provided above the high temperature side displacer 2.

【0006】クランク機構20の回転により約90度ず
れた高温側ディスプレーサー2と低温側ディスプレーサ
ー3とが往復運動すれば、高温側シリンダー6の高温室
8の作動ガスが押し出されて高温再生器11、中温側熱
交換器12へ導かれる。これと同様に、低温側シリンダ
ー7の低温室13の作動ガスが押し出され低温側熱交換
器15、低温側再生器16,中温側熱交換器12の作動
ガス流路内を流通する。
When the high-temperature displacer 2 and the low-temperature displacer 3 which are displaced by about 90 degrees by the rotation of the crank mechanism 20 reciprocate, the working gas in the high-temperature chamber 8 of the high-temperature cylinder 6 is pushed out and the high-temperature regenerator 11. It is led to the intermediate temperature side heat exchanger 12. Similarly, the working gas in the low-temperature chamber 13 of the low-temperature cylinder 7 is pushed out and flows through the working gas flow paths of the low-temperature heat exchanger 15, the low-temperature regenerator 16, and the medium-temperature heat exchanger 12.

【0007】このようなヴィルミエサイクル機関1等の
熱交換器12、15に適用される熱交換器としては、従
来は図2及び図3に示されるようなシェルアンドチュー
ブ式熱交換器22がある。
Conventionally, as a heat exchanger applied to the heat exchangers 12 and 15 of the Vilmier cycle engine 1 and the like, a shell and tube type heat exchanger 22 as shown in FIGS. 2 and 3 is conventionally used. is there.

【0008】図2及び図3に示されるシェルアンドチュ
ーブ式熱交換器22は、インナースリーブ23とアウタ
ースリーブ24の間に冷却水等の熱交換媒体の流れる環
状の流路25が形成され、その流路25中にヘリウム等
熱機関の作動ガスが流れる多数本のチューブ26がシェ
ル27を介して固定されて構成される。しかしながら、
シェルアンドチューブ式熱交換器22は、性能面では優
れているが、製作に手間がかかり、コスト高である。
In the shell and tube type heat exchanger 22 shown in FIGS. 2 and 3, an annular flow path 25 through which a heat exchange medium such as cooling water flows is formed between an inner sleeve 23 and an outer sleeve 24. A large number of tubes 26 through which a working gas of a heat engine such as helium flows in the flow path 25 are fixed via a shell 27. However,
Although the shell-and-tube heat exchanger 22 is excellent in performance, it takes time and effort to manufacture and is expensive.

【0009】又、ヴィルミエサイクル機関1等の熱交換
器12、15に適用される熱交換器の例としては、図4
及び図5に示される、プレートフィン式熱交換器28が
ある。このプレートフィン式熱交換器28は、ハウジン
グ29とその中に挿入された熱交換器本体30の間に冷
却水等の熱交換媒体用の流路31が形成され、この流路
31に面して熱交換器本体30の外周壁に多数の環状の
フィン32が形成されており、熱交換器本体30の内周
壁面には、熱交換器本体の内周に軸方向に沿って微小な
溝33が形成され熱交換器本体30の内周に装着される
ライナー34との間でヘリウム等の熱交換流体の流路が
形成されて構成される。この熱交換器28は、製作や加
工性、コスト面において優れているが、熱交換性能では
上記機関に適切な十分な性能が得られない。
FIG. 4 shows an example of a heat exchanger applied to the heat exchangers 12 and 15 of the Vilmier cycle engine 1 and the like.
And a plate-fin heat exchanger 28 shown in FIG. In the plate fin type heat exchanger 28, a flow path 31 for a heat exchange medium such as cooling water is formed between a housing 29 and a heat exchanger body 30 inserted therein, and faces the flow path 31. A large number of annular fins 32 are formed on the outer peripheral wall of the heat exchanger body 30, and minute grooves are formed on the inner peripheral wall of the heat exchanger body 30 along the axial direction on the inner periphery of the heat exchanger body. A flow path of a heat exchange fluid such as helium is formed between the heat exchanger fluid 33 and the liner 34 mounted on the inner periphery of the heat exchanger body 30. The heat exchanger 28 is excellent in manufacturing, workability, and cost, but does not have sufficient heat exchange performance for the engine.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱伝達性能
に優れたオフセットストリップフィンに着目し、これを
熱機関の熱交換器に活用することにより、上記従来の熱
交換器に比べて、性能面で優れ、しかも製作が容易で加
工性に優れた、コストの安い熱交換器を提供することを
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention focuses on an offset strip fin having excellent heat transfer performance and utilizes it for a heat exchanger of a heat engine. It is an object of the present invention to provide a low-cost heat exchanger which is excellent in performance, easy to manufacture and excellent in workability.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、アウターシリンダーと、該アウターシリ
ンダーに挿入固定された熱交換筒とを有し、該熱交換筒
の内面に沿った作動ガス用流路を流れる熱機関の作動ガ
スと熱交換筒の外面に沿った熱交換媒体用流路を流れる
熱交換媒体との間で熱交換をする熱機関用の熱交換器で
あって、上記作動ガス用流路中に面するように、上記熱
交換筒の内面に固着されたオフセットストリップフィン
を具備することを特徴とする熱機関用の熱交換器を提供
することである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has an outer cylinder and a heat exchange tube inserted and fixed to the outer cylinder, and the heat exchange tube extends along the inner surface of the heat exchange tube. A heat exchanger for a heat engine that exchanges heat between a working gas of a heat engine flowing through a working gas flow path and a heat exchange medium flowing through a heat exchange medium flow path along an outer surface of a heat exchange cylinder. An object of the present invention is to provide a heat exchanger for a heat engine, comprising offset strip fins fixed to the inner surface of the heat exchange tube so as to face the working gas flow path.

【0012】さらに、本発明は、アウターシリンダー
と、該アウターシリンダーに挿入固定された熱交換筒と
を有し、熱交換筒の内面に沿った作動ガス用流路を流れ
る熱機関の作動ガスと熱交換筒の外面に沿った熱交換媒
体用流路を流れる熱交換媒体との間で熱交換をする熱機
関用の熱交換器であって、上記熱交換媒体用流路中に面
するように、上記熱交換筒の外面に固着されたオフセッ
トストリップフィンを具備することを特徴とする熱機関
用の熱交換器を提供することである。
Further, the present invention provides an outer cylinder, and a heat exchange cylinder inserted and fixed to the outer cylinder, wherein a working gas of a heat engine flowing through a working gas flow path along an inner surface of the heat exchange cylinder is provided. A heat exchanger for a heat engine that performs heat exchange with a heat exchange medium flowing through a heat exchange medium flow path along the outer surface of a heat exchange cylinder, such that the heat exchanger faces the heat exchange medium flow path. Another object of the present invention is to provide a heat exchanger for a heat engine, comprising: an offset strip fin fixed to an outer surface of the heat exchange cylinder.

【0013】さらに、本発明は、アウターシリンダー
と、該アウターシリンダーに挿入固定された熱交換筒と
を有し、熱交換筒の内面に沿った作動ガス用流路を流れ
る熱機関の作動ガスと熱交換筒の外面に沿った熱交換媒
体用流路を流れる熱交換媒体との間で熱交換をする熱機
関用の熱交換器であって、上記作動ガス用流路中に面す
るように、上記熱交換筒の内面に固着されたオフセット
ストリップフィンと、
Further, the present invention provides an outer cylinder and a heat exchange cylinder inserted and fixed to the outer cylinder, wherein the working gas of the heat engine flows through a working gas flow path along the inner surface of the heat exchange cylinder. A heat exchanger for a heat engine that performs heat exchange with a heat exchange medium flowing through a heat exchange medium flow path along the outer surface of the heat exchange cylinder, such that the heat exchanger faces the working gas flow path. An offset strip fin fixed to the inner surface of the heat exchange cylinder,

【0014】上記熱交換媒体用流路中に面するように、
上記熱交換筒の外面に固着されたオフセットストリップ
フィンと、を具備することを特徴とする熱機関用の熱交
換器を提供することである。
In order to face the heat exchange medium flow path,
An offset strip fin fixed to an outer surface of the heat exchange cylinder. An object of the present invention is to provide a heat exchanger for a heat engine.

【0015】そして、本発明の上記熱機関用の熱交換器
は、スターリングサイクル機器、ヴィルミエサイクル機
器、クーク・ヤーボロフサイクル機器に適用されるもの
である。
[0015] The heat exchanger for a heat engine of the present invention is applied to a Stirling cycle device, a Vilmier cycle device, and a Kuku-Javlov cycle device.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づいて図面を参照して説明する。本発明のポイントは、
熱交換器性能を向上させるために、熱交換器本体を形成
する熱交換器筒の内面又は外面あるいはそれらの両方
に、オフセットストリップフィンを配設する点である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. The point of the present invention is
In order to improve heat exchanger performance, offset strip fins are disposed on the inner surface and / or outer surface of the heat exchanger tube forming the heat exchanger body.

【0017】図6及び図7により、オフセットストリッ
プフィンの構造を説明する。図6はオフセットストリッ
プフィン35を内外二枚の支持板36、37の間に設け
た熱交換器を示しており、図7はオフセットストリップ
フィン35の一部を拡大した図である。
Referring to FIGS. 6 and 7, the structure of the offset strip fin will be described. FIG. 6 shows a heat exchanger in which offset strip fins 35 are provided between two inner and outer support plates 36 and 37, and FIG. 7 is an enlarged view of a part of the offset strip fins 35.

【0018】オフセットストリップフィン35は、伝熱
性能の優れた長尺状帯板38が、矩形状にジグザグ状に
曲げられ、矩形状の断面を有する区画路39が、長尺状
帯板38の長手方向に複数形成されるように支持板にろ
う付けされる。このような長尺帯板38が、その長手方
向に直角の方向に複数枚連続的に、しかも互いに隣接す
る長尺帯板により形成される区画路39が互いにずれて
(オフセット状態で)配設されている。
The offset strip fins 35 are formed by bending a long strip 38 having excellent heat transfer performance into a rectangular shape in a zigzag manner, and forming a partition 39 having a rectangular cross section. It is brazed to the support plate so as to be formed in a plurality in the longitudinal direction. A plurality of such long strips 38 are arranged continuously in a direction perpendicular to the longitudinal direction thereof, and the partition paths 39 formed by the long strips adjacent to each other are displaced from each other (in an offset state). Have been.

【0019】このようなオフセットストリップフィン3
5をスターリングサイクル熱機関1等の熱交換器12、
15に適用した第1の実施例を図8〜10に示す。この
実施例の熱交換器40は、アウタースリーブ41と、ア
ウタースリーブ41内に挿入された円筒状の熱交換筒4
2とを有し、インナーシリンダー(ライナー)を介し
て、あるいは介さずに、図1に示すような熱機関の高温
側シリンダー6、低温側シリンダー7の外周に嵌合して
取付けられる。
Such offset strip fins 3
5 is a heat exchanger 12, such as a Stirling cycle heat engine 1,
8 to 10 show a first embodiment applied to the fifteenth embodiment. The heat exchanger 40 of this embodiment includes an outer sleeve 41 and a cylindrical heat exchange tube 4 inserted into the outer sleeve 41.
2 and is fitted and attached to the outer periphery of the high-temperature side cylinder 6 and the low-temperature side cylinder 7 of the heat engine as shown in FIG. 1 with or without an inner cylinder (liner).

【0020】熱交換筒42は、適当な肉厚を有する円筒
状に形成されており、熱交換筒42の上下端部の夫々に
は環状の封止部43が形成されている。この環状の封止
部43の夫々は、アウタースリーブ41内面に当接する
大径部44と、この大径部外面に形成されたシール45
を嵌入する溝46から構成されており、この上下の封止
部43と、熱交換筒42の外面と、アウタースリーブ4
1内面とで囲まれる環状の空間が、冷却水等の熱交換媒
体が流れる熱交換媒体用流路47を形成する。なお、シ
ール45による封止構造はは必要に応じて採用される。
The heat exchange cylinder 42 is formed in a cylindrical shape having an appropriate thickness, and annular sealing portions 43 are formed at upper and lower ends of the heat exchange cylinder 42, respectively. Each of the annular sealing portions 43 includes a large-diameter portion 44 abutting on the inner surface of the outer sleeve 41 and a seal 45 formed on the outer surface of the large-diameter portion.
The upper and lower sealing portions 43, the outer surface of the heat exchange cylinder 42, and the outer sleeve 4 are formed.
An annular space surrounded by the inner surface 1 forms a heat exchange medium flow channel 47 through which a heat exchange medium such as cooling water flows. In addition, the sealing structure by the seal 45 is adopted as needed.

【0021】熱交換筒42の外面には、複数の環状の熱
交換用のフィン48が熱交換媒体用流路47に突出する
ように形成されている。
On the outer surface of the heat exchange cylinder 42, a plurality of annular heat exchange fins 48 are formed so as to protrude into the heat exchange medium flow path 47.

【0022】アウタースリーブ41には、アウタースリ
ーブ41の軸心に対して互いに反対側に位置し、その長
手方向の上下端部又は中央部に、熱交換媒体の流入孔5
1及び流出孔52が設けられている。熱交換媒体は、流
入孔51から熱交換媒体用流路47内に流入して、熱交
換用フィン48に接して流れ、熱交換器40内で熱交換
されて流出孔52から流出する。
The outer sleeve 41 is located on the opposite side to the axis of the outer sleeve 41, and is provided with an inflow hole 5
1 and an outflow hole 52 are provided. The heat exchange medium flows into the heat exchange medium channel 47 from the inflow hole 51, flows in contact with the heat exchange fins 48, undergoes heat exchange in the heat exchanger 40, and flows out of the outflow hole 52.

【0023】熱交換筒42とその内側に配置されるイン
ナーシリンダー又はディスプレーサーシリンダー53に
より形成される空間が、ヘリウムガス等熱機関の作動ガ
ス流路54となる。この作動ガス流路54に面してオフ
セットストリップフィン35が配設される。
A space formed by the heat exchange cylinder 42 and an inner cylinder or a displacer cylinder 53 disposed inside the cylinder serves as a working gas flow path 54 of a heat engine such as helium gas. An offset strip fin 35 is provided facing the working gas flow path 54.

【0024】具体的には、熱交換筒42の内面に、オフ
セットストリップフィン35が、長尺状帯板38の長手
方向が熱交換筒42の円周方向になるように、熱交換筒
42の内面に沿ってろう付けされる。これにより、熱交
換筒42の長軸方向に、オフセットストリップフィン3
5の区画路39の方向が一致するように、熱交換筒40
の内面にオフセットストリップフィン35が配置される
構成となる。
Specifically, offset strip fins 35 are provided on the inner surface of the heat exchange cylinder 42 so that the longitudinal direction of the long strip 38 is in the circumferential direction of the heat exchange cylinder 42. Brazed along the inner surface. Thereby, the offset strip fins 3 are arranged in the longitudinal direction of the heat exchange cylinder 42.
5 so that the directions of the division passages 39 coincide with each other.
, The offset strip fins 35 are arranged on the inner surface.

【0025】以上の第1の実施例の熱交換器40による
作用をヴィルミエサイクル機関1の作動ガスとが冷却水
等の熱交換媒体により冷却されるような熱交換が行なわ
れる場合で説明する。熱交換媒体は、矢印50のよう
に、流入孔51より熱交換媒体用流路47内に流入し、
熱交換媒体用流路47内を流れ、流出孔52より流出す
る。熱交換媒体が熱交換媒体用流路47内を流れる際
に、熱交換筒42の外面に形成された環状の熱交換フィ
ン48に接触し熱交換が行なわれる。
The operation of the heat exchanger 40 according to the first embodiment will be described in the case where heat exchange is performed such that the working gas of the Vilmier cycle engine 1 is cooled by a heat exchange medium such as cooling water. . The heat exchange medium flows into the heat exchange medium flow path 47 from the inflow hole 51 as indicated by an arrow 50,
It flows inside the heat exchange medium flow channel 47 and flows out of the outflow hole 52. When the heat exchange medium flows through the heat exchange medium flow path 47, the heat exchange medium comes into contact with an annular heat exchange fin 48 formed on the outer surface of the heat exchange cylinder 42 to perform heat exchange.

【0026】他方、熱交換器40内に流入した作動ガス
は、作動ガス用流路54内を矢印49のように区画路3
9に沿って軸方向に流れる。この際に、作動ガスは、オ
フセットストリップフィン35に接触し熱交換が行なわ
れる。作動ガスは、大きな面積をもってオフセットスト
リップフィン35に接触できるので、伝熱面積が大きく
なり熱交換性能が向上する。
On the other hand, the working gas flowing into the heat exchanger 40 flows through the working gas
It flows axially along 9. At this time, the working gas comes into contact with the offset strip fins 35 to perform heat exchange. Since the working gas can contact the offset strip fin 35 with a large area, the heat transfer area increases and the heat exchange performance improves.

【0027】図11〜13は、本発明の熱交換器の第2
の実施例を示す。この実施例の熱交換器55は、アウタ
ースリーブ56と、アウタースリーブ56内に挿入され
た円筒状の熱交換筒57とを有し、インナーシリンダー
(ライナー)58を介して、あるいは介さずに、図1に
示すような熱機関のディスプレーサーシリンダー6、7
の外周に嵌合して取付けられる。
FIGS. 11 to 13 show the second embodiment of the heat exchanger of the present invention.
The following shows an example. The heat exchanger 55 of this embodiment has an outer sleeve 56 and a cylindrical heat exchange cylinder 57 inserted into the outer sleeve 56, with or without an inner cylinder (liner) 58. Displacer cylinders 6 and 7 of a heat engine as shown in FIG.
Is fitted and attached to the outer circumference of the.

【0028】熱交換筒57は、第1の実施例と同様に、
適当な肉厚を有する円筒状に形成されており、熱交換筒
57の上下端部の夫々には、第1の実施例同様のシール
を嵌入した環状の封止部59が形成されている。上下の
封止部59と、熱交換筒57外面と、アウタースリーブ
56内面とで囲まれる環状の空間が、冷却水等の熱交換
媒体が流れる熱交換媒体用流路60を形成する。
The heat exchange cylinder 57 is, as in the first embodiment,
It is formed in a cylindrical shape having an appropriate thickness, and an annular sealing portion 59 in which a seal similar to that of the first embodiment is fitted is formed at each of the upper and lower ends of the heat exchange cylinder 57. An annular space surrounded by the upper and lower sealing portions 59, the outer surface of the heat exchange cylinder 57, and the inner surface of the outer sleeve 56 forms a heat exchange medium flow channel 60 through which a heat exchange medium such as cooling water flows.

【0029】この実施例では、第1の実施例と異なり、
熱交換筒57の外面、即ち、熱交換媒体用流路60に面
してオフセットストリップフィン35を配設したことを
特徴とする。即ち、上記図5で示したオフセットストリ
ップフィン35が、その区画路39の方向と熱交換筒5
7の軸方向を一致させて、熱交換筒57の外面61にろ
う付けして配設されている。
In this embodiment, unlike the first embodiment,
The offset strip fins 35 are provided facing the outer surface of the heat exchange cylinder 57, that is, the heat exchange medium flow path 60. That is, the offset strip fin 35 shown in FIG.
7 are aligned in the axial direction and brazed to the outer surface 61 of the heat exchange cylinder 57.

【0030】アウタースリーブ56の軸方向一端部(図
中上端部)には、熱交換媒体の流入孔62が設けられて
おり、他方、アウタースリーブ56の軸方向他端部(図
中下端部)には、熱交換媒体の流出孔63が設けられて
いる。熱交換媒体は、流入孔62から熱交換器55内に
流入して、熱交換媒体用流路60内を通り、熱交換され
て流出孔63から流出する。
At one axial end (upper end in the figure) of the outer sleeve 56, an inflow hole 62 for a heat exchange medium is provided, and on the other hand, the other axial end (lower end in the figure) of the outer sleeve 56 is provided. Is provided with an outflow hole 63 for a heat exchange medium. The heat exchange medium flows into the heat exchanger 55 from the inflow hole 62, passes through the heat exchange medium flow path 60, undergoes heat exchange, and flows out of the outflow hole 63.

【0031】熱交換筒57とその内側に配置されるイン
ナーシリンダー58又はディスプレーサシリンダーによ
り形成される空間が、ヘリウムガス等熱機関の作動ガス
流路64が形成され、この作動ガス流路64に面してス
プライン状の冷却フィンが形成されている。具体的に
は、熱交換筒57の内周全面に、ワイヤーカット加工に
より軸方向に伸びる微小溝65が多数本形成されてスプ
ライン状の冷却フィン66が形成される。
A space formed by the heat exchange cylinder 57 and the inner cylinder 58 or the displacer cylinder disposed inside the heat exchange cylinder 57 forms a working gas flow path 64 of a heat engine such as helium gas. Thus, spline-shaped cooling fins are formed. More specifically, a large number of microgrooves 65 extending in the axial direction are formed by wire cutting on the entire inner peripheral surface of the heat exchange cylinder 57 to form spline-shaped cooling fins 66.

【0032】以上の第2の実施例構成による作用を説明
する。熱交換器55により、ヴィルミエサイクル機関1
の作動ガスが冷却水等の熱交換媒体により冷却されるよ
うな熱交換が行なわれる場合で説明する。熱交換媒体
は、流入孔62より熱交換媒体用流路60内に流入し、
熱交換媒体用流路60内を流れ、流出孔63より流出す
る。熱交換媒体が熱交換媒体用流路60内を流れる際
に、熱交換筒57の外面に形成されたオフセットストリ
ップフィン35に接触し熱交換が行なわれる。
The operation of the second embodiment will be described. Vilmier cycle engine 1 by heat exchanger 55
The case where heat exchange is performed such that the working gas is cooled by a heat exchange medium such as cooling water will be described. The heat exchange medium flows into the heat exchange medium flow channel 60 through the inflow hole 62,
It flows in the heat exchange medium channel 60 and flows out of the outflow hole 63. When the heat exchange medium flows through the heat exchange medium flow path 60, the heat exchange medium contacts the offset strip fins 35 formed on the outer surface of the heat exchange cylinder 57 to perform heat exchange.

【0033】他方、作動ガスは、作動ガス用流路64内
でスプライン状のフィン66に接触しながら軸方向に流
れ、熱交換が行なわれる。
On the other hand, the working gas flows in the working gas flow path 64 in the axial direction while contacting the spline fins 66 in the working gas flow path 64, and heat exchange is performed.

【0034】なお、第1又は第2の実施例は、熱交換筒
の内面又は外面にオフセットストリップフィンを配設し
たものであるが、熱交換筒の内面及び外面の両面にオフ
セットストリップフィンを配設し、作動ガス及び熱交換
媒体が、夫々のオフセットストリップフィンに接触する
ような、熱交換器を構成してもよい。
In the first or second embodiment, offset strip fins are provided on the inner or outer surface of the heat exchange tube. However, offset strip fins are provided on both the inner surface and the outer surface of the heat exchange tube. The heat exchanger may be configured such that the working gas and the heat exchange medium contact the respective offset strip fins.

【0035】又、本発明は、ヴィルミエサイクル機関の
ディスプレーサーシリンダーの外周に配設され環状の熱
交換器について説明したが、このような環状の熱交換器
ではなく、特開平9ー152210号公報の熱交換器の
ように作動ガスの流れる管路に配設される筒状の熱交換
器としてもよい。
Although the present invention has been described with respect to an annular heat exchanger disposed on the outer periphery of a displacer cylinder of a Vilmier cycle engine, the invention is not limited to such an annular heat exchanger but disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-152210. The heat exchanger may be a tubular heat exchanger disposed in a pipe through which the working gas flows, like the heat exchanger disclosed in the publication.

【0036】即ち、熱交換筒の内側に中実のスプライン
軸を嵌合して、その外面に形成されたスプライン溝と熱
交換筒の間で作動ガスの流れる流路を形成するととも
に、熱交換筒外周囲にオフセットストリップフィン35
を配設した筒状の熱交換器としてもよい。
That is, a solid spline shaft is fitted inside the heat exchange cylinder to form a flow path for the working gas between the spline groove formed on the outer surface of the heat exchange cylinder and the heat exchange cylinder. Offset strip fins 35 around the outside of the cylinder
May be used as a cylindrical heat exchanger.

【0037】以上の実施例は、本発明の熱交換器をヴィ
ルミエサイクル機関の熱交換器に適用した例であるが、
その他スターリング機器、クーク・ヤーボロフサイクル
機器等の熱機関の熱交換器に適用されることはいうまで
もない。
The above embodiment is an example in which the heat exchanger of the present invention is applied to a heat exchanger of a Vilmier cycle engine.
It goes without saying that the present invention is also applied to heat exchangers of heat engines such as Stirling equipment and Kuku-Javlov cycle equipment.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、上記のように、熱交換筒の外
面又は内面のいずれか、あるいは、両方に、オフセット
ストリップフィンを固着して、熱機関の作動ガス用流路
及び熱交換媒体用流路の両方あるいはそのいずれかに、
オフセットストリップフィンを配設する構成としたの
で、熱交換器の製作が簡単であり、コストが安くなると
ともに長尺状帯体をジグザグ状に折曲げて接触面積を増
加させているので、熱交換器の熱交換性能を向上するこ
とができる。
According to the present invention, as described above, the offset strip fins are fixed to either or both of the outer surface and the inner surface of the heat exchange cylinder, and the working gas flow path and the heat exchange medium of the heat engine are provided. To both or one of the
Since the offset strip fins are used, the heat exchanger is easy to manufacture, the cost is low, and the long belt is bent in a zigzag pattern to increase the contact area, so heat exchange is possible. The heat exchange performance of the vessel can be improved.

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

【図1】本発明の熱交換器の適用に適した熱機関の一例
であるヴィルミエサイクル機関を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a Vilmier cycle engine which is an example of a heat engine suitable for applying the heat exchanger of the present invention.

【図2】従来の熱交換器を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a conventional heat exchanger.

【図3】上記図3のAーA断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3;

【図4】従来の別の熱交換器を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing another conventional heat exchanger.

【図5】上記図4のBーB断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 4;

【図6】本発明のオフセットストリップフィンを示す図
である。
FIG. 6 is a view showing an offset strip fin of the present invention.

【図7】図6の要部拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view of a main part of FIG. 6;

【図8】本発明の熱交換器の第1の実施例を示す平面図
である。
FIG. 8 is a plan view showing a first embodiment of the heat exchanger of the present invention.

【図9】図8の要部拡大図である。FIG. 9 is an enlarged view of a main part of FIG. 8;

【図10】図8のCーC断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 8;

【図11】本発明の熱交換器の第2の実施例を示す図で
ある。
FIG. 11 is a view showing a second embodiment of the heat exchanger of the present invention.

【図12】図11のDーD断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 11;

【図13】図12の要部拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of a main part of FIG.

【符号の説明】 1 ヴィルミエサイクル機関 2 高温側ディスプレーサー 3 低温側ディスプレーサー 6 高温側シリンダー 7 低温側シリンダー 11 高温側再生器 12 中温側熱交換器 15 低温側熱交換器 16 低温側再生器 22 シェルアンドチューブ式熱交換器 26 チューブ 28 プレートフィン式熱交換器 30 熱交換器本体 31 流路 33 溝 35 オフセットストリップフィン 38 長尺状帯板 39 区画路 40 熱交換器 41 アウタースリーブ 42 熱交換筒 43 封止部 48 フィン 51 流入孔 52 流出孔 55 熱交換器 56 アウタースリーブ 62 流入孔 63 流出孔 65 微小溝 66 フィン[Description of Signs] 1 Vilmier cycle engine 2 High temperature side displacer 3 Low temperature side displacer 6 High temperature side cylinder 7 Low temperature side cylinder 11 High temperature side regenerator 12 Medium temperature side heat exchanger 15 Low temperature side heat exchanger 16 Low temperature side regenerator Reference Signs List 22 Shell and tube heat exchanger 26 Tube 28 Plate fin heat exchanger 30 Heat exchanger body 31 Flow path 33 Groove 35 Offset strip fin 38 Elongated strip 39 Sectional path 40 Heat exchanger 41 Outer sleeve 42 Heat exchange Cylinder 43 sealing portion 48 fin 51 inflow hole 52 outflow hole 55 heat exchanger 56 outer sleeve 62 inflow hole 63 outflow hole 65 microgroove 66 fin

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アウターシリンダーと、該アウターシ
リンダーに挿入固定された熱交換筒とを有し、該熱交換
筒の内面に沿った作動ガス用流路を流れる熱機関の作動
ガスと熱交換筒の外面に沿った熱交換媒体用流路を流れ
る熱交換媒体との間で熱交換をする熱機関用の熱交換器
であって、 上記作動ガス用流路中に面するように、上記熱交換筒の
内面に固着されたオフセットストリップフィンを具備す
ることを特徴とする熱機関用の熱交換器。
1. A working gas and a heat exchange cylinder of a heat engine having an outer cylinder and a heat exchange cylinder inserted and fixed in the outer cylinder, and flowing through a working gas flow path along an inner surface of the heat exchange cylinder. A heat exchanger for a heat engine that exchanges heat with a heat exchange medium flowing through a heat exchange medium flow path along the outer surface of the heat exchanger, wherein the heat exchanger faces the working gas flow path. A heat exchanger for a heat engine, comprising: an offset strip fin fixed to an inner surface of an exchange cylinder.
【請求項2】 アウターシリンダーと、該アウターシ
リンダーに挿入固定された熱交換筒とを有し、熱交換筒
の内面に沿った作動ガス用流路を流れる熱機関の作動ガ
スと熱交換筒の外面に沿った熱交換媒体用流路を流れる
熱交換媒体との間で熱交換をする熱機関用の熱交換器で
あって、 上記熱交換媒体用流路中に面するように、上記熱交換筒
の外面に固着されたオフセットストリップフィンを具備
することを特徴とする熱機関用の熱交換器。
2. An outer cylinder, and a heat exchange cylinder inserted and fixed to the outer cylinder, and a working gas of a heat engine flowing through a working gas flow path along an inner surface of the heat exchange cylinder and a heat exchange cylinder. A heat exchanger for a heat engine that performs heat exchange with a heat exchange medium flowing through a heat exchange medium flow path along an outer surface, wherein the heat exchanger is arranged to face the heat exchange medium flow path. A heat exchanger for a heat engine, comprising: an offset strip fin fixed to an outer surface of an exchange cylinder.
【請求項3】 アウターシリンダーと、該アウターシ
リンダーに挿入固定された熱交換筒とを有し、熱交換筒
の内面に沿った作動ガス用流路を流れる熱機関の作動ガ
スと熱交換筒の外面に沿った熱交換媒体用流路を流れる
熱交換媒体との間で熱交換をする熱機関用の熱交換器で
あって、 上記作動ガス用流路中に面するように、上記熱交換筒の
内面に固着されたオフセットストリップフィンと、 上記熱交換媒体用流路中に面するように、上記熱交換筒
の外面に固着されたオフセットストリップフィンと、 を具備することを特徴とする熱機関用の熱交換器。
3. A working gas of a heat engine, which has an outer cylinder and a heat exchange cylinder inserted and fixed to the outer cylinder, and flows through a working gas flow path along an inner surface of the heat exchange cylinder. A heat exchanger for a heat engine that performs heat exchange with a heat exchange medium flowing through a heat exchange medium flow path along an outer surface, wherein the heat exchange medium is arranged so as to face the working gas flow path. An offset strip fin fixed to the inner surface of the tube, and an offset strip fin fixed to the outer surface of the heat exchange tube so as to face the heat exchange medium flow path. Heat exchanger for engines.
【請求項4】 熱機関が、スターリングサイクル機器
であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか記
載の熱機関用の熱交換器。
4. The heat exchanger for a heat engine according to claim 1, wherein the heat engine is a Stirling cycle device.
【請求項5】 熱機関が、ヴィルミエサイクル機器で
あることを特徴とする、請求項1から3のいずれか記載
の熱機関用の熱交換器。
5. The heat exchanger for a heat engine according to claim 1, wherein the heat engine is a Vilmier cycle machine.
【請求項6】 熱機関が、クーク・ヤーボロフサイク
ル機器であることを特徴とする、請求項1から3のいず
れか記載の熱機関用の熱交換器。
6. The heat exchanger for a heat engine according to claim 1, wherein the heat engine is a Kuku-Javlov cycle machine.
JP4292498A 1998-02-06 1998-02-09 Heat exchanger for heat engine Pending JPH11223399A (en)

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TW088101604A TW426798B (en) 1998-02-06 1999-02-03 Stirling apparatus
AU15481/99A AU739636B2 (en) 1998-02-06 1999-02-05 Stirling machine with heat exchanger having fin structure
EP99102309A EP0935063A3 (en) 1998-02-06 1999-02-05 Stirling machine with heat exchanger having fin structure
CN99103019A CN1231407A (en) 1998-02-06 1999-02-05 Stirling device using heat-exchanger with fin structure
KR1019990004164A KR100551663B1 (en) 1998-02-06 1999-02-06 Stirling device using heat exchanger having fin structure
US09/246,066 US6161389A (en) 1998-02-06 1999-02-08 Stirling machine with heat exchanger having fin structure
NZ334088A NZ334088A (en) 1998-02-06 1999-02-08 Stirling cycle refrigerator, with expansion cylinder having integral fins

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6279325B1 (en) 1998-11-02 2001-08-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Stirling device
EP1538414A2 (en) 2003-12-03 2005-06-08 Twinbird Corporation Fin structure
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

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