JPS61130792A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS61130792A JPS61130792A JP25064084A JP25064084A JPS61130792A JP S61130792 A JPS61130792 A JP S61130792A JP 25064084 A JP25064084 A JP 25064084A JP 25064084 A JP25064084 A JP 25064084A JP S61130792 A JPS61130792 A JP S61130792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regenerator
- small
- heater
- heat exchanger
- cooler
- 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
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
-
- 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
- F02G2243/00—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換器に関し、流れ方向によって流れの乱
れや伝熱係数を変えている熱交換器に関する。該熱交換
器は、たとえば、スターリング機関のヒータやクーラと
して．利用される。
れや伝熱係数を変えている熱交換器に関する。該熱交換
器は、たとえば、スターリング機関のヒータやクーラと
して．利用される。
内壁に１ら旋状に巻回したコイルやフィンを配すことで
伝熱面積を犬とさせることが成される。
伝熱面積を犬とさせることが成される。
この種の熱交換器をヒータやクーラとして用いるスター
リング機関の例を第５図に示す。第５図に示すスターリ
ング機関は、ヒータ１、再生器２およびクーラ３を含む
作動ガスの糸路を、シリンダ内の動作ピストン４によっ
て画定される圧縮室６と膨張室５に接続させる。作動室
間にヘリウム等の作動ガスが封入されるが、この作動ガ
スの動きを第６図を参照して説明する。
リング機関の例を第５図に示す。第５図に示すスターリ
ング機関は、ヒータ１、再生器２およびクーラ３を含む
作動ガスの糸路を、シリンダ内の動作ピストン４によっ
て画定される圧縮室６と膨張室５に接続させる。作動室
間にヘリウム等の作動ガスが封入されるが、この作動ガ
スの動きを第６図を参照して説明する。
再生器２に入った作動ガスは、ａ点からｂ点迄昇温し、
ヒータ１に入り外部熱を受けてｂ点からＣ点迄昇温する
。ヒータ１内で昇温した作動ガスは、膨張室５内にて断
熱膨張をなし、０点からｄ点に降温する。しかし、膨張
室５からヒータＩＫ戻った作動ガスは、ヒータ１で再受
熱し、ｄ点から６点へと昇温する。６点で示す温度をも
った作動ガスは、再生器２に入り、放熱し、ｆ点まで温
度を下げ、次いで、クーラ３に入り，ｇ点迄温度を下げ
る。ｇ点迄降温した作動ガスは、圧縮室６で圧縮を受け
、ｈ点迄温度を上げる。圧縮室６を出た作動ガスは、ク
ーラ３により、ａ点まで温度を下げ、再び、再生器２に
入る。この例において、再生器２の高温部平均温度（Ｔ
ｒｅ）と低温部平均温度（Ｔｒｃ）との温度差は極めて
大きい。即ち、再生器２の熱交換量が大であり、再生器
の容積の増加、流動損失の増加があり、二ンノン性能の
低下を招く。
ヒータ１に入り外部熱を受けてｂ点からＣ点迄昇温する
。ヒータ１内で昇温した作動ガスは、膨張室５内にて断
熱膨張をなし、０点からｄ点に降温する。しかし、膨張
室５からヒータＩＫ戻った作動ガスは、ヒータ１で再受
熱し、ｄ点から６点へと昇温する。６点で示す温度をも
った作動ガスは、再生器２に入り、放熱し、ｆ点まで温
度を下げ、次いで、クーラ３に入り，ｇ点迄温度を下げ
る。ｇ点迄降温した作動ガスは、圧縮室６で圧縮を受け
、ｈ点迄温度を上げる。圧縮室６を出た作動ガスは、ク
ーラ３により、ａ点まで温度を下げ、再び、再生器２に
入る。この例において、再生器２の高温部平均温度（Ｔ
ｒｅ）と低温部平均温度（Ｔｒｃ）との温度差は極めて
大きい。即ち、再生器２の熱交換量が大であり、再生器
の容積の増加、流動損失の増加があり、二ンノン性能の
低下を招く。
（本発明の技術的課題）
本発明は、従来型の熱交換器としてのヒータやクーラを
用いた場合、再生器の負荷が大であるので、ヒータやク
ーラを改良させることで、この負荷を小とさせることを
、解決すべき技術的課題とする。
用いた場合、再生器の負荷が大であるので、ヒータやク
ーラを改良させることで、この負荷を小とさせることを
、解決すべき技術的課題とする。
（本発明の技術的手段とその作用）
本発明は、前述した課題を解決するために、一方向の流
れに対し逆方向の流れの方がその乱れが大きく且つ伝熱
係数が大となるフィンを用いる技術的手段を採用する。
れに対し逆方向の流れの方がその乱れが大きく且つ伝熱
係数が大となるフィンを用いる技術的手段を採用する。
この手段を用いた熱交換器を、スターリング機関のヒー
タとクーラとして用いた場合、再生器か、らみて流れ出
る方向に、流れ抵抗が大となるフィンを用いる。
タとクーラとして用いた場合、再生器か、らみて流れ出
る方向に、流れ抵抗が大となるフィンを用いる。
第４図を参照して、第６図に示す従来例と比較する。本
発明による熱交換器としてのヒータとクーラを用いた場
合、再生器を出た作動ガスは、ｂ点から０点へと温度勾
配を大としてヒータから受熱し、又、膨張室を出た作動
ガスは、ｄ点から６点へと温度勾配を小とさせて昇温す
る。又、再生器を出た作動ガスは、クーラの流れ抵抗の
大なる方向に沿って流れるので、ｆ点からｇ点へと温度
勾配を大とさせて降温し圧縮室に入る。次忙、圧縮室を
出た作動ガスは、クーラに入るが、この方向の流れ抵抗
は小さいの↓ で、ｈ点からｄ点へと小さな温度勾配で降温する。第６
図の従来例と第４図の本発明の例とを膨張室入口温度（
Ｔｌｉ２）と、圧縮室入口温度（’ｒｃ）を同じ値とさ
せると、再生器の高温部平均温度（Ｔｒｌ＠）と低温部
平均温度（ＴｒＰｃ ）との温度差は。
発明による熱交換器としてのヒータとクーラを用いた場
合、再生器を出た作動ガスは、ｂ点から０点へと温度勾
配を大としてヒータから受熱し、又、膨張室を出た作動
ガスは、ｄ点から６点へと温度勾配を小とさせて昇温す
る。又、再生器を出た作動ガスは、クーラの流れ抵抗の
大なる方向に沿って流れるので、ｆ点からｇ点へと温度
勾配を大とさせて降温し圧縮室に入る。次忙、圧縮室を
出た作動ガスは、クーラに入るが、この方向の流れ抵抗
は小さいの↓ で、ｈ点からｄ点へと小さな温度勾配で降温する。第６
図の従来例と第４図の本発明の例とを膨張室入口温度（
Ｔｌｉ２）と、圧縮室入口温度（’ｒｃ）を同じ値とさ
せると、再生器の高温部平均温度（Ｔｒｌ＠）と低温部
平均温度（ＴｒＰｃ ）との温度差は。
本発明の例では小さくなる。この結果、再生器の負荷は
小となる。
小となる。
（実施例）
第１図を参照する。熱交換７は、両端開口したハウジン
グ８を有し、その内壁面に一方向く傾斜したフィン９を
設ける。この結果、第１図のイ方向に流れる流体は、大
きな流れ抵抗なフィン９によって受け、伝熱即ち熱交換
量が大となる。又、第１図の口の方向に流れる流体は、
フイ／９による大なる流れ抵抗を受けないので熱交換量
は小となる。
グ８を有し、その内壁面に一方向く傾斜したフィン９を
設ける。この結果、第１図のイ方向に流れる流体は、大
きな流れ抵抗なフィン９によって受け、伝熱即ち熱交換
量が大となる。又、第１図の口の方向に流れる流体は、
フイ／９による大なる流れ抵抗を受けないので熱交換量
は小となる。
第２図に示す例は、ハウジング８の中央ＩＩ２：ロツド
１０を配し、該ロッド１０に一方向に傾斜したフィン９
を配したもので、ロッド１０はハクソング８０両端に支
持させる。この例でもイ方向へのびｔ体の流れは大きな
流れ抵抗を受け、口方向には小さな流れ抵抗を受け、流
れ方向によって熱交換量を異にする。
１０を配し、該ロッド１０に一方向に傾斜したフィン９
を配したもので、ロッド１０はハクソング８０両端に支
持させる。この例でもイ方向へのびｔ体の流れは大きな
流れ抵抗を受け、口方向には小さな流れ抵抗を受け、流
れ方向によって熱交換量を異にする。
前述した熱交換を、スターリング機関のヒータとクーラ
として用いた例を第３図に示す。再生器２からヒータ１
′に入った作動ガスは、フィン９によって大なる流れ抵
抗を受け、受熱量は第４図のｂ点から０点に示す如く大
となる。
として用いた例を第３図に示す。再生器２からヒータ１
′に入った作動ガスは、フィン９によって大なる流れ抵
抗を受け、受熱量は第４図のｂ点から０点に示す如く大
となる。
一方、作動ガスがヒータ１から再生器２に入る際には、
ヒータ１の流れ抵抗が小さいので、第４図のｄ点から６
点に示す如く作動ガスの受熱量は小さい。又、再生器２
からクーラ３′に入つた作動ガスは、フィン９忙より流
れ抵抗が大となるので、第４図のｆ点からｇ点に示す如
く、充分く降温する。そして、圧縮室６からクーラ３’
に入った作動ガスは、小さな流れ抵抗を受一 け、第４図のｈ点からの点に示す如く、小さな降温を受
けた作動ガスを再生器２に供給する二とができる。この
結果、高温部平均温度（Ｔｒｓ）と低温部平均温度（Ｔ
ｒａ）の温度差を小さくさせ得る。
ヒータ１の流れ抵抗が小さいので、第４図のｄ点から６
点に示す如く作動ガスの受熱量は小さい。又、再生器２
からクーラ３′に入つた作動ガスは、フィン９忙より流
れ抵抗が大となるので、第４図のｆ点からｇ点に示す如
く、充分く降温する。そして、圧縮室６からクーラ３’
に入った作動ガスは、小さな流れ抵抗を受一 け、第４図のｈ点からの点に示す如く、小さな降温を受
けた作動ガスを再生器２に供給する二とができる。この
結果、高温部平均温度（Ｔｒｓ）と低温部平均温度（Ｔ
ｒａ）の温度差を小さくさせ得る。
（効 果）
本発明の熱交換器は、七〇流路に一方向に流れ方向を大
とさせるフィンを設ける構成なので、構造が簡単である
。又、本発明の熱交換器を、スターリング機関のヒータ
とクーラに用いる−と、再生器の負荷を小さくでき１機
関出力の増大が可能となる。
とさせるフィンを設ける構成なので、構造が簡単である
。又、本発明の熱交換器を、スターリング機関のヒータ
とクーラに用いる−と、再生器の負荷を小さくでき１機
関出力の増大が可能となる。
第１図は本発明の一例の熱又換器の断面図、第２図は別
の例の断面図、第３図は本発明の一例の熱交換な用いた
スターリング機関の断面図、第４図は第３図の例の作用
図、第５図は従来の熱交換器を用いたスターリング機関
の断面図、第６図は第５図の例の作用図である。 図中：１′・・・ヒータ、３′・・・クーラ、９・・・
フィン。 代理人 弁理士 桑 原 英 明 第１図
の例の断面図、第３図は本発明の一例の熱交換な用いた
スターリング機関の断面図、第４図は第３図の例の作用
図、第５図は従来の熱交換器を用いたスターリング機関
の断面図、第６図は第５図の例の作用図である。 図中：１′・・・ヒータ、３′・・・クーラ、９・・・
フィン。 代理人 弁理士 桑 原 英 明 第１図
Claims (1)
- 流体通路中にフィンを設けた熱交換器であつて、前記フ
ィンが一方向の流れに対し逆方向の流れの方がその乱れ
が大きく且つ伝熱係数が大となつていることを特徴とす
る熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25064084A JPS61130792A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25064084A JPS61130792A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61130792A true JPS61130792A (ja) | 1986-06-18 |
Family
ID=17210861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25064084A Pending JPS61130792A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61130792A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984093A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-15 | Toshiba Corp | 伝熱管およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-11-29 JP JP25064084A patent/JPS61130792A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5984093A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-15 | Toshiba Corp | 伝熱管およびその製造方法 |
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