WO2002044630A1 - Moteur stirling - Google Patents

Moteur stirling Download PDF

Info

Publication number
WO2002044630A1
WO2002044630A1 PCT/JP2001/010452 JP0110452W WO0244630A1 WO 2002044630 A1 WO2002044630 A1 WO 2002044630A1 JP 0110452 W JP0110452 W JP 0110452W WO 0244630 A1 WO0244630 A1 WO 0244630A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder
resin film
regenerator
peripheral surface
working gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/010452
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shozo Tanaka
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
Priority to BR0115771-0A priority Critical patent/BR0115771A/pt
Priority to US10/433,066 priority patent/US6779342B2/en
Priority to KR10-2003-7007208A priority patent/KR100506443B1/ko
Publication of WO2002044630A1 publication Critical patent/WO2002044630A1/ja

Links

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
    • F02G1/053—Component parts or details
    • F02G1/057—Regenerators
    • 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
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
    • 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
    • F25B2309/003—Gas cycle refrigeration machines characterised by construction or composition of the regenerator

Definitions

  • the present invention relates to a Stirling engine with improved heat exchange efficiency in a regenerator.
  • FIG. 7 is a side sectional view of an example of a free-piston type Stirling refrigerator equipped with the regenerator 1. First, the configuration and operation of the free button type Stirling refrigerator 14 will be described.
  • the free-piston type Stirling refrigerator 14 has a cylinder 6 in which working gas such as helium is sealed, and an expansion space 20 and a compression space 19 inside the cylinder 6.
  • a radiator 13 is provided on the 19 side and emits heat to the outside.
  • reference numerals 22 and 23 denote plate panels that support the displacer 17 and the piston 18 respectively, and reciprocate the displacer 17 and the piston 18 by elastic force.
  • Reference numeral 15 denotes a heat exchanger for heat radiation
  • reference numeral 16 denotes a heat exchanger for heat absorption. These serve to promote the exchange of heat with the outside of the free piston type Stirling refrigerator 14.
  • the regenerator 1 is disposed between the heat exchanger for heat radiation 15 and the heat exchanger for heat absorption 16.
  • the piston 18 moves downward, and the working gas in the expansion space 20 expands. At this time, the temperature of the working gas drops, but the working gas is heated by absorbing the heat of the outside air from the heat absorber 12 via the heat exchanger 16 for heat absorption, so that this process is an isothermal expansion change.
  • the present invention provides a stirling engine that reduces gas leakage loss using a regenerator that is easy to manufacture and has a low cost, and that improves heat exchange efficiency in the regenerator.
  • the purpose is to provide.
  • a Stirling engine provides a flow path of a working gas that is disposed between a compression space and an expansion space and reciprocates between the two spaces, and also generates heat from the working gas.
  • the regenerator includes a bobbin, a resin film wound so as to be in close contact with the outer peripheral surface of the bobbin, and a resin film in close contact with the outer periphery of the resin film. The working gas flows between layers of the resin film.
  • the Stirling engine according to the present invention includes a regenerator disposed between the compression space and the expansion space to serve as a flow path of a working gas reciprocating between the two spaces and to recover or discharge heat from the working gas.
  • the regenerator includes a pobin, a resin film wound around an outer peripheral surface of the bobbin, and a cylinder provided on an outer periphery of the resin film and having a slit formed in a vertical direction.
  • One end of the resin film is fixed to the outer peripheral surface of the pobin, and the other end of the resin film is drawn out of the slit to the outside and is attached to the end surface of the slit or the outer peripheral surface of the cylinder.
  • the working gas is fixed and flows between the layers of the resin film.
  • the gap between the resin film and the tubular bobbin can be reduced, so that the heat exchange efficiency in the regenerator can be improved.
  • the regenerating system is provided in the cylinder between the compression space and the expansion space, and serves as a flow path of the working gas reciprocating between the two spaces, and also recovers or releases heat from the working gas.
  • the regenerator includes a pobin, a resin film wound on an outer peripheral surface of the bobbin, and a slit formed in the outer periphery of the resin film in a vertical direction. One end of the resin film is fixed to the outer peripheral surface of the bobbin, and the other end of the resin film is drawn out of the slit to the outside and the end face of the slit or the end of the resin film. Outer surface of cylinder The cylinder is fixed to an inner peripheral surface of the cylinder, and the working gas flows between layers of the resin film.
  • the gap between the regenerator and the cylinder can be reduced, so that the working gas can be prevented from leaking out of the regenerator.
  • an O-ring is attached to the outer peripheral surface of the regenerator to eliminate the gap between the regenerator and the cylinder, thereby preventing the working gas from leaking between the regenerator and the cylinder.
  • the calorific value of the working gas is blocked by the space layer, and the heat is not transmitted to the cylinder through the cylinder by heat conduction and dissipated. The heat exchange efficiency in the regenerator can be improved.
  • the gap between the regenerator and the cylinder is filled with an adhesive to fill the gap between the regenerator and the cylinder, thereby preventing the leakage of working gas from between the regenerator and the cylinder. Since a resin layer of the adhesive is formed between the regenerator and the cylinder, the calorie of the working gas is blocked by the resin layer and propagated through the cylinder to the cylinder by heat conduction. The heat is not dissipated, and the heat exchange efficiency in the regenerator can be improved.
  • a protruding folded portion is provided at one end or the ⁇ end of the cylinder, and the folded portion is folded toward the resin film side, thereby fixing the vertical movement of the resin film.
  • the cylinder having the slit is formed of high heat insulating material, the calorie of the working gas flowing in the regenerator is blocked by the cylinder, and the heat to the cylinder is blocked. Since no conduction occurs, a Stirling engine with improved heat exchange efficiency in the regenerator can be obtained.
  • FIG. 1 is a perspective view of a manufacturing process of a regenerator used in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a regenerator used in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a side sectional view of a peripheral portion of a regenerator used in a third embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a side sectional view of a peripheral portion of a regenerator used in a fourth embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a perspective view of a conventional regenerator
  • FIG. 7 is a sectional side view of a conventional free piston type Stirling refrigerator. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the bobbin in the present invention refers to a bobbin having a substantially cylindrical shape or a substantially cylindrical shape and serving as a core around which a resin film is wound.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a manufacturing process of the regenerator 1 used in the first embodiment.
  • a thin cylinder 4 having a diameter larger than that of the cylindrical bobbin 3 is put on the cylindrical bobbin 3 penetrating the fixing stand 25, and the thin cylinder 4 is fixed to the fixing stand 25 by the fixture 24.
  • the thin cylinder 4 is provided with a slit 5 in the vertical direction.
  • one end of the resin film 2 is inserted from the slit 5 and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical bobbin 3, and the cylindrical bobbin 3 is rotated in the direction of arrow F1 so that the resin film 2 becomes as shown by arrow F2.
  • the rotation of the cylindrical bobbin 3 is stopped, the resin film 2 is cut, and the end is cut into the end of the slit 5.
  • it is fixed to the outer peripheral surface of the thin cylinder 4.
  • regenerator 1 is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder 6 in Fig. 7 to obtain a free-piston type stirling refrigerator in which the working gas flows between the layers of the resin film 2. Can be.
  • the shape of the resin film 2 the shape of the conventional product shown in FIG. 6 can be adopted.
  • the material of the resin film 2 it is preferable to use polyethylene terephthalate (PET) -polyimide having high specific heat, low thermal conductivity, high heat resistance, and low hygroscopicity.
  • the method of fixing the resin film 2 to the cylindrical bobbin 3 or the thin-walled cylinder 4 is not particularly limited, and for example, an adhesive with an adhesive or welding can be used.
  • a regenerator (not shown) in which the cylindrical bobbin 3 is a cylindrical bobbin may be provided outside the cylinder 6.
  • the working gas compressed and heated and expanded and cooled flows back and forth in the regenerator 1.
  • heat is exchanged between the resin film 2 and the working gas by heat exchange, but the calorie of the working gas flowing near the inner peripheral surface of the thin cylinder 4 is propagated by the cylinder 6 through the thin cylinder 4 by heat conduction.
  • heat loss in the cylinder 6 occurs, and the performance as a refrigerator decreases.
  • the second embodiment is such that the thin-walled cylinder 4 in the first embodiment is formed of a high heat insulating material.
  • a resin such as polycarbonate, a ceramic, or the like can be used.
  • the calorie of the working gas flowing in the regenerator 1 is blocked by the thin-walled cylinder 4 and heat conduction to the cylinder 6 does not occur. Improves exchange efficiency.
  • FIG. 3 is a side sectional view of a peripheral portion of a regenerator 1 used in the third embodiment.
  • Third The embodiment is different from the first embodiment in that an O-ring 88 ′ is attached to the outer peripheral surface of the regenerator 1, that is, the outer peripheral surface of the thin cylinder 4, to seal the space between the thin cylinder 4 and the cylinder 6. ing.
  • the effect of preventing operating gas leakage can be further improved and the load applied to each O-ring can be dispersed. Can be.
  • FIG. 4 is a side sectional view of a peripheral portion of a regenerator 1 used in the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the gap between the regenerator 1 and the cylinder 6, that is, the gap between the thin cylinder 4 and the cylinder 6 is filled with an adhesive 9, so that the regenerator 1 and the cylinder 6 are different from each other.
  • the gap with the solder 6 has been eliminated.
  • the adhesive 9 is applied to the entire outer peripheral surface of the thin cylinder 4 as shown in FIG. 4 and the outer peripheral surface of the thin cylinder 4 is set to 1 in the same manner as the O-ring of the third embodiment.
  • a plurality of application positions may be provided so as to cover the periphery. As a result, the calorific value of the working gas is blocked by the resin layer of the adhesive and the space layer.
  • FIG. 5 is a perspective view of a regenerator 1 used in the fifth embodiment.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in that a folded portion protruding from one end or both ends of the thin cylinder 4 is provided.
  • a folded portion protruding from one end or both ends of the thin cylinder 4 is provided.
  • the number and shape of the folded portions 10 are not particularly limited, and may be any area that can fix the vertical movement of the resin film 2 and does not hinder the flow of the working gas. Industrial applicability
  • the Stirling engine of the present invention can be used for a Stirling refrigerator used as a cooler for a refrigerator, a showcase, a vending machine, and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

明細書 スターリ ング機関 技術分野
本発明は、 再生器での熱交換効率を向上させたスターリ ング機関に関するもの である。 背景技術
従来のスターリ ング機関の再生器と しては、 例えば図 6に示すように、 表面に 極小凹凸 1 1を形成した樹脂フィルム 2を円筒ボビン 3の外周に巻回し、 樹脂フ イルム 2間に空隙を設けてなるものがある。 この空隙は、 樹脂フィルム 2の層間 に極小凹凸 1 1が存することにより生じる。 図 7は、 この再生器 1を揷設したフ リーピス トン型スターリ ング冷凍機の一例の側断面図で.ある。 まず、 このフリー ビス トン型スターリ ング冷凍機 1 4の構成および動作について説明する。
図 7に示すように、 フ リーピス トン型スターリ ング冷凍機 1 4は、 ヘリ ウム等 の作動ガスが封入されたシリ ンダ 6 と、 シリ ンダ 6内を膨張空間 2 0 と圧縮空間 1 9 とに区画するディスプレーサ 1 7及びピス トン 1 8 と、 ピス トン 1 8を往復 動させるためのリニアモータ 2 1 と、 膨張空間 2 0側に設けられ外部から熟を奪 う吸熱器 1 2 と、 圧縮空間 1 9側に設けられ外部に熱を放出する放熱器 1 3 とを 備えている。
なお、 図 7において、 2 2、 2 3はそれぞれディスプレーサ 1 7及びピス トン 1 8を支持し、 弾性力によってこれらのディスプレーサ 1 7及びビス トン 1 8を 往復動させる板パネである。 また、 1 5は放熱用熱交換器、 1 6は吸熱用熱交換 器である。 これらは、 フリーピス トン型スターリ ング冷凍機 1 4の外部との熱の やり と りを促進する役目を果たす。 そして、 放熱用熱交換器 1 5 と吸熱用熱交換 器 1 6 との間には、 再生器 1が配設されている。
上記の構成で、 リニアモータ 2 1 を駆動させると、 それに伴いピス トン 1 8が シリ ンダ 6内部を上方に移動し、 圧縮空間 1 9内の作動ガスが圧縮される。 この とき、 作動ガスの温度は圧縮により上昇するが、 放熱用熱交換器 1 5を通じて放 熱器 1 3より外気と熱交換され冷却されるため、 この過程は等温圧縮変化となる やがて、 ピス トン 1 8 と所定の位相差を保って往復動するディスプレーサ 1 7 が下方に移動し始め、 圧縮空間 1 9内の作動ガスは再生器 1 を通じて膨張空間 2 0内へ送られる。 その際、 作動ガスのもつ熱量が再生器 1を構成する樹脂フィル ム 2に蓄熱され、 作動ガスは降温する。
次にピス トン 1 8が下方に移動し、 膨張空間 2 0内の作動ガスが膨張する。 こ のとき、 作動ガスは降温するが、 吸熱用熱交換器 1 6を介して吸熱器 1 2から外 気の熱を吸収して加熱されるため、 この過程は等温膨張変化となる。
やがて、 ディ スプレーサ 1 7が上昇を始め、 膨張空間 2 0内の作動ガスは再生 器 1 を通じて再び圧縮空間 1 9側へ戻る。 その際、 再生器 1 に蓄熱された熱量が 作動ガスに与えられ、 作動ガスは昇温する。 この一連の逆スターリングサイクル が駆動部の往復動によって繰り返されることにより、 吸熱器 1 2では外気から熱 が吸収されるため、 徐々に低温になる。
このように圧縮空間 1 9 と膨張空間 2 0 との間で、 作動ガスを再生器 1 を介し て往復動させて吸熱器 1 2から冷熱を取り出すスターリング冷凍機では、 再生器 1内において、 圧縮された高温の作動ガスから熱量を蓄え、 また膨張された低温 の作動ガスへ熱量を与えて冷熱を回収するが、 そのとき再生器 1 での蓄熱量が多 いほど熱量の有効活用がなされるためスターリング冷凍機の性能向上につながる しかしながら、 上述した再生器 1の構成では、 円筒ボビン 3の外周に卷回した 樹脂フィルム 2をフ リービス トン型スターリ ング冷凍機 1 4に揷設する際に、 榭 脂フィルム 2の外周面をシリンダ 6の内周面に固定しないため、 樹脂フィルム 2 の外周面とシリ ンダ 6の内周面との間で作動ガス漏れが生じ易く、 漏れた作動ガ スは再生器 1内で熱交換を行わずに圧縮空間 1 9 と膨張空間 2 0 との間を流動す るため、 熱損失が大きく、 スターリ ング機関の性能低下要因となる。 発明の開示 本発明は、 上記の問題点に鑑み、 製造が容易で低コス トな構成の再生器を用い てガス漏れ損失を低減し、 該再生器での熱交換効率を向上させたスターリ ング機 関を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明に係るスターリ ング機関では、 圧縮空間と 膨張空間との間に配設され両空間を往復する作動ガスの流路になると ともに、 前 記作動ガスから熱量を回収または放出する再生器を備えたスターリング機関にお いて、 前記再生器は、 ボビンと、 該ボビンの外周面に密着するように卷回された 樹脂フィルムと、 該樹脂フィルムの外周に密着するよ うに設けられた筒とを備え 、 前記樹脂フィルムの層間を前記作動ガスが流動する構成とする。
これによ り、 樹脂フィルムと筒およびボビンとの間に隙間を生じることがなく 、 作動ガス漏れが生じないため、 再生器内での熱交換効率を向上させることがで きる。
また、 本発明に係るスターリング機関では、 圧縮空間と膨張空間との間に配設 され両空間を往復する作動ガスの流路になると ともに、 前記作動ガスから熱量を 回収または放出する再生器を備えたスターリ ング機関において、 前記再生器は、 ポビンと、 該ボビンの外周面に卷回された樹脂フィルムと、 該樹脂フィルムの外 周に設けられ縦方向にスリ ッ トが形成された筒とを備え、 前記樹脂フィルムの一 端が、 前記ポビンの外周面に固着され、 前記樹脂フィルムの他端が、 前記スリ ツ トから外部へ引き出されて前記スリ ッ トの端面または前記筒の外周面に固着され 、 前記榭脂フィルムの層間を前記作動ガスが流動する構成とする。
これにより、 樹脂フィルムと筒おょぴボビンとの隙間を小さくできるため、 再 生器内での熱交換効率を向上させることができる。
また、 本発明に係るスターリング機関では、 圧縮空間と膨張空間との間のシリ ンダに内設され両空間を往復する作動ガスの流路になると ともに、 前記作動ガス から熱量を回収または放出する再生器を備えたスターリ ング機関において、 前記 再生器は、 ポビンと、 該ボビンの外周面に卷回された樹脂フィルムと、 該榭脂フ イルムの外周に設けられ縦方向にスリ ッ トが形成された筒とを備え、 前記榭脂フ イルムの一端が、 前記ボビンの外周面に固着され、 前記樹脂フィルムの他端が、 前記スリ ッ トから外部へ引き出されて前記スリ ッ 卜の端面または前記筒の外周面 に固着され、 前記筒が前記シリ ンダの内周面に庄着され、 前記樹脂フィルムの層 間を前記作動ガスが流動する構成とする。
これにより、 再生器とシリ ンダとの隙間を小さくできるため、 再生器外への作 動ガス漏れが防止できる。
なお、 上記のスターリ ング機関において、 再生器の外周面に Oリングを装着し 、 再生器とシリ ンダとの隙間をなくすことで、 再生器とシリ ンダとの間からの作 動ガス漏れを防止することができ、 また再生器とシリ ンダとの間に空間層が形成 されるため、 作動ガスの熱量は空間層で遮断され、 筒を通じてシリンダへ熱伝導 によ り伝播され散逸することがなくなり、 再生器内での熱交換効率を向上させる こ とができる。
また、 上記のスターリ ング機関において、 再生器とシリ ンダとの間を接着剤で 埋め、 再生器とシリ ンダとの隙間をなくすことで、 再生器とシリ ンダとの間から の作動ガス漏れを防止することができ、 また再生器とシリ ンダとの間に接着剤の 樹脂層が形成されるため、 作動ガスの熱量は樹脂層で遮断され、 筒を通じてシリ ンダへ熱伝導によ り伝播され散逸することがなく なり、 再生器内での熱交換効率 を向上させることができる。
また、 上記のスターリ ング機関において、 筒の片端または两端に突起した折り 返し部を設け、 その折り返し部を樹脂フィルム側へ折り返すこ とによ り、 樹脂フ ィルムの上下方向の移動を固定することで、 作動ガスの流動の際の無効仕事を減 少することができ、 熱交換効率を向上させることができる。
また、 上記のスターリ ング機関において、 スリ ッ トを有した筒を高断熱材によ り形成しているので、 再生器内を流動する作動ガスの熱量は筒で遮断され、 シリ ンダへの熱伝導は生じないため、 再生器内での熱交換効率を向上させたスターリ ング機関を得ることができる。
これら本発明のスターリ ング機関における再生器は、 ボビンと筒との間に樹脂 フィルムを巻回した簡単な構成であるので、 製造が容易で低コス トなスターリ ン グ機関を得ることができる。 図面の簡単な説明 図 1は本発明の第 1の実施形態に用いる再生器の製造過程の斜視図、 図 2は本発明の第 1の実施形態に用いる再生器の斜視図、
図 3は本発明の第 3の実施形態に用いる再生器の周辺部の側断面図、 図 4は本発明の第 4の実施形態に用いる再生器の周辺部の側断面図、 図 5は本発明の第 5の実施形態に用いる再生器の斜視図、
図 6は従来の再生器の斜視図、
図 7は従来のフリーピス トン型スターリング冷凍機の側断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下の実施形態においては、 再生器 1の構成以外は、 図 7に示した従来のフ リ 一ビス トン型スターリ ング冷凍機 1 4 と同様であるため、 その共通の名称の部材 については同符号を付し、 重複する説明を省略する。 そして、 本発明におけるボ ビンとは、 略円筒状または略円柱状であり、 樹脂フィルムを巻回する芯となるも のを指す。
〈第 1の実施形態〉
図 1 に、 第 1の実施形態に用いる再生器 1の製造過程の斜視図を示す。 固定台 2 5を貫通した円筒ボビン 3に、 円筒ボビン 3より も径の大きい薄肉円筒 4を被 せ、 薄肉円筒 4は固定具 2 4によって、 固定台 2 5に固定される。 ここで、 薄肉 円筒 4には縦方向にスリ ッ ト 5が設けられている。
次に、 樹脂ブイルム 2の一端をスリ ッ ト 5から挿入して円筒ボビン 3の外周面 に固着し、 円筒ボビン 3を矢印 F 1の方向へ回転させることで樹脂フィルム 2は 矢印 F 2のようにスリ ッ ト 5へ揷入され、 円筒ボビン 3の外周面に巻回される。 そして、 卷回された樹脂フィルム 2が薄肉円筒 4の内周面に到達したとき、 円筒 ボビン 3の回転を停止し、 樹脂フィルム 2を切断し、 その端部をス リ ッ ト 5の端 面または薄肉円筒 4の外周面に固着する。
そして、 固定台 2 5から一体化した薄肉円筒 4、 樹脂ブイルム 2、 および円筒 ボビン 3を取り外し、 余分な円筒ボビン 3を切断して図 2のよ うな再生器 1を得 る。 この再生器 1を図 7のシリ ンダ 6の内周面に圧着することで、 榭脂フィルム 2の層間を作動ガスが流動するフリーピス トン型スタ リ ング冷凍機を得ること ができる。
この構成によれば、 樹脂フィルム 2が薄肉円筒 4の内周面に到達するまで円筒 ボビン 3に卷回されているので、 樹脂フィルム 2 と薄肉円筒 4および円筒ボビン 3 との間に隙間を生じることがなく、 作動ガス漏れが生じないため、 再生器 1内 での熱交換効率が向上する。 また、 再生器 1 を図 7のシリ ンダ 6の内周面に圧着 しているので、 薄肉円筒 4 とシリ ンダ 6 との隙間を小さくできるため、 再生器 1 外への作動ガス漏れが防止できる。
なお、 樹脂フィルム 2の形状と しては、 図 6に示した従来品の形状を採用する ことができる。 また樹脂フィルム 2の材料と しては、 比熱が大きく、 熱伝導性が 低く、 耐熱性が高く、 吸湿性が低いポリエチレンテレフタ レー ト （P E T ) ゃポ リイ ミ ドなどを用いることが好ましい。
また、 円筒ボビン 3または薄肉円筒 4への樹脂フィルム 2の固着方法と しては 、 特に限定はなく、 例えば接着剤による接着や溶着などを用いることができる。 また、 円筒ボビン 3を円柱ボビンと した再生器 （不図示） をシリンダ 6に外設 してもよい。
〈第 2の実施形態〉
フリービス トン型スターリ ング冷凍機の運転中は、 圧縮加熱および膨張冷却さ れた作動ガスが再生器 1 中を往復流動する。 このとき、 樹脂フィルム 2 と作動ガ ス間で熱交換による熱の授受が行われるが、 薄肉円筒 4の内周面付近を流動する 作動ガスの熱量は薄肉円筒 4を通じてシリ ンダ 6 熱伝導により伝播され散逸す るためシリンダ 6内の熱損失が生じ、 冷凍機と しての性能が低下する。
そこで、 実施形態 2は、 実施形態 1 において薄肉円筒 4を高断熱材によ り形成 してなるものである。 前記高断熱材と しては、 例えばポリカーボネート等の樹脂 、 セラミ ックなどを用いることができる。
このよ うな構成によれば、 再生器 1内を流動する作動ガスの熱量は薄肉円筒 4 で遮断され、 シリ ンダ 6への熱伝導は生じないため、 再生器 1の蓄熱性が向上し 、 熱交換効率の向上に繫がる。
〈第 3の実施形態〉
図 3は、 第 3の実施形態に用いる再生器 1の周辺部の側断面図である。 第 3の 実施形態は、 第 1 の実施形態において、 再生器 1 の外周面、 即ち薄肉円筒 4の外 周面に Oリ ング 8 8 ' を装着し、 薄肉円筒 4とシリ ンダ 6 との間を密閉してい る。
これにより、 薄肉円筒 4の外周面とシリ ンダ 6の内周面との間からの作動ガス 漏れを防止することができる。 また、 Oリ ング 8 8 ' は再生器 1の両端部にそ れぞれ装着することで、 薄肉円筒 4 とシリ ンダ 6 との間に空間層が形成されるた め、 作動ガスの熱量は空間層で遮断され、 薄肉円筒 4を通じてシリ ンダ 6 熱伝 導により伝播され散逸することがなくなり、 再生器 1の蓄熱性が向上し、 熱交換 効率の向上に繋がる。
なお、 Oリ ング 8 8 ' 間に更に 1つ以上の Oリ ングを装着することで、 作動 ガス漏れの防止効果を更に向上させることができ、 また各 Oリ ングに掛かる負荷 も分散させることができる。
〈第 4の実施形態〉
図 4は、 第 4の実施形態に用いる再生器 1の周辺部の側断面図である。 第 4の 実施形態は、 第 1の実施形態において、 再生器 1 とシリ ンダ 6 との間、 即ち薄肉 円筒 4 とシリ ンダ 6 との間を接着剤 9で埋めることにより、 再生器 1 とシリ ンダ 6 との隙間をなく している。
これにより、 薄肉円筒 4の外周面とシリ ンダ 6の内周面との間からの作動ガス 漏れを防止することができる。 また、 薄肉円筒 4 とシリンダ 6 との間に接着剤 9 の樹脂層が形成されるため、 作動ガスの熱量は接着剤 9の樹脂層で遮断され、 薄 肉円筒 4を通じてシリンダ 6 熱伝導により伝播され散逸することがなく なり、 再生器 1の蓄熱性が向上し、 熱交換効率の向上に繫がる。
なお、 接着剤 9の塗布位置は、 図 4のよ う に薄肉円筒 4の外周面全面に塗布す る他に、 第 3の実施形態の Oリ ングと同様に薄肉円筒 4の外周面を 1周覆うよう に複数の塗布位置を設けてもよい。 これにより、 作動ガスの熱量は接着剤の樹脂 層と空間層とで遮断されることになる。
〈第 5の実施形態〉
図 5は、 第 5の実施形態に用いる再生器 1 の斜視図である。 第 5の実施形態は 、 第 1 の実施形態において、 薄肉円筒 4の片端または両端に突起した折り返し部 1 0 (図 5では 4箇所） を設け、 折り返し部 1 0を樹脂フィルム 2側へ折り返す ことによ り、 樹脂フィルム 2の上下方向の移動を固定している。
これにより、 フリーピス トン型スターリ ング冷凍機 1 4の運転中に、 樹脂フィ ルム 2の層間を流動する作動ガスにより樹脂フィルム 2が上下方向に移動するこ とがなく なり、 作動ガスの無効仕事を減少することができ、 熱交換効率が向上し て冷凍機としての性能向上に繋がる。
なお、 折り返し部 1 0の数や形状には特に限定はなく、 樹脂フィルム 2の上下 方向の移動を固定でき、 作動ガスの流動を妨げない程度の面積であればよい。 産業上の利用可能性
本発明のスターリ ング機関は、 冷蔵庫、 ショーケース、 自動販売機等の冷却器 と して用いるスターリング冷凍機に利用することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 圧縮空間と膨張空間との間に配設され両空間を往復する作動ガスの流路にな ると ともに、 前記作動ガスから熱量を回収または放出する再生器を備えたスター リ ング機関において、
前記再生器は、 ボビンと、 該ボビンの外周面に密着するように巻回された榭脂 フィルムと、 該樹脂フィルムの外周に密着するように設けられた筒とを備え、 前 記樹脂フィルムの層間を前記作動ガスが流動することを特徴とするスターリング 機関。
2 . 圧縮空間と膨張空間との間に配設され両空間を往復する作動ガスの流路にな ると ともに、 前記作動ガスから熱量を回収または放出する再生器を備えたスター リ ング機関において、
前記再生器は、 ボビンと、 該ボビンの外周面に卷回された樹脂フィルムと、 該 樹脂フィルムの外周に設けられ縦方向にスリ ッ トが形成された筒とを備え、 前記 樹脂フィルムの一端が、 前記ボビンの外周面に固着され、 前記樹脂フィルムの他 端が、 前記スリ ッ トから外部へ引き出されて前記スリ ッ 卜の端面または前記筒の 外周面に固着され、 前記樹脂フィルムの層間を前記作動ガスが流動することを特 徴とするスターリング機関。
3 . 圧縮空間と膨張空間との間のシリ ンダに内設され両空間を往復する作動ガス の流路になると ともに、 前記作動ガスから熱量を回収または放出する再生器を備 えたスターリング機関において、
前記再生器は、 ボビンと、 該ボビンの外周面に卷回された樹脂フィルムと、 該 樹脂フィルムの外周に設けられ縦方向にスリ ッ トが形成された筒とを備え、 前記 樹脂フィルムの一端が、 前記ボビンの外周面に固着され、 前記樹脂フィルムの他 端が、 前記ス リ ッ トから外部へ引き出されて前記ス リ ッ トの端面または前記筒の 外周面に固着され、 前記筒が前記シリ ンダの内周面に圧着され、 前記樹脂フィル ムの層間を前記作動ガスが流動することを特徴とするスターリ ング機関。
4 . 請求項 3において、 前記筒の外周面に 2以上の Oリングを装着することによ り、 前記筒と前記シリ ンダとの隙間をなく したことを特徴とするスターリ ング機 関。
5 . 請求項 3において、 前記筒と前記シリ ンダとの間を接着剤で埋めることによ り、 前記筒と前記シリンダとの隙間をなく したことを特徴とするスターリ ング機 関。
6 . 請求項 1 〜 3の何れかにおいて、 前記筒の片端または両端に折り返し部を設 け、 該折り返し部を前記樹脂フィルム側へ折り返すことにより、 前記樹脂フィル ムを固定したことを特徴とするスターリ ング機関。
7 . 請求項 1〜 3の何れかにおいて、 前記筒が高断熱材により形成されたことを 特徴とするスターリング機関。
PCT/JP2001/010452 2000-11-30 2001-11-29 Moteur stirling WO2002044630A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR0115771-0A BR0115771A (pt) 2000-11-30 2001-11-29 Motor de ciclo de stirling
US10/433,066 US6779342B2 (en) 2000-11-30 2001-11-29 Stirling engine
KR10-2003-7007208A KR100506443B1 (ko) 2000-11-30 2001-11-29 스터링 기관

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000364952A JP3690980B2 (ja) 2000-11-30 2000-11-30 スターリング機関
JP2000-364952 2001-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002044630A1 true WO2002044630A1 (fr) 2002-06-06

Family

ID=18835808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2001/010452 WO2002044630A1 (fr) 2000-11-30 2001-11-29 Moteur stirling

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6779342B2 (ja)
JP (1) JP3690980B2 (ja)
KR (1) KR100506443B1 (ja)
CN (1) CN1199026C (ja)
BR (1) BR0115771A (ja)
TW (1) TWI239381B (ja)
WO (1) WO2002044630A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101709677B (zh) * 2009-12-17 2011-11-16 哈尔滨工程大学 一种基于双型线曲轴的循环斯特林发动机

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040033764A (ko) * 2002-10-15 2004-04-28 주명자 스털링사이클계 재생기
DE60320681T2 (de) * 2002-10-31 2009-06-10 Sharp K.K. Regenerator, verfahren zur herstellung des regenerators, system zur herstellung des regenerators und stirling-kältemaschine
GB0625483D0 (en) * 2006-12-20 2007-01-31 Microgen Energy Ltd An annular regenerator assembly
US8096118B2 (en) 2009-01-30 2012-01-17 Williams Jonathan H Engine for utilizing thermal energy to generate electricity
WO2010108778A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Nv Bekaert Sa Regenerator for a thermal cycle engine
FR2950380A1 (fr) * 2009-09-21 2011-03-25 Billat Pierre Machine thermodynamique a cycle de stirling
JP5599739B2 (ja) * 2011-02-15 2014-10-01 住友重機械工業株式会社 蓄冷器式冷凍機
US8950489B2 (en) * 2011-11-21 2015-02-10 Sondex Wireline Limited Annular disposed stirling heat exchanger
JP6386230B2 (ja) * 2014-02-03 2018-09-05 東邦瓦斯株式会社 熱音響装置用の蓄熱器
CN105736176B (zh) * 2016-05-11 2017-09-15 宁波华斯特林电机制造有限公司 一种应用于斯特林热机换热的带状回热器及其制造方法
CN110440474A (zh) * 2019-07-23 2019-11-12 中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司 高比热推移活塞及其制备方法及蓄冷式制冷机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62118048A (ja) * 1985-11-18 1987-05-29 Sanyo Electric Co Ltd スタ−リングエンジンの再生熱交換器
EP0339298A1 (de) * 1988-04-14 1989-11-02 Leybold Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Regenerators für eine Tieftemperatur-Kältemaschine und nach diesem Verfahren hergestellter Regenerator
JPH10205901A (ja) * 1997-01-23 1998-08-04 Aisin Seiki Co Ltd 蓄冷材、蓄冷器及びこれらを適用した蓄冷型冷凍機
JP2000220897A (ja) * 1999-01-29 2000-08-08 Sharp Corp スターリング機関用再生器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE120256T1 (de) * 1989-10-19 1995-04-15 Wilkins Gordon A Magnetoelektrische resonanzkraftmaschine.
US5329768A (en) * 1991-06-18 1994-07-19 Gordon A. Wilkins, Trustee Magnoelectric resonance engine
JPH074762A (ja) 1993-06-15 1995-01-10 Daikin Ind Ltd スターリング機関の熱損失低減構造
JP2002266699A (ja) * 2001-03-12 2002-09-18 Honda Motor Co Ltd スターリングエンジン

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62118048A (ja) * 1985-11-18 1987-05-29 Sanyo Electric Co Ltd スタ−リングエンジンの再生熱交換器
EP0339298A1 (de) * 1988-04-14 1989-11-02 Leybold Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Regenerators für eine Tieftemperatur-Kältemaschine und nach diesem Verfahren hergestellter Regenerator
JPH10205901A (ja) * 1997-01-23 1998-08-04 Aisin Seiki Co Ltd 蓄冷材、蓄冷器及びこれらを適用した蓄冷型冷凍機
JP2000220897A (ja) * 1999-01-29 2000-08-08 Sharp Corp スターリング機関用再生器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101709677B (zh) * 2009-12-17 2011-11-16 哈尔滨工程大学 一种基于双型线曲轴的循环斯特林发动机

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030051887A (ko) 2003-06-25
TWI239381B (en) 2005-09-11
JP3690980B2 (ja) 2005-08-31
CN1478191A (zh) 2004-02-25
KR100506443B1 (ko) 2005-08-05
US6779342B2 (en) 2004-08-24
BR0115771A (pt) 2004-01-13
US20040088973A1 (en) 2004-05-13
JP2002168538A (ja) 2002-06-14
CN1199026C (zh) 2005-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101100301B1 (ko) 극저온 냉동기
JP3949135B2 (ja) 圧電ポンプおよびスターリング冷却庫
WO2002044630A1 (fr) Moteur stirling
US6993917B2 (en) Coupling for heat transfer member
JP3583637B2 (ja) スターリング機関用再生器
WO2002016835A1 (fr) Systeme de refrigeration sterling et dispositif de refroidissement
JP2003065620A (ja) スターリング機械用再生器、それを用いたスターリング冷凍機及び流動ガスの熱再生システム
JPH07180921A (ja) スターリング冷蔵庫
JP2941558B2 (ja) スタ−リング冷凍装置
KR100805408B1 (ko) 쿨러의 내측 고정자 고정구조
JP2828948B2 (ja) 再生熱交換器
JP2003021412A (ja) スターリング装置の蓄熱器
JP2006207851A (ja) 再生器およびその製造方法ならびにスターリング機関、スターリング冷却庫
JP2006144690A (ja) 圧電ポンプおよびスターリング冷却庫
JP2006162201A (ja) スターリング機関およびスターリング冷却庫
JPH0854151A (ja) パルスチューブ冷凍機
JP2699939B2 (ja) 蓄冷器式冷凍機
JP3363697B2 (ja) 冷凍装置
JP3003287U (ja) ブルマイヤーヒートポンプの再生器
JP2004132696A (ja) スターリング機関用再生器
JP2005345073A (ja) スターリング機関およびその製造方法、スターリング冷却庫
JP2005121323A (ja) スターリング機関および熱交換システム
JP2006162200A (ja) スターリング機関およびスターリング冷却庫
JP2006145076A (ja) 放熱システムおよびスターリング冷却庫
KR20030066151A (ko) 쿨러의 실린더 및 내부 열교환기 실링구조

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR CA CN IL IN KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020037007208

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 018198783

Country of ref document: CN

Ref document number: 10433066

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020037007208

Country of ref document: KR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020037007208

Country of ref document: KR