KR950005967Y1

KR950005967Y1 - Stiring cycle heat radiating part

Info

Publication number: KR950005967Y1
Application number: KR92008923U
Authority: KR
Inventors: 신동구
Original assignee: 구자홍; 주식회사 엘지전자
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1995-07-26
Also published as: KR930026157U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Heat Dissipation in Sterling Cycle Applications

제 1 도는 종래 스터링 사이클 응용기기의 구성을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional sterling cycle application.

제 2 도 내지 제 5 도는 본 고안에 의한 방열부에 관한 도면으로서, 제 2 도는 분해사시도.2 to 5 are views of the heat dissipation unit according to the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view.

제 3a, b 도는 제 2 도의 A-A선 단면도 및 B-B선 단면도.Sections A-A and B-B in FIGS. 3A, 2B and 2B.

제 4a, b 도는 제 2 도의 A'-A'선 단면도 및 B'-B'선 단면도.Sections A'-A 'and B'-B' shown in FIGS. 4A and 2B.

제 5 도는 작용을 보인 개략 단면도.5 is a schematic cross-sectional view showing the action.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

15 : 쿨러 15' : 쿨러본체15: cooler 15 ': cooler body

15" : 쿨러덮게 16 : 가스유로15 ": Cooler Cover 16: Gas Flow

17 : 냉각수유로 18 : 내주면17: cooling water flow path 18: inner peripheral surface

20 : 반원형 홈 21 : 냉각수유로20: semi-circular groove 21: cooling water flow path

22 : 오링 23 : 반원형 홈22: O-ring 23: semi-circular groove

본 고안은 스터링 사이클 응용기기의 방열부에 관한 것으로, 특히 쿨러 몸체에 가스유로와 냉각수유로를 기계가공에 의하여 매니폴드 형식으로 분리 형성하여 제작성을 향상하고, 소형화 가능성 및 열전달성을 크게 향상하도록 한 스터링 사이클 응용기기의 방열부에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation part of a sterling cycle application device, and in particular, a gas flow path and a cooling water flow path are separately formed in a cooler body in a manifold form by machining to improve manufacturability, and to greatly improve the possibility of miniaturization and heat transfer. A radiating part of a stirling cycle application.

종래의 스터링 사이클은 제 1 도에 도시한 바와같이, 팽창공간(A), 압축공간(B), 흡열기(1), 재생기(2), 방열부(3) 공간을 구동부(4)에 의한 디스플레이서(5)와 피스톤(6)의 구동에 의해서 작동가스가 팽창압축을 하면서 흡열기(1)로부터 열을 흡수하고 방열부(3)로 열을 방출하도록 되어 있으며, 방열부(3)는 재생기(2)와 접하고 있는 상판(7)과 하판(8)으로 이루어져 있고, 그 사이에 많은 작은 파이프(9)가 용접 혹은 브레이징되어 작동가스와 냉각수를 분리시킴과 아울러 배플(10)을 설치하여 냉각수의 유로를 연장시키도록 되어 있다. 도면에서 13은 내부 실린더를 보인 것이고, 14는 외부실린더 케이스를 보인 것이다.In the conventional stirling cycle, as shown in FIG. 1, an expansion space (A), a compression space (B), a heat absorber (1), a regenerator (2), and a heat dissipation unit (3) are formed by the driving unit (4). By operating the displacer 5 and the piston 6, the working gas expands and compresses, absorbing heat from the heat absorber 1 and dissipating heat to the heat dissipation unit 3. It consists of an upper plate 7 and a lower plate 8 which are in contact with the regenerator 2, and many small pipes 9 are welded or brazed between them to separate the working gas and the cooling water and install a baffle 10. It is intended to extend the flow path of the cooling water. In the figure, 13 shows the inner cylinder, 14 shows the outer cylinder case.

이러한 종래의 스터링 사이클 응용기기는 디스플레이서(5)와 피스톤(6)이 내부에 봉입된 가스를 팽창공간(A), 흡열기(1), 재생기(2), 방열부(3), 압축공간(B)을 순환시키는 과정에서 작동가스를 파이프(9) 내면으로 지나가게 하고 냉각수를 냉각수 입구(11)와 출구(12)를 통하여 공급함으로써 압축공간(B)을 나온 작동가스를 냉각시킨다.The conventional sterling cycle application device displaces the gas enclosed by the displacer 5 and the piston 6 in the expansion space (A), the heat absorber (1), the regenerator (2), the heat dissipation unit (3), and the compression space. In the process of circulating (B), the working gas is passed to the inner surface of the pipe (9) and the cooling water is supplied through the cooling water inlet (11) and the outlet (12) to cool the working gas out of the compressed space (B).

상기한 바와같은 종래의 스터링 사이클 응용기기의 방열부는 상판과 하판, 파이프, 배플의 용접이나 브레이징 구조로 이루어져 있어서 좁은 공간에 많은 수의 작은 파이프를 고압에서 기밀을 유지하도록 완벽하게 결합한다는 것이 상당히 어려운 작업이었고, 결합을 실패하여 파이프 구멍을 폐쇄시켜 버리는 경우가 많았다.The heat dissipation part of the conventional stirling cycle application as described above consists of a welding or brazing structure of the top plate, the bottom plate, the pipe, and the baffle, which makes it very difficult to perfectly join a large number of small pipes in tight spaces to maintain air tightness at high pressure. It was a task, and often failed to join, closing the pipe hole.

또한 용접변형 등으로 인하여 내부 실린더와 내부 실린더 케이스 사이에 정밀하게 장착되어야 한다는 기본적인 조건도 충족시키기가 어려운 결함이 있었다. 뿐만 아니라 열전달 면에서도 용접이나 브레이징에 의한 가공 여유 문제로 인하여 효율이 저하되었고, 소형화에도 불리한 결함이 있었다.In addition, due to welding deformation, there is a defect that it is difficult to meet the basic conditions that must be precisely mounted between the inner cylinder and the inner cylinder case. In addition, in terms of heat transfer, the efficiency was reduced due to the processing allowance problem due to welding or brazing, and there was a disadvantage in miniaturization.

본 고안은 상기한 바와같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention has been devised to solve the conventional defects as described above and described in detail by the accompanying drawings as follows.

제 2 도는 본 고안에 의한 스터링 사이클 응용기기의 방열부를 보인 분해사시도이고, 제 3 도 및 제 4 도는 본 고안의 요부 단면도를 보인 것이며, 제 5 도는 본 고안의 작용을 보인 것으로, 이에 도시한 바와같이, 본 고안은 팽창공간과 압축공간에 충진된 작동가스가 구동부에 의한 디스플레이서와 피스톤에 의해 압축, 팽창을 하면서 흡열부에서 열을 얻고 재생기에서 열을 저장하며 방열부에서 열을 방출하는 스터링 사이클 응용기기에 있어서, 복수개의 가스유로(16)와 복수개의 냉각수유로(17)가 기계가공에 의한 방법으로 형성된 쿨러(15)를 설치한 구성으로 되어 있다.2 is an exploded perspective view showing a heat dissipation part of the Stirling cycle application device according to the present invention, Figures 3 and 4 is a sectional view showing the main part of the present invention, Figure 5 shows the operation of the present invention, Similarly, the present invention compresses and expands the working gas filled in the expansion space and the compression space by the displacer and the piston by the driving unit to obtain heat from the heat absorbing part, store heat in the regenerator, and release heat from the heat radiating part. In the cycle application device, a plurality of gas passages 16 and a plurality of cooling water passages 17 are provided with a cooler 15 formed by a machining method.

상기 쿨러(15)는 쿨러본체(15')와 클러덮게(15")로 분리 형성되고, 가스유로(16)와 냉각수유로(17)가 서로 차단되도록 밀봉부재, 예를 들어서 오링(22)을 개재하고 조립되어 있다.The cooler 15 is formed to be separated into a cooler body 15 ′ and a clutter cover 15 ″, and seals a member such as an O-ring 22 so that the gas flow passage 16 and the cooling water flow passage 17 are blocked from each other. Interposed and assembled.

또한 상기 쿨러(15)의 본체(15')와 덮개(15")에는 각기 원주방향의 홈(20)이 형성되어 외벽 실린더 케이스(14)와 결합시 원주상의 공간을 형성시켜 이 공간으로 냉각수가 순환하면서 출입하도록 구성되어 있다.In addition, the circumferential grooves 20 are formed in the main body 15 ′ and the cover 15 ″ of the cooler 15, respectively, to form a circumferential space when combined with the outer wall cylinder case 14, thereby cooling water into the space. Is configured to enter and exit while cycling.

그리고, 상기 쿨러본체(15')는 예를 들어서 원통형으로 형성되고, 이 경우에는 쿨러본체(15')의 원통형 내주면(18)이 디스플레이서(1)와 피스톤(6)이 습동하는 실린더 내벽으로 이용된다.The cooler body 15 'is formed in a cylindrical shape, for example, and in this case, the cylindrical inner circumferential surface 18 of the cooler body 15' is a cylinder inner wall in which the displacer 1 and the piston 6 slide. Is used.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 쿨러본체(15')의 가스유로(16)는 제 3a 도에 도시한 바와같이, 관통구멍으로 형성하고, 냉각수유로(17)는 제 3b 도에 도시한 바와같이, 밑면에서 드릴링(drilling)하여 관통시키지 않고 일정한 살 두께를 남기고 멈춘뒤 반지름 방향으로 드릴링하여 상기 관통시키지 않은 구멍과 만나도록 하여 형성시켰다.More specifically, the gas passage 16 of the cooler body 15 'is formed as a through hole, as shown in FIG. 3A, and the cooling water passage 17 is shown in FIG. 3B, It was formed by drilling at the bottom and not stopping, leaving a constant flesh thickness and drilling in the radial direction to meet the non-penetrating hole.

상기 쿨러덮게(15")는 제 4a 도에 도시한 바와같이, 상기 쿨러본체(15')의 가스유로(16)와 일치하는 가스유로(21)를 형성하고 그 상단부에 오링홈(21a)을 형성하였으며, 또한 상기 쿨러본체(15')의 냉각수유로(17)와 일치되는 반원형 홈(23)을 반지름 방향으로 적당히 형성하였다.As shown in FIG. 4A, the cooler cover 15 " forms a gas flow passage 21 coinciding with the gas flow passage 16 of the cooler main body 15 'and has an O-ring groove 21a at its upper end. Also, a semicircular groove 23 corresponding to the cooling water channel 17 of the cooler body 15 ′ was appropriately formed in the radial direction.

그리고, 상기 쿨러본체(15')의 상단부와 쿨러덮게(15")의 외주면에는 냉각수가 냉각수유로(17)로 잘 들어갈 수 있도록 반원형 홈(20)을 형성하였다.In addition, the semicircular groove 20 is formed on the upper end of the cooler body 15 ′ and the outer circumferential surface of the cooler cover 15 ″ so that the coolant can enter the coolant flow path 17 well.

상기 쿨러본체(15')와 쿨러덮게(15")에 형성된 가스유로(16)(21)와 냉각수유로(17)의 수직부는 원주방향으로 교대로 형성되는 것이 전열 효과가 높아 바람직하다.The vertical portions of the gas flow passages 16 and 21 and the cooling water flow passages 17 formed in the cooler body 15 'and the cooler cover 15 "

상기한 쿨러본체(15')와 쿨러덮게(15")는 조립시 쿨러덮게(15")의 냉각수유로(21) 상단에 형성된 오링홈(21a)에 오링(22)을 삽입한후 결합하며, 쿨러본체(15')와 쿨러덮게(15")의 결합은 별도의 나사(19)를 쓰거나, 제 1 도에 보인 재생기(2)와 외벽 실린더 케이스(14)에 의해서 고정시킬 수 있다.The cooler body 15 ′ and the cooler cover 15 ″ are coupled to each other after the O-ring 22 is inserted into the O-ring groove 21 a formed at the upper end of the cooling water channel 21 of the cooler cover 15 ″. The combination of the cooler body 15 'and the cooler cover 15 "may be fixed by using a separate screw 19 or by the regenerator 2 and the outer wall cylinder case 14 shown in FIG.

또 상기 쿨러(15)는 원통형으로 형성하는 경우에는 그의 원통형 내주면(18)을 내벽실린더로 사용할 수 있어 원통형으로 형성하는 것이 바람직하나 꼭 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.In addition, when the cooler 15 is formed in a cylindrical shape, the cylindrical inner circumferential surface 18 may be used as an inner wall cylinder, so that the cooler 15 may be formed in a cylindrical shape, but is not necessarily limited thereto.

이와같이 된 본 고안은 스터링 사이클 응용기기의 방열부로 설치되어 사용되며, 제 1 도에 보인 스터링 사이클 응용기기에 종래 방열부와 대치되어 설치된 경우 작동가스는 쿨러(15)의 상하로 관통된 가스유로(16)를 지나고, 냉각수는 냉각수 유입구(11)에 쿨러(15)의 원주방향으로 형성된 반원형 홈(20)을 지난후 반지름 방향으로 형성되어 냉각수 입구 역활을 하는 반원형 홈(23)를 통해 냉각수유로(17)로 유입되면서 작동가스와 벽면을 통해 열을 전달하게 되며, 이때 쿨러(15)의 쿨러본체(15')와 쿨러덮게(15")는 오링(22)을 개제하고 결합되어 있으므로 오링(22)이 각각의 가스유로(16)를 기밀시켜주기 때문에 가스의 누설이나 냉각수의 유입은 일어나지 않는다.The present invention is installed and used as a heat dissipation part of the Stirling cycle application device, and when installed to replace the conventional heat dissipation part in the Stirling cycle application device shown in FIG. 1, the working gas is a gas flow passage penetrated up and down of the cooler 15 ( After passing through 16, the coolant passes through a semicircular groove 20 formed in the circumferential direction of the cooler 15 at the coolant inlet 11 and then formed in a radial direction to serve as a coolant inlet. 17 is introduced into the operating gas and the heat transfers through the wall, in which the cooler main body 15 'and the cooler cover 15 "of the cooler 15 open the O-ring 22 and are combined so that the O-ring 22 Since each gas passage 16 is hermetically sealed, no leakage of gas or inflow of cooling water occurs.

종래 스터링기기의 방열부가 쉘 엔드 튜브(shell and tube)형으로 되어있어 제작이 어렵고 소형화에 한계가 있으며 열전달 효과가 저조한 것이었으나 이상에서 설명한 바와같은 본 고안은 절삭과 드릴링등 기계가공만으로 가공할 수 있고 원통의 내부 원주면을 내벽실린더로도 사용할 수 있어 별도의 라이너나 다른 매벽실린더와의 결합을 고려하지 않아도 되므로 제작성을 크게 향상하는 이점이 있다. 또한 가공여유 등이 종래에 비해 크게 줄고 이에 따라서 좁은 체적을 더 효율적으로 사용할 수 있게 되어 소형화에 따른 제한을 크게 완화하는 이점이 있다.The heat dissipation part of the conventional sterling machine has a shell and tube type, which makes it difficult to manufacture, has a limitation in miniaturization, and has a low heat transfer effect. However, the present invention described above can be processed only by machining such as cutting and drilling. In addition, since the inner circumferential surface of the cylinder can also be used as an inner wall cylinder, there is an advantage of greatly improving the manufacturability since it does not have to consider a separate liner or a combination with another mae wall cylinder. In addition, the processing margin and the like is greatly reduced compared to the prior art, thereby allowing the use of a narrower volume more efficiently, which has the advantage of greatly mitigating the restriction due to miniaturization.

Claims

A gas flow passage 16 penetrating in the longitudinal direction of the cooler and a coolant flow passage 17 penetrating the cooler in a longitudinal direction of the cooler body 17 are provided, and an inner circumferential surface thereof is a sliding surface of the displacer and the piston. 15 ') and radially corresponding to the cooling water flow passage 17 of the gas flow passage 21 penetrating corresponding to the gas flow passage 16 formed in the cooler body 15' to connect the cooling water flow passage 17. And a cooler cover (5 ") formed with a cylindrical groove (23) and an O-ring (22) inserted between the body (15 ') and the cover (15").

The circumferential groove (20) connecting the cooling water channel (17) to the outer circumferential surfaces of the cooler body (15 ') and the cooler cover (15 ") to form a coolant when combined with an outer cylinder case. Heat dissipation in a sterling cycle application that serves as a manifold