JPS5924152A - スタ−リング・エンジン用アルミニウム製冷却器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スターリング・エンジン用アルミニウム製
冷却器に関するものである。

この明細書において、アルミニウムとは、純アルミニウ
ムおよびアルミニウム合金の両方を含んで意味するもの
とする。

スターリング・エンジンは一般に広く知られており、こ
れは作動流体としてヘリウム、水素等を使用し、この作
動流体を加熱冷却する間に動力を取り出す外燃機関であ
る。すなわち、スターリング・エンジン本体の内部にヘ
リウム等の作動流体か封入され、この作動流体は加熱器
において天然ガスや灯油等の燃焼ガス等によって加熱さ
れ、ピストンを作動せしめる機械的仕事をした後、冷却
器にて冷却水に放熱し、再び加熱器へ戻るサイクルを繰
返すものである。このようなスターリング・エンジンは
、熱効率が高く、省エネルギとなるため、現在実用化お
よび研究が行なわれているものである。ヘリウム等の作
動流体は、効率の点より通常１００〜２００％Ｇの高圧
でエンジン本体に封入されており、したがって冷却器は
耐圧性を有する必要がある。

従来のスターリング・エンジン用冷却器としては、たと
えば築５図に示すように、ヘリウム等の作動流体が通過
する多数のステンレス鋼製冷ガｊ管（２２）の両端部が
同じ（ステンレス鋼製の管寄せ（２３）　（２４＋にた
とえばＴＩＧ溶接により結合されることによりつくられ
ていた。しかしながら、このような従来の冷却器（２１
）にはつきのような問題があった。

■　冷却器（２ＩＪ全体がステンレス鋼によりつくられ
ているため、その型皿が重い。

■　冷す■Ｉ管（２２）かステンレス鋼製であるため伝
熱性が悪い。

■　多数の冷却管（２２）を１本ずつ管寄せ［２３１ｆ
２４］に溶接するため、非常に面倒で手間がかかり、製
造コストが高くつく。

■　このような溶接のさい冷却管（２２）の両端部と管
寄ぜ（２３）　（２ＩＪとの間にどうしても隙間が発生
し、いわゆる隙間腐食が生じるおそれがある。

ところで、」二記従来の冷却器をアルミニウムによって
つくり、軽量化することも考えられる。

しかしなから、第６図に示すように、アルミニウム製冷
却管（３２）は強度が弱＜、シかも冷却器（３１）内は
高圧であって、冷却管（３２）の上・下両側の管寄ぜ（
３３１［３ａには大きな圧力がかかり、冷却管（３２）
に圧縮応力が発生ずるため、冷却管（３２）は座屈を生
じて、横方向にたわみが発生するという問題がある。

この発明の目的は、」二記の従米技術のｒ７月顆を解決
したアルミニウム製のスフ−１ノンク゛、エンジン用冷
却器を提供しようとする番こある。

この発明を、以下図面に示す実施例をこ基づし１て説明
する。

第１図〜第４図において、（１）はこの発明（こよるス
ターリング−エンジン用冷却８引で、こｈｌますべてア
ルミニウム製である。（２）　ｉ；！へ１ノウムおよび
水素等の作動流体か通過する多数の垂ｒａ：　ｔＪｅ冷
却管で、これらの上下両端部（よ一対の管翳ｆせ＋３）
　［４＋にそれぞれ連糸占されてし）る。」二（貝１１
の管￥ｆせ（３）は有底円筒形を有しており、これの＋
ｍ壁（５）（こ冷却管（２）の」一端部が連結されてい
る。また下側の管寄せ（４）は円板形を有しており、こ
れ：こンη月１管（２）の下端部か連結されてし）る。

（６）（まｈ却・旨（２）を囲むように配置されかつ上
下両管寄せ＋３１　＋４）　ｉこ結合された略円筒形の
胴で、これには冷却水用入口（７］　＋８１があけられ
、また胴（６）の内部には通水空間部（９）゛が形成せ
られている。（１０）は各冷却管（２）の内部に長さ方
向に取り付けられた横断面Ｗ形の一対のインナー・フィ
ンで、これらは互いに対向するように配置されている。

（１１）は胴（６）内の通水空間部（９）において冷却
管（２）群に対して交差状に取り付けられた平面よりみ
て円形の多数のプレート・フィンで、これらは所定位置
に配された多数の冷却管挿通孔（１２）を有するととも
に、４個の２１−球形の間隔保持凸部（１３）を有して
いる。

０４）は胴（６）の上下両端部と管寄せ＋３１　＋４）
との間にそれぞれ介在させられたアルミニウム・ブレー
ジング拳シーＩ・よりなるリングで、これらによって胴
（６）と管寄せ＋３）　＋４１とが一体に結合されてい
る。

上記アルミニウム製冷ＪＪＪ　器Ｉｌｌ　ｉよ、真空ろ
うｔＪけ法により一体に結合されて製作される。この場
合、冷却器（１）を構成するすべての部材にろう祠をｆ
」倍したものを使用することもあるが、っきのような部
材を使用すると好ましい。まず第１に、冷却管（２）と
して内外両面にろう祠を１１１着させたアルミニウム・
クラッド・パイプを使用する。このときには、管寄せ［
３１＋４）およびフィンｔｌｏｌ　（１１）にはあえて
ろう祠を付着したものを使用しなくても通常のアルミニ
ウム製のものでよい。

第２に、インナー・フィン（１０）およびプレート・フ
ィン（１］）としてアルミニウム・ブレージング・シー
トを使用するとともに、管寄せ＋３１　＋４１にろう桐
を付着したものを使用する。このとき冷却管（２）はあ
えて」二記のようなりラッド争パイプを使用しなくても
通常のアルミニウム製のものでよい。第３に、冷却管（
２）として外面にのみろう材を付着させたクラッド・パ
イプを使用するとともに、インナー・フィン（１ｏ）と
してブレージング・シートを使用する。このとき管寄せ
＋３１　＋４１とプレート・フィン（１１）にはあえて
ろう材を付着したものを使用しなくても通常のアルミニ
ウム製のものでよい。

（以下余白） 寮恐恐また上下両管寄せ＋３１　＋４１と胴（６）とは
通常アルミニウム・ブレージング・シートよりなるリン
グ（１４）を介して一体に結合されるが、管寄せ（３）
（４）にろう祠を付着させたものを使用する場合に上記
冷却器（１）は、たとえば第４図に示すように、鋳物製
スフ−リング−エンジン本体ｆ１５１　ＩＣ設けられた
冷却器収容空間部（１６）内に液密に嵌め込まれる。冷
却器（１）の両側には胴（６）の冷ノ」ｊ水出入口＋７
）　＋８１および通水空間部（９）内に通しる迎水路（
１７）（１８）か形成せられており、ヘリウム等の作動
流体は多数の冷却管（２）内を通過する間に外部の水と
い交換して放熱し、冷却されるものである。

ここで、多数の冷却管（２）はそれ自体アルミニウム製
であるため伝熱性にすぐれており、しかも冷却管（２）
にはアルミニウム製のインナー・フィン（１０ｊと同プ
レート参フィン（ＩＪ）とが取り付けられているから、
伝熱性が非常に大きい。また冷却器（１）内は高圧とな
されているか、上下両管寄ぜ［３１＋４１にか＼る■力
は胴（６）によって受けｔＬめられるとともに冷却管（
２）群と交差状に結合した多数の並列状プレート・フィ
ン（１１）の外縁が胴（６）の内壁に当接していて、プ
レート・フィン（１１）が冷却管（２）を側方より支え
ているため、冷却管（２）の座屈によるたわみの発生を
防ｔｌｌすることかでき、座屈強度か増大しているもの
である。

なお、上記実施例においては、インナー・フィン（１０
）として横断面Ｗ形のものが２個ずつ冷却管（２）内に
取り（＝Ｊけられているが、インナーのフィン（ＩＯ）
はその他の形状であってもよく、また使用数は勿論任意
である。またプレート・フィン（１１）は円形を有して
いるか、これはその他の形状てあってもよい。しかしな
から冷却管（２）の座屈を防止するために、プレート・
フィン（１］）は胴（６）の内壁にはＸ゛沿うものであ
るのが望ましい。

この発明は、上述の次第で、スフ−リング咎エンジン用
冷却器（１）全体がアルミニウムによりつくられている
から、非常に軽量である。そしてヘリウム等の作動流体
が通過する多数の冷却管（２）自体が伝熱性のよいアル
ミニウムによりつくられるとともに、冷却管（２）にア
ルミニウム製のインナー・フィン（＋０＋　ト同プレー
ト・フィン（１１）が取り付りられているから、非常に
伝熱性がよく、冷却性能がすぐれている。さらに冷ＪＪ
ｊ管（２）群に対して多数のプレート・フィン（１１）
が交差状に取り付けられ、これらの冷却管（２）とプレ
ート０フィン（１］）とが胴（６）によって囲まれてい
るがら、冷却管（２）はブレニドΦフィン（１１）によ
り側方がら支えられることになり、したがって冷却管（
２）の座屈によるたわみの発生を防止することかできて
、冷却器用はすくれた強度を有している。また冷却器（
１）はアルミニウム製であるため、たとえば真空ろう付
は法によりこれを一挙に非常に簡単に製造することかで
き、したがって従采のように溶擦に手間かかからず、製
造コストか非′）δに安くつく。またこのような真空ろ
う付は法によれば、アルミニウム製冷却管（２）の両端
部と同管寄せ［３＋　＋４）との間に隙間か生じないの
で、従来品におけるような隙間腐食が起こるおそれがな
いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は側面図、第２図は部分切欠き拡大側面図、第３図は
拡大平面図、第４図は使用状態を示す平面図である。第
５図は従来品の概略縦断面図、第６図は従来品をアルミ
ニウムで製作した場合における座屈現象を説明するため
の概略縦１（８面図である。 （１）・・拳冷却器、（２）・・・冷却管、＋３Ｎ４１
・・・管寄ぜ、（６）・・６胴、＋７）　＋８）・・・
冷却水出入口、＋１０１・・ｅインナー・フィン、（１
１）・・・プレー１・・フィン。 以　　上 特許出願人　　アイシン精機株式会社 外ｌＪ名 第１図 第３図 第４図 第５図 ？１ ４ ３１１、　　第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の冷却管（２）と、これらの冷却管（２）の両端冷
   却管（２）の内部に設けられたインナー・フィン（］０
   ）と、冷却管（２）詳に対して交差状に取り付けられた
   多数のプレート・フィン（１］）と、冷却管（２）群お
   よびプレート・フィン（１１）を囲みかつ管寄せｔ３ｉ
   （４）に結合されるとともに、冷却水出入口＋７）　（
   ８）が設けられた胴（６）とよりなるスターリング・エ
   ンジン用アルミニウム製冷却器。